Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN107534432B - 谐振子以及谐振装置 - Google Patents

谐振子以及谐振装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107534432B
CN107534432B CN201680019921.XA CN201680019921A CN107534432B CN 107534432 B CN107534432 B CN 107534432B CN 201680019921 A CN201680019921 A CN 201680019921A CN 107534432 B CN107534432 B CN 107534432B
Authority
CN
China
Prior art keywords
arm
holding
base
arms
axis direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680019921.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107534432A (zh
Inventor
广田和香奈
维莱·卡亚卡里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of CN107534432A publication Critical patent/CN107534432A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107534432B publication Critical patent/CN107534432B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/0595—Holders; Supports the holder support and resonator being formed in one body
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/10—Mounting in enclosures
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/10—Mounting in enclosures
    • H03H9/1057—Mounting in enclosures for microelectro-mechanical devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/21—Crystal tuning forks
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/24—Constructional features of resonators of material which is not piezoelectric, electrostrictive, or magnetostrictive
    • H03H9/2405—Constructional features of resonators of material which is not piezoelectric, electrostrictive, or magnetostrictive of microelectro-mechanical resonators
    • H03H9/2468—Tuning fork resonators
    • H03H9/2478—Single-Ended Tuning Fork resonators
    • H03H9/2489—Single-Ended Tuning Fork resonators with more than two fork tines

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

在谐振子中，抑制谐振频率的偏移。具备振动部、保持部以及保持臂，其中，上述振动部具有：是分别具有固定端和开放端的多个振动臂，且至少2根以不同相位进行面外弯曲的多个振动臂；以及具有与多个振动臂的固定端连接的前端和与该前端对置的后端，若振动臂进行面外弯曲，则将以不同相位进行面外弯曲的2根振动臂之间作为节点，向该面外弯曲的方向挠曲的基部，上述保持部设置于振动部的周围的至少一部分，上述保持臂设置于振动部与保持部之间，一端与基部连接，另一端与保持部连接，若基部挠曲则向面外弯曲的方向挠曲。

Description

谐振子以及谐振装置
技术领域
本发明涉及多个振动臂以面外的弯曲振动模式进行振动的谐振子以及谐振装置。
背景技术
以往，使用了MEMS(Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统)技术的谐振装置例如作为定时器件而被使用。该谐振装置被安装在组装于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、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中公开了一种具备多个振动臂的谐振子。在该谐振子中，振动臂在其固定端与基部的前端连接，基部在与前端相反侧的后端与支承部连接。支承部例如与被夹在下侧基板与上侧基板之间的基台连接。在专利文献1的图1的例子中，通过将对振动臂施加的电场设定为相互相反方向，可在内侧的振动臂与外侧的2根振动臂之间实现相互相反相位的振动。
专利文献1:日本专利第5071058号公报
专利文献2:日本特开昭56－085921号公报
在相反相位的振动时，如专利文献1的图1(c)所示，围绕与Y轴平行地延伸的中心轴在各振动臂产生扭转力矩。通过该扭转力矩，在谐振子的基部，在邻接的以相反相位进行振动的振动臂的中心轴彼此之间，围绕被规定为与该中心轴平行的旋转轴产生弯曲振动。该振动从基部通过支承部传递至基台。由于基台被保持在下侧基板与上侧基板之间，所以作为基台的程度的振动被衰减。本发明人们发现了该振动的衰减在振动臂的振动的振幅大的情况下，使谐振波形失真，并使谐振频率偏移。由于谐振频率的偏移对谐振特性、相位噪声的影响大，所以需要改善。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，在谐振子中抑制谐振频率的偏移。
本发明的一个侧面涉及的谐振子具备振动部、保持部以及保持臂，其中，上述振动部具有：分别具有固定端和开放端且至少2根以不同相位进行面外弯曲的多个振动臂；和基部，该基部具有与多个振动臂的固定端连接的前端和与该前端对置的后端，若振动臂进行面外弯曲，则将以不同相位进行面外弯曲的2个振动臂之间作为节点，向该面外弯曲的方向挠曲，上述保持部设置于振动部的周围的至少一部分，上述保持臂设置于振动部与保持部之间，一端与基部连接，另一端与保持部连接，若基部挠曲则向面外弯曲的方向挠曲。
根据本发明，能够在谐振子中抑制谐振频率的偏移。
附图说明
图1是简要地表示本发明的第一实施方式涉及的谐振装置的外观的立体图。
图2是简要地表示本发明的第一实施方式涉及的谐振装置的构造的分解立体图。
图3是取下了上侧基板后的本发明的第一实施方式涉及的谐振子的俯视图。
图4是沿着图1的A－A′线的剖视图。
图5是表示本发明的第一实施方式涉及的谐振子的振动的位移量的分布的图。
图6是沿着图3的B－B′线的剖视图。
图7是表示保持臂与基部的连接位置和DLD的关系的图。
图8是表示本发明的第一实施方式涉及的基部的长度与宽度之比和DLD的关联的图。
图9是表示本发明的第一实施方式涉及的保持臂的长度与宽度之比和DLD的关联的图。
图10与图3对应，是取下了上侧基板后的本发明的第二实施方式涉及的谐振子的俯视图。
图11与图3对应，是取下了上侧基板后的本发明的第三实施方式涉及的谐振子的俯视图。
图12与图3对应，是取下了上侧基板后的本发明的第四实施方式涉及的谐振子的俯视图。
图13与图3对应，是取下了上侧基板后的本发明的第五实施方式涉及的谐振子的俯视图。
图14与图3对应，是取下了上侧基板后的本发明的第六实施方式涉及的谐振子的俯视图。
图15与图3对应，是取下了上侧基板后的本发明的第七实施方式涉及的谐振子的俯视图。
图16与图3对应，是取下了上侧基板后的本发明的第八实施方式涉及的谐振子的俯视图。
图17与图3对应，是取下了上侧基板后的本发明的第九实施方式涉及的谐振子的俯视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1是简要地表示本发明的第一实施方式涉及的谐振装置1的外观的立体图。另外，图2是简要地表示本发明的第一实施方式涉及的谐振装置1的构造的分解立体图。另外，图3是图1的AA′剖视图。
该谐振装置1具备谐振子10、夹着谐振子10进行密封并且形成谐振子10进行振动的振动空间的上盖13以及下盖14。谐振装置1通过依次层叠下盖14、谐振子10以及上盖13并进行接合而构成。
谐振子10是使用MEMS技术制造的MEMS谐振子。
谐振子10与上盖13接合，由此，形成谐振子10的振动空间，另外，谐振子10被密封。谐振子10、上盖13以及下盖14分别使用Si基板而形成，Si基板彼此相互接合，形成谐振子10的振动空间。谐振子10和下盖14也可以使用SOI基板来形成。
以下，对谐振装置1的各结构进行详细说明。
(1.上盖13)
图2是简要地表示本发明的第一实施方式涉及的谐振装置1的构造的分解立体图。上盖13沿着XY平面延展成平板状，在其背面例如形成有平坦的直六面体形状的凹部。凹部形成谐振子10的振动空间的一部分。
(2.下盖14)
下盖14具有沿着XY平面设置的矩形平板状的底板19、和从底板19的周缘部沿Z轴方向延伸的侧壁20。由下盖14的内面、即底板19的表面和侧壁20的内面形成凹部21。凹部21形成谐振子10的振动空间的一部分。
通过上述的上盖13和下盖14对该振动空间进行气密密封，维持真空状态。另外，也可以向该振动空间填充例如惰性气体等气体。
(3.谐振子10)
图3是简要地表示本实施方式涉及的谐振子10的构造的俯视图。使用图3对本实施方式涉及的谐振子10的各结构进行说明。谐振子10具备振动部120、保持部11以及保持臂111、112。
(a)振动部120
振动部120具有沿着图3的正交坐标系中的XY平面延展成平板状的板状的轮廓。振动部120设置于保持部11的内侧，在振动部120与保持部11之间以规定的间隔形成有空间。在图3的例子中，振动部120具有基部15和4根振动臂16a～16d。此外，振动臂的数量并不限定于4根，例如可设定为3根以上的任意的数量。
基部15是在X轴方向具有长边15a、15b，在Y轴方向具有短边15c、15d，若振动臂16a～16d弯曲，则向将以不同相位进行面外弯曲的2根振动臂之间作为节点的弯曲方向(图3的Z轴方向)挠曲的大致直六面体的板。此外，基部15并不限定于大致直六面体，也可以相对于沿着长边15a的垂直平分线规定的平面大致面对称地形成。基部15例如也可以是长边15b比15a短的梯形、以长边15a为直径的半圆的形状。另外，长边15a、15b、短边15c、15d并不限定于直线，也可以是曲线。
在图3的例子中，基部15在长边15b通过后述的保持臂111、112与保持部11连接并被保持。
对基部15的形状进行详细说明。将基部15的从前端(在图3中为长边15a上的点)朝向后端(在图3中为长边15b上的点)的方向即长度方向上的前端与后端的最长距离设为基部长度L，将与上述的长度方向正交的宽度方向上的基部15的左端(在图3中为短边15c)与右端(在图3中为短边15d)的最长距离设为基部宽度W。此外，在本实施方式中，由于基部15是矩形，所以基部宽度W与长边15a、15b的长度一致，基部长度L与短边15c、15d的长度一致。在基部15是被设定为L/W≤0.3的形状的情况下，容易向Z轴方向弯曲。更优选基部长度L为80μm以下。进一步优选基部15中的沿着振动臂16a～16d的弯曲方向(Z轴方向)的厚度为10μm以下。更为优选基部的厚度为6μm。
振动臂16a～16d分别与Y轴方向平行地设置于基部15与保持部11之间，一端与基部15的一条长边15a连接而成为固定端，另一端成为开放端。在本实施方式中，各振动臂16a～16d与基部15形成为一体。另外，各振动臂16a～16d形成为沿Y轴方向延伸的棱柱形状，分别具有相同的尺寸。对振动臂16a～16d而言，例如X轴方向的宽度为50μm左右，Y轴方向的长度为450μm左右。
另外，振动臂16a～16d分别在自由端具有配重(weight)G。配重G的X轴方向的宽度比振动臂16a～16d的其他部位宽。对于配重G而言，例如X轴方向的宽度为70μm左右。配重G例如与振动臂16a～16d通过相同工序一体形成。通过形成配重G，振动臂16a～16d的自由端侧的单位长度的重量比固定端侧重。因此，通过振动臂16a～16d在自由端侧分别具有配重G，能够增大各振动臂的上下方向的振动的振幅。
如图3所示，在本实施方式的振动部120中，在X轴方向，在外侧配置有2根振动臂16a、16d，在内侧配置有2根振动臂16b、16c。将X轴方向上的振动臂16b与16c的间隔W1设定得比X轴方向上的外侧的振动臂16a(16d)与和该外侧的振动臂16a(16d)邻接的内侧的振动臂16b(16c)之间的间隔W2大。间隔W1例如为25μm左右，间隔W2例如为10μm左右。通过将间隔W2设定得比间隔W1小，可改善振动特性。另外，为了能使谐振装置1小型化，也可以将间隔W1设定得比间隔W2小，还可以使二者为等间隔。
(b)保持部11
保持部11沿着XY平面形成为矩形的框状。保持部11被设置为沿着XY平面包围振动部120的外侧。此外，保持部11只要设置于振动部120的周围的至少一部分即可，并不限定于框状的形状。在本实施方式中，保持部11由棱柱形状的框体11a～11d构成。此外，框体11a～11d形成为一体。
框体11a(第一固定部的一个例子。)与振动臂16a～16d的自由端对置地设置于X轴方向。框体11b与基部15的长边15b对置地设置于X轴方向。框体11c(第二固定部的一个例子。)与振动臂16a的长边对置地设置于Y轴方向，在其两端分别与框体11a、11b的一端连接。框体11d(第二固定部的一个例子。)与振动臂16d的长边对置地设置于Y轴方向，在其两端分别与框体11a、11b的另一端连接。
此外，在以下的说明中，将框体11a侧作为谐振子10的上侧、将框体11b侧作为谐振子10的下侧来进行说明。
(c)保持臂111、112
保持臂111和保持臂112设置于保持部11的内侧，将基部15的长边15b和框体11a连接。如图3所示，保持臂111和保持臂112相对于被规定为沿着基部15的X轴方向的中心线与YZ平面平行的虚拟平面P形成为大致面对称。另外，若基部15挠曲，则保持臂111、112向振动臂16a～16d的弯曲方向(图3的Z轴方向)挠曲。
保持臂111具有臂111a、111b、111c。保持臂111的一端与基部15的长边15b连接，并从该处朝向框体11b延伸。而且，保持臂111向朝向框体11c的方向(即，X轴方向)弯曲，进而向朝向框体11a的方向(即，Y轴方向)弯曲，另一端与框体11a连接。
臂111a在基部15与框体11b之间被设置为与框体11c对置，且长边方向与Y轴平行。臂111a的一端在基部15的长边15b与基部15连接，并从该处与长边15b大致垂直、即沿Y轴方向延伸。优选臂111a的通过X轴方向的中心的轴设置得比振动臂16a的中心线靠内侧，在图3的例子中，臂111a设置于振动臂16a与16b之间。此外，对于保持臂111与基部15的优选的连接位置的详细内容，将使用图6后述。
另外，臂111a的另一端在其侧面与臂111b的一端连接。对于臂111a而言，在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为40μm。
臂111b被设置为在基部15与框体11b之间与框体11b对置，且长边方向与X轴方向平行。臂111b的一端与臂111a的另一端且是与框体11c对置的一侧的侧面连接，并从该处与臂111a大致垂直、即沿X轴方向延伸。另外，臂111b的另一端与臂111c的一端且是与振动部120对置的一侧的侧面连接。对于臂111b而言，例如在Y轴方向规定的宽度为20μm左右，在X轴方向规定的长度为75μm左右。
臂111c被设置为在基部15与框体11c之间与框体11c对置，且长边方向与Y轴方向平行。
臂111c的一端在其侧面与臂111b的另一端连接。另外，臂111c的另一端在比与振动部120对置的位置靠外侧与框体11a连接，并从此处与框体11a大致垂直、即沿Y轴方向延伸。
对于臂111c而言，例如在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为680μm左右。
这样，保持臂111成为在臂111a与基部15连接、并在臂111a与臂111b的连接位置以及臂111b与111c的连接位置处弯曲之后与保持部11连接的结构。
对保持臂宽度M和保持臂长度K的定义进行说明。保持臂宽度M是指臂111a的一端的端面(与基部15的接触面)中的与基部15的后端(长边15b)平行的边的长度。
另一方面，保持臂长度K是指在将从保持臂111的一端(即臂111a的一端)到另一端(即臂111c的另一端)假定为使各臂的端面彼此连接并排列成一条直线的虚拟臂的情况下，从一端的端面的中心连结到另一端的端面的中心为止的直线的长度。此外，各臂的端面在臂111a中是指与基部15的连接面以及另一端的端面。另外，在臂111b中，是指与臂111a和臂111c各自的连接面，在臂111c中，是指一端的端面和与框体11a的连接面。并且，端面的中心是指中央的点或者重心。
更具体而言，本实施方式中的保持臂长度K是指臂111a的一端与另一端的端面(与基部15的连接面和另一端的端面)的中心间的最短距离、臂111b的一端与另一端的端面(与臂111a的连接面和与臂111c的连接面)的中心间的最短距离以及臂111c的一端与另一端的端面(一端的端面和与框体11a的连接面)的中心间的最短距离的总和。
此时，保持臂111在是被设定为K/M≥6的形状的情况下，容易向Z轴方向挠曲。更优选在这种情况下，保持臂长度K是150μm以上。
保持臂112具有臂112a、112b、112c。保持臂112的一端与基部15的长边15b连接，并从该处朝向框体11b延伸。而且，保持臂112向朝向框体11d的方向(即，X轴方向)弯曲，进而向朝向框体11a的方向(即，Y轴方向)弯曲，另一端与框体11a连接。
臂112a被设置为在基部15与框体11b之间与框体11d对置，且长边方向与Y轴平行。臂112a的一端在基部15的长边15b与基部15连接，并从该处与长边15b大致垂直、即沿Y轴方向延伸。优选臂112a的通过X轴方向的中心的轴设置得比振动臂16d的中心线靠内侧，在图3的例子中，臂112a设置于振动臂16c与16d之间。此外，对于保持臂112与基部15的优选的连接位置的详细内容，将使用图6后述。
另外，臂112a的另一端在其侧面与臂112b的一端连接。对于臂112a而言，在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为40μm。
臂112b被设置为在基部15与框体11b之间与框体11b对置，且长边方向与X轴方向平行。臂112b的一端与臂112a的另一端且是与框体11d对置的一侧的侧面连接，并从该处与臂112a大致垂直、即沿X轴方向延伸。另外，臂112b的另一端与臂112c的一端且是与振动部120对置的一侧的侧面连接。对于臂112b而言，例如在Y轴方向规定的宽度为20μm左右，在X轴方向规定的长度为75μm左右。
臂112c被设置为在基部15与框体11d之间与框体11d对置，且长边方向与Y轴方向平行。
臂112c的一端在其侧面与臂112b的另一端连接。另外，臂112c的另一端在比与振动部120对置的位置靠外侧与框体11a连接，并从该处与框体11a大致垂直、即沿Y轴方向延伸。
对于臂112c而言，例如在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为680μm左右。
此外，用于保持臂112具有容易挠曲的形状的保持臂长度K、保持臂宽度M的优选比率与保持臂111相同。
这样，保持臂112成为在臂112a与基部15连接、并在臂112a与臂112b的连接位置以及臂112b与112c的连接位置处弯曲之后与保持部11连接的结构。
(4.层叠构造)
使用图4对谐振装置1的层叠构造进行说明。图4是图1的AA′剖视图。
如图4所示，在本实施方式涉及的谐振装置1中，在下盖14的侧壁20上接合谐振子10的保持部11，进而在谐振子10上覆盖并接合上盖13。这样在下盖14与上盖13之间保持谐振子10，通过下盖14、上盖13以及谐振子10的保持部11形成振动臂16a～16d进行振动的振动空间。
下盖14的底板19和侧壁20由Si(硅)一体地形成。在侧壁20的上表面形成有SiO2(二氧化硅)膜22，通过该SiO2膜22，下盖14与谐振子10的保持部11接合。在Z轴方向规定的下盖14的厚度例如为150μm，凹部21的深度例如为50μm。
上盖13由规定的厚度的Si(硅)晶片形成。如图4所示，上盖13在其周边部与谐振子10的保持部11接合。在上盖13的周边部与保持部11之间，为了将上盖13和保持部11接合，例如形成有Au(金)膜27和Sn(锡)膜28。
在谐振子10中，保持部11、基部15、振动臂16a～16d、保持臂111、112通过相同工序形成。在谐振子10中，首先在Si(硅)层23上层叠有金属层26。然后，在金属层26上层叠有压电薄膜24以覆盖金属层26，进一步，在压电薄膜24上层叠有金属层25。
Si层23例如由厚度为5μm左右的简并的n型Si半导体形成，作为n型掺杂剂能够包含P(磷)、As(砷)、Sb(锑)等。优选Si层23所使用的简并Si的电阻值为0.5mΩ·cm以上0.9mΩ·cm以下。在本实施方式中所使用的简并Si的电阻值例如为0.63mΩ·cm。此外，也可以在Si层23的下表面形成SiO2层。此时，能够提高温度特性。
另外，金属层25、26例如使用厚度为0.1μm左右的Mo(钼)、铝(Al)等形成。此外，也可以不形成金属层26而使用作为简并的半导体的Si层23来作为金属层26。
金属层25、26在被层叠于谐振子10之后，通过蚀刻等加工形成为希望的形状。
金属层26通过蚀刻等被加工为例如在振动部120上成为下部电极。另外，通过蚀刻等被加工为在保持臂111、112、保持部11上例如成为用于将下部电极与设置于谐振子10的外部的交流电源连接的布线。
另一方面，金属层25通过蚀刻等被加工为例如在振动部120上成为上部电极。另外，通过蚀刻等被加工为在保持臂111、112、保持部11上例如成为用于将上部电极与设置于谐振子10的外部的交流电源连接的布线。
此外，在从交流电源朝向下部布线或者上部布线连接时，可以使用在上盖13的外面形成电极，该电极将交流电源和下部布线或者上部布线连接的结构；在上盖13内形成导通孔，并在该导通孔的内部填充导电性材料来设置布线，该布线将交流电源和下部布线或者上部布线连接的结构。
压电薄膜24是将被施加的电压转换为振动的压电体的薄膜，例如，能够以AlN(氮化铝)等氮化物、氧化物为主要成分。具体而言，压电薄膜128能够由ScAl(氮化铝钪)形成。ScALN是将氮化铝中的一部分铝置换为钪而成的材料。另外，压电薄膜24例如具有1μm的厚度。
压电薄膜24根据通过金属层25、26对压电薄膜24施加的电场，沿XY平面的面内方向即Y轴方向伸缩。由于该压电薄膜24的伸缩，振动臂16a～16d朝向下盖14以及上盖13的内面使其自由端位移，以面外的弯曲振动模式进行振动。
在本实施方式中，如图4所示，设定为对外侧的振动臂16a、16d施加的电场的相位与对内侧的振动臂16b、16c施加的电场的相位相互成为相反相位。由此，外侧的振动臂16a、16d与内侧的振动臂16b、16c相互向相反方向位移。例如，若外侧的振动臂16a、16d朝向上盖13的内面使自由端位移，则内侧的振动臂16b、16c朝向下盖14的内面使自由端位移。
在以上这样的谐振装置1中，振动臂16a和振动臂16b在相反相位的振动时、即围绕在图4所示的振动臂16a和振动臂16b之间与Y轴平行地延伸的中心轴r1向上下相反方向振动。另外，围绕在振动臂16c与振动臂16d之间与Y轴平行地延伸的中心轴r2，振动臂16c和振动臂16d向上下相反方向振动。由此，在中心轴r1和r2产生相互相反方向的扭转力矩，在基部15产生弯曲振动。
图5(A)～(C)是简要地表示本实施方式中的由谐振子10的振动引起的位移量的分布的图。在图5(A)～(C)中，颜色深的位置与颜色浅的位置相比，表示位移较大的部位。
图5(B)是对图5(A)的基部15进行放大后的图。如图5(B)所示可知，若振动臂16a～16d进行面外弯曲，则基部15将以不同相位进行面外弯曲的振动臂16a与振动臂16b之间、以及振动臂16c与振动臂16d之间作为节点(node)，向振动臂16a～16d的面外弯曲的方向(图5中的Z轴方向)挠曲。
另外，图5(C)是对图5(A)的保持臂111、112进行放大后的图。如图5(B)以及(C)所示可知，保持臂111、112根据基部15的挠曲，向振动臂16a～16d的面外弯曲的方向(图5中的Z轴方向)挠曲。
接下来，使用图6和图7，对保持臂111、112与基部15的连接位置进行说明。图6是图3的BB′剖视图。
在图6中，用虚线所示的面161a～161d分别为表示了振动臂16a～16d与基部15的前端的端面接触的面(或者成为边界的面)的虚拟的端面。另外，面181a是表示了保持臂111、112的臂111a、112a与基部15的后端的端面接触的面(或者成为边界的面)的、臂111a、112a的虚拟的端面。另外，面151a是基部15中的与振动臂16a～16d的面161a～161d的接触面(前端面)。进而，点q1～q4分别表示端面161a～161d的中心，另外，点q5表示端面181a的中心，点q6表示前端面151a的中心。此外，面的中心例如是指面的中央或重心。并且，面的中心只要是至少在该面上为X轴方向的中央即可。
如图6所示，保持臂111、112的端面181a的中心点q5位于比在基部15的最外侧与基部15连接的振动臂16a、16d的端面161a、161d的中心点q1、q4靠内侧的振动臂16b、16c侧。更优选保持臂111、112与基部15以如下方式连接：从中心点q5到前端面151a的中心点q6的距离相对于基部宽度W的一半为0.6倍以下。在本实施方式中，由于基部15为矩形，所以基部宽度是指长边15a的长度。在该情况下，能够改善谐振子10的DLD(Drive Level Dependency：激励电平依赖性)。更优选保持臂111、112的一端在基部15的振动的位移最小的区域中与基部15连接。在该情况下，能够减少谐振子10的振动频率的变动。
图7是表示相对于保持臂111、112与基部15的连接位置的DLD的变化的图。横轴表示从中心点q5到中心点q6的距离相对于基部宽度的一半的值的比例，纵轴表示单位电力(μW)的频率的位移量(ppm)。在图7的例子中，首先使用阻抗分析仪等，改变输入电力(μW)进行谐振频率的测定。之后，对测定出的、谐振频率相对于输入电力的关系进行直线近似，并将该直线的斜率(相对于输入电力的变化量的谐振频率的变化量)作为单位电力的频率位移量。
如图7所示，在从中心点q5到中心点q6的距离相对于基部宽度的一半的值的比例为0.6以下的区域，可大幅改善DLD的变化量。
如图7所示，DLD在从中心点q5到中心点q6的距离相对于基部宽度的一半的值的比例大于0.6的情况下，几乎恒定，但以0.6的点为边界逐渐减少。可知通过将从中心点q5到中心点q6的距离相对于基部宽度的一半的值的比例设定为0.6以下，使得DLD大幅提高。
另外，本实施方式涉及的谐振装置1通过在与连接有振动臂16a～16d的长边15a对置的长边15b连接基部15和保持臂111、112，能够抑制振动泄漏，且Q值提高。进一步，通过在长边15b中的由振动引起的位移比其他位置小的部位、优选为最小的部位，设置与保持臂111、112的连接点，从而能够进一步提高振动特性。具体而言，优选保持臂111、112与长边15b连接成通过臂111a、112a的X轴方向的中心的轴与中心轴r1、r2一致。
另外，优选基部15的长度L大于保持臂111、112，特别是臂111a、112a的臂宽。这因为若基部15的长度L变得比保持臂111、112的宽度小，则保持臂111、112的影响增大，基部15难以挠曲。
图8是表示在本实施方式涉及的谐振子10中，验证了基部15的基部长度L相对于基部宽度W的倍率给DLD(Drive Level Dependency：激励电平依赖性)带来的影响的结果的图。横轴表示基部15的基部长度L相对于基部宽度W的倍率，纵轴表示单位电力(μW)的频率的位移量(ppm)。在图8表示结果的验证中，首先使用阻抗分析仪等，改变输入电力(μW)进行谐振频率的测定。之后，对测定出的、谐振频率相对于输入电力的关系进行直线近似，并将该直线的斜率(相对于输入电力的变化量的谐振频率的变化量)作为单位电力的频率位移量。
在图8表示结果的验证中，在谐振子10中，在基部15的厚度为5μm、6μm、7.5μm、10μm的情况下，使基部长度L从30μm以上变化到100μm以下来实际测得了DLD。并且，在基部15的厚度为6μm的情况下，对于使基部长度L从30μm以上变化到200μm以下的情况下的DLD的变化也进行了模拟。本验证中的基部15的厚度、基部长度L以外的参数如下表所示。此外，下表中的保持臂位置表示从上述的中心点q6到中心点q5的距离。
此外，在验证所使用的谐振子10中，保持臂111、112具有与基部15的后端(长边15b)和框体11c、11d的中央附近连接的形状。
[表1]
Figure GDA0001424110070000131
如图8所示，在任意一个图表中，DLD在基部长度L大于基部宽度W的0.3倍的情况下，大致恒定，以0.3倍的点为边界逐渐减少。这样可知，通过将L和W设定为基部长度L为基部宽度W的0.3倍以下，DLD大幅提高。由此，能够进一步提高频率的偏移量的减少的效果。
图9是表示在图8的验证所使用的形状的谐振子10中，验证了保持臂长度K相对于保持臂111、112的保持臂宽度M的倍率给DLD(Drive Level Dependency：激励电平依赖性)带来的影响的结果的图。横轴表示保持臂长度K相对于保持臂宽度M的倍率，纵轴表示单位电力(μW)的频率的位移量(ppm)。图9的图利用与图8相同的方法，进行了DLD的测定。
在图9表示结果的验证中，在图3所示的形状的谐振子10中，使保持臂长度K从20μm以上变化到280μm以下来实际测得了DLD。本验证中的保持臂长度K以外的参数如下表所示。此外，下表中的保持臂位置表示从上述的中心点q6到中心点q5的距离。
[表2]
Figure GDA0001424110070000141
如图9所示，在保持臂长度K为保持臂宽度M的4倍以上的情况下，DLD减少，得到改善。进一步在保持臂长度K为保持臂宽度M的6倍以上的情况下，DLD进一步得到改善。这样可知通过将K和M设定为保持臂长度K为保持臂宽度M的4倍以上，更为优选为6以上，DLD被减少而得到改善。由此，能够进一步提高频率的偏移量的减少的效果。
[第二实施方式]
在第二实施方式以后，省略与第一实施方式共用的结构的描述，仅对不同点进行说明。特别是，对于由相同的结构起到的相同的作用效果不按每个实施方式依次提及。
图10是表示本实施方式涉及的谐振子10的俯视图的一个例子的图。以下，以本实施方式涉及的谐振装置1的详细结构中的与第一实施方式的不同点为中心进行说明。
在本实施方式中，振动部120通过与基部15的长边15b连接的保持臂111、112，在框体11c、11d与保持部11连接。另外，振动臂16a～16d均不具有配重G。即，振动臂16a～16d每一个的从固定端到自由端的宽度一定。其他的振动部120的结构与第一实施方式相同。
在本实施方式中，保持臂111除了臂111a～111c以外，还具有臂111d。保持臂111的一端与基部15的长边15b连接，并从该处朝向框体11b延伸。然后，保持臂111向朝向框体11c的方向(即，X轴方向)弯曲，并向朝向框体11a的方向(即，Y轴方向)弯曲，进一步向朝向框体11c的方向弯曲，另一端与框体11c连接。
臂111c被设置为在基部15和框体11c之间与框体11c对置，且长边方向与Y轴方向平行。
臂111c的一端在其侧面与臂111b连接。另外，臂111c的另一端在其侧面与臂111d的一端连接。对于臂111c而言，例如在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为620μm左右。
臂111d被设置为在振动臂16a和框体11c之间与框体11a对置，且长边方向与X轴方向平行。臂111d的一端与臂111c的另一端且是与框体11c对置的一侧的侧面连接。另外，臂111d的另一端在与振动臂16a的自由端的端部对置的位置与框体11c连接，并从该处与框体11c大致垂直、即沿X轴方向延伸。对于臂111d而言，例如在Y轴方向规定的宽度为20μm左右，在X轴方向规定的长度为10μm左右。
在本实施方式中，保持臂长度K是指臂111a中的一端与另一端的端面(与基部15的连接面和另一端的端面)的中心间的最短距离、臂111b中的一端与另一端的端面(与臂111a的连接面和与臂111c的连接面)的中心间的最短距离、臂111c中的一端与另一端的端面间的最短距离以及臂111d中的一端与另一端的端面(与臂111c的连接面和与框体11c的连接面)的中心间的最短距离的总和。保持臂宽度M与第一实施方式相同。
保持臂111的其他的臂与第一实施方式相同。
在本实施方式中，保持臂112除了臂112a～112c以外，还具有臂112d。保持臂112的一端与基部15的长边15b连接，并从该处朝向框体11b延伸。然后，保持臂112向朝向框体11d的方向(即，X轴方向)弯曲，并向朝向框体11a的方向(即，Y轴方向)弯曲，进一步向朝向框体11d的方向弯曲，另一端与框体11d连接。
臂112c被设置为在基部15和框体11d之间与框体11d对置，且长边方向与Y轴方向平行。
臂112c的一端在其侧面与臂112b连接。另外，臂112c的另一端在其侧面与臂112d的一端连接。对于臂112c而言，例如在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为620μm左右。
臂112d被设置为在振动臂16d和框体11d之间与框体11a对置，且长边方向与X轴方向平行。臂112d的一端与臂112c的另一端且是与框体11d对置的一侧的侧面连接。另外，臂112d的另一端在与振动臂16d的自由端的端部对置的位置与框体11d连接，并从该处与框体11d大致垂直、即沿X轴方向延伸。对于臂112d而言，例如在Y轴方向规定的宽度为20μm左右，在X轴方向规定的长度为10μm左右。保持臂112的保持臂长度K、保持臂宽度M的定义与保持臂111相同。
保持臂112的其他臂与第一实施方式相同。
这样，在本实施方式中，振动部120通过保持臂111、112与框体11c、11d连接。通过增加保持臂111、112的弯曲位置，能够使保持臂111、112中的力矩进一步分散，进一步提高谐振频率偏移的抑制效果。
其他的结构、效果与第一实施方式相同。
[第三实施方式]
图11是表示本实施方式涉及的谐振子10的俯视图的一个例子的图。以下，以本实施方式涉及的谐振装置1的详细结构中的与第一实施方式的不同点为中心进行说明。
在本实施方式中，振动部120通过与基部15的长边15b连接的保持臂111、112，在框体11c、11d与保持部11连接。另外，振动臂16a～16d均不具有配重G。即，振动臂16a～16d每一个的从固定端到自由端的宽度一定。其他的振动部120的结构与第一实施方式相同。
在本实施方式中，保持臂111除了臂111a～111c以外，还具有臂111d。保持臂111的一端与基部15的长边15b连接，并从该处朝向框体11b延伸。然后，保持臂111向朝向框体11c的方向(即，X轴方向)弯曲，并向朝向框体11a的方向(即，Y轴方向)弯曲，进一步向朝向框体11c的方向弯曲，另一端与框体11c连接。
臂111c被设置为在基部15和框体11c之间与框体11c对置，且长边方向与Y轴方向平行。
臂111c的一端在其侧面与臂111b连接。另外，臂111c的另一端在其侧面与臂111d的一端连接。对于臂111c而言，例如在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为140μm左右。
臂111d被设置为在基部15与振动臂16a的连接位置附近和框体11c之间，与框体11a对置，且长边方向与X轴方向平行。臂111d的一端与臂111c的另一端且是与框体11c对置的一侧的侧面连接。另外，臂111d的另一端在与基部15的长边15a对置的位置附近，与框体11c连接，并从该处与框体11c大致垂直、即沿X轴方向延伸。对于臂111d而言，例如在Y轴方向规定的宽度为20μm左右。
另外，本实施方式中的保持臂长度K、保持臂宽度M的定义与第二实施方式相同。保持臂111的其他的臂与第一实施方式相同。
在本实施方式中，保持臂112除了臂112a～112c以外，还具有臂112d。保持臂112的一端与基部15的长边15b连接，并从该处朝向框体11b延伸。然后，保持臂112向朝向框体11d的方向(即，X轴方向)弯曲，并向朝向框体11a的方向(即，Y轴方向)弯曲，进一步向朝向框体11d的方向弯曲，另一端与框体11d连接。
臂112c被设置为在基部15和框体11d之间与框体11d对置，且长边方向与Y轴方向平行。
臂112c的一端在其侧面与臂112b连接。另外，臂112c的另一端在其侧面与臂112d的一端连接。对于臂112c而言，例如在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为140μm左右。
臂112d被设置为在基部15与振动臂16d的连接位置附近和框体11d之间，与框体11a对置，且长边方向与X轴方向平行。臂112d的一端与臂112c的另一端且是与框体11d对置的一侧的侧面连接。另外，臂112d的另一端在与基部15的长边15a对置的位置附近与框体11d连接，并从该处与框体11d大致垂直、即沿X轴方向延伸。对于臂112d而言，例如在Y轴方向规定的宽度为20μm左右。
保持臂112的其他的臂与第一实施方式相同。
这样，在本实施方式中，振动部120通过保持臂111、112与框体11c、11d连接。通过增加保持臂111、112的弯曲位置，能够使保持臂111、112中的力矩进一步分散，进一步提高谐振频率偏移的抑制效果。
其他的结构、效果与第一实施方式相同。
[第四实施方式]
图12是表示本实施方式涉及的谐振子10的俯视图的一个例子的图。以下，以本实施方式涉及的谐振装置1的详细结构中的与第一实施方式的不同点为中心进行说明。
在本实施方式中，振动部120的振动臂16a～16d均不具有配重G。即，振动臂16a～16d每一个的从固定端到自由端的宽度一定。其他的振动部120的结构与第一实施方式相同。
在本实施方式中，保持臂111除了臂111a～111c以外，还具有臂111d、111e。保持臂111的一端与基部15的长边15b连接，并从该处朝向框体11b延伸。然后，保持臂111分别向朝向框体11c的方向(即，X轴方向)弯曲，并向朝向框体11a的方向(即，Y轴方向)弯曲，再次向朝向框体11d的方向弯曲，进一步向朝向框体11a的方向弯曲，另一端与框体11a连接。
臂111c的一端在其侧面与臂111b连接。另外，臂111c的另一端在其侧面与臂111d的一端连接。对于臂111c而言，例如在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为640μm左右。
臂111d被设置为在振动臂16a和框体11c之间与框体11a对置，且长边方向与X轴方向平行。臂111d的一端与臂111c的另一端且是与框体11c对置的一侧的侧面连接，并从该处与框体11c大致垂直、即沿X轴方向延伸。另外，臂111d的另一端与臂111e的一端且是与框体11c对置的一侧的侧面连接。对于臂111d而言，例如在Y轴方向规定的宽度为20μm左右，在X轴方向规定的长度为20μm左右。
臂111e被设置为在振动臂16a和框体11a之间与框体11c对置，且长边方向与Y轴方向平行。臂111e的一端在其侧面与臂111d的另一端连接。另外，臂111e的另一端在与振动臂16a的自由端对置的位置，与框体11a连接，并从该处与框体11a大致垂直、即沿Y轴方向延伸。此外，臂111e也可以形成于比振动臂16a的自由端靠框体11c侧。对于臂111e而言，例如在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为40μm左右。
在本实施方式中，保持臂长度K是指臂111a中的一端与另一端的端面(与基部15的连接面和另一端的端面)的中心间的最短距离、臂111b中的一端与另一端的端面(与臂111a的连接面和与臂111c的连接面)的中心间的最短距离、臂111c中的一端与另一端的端面间的最短距离、臂111d中的一端与另一端的端面(与臂111c的连接面和与臂111e的连接面)的中心间的最短距离、臂111e中的一端与另一端的端面(一端的端面和与框体11a的连接面)的总和。保持臂宽度M与第一实施方式相同。
保持臂111的其他臂与第一实施方式相同。
在本实施方式中，保持臂112除了臂112a～112c以外，还具有臂112d、112e。保持臂112的一端与基部15的长边15b连接，并从该处朝向框体11b延伸。然后，保持臂112分别向朝向框体11d的方向(即，X轴方向)弯曲，向朝向框体11a的方向(即，Y轴方向)弯曲，再次向朝向框体11c的方向弯曲，进一步向朝向框体11a的方向弯曲，另一端与框体11a连接。
臂112c的一端在其侧面与臂112b连接。另外，臂112c的另一端在其侧面与臂112d的一端连接。对于臂112c而言，例如在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为640μm左右。
臂112d被设置为在振动臂16d和框体11d之间与框体11a对置，且长边方向与X轴方向平行。臂112d的一端与臂112c的另一端且是与框体11d对置的一侧的侧面连接，并从该处与框体11d大致垂直、即沿X轴方向延伸。另外，臂112d的另一端与臂112e的一端且是与框体11d对置的一侧的侧面连接。对于臂112d而言，例如在Y轴方向规定的宽度为20μm左右，在X轴方向规定的长度为20μm左右。
臂112e被设置为在振动臂16d和框体11a之间与框体11d对置，且长边方向与Y轴方向平行。臂112e的一端在其侧面与臂112d的另一端连接。另外，臂112e的另一端在与振动臂16d的自由端对置的位置与框体11a连接，并从该处与框体11a大致垂直、即沿Y轴方向延伸。此外，臂112e也可以形成于比振动臂16d的自由端靠框体11d侧。对于臂112e而言，例如在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为40μm左右。保持臂112中的保持臂长度K、保持臂宽度M的定义与保持臂111相同。
保持臂112的其他臂与第一实施方式相同。
这样，在本实施方式中，通过增加保持臂111、112的弯曲位置，能够使保持臂111、112中的力矩进一步分散，进一步提高谐振频率偏移的抑制效果。
其他的结构、效果与第一实施方式相同。
[第五实施方式]
图13是表示本实施方式涉及的谐振子10的俯视图的一个例子的图。以下，以本实施方式涉及的谐振装置1的详细结构中的与第二实施方式的不同点为中心进行说明。
在本实施方式中，保持臂111具有臂111a、111b。保持臂111的一端与基部15的短边15c连接，并从该处朝向框体11c延伸。然后，保持臂111向朝向框体11a的方向(Y轴方向)弯曲，另一端与框体11a连接。
具体而言，在本实施方式中，臂111a被设置为在基部15和框体11c之间与框体11a对置，且长边方向与X轴方向平行。臂111a的一端在其端面与基部15的短边15c侧的侧面连接。另外，臂111a的另一端在其侧面与臂111b连接。对于臂111a而言，在Y轴方向规定的宽度为20μm左右，在X轴方向规定的长度为40μm左右。
另外，臂111b被设置为在基部15和框体11c之间与框体11c对置，且长边方向与Y轴方向平行。臂111b的一端与臂111a的另一端且是与框体11a对置的一侧的侧面连接，并从该处与臂111a大致垂直、即沿Y轴方向延伸。另外，臂111b的另一端与框体11a连接。对于臂111b而言，例如在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为620μm左右。
接下来，对本实施方式中的保持臂111的保持臂宽度M以及保持臂长度K的定义进行说明。在本实施方式中，保持臂宽度M是指臂111a的端面(与基部15的接触面)中的与基部15的侧端(短边15c)平行的边的长度。
另一方面，本实施方式中的保持臂111的保持臂长度K是指臂111a中的一端与另一端的端面(与基部15的连接面和另一端的端面)的中心间的最短距离、和臂111b中的一端与另一端的端面(与臂111a的连接面和与框体11a的连接面)的中心间的最短距离的总和。
其他的保持臂111的结构与第二实施方式相同。此外，保持臂112的结构与保持臂111的结构相同。
其他的谐振子10的结构/功能与第二实施方式相同。
[第六实施方式]
图14是表示本实施方式涉及的谐振子10的俯视图的一个例子的图。以下，以本实施方式涉及的谐振装置1的详细结构中的与第五实施方式的不同点为中心进行说明。
在本实施方式中，保持臂111除了臂111a、111b以外还具有臂111c。保持臂111的一端与基部15的短边15c连接，并从该处朝向框体11c延伸。然后，保持臂111向朝向框体11a的方向(Y轴方向)弯曲，进一步向朝向框体11c的方向(X轴方向)弯曲，另一端与框体11c连接。
对保持臂111的具体的结构进行说明。此外，臂111a的结构与第五实施方式的结构相同。
在本实施方式中，臂111b被设置为在基部15和框体11c之间与框体11c对置，且长边方向与Y轴方向平行。臂111b的一端与臂111a的另一端且是与框体11a对置的一侧的侧面连接，并从该处与臂111a大致垂直、即沿Y轴方向延伸。另外，臂111b的另一端在与框体11c对置的一侧的侧面与臂111c连接。对于臂111b而言，例如在X轴方向规定的宽度为20μm左右，在Y轴方向规定的长度为280μm左右。
并且，臂111c被设置为在基部15和框体11c之间与框体11a对置，且长边方向与X轴方向平行。臂111c的一端与臂111b的另一端且是与框体11c对置的一侧的侧面连接，并从该处与臂111b大致垂直、即沿X轴方向延伸。另外，臂111c的另一端与框体11c连接。对于臂111c而言，例如在Y轴方向规定的宽度为20μm左右，在X轴方向规定的长度为20μm左右。
接下来，对本实施方式中的保持臂111的保持臂宽度M以及保持臂长度K的定义进行说明。在本实施方式中，保持臂宽度M是指臂111a的端面(与基部15的接触面)中的与基部15的侧端(短边15c)平行的边的长度。
另一方面，本实施方式中的保持臂111的保持臂长度K是指臂111a中的一端与另一端的端面(与基部15的连接面和另一端的端面)的中心间的最短距离、臂111b中的一端与另一端的端面(与臂111a的连接面和与臂111c的连接面)的中心间的最短距离、以及臂111c中的一端与另一端的端面(与臂111b的连接面和与框体11c的连接面)的中心间的最短距离的总和。
其他的保持臂111的结构与第五实施方式相同。此外，保持臂112的结构与保持臂111的结构相同。
其他的谐振子10的结构/功能与第二实施方式相同。
[第七实施方式]
图15是表示本实施方式涉及的谐振子10的俯视图的一个例子的图。以下，以本实施方式涉及的谐振装置1的详细结构中的与第三实施方式的不同点为中心进行说明。
在本实施方式中，基部15在后端代替第三实施方式中的长边15b而具有2个短边15e、15f。即，在俯视时，本实施方式涉及的基部15具备长边15a、以及短边15c～15f，具有相对于长边15a的垂直平分线呈线对称的五边形的形状。在本实施方式中，保持臂111、112分别与基部15的后端侧的区域即短边15e、15f连接。
其他的结构、效果与第三实施方式相同。
[第八实施方式]
图16是表示本实施方式涉及的谐振子10的俯视图的一个例子的图。以下，以本实施方式涉及的谐振装置1的详细结构中的与第三实施方式的不同点为中心进行说明。
在本实施方式中，基部15在后端代替第三实施方式中的长边15b而具有4个短边15g～15j。即，在俯视时，本实施方式涉及的基部15的后端具有大致圆弧形状。另外，在本实施方式中，保持臂111、112分别与基部15的后端侧的区域即短边15g、15j连接。
其他的结构、效果与第三实施方式相同。
[第九实施方式]
图17是表示本实施方式涉及的谐振子10的俯视图的一个例子的图。以下，以本实施方式涉及的谐振装置1的详细结构中的与第三实施方式的不同点为中心进行说明。
在本实施方式中，基部15在与前端的振动臂16b的连接位置和与16c的连接位置之间形成有凹部151k。具体而言，在本实施方式中，前端的长边15a与长边15b平行地从与短边15c的连接位置延伸到与振动臂16b的连接位置。长边15a从该处朝向长边15b侧大致垂直地弯曲，并与短边15c平行地延伸，进一步在短边15c的中央附近，朝向短边15d侧大致垂直地弯曲。在弯曲后，长边15a再次与长边15b平行地延伸，在振动臂16c的延长线附近，进一步向振动臂16c侧大致垂直地弯曲。进而，长边15a在与振动臂16c的连接位置，向短边15d侧大致垂直地弯曲，并延伸到与短边15d的连接位置。由此，在基部15的前端形成有凹部151k。
其他的结构、效果与第三实施方式相同。
以上说明的各实施方式是用于使本发明的理解变得容易的内容，并不是用于限定解释本发明的内容。本发明可以不脱离其主旨地进行变更/改进，并且其等效物也包含于本发明。即，本领域技术人员对各实施方式适当地施加了设计变更所成的结构只要具备本发明的特征，则也包含于本发明的范围。例如，各实施方式所具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并不限定于例示的结构，能够适当地变更。例如，在已叙述的实施方式中，对于保持臂111、112而言，作为弯曲2次以上的结构进行了说明，但并不限定于此。保持臂111、112例如也可以是仅弯曲1次，将基部15的长边15b和框体11c或者11d连接的结构。在该情况下，能够实现谐振装置1的小型化。另外，在已叙述的实施方式中，对于保持臂111、112与基部15的后端的长边15b连接的结构进行了说明，但并不限定于此。也可以是保持臂111、112例如与基部15的侧端的短边15c、15d连接的结构。
另外，在各实施例中，将基部15的形状作为矩形进行了说明，但基部15的形状并不限定于矩形。例如，基部15的形状包含角部为圆形的形状、对角进行倒角所成的形状、对置的边大体平行的形状等。在该情况下，能够将与振动臂16a～16d延伸的方向大致垂直的方向上的基部15的最大长度设为第一长边的长度L，将通过第一长边的中点并与该第一长边大致垂直的方向上的基部15的最大长度设为第一短边的长度W。
另外，各实施方式只是例示，当然能够进行在不同的实施方式中示出的结构的部分置换或者组合，它们只要包含本发明的特征则也包含于本发明的范围。
附图标记说明
1…谐振装置；10…谐振子；13…上盖；14…下盖；11…保持部；11a～d…框体；111…保持臂；111a～e…臂；112…保持臂；112a～e…臂；120…振动部；15…基部；15a、15b…长边；15c、15d…短边；16a～d…振动臂；22…SiO2膜；23…Si层；24…压电薄膜；25、26…金属层。

Claims (11)

1.一种谐振子，其中，具备：
振动部，该振动部具有：是分别具有固定端和开放端的3根以上振动臂，且至少2根以不同相位进行面外弯曲的多个振动臂；和基部，具有与上述多个振动臂的固定端连接的前端和与该前端对置的后端，若上述振动臂进行面外弯曲，则将以不同相位进行面外弯曲的2根振动臂之间作为节点，向该面外弯曲的方向挠曲；
保持部，设置于振动部的周围的至少一部分；以及
保持臂，设置于振动部与保持部之间，一端与上述基部连接，另一端与上述保持部连接，若上述基部挠曲则向上述面外弯曲的方向挠曲，
上述基部的从上述前端朝向上述后端的方向即长度方向上的、上述前端与上述后端的最长距离即基部长度是与上述长度方向正交的宽度方向上的、上述基部的左端与右端的最长距离即基部宽度的0.3倍以下的长度。
2.根据权利要求1所述的谐振子，其中，
上述保持臂的长度是上述保持臂的宽度的4倍以上。
3.根据权利要求1所述的谐振子，其中，
上述基部的沿着上述面外弯曲的方向的厚度为10μm以下。
4.根据权利要求3所述的谐振子，其中，
上述基部长度为80μm以下。
5.根据权利要求2所述的谐振子，其中，
上述保持臂的长度为150μm以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的谐振子，其中，
上述保持臂的一端与上述基部中的后端侧的区域连接。
7.根据权利要求1所述的谐振子，其中，
上述保持臂的上述一端与从该一端的端面的中心到上述基部的上述前端的端面的中心的距离是上述基部宽度的一半的长度的60％以下的位置连接。
8.根据权利要求1～5中任一项所述的谐振子，其中，
上述保持臂的上述一端与上述基部的侧端的端面连接。
9.根据权利要求6所述的谐振子，其中，
上述保持部具有设置于与上述多个振动臂的开放端对置的区域的第一固定部，
上述保持臂的上述另一端在上述第一固定部与上述保持部连接。
10.根据权利要求6所述的谐振子，其中，
上述保持部沿着上述多个振动臂的延伸方向具有设置于与上述多个振动臂对置的区域的第二固定部，
上述保持臂的上述另一端在上述第二固定部与上述保持部连接。
11.一种谐振装置，其中，具备权利要求1～10中任一项所述的谐振子。
CN201680019921.XA 2015-04-28 2016-04-26 谐振子以及谐振装置 Active CN107534432B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562153757P 2015-04-28 2015-04-28
US62/153,757 2015-04-28
PCT/JP2016/063115 WO2016175218A1 (ja) 2015-04-28 2016-04-26 共振子及び共振装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107534432A CN107534432A (zh) 2018-01-02
CN107534432B true CN107534432B (zh) 2020-06-05

Family

ID=57199125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680019921.XA Active CN107534432B (zh) 2015-04-28 2016-04-26 谐振子以及谐振装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10673403B2 (zh)
JP (1) JP6551706B2 (zh)
CN (1) CN107534432B (zh)
WO (1) WO2016175218A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016043205A1 (ja) * 2014-09-19 2016-03-24 株式会社村田製作所 共振子及び共振装置
WO2018216264A1 (ja) * 2017-05-25 2018-11-29 株式会社村田製作所 共振子及び共振装置
JP6856127B2 (ja) 2017-08-16 2021-04-07 株式会社村田製作所 共振子及び共振装置
CN111133677B (zh) 2017-09-19 2023-07-18 株式会社村田制作所 谐振器以及谐振装置
WO2020049789A1 (ja) * 2018-09-03 2020-03-12 株式会社村田製作所 共振子及びそれを備えた共振装置
WO2020054121A1 (ja) 2018-09-13 2020-03-19 株式会社村田製作所 共振子及びそれを備えた共振装置
JP7459937B2 (ja) 2020-04-27 2024-04-02 株式会社村田製作所 共振子及び共振装置
JP7482402B2 (ja) * 2020-04-27 2024-05-14 株式会社村田製作所 共振子及び共振装置
WO2022024438A1 (ja) * 2020-07-29 2022-02-03 株式会社村田製作所 共振子及び共振装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5458395A (en) * 1977-10-19 1979-05-11 Matsushima Kogyo Kk Piezooelectric vibrator
JPS5685922A (en) * 1979-12-14 1981-07-13 Seiko Epson Corp Quartz oscillator
JPS58111515A (ja) * 1981-12-25 1983-07-02 Citizen Watch Co Ltd 水晶振動子
CN101488731A (zh) * 2008-01-15 2009-07-22 爱普生拓优科梦株式会社 振动片的制造方法和振子的制造方法
CN103888097A (zh) * 2012-12-19 2014-06-25 精工爱普生株式会社 振动片、振子、振荡器、电子设备以及移动体
JP2015033087A (ja) * 2013-08-06 2015-02-16 日本電波工業株式会社 音叉型振動片及び振動デバイス
WO2015041152A1 (ja) * 2013-09-20 2015-03-26 株式会社村田製作所 振動装置及びその製造方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5685921A (en) 1979-12-14 1981-07-13 Seiko Epson Corp Quartz oscillator
US5986381A (en) 1997-03-14 1999-11-16 Hewlett-Packard Company Electrostatic actuator with spatially alternating voltage patterns
JP2007123683A (ja) 2005-10-31 2007-05-17 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 強誘電体薄膜の製造方法、強誘電体薄膜
US7975545B2 (en) 2006-12-08 2011-07-12 Tdk Corporation Angular velocity sensor and angular velocity sensor device
JP4792143B2 (ja) 2007-02-22 2011-10-12 株式会社デンソー 半導体装置およびその製造方法
JP5119839B2 (ja) 2007-10-02 2013-01-16 株式会社村田製作所 圧電薄膜共振子およびその製造方法
JP5071058B2 (ja) 2007-11-07 2012-11-14 セイコーエプソン株式会社 圧電振動片
JP2009165006A (ja) 2008-01-09 2009-07-23 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電振動片、圧電デバイス及び音叉型圧電振動子の周波数調整方法
JP4685910B2 (ja) 2008-09-29 2011-05-18 日本電波工業株式会社 圧電デバイス
JP4934125B2 (ja) 2008-12-02 2012-05-16 日本電波工業株式会社 圧電フレームおよび圧電デバイス
JP4763769B2 (ja) 2008-12-03 2011-08-31 日本電波工業株式会社 圧電デバイスの製造方法
JP4778548B2 (ja) 2008-12-17 2011-09-21 日本電波工業株式会社 圧電フレーム、圧電デバイス及び圧電フレームの製造方法
JP4864962B2 (ja) * 2008-12-17 2012-02-01 日本電波工業株式会社 圧電デバイス
JP2010147953A (ja) 2008-12-22 2010-07-01 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電フレーム及び圧電デバイス
JP4851549B2 (ja) 2009-02-10 2012-01-11 日本電波工業株式会社 圧電デバイス
JP5584500B2 (ja) 2009-05-01 2014-09-03 日本電波工業株式会社 圧電フレーム及び圧電デバイス
JP6007541B2 (ja) * 2012-03-28 2016-10-12 セイコーエプソン株式会社 振動片およびその製造方法並びにジャイロセンサーおよび電子機器および移動体
JP6160027B2 (ja) * 2012-04-27 2017-07-12 セイコーエプソン株式会社 振動片およびジャイロセンサー並びに電子機器および移動体
JP6167494B2 (ja) 2012-09-26 2017-07-26 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス用容器の製造方法、電子デバイスの製造方法、電子デバイス、電子機器及び移動体機器
JP6171475B2 (ja) * 2013-03-28 2017-08-02 セイコーエプソン株式会社 振動片の製造方法
JP6331702B2 (ja) 2014-05-29 2018-05-30 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス、電子機器および移動体
WO2016043205A1 (ja) * 2014-09-19 2016-03-24 株式会社村田製作所 共振子及び共振装置
JP6582501B2 (ja) * 2015-04-02 2019-10-02 セイコーエプソン株式会社 振動素子、振動子、電子機器および移動体

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5458395A (en) * 1977-10-19 1979-05-11 Matsushima Kogyo Kk Piezooelectric vibrator
JPS5685922A (en) * 1979-12-14 1981-07-13 Seiko Epson Corp Quartz oscillator
JPS58111515A (ja) * 1981-12-25 1983-07-02 Citizen Watch Co Ltd 水晶振動子
CN101488731A (zh) * 2008-01-15 2009-07-22 爱普生拓优科梦株式会社 振动片的制造方法和振子的制造方法
CN103888097A (zh) * 2012-12-19 2014-06-25 精工爱普生株式会社 振动片、振子、振荡器、电子设备以及移动体
JP2015033087A (ja) * 2013-08-06 2015-02-16 日本電波工業株式会社 音叉型振動片及び振動デバイス
WO2015041152A1 (ja) * 2013-09-20 2015-03-26 株式会社村田製作所 振動装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6551706B2 (ja) 2019-07-31
US10673403B2 (en) 2020-06-02
CN107534432A (zh) 2018-01-02
WO2016175218A1 (ja) 2016-11-03
US20180034441A1 (en) 2018-02-01
JPWO2016175218A1 (ja) 2018-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107534432B (zh) 谐振子以及谐振装置
CN109075767B (zh) 谐振子以及谐振装置
CN107431476B (zh) 谐振子以及谐振装置
CN107925398B (zh) 谐振子和谐振装置
CN109478876B (zh) 谐振器和谐振装置
CN107431472B (zh) 谐振子以及谐振装置
CN108141197B (zh) 谐振子和谐振装置
US10879448B2 (en) Resonator and resonator device
CN107925394B (zh) 谐振子和谐振装置
CN107431475B (zh) 谐振器
JP2012037404A (ja) 振動ジャイロ素子、振動ジャイロセンサーおよび電子機器
CN111095796B (zh) 谐振子以及谐振装置
JP7400955B2 (ja) 共振子および共振装置
JP6829823B2 (ja) 共振子及び共振装置
US11296675B2 (en) Resonator and resonance device
CN110771036B (zh) 谐振器以及谐振装置
JP5824492B2 (ja) 振動ジャイロ素子およびジャイロセンサ
JP2015064387A (ja) 振動ジャイロ素子およびジャイロセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant