振动元件、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体制造技术

技术编号:19351254 阅读:24 留言:0更新日期:2018-11-07 17:11
振动元件、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体。本发明专利技术提供一种能够以低功耗发挥优异的振动特性的振动元件,以及具有该振动元件的振子、振荡器、电子设备以及移动体。振动元件(2)具有石英基板(3),该石英基板(3)具有:基部(4);从基部(4)起延伸的一对振动臂(5、6);以及支承臂(71),其在振动臂(5、6)之间,在与振动臂(5、6)相同的一侧从基部(4)起延伸。并且,振动臂(5)具有臂部(51)和设置在臂部(51)前端的锤头(59)。臂部(51)具有一对主面和朝这些主面敞开的有底的槽。在本发明专利技术中,将主面的沿着与振动臂的长度方向垂直的宽度方向隔着槽排列的堤部的宽度设为6μm以下。

【技术实现步骤摘要】
振动元件、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体本申请是申请日为2014年3月26日,申请号为201410116475.7,专利技术名称为“振动元件、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及振动元件、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体。
技术介绍
以往公知有使用石英的振动元件(例如,参照专利文献1)。这样的振动元件由于频率温度特性优异,因此被广泛用作各种电子设备的基准频率源或振荡源等。专利文献1所记载的振动元件呈音叉型,具有基部和从基部延伸的一对振动臂。并且,在各振动臂形成有朝其上表面及下表面敞开的一对槽。因此,各振动臂呈大致H型的横截面形状。通过将振动臂设为这样的形状,能够降低热弹性损耗,发挥优异的振动特性。但是,过去没有对槽周围的振动臂的形状(包含大小)进行充分研究。【专利文献1】日本实开平2-32229号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于,提供一种能够以低功耗发挥优异的振动特性的振动元件,以及具有该振动元件的振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体。本专利技术正是为了解决上述课题中的至少一部分而完成的,可作为以下应用例来实现。[应用例1]本专利技术的振动元件的特征在于,该振动元件包含:基部;以及至少一个振动臂,其在俯视时从所述基部起沿着第1方向延伸,在彼此处于正反关系的一对主面的至少一个主面上设有槽,在所述振动臂的主面中,在俯视时所述振动臂的一个外缘与所述槽的所述一个外缘侧的缘部之间的沿着与所述第1方向垂直的第2方向的宽度、以及所述振动臂的另一个外缘与所述槽的所述另一个外缘侧的缘部之间的沿着所述第2方向的宽度为6μm以下。由此,能够比较高地维持振动元件的Q值,并且充分降低等效串联电阻值R1(CI值)。结果,能够得到能够以低功耗发挥优异的振动特性的振动元件。[应用例2]在本专利技术的振动元件中,优选的是,所述宽度为1μm以上3μm以下。由此,能够进一步减小振动元件的R1(CI值),能够以更低的功耗驱动振动元件。[应用例3]在本专利技术的振动元件中,优选的是,在设所述槽的最大深度为t[μm],所述振动臂的厚度为T[μm]时,用2t/T表示的η为0.6以上。由此,能够增大驱动用电极的形成面积,因而能够进一步减小振动元件的R1(CI值),能够得到功耗更低的振动元件。[应用例4]在本专利技术的振动元件中,优选的是,所述振动臂的厚度为50μm以上。由此,能够进一步减小振动元件的R1。[应用例5]在本专利技术的振动元件中,优选的是,所述振动臂包含施重部和臂部,该臂部在俯视时配置在所述施重部与所述基部之间。由此,能够缩短振动臂的长度,能够减小振动元件的尺寸。[应用例6]在本专利技术的振动元件中,优选的是,所述施重部是沿着所述第2方向的长度比所述臂部长的宽度放大部。由此,能够利用宽度放大部充分发挥施重效应,并且施重部能够与臂部等构成部位同时形成,因而能够高效地制造振动元件。[应用例7]在本专利技术的振动元件中,优选的是,所述振动元件包含从所述基部起延伸的支承部。由此,能够更有效地降低振动元件的振动泄漏。并且,不需要在振动臂彼此之间设置支承臂,因而能够缩小振动元件的沿着第2方向的长度(宽度)。[应用例8]在本专利技术的振动元件中,优选的是,所述振动臂由沿着所述第2方向排列配置的一对振动臂构成,所述支承部在俯视时配置在所述一对振动臂之间,从所述基部起沿着所述第1方向延伸。由此,能够更有效地降低振动元件的振动泄漏。并且,不需要在振动臂彼此之间设置支承臂,因而能够缩小振动元件的沿着第2方向的长度(宽度)。[应用例9]在本专利技术的振动元件中,优选的是,所述支承部包含在俯视时至少包围所述基部和所述振动臂的框体。由此,能够通过框体将振动元件高精度地固定于例如封装的底座。因此,能够增大振动元件的尺寸,结果,能够进一步缩小其R1。[应用例10]在本专利技术的振动元件中,优选的是,所述基部在俯视时所述第1方向侧的第1端部侧和所述第1方向的相反反向侧的第2端部侧中的至少一方包含宽度缩小部,该宽度缩小部的沿着所述第2方向的长度随着沿着所述第1方向从所述基部的内侧朝向外侧而连续地或者分阶段地缩小。基部具有宽度缩小部,由此能够有效地抑制振动元件的振动泄漏。[应用例11]本专利技术的振子的特征在于,该振子包含:本专利技术的振动元件;以及搭载有所述振动元件的封装。由此,能够得到可靠性较高的振子。[应用例12]本专利技术的振荡器的特征在于,该振荡器包含:本专利技术的振动元件;以及振荡电路。由此,能够得到可靠性较高的振荡器。[应用例13]本专利技术的电子设备的特征在于,该电子设备包含本专利技术的振动元件。由此,能够得到可靠性较高的电子设备。[应用例14]本专利技术的传感器的特征在于,该传感器包含本专利技术的振动元件。由此,能够得到可靠性较高的传感器。[应用例15]本专利技术的移动体的特征在于,该移动体包含本专利技术的振动元件。由此,能够得到可靠性较高的移动体。附图说明图1是本专利技术第1实施方式的振子的俯视图。图2是图1中的A-A线剖视图。图3是说明振动泄漏减少的原理的俯视图。图4是图1中的B-B线剖视图。图5是说明弯曲振动时的热传导的振动臂的剖视图。图6是示出Q值与f/fm的关系的曲线图。图7是示出通过湿式蚀刻而形成的振动臂的剖视图。图8是示出W3与Q值的关系的曲线图。图9是示出W3与1/R1的关系的曲线图。图10是本专利技术的第2实施方式的振子具有的振动元件的俯视图。图11是本专利技术的第3实施方式的振子的俯视图。图12是图11中的C-C线剖视图。图13是本专利技术的第4实施方式的振子具有的振动元件的俯视图。图14是变形例的振动元件的俯视图。图15是图14中的D-D线剖视图。图16是示出本专利技术的振荡器的优选实施方式的剖视图。图17是示出作为具有本专利技术的振动元件的电子设备的一例的移动型(或笔记本型)的个人计算机的结构的立体图。图18是示出作为具有本专利技术的振动元件的电子设备的一例的移动电话(包含PHS)的结构的立体图。图19是示出作为具有本专利技术的振动元件的电子设备的一例的数字静态照相机的结构的立体图。图20是作为本专利技术的传感器的物理量传感器具有的振动元件的俯视图。图21是作为本专利技术的传感器的物理量传感器具有的振动元件的俯视图。图22是概略地示出作为本专利技术的移动体的一例的汽车的立体图。标号说明1、1B:振子;10:振荡器;11:导电性粘接剂;12:导线;2、2A、2B、2C、2D:振动元件;3:石英基板;4、4A、4C:基部;41:主体部;42:宽度缩小部;5:振动臂;51:臂部;511、512:主面;511a、512a:堤部;513、514:侧面;52、53:槽;59锤头;6:振动臂;61:臂部;611、612:主面;613、614:侧面;62、63:槽;69锤头;71、71B、73:支承臂;711:中间变细部;72框体;8:IC芯片;84、85:驱动用电极;9:封装;91、91B:底座;911、911B、921B:凹部;911a:第1凹部;911b:第2凹部;911c:第3凹部;92、92B:盖;93:内部端子;94:外部端子;95、96:连接端子;951、961:连接端子;952、962:贯通电极;953、963:外部端子;1100:个人计算机;1102:键盘;1104:主体部;110本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振动元件,其特征在于,该振动元件包含:基部;一对振动臂,它们在俯视时从所述基部起沿着第1方向延伸,沿着与所述第1方向垂直的第2方向排列;以及支承臂,其从所述基部起沿着所述第1方向延伸,配置在所述一对振动臂之间,所述振动臂包含:一对主面,它们沿着所述第1方向和所述第2方向,彼此处于正反关系;一对侧面,它们沿着所述第1方向,连结所述一对主面;以及有底的槽,其沿着所述第1方向设置在各个所述主面上,具有沿着与各所述主面垂直的厚度方向的深度,与所述一对侧面中的一方连结、在俯视时在所述振动臂的所述主面上沿着所述第2方向与所述槽排列的部分为第1堤部,与所述一对侧面中的另一方连结、在俯视时在所述振动臂的所述主面上沿着所述第2方向与所述槽排列的部分为第2堤部,所述第1堤部和所述第2堤部的沿着所述第2方向的宽度为6μm以下,所述支承臂包含:安装于封装上的固定部;以及中间变细部,其在俯视时配置在所述固定部与所述基部之间,沿着所述第2方向的宽度比所述固定部小。

【技术特征摘要】
2013.03.29 JP 2013-075412;2014.02.06 JP 2014-021141.一种振动元件,其特征在于,该振动元件包含:基部;一对振动臂,它们在俯视时从所述基部起沿着第1方向延伸,沿着与所述第1方向垂直的第2方向排列;以及支承臂,其从所述基部起沿着所述第1方向延伸,配置在所述一对振动臂之间,所述振动臂包含:一对主面,它们沿着所述第1方向和所述第2方向,彼此处于正反关系;一对侧面,它们沿着所述第1方向,连结所述一对主面;以及有底的槽,其沿着所述第1方向设置在各个所述主面上,具有沿着与各所述主面垂直的厚度方向的深度,与所述一对侧面中的一方连结、在俯视时在所述振动臂的所述主面上沿着所述第2方向与所述槽排列的部分为第1堤部,与所述一对侧面中的另一方连结、在俯视时在所述振动臂的所述主面上沿着所述第2方向与所述槽排列的部分为第2堤部,所述第1堤部和所述第2堤部的沿着所述第2方向的宽度为6μm以下,所述支承臂包含:安装于封装上的固定部;以及中间变细部,其在俯视时配置在所述固定部与所述基部之间,沿着所述第2方向的宽度比所述固定部小。2.根据权利要求1所述的振动元件,其中,所述第1堤部和所述第2堤部的所述宽度为1μm以上、3μm以下。3.根据权利要求1或2所述的振动元件,其中,在设所述槽的最大深度为t、所述振动...

【专利技术属性】
技术研发人员:山田明法
申请(专利权)人:精工爱普生株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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