谐振子和谐振装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供谐振子和谐振装置。谐振子能够通过减小锚点损耗来提高Q值。谐振子具备：压电振动部；保持部，其设置于压电振动部的周围的至少局部；第一节点生成部，其设置于压电振动部与保持部之间；第一连接臂，其连接第一节点生成部和压电振动部的与该第一节点生成部对置的区域；以及第一保持臂，其连接第一节点生成部和保持部中的与第一节点生成部对置的区域，第一节点生成部在比在第一连接臂连接第一节点生成部和压电振动部的第一方向上的中心靠第一连接臂侧处，具有在与第一方向正交的第二方向上的长度为最大的部位，随着从第二方向上的长度为最大的部位趋向第一保持臂，第二方向上的长度缓缓变小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】谐振子和谐振装置
本专利技术涉及振动部以面内振动模式振动的谐振子和谐振装置。
技术介绍
现在，使用了MEMS(MicroElectroMechanicalSystems：微机电系统)技术的谐振装置例如被作为定时装置使用。该谐振装置安装于组装在智能手机等电子设备内的印刷电路基板上。谐振装置具备下侧基板、在与下侧基板之间形成腔室的上侧基板以及在下侧基板与上侧基板之间配置于腔室内的谐振子。例如在专利文献1中公开了如下谐振子，能够在矩形截面的振动体中，通过将该矩形的长边的长度b与短边的长度a之间的比b/a选择为特定范围，来有效对宽度扩展模式形成激励。专利文献1：美国专利第5548180号说明书现有的谐振子构成为借助保持臂将矩形的振动部(振动体)与保持部连接。在这样的谐振子的情况下，由于将振动部保持于保持臂，振动泄漏，而产生锚点损耗(AnchorLoss)。其结果是，导致谐振子的Q值降低。在专利文献1中记载的谐振子中，通过最优化振动体的纵横比，在与振动体的振动方向平行的边的中央附近形成节点。然而，并没有考虑到与振动垂直的方向、振动体的厚度方向，在这两个方向上依然产生锚点损耗。
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的情况而产生，目的在于在谐振子减小锚点损耗来提高Q值。本专利技术的一个侧面的谐振子具备：压电振动部；保持部，其设置于压电振动部的周围的至少局部；第一节点生成部，其设置于压电振动部与保持部之间；第一连接臂，其连接第一节点生成部和压电振动部的与该第一节点生成部对置的区域；以及第一保持臂，其连接第一节点生成部和保持部中与第一节点生成部对置的区域，第一节点生成部在比在第一连接臂连接第一节点生成部和压电振动部的第一方向上的中心靠第一连接臂侧处，具有在与第一方向正交的第二方向上的长度为最大的部位，随着从第二方向上的长度为最大的部位趋向第一保持臂，第一节点生成部在第二方向上的长度缓缓变小。根据该谐振子，能够在节点生成部上生成与压电振动部中的应对在X轴、Y轴、Z轴方向上的振动的节点。由此，能够减小因振动部被保持于保持部所致的锚点损耗，提高Q值。另外，优选为，谐振子还具备：第二节点生成部，其在压电振动部与保持部之间，同压电振动部中的、与隔着压电振动部同第一节点生成部对置的面相对置的面对置地设置；第二连接臂，其连接压电振动部和第二节点生成部；以及第二保持臂，其连接第二节点生成部和保持部中的与第二节点生成部对置的区域，第二节点生成部在比第一方向上的中心靠第二连接臂侧处，具有第二方向上的长度为最大的部位，随着从第二方向上的长度为最大的部位趋向第二保持臂，第二节点生成部在第二方向上的长度缓缓变小。在该优选方式中，采用该谐振子，能够在节点生成部上生成与压电振动部中的应对在X轴、Y轴、Z轴方向上的振动节点。由此，能够减小因振动部被保持于保持部所致的锚点损耗，提高Q值。另外，优选为，第一节点生成部是弓形形状，在弦的中点附近，与第一连接臂连接，在弧的顶点附近，与第一保持臂连接，第二节点生成部是弓形形状，在弦的中点附近，与第二连接臂连接，在弧的顶点附近，与第二保持臂连接。在该情况下，能够更加减小因振动部被保持于保持部所致的锚点损耗。另外，优选为，第一节点生成部是三角形形状，在底边的中点附近，与第一连接臂连接，在顶点附近，与第一保持臂连接，第二节点生成部是三角形形状，在底边的中点附近，与第二连接臂连接，在顶点附近，与第二保持臂连接。在该情况下，能够减小因振动部被保持于保持部所致的锚点损耗。尤其优选为，在第一节点生成部和第二节点生成部，第二方向上的长度为最大的部位处的长度小于压电振动部的沿第二方向的长度。在该优选方式中，能够更加减小锚点损耗。尤其优选为，压电振动部通过层叠压电薄膜和一对隔着压电薄膜相互对置设置的电极而形成，第一节点生成部和第二节点生成部通过层叠压电薄膜和电极而形成。另外，优选为，压电振动部是矩形形状，沿该矩形的长边方向具有多个振动区域，第一连接臂和第二连接臂分别具有：第一臂，其沿长边方向大致平行地设置；多个第二臂，其分别连接该第一臂与多个振动区域；以及第三臂，其连接第一臂与第一节点生成部或者第一臂与第二节点生成部，在第一节点生成部和第二节点生成部，第二方向上的长度为最大的部位处的长度大于第三臂的宽度。本专利技术的一个侧面的谐振装置具备上述任一项所述的谐振子。根据该谐振装置，能够减小锚点损耗，提高Q值。根据本专利技术，能够针对谐振子减小锚点损耗，从而提高Q值。附图说明图1是示意性地示出本专利技术的第一实施方式的谐振装置的外观的立体图。图2是示意性地示出本专利技术的第一实施方式的谐振装置的构造的分解立体图。图3是本专利技术的第一实施方式的下盖的俯视图。图4是拆下了上侧基板的本专利技术的第一实施方式的谐振子的俯视图。图5是图1的剖视图。图6是示出本专利技术的第一实施方式的谐振子的变位的图。图7是示出本专利技术的第一实施方式的节点生成部的半径与振动部的宽度之比和等价串联电阻的值之间的相关性的图表。图8与图4相对应，是拆下了上侧基板的本专利技术的第二实施方式的谐振子的俯视图。图9与图4相对应，是拆下了上侧基板的本专利技术的第三实施方式的谐振子的俯视图。图10与图4相对应，是拆下了上侧基板的本专利技术的第四实施方式的谐振子的俯视图。图11与图4相对应，是拆下了上侧基板的本专利技术的第五实施方式的谐振子的俯视图。图12与图4相对应，是拆下了上侧基板的本专利技术的第六实施方式的谐振子的俯视图。图13是图12的剖视图。图14与图4相对应，是拆下了上侧基板的本专利技术的第七实施方式的谐振子的俯视图。具体实施方式[第一实施方式]以下，参照附图说明本专利技术的第一实施方式。图1是示意性地示出本专利技术的第一实施方式的谐振装置1的外观的立体图。另外，图2是示意性地示出本专利技术的第一实施方式的谐振装置1的构造的分解立体图。该谐振装置1具备谐振子10和隔着谐振子10设置的上盖30与下盖20。即，谐振装置1依次层叠下盖20、谐振子10、上盖30而构成。另外，谐振子10与下盖20和上盖30接合，由此密封谐振子10，并形成谐振子10的振动空间。谐振子10、下盖20以及上盖30分别使用Si基板而形成。而且，通过Si基板彼此相互接合而使谐振子10、下盖20以及上盖30相互接合。谐振子10和下盖20也可以使用SOI基板而形成。谐振子10是使用MEMS技术制造的MEMS谐振子。此外，谐振子10也可以是水晶谐振子。以下，说明谐振装置1的各结构的详情。(1.上盖30)上盖30沿XY平面呈平板状扩展，在其背面例如形成有平坦的长方体形状的凹部31。凹部31由侧壁33围起，形成供谐振子10振动的空间即振动空间的局部。(2.下盖20)下盖20具有：矩形平板状的底板22，其沿XY平面设置；和侧壁23，其从底板22的周缘部沿Z轴方向(即，下盖20与谐振子10的层叠方向)延伸。在下盖20上，在与谐振子10对置的面，设置由底板22的表面和侧壁23的内表面形成的凹部21。凹部21形成谐振子10的振动空间的局部。该振动空间由上述上盖30和下盖20气密地密封，维持真空状态。也可以向该振动空间中例如填充不活泼气体等气体。图3是示意性地示出本实施方式的下盖20的构造的俯视图。图3中，将下盖20的长边方向设为Y轴方向，将下盖20的短边方向设为X轴方向，将下盖20的厚度方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振子，其特征在于，具备：压电振动部；保持部，其设置于所述压电振动部的周围的至少局部；第一节点生成部，其设置于所述压电振动部与所述保持部之间；第一连接臂，其连接所述第一节点生成部和所述压电振动部的与所述第一节点生成部对置的区域；以及第一保持臂，其连接所述第一节点生成部和所述保持部中与所述第一节点生成部对置的区域，所述第一节点生成部在比在所述第一连接臂连接所述第一节点生成部和所述压电振动部的第一方向上的中心靠所述第一连接臂侧处，具有在与所述第一方向正交的第二方向上的长度为最大的部位，随着从所述第二方向上的长度为最大的部位趋向所述第一保持臂，所述第一节点生成部在所述第二方向上的长度缓缓变小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.21 US 62/221,3311.一种谐振子，其特征在于，具备：压电振动部；保持部，其设置于所述压电振动部的周围的至少局部；第一节点生成部，其设置于所述压电振动部与所述保持部之间；第一连接臂，其连接所述第一节点生成部和所述压电振动部的与所述第一节点生成部对置的区域；以及第一保持臂，其连接所述第一节点生成部和所述保持部中与所述第一节点生成部对置的区域，所述第一节点生成部在比在所述第一连接臂连接所述第一节点生成部和所述压电振动部的第一方向上的中心靠所述第一连接臂侧处，具有在与所述第一方向正交的第二方向上的长度为最大的部位，随着从所述第二方向上的长度为最大的部位趋向所述第一保持臂，所述第一节点生成部在所述第二方向上的长度缓缓变小。2.根据权利要求1所述的谐振子，其特征在于，所述谐振子还具备：第二节点生成部，其在所述压电振动部与所述保持部之间，同所述压电振动部中的、与隔着所述压电振动部同所述第一节点生成部对置的面相对置的面对置地设置；第二连接臂，其连接所述压电振动部和所述第二节点生成部；以及第二保持臂，其连接所述第二节点生成部和所述保持部中的与所述第二节点生成部对置的区域，所述第二节点生成部在比所述第一方向上的中心靠所述第二连接臂侧处，具有在所述第二方向上的长度为最大的部位，随着从所述第二方向上的长度为最大的部位趋向所述第二保持臂，所述第二节点生成部在在所述第二方向上的长度缓缓变小。3.根据权利要求2所述的谐振子，其特征在于，所述第一节点生成部是弓形形状，在弦的中点附近，与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：西村俊雄，维莱·卡亚卡里，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP