專利名稱：壓電振動片、壓電框架及壓電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓電振動片、壓電框架以及具有這些的壓電裝置，尤其涉及即使進(jìn)一
步小型化也可以有效地抑制CI值的上升，且調(diào)頻靈敏度s和剛性都優(yōu)良的壓電振動片、壓
電框架以及具有這些的壓電裝置。
背景技術(shù)：
就HDD(硬盤驅(qū)動器)、移動電腦或IC卡等的小型信息機(jī)器、或移動電話、汽車電話
等的移動通訊機(jī)器等而言，廣泛使用了壓電振子或壓電振蕩器等的壓電裝置。 尤其最近，這些壓電裝置隨著搭載這些的電器的小型化、薄型化而被進(jìn)一步要求
小型化、薄型化。就音叉型壓電振動片而言，為了滿足小型化的要求一般是縮短振動臂的長
度?？墒牵?dāng)振動臂的長度為L，寬度為W時，壓電振動片的頻率F與W/1^成比例。從而，若
縮短振動臂的長度，則頻率增大。越小型化越會給壓電振動片的剛性帶來影響，從而不能承
受較大的沖擊。 以往，就通過小型化而解決CI值的上升和剛性的降低等的對策而言，提出了各種 各樣的技術(shù)。專利文獻(xiàn)l(日本特開2005-341251號公報)公開了即使小型化也可以抑制 其CI值的上升，還可以維持剛性的壓電振動片。涉及專利文獻(xiàn)1的壓電振動片具有由壓 電材料形成的基部；振動臂；形成在振動臂上的槽部；以及形成在槽部上的勵振用電極。其 中，振動臂的臂寬朝向前端逐漸變小，從而使得基部側(cè)的剛性較大，前端側(cè)的剛性降低。并 且，槽部的寬度在基部側(cè)逐漸變窄。 通過上述構(gòu)成，涉及專利文獻(xiàn)1的壓電振動片的振動臂的基部部分的剛性與前端 相比得到了強(qiáng)化，由此提高了壓電振動片的剛性。振動臂的根部與前端側(cè)相比，其剛性得到 了強(qiáng)化，由此不會導(dǎo)致二次高頻波的CI值的降低。涉及專利文獻(xiàn)l的壓電振動片為了進(jìn)一 步提高其剛性，在槽部上設(shè)置多個肋條狀或壁狀的加強(qiáng)部。在基部上沿著寬度方向形成切 口，從而防止朝向振動臂的基部側(cè)的振動滲漏，可以進(jìn)一步抑制CI值。 專利文獻(xiàn)2(日本特開2006-33065號公報)公開了抑制CI值的上升的同時能夠 實現(xiàn)小型化的壓電振動片。涉及專利文獻(xiàn)2的壓電振動片具有由壓電材料形成的基部；振 動臂；形成在振動臂表面及里面的槽部；以及形成在槽部上的勵振用電極。其中，形成在振 動臂的表面或里面的任何一面的槽部延長至振動臂的前端。在沒有延長的另一面上從槽部 至前端側(cè)設(shè)置有頻率調(diào)整用的金屬覆蓋部。涉及專利文獻(xiàn)2的壓電振動片通過延伸至振動 臂的前端側(cè)的槽部來提高電場率，由此使這一部分的CI值降低。 形成在壓電振動片的槽部上的勵振電極之間的距離隨著壓電振動片的小型化而 變小，且串聯(lián)共振容量變大，使得調(diào)頻靈敏度S增大。若調(diào)頻靈敏度S增大，則難以與目標(biāo) 頻率32. 768kHz相吻合。 專利文獻(xiàn)3(日本特開2007-60159號公報)為了使調(diào)頻靈敏度S變小，在引出電 極上設(shè)置了絕緣層，還在絕緣層的上面設(shè)置有容量附加電極。 可是，形成在涉及專利文獻(xiàn)1的振動臂上的槽部被限定在小型化的壓電振動片的
4構(gòu)造上。槽部的面積變小且形成在槽部上的勵振用電極的形成面積也隨之變小，由此使這 一部分的CI值增大。雖然為了維持剛性而在振動臂上形成加強(qiáng)部，作為振動滲漏的對策還 在基部上形成了切口部，但是壓電振動片越小型化，其加工形成也越困難。越小型化，勵振 電極之間的距離就越短，調(diào)頻靈敏度S也變大。由此，使相對于并列連接容量的變化量增 大，難以與目標(biāo)頻率相吻合。 涉及專利文獻(xiàn)2的壓電振動片可以使槽部面積增大的那一部分的CI值降低?？?是，由于槽部延長至振動臂的前端，因此使延長的那一部分的剛性降低。相同地越小型化勵 振電極之間的距離就越短，且串聯(lián)共振容量增大，由此使調(diào)頻靈敏度S也增大。由此，使相 對于并列連接容量的變化量增大，難以與目標(biāo)頻率相吻合。為了降低調(diào)頻靈敏度S，需要減 少串聯(lián)共振容量?？墒?，越串聯(lián)共振容量越小，CI值越大。 在根據(jù)專利文獻(xiàn)3的制造方法中，存在需要在引出電極上形成絕緣層，還需要進(jìn) 行設(shè)置容量附加電極等的多個復(fù)雜的工序的問題點。另外，以32. 768kHz振動的音叉型壓 電振動片一般要求在士20卯m至士30卯m的誤差內(nèi)進(jìn)行制造。當(dāng)具有該士20卯m至士30卯m 的誤差的音叉型壓電振動片用于民生、產(chǎn)業(yè)用電器中時，由可變電容器等正確地調(diào)整至 32. 768kHz。為此，若電容器容量lpF(皮可皮法拉)的調(diào)頻靈敏度S不在大約20卯m以下， 頻率調(diào)整將非常困難。

發(fā)明內(nèi)容
從而，本發(fā)明的目的在于提供可以使調(diào)頻靈敏度S降低至例如20卯m以下，還可以
降低CI值的壓電振動片、壓電框架及具有這些的壓電裝置。尤其提供可以使調(diào)頻靈敏度S
和CI值兩立，還可以提高剛性的壓電振動片、壓電框架及具有這些的壓電裝置。 涉及本發(fā)明第一觀點的壓電振動片具有基部；從基部的一端向Y軸方向延伸的
一對振動臂；以及形成在一對振動臂的表面和里面，向Y軸方向延伸的具有第一寬度的兩
對槽部。在兩對槽部上具有向與Y軸方向交叉的X軸方向延伸的肋部，使得形成具有比第
一寬度還要窄的第二寬度的開口部。 由于在槽部上形成有肋部，因此增加了振動臂的剛性。另外，通過設(shè)置肋部可以使 串聯(lián)共振容量變小，降低調(diào)頻靈敏度S。 在涉及第二觀點的壓電振動片中，在兩對槽部及肋部上，形成有使振動臂勵振的 勵振電極。由水晶的各向異性在形成于槽部上的肋部上形成錐面。通過在這些槽部及肋部 范圍內(nèi)形成勵振電極，可以防止斷線等的不良情況。 在涉及第三觀點的壓電振動片中，肋部僅形成在槽部的一側(cè)上。 在涉及第四觀點的壓電振動片中，肋部從槽部的—X側(cè)向-X側(cè)延伸而設(shè)置。 由于肋部從槽部的+X側(cè)向-X側(cè)延伸而設(shè)置，因此可以使調(diào)頻靈敏度S降低至
15ppm/pF。通過在槽部的+X側(cè)形成肋部，使由水晶的各向異性形成的蝕刻殘形產(chǎn)生變化，
可以得到剛性更強(qiáng)的形狀，可以得到較高的抗沖擊性。 在涉及第五觀點的壓電振動片中，肋部形成在槽部的兩側(cè)上。 在涉及第六觀點的壓電振動片中，肋部形成在向Y軸方向延伸的槽部的長度的中 央部或中央部的下側(cè)。 雖然肋部的形成位置從基部向前端越遠(yuǎn)，CI值越小，但是其反面調(diào)頻靈敏度S增大。由于若肋部形成在靠近基部的位置上，則電荷集中在根部，顯著地影響壓電振動片的特 性，因此調(diào)頻靈敏度S降低。從而，通過在槽部長度的中央部或中央部下側(cè)形成肋部，可以 使CI值和調(diào)頻靈敏度保持最優(yōu)的平衡。 在涉及第七觀點的壓電振動片中，肋部在振動臂的寬度方向上的寬度相對于槽部 的寬度在40%以上、95%以下，更好為60%以上、95%以下。最好為80%以上、95%以下。 若肋部得寬度變寬，則壓電振動片的剛性得到加強(qiáng)，調(diào)頻靈敏度S降低。
在涉及第八觀點的壓電振動片中，肋部在振動臂的厚度方向上的厚度相對于振動 臂的厚度在70%以上、95%以下。 通過使肋部的寬度和厚度在上述范圍內(nèi)，可以得到更加優(yōu)良的調(diào)頻靈敏度、CI值 及剛性。 在涉及第九觀點的壓電振動片中， 一對振動臂在其前端具有寬度比振動臂還要寬 的錘部，且兩對槽部中的一側(cè)主面的槽部延伸至錘部的范圍內(nèi)。由于一側(cè)的主面的槽部延 長至錘部，因此可以增加勵振電極的形成面積，降低CI值，還可以提高電場率。由于另一側(cè) 主面的槽部與以往相同，因此可以進(jìn)行與以往相同的頻率調(diào)整。 涉及第十觀點的壓電裝置具有第一觀點至第九觀點的任何一項所記載的壓電振 動片；覆蓋壓電振動片的蓋部；以及支撐壓電振動片的底部。通過具有涉及本發(fā)明的壓電 振動片，可以形成調(diào)頻靈敏度、CI值及剛性優(yōu)良的壓電裝置。 涉及第十一觀點的壓電框架具有從基部的一端側(cè)向Y軸方向延伸的一對振動 臂；形成在一對振動臂的表面和里面的具有第一寬度的兩對槽部；從基部形成至槽部，使 振動臂勵振的勵振電極；在一對振動臂的兩個外側(cè)從基部的一端側(cè)向Y軸方向延伸的一對 支撐臂；從一對支撐臂向與Y軸方向交叉的方向延伸的連接臂；以及連接在連接臂的同時 包圍基部和振動臂的外框部。在兩對槽部上具有向與Y軸方向交叉的X軸方向延伸的肋部， 使得形成具有比第一寬度還要窄的第二寬度的開口部。通過形成肋部來降低調(diào)頻靈敏度。
涉及第十二觀點的壓電裝置具有第十一觀點所記載的壓電框架；覆蓋該壓電框 架的蓋部；支撐壓電框架的底部。 根據(jù)本發(fā)明，可以提供即使小型化也可以有效地抑制CI值上升，具有優(yōu)良的調(diào)頻 靈敏度S，且增加了剛性的壓電振動片、壓電框架及壓電裝置。


圖1是表示本發(fā)明的第一音叉型壓電振動片100的構(gòu)造的圖。 圖2是部分省略了涉及本發(fā)明的第一音叉型壓電振動片100的立體圖。 圖3A是表示實際制造的第一音叉型壓電振動片100的槽部13、槽部14的剖面的圖。 圖3B是放大了形成在槽部13、槽部14上的肋部50的立體圖。 圖4是表示第二音叉型壓電振動片110的構(gòu)造的圖。 圖5A是表示實際制造的第二音叉型壓電振動片110的槽部13、槽部14的剖面的 圖。 圖5B是放大表示形成在槽部13、槽部14上的肋部51的立體圖。 圖6是肋部50相對于基部的長度而 成在50%的位置上的情況，關(guān)于相對于肋部50的寬度的CI值和調(diào)頻靈敏度S的特性的圖表。 圖7A是肋部50相對于槽部的長度而形成在25%的位置上的情況，關(guān)于相對于肋 部50的寬度的CI值和調(diào)頻靈敏度S的特性的圖表。 圖7B是肋部50相對于槽部的長度而形成在75%的位置上的情況，關(guān)于相對于肋
部50的寬度的CI值和調(diào)頻靈敏度S的特性的圖表。 圖8表示第三音叉型壓電振動片120的構(gòu)造的圖。 圖9A是第四音叉型壓電振動片130的正視圖。 圖9B是第四音叉型壓電振動片130的后視圖。 圖9C是圖9B的B-B線的G部分的放大剖視圖。 圖10是表示涉及本發(fā)明的壓電框架200的構(gòu)造的平面圖。 圖11是涉及本實施例的壓電裝置300的剖視圖。
圖中 10-振動臂，11-臂部，12-錘部，13-形成在表面的槽部，14-形成在里面的槽部， 14a-延長槽部，20-支撐臂，30-基部，50、51-肋部，60-外框部，65-連接臂，100-第一壓電 振動片，110-第二壓電振動片，120-第三壓電振動片，130-第四壓電振動片，200-壓電框 架，300-壓電裝置，301-蓋部，302-包裝件，303-外部電極。
具體實施例方式
以下，雖然基于附圖對本發(fā)明的最優(yōu)的實施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明，但是并不限于 此?！吹谝灰舨嫘蛪弘娬駝悠?00〉 圖1是表示本發(fā)明的第一音叉型壓電振動片100的構(gòu)造的圖。如圖1所示，第一音 叉型壓電振動片100具有沿Y軸方向延伸的一對振動臂10 ;以及與振動臂IO形成一體且 由壓電材料構(gòu)成的基部30。在本實施例中，一對振動臂10的長度為1. 25mm左右，基部30 的長度為0. 15mm左右。另外，振動臂IO在與Y軸方向正交的X軸方向上的寬度為55 y m。 另外，涉及本實施例的第一音叉型壓電振動片100在振動臂10的兩個外側(cè)具有沿Y軸方向 延伸的一對支撐臂20。 —對振動臂10分別從基部30平行地沿Y軸方向延伸，且一對振動臂10的表面及 里面分別形成有槽部13、槽部14(如圖3A及圖5A所示)。S卩，在一根振動臂10上形成有 兩個槽部，在一對振動臂IO上形成有四個槽部。該槽部13、槽部14在X軸方向上的寬度 Wl為30 ii m，長度L為0. 8mm。 —對振動臂10的根部在X軸方向上以較寬的寬度形成。這可以使振動臂10的振 動集中到根部的應(yīng)力轉(zhuǎn)移，可以減少朝向基部30的振動滲漏。從基部30延伸的一對振動 臂10由臂部11和寬度比臂部11大的錘部12構(gòu)成。該槽部13、槽部14形成在振動臂10 的臂部11上。 在臂部11的前端部上以較寬的寬度形成的錘部12，可以使振動臂10的振動變得 遲緩，從而降低頻率。尤其，錘部12在Y軸方向上具有規(guī)定的相同寬度。這種構(gòu)成與現(xiàn)有 技術(shù)相比可以產(chǎn)生以較短長度使振動臂10的振動變得遲緩的效果，可以降低頻率。從而， 可以不產(chǎn)生特性的變化而進(jìn)一步縮短振動臂10的長度。另外，通過調(diào)整錘部12的寬度、長
7度及臂部11的長度，可以抑制CI值的增加。 利用蒸鍍法或噴鍍法在振動臂10的側(cè)面、槽部13、槽部14、支撐臂20及基部30 的范圍內(nèi)形成勵振電極和基部電極(圖中填充的部分)。這些電極是在150埃 700埃的 鉻(Cr)層上形成400埃 2000埃的金(Au)層?？梢杂免?Ti)層來代替鉻(Cr)層，另外 可以用銀(Ag)層來代替金(Au)層。為了得到良好的粘合性、耐蝕性、導(dǎo)電性及耐熱性，可 以用以銅為主成分與鋁等的合金代替這種兩層構(gòu)造來形成電極。 如圖1所示，在一對槽部13上形成有從+X側(cè)延伸至-X側(cè)的肋部50。由于肋部50 僅形成在+方向上，因此槽部13上的形成有肋部50的部位的寬度變窄。肋部50形成在從 根部側(cè)大致L/2長度的位置、即槽部13長度L的中央部上。在里面的另外一對槽部14上 也同樣地形成有肋部50。在以下的說明中以形成在槽部13上的肋部50為代表進(jìn)行說明， 由于形成在槽部14上的肋部50與形成在槽部13的肋部50相同，因此省略其說明。
圖2是涉及本發(fā)明的第一音叉型壓電振動片100的立體圖，且未圖示基部電極。如 圖2所示，在槽部13和肋部50的整面的范圍內(nèi)形成有勵振電極。肋部50形成在槽部13 的一側(cè)上。由于在槽部13上形成有肋部50，因此在其肋部50附近槽部13的寬度變窄。換 言之，肋部50形成寬度比槽部13還要窄的開口部59。 圖3A是表示實際制造的第一音叉型壓電振動片100的槽部13、槽部14的剖面的 圖。圖3B是放大了形成在槽部13、槽部14上的肋部50的立體圖。在圖3A及圖3B中未圖 示勵振電極。為了有助于理解，在圖3B中以網(wǎng)狀表示槽部13的底面和振動臂10的主面。
如圖3A及圖3B所示，在由水晶的蝕刻(加工)各向異性而實際形成的槽部13、 槽部14上如圖所示地形成有蝕刻殘形。在由蝕刻形成第一音叉型壓電振動片100的外形 時， 一體形成的肋部50上也形成有蝕刻殘形。由于具有開口部59，因此比起在X軸方向上 相接的肋部，可以進(jìn)一步防止電極的斷線等的不良情況。 另外，如圖3B所示，肋部50是從+X側(cè)向-X側(cè)延伸。如圖3A所示，肋部50的寬 度W2是槽部13的寬度W1的約80%。在本實施例中，槽部13的寬度W1為30iim，肋部50 的寬度W2為24iim。因此，開口部59的寬度為6iim。肋部50的厚度與槽部13大致相同。 由此，可以維持振動臂10的剛性的強(qiáng)度。由形成沉重的錘部12而產(chǎn)生的應(yīng)力的增大也可 以由形成在槽部13上的肋部50來保持強(qiáng)度。再有，可以由肋部50使串聯(lián)共振容量Cl變 小，調(diào)頻靈敏度S降低。尤其，根據(jù)本實施例的第一音叉型壓電振動片100的調(diào)頻靈敏度S 大約為15ppm/pF，非常低。 以下，對肋部50詳細(xì)地進(jìn)行說明。在本實施例中，肋部50形成在從槽部13長度L 的50%位置的中央部至基部30側(cè)的位置上。即，肋部50形成在槽部13長度L的50%或 50%以下的位置上。由此，提高第一音叉型壓電振動片100的基部部分的剛性?？墒牵卟?50越接近基部30振動越困難，CI值增高。另一方面，肋部50越遠(yuǎn)離基部30，調(diào)頻靈敏度S 越大。因此，肋部50最好不要從基部30遠(yuǎn)離至槽部13長度L的50%以上。
只要槽部13沒有被完全隔斷，即只要沒有從+X側(cè)接觸至-X側(cè)，肋部50的寬度W2 就沒有特別的限定。若從使較小的CI值和調(diào)頻靈敏度S的兩立的觀點來看，肋部50的寬 度最好相對于槽部13的寬度Wl在40%以上、95%以下。更好為60%以上、95%以下，最好 為80%以上、95%以下。在肋部的寬度W2相對于槽部13的寬度W1為100%的情況，會使 CI值過大。
在本實施例的第一音叉型壓電振動片100中，振動臂10的寬度為55ym，槽部13，槽部14的寬度為30 m，振動臂10的長度為1. 25mm，槽部13、槽部14的長度為0. 8mm，肋部寬度/槽部寬度為80%，測定了具有形成在+X側(cè)的肋部50的壓電振動片的調(diào)頻靈敏度S。其結(jié)果，調(diào)頻靈敏度S為15ppm/pF。
〈第二音叉型壓電振動片110> 圖4是表示第二音叉型壓電振動片110的構(gòu)造的圖。第二音叉型壓電振動片110除了肋部51以外的構(gòu)造與第一音叉型壓電振動片100相同。在此，對肋部51詳細(xì)地進(jìn)行說明，對其它部分省略其說明。 如圖4所示，在第二音叉型壓電振動片110的槽部13(槽部14)上分別形成有肋部51。各肋部51由兩個肋條部分構(gòu)成，該兩個肋條部分分別形成在+X側(cè)和-X側(cè)上且相互對向。根據(jù)這種形狀，形成有肋部51的部位的槽部13的寬度變窄。如圖4所示，槽部13、槽部14的長度為L，且在從基部30朝向振動臂10的前端部而大約相距L/3的位置上形成有肋部51。 S卩，肋部51形成在從基部30至對應(yīng)于槽部13長度的30%的位置上。
圖5A是表示實際制造的第二音叉型壓電振動片110的槽部13、槽部14的剖面的圖，圖5B是放大了形成在槽部13、槽部14上的肋部51的立體圖。如圖5B所示，在一個槽部上形成有兩個對向的-X側(cè)肋條部分和+X側(cè)肋條部分。在圖5A及圖5B中未圖示勵振電極。為了有助于理解，在圖5B中以網(wǎng)狀表示槽部13的底面和振動臂10的主面。
在第二音叉型壓電振動片110中，構(gòu)成肋部51的兩個肋條部分的寬度W3和W4既可以相同，也可以不同。只要該兩個肋條部分的寬度W3和W4的相加的寬度在如上所述的40%以上，就沒有特別的限定。在本實施例中，構(gòu)成肋部51的兩個肋條部分的寬度W3和W4稍微不同，使從+X側(cè)延伸至-X側(cè)的肋條部分的寬度W3稍微大。另外，該兩個肋條部分的寬度W3和W4的相加的寬度相對于槽部13的寬度Wl約為60%。由此，可以更加有效地利用由水晶的蝕刻各向異性所產(chǎn)生的特性。構(gòu)成肋部51的兩個肋條部分的任何一個的厚度都大致與槽部13、槽部14的厚度相同。 另外，在本實施例中，雖然使構(gòu)成肋部51的兩個肋條部分相互對向，但是并不限于此。也可以使形成在一個槽部13上的肋部51的兩個肋條部分沿著Y軸方向?qū)⑵湮恢缅e開。這種情況，兩個肋條部分都形成在振動臂10長度L的50X或50X以下的位置上。另外，為了保持一對振動臂10的振動平衡，最好使一根振動臂10的槽部13的-X側(cè)肋條部分與+X側(cè)肋條部分的比例為例如3 : 5，且使另一根振動臂10的槽部13的-X側(cè)肋條部分與+乂側(cè)肋條部分的比例為例如3 : 5。再有，通過使兩個肋條部分在Y軸方向上錯開，可以使肋部51的寬度范圍變寬，進(jìn)一步提高壓電振動片的剛性，且可以進(jìn)一步降低調(diào)頻靈敏度S。
圖6是在肋部50相對于槽部13的長度而形成在從基部30至50%的位置上的情況，關(guān)于相對于肋部50的寬度的CI值和調(diào)頻靈敏度S的特性的圖表。在圖6中，橫軸表示相對于槽部13的寬度的肋部50的寬度的比例，且肋部50的寬度從左到右逐漸變窄。肋部50的寬度比例為0%，是表示沒有肋部。左側(cè)的縱軸表示CI值比，CI值比表示沒有肋部的槽部的CI值和具有肋部的槽部的CI值的比例。右側(cè)的縱軸表示調(diào)頻靈敏度S，其數(shù)值越大調(diào)頻靈敏度S越低劣。雖然沒有特別進(jìn)行說明，但是肋部51也顯示出大致相同的傾向。
在圖6中，CI值比(-X偏)和靈敏度(-X偏)表示如第一音叉型壓電振動片100僅從+X軸方向的一側(cè)形成肋部的情況(開口部59形成在-X側(cè)上)的CI值比和調(diào)頻靈敏度。CI值比和靈敏度表示如第二音叉型壓電振動片110從兩側(cè)形成肋部的情況的CI值比和調(diào)頻靈敏度。如圖6所示，肋部50的寬度相對于槽部13的寬度的比例越大，雖然調(diào)頻靈敏度S降低了，但是CI值比較大。SP、CI值變大了。 在圖6中，雖然CI值比和CI值比(-X偏)之間沒有太大差異，但是靈敏度和靈敏度(-X偏)之間卻有較大的差異。這是因為在+X側(cè)形成了肋部50的情況，由水晶的加工各向異性使開口部59的槽的深度變淺，電極面積變小。串聯(lián)容量Cl值是依存于電極面積的參數(shù)，且由于調(diào)頻靈敏度S可以通過下述的公式1導(dǎo)出，因此若串聯(lián)容量Cl值變小，則調(diào)頻靈敏度S也變小。由于CI值在這種情況的電極面積差、形狀差異中變化比較小，因此使肋部50形成在+X側(cè)的CI值，其差異不大。
S = -C1/2 (CL+CO)2............公式1 其中，在壓電振子的等價電路中，Cl表示串聯(lián)容量，CL表示負(fù)荷容量，CO表示并聯(lián) 圖7A是肋部50相對于從基部至槽部13的長度而形成在25 %的位置上情況，關(guān)于相對于肋部50的寬度的CI值和調(diào)頻靈敏度S的特性的圖表。圖7B是肋部50相對于從基部至槽部13的長度形成在75%的位置上情況，關(guān)于相對于肋部50的寬度的CI值和調(diào)頻靈敏度S的特性的圖表。 如圖7A所示，與肋部50相對于槽部13的長度而形成在50%的位置上情況(參照
圖6)相比，相對于槽部13的長度而形成在25%的位置上情況，相對于肋部50的寬度的增
加的CI值的增大傾向進(jìn)一步變大，且調(diào)頻靈敏度S的減少傾向也進(jìn)一步變大。相反，相對
于槽部13的長度而形成在75%的位置上情況，相對于肋部50的寬度的增加的CI值的增大
傾向進(jìn)一步變小，且調(diào)頻靈敏度S的減少傾向也進(jìn)一步變小。這是因為越接近根部電荷就
越集中，顯著地影響到特性。〈第三音叉型壓電振動片120〉 圖8表示第三音叉型壓電振動片120的構(gòu)造的圖。第三音叉型壓電振動片120除了肋部52以外的構(gòu)造與第一音叉型壓電振動片100相同。這里對肋部52詳細(xì)地進(jìn)行說明，對于其它部分省略其說明。 如圖8所示，在第三音叉型壓電振動片120中，形成在振動臂10的表面和里面的槽部13、槽部14上分別形成肋部52。在一根振動臂10的槽部13上形成有形成于+X側(cè)上的肋部52，且在另一根振動臂10的槽部13上形成有形成于-X側(cè)上的肋部52。
在第三音叉型壓電振動片120中，肋部52的各肋條部分的寬度分別占槽部13的寬度的約40%。肋部52形成在從基部30對應(yīng)于槽部13的長度L的四分之一的位置上。雖然未圖示，但是該肋部52的厚度為槽部13、槽部14的厚度的80%。這可以在形成槽部13、槽部14和肋部52時，通過增加該肋部52的蝕刻量來簡單地實現(xiàn)。
〈第四音叉型壓電振動片130〉 圖9A是第四音叉型壓電振動片130的正視圖；圖9B是第四音叉型壓電振動片130的后視圖。圖9C是圖9B的B-B線的G部分的放大剖視圖。第四音叉型壓電振動片130與
第一音叉型壓電振動片IOO相同地具有由臂部11和錘部12構(gòu)成的振動臂10 ;支撐臂20 ;
以及基部30。在振動臂10的臂部11的表面上形成有與第一音叉型壓電振動片100相同的槽部13。在振動臂10的臂部11的里面形成延長至錘部12的延長槽部14a。在該槽部13和槽部14a上形成有與第一音叉型壓電振動片100相同的肋部50。 在第四音叉型壓電振動片130中，延長槽部14a從槽部13朝向振動臂10的前端超過錘部12而延長。該延長槽部14a可以與形成壓電振動片的外形的蝕刻工序同時形成。與第一音叉型壓電振動片100相比，錘部12僅在前端側(cè)一半形成有電極。
基于圖9A、圖9B及圖9C，對槽部13和延長槽部14a進(jìn)行說明。
如圖9A所示地正面?zhèn)?一個主面)的槽部13的長度為H1?？墒?，在由水晶的蝕刻各向異性，如圖9C所示，在槽部13的Y軸方向的兩端上形成蝕刻殘形。槽部13在振動臂10的前端側(cè)形成長度H3的蝕刻殘形，在基部30側(cè)形成長度H4的蝕刻殘形。因此，對振動做出有效貢獻(xiàn)的槽部13的長度為除去蝕刻殘形的長度H3和H4的長度。S卩，對振動做出有效貢獻(xiàn)的槽部13的長度為圖9A所示的長度H2。該對振動做出有效貢獻(xiàn)的槽部13的長度H2比振動臂10的長度短。 如圖9B所示，背面?zhèn)?另一個主面)的延長槽部14a的長度為H5?？墒?，在由水晶的蝕刻各向異性對延長槽部14a進(jìn)行蝕刻時，在圖9C所示的延長槽部14a的兩端上形成蝕刻殘形。即，延長槽部14a在振動臂10的前端側(cè)形成長度H7的蝕刻殘形，在基部30側(cè)形成長度H8的蝕刻殘形。因此，對振動做出有效貢獻(xiàn)的槽部14a的長度為除去蝕刻殘形的長度H7和H8的長度。因此，對振動做出有效貢獻(xiàn)的槽部14a的長度為圖9B所示的長度H6。該對振動做出有效貢獻(xiàn)的槽部14a的長度H6最大可以與振動臂10的長度相同。由此，即使小型化也可以保障電極的形成面積，并可以降低CI值。 由以上的說明及附圖可以得知，由于該延長槽部14a延長至振動臂10的前端側(cè)，因此增加了電極的形成面積，提高了電場率，可以降低CI值。此外，在沒有形成延長槽部14a的槽部13的面上，可以與以往相同地調(diào)整頻率。雖然第四音叉型壓電振動片130由延長槽部14a降低了其剛性，但是可以通過形成在槽部13和延長槽部14a上的肋部50使剛性得到更大的加強(qiáng)。 在第四音叉型壓電振動片130中，振動臂10的寬度為55ym，槽部13、延長槽部14a的寬度為30 ii m，振動臂10的長度為1. 25mm，延長槽部14a的長度為0. 95mm，且延長的槽部14a相對于錘部12而延長了 0. lmm的情況，CI值可以降低約8%。
〈壓電框架200〉 圖10是表示涉及本發(fā)明的壓電框架200的構(gòu)造的平面圖。如圖IO所示，壓電框架200具有第一音叉型壓電振動片100和包圍在該第一音叉型壓電振動片100的外周的外框部60。第一音叉型壓電振動片100具有振動臂10、支撐臂20及基部30。在振動臂10的表面和里面形成有槽部13、槽部14。在槽部13、槽部14上形成有肋部50，且在槽部13、槽部14和支撐臂20和基部30的范圍內(nèi)形成電極。由于對槽部13、槽部14及肋部50已在說明第一音叉型壓電振動片100時詳細(xì)地進(jìn)行了說明，因而在此省略其說明。
另外，外框部60通過向與一對支撐臂20交叉的方向延伸的連接臂65與支撐臂20進(jìn)行連接。由此，可以形成CI值、調(diào)頻靈敏度S、剛性優(yōu)良的壓電框架。在本實施例中，雖然將第一音叉型壓電振動片100作為壓電振動片的例子進(jìn)行了說明，但可以使用第二音叉型壓電振動片110、第三音叉型壓電振動片120及第四音叉型壓電振動片130中的任何一個。
〈壓電裝置300〉 圖11是涉及本實施例的壓電裝置300的剖視圖。壓電裝置300將第一音叉型壓電振動片100裝入具有空間的包裝件(底部)302內(nèi)，且在真空室內(nèi)保持真空狀態(tài)，利用封裝材料304接合蓋體301和包裝件302。蓋體301可以由硼硅玻璃等形成。
包裝件302是例如由陶瓷構(gòu)成的陶瓷包裝件，且將多張?zhí)沾杀“鍖盈B成箱體形狀而燒結(jié)。在包裝件302的底部上形成外部電極303，使得成為可以表面安裝(SMD :SurfaceMount Device)的類型。 第一音叉型壓電振動片100通過支撐臂20與壓電裝置300的包裝件302進(jìn)行接合。例如，支撐臂20放置在涂布于包裝件302的接合部電極上的導(dǎo)電粘接劑上，臨時固化導(dǎo)電粘接劑。其次，通過在固化爐內(nèi)真正固化導(dǎo)電粘接劑，來接合支撐臂20和包裝件302的接合部電極，由此第一音叉型壓電振動片100與包裝件外部的外部電極303實現(xiàn)電連接。
之后對壓電裝置300進(jìn)行頻率的調(diào)整。即，通過向第一音叉型壓電振動片100的振動臂10的前端照射激光，使錘部12的金屬覆膜的一部分蒸發(fā)、升華而減少質(zhì)量，由此對振動頻率進(jìn)行調(diào)整。另外，壓電裝置300通過進(jìn)行驅(qū)動特性等的檢查而完成。
由此，可以形成CI值、調(diào)頻靈敏度S及剛性優(yōu)良的壓電裝置。在本實施例中，雖然將第一音叉型壓電振動片100作為壓電振動片的例子進(jìn)行了說明，但可以使用第二音叉型壓電振動片110、第三音叉型壓電振動片120及第四音叉型壓電振動片130中的任何一個。
〈第二壓電裝置〉 涉及本實施例的第二壓電裝置由壓電框架200、覆蓋該壓電框架200的頂部基板以及支撐壓電框架200的底部基板構(gòu)成。頂部基板、壓電框架200、底部基板是與現(xiàn)有技術(shù)相同地由硅氧烷結(jié)合進(jìn)行接合。通過具有本發(fā)明的壓電框架200，可以形成CI值、調(diào)頻靈敏度S及剛性優(yōu)良的壓電裝置。 到此，雖然對本發(fā)明的最優(yōu)的實施方式進(jìn)行了說明，但是并不限于此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以基于本發(fā)明所公開的內(nèi)容進(jìn)行變更。例如，在第四壓電振動片中，雖然具有肋部50，但是也可以具有肋部51或肋部52的任何一個。
1權(quán)利要求
一種壓電振動片，其特征在于，具有基部；從所述基部的一端向Y軸方向延伸的一對振動臂；以及形成在所述一對振動臂的表面和里面，向Y軸方向延伸的具有第一寬度的兩對槽部，在所述兩對槽部上具有向與所述Y軸方向交叉的X軸方向延伸的肋部，使得形成具有比所述第一寬度還要窄的第二寬度的開口部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電振動片，其特征在于， 在所述兩對槽部及所述肋部上，形成有使所述振動臂勵振的勵振電極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電振動片，其特征在于， 所述肋部僅形成在所述槽部的一側(cè)上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電振動片，其特征在于， 所述肋部從所述槽部的+X側(cè)向-X側(cè)延伸而設(shè)置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電振動片，其特征在于， 所述肋部形成在所述槽部的兩側(cè)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電振動片，其特征在于，所述肋部形成在向所述Y軸方向延伸的槽部的長度的中央部或中央部的下側(cè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電振動片，其特征在于，所述肋部在所述振動臂的寬度方向上的寬度相對于所述槽部的寬度在40%以上，95% 以下。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電振動片，其特征在于，所述肋部在所述振動臂的厚度方向上的厚度相對于所述振動臂的厚度在70%以上， 95%以下。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的壓電振動片，其特征在于， 所述一對振動臂在其前端具有寬度比振動臂還要寬的錘部， 所述兩對槽部中的一側(cè)主面的槽部延伸至所述錘部的范圍內(nèi)。
10. —種壓電裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1至權(quán)利要求9的任何一項所記載的壓電振動片； 覆蓋所述壓電振動片的蓋部；以及 支撐所述壓電振動片的底部。
11. 一種壓電框架，其特征在于，具有 從基部的一端側(cè)向Y軸方向延伸的一對振動臂；形成在所述一對振動臂的表面和里面的具有第一寬度的兩對槽部； 從基部形成至所述槽部，使所述振動臂勵振的勵振電極；在所述一對振動臂的兩個外側(cè)從所述基部的一端側(cè)向Y軸方向延伸的一對支撐臂； 從所述一對支撐臂向與所述Y軸方向交叉的方向延伸的連接臂；以及連接在所述連接臂的同時包圍所述基部和所述振動臂的外框部，在所述兩對槽部上具有向與所述Y軸方向交叉的X軸方向延伸的肋部，使得形成具有比所述第一寬度還要窄的第二寬度的開口部。
12. —種壓電裝置，其特征在于，具有所述權(quán)利要求11所記載的壓電框架； 覆蓋該壓電框架的蓋部； 支撐所述壓電框架的底部。
全文摘要
提供一種CI值、調(diào)頻靈敏度S及剛性優(yōu)良的壓電振動片、壓電框架及壓電裝置。壓電振動片具有基部；從基部的一端向Y軸方向延伸的一對振動臂；以及形成在一對振動臂的表面和里面，向Y軸方向延伸的具有第一寬度的兩對槽部。在兩對槽部上具有向與Y軸方向交叉的X軸方向延伸的肋部，使得形成具有比第一寬度還要窄的第二寬度的開口部。壓電框架由上述壓電振動片和將其包圍的外框部構(gòu)成。壓電裝置由上述壓電振動片或壓電框架；覆蓋這些的蓋部以及底部構(gòu)成。
文檔編號H03H9/02GK101729038SQ20091017816
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月16日
發(fā)明者吉松昌裕, 川西信吾 申請人:日本電波工業(yè)株式會社