振动器件及电子设备制造技术

本发明专利技术提供一种能够提高Ｑ值的振动器件及电子设备。石英振动片具有基部和振动臂，基部具有切入部，振动臂具有臂部、施重部和槽部，石英振动片的谐振频率ｆ比热缓和频率ｆ０大，在将切入部的外缘与形成在一对振动臂之间的分叉部的外缘之间的最接近距离设为基部弯曲宽度Ｗｂ，将与振动臂的长度方向正交的面上的振动臂的截面形状置换为热弹性损失等价的相同厚度的矩形形状时的振动臂的臂宽设为有效臂宽Ｗｅ，将切入部的外缘与形成在一对振动臂之间的分叉部的外缘之间的温度差设为ｄΘｂ，将振动臂的根部中的臂宽Ｗ方向的两端（一端１２ｃ、另一端１２ｄ）之间的温度差设为ｄΘ时，Ｗｂ＞Ｗｅ×ｄΘｂ／ｄΘ，其中，ｄΘｂ＜ｄΘ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有弯曲振动的振动片的振动器件、以及具有该振动器件的电子设备寸。
技术介绍
在专利文献1中公开了一种振动片，该振动片具有基部、和从基部突出形成的振 动臂部(以下称作振动臂)，在振动臂上形成有槽部，在基部中形成有切入部。此外，在专利文献2中公开了一种音叉型振子(以下称作振动片)，该音叉型振子 在设为U字状等的音叉前端具有附加值量部分(以下称作施重部)，并具有向音叉基部的两 外侧横向或横向上方突出的支撑部。专利文献1日本特开2002-280870号公报专利文献2日本实公昭51-10755号公报专利文献1的振动片通过在基部中形成有切入部，能够缓和从振动臂向基部的漏 振，从而能够实现CI值⑴值)的波动抑制。但是，专利文献1的振动片不能通过其结构实现Q值自身的提高。专利文献2的振动片在音叉(以下称作振动臂)的前端具有施重部，因此能够实 现Q值的提高而不增长振动臂。但是，专利文献2的振动片为使支撑部向基部的两外侧横向或横向上方突出的结 构，因此难以不使包含支撑部的基部大型化地实现Q值的提高。
技术实现思路
本专利技术正是为了解决上述课题的至少一部分而提出的，能够作为如下的形式或者 适用例来实现。本适用例的振动器件的特征在于，所述振动器件具有振动片，所述振 动片具有基部，其在一端与另一端之间具有切入部；从所述基部的所述一端延伸的多个 振动臂，所述多个振动臂具有臂部、位于所述臂部的所述基部侧的相反侧并且宽度比所述 臂部宽的施重部、和沿所述臂部的长度方向设于所述臂部的两个主面中的至少一个主面上 的槽部；以及支撑部，其与所述基部的所述另一端连接，所述振动片的机械谐振频率f比所 述振动片的热缓和频率fo大，在将所述切入部的外缘与形成在所述振动臂之间的分叉部 的外缘之间的最接近距离设为基部弯曲宽度ffb，将与所述振动臂的所述长度方向正交的面 上的所述振动臂的截面形状置换为下述矩形形状时的所述振动臂的臂宽设为有效臂宽We 时，满足Wb > We的关系，其中，所述矩形形状的热弹性损失与所述截面形状等价并且厚度 与所述截面形状相同。由此，在振动器件中，在振动片的基部的截面上产生的热弹性损失比在振动臂的 截面上产生的热弹性损失小，因此能够抑制起因于基部的热弹性损失的振动片的Q值劣 化，从而能够实现Q值的提高。此外，振动器件与后述的适用例2的振动器件相比，反馈的参数比较少，因此能够 实现振动片的设计时间缩短。本适用例的振动器件的特征在于，所述振动器件具有振动片，所述振 动片具有基部，其在一端与另一端之间具有切入部；从所述基部的所述一端延伸的多个 振动臂，所述多个振动臂具有臂部、位于所述臂部的所述基部侧的相反侧并且宽度比所述 臂部宽的施重部、和沿所述臂部的长度方向设于所述臂部的两个主面中的至少一个主面上 的槽部；以及支撑部，其与所述基部的所述另一端连接，所述振动片的机械谐振频率f比所 述振动片的热缓和频率fo大，在将所述切入部的外缘与形成在所述振动臂之间的分叉部的 外缘之间的最接近距离设为基部弯曲宽度ffb，将与所述振动臂的所述长度方向正交的面上 的所述振动臂的截面形状置换为下述矩形形状时的所述振动臂的臂宽设为有效臂宽We，将 伴随所述切入部的所述外缘与所述分叉部的所述外缘之间的弯曲振动而产生的温度差设 为d b，将伴随所述振动臂的根部中的臂宽方向的两端之间的弯曲振动而产生的温度差设 为d 时，满足ffb >ffeXd b/d 的关系，其中，d b < d ，所述矩形形状的热弹性损失 与所述截面形状等价并且厚度与所述截面形状相同。由此，振动器件在振动片的基部的截面上产生的热弹性损失比在振动臂的截面上 产生的热弹性损失小，因此能够抑制起因于基部的热弹性损失的振动片的Q值劣化，从而 能够实现Q值的提高。此外，振动器件将在基部上产生的温度差d b和在振动臂上产生的温度差d 的 比反映为基部弯曲宽度Wb和有效臂宽We的关系，因此能够在比适用例1更宽的范围中设 定基部弯曲宽度恥和有效臂宽We。在上述适用例的振动器件中，优选所述支撑部具有从所述基部的所述 另一端侧沿与所述振动臂的所述长度方向大致正交的方向延伸的第1突出部、和从该第1 突出部向所述振动臂的延伸方向突出的第2突出部。由此，振动器件能够抑制相对于振动臂的起因于支撑部的振动阻碍。上述适用例的振动器件优选是具有驱动所述振动片的IC芯片的振荡ο由此，对于振动器件，能够提供起到上述适用例1 3中的任意一项所述效果的谐 振器。本适用例的电子设备的特征在于，所述电子设备具有适用例1 4中 的任意一项所述的振动器件。由此，对于电子设备，能够提供起到适用例1 4中的任意一项所述效果的电子设备。附图说明图1是示出石英振子的概略结构的示意图，(a)是俯视图，(b)是截面图。图2是针对绝热区域进行说明的示意图。图3是针对振动臂的有效臂宽进行说明的示意图。图4是示出了计算振动臂的有效臂宽的步骤的流程图。图5(a) (d)是示出各个变形例的石英振子中的石英振动片的变化的示意图。4图6是示出变形例的石英振子中的石英振动片的变化的示意图。标号说明1 作为振动器件的石英振子；10 作为振动片的石英振动片；11 基部；12、12' 振动臂；1 分叉部；12b 分叉部的外缘；12c —端；12d 另一端；13 支撑部；13a 第1 突出部；1 第2突出部；13'延长支撑部；14 切入部；1 切入部的外缘；15 臂部； 15a、15a'端面；16 施重部；17,18 主面；19 槽部；20 封装体；21 内底面；22 封装体 基座；23 盖；24 内部电极；25 外底面；26 外部端子；30 导电性粘接剂；110、210、310、 410,510 石英振动片；B 振动方向；C 曲线；Le 振动臂的长度；S10、S20、S30、S40、S50、 S60、S70、S80、S90、S100、S110、S120 步骤；t 振动臂的厚度；W 振动臂的臂宽；Wb 基部弯 曲宽度；We 振动臂的有效臂宽。具体实施例方式专利技术者们鉴于前述课题，为了实现Q值的提高而不增大基部的尺寸(不增大振动 片的整体尺寸)，组合专利文献1的振动片和专利文献2的振动片，研究了具有振动臂和基 部的改良振动片，振动臂在前端具有施重部，基部具有切入部。该改良振动片能够得到某种程度的Q值提高，但是通过专利技术者们的分析可知，由 于以下的阻碍因素产生热弹性损失，从而阻碍了 Q值的进一步提高。(1)在弯曲振动中，通过在振动臂的前端具有施重部，在振动臂之间形成的分叉部 和基部的切入部上产生的变形相对于在振动臂上产生的变形的比率增大。(2)由于在分叉部和切入部上产生的变形，感应出相对于基准温度的温度变化。此 时，在分叉部和切入部上产生的变形为正负相反的关系(在分叉部和切入部的一方上产生 了拉伸应力的情况下，在另一方上产生压缩应力的关系)，因此温度变化在分叉部和切入部 中也为正负相反的关系。(3)由于感应出的分叉部和切入部的彼此正负相反的温度变化，产生热流。(4)由于产生热流，即从基准温度起的温度变化量随时间减少或者增大，因此在力 学上不能取出能够重新转换为变形的能量。S卩，上述改良振动片在弯曲振动中，由于在振动臂之间形成的分叉部和基部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动器件，其特征在于，所述振动器件具有振动片，所述振动片具有：基部，其在一端与另一端之间具有切入部；从所述基部的所述一端延伸的多个振动臂，所述多个振动臂具有臂部、位于所述臂部的所述基部侧的相反侧并且宽度比所述臂部宽的施重部、和沿所述臂部的长度方向设于所述臂部的两个主面中的至少一个主面上的槽部；以及支撑部，其与所述基部的所述另一端连接，所述振动片的机械谐振频率ｆ比所述振动片的热缓和频率ｆ↓［０］大，在将所述切入部的外缘与形成在所述振动臂之间的分叉部的外缘之间的最接近距离设为基部弯曲宽度Ｗｂ，将与所述振动臂的所述长度方向正交的面上的所述振动臂的截面形状置换为下述矩形形状时的所述振动臂的臂宽设为有效臂宽Ｗｅ时，满足Ｗｂ＞Ｗｅ的关系，其中，所述矩形形状的热弹性损失与所述截面形状等价并且厚度与所述截面形状相同。

【技术特征摘要】
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【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：JP[日本]