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JP2012142666A - Vibration device and electronic apparatus - Google Patents

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JP2012142666A
JP2012142666A JP2010292042A JP2010292042A JP2012142666A JP 2012142666 A JP2012142666 A JP 2012142666A JP 2010292042 A JP2010292042 A JP 2010292042A JP 2010292042 A JP2010292042 A JP 2010292042A JP 2012142666 A JP2012142666 A JP 2012142666A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrating
vibration
holes
excitation
electrode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2010292042A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yamazaki
隆 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2010292042A priority Critical patent/JP2012142666A/en
Priority to US13/043,823 priority patent/US20110227451A1/en
Priority to CN2011100649121A priority patent/CN102195608A/en
Publication of JP2012142666A publication Critical patent/JP2012142666A/en
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

【課題】不要な振動モードを低減し、効率的に駆動することができる振動体を有する振動デバイスを提供すること。
【解決手段】振動デバイス1の振動体2は、基部27と、基部27からY軸方向に延出するとともに、Y軸方向に直交するX軸方向に並んで設けられた2つの振動腕28、29と、各振動腕28、29上に設けられ、通電により振動腕28、29を励振させる励振電極221、222、223、224、231、232、233、234とを有し、励振電極221、222、231、232には、部分的に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成され、これにより、振動腕28、29の振動特性が調整されている。
【選択図】図1
An object of the present invention is to provide a vibrating device having a vibrating body that can reduce unnecessary vibration modes and can be driven efficiently.
A vibrating body 2 of a vibrating device 1 includes a base 27 and two vibrating arms 28 extending from the base 27 in the Y-axis direction and arranged side by side in the X-axis direction orthogonal to the Y-axis direction. 29 and excitation electrodes 221, 222, 223, 224, 231, 232, 233, 234 provided on the respective vibrating arms 28, 29 and exciting the vibrating arms 28, 29 by energization, 222, 231 and 232 are partially formed with a plurality of fine holes penetrating in the thickness direction thereof, whereby the vibration characteristics of the vibrating arms 28 and 29 are adjusted.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、振動体を有する振動デバイスと、この振動デバイスを備えた電子機器に関するものである。   The present invention relates to a vibration device having a vibration body and an electronic apparatus including the vibration device.

従来、振動デバイスに用いられる振動体としては、複数の振動腕を備える音叉型のものが知られている。
例えば、特許文献1に記載の振動体は、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、各振動腕上に設けられた1対の励振電極および1対の側面励振電極とを有する。このような振動体においては、基部および各振動腕が水晶で構成されており、1対の励振電極と1対の側面励振電極との間に電界が印加されることにより、各振動腕を振動させる。
Conventionally, as a vibrating body used in a vibrating device, a tuning fork type having a plurality of vibrating arms is known.
For example, a vibrating body described in Patent Document 1 includes a base, two vibrating arms extending from the base so as to be parallel to each other, a pair of excitation electrodes and a pair of excitation electrodes provided on each vibrating arm. Side excitation electrodes. In such a vibrating body, the base and each vibrating arm are made of quartz, and an electric field is applied between a pair of excitation electrodes and a pair of side excitation electrodes, thereby vibrating each vibrating arm. Let

このような振動体による発振信号は、所望の基本波の周波数の信号成分を多く含むが、その成分の他に、高調波の周波数の信号成分も含んでいる。振動体の高調波(高次振動モード)のCI値(クリスタルインピーダンス)を基本波(基本振動モード)のCI値で割った値、すなわちCI値比が小さいと、ノイズ成分である高調波の信号成分が大きくなり、機器に異常が生じるおそれがある。   An oscillation signal generated by such a vibrator includes many signal components having a desired fundamental frequency, but also includes signal components having higher harmonic frequencies in addition to the component. When the CI value (crystal impedance) of the harmonic (higher order vibration mode) of the vibrating body is divided by the CI value of the fundamental wave (fundamental vibration mode), that is, when the CI value ratio is small, the harmonic signal that is a noise component There is a risk that the components will become large and the equipment will become abnormal.

そこで、特許文献1に記載の振動体では、励振電極の長さを振動腕の約半分程度にすることにより、CI値比を高めている。   Therefore, in the vibrating body described in Patent Document 1, the CI value ratio is increased by making the length of the excitation electrode about half that of the vibrating arm.

特開2002−280870号公報JP 2002-280870 A

しかしながら、振動体における励振電極の長さを振動腕の約半分程度にすると、基本波のCI値が大きくなってしまう。そのため、特許文献1に記載の振動体では、効率的に駆動することができないと言う問題があった。
本発明の目的は、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動することができる振動体を有する振動デバイス、およびこの振動デバイスを備えた電子機器を提供することにある。
However, if the length of the excitation electrode in the vibrating body is about half that of the vibrating arm, the CI value of the fundamental wave increases. Therefore, the vibrator described in Patent Document 1 has a problem that it cannot be driven efficiently.
An object of the present invention is to provide a vibrating device having a vibrating body that can reduce unnecessary vibration modes and can be driven efficiently, and an electronic apparatus including the vibrating device.

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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
本発明の振動デバイスは、振動体と、前記振動体を駆動する駆動回路部と、を有し、
前記振動体は、基部と、
前記基部から第1の方向に延出するとともに、該第1の方向に直交する第2の方向に並んで設けられた複数の振動腕と、
前記各振動腕上に設けられ、通電により前記振動腕を励振させる1対の励振電極とを有し、
前記1対の励振電極のうちの少なくとも一方の励振電極には、部分的に、その厚さ方向に貫通する複数の孔が形成されていることを特徴とする。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[Application Example 1]
The vibrating device of the present invention includes a vibrating body and a drive circuit unit that drives the vibrating body,
The vibrating body includes a base,
A plurality of resonating arms extending in the first direction from the base and arranged side by side in a second direction orthogonal to the first direction;
A pair of excitation electrodes provided on each of the vibrating arms and configured to excite the vibrating arms by energization;
A plurality of holes penetrating in the thickness direction are partially formed in at least one excitation electrode of the pair of excitation electrodes.

これにより、本発明の振動デバイスは、振動腕上における励振電極の第1の方向(振動腕の延出方向)での長さを長くしつつ、1対の励振電極間に生じる電界(振動腕に印加される電界)のうち不要な振動モードに寄与する電界の密度を小さくして、振動腕の振動特性を調整することができる。
このようなことから、振動デバイスは、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動することができる。
As a result, the vibrating device according to the present invention increases the length of the excitation electrode on the vibrating arm in the first direction (the extending direction of the vibrating arm) while generating an electric field (vibrating arm) between the pair of exciting electrodes. The vibration characteristic of the vibrating arm can be adjusted by reducing the density of the electric field that contributes to the unnecessary vibration mode.
Therefore, the vibration device can reduce unnecessary vibration modes and can be driven efficiently.

[適用例2]
上記適用例に係る振動デバイスでは、前記複数の孔は、前記少なくとも一方の励振電極において前記第1の方向に偏在して形成されていることが好ましい。
これにより、振動デバイスは、高調波(高次振動モード)のCI値と、基本波(基本振動モード)のCI値との比率を変化させて、振動腕の振動特性を調整することができる。
[Application Example 2]
In the vibrating device according to the application example described above, it is preferable that the plurality of holes are formed unevenly in the first direction in the at least one excitation electrode.
Thereby, the vibrating device can adjust the vibration characteristic of the vibrating arm by changing the ratio between the CI value of the harmonic (higher order vibration mode) and the CI value of the fundamental wave (fundamental vibration mode).

[適用例3]
上記適用例に係る振動デバイスでは、前記複数の孔は、前記励振電極の、前記振動腕の前記第1の方向での中央部に偏在していることが好ましい。
これにより、振動デバイスは、基本波のCI値を低減するとともに、高調波のCI値を高めて、CI値比(高調波CI値/基本波CI値)を高めることができる。
[Application Example 3]
In the vibrating device according to the application example described above, it is preferable that the plurality of holes are unevenly distributed in a central portion of the excitation electrode in the first direction of the vibrating arm.
Accordingly, the vibration device can reduce the CI value of the fundamental wave, increase the CI value of the harmonic, and increase the CI value ratio (harmonic CI value / fundamental CI value).

[適用例4]
上記適用例に係る振動デバイスでは、前記励振電極の単位面積当たりに前記孔が占める面積の割合は、前記振動腕の前記第1の方向での前記中央部から先端側に向けて漸次減少していることが好ましい。
これにより、振動デバイスは、振動腕の励振を円滑かつ効率的なものとしつつ、高調波のCI値を高めて、CI値比(高調波CI値/基本波CI値)を高めることができる。
[Application Example 4]
In the vibrating device according to the application example described above, the ratio of the area occupied by the hole per unit area of the excitation electrode is gradually decreased from the central portion in the first direction of the vibrating arm toward the distal end side. Preferably it is.
Thereby, the vibration device can increase the CI value of harmonics and increase the CI value ratio (harmonic CI value / fundamental CI value) while making the excitation of the vibrating arm smooth and efficient.

[適用例5]
上記適用例に係る振動デバイスでは、前記励振電極の単位面積当たりに前記孔が占める面積の割合は、前記振動腕の前記第1の方向での中央部から基端側に向けて漸次減少していることが好ましい。
これにより、振動デバイスは、振動腕の励振を円滑かつ効率的なものとしつつ、高調波のCI値を高めて、CI値比(高調波CI値/基本波CI値)を高めることができる。
[Application Example 5]
In the vibrating device according to the application example described above, the ratio of the area occupied by the hole per unit area of the excitation electrode is gradually decreased from the central portion in the first direction of the vibrating arm toward the proximal end side. Preferably it is.
Thereby, the vibration device can increase the CI value of harmonics and increase the CI value ratio (harmonic CI value / fundamental CI value) while making the excitation of the vibrating arm smooth and efficient.

[適用例6]
上記適用例に係る振動デバイスでは、前記振動腕の前記第1の方向における長さをL1とし、前記振動腕上における前記励振電極の前記第1の方向における長さをL2としたときに、0.5<L2/L1<1の関係を満たすことが好ましい。
これにより、振動デバイスは、基本波のCI値を低減して、振動腕の励振を効率的なものとすることができる。
[Application Example 6]
In the vibrating device according to the application example, when the length of the vibrating arm in the first direction is L1, and the length of the excitation electrode on the vibrating arm in the first direction is L2, 0 is obtained. It is preferable that the relationship of 5 <L2 / L1 <1 is satisfied.
As a result, the vibrating device can reduce the CI value of the fundamental wave and efficiently excite the vibrating arm.

[適用例7]
本発明の振動デバイスは、振動体と、前記振動体を駆動する駆動回路部と、を有し、
前記振動体は、基部と、
前記基部から第1の方向に延出するとともに、該第1の方向に直交する第2の方向に並んで設けられた複数の振動腕と、
前記各振動腕上に設けられ、通電により伸縮して前記振動腕を振動させる圧電体素子とを有し、
前記圧電体素子は、第1の電極層と、第2の電極層と、前記第1の電極層および前記第2の電極層の間に位置する圧電体層とを備え、
前記第1の電極層、前記圧電体層および前記第2の電極層のうちの少なくとも1つの層には、部分的に、その厚さ方向に貫通する複数の孔が形成されていることを特徴とする。
[Application Example 7]
The vibrating device of the present invention includes a vibrating body and a drive circuit unit that drives the vibrating body,
The vibrating body includes a base,
A plurality of resonating arms extending in the first direction from the base and arranged side by side in a second direction orthogonal to the first direction;
A piezoelectric element that is provided on each vibrating arm and expands and contracts by energization to vibrate the vibrating arm;
The piezoelectric element includes a first electrode layer, a second electrode layer, and a piezoelectric layer located between the first electrode layer and the second electrode layer,
A plurality of holes penetrating in the thickness direction are partially formed in at least one of the first electrode layer, the piezoelectric layer, and the second electrode layer. And

これにより、本発明の振動デバイスは、振動腕上における圧電体素子の第1の方向での長さを長くしつつ、第1の電極層と第2の電極層との間に生じる電界(圧電体層に印加される電界)のうち不要な振動モードに寄与する電界の密度を小さくして、振動腕の振動特性を調整することができる。
このようなことから、振動デバイスは、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動することができる。
As a result, the vibration device of the present invention increases the length of the piezoelectric element on the vibrating arm in the first direction, while generating an electric field (piezoelectric) between the first electrode layer and the second electrode layer. The vibration characteristics of the vibrating arm can be adjusted by reducing the density of the electric field contributing to an unnecessary vibration mode among the electric field applied to the body layer.
Therefore, the vibration device can reduce unnecessary vibration modes and can be driven efficiently.

[適用例8]
上記適用例に係る振動デバイスでは、前記振動腕は、3つ以上であり、前記圧電素子の伸縮により、前記第1の方向および前記第2の方向に直交する第3の方向に、隣り合う2つの前記振動腕が互いに反対方向に屈曲振動されることが好ましい。
これにより、振動デバイスは、振動漏れを防止しつつ、3つ以上の振動腕を第3の方向に屈曲振動させることができる。
[Application Example 8]
In the vibrating device according to the application example, the number of the vibrating arms is three or more, and two adjacent in the third direction orthogonal to the first direction and the second direction due to expansion and contraction of the piezoelectric element. It is preferable that the two vibrating arms bend and vibrate in opposite directions.
Thereby, the vibration device can bend and vibrate three or more vibration arms in the third direction while preventing vibration leakage.

[適用例9]
上記適用例に係る振動デバイスでは、前記各孔は、平面視にて円形をなしていることが好ましい。
これにより、振動デバイスは、振動腕を所望の振動特性に比較的簡単に調整することができる。
[Application Example 9]
In the vibrating device according to the application example, it is preferable that each of the holes has a circular shape in a plan view.
Thereby, the vibrating device can adjust the vibrating arm to a desired vibration characteristic relatively easily.

[適用例10]
上記適用例に係る振動デバイスでは、前記複数の孔の平均径は、0.01〜100μmであることが好ましい。
これにより、振動デバイスは、複数の孔の形成を比較的な容易なものとしつつ、振動腕を所望の振動特性に調整することができる。
[Application Example 10]
In the vibrating device according to the application example, it is preferable that an average diameter of the plurality of holes is 0.01 to 100 μm.
Thereby, the vibrating device can adjust the vibrating arm to a desired vibration characteristic while making the formation of the plurality of holes relatively easy.

[適用例11]
上記適用例に係る振動デバイスでは、前記各孔は、平面視にてスリット状をなしていることが好ましい。
これにより、振動デバイスは、振動腕を所望の振動特性に比較的簡単に調整することができる。
[Application Example 11]
In the vibrating device according to the application example, it is preferable that each of the holes has a slit shape in a plan view.
Thereby, the vibrating device can adjust the vibrating arm to a desired vibration characteristic relatively easily.

[適用例12]
上記適用例に係る振動デバイスでは、前記スリット状の各孔は、前記第2の方向に延在していることが好ましい。
これにより、振動デバイスは、振動腕を所望の振動特性に比較的簡単に調整することができる。
[Application Example 12]
In the vibrating device according to the application example described above, it is preferable that each of the slit-like holes extends in the second direction.
Thereby, the vibrating device can adjust the vibrating arm to a desired vibration characteristic relatively easily.

[適用例13]
上記適用例に係る振動デバイスでは、前記スリット状の孔の幅は、0.01〜100μmであることが好ましい。
これにより、振動デバイスは、複数の孔の形成を比較的容易なものとしつつ、振動腕を所望の振動特性に調整することができる。
[Application Example 13]
In the vibrating device according to the application example described above, it is preferable that the width of the slit-shaped hole is 0.01 to 100 μm.
As a result, the vibrating device can adjust the vibrating arm to desired vibration characteristics while making the formation of the plurality of holes relatively easy.

[適用例14]
本発明の電子機器は、上記適用例の振動デバイスを備えていることを特徴とする。
これにより、本発明の電子機器は、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動することができる。
[Application Example 14]
An electronic apparatus according to the present invention includes the vibration device according to the application example described above.
Thereby, the electronic device of this invention can reduce an unnecessary vibration mode, and can drive it efficiently.

本発明の第1実施形態に係る振動デバイスを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vibration device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1に示す振動デバイスに備えられた振動体を示す上面図である。It is a top view which shows the vibrating body with which the vibration device shown in FIG. 1 was equipped. 図2中のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. (a)は、図2に示す振動体の振動腕の延出方向(Y軸方向)での位置と、その振動腕の基本振動モードの変位量および歪みとの関係を示すグラフ、(b)は、図2に示す振動体の振動腕の延出方向(Y軸方向)での位置と、その振動腕の高次振動モードの変位量および歪みとの関係を示すグラフである。FIG. 2A is a graph showing the relationship between the position of the vibrating body in the extending direction (Y-axis direction) of the vibrating body shown in FIG. 2 and the displacement amount and distortion of the basic vibration mode of the vibrating arm; FIG. 4 is a graph showing the relationship between the position of the vibrating body in the extending direction (Y-axis direction) of the vibrating body shown in FIG. 2 and the amount of displacement and strain in the higher-order vibration mode of the vibrating arm. 図2に示す振動体における振動腕の延出方向(Y軸方向)での位置と、その振動腕上の単位面積当たりに励振電極が占める面積の割合との関係を示すグラフである。3 is a graph showing the relationship between the position of the vibrating arm in the extending direction (Y-axis direction) in the vibrating body shown in FIG. 2 and the ratio of the area occupied by the excitation electrode per unit area on the vibrating arm. 本発明の第2実施形態に係る振動デバイスに備えられた振動体を示す上面図である。It is a top view which shows the vibrating body with which the vibrating device which concerns on 2nd Embodiment of this invention was equipped. 図6に示す振動体の側面図である。FIG. 7 is a side view of the vibrating body shown in FIG. 6. 本発明の第3実施形態に係る振動デバイスに備えられた振動体を示す上面図である。It is a top view which shows the vibrating body with which the vibrating device which concerns on 3rd Embodiment of this invention was equipped. 図8に示す振動体の側面図である。It is a side view of the vibrating body shown in FIG. 本発明の第4実施形態に係る振動デバイスに備えられた振動体を示す下面図である。It is a bottom view which shows the vibrating body with which the vibrating device which concerns on 4th Embodiment of this invention was equipped. 図10中のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 図10において振動体に備えられた各第2の電極層の図示を省略した図である。It is the figure which abbreviate | omitted illustration of each 2nd electrode layer with which the vibrating body was provided in FIG. 図10において振動体に備えられた各第2の電極層および各圧電体層の図示を省略した図である。FIG. 11 is a diagram in which illustration of each second electrode layer and each piezoelectric layer provided in the vibrating body in FIG. 10 is omitted. 図10に示す振動体の動作を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating operation | movement of the vibrating body shown in FIG. 電子機器の一例としての携帯電話機の概略を示す斜視図。The perspective view which shows the outline of the mobile telephone as an example of an electronic device. 携帯電話機の回路ブロック図。The circuit block diagram of a mobile telephone. 電子機器の一例としてのパーソナルコンピューターの概略を示す斜視図。The perspective view which shows the outline of the personal computer as an example of an electronic device.

以下、本発明の振動デバイスおよび電子機器について、添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る振動デバイスを示す断面図、図2は、図1に示す振動デバイスに備えられた振動体を示す上面図、図3は、図2中のA−A線断面図、図4(a)は、図2に示す振動体の振動腕の延出方向(Y軸方向)での位置と、その振動腕の基本振動モードの変位量および歪みとの関係を示すグラフ、図4(b)は、図2に示す振動体の振動腕の延出方向(Y軸方向)での位置と、その振動腕の高次振動モードの変位量および歪みとの関係を示すグラフ、図5は、図2に示す振動体における振動腕の延出方向(Y軸方向)での位置と、その振動腕上の単位面積当たりに励振電極が占める面積の割合との関係を示すグラフである。
Hereinafter, a vibrating device and an electronic apparatus according to the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
<First Embodiment>
1 is a cross-sectional view showing a vibrating device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a top view showing a vibrating body provided in the vibrating device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is A in FIG. FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line A, and shows the position of the vibrating body in the extending direction (Y-axis direction) of the vibrating body shown in FIG. 2 and the displacement amount and distortion of the basic vibration mode of the vibrating arm. FIG. 4B is a graph showing the relationship between the position of the vibrating body shown in FIG. 2 in the extending direction (Y-axis direction) of the vibrating arm and the displacement amount and distortion of the higher-order vibration mode of the vibrating arm. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the position of the vibrating arm in the extending direction (Y-axis direction) in the vibrating body shown in FIG. 2 and the ratio of the area occupied by the excitation electrode per unit area on the vibrating arm. It is a graph which shows a relationship.

なお、各図1〜3では、説明の便宜上、互いに直交する3つの軸として、X軸、Y軸およびZ軸を図示している。また、以下では、X軸に平行な方向(第2の方向)を「X軸方向」、Y軸に平行な方向(第1の方向)を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向(第3の方向)を「Z軸方向」と言う。また、以下の説明では、説明の便宜上、図1中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
図1に示す振動デバイス1は、振動体2と、この振動体2を収納するパッケージ3と、振動体2を駆動する駆動回路部50と、を有し、いわゆる発振器としての機能を果たす。
In each of FIGS. 1 to 3, for convenience of explanation, an X axis, a Y axis, and a Z axis are illustrated as three axes orthogonal to each other. In the following, the direction parallel to the X axis (second direction) is the “X axis direction”, the direction parallel to the Y axis (first direction) is the “Y axis direction”, and the direction is parallel to the Z axis ( The third direction) is referred to as “Z-axis direction”. In the following description, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper”, the lower side as “lower”, the right side as “right”, and the left side as “left”.
A vibrating device 1 shown in FIG. 1 includes a vibrating body 2, a package 3 that houses the vibrating body 2, and a drive circuit unit 50 that drives the vibrating body 2, and functions as a so-called oscillator.

以下、振動デバイス1を構成する各部を順次詳細に説明する。
(振動体)
まず、振動体2について説明する。
振動体2は、図2に示すような音叉型の振動体である。この振動体2は、振動基板21と、この振動基板21上に設けられた励振電極群22、23および接続電極41、42とを有している。
Hereinafter, each part which comprises the vibration device 1 is demonstrated in detail sequentially.
(Vibrating body)
First, the vibrating body 2 will be described.
The vibrating body 2 is a tuning fork type vibrating body as shown in FIG. The vibrating body 2 includes a vibration substrate 21, excitation electrode groups 22 and 23 and connection electrodes 41 and 42 provided on the vibration substrate 21.

振動基板21は、基部27と、2つ(1対)の振動腕28、29とを有している。
振動基板21は、圧電体材料で構成されている。
例えば、かかる圧電体材料としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。特に、振動基板21を構成する圧電体材料としては水晶が好ましい。水晶で振動基板21を構成すると、振動基板21の振動特性を優れたものとすることができる。また、エッチングにより高い寸法精度で振動基板21を形成することができる。
The vibration substrate 21 includes a base 27 and two (one pair) vibration arms 28 and 29.
The vibration substrate 21 is made of a piezoelectric material.
Examples of the piezoelectric material include crystal, lithium tantalate, lithium niobate, lithium borate, and barium titanate. In particular, the piezoelectric material constituting the vibration substrate 21 is preferably quartz. When the vibration substrate 21 is made of quartz, the vibration characteristics of the vibration substrate 21 can be made excellent. Further, the vibration substrate 21 can be formed with high dimensional accuracy by etching.

このような振動基板21において、基部27は、平面視にて、X軸方向に平行な1対の辺と、Y軸方向に平行な1対の辺とで構成された四角状をなしている。なお、基部27の平面視形状は、これに限定されるものではない。
そして、基部27のX軸方向に平行な1つの辺には、2つの振動腕28、29が接続されている。
In such a vibration substrate 21, the base 27 has a square shape including a pair of sides parallel to the X-axis direction and a pair of sides parallel to the Y-axis direction in plan view. . In addition, the planar view shape of the base 27 is not limited to this.
Two vibrating arms 28 and 29 are connected to one side of the base portion 27 parallel to the X-axis direction.

振動腕28、29は、基部27のX軸方向での両端部に接続されている。
2つの振動腕28、29は、互いに平行となるように基部27からそれぞれ延出して設けられている。言い換えると、2つの振動腕28、29は、基部27からそれぞれY軸方向に延出するとともに、X軸方向に並んで設けられている。
この振動腕28、29は、それぞれ、長手形状をなし、その基部27側の端部(基端部)が固定端となり、基部27と反対側の端部(先端部)が自由端となる。
The vibrating arms 28 and 29 are connected to both end portions of the base portion 27 in the X-axis direction.
The two vibrating arms 28 and 29 are provided to extend from the base 27 so as to be parallel to each other. In other words, the two vibrating arms 28 and 29 extend from the base portion 27 in the Y-axis direction and are arranged side by side in the X-axis direction.
Each of the vibrating arms 28 and 29 has a longitudinal shape, and an end portion (base end portion) on the base portion 27 side is a fixed end, and an end portion (tip end portion) opposite to the base portion 27 is a free end.

また、振動腕28、29は、互いに同じ幅となるように形成されている。これにより、振動腕28、29を互いに反対方向に(逆相で)振動させたとき、振動漏れを少なくすることができる。
また、各振動腕28、29は、長手方向での全域に亘って幅が一定となっている。なお、必要に応じて、振動腕28、29の各先端部には、基端部よりも横断面積が大きい質量部(ハンマーヘッド)を設けてもよい。この場合、振動体2をより小型なものとしたり、振動腕28、29の振動の周波数をより低めたりすることができる。
また、各振動腕28、29の横断面は、四角形をなしている。なお、各振動腕28、29の横断面形状は、四角形に限定されず、例えば、各振動腕28、29の上面および下面にY軸方向に沿った溝を形成することにより、H字状をなしていてもよい。
The vibrating arms 28 and 29 are formed to have the same width. Thereby, when the vibrating arms 28 and 29 are vibrated in opposite directions (in opposite phases), vibration leakage can be reduced.
In addition, the vibrating arms 28 and 29 have a constant width over the entire area in the longitudinal direction. Note that, if necessary, a mass portion (hammer head) having a larger cross-sectional area than the base end portion may be provided at each distal end portion of the vibrating arms 28 and 29. In this case, the vibrating body 2 can be made smaller, and the vibration frequency of the vibrating arms 28 and 29 can be further reduced.
Further, the cross section of each vibrating arm 28, 29 is rectangular. The cross-sectional shape of each vibrating arm 28, 29 is not limited to a quadrangle. For example, by forming grooves along the Y-axis direction on the upper surface and the lower surface of each vibrating arm 28, 29, an H-shape is formed. It may be done.

図3に示すように、このような振動腕28上には、励振電極群22が設けられ、また、振動腕29上には、励振電極群23が設けられている。
励振電極群22は、通電により振動腕28を屈曲振動(励振)させる機能を有する。また、励振電極群23は、通電により振動腕29を屈曲振動(励振)させる機能を有する。 このような励振電極群22は、前述した振動腕28の上面上に設けられた励振電極221と、振動腕28の下面上に設けられた励振電極222と、振動腕28の一方の側面上に設けられた励振電極223と、振動腕28の他方の側面上に設けられた励振電極224とで構成されている。
As shown in FIG. 3, an excitation electrode group 22 is provided on such a vibrating arm 28, and an excitation electrode group 23 is provided on the vibrating arm 29.
The excitation electrode group 22 has a function of bending vibration (excitation) of the vibrating arm 28 by energization. The excitation electrode group 23 has a function of bending vibration (excitation) of the vibrating arm 29 by energization. Such an excitation electrode group 22 includes the excitation electrode 221 provided on the upper surface of the vibrating arm 28, the excitation electrode 222 provided on the lower surface of the vibrating arm 28, and one side surface of the vibrating arm 28. The excitation electrode 223 provided and the excitation electrode 224 provided on the other side surface of the vibrating arm 28 are configured.

励振電極221、222、223、224は、それぞれ、振動腕28の基端付近から先端部付近まで延在している。また、励振電極221、222、223、224のX軸方向での幅が、それぞれ、Y軸方向での全域に亘って一定となっている。
特に、図2に示すように、励振電極221には、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2211が形成されている。また、図示しないが、励振電極222にも、同様に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成されている。このような複数の孔を励振電極221、222にそれぞれ形成することにより、振動腕28の振動特性が調整されている。なお、振動腕28の振動特性の調整については、後に詳述する。
The excitation electrodes 221, 222, 223, and 224 respectively extend from the vicinity of the proximal end of the vibrating arm 28 to the vicinity of the distal end portion. Further, the widths of the excitation electrodes 221, 222, 223, and 224 in the X-axis direction are constant over the entire region in the Y-axis direction.
In particular, as shown in FIG. 2, the excitation electrode 221 has a plurality of fine holes 2211 penetrating in the thickness direction. Although not shown, the excitation electrode 222 is similarly formed with a plurality of fine holes penetrating in the thickness direction. The vibration characteristics of the vibrating arm 28 are adjusted by forming such a plurality of holes in the excitation electrodes 221 and 222, respectively. The adjustment of the vibration characteristics of the vibrating arm 28 will be described in detail later.

同様に、励振電極群23は、前述した振動腕29の上面上に設けられた励振電極231と、振動腕29の下面上に設けられた励振電極232と、振動腕29の一方の側面上に設けられた励振電極233と、振動腕29の他方の側面上に設けられた励振電極234とで構成されている。
励振電極231、232、233、234は、それぞれ、振動腕29の基端付近から先端部付近まで延在している。また、励振電極231、232、233、234のX軸方向での幅が、それぞれ、Y軸方向での全域に亘って一定となっている。
Similarly, the excitation electrode group 23 includes the excitation electrode 231 provided on the upper surface of the vibration arm 29 described above, the excitation electrode 232 provided on the lower surface of the vibration arm 29, and one side surface of the vibration arm 29. The excitation electrode 233 provided and the excitation electrode 234 provided on the other side surface of the vibrating arm 29 are configured.
The excitation electrodes 231, 232, 233, and 234 extend from the vicinity of the proximal end of the vibrating arm 29 to the vicinity of the distal end portion, respectively. Further, the widths of the excitation electrodes 231, 232, 233, and 234 in the X-axis direction are constant over the entire region in the Y-axis direction.

特に、図2に示すように、励振電極231には、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2311が形成されている。また、図示しないが、励振電極232にも、同様に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成されている。このような複数の孔を励振電極231、232にそれぞれ形成することにより、振動腕29の振動特性が調整されている。 このような励振電極221、222、233、234は、図示しない配線を介して接続電極41に電気的に接続されている。また、励振電極223、224、231、232は、図示しない配線を介して接続電極42に電気的に接続されている。   In particular, as shown in FIG. 2, the excitation electrode 231 has a plurality of fine holes 2311 penetrating in the thickness direction. Although not shown, the excitation electrode 232 is also formed with a plurality of fine holes penetrating in the thickness direction. The vibration characteristics of the vibrating arm 29 are adjusted by forming such a plurality of holes in the excitation electrodes 231 and 232, respectively. Such excitation electrodes 221, 222, 233, and 234 are electrically connected to the connection electrode 41 via wiring not shown. Further, the excitation electrodes 223, 224, 231 and 232 are electrically connected to the connection electrode 42 via a wiring (not shown).

このような構成の振動体2においては、接続電極41と接続電極42との間に電圧を印加すると、励振電極221、222、233、234と、励振電極223、224、231、232が逆極性となるようにして、振動腕28、29にそれぞれX軸方向成分を含む方向の電圧が印加される。そして、圧電材料の逆圧電効果により、ある一定の周波数(共鳴周波数)で各振動腕28、29を屈曲振動させることができる。このとき、振動腕28、29は、互いに反対方向に屈曲振動される。   In the vibrating body 2 having such a configuration, when a voltage is applied between the connection electrode 41 and the connection electrode 42, the excitation electrodes 221, 222, 233, and 234 and the excitation electrodes 223, 224, 231, and 232 have opposite polarities. In this manner, voltages in the direction including the X-axis direction component are applied to the vibrating arms 28 and 29, respectively. The vibrating arms 28 and 29 can be flexibly vibrated at a certain frequency (resonance frequency) due to the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric material. At this time, the vibrating arms 28 and 29 are flexibly vibrated in directions opposite to each other.

また、各振動腕28、29が屈曲振動すると、接続電極41、42間には、圧電材料の圧電効果により、ある一定の周波数で電圧が発生する。これらの性質を利用して、振動体2は、共鳴周波数で振動する電気信号を発生させることができる。
このような励振電極群22、23、接続電極41、42および配線(図示せず)は、それぞれ、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、クロム、クロム合金、金、金クロム積層膜等の導電性に優れた金属材料により形成することができる。
Further, when the vibrating arms 28 and 29 are bent and vibrated, a voltage is generated between the connection electrodes 41 and 42 at a certain frequency due to the piezoelectric effect of the piezoelectric material. Utilizing these properties, the vibrating body 2 can generate an electrical signal that vibrates at a resonance frequency.
Such excitation electrode groups 22 and 23, connection electrodes 41 and 42, and wiring (not shown) are conductive materials such as aluminum, aluminum alloy, silver, silver alloy, chromium, chromium alloy, gold, and gold-chrome laminated film, respectively. It can be formed of a metal material having excellent properties.

また、これらの電極等の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成膜法、CVD等の化学蒸着法、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられる。
ここで、振動腕28の振動特性の調整について詳述する。なお、以下では、振動腕28の振動特性の調整について代表的に説明するが、振動腕29の振動特性の調整についても同様である。
Examples of methods for forming these electrodes include physical film formation methods such as sputtering and vacuum deposition, chemical vapor deposition methods such as CVD, and various coating methods such as an ink jet method.
Here, the adjustment of the vibration characteristics of the vibrating arm 28 will be described in detail. In the following, the adjustment of the vibration characteristics of the vibration arm 28 will be described as a representative, but the same applies to the adjustment of the vibration characteristics of the vibration arm 29.

前述したように、励振電極221には、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2211が形成されている。また、図示しないが、励振電極222にも、同様に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成されている。
特に、励振電極221には、部分的に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2211が形成されている。また、この複数の孔2211に対応するようにして(複数の孔2211と同様に)、励振電極222には、部分的に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔(図示せず)が形成されている。
As described above, the excitation electrode 221 has a plurality of fine holes 2211 penetrating in the thickness direction. Although not shown, the excitation electrode 222 is similarly formed with a plurality of fine holes penetrating in the thickness direction.
In particular, the excitation electrode 221 is partially formed with a plurality of fine holes 2211 penetrating in the thickness direction. Further, in correspondence with the plurality of holes 2211 (similar to the plurality of holes 2211), the excitation electrode 222 partially has a plurality of fine holes (not shown) penetrating in the thickness direction. Is formed.

これにより、振動腕28上における各励振電極221、222、223、224のY軸方向(振動腕28の延出方向)での長さを長くしつつ、励振電極221と励振電極223、224との間および励振電極222と励振電極223、224との間にそれぞれ生じる電界(振動腕28に印加される電界)のうち不要な振動モードに寄与する電界の密度を小さくして、振動腕28の振動特性を調整することができる。   As a result, the excitation electrode 221 and the excitation electrodes 223 and 224 are increased while increasing the length of each excitation electrode 221, 222, 223, and 224 on the vibration arm 28 in the Y-axis direction (the extending direction of the vibration arm 28). Between the excitation electrode 222 and the excitation electrodes 223 and 224 (electric field applied to the vibration arm 28) is reduced, and the density of the electric field contributing to an unnecessary vibration mode is reduced. The vibration characteristics can be adjusted.

このようなことから、振動体2は、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動することができる。
また、本実施形態では、励振電極223、224には、複数の孔2211のような複数の孔は形成されていない。すなわち、励振電極223、224は、その輪郭の内側がパターンニングされておらず、密な層として構成されている。これにより、振動体2の製造を容易なものとすることができる。
For this reason, the vibrator 2 can be driven efficiently by reducing unnecessary vibration modes.
In the present embodiment, the excitation electrodes 223 and 224 are not formed with a plurality of holes such as the plurality of holes 2211. That is, the excitation electrodes 223 and 224 are configured as a dense layer without being patterned on the inside of the contour. Thereby, manufacture of the vibrating body 2 can be made easy.

以下、励振電極221、222に形成された複数の孔と振動腕28の振動特性との関係を詳述する。なお、以下では、励振電極221について代表的に説明するが、励振電極222についても同様である。
より具体的に説明すると、前述したように構成された振動体2の振動腕28は、所望の基本振動モード(基本波)の周波数で励振されるが、この基本振動モードの他に、基本振動モードとは異なる高次振動モードの周波数でも励振されてしまう。
図4(a)に示すように、振動腕28の基本振動モードの変位量(中立線の変位量)は、振動腕28の基端側から先端側に向けて増加する。また、振動腕28基本振動モードの変位に伴って生じる歪みは、振動腕28の基端側から先端側に向けて減少する。なお、図4において、縦軸は、振動腕28の変位量、電荷および歪みの相対値を示している。横軸は、振動腕28のY軸方向の位置を示しており、横軸上の0の値が振動腕28における基部27側の端部(基端部)に対応し、横軸上のL1の値が振動腕28における基部27と反対側の端部(先端部)に対応している。
Hereinafter, the relationship between the plurality of holes formed in the excitation electrodes 221 and 222 and the vibration characteristics of the vibrating arm 28 will be described in detail. In the following description, the excitation electrode 221 is representatively described, but the same applies to the excitation electrode 222.
More specifically, the vibrating arm 28 of the vibrating body 2 configured as described above is excited at the frequency of a desired fundamental vibration mode (fundamental wave). Even a higher-order vibration mode frequency different from the mode is excited.
As shown in FIG. 4A, the displacement amount of the vibration arm 28 in the basic vibration mode (the displacement amount of the neutral line) increases from the proximal end side to the distal end side of the vibration arm 28. In addition, the distortion caused by the displacement of the vibrating arm 28 basic vibration mode decreases from the proximal end side to the distal end side of the vibrating arm 28. In FIG. 4, the vertical axis indicates the relative value of the displacement amount, charge, and strain of the vibrating arm 28. The horizontal axis indicates the position of the vibrating arm 28 in the Y-axis direction. A value of 0 on the horizontal axis corresponds to an end (base end) on the base 27 side of the vibrating arm 28, and L1 on the horizontal axis. Corresponds to the end (tip) of the vibrating arm 28 opposite to the base 27.

一方、図4(b)に示すように、振動腕28の高次振動モードの変位量(中立線の変位量)は、振動腕28の基端側から先端側に向けて、中央部付近まで増加した後に、先端部付近まで減少し、その後増加する。また、振動腕28の高次振動モードの変位に伴って生じる歪みは、振動腕28の基端側から先端側に向けて、中央部付近まで増加した後に、減少する。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, the displacement amount of the higher-order vibration mode of the vibrating arm 28 (the displacement amount of the neutral line) is from the proximal end side to the distal end side of the vibrating arm 28 to the vicinity of the center portion. After increasing, it decreases to near the tip and then increases. Further, the distortion caused by the displacement of the higher-order vibration mode of the vibrating arm 28 increases from the proximal end side to the distal end side of the vibrating arm 28 to the vicinity of the center portion and then decreases.

このようなことから、振動腕28のY軸方向での中央部では、基本振動モードの励振はそれほど大きくないが、高次振動モードの励振が大きいことがわかる。また、高次振動モードの励振は、振動腕28のY軸方向での端部よりも中央部で大きい。
そこで、複数の孔2211は、振動腕28の延出方向における励振電極221の途中に偏在している(部分的に形成されている)。より具体的には、複数の孔2211は、励振電極221の、振動腕28の延出方向(Y軸方向)での中央部に対応する部分に偏在している(部分的に形成されている)。
From this, it can be seen that in the central portion of the vibrating arm 28 in the Y-axis direction, the excitation in the fundamental vibration mode is not so large, but the excitation in the higher-order vibration mode is large. Further, the excitation in the higher-order vibration mode is larger at the center portion than the end portion of the vibrating arm 28 in the Y-axis direction.
Therefore, the plurality of holes 2211 are unevenly distributed (partially formed) in the middle of the excitation electrode 221 in the extending direction of the vibrating arm 28. More specifically, the plurality of holes 2211 are unevenly distributed (partially formed) at a portion corresponding to the central portion of the excitation electrode 221 in the extending direction (Y-axis direction) of the vibrating arm 28. ).

複数の孔2211を振動腕28の延出方向における励振電極221の途中に偏在させることにより、高調波(高次振動モード)のCI値と、基本波のCI値との比率を変化させて、振動腕28の振動特性を調整することができる。
特に、複数の孔2211を励振電極221の、振動腕28の延出方向(Y軸方向)での中央部に対応する部分に偏在させることにより、励振電極221のY軸方向での長さL2を長くしても、振動腕28の高次振動モードの励振を大幅に抑えて、振動体2の高次振動モードのCI値を高めることができる。すなわち、基本波のCI値を低減するとともに、高調波のCI値を高めて、CI値比(高調波CI値/基本波CI値)を高めることができる。
By making the plurality of holes 2211 unevenly distributed in the middle of the excitation electrode 221 in the extending direction of the vibrating arm 28, the ratio between the CI value of the harmonic (higher order vibration mode) and the CI value of the fundamental wave is changed, The vibration characteristics of the vibrating arm 28 can be adjusted.
In particular, the plurality of holes 2211 are unevenly distributed in a portion of the excitation electrode 221 corresponding to the central portion in the extending direction of the vibrating arm 28 (Y-axis direction), whereby the length L2 of the excitation electrode 221 in the Y-axis direction. Even if the length is increased, the excitation of the higher-order vibration mode of the vibrating arm 28 can be significantly suppressed, and the CI value of the higher-order vibration mode of the vibrating body 2 can be increased. That is, the CI value of the fundamental wave can be reduced and the CI value of the harmonic can be increased to increase the CI value ratio (harmonic CI value / fundamental CI value).

また、振動腕28の延出方向(Y軸方向)における長さをL1とし、振動腕28上における励振電極221の同方向での長さをL2としたときに、0.5<L2/L1<1の関係を満たす。これにより、基本波のCI値を低減して、振動腕28の励振を効率的なものとすることができる。また、このような観点からは、特に、長さL1およびL2は、0.6<L2/L1<0.9の関係を満たすのが好ましく、0.7<L2/L1<0.8の関係を満たすのがより好ましい。   When the length of the vibrating arm 28 in the extending direction (Y-axis direction) is L1, and the length of the excitation electrode 221 in the same direction on the vibrating arm 28 is L2, 0.5 <L2 / L1. <1 relationship is satisfied. Thereby, the CI value of the fundamental wave can be reduced, and the excitation of the vibrating arm 28 can be made efficient. From this point of view, the lengths L1 and L2 particularly preferably satisfy the relationship of 0.6 <L2 / L1 <0.9, and the relationship of 0.7 <L2 / L1 <0.8. It is more preferable to satisfy.

これに対し、かかるL2/L1が前記下限値未満であると、振動腕28の形状、幅、長さ等によっては、基本波のCI値を十分に低減することが難しい。一方、かかるL2/L1が前記上限値を超えると、振動腕28の形状、幅、長さ等によっては、高調波のCI値を高めることが難しい。
また、励振電極221の単位面積当たりに孔2211が占める面積の割合(以下、「孔存在割合」とも言う)は、振動腕28の延出方向(Y軸方向)での中央部から先端側および基端側に向けてそれぞれ漸次減少している。言い換えると、図5に示すように、励振電極221をY軸方向での単位長さ毎に分割した各領域内において電極が占める面積の割合(以下、「電極存在割合」とも言う)は、振動腕28の延出方向(Y軸方向)での中央部から先端側および基端側に向けてそれぞれ漸次増加している。これにより、振動腕28の励振を円滑かつ効率的なものとしつつ、高調波のCI値を高めて、CI値比(高調波CI値/基本波CI値)を高めることができる。
On the other hand, when L2 / L1 is less than the lower limit value, it is difficult to sufficiently reduce the CI value of the fundamental wave depending on the shape, width, length, and the like of the vibrating arm 28. On the other hand, when L2 / L1 exceeds the upper limit, it is difficult to increase the CI value of the harmonic depending on the shape, width, length, and the like of the vibrating arm 28.
The ratio of the area occupied by the holes 2211 per unit area of the excitation electrode 221 (hereinafter also referred to as “hole existence ratio”) is from the center to the tip side in the extending direction (Y-axis direction) of the vibrating arm 28 and Each gradually decreases toward the base end side. In other words, as shown in FIG. 5, the ratio of the area occupied by the electrode in each region obtained by dividing the excitation electrode 221 for each unit length in the Y-axis direction (hereinafter also referred to as “electrode existence ratio”) is the vibration The arm 28 gradually increases from the center in the extending direction (Y-axis direction) toward the distal end side and the proximal end side. Thereby, it is possible to increase the CI value of harmonics and increase the CI value ratio (harmonic CI value / fundamental CI value) while making excitation of the vibrating arm 28 smooth and efficient.

また、かかる孔存在割合が、前述した図4(b)に示す高次振動モードで生じる歪みの大きさに応じて増減していると、高次振動モードの励振をより確実に低減することができる。
また、かかる孔存在割合が、図4(b)に示す高次振動モードで生じる歪みの大きさと、図4(a)に示す基本振動モードで生じる歪みの大きさとの差分に応じて増減していると、基本振動モードの励振を高めつつ、高次振動モードの励振を効果的に低減することができる。
In addition, when the hole existence ratio increases or decreases according to the magnitude of the distortion generated in the higher-order vibration mode shown in FIG. 4B, the excitation in the higher-order vibration mode can be more reliably reduced. it can.
In addition, the hole existence ratio is increased or decreased according to the difference between the magnitude of the distortion generated in the higher-order vibration mode shown in FIG. 4B and the magnitude of the distortion generated in the basic vibration mode shown in FIG. If so, it is possible to effectively reduce the excitation in the higher-order vibration mode while enhancing the excitation in the fundamental vibration mode.

また、各孔2211は、平面視にて円形をなしている。これにより、振動腕28を所望の振動特性に比較的簡単に調整することができる。なお、各孔2211は、円形に近い略円形の形状でもよい。
また、本実施形態では、複数の孔2211は、互いに同じ平面視形状および面積となるように形成されている。そのため、孔2211同士の間隔をY軸方向での位置に応じて変化させることにより、前述したような孔存在割合(電極存在割合)を実現している。
Each hole 2211 has a circular shape in plan view. Thereby, the vibrating arm 28 can be adjusted relatively easily to a desired vibration characteristic. Each hole 2211 may have a substantially circular shape close to a circle.
In the present embodiment, the plurality of holes 2211 are formed to have the same planar view shape and area. Therefore, the hole existence ratio (electrode existence ratio) as described above is realized by changing the interval between the holes 2211 according to the position in the Y-axis direction.

なお、複数の孔2211を互いに異なる平面視形状および面積となるように形成してもよい。この場合、孔2211同士の間隔を一定としても、各孔2211の平面視形状および面積をY軸方向での位置に応じて変化させることにより、前述したような孔存在割合(電極存在割合)を実現することができる。
また、複数の孔2211の平均径は、0.01〜100μmであるのが好ましく、0.1〜10μmであるのがより好ましい。これにより、複数の孔2211の形成を比較的な容易なものとしつつ、振動腕28を所望の振動特性に調整することができる。
Note that the plurality of holes 2211 may be formed to have different planar shapes and areas. In this case, even if the interval between the holes 2211 is constant, the hole presence ratio (electrode presence ratio) as described above can be obtained by changing the planar view shape and area of each hole 2211 according to the position in the Y-axis direction. Can be realized.
The average diameter of the plurality of holes 2211 is preferably 0.01 to 100 μm, more preferably 0.1 to 10 μm. Thereby, the vibrating arm 28 can be adjusted to desired vibration characteristics while making the formation of the plurality of holes 2211 relatively easy.

これに対し、かかる平均径が前記下限値未満であると、励振電極221の構成材料や厚さ等によっては、複数の孔2211の形成が難しくなる場合がある。一方、かかる平均径が前記上限値を超えると、所望の領域における孔2211の面積占有率を高めることが難しくなる。また、励振電極221が形成される範囲や位置等によっては、振動腕28の振動特性に悪影響を及ぼす場合がある。   On the other hand, when the average diameter is less than the lower limit, it may be difficult to form the plurality of holes 2211 depending on the constituent material, thickness, and the like of the excitation electrode 221. On the other hand, when the average diameter exceeds the upper limit, it is difficult to increase the area occupation ratio of the holes 2211 in a desired region. Further, depending on the range or position where the excitation electrode 221 is formed, the vibration characteristics of the vibrating arm 28 may be adversely affected.

また、励振電極221を平面視したときに励振電極221全体に対して複数の孔2211が占める面積の割合(面積占有率)は、求める振動腕28の振動特性に応じて決定されるものであるが、0.1〜0.5であるのが好ましく、0.1〜0.4であるのがより好ましい。言い換えると、励振電極221を平面視したときに励振電極221の輪郭で囲まれた領域内に電極が占める面積の割合は、それぞれ、0.5〜0.9であるのが好ましく、0.6〜0.9であるのがより好ましい。これにより、前記電極が占める面積の割合が小さくなった場合に発生し易くなる励振電極221の断線等の導通不良を防止しつつ、振動腕28を所望の振動特性に調整することができる。   In addition, when the excitation electrode 221 is viewed in plan, the ratio of the area occupied by the plurality of holes 2211 to the entire excitation electrode 221 (area occupation ratio) is determined according to the vibration characteristics of the vibration arm 28 to be obtained. Is preferably 0.1 to 0.5, and more preferably 0.1 to 0.4. In other words, when the excitation electrode 221 is viewed in plan, the ratio of the area occupied by the electrode in the region surrounded by the outline of the excitation electrode 221 is preferably 0.5 to 0.9, and 0.6 More preferably, it is -0.9. Thereby, it is possible to adjust the vibrating arm 28 to desired vibration characteristics while preventing conduction failure such as disconnection of the excitation electrode 221 that is likely to occur when the ratio of the area occupied by the electrode is reduced.

(パッケージ)
次に、振動体2を収容・固定するパッケージ3について説明する。
パッケージ3は、図1に示すように、板状のベース基板31と、枠状の枠部材32と、板状の蓋部材33とを有している。ベース基板31、枠部材32および蓋部材33は、下側から上側へこの順で積層されており、ベース基板31と枠部材32とは、後述のセラミック材料等で形成されており、互いに一体に焼成されることで接合されている。そして、枠部材32と蓋部材33は、接着剤あるいはろう材等により接合されている。そして、パッケージ3は、ベース基板31、枠部材32および蓋部材33で画成された内部空間37に、振動体2を収納している。そして、パッケージ3内には、振動体2の他、振動体2を駆動する駆動回路部50が収納されている。駆動回路部50は、振動体2を発振させる発振回路や、温度補償回路などを含む半導体回路素子であり、この場合、ICチップである。
(package)
Next, the package 3 that houses and fixes the vibrating body 2 will be described.
As illustrated in FIG. 1, the package 3 includes a plate-like base substrate 31, a frame-like frame member 32, and a plate-like lid member 33. The base substrate 31, the frame member 32, and the lid member 33 are laminated in this order from the lower side to the upper side. The base substrate 31 and the frame member 32 are formed of a ceramic material or the like described later, and are integrally formed with each other. Joined by firing. The frame member 32 and the lid member 33 are joined by an adhesive or a brazing material. The package 3 houses the vibrating body 2 in an internal space 37 defined by the base substrate 31, the frame member 32, and the lid member 33. In addition to the vibrating body 2, a drive circuit unit 50 that drives the vibrating body 2 is housed in the package 3. The drive circuit unit 50 is a semiconductor circuit element including an oscillation circuit that oscillates the vibrating body 2 and a temperature compensation circuit. In this case, the drive circuit unit 50 is an IC chip.

ベース基板31の構成材料としては、絶縁性(非導電性)を有しているものが好ましく、例えば、各種ガラス、酸化物セラミックス、窒化物セラミックス、炭化物系セラミックス等の各種セラミックス材料、ポリイミド等の各種樹脂材料などを用いることができる。 また、枠部材32および蓋部材33の構成材料としては、例えば、ベース基板31と同様の構成材料、Al、Cuのような各種金属材料、各種ガラス材料等を用いることができる。特に、蓋部材33の構成材料として、ガラス材料等の光透過性を有するものを用いた場合、振動体2に予め金属被覆部(図示せず)を形成しておくと、振動体2をパッケージ3内に収容した後であっても、蓋部材33を介して前記金属被覆部にレーザーを照射し、前記金属被覆部を除去して振動体2の質量を減少させることにより(質量削減方式により)、振動体2の周波数調整を行うことができる。   As the constituent material of the base substrate 31, those having insulating properties (non-conductive) are preferable. For example, various glass materials, various ceramic materials such as oxide ceramics, nitride ceramics, carbide ceramics, polyimide, etc. Various resin materials can be used. In addition, as the constituent material of the frame member 32 and the lid member 33, for example, the same constituent material as that of the base substrate 31, various metal materials such as Al and Cu, various glass materials, and the like can be used. In particular, when a material having light transmissivity such as a glass material is used as the constituent material of the lid member 33, if a metal cover (not shown) is formed in advance on the vibrating body 2, the vibrating body 2 is packaged. Even after being housed in 3, by irradiating the metal coating part with a laser through the lid member 33 and removing the metal coating part to reduce the mass of the vibrator 2 (by a mass reduction method ), The frequency of the vibrating body 2 can be adjusted.

また、ベース基板31は、内部空間37の側の面に一段の段差を有し、上側の段差面には、一対のマウント電極35a、35bが内部空間37に露出するように形成されている。このマウント電極35a、35bの上には、それぞれ、導電性粒子を含有するエポキシ系、ポリイミド系、シリコーン系等の導電性接着剤36a、36bが塗布されて(盛られて)おり、さらに、この導電性接着剤36a、36b上に、前述した振動体2が載置されている。これにより、振動体2(基部27)がマウント電極35a、35b(ベース基板31)に確実に固定される。   The base substrate 31 has a step on the surface on the inner space 37 side, and a pair of mount electrodes 35 a and 35 b are formed on the upper step surface so as to be exposed to the inner space 37. On the mount electrodes 35a and 35b, conductive adhesives 36a and 36b, such as epoxy, polyimide, and silicone, containing conductive particles are respectively applied (stacked). The above-described vibrating body 2 is placed on the conductive adhesives 36a and 36b. Thereby, the vibrating body 2 (base portion 27) is securely fixed to the mount electrodes 35a and 35b (base substrate 31).

一方、ベース基板31の下側の段差面には、駆動回路部50が載置されていて、この駆動回路部50と金属ワイヤー(ボンディングワイヤー)55を介して電気的な接続をするための、複数の回路接続端子56が設けられている。また、ベース基板31の下面には、この場合4つの外部端子34a、34b、34c、34dが設けられている。このようにパッケージ3に設けられたマウント電極35a、35b、回路接続端子56、外部端子34a〜34dは、対応する端子同士が、図示しない引き回し配線やスルーホールなどの層内配線により、互いに接続されている。   On the other hand, a drive circuit unit 50 is placed on the lower step surface of the base substrate 31, and the drive circuit unit 50 is electrically connected to the drive circuit unit 50 via a metal wire (bonding wire) 55. A plurality of circuit connection terminals 56 are provided. In this case, four external terminals 34a, 34b, 34c, and 34d are provided on the lower surface of the base substrate 31. Thus, the mount electrodes 35a and 35b, the circuit connection terminal 56, and the external terminals 34a to 34d provided in the package 3 are connected to each other by an intra-layer wiring such as a lead wiring or a through hole (not shown). ing.

このような回路接続端子56、マウント電極35a、35bおよび外部端子34a〜34dは、それぞれ、例えば、タングステンおよびニッケルメッキの下地層に、金メッキを施すことで形成することができる。
なお、マウント電極35a、35bと接続電極41、42とを例えばワイヤーボンディング技術により形成された金属ワイヤー(ボンディングワイヤー)を介して電気的に接続してもよい。この場合、導電性接着剤36a、36bに代えて、導電性を有しない接着剤を介して、振動体2をベース基板31に対して固定することができる。また、パッケージ3内部に電子部品を収納した場合、ベース基板31の下面には、必要に応じて、電子部品の特性検査や、電子部品内の各種情報(例えば、振動デバイスの温度補償情報)の書き換え(調整)を行うための書込端子が形成されていてもよい。
Such circuit connection terminal 56, mount electrodes 35a and 35b, and external terminals 34a to 34d can be formed, for example, by applying gold plating to an underlying layer of tungsten and nickel plating.
The mount electrodes 35a and 35b and the connection electrodes 41 and 42 may be electrically connected through a metal wire (bonding wire) formed by, for example, a wire bonding technique. In this case, the vibrating body 2 can be fixed to the base substrate 31 via an adhesive having no conductivity instead of the conductive adhesives 36a and 36b. Further, when an electronic component is accommodated in the package 3, the lower surface of the base substrate 31 may be used to check the characteristics of the electronic component and various information in the electronic component (for example, temperature compensation information of the vibration device) as necessary. A write terminal for rewriting (adjustment) may be formed.

以上説明したような第1実施形態によれば、励振電極221、222の長手方向(Y軸方向)での途中にそれぞれその厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成されているので、振動腕28上における各励振電極221、222、223、224のY軸方向(振動腕28の延出方向)での長さを長くしつつ、励振電極221と励振電極223、224との間および励振電極222と励振電極223、224との間にそれぞれ生じる電界(振動腕28に印加される電界)のうち不要な振動モードに寄与する電界の密度を小さくして、振動腕28の振動特性を調整することができる。
このようなことから、振動体2は、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動することができる。
According to the first embodiment as described above, a plurality of fine holes penetrating in the thickness direction are formed in the middle of the excitation electrodes 221 and 222 in the longitudinal direction (Y-axis direction). While increasing the length of each excitation electrode 221, 222, 223, 224 on the vibrating arm 28 in the Y-axis direction (extending direction of the vibrating arm 28), between the excitation electrode 221 and the excitation electrodes 223, 224, and Of the electric fields generated between the excitation electrode 222 and the excitation electrodes 223 and 224 (the electric field applied to the vibrating arm 28), the density of the electric field contributing to an unnecessary vibration mode is reduced, and the vibration characteristics of the vibrating arm 28 are reduced. Can be adjusted.
For this reason, the vibrator 2 can be driven efficiently by reducing unnecessary vibration modes.

<第2実施形態>
次に、本発明の振動デバイスの第2実施形態について説明する。
図6は、本発明の第2実施形態に係る振動デバイスに備えられた振動体を示す上面図、図7は、図6に示す振動体の側面図である。
以下、第2実施形態の振動デバイスについて、前述した実施形態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。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the vibration device of the present invention will be described.
FIG. 6 is a top view showing a vibrating body provided in a vibrating device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a side view of the vibrating body shown in FIG.
Hereinafter, the vibration device according to the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

第2実施形態の振動デバイスは、各振動腕の各側面上に設けられた励振電極にも微細な複数の孔を形成した以外は、第1実施形態とほぼ同様である。なお、図6、7では、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態の振動デバイスの振動体2Aは、図6に示すように、振動基板21上に設けられた励振電極群22A、23Aを有している。
The vibrating device according to the second embodiment is substantially the same as the first embodiment except that a plurality of fine holes are also formed in the excitation electrode provided on each side surface of each vibrating arm. 6 and 7, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the above-described embodiment.
The vibrating body 2A of the vibrating device of the present embodiment includes excitation electrode groups 22A and 23A provided on the vibrating substrate 21, as shown in FIG.

励振電極群22Aは、振動腕28上に設けられ、また、励振電極群23Aは、振動腕29上に設けられている。
このような励振電極群22Aは、前述した振動腕28の上面上に設けられた励振電極221と、振動腕28の下面上に設けられた励振電極222と、振動腕28の一方の側面上に設けられた励振電極223Aと、振動腕28の他方の側面上に設けられた励振電極224Aとで構成されている。
The excitation electrode group 22 </ b> A is provided on the vibrating arm 28, and the excitation electrode group 23 </ b> A is provided on the vibrating arm 29.
Such an excitation electrode group 22 </ b> A includes the excitation electrode 221 provided on the upper surface of the vibrating arm 28, the excitation electrode 222 provided on the lower surface of the vibrating arm 28, and one side surface of the vibrating arm 28. The excitation electrode 223 </ b> A provided and the excitation electrode 224 </ b> A provided on the other side surface of the vibrating arm 28 are configured.

また、励振電極群23Aは、前述した振動腕29の上面上に設けられた励振電極231と、振動腕29の下面上に設けられた励振電極232と、振動腕29の一方の側面上に設けられた励振電極233Aと、振動腕29の他方の側面上に設けられた励振電極234Aとで構成されている。
以下、励振電極群23Aについて詳述する。なお、励振電極群22Aについては、励振電極群22と同様であるので、その説明を省略する。
The excitation electrode group 23 </ b> A is provided on one side surface of the vibration arm 29, the excitation electrode 231 provided on the upper surface of the vibration arm 29, the excitation electrode 232 provided on the lower surface of the vibration arm 29. And the excitation electrode 234A provided on the other side surface of the vibrating arm 29.
Hereinafter, the excitation electrode group 23A will be described in detail. The excitation electrode group 22A is the same as the excitation electrode group 22, and a description thereof will be omitted.

図7に示すように、励振電極234Aには、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2341が形成されている。また、図示しないが、励振電極233Aにも、同様に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成されている。
また、図6に示すように、前述した第1実施形態と同様、励振電極231には、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2311が形成されている。また、図示しないが、励振電極232にも、同様に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成されている。
As shown in FIG. 7, the excitation electrode 234A is formed with a plurality of fine holes 2341 penetrating in the thickness direction. Although not shown, the excitation electrode 233A is similarly formed with a plurality of fine holes penetrating in the thickness direction.
As shown in FIG. 6, as in the first embodiment described above, the excitation electrode 231 is formed with a plurality of fine holes 2311 penetrating in the thickness direction. Although not shown, the excitation electrode 232 is also formed with a plurality of fine holes penetrating in the thickness direction.

このような複数の孔を励振電極231、232、233A、234Aにそれぞれ形成することにより、振動腕29の振動特性が調整されている。
本実施形態では、前述したような複数の孔が極性が異なる対となる励振電極(励振電極231と励振電極233A、234A、および、励振電極232と励振電極233A、234A)の双方に形成されているので、対となる励振電極のいずれかの励振電極のみに複数の孔を形成する場合に比し、1つの励振電極当たりの複数の孔の数や面積を減らすことができる。そのため、各励振電極231、232、233A、234Aの断線等の導通不良を防止しつつ、振動腕29の振動特性の調整を行うことができる。なお、このような効果を顕著なものとするためには、一方の励振電極(励振電極231、232)の孔と他方の励振電極(励振電極233A、234A)の孔とがY軸方向においてできるだけ重ならないようにするのが好ましい。
以上説明したような第2実施形態によれば、前述した第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
The vibration characteristics of the vibrating arm 29 are adjusted by forming such a plurality of holes in the excitation electrodes 231, 232, 233 A, and 234 A, respectively.
In the present embodiment, a plurality of holes as described above are formed on both excitation electrodes (excitation electrode 231 and excitation electrodes 233A and 234A, and excitation electrode 232 and excitation electrodes 233A and 234A) having different polarities. Therefore, the number and area of the plurality of holes per one excitation electrode can be reduced as compared with the case where a plurality of holes are formed only in one of the excitation electrodes to be paired. Therefore, the vibration characteristics of the vibrating arm 29 can be adjusted while preventing conduction failures such as disconnection of the excitation electrodes 231, 232, 233A, and 234A. In order to make such an effect remarkable, the hole of one excitation electrode (excitation electrodes 231 and 232) and the hole of the other excitation electrode (excitation electrodes 233A and 234A) should be as small as possible in the Y-axis direction. It is preferable not to overlap.
According to the second embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.

<第3実施形態>
次に、本発明の振動デバイスの第3実施形態について説明する。
図8は、本発明の第3実施形態に係る振動デバイスに備えられた振動体を示す上面図、図9は、図8に示す振動体の側面図である。
以下、第3実施形態の振動デバイスについて、前述した実施形態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。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the vibration device of the invention will be described.
FIG. 8 is a top view showing a vibrating body provided in a vibrating device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a side view of the vibrating body shown in FIG.
Hereinafter, the vibration device according to the third embodiment will be described focusing on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

第3実施形態の振動デバイスは、各振動腕の上面および下面に設けられた励振電極の複数の孔の形成を省略するとともに、各振動腕の各側面上に設けられた励振電極にも微細な複数の孔を形成した以外は、第1実施形態とほぼ同様である。すなわち、第3実施形態の振動デバイスは、各振動腕の上面および下面に設けられた励振電極の複数の孔の形成を省略した以外は、第2実施形態とほぼ同様である。なお、図8、9では、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。   In the vibrating device according to the third embodiment, the formation of the plurality of holes of the excitation electrodes provided on the upper surface and the lower surface of each vibration arm is omitted, and the excitation electrodes provided on each side surface of each vibration arm are fine. Except for forming a plurality of holes, it is substantially the same as the first embodiment. That is, the vibration device of the third embodiment is substantially the same as the second embodiment except that the formation of the plurality of holes of the excitation electrodes provided on the upper surface and the lower surface of each vibration arm is omitted. In FIGS. 8 and 9, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals.

本実施形態の振動デバイスの振動体2Bは、図8に示すように、振動基板21上に設けられた励振電極群22B、23Bを有している。
励振電極群22Bは、振動腕28上に設けられ、また、励振電極群23Bは、振動腕29上に設けられている。
このような励振電極群22Bは、前述した振動腕28の上面上に設けられた励振電極221Bと、振動腕28の下面上に設けられた励振電極222Bと、振動腕28の一方の側面上に設けられた励振電極223Aと、振動腕28の他方の側面上に設けられた励振電極224Aとで構成されている。
As shown in FIG. 8, the vibrating body 2 </ b> B of the vibrating device according to the present embodiment includes excitation electrode groups 22 </ b> B and 23 </ b> B provided on the vibrating substrate 21.
The excitation electrode group 22 </ b> B is provided on the vibrating arm 28, and the excitation electrode group 23 </ b> B is provided on the vibrating arm 29.
Such an excitation electrode group 22B includes the excitation electrode 221B provided on the upper surface of the vibrating arm 28, the excitation electrode 222B provided on the lower surface of the vibrating arm 28, and one side surface of the vibrating arm 28. The excitation electrode 223 </ b> A provided and the excitation electrode 224 </ b> A provided on the other side surface of the vibrating arm 28 are configured.

また、励振電極群23Bは、前述した振動腕29の上面上に設けられた励振電極231Bと、振動腕29の下面上に設けられた励振電極232Bと、振動腕29の一方の側面上に設けられた励振電極233Aと、振動腕29の他方の側面上に設けられた励振電極234Aとで構成されている。
以下、励振電極群23Bについて詳述する。なお、励振電極群22Bについては、励振電極群22Bと同様であるので、その説明を省略する。
The excitation electrode group 23 </ b> B is provided on one side surface of the vibration arm 29, the excitation electrode 231 </ b> B provided on the upper surface of the vibration arm 29, the excitation electrode 232 </ b> B provided on the lower surface of the vibration arm 29. And the excitation electrode 234A provided on the other side surface of the vibrating arm 29.
Hereinafter, the excitation electrode group 23B will be described in detail. Since the excitation electrode group 22B is the same as the excitation electrode group 22B, the description thereof is omitted.

図9に示すように、前述した第2実施形態と同様、励振電極234Aには、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2341が形成されている。また、図示しないが、励振電極233Aにも、同様に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔が形成されている。
また、図8に示すように、励振電極221、222には、前述した複数の孔2341のような複数の孔は形成されていない。すなわち、励振電極221、222は、その輪郭の内側がパターンニングされておらず、密な層として構成されている。
As shown in FIG. 9, a plurality of fine holes 2341 penetrating in the thickness direction are formed in the excitation electrode 234A, as in the second embodiment described above. Although not shown, the excitation electrode 233A is similarly formed with a plurality of fine holes penetrating in the thickness direction.
Further, as shown in FIG. 8, the excitation electrodes 221 and 222 are not formed with a plurality of holes such as the plurality of holes 2341 described above. That is, the excitation electrodes 221 and 222 are configured as dense layers without being patterned on the inside of the contour.

このような複数の孔を励振電極233A、234Aにそれぞれ形成することにより、振動腕29の振動特性が調整されている。
なお、本実施形態では、励振電極233A、234Aの孔存在割合は、前述した第1実施形態の励振電極221、222の孔存在割合と同様にするのが好ましい。
以上説明したような第3実施形態によれば、前述した第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
The vibration characteristics of the vibrating arm 29 are adjusted by forming such a plurality of holes in the excitation electrodes 233A and 234A, respectively.
In the present embodiment, the hole existence ratio of the excitation electrodes 233A and 234A is preferably the same as the hole existence ratio of the excitation electrodes 221 and 222 of the first embodiment described above.
According to the third embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.

<第4実施形態>
次に、本発明の振動デバイスの第4実施形態について説明する。
図10は、本発明の第4実施形態に係る振動デバイスに備えられた振動体を示す下面図、図11は、図10中のA−A線断面図、図12は、図10において振動体に備えられた各第2の電極層の図示を省略した図、図13は、図10において振動体に備えられた各第2の電極層および各圧電体層の図示を省略した図、図14は、図10に示す振動体の動作を説明するための斜視図である。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the vibration device of the invention will be described.
10 is a bottom view showing a vibrating body provided in a vibrating device according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 10, and FIG. 12 is a vibrating body in FIG. FIG. 13 is a diagram omitting illustration of each second electrode layer provided in FIG. 10, FIG. 13 is a diagram omitting illustration of each second electrode layer and each piezoelectric layer provided in the vibrating body in FIG. FIG. 11 is a perspective view for explaining the operation of the vibrating body shown in FIG. 10.

以下、第4実施形態の振動デバイスについて、前述した実施形態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。
第4実施形態の振動デバイスは、振動腕の数が異なるとともに、各振動腕を圧電体素子により振動させる構成において、圧電体素子の第1の電極層および第2の電極層にそれぞれ微細な複数の孔を形成した以外は、第1実施形態とほぼ同様である。
Hereinafter, the vibration device according to the fourth embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.
The vibrating device of the fourth embodiment has a different number of vibrating arms, and in the configuration in which each vibrating arm is vibrated by a piezoelectric element, a plurality of fine electrodes are respectively formed on the first electrode layer and the second electrode layer of the piezoelectric element. Except for the formation of this hole, it is substantially the same as the first embodiment.

本実施形態の振動デバイスの振動体2Cは、図10に示すような3脚音叉型の振動体である。この振動体2Cは、振動基板21Cと、この振動基板21C上に設けられた圧電体素子22C、23C、24Cとを有している。
振動基板21Cは、基部27Cと、3つの振動腕28C、29C、30Cとを有している。
The vibrating body 2C of the vibrating device of the present embodiment is a tripod tuning fork type vibrating body as shown in FIG. The vibrating body 2C includes a vibrating substrate 21C and piezoelectric elements 22C, 23C, and 24C provided on the vibrating substrate 21C.
The vibration substrate 21C includes a base portion 27C and three vibration arms 28C, 29C, and 30C.

振動基板21Cの構成材料としては、所望の振動特性を発揮することができるものであれば、特に限定されず、各種圧電体材料および各種非圧電体材料を用いることができる。 例えば、かかる圧電体材料としては、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。特に、振動基板21Cを構成する圧電体材料としては水晶が好ましい。水晶で振動基板21Cを構成すると、振動基板21Cの振動特性を優れたものとすることができる。また、エッチングにより高い寸法精度で振動基板21Cを形成することができる。   The constituent material of the vibration substrate 21C is not particularly limited as long as desired vibration characteristics can be exhibited, and various piezoelectric materials and various non-piezoelectric materials can be used. Examples of the piezoelectric material include crystal, lithium tantalate, lithium niobate, lithium borate, and barium titanate. In particular, quartz is preferable as the piezoelectric material constituting the vibration substrate 21C. When the vibration substrate 21C is made of quartz, the vibration characteristics of the vibration substrate 21C can be made excellent. In addition, the vibration substrate 21C can be formed with high dimensional accuracy by etching.

また、かかる非圧電体材料としては、例えば、シリコン、石英等が挙げられる。特に、振動基板21Cを構成する非圧電体材料としてはシリコンが好ましい。シリコンで振動基板21Cを構成すると、振動基板21Cの振動特性を優れたものとすることができる。また、エッチングにより高い寸法精度で振動基板21Cを形成することができる。
このような振動基板21Cにおいて、基部27Cは、平面視にて、X軸方向に平行な1対の辺と、Y軸方向に平行な1対の辺とで構成された四角状をなしている。なお、基部27Cの平面視形状は、これに限定されるものではない。
Examples of the non-piezoelectric material include silicon and quartz. In particular, silicon is preferable as the non-piezoelectric material constituting the vibration substrate 21C. When the vibration substrate 21C is made of silicon, the vibration characteristics of the vibration substrate 21C can be made excellent. In addition, the vibration substrate 21C can be formed with high dimensional accuracy by etching.
In such a vibration substrate 21 </ b> C, the base portion 27 </ b> C has a square shape including a pair of sides parallel to the X-axis direction and a pair of sides parallel to the Y-axis direction in plan view. . The shape of the base portion 27C in plan view is not limited to this.

そして、基部27CのX軸方向に平行な1つの辺には、3つの振動腕28C、29C、30Cが接続されている。
振動腕28C、29Cは、基部27CのX軸方向での両端部に接続され、振動腕30Cは、基部27のX軸方向での中央部に接続されている。
3つの振動腕28C、29C、30Cは、基部27CからそれぞれY軸方向に延出するとともに、X軸方向に並んで設けられている。
Then, three vibrating arms 28C, 29C, and 30C are connected to one side parallel to the X-axis direction of the base portion 27C.
The vibrating arms 28C and 29C are connected to both ends of the base portion 27C in the X-axis direction, and the vibrating arms 30C are connected to the central portion of the base portion 27 in the X-axis direction.
The three vibrating arms 28C, 29C, and 30C extend from the base portion 27C in the Y-axis direction and are arranged side by side in the X-axis direction.

この振動腕28C、29C、30Cは、それぞれ、長手形状をなし、その基部27C側の端部(基端部)が固定端となり、基部27Cと反対側の端部(先端部)が自由端となる。
また、振動腕28C、29Cは、互いに同じ幅となるように形成され、振動腕30Cは、振動腕28C、29Cの幅の2倍の幅となるように形成されている。これにより、振動腕28C、29CをZ軸方向に屈曲振動させるとともに、振動腕30Cを振動腕28C、29Cと反対方向に(逆相で)Z軸方向に屈曲振動させたとき、振動漏れを少なくすることができる。
Each of the vibrating arms 28C, 29C, and 30C has a longitudinal shape, and an end portion (base end portion) on the base portion 27C side is a fixed end, and an end portion (tip end portion) opposite to the base portion 27C is a free end. Become.
The vibrating arms 28C and 29C are formed so as to have the same width, and the vibrating arm 30C is formed so as to be twice as wide as the vibrating arms 28C and 29C. As a result, the vibration arms 28C and 29C are bent and vibrated in the Z-axis direction, and vibration leakage is reduced when the vibration arm 30C is bent and vibrated in the Z-axis direction in the opposite direction (in reverse phase) to the vibration arms 28C and 29C. can do.

また、各振動腕28C、29C、30Cは、長手方向での全域に亘って幅が一定となっている。なお、必要に応じて、振動腕28C、29C、30Cの各先端部には、基端部よりも横断面積が大きい質量部(ハンマーヘッド)を設けてもよい。この場合、振動体2Cをより小型なものとしたり、振動腕28C、29C、30Cの屈曲振動の周波数をより低めたりすることができる。   In addition, each of the vibrating arms 28C, 29C, and 30C has a constant width over the entire region in the longitudinal direction. It should be noted that a mass part (hammer head) having a larger cross-sectional area than the base end part may be provided at each distal end part of the vibrating arms 28C, 29C, 30C as necessary. In this case, the vibrating body 2C can be made smaller, and the bending vibration frequency of the vibrating arms 28C, 29C, 30C can be further reduced.

図11に示すように、このような振動腕28C上には、圧電体素子22Cが設けられ、また、振動腕29C上には、圧電体素子23Cが設けられ、さらに、振動腕30C上には、圧電体素子24Cが設けられている。
圧電体素子22Cは、通電により伸縮して振動腕28CをZ軸方向に屈曲振動させる機能を有する。また、圧電体素子23Cは、通電により伸縮して振動腕29CをZ軸方向に屈曲振動させる機能を有する。また、圧電体素子24Cは、通電により伸縮して振動腕30CをZ軸方向に屈曲振動させる機能を有する。
このような圧電体素子22Cは、図11に示すように、振動腕28C上に、第1の電極層221C、圧電体層(圧電薄膜)222C、第2の電極層223Cがこの順で積層されて構成されている。
As shown in FIG. 11, a piezoelectric element 22C is provided on such a vibrating arm 28C, a piezoelectric element 23C is provided on the vibrating arm 29C, and further, on the vibrating arm 30C. A piezoelectric element 24C is provided.
The piezoelectric element 22C has a function of expanding and contracting by energization to bend and vibrate the vibrating arm 28C in the Z-axis direction. In addition, the piezoelectric element 23C has a function of expanding and contracting by energization to bend and vibrate the vibrating arm 29C in the Z-axis direction. In addition, the piezoelectric element 24C has a function of expanding and contracting by energization to bend and vibrate the vibrating arm 30C in the Z-axis direction.
In such a piezoelectric element 22C, as shown in FIG. 11, a first electrode layer 221C, a piezoelectric layer (piezoelectric thin film) 222C, and a second electrode layer 223C are laminated in this order on a vibrating arm 28C. Configured.

図10に示すように、第2の電極層223Cには、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2231Cがスリット状に形成されている。また、図13に示すように、第1の電極層221Cには、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2211Cがスリット状に形成されている。このような複数の孔を第1の電極層221Cおよび第2の電極層223Cにそれぞれ形成することにより、振動腕28Cの振動特性が調整されている。なお、振動腕28Cの振動特性の調整については、後に詳述する。
このような圧電体素子22Cにおいては、第1の電極層221Cと前記第2の電極層223Cとの間に圧電体層222Cが配置されているため、第1の電極層221Cと第2の電極層223Cとの間に電圧を印加すると、圧電体層222CにZ軸方向の電界が生じる。この電界により、圧電体層222Cは、Y軸方向に伸張または収縮し、振動腕28CをZ軸方向に屈曲振動させる。
As shown in FIG. 10, in the second electrode layer 223C, a plurality of fine holes 2231C penetrating in the thickness direction are formed in a slit shape. As shown in FIG. 13, the first electrode layer 221C is formed with a plurality of fine holes 2211C penetrating in the thickness direction in a slit shape. The vibration characteristics of the vibrating arm 28C are adjusted by forming such a plurality of holes in the first electrode layer 221C and the second electrode layer 223C, respectively. The adjustment of the vibration characteristics of the vibrating arm 28C will be described later in detail.
In such a piezoelectric element 22C, since the piezoelectric layer 222C is disposed between the first electrode layer 221C and the second electrode layer 223C, the first electrode layer 221C and the second electrode When a voltage is applied between the layer 223C and the piezoelectric layer 222C, an electric field in the Z-axis direction is generated. Due to this electric field, the piezoelectric layer 222C expands or contracts in the Y-axis direction, causing the vibrating arm 28C to bend and vibrate in the Z-axis direction.

同様に、圧電体素子23Cは、振動腕29C上に、第1の電極層231C、圧電体層(圧電薄膜)232C、第2の電極層233Cがこの順で積層されて構成されている。また、圧電体素子24Cは、振動腕30C上に、第1の電極層241C、圧電体層(圧電薄膜)242C、第2の電極層243Cがこの順で積層されて構成されている。
図10に示すように、第2の電極層233Cには、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2331Cが形成されている。また、図13に示すように、第1の電極層231Cには、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2311Cが形成されている。このような複数の孔を第1の電極層231Cおよび第2の電極層233Cにそれぞれ形成することにより、振動腕29Cの振動特性が調整されている。
Similarly, the piezoelectric element 23C is configured by laminating a first electrode layer 231C, a piezoelectric layer (piezoelectric thin film) 232C, and a second electrode layer 233C in this order on the vibrating arm 29C. The piezoelectric element 24C is configured by laminating a first electrode layer 241C, a piezoelectric layer (piezoelectric thin film) 242C, and a second electrode layer 243C in this order on the vibrating arm 30C.
As shown in FIG. 10, a plurality of fine holes 2331C penetrating in the thickness direction are formed in the second electrode layer 233C. Further, as shown in FIG. 13, the first electrode layer 231C has a plurality of fine holes 2311C penetrating in the thickness direction. By forming such a plurality of holes in the first electrode layer 231C and the second electrode layer 233C, the vibration characteristics of the vibrating arm 29C are adjusted.

また、図10に示すように、第2の電極層243Cには、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2431Cが形成されている。また、図13に示すように、第1の電極層241Cには、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2411Cが形成されている。このような複数の孔を第1の電極層241Cおよび第2の電極層243Cにそれぞれ形成することにより、振動腕30Cの振動特性が調整されている。   Further, as shown in FIG. 10, the second electrode layer 243C has a plurality of fine holes 2431C penetrating in the thickness direction. As shown in FIG. 13, the first electrode layer 241C has a plurality of fine holes 2411C penetrating in the thickness direction. The vibration characteristics of the vibrating arm 30C are adjusted by forming such a plurality of holes in the first electrode layer 241C and the second electrode layer 243C, respectively.

このような圧電体素子23Cにおいては、第1の電極層231Cと第2の電極層233Cとの間に電圧が印加されると、圧電体層232Cは、Y軸方向に伸張または収縮し、振動腕29CをZ軸方向に屈曲振動させる。また、第1の電極層241Cと第2の電極層243Cとの間に電圧が印加されると、圧電体層242Cは、Y軸方向に伸張または収縮し、振動腕30CをZ軸方向に屈曲振動させる。   In such a piezoelectric element 23C, when a voltage is applied between the first electrode layer 231C and the second electrode layer 233C, the piezoelectric layer 232C expands or contracts in the Y-axis direction and vibrates. The arm 29C is bent and vibrated in the Z-axis direction. When a voltage is applied between the first electrode layer 241C and the second electrode layer 243C, the piezoelectric layer 242C expands or contracts in the Y-axis direction, and the vibrating arm 30C is bent in the Z-axis direction. Vibrate.

また、図10、12、13に示すように、前述した第1の電極層221C、231Cおよび第2の電極層243Cは、基部27Cの下面に設けられた接続電極41Cに電気的に接続されている。また、第1の電極層241Cおよび第2の電極層223C、233Cは、基部27Cの下面に設けられた接続電極42Cに電気的に接続されている。ここで、第1の電極層241Cは、図12に示す導体部(導体ポスト)251を介して、接続電極41Cに電気的に接続されている。また、第1の電極層221C、231Cは、図12に示す導体部(導体ポスト)252を介して接続電極42Cに電気的に接続されている。   Also, as shown in FIGS. 10, 12, and 13, the first electrode layers 221C, 231C and the second electrode layer 243C described above are electrically connected to the connection electrode 41C provided on the lower surface of the base portion 27C. Yes. The first electrode layer 241C and the second electrode layers 223C and 233C are electrically connected to a connection electrode 42C provided on the lower surface of the base portion 27C. Here, the first electrode layer 241C is electrically connected to the connection electrode 41C via the conductor portion (conductor post) 251 shown in FIG. Further, the first electrode layers 221C and 231C are electrically connected to the connection electrode 42C through the conductor portion (conductor post) 252 shown in FIG.

このような第1の電極層221C、231C、241C、第2の電極層223C、233C、243C、接続電極41C、42Cおよび導体部251、252は、それぞれ、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、クロム、クロム合金、金、金クロム積層膜等の導電性に優れた金属材料により形成することができる。
また、これらの電極等の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成膜法、CVD等の化学蒸着法、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられる。また、これらの電極等の形成に際しては、フォトリソグラフィ法を用いるのが好ましい。
Such first electrode layers 221C, 231C, 241C, second electrode layers 223C, 233C, 243C, connection electrodes 41C, 42C and conductor portions 251, 252 are respectively aluminum, aluminum alloy, silver, silver alloy, It can be formed of a metal material having excellent conductivity, such as chromium, a chromium alloy, gold, or a gold-chrome laminated film.
Examples of methods for forming these electrodes include physical film formation methods such as sputtering and vacuum deposition, chemical vapor deposition methods such as CVD, and various coating methods such as an ink jet method. In forming these electrodes and the like, it is preferable to use a photolithography method.

圧電体層222C、232C、242Cの構成材料(圧電体材料)としては、それぞれ、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。
また、これらの圧電体層の形成方法としては、スパッタリング法、真空蒸着法等の物理成膜法、CVD等の化学蒸着法、インクジェット法等の各種塗布法等が挙げられる。
Examples of the constituent material (piezoelectric material) of the piezoelectric layers 222C, 232C, and 242C include crystal, lithium tantalate, lithium niobate, lithium borate, and barium titanate, respectively.
Examples of the method for forming these piezoelectric layers include physical film formation methods such as sputtering and vacuum vapor deposition, chemical vapor deposition methods such as CVD, and various coating methods such as an ink jet method.

このような構成の振動体2Cにおいては、接続電極41Cと接続電極42Cとの間に電圧が印加されると、第1の電極層221C、231Cおよび第2の電極層243Cと、第1の電極層241Cおよび第2の電極層223C、233Cとが逆極性となるようにして、前述した圧電体層222C、232C、242CにそれぞれZ軸方向の電圧が印加される。これにより、圧電体材料の逆圧電効果により、ある一定の周波数(共鳴周波数)で各振動腕28C、29C、30Cを屈曲振動させることができる。   In the vibrating body 2C having such a configuration, when a voltage is applied between the connection electrode 41C and the connection electrode 42C, the first electrode layers 221C and 231C, the second electrode layer 243C, and the first electrode A voltage in the Z-axis direction is applied to each of the piezoelectric layers 222C, 232C, and 242C described above so that the layer 241C and the second electrode layers 223C and 233C have opposite polarities. Accordingly, the vibrating arms 28C, 29C, and 30C can be flexibly vibrated at a certain frequency (resonance frequency) by the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric material.

このとき、図14に示すように、振動腕28C、29Cは、互いに同方向に屈曲振動し、振動腕30Cは、振動腕28C、29Cとは反対方向に屈曲振動する。これにより、振動漏れを防止しつつ、3つの振動腕28C、29C、30CをZ軸方向に屈曲振動させることができる。
また、各振動腕28C、29C、30Cが屈曲振動すると、接続電極41C、42C間には、圧電体材料の圧電効果により、ある一定の周波数で電圧が発生する。これらの性質を利用して、振動体2Cは、共鳴周波数で振動する電気信号を発生させることができる。
At this time, as shown in FIG. 14, the vibrating arms 28C and 29C bend and vibrate in the same direction, and the vibrating arm 30C bends and vibrates in the direction opposite to the vibrating arms 28C and 29C. Accordingly, the three vibrating arms 28C, 29C, and 30C can be flexibly vibrated in the Z-axis direction while preventing vibration leakage.
Further, when the vibrating arms 28C, 29C, 30C are flexibly vibrated, a voltage is generated between the connection electrodes 41C, 42C at a certain frequency due to the piezoelectric effect of the piezoelectric material. Using these properties, the vibrator 2C can generate an electrical signal that vibrates at a resonance frequency.

なお、本実施形態では、圧電体層222C、232C、242Cの圧電体材料の分極方向または結晶軸の方向が互いに同方向である場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、圧電体層242Cの分極方向または結晶軸の方向を圧電体層222C、232Cと逆方向とし、第1の電極層221C、231C、241C同士(第2の電極層223C、233C、243C同士)が同極性となるように電圧を印加してもよい。   In the present embodiment, the piezoelectric material of the piezoelectric layers 222C, 232C, and 242C has been described as an example in which the polarization direction or the crystal axis direction is the same direction. However, the present invention is not limited to this. The polarization direction or crystal axis direction of the body layer 242C is opposite to that of the piezoelectric layers 222C and 232C, and the first electrode layers 221C, 231C, and 241C (second electrode layers 223C, 233C, and 243C) have the same polarity A voltage may be applied so that

ここで、振動腕28Cの振動特性の調整について詳述する。なお、振動腕29C、30Cの振動特性の調整については、振動腕28Cの振動特性の調整と同様であるので、その説明を省略する。
前述したように、圧電体素子22Cでは、第1の電極層221Cにその厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2211Cが形成されているとともに、第2の電極層223Cにその厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2231Cが形成されている。
Here, the adjustment of the vibration characteristics of the vibrating arm 28C will be described in detail. The adjustment of the vibration characteristics of the vibration arms 29C and 30C is the same as the adjustment of the vibration characteristics of the vibration arm 28C, and thus the description thereof is omitted.
As described above, in the piezoelectric element 22C, the first electrode layer 221C has a plurality of fine holes 2211C penetrating in the thickness direction, and the second electrode layer 223C in the thickness direction. A plurality of fine holes 2231C penetrating therethrough are formed.

特に、第1の電極層221Cには、部分的に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2211Cが形成されている。また、第2の電極層223Cには、部分的に、その厚さ方向に貫通する微細な複数の孔2231Cが形成されている。
これにより、振動腕28C上における圧電体素子22CのY軸方向での長さL2を長くしても、第1の電極層221Cと第2の電極層223Cとの間に生じる電界(圧電体層222Cに印加される電界)のうち不要な振動モードに寄与する電界の密度を小さくして、振動腕28Cの振動特性を調整することができる。
In particular, the first electrode layer 221C is partially formed with a plurality of fine holes 2211C penetrating in the thickness direction. The second electrode layer 223C is partially formed with a plurality of fine holes 2231C penetrating in the thickness direction.
As a result, even if the length L2 of the piezoelectric element 22C in the Y-axis direction on the vibrating arm 28C is increased, the electric field (piezoelectric layer) generated between the first electrode layer 221C and the second electrode layer 223C. The vibration characteristic of the vibrating arm 28C can be adjusted by reducing the density of the electric field contributing to the unnecessary vibration mode among the electric field applied to 222C.

このようなことから、振動体2Cは、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動することができる。
そこで、複数の孔2211C、2231Cは、それぞれ、振動腕28Cの延出方向における第1の電極層221Cまたは第2の電極層223Cの途中に偏在している(部分的に形成されている)。
For this reason, the vibrating body 2C can reduce unnecessary vibration modes and can be driven efficiently.
Therefore, the plurality of holes 2211C and 2231C are unevenly distributed (partially formed) in the middle of the first electrode layer 221C or the second electrode layer 223C in the extending direction of the vibrating arm 28C.

これにより、前述した実施形態の振動腕28と同様、高調波(高次振動モード)のCI値と、基本波のCI値との比率を変化させて、振動腕28Cの振動特性を調整することができる。
また、複数の孔2211C、2231Cは、それぞれ、第1の電極層221Cまたは第2の電極層223Cの、振動腕28Cの延出方向(Y軸方向)での中央部に対応する部分に偏在している(部分的に形成されている)。
Thereby, like the vibrating arm 28 of the above-described embodiment, the vibration characteristic of the vibrating arm 28 </ b> C is adjusted by changing the ratio between the CI value of the harmonic (higher order vibration mode) and the CI value of the fundamental wave. Can do.
Further, the plurality of holes 2211C and 2231C are unevenly distributed in portions corresponding to the central portion of the first electrode layer 221C or the second electrode layer 223C in the extending direction (Y-axis direction) of the vibrating arm 28C. (Partially formed)

これにより、圧電体素子22CのY軸方向での長さL2を長くしても、振動腕28Cの高次振動モードの励振を大幅に抑えて、振動体2Cの高次振動モードのCI値を高めることができる。すなわち、前述した実施形態の振動腕28と同様、基本波のCI値を低減するとともに、高調波のCI値を高めて、CI値比(高調波CI値/基本波CI値)を高めることができる。   Accordingly, even if the length L2 of the piezoelectric element 22C in the Y-axis direction is increased, the excitation of the higher-order vibration mode of the vibrating arm 28C is significantly suppressed, and the CI value of the higher-order vibration mode of the vibrating body 2C is reduced. Can be increased. That is, similar to the vibrating arm 28 of the above-described embodiment, the CI value of the fundamental wave is reduced and the CI value of the harmonic is increased to increase the CI value ratio (harmonic CI value / fundamental CI value). it can.

また、振動腕28Cの延出方向(Y軸方向)における長さをL1とし、振動腕28C上における圧電体素子22Cの同方向での長さをL2としたときに、0.5<L2/L1<1の関係を満たす。これにより、前述した実施形態の振動腕28と同様、基本波のCI値を低減して、振動腕28Cの励振を効率的なものとすることができる。また、前述した実施形態の振動腕28と同様、このような観点からは、特に、長さL1およびL2は、0.6<L2/L1<0.9の関係を満たすのが好ましく、0.7<L2/L1<0.8の関係を満たすのがより好ましい。   Further, when the length of the vibrating arm 28C in the extending direction (Y-axis direction) is L1, and the length of the piezoelectric element 22C in the same direction on the vibrating arm 28C is L2, 0.5 <L2 / The relationship of L1 <1 is satisfied. Thereby, like the vibrating arm 28 of the above-described embodiment, the CI value of the fundamental wave can be reduced and the excitation of the vibrating arm 28C can be made efficient. Further, similarly to the vibrating arm 28 of the above-described embodiment, from this viewpoint, it is particularly preferable that the lengths L1 and L2 satisfy the relationship of 0.6 <L2 / L1 <0.9. It is more preferable to satisfy the relationship of 7 <L2 / L1 <0.8.

また、第1の電極層221Cの単位面積当たりに孔2211Cが占める面積の割合(孔存在割合)、および、第2の電極層223Cの単位面積当たりに孔2231Cが占める面積の割合(孔存在割合)は、それぞれ、振動腕28Cの延出方向(Y軸方向)での中央部から先端側および基端側に向けてそれぞれ漸次減少している。これにより、前述した実施形態の振動腕28と同様、振動腕28Cの励振を円滑かつ効率的なものとしつつ、高調波のCI値を高めて、CI値比(高調波CI値/基本波CI値)を高めることができる。   In addition, the ratio of the area occupied by the holes 2211C per unit area of the first electrode layer 221C (hole existence ratio) and the ratio of the area occupied by the holes 2231C per unit area of the second electrode layer 223C (hole existence ratio). ) Are gradually decreased from the central portion in the extending direction (Y-axis direction) of the vibrating arm 28C toward the distal end side and the proximal end side, respectively. As a result, similarly to the vibrating arm 28 of the above-described embodiment, the excitation value of the vibrating arm 28C is made smooth and efficient, while the harmonic CI value is increased, and the CI value ratio (harmonic CI value / fundamental wave CI) is increased. Value).

また、本実施形態では、前述したような複数の孔が第1の電極層221Cおよび第2の電極層223Cの双方に形成されているので、第1の電極層221Cまたは第2の電極層223Cのいずれかの電極層のみに複数の孔を形成する場合に比し、1つの電極層当たりの複数の孔の数や面積を減らすことができる。そのため、第1の電極層221Cおよび第2の電極層223Cの機械的強度の低下を防止しつつ、振動腕28Cの振動特性の調整を行うことができる。なお、このような効果を顕著なものとするためには、平面視にて孔2211Cと孔2231Cとができるだけ重ならないようにするのが好ましい。   In the present embodiment, since the plurality of holes as described above are formed in both the first electrode layer 221C and the second electrode layer 223C, the first electrode layer 221C or the second electrode layer 223C is formed. Compared with the case where a plurality of holes are formed only in any one of the electrode layers, the number and area of the plurality of holes per electrode layer can be reduced. Therefore, the vibration characteristics of the vibrating arm 28C can be adjusted while preventing the mechanical strength of the first electrode layer 221C and the second electrode layer 223C from decreasing. In order to make such an effect remarkable, it is preferable that the hole 2211C and the hole 2231C are not overlapped as much as possible in a plan view.

また、第1の電極層221Cおよび第2の電極層223Cはそれぞれ比較的薄いので、複数の孔2211C、2231Cの形成が比較的簡単かつ高精度に行える。また、第1の電極層221Cに複数の孔2211Cを設けても、第1の電極層221Cに孔2211Cの有無により生じる段差は極めて小さく、圧電体層222Cの形成に悪影響を及ぼすこともない。また、第2の電極層223Cは第1の電極層221Cおよび圧電体層222Cよりも後に形成されるので、第2の電極層223Cに複数の孔2231Cを設けても、第1の電極層221Cおよび圧電体層222Cの形成に悪影響を及ぼすこともない。   In addition, since the first electrode layer 221C and the second electrode layer 223C are relatively thin, the plurality of holes 2211C and 2231C can be formed relatively easily and with high accuracy. Even if a plurality of holes 2211C are provided in the first electrode layer 221C, the level difference caused by the presence or absence of the holes 2211C in the first electrode layer 221C is extremely small and does not adversely affect the formation of the piezoelectric layer 222C. In addition, since the second electrode layer 223C is formed after the first electrode layer 221C and the piezoelectric layer 222C, the first electrode layer 221C can be formed even if a plurality of holes 2231C are provided in the second electrode layer 223C. Further, the formation of the piezoelectric layer 222C is not adversely affected.

また、本実施形態では、圧電体層222Cには、複数の孔2211C、2231Cのような複数の孔は形成されていない。すなわち、圧電体層222Cは、その輪郭の内側がパターンニングされておらず、密な層として構成されている。これにより、圧電体層222Cの表面を平坦にすることができ、その結果、第2の電極層223Cを均一に形成することができる。また、第1の電極層221Cと第2の電極層223Cとの間に距離を均一化することができる。   In the present embodiment, a plurality of holes such as the plurality of holes 2211C and 2231C are not formed in the piezoelectric layer 222C. That is, the piezoelectric layer 222C is configured as a dense layer without being patterned on the inside of the contour. Thereby, the surface of the piezoelectric layer 222C can be flattened, and as a result, the second electrode layer 223C can be formed uniformly. Further, the distance can be made uniform between the first electrode layer 221C and the second electrode layer 223C.

なお、複数の孔2211C、2231Cのような複数の孔を圧電体層222Cに形成しても、振動腕28Cの振動特性の調整を行うことは可能である。
また、各孔2211C、2231Cは、平面視にてスリット状をなしている。このような平面視形状をなす孔2211C、2231Cは、簡単に高精度な寸法および位置で形成することができ、また、圧電体素子22Cに与える悪影響も少なくすることができる。特に、各孔2211C、2231Cの幅、間隔(ピッチ)、長さ等を変更することにより、振動腕28Cの振動特性を調整することができる。そのため、振動腕28Cを所望の振動特性に比較的簡単に調整することができる。
Note that even if a plurality of holes such as the plurality of holes 2211C and 2231C are formed in the piezoelectric layer 222C, the vibration characteristics of the vibrating arm 28C can be adjusted.
Moreover, each hole 2211C and 2231C has comprised the slit shape by planar view. The holes 2211C and 2231C having such a planar view shape can be easily formed with highly accurate dimensions and positions, and adverse effects on the piezoelectric element 22C can be reduced. In particular, the vibration characteristics of the vibrating arm 28C can be adjusted by changing the width, interval (pitch), length, and the like of the holes 2211C and 2231C. Therefore, the vibrating arm 28C can be adjusted relatively easily to a desired vibration characteristic.

また、スリット状の各孔2211C、2231Cは、振動腕28Cの延在方向(Y軸方向)に直交する幅方向(X軸方向)に延在している。そのため、複数の孔2211C、2231Cの形成が振動腕28Cの振動特性に悪影響を及ぼすのを防止することができる。これにより、振動腕28Cを所望の振動特性に比較的簡単に調整することができる。なお、スリット状の各孔2211C、2231Cは、Y軸方向に延在するように形成してもよい。   The slit-shaped holes 2211C and 2231C extend in the width direction (X-axis direction) orthogonal to the extending direction (Y-axis direction) of the vibrating arm 28C. Therefore, the formation of the plurality of holes 2211C and 2231C can be prevented from adversely affecting the vibration characteristics of the vibrating arm 28C. Thereby, the vibrating arm 28C can be adjusted relatively easily to a desired vibration characteristic. The slit-shaped holes 2211C and 2231C may be formed so as to extend in the Y-axis direction.

また、本実施形態では、複数の孔2211C、2231Cは、互いに同じ長さおよび幅となるように形成されている。そのため、孔2211C同士の間隔および孔2231C同士の間隔をそれぞれY軸方向での位置に応じて変化させることにより、前述したような孔存在割合を実現している。
なお、複数の孔2211C、2231Cを互いに異なる長さおよび幅となるように形成してもよい。この場合、孔2211C同士の間隔および孔2231C同士の間隔を一定としても、各孔2211C、2231Cの長さおよび幅をY軸方向での位置に応じて変化させることにより、前述したような孔存在割合を実現することができる。
In the present embodiment, the plurality of holes 2211C and 2231C are formed to have the same length and width. Therefore, the hole existence ratio as described above is realized by changing the interval between the holes 2211C and the interval between the holes 2231C in accordance with the position in the Y-axis direction.
Note that the plurality of holes 2211C and 2231C may be formed to have different lengths and widths. In this case, even if the distance between the holes 2211C and the distance between the holes 2231C are constant, the length and width of the holes 2211C and 2231C are changed in accordance with the position in the Y-axis direction, so A proportion can be realized.

また、スリット状の孔2211C、2231Cの幅は、それぞれ、0.01〜100μmであるのが好ましく、0.1〜10μmであるのがより好ましい。これにより、複数の孔2211C、2231Cの形成を比較的な容易なものとしつつ、振動腕28Cを所望の振動特性に調整することができる。
以上説明したような第4実施形態によれば、前述した第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
The widths of the slit-shaped holes 2211C and 2231C are each preferably 0.01 to 100 μm, and more preferably 0.1 to 10 μm. This makes it possible to adjust the vibrating arm 28C to a desired vibration characteristic while making the formation of the plurality of holes 2211C and 2231C comparatively easy.
According to the fourth embodiment as described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained.

〔電子機器〕
以上説明した各実施形態の振動体2,2A,2B,2Cのいずれかを有する振動デバイス1は、各種の電子機器に適用することができ、これらの電子機器は、信頼性の高いものとなる。図15、および図16は、本発明の電子機器の一例としての携帯電話機を示す。図15は、携帯電話機の外観の概略を示す斜視図であり、図16は、携帯電話機の回路構成を説明する回路ブロック図である。この携帯電話機400は、振動体2を有する振動デバイス1(図1)を用いた例で説明し、振動体2の構成、作用については、同一符号を用いるなどして、その説明を省略する。
図15に示すように携帯電話機400は、表示部であるLCD(Liquid Crystal Display)401、数字等の入力部であるキー402、マイクロフォン403、スピーカー411などが設けられている。そして、図16に示すように、携帯電話機400で送信する場合は、使用者が、自己の声をマイクロフォン403に入力すると、信号はパルス幅変調・符号化ブロック404と、変調器/復調器ブロック405とを経て、さらにトランスミッター406、アンテナスイッチ407を介して、アンテナ408から送信されることになる。
〔Electronics〕
The vibration device 1 having any one of the vibrators 2, 2 </ b> A, 2 </ b> B, and 2 </ b> C according to each embodiment described above can be applied to various electronic devices, and these electronic devices have high reliability. . 15 and 16 show a mobile phone as an example of the electronic apparatus of the present invention. FIG. 15 is a perspective view showing an outline of the appearance of the mobile phone, and FIG. 16 is a circuit block diagram for explaining the circuit configuration of the mobile phone. This mobile phone 400 will be described using an example using the vibrating device 1 (FIG. 1) having the vibrating body 2, and the configuration and operation of the vibrating body 2 will be omitted by using the same reference numerals.
As shown in FIG. 15, a mobile phone 400 is provided with an LCD (Liquid Crystal Display) 401 as a display unit, a key 402 as an input unit for numbers, a microphone 403, a speaker 411, and the like. As shown in FIG. 16, when transmitting by mobile phone 400, when the user inputs his / her voice to microphone 403, the signal is pulse width modulation / coding block 404 and modulator / demodulator block. 405, and further transmitted from the antenna 408 via the transmitter 406 and the antenna switch 407.

一方、他人の電話機から送信された信号は、アンテナ408で受信され、アンテナスイッチ407、受信フィルター409を経て、レシーバー410から変調器/復調器ブロック405に入力される。そして、変調又は復調された信号がパルス幅変調・符号化ブロック404を経て、スピーカー411に声として出力されるようになっている。そして、アンテナスイッチ407や変調器/復調器ブロック405等を制御するために、コントローラー412が設けられている。
このコントローラー412は、上述の他に表示部であるLCD401や数字等の入力部であるキー402、更にはRAM413やROM414等も制御するため、高精度であることが求められる。また、携帯電話機400の小型化の要請もあり、このような要請に合致するものとして、上述の振動体2が用いられている。なお、携帯電話機400は、他の構成ブロックとして、温度補償水晶発振器415、レシーバー用シンセサイザー416、トランスミッター用シンセサイザー417などを有しているが、ここでは説明を省略する。
On the other hand, a signal transmitted from another person's telephone is received by the antenna 408, and is input to the modulator / demodulator block 405 from the receiver 410 through the antenna switch 407 and the reception filter 409. The modulated or demodulated signal passes through the pulse width modulation / coding block 404 and is output to the speaker 411 as a voice. A controller 412 is provided to control the antenna switch 407, the modulator / demodulator block 405, and the like.
In addition to the above, the controller 412 controls the LCD 401, which is a display unit, the key 402, which is an input unit for numbers, and further the RAM 413, the ROM 414, and the like. In addition, there is a demand for downsizing the mobile phone 400, and the vibrator 2 described above is used to meet such a demand. Note that the mobile phone 400 includes a temperature-compensated crystal oscillator 415, a receiver synthesizer 416, a transmitter synthesizer 417, and the like as other constituent blocks, but the description thereof is omitted here.

また、本発明の振動デバイス1を備える電子機器としては、図17に示す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)500も挙げられる。パーソナルコンピューター500は、表示部501、入力キー部502などを備えており、その電気的制御の基準クロックとして上述の振動デバイス1が用いられている。   Moreover, as an electronic apparatus provided with the vibration device 1 of this invention, the personal computer (mobile personal computer) 500 shown in FIG. 17 is also mentioned. The personal computer 500 includes a display unit 501, an input key unit 502, and the like, and the above-described vibration device 1 is used as a reference clock for electrical control.

このような携帯電話機400やパーソナルコンピューター500に用いられている振動デバイス1において、振動体2が用いられている場合、振動腕28,29上における励振電極群22,23の第1の方向(振動腕の延出方向)での長さを長くしつつ、1対の励振電極間に生じる電界(振動腕に印加される電界)のうち不要な振動モードに寄与する電界の密度を小さくして、振動腕28,29の振動特性を向上させることができる。これにより、振動デバイス1は、不要な振動モードを低減し、効率的に駆動することができ、振動デバイス1を備えた携帯電話機400およびパーソナルコンピューター500は、高い信頼性を図ることができる。なお、振動デバイス1において、振動体2A,2B,2Cが用いられている場合も、携帯電話機400およびパーソナルコンピューター500は、同様な効果を図ることができる。   When the vibrating body 2 is used in the vibrating device 1 used in the mobile phone 400 or the personal computer 500, the first direction (vibration) of the excitation electrode groups 22 and 23 on the vibrating arms 28 and 29 is used. While increasing the length in the arm extending direction), the density of the electric field that contributes to unnecessary vibration modes out of the electric field generated between the pair of excitation electrodes (the electric field applied to the vibrating arm) is reduced, The vibration characteristics of the vibrating arms 28 and 29 can be improved. Thereby, the vibration device 1 can reduce unnecessary vibration modes and can be driven efficiently, and the mobile phone 400 and the personal computer 500 including the vibration device 1 can achieve high reliability. Note that the cellular phone 400 and the personal computer 500 can achieve the same effects even when the vibrating bodies 2A, 2B, and 2C are used in the vibrating device 1.

以上説明したような各実施形態の振動デバイス1は、携帯電話機400およびパーソナルコンピューター500以外の各種の電子機器にも適用することができ、得られる電子機器は、信頼性の高いものとなる。
それら電子機器としては、例えば、パーソナルコンピュータ(モバイル型パーソナルコンピュータ)、携帯電話機、ディジタルスチルカメラ、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)、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、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、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、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)、フライトシミュレータ等が挙げられる。
The vibrating device 1 of each embodiment as described above can be applied to various electronic devices other than the mobile phone 400 and the personal computer 500, and the obtained electronic device has high reliability.
These electronic devices include, for example, personal computers (mobile personal computers), mobile phones, digital still cameras, ink jet ejection devices (for example, ink jet printers), laptop personal computers, televisions, video cameras, video tape recorders, cars Navigation devices, pagers, electronic notebooks (including communication functions), electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, word processors, workstations, video phones, crime prevention TV monitors, electronic binoculars, POS terminals, medical devices (for example, electronic thermometers, Blood pressure monitor, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasonic diagnostic device, electronic endoscope), fish detector, various measuring instruments, instruments (eg, vehicle, aircraft, ship instruments), flight simulator, etc. .

以上、本発明の振動デバイス1および電子機器を、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、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。   As described above, the vibration device 1 and the electronic apparatus according to the present invention have been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit may be any configuration having the same function. Can be substituted. In addition, any other component may be added to the present invention. Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.

例えば、前述した実施形態では、振動体2,2A,2B,2Cが2つまたは3つの振動腕を有する場合を例に説明したが、振動腕の数は、1つまたは4つ以上であってもよい。
また、前述した第4実施形態では、圧電体素子22C、23C、24Cの第1の電極層221C、231C、241Cおよび第2の電極層223C、233C、243Cの双方に微細な複数の孔を形成した場合を例に説明したが、第1の電極層221C、231C、241Cまたは第2の電極層223C、233C、243Cのいずれかの電極層のみに微細な複数の孔を形成しても、振動腕28C、29C、30Cの振動特性を調整することができる。
また、本発明の振動デバイス1は、水晶発振器(SPXO)、電圧制御水晶発振器(VCXO)、温度補償水晶発振器(TCXO)、恒温槽付水晶発振器(OCXO)等の圧電発振器の他、ジャイロセンサー等に適用される。
For example, in the above-described embodiment, the case where the vibrating bodies 2, 2 </ b> A, 2 </ b> B, and 2 </ b> C have two or three vibrating arms has been described as an example, but the number of vibrating arms is one or four or more. Also good.
In the fourth embodiment described above, a plurality of fine holes are formed in both the first electrode layers 221C, 231C, 241C and the second electrode layers 223C, 233C, 243C of the piezoelectric elements 22C, 23C, 24C. However, even if a plurality of fine holes are formed only in any one of the first electrode layers 221C, 231C, and 241C or the second electrode layers 223C, 233C, and 243C, vibration is generated. The vibration characteristics of the arms 28C, 29C, and 30C can be adjusted.
In addition, the vibration device 1 of the present invention includes a piezoelectric oscillator such as a crystal oscillator (SPXO), a voltage controlled crystal oscillator (VCXO), a temperature compensated crystal oscillator (TCXO), a crystal oscillator with a thermostat (OCXO), a gyro sensor, and the like. Applies to

1‥‥振動デバイス 2‥‥振動体 2A‥‥振動体 2B‥‥振動体 2C‥‥振動体 3‥‥パッケージ 21‥‥振動基板 21C‥‥振動基板 22‥‥励振電極群 22A‥‥励振電極群 22B‥‥励振電極群 22C‥‥圧電体素子 23‥‥励振電極群 23A‥‥励振電極群 23B‥‥励振電極群 23C‥‥圧電体素子 24C‥‥圧電体素子 27‥‥基部 27C‥‥基部 28‥‥振動腕 28C‥‥振動腕 29‥‥振動腕 29C‥‥振動腕 30C‥‥振動腕 31‥‥ベース基板 32‥‥枠部材 33‥‥蓋部材 34a‥‥外部端子 34b‥‥外部端子 34c‥‥外部端子 34d‥‥外部端子 35a‥‥マウント電極 35b‥‥マウント電極 36a‥‥導電性接着剤 36b‥‥導電性接着剤 37‥‥内部空間 41‥‥接続電極 41C‥‥接続電極 42‥‥接続電極 42C‥‥接続電極 50‥‥駆動回路部 221‥‥励振電極 221B‥‥励振電極 221C‥‥第1の電極層 222‥‥励振電極 222B‥‥励振電極 222C‥‥圧電体層 223‥‥励振電極 223A‥‥励振電極 223C‥‥第2の電極層 224‥‥励振電極 224A‥‥励振電極 231‥‥励振電極 231B‥‥励振電極 231C‥‥第1の電極層 232‥‥励振電極 232B‥‥励振電極 232C‥‥圧電体層 233‥‥励振電極 233A‥‥励振電極 233C‥‥第2の電極層 234‥‥励振電極 234A‥‥励振電極 241C‥‥第1の電極層 242C‥‥圧電体層 243C‥‥第2の電極層 251‥‥導体部 252‥‥導体部 2211‥‥孔 2211C‥‥孔 2231C‥‥孔 2311‥‥孔 2311C‥‥孔 2331C‥‥孔 2341‥‥孔 2411C‥‥孔 2431C‥‥孔。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vibration device 2 ... Vibration body 2A ... Vibration body 2B ... Vibration body 2C ... Vibration body 3 ... Package 21 ... Vibration board 21C ... Vibration board 22 ... Excitation electrode group 22A ... Excitation electrode Group 22B ... Excitation electrode group 22C ... Piezoelectric element 23 ... Excitation electrode group 23A ... Excitation electrode group 23B ... Excitation electrode group 23C ... Piezoelectric element 24C ... Piezoelectric element 27 ... Base 27C ... Base 28 ... Vibration arm 28C ... Vibration arm 29 ... Vibration arm 29C ... Vibration arm 30C ... Vibration arm 31 ... Base substrate 32 ... Frame member 33 ... Lid member 34a ... External terminal 34b ... External Terminal 34c External terminal 34d External terminal 35a Mount electrode 35b Mount electrode 36a Conductive adhesive 36b Conductive adhesive 37 Internal empty 41 ... Connection electrode 41C ... Connection electrode 42 ... Connection electrode 42C ... Connection electrode 50 ... Drive circuit section 221 ... Excitation electrode 221B ... Excitation electrode 221C ... First electrode layer 222 ... Excitation electrode 222B ... Excitation electrode 222C ... Piezoelectric layer 223 ... Excitation electrode 223A ... Excitation electrode 223C ... Second electrode layer 224 ... Excitation electrode 224A ... Excitation electrode 231 ... Excitation electrode 231B ... Excitation electrode 231C First electrode layer 232 Excitation electrode 232B Excitation electrode 232C Piezoelectric layer 233 Excitation electrode 233A Excitation electrode 233C Second electrode layer 234 Excitation electrode 234A Excitation Electrode 241C... First electrode layer 242C... Piezoelectric layer 243C... Second electrode layer 251. Body 2211 ... Hole 2211C ... Hole 2231C ... Hole 2311 ... Hole 2311C ... Hole 2331C ... Hole 2341 ... Hole 2411C ... Hole 2431C ... Hole.

Claims (14)

振動体と、前記振動体を駆動する駆動回路部と、を有し、
前記振動体は、
基部と、
前記基部から第1の方向に延出するとともに、該第1の方向に直交する第2の方向に並んで設けられた複数の振動腕と、
前記各振動腕上に設けられ、通電により前記振動腕を励振させる1対の励振電極とを有し、
前記1対の励振電極のうちの少なくとも一方の励振電極には、部分的に、その厚さ方向に貫通する複数の孔が形成されていることを特徴とする振動デバイス。
A vibration body, and a drive circuit unit that drives the vibration body,
The vibrator is
The base,
A plurality of resonating arms extending in the first direction from the base and arranged side by side in a second direction orthogonal to the first direction;
A pair of excitation electrodes provided on each of the vibrating arms and configured to excite the vibrating arms by energization;
A vibrating device, wherein a plurality of holes penetrating in the thickness direction are partially formed in at least one of the pair of excitation electrodes.
前記複数の孔は、前記少なくとも一方の励振電極において前記第1の方向に偏在して形成されている請求項1に記載の振動デバイス。   2. The vibrating device according to claim 1, wherein the plurality of holes are formed to be unevenly distributed in the first direction in the at least one excitation electrode. 前記複数の孔は、前記励振電極の、前記振動腕の前記第1の方向での中央部に偏在している請求項2に記載の振動デバイス。   The vibrating device according to claim 2, wherein the plurality of holes are unevenly distributed in a central portion of the excitation electrode in the first direction of the vibrating arm. 前記励振電極の単位面積当たりに前記孔が占める面積の割合は、前記振動腕の前記第1の方向での前記中央部から先端側に向けて漸次減少している請求項3に記載の振動デバイス。   4. The vibrating device according to claim 3, wherein a ratio of an area occupied by the hole per unit area of the excitation electrode gradually decreases from the central portion in the first direction toward the tip side of the vibrating arm. . 前記励振電極の単位面積当たりに前記孔が占める面積の割合は、前記振動腕の前記第1の方向での中央部から基端側に向けて漸次減少している請求項3または4に記載の振動デバイス。   The ratio of the area which the said hole occupies per unit area of the said excitation electrode is decreasing gradually toward the base end side from the center part in the said 1st direction of the said vibrating arm. Vibration device. 前記振動腕の前記第1の方向における長さをL1とし、前記振動腕上における前記励振電極の前記第1の方向における長さをL2としたときに、0.5<L2/L1<1の関係を満たす請求項1ないし5のいずれかに記載の振動デバイス。   When the length of the vibrating arm in the first direction is L1, and the length of the excitation electrode on the vibrating arm in the first direction is L2, 0.5 <L2 / L1 <1. The vibration device according to claim 1, wherein the relationship is satisfied. 振動体と、前記振動体を駆動する駆動回路部と、を有し、
前記振動体は、
基部と、
前記基部から第1の方向に延出するとともに、該第1の方向に直交する第2の方向に並んで設けられた複数の振動腕と、
前記各振動腕上に設けられ、通電により伸縮して前記振動腕を振動させる圧電体素子とを有し、
前記圧電体素子は、第1の電極層と、第2の電極層と、前記第1の電極層および前記第2の電極層の間に位置する圧電体層とを備え、
前記第1の電極層、前記圧電体層および前記第2の電極層のうちの少なくとも1つの層には、部分的に、その厚さ方向に貫通する複数の孔が形成されていることを特徴とする振動デバイス。
A vibration body, and a drive circuit unit that drives the vibration body,
The vibrator is
The base,
A plurality of resonating arms extending in the first direction from the base and arranged side by side in a second direction orthogonal to the first direction;
A piezoelectric element that is provided on each vibrating arm and expands and contracts by energization to vibrate the vibrating arm;
The piezoelectric element includes a first electrode layer, a second electrode layer, and a piezoelectric layer located between the first electrode layer and the second electrode layer,
A plurality of holes penetrating in the thickness direction are partially formed in at least one of the first electrode layer, the piezoelectric layer, and the second electrode layer. And vibration device.
前記振動腕は、3つ以上であり、前記圧電素子の伸縮により、前記第1の方向および前記第2の方向に直交する第3の方向に、隣り合う2つの前記振動腕が互いに反対方向に屈曲振動される請求項7に記載の振動デバイス。   The number of the vibrating arms is three or more, and two adjacent vibrating arms are opposite to each other in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction by expansion and contraction of the piezoelectric element. The vibrating device according to claim 7, which is bent and vibrated. 前記各孔は、平面視にて円形をなしている請求項1ないし8のいずれかに記載の振動デバイス。   The vibrating device according to claim 1, wherein each of the holes has a circular shape in plan view. 前記複数の孔の平均径は、0.01〜100μmである請求項9に記載の振動デバイス。   The vibrating device according to claim 9, wherein an average diameter of the plurality of holes is 0.01 to 100 μm. 前記各孔は、平面視にてスリット状をなしている請求項1ないし8のいずれかに記載の振動デバイス。   The vibrating device according to claim 1, wherein each of the holes has a slit shape in plan view. 前記スリット状の各孔は、前記第2の方向に延在している請求項11に記載の振動デバイス。   The vibrating device according to claim 11, wherein each of the slit-like holes extends in the second direction. 前記スリット状の孔の幅は、0.01〜100μmである請求項11または12に記載の振動デバイス。   The vibrating device according to claim 11 or 12, wherein a width of the slit-shaped hole is 0.01 to 100 µm. 請求項1ないし13のいずれかに記載の振動デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the vibrating device according to claim 1.
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JP2017092709A (en) * 2015-11-10 2017-05-25 シチズン時計株式会社 Oscillator
JP2018093553A (en) * 2018-03-22 2018-06-14 セイコーエプソン株式会社 Electronic device, electronic apparatus, and movable body

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