(57)【要約】      （修正有）【課題】振動板がワイングラスモードで振動する様に構成された輪郭振動型のディスク振動子において、振動時に発生する支持梁からの振動漏れを低減し、Ｑ値劣化を抑えたディスク振動子の提供。【解決手段】振動板２の外周部に発生する振動の節Ｎの位置より外方向に伸び、振動板２と一体となって構成される支持梁２０に双音叉形状からなる吸収部２１を設ける。振動板２をワイングラスモードで輪郭振動をさせたときに、振動の節Ｎに生ずるモーメント力によって、支持梁２０に発生するひずみエネルギーが吸収部２１に吸収される。あるいは主梁の先端部に錘部分を設置して、振動の節Ｎの位置を調整して、途中部位上に位置するように調整して、支持梁２０に生ずるひずみエネルギーを抑制する。従って振動板２を振動させた際に、振動エネルギーがひずみエネルギーとして漏出するのを抑制するためＱ値の劣化を抑制することができる。【選択図】図１
2013143651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に隙間を介して対向するように支持されると共にバイアス電圧が印加されるディスク状の振動板を有する輪郭振動型のディスク振動子において、
前記振動板をワイングラスモードで振動させるために、平面的に見て当該振動板を介して互いに対向するように配置された一対の入力電極と、
前記振動板の振動に基づく出力信号を取り出すために、平面的に見て前記一対の入力電極同士が対向する方向と交叉する方向に、前記振動板を介して互いに対向するように配置された一対の出力電極と、
輪郭振動により振動板の外周に発生する振動の節に相当する部位にその一端が一体的に固定されると共に振動板の径方向外方に伸び出し、その他端側が前記基板に支持されている支持梁と、
前記支持梁における前記基板の支持部位と前記一端との間に形成され、
輪郭振動により前記支持梁に発生するひずみエネルギーを吸収するための吸収部と、
を備えることを特徴とするディスク振動子。
【請求項２】
前記吸収部は、支持梁の伸びる方向から見て、当該支持梁を左右方向に拡大して拡大部位を形成し、この拡大部位に、当該支持梁における拡大部位に隣接する部位の幅よりも長く左右方向に伸びるスリット状の透孔を形成して構成されたものであることを特徴とする請求項１記載のディスク振動子。
【請求項３】
基板上に隙間を介して対向するように支持されると共にバイアス電圧が印加されるディスク状の振動板を有する輪郭振動型のディスク振動子において、
前記振動板をワイングラスモードで振動させるために、平面的に見て当該振動板を介して互いに対向するように配置された一対の入力電極と、
前記振動板の振動に基づく出力信号を取り出すために、平面的に見て前記一対の入力電極同士が対向する方向と交叉する方向に、前記振動板を介して互いに対向するように配置された一対の出力電極と、
輪郭振動により振動板の外周に発生する振動の節に相当する部位にその一端が一体的に固定される支持梁と、を備え、
前記支持梁は、振動板から当該振動板の径方向外方に伸び出す主梁と、この主梁の途中部位から主梁の伸びる方向から見て左右に伸び出すと共に、各々が前記基板に支持されている一対の補助梁と、前記主梁の前記途中部位よりも他端側に設けられた錘部分と、を備えたことを特徴とするディスク振動子。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一つに記載のディスク振動子を備えたことを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク状の振動板がワイングラスモードで振動するように構成された輪郭振動型のディスク振動子（ディスクレゾネータ）及びこのディスク振動子を備えた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術は超小型・高性能の電子部品を製造できることから、その開発が進められており、その一つとしてマイクロレゾネータがある。
【０００３】
マイクロレゾネータとしては円形状の振動板を有するディスク振動子を挙げることができる。振動板はシリコン基板上に基板と隙間を介して対向するように配置され、振動板を振動させた場合に外周部に形成される振動の節（ノード）から振動板の径方向外方側に伸びる支持梁を介して基板に支持される（非特許文献１）。振動板の周囲には、例えば４個の電極が周方向に等間隔で配置される。振動板を介して互いに対向する電極の組が高周波電圧を入力する入力電極として構成され、他の電極の組が振動板の振動を検出する出力電極となる。このような振動子においては、振動板が高周波電圧の入力により静電引力が作用して、入力電極同士を結ぶ方向に収縮されると共に、出力電極同士を結ぶ方向に膨張する動作と、その逆の動作とを交互に周期的に繰りかえすワイングラスモード（ｃｏｍｐｏｕｎｄ（２，１）ｍｏｄｅ）で振動を行う。
【０００４】
ディスク振動子の保持方法として、振動を阻害しないように振動により発生する振動の節を保持することが一般的であり、振動の節より振動板の径方向外方に棒状の支持梁を伸ばして、支持梁の先端部を支持する構造となっている。このような構造では、振動部と支持梁は一体で構成されるため振動の節となっている４点にはモーメント力が生じてしまう。そのため、支持梁にはひずみエネルギーが生じて、振動のエネルギーが漏出してしまい、結果として等価直列抵抗が大きくなり、Ｑ値が劣化していた。
【０００５】
特許文献１には、振動板の振動漏れを抑制する構造について記載されているが、本発明のような輪郭振動型ディスク振動子の振動漏れを抑制するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−２１３９１０
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Lee, J. Yan and A. A. Seshia, “Quality factor enhancement of bulk acoustic mode resonators through anchor geometry design,”  Proceedings of Eurosensors XXII, Dresden, Germany, September 7-10, 2008, pp. 536-539. 70.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、振動板がワイングラスモードで振動するように構成された輪郭振動型のディスク振動子において、支持梁からの振動漏れを低減し、Ｑ値の劣化を抑えることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のディスク振動子は、基板上に隙間を介して対向するように支持されると共にバイアス電圧が印加されるディスク状の振動板を有する輪郭振動型のディスク振動子において、
前記振動板をワイングラスモードで振動させるために、平面的に見て当該振動板を介して互いに対向するように配置された一対の入力電極と、
前記振動板の振動に基づく出力信号を取り出すために、平面的に見て前記一対の入力電極同士が対向する方向と交叉する方向に、前記振動板を介して互いに対向するように配置された一対の出力電極と、
輪郭振動により振動板の外周に発生する振動の節に相当する部位にその一端が一体的に固定されると共に振動板の径方向外方に伸び出し、その他端側が前記基板に支持されている支持梁と、
前記支持梁における前記基板の支持部位と前記一端との間に形成され、
輪郭振動により前記支持梁に発生するひずみエネルギーを吸収するための吸収部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また本発明のディスク振動子は、前記吸収部は、支持梁の伸びる方向から見て、当該支持梁を左右方向に拡大して拡大部位を形成し、この拡大部位に、当該支持梁における拡大部位に隣接する部位の幅よりも長く左右方向に伸びるスリット状の透孔を形成して構成されたものであることを特徴としてもよい。
【００１１】
あるいは本発明のディスク振動子は、基板上に隙間を介して対向するように支持されると共にバイアス電圧が印加されるディスク状の振動板を有する輪郭振動型のディスク振動子において、
前記振動板をワイングラスモードで振動させるために、平面的に見て当該振動板を介して互いに対向するように配置された一対の入力電極と、
前記振動板の振動に基づく出力信号を取り出すために、平面的に見て前記一対の入力電極同士が対向する方向と交叉する方向に、前記振動板を介して互いに対向するように配置された一対の出力電極と、
輪郭振動により振動板の外周に発生する振動の節に相当する部位にその一端が一体的に固定される支持梁と、を備え、  
前記支持梁は、振動板から当該振動板の径方向外方に伸び出す主梁と、この主梁の途中部位から主梁の伸びる方向から見て左右に伸び出すと共に、各々の先端側が前記基板に支持されている一対の補助梁と、前記主梁の前記途中部位よりも他端側に設けられた錘部分と、を備えたことを特徴としてもよい。
【００１２】
また本発明の電子部品は、前記ディスク振動子を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は振動板をワイングラスモードで振動させる輪郭振動型のディスク振動子において、振動板の外周部に発生する振動の節より外方向に伸ばされ、振動板と一体となって構成される支持梁にひずみエネルギーを吸収する吸収部を設けている。このため振動板をワイングラスモードで輪郭振動をさせたときに、支持梁に発生するひずみエネルギーが吸収部に吸収される。支持梁に発生するひずみエネルギーが低減されるため振動の漏出を抑えることができ、Ｑ値の劣化を抑えることができる。
【００１４】
また他の発明は、支持梁を、振動板から外方に伸び出す主梁とこの主梁の途中部位から左右対称に一対の補助梁と主梁の先端に設けた錘部分とにより構成し、各補助梁を支持点としている。このため、振動板が輪郭振動したときに、錘部分が振動して、途中部位には振動の節が形成される。そのため途中部位に発生するモーメント力が減少して、支持梁と振動板との固定部位に発生するひずみエネルギーが減少され、振動板から支持梁への振動エネルギーの漏れを抑えることができ、Ｑ値の劣化が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のディスク振動子の要部の概略構成を電気的結線と共に示す平面図である。
【図２】前記ディスク振動子の斜視図である。
【図３】基板上に設けられた配線基板を示す斜視図である。
【図４】前記ディスク振動子が振動する様子を模式的に示す平面図である。
【図５】参考例のディスク振動子の支持部の作用（ａ）と、本発明のディスク振動子の支持部の作用（ｂ）、（ｃ）を示す説明図である。
【図６】前記ディスク振動子の製造工程の一部を示す縦断側面図である。
【図７】前記ディスク振動子の製造工程の一部を示す縦断側面図である。
【図８】前記ディスク振動子の製造工程の一部を示す縦断側面図である。
【図９】前記ディスク振動子の製造工程の一部を示す縦断側面図である。
【図１０】前記ディスク振動子の製造工程の一部を示す縦断側面図である。
【図１１】前記ディスク振動子の製造工程の一部を示す縦断側面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態に係る振動板を示す平面図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態に係る振動板の支持部を示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係るディスク振動子を用いた場合のひずみエネルギーを示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１の実施の形態］
本発明の実施の形態に係るディスク振動子１は図１〜図３に示すように、ディスク形状の振動体である振動板２を備えている。振動板２は、後述する振動板２の周囲の４箇所に設けられた支持梁２０により、基板９から隙間を介して対向するように支持されており、前記電極３０によりワイングラスモード（ｃｏｍｐｏｕｎｄ（２，１）ｍｏｄｅ）で共振（振動）するように構成されている。
【００１７】
基板９は下層よりシリコン（Ｓｉ）シリコン基板１１、リン（Ｐ）をドープされたシリコン膜（リンドープシリコン膜１２）、酸化シリコン膜１３、窒化シリコン膜１４が積層されて構成されている。  
振動板２は、直径寸法が、例えば３８μｍの円板状に構成されており、例えばポリシリコンを堆積して構成されている。振動板２の側方部には振動板２と空隙を有して、４つの電極３０が設けられ、これら４つの電極３０は基板９上に振動板２の周方向に等間隔で配置されている。すなわち、振動板２を中心にして、四方に配置され、振動板２を介して対向する電極３０同士の組によりで入力電極３０ａあるいは出力電極３０ｂとして構成されている。図３は振動板２及び電極３０の下方側における基板９の表面構造（導電膜１７の構造）を示しており、基板９の表面における振動板２の下方投影領域には、円形部３１が形成されている。更に基板９の表面には、各電極３０の下方位置に電極配置部３２が形成されると共に、４つの電極配置部３２の間において夫々円形部３１の外周から外方へ伸び出している伸び出し部３３が形成され、更にこれら伸び出し部３３の内の１つには、引き出し用の導電路３９が接続されている。円形部３１、電極配置部３２、伸び出し部３３及び引き出し用の導電路３９は例えばシリコン膜などからなる導電材料により構成されている。引き出し用の導電路３９は基板９上を引き回された後、ワイヤ等の導電体を介して基板９の外部に設けられたバイアス電圧印加部３８と接続される。
【００１８】
前述の４つの電極配置部３２の各々の上には、多結晶シリコンからなる概略箱型の電極３０が形成されている。電極３０の上面は、振動板２よりも僅かに高いレベルに位置している。電極３０の振動板２側の面は振動板２の周縁に沿った形状に婉曲されている。電極３０の上部は、振動板２の上面と周縁部分の上方位置まで張り出しており、従って電極３０を横から見るとＬ字形状となっている。また電極３０上面には、当該電極３０を含む基板９上の構造物をフォトリソグラフィー工程で形成するときに生じた凹部１８が形成さている。
【００１９】
入力電極３０ａ同士は、振動板２の上方に隙間を介して架け渡された導電体３７により接続されており、互いに同電位となっている。例えばこれら入力電極３０ａの一方はワイヤなどの導電路を介して入力信号である高周波電圧を印加する基板９上に設けられた入力ポート３４に接続されている。出力電極３０ｂ同士は、例えば導電体３７の更に上方位置にてワイヤ等の導電体により互いに接続されると共に、出力電極３０ｂで検出された周波数信号を出力する、基板９上に設けられた出力ポート３５に接続されている。出力ポート３５は、入力ポート３４に入力された周波数信号のうち、当該ディスク振動子の共振周波数に相当する周波数信号が出力されることとなる。振動板２は、入力電極３０ａによる静電結合により、振動板２が夫々の入力電極３０ａ同士が対向する方向に沿って、半径方向に伸縮振動を繰り返し、ワイングラスモードで振動する。このとき、入力電極３０ａの中心部同士を結び、振動板２の中心を通る直線と４５°の角度をなす位置には、振動の節（ノード）Ｎが各々形成される。
【００２０】
振動板２における各振動の節Ｎに相当する４箇所の部位からは、支持梁２０が振動板２の直径の延長線に沿って外方に向けて伸び出している。一方基板９上における振動板２の下方の円形部３１から伸び出している既述の伸び出し部３３は各支持梁２０の投影領域上に位置している。支持梁２０の一端側は振動板２と一体で構成され（一体的に固定され）、支持梁２０の他端側（先端側）は支持梁２０の長さ方向に対して、横に少し膨らんだ角型部分として形成されると共にこの角型部分の中央に角形の透孔２８が形成されて当該支持梁２０を固定するための固定部として構成されている。基板９上の伸び出し部３３には支柱２４が垂直に設けられこの支柱２４が透孔２８に密合した状態で貫通している。支柱２４は透孔２８よりも上方位置にて拡大している。従って支持梁２０は支柱２４を介して既述の引き出し用の導電路３３に電気的に接続され、また基板９上に固定されていることになる。従って振動板２は、支持梁２０及び支柱２４を介して、基板９に四方を支持され、基板９の表面上に設けられた導電膜１７に対し隙間を介して対向するように位置することとなる。
【００２１】
支持梁２０には、輪郭振動を行った際に支持梁２０に発生するひずみエネルギーを吸収するための吸収部２１が設けられる。吸収部２１は支持梁２０の左右両側部を局所的に支持梁２０と直交するように横に直線状に拡大させて横長の角形状の拡大部を形成し、この拡大部に横長の貫通孔（以下スリット２７と呼ぶ）を形成して構成されている。このスリット２７の長さ寸法は支柱２４における拡大部以外の部位の横幅よりも長く設定されている。言い換えれば吸収部２１は互いに対向するように設けられた、２つの音叉形状部材の自由端側の端面同士を対向させて接合させた双音叉形状であるといえる。
【００２２】
次に上述実施の形態の作用について説明する。振動板２はバイアス電圧印加部３８から導電路３９及び、支持梁２０を介してバイアス電圧が印加されている。この状態で入力ポート３４から入力信号である高周波信号を入力すると振動板２と入力電極３０ａの間に静電引力が発生し、振動板２は前後左右に伸縮を繰りかえし、ワイングラスモードで振動する。出力電極３０ｂは、振動板２が共振することによって生ずる静電容量の変化を検出して、検出された出力信号が出力ポート３５より出力される。
【００２３】
ここで振動板２が伸縮振動を起こしたときには、図４に示すようにＸ方向に伸張して、Ｙ方向に収縮する動作と、Ｘ方向に収縮して、Ｙ方向に伸張する動作と、を所定の周期で繰りかえす。そのため振動板２の中心部から見てＸ軸あるいはＹ軸に対して４５°の方向の振動板２の外周部の４点と、振動板２の中心部は振動の節（ノード）Ｎとなるので振動しない。前述のように支持梁２０は、振動板２の外周部に形成される振動の節Ｎから伸ばすように構成しているが、支持梁２０と振動板２は一体となって構成されており、さらに支持梁２０の先端部に設けた透孔２８に、支柱２４を密合することにより基板９に固定をしている。それゆえ参考例として、吸収部２１を設けない支持梁２０を持つディスク振動子１をワイングラスモードで振動をさせた場合に、図５（ａ）で示すように振動の節Ｎにモーメント力が発生すると、支持梁２０にひずみエネルギーが発生していた。支持梁２０にひずみエネルギーが発生すると、振動板２の振動エネルギーが漏出して、結果としてディスク振動子１のＱ値は劣化してしまっていた。
【００２４】
しかし本発明に係るディスク振動子１では、振動を発生させたときに振動の節Ｎにモーメント力が加わって、振動板２から支持梁２０にひずみエネルギーが伝わると吸収部２１が変形し、これにより支持梁２０に生じるひずみエネルギーを吸収される。例えば図５（ｂ）に示すように振動の節Ｎにモーメント力が発生し、支持梁２０に支持梁２０を振動板２の方向に引く力が伝わった場合にも、吸収部２１のスリット２７が支持梁２０の引く方向に広がることで支柱２４に発生する引力を抑制する。あるいは図５（ｃ）に示すような支持梁２０を支柱２４の方向へ押す力が発生した場合にも、スリット２７を細く狭めるように変形することで、支持梁２０に発生するひずみエネルギーを吸収できる。そのため振動の節Ｎにモーメント力が発生しても、支持梁２０より振動エネルギーが漏出することを抑えることができる。
【００２５】
上述の実施の形態に係るディスク振動子は、振動板２をワイングラスモードで振動させる輪郭振動型のディスク振動子において、振動板２の外周部に発生する振動の節Ｎより外方向に伸ばされ、振動板２と一体となって構成される支持梁２０に双音叉形状の吸収部２１を設けている。このため、振動板２をワイングラスモードで輪郭振動をさせたときに、支持梁２０に発生するひずみエネルギーが吸収部２１の伸縮作用によって吸収される。振動の節Ｎにモーメント力が生じても、支持梁２０からの振動の漏出を抑えることができ、Ｑ値の劣化を抑えることができる。  
本発明のディスク振動子を、例えばフィルタに用いた場合には、低損失で減衰特性が良くなり、例えば帯域通過フィルタなどの電子部品に好適である。
【００２６】
以上説明したディスク振動子をＭＥＭＳ法により製造する方法の一例について、以下の図６〜図１１を参照して説明する。初めに図６（ａ）に示すようにシリコン基板１１に対してリンイオンを打ち込むと共にシリコン基板１１を加熱して、当該シリコン基板１１の表面にリンを拡散させて、リンドープシリコン膜１２を形成する。次いで、酸化シリコン膜１３、さらに窒化シリコン膜１４とを下側からこの順番でシリコン基板１１上に積層する。続いて、図６（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィーとドライエッチングにより、リンドープシリコン膜１２を露出させる。図６中Ｒ１はレジストである。
【００２７】
次に、図７に示すように、窒化シリコン膜１４上に第１のポリシリコン膜１０を形成し、次いでこの第１のポリシリコン膜１０にリンを拡散させる。続いてフォトリソグラフィーにより、第１のポリシリコン膜１０において、振動板２、各電極３０、及び引き出し用の導電路３９に対応する部位以外をドライエッチングする。図７中のＲ２はレジストである。
【００２８】
続いて、Ｒ２を除去した後、これまでの工程で作成された積層体の表面に、例えば酸化シリコンからなる第１の犠牲膜５１と、リンドープポリシリコン膜１５と、例えば酸化シリコン膜からなり第１の犠牲膜５１と同じ膜厚の第２の犠牲膜５２と、を下側からこの順番で積層する。そして、この第２の犠牲膜５２の上層側に、支持梁２０が延ばされた振動板２の形状に対応するようにパターニングした第３のレジスト膜Ｒ３を成膜する。図８はこのエッチング後の状態を示している。
【００２９】
次いで、このレジスト膜Ｒ３除去した後、図９に示すように、支柱２４と接続される透孔２８及び、電極３０の配置される空間がエッチングされた構造体を形成する。Ｒ４はレジスト膜である。第２の犠牲膜５２の上層側に支持梁２０の透孔２８及び吸収部２１のスリット２７に入り込むように形成される酸化シリコンからなる第３の犠牲膜５３をギャップ酸化膜として成膜する。そしてこの第３の犠牲膜５３上であって、支持梁２０の透孔２８の上方側部位において、当該透孔２８よりも僅かに大きく開口するように、且つ各電極３０に対応する領域が開口するようにドライエッチングを行う。そのため透孔２８の底面及び電極３０の形成領域において第１のポリシリコン膜１０が各々露出すると共に、第２のポリシリコン膜１５の上方側における透孔２８の周囲の領域が露出する。
【００３０】
その後、第４のレジスト膜Ｒ４の除去を行い、図１０に示す第３のリンドープポリシリコン膜１６により、透孔２８の内部領域が埋め込まれ、各電極３０、支柱２４及び導電路３７以外の領域が開口した構造体をエッチングにより形成する。  
しかる後、レジストＲ５を除去して、例えばフッ酸水溶液などエッチング液により、犠牲膜５１、５２を除去することにより、図１１に示すように、支持梁２０及び振動板２が第１のポリシリコン膜１０から浮いた状態になっており、また振動板２が支柱２４により支持された構造物が形成される。
【００３１】
また本発明に係るディスク振動子の、振動板２を支持する支持梁２０は必ずしも４箇所に設けられる必要はなく１〜３箇所であってもよい。  
更にシリコンシリコン基板１１の上に、リンドープシリコン膜１２、酸化シリコン膜１３及び窒化シリコン膜１４の計４層の構造に代えて、シリコンシリコン基板１１の上に、酸化シリコン膜、及び窒化シリコン膜を下側から順番で形成した３層構造にしてもよい。  また、入力電極３０ａに対して信号の入力を行うにあたり、既述の例ではワイヤなどの導電路を用いたが、入力電極３０ａの下方側における第１のポリシリコン膜１０から水平に伸びる導電膜を形成し、この導電膜を介して信号を入力しても良い。  
また正円形の振動板２について説明したが、振動板２は楕円や四角形状などであっても良い。  
また吸収部２１の形状は、双音叉形状である必要はなく、中央を円形に貫いた円板状であってもよい。
【００３２】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、図１２及び図１３に示すように、第１の実施の形態と同様に振動板２により外側に伸びる４本の支持梁２０を備えているが、次の構成が異なる。すなわち支持梁２０は、振動板２から当該振動板２の径方向外方に伸び出す主梁２３と、この主梁２３の途中部位から主梁２３の伸びる方向から見て左右に互に対称に伸び出す一対の補助梁２６とを備えている。この例ではこれら補助梁２６は、主梁２３の伸びる方向に対して直交する方向に伸びている。各補助梁２６は当該補助梁２６の伸びる方向と直交する方向に拡大して拡大部位を形成し、この拡大部位に、当該補助梁２６における拡大部位に隣接する部位の幅よりも長く伸びるスリット状の透孔２８が形成されている。夫々の透孔２８には、基板９上の伸び出し部３３から、垂直に伸ばされた支柱２４が密合されており、導電路３９、バイアス電圧印加部３８と接続され、振動板２にバイアス電圧を印加できるように構成されている。更に主梁２３の前記途中部位２９（補助梁２６が伸び出す部位）よりも他端側(先端側)には、主梁２３を左右に拡大させた、角形の拡大部で構成される錘部分２５が設けられている。
【００３３】
第２の実施の形態に係るディスク振動子１によれば、主梁２３の先端部に錘部分２５を設けることにより、振動板２を振動させたときに錘部分が振動して、途中部位２９に振動の節Ｎが形成される。そのため途中部位２９に発生するモーメント力が減少して、支持梁２０からの振動エネルギーの漏出が抑制されるため、ディスク振動子１のＱ値の劣化が抑制される。
【実施例】
【００３４】
本発明の実施の形態に係る、ディスク振動子の特性を調べた。
［シミュレーション］
第１の実施の形態及び第２の実施の形態の各々について、ＦＥＭ解析法（有限要素法）により得られた、振動板２に発生している応力及び、ひずみを基に下記の数式（１）により、支持梁２０に発生するひずみエネルギーＵを算出した。ここで数式（１）中のＤは支持梁２１の先端部の体積、τｉｊは応力テンソル、ｅｉｊはひずみテンソルを示す。なお図１４中に示した基準値は、直径２．０μｍ、で長さ７００ｎｍの扁平な円柱を振動板２の中心部から延出して、直径８０μｍ、厚さ９００ｎｍの円形の基板を支持し、この振動板２を振動させた際に円形の基板に発生するひずみエネルギーを基準値１として求めた。振動板２の中心部は振動板２の外周上に発生する振動の節Ｎより更に振動の変位が小さい振動の節に相当する。更に円筒の直径を４．０μｍとして同様にひずみエネルギーを求め、これを基準値２とする。これら基準値１，２と各実施の形態におけるひずみエネルギーとをグラフにして各実施の形態の構造の評価を行った。
2013143651.tif 000003
【００３５】
［実施例１］
第１の実施の形態に係るディスク振動子１においてＬｓ−１（振動板２と吸収部２１の間の支持梁２０の長さ）を種々の値に設定し、各値毎にひずみエネルギーを求めた。図１４（ａ）はその結果を示し、Ｌｄａｍｐ（吸収部２１に設けたスリット２７の長さ）／Ｒａｄｉｕｓ（振動板２の半径）を横軸に、ひずみエネルギーを縦軸に示した特性図である。Ｌｓ−１は夫々６．０μｍ、１０．０μｍ、２０．０μｍの長さに設定した。
【００３６】
Ｌｄａｍｐ／Ｒａｄｉｕｓが０．６以下の場合には、基準値１と比較して、ひずみエネルギーは１／１００以下に抑えることができている。シミュレーションでは、Ｌｓ−１＝２０μｍかつ、Ｌｄａｍｐ／Ｒａｄｉｕｓ＝０．５２６の時にひずみエネルギーは最小となり、振動漏れのエネルギーは最小となった。
［実施例２］
第２の実施の形態に係るディスク振動子において、主梁２３の先端部に設けた錘の重さを４６．６×１０−１２ｇに設定し、Ｌｓ−２（振動板２から支持点２６までの支持梁２０の長さ）を種々の値に設定して、各値毎にひずみエネルギーを求めた。図１４（ｂ）はその結果を示し、ＬＢａｌａｎｃｅ（途中部位２９から錘部分２５の重心までの主梁２３の長さ）／Ｒａｄｉｕｓを横軸に、ひずみエネルギーを縦軸に示した特性図である。Ｌｓ−２は夫々６．０μｍ、１０．０μｍ、２０．０μｍの長さに設定した。ＬＢａｌａｎｃｅ／Ｒａｄｉｕｓが０．４の場合にひずみエネルギーは大きくなっているが、Ｌｓ−２が６．０μｍ、１０．０μｍ、２０．０μｍの場合のひずみエネルギーはＬＢａｌａｎｃｅ／Ｒａｄｉｕｓが０．３５以下の場合で基準値１より低い値を示している。  
シミュレーションでは、Ｌｓ−２＝１０．０μｍ及び２０．０μｍのときにひずみエネルギーが低くなっており、振動漏れのエネルギーは抑制されていた。
【００３７】
また参考例のディスク振動子において、支持梁長を種々の値に設定し、各値後とのひずみエネルギーを求めた。図１４（ｃ）はその結果を示し、参考例においては、ひずみエネルギーが最小となる１０μｍの値に設定した場合でも基準値１以下になることはなかった。本発明の実施の形態に係るディスク振動子においては、図５（ａ）に対応する構造の参考例と比較して、漏出するひずみエネルギーを１／１００以下に抑制することが可能となっており、極めて大きな効果が得られるといえる。
【符号の説明】
【００３８】
１                ディスク振動子
２                振動板
３                入力電極
４                出力電極
２０              支持部
２１              吸収部
２３              主梁
２４              支柱
２５              錘部分
２６              補助梁
２９              途中部位
３０              電極
３８              バイアス電圧印加部
Ｎ                振動の節
【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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