(57)【要約】【課題】耐衝撃性およびＱ値を高めることができる振動片を提供すること、また、かかる振動片を備える振動子、発振器、電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】振動片２は、基部４が、第１基部４１、第２基部４２および連結部４３を含み、基部４は、連結部４３の第１基部４１側の端部に設けられ、Ｘ軸方向に沿った幅が第２基部４２に向かうに従って連続的に小さくなっている縮幅部４１１を含み、平面視で、縮幅部４１１の外縁と連結部４３の外縁とが角部を含まない連続した線となっており、その曲線の第１基部４１側の部分の接線とＸ軸方向に平行な線分とのなす角をθとしたとき、０°＜θ＜９０°の関係を満たす。【選択図】図３
2015023423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部の一端から第１方向に沿って延出され、かつ、前記第１方向に交差する第２方向に沿って並んでいる１対の振動腕と、
を含み、
前記基部は、
前記振動腕が延出している第１基部と、
前記第１基部に対して前記振動腕側とは反対側に設けられている第２基部と、
前記第１基部と前記第２基部とを連結している連結部と、
第２の方向に沿って設けられ、外側に向うに従って第１方向に沿った開口幅が広がっている切り欠き部と、
を含み、
前記切り欠き部の前記第１基部の前記一端側、且つ前記連結部の中央寄りの外縁は、角部を含まない連続的な線であり、
当該外縁の接線と前記第２方向に平行な線分とのなす角をθとしたとき、
０°＜θ＜９０°の関係を満たすことを特徴とする振動片。
【請求項２】
６°≦θ≦７０°の関係を満たす請求項１に記載の振動片。
【請求項３】
前記第１基部の前記第２方向に沿った幅をＳ１、
前記連結部の前記第２方向に沿った最小幅をＳ２としたとき、
Ｓ２／Ｓ１が０．３以上０．６以下である請求項１または２に記載の振動片。
【請求項４】
前記振動腕は、
前記基部側に配置されている腕部と、
前記腕部に対して前記基部とは反対側に配置されている錘部と、
を含む請求項１ないし３のいずれか１項に記載の振動片。
【請求項５】
前記錘部は、前記腕部よりも前記第２方向に沿った幅が大きく、
前記腕部の前記第２方向に沿った幅をＷ１、
前記錘部の前記第２方向に沿った幅をＷ２としたとき、
Ｗ２／Ｗ１が１．４３以上１．７９以下である請求項４に記載の振動片。
【請求項６】
前記振動腕の互いに表裏の関係にある前記第１の主面および前記第２の主面のうちの少なくとも一方の主面に、前記第１方向に沿って設けられている溝部を含む請求項１ないし５のいずれか１項に記載の振動片。
【請求項７】
前記腕部の前記第２方向に沿った幅をＷ１とし、前記溝部が設けられている前記主面における前記溝部を挟む２つの部分のそれぞれの前記第２方向に沿った幅をＷ３とし、２×Ｗ３／Ｗ１をηとしたとき、
１４．２％＜η＜１００％の関係を満たす請求項６に記載の振動片。
【請求項８】
２０％≦η≦５０％の関係を満たす請求項７に記載の振動片。
【請求項９】
２５％≦η≦４０％の関係を満たす請求項８に記載の振動片。
【請求項１０】
前記振動腕に設けられている励振電極を含み、
前記励振電極は、下地層と、前記下地層の前記振動腕とは反対側に積層された被覆層と、を含み、
前記下地層の厚さをＴｂ、
前記被覆層の厚さをＴｃとしたとき、
Ｔｂ／Ｔｃ≦４／７の関係を満たす請求項１ないし９のいずれか１項に記載の振動片。
【請求項１１】
前記下地層は、クロムで構成されており、
前記下地層の厚さは、５０Å以上７００Å以下である請求項１０に記載の振動片。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の振動片と、
前記振動片が搭載されているパッケージと、を備えていることを特徴とする振動子。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の振動片と、
回路と、を備えていることを特徴とする発振器。
【請求項１４】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の振動片を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の振動片を備えていることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動片、振動子、発振器、電子機器および移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動子としては、いわゆる２脚音叉型の水晶振動子が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような振動子が備える振動片は、例えば、特許文献１に開示されているように、基部と、この基部から互いに平行となるように延出する２つの振動腕とを有し、２つの振動腕を互いに接近と離間を繰り返すように面内方向に屈曲振動させる。
特許文献２に係る振動片は、基部を振動腕が並ぶ方向に沿って切り欠いた切欠き部を備えている。この切り欠き部は、ウェットエッチングによる形成時に、切り欠き部の基部の中央側の先端部分にオーバーエッチングによって、前記先端部分に尖ったくさび状のものが形成されて、応力が集中し易くなってしまうという問題を解決するために、切り欠き部の前記振動腕が並ぶ方向の開口側に傾斜部を設けることにより、切り欠き部の振動腕の延出方向に沿った幅が、前記開口側に行くに従って広くなるような形状としたことにより、オーバーエッチングを抑制し、前記先端部分に尖ったくさび状のものが形成されないようにすることによって、耐衝撃性を高めている。
しかしながら、特許文献２に係る振動片では、図１７に示すように、平面視における切欠き部の振動腕側の外縁において、曲線１２と直線１２ａとの接続部が曲率の不連続となる角部Ａを有するため、その角部Ａに応力が集中しやすく、耐衝撃性を十分に高めることができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２３２２９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７６６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、切り欠き部の応力集中を低減することができる振動片を提供すること、また、かかる振動片を備える振動子、発振器、電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本発明の振動片は、基部と、
前記基部の一端から第１方向に沿って延出され、かつ、前記第１方向に交差する第２方向に沿って並んでいる１対の振動腕と、
を含み、
前記基部は、
前記振動腕が延出している第１基部と、
前記第１基部に対して前記振動腕側とは反対側に設けられている第２基部と、
前記第１基部と前記第２基部とを連結している連結部と、
第２の方向に沿って設けられ、外側に向うに従って第１方向に沿った開口幅が広がっている切り欠き部と、
を含み、
前記切り欠き部の前記第１基部の前記一端側、且つ前記連結部の中央寄りの外縁は、角部を含まない連続的な線であり、
当該外縁の接線と前記第２方向に平行な線分とのなす角をθとしたとき、
０°＜θ＜９０°の関係を満たすことを特徴とする。
【０００６】
このような振動片によれば、基部が第１基部、第２基部および連結部を含んでいることにより、基部の第１方向に沿った長さを短くしつつ、振動漏れを小さくことができる。
特に、基部が縮幅部を含んでいることにより、１対の振動腕の互いに同一面内で接近または離間する屈曲振動に伴う第１基部の変形を効果的に抑制することができる。その結果、第１基部の第１方向に沿った長さを短くしても、１対の振動腕の、略面内において互いに接近と離間を交互に繰り返す屈曲振動に伴う第１基部の変形を抑制し、基部から外部への振動漏れを抑制することができる。
しかも、平面視における第１基部および連結部の外縁の形状を最適化することにより、基部に生じる応力を緩和するとともに、熱弾性損失を低減することができる。
このようなことから、本発明の振動片は、耐衝撃性およびＱ値を高めることができる。
【０００７】
［適用例２］
本発明の振動片では、６°≦θ≦７０°の関係を満たすことが好ましい。
これにより、基部に生じる応力を緩和するとともに、熱弾性損失をより効果的に低減することができる。
［適用例３］
本発明の振動片では、前記第１基部の前記第２方向に沿った幅をＳ１、
前記連結部の前記第２方向に沿った最小幅をＳ２としたとき、
Ｓ２／Ｓ１が０．３以上０．６以下であることが好ましい。
これにより、基部の第１方向に沿った長さを短くしつつ、振動漏れを効率的に小さくすることができる。
【０００８】
［適用例４］
本発明の振動片では、前記振動腕は、
前記基部側に配置されている腕部と、
前記腕部に対して前記基部とは反対側に配置されている錘部と、
を含むことが好ましい。
これにより、振動腕の長さを増大させることなく、振動腕の腕部の幅を大きくし、振動腕の強度を高めるとともに、熱弾性損失を小さくしてＱ値を高めることができる。その結果、小型化を図りつつ、耐衝撃性を高めるとともに、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値を小さくすることができる。
【０００９】
［適用例５］
本発明の振動片では、前記錘部は、前記腕部よりも前記第２方向に沿った幅が大きく、
前記腕部の前記第２方向に沿った幅をＷ１、
前記錘部の前記第２方向に沿った幅をＷ２としたとき、
Ｗ２／Ｗ１が１．４３以上１．７９以下であることが好ましい。
これにより、振動腕の長さを増大させることなく、振動腕の強度およびＱ値をより効率的に高めることができる。
【００１０】
［適用例６］
本発明の振動片では、前記振動腕の互いに表裏の関係にある前記第１の主面および前記第２の主面のうちの少なくとも一方の主面に、前記第１方向に沿って設けられている溝部を含むことが好ましい。
これにより、熱弾性損失を低減することができる。
【００１１】
［適用例７］
本発明の振動片では、前記腕部の前記第２方向に沿った幅をＷ１とし、前記溝部が設けられている前記主面における前記溝部を挟む２つの部分のそれぞれの前記第２方向に沿った幅をＷ３とし、２×Ｗ３／Ｗ１をηとしたとき、
１４．２％＜η＜１００％の関係を満たすことが好ましい。
これにより、振動腕の強度およびＱ値を効率的に高めることができる。
【００１２】
［適用例８］
本発明の振動片では、２０％≦η≦５０％の関係を満たすことが好ましい。
これにより、振動腕の強度およびＱ値をより効率的に高めることができる。
［適用例９］
本発明の振動片では、２５％≦η≦４０％の関係を満たすことが好ましい。
これにより、振動腕の強度およびＱ値をさらに効率的に高めることができる。
【００１３】
［適用例１０］
本発明の振動片では、前記振動腕に設けられている励振電極を含み、
前記励振電極は、下地層と、前記下地層の前記振動腕とは反対側に積層された被覆層と、を含み、
前記下地層の厚さをＴｂ、
前記被覆層の厚さをＴｃとしたとき、
Ｔｂ／Ｔｃ≦４／７の関係を満たすことが好ましい。
これにより、下地層が作動温度範囲の低温側に相転移点を有する場合であっても、作動温度範囲の低温側におけるＣＩ値を小さくすることができる。
【００１４】
［適用例１１］
本発明の振動片では、前記下地層は、クロムで構成されており、
前記下地層の厚さは、５０Å以上７００Å以下であることが好ましい。
クロムは、下地層としての機能に優れるものの、比較的低温において相転移点を有する。そこで、クロムで構成された下地層の厚さを５０Å以上７００Å以下程度に薄くすることにより、下地層としての機能を発揮させつつ、下地層のクロムの低温領域における相転移に起因するＣＩ値上昇を抑制することができる。
【００１５】
［適用例１２］
本発明の振動子は、本発明の振動片と、
前記振動片が搭載されているパッケージと、を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する振動子を提供することができる。
［適用例１３］
本発明の発振器は、本発明の振動片と、
回路と、を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する発振器を提供することができる。
【００１６】
［適用例１４］
本発明の電子機器は、本発明の振動片を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する電子機器を提供することができる。
［適用例１５］
本発明の移動体は、本発明の振動片を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る振動子を示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す振動子が有する振動片の平面図である。
【図４】（ａ）は、図３中のＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は、図３中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】図３に示す振動片の基部を説明するための部分拡大平面図である。
【図６】（ａ）は、図３に示す振動片を模式的に示す平面図（縮幅部を考慮した図）、（ｂ）は、（ａ）に示す振動片の簡略化モデルを示す平面図である。
【図７】図６に示す振動片の振動漏れ抑制の原理を説明する平面図であって、（ａ）〜（ｄ）は、基部の各部（第１〜４連結部）の作用を説明する図である。
【図８】従来の振動片を示す平面図である。
【図９】（ａ）は、従来の振動片の振動腕の断面図（図８中のＤ−Ｄ線断面図）、（ｂ）は、本発明の振動片の振動腕の横断面の一例を示す図である。
【図１０】腕部の幅に対する土手部の幅の割合とＱ値との関係を示すグラフである。
【図１１】錘部占有率と高性能化指数との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の発振器の一例を示す断面図である。
【図１３】本発明の振動片を備える電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明の振動片を備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図１５】本発明の振動片を備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【図１６】本発明の振動片を備える電子機器を適用した移動体（自動車）の構成を示す斜視図である。
【図１７】従来の振動片の基部を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の振動片、振動子、発振器、電子機器および移動体を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．振動子
まず、本発明の振動子（本発明の振動片を備える振動子）について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る振動子を示す平面図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。また、図３は、図１に示す振動子が有する振動片の平面図、図４（ａ）は、図３中のＢ−Ｂ線断面図、図４（ｂ）は、図３中のＣ−Ｃ線断面図、図５は、図３に示す振動片の基部を説明するための部分拡大平面図である。
【００１９】
なお、以下では、説明の便宜上、図１〜図４において、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示しており、その図示した各矢印の先端側を「＋（プラス）側」、基端側を「−（マイナス）側」とする。また、Ｘ軸に平行な方向（第２方向）を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向（第１方向）を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」といい、また、＋Ｚ側（図２中の上側）を「上」、−Ｚ側（図２の下側）を「下」ともいう。また、以下の説明では、説明の便宜上、各図に示すＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、それぞれ、後述する水晶基板３を構成する水晶のＸ軸（電気軸）、Ｙ軸（機械軸）およびＺ軸（光学軸）と一致している。
図１および図２に示す振動子１は、振動片２（本発明の振動片）と、振動片２を収納するパッケージ９とを有している。以下、振動片２およびパッケージ９について、順次詳細に説明する。
【００２０】
（振動片）
まず、振動片２の構成を簡単に説明する。
図３および図４に示すように、振動片２は、水晶基板３と、水晶基板３上に形成された第１駆動用電極８４および第２駆動用電極８５とを有している。なお、図３では、説明の便宜上、第１駆動用電極８４および第２駆動用電極８５の図示を一部省略している。
水晶基板３は、Ｚカット水晶板で構成されている。これにより、振動片２は、優れた振動特性を発揮することができる。Ｚカット水晶板とは、水晶のＺ軸（光学軸）を厚さ方向とする水晶基板である。なお、水晶のＺ軸は、水晶基板３の厚さ方向と一致しているのが好ましいが、厚さ方向に対して若干（１°未満程度）傾いていてもよい。
【００２１】
図３に示すように、水晶基板３は、基部４と、基部４から延出する一対の振動腕５、６と、を有している。
基部４は、Ｘ軸およびＹ軸に平行な平面であるＸＹ平面に広がり、Ｚ軸方向を厚さ方向とする板状をなしている。
この基部４は、Ｚ軸方向から見た平面視（以下、単に「平面視」という）で、基部４のＹ軸方向の途中の部分がくびれた形状をなしている。すなわち、図５に示すように、基部４は、振動腕５、６が延出している第１基部４１と、第１基部４１に対して振動腕５、６とは反対側に設けられた第２基部４２と、第１基部４１と第２基部４２とを連結する連結部４３と、を含んでいる。なお、図５において、第１基部４１と連結部４３との境界部、および、第２基部４２と連結部４３との境界部をそれぞれ破線で示している。
【００２２】
ここで、連結部４３のＸ軸方向の外縁は、第１基部４１よりもＸ軸方向に沿った幅が徐々に小さくなるように括れ状の切り欠き部Ｂになっている。言い換えると、連結部４３は、第１基部４１側の端部にＸ軸方向に沿った幅が第２基部４２側に向かうに従って連続的に小さくなる縮幅部４１１を有する。これにより、基部４１のＹ軸方向に沿った長さを小さくしつつ、振動漏れを小さくすることができる。
【００２３】
連結部４３のＸ軸方向の外縁のうち、楕円で囲まれている領域ＡＡの外縁、すなわち、切り欠き部Ｂの前記第１基部４１の前記一端側、且つ前記連結部４３の中央寄りの外縁は、角部を含まない連続的な線で構成されている。
従って、従来技術で述べたような曲線と直線との接続部が曲率の不連続となる角部Ａを有していないため、応力が集中しやすい部分がなくなり、耐衝撃性を十分に高めることができる。
【００２４】
以下、図６および図７に基づいて、縮幅部４１１の作用について詳述する。
図６（ａ）は、図３に示す振動片を模式的に示す平面図（縮幅部を考慮した図）、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す振動片の簡略化モデルを示す平面図である。また、図７は、図６に示す振動片の振動漏れ抑制の原理を説明する平面図であって、（ａ）〜（ｄ）は、基部の各部（第１〜４連結部）の作用を説明する図である。
【００２５】
連結部４３のＸ軸方向の外縁のうち、第１基部４１側の縮幅部４１１の外縁は、振動腕の屈曲振動により第１基部４１と連結部４３の第１基部４１側の領域とに生じる変形を低減する効果を有している。
本発明に係る縮幅部４１１を振動腕５、６の先端方向と反対側に形成した場合を図６（ａ）に示す。図６（ｂ）に示したように回転軸１５５を回転の中心とし、所定の半径Ｒを有する擬似的な剛体の回転体１５４に弾性棒１５１が接続されたものと、回転軸１５７を回転の中心とし、半径Ｒを有する擬似的な剛体の回転体１５６に弾性棒１５２が接続されたものとが、簡略化された基部１６８によって接続されているものと見做すことができる。
【００２６】
また、簡略化された基部１６８の代表的な連結部として、回転軸１５５、１５７よりも弾性棒１５１、１５２側に設けられた第１の連結部１５８と、回転軸１５５、１５７との間に設けられた第２の連結部１５９と、回転軸１５５、１５７よりも弾性棒の在る方向とは反対側に設けられた第３の連結部１６０と、第３の連結部１６０よりも弾性棒の先端方向とは反対側に設けられた第４の連結部１６９と、を考える。
【００２７】
２本の振動腕５、６が互いに離間するように屈曲変形した場合、弾性棒１５１、１５２が互いに離間するように屈曲変形したと見做すが、この場合、振動腕５、６の根元周辺から振動腕の先端方向とは反対側の方向の所定の場所に、変位ベクトルの渦が形成される。この渦の中心は、基部４を含む振動腕５、６の根元付近である場合が多いが、振動腕５、６や基部４の領域には属さない、仮想的な空間上に形成される場合もある。
【００２８】
ここでは説明の都合上、この渦の中心は基部４の領域に属するとし、且つ、弾性棒１５１、１５２からの距離は等しいとすると共に、この渦の中心を図６（ｂ）における回転軸１５５、１５７とした。なお、この回転軸１５５、１５７を回転の中心とし、半径Ｒを有する擬似的な剛体の回転体１５４、１５６の外周の接線方向における変位は、弾性棒１５１、１５２の先端方向の側で最も大きく、弾性棒１５１、１５２の先端方向とは反対側の方向で最も小さい。
【００２９】
図７（ａ）において、簡略化された基部１６８の代表的な第１の連結部１５８は、擬似的な剛体の回転体１５４、１５６の回転運動によって強く伸ばされながら弾性棒１５１、１５２の先端側の方向に小さく移動する。
図７（ｂ）において、簡略化された基部１６８の代表的な第２の連結部１５９も同様に、擬似的な剛体の回転体１５４、１５６の回転運動によって伸ばされながら弾性棒１５１、１５２の先端側の方向に移動する。
【００３０】
図７（ｃ）において、簡略化された基部１６８の代表的な第３の連結部１６０は、擬似的な剛体の回転体１５４、１５６の回転運動によって圧縮されながら弾性棒１５１、１５２の先端側の方向に移動するが、このとき、第３の連結部１６０の長さ方向の中央周辺は、弾性棒１５１、１５２の先端側の方向、或は弾性棒１５１、１５２の先端方向とは反対側の方向のどちらかに変形する潜在力を有している。
図７（ｄ）において、簡略化された基部１６８の代表的な第４の連結部１６９の場合は、擬似的な剛体の回転体１５４、１５６の回転運動によって圧縮されるが、アーチ形状をしているために変形し難く、更に変形する場合には、第４の連結部１６９の長さ方向の中央周辺が弾性棒１５１、１５２の先端方向とは反対側の方向に変位するように変形する。
【００３１】
従って、弾性棒１５１、１５２の離間運動によって、簡略化された基部１６８の代表的な第１乃至４の連結部１５８、１５９、１６０、１６９において、回転軸１５５と１５７を結ぶ方向へは圧縮や伸張の変形を発生させながら振動変位を相殺させる作用が働く。そして、第１乃至３の連結部１５８、１５９、１６０が弾性棒１５１、１５２の先端側の方向に変位するのを、第４の連結部１６９の変形し難さが妨げると共に、第４の連結部１６９の長さ方向の中央付近が弾性棒１５１、１５２の先端方向とは反対側の方向に変位するように変形することで相殺することができる。
結果として、簡略化された基部１６８に固定部材を形成した場合、即ち、基部１６７に固定部材を形成した場合、固定部材を介して外部へ漏洩するエネルギーが減少するので、振動漏れを低減させ、Ｑ値の減少を低減することができる。
【００３２】
振動腕５、６は、Ｘ軸方向に並び、かつ、互いに平行となるように、それぞれ、基部４から＋Ｙ軸方向に延出している。これら振動腕５、６は、それぞれ、長手形状をなし、その基端が固定端となり、先端が自由端となる。また、振動腕５、６の先端部には、振動腕５、６の基端部よりもＸ軸方向に沿った幅が広い錘部５９、６９が設けられている。
図４に示すように、振動腕５は、ＸＹ平面で構成された一対の主面５１、５２と、ＹＺ平面で構成され、一対の主面５１、５２を接続する一対の側面５３、５４とを有している。また、振動腕５は、主面５１に開放する有底の溝５５（溝部）と、主面５２に開放する有底の溝５６（溝部）とを有している。溝５５、５６は、それぞれ、Ｙ軸方向に延在している。このような振動腕５は、溝５５、５６が形成されている部分では、略Ｈ型の横断面形状をなしている。
【００３３】
振動腕５と同様に、振動腕６は、ＸＹ平面で構成された一対の主面６１、６２と、ＹＺ平面で構成され、一対の主面６１、６２を接続する一対の側面６３、６４とを有している。また、振動腕６は、主面６１に開放する有底の溝６５（溝部）と、主面６２に開放する有底の溝６６（溝部）とを有している。溝６５、６６は、それぞれ、Ｙ軸方向に延在している。このような振動腕６は、溝６５、６６が形成されている部分では、略Ｈ型の横断面形状をなしている。
【００３４】
このような溝５５、５６は、図４に示すように、横断面において、振動腕５の厚みを二等分する線分に対して対称的（上下対称）に形成されているのが好ましい。同様に、溝６５、６６は、横断面において、振動腕６の厚みを二等分する線分に対して対称的（上下対称）に形成されているのが好ましい。これにより、振動腕５、６の不要な振動を抑制でき、振動腕５、６を効率的に水晶基板３の面内方向に振動させることができる。
【００３５】
このような振動腕５には、一対の第１駆動用電極８４と一対の第２駆動用電極８５とが形成されている。具体的には、一方の第１駆動用電極８４は、溝５５の内面に形成されており、他方の第１駆動用電極８４は、溝５６の内面に形成されている。また、一方の第２駆動用電極８５は、側面５３に形成されており、他方の第２駆動用電極８５は、側面５４に形成されている。
【００３６】
同様に、振動腕６にも、一対の第１駆動用電極８４と一対の第２駆動用電極８５とが形成されている。具体的には、一方の第１駆動用電極８４は、側面６３に形成されており、他方の第１駆動用電極８４は、側面６４に形成されている。また、一方の第２駆動用電極８５は、溝６５の内面に形成されており、他方の第２駆動用電極８５は、溝６６の内面に形成されている。
このような第１駆動用電極８４と第２駆動用電極８５との間に交番電圧を印加すると、振動腕５、６が互いに接近、離間を繰り返すように面内方向（ＸＹ平面方向）に所定の周波数で振動する。
【００３７】
第１駆動用電極８４および第２駆動用電極８５の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、金（Ａｕ）、金合金、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金、銀（Ａｇ）、銀合金、クロム（Ｃｒ）、クロム合金、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タングステン（Ｗ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属材料、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の導電材料により形成することができる。
【００３８】
以上、振動片２の構成を簡単に説明したが、以下、振動片２の特徴的部分について詳述する。
前述したように、基部４が第１基部４１、第２基部４２および連結部４３を含んでいることにより、基部４のＹ軸方向に沿った長さを短くしつつ、振動漏れを小さくことができる。
ここで、第１基部４１のＸ軸方向に沿った幅をＳ１とし、連結部４３のＸ軸方向に沿った最小幅をＳ２としたとき、Ｓ２／Ｓ１が０．３以上０．６以下であることが好ましい。これにより、基部４のＹ軸方向に沿った長さを短くしつつ、振動漏れを効率的に小さくことができる。
【００３９】
また、第１基部４１は、第１基部４１の連結部４３側の端部に設けられ、Ｘ軸方向に沿った幅が連結部４３に向かうに従って連続的または断続的に小さくなっている縮幅部４１１を含んでいる。これにより、１対の振動腕５、６の互いに同一面内で接近または離間する屈曲振動に伴う第１基部４１の変形を効果的に抑制することができる。その結果、第１基部４１のＹ軸方向に沿った長さを短くしても、１対の振動腕５、６の、略面内において互いに接近と離間を交互に繰り返す屈曲振動に伴う第１基部４１の変形を抑制し、基部４から外部への振動漏れを抑制することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、平面視で、縮幅部４１１の外縁４１２と連結部４３の外縁４３１とが角部を含まない連続した曲線となっており、当該曲線の第１基部４１側の部分の接線とＸ軸方向に平行な線分とのなす角をθとしたとき、０°＜θ＜９０°の関係を満たす。これにより、基部４に生じる応力を緩和するとともに、熱弾性損失を低減することができる。
また、６°≦θ≦７０°の関係を満たすことが好ましい。これにより、縮幅部４１１および連結部４３による効果を好適に生じさせることができる。すなわち、基部に生じる応力を緩和するとともに、熱弾性損失をより効果的に低減することができる。
【００４１】
また、前述したように、振動片２の共振周波数ｆが熱緩和周波数ｆ０よりも大きくなるように設定されている場合において、平面視における連結部４３の外縁４３１と１対の振動腕５、６間に形成された股部の外縁４１３との間の最接近距離である基部屈曲幅をＷｂとし、振動腕５、６の長手方向と直交する面における振動腕５、６の断面形状を、熱弾性損失が等価となる同一厚さの矩形形状に置換した振動腕の腕幅である実効腕幅をＷｅとしたときに、Ｗｂ＞Ｗｅの関係を満たしていることが好ましい。これにより、第１基部４１の断面で発生する熱弾性損失が振動腕５、６で発生する熱弾性損失よりも小さくなることから、第１基部４１の熱弾性損失に起因する振動片２のＱ値の劣化が抑制され、Ｑ値の向上を図ることができる。
また、１対の振動腕５、６の全体のＸ軸方向に沿った幅をＷａとし、基部４のＸ軸方向に沿った幅をＳとしたとき、Ｗａ／Ｓ（より具体的にはＷａ／Ｓ１）が８５％以上１１５％以下であることが好ましい。これにより、振動片２のＸ軸方向に沿った幅を小さくしながら、振動腕５、６の強度およびＱ値を高めることができる。
【００４２】
また、前述したように、振動腕５には、溝５５、５６が設けられ、同様に、振動腕６には、溝６５、６６が設けられている。すなわち、振動腕５は、振動腕５のＸ軸方向およびＹ軸方向に沿った２つの主面５１、５２に形成され、Ｙ軸方向に延びている有底の溝５５、５６（溝部）を含んでいる。同様に、振動腕６は、振動腕６のＸ軸方向およびＹ軸方向に沿った２つの主面６１、６２に形成され、Ｙ軸方向に延びている有底の溝６５、６６（溝部）を含んでいる。
【００４３】
このような溝５５、５６、６５、６６が形成された振動腕５、６によれば、振動腕５、６の面内屈曲振動に伴って発生する熱が拡散（熱伝導）し難くなり、屈曲振動周波数（機械的屈曲振動周波数）ｆが熱緩和周波数ｆ０より大きな領域（ｆ＞ｆ０）である断熱的領域では、熱弾性損失を抑制することができる。すなわち、ｆ／ｆ０＞１なる関係を満たすことにより、振動腕５、６を断熱的領域とすることができ、Ｑ値の低下を低減することができる。
【００４４】
一般に、振動腕の主面に溝を形成すると、振動腕の機械的強度が低下する。振動腕の幅や厚さを大きくすることにより、振動腕の強度を高めたり熱弾性損失を低減したりすることができる。
ここで、音叉型振動片の基本波の共振周波数ｆは、以下の式を満足することが知られている。
ｆ∝Ｗ／Ｌ２  ・・・・・・・式１
なお、Ｗは腕部の幅、Ｌは、腕部の長さを示している。
【００４５】
すなわち、基本波の共振周波数を一定とした場合、振動片の腕部の長さＬを短くすればするほど、腕部の幅Ｗも細くなるという関係になっている。
そこで、振動腕の長さを一定とし、基本波の共振周波数を例えば、３２．７６８（ｋＨｚ）とした場合、単に、Ｑ値を向上させるために、振動腕を第１腕部と、第１腕部よりも幅の広い第２腕部（錘部）とから構成しようとした場合、錘部の錘効果により周波数が３２．７６８（ｋＨｚ）から低下してしまうため、これを避けて、共振周波数を一定に保つために振動腕の第１腕部の幅を広げる必要がある。一方、第１腕部と、第２腕部（錘部）との接合部に応力が集中してしまう虞があるため、過度な外力が作用した場合などに破損しないように、第１腕部の幅と第２腕部（錘部）の幅との関係において最適化を試み、周波数を３２．７６８（ｋＨｚ）に保ちつつ、耐衝撃性を向上させる必要がある。
【００４６】
そこで、振動腕５、６は、以下に述べるような構成を有するとともに寸法の最適化が図られている。
前述したように、振動腕５、６の先端部には、振動腕５、６の基端部よりもＸ軸方向に沿った幅が広い錘部５９、６９が設けられている。すなわち、振動腕５、６は、基部４から延出している腕部５０、６０と、腕部５０、６０に対して基部４とは反対側に設けられ、腕部５０、６０よりもＸ軸方向に沿った幅が大きい錘部５９、６９と、を含んでいる。
【００４７】
このように振動腕５、６の先端側に錘部５９、６９が設けられていることによりＱ値の改善を図り、振動腕５、６の腕部５０、６０の幅を大きくして、屈曲振動の共振周波数を一定に保つことができる。従って、振動腕５、６の強度を高めるとともに、熱弾性損失を小さくしてＱ値を高めることができる。その結果、耐衝撃性を高めるとともに、ＣＩ値を小さくすることができる。
【００４８】
特に、腕部５０、６０のＸ軸方向に沿った幅（以下、「腕部５０、６０の幅」または「腕幅」ともいう）をＷ１とし、振動腕５、６の溝５５、５６、６５、６６のそれぞれの両側に位置する部分（以下、「土手部」ともいう）の幅（以下、「土手幅」ともいう）をＷ３とし、２×Ｗ３／Ｗ１をηとしたとき、１４．２％＜η＜１００％（１００％とは、腕部に溝が形成されていない状態を示している）の関係を満たすことが好ましい。
【００４９】
このように振動腕５、６の腕部５０、６０の幅に対する溝５５、５６、６５、６６のＸ軸方向に沿った幅（以下、単に「溝５５等の幅」ともいう）の割合を最適化することにより、振動腕５、６の強度およびＱ値を効率的に高めることができる。ここで、振動腕５の土手部の幅Ｗ３は、主面５１における溝５５を挟む２つの部分５１ａ、５１ｂのそれぞれのＸ軸方向に沿った幅、また、主面５２における溝５６を挟む２つの部分５２ａ、５３ｂのそれぞれのＸ軸方向に沿った幅である。なお、振動腕６の土手部の幅Ｗ３についても、振動腕５の土手部の幅Ｗ３と同様である。
【００５０】
以下、ηについて詳述する。
本発明者は、腕部５０、６０の幅を広げつつ、腕部５０、６０の幅に対する土手部の幅の割合ηを変化させた場合のＱ値をシミュレーションにより検証を行った。
図８は、従来技術で掲げた特許文献１に記載されている振動片を示す平面図、図９（ａ）は、従来の特許文献１に記載されている振動片の振動腕の断面図（図８中のＤ−Ｄ線断面図）、図９（ｂ）は、本発明の振動片の振動腕の横断面の一例を示す図である。
【００５１】
本シミュレーションでは、図３に示す平面視形状（錘部あり）の振動片２および図８に示す平面視形状（錘部なし）の振動片２Ｘを用いている。本シミュレーションで用いる振動片２Ｘは、共振周波数が３２．７６８ｋＨｚとなるように、振動腕５Ｘ、６Ｘの横断面が図９（ａ）に示すような形状および寸法に設定されている。一方、本シミュレーションで用いる振動片２は、振動片２Ｘと同じ共振周波数、全長および全幅に設定されているとともに、振動片２の振動腕５、６の横断面が図９（ｂ）に示すような形状および寸法に設定されている。
【００５２】
振動片２の振動腕５、６の各寸法は、以下の範囲で評価を行った。
錘部５９、６９の幅Ｗ２：２１５（μｍ）
腕部５０、６０の幅Ｗ１：１３０〜１４１（μｍ）
土手部の幅Ｗ３：１０〜６５（μｍ）
腕部５０、６０の厚さｔ：１２０（μｍ）
溝５５、５６、６５、６６の深さ：５０（μｍ）
本シミュレーションの結果を表１および図１０に示す。
【００５３】
【表１】
2015023423.tif 000003
【００５４】
なお、表１に示すＱ値は、共振周波数の多少のずれを補正して、共振周波数が３２．７６８ｋＨｚとなる場合の値として算出している。
図１０は、腕部の幅に対する土手部の幅の割合とＱ値との関係を示すグラフである。
図１０に示すように、形状「錘部あり」の場合、１４．２％＜η＜１００％の範囲において、特許文献１のＱ値（３１，５７３）を超えて改善されていることが確認された。
【００５５】
また、図１０に示すように、ηが小さくなるほど、Ｑ値が大きくなることが観察できるが、土手部の幅が７（μｍ）より小さくなると、Ｑ値が下降し始めることがシミュレーションにより確認されている。更に、土手部の幅が７（μｍ）では、ηの値が、９．９％（＝７×２／１４１）、１０．７％（＝７×２／１３０）と割合が小さくなり振動腕の機械的強度の低下、所謂、耐衝撃性の低下が問題となってくる。
【００５６】
更に、腕部５０、６０の幅Ｗ１と土手部の幅Ｗ３の範囲を以下のようにしても、Ｑ値が、特許文献１のＱ値（３１，５７３）よりも高いことが確認されている。
腕部５０、６０の幅Ｗ１：１２０〜１５０（μｍ）
土手部の幅Ｗ３：１５〜３０（μｍ）
このときのηは、以下の通りである。
η＝２×Ｗ３／Ｗ１ = ２×１５μｍ／１２０μｍ= ２５．０％
η＝２×Ｗ３／Ｗ１ = ２×３０μｍ／１２０μｍ= ５０．０％
η＝２×Ｗ３／Ｗ１ = ２×１５μｍ／１５０μｍ= ２０．０％
η＝２×Ｗ３／Ｗ１ = ２×３０μｍ／１５０μｍ= ４０．０％
したがって、ηは以下を満足する。
２０．０％≦η≦５０．０％
【００５７】
更に、腕部５０、６０の幅Ｗ１に対する錘部５９、６９の幅Ｗ２の割合は以下の通りとなる。
Ｗ２／Ｗ１＝２１５／１２０＝１．７９
Ｗ２／Ｗ１＝２１５／１５０＝１．４３
従って、Ｗ２／Ｗ１は、以下を満足する。
１．４３≦Ｗ２／Ｗ１≦１．７９
Ｗ２／Ｗ１を上記の関係にすることにより、腕部５０、６０と、錘部５９、６９との接合部に応力が集中してしまうことを低減させることができるので、過度な外力が作用した場合であっても、破損せず、耐衝撃性を向上させることが可能である。
【００５８】
以上のようなηとＱ値との関係から、１４．２％＜η＜１００％の関係を満たすことにより、振動腕５、６の長さを増大させることなく、振動腕５、６の強度およびＱ値を効率的に高めることができるが、振動片の耐衝撃性を考慮すれば、その効果をより高めるには、２０％≦η≦５０％の関係を満たすことが好ましく、２５％≦η≦４０％の関係を満たすことがさらに好ましい。
【００５９】
また、振動腕５、６のＹ軸方向に沿った全体の長さ（以下、単に「振動腕５、６の長さ」ともいう）をＬとし、錘部５９、６９のＹ軸方向に沿った長さ（以下、単に「錘部５９、６９の長さ」ともいう）をＬｘとしたとき、Ｌｘ／Ｌが２０％以上６０％以下であることが好ましい。
このようにＬｘ／Ｌを最適化することにより、振動腕５、６の長さを増大させることなく、振動腕５、６の強度およびＱ値をより効率的に高めることができる。
【００６０】
以下、Ｌｘ／ＬおよびＷ２／Ｗ１について詳述する。
図１１は、錘部占有率と高性能化指数との関係を示すグラフである。
図１１において、横軸は、振動腕５、６の長さＬに対して錘部５９、６９の長さｌが占める割合（Ｌｘ／Ｌ）である錘部占有率（％）であり、縦軸は、低周波数指数と高Ｑ値化指数とを掛け合わせた値として定義される高性能化指数である。ここで、低周波数化指数は、値が大きくなるほど振動片の低周波数化（言い換えれば振動片の小型化）が効率的に図れることを示す指数である。また、高Ｑ値化指数は、値が大きくなるほど振動片のＱ値の低下を効率的に軽減できることを示す指数である。
【００６１】
図１１に示すように、錘部占有率が３８％であるときに、高性能化指数が最大（１．０）となる。すなわち、Ｌｘ／Ｌが３８％であるときに、振動片の低周波数化（小型化）および高Ｑ値化の双方の両立を最も効率的に図れる。
したがって、本発明に係る振動片２において、Ｌｘ／Ｌを約３８％を中心とした２０％以上６０％以下とすることにより、図１１に示すように高性能化指数を０．８以上とし、小型化および高Ｑ値化を効率的に図ることができる。
また、Ｌｘ／Ｌは、３５％以上４１％以下であることが好ましい。これにより、図１１に示すように高性能化指数を最大値に近い値とし、小型化および高Ｑ値化をより効率的に図ることができる。
【００６２】
以上のような錘部占有率と高性能化指数との関係から高い高性能化指数を実現するうえで、上述したように錘部５９、６９のＸ軸方向に沿った幅（以下、単に「錘部５９、６９の幅」ともいう）をＷ２としたとき、Ｗ２／Ｗ１が１．４３以上１．７９以下であることが好ましい。
このようにＷ２／Ｗ１を最適化することにより、振動片２のＸ軸方向に沿った全体の幅の増大を抑制しつつ、錘部５９、６０を設けることによる効果（錘効果）を生じさせることができる。
【００６３】
また、腕部５０、６０の幅Ｗ１は、１２０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましく、１３０μｍ以上１４１μｍ以下であることがさらに好ましい。これにより、振動片２の周波数を一定に保ちつつ、振動腕５、６の強度を優れたものとするとともに、熱弾性損失を低減することができる。
また、腕部５０、６０の厚さｔは、１００μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、１１０μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましく、１１５μｍ以上１５０μｍ以下であることがさらに好ましい。これにより、振動腕５、６の腕部５０、６０の厚さが比較的厚くなるため、振動腕５、６の強度を高めることができる。また、振動腕５、６の腕部５０、６０の厚さが比較的厚いことにより、振動腕５、６の電界がかかる面積を大きく確保することができる、すなわち第１駆動用電極８４と第２駆動用電極８５との間に挟まれている励振部の面積を大きくすることができ電界効率を高めることができるので、ＣＩ値を小さくすることができる。
これに対し、腕部５０、６０の厚さｔが小さすぎると、振動腕５、６の強度が著しく低下する傾向を示す。一方、腕部５０、６０の厚さｔが大きすぎると、振動片２の外形をウエットエッチングのみで形成することが難しくなる。
【００６４】
また、腕部５０、６０のそれぞれの厚さをｔとし、溝５５、５６同士の間の距離および溝６５、６６同士の間の距離のそれぞれ（すなわち振動腕５、６のそれぞれの幅方向での中央部の厚さ）をｔ１としたとき、ｔ１／ｔが１０％以上４０％以下であることが好ましく、１５％以上３０％以下であることがより好ましく、１５％以上２０％以下であることがさらに好ましい。これにより、振動腕５、６の強度を優れたものとしつつ、振動腕５、６の電界がかかる面積を大きく確保することができる。
また、振動腕５、６の土手部の幅Ｗ３は、１５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましく、１８μｍ以上２５μｍ以下であることがより好ましい。これにより、振動腕５、６の強度を優れたものとしつつ、ＣＩ値を小さくすることができる。
【００６５】
また、図４に示すように、溝５５は、第１駆動用電極８４（励振電極）が設けられている部分である電極形成領域５５１と、電極形成領域５５１に対して基部４とは反対側に位置し、駆動用電極が設けられていない部分である電極未形成領域５５２と、を有している。同様に、溝５６は、電極形成領域５６１および電極未形成領域５６２を有し、溝６５は、電極形成領域６５１および電極未形成領域６５２を有し、溝６６は、電極形成領域６６１および電極未形成領域６６２を有する。
このような電極未形成領域５５２、５６２、６５２、６６２（以下、「電極未形成領域５５２等」ともいう）を形成することにより、高次モードの振動（高調波）の発生を抑制しつつ、等価直列容量Ｃ１を小さくしたメインモードの振動（基本波）を発生させることができる。
【００６６】
ここで、基本波ＣＩ値とＣＩ値比との関係および基本波ＣＩ値と溝部の長さとの関係について説明する。
振動片２は、その振動により基本波の周波数で信号を発振するようになっているが、同時に高調波の周波数でも同様の信号を発振してしまう特性を有している。そして、この高調波の信号を振動子等の機器において基本波の周波数の信号と間違えて拾ってしまうと、機器に異常をもたらすおそれがある。
【００６７】
そこで、このような事態を未然に防ぐ方法として、ＣＩ値比を基準に設計する方法がある。このＣＩ値比は、高周波のＣＩ値を基本波のＣＩ値で割ったもの（高周波ＣＩ値／基本波ＣＩ値）である。すなわち、高周波ＣＩ値が基本波ＣＩ値より大となり、このＣＩ値比が１．０以上となれば、高周波での信号の発振が発生し難くなり、機器等が誤って高調波の信号を拾うおそれが小さくなり、高性能な振動片となる。
【００６８】
溝５５、５６、６５、６６のＹ軸方向に沿った長さをＬｄとし、電極形成領域５５１、５６１、６５１、６６１（以下、「電極形成領域５５１等」ともいう）のＹ軸方向に沿った長さ（以下、「電極形成領域５５１等の長さ」ともいう）をＬ１としたとき、本実施例においては、
Ｌｄ＝９００（μｍ）
Ｌ１＝７００（μｍ）
とした。
溝の長さＬｄに対する電極形成領域Ｌ１の割合は、７７．８％となるが、許容されるバラツキとして±５％を考慮して、７２．８％以上８２．８％以下となることが好ましく、７４．８％以上８１．８％以下であることがより好ましい。これにより、効率的に、等価直列容量Ｃ１を小さくしつつ、ＣＩ値を小さくすることができる。
【００６９】
また、電極未形成領域５５２、５６２の基部４側の端は、錘部５９と振動腕５の高調波振動の節との間に位置していることが好ましい。同様に、電極未形成領域６５２、６６２の基部４側の端は、錘部６９と振動腕６の高調波振動の節との間に位置していることが好ましい。これにより、高次モードの振動の発生を効率的に抑制することができる。
また、振動腕５、６の基部４とは反対側の端と基部４の振動腕５、６とは反対側の端との間の距離（すなわち振動片２のＹ軸方向に沿った全長）をＬａとし、１対の振動腕５、６および基部４からなる構造体（すなわち水晶基板３）の重心と基部４の振動腕５、６とは反対側の端との間の距離をＬｇとしたとき、Ｌｇ／Ｌａが２／３以下であることが好ましい。これにより、振動片２をパッケージ９に対して接着剤等により固定する際に、その固定が容易となる。
【００７０】
また、駆動用電極８４、８５は、駆動用電極８４、８５の導電性および水晶基板３に対する密着性を優れたものとするという観点から、下地層と、その下地層の振動腕５、６とは反対側に積層された被覆層と、を含んでいることが好ましく、この場合、下地層の厚さをＴｂとし、被覆層の厚さをＴｃとしたとき、Ｔｂ／Ｔｃ≦４／７の関係を満たすことが好ましい。これにより、下地層が作動温度範囲の低温側に相転移点を有する場合であっても、作動温度範囲の低温側におけるＣＩ値を小さくすることができる。
【００７１】
被覆層の構成材料としては、駆動用電極８４、８５の導電性および耐腐蝕性を確保する観点から、導電性および耐腐蝕性に優れた金属、例えば、金を用いることが好ましい。一方、下地層の構成材料としては、被覆層と水晶基板３との密着性を高める観点から、例えば、クロムを用いることが好ましい。
下地層がクロムで構成されている場合、下地層の厚さは、５０Å以上７００Å以下であることが好ましい。クロムは、下地層としての機能に優れるものの、比較的低温において相転移点を有する。そこで、クロムで構成された下地層の厚さを５０Å以上７００Å以下程度に薄くすることにより、下地層としての機能を発揮させつつ、下地層のクロムの低温領域における相転移に起因するＣＩ値上昇を抑制することができる。
また、基本波のＱ値をＱ１とし、高調波のＱ値をＱ２とし、基本波のクリスタルインピーダンスをＲ１とし、高調波のクリスタルインピーダンスをＲ２としたとき、Ｑ１＜Ｑ２なる関係を満たし、かつ、Ｒ１＜Ｒ２なる関係を満たしていることが好ましい。これにより、高次モードの振動を効率的に小さくすることができる。
【００７２】
（パッケージ）
図１および図２に示すパッケージ９は、上面に開放する凹部９１１を有する箱状のベース９１と、凹部９１１の開口を塞ぐようにベース９１に接合されている板状のリッド９２とを有している。このようなパッケージ９は、凹部９１１がリッド９２にて塞がれることにより形成された収納空間を有しており、この収納空間に振動片２が気密的に収納されている。また、凹部９１１には、段差部９１２が設けられており、振動片２は、基部４の第２基部４２にて、例えば、エポキシ系、アクリル系の樹脂に導電性フィラーを混合した導電性接着剤１１を介して段差部９１２に固定されている。
なお、収納空間内は、減圧（好ましくは真空）状態となっていてもよいし、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。これにより、振動片２の振動特性が向上する。
【００７３】
ベース９１の構成材料としては、特に限定されないが、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。また、リッド９２の構成材料としては、特に限定されないが、ベース９１の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース９１の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。なお、ベース９１とリッド９２の接合は、特に限定されず、例えば、接着剤を介して接合してもよいし、シーム溶接等により接合してもよい。
【００７４】
また、ベース９１の段差部９１２には、接続端子９５１、９６１が形成されている。図示しないが、振動片２の第１駆動用電極８４は、基部４の第２基部４２まで引き出されており、当該部分にて、導電性接着剤１１を接続端子９５１と電気的に接続されている。同様に、図示しないが、振動片２の第２駆動用電極８５は、基部４の第２基部４２まで引き出されており、当該部分にて、導電性接着剤１１を介して接続端子９６１と電気的に接続されている。
【００７５】
また、接続端子９５１は、ベース９１を貫通する貫通電極（図示せず）を介してベース９１の底面に形成された外部端子（図示せず）に電気的に接続されており、接続端子９６１は、ベース９１を貫通する貫通電極（図示せず）を介してベース９１の底面に形成された外部端子（図示せず）に電気的に接続されている。
接続端子９５１、９６１、貫通電極および外部端子の構成としては、それぞれ、導電性を有していれば、特に限定されないが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｗ（タングステン）などのメタライズ層（下地層）に、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）などの各被膜を積層した金属被膜で構成することができる。
【００７６】
以上説明したような振動片２によれば、振動腕５、６の先端部に錘部５９、６０が設けられているので、振動腕５、６の長さを増大させることなく、振動腕５、６の腕部５０、６０の幅を大きくし、振動腕５、６の強度を高めるとともに、熱弾性損失を小さくしてＱ値を高めることができる。その結果、小型化を図りつつ、耐衝撃性を高めるとともに、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値を小さくすることができる。
【００７７】
特に、ηが最適化されているので、振動腕５、６の強度およびＱ値を効率的に高めることができる。
このようなことから、振動片２では、小型化を図りつつ、耐衝撃性を高めるとともに、５０ｋΩよりも小さいＣＩ値を実現することができる。
また、このような振動片２を備える振動子１は、優れた信頼性を有する。
【００７８】
２．発振器
次いで、本発明の振動片を適用した発振器（本発明の発振器）について説明する。
図１２は、本発明の発振器の一例を示す断面図である。
図１２に示す発振器１０は、振動片２と、振動片２を駆動するためのＩＣチップ（チップ部品）８０とを有している。以下、発振器１０について、前述した振動子との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７９】
パッケージ９Ａは、凹部９１１Ａを有する箱状のベース９１Ａと、凹部９１１Ａの開口を塞ぐ板状のリッド９２とを有している。
ベース９１Ａの凹部９１１Ａには、段差部９１２Ａが設けられている。
段差部９１２Ａには、接続端子（図示せず）が形成されている。また、凹部９１１Ａの底面（段差部９１２Ａよりも底側の面）には、ＩＣチップ８０が配置されている。ＩＣチップ８０は、振動片２の駆動を制御するための駆動回路（発振回路）を有している。ＩＣチップ８０によって振動片２を駆動すると、所定の周波数の信号を取り出すことができる。
【００８０】
また、凹部９１１Ａの底面には、ワイヤーを介してＩＣチップ８０と電気的に接続された複数の内部端子（図示せず）が形成されている。これら複数の内部端子には、ベース９１Ａに形成された図示しないビアを介してパッケージ９Ａの底面に形成された外部端子（図示せず）に電気的に接続された端子と、図示しないビアやワイヤーを介して接続端子（図示せず）に電気的に接続された端子とが含まれている。
なお、図１２の構成では、ＩＣチップ８０が収納空間内に配置されている構成について説明したが、ＩＣチップ８０の配置は、特に限定されず、例えば、パッケージ９Ａの外側（ベースの底面）に配置されていてもよい。
このような発振器１０によれば、優れた信頼性を発揮することができる。
【００８１】
３．電子機器
次いで、本発明の振動片を適用した電子機器（本発明の電子機器）について、図１３〜図１５に基づき、詳細に説明する。
図１３は、本発明の振動片を備える電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する振動子１が内蔵されている。
【００８２】
図１４は、本発明の振動片を備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、フィルター、共振器等として機能する振動子１が内蔵されている。
【００８３】
図１５は、本発明の振動片を備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００８４】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００８５】
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ１３００には、フィルター、共振器等として機能する振動子１が内蔵されている。
【００８６】
なお、本発明の振動片を備える電子機器は、図１３のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１４の携帯電話機、図１５のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター等に適用することができる。
【００８７】
４．移動体
次いで、本発明の振動片を適用した移動体について、図１６に基づき、詳細に説明する。
図１６は、本発明の振動片を備える電子機器を適用した移動体（自動車）の構成を示す斜視図である。この図において、移動体１５００は、車体１５０１と、４つの車輪１５０２とを有しており、車体１５０１に設けられた図示しない動力源（エンジン）によって車輪１５０２を回転させるように構成されている。このような移動体１５００には、発振器１０（振動片２）が内蔵されている。
このような電子機器によれば、優れた信頼性を発揮することができる。
なお、発明の振動片を備える移動体は、自動車に限定されず、例えば、オートバイ、鉄道等の他の車両、航空機、船舶、宇宙船等にも適用可能である。
【００８８】
以上、本発明の振動片、振動子、発振器、電子機器および移動体について図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、振動片としては、発振器に限定されず、例えば、ジャイロセンサーのようなセンサーにも適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１‥‥振動子  ２‥‥振動片  ２Ｘ‥‥振動片  ３‥‥水晶基板  ４‥‥基部  ５‥‥振動腕  ５Ｘ‥‥振動腕  ６‥‥振動腕  ６Ｘ‥‥振動腕  ９‥‥パッケージ  ９Ａ‥‥パッケージ  １０‥‥発振器  １１‥‥導電性接着剤  ４１‥‥第１基部  ４２‥‥第２基部  ４３‥‥連結部  ５０‥‥腕部  ５１‥‥主面  ５１ａ‥‥部分  ５２‥‥主面  ５２ａ‥‥部分  ５３‥‥側面  ５４‥‥側面  ５５‥‥溝  ５６‥‥溝  ５９‥‥錘部  ６０‥‥腕部  ６１‥‥主面  ６２‥‥主面  ６３‥‥側面  ６４‥‥側面  ６５‥‥溝  ６６‥‥溝  ６９‥‥錘部  ８０‥‥ＩＣチップ  ８４‥‥駆動用電極  ８５‥‥駆動用電極  ９１‥‥ベース  ９１Ａ‥‥ベース  ９２‥‥リッド  ９５‥‥接続端子  ９６‥‥接続端子  １００‥‥表示部  ４１１‥‥縮幅部  ４１２‥‥外縁  ４１３‥‥外縁  ４３１‥‥外縁  ５５１‥‥電極形成領域  ５５２‥‥電極未形成領域  ５６１‥‥電極形成領域  ５６２‥‥電極未形成領域  ６５１‥‥電極形成領域  ６５２‥‥電極未形成領域  ６６１‥‥電極形成領域  ６６２‥‥電極未形成領域  ９１１‥‥凹部  ９１１Ａ‥‥凹部  ９１２‥‥段差部  ９１２Ａ‥‥段差部  ９５１‥‥接続端子  ９６１‥‥接続端子  １１００‥‥パーソナルコンピューター  １１０２‥‥キーボード  １１０４‥‥本体部  １１０６‥‥表示ユニット  １２００‥‥携帯電話機  １２０２‥‥操作ボタン  １２０４‥‥受話口  １２０６‥‥送話口  １３００‥‥ディジタルスチルカメラ  １３０２‥‥ケース  １３０４‥‥受光ユニット  １３０６‥‥シャッターボタン  １３０８‥‥メモリー  １３１２‥‥ビデオ信号出力端子  １３１４‥‥入出力端子  １４３０‥‥テレビモニター  １４４０‥‥パーソナルコンピューター  １５００‥‥移動体  １５０１‥‥車体  １５０２‥‥車輪  １５１、１５２‥‥弾性棒  １５４、１５６‥‥回転体  １５５、１５７‥‥回転軸  １６８‥‥基部  １５８‥‥第１の連結部  １５９‥‥第２の連結部  １６０‥‥第２の連結部  １６９‥‥第４の連結部  １２‥‥曲線  １２ａ‥‥直線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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