振動片、壓電裝置、以及電子設備的製作方法
2023-06-08 18:07:41 2
專利名稱：振動片、壓電裝置、以及電子設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有振動臂的振動片、具備該振動片的壓電裝置以及電子設備。
背景技術：
一直以來，進行彎曲振動的振動片具有基部；振動臂，其從基部起延伸，並沿著寬度方向而形成；長槽以及電極，其被形成于振動臂上；切入部，其以使基部在寬度方向上縮窄的方式而形成。此時，振動臂被設定為，其臂寬尺寸從基部一側起向頂端一側逐漸縮窄，並在比寬度變化點更靠頂端一側，臂寬尺寸轉變為固定或者增加。並且，長槽以及電極被形成於從振動臂的基部一側至寬度變化點之間。在這種結構的振動片中，通過設置切入部，從而能夠抑制因振動臂向不需要的方向振動而產生的所謂振動洩漏從振動臂向基部傳遞的現象，並且，通過縮窄振動臂上的臂寬以及增加頂端一側的質量，從而能夠在不增大振動臂的頻率的條件下縮短臂長。所以，振動片能夠在維持振動特性的同時實現小型化(例如，專利文獻1)。在先技術文獻專利文獻1 日本特開2006-311090號公報但是，雖然這種技術通過設置切入部和寬度變化點以及縮窄臂寬尺寸等，能夠使現有的振動片小型化，但是，近年來對振動片有更加小型化的需求，在對應於這種需求而推進振動片的小型化時，僅僅通過設置切入部和寬度變化點等，有時會難以可靠地維持振動特性。
發明內容
本發明是為了解決上述課題中的至少一部分而完成的，其可以通過以下的應用例或者實施方式來實現。[應用例1]本應用例涉及的振動片的特徵在於，具有基部；一對臂部，其以所述基部為根部而延伸，並沿著所述基部的寬度方向排列；槽部，其被設置於所述臂部上；支承部，其用於支撐所述基部；連接部，其用於連接所述基部和所述支承部；切入部，其以將所述基部從所述臂部的各自一側起在寬度方向上縮窄的方式而形成，其中，所述根部具有位於所述臂部相互對置的一側的第1根部、和位於所述臂部未相互對置的一側的第2根部，從所述第1根部起至所述第2根部為止的長度A、和從所述第1根部起至所述切入部的內端部為止的長度B，滿足以下關係，即，A彡B。根據這種振動片，臂部為以下結構，S卩，其分別與基部形成為一體，且其排列方式為，沿著基部的寬度方向排列。並且，在作為與基部的連接點的根部上的臂部的寬度為，第1 根部與第2根部之間的長度A。此時，第1根部以及第2根部被沿著基部的寬度方向設置， 並且，各個臂部的第1根部以使臂部相互對置的方式而配置，即，其被配置於臂部相互對置的一側。而且，在基部上，設置有切入部，切入部從設置有臂部的各自一側的基部端部起向寬度方向切入而形成，基部內部一側的一端為內端部。這些臂部和切入部以成對的方式而形成於基部上，且臂部的第1根部與切入部的內端部之間的最短距離為長度B。這種結構的振動臂的特徵在於，其被設定為，從臂部的第1根部起至第2根部為止的長度A、和從該第1 根部起至與該第1根部成對的內端部為止的長度B，滿足以下關係，S卩，A ^ B。當長度A和長度B滿足A > B的關係時，臂部將以相當於短於長度A的長度B的、第1根部和內端部之間的部分為軸，而進行振動。即，由於因臂部的振動而產生的應力集中於切入部，所以能夠抑制所謂的振動洩漏向基部傳遞，從而即使使振動片小型化，也能夠穩定地進行振動。另一方面，當長度A和長度B滿足A B，以及其他特徵等。由此，因臂部的振動而產生的應力將集中於切入部處，從而能夠抑制所謂的振動洩漏向基部一側的傳遞，進而即使將振動片小型化也能夠確保其穩定地進行振動。封裝有這種振動片的壓電裝置，能夠在維持振動特性的同時實現小型化。而且，還可以考慮以下結構，即，在壓電裝置中，除具備振動片以外，還具備電連接于振動片的電路部等。[應用例7]本應用例所涉及的電子設備的特徵在於，具備上述應用例所述的振動片；電連接於所述振動片的電路部。根據該電子設備，由於具備上述的小型、且具有穩定的振動特性的振動片，所以即使作為電子設備也能夠維持穩定的功能。
圖1為表示水晶振動片的外觀的俯視圖。圖2為表示振動臂的詳細形狀的俯視圖。圖3為表示振動臂上的激勵電極的結構的模式圖。圖4為表示切入部的設定與CI值之間的關係的曲線圖。圖5(A)為表示壓電裝置的俯視圖，圖5(B)為表示壓電裝置的剖視圖。圖6為表示壓電裝置的製造工序的流程圖。圖7為表示作為電子設備的一個示例的行動電話的概要的立體圖。圖8為行動電話的電路框圖。圖9為表示作為電子設備的一個示例的個人電腦的概要的立體圖。符號說明1 作為振動片的水晶振動片；2:基部；3 振動臂；3a 臂部；3b 錘頭；4 槽部；5 支承部；6 連接部；7 切入部；7a:內端部；10:槽激勵電極；11:臂激勵電極；20:壓電裝置；31 第 1 根部；32 第 2 根部；33 第 1 錐部；34 第 2 錐部；
35 頭錐部；300 作為電子設備的行動電話；400 作為電子設備的個人電腦。
具體實施例方式以下，參照附圖，對本發明的壓電振動片以及壓電裝置進行說明。在實施方式中， 以具備音叉型的振動臂的水晶振動片作為振動片的一個示例，該振動片設定為如下形式， 即，包括具有臂部和設置在臂部頂端的錘頭的振動臂、以及形成於延伸出臂部的基部上的切入部等。(實施方式)圖1為，表示水晶振動片的外觀的俯視圖。此外，圖2為，表示振動臂的詳細形狀的俯視圖，其僅表示構成音叉型的一對振動臂3、3中的一方。首先，如圖1所示，水晶振動片(振動片)1具有基部2，其以X軸方向為寬度方向；兩個振動臂3、3，其從基部2起向Y』 軸方向延伸、即突起；槽部4，其形成於各個振動臂3上，且俯視觀察時呈大致長方形形狀。 並且，在振動臂3以及槽部4的表面上，形成有未圖示的激勵電極，通過對激勵電極施加驅動電流，從而振動臂3向寬度方向彎曲並進行振動。關於該激勵電極，將參照圖3在後文中敘述。並且，水晶振動片1具有支承部5，其被形成為，從與基部2中延伸出振動臂3的一側相反一側的位置起，向沿著各個振動臂3的方向彎曲並延伸的U字形狀；連接部6，其用於連接基部2和支承部5 ；—對切入部7、7，其通過從延伸出振動臂3的基部2的、各自的端部一側起沿著X軸切入，從而以使基部2在寬度方向上縮窄的方式而形成。此時，以使基部 2縮窄的方式而形成的切入部7，存在於基部2與支承部5之間。而且，各個振動臂3為以下結構，即，具有臂部3a，其從基部2起延伸；錘頭3b，其設置於臂部3a的延伸出的頂端處。臂部3a中，在作為其與基部2的連接點的根部上，第1 根部31位于振動臂3相互對置的一側，第2根部32位于振動臂3a未相互對置的一側，即， 基部2的端部一側。該第1根部31和第2根部32沿著基部2的寬度方向設置，並將臂部 3a以及錘頭北連接於基部2，且支撐臂部3a以及錘頭北。並且，支承部5具有用於將水晶振動片1固定於外殼等上的貼裝部fe、5b，該貼裝部5ajb在呈U字形狀的支承部5上的、 沿著各個振動臂3的每一側上，各設置有一處。在這裡，關於形成水晶振動片1的水晶，簡單地進行說明。水晶振動片1是通過從六角柱的水晶柱上切割而獲得，水晶柱具有Z軸，其為在柱的長度方向上的光軸；X軸，其為在垂直於Z軸的六角形面的X-Y平面上與六角形的邊相平行的電軸；Y軸，其為與X軸垂直的機械軸。並且，與六角形的邊相平行的X軸為三條，其相互之間分別間隔120度的相等角度，通過這些X軸而形成於X-Y平面上的三個面，具有三方晶系的性質，即，根據蝕刻方向而導致的蝕刻速度的差異等在各個面上相同。在這樣的水晶柱上，水晶振動片1是從沿著如下平面的水晶Z板中切割出來的，所述平面為，在從X軸與Y軸的交點(坐標原點)觀察時，在圍繞X軸的方向上相對於X-Y平面傾斜了角度5度的平面。如圖1所示，基部2的寬度方向為X軸，振動臂3的長度方向為Y』軸方向，水晶振動片1的厚度方向為Z』軸方向。接下來，根據圖2，對振動臂3以及切入部7的詳細形狀等進行說明。如圖2所示的振動臂3僅為一對振動臂3、3中的一個。振動臂3在作為振動臂3的寬度方向的X軸方向上，從作為連接基部2的臂部3a的根部的、第1根部31和第2根部32起延伸，且從第1 根部31起至第2根部32為止的寬度為長度A。該臂部3a具有，臂寬從長度A的根部起向頂端逐漸地變窄，從而在寬度方向上縮窄的形狀。並且，在臂部3a上，其縮窄分為兩階段， 第1階段為，從長度A的根部起縮窄並向頂端方向延伸的第1錐部33，第2階段為，從第1 錐部33起連續、且與第1錐部33的縮窄狀況不同的第2錐部34。第1錐部33被設定為， 縮窄的比例大於第2錐部34，即，其斜度大於第2錐部34。並且，第1錐部33被設定為，向頂端方向延伸的長度也遠遠短於第2錐部34，臂部3a的長度中的大半部分為第2錐部34。此外，設置於基部2上的切入部7被形成為，從基部2的端部起向內部一側被切入，基部2的內部一側末端的平端面為內端部7a。根據該內端部7a的位置，從而設定了切入部7向基部2內切入的長度。切入部7的內端部7a的位置被設定為，從第1根部31起至內端部7a為止的最短長度B，短於從第1根部31起至第2根部32為止的寬度A，即，滿足A > B的關係。而且，對於其他的振動臂3以及切入部7，也為採用了同樣設定的結構。在這種結構的水晶振動片1中，臂部3a與基部2的連接點處的、從第1根部31起至第2根部32為止的寬度A為臂部3a的最大寬度，根部部分的剛性最大。因此，水晶振動片1成為能夠維持臂部3a的穩定振動的結構。並且，在水晶振動片1中，當振動臂3振動時，振動臂3將以根部的長度A與從第1根部31起至內端部7a為止的最短長度B中、長度較短的部位之間為軸，而進行振動。所以，在長度A和長度B被設定為滿足A > B的關係的水晶振動片1中，振動臂3將以長度較短的、第1根部31與內端部7a之間的長度B的部位為軸，而進行振動。由此，由于振動臂3振動而產生的應力，將集中於切入部7處，從而能夠抑制振動洩漏向基部2傳遞的現象。由此，振動臂3能夠排除由于振動洩漏而導致的損失， 而維持穩定的振動，並能夠應對小型化的需求。相對於此，如果長度A和長度B滿足A彡B的關係，則振動臂3將以長度較短的、 第1根部31與第2根部32之間的長度A的部位為軸，而在寬度方向(X軸方向)上進行振動。在這種情況下，可以看出，振動臂3越趨於小型化，向寬度方向以外的、例如Z』軸方向的振動就越大，從而由於切入而產生的振動抑制效果將被弱化，使得CI (晶體阻抗=Crystal Impedance)值增大，進而形成振動能量損失較大的振動。即，當滿足A 「從第1根部31起至切入部7的內端部7a為止的長度B」的水晶振動片1，能夠在維持振動特性的同時實現小型化，並且即使小型化也能夠穩定地進行振動。並且，水晶振動片1的振動臂3中，在臂部3a的頂端上具有錘頭北，該錘頭北具有寬於臂部3a的頂端寬度的寬度，其寬度為長度C。並且，在連接錘頭北和臂部3a的位置上，為了消除從臂部3a到錘頭北的急劇的寬度變化，從而設置了有頭錐部35。頭錐部35 與第1錐部33以及第2錐部34不同，為所謂的倒錐形，其寬度從臂部3a的頂端向錘頭北的方向逐漸加寬，從而平滑地連接臂部3a和錘頭北。該頭錐部35的部分屬於錘頭北，錘頭北的寬度C被設定為，短於從第1根部31起至第2根部32為止的寬度A，滿足A > C的關係。這種具有錘頭北的振動臂3，通過增加臂部3a的頂端部分的質量，從而即使在為了實現小型化的目的而縮短從基部2延伸的長度的情況下，也能夠抑制以高頻率進行彎曲的狀況，其能夠實現例如無論振動臂3的長度如何，均可維持相同振動等的效果。即，如果在臂部3a上設置錘頭北，則能夠容易地調整振動臂3的振動數，以使其進行所期望的振動。 但是，如果加寬錘頭北的寬度，並增大長度C，則振動的應力將會集中於臂部3a的根部，從而會產生根部損傷、或出現振動臂3的振動不穩定的傾向。因此，通過設定為「從第1根部 31起至第2根部32為止的長度A」>「錘頭北的寬度C」，從而能夠確保振動臂3的根部的剛性，以使振動臂3的振動穩定。並且，由于振動臂3具有頭錐部35，從而在臂部3a與錘頭 3b之間，寬度不會發生急劇變化，臂部3a和錘頭北會被平滑地連接。也就是說，振動臂3 成為如下的結構，即，即使在寬度不同的臂部3a與錘頭北的連接位置上，也不存在剛性顯著劣化的部位，從而應力難以集中。因此，在振動臂3中，臂部3a與錘頭北成為一體的臂而進行彎曲，從而能夠更加穩定地進行振動。接下來，關於設置在振動臂3上的槽部4，參照圖2、和在圖3中所示的表示振動臂上的激勵電極的結構的模式圖來進行說明。圖3圖示了沿著圖1中的S-S』的剖面。槽部 4形成於，規定了各個振動臂3在Z』軸方向上的厚度的表面和背面兩個面上，並在振動臂3 的寬度中央位置上沿著長度方向(Y』軸方向)而延伸。槽部4的延伸長度為，以振動臂3的根部為起點，並以超過臂部3a與錘頭北的連接位置的、錘頭北的內部位置為終點。並且， 槽部4沿著臂部3a的第2錐部34，以臂部3a的寬度的70%至98%的寬度而延伸，且以這種狀態延長至錘頭3b，另一方面，臂部3a的第1錐部33上的槽部4為如下結構，即，不沿著第1錐部33而延長，而在與第1錐部33和第2錐部34的連接點處的寬度相同的狀態下延長至根部。並且，槽部4的深度為，振動臂3的厚度的40%至48%，且其X-Z』剖面呈大致梯形形狀(圖3)。此外，在具有槽部4的振動臂3中，設置有圖3所示的激勵電極。激勵電極包括，設置於槽部4上的槽激勵電極10、和設置於未形成臂部3a的槽部4的面上的臂激勵電極11、 這兩種激勵電極，該槽激勵電極10以及臂激勵電極11被設置於，振動臂3的根部至頭錐部 35的近前位置之間。並且，槽激勵電極10以及臂激勵電極11通過形成於基部2、連接部6 以及支承部5上的布線，而被連接於貼裝部fe或者貼裝部恥上。而且，激勵電極以及布線在圖2中並未進行圖示。接著，對通過向激勵電極施加驅動電壓而產生的、振動臂3的彎曲進行說明。如圖 3所示，一方的振動臂3的槽激勵電極10和另一方的振動臂3的臂激勵電極11被連接於相同的貼裝部fe上，而一方的振動臂3的臂激勵電極11和另一方的振動臂3的槽激勵電極 10被連接於相同的貼裝部恥上。此時，對貼裝部fe以及貼裝部恥供給交流電源，以施加作為驅動電壓的交變電壓。即，當對振動臂3的槽激勵電極10以及臂激勵電極11分別施加驅動電壓時，在振動臂3的內部，將產生如箭頭所示方向的電場。圖3中的電場表示，貼裝部fe為正⑴電位、而貼裝部恥為負㈠電位的情況。由此，由于振動臂3的臂激勵電極11的一側向Y』軸方向延伸，而另一側向Y』軸方向收縮，因而振動臂3向相互分離的方向或者相互接近的方向彎曲。並且，當通過交變電壓，使施加於貼裝部fe以及貼裝部恥的電位變化時，振動臂3將從相互分離的狀態向相互接近的狀態、或者從相互接近的狀態向相互分離的狀態彎曲。如此，通過將交變電壓施加於貼裝部5ajb上，從而振動臂3將持續振動。而且，在電場的產生中，振動臂3為加強所產生的電場的結構，具體來說，振動臂3具有槽部4，且在該槽部4上設置槽激勵電極10，從而增大了電極面積。通過增大電極面積， 能夠實現電場強度的增加，從而更可靠地使振動臂3彎曲。接下來，關於作為水晶振動片1的特徵的、「從第1根部31起至第2根部32為止的長度A」 ^ 「從第1根部31起至切入部7的內端部7a為止的長度B」的關係，對其根據進行說明。圖4為，表示切入部的設定與CI值之間的關係的曲線圖。在圖4的曲線圖中， 在B/A為1或者1以下的情況下，B/A為1時CI值為5 Ω，B/A為0. 8時CI值為5 Ω， Β/Α為0. 5時CI值為54kQ，由此可以導出CI值較低且較穩定的結論。即，體現出振動能量的損失較小的情況。在這裡，B/A為1或者1以下的情況，相當於A彡B的情況。相對於此，在B/A為1以上，即A 「從第1根部31起至切入部7的內端部7a為止的長度B」的關係的結構，則水晶振動片1能夠維持排除了振動損失的振動，並能夠應對小型化的需求。而且，在B/A為 0. 5以下的情況下，從第1根部31起至切入部7的內端部7a為止的長度B，與從第1根部 31起至第2根部32為止的長度A相比，短至一半以下，所以會出現耐衝擊性減弱的傾向。 因此，在使用這種設定的水晶振動片1的情況下，優選為，對是否將其使用在衝擊較少的使用環境中等進行調查。而且，作為參考，對求得了圖4中的關係的水晶振動片1的大小進行敘述。水晶振動片1的厚度(ζ』軸方向)為100 μ m左右，而全長(Y』軸方向)為1500 μ m左右，全寬(X 軸方向)為500μπι左右。並且，振動臂3的全長為1300μπι左右，其中，臂部3a為800μπι 左右，而包括連接位置的在內的、錘頭3b的全長為500 μ m左右。並且，包括基部2、連接部 6以及連接於連接部6上的支承部5在內的、Y』軸方向上的長度為，200μπι左右，通過設置切入部7，能夠將現有水晶振動片1的全長的30%以上的長度，減少至13%左右。並且，關於臂部3a的槽部4，其深度(Z，軸方向)為40μπι至48μπι，而寬度(X軸方向)沿著第2 角錐部34，為臂部3a的寬度的70%至98%。而且，從第1根部31起至第2根部32為止的長度A為，100 μ m至180 μ m，從第1根部31起至切入部7的內端部7a為止的長度B為， ΙΟΟμπι至180 μ m，錘頭3b的寬度C為，ΙΟΟμπι至180 μ m。水晶振動片1即使在如本示例這樣實施了小型化的情況下，也能夠通過對切入部7的內端部7a的位置進行管理，來抑制振動洩漏向基部2的傳遞，從而維持振動特性。接下來，對具備上文中所說明的水晶振動片1的壓電裝置進行說明。圖5 (A)為，表示壓電裝置的俯視圖。並且，圖5(B)為，表示壓電裝置的剖視圖，且為沿圖5(A)中的T-T』 的剖視面。如圖5所示，壓電裝置20具備水晶振動片1、和用於收納水晶振動片1的外殼 40。外殼40由外殼基座41、接縫圈42、蓋體43等構成。在外殼基座41中，以能夠收納水晶振動片1的形式而形成有凹部，在該凹部上設置有連接墊48，所述連接墊48與水晶振動片1的貼裝部5ajb相連接。連接墊48被構成為，其連接於外殼基座41內的布線，從而能夠與設置在外殼基座41的外周部上的外部接線端子45導通。並且，在外殼基座41的凹部周圍，設置有接縫圈42，並且，在外殼基座41的底部，設置有貫通孔46。並且，水晶振動片1通過導電性粘合劑44而被粘合固定在外殼基座41的連接墊48上。而且，在收納有水晶振動片1的外殼40中，外殼基座41的凹部、覆蓋外殼基座41的凹部的蓋體43通過接縫圈42而被焊接在一起。在外殼基座41的貫通孔46中，填充有由金屬材料等組成的密封材料47。該密封材料47在減壓環境內熔融後被固化，從而對貫通孔 46進行氣密封裝，以使外殼基座41內能夠保持減壓狀態。在這種結構的壓電裝置20中，通過經由外部連接端子45的、來自於外部的驅動信號，使得水晶振動片1被激勵，從而以預定的頻率振動且進行振蕩。由於壓電裝置20具備水晶振動片1，且該水晶振動片1能夠抑制振動洩漏向基部2的傳遞，並維持振動特性，且實現更進一步的小型化，因此壓電裝置20能夠實現小型化且具有穩定的振動特性。接下來，對水晶振動片1以及壓電裝置20的製造工序進行說明。圖6為，表示壓電裝置的製造工序的流程圖。在本製造工序中，由於要以晶片狀的基材作為基礎來製造水晶振動片1，所以需要準備作為晶片狀的基材的水晶晶片。水晶晶片為，對所述水晶Z板的表面進行研磨以形成平坦的平板形狀的晶片。並且，在步驟Sl中，進行外形蝕刻。首先，在水晶晶片的表面上，形成層疊了鉻 (Cr)膜和金(Au)膜的膜等的保護膜，在保護膜的表面上塗抹抗蝕膜，並通過光刻法，將抗蝕膜圖形化為水晶振動片1的外形形狀。之後，將圖形化後的抗蝕膜作為掩膜，對保護膜進行蝕刻而將其除去。在剝離抗蝕膜之後，再次塗抹抗蝕膜，並圖形化為外形形狀和槽形狀。 在該狀態下，通過氟酸對水晶晶片的暴露部分進行蝕刻，以形成水晶振動片1的外形。由此，對於水晶晶片而言，獲得了各自通過細小連接部而被連接在一起的、成為水晶振動片1 的外形完成狀態的多個晶片。在步驟S2中，進行槽部蝕刻。首先，對形成於槽部的保護膜進行蝕刻。通過以這種方式進行蝕刻而暴露的水晶面，對應於在振動臂3上形成的槽部4的平面形狀。之後，僅以預定時間，通過氟酸對水晶晶片的暴露部分進行半蝕刻，從而在振動臂3上形成槽部4。 半蝕刻是指，在這種情況下，將槽部4的深度蝕刻至振動臂3的厚度的40% 48%的加工。 在對槽部4的蝕刻之後，剝離抗蝕膜以及保護膜，並進入步驟S3。在步驟S3中，進行電極形成。首先，在水晶晶片的全體表面上，形成在此由鉻(Cr) 膜和金(Au)膜所構成的電極膜，並在電極膜上形成對應於槽激勵電極10以及臂激勵電極 11的圖案的抗蝕膜。並且，對電極膜進行蝕刻從而形成槽激勵電極10以及臂激勵電極11。 在電極的蝕刻後，剝離抗蝕膜，並進入步驟S4。在步驟S4中，在振動臂的頂端實施附加錘部的加工。該加工為，通過濺射或蒸鍍等，在錘頭北上形成的金(Au)等的金屬皮膜，以作為附帶於錘的膜。而且，在至此為止的說明中，省略了該附帶於錘的膜。在形成附帶於錘的膜後，進入步驟S5。在步驟S5中，進行頻率的粗調整。粗調整為，用雷射等照射附帶於錘的膜的一部分，使其局部地蒸發，從而調整錘頭北的質量。由此，能夠大致均勻地對各自的振動臂3的振動頻率進行粗調整。在粗調整之後，進入步驟S6。在步驟S6中，進行水晶振動片的單片切割。即，折斷水晶晶片上的細小連接部，以使連接狀態的水晶振動片1成為單片。至此為止為水晶振動片1的製造工序。在單片切割之後，為了製造壓電裝置20，從而進入步驟S7。在步驟S7中，在外殼上進行裝配，以固定水晶振動片1。S卩，實施如圖5(A)所示的，水晶振動片1向外殼40的裝配。在裝配水晶振動片1之後，進入步驟S8。
在步驟S8中，進行頻率的微調整。該微調整為，對水晶振動片1施加驅動電壓，並在觀察其頻率的同時，用離子束、雷射等照射振動臂3或者錘頭北的附帶於錘的膜，從而調整附帶於錘的膜等的質量。由此，水晶振動片1的振動臂3被調整為，以預定的頻率準確地進行振動。在微調整之後，進入步驟S9。在步驟S9中，對外殼進行封裝。如圖5(B)所示，將蓋體43焊接於外殼基座41上， 並通過密封材料47填充貫通孔46，從而將水晶振動片1密封至外殼40內。通過以上步驟， 從而製成了具備水晶振動片1的壓電裝置20。並且，水晶振動片1以及壓電裝置20並不限定於上述的實施方式，在採用下文中所例舉的改變例的方式時，也能夠得到與實施方式同樣的效果。(改變例1)在水晶振動片1中，切入部7的內端部7a並不限定為平端面，也可以為圓弧狀面和半球面等。如果採用這些形狀，則能夠避免出現朝向切入部7的應力極端地集中於角部等處的現象。(改變例2)雖然切入部7為，切入基部2並位於基部2與支承部5之間，但是，也可以設定為，遠離支承部5而形成於僅被基部2所包圍的位置上。(改變例3)水晶振動片1並不限定於使用了水晶的振動片，還可以採用水晶以外的鈮酸鋰(LiNbO3)、鋯鈦酸鉛(PZT)等的壓電體、或者矽等的半導體。(改變例4)壓電裝置20也可以為，在外殼40內，除具備水晶振動片1外，還具備電連接於水晶振動片1的電路部的結構。電路部例如包括使水晶振動片1振蕩的振蕩電路、和用於檢測角速度等物理量的檢測電路等。(改變例5)支承部5的貼裝部fe以及貼裝部恥在各自一側各設置了一個，但是， 還可以採用如下結構，即，通過設置多個，從而更加穩定地將水晶振動片1支承於外殼40等上。(電子設備)上文中所說明的各個實施方式的水晶振動片，即使在小型化的情況下，也能夠通過使因振動臂的振動而產生的應力集中於切入部，來抑制振動洩漏向基部的傳遞，從而維持穩定的振動。這種水晶振動片能夠應用於各種電子設備中，所獲得的電子設備會具有較高的可靠性。而且，在本電子設備中，還可以使用在上述實施方式中所說明的振子以及振蕩
ο圖7以及圖8圖示了作為本發明的電子設備的一個示例的行動電話。圖7為，表示行動電話的外觀概要的立體圖，圖8為，用於說明行動電話的電路的電路框圖。該行動電話300可以使用上述的水晶振動片1或者壓電裝置20。而且，在本示例中，以使用了水晶振動片1的情況為例而進行說明。關於水晶振動片1的結構、作用，通過標示相同的符號等而省略其說明。並且，行動電話300在使用了水晶振動片1的情況下，具有被電連接於水晶振動片1、且至少具備對水晶振動片1進行驅動的功能的電路部，但是省略了其說明。在圖8所示的行動電話300中，設置有作為顯示部的IXD (Liquid Crystal Display，液晶顯示器)301 ；作為數字等的輸入部的鍵302 ；話筒303 ；揚聲器311 ；未圖示的電路等。如圖10所示，在利用行動電話300來發送信息的情況下，當使用者將自己的聲音輸入話筒303時，信號將經過脈寬調製編碼單元304和調製器/解調器單元305，通過發射機306、天線開關307而從天線308被發送。另一方面，從他人的電話機發送的信號，被天線308接收，並經過天線開關307、接收濾波器309，而從接收器310輸入至調製器/解調器單元305。並且，被調製或者解調的信號經過脈寬調製編碼單元304，而以聲音的形式向揚聲器311輸出。其中，設置有用於對天線開關307和調製器/解調器單元305等進行控制的控制器 312。由於此控制器312除上述構件以外，還對作為顯示部的IXD301、作為數字等的輸入部的鍵302、以及RAM313和R0M314等進行控制，因此需要其具有較高的精度。並且，還需要行動電話300的小型化。作為滿足這種需要的構件而使用了上述水晶振動片1。而且，作為其他結構單元，行動電話300具有溫度補償晶體振蕩器315、接收器用合成器316、發射機用合成器317等，但是省略了這些構件的說明。在該行動電話300中所使用的上述水晶振動片1被設定為，從第1根部31起至第 2根部32為止的長度A、和從第1根部31起至切入部7的內端部7a為止的長度B，滿足以下關係，即，A ^ B，從而能夠在維持振動特性的同時，實現進一步的小型化。所以，使用了該振動片的電子設備，能夠繼續維持作為電子設備的功能。作為具備本發明的水晶振動片1的電子設備，還可以例舉出圖9所示的個人電腦 (可攜式個人電腦)400。個人電腦400具備顯示部401、輸入鍵部402等，並且作為其電氣控制的基準計時器而應用了上述水晶振動片1。並且，作為具備本發明的水晶振動片1的電子設備，除上述設備以外，還可以列舉出如下設備，例如數位照相機、噴墨式噴射裝置(例如，噴墨式印表機)、可攜式個人電腦、 電視、攝像機、磁帶式錄像機、車輛導航裝置、呼叫器、電子記事本(也包括附帶通信功能的產品)、電子詞典、臺式電子計算器、電子遊戲機、文字處理器、工作站、可視電話、防盜視頻監視器、電子雙筒望遠鏡、POS終端、醫療設備(例如，電子體溫計、血壓計、血糖儀、心電圖測量裝置、超聲波診斷裝置、電子內窺鏡)、魚群探測器、各種測量設備、計量設備類(例如， 車輛、飛機、船舶的計量設備類)、飛行模擬器等。以上，雖然根據圖示的實施方式對本發明的電子設備進行了說明，但是，本發明並不限定於此，其各部分的結構均可以被替換為具有相同功能的任意結構。並且，還可以對本發明添加其他的任意結構部件。並且，本發明還可以採用，對所述各個實施方式中的任意兩個以上的結構(特徵)進行組合而形成的結構。例如，雖然在上述的實施方式中，以水晶振動片具有作為振動臂的兩個振動臂的情況為例而進行了說明，但是，振動臂的數量也可以為三個以上。並且，雖然在上文中，以使用了振動片1的情況為例而進行了說明，但是，也可以使用壓電裝置20來替代振動片1。並且，上述實施方式中所說明的水晶振動片，除了壓控晶體振蕩器(VCXO)、溫度補償晶體振蕩器(TCXO)、附帶恆溫槽的晶體振蕩器(OCXO)等壓電振蕩器以外，還能夠被應用於陀螺傳感器等。
權利要求
1.一種振動片，其特徵在於，具有基部；一對臂部，其以所述基部為根部而延伸，並沿著所述基部的寬度方向排列； 槽部，其被設置於所述臂部上； 支承部，其用於支撐所述基部； 連接部，其用於連接所述基部和所述支承部；切入部，其以將所述基部從所述臂部的各自一側起在寬度方向上縮窄的方式而形成， 其中，所述根部具有位於所述臂部相互對置的一側的第1根部、和位於所述臂部未相互對置的一側的第2根部，從所述第1根部起至所述第2根部為止的長度A、和從所述第1 根部起至所述切入部的內端部為止的長度B，滿足以下關係，即，A > B。
2.如權利要求1所述的振動片，其特徵在於，所述臂部的臂寬從所述基部一側向頂端一側逐漸縮窄。
3.如權利要求1或2所述的振動片，其特徵在於， 在所述臂部的頂端還具有錘頭，所述錘頭具有比所述臂部的頂端寬度更寬的寬度， 所述錘頭的寬度C和所述臂部的根部的長度A滿足以下關係，即，A > C。
4.如權利要求3所述的振動片，其特徵在於， 在所述臂部和所述錘頭的連接位置上，形成有頭錐部。
5.一種壓電裝置，其特徵在於，具備權利要求1至4中任意一項所述的振動片。
6.一種壓電裝置，其特徵在於，具備權利要求1至4中任意一項所述的振動片； 電連接於所述振動片的電路部。
7.一種電子設備，其特徵在於，具備權利要求1至4中任意一項所述的振動片； 電連接於所述振動片的電路部。
全文摘要
本發明提供能夠在維持振動特性的同時實現小型化的振動片、使用了該振動片的壓電裝置以及電子設備。水晶振動片(1)具有基部(2)；一對振動臂(3a)，其以基部為根部而延伸；切入部(7)，其以將基部從臂部的各自一側起在寬度方向上縮窄的方式而形成，其中，根部具有位於臂部相互對置的一側的第1根部(31)、和位於臂部未相互對置的一側的第2根部(32)，從第1根部起至第2根部為止的長度A、和從第1根部起至切入部的內端部(7a)為止的長度B，滿足以下關係，即，A≥B。
文檔編號H03H9/15GK102195610SQ20111007043
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月16日 優先權日2010年3月16日
發明者棚谷英雄 申請人:精工愛普生株式會社