WO2017051573A1 - 共振子及び共振装置 - Google Patents

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WO2017051573A1
WO2017051573A1 PCT/JP2016/068477 JP2016068477W WO2017051573A1 WO 2017051573 A1 WO2017051573 A1 WO 2017051573A1 JP 2016068477 W JP2016068477 W JP 2016068477W WO 2017051573 A1 WO2017051573 A1 WO 2017051573A1
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generation unit
holding
node generation
resonator
unit
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PCT/JP2016/068477
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French (fr)
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西村　俊雄
ヴィレ カーヤカリ
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株式会社村田製作所
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    • H03H9/02433—Means for compensation or elimination of undesired effects
    • H03H2009/0244—Anchor loss

Definitions

  • the present invention relates to a resonator and a resonance device in which a vibration section vibrates in an in-plane vibration mode.
  • a resonance apparatus using a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology is used as a timing device, for example.
  • This resonance device is mounted on a printed circuit board incorporated in an electronic device such as a smartphone.
  • the resonance device includes a lower substrate, an upper substrate that forms a cavity between the lower substrate, and a resonator that is disposed in the cavity between the lower substrate and the upper substrate.
  • the ratio b / a between the long side length b and the short side length a of the rectangular shape is selected within a specific range.
  • a resonator that can effectively excite the spreading mode is disclosed.
  • a conventional resonator has a configuration in which a rectangular vibrating portion (vibrating body) is connected to a holding portion by a holding arm.
  • the vibration part is held by the holding arm, so that the vibration leaks and an anchor loss occurs.
  • the Q value of the resonator is lowered.
  • a node point is formed near the center of a side parallel to the vibration direction of the vibrating body by optimizing the aspect ratio of the vibrating body.
  • the direction perpendicular to the vibration and the thickness direction of the vibrating body are not considered, and anchor loss still occurs.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to improve the Q value by reducing anchor loss in a resonator.
  • a resonator includes a piezoelectric vibration unit, a holding unit provided in at least a part of the periphery of the piezoelectric vibration unit, and a first node generation unit between the piezoelectric vibration unit and the holding unit.
  • a first connection arm that connects the first node generation unit, a region of the piezoelectric vibration unit facing the first node generation unit, a first node generation unit, and a holding unit;
  • a first holding arm that connects a region facing the node generation unit, and the first node generation unit includes a first holding arm that connects the first node generation unit and the piezoelectric vibration unit.
  • the shape is substantially symmetrical with respect to each of two lines passing through the center of the first node generation unit along one direction and a second direction orthogonal to the first direction.
  • a node point for vibration in the stacking direction in the piezoelectric vibration unit can be generated on the node generation unit.
  • the anchor loss due to the vibration part being held by the holding part is reduced, and the Q value can be improved.
  • the resonator includes a second node generation unit provided between the piezoelectric vibration unit and the holding unit so as to face the first node generation unit with the piezoelectric vibration unit interposed therebetween, a piezoelectric vibration unit, and a second A second connection arm that connects the node generation unit; and a second holding arm that connects the second node generation unit and the holding unit, wherein the second node generation unit includes: And it is preferable that it is a substantially symmetrical shape with respect to each of two lines which pass along the center of a 2nd node production
  • the piezoelectric vibration unit is formed by laminating a first electrode, a piezoelectric thin film, and a second electrode, and the first node generation unit and the second node generation unit are respectively the piezoelectric vibration unit.
  • the displacement of vibration in the stacking direction has a plurality of node regions smaller than the periphery thereof, and the first holding arm is connected to the first node generation unit in any one of the plurality of node regions in the first node generation unit
  • the second holding arm is preferably connected to the second node generation unit in any one of the plurality of node regions in the second node generation unit.
  • the first node generation unit and the second node generation unit have a substantially circular shape. Moreover, it is preferable that the first node generation unit and the second node generation unit have rectangular shapes in which the lengths of the four sides are substantially equal. Moreover, it is preferable that the width
  • the resonator includes a plurality of first holding arms and second holding arms, and the plurality of first holding arms and the plurality of second holding arms are connected to each of the plurality of node regions. Is preferred. In this case, it is possible to further reduce anchor loss due to the vibration part being held by the holding part.
  • a resonance device includes the resonator according to any one of the above.
  • the anchor loss is reduced and the Q value can be improved.
  • the Q value can be improved by reducing the anchor loss in the resonator.
  • 1 is a perspective view schematically showing an appearance of a resonance device according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is an exploded perspective view schematically showing a structure of a resonance device according to a first embodiment of the present invention. It is a top view of the lower lid concerning a 1st embodiment of the present invention. It is a top view of the resonator which concerns on 1st Embodiment of this invention which removed the upper side board
  • FIG. 5 corresponds to FIG. 4 and is a plan view of a resonator according to a second embodiment of the present invention from which an upper substrate is removed.
  • FIG. It is a figure corresponding to Drawing 6 and showing displacement of a resonator concerning a 2nd embodiment.
  • 5 corresponds to FIG. 4 and is a plan view of a resonator according to a third embodiment of the present invention from which an upper substrate is removed.
  • FIG. 5 corresponds to FIG.
  • FIG. 4 is a plan view of a resonator according to a fourth embodiment of the present invention from which an upper substrate is removed.
  • FIG. FIG. 6 is a plan view of a resonator according to a fifth embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 4, with an upper substrate removed.
  • FIG. 10 is a plan view of a resonator according to the sixth embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 4, with an upper substrate removed.
  • FIG. 10 is a plan view of the resonator according to the seventh embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 4, with the upper substrate removed.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the appearance of the resonance device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the structure of the resonance device 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the resonance device 1 includes a resonator 10 and an upper lid 30 and a lower lid 20 provided with the resonator 10 interposed therebetween. That is, the resonance device 1 is configured by stacking the lower lid 20, the resonator 10, and the upper lid 30 in this order.
  • the resonator 10, the lower lid 20, and the upper lid 30 are joined, whereby the resonator 10 is sealed, and a vibration space of the resonator 10 is formed.
  • the resonator 10, the lower lid 20, and the upper lid 30 are each formed using a Si substrate.
  • the resonator 10, the lower lid 20, and the upper lid 30 are joined to each other by bonding the Si substrates together.
  • the resonator 10 and the lower lid 20 may be formed using an SOI substrate.
  • the resonator 10 is a MEMS resonator manufactured using MEMS technology.
  • the resonator 10 may be a crystal resonator.
  • each configuration of the resonance device 1 will be described in detail.
  • the upper lid 30 extends in a flat plate shape along the XY plane, and a flat rectangular parallelepiped concave portion 31 is formed on the back surface thereof.
  • the recess 31 is surrounded by the side wall 33 and forms part of a vibration space that is a space in which the resonator 10 vibrates.
  • the lower lid 20 includes a rectangular flat plate-shaped bottom plate 22 provided along the XY plane, and a side wall 23 extending in the Z-axis direction (that is, the stacking direction of the lower lid 20 and the resonator 10) from the peripheral edge of the bottom plate 22.
  • the lower lid 20 is provided with a recess 21 formed by the surface of the bottom plate 22 and the inner surface of the side wall 23 on the surface facing the resonator 10.
  • the recess 21 forms part of the vibration space of the resonator 10.
  • the vibration space is hermetically sealed by the upper lid 30 and the lower lid 20 described above, and a vacuum state is maintained.
  • the vibration space may be filled with a gas such as an inert gas.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing the structure of the lower lid 20 according to the present embodiment.
  • the long side direction of the lower lid 20 is the Y-axis direction
  • the short side direction is the X-axis direction
  • the thickness direction is the Z-axis direction.
  • the concave portion 21 is a space defined by a rectangle S (hereinafter also simply referred to as “rectangle S”) and a space defined by two arcs R (hereinafter simply referred to as “ It is also called a “bow R”.).
  • the recessed part 21 is not partitioned between the rectangle S and the arc R, and is formed by one continuous space.
  • the rectangle S has long sides M and M ′ in the Y-axis direction and short sides N and N ′ in the X-axis direction.
  • the rectangle S is preferably larger than the area of a vibration unit 120 (see FIG. 4) described later and has a similar shape to the vibration unit 120.
  • the bow R is joined to a pair of sides of the rectangle S at the string.
  • the side to which the arc R joins is the side facing the side connected to the holding arms 112A (113A) and 112B (113B) in the holding unit 140 (see FIG. 4), which will be described later, in the Z-axis direction.
  • the holding unit 140 is connected to the vibrating unit 120 via the holding arms 112A (113A) and 112B (113B) on a side parallel to the X-axis direction in the holding unit 140. Accordingly, the two arcs R are positioned so that their chords coincide with the two short sides (dotted lines N and N ′ in FIG. 3) parallel to the X-axis direction in the rectangle S.
  • the radius of the circle formed by the arc of the arcuate R is larger than the radius of the circle formed by the arc of the node generation units 130A and 130B (see FIG. 4) described later.
  • the arcuate R has a semicircular shape.
  • the string of the arc R matches the short side of the rectangle S, and the arc R has a semicircular shape. Therefore, the center CM and CN of the circle formed by the arc of the arc R are the sides NN of the rectangle S. It is located on ⁇ .
  • the center CM of the circle corresponds to a region in the holding unit 140, which will be described later, corresponding to a region that is equidistant from the connection point between the holding arm 112A and the holding unit 140 and the connection point between the holding arm 113A and the holding unit 140. It is preferable to be provided.
  • the center CN of the circle is located at a position corresponding to a region in the holding unit 140, which will be described later, which is equidistant from the connection point between the holding arm 112B and the holding unit 140 and the connection point between the holding arm 113B and the holding unit 140. It is preferable to be provided.
  • the resonance apparatus 1 can improve the confinement property of the vibration by the resonator 10.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing the structure of the resonator 10 according to the present embodiment.
  • the resonator 10 includes a vibration unit 120 (an example of a piezoelectric vibration unit), a holding unit 140, a node generation unit 130A (an example of a first node generation unit), and 130B (a second node generation).
  • a connection arm 111A an example of a first connection arm
  • a connection arm 111B an example of a second connection arm
  • holding arms 112A and 113A first And holding arms 112B and 113B (an example of a second holding arm).
  • the vibration unit 120 has a substantially rectangular parallelepiped outline extending in a flat plate shape along the XY plane in the orthogonal coordinate system of FIG. Note that the vibration unit 120 is not limited to a flat plate shape, and may be, for example, a quadrangular prism having a certain thickness.
  • the vibrating portion 120 has a rectangular plate-shaped metal layer E1 (an example of a first electrode having a length direction and a width direction) in a region indicated by a dotted line.
  • the metal layer E1 formed on the vibrating portion 120 also referred to as “upper electrode E1”).
  • a metal layer E2 an example of a second electrode.
  • the metal layer E2 formed on the vibrating portion 120 is also referred to as “lower electrode E2”) is provided.
  • the vibration unit 120 has a pair of short sides 121a and 121b in the X-axis direction and a pair of long sides 121c and 121d in the Y-axis direction.
  • the length of the short sides 121a and 121b is set to about 100 ⁇ m
  • the length of the long sides 121c and 121d is set to about 150 ⁇ m.
  • the upper electrode E1 and the lower electrode E2 have a long side in the Y-axis direction and a short side in the X-axis direction, and are formed on the vibration unit 120.
  • the upper electrode E1 is drawn from the vibration unit 120 to a region of the holding unit 140 facing the short side 121a of the vibration unit 120 via the connection arm 111A, the node generation unit 130A, and the holding arm 112A.
  • the configuration of the lower electrode E2 is formed in the vibration unit 120 similarly to the configuration of the upper electrode E1, and is further provided from the vibration unit 120 via the connection arm 111B, the node generation unit 130B, and the holding arm 112B. Is pulled out to a region facing the short side 121b of the vibrating part 120.
  • a space is formed between the vibrating unit 120 and the holding unit 140 at a predetermined interval.
  • the vibration unit 120 is connected to the connection arms 111A and 111B at a pair of short sides 121a and 121b, respectively, and further, the node generation units 130A and 130B and the holding arms 112A, 113A, 112B, and 113B. Is held by the holding unit 140.
  • the vibration unit 120 is not connected to the holding unit 140 at the pair of long sides 121c and 121d.
  • the outer shape of the holding unit 140 is formed in a rectangular frame shape along the XY plane, for example.
  • the holding unit 140 is formed so that its inner shape surrounds the outside of the vibration unit 120 and the node generation units 130A and 130B along the XY plane. That is, in the present embodiment, the holding unit 140 has a frame shape that is hollowed out from a rectangular flat plate along the outer edges of the vibration unit 120 and the node generation units 130A and 130B.
  • the space (gap) formed between the holding unit 140, the vibration unit 120, and the node generation units 130A and 130B has a constant interval.
  • maintenance part 140 should just be provided in at least one part of the circumference
  • Node generators 130A and 130B The node generation unit 130A is provided between the short side 121a of the vibration unit 120 and the region of the holding unit 140 facing the short side 121a.
  • the node generation unit 130A has a shape that is substantially plane-symmetric with respect to a virtual plane defined parallel to the XZ plane along the center line CY in the Y-axis direction (which is an example of the first direction). .
  • the node generation unit 130A is also approximately for a virtual plane defined parallel to the YZ plane along the center line CX in the X-axis direction (which is an example of the second direction). It has a symmetrical shape.
  • the node generation unit 130A has a circular shape with a radius of about 34 ⁇ m.
  • the node generation unit 130A is connected to the connection arm 111A at the vertex facing the short side 121a.
  • the center line in the X-axis direction of the connecting arm 111A coincides with an extension line of the center line CX in the X-axis direction of the node generation unit 130A.
  • the node generation unit 130A is connected to the holding unit 140 by the holding arms 112A and 113A. Specifically, the node generation unit 130A is inclined by about ⁇ 45 degrees in the Y axis direction around the intersection of the center lines CY and CX from the center line CY in the Y axis direction of the node generation unit 130A, and the vibration unit 120 Is connected to the holding arm 112A on a line segment C1 extending outward from the node generation unit 130A in the direction away from.
  • the node generation unit 130A is inclined about +45 degrees in the Y-axis direction around the intersection of the center lines CY and CX from the center line CY, and is directed outward from the node generation unit 130A in a direction away from the vibration unit 120. And connected to the holding arm 113A on the line segment C1 ′ that extends.
  • the diameter L of the node generation unit 130A is preferably larger than the width of the connection arm 111A in the X-axis direction. Furthermore, the diameter L is preferably shorter than the width of the vibration part 120 in the X-axis direction. More preferably, the diameter L is about 70% of the width of the vibration unit 120 in the X-axis direction.
  • Node generation unit 130B has the same configuration as node generation unit 130A.
  • connection arms 111A and 111B The connecting arm 111A has a substantially rectangular shape. One end of the connection arm 111A is connected to the vicinity of the center of the short side 121a in the vibration unit 120, and extends perpendicularly to the short side 121a from there toward the node generation unit 130A. The other end of the connection arm 111A is connected such that the center in the width direction coincides with the center line CX of the node generation unit 130A. In the present embodiment, the width of the connecting arm 111A in the X-axis direction is about 10 ⁇ m.
  • the connecting arm 111B has the same configuration as the connecting arm 111A.
  • the holding arm 112A has a substantially rectangular shape.
  • the holding arm 112A is provided at a predetermined angle with respect to the Y-axis direction. For this reason, the holding arm 112A does not coincide with the extension line of the connection arm 111A.
  • the holding arms 112A and 113A have a substantially plane-symmetric structure with respect to a virtual plane defined parallel to the YZ plane along the center line CX.
  • the width of the holding arm 112A is narrower than the width of the connecting arm 111A and is about 5 ⁇ m. By making the width of the holding arm 112A smaller than the width of the connecting arm 111A, it is possible to suppress the propagation of vibration from the node generation unit 130A to the holding unit 140.
  • the holding arms 113A, 112B, 113B have the same configuration as the holding arms 112A.
  • the resonator 10 does not necessarily include both the holding arms 112A and 113A as a configuration for connecting the node generation unit 130A and the holding unit 140, and may include only one of them.
  • the resonator 10 does not necessarily include both the holding arms 112B and 113B as a configuration for connecting the node generation unit 130B and the holding unit 140, and may include only one of them.
  • FIGS. 5A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG.
  • the side wall 23 of the lower lid 20 and the holding portion 140 of the resonator 10 are joined, and the holding portion 140 of the resonator 10 is further joined. And the side wall 33 of the upper lid 30 are joined. In this way, the resonator 10 is held between the lower lid 20 and the upper lid 30, and a vibration space in which the vibration unit 120 vibrates is formed between the lower lid 20 and the upper lid 30.
  • the bottom plate 22 and the side wall 23 of the lower lid 20 are integrally formed of Si (silicon).
  • a SiO 2 (silicon dioxide) film F1 is formed on the upper surface of the side wall 23, and the lower lid 20 is joined to the holding portion 140 of the resonator 10 by the SiO 2 film F1.
  • the thickness of the lower lid 20 defined in the Z-axis direction is 150 ⁇ m, for example, and the depth of the recess 21 is 50 ⁇ m, for example.
  • the upper lid 30 is formed of a Si (silicon) wafer having a predetermined thickness. As shown in FIG. 4, the upper lid 30 is joined to the holding portion 140 of the resonator 10 at the peripheral portion (side wall 33). A bonding layer H is formed between the peripheral portion of the upper lid 30 and the holding portion 140, and the upper lid 30 is bonded to the holding portion 140 by the bonding layer H.
  • the bonding layer H is formed of, for example, an Au (gold) film and an Sn (tin) film.
  • the holding unit 140, the vibrating unit 120, the node generation units 130A and 130B, the connection arms 111A and 111B, and the holding arms 112A, 113A, 112B, and 113B are formed by the same process. Specifically, first, the metal layer E2 is laminated on the Si (silicon) layer F2. Then, a piezoelectric thin film F3 is laminated on the metal layer E2 so as to cover the metal layer E2, and further, a metal layer E1 is laminated on the piezoelectric thin film F3. Further, on the metal layer E1, again, The piezoelectric thin film F3 is laminated.
  • the Si layer F2 is formed of, for example, a degenerate n-type Si semiconductor having a thickness of about 30 ⁇ m, and can include P (phosphorus), As (arsenic), Sb (antimony), or the like as an n-type dopant.
  • the resistance value of the degenerated Si used as the Si layer F2 is desirably 0.5 m ⁇ ⁇ cm or more and 0.9 m ⁇ ⁇ cm or less.
  • the resistance value of degenerate Si used in the present embodiment is, for example, 0.63 m ⁇ ⁇ cm.
  • An SiO 2 layer may be formed on the lower surface of the Si layer F2. Thereby, it is possible to improve the temperature characteristics of the vibration unit 120.
  • the metal layers E2 and E1 are formed using, for example, Mo (molybdenum) or aluminum (Al) having a thickness of about 0.1 ⁇ m.
  • Mo mobdenum
  • Al aluminum
  • the Si layer F2 may be used as the lower electrode instead of the metal layer E2.
  • the metal layers E2 and E1 are formed in a desired shape by etching or the like.
  • the metal layer E2 is formed on the vibrating part 120 so as to function as the lower electrode E2.
  • the metal layer E2 is formed on the node generators 130A and 130B, the connecting arms 111A and 111B, the holding arms 112A, 113A, 112B, and 113B, and the holding unit 140, with the AC power source provided outside the resonator 10 on the lower side. It is formed to function as a wiring for connecting the electrode E2.
  • the metal layer E1 is formed to function as the upper electrode E1, for example, on the vibration part 120.
  • the metal layer E1 is connected to, for example, an AC power supply provided outside the resonator 10 on the node generation units 130A and 130B, the connection arms 111A and 111B, the holding arms 112A, 113A, 112B, and 113B, and the holding unit 140. It is formed so as to function as a wiring for connecting the upper electrode E1.
  • an electrode is formed on the outer surface of the upper lid 30, and the electrode connects the AC power source to the lower wiring or the upper wiring.
  • the wiring may be formed by filling the via with a conductive material, and the wiring may connect the AC power source and the lower wiring or the upper wiring.
  • the piezoelectric thin film F3 is a piezoelectric thin film that converts an applied voltage into vibration, and can be mainly composed of a nitride or oxide such as AlN (aluminum nitride). Specifically, the piezoelectric thin film F3 can be formed of ScAlN (scandium aluminum nitride). ScALN is obtained by replacing a part of aluminum in aluminum nitride with scandium.
  • the piezoelectric thin film F3 has a thickness of 1 ⁇ m, for example.
  • the piezoelectric thin film F3 expands and contracts in the in-plane direction of the XY plane according to the electric field applied to the piezoelectric thin film F3 by the metal layers E2 and E1. Due to the expansion and contraction of the piezoelectric thin film F3, the vibration unit 120 performs contour vibration in the X-axis direction.
  • the vibration of the vibration unit 120 is propagated to the node generation units 130A and 130B via the connection arms 111A and 111B.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing a distribution in which displacement due to vibration of the resonator 10 according to the present embodiment is decomposed into Z-axis components.
  • a portion represented by light gray represents a portion with small displacement
  • a portion represented with white and a portion represented with dark gray represents a portion with large displacement.
  • a portion represented by dark gray indicates a displacement of each axis in the positive direction
  • a portion represented by white indicates a displacement of each axis in the negative direction.
  • the vibration unit 120 vibrates also in the Z-axis direction.
  • the resonator 10 is formed by laminating materials having different sound speeds. Therefore, the elastic characteristics of each layer in the resonator 10 are different. As a result, even when the vibration unit 120 vibrates in the plane, the vibration unit 120 generates vibration in the Z-axis direction.
  • the vibration unit 120 is displaced in the positive direction of the Z axis and in the negative direction of the four corners of the vibration part 120.
  • the displacement in the Z-axis direction in the node generation unit 130A is approximately for each of a plane defined parallel to the YZ plane along the center line CX and a plane defined parallel to the XZ plane along the center line CY. It is plane symmetric.
  • the displacement due to vibration in the Z-axis direction is reduced at the vertices of the regions R1 to R4 in the vicinity of the line segments C1 and C1 ′ inclined by about 45 degrees from the center lines CX and CY as compared with the surroundings.
  • a plurality of areas (hereinafter also referred to as “node areas”) are generated.
  • the holding arms 112A and 113A are formed so as to be connected to the node region of the node generation unit 130A.
  • the vibration generated in the vibration unit 120 is canceled by the holding arms 112A and 113A and is not propagated to the holding unit 140.
  • the anchor loss of the resonator 10 can be reduced, and the Q value can be improved.
  • the distribution of displacement of the node generation unit 130B is the same as that of the node generation unit 130A.
  • FIG. 7 is a graph comparing displacement integrated values at the connection portion between the holding portion and the holding arm between the resonator 10 according to the present embodiment and the resonator 10 ′ of the comparative example.
  • a resonator including a vibrating unit and a holding unit similar to the resonator 10 according to the present embodiment is used as the resonator 10 ′ of the comparative example.
  • the vibrating unit 120 Comparing the resonator 10 and the resonator 10 ′, in the resonator 10, the vibrating unit 120 includes the connection arms 111 ⁇ / b> A and 111 ⁇ / b> B, the node generation units 130 ⁇ / b> A and 130 ⁇ / b> B, and the holding arms 112 ⁇ / b> A, 113 ⁇ / b> A, 112 ⁇ / b> B, and 113 ⁇ / b> B. In contrast to the connection to the holding part, in the resonator 10 ′, the vibrating part is connected to the holding part via the holding arm.
  • the vertical axis represents the area of the holding arm and represents the value obtained by integrating the displacement of the holding arm.
  • the horizontal axis represents the ratio of the radii of the node generation units 130A and 130B to the length of the short side 121a of the vibration unit 120. Since the resonator 10 ′ of the comparative example does not include a node generation unit, the displacement integral value is always constant (thick line in the graph) regardless of the value on the horizontal axis. On the other hand, in the graph of FIG. 7, what is indicated by a dot is a displacement integral value of the resonator 10 according to the present embodiment.
  • the displacement integrated value of the resonator 10 is reduced as compared with the resonator 10 ′ in the range where the horizontal axis is 0.2 or more and 0.48 or less.
  • the anchor loss is a value that increases in proportion to the displacement integral value. Therefore, it can be seen from the graph of FIG. 7 that the anchor loss is greatly reduced by providing the node generation units 130A and 130B. In particular, it can be seen that the anchor loss can be most reduced when the ratio of the radius of the node generation units 130A and 130B to the length of the short side 121a of the vibration unit 120 is in the vicinity of 0.3 to 0.45.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a plan view of the resonator 10 according to the second embodiment. Below, it demonstrates centering on the difference with 1st Embodiment among the detailed structures of the resonance apparatus 1 which concerns on this embodiment.
  • the node generation unit 130A has a substantially square shape.
  • the side 131a that faces the short side 121a of the vibration unit 120 is provided in parallel to the short side 121a.
  • the length of one side of the node generation unit 130A is set to about 50 ⁇ m.
  • Other configurations of the node generation unit 130A are the same as those in the first embodiment.
  • the configuration of the node generation unit 130B is the same as that of the node generation unit 130A.
  • connection arms 111A and 111B In the present embodiment, one end of the connection arm 111A is connected to the node generation unit 130A at the center of the side 131a of the node generation unit 130A in the X-axis direction. Other configurations of the connecting arm 111A are the same as those in the first embodiment. The configuration of the connection arm 111B is the same as the configuration of the connection arm 111A.
  • Holding arms 112A, 113A, 112B, 113B In the present embodiment, the line segment C1 matches the diagonal line of the node generation unit 130A.
  • One end of the holding arm 112A is connected to the node generation unit 130A at one end of the side 131b facing the holding unit 140 in the node generation unit 130A.
  • the holding arm 112 ⁇ / b> A extends along the extended line of the diagonal line C ⁇ b> 1 therefrom, and the other end is connected to the holding part 140 at a contact point between the extended line of the diagonal line C ⁇ b> 1 and the holding part 140.
  • Other configurations of the holding arm 112A are the same as those in the first embodiment.
  • the configuration of the holding arms 113A, 112B, and 113B is the same as the configuration of the holding arms 112A.
  • FIG. 9 corresponds to FIG. 6 of the first embodiment, and shows a state in which the displacement due to the vibration of the resonator 10 according to the present embodiment is decomposed into Z-axis components.
  • the displacement in the Z-axis direction in the node generation unit 130A is defined in parallel to the YZ plane along the center line CX and in parallel to the XZ plane along the center line CY. It is substantially plane-symmetric with respect to each plane. As a result, displacement due to vibration in the Z-axis direction is reduced in the regions R1 to R4 in the vicinity of the line segments C1 and C1 ′ in the node generation unit 130A.
  • Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a plan view of the resonator 10 according to the present embodiment. Below, it demonstrates centering on the difference with 1st Embodiment among the detailed structures of the resonance apparatus 1 which concerns on this embodiment.
  • the node generation unit 130A has a substantially rhombus shape whose diagonal is provided along the Y-axis direction and the X-axis direction. The adjacent interior angles of the node generation unit 130A do not necessarily match.
  • the configuration of the node generation unit 130B is the same as that of the node generation unit 130A. Other configurations of the node generation units 130A and 130B are the same as those in the first embodiment.
  • connection arms 111A and 111B In the present embodiment, one end of the connecting arm 111A is connected to the node generation unit 130A at a vertex of the node generation unit 130A that faces the short side 121a of the vibration unit 120. Other configurations of the connecting arm 111A are the same as those in the first embodiment. The configuration of the connection arm 111B is the same as the configuration of the connection arm 111A.
  • the line segment C1 matches the line segment that connects the centers of the sides of the node generation unit 130A.
  • One end of the holding arm 112A is connected to the node generation unit 130A at the center of the side facing the holding unit 140 in the node generation unit 130A.
  • the holding arm 112 ⁇ / b> A extends along an extension line of the line segment C ⁇ b> 1, and the other end is connected to the holding part 140 at a contact point between the extension line of the line segment C ⁇ b> 1 and the holding part 140.
  • Other configurations of the holding arm 112A are the same as those in the first embodiment.
  • the configuration of the holding arms 113A, 112B, and 113B is the same as the configuration of the holding arms 112A.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a plan view of the resonator 10 according to the present embodiment. Below, it demonstrates centering on the difference with 1st Embodiment among the detailed structures of the resonance apparatus 1 which concerns on this embodiment.
  • the resonator 10 is configured to correspond to the node generation units 130A and 130B, the connection arms 111A and 111B, and the holding arms 112A, 113A, 112B, and 113B in the first embodiment. 130A2, 130B1, 130B2, connecting arms 111A1, 111A2, 111B1, 111B2, and holding arms 112A1, 112A2, 113A1, 113A2, 112B1, 112B2, 113B1, 113B2.
  • the vibration unit 120 has a long side in the X-axis direction and a short side in the Y-axis direction.
  • two upper electrodes E1a and E1b having a rectangular plate shape having a length direction and a width direction are provided on the vibration unit 120.
  • a lower electrode E2a is provided below the upper electrodes E1a and E1b so as to face the upper electrodes E1a and E1b.
  • the upper electrodes E1a and E1b have long sides in the Y-axis direction and short sides in the X-axis direction, and are formed on the vibration unit 120.
  • the upper electrode E1a is drawn from the vibration unit 120 to a region facing the short side 121a in the holding unit 140 through the connection arm 111A1, the node generation unit 130A1, and the holding arm 112A1.
  • the upper electrode E1b is drawn from the vibrating unit 120 to the side facing the short side 121b in the holding unit 140 via the connection arm 111B1, the node generation unit 130B1, and the holding arm 112B1.
  • the lower electrode E2a has a long side in the X-axis direction and a short side in the Y-axis direction, and is formed on the vibration unit 120. Further, the lower electrode E2a is connected to the holding unit 140 from the vibrating unit 120 via the connection arms 111A1, 111A2, 111B1, 111B2, the node generation units 130A1, 130A2, 130B1, 130B2, and the holding arms 112A1, 112A2, 112B1, 112B2. In the region facing the short side 121a and the region facing the short side 121b. Other configurations of the vibration unit 120 are the same as those in the first embodiment.
  • Node generators 130A1, 130A2, 130B1, 130B2 The node generation unit 130A1 is provided to face the upper short side of the upper electrode E1a.
  • the node generation unit 130A1 is connected to the connection arm 111A1 on the center line CX in the X-axis direction.
  • the node generation unit 130A1 is connected to the holding arms 112A1 and 113A1 at positions that are line-symmetric with respect to the center line CX.
  • Other configurations of the node generation unit 130A1 are the same as the configuration of the node generation unit 130A in the first embodiment.
  • node generation units 130A2, 130B1, and 130B2 is the same as the configuration of the node generation unit 130A1.
  • connection arms 111A1, 111A2, 111B1, 111B2 In the present embodiment, one end of the connection arm 111A1 is connected to the short side 121a in the vicinity of the center of the upper electrode E1a in the X-axis direction, and extends therefrom toward the node generation unit 130A. The other end of the connection arm 111A1 is connected to the node generation unit 130A1 so that the center of the connection arm 111A in the X-axis direction coincides with the center line CX of the node generation unit 130A1.
  • Other configurations of the connecting arm 111A1 are the same as those in the first embodiment.
  • connection arms 111A2, 111B1, and 111B2 is the same as the configuration of the connection arms 111A.
  • the holding arm 112A1 is connected to the node generation unit 130A1 at one end so that the center in the width direction of the holding arm 112A1 coincides with the line segment C1.
  • the holding arm 112 ⁇ / b> A ⁇ b> 1 extends along the extension line of the line segment C ⁇ b> 1 therefrom, and is connected to the holding part 140 at a contact point with the extension line of the line segment C ⁇ b> 1 in the holding part 140.
  • the holding arm 113A1 is connected to the node generation unit 130A1 at one end so that the center in the width direction of the holding arm 113A1 coincides with the line segment C1 ′.
  • the holding arm 113 ⁇ / b> A ⁇ b> 1 extends along an extension line of the line segment C ⁇ b> 1 ′ from the holding arm 113 ⁇ / b> A ⁇ b> 1 and is connected to the holding part 140 at a contact point with the extension line of the line segment C ⁇ b> 1 ′.
  • Other configurations of the holding arms 112A1 and 113A1 are the same as the configurations of the holding arms 112A and 113A in the first embodiment.
  • the configuration of the holding arms 112A2, 113A2, 112B1, 112B2, 113B1, and 113B2 is the same as the configuration of the holding arms 112A1 and 113A1.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a plan view of the resonator 10 according to the present embodiment. Below, it demonstrates centering on the difference with 1st Embodiment among the detailed structures of the resonance apparatus 1 which concerns on this embodiment.
  • the resonator 10 is configured to correspond to the node generation units 130A and 130B, the connection arms 111A and 111B, and the holding arms 112A and 112B in the first embodiment, and the node generation units 130A1, 130A2, and 130B1. , 130B2, connecting arms 111A1, 111A2, 111B1, 111B2, and holding arms 113A1, 113A2, 113B1, 113B2.
  • the resonator 10 does not have a configuration corresponding to the holding arms 112A and 112B in the first embodiment.
  • Vibrating unit 120 The configuration of the vibration unit 120 according to the present embodiment is the same as the configuration of the vibration unit 120 according to the fourth embodiment.
  • Node generators 130A1, 130A2, 130B1, 130B2 The node generation unit 130A1 according to the present embodiment is provided to face the upper short side of the upper electrode E1a.
  • the node generation unit 130A1 is connected to the connection arm 111A1 on the center line CX in the X-axis direction.
  • the node generation unit 130A1 is connected to the holding arm 113A1 so that the line segment C1 ′ and the center of the holding arm 113A1 in the width direction coincide with each other.
  • Other configurations of the node generation unit 130A1 are the same as the configuration of the node generation unit 130A in the first embodiment.
  • the configuration of the node generation units 130A2, 130B1, and 130B2 is the same as the configuration of the node generation unit 130A1.
  • connection arms 111A1, 111A2, 111B1, 111B2 The configuration of the connection arms 111A1, 111A2, 111B1, and 111B2 according to the present embodiment is the same as the configuration of the connection arms 111A1, 111A2, 111B1, and 111B2 according to the fourth embodiment.
  • Holding arms 113A1, 113A2, 113B1, 113B2 The configuration of the holding arms 113A1, 113A2, 113B1, 113B2 according to the present embodiment is the same as the configuration of the holding arms 113A1, 113A2, 113B1, 113B2 in the fourth embodiment. Other configurations and effects are the same as those of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a plan view of the resonator 10 according to the present embodiment.
  • the resonator 10 is configured to correspond to the node generation units 130A and 130B, the connection arms 111A and 111B, and the holding arms 112A and 112B in the first embodiment, and the node generation units 130A1, 130A2, and 130B1.
  • 130B2 connecting arms 111A1, 111A2, 111B1, 111B2, and holding arms 112A1, 112A2, 112B1, 112B2.
  • the resonator 10 does not have a configuration corresponding to the holding arms 113A and 113B in the first embodiment.
  • Vibrating unit 120 The configuration of the vibration unit 120 according to the present embodiment is the same as the configuration of the vibration unit 120 according to the fourth embodiment.
  • Node generators 130A1, 130A2, 130B1, 130B2 The node generation unit 130A1 according to the present embodiment is provided to face the upper short side of the upper electrode E1a.
  • the node generation unit 130A1 is connected to the connection arm 111A1 on the center line CX in the X-axis direction.
  • the node generation unit 130A1 is connected to the holding arm 112A1 so that the line segment C1 and the center of the holding arm 112A1 in the width direction coincide with each other.
  • Other configurations of the node generation unit 130A1 are the same as the configuration of the node generation unit 130A in the first embodiment.
  • the configuration of the node generation units 130A2, 130B1, and 130B2 is the same as the configuration of the node generation unit 130A1.
  • connection arms 111A1, 111A2, 111B1, 111B2 The configuration of the connection arms 111A1, 111A2, 111B1, and 111B2 according to the present embodiment is the same as the configuration of the connection arms 111A1, 111A2, 111B1, and 111B2 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a plan view of the resonator 10 according to the present embodiment. Below, it demonstrates centering on the difference with 1st Embodiment among the detailed structures of the resonance apparatus 1 which concerns on this embodiment.
  • the resonator 10 is configured to correspond to the node generation units 130A and 130B, the connection arms 111A and 111B, and the holding arms 112A and 112B in the first embodiment, and the node generation units 130A1, 130A2, and 130B1. , 130B2, connecting arms 111A1, 111A2, 111B1, 111B2, and holding arms 113A, 113B.
  • the resonator 10 does not have a configuration corresponding to the holding arms 112A and 112B in the first embodiment.
  • Vibrating unit 120 The configuration of the vibration unit 120 according to the present embodiment is the same as the configuration of the vibration unit 120 according to the fourth embodiment.
  • Node generators 130A1, 130A2, 130B1, 130B2 The configuration of the node generation units 130A1, 130A2, 130B1, and 130B2 according to the present embodiment is the same as the configuration of the node generation units 130A1, 130A2, 130B1, and 130B2 according to the fifth embodiment.
  • connection arms 111A1, 111A2, 111B1, 111B2 The configuration of the connection arms 111A1, 111A2, 111B1, and 111B2 according to the present embodiment is the same as the configuration of the connection arms 111A1, 111A2, 111B1, and 111B2 according to the fourth embodiment.
  • the holding arm 113A has four arms 1A, 1A ′, 2A, and 3A.
  • the arm 2 ⁇ / b> A is provided in parallel to the X-axis direction so as to face the short side 121 a of the vibrating unit 120 in the space between the vibrating unit 120 and the holding unit 140.
  • the arm 3A is provided in parallel with the Y-axis direction. One end of the arm 3A is connected to the vicinity of the center of the arm 2A in the X-axis direction, and extends approximately perpendicularly toward the holding unit 140 from the other end.
  • the arm 1A is provided along an extension line of the line segment C1 ′.
  • the arm 1A is connected to the node generation unit 130A1 at one end so that the center of the width thereof coincides with the line segment C1 ′.
  • the other end of the arm 1A is connected to one end of the arm 2A.
  • the configuration of the arm 1A ′ is the same as the configuration of the arm 1A.
  • Other configurations and functions are the same as those in the first embodiment.

Abstract

　共振子において、アンカーロスを軽減することでＱ値を向上させることができる。　圧電振動部と、圧電振動部の周囲の少なくとも一部に設けられた保持部と、圧電振動部と、保持部との間に第１のノード生成部と、第１のノード生成部と、第１のノード生成部と対向する圧電振動部の領域とを接続する第１の接続腕と、第１のノード生成部と、保持部における、第１のノード生成部と対向する領域とを接続する第１の保持腕と、を備え、第１のノード生成部は、第１のノード生成部と圧電振動部とを第１の接続腕が接続する第１方向、及び第１方向に直交する第２方向に沿って、第１のノード生成部の中心をとおる２本の線それぞれに対して、略対称な形状である。

Description

共振子及び共振装置
　本発明は振動部が面内の振動モードで振動する共振子及び共振装置に関する。
　従来、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いた共振装置が例えばタイミングデバイスとして用いられている。この共振装置は、スマートフォンなどの電子機器内に組み込まれるプリント基板上に実装される。共振装置は、下側基板と、下側基板との間でキャビティを形成する上側基板と、下側基板及び上側基板の間でキャビティ内に配置された共振子と、を備えている。
　例えば特許文献１には、断面矩形の振動体において、該矩形の長辺の長さｂと短辺の長さａとの間の比ｂ／ａが特定の範囲に選択されることで、幅広がりモードを有効に励振することがきる共振子について開示されている。
米国特許第５５４８１８０号明細書
　従来の共振子は、矩形の振動部（振動体）が保持腕によって保持部に接続される構成となっている。このような共振子の場合、振動部が保持腕に保持されることによって、振動が漏れてしまい、アンカーロスが発生する。この結果、共振子のＱ値の低下を招いてしまう。特許文献１に記載された共振子では、振動体の縦横比を最適化することで、振動体の振動方向に平行な辺の中央付近にノード点が形成される。しかしながら、振動に対して垂直な方向や振動体の厚み方向については、考慮されておらず、アンカーロスが依然として発生する。
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、共振子において、アンカーロスを軽減することでＱ値を向上させることを目的とする。
　本発明の一側面に係る共振子は、圧電振動部と、圧電振動部の周囲の少なくとも一部に設けられた保持部と、圧電振動部と、保持部との間に第１のノード生成部と、第１のノード生成部と、第１のノード生成部と対向する圧電振動部の領域とを接続する第１の接続腕と、第１のノード生成部と、保持部における、第１のノード生成部と対向する領域とを接続する第１の保持腕と、を備え、第１のノード生成部は、第１のノード生成部と圧電振動部とを第１の接続腕が接続する第１方向、及び第１方向に直交する第２方向に沿って、第１のノード生成部の中心をとおる２本の線それぞれに対して、略対称な形状である。
　かかる共振子によると、圧電振動部における積層方向の振動に対するノード点を、ノード生成部上に生成することができる。これによって、振動部が保持部に保持されることによるアンカーロスが軽減し、Ｑ値を向上させることが可能になる。
　また、共振子は、圧電振動部と保持部との間に、圧電振動部を挟んで第１のノード生成部と対向して設けられる第２のノード生成部と、圧電振動部と第２のノード生成部とを接続する第２の接続腕と、第２のノード生成部と保持部とを接続する第２の保持腕と、をさらに備え、第２のノード生成部は、第１方向、及び第２方向に沿って、第２のノード生成部の中心をとおる２本の線それぞれに対して、略対称な形状であることが好ましい。特に、圧電振動部は、第１の電極、圧電薄膜、及び第２の電極が積層されて形成されており、第１のノード生成部及び第２のノード生成部は、それぞれ、圧電振動部の積層方向における振動の変位が、その周辺より小さいノード領域を複数有し、第１の保持腕は、第１のノード生成部における複数のノード領域のいずれかにおいて、第１のノード生成部に接続し、第２の保持腕は、第２のノード生成部における複数のノード領域のいずれかにおいて、第２のノード生成部に接続することが好ましい。
　また、第１のノード生成部及び第２のノード生成部は、略円形の形状であることが好ましい。また、第１のノード生成部及び第２のノード生成部は、４辺の長さがほぼ等しい矩形の形状であることが好ましい。また、第１の接続腕及び第２の接続腕の幅は、第１の保持腕及び第２の保持腕の幅よりも大きいことが好ましい。また、第１の保持腕は、第１方向に沿った第１の接続腕の延長線上になく、第２の保持腕は、第１方向に沿った第２の接続腕の延長線上にないことが好ましい。
　また、共振子は、第１の保持腕、及び第２の保持腕を複数備え、複数の第１の保持腕、及び複数の第２の保持腕は、複数のノード領域のそれぞれと接続することが好ましい。この場合、振動部が保持部に保持されることによるアンカーロスをより軽減することが可能になる。
　本発明の一側面に係る共振装置は、上記のいずれかに記載の共振子を備える。
　かかる共振装置によると、アンカーロスが軽減し、Ｑ値を向上させることが可能になる。
　本発明によれば、共振子において、アンカーロスを軽減することでＱ値を向上させることができる。
本発明の第１実施形態に係る共振装置の外観を概略的に示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る共振装置の構造を概略的に示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る下蓋の平面図である。 上側基板を取り外した本発明の第１実施形態に係る共振子の平面図である。 図１の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る共振子の変位を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る振動部の幅に対するノード生成部の半径と、保持腕と保持部の接続箇所での変位積分値値との相関を示すグラフである。 図４に対応し、上側基板を取り外した本発明の第２実施形態に係る共振子の平面図である。 図６に対応し、第２実施形態に係る共振子の変位を示す図である。 図４に対応し、上側基板を取り外した本発明の第３実施形態に係る共振子の平面図である。 図４に対応し、上側基板を取り外した本発明の第４実施形態に係る共振子の平面図である。 図４に対応し、上側基板を取り外した本発明の第５実施形態に係る共振子の平面図である。 図４に対応し、上側基板を取り外した本発明の第６実施形態に係る共振子の平面図である。 図４に対応し、上側基板を取り外した本発明の第７実施形態に係る共振子の平面図である。
［第１の実施形態］
　以下、添付の図面を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る共振装置１の外観を概略的に示す斜視図である。また、図２は、本発明の第１実施形態に係る共振装置１の構造を概略的に示す分解斜視図である。
　この共振装置１は、共振子１０と、共振子１０を挟んで設けられた上蓋３０及び下蓋２０と、を備えている。すなわち、共振装置１は、下蓋２０と、共振子１０と、上蓋３０とがこの順で積層されて構成されている。
　また、共振子１０と下蓋２０及び上蓋３０とが接合され、これにより、共振子１０が封止され、また、共振子１０の振動空間が形成される。共振子１０、下蓋２０及び上蓋３０は、それぞれＳｉ基板を用いて形成されている。そして、共振子１０、下蓋２０及び上蓋３０は、Ｓｉ基板同士が互いに接合されて、互いに接合される。共振子１０及び下蓋２０は、ＳＯＩ基板を用いて形成されてもよい。
　共振子１０は、ＭＥＭＳ技術を用いて製造されるＭＥＭＳ共振子である。なお、共振子１０は水晶共振子であってもよい。
　以下、共振装置１の各構成について詳細に説明する。
（１．上蓋３０）
　上蓋３０はＸＹ平面に沿って平板状に広がっており、その裏面に例えば平たい直方体形状の凹部３１が形成されている。凹部３１は、側壁３３に囲まれており、共振子１０が振動する空間である振動空間の一部を形成する。
（２．下蓋２０）
　下蓋２０は、ＸＹ平面に沿って設けられる矩形平板状の底板２２と、底板２２の周縁部からＺ軸方向（すなわち、下蓋２０と共振子１０との積層方向）に延びる側壁２３とを有する。下蓋２０には、共振子１０と対向する面において、底板２２の表面と側壁２３の内面とによって形成される凹部２１が設けられる。凹部２１は、共振子１０の振動空間の一部を形成する。上述した上蓋３０と下蓋２０とによって、この振動空間は気密に封止され、真空状態が維持される。この振動空間には、例えば不活性ガス等の気体が充填されてもよい。
　図３は、本実施形態に係る下蓋２０の構造を概略的に示す平面図である。図３では、下蓋２０の長辺方向をＹ軸方向、短辺方向をＸ軸方向、厚さ方向をＺ軸方向とする。凹部２１は、共振子１０側から視た平面視において、矩形Ｓにより規定される空間（以下、単に「矩形Ｓ」とも呼ぶ。）と、２つの弓形Ｒにより規定される空間（以下、単に「弓形Ｒ」とも呼ぶ。）とから構成される形状となっている。なお、凹部２１は、矩形Ｓと弓形Ｒとの間が仕切られておらず、１つの連続した空間で形成されている。
　矩形Ｓは、Ｙ軸方向に長辺Ｍ、Ｍ´を、Ｘ軸方向に短辺Ｎ、Ｎ´を有している。矩形Ｓは、後述する振動部１２０（図４参照）の面積よりも大きく、振動部１２０に対して相似な形状であることが望ましい。
　弓形Ｒは、その弦において、矩形Ｓの１対の辺と接合する。弓形Ｒが接合する辺は、後述する保持部１４０（図４参照）において、保持腕１１２Ａ（１１３Ａ）、１１２Ｂ（１１３Ｂ）に接続される辺と、Ｚ軸方向において対向する辺である。本実施形態では、保持部１４０は、保持部１４０におけるＸ軸方向に平行な辺において、保持腕１１２Ａ（１１３Ａ）、１１２Ｂ（１１３Ｂ）を介して振動部１２０に接続する。従って、２つの弓形Ｒは、その弦が、矩形Ｓにおける、Ｘ軸方向に平行な２つの短辺（図３における点線Ｎ、Ｎ´）と一致するように位置する。
　弓形Ｒの円弧が形成する円の半径は、後述するノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ（図４参照）の円弧が形成する円の半径よりも大きい。本実施形態において、弓形Ｒは、半円の形状である。
　本実施形態において、弓形Ｒの弦は矩形Ｓの短辺に一致し、弓形Ｒは半円の形状であるため、弓形Ｒの円弧が形成する円の中心ＣＭ、ＣＮは、矩形Ｓの辺ＮＮ´上に位置する。また、円の中心ＣＭは、後述する保持部１４０における、保持腕１１２Ａと保持部１４０との接続箇所と、保持腕１１３Ａと保持部１４０との接続箇所とから等距離にある領域に対応する位置に設けられることが好ましい。また円の中心ＣＮは、後述する保持部１４０における、保持腕１１２Ｂと保持部１４０との接続箇所と、保持腕１１３Ｂと保持部１４０との接続箇所とから等距離にある領域に対応する位置に設けられることが好ましい。
　凹部２１が弓形Ｒを備えることによって、後述する振動部１２０の振動が、保持腕１１２Ａ、１１２Ｂを伝搬して保持部１４０（図４参照）に漏れた場合であっても、弓形Ｒにおける円弧部分の側壁２３によって、漏れた振動を、弓形Ｒの中心ＣＭ、ＣＮに向けて反射させることができる。これによって、本実施形態に係る共振装置１は、共振子１０による振動の閉じ込め性を高めることができる。
（３．共振子１０）
　図４は、本実施形態に係る、共振子１０の構造を概略的に示す平面図である。図４を用いて本実施形態に係る共振子１０の各構成について説明する。共振子１０は、振動部１２０（圧電振動部の一例である。）と、保持部１４０と、ノード生成部１３０Ａ（第１のノード生成部の一例である。）、１３０Ｂ（第２のノード生成部の一例である。）と、接続腕１１１Ａ（第１の接続腕の一例である。）、接続腕１１１Ｂ（第２の接続腕の一例である。）と、保持腕１１２Ａ、１１３Ａ（第１の保持腕の一例である。）、保持腕１１２Ｂ、１１３Ｂ（第２の保持腕の一例である。）とを備えている。
（ａ）振動部１２０
　振動部１２０は、図４の直交座標系におけるＸＹ平面に沿って平板状に広がる略直方体の輪郭を有している。なお、振動部１２０は、平板状に限らず、例えば一定の厚みを有する四角柱であってもよい。振動部１２０には、点線で示す領域に、長さ方向と幅方向とを有する矩形板状の金属層Ｅ１（第１の電極の一例である。振動部１２０上に形成される金属層Ｅ１を、「上部電極Ｅ１」とも呼ぶ。）が設けられている。上部電極Ｅ１の下方には、金属層Ｅ２（第２の電極の一例である。振動部１２０上に形成される金属層Ｅ２を、「下部電極Ｅ２」とも呼ぶ。）が設けられている。
　図４において、振動部１２０は、Ｘ軸方向に１対の短辺１２１ａ、１２１ｂ、Ｙ軸方向に１対の長辺１２１ｃ、１２１ｄを有している。本実施形態では、例えば、短辺１２１ａ、１２１ｂの長さが１００μｍ程度、長辺１２１ｃ、１２１ｄの長さが１５０μｍ程度に設定される。
　上部電極Ｅ１及び下部電極Ｅ２は、Ｙ軸方向に長辺、Ｘ軸方向に短辺を有し、振動部１２０上に形成されている。
　上部電極Ｅ１は、振動部１２０から、接続腕１１１Ａ、ノード生成部１３０Ａ、保持腕１１２Ａを介して、保持部１４０における、振動部１２０の短辺１２１ａと対向する領域に引き出される。なお、下部電極Ｅ２の構成は、上部電極Ｅ１の構成と同様に、振動部１２０に形成され、さらに振動部１２０から、接続腕１１１Ｂ、ノード生成部１３０Ｂ、保持腕１１２Ｂを介して、保持部１４０における振動部１２０の短辺１２１ｂと対向する領域に引き出される。
　振動部１２０と保持部１４０との間には、所定の間隔で空間が形成されている。図４の例では、振動部１２０は、１対の短辺１２１ａ、１２１ｂにおいて、それぞれ、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂに接続され、さらに、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ及び保持腕１１２Ａ、１１３Ａ、１１２Ｂ、１１３Ｂを介して保持部１４０に保持されている。他方で、振動部１２０は、１対の長辺１２１ｃ、１２１ｄにおいて、保持部１４０に接続されていない。
（ｂ）保持部１４０
　保持部１４０は、その外形が、ＸＹ平面に沿って、例えば矩形の枠状に形成される。また、保持部１４０は、その内形が、ＸＹ平面に沿って振動部１２０及びノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの外側を囲むように形成される。すなわち、本実施形態では、保持部１４０は、矩形の平板から、振動部１２０とノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの外縁に沿ってくり抜いた枠形状を有している。また、保持部１４０と振動部１２０及びノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂとの間に形成される空間（隙間）は、一定の間隔を有する。
　なお、保持部１４０は、振動部１２０の周囲の少なくとも一部に設けられていればよく、枠状の形状に限定されない。
（ｃ）ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ
　ノード生成部１３０Ａは、振動部１２０の短辺１２１ａと、保持部１４０における、短辺１２１ａと対向する領域との間に設けられる。
　ノード生成部１３０Ａは、Ｙ軸方向（第１方向の一例である。）の中心線ＣＹに沿って、ＸＺ平面に平行に規定される仮想平面に対して略面対称となる形状をしている。なお、本実施形態においては、ノード生成部１３０Ａは、Ｘ軸方向（第２方向の一例である。）の中心線ＣＸに沿って、ＹＺ平面に平行に規定される仮想平面に対しても略面対称となる形状をしている。具体的には、本実施形態においては、ノード生成部１３０Ａは、半径３４μｍ程度の円形の形状をしている。
　ノード生成部１３０Ａは、短辺１２１ａに対向する頂点において、接続腕１１１Ａに接続されている。接続腕１１１ＡのＸ軸方向の中心線は、ノード生成部１３０ＡのＸ軸方向の中心線ＣＸの延長線に一致している。
　また、ノード生成部１３０Ａは、保持腕１１２Ａ、１１３Ａによって保持部１４０に接続されている。具体的には、ノード生成部１３０Ａは、ノード生成部１３０ＡのＹ軸方向における中心線ＣＹから、中心線ＣＹ、ＣＸの交点を中心にＹ軸方向に約－４５度傾き、且つ、振動部１２０から離れる方向にノード生成部１３０Ａの外方に向かって伸びる線分Ｃ１上において、保持腕１１２Ａに接続される。また、ノード生成部１３０Ａは、中心線ＣＹから、中心線ＣＹ、ＣＸの交点を中心にＹ軸方向に約＋４５度傾き、且つ、振動部１２０から離れる方向にノード生成部１３０Ａの外方に向かって伸びる線分Ｃ１´上において、保持腕１１３Ａに接続される。
　ノード生成部１３０Ａの直径Ｌは、接続腕１１１ＡのＸ軸方向の幅よりも大きいことが好ましい。さらに直径Ｌは、振動部１２０のＸ軸方向の幅よりも短いことが好ましい。より好ましくは、直径Ｌは、振動部１２０のＸ軸方向の幅の７割程度である。
　なお、ノード生成部１３０Ｂは、ノード生成部１３０Ａと同様の構成を有する。
（ｄ）接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ
　接続腕１１１Ａは、略矩形の形状をしている。接続腕１１１Ａは、一端が振動部１２０における短辺１２１ａの中央付近に接続されており、そこからノード生成部１３０Ａに向かって、短辺１２１ａに対して垂直に延びている。接続腕１１１Ａの他端は、幅方向の中心が、ノード生成部１３０Ａの中心線ＣＸと一致するように接続している。本実施形態においては、接続腕１１１ＡのＸ軸方向の幅は１０μｍ程度である。
　なお、接続腕１１１Ｂは、接続腕１１１Ａと同様の構成を有する。
（ｅ）保持腕１１２Ａ、１１３Ａ、１１２Ｂ、１１３Ｂ
　保持腕１１２Ａは、略矩形の形状をしている。保持腕１１２Ａは、Ｙ軸方向に対して所定の角度傾いて設けられている。このため、保持腕１１２Ａは、接続腕１１１Ａの延長線とは一致しない。保持腕１１２Ａ、１１３Ａは、中心線ＣＸに沿って、ＹＺ平面に平行に規定される仮想平面に対して略面対称の構造をしている。
　保持腕１１２Ａは、例えば、一端が、線分Ｃ１と、保持腕１１２ＡのＸ軸方向に沿った長さ（幅）方向の中心が一致するように、ノード生成部１３０Ａと接続している。保持腕１１２Ａは、そこから線分Ｃ１の延長線に沿って延び、保持部１４０における線分Ｃ１の延長線との接点において、保持部１４０と接続している。保持腕１１２Ａの幅の大きさは、接続腕１１１ＡのＸ軸方向に沿った長さ（幅）の大きさ以下であることが望ましい。本実施形態においては、保持腕１１２Ａの幅は、接続腕１１１Ａの幅より狭く、５μｍ程度である。保持腕１１２Ａの幅を接続腕１１１Ａの幅よりも小さくすることで、ノード生成部１３０Ａから保持部１４０へと振動が伝搬されることを抑制することができる。
　なお、保持腕１１３Ａ、１１２Ｂ、１１３Ｂは、保持腕１１２Ａと同様の構成を有する。
　また、共振子１０は、ノード生成部１３０Ａと保持部１４０とを接続する構成として、保持腕１１２Ａ、１１３Ａの両方を必ずしも備える必要はなく、いずれか一方のみを備えてもよい。同様に、共振子１０は、ノード生成部１３０Ｂと保持部１４０とを接続する構成として、保持腕１１２Ｂ、１１３Ｂの両方を必ずしも備える必要はなく、いずれか一方のみを備えてもよい。
（４．積層構造）
　図５（Ａ）及び（Ｂ）を用いて共振装置１の積層構造（断面構造）について説明する。図５（Ａ）は、図１のＡＡ´断面図、図５（Ｂ）は、図１のＢＢ´断面図である。
　図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る共振装置１では、下蓋２０の側壁２３と共振子１０の保持部１４０が接合され、さらに共振子１０の保持部１４０と上蓋３０の側壁３３が接合される。このようにして、下蓋２０と上蓋３０との間に共振子１０が保持され、下蓋２０と上蓋３０との間に、振動部１２０が振動する振動空間が形成される。
　下蓋２０の底板２２及び側壁２３は、Ｓｉ（シリコン）により、一体的に形成されている。側壁２３の上面にはＳｉＯ２（二酸化ケイ素）膜Ｆ１が形成されており、このＳｉＯ２膜Ｆ１によって、下蓋２０が共振子１０の保持部１４０と接合される。Ｚ軸方向に規定される下蓋２０の厚みは例えば１５０μｍ、凹部２１の深さは例えば５０μｍである。
　上蓋３０は、所定の厚みのＳｉ（シリコン）ウエハにより形成されている。図４に示すように、上蓋３０はその周辺部（側壁３３）で共振子１０の保持部１４０と接合されている。上蓋３０の周縁部と保持部１４０との間には、接合層Ｈが形成されており、この接合層Ｈによって、上蓋３０が保持部１４０と接合される。接合層Ｈは、例えばＡｕ（金）膜及びＳｎ（錫）膜から形成されている。
　共振子１０では、保持部１４０、振動部１２０、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ、及び保持腕１１２Ａ、１１３Ａ、１１２Ｂ、１１３Ｂは、同一プロセスで形成される。具体的には、まず、Ｓｉ（シリコン）層Ｆ２の上に、金属層Ｅ２が積層される。そして、金属層Ｅ２の上に、金属層Ｅ２を覆うように圧電薄膜Ｆ３が積層され、さらに、圧電薄膜Ｆ３の上に、金属層Ｅ１が積層され、さらに、金属層Ｅ１の上には、再度、圧電薄膜Ｆ３が積層される。
　Ｓｉ層Ｆ２は、例えば、厚さ３０μｍ程度の縮退したｎ型Ｓｉ半導体から形成されており、ｎ型ドーパントとしてＰ（リン）やＡｓ（ヒ素）、Ｓｂ（アンチモン）などを含むことができる。Ｓｉ層Ｆ２として用いられる縮退Ｓｉの抵抗値は、０．５ｍΩ・ｃｍ以上０．９ｍΩ・ｃｍ以下であることが望ましい。本実施形態で用いられる縮退Ｓｉの抵抗値は、たとえば０．６３ｍΩ・ｃｍである。なお、Ｓｉ層Ｆ２の下面にはＳｉＯ２層が形成されてもよい。これにより、振動部１２０の温度特性を向上させることが可能になる。
　また、金属層Ｅ２、Ｅ１は、例えば厚さ０．１μｍ程度のＭｏ（モリブデン）やアルミニウム（Ａｌ）等を用いて形成される。なお、Ｓｉ層Ｆ２に縮退したＳｉを用いた場合には、金属層Ｅ２に代えて、Ｓｉ層Ｆ２を下部電極として用いてもよい。
　金属層Ｅ２、Ｅ１は、エッチング等により、所望の形状に形成される。金属層Ｅ２は、振動部１２０上においては、下部電極Ｅ２として機能するように形成される。また、金属層Ｅ２は、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ、保持腕１１２Ａ、１１３Ａ、１１２Ｂ、１１３Ｂ、保持部１４０上においては、共振子１０の外部に設けられた交流電源に下部電極Ｅ２を接続するための配線として機能するように形成される。
　他方で、金属層Ｅ１は、例えば振動部１２０上においては、上部電極Ｅ１として機能するように形成される。また、金属層Ｅ１は、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ、保持腕１１２Ａ、１１３Ａ、１１２Ｂ、１１３Ｂ及び保持部１４０上においては、例えば共振子１０の外部に設けられた交流電源に上部電極Ｅ１を接続するための配線として機能するように形成される。
　なお、交流電源から下部配線または上部配線への接続にあたっては、上蓋３０の外面に電極を形成して、当該電極が交流電源と下部配線または上部配線とを接続する構成や、上蓋３０内にビアを形成し、当該ビアの内部に導電性材料を充填して配線を設け、当該配線が交流電源と下部配線または上部配線とを接続する構成が用いられてもよい。
　圧電薄膜Ｆ３は、印加された電圧を振動に変換する圧電体の薄膜であり、例えば、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）等の窒化物や酸化物を主成分とすることができる。具体的には、圧電薄膜Ｆ３は、ＳｃＡｌＮ（窒化スカンジウムアルミニウム）により形成することができる。ＳｃＡＬＮは、窒化アルミニウムにおけるアルミニウムの一部をスカンジウムに置換したものである。また、圧電薄膜Ｆ３は、例えば、１μｍの厚さを有する。
　圧電薄膜Ｆ３は、金属層Ｅ２、Ｅ１によって圧電薄膜Ｆ３に印加される電界に応じて、ＸＹ平面の面内方向に伸縮する。この圧電薄膜Ｆ３の伸縮によって、振動部１２０は、Ｘ軸方向に輪郭振動する。振動部１２０の振動は、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂを介してノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂへ伝搬される。
　図６は、本実施形態に係る共振子１０の振動による変位を、Ｚ軸成分に分解した分布を模式的に示す図である。図６の各図において、薄いグレーで表されている箇所は変位の小さい箇所を示し、白く表されている箇所及び濃いグレーで表されている箇所は変位の大きい箇所を示している。さらに、濃いグレーで表されている箇所は各軸の正の方向への変位を示し、白く表されている箇所は各軸の負の方向への変位を示している。
　図６に示すように、振動部１２０はＺ軸方向についても振動している。図５に示したように、共振子１０は、音速の異なる材料を積層させて形成されている。そのため共振子１０における、各層の弾性特性は異なる。この結果、振動部１２０が面内振動をする場合であっても、振動部１２０において、Ｚ軸方向への振動が発生することになる。
　振動のある瞬間においては、振動部１２０は、中心部がＺ軸正の方向へ変位し、四隅がＺ軸負の方向へ変位する。
　ノード生成部１３０ＡにおけるＺ軸方向の変位は、中心線ＣＸに沿ってＹＺ平面に平行に規定される平面、及び中心線ＣＹに沿ってＸＺ平面に平行に規定される平面それぞれに対して、略面対称となっている。この結果、ノード生成部１３０Ａにおける、中心線ＣＸ、ＣＹから約４５度傾いた線分Ｃ１、Ｃ１´近傍の領域Ｒ１～Ｒ４頂点において、Ｚ軸方向の振動による変位が、その周辺よりも低減される領域（以下、「ノード領域」とも呼ぶ。）が複数発生している。
　本実施形態において、保持腕１１２Ａ、１１３Ａは、ノード生成部１３０Ａのノード領域に接続するように形成される。この結果、振動部１２０で発生した振動は、保持腕１１２Ａ、１１３Ａにおいて打ち消され、保持部１４０に伝搬されない。これによって、共振子１０のアンカーロスを低減させることができ、Ｑ値を向上させることが可能になる。
　なお、ノード生成部１３０Ｂの変位の分布もノード生成部１３０Ａと同様である。
　図７は、本実施形態に係る共振子１０と、比較例の共振子１０´との間で、保持部と保持腕との接続箇所における変位積分値を比較したグラフである。図７の例では、比較例の共振子１０´として、本実施形態に係る共振子１０と同様の振動部及び保持部を備える共振子を用いている。共振子１０と共振子１０´とを比較すると、共振子１０においては、振動部１２０は、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ、及び保持腕１１２Ａ、１１３Ａ、１１２Ｂ、１１３Ｂを介して保持部に接続するのに対して、共振子１０´においては、振動部は保持腕を介して保持部に接続される。
　図７では、縦軸は、保持腕の面積で、保持腕における変位を積分した値を表している。また、横軸は、振動部１２０の短辺１２１ａの長さに対するノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの半径の比を表している。なお、比較例の共振子１０´はノード生成部を備えていないので、変位積分値は横軸の値によらず、常に一定（グラフの太線）である。他方、図７のグラフにおいて、点で示しているのが、本実施形態に係る共振子１０の変位積分値である。
　図７において、横軸が０．２以上０．４８以下付近の範囲で、共振子１０の変位積分値が共振子１０´と比べ低減している。アンカーロスは変位積分値に比例して大きくなる値である。従って、図７のグラフから、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂを備えることで、アンカーロスが大幅に低減されていることが分かる。特に、振動部１２０の短辺１２１ａの長さ対するノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの半径の比が０．３以上０．４５以下付近において、アンカーロスを最も低減できることが分かる。
［第２の実施形態］
　第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
　図８は、第２の実施形態に係る、共振子１０の平面図の一例を示す図である。以下に、本実施形態に係る共振装置１の詳細構成のうち、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。
（２－１）ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ
　本実施形態では、ノード生成部１３０Ａは、略正方形の形状を有している。本実施形態に係るノード生成部１３０Ａにおける、振動部１２０の短辺１２１ａに対向する辺１３１ａは、短辺１２１ａに平行に設けられている。ノード生成部１３０Ａの１辺の長さは５０μｍ程度に設定されている。ノード生成部１３０Ａのその他の構成は第１の実施形態と同様である。なお、ノード生成部１３０Ｂの構成は、ノード生成部１３０Ａと同様である。
（２－２）接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ
　本実施形態では、接続腕１１１Ａは、その一端が、ノード生成部１３０Ａの辺１３１ａの、Ｘ軸方向における中心において、ノード生成部１３０Ａと接続する。接続腕１１１Ａのその他の構成は、第１の実施形態と同様である。なお、接続腕１１１Ｂの構成は、接続腕１１１Ａの構成と同様である。
（２－３）保持腕１１２Ａ、１１３Ａ、１１２Ｂ、１１３Ｂ
　本実施形態では、線分Ｃ１は、ノード生成部１３０Ａの対角線と一致する。保持腕１１２Ａは、一端が、ノード生成部１３０Ａと、ノード生成部１３０Ａにおける保持部１４０と対向する辺１３１ｂの一端において接続する。保持腕１１２Ａは、そこから対角線Ｃ１の延長線に沿って延び、他端が、対角線Ｃ１の延長線と保持部１４０との接点において、保持部１４０と接続している。保持腕１１２Ａのその他の構成は第１の実施形態と同様である。なお、保持腕１１３Ａ、１１２Ｂ、１１３Ｂの構成は、保持腕１１２Ａの構成と同様である。
　図９は、第１の実施形態の図６に対応し、本実施形態に係る共振子１０の振動による変位を、Ｚ軸成分に分解した様子を示す図である。
　図９に示すように、ノード生成部１３０ＡにおけるＺ軸方向の変位は、中心線ＣＸに沿ってＹＺ平面に平行に規定される平面、及び中心線ＣＹに沿ってＸＺ平面に平行に規定される平面それぞれに対して、略面対称となっている。この結果、ノード生成部１３０Ａにおける、線分Ｃ１、Ｃ１´近傍の領域Ｒ１～Ｒ４においては、Ｚ軸方向の振動による変位が低減される。
　その他の構成、作用効果は第１の実施形態と同様である。
［第３の実施形態］
　図１０は、本実施形態に係る、共振子１０の平面図の一例を示す図である。以下に、本実施形態に係る共振装置１の詳細構成のうち、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。
（３－１）ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ
　本実施形態では、ノード生成部１３０Ａは、その対角線が、Ｙ軸方向及びＸ軸方向に沿って設けられた略ひし形の形状を有する。ノード生成部１３０Ａの隣あう内角は必ずしも一致していなくてもよい。なお、ノード生成部１３０Ｂの構成は、ノード生成部１３０Ａと同様である。ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂのその他の構成は第１の実施形態と同様である。
（３－２）接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ
　本実施形態では、接続腕１１１Ａは、その一端が、ノード生成部１３０Ａにおける、振動部１２０の短辺１２１ａと対向する頂点において、ノード生成部１３０Ａと接続する。接続腕１１１Ａのその他の構成は第１の実施形態と同様である。なお、接続腕１１１Ｂの構成は、接続腕１１１Ａの構成と同様である。
（３－３）保持腕１１２Ａ、１１３Ａ、１１２Ｂ、１１３Ｂ
　本実施形態では、線分Ｃ１は、ノード生成部１３０Ａの各辺の中心を結ぶ線分と一致する。保持腕１１２Ａは、一端が、ノード生成部１３０Ａと、ノード生成部１３０Ａにおける保持部１４０と対向する辺の中心において接続する。保持腕１１２Ａは、線分Ｃ１の延長線に沿って延び、他端が、線分Ｃ１の延長線と保持部１４０との接点において、保持部１４０と接続している。保持腕１１２Ａのその他の構成は第１の実施形態と同様である。なお、保持腕１１３Ａ、１１２Ｂ、１１３Ｂの構成は、保持腕１１２Ａの構成と同様である。
［第４の実施形態］
　図１１は、本実施形態に係る、共振子１０の平面図の一例を示す図である。以下に、本実施形態に係る共振装置１の詳細構成のうち、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。
　本実施形態では、共振子１０は、第１の実施形態におけるノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ、及び保持腕１１２Ａ、１１３Ａ、１１２Ｂ、１１３Ｂに対応する構成として、ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２、及び保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１３Ａ１、１１３Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２、１１３Ｂ１、１１３Ｂ２を備えている。
（４－１）振動部１２０
　本実施形態では、振動部１２０は、Ｘ軸方向に長辺、Ｙ軸方向に短辺を有している。また、振動部１２０上には、長さ方向と幅方向とを有する矩形板状の２つの上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂが設けられている。また、上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂの下には、上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂと対向して下部電極Ｅ２ａが設けられている。
　上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂは、Ｙ軸方向に長辺、Ｘ軸方向に短辺を有し、振動部１２０上に形成されている。
　上部電極Ｅ１ａは、振動部１２０から、接続腕１１１Ａ１、ノード生成部１３０Ａ１、及び保持腕１１２Ａ１を介して、保持部１４０における短辺１２１ａと対向する領域に引き出される。他方、上部電極Ｅ１ｂは、振動部１２０から、接続腕１１１Ｂ１、ノード生成部１３０Ｂ１、及び保持腕１１２Ｂ１を介して、保持部１４０における短辺１２１ｂと対向する辺に引き出される。
　下部電極Ｅ２ａは、Ｘ軸方向に長辺、Ｙ軸方向に短辺を有し、振動部１２０上に形成されている。また、下部電極Ｅ２ａは、振動部１２０から、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２、ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２、及び保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２を介して、保持部１４０における短辺１２１ａと対向する領域、及び短辺１２１ｂと対向する領域に引き出される。
　その他の振動部１２０の構成は第１の実施形態と同様である。
（４－２）ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２
　ノード生成部１３０Ａ１は上部電極Ｅ１ａの上側の短辺と対向して設けられる。
　ノード生成部１３０Ａ１は、Ｘ軸方向の中心線ＣＸ上において、接続腕１１１Ａ１に接続されている。また、ノード生成部１３０Ａ１は、中心線ＣＸに対して線対称となる位置において、保持腕１１２Ａ１、１１３Ａ１にそれぞれ接続されている。その他のノード生成部１３０Ａ１の構成は、第１の実施形態におけるノード生成部１３０Ａの構成と同様である。
　なお、ノード生成部１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２の構成は、ノード生成部１３０Ａ１の構成と同様である。
（４－３）接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２
　本実施形態では、接続腕１１１Ａ１は、一端が、上部電極Ｅ１ａのＸ軸方向の中央付近において短辺１２１ａと接続しており、そこからノード生成部１３０Ａに向かって延びている。接続腕１１１Ａ１の他端は、ノード生成部１３０Ａ１の中心線ＣＸに、接続腕１１１ＡのＸ軸方向の中心が一致するように、ノード生成部１３０Ａ１に接続している。接続腕１１１Ａ１のその他の構成については、第１の実施形態と同様である。
　なお、接続腕１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２の構成は、接続腕１１１Ａの構成と同様である。
（４－４）保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１３Ａ１、１１３Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２、１１３Ｂ１、１１３Ｂ２
　本実施形態に係る保持腕１１２Ａ１は、一端において、保持腕１１２Ａ１の幅方向の中心が、線分Ｃ１に一致するように、ノード生成部１３０Ａ１と接続している。保持腕１１２Ａ１は、そこから線分Ｃ１の延長線に沿って延び、保持部１４０における線分Ｃ１の延長線との接点において、保持部１４０と接続している。他方、本実施形態に係る保持腕１１３Ａ１は、一端において、保持腕１１３Ａ１の幅方向の中心が、線分Ｃ１´に一致するように、ノード生成部１３０Ａ１と接続している。保持腕１１３Ａ１は、そこから線分Ｃ１´の延長線に沿って延び、保持部１４０における線分Ｃ１´の延長線との接点において、保持部１４０と接続している。その他の保持腕１１２Ａ１、１１３Ａ１の構成は、第１の実施形態における保持腕１１２Ａ、１１３Ａの構成と同様である。
　なお、保持腕１１２Ａ２、１１３Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２、１１３Ｂ１、１１３Ｂ２の構成は、保持腕１１２Ａ１、１１３Ａ１の構成と同様である。
［第５の実施形態］
　図１２は、本実施形態に係る、共振子１０の平面図の一例を示す図である。以下に、本実施形態に係る共振装置１の詳細構成のうち、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。
　本実施形態においては、共振子１０は、第１の実施形態におけるノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ、及び保持腕１１２Ａ、１１２Ｂに対応する構成として、ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２、及び保持腕１１３Ａ１、１１３Ａ２、１１３Ｂ１、１１３Ｂ２を備えている。なお、本実施形態においては、共振子１０は、第１の実施形態における保持腕１１２Ａ、１１２Ｂに対応する構成を有していない。
（５－１）振動部１２０
　本実施形態に係る振動部１２０の構成は、第４の実施形態に係る振動部１２０の構成と同様である。
（５－２）ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２
　本実施形態に係るノード生成部１３０Ａ１は、上部電極Ｅ１ａの上側の短辺と対向して設けられる。
　ノード生成部１３０Ａ１は、Ｘ軸方向の中心線ＣＸ上において、接続腕１１１Ａ１に接続されている。また、ノード生成部１３０Ａ１は、線分Ｃ１´と、保持腕１１３Ａ１の幅方向の中心が一致するように、保持腕１１３Ａ１に接続される。その他のノード生成部１３０Ａ１の構成は、第１の実施形態におけるノード生成部１３０Ａの構成と同様である。
　なお、ノード生成部１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２の構成は、ノード生成部１３０Ａ１の構成と同様である。
（５－３）接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２
　本実施形態に係る接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２の構成は、第４の実施形態に係る接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２の構成と同様である。
（５－４）保持腕１１３Ａ１、１１３Ａ２、１１３Ｂ１、１１３Ｂ２
　本実施形態に係る保持腕１１３Ａ１、１１３Ａ２、１１３Ｂ１、１１３Ｂ２の構成は、第４の実施形態における保持腕１１３Ａ１、１１３Ａ２、１１３Ｂ１、１１３Ｂ２の構成と同様である。
　その他の構成、効果は第１の実施形態と同様である。
［第６の実施形態］
　図１３は、本実施形態に係る、共振子１０の平面図の一例を示す図である。以下に、本実施形態に係る共振装置１の詳細構成のうち、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。
　本実施形態においては、共振子１０は、第１の実施形態におけるノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ、及び保持腕１１２Ａ、１１２Ｂに対応する構成として、ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２、及び保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２を備えている。なお、本実施形態においては、共振子１０は、第１の実施形態における保持腕１１３Ａ、１１３Ｂに対応する構成を有していない。
（６－１）振動部１２０
　本実施形態に係る振動部１２０の構成は、第４の実施形態に係る振動部１２０の構成と同様である。
（６－２）ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２
　本実施形態に係るノード生成部１３０Ａ１は、上部電極Ｅ１ａの上側の短辺と対向して設けられる。
　ノード生成部１３０Ａ１は、Ｘ軸方向の中心線ＣＸ上において、接続腕１１１Ａ１に接続されている。また、ノード生成部１３０Ａ１は、線分Ｃ１と、保持腕１１２Ａ１の幅方向の中心が一致するように、保持腕１１２Ａ１に接続される。その他のノード生成部１３０Ａ１の構成は、第１の実施形態におけるノード生成部１３０Ａの構成と同様である。
　なお、ノード生成部１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２の構成は、ノード生成部１３０Ａ１の構成と同様である。
（６－３）接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２
　本実施形態に係る接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２の構成は、第４の実施形態に係る接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２の構成と同様である。
（６－４）保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２
　本実施形態に係る保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２の構成は、第４の実施形態における保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２の構成と同様である。
［第７の実施形態］
　図１４は、本実施形態に係る、共振子１０の平面図の一例を示す図である。以下に、本実施形態に係る共振装置１の詳細構成のうち、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。
　本実施形態においては、共振子１０は、第１の実施形態におけるノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ、及び保持腕１１２Ａ、１１２Ｂに対応する構成として、ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２、及び保持腕１１３Ａ、１１３Ｂを備えている。なお、本実施形態においては、共振子１０は、第１の実施形態における保持腕１１２Ａ、１１２Ｂに対応する構成を有していない。
（７－１）振動部１２０
　本実施形態に係る振動部１２０の構成は、第４の実施形態に係る振動部１２０の構成と同様である。
（７－２）ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２
　本実施形態に係るノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２の構成は、第５の実施形態に係るノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２の構成と同様である。
（７－３）接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２
　本実施形態に係る接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２の構成は、第４の実施形態に係る接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２の構成と同様である。
（７－４）保持腕１１３Ａ、１１３Ｂ
　本実施形態では、保持腕１１３Ａは、４つの腕１Ａ、１Ａ´、２Ａ、３Ａを有している。腕２Ａは、振動部１２０と保持部１４０の間の空間において、振動部１２０の短辺１２１ａに対向してＸ軸方向に平行に設けられている。
　腕３Ａは、Ｙ軸方向に平行に設けられる。腕３Ａは、一端が腕２ＡのＸ軸方向の中央付近と接続し、そこから保持部１４０に向かって略垂直に延び、他端において、保持部１４０に接続している。
　腕１Ａは、線分Ｃ１´の延長線に沿って設けられる。腕１Ａは、一端において、その幅の中心が、線分Ｃ１´と一致するようにノード生成部１３０Ａ１に接続する。腕１Ａは、他端が腕２Ａの一端に接続する。なお、腕１Ａ´の構成は、腕１Ａの構成と同様である。
　その他の構成、機能については第１の実施形態と同様である。
　以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
　また、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
　１　　　　　　　　　　　　共振装置
　１０　　　　　　　　　　　共振子
　３０　　　　　　　　　　　上蓋
　２０　　　　　　　　　　　下蓋
　１４０　　　　　　　　　　保持部
　１１１Ａ、１１１Ｂ　　　　接続腕
　１１２Ａ、１１２Ｂ　　　　保持腕
　１１３Ａ、１１３Ｂ　　　　保持腕
　１３０Ａ、１３０Ｂ　　　　ノード生成部
　１２０　　　　　　　　　　振動部
　Ｆ１　　　　　　　　　　　ＳｉＯ２膜
　Ｆ２　　　　　　　　　　　Ｓｉ層
　Ｆ３　　　　　　　　　　　圧電薄膜
　Ｅ１、Ｅ２　　　　　　　　金属層 

Claims (9)

  1. 　圧電振動部と、
    　前記圧電振動部の周囲の少なくとも一部に設けられた保持部と、
    　前記圧電振動部と、前記保持部との間に第１のノード生成部と、
    　前記第１のノード生成部と、前記第１のノード生成部と対向する前記圧電振動部の領域とを接続する第１の接続腕と、
    　前記第１のノード生成部と、前記保持部における、前記第１のノード生成部と対向する領域とを接続する第１の保持腕と、
    を備え、
    　前記第１のノード生成部は、前記第１のノード生成部と前記圧電振動部とを前記第１の接続腕が接続する第１方向、及び前記第１方向に直交する第２方向に沿って、前記第１のノード生成部の中心をとおる２本の線それぞれに対して、略対称な形状である、
    共振子。
  2. 　前記共振子は、
    　前記圧電振動部と前記保持部との間に、前記圧電振動部を挟んで前記第１のノード生成部と対向して設けられる第２のノード生成部と、
    　前記圧電振動部と前記第２のノード生成部とを接続する第２の接続腕と、
    　前記第２のノード生成部と前記保持部とを接続する第２の保持腕と、
    　をさらに備え、
    　前記第２のノード生成部は、第１方向、及び第２方向に沿って、前記第２のノード生成部の中心をとおる２本の線それぞれに対して、略対称な形状であることを特徴とする請求項１に記載の共振子。
  3. 　前記圧電振動部は、第１の電極、圧電薄膜、及び第２の電極が積層されて形成されており、
    　前記第１のノード生成部及び前記第２のノード生成部は、それぞれ、前記圧電振動部の積層方向における振動の変位が、その周辺より小さいノード領域を複数有し、
    　前記第１の保持腕は、前記第１のノード生成部における複数の前記ノード領域のいずれかにおいて、前記第１のノード生成部に接続し、
    　前記第２の保持腕は、前記第２のノード生成部における複数の前記ノード領域のいずれかにおいて、前記第２のノード生成部に接続することを特徴とする請求項２に記載の共振子。
  4. 　前記共振子は、
    　前記第１の保持腕、及び前記第２の保持腕を複数備え、
    　複数の前記第１の保持腕、及び複数の前記第２の保持腕は、複数の前記ノード領域のそれぞれと接続する、請求項３に記載の共振子。
  5. 　前記第１のノード生成部及び前記第２のノード生成部は、
    　略円形の形状であることを特徴とする請求項２～３のいずれか一項に記載の共振子。
  6. 　前記第１のノード生成部及び前記第２のノード生成部は、
    　４辺の長さがほぼ等しい矩形の形状であることを特徴とする請求項２～５いずれか一項に記載の共振子。
  7. 　前記第１の接続腕及び前記第２の接続腕の幅は、前記第１の保持腕及び前記第２の保持腕の幅よりも大きいことを特徴とする請求項２～６いずれか一項に記載の共振子。
  8. 　前記第１の保持腕は、前記第１方向に沿った前記第１の接続腕の延長線上になく、
    　前記第２の保持腕は、前記第１方向に沿った前記第２の接続腕の延長線上にないことを特徴とする請求項２～７いずれか一項に記載の共振子。
  9. 　請求項１～８いずれか一項に記載の共振子と、当該共振子を間に挟む下蓋と上蓋とを備える共振装置。
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