(57)【要約】  共振子において、アンカーロスを軽減することでＱ値を向上させることができる。  圧電振動部と、圧電振動部の周囲の少なくとも一部に設けられた保持部と、圧電振動部と、保持部との間に設けられる第１のノード生成部と、第１のノード生成部と、当該第１のノード生成部と対向する圧電振動部の領域とを接続する第１の接続腕と、第１のノード生成部と、保持部における、第１のノード生成部と対向する領域とを接続する第１の保持腕と、を備え、第１のノード生成部は、第１の接続腕が第１のノード生成部と圧電振動部とを接続する第１方向における中心よりも第１の接続腕側において、第１方向に直交する第２方向における長さが最大となる箇所を有し、第２方向における長さが、最大となる箇所から第１の保持腕に向かうにつれて徐々に狭まる。
2017051572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動部と、
前記圧電振動部の周囲の少なくとも一部に設けられた保持部と、
前記圧電振動部と、前記保持部との間に設けられる第１のノード生成部と、
前記第１のノード生成部と、当該第１のノード生成部と対向する前記圧電振動部の領域とを接続する第１の接続腕と、
前記第１のノード生成部と、前記保持部における、前記第１のノード生成部と対向する領域とを接続する第１の保持腕と、
を備え、
前記第１のノード生成部は、
前記第１の接続腕が前記第１のノード生成部と前記圧電振動部とを接続する第１方向における中心よりも前記第１の接続腕側において、前記第１方向に直交する第２方向における長さが最大となる箇所を有し、前記第２方向における長さが、前記最大となる箇所から前記第１の保持腕に向かうにつれて徐々に狭まる、
共振子。
【請求項２】
前記共振子は、
前記圧電振動部と前記保持部との間に、前記圧電振動部における、前記第１のノード生成部と対向する面と前記圧電振動部を挟んで対向する面と、対向して設けられる第２のノード生成部と、
前記圧電振動部と前記第２のノード生成部とを接続する第２の接続腕と、
前記第２のノード生成部と、前記保持部における、前記第２のノード生成部と対向する領域とを接続する第２の保持腕と、
をさらに備え、
前記第２のノード生成部は、前記第１方向における中心よりも前記第２の接続腕側において、前記第２方向における長さが最大となる箇所を有し、前記第２方向における長さが、前記最大となる箇所から前記第２の保持腕に向かうにつれて徐々に狭まる、
請求項１に記載の共振子。
【請求項３】
前記第１のノード生成部は、
弓形の形状であり、弦の中点付近において前記第１の接続腕と接続し、弧の頂点付近において前記第１の保持腕と接続し、
前記第２のノード生成部は、
弓形の形状であり、弦の中点付近において前記第２の接続腕と接続し、弧の頂点付近において前記第２の保持腕を接続することを特徴とする請求項２に記載の共振子。
【請求項４】
前記第１のノード生成部は、
三角形の形状であり、底辺の中点付近において前記第１の接続腕と接続し、頂点付近において前記第１の保持腕と接続し、
前記第２のノード生成部は、
三角形の形状であり、底辺の中点付近において前記第２の接続腕と接続し、頂点付近において前記第２の保持腕と接続することを特徴とする請求項２に記載の共振子。
【請求項５】
前記第１のノード生成部及び前記第２のノード生成部において、
前記第２方向における長さが最大となる箇所における長さが、前記圧電振動部における前記第２方向に沿った長さより小さいことを特徴とする請求項２〜４いずれか一項に記載の共振子。
【請求項６】
前記圧電振動部は、
圧電薄膜と、前記圧電薄膜を間に挟んで互いに対向して設けられる１対の電極とが、積層されて形成され、
前記第１のノード生成部及び前記第２のノード生成部は、
前記圧電薄膜と、前記電極とが積層されて形成されることを特徴とする請求項２〜５いずれか一項に記載の共振子。
【請求項７】
前記圧電振動部は、
矩形の形状であり、当該矩形の長辺方向に沿って複数の振動領域を有し、
前記第１の接続腕及び第２の接続腕は、それぞれ、
前記長辺方向に沿って略平行に設けられる第１腕と、当該第１腕と前記複数の振動領域をそれぞれ接続する複数の第２腕と、前記第１腕と前記第１のノード生成部又は前記第２のノード生成部とを接続する第３腕とを有し、
前記第１のノード生成部及び前記第２のノード生成部において、前記第２方向における長さが最大となる箇所における長さが、前記第３腕の幅より大きいことを特徴とする請求項２〜６いずれか一項に記載の共振子。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか一項に記載の共振子と、当該共振子を間に挟む下蓋と上蓋とを備える共振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は振動部が面内の振動モードで振動する、共振子及び共振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いた共振装置が例えばタイミングデバイスとして用いられている。この共振装置は、スマートフォンなどの電子機器内に組み込まれるプリント基板上に実装される。共振装置は、下側基板と、下側基板との間でキャビティを形成する上側基板と、下側基板及び上側基板の間でキャビティ内に配置された共振子と、を備えている。【０００３】
例えば特許文献１には、断面矩形の振動体において、該矩形の長辺の長さｂと短辺の長さａとの間の比ｂ／ａが特定の範囲に選択されることで、幅広がりモードを有効に励振することがきる共振子について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５５４８１８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の共振子は、矩形の振動部（振動体）が保持腕によって保持部に接続される構成となっている。このような共振子の場合、振動部が保持腕に保持されることによって、振動が漏れてしまい、アンカーロスが発生する。この結果、共振子のＱ値の低下を招いてしまう。特許文献１に記載された共振子では、振動体の縦横比を最適化することで、振動体の振動方向に平行な辺の中央付近にノード点が形成される。しかしながら、振動に対して垂直な方向や振動体の厚み方向については、考慮されておらず、アンカーロスが依然として発生する。【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、共振子において、アンカーロスを軽減することでＱ値を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る共振子は、圧電振動部と、圧電振動部の周囲の少なくとも一部に設けられた保持部と、圧電振動部と、保持部との間に設けられる第１のノード生成部と、第１のノード生成部と、当該第１のノード生成部と対向する圧電振動部の領域とを接続する第１の接続腕と、第１のノード生成部と、保持部における、第１のノード生成部と対向する領域とを接続する第１の保持腕と、を備え、第１のノード生成部は、第１の接続腕が第１のノード生成部と圧電振動部とを接続する第１方向における中心よりも第１の接続腕側において、第１方向に直交する第２方向における長さが最大となる箇所を有し、第２方向における長さが、最大となる箇所から第１の保持腕に向かうにつれて徐々に狭まる。【０００８】
かかる共振子によると、圧電振動部におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の振動に対するノード点を、ノード生成部上に生成することができる。これによって、振動部が保持部に保持されることによるアンカーロスが軽減し、Ｑ値を向上させることが可能になる。【０００９】
また、共振子は、圧電振動部と前記保持部との間に、圧電振動部における、第１のノード生成部と対向する面と圧電振動部を挟んで対向する面と、対向して設けられる第２のノード生成部と、圧電振動部と前記第２のノード生成部とを接続する第２の接続腕と、第２のノード生成部と、保持部における、第２のノード生成部と対向する領域とを接続する第２の保持腕と、をさらに備え、第２のノード生成部は、第１方向における中心よりも第２の接続腕側において、第２方向における長さが最大となる箇所を有し、第２方向における長さが、最大となる箇所から第２の保持腕に向かうにつれて徐々に狭まることが好ましい。この好ましい態様では、共振子によると、圧電振動部におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の振動に対するノード点を、ノード生成部上に生成することができる。これによって、振動部が保持部に保持されることによるアンカーロスが軽減し、Ｑ値を向上させることが可能になる。【００１０】
また、第１のノード生成部は、弓形の形状であり、弦の中点付近において第１の接続腕と接続し、弧の頂点付近において第１の保持腕と接続し、第２のノード生成部は、弓形の形状であり、弦の中点付近において第２の接続腕と接続し、弧の頂点付近において第２の保持腕と接続することが好ましい。この場合、振動部が保持部に保持されることによるアンカーロスをより軽減することが可能になる。【００１１】
また、第１のノード生成部は、三角形の形状であり、底辺の中点付近において第１の接続腕と接続し、頂点付近において第１の保持腕と接続し、第２のノード生成部は、三角形の形状であり、底辺の中点付近において第２の接続腕と接続し、頂点付近において第２の保持腕と接続することも好ましい。この場合、振動部が保持部に保持されることによるアンカーロスを軽減することが可能になる。【００１２】
特に、第１のノード生成部及び第２のノード生成部において、第２方向における長さが最大となる箇所における長さが、圧電振動部における第２方向に沿った長さより小さいことが望ましい。この好ましい態様では、アンカーロスをより軽減することが可能になる。【００１３】
特に、圧電振動部は、圧電薄膜と、圧電薄膜を間に挟んで互いに対向して設けられる１対の電極と、が積層されて形成され、第１のノード生成部及び第２のノード生成部は、圧電薄膜と、電極とが積層されて形成されることが好ましい。【００１４】
また、振動部は、矩形の形状であり、当該矩形の長辺方向に沿って複数の振動領域を有し、第１の接続腕及び第２の接続腕は、それぞれ、長辺方向に沿って略平行に設けられる第１腕と、当該第１腕と複数の振動領域をそれぞれ接続する複数の第２腕と、第１腕と第１のノード生成部又は第２のノード生成部とを接続する第３腕とを有し、第１のノード生成部及び第２のノード生成部において、第２方向における長さが最大となる箇所における長さが、第３腕の幅より大きいことが好ましい。【００１５】
本発明の一側面に係る共振装置は、上記のいずれかに記載の共振子を備える。【００１６】
かかる共振装置によると、アンカーロスが軽減し、Ｑ値を向上させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、共振子において、アンカーロスを軽減することでＱ値を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る共振装置の外観を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る共振装置の構造を概略的に示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る下蓋の平面図である。
【図４】上側基板を取り外した本発明の第１実施形態に係る共振子の平面図である。
【図５】図１の断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る共振子の変位を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る振動部の幅に対するノード生成部の半径と、等価直列抵抗の値との相関を示すグラフである。
【図８】図４に対応し、上側基板を取り外した本発明の第２実施形態に係る共振子の平面図である。
【図９】図４に対応し、上側基板を取り外した本発明の第３実施形態に係る共振子の平面図である。
【図１０】図４に対応し、上側基板を取り外した本発明の第４実施形態に係る共振子の平面図である。
【図１１】図４に対応し、上側基板を取り外した本発明の第５実施形態に係る共振子の平面図である。
【図１２】図４に対応し、上側基板を取り外した本発明の第６実施形態に係る共振子の平面図である。
【図１３】図１２の断面図である。
【図１４】図４に対応し、上側基板を取り外した本発明の第７実施形態に係る共振子の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１の実施形態］
以下、添付の図面を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る共振装置１の外観を概略的に示す斜視図である。また、図２は、本発明の第１実施形態に係る共振装置１の構造を概略的に示す分解斜視図である。
【００２０】
この共振装置１は、共振子１０と、共振子１０を挟んで設けられた上蓋３０及び下蓋２０と、を備えている。すなわち、共振装置１は、下蓋２０と、共振子１０と、上蓋３０とがこの順で積層されて構成されている。
また、共振子１０と下蓋２０及び上蓋３０とが接合され、これにより、共振子１０が封止され、また、共振子１０の振動空間が形成される。共振子１０、下蓋２０及び上蓋３０は、それぞれＳｉ基板を用いて形成されている。そして、共振子１０、下蓋２０及び上蓋３０は、Ｓｉ基板同士が互いに接合されて、互いに接合される。共振子１０及び下蓋２０は、ＳＯＩ基板を用いて形成されてもよい。
【００２１】
共振子１０は、ＭＥＭＳ技術を用いて製造されるＭＥＭＳ共振子である。なお、共振子１０は水晶共振子であってもよい。
以下、共振装置１の各構成について詳細に説明する。
【００２２】
（１．上蓋３０）
上蓋３０はＸＹ平面に沿って平板状に広がっており、その裏面に例えば平たい直方体形状の凹部３１が形成されている。凹部３１は、側壁３３に囲まれており、共振子１０が振動する空間である振動空間の一部を形成する。
【００２３】
（２．下蓋２０）
下蓋２０は、ＸＹ平面に沿って設けられる矩形平板状の底板２２と、底板２２の周縁部からＺ軸方向（すなわち、下蓋２０と共振子１０との積層方向）に延びる側壁２３とを有する。下蓋２０には、共振子１０と対向する面において、底板２２の表面と側壁２３の内面とによって形成される凹部２１が設けられる。凹部２１は、共振子１０の振動空間の一部を形成する。上述した上蓋３０と下蓋２０とによって、この振動空間は気密に封止され、真空状態が維持される。この振動空間には、例えば不活性ガス等の気体が充填されてもよい。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る下蓋２０の構造を概略的に示す平面図である。図３では、下蓋２０の長辺方向をＹ軸方向、短辺方向をＸ軸方向、厚さ方向をＺ軸方向とする。凹部２１は、共振子１０側から視た平面視において、矩形Ｓにより規定される空間（以下、単に「矩形Ｓ」とも呼ぶ。）と、２つの弓形Ｒにより規定される空間（以下、単に「弓形Ｒ」とも呼ぶ。）とから構成される形状となっている。なお、凹部２１は、矩形Ｓと弓形Ｒとの間が仕切られておらず、１つの連続した空間で形成されている。
【００２５】
矩形Ｓは、Ｙ軸方向に長辺Ｍ、Ｍ´を、Ｘ軸方向に短辺Ｎ、Ｎ´を有している。矩形Ｓは、後述する振動部１２０（図４参照）の面積よりも大きく、振動部１２０に対して相似な形状であることが望ましい。
【００２６】
弓形Ｒは、その弦において、矩形Ｓの一対の辺と接合する。弓形Ｒが接合する矩形Ｓの辺は、後述する保持部１４０（図４参照）において、保持腕１１２Ａ、１１２Ｂに接続される辺と、Ｚ軸方向において対向する辺（すなわち、１対の長辺ＭＭ´、又は短辺ＮＮ´）である。本実施形態では、保持部１４０は、保持部１４０におけるＸ軸方向に平行な辺において、保持腕１１２Ａ、１１２Ｂを介して振動部１２０に接続する。矩形Ｓにおいて、保持部１４０におけるＸ軸方向に平行な辺と、Ｚ軸方向において対向する辺は、短辺ＮＮ´である。従って、２つの弓形Ｒは、その弦が、矩形Ｓにおける、Ｘ軸方向に平行な２つの短辺（図３における点線Ｎ、Ｎ´）と一致するように位置する。
【００２７】
弓形Ｒの円弧が形成する円の半径は、後述するノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ（図４参照）の円弧が形成する円の半径よりも大きい。また、弓形Ｒは、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂに対して相似な形状であることが望ましい。本実施形態において、弓形Ｒは、半円の形状である。
【００２８】
本実施形態において、弓形Ｒの弦は矩形Ｓの短辺に一致し、弓形Ｒは半円の形状であるため、弓形Ｒの円弧が形成する円の中心ＣＭ、ＣＮは、矩形Ｓの辺ＮＮ´上に位置する。また、円の中心ＣＭ、ＣＮは、後述する保持腕１１２Ａ、１１２Ｂと保持部１４０との接続箇所に位置することが好ましい。
【００２９】
凹部２１が弓形Ｒを備えることによって、後述する振動部１２０の振動が、保持腕１１２Ａ、１１２Ｂを伝搬して保持部１４０（図４参照）に漏れた場合であっても、弓形Ｒにおける円弧部分の側壁２３によって、漏れた振動を、弓形Ｒの中心ＣＭ、ＣＮに向けて反射させることができる。これによって、本実施形態に係る共振装置１は、共振子１０による振動の閉じ込め性を高めることができる。
【００３０】
（３．共振子１０）
図４は、本実施形態に係る、共振子１０の構造を概略的に示す平面図である。図４を用いて本実施形態に係る共振子１０の各構成について説明する。共振子１０は、振動部１２０（圧電振動部の一例である。）と、保持部１４０と、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ（それぞれ「第１のノード生成部」、「第２のノード生成部」の一例である。）と、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ（それぞれ、「第１の接続腕」、「第２の接続腕」の一例である。）と、保持腕１１２Ａ、１１２Ｂ（それぞれ、「第１の保持腕」、「第２の保持腕」の一例である。）とを備えている。
【００３１】
（ａ）振動部１２０
振動部１２０は、図４の直交座標系におけるＸＹ平面に沿って平板状に広がる略直方体の輪郭を有している。なお、振動部１２０は、平板状に限らず、例えば一定の厚みを有する四角柱であってもよい。振動部１２０には、点線で示す領域に、長さ方向と幅方向とを有する矩形板状の金属層Ｅ１（振動部１２０上に形成される金属層Ｅ１を、「上部電極Ｅ１」とも呼ぶ。）が設けられている。上部電極Ｅ１の下方には、上部電極Ｅ１と対向して金属層Ｅ２（振動部１２０上に形成される金属層Ｅ２を、「下部電極Ｅ２」とも呼ぶ。）が設けられている。
【００３２】
図４において、振動部１２０は、Ｘ軸方向に沿って伸びる１対の短辺１２１ａ、１２１ｂ、Ｙ軸方向に沿って伸びる１対の長辺１２１ｃ、１２１ｄを有している。本実施形態では、例えば、短辺１２１ａ、１２１ｂの長さが１００μｍ程度、長辺１２１ｃ、１２１ｄの長さが１５０μｍ程度に設定される。
【００３３】
上部電極Ｅ１及び下部電極Ｅ２は、Ｙ軸方向に長辺、Ｘ軸方向に短辺を有し、振動部１２０上に形成されている。また上部電極Ｅ１は、振動部１２０から、接続腕１１１Ａ、ノード生成部１３０Ａ、保持腕１１２Ａを介して、保持部１４０における、振動部１２０の短辺１２１ａと対向する領域に引き出される。さらに、下部電極Ｅ２は、、振動部１２０から、接続腕１１１Ｂ、ノード生成部１３０Ｂ、保持腕１１２Ｂを介して、保持部１４０における振動部１２０の短辺１２１ｂと対向する領域に引き出される。
【００３４】
振動部１２０と保持部１４０との間には、所定の間隔で空間が形成されている。図４の例では、振動部１２０は、１対の短辺１２１ａ、１２１ｂにおいて、それぞれ、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂに接続され、さらに、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ及び保持腕１１２Ａ、１１２Ｂを介して保持部１４０に接続され、保持部１４０に保持されている。他方で、振動部１２０は、１対の長辺１２１ｃ、１２１ｄにおいて、保持部１４０に接続されていない。
【００３５】
（ｂ）保持部１４０
保持部１４０は、その外形が、ＸＹ平面に沿って、例えば矩形の枠状に形成される。また、保持部１４０は、その内形が、ＸＹ平面に沿って振動部１２０及びノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの外側を囲むように形成される。本実施形態では、保持部１４０は、矩形の平板から、振動部１２０とノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの外縁に沿ってくり抜いた枠形状を有している。また、保持部１４０と振動部１２０及びノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂとの間に形成される空間（隙間）は、一定の間隔を有する。
なお、保持部１４０は、振動部１２０の周囲の少なくとも一部に設けられていればよく、枠状の形状に限定されない。
【００３６】
（ｃ）ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ
ノード生成部１３０Ａは、振動部１２０の短辺１２１ａと、保持部１４０における、短辺１２１ａと対向する領域との間に設けられる。ノード生成部１３０Ａは、当該ノード生成部１３０Ａにおける、振動部１２０の短辺１２１ａと対向する接続辺１３１ａを有し、接続辺１３１ａにおいて、接続腕１１１Ａに接続されている。また、接続辺１３１ａは、短辺１２１ａに対して一定の間隔で、略平行に設けられている。
【００３７】
ノード生成部１３０Ａは、Ｘ軸方向（第２方向の一例である。）の幅ＷＡが、接続腕１１１Ａから保持腕１１２Ａへと向かうにつれて狭まる形状を有する。また、ノード生成部１３０Ａは、接続辺１３１ａの垂直二等分線を軸として、線対称の形状を有する。ノード生成部１３０Ａは、Ｘ軸方向に沿った長さが最大となる箇所を、Ｙ軸方向（第１方向の一例である。）における中心よりも接続腕１１１Ａ側に有している。本実施形態においては、ノード生成部１３０Ａの幅ＷＡは、接続辺１３１ａにおいて最大であり、接続腕１１１Ａから保持腕１１２Ａへと向かうにつれて、徐々に狭くなり、当該軸上において最も狭くなる。なお、幅ＷＡは、連続的に狭まる必要はなく、例えば、段階的に狭まったり、一部に広がる部分を有したりしていても、全体として徐々に狭まっていればよい。例えば、ノード生成部１３０Ａは下蓋２０の弓形Ｒと相似な形状である。また、ノード生成部１３０Ａの周縁は、滑らかな形状に限らず、凹凸を有してもよい。また、ノード生成部１３０Ａは、幅ＷＡが最も狭い箇所（以下、「頂点ＴＡ」とも呼ぶ。）において、保持腕１１２Ａに接続されている
【００３８】
接続辺１３１ａの長さは、接続腕１１１ＡのＸ軸方向の幅よりも大きい。さらに、接続辺１３１ａの長さは、振動部１２０のＸ軸方向の幅よりも短いことが好ましい。より好ましくは、接続辺１３１ａの長さは、振動部１２０のＸ軸方向の幅の６割程度である。
なお、ノード生成部１３０Ｂは、ノード生成部１３０Ａと同様の構成を有する。
【００３９】
本実施形態において、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂは、接続辺１３１ａ、１３１ｂを直径とする、半径３０μｍ程度の半円の形状をしている。この場合、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの円弧を形成する円の中心は、例えば、接続辺１３１ａ、１３１ｂの中点に位置する。なお、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの円弧を形成する円の中心は、振動部１２０における、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂとの接続箇所であってもよい。なお、接続辺１３１ａ、１３１ｂは、直線に限らず、円弧形状であってもよい。この場合、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂは、接続辺１３１ａ、１３１ｂの頂点と接続する。また、この場合、接続辺１３１ａ（１３１ｂ）の円弧を形成する円の中心は、接続腕１１１Ａ（１１１Ｂ）側にあってもよいし、保持腕１１２Ａ（１１２Ｂ）側にあってもよい。
【００４０】
（ｄ）接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ
接続腕１１１Ａは、略矩形の形状をしている。接続腕１１１Ａは、一端が振動部１２０における短辺１２１ａの中央付近に接続されており、そこからノード生成部１３０Ａに向かって、短辺１２１ａに対して垂直に延びている。接続腕１１１Ａの他端は、ノード生成部１３０Ａの接続辺１３１ａに接続している。本実施形態においては、接続腕１１１ＡのＸ軸方向の幅は１０μｍ程度である。
なお、接続腕１１１Ｂは、接続腕１１１Ａと同様の構成を有する。
【００４１】
（ｅ）保持腕１１２Ａ、１１２Ｂ
保持腕１１２Ａは、略矩形の形状をしている。保持腕１１２Ａは、一端が、ノード生成部１３０Ａの頂点ＴＡに接続しており、そこから保持部１４０における、ノード生成部１３０Ａに対向する領域に向かって、Ｙ軸方向に延びている。保持腕１１２Ａの他端は、保持部１４０における、ノード生成部１３０Ａに対向する領域に接続している。保持腕１１２Ａの幅の大きさは、接続腕１１１Ａの幅の大きさ以下であることが望ましい。本実施形態においては、保持腕１１２ＡのＸ軸方向の幅は、接続腕１１１Ａの幅より狭く、５μｍ程度である。保持腕１１２Ａの幅を接続腕１１１Ａの幅よりも小さくすることで、ノード生成部１３０Ａから保持部１４０へと振動が伝搬されることを抑制することができる。
なお、保持腕１１２Ｂは、保持腕１１２Ａと同様の構成を有する。
【００４２】
（４．積層構造）
図５（Ａ）及び（Ｂ）を用いて共振装置１の積層構造（断面構造）について説明する。図５（Ａ）は、図１のＡＡ´断面図、図５（Ｂ）は、図１のＢＢ´断面図である。
【００４３】
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る共振装置１では、下蓋２０の側壁２３と共振子１０の保持部１４０が接合され、さらに共振子１０の保持部１４０と上蓋３０の側壁３３が接合される。このようにして、下蓋２０と上蓋３０との間に共振子１０が保持され、下蓋２０と上蓋３０との間に、振動部１２０が振動する振動空間が形成される。
【００４４】
下蓋２０の底板２２及び側壁２３は、Ｓｉ（シリコン）により、一体的に形成されている。側壁２３の上面には酸化ケイ素（例えばＳｉＯ２）膜Ｆ１が形成されており、この酸化ケイ素膜Ｆ１によって、下蓋２０が共振子１０の保持部１４０と接合される。Ｚ軸方向に規定される下蓋２０の厚みは、例えば１５０μｍ、凹部２１の深さは、例えば５０μｍである。
【００４５】
上蓋３０は、所定の厚みのＳｉ（シリコン）ウエハにより形成されている。図５に示すように、上蓋３０はその周辺部（側壁３３）で共振子１０の保持部１４０と接合されている。上蓋３０の周縁部と保持部１４０との間には、接合層Ｈが形成されており、この接合層Ｈによって、上蓋３０が保持部１４０と接合される。接合層Ｈは、例えばＡｕ（金）膜及びＳｎ（錫）膜から形成されている。
【００４６】
共振子１０では、保持部１４０、振動部１２０、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ、及び保持腕１１２Ａ、１１２Ｂは、同一プロセスで形成される。具体的には、まず、Ｓｉ（シリコン）層Ｆ２の上に、金属層Ｅ２が積層される。そして、金属層Ｅ２の上に、金属層Ｅ２を覆うように圧電薄膜Ｆ３が積層され、さらに、圧電薄膜Ｆ３の上に、金属層Ｅ１が積層され、さらに、金属層Ｅ１の上には、再度、圧電薄膜Ｆ３が積層される。
【００４７】
Ｓｉ層Ｆ２は、例えば、厚さ３０μｍ程度の縮退したｎ型Ｓｉ半導体から形成されており、ｎ型ドーパントとしてＰ（リン）やＡｓ（ヒ素）、Ｓｂ（アンチモン）などを含む。Ｓｉ層Ｆ２として用いられる縮退Ｓｉの抵抗値は、０．５ｍΩ・ｃｍ以上０．９ｍΩ・ｃｍ以下であることが望ましい。本実施形態で用いられる縮退Ｓｉの抵抗値は、たとえば０．６３ｍΩ・ｃｍである。なお、Ｓｉ層Ｆ２の下面には、酸化ケイ素（例えばＳｉＯ２層）層が形成されてもよい。これにより、振動部１２０の温度特性を向上させることが可能になる。
【００４８】
また、金属層Ｅ２、Ｅ１は、例えば厚さ０．１μｍ程度のＭｏ（モリブデン）やアルミニウム（Ａｌ）等を用いて形成される。なお、Ｓｉ層Ｆ２に縮退したＳｉを用いた場合には、金属層Ｅ２に代えて、Ｓｉ層Ｆ２を下部電極として用いてもよい。
【００４９】
金属層Ｅ２、Ｅ１は、エッチング等により、所望の形状に形成される。金属層Ｅ２は、振動部１２０上においては、下部電極として機能するように形成される。また、金属層Ｅ２は、ノード生成部１３０Ｂ、接続腕１１１Ｂ、保持腕１１２Ｂ、保持部１４０上においては、共振子１０の外部に設けられた交流電源に下部電極を接続するための配線として機能するように形成される。
【００５０】
他方で、金属層Ｅ１は、例えば振動部１２０上においては、上部電極Ｅ１として機能するように形成される。また、金属層Ｅ１は、ノード生成部１３０Ａ、接続腕１１１Ａ、保持腕１１２Ａ、及び保持部１４０上においては、例えば共振子１０の外部に設けられた交流電源に上部電極Ｅ１を接続するための配線として機能するように形成される。
【００５１】
なお、交流電源から下部配線または上部配線への接続にあたっては、上蓋３０の外面に電極を形成して、当該電極が交流電源と下部配線または上部配線とを接続する構成や、上蓋３０内にビアを形成し、当該ビアの内部に導電性材料を充填して配線を設け、当該配線が交流電源と下部配線または上部配線とを接続する構成が用いられてもよい。
【００５２】
圧電薄膜Ｆ３は、印加された電圧を振動に変換する圧電体の薄膜であり、例えば、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）等の窒化物や酸化物を主成分とすることができる。具体的には、圧電薄膜Ｆ３は、ＳｃＡｌＮ（窒化スカンジウムアルミニウム）により形成することができる。ＳｃＡlＮは、窒化アルミニウムにおけるアルミニウムの一部をスカンジウムに置換したものである。また、圧電薄膜Ｆ３は、例えば、１μｍの厚さを有する。
【００５３】
圧電薄膜Ｆ３は、金属層Ｅ２、Ｅ１によって圧電薄膜Ｆ３に印加される電界に応じて、ＸＹ平面の面内方向に伸縮する。この圧電薄膜Ｆ３の伸縮によって、振動部１２０は、Ｘ軸方向に輪郭振動する。振動部１２０の振動は、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂを介してノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂへ伝搬される。
【００５４】
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態に係る共振子１０の振動による変位を、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸それぞれの成分に分解した分布を模式的に示す図である。図６の各図では、共振子１０を、白から濃いグレーに段階的に着色しているが、その略中央の階調である薄いグレーで表されている箇所は、その変位が略ゼロの箇所を示し、当該薄いグレーを基点として、それよりも濃く表されている箇所は各軸の正の方向への変位を示し、それよりも薄く（白く）表されている箇所は各軸の負の方向への変位を示している。
【００５５】
図６（Ａ）は、Ｘ軸方向の変位を示している。図６（Ａ）に示すように、振動部１２０において、Ｘ軸方向における変位方向は、振動部１２０のＹ軸方向に沿った中心線ＣＹを中心に逆転している。また、ノード生成部１３０Ａ、１３０ＢにおけるＸ軸方向の変位は、中心線ＣＹを中心に逆転している。さらに、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの頂点周縁の変位は、振動部１２０における、接続辺１３１ａ、１３１ｂに対向する箇所の変位と、逆転している。これによって、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂにおいて、変位が大きい領域に隣接して、変位が少ない箇所が発生する。
【００５６】
この結果、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの頂点においては、頂点周縁で発生するＸ軸方向の変位は、頂点周縁に隣接する変位の少ない領域よって、低減される。この変位が低減されて最小になる箇所をノード点と呼ぶ。本実施形態においては、Ｘ軸方向の振動に対するノード点は、中心線ＣＹ上に発生する。
【００５７】
図６（Ｂ）は、Ｙ軸方向の変位を示している。図６（Ｂ）に示すように、振動部１２０におけるＹ軸方向の変位は、振動部１２０のＸ軸方向に沿った中心線ＣＸを中心に逆転している。また、ノード生成部１３０Ａ、１３０ＢにおけるＹ軸方向の変位は、中心線ＣＹに対して、線対称となっている。さらに、ノード生成部１３０Ａ、１３０ＢにおけるＹ軸方向の変位は、Ｘ軸方向の端部と中心部とで逆転している。これによって、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂにおいて、変位が大きい端部と中心部とに隣接して、変位が少ない箇所が発生する。また、振動部１２０を中心線ＣＸに沿って２等分すると、振動部１２０におけるノード生成部１３０Ａ側の変位は、ノード生成部１３０Ａの中心部の変位と、その方向が逆転している。また、振動部１２０におけるノード生成部１３０Ｂ側の変位は、ノード生成部１３０Ｂの中心部における変位と、その方向が逆転している。
【００５８】
この結果、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの端部及び中心部で発生する振動が、端部及び中心部に隣接する変位の少ない領域において低減されることによって、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの頂点周辺においては、Ｙ軸方向の変位が少なくなる。これにより、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの頂点にＹ軸方向の振動におけるノード点が発生する。本実施形態においては、Ｙ軸方向の振動に対するノード点は、中心線ＣＹ上に発生する。
【００５９】
図６（Ｃ）は、Ｚ軸方向の変位を示している。図６（Ｃ）に示すように、振動部１２０はＺ軸方向にも振動する。図５に示したように、共振子１０は、音速の異なる材料を積層させて形成されている。そのため共振子１０における、各層の弾性特性は異なる。この結果、振動部１２０が面内振動をする場合であっても、振動部１２０において、Ｚ軸方向への振動が発生することになる。
【００６０】
振動部１２０は、中心部がＺ軸正の方向へ変位し、四隅がＺ軸負の方向へ変位する。
【００６１】
ノード生成部１３０Ａ、１３０ＢにおけるＺ軸方向の変位は、中心線ＣＹに対して、線対称となっている。さらに、ノード生成部１３０Ａ、１３０ＢにおけるＺ軸方向の変位は、端部と中心部とで逆転している。これによって、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂにおいて、変位が大きい端部と中心部に隣接して、変位が少ない箇所が発生する。
【００６２】
この結果、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの頂点においては、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの端部及び中心部に発生する変位が、端部及び中心部に隣接する変位の少ない領域において低減されることによって、Ｚ軸方向の振動が打ち消される。これにより、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの頂点にＺ軸方向の振動におけるノード点が発生する。本実施形態においては、Ｚ軸方向の振動に対するノード点は、中心線ＣＹ上に発生する。
【００６３】
このように、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの外周近傍には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸いずれの方向にも、変位が最も大きい部位に隣接して変位が小さい部位が形成される。本実施形態に係る共振子１０では、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂにおいて、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂよりも幅が広い接続辺１３１ａ、１３１ｂの幅が、当該接続辺１３１ａ、１３１ｂから保持腕１１２Ａ、１１２Ｂに向かうにつれて連続的に小さくなるように構成されている。これによって、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂにおいて、その幅が小さくなる部分（円弧部分）のどこかで、変位が大きい部分ができ、さらにその変位が大きい部分に隣接する箇所に変位が小さい部分が形成される。
【００６４】
このように、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの幅は接続腕１１１Ａ、１１１Ｂから保持腕１１２Ａ、１１２Ｂへ向かうにつれて徐々に狭まっているため、振動部１２０からの振動の伝搬状態が変わった場合であっても、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂには変位が大きい部分に隣接して変位が小さい部位が形成される。これによって、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂは、振動部１２０から漏えいした振動に対し、変位部位を調整してノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ上においてノードを形成することができる。この形成したノードにおいて保持腕１１２Ａ、１１２Ｂと接続することによって、振動部１２０からの振動を保持部１４０へ伝搬されることを抑制することができる。
【００６５】
本実施形態において、保持腕１１２Ａ、１１２Ｂは、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの頂点、即ちノード点に形成される。この結果、振動部１２０で発生した振動は、保持腕１１２Ａ、１１２Ｂにおいて打ち消され、保持部１４０に伝搬されない。これによって、共振子１０のアンカーロスを低減させることができ、Ｑ値を向上させることが可能になる。
【００６６】
図７は、振動部１２０の幅に対するノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの半径と、ＥＳＲ（等価直列抵抗値）との関係を示すグラフである。縦軸はＥＳＲの値を表している。また、横軸は、振動部１２０の短辺１２１ａの長さに対するノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの半径の比を表している。図７においては、インピーダンスアナライザを用いて、共振装置１の入出力端子に任意の周波数の微小交流電界を印加して、各周波数におけるインピーダンスを測定し、そのうちの最小のインピーダンスをＥＳＲとした。図７のグラフから、短辺１２１ａの長さに対してノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂの半径が約０．３５の場合を除いて、Ｑ値が最も向上することが分かる。
【００６７】
［第２の実施形態］
第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
【００６８】
図８は、第２の実施形態に係る、共振子１０の平面図の一例を示す図である。以下に、本実施形態に係る共振装置１の詳細構成のうち、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。
【００６９】
本実施形態では、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂは、接続辺１３１ａ、１３１ｂを底辺とする二等辺三角形の形状を有する。ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂのその他の構成は第１の実施形態と同様である。また、その他の構成、作用効果は第１の実施形態と同様である。
【００７０】
［第３の実施形態］
図９は、本実施形態に係る、共振子１０の平面図の一例を示す図である。以下に、本実施形態に係る共振装置１の詳細構成のうち、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。
【００７１】
（３−１）振動部１２０
本実施形態では、振動部１２０は、Ｘ軸方向に沿って伸びる１対の長辺１２１ｃ、１２１ｄ、Ｙ軸方向に沿って伸びる１対の短辺１２１ａ、１２１ｂを有する四角柱の形状をしている。また、上部電極Ｅ１、下部電極Ｅ２は、Ｙ軸方向に短辺、Ｘ軸方向に長辺を有している。本実施形態における振動部１２０は、長手方向に面内振動する。その他の振動部１２０の構成は第１の実施形態と同様である。
【００７２】
（３−２）接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ
本実施形態では、接続腕１１１Ａは、一端が振動部１２０における長辺１２１ｃの中央付近に接続しており、そこからノード生成部１３０Ａに向かって延びている。また、接続腕１１１Ｂは、一端が振動部１２０における長辺１２１ｄの中央付近に接続しており、そこからノード生成部１３０Ｂに向かって延びている。その他の接続腕１１１Ａ、１１１Ｂの構成は第１の実施形態と同様である。
その他の構成、効果は第１の実施形態と同様である。
【００７３】
［第４の実施形態］
図１０は、本実施形態に係る、共振子１０の平面図の一例を示す図である。以下に、本実施形態に係る共振装置１の詳細構成のうち、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。
【００７４】
（４−１）振動部１２０
本実施形態では、振動部１２０上には、長さ方向と幅方向とを有する矩形板状の２つの上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂが設けられている。また、上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂの下方には、上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂに対向して下部電極Ｅ２ａが設けられている。図１０において、振動部１２０は、Ｘ軸方向に１対の長辺１２１ｃ、１２１ｄ、Ｙ軸方向に１対の短辺１２１ａ、１２１ｂを有している。
【００７５】
上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂは、Ｙ軸方向に長辺、Ｘ軸方向に短辺を有し、振動部１２０上に形成されている。
上部電極Ｅ１ａは、振動部１２０から、接続腕１１１Ｂ、ノード生成部１３０Ｂ、及び保持腕１１２Ｂを介して、保持部１４０における長辺１２１ｄと対向する辺に引き出される。他方、上部電極Ｅ１ｂは、振動部１２０から、接続腕１１１Ａ、ノード生成部１３０Ａ、及び保持腕１１２Ａを介して、保持部１４０における長辺１２１ｃと対向する領域に引き出される。
【００７６】
また、下部電極Ｅ２ａは、Ｘ軸方向に長辺、Ｙ軸方向に短辺を有し、振動部１２０上に形成されている。下部電極Ｅ２ａは、振動部１２０から、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ、及び保持腕１１２Ａ、１１２Ｂを介して、保持部１４０における長辺１２１ｃと対向する領域、及び１２１ｄと対向する領域に引き出される。
その他の振動部１２０の構成は第１の実施形態と同様である。
【００７７】
（４−２）接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ
本実施形態では、接続腕１１１Ａは、４つの腕１１１Ａａ（第１腕の一例である。）、１１１Ａｂ、１１１Ａｃ（それぞれ第２腕の一例である。）、及び１１１Ａｄ（第３腕の一例である。）を有している。腕１１１Ａａは、振動部１２０とノード生成部１３０Ａの間の空間において、Ｘ軸方向に平行に上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂに亘って、振動部１２０の長辺１２１ｃに対向して設けられている。
【００７８】
腕１１１Ａｄは、Ｙ軸方向に平行に設けられる。腕１１１Ａｄは、ノード生成部１３０Ａの接続辺１３１ａの中央付近においてノード生成部１３０Ａに接続し、ノード生成部１３０Ａと腕１１１Ａａとを接続する。
【００７９】
腕１１１Ａｂは、Ｙ軸方向に平行に設けられる。腕１１１Ａｂは、下端が上部電極Ｅ１ａの上側の短辺の中央付近において振動部１２０の長辺１２１ｃと接続し、上端が腕１１１Ａａの一端と接続する。
【００８０】
腕１１１Ａｃは、Ｙ軸方向に平行に設けられる。腕１１１Ａｃは、下端が上部電極Ｅ１ｂの上側の短辺の中央付近において振動部１２０の長辺１２１ｃと接続し、上端が腕１１１Ａａの他端と接続する。接続腕１１１Ａのその他の構成については、第１の実施形態と同様である。
なお、接続腕１１１Ｂの構成は、接続腕１１１Ａの構成と同様である。
【００８１】
本実施形態において、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂは、第１の実施形態に記載した機能に加え、腕１１１Ａｄ、１１１Ｂｄにおけるねじれ変位に対して緩衝材として機能する。この結果、保持腕１１２Ａ、１１２Ｂにおける変位が軽減し、アンカーロスを軽減させることが可能になる。
その他の構成、効果は第１の実施形態と同様である。
【００８２】
［第５の実施形態］
図１１は、本実施形態に係る、共振子１０の平面図の一例を示す図である。以下に、本実施形態に係る共振装置１の詳細構成のうち、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。
【００８３】
（５−１）下蓋２０
本実施形態では、下蓋２０の凹部２１は、矩形Ｓの１対の長辺それぞれに２つずつ弓形Ｒが接合する構成となっている。その他の下蓋の構成は第１の実施形態と同様である。
【００８４】
（５−２）共振子１０
本実施形態においては、共振子１０は、第１の実施形態におけるノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ、及び保持腕１１２Ａ、１１２Ｂに対応する構成として、ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２、及び保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２を備えている。
【００８５】
（５−２−１）振動部１２０
本実施形態では、振動部１２０上には、長さ方向と幅方向とを有する矩形板状の２つの上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂが設けられている。上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂの下方には、上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂに対向して下部電極Ｅ２ａが設けられている。図１１において、振動部１２０は、Ｘ軸方向に１対の長辺１２１ｃ、１２１ｄ、Ｙ軸方向に１対の短辺１２１ａ、１２１ｂを有している。
【００８６】
上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂは、Ｙ軸方向に長辺、Ｘ軸方向に短辺を有し、振動部１２０上に形成されている。
上部電極Ｅ１ａは、振動部１２０から、接続腕１１１Ｂ１、ノード生成部１３０Ｂ、及び保持腕１１２Ｂ１を介して、保持部１４０における長辺１２１ｄと対向する辺に引き出される。他方、上部電極Ｅ１ｂは、振動部１２０から、接続腕１１１Ａ１、ノード生成部１３０Ａ、及び保持腕１１２Ａ１を介して、保持部１４０における長辺１２１ｃと対向する領域に引き出される。
【００８７】
また、下部電極Ｅ２ａは、Ｘ軸方向に長辺、Ｙ軸方向に短辺を有し、振動部１２０上に形成されている。下部電極Ｅ２ａは、振動部１２０から、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２、ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２、及び保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２を介して、保持部１４０における長辺１２１ｃと対向する領域、及び１２１ｄと対向する領域に引き出される。その他の振動部１２０の構成は第１の実施形態と同様である。
【００８８】
（５−２−２）ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２
ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２はそれぞれ上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂの上側の短辺と対向して設けられる。
【００８９】
ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２は、当該ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２における、振動部１２０の長辺１２１ｃと対向する接続辺１３１ａ１、１３１ａ２において、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２にそれぞれ接続されている。また、ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２は、Ｘ軸方向の幅ＷＡが最も狭まる頂点において、保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２にそれぞれ接続されている。
なお、ノード生成部１３０Ｂ１、１３０Ｂ２の構成は、ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２の構成と同様である。
【００９０】
（５−２−３）接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２
本実施形態では、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２は、Ｙ軸方向に沿って設けられている。
【００９１】
接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２は、一端が振動部１２０における長辺１２１ｃに接続しており、そこからそれぞれノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２に向かって延びている。接続腕１１１Ａ１は、上部電極Ｅ１ａの上側の短辺の中央付近において長辺１２１ｃと接続する。接続腕１１１Ａ２は、上部電極Ｅ１ｂの上側の短辺の中央付近において長辺１２１ｃと接続する。接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２の他端は、それぞれノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２の接続辺１３１ａ１、１３１ｂ１に略垂直に接続している。その他の接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２の構成は、第１の実施形態と同様である。
なお、接続腕１１１Ｂ１、１１１Ｂ２の構成は、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２の構成と同様である。
【００９２】
（５−２−４）保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２
本実施形態では、保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２は、Ｙ軸方向に沿って設けられている。
【００９３】
保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２は、一端が、ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２における頂点に接続しており、そこから保持部１４０におけるノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２に対向する領域に向かって延びている。保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２の他端は、保持部１４０におけるノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２に対向する領域に接続している。その他の保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２の構成は、第１の実施形態と同様である。
なお、保持腕１１２Ｂ１、１１２Ｂ２の構成は、保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２の構成と同様である。
その他の構成、効果は第１の実施形態と同様である。
【００９４】
［第６の実施形態］
図１２は、本実施形態に係る、共振子１０の平面図の一例を示す図である。以下に、本実施形態に係る共振装置１の詳細構成のうち、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。
【００９５】
（６−１）下蓋２０
本実施形態では、下蓋２０の凹部２１は、弓形Ｒが矩形Ｓの１対の長辺に接合する構成となっている。その他の下蓋の構成は第１の実施形態と同様である。
【００９６】
（６−２）共振子１０
（６−２−１）振動部１２０
本実施形態では、振動部１２０上には、長さ方向と幅方向とを有する矩形板状の３つの上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ１ｃが設けられている。上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ１ｃの下方には、上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ１ｃに対向して下部電極Ｅ２ａが設けられている。図１２において、振動部１２０は、Ｙ軸方向に沿って伸びる１対の短辺１２１ａ、１２１ｂ、Ｘ軸方向に沿って伸びる１対の長辺１２１ｃ、１２１ｄを有している。
【００９７】
上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ１ｃは、Ｙ軸方向に長辺、Ｘ軸方向に短辺を有し、振動部１２０上に形成されている。
上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｃは、バスバーＢ１によって電気的に接続している。バスバーＢ１は、上部電極Ｅ１ｂに対向して、振動部１２０におけるノード生成部１３０Ａ側の端部に設けられている。バスバーＢ１は、接続腕１１１Ａ、ノード生成部１３０Ａ、及び保持腕１１２Ａを介して、保持部１４０における、振動部１２０の長辺１２１ｃと対応する辺に引き出される。
【００９８】
他方、上部電極Ｅ１ｂは、接続腕１１１Ｂ、ノード生成部１３０Ｂ、及び保持腕１１２Ｂを介して、保持部１４０における、振動部１２０の長辺１２１ｄと対向する領域に引き出される。
【００９９】
また、下部電極Ｅ２ａは、Ｘ軸方向に長辺、Ｙ軸方向に短辺を有し、振動部１２０上に形成されている。下部電極Ｅ２ａは、振動部１２０から、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ、ノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ、及び保持腕１１２Ａ、１１２Ｂを介して、保持部１４０における長辺１２１ｃと対向する辺、及び１２１ｄと対向する辺に引き出される。
その他の振動部１２０の構成は第１の実施形態と同様である。
【０１００】
（６−２−２）接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ
本実施形態では、接続腕１１１Ａは、Ｘ軸に沿って設けられている。
接続腕１１１Ａは、一端が、バスバーＢ１の中央付近において、振動部１２０における長辺１２１ｃに接続しており、そこからノード生成部１３０Ａに向かって延びている。接続腕１１１Ａの他端は、ノード生成部１３０Ａの接続辺１３１ａに略垂直に接続している。
【０１０１】
本実施形態では、接続腕１１１Ｂは、Ｘ軸に沿って設けられている。
接続腕１１１Ｂは、一端が、上部電極Ｅ１ｂの短辺中央付近において、振動部１２０における長辺１２１ｄに接続しており、そこからノード生成部１３０Ｂに向かって延びている。接続腕１１１Ｂの他端は、ノード生成部１３０Ｂの接続辺１３１ｂに略垂直に接続している。
接続腕１１１Ａ、１１１Ｂのその他の構成については、第１の実施形態と同様である。
【０１０２】
（６−３）積層構造
図１３を用いて共振装置１の積層構造（断面構造）について説明する。図１３は、図１２のＣＣ´断面図である。
【０１０３】
本実施形態において、金属層Ｅ２は、図１３に示すように、振動部１２０上においては、例えば下部電極Ｅ２ｂ、及びバスバーＢ１として機能するように形成される。また、金属層Ｅ２は、ノード生成部１３０Ｂ、接続腕１１１Ｂ、保持腕１１２Ｂ上においては、引き出し線として機能するように形成される。
【０１０４】
他方、金属層Ｅ１は、振動部１２０上においては、例えば上部電極Ｅ１ｂ、及びバスバーＢ１として機能するように形成される。また、金属層Ｅ１は、ノード生成部１３０Ａ、接続腕１１１Ａ、保持腕１１２Ａ上においては、引き出し線として機能するように形成される。
その他の構成、機能については第１の実施形態と同様である。
【０１０５】
［第７の実施形態］
図１４は、本実施形態に係る、共振子１０の平面図の一例を示す図である。以下に、本実施形態に係る共振装置１の詳細構成のうち、第１の実施形態との差異点を中心に説明する。
【０１０６】
本実施形態においては、共振子１０は、第１の実施形態におけるノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂ、接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ、及び保持腕１１２Ａ、１１２Ｂに対応する構成として、ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２、及び保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２を備えている。
【０１０７】
（７−１）下蓋２０
本実施形態では、下蓋２０の凹部２１は、振動部１２０及びノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２と相似な形状となるように、矩形Ｓの１対の長辺それぞれに２つずつ弓形Ｒが接合する構成となっている。その他の下蓋の構成は第１の実施形態と同様である。
【０１０８】
（７−２）共振子１０
（７−２−１）振動部１２０
本実施形態では、振動部１２０上には、長さ方向と幅方向とを有する矩形板状の４つの上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ１ｃ、Ｅ１ｄが設けられている。上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ１ｃ、Ｅ１ｄの下には、上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ１ｃ、Ｅ１ｄと対向して下部電極Ｅ２ａが設けられている。図１４において、振動部１２０は、Ｙ軸方向に沿って伸びる１対の短辺１２１ａ、１２１ｂ、Ｘ軸方向に沿って伸びる１対の長辺１２１ｃ、１２１ｄを有している。
【０１０９】
上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ１ｃ、Ｅ１ｄは、Ｙ軸方向に長辺、Ｘ軸方向に短辺を有している。
上部電極Ｅ１ｂ、Ｅ１ｃは、バスバーＢ１によって接続している。バスバーＢ１は、上部電極Ｅ１ａに対向して、振動部１２０におけるノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２側の端部に設けられている。バスバーＢ１は、接続腕１１１Ａ１、ノード生成部１３０Ａ１、及び保持腕１１２Ａ１を介して、保持部１４０における、振動部１２０の長辺１２１ｃと対向する領域に引き出される。
【０１１０】
他方、上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｄは、バスバーＢ２によって接続している。バスバーＢ２は、上部電極Ｅ１ｂに対向して、振動部１２０におけるノード生成部１３０Ｂ１、１３０Ｂ２側の端部に設けられている。バスバーＢ２は、接続腕１１１Ｂ２、ノード生成部１３０Ｂ２、及び保持腕１１２Ｂ２を介して、保持部１４０における、振動部１２０の長辺１２１ｄと対向する領域に引き出される。
【０１１１】
また、下部電極Ｅ２ａは、Ｘ軸方向に長辺、Ｙ軸方向に短辺を有している。下部電極Ｅ２ａは、振動部１２０に形成され、振動部１２０から、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２、ノード生成部１３０Ａ１、１３０Ａ２、１３０Ｂ１、１３０Ｂ２、及び保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２を介して、保持部１４０における長辺１２１ｃ、１２１ｄと対向する領域に引き出される。
その他の振動部１２０の構成は、第１の実施形態と同様である。
【０１１２】
（７−２−２）接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２
本実施形態では、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２は、Ｘ軸に沿って設けられている。
接続腕１１１Ａ１は、一端が、バスバーＢ１の中央付近において、振動部１２０における長辺１２１ｃに接続しており、そこからノード生成部１３０Ａ１に向かって延びている。接続腕１１１Ａ１の他端は、ノード生成部１３０Ａ１の接続辺１３１ａ１に略垂直に接続している。なお、接続腕１１１Ａ２の構成は、第５の実施形態と同様である。その他の接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２の構成は第１の実施形態と同様である。
【０１１３】
なお、接続腕１１１Ｂ２の構成は、接続腕１１１Ａ１の構成と同様である。また、接続腕１１１Ｂ１の構成は、接続腕１１１Ａ２の構成と同様である。
【０１１４】
（７−２−３）保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２
保持腕１１２Ａ１、１１２Ａ２、１１２Ｂ１、１１２Ｂ２の構成は、第５の実施形態と同様である。
その他の構成、機能については第１の実施形態と同様である。
【０１１５】
以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。即ち、各実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【０１１６】
また、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１１７】
１                        共振装置
１０                      共振子
３０                      上蓋
２０                      下蓋
１４０                    保持部
１１１Ａ、１１１Ｂ        接続腕
１１２Ａ、１１２Ｂ        保持腕
１３０Ａ、１３０Ｂ        ノード生成部
１２０                    振動部
Ｆ１                      ＳｉＯ２膜
Ｆ２                      Ｓｉ層
Ｆ３                      圧電薄膜
Ｅ１、Ｅ２                金属層
【図１】
2017051572.tif 000003
【図２】
2017051572.tif 000004
【図３】
2017051572.tif 000005
【図４】
2017051572.tif 000006
【図５】
2017051572.tif 000007
【図６】
2017051572.tif 000008
【図７】
2017051572.tif 000009
【図８】
2017051572.tif 000010
【図９】
2017051572.tif 000011
【図１０】
2017051572.tif 000012
【図１１】
2017051572.tif 000013
【図１２】
2017051572.tif 000014
【図１３】
2017051572.tif 000015
【図１４】
2017051572.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月2日(2018.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本実施形態において、弓形Ｒの弦は矩形Ｓの短辺に一致し、弓形Ｒは半円の形状であるため、弓形Ｒの円弧が形成する円の中心ＣＭ、ＣＮは、矩形Ｓの辺ＮＮ´上に位置する。また、円の中心ＣＭ、ＣＮは、後述する接続腕１１１Ａ、１１１Ｂとノード生成部１３０Ａ、１３０Ｂとの接続箇所に位置することが好ましい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂは、Ｙ軸方向に長辺、Ｘ軸方向に短辺を有し、振動部１２０上に形成されている。
上部電極Ｅ１ａは、振動部１２０から、接続腕１１１Ｂ１、ノード生成部１３０Ｂ１、及び保持腕１１２Ｂ１を介して、保持部１４０における長辺１２１ｄと対向する辺に引き出される。他方、上部電極Ｅ１ｂは、振動部１２０から、接続腕１１１Ａ２、ノード生成部１３０Ａ２、及び保持腕１１２Ａ２を介して、保持部１４０における長辺１２１ｃと対向する領域に引き出される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｂ、Ｅ１ｃは、Ｙ軸方向に長辺、Ｘ軸方向に短辺を有し、振動部１２０上に形成されている。
上部電極Ｅ１ａ、Ｅ１ｃは、バスバーＢ１によって電気的に接続している。バスバーＢ１は、上部電極Ｅ１ｂに対向して、振動部１２０におけるノード生成部１３０Ａ側の端部に設けられている。バスバーＢ１は、接続腕１１１Ａ、ノード生成部１３０Ａ、及び保持腕１１２Ａを介して、保持部１４０における、振動部１２０の長辺１２１ｃと対向する辺に引き出される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
（６−２−２）接続腕１１１Ａ、１１１Ｂ
本実施形態では、接続腕１１１Ａは、Ｙ軸方向に沿って設けられている。
接続腕１１１Ａは、一端が、バスバーＢ１の中央付近において、振動部１２０における長辺１２１ｃに接続しており、そこからノード生成部１３０Ａに向かって延びている。接続腕１１１Ａの他端は、ノード生成部１３０Ａの接続辺１３１ａに略垂直に接続している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
本実施形態では、接続腕１１１Ｂは、Ｙ軸方向に沿って設けられている。
接続腕１１１Ｂは、一端が、上部電極Ｅ１ｂの短辺中央付近において、振動部１２０における長辺１２１ｄに接続しており、そこからノード生成部１３０Ｂに向かって延びている。接続腕１１１Ｂの他端は、ノード生成部１３０Ｂの接続辺１３１ｂに略垂直に接続している。
接続腕１１１Ａ、１１１Ｂのその他の構成については、第１の実施形態と同様である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
本実施形態において、金属層Ｅ２は、図１３に示すように、振動部１２０上においては、例えば下部電極Ｅ２ａとして機能するように形成される。また、金属層Ｅ２は、ノード生成部１３０Ｂ、接続腕１１１Ｂ、保持腕１１２Ｂ上においては、引き出し線として機能するように形成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
（７−２−２）接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２、１１１Ｂ１、１１１Ｂ２
本実施形態では、接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２は、Ｙ軸方向に沿って設けられている。
接続腕１１１Ａ１は、一端が、バスバーＢ１の中央付近において、振動部１２０における長辺１２１ｃに接続しており、そこからノード生成部１３０Ａ１に向かって延びている。接続腕１１１Ａ１の他端は、ノード生成部１３０Ａ１の接続辺１３１ａ１に略垂直に接続している。なお、接続腕１１１Ａ２の構成は、第５の実施形態と同様である。その他の接続腕１１１Ａ１、１１１Ａ２の構成は第１の実施形態と同様である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動部と、
前記圧電振動部の周囲の少なくとも一部に設けられた保持部と、
前記圧電振動部と、前記保持部との間に設けられる第１のノード生成部と、
前記第１のノード生成部と、当該第１のノード生成部と対向する前記圧電振動部の領域とを接続する第１の接続腕と、
前記第１のノード生成部と、前記保持部における、前記第１のノード生成部と対向する領域とを接続する第１の保持腕と、
を備え、
前記第１のノード生成部は、
前記第１の接続腕が前記第１のノード生成部と前記圧電振動部とを接続する第１方向における中心よりも前記第１の接続腕側において、前記第１方向に直交する第２方向における長さが最大となる箇所を有し、前記第２方向における長さが、前記最大となる箇所から前記第１の保持腕に向かうにつれて徐々に狭まる、
共振子。
【請求項２】
前記共振子は、
前記圧電振動部と前記保持部との間に、前記圧電振動部における、前記第１のノード生成部と対向する面と反対側の面に対向して設けられる第２のノード生成部と、
前記圧電振動部と前記第２のノード生成部とを接続する第２の接続腕と、
前記第２のノード生成部と、前記保持部における、前記第２のノード生成部と対向する領域とを接続する第２の保持腕と、
をさらに備え、
前記第２のノード生成部は、前記第１方向における中心よりも前記第２の接続腕側において、前記第２方向における長さが最大となる箇所を有し、前記第２方向における長さが、前記最大となる箇所から前記第２の保持腕に向かうにつれて徐々に狭まる、
請求項１に記載の共振子。
【請求項３】
前記第１のノード生成部は、
弓形の形状であり、弦の中点付近において前記第１の接続腕と接続し、弧の頂点付近において前記第１の保持腕と接続し、
前記第２のノード生成部は、
弓形の形状であり、弦の中点付近において前記第２の接続腕と接続し、弧の頂点付近において前記第２の保持腕を接続することを特徴とする請求項２に記載の共振子。
【請求項４】
前記第１のノード生成部は、
三角形の形状であり、底辺の中点付近において前記第１の接続腕と接続し、頂点付近において前記第１の保持腕と接続し、
前記第２のノード生成部は、
三角形の形状であり、底辺の中点付近において前記第２の接続腕と接続し、頂点付近において前記第２の保持腕と接続することを特徴とする請求項２に記載の共振子。
【請求項５】
前記第１のノード生成部及び前記第２のノード生成部において、
前記第２方向における長さが最大となる箇所における長さが、前記圧電振動部における前記第２方向に沿った長さより小さいことを特徴とする請求項２〜４いずれか一項に記載の共振子。
【請求項６】
前記圧電振動部は、
圧電薄膜と、前記圧電薄膜を間に挟んで互いに対向して設けられる１対の電極とが、積層されて形成され、
前記第１のノード生成部及び前記第２のノード生成部は、
前記圧電薄膜と、前記電極とが積層されて形成されることを特徴とする請求項２〜５いずれか一項に記載の共振子。
【請求項７】
前記圧電振動部は、
矩形の形状であり、当該矩形の長辺方向に沿って複数の振動領域を有し、
前記第１の接続腕及び第２の接続腕は、それぞれ、
前記長辺方向に沿って略平行に設けられる第１腕と、当該第１腕と前記複数の振動領域をそれぞれ接続する複数の第２腕と、前記第１腕と前記第１のノード生成部又は前記第２のノード生成部とを接続する第３腕とを有し、
前記第１のノード生成部及び前記第２のノード生成部において、前記第２方向における長さが最大となる箇所における長さが、前記第３腕の幅より大きいことを特徴とする請求項２〜６いずれか一項に記載の共振子。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか一項に記載の共振子と、当該共振子を間に挟む下蓋と上蓋とを備える共振装置。
【国際調査報告】
2017051572.tif 000017
2017051572.tif 000018