振动片、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体制造技术

本发明专利技术提供振动片、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体，振动片能够实现振动臂的延伸方向上的小型化、并且减少热弹性损失，振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体具有该振动片。振动片(2)在设基部(4)的第1端面(41a)与第2端面(42a)的最短距离为Wb[m]、基部(4)沿着Y轴方向的有效宽度为We[m]、振动片(2)的Q值为Q时，满足下述式(A)和(B)。Q＝{(ρ·Cp)/(c·α2·Θ)}×[{1+(2·ρ·Cp·We2·f/π·k)2}/(2·ρ·Cp·We2·f/π·k)]····(A)0.81≦Wb/We≦1.70···(B)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及振动片、振子、振荡器、电子设备、传感器以及移动体。
技术介绍
在HDD(硬盘驱动器)、移动式计算机或者IC卡等小型信息设备，以及移动电话、汽车电话或者寻呼系统等移动通信设备等中，广泛使用振子和振荡器等电子器件。在这样的电子器件中使用的通常的振动片具有基部、和从该基部起延伸的一对振动臂。这样的振动片通常通过如下方式得到:通过对石英等的晶片进行蚀刻，以基部的一部分经由折断部与母材相连的状态形成外形，然后，折断该折断部。例如，在专利文献I的振动片中，在基部的与振动臂相反侧的端部配置有折断部。此外，在专利文献2的振动片中，在基部的一对振动臂排列的方向的两端部配置有折断部。【专利文献I】日本特开2010-278831号公报【专利文献2】日本特开2008-177723号公报近年来，在搭载这样的振动片的各种设备的小型化进展的同时，要求振动片自身也尽量小型化。特别是，期望缩短沿着振动臂的延伸方向的振动片的长度。但是，在专利文献1、2的振动片中，无法充分实现小型化，并且如果单纯缩短沿着振动臂的延伸方向的基部的长度，则存在热弹性损失增大的问题。特别是，在专利文献I的振动片中，在基部的折断部的根部附近形成有凹部，因此如果缩短沿着振动臂的延伸方向的基部的长度，则由于存在该凹部，形成基部的长度过度缩短的部分，其结果，热弹性损失增大。其理由是:沿着振动臂的延伸方向的长度缩短后的基部在一对振动臂进行弯曲振动时，伴随其进行弯曲振动，在连接有振动臂的一个端部的周边区域、和与所述一个端部相反侧的另一个端部的周边区域中，分别产生拉伸和收缩、或收缩和拉伸的变形，并且在产生了拉伸的区域中产生温度下降，在产生了收缩的区域中产生温度上升，由于这些区域的温度差而产生的热流，可机械地利用的能量减少。并且，在专利文献I的振动片中，如果缩短沿着振动臂的延伸方向的基部的长度，则在使振动臂进行了弯曲振动时，变形集中到该凹部，因此伴随该变形，由于基部的温度变化增大，热流增大，其结果，在这方面也导致热弹性损失增大。此外，在专利文献I的振动片中，如果缩短沿着振动臂的延伸方向的基部的长度，则在从外部施加了冲击时，应力集中到该凹部，可能以此为起点而产生破损。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够实现振动臂的延伸方向上的振动片的小型化、并且减少热弹性损失的振动片，并提供具有该振动片的振子、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，可作为以下方式或应用例来实现。本专利技术的振动片是具有以下部件的振动片:基部，在俯视时，该基板包含第I端部和位于所述第I端部的相反侧的第2端部；以及一对振动臂，它们在俯视时从所述第I端部起沿着第I方向延伸、且沿着与所述第I方向交叉的第2方向排列，该振动片的特征在于，该振动片具有突出部，该突出部设置于俯视时分别位于所述基部在所述第2方向上的两端的第3端部和第4端部中的至少一个端部，在设所述第I端部与所述第2端部的最短距离为Wb 、所述基部沿着所述第I方向的有效宽度为We、所述振动片的Q值为Q时，满足下述式(A)和(B):Q= {(p.Cp) / (c.α 2.Θ )}X [{1+(2.P.Cp.We2.f/( π.k))2}/ (2.P.Cp.We2.f/(π.k)) ]....(A)0.81 ^ ffb/ffe 刍 1.70...(B)其中，在所述式⑷中，f是振动片的振动频率、P是质量密度、Cp是热容、c是与在面内和Wb的方向垂直的方向相关的弹性常数、α是与在面内和Wb的方向垂直的方向相关的热膨胀系数、Θ是环境温度、k是与Wb的方向相关的导热系数 ο根据这样的振动片，Wb/We满足0.81 ^ ffb/ffe ^ 1.70的关系，由此能够减少因基部的小型化而引起的热弹性损失。因此，能够实现振动臂在延伸方向的小型化，并且减少热弹性损失。在本专利技术的振动片中，优选的是，满足0.91 ^ ffb/ffe ^ 1.30。由此，能够减少基部的小型化引起的热弹性损失。因此，能够实现振动臂在延伸方向的小型化，并且减少热弹性损失。在本专利技术的振动片中，优选的是，满足1.00 ^ ffb/ffe ^ 1.20。由此，能够减少基部的小型化引起的热弹性损失。因此，能够实现振动臂在延伸方向的小型化，并且减少热弹性损失。在本专利技术的振动片中，优选的是，该振动片具有从所述基部起延伸的支承臂。由此，能够抑制由于振动臂的弯曲振动而产生的振动泄漏。因此，能够得到具有高Q值的振动片。在本专利技术的振动片中，优选的是，在俯视时，所述支承臂配置于所述一对振动臂之间。由此，支承并固定振动片的部分成为振动片的中央部，因此能够缩短振动片的全长，从而实现振动片的小型化。在本专利技术的振动片中，优选的是，在俯视时，所述振动臂包含:施重部；以及臂部，其配置于所述施重部与所述基部之间。由此，能够缩短振动臂的长度，其结果，能够缩短振动片的全长。此外，能够增宽臂部的宽度来减少热弹性损失。在本专利技术的振动片中，优选的是，所述施重部的沿着所述第2方向的宽度比所述臂部宽。由此，能够有效地增大施重部的质量。因此，能够有效地实现振动片的小型化以及热弹性损失的减少。在本专利技术的振动片中，优选的是，在设定了俯视时通过所述一对振动臂之间的中心、且沿着所述第I方向的假想线时，所述假想线与所述突出部的末端之间的距离比俯视时所述假想线、与所述施重部在所述第2方向上的和所述假想线侧相反侧的端部之间的距离短。由此，能够将第2方向上的突出部从基部的突出量设为比第2方向上的施重部从基部的突出量少。因此，能够在不增大第2方向的最大尺寸的情况下设置突出部。本专利技术的振子的特征在于，该振子具有:本专利技术的振动片；以及安装有所述振动片的容器。由此，能够提供小型且具有优异的特性的振子。在本专利技术的振子中，优选的是，所述振动片通过粘接剂或凸块被安装到了所述容器。这样被安装到容器上的振动片与经由导线端子进行连接的情况相比，更有利于小型化。因此，通过在这样的具有振动片的振子中应用本专利技术，能够实现小型化，且发挥优异的特性。本专利技术的振荡器的特征在于，该振荡器具有:本专利技术的振动片；以及电路。由此，能够提供小型且具有优异的特性的振荡器。本专利技术的电子设备的特征在于，该电子设备具有本专利技术的振动片。由此，能够提供具有优异的可靠性的电子设备。本专利技术的传感器的特征在于，该传感器具有本专利技术的振动片。由此，能够提供小型且具有优异的特性的传感器。本专利技术的移动体的特征在于，该移动体具有本专利技术的振动片。由此，能够提供具有优异的可靠性的移动体。【附图说明】图1是示出本专利技术第I实施方式的振动片的平面图(俯视图)。图2是图1中的A-A线剖视图。图3是用于对振动臂的弯曲振动时的热传导进行说明的图。图4是示出Q值与f/fm之间的关系的曲线图。图5是用于说明基部沿着第I方向的有效宽度We的图。图6是示出用于仿真分析的振动片的平面图。图7是示出仿真分析的条件和结果的表。图8是示出基于图7所示的结果的、Wb/We与Q值之间的关系的曲线图。图9是示出以往的振动片的平面图。图10是用于说明图1所示的振动片的电极结构和折断部的图，(a)是俯视图，(b)是仰视图(透视图)。图11的(a)是图10中的B — B线剖视图，(b)是用于说明(a)所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动片，其具有：基部，在俯视时，该基部包含第1端部和位于所述第1端部的相反侧的第2端部；以及一对振动臂，它们在俯视时从所述第1端部起沿着第1方向延伸、且沿着与所述第1方向交叉的第2方向排列，该振动片的特征在于，该振动片具有突出部，该突出部设置于俯视时分别位于所述基部在所述第2方向上的两端的第3端部和第4端部中的至少一个端部，在设所述第1端部与所述第2端部的最短距离为Wb[m]、所述基部沿着所述第1方向的有效宽度为We[m]、所述振动片的Q值为Q时，满足下述式(A)和(B)：Q＝{(ρ·Cp)/(c·α2·Θ)}×[{1+(2·ρ·Cp·We2·f/(π·k))2}/(2·ρ·Cp·We2·f/(π·k))]····(A)0.81≦Wb/We≦1.70···(B)其中，在所述式(A)中，f是振动片的振动频率[Hz]、ρ是质量密度[kg/m3]、Cp是热容[J/(kg·K)]、c是与在面内和Wb的方向垂直的方向相关的弹性常数[N/m2]、α是与在面内和Wb的方向垂直的方向相关的热膨胀系数[1/K]、Θ是环境温度[K]、k是与Wb的方向相关的导热系数[W/(m·K)]。

【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，吉田周平，
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