[发明专利]振动片、振子以及振荡器

说明书

本申请为，申请号为201110192101.X，申请日为2011年7月4日，发明名称为振动片、振子以及振荡器的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种振动片、具备该振动片的振子、以及具备该振动片的振荡器。

背景技术

一直以来，作为振动片，例如广泛地应用如下这种音叉型压电振动片（以下，称为振动片），即，一对振动臂在相互接近的方向以及相互远离的方向上以交替的方式进行弯曲振动。

使这种振动片进行弯曲振动时的振动能量的损耗，导致CI（晶体阻抗）值（其为振动的难易程度的基准值，且该值越低越易于振动）的增加和Q值（其为表示振动的状态的无因次数，且该值越大表示振动越稳定）的下降，从而成为使性能恶化的原因。

作为该振动能量的损耗的一个原因，考虑到了热传导。

图4（a）为，振动片的热传导的说明图。如图4(a)所示，振动片151具有从基部152起延伸的、相互平行的两个振动臂153、154。

如果在该状态下向未图示的电极施加预定的电压，则当振动臂153、154处于在相互远离的方向上的振动状态时，在斜线区域A（振动臂153、154的外侧的根部附近）处将作用有压缩应力，而在斜线区域B（振动臂153、154的内侧的根部附近）处将作用有拉伸应力。

另一方面，当振动臂153、154处于相互接近的振动状态时，在斜线区域A处将作用有拉伸应力，而在斜线区域B处将作用有压缩应力。

此时，在作用有压缩应力的区域中温度将上升，而在作用有拉伸应力的区域中温度将下降。

在振动片151中，由于在进行弯曲振动的振动臂153、154的、受到压缩应力的压缩部和受到拉伸应力的拉伸部之间，为了温度的平衡化而产生的热量的移动（热传导），从而会产生振动能量的损耗。

这种由于热传导而导致的Q值的下降被称为热弹性损耗。

一般情况下，根据在由于温度差而产生固体的内部摩擦的情况下所熟知的、变形与应力的关系式，对热弹性损耗进行了如下的说明，即，在弯曲振动模式的振动片中，当频率发生变化时，弛张频率fm=1/2πτ(这里τ为弛张时间)的情况下Q值成为极小。

通常将该Q值和频率之间的关系表示为，如图4(b)中的曲线F所示。在该图中，Q值成为极小Q0时的频率为热弛张频率f0(=1/2πτ)。

而且，以f/f0=1为界线，频率较高的区域（1＜f/f0）为绝热区域，频率较低的区域（f/f0＜1）为等温区域。

图5为表示现有的振动片的概要结构的模式图。图5（a）为俯视图，图5（b）为沿图5（a）中的C-C线的剖视图。

如图5所示，振动片100具有音叉臂（以下，称为振动臂）102和音叉基部（以下，称为基部）104，在振动臂102的上下表面上设置有槽106，在该槽106的侧面上配置有电极110、112。

而且，振动片100在振动臂102的侧面上以与电极110、112对置的方式而配置有极性不同的电极114、116（例如，参照专利文献1）。

如图5（b）所示，在上述专利文献1中的振动片100中，振动臂102的压缩部和拉伸部之间的热传导路径由于槽106而在中途被缩窄。

其结果为，振动片100在压缩部和拉伸部之间的温度达到平衡状态之前的弛张时间τ变长。

由此，振动片100在图4（b）所示的绝热区域中，通过形成槽106，从而在曲线F本身的形状未发生变化的条件下，随着热弛张频率f0的下降，从而曲线F向频率的下降方向移动至曲线F1的位置。另外，曲线F1图示的是在槽106上完全没有形成电极时的状态。

其结果为，如箭头标记a所示，振动片100的Q值升高。

但是，当振动片100中在槽106上形成有电极110、112时，曲线F将移动至曲线F2的位置，从而如箭头标记b所示，Q值将下降。

作为其原因，认为是电极110、112形成了热传导路径的缘故。

即，如电极材料这种具有导电性的材料的热传导率，大于作为振动片100的基材的压电体、即水晶的热传导率。在这种具有导电性的材料中，除了金属的声子之外电子也输送热量。

也就是说，可以认为在振动片100中，如图5（b）中的箭头标记所示，热传递除了通过水晶之外，还通过电极110、112来进行，从而弛张时间τ变短，随着热弛张频率f0的上升，曲线F朝向频率的上升方向移动至曲线F2处。

作为该问题的对策，考虑到如下方法，即，去除槽的底部的电极，从而避免出现由该部分的电极所进行的热传导，由此来增加弛张时间τ。