JP2001196886A - 水晶振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型化を維持して周波数可変量を大きくし、Ｃ
Ｉを小さく維持した水晶振動子を提供する。 【構成】（１）矩形平板状とした水晶片の端部に平板部
より厚みの小さくなるベベル加工を含む端面処理を施し
た水晶振動子において、前記水晶片の一端部のみに端面
加工を施し、前記一端部を導電接合材によって保持した
構成とする。（２）前記端面処理は一端部の両端側とす
る。（３）矩形平板状とした水晶片の長さ方向の両端部
の少なくとも１箇所にそれぞれ平板部より厚みの小さい
端面処理を局所的に施し、導電性接合材によって保持し
た構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水晶振動子を産業上
の技術分野とし、特に小型化に対応した水晶振動子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】（発明の背景）水晶振動子特にＡＴカッ
トの水晶振動子は、振動特性及び温度特性にに優れるこ
とから比較的高級な発振器やフィルタに多く用いられて
いる。近年では、携帯電話に代表されるように電子機器
の小型化に伴い、水晶振動子もこれを余儀なくされてい
る。

【０００３】（従来技術の一例）第５図は一従来例を説
明する水晶振動子の断面図である。水晶振動子は矩形平
板状としたＡＴカット（未図示）の水晶片１からなり、
両主面に励振電極２（ａｂ）を形成して、両端部（図
示）あるいは一方の端部の両側（一端部両側とする、未
図示）に引出電極３（ａｂ）を延出する。そして、両端
部あるいは一端部両側を例えば表面実装用としたセラミ
ック容器４の底面に導電性接着剤５によって固着する。
すなわち、電気的・機械的に接続して底面上に保持す
る。

【０００４】水晶片１は両端部に平面あるいは曲面状の
傾斜面６を設けて中央領域の平板部７より、全体的に厚
みを小さくしたベベル加工等の端面処理を施こす。これ
により、振動エネルギーを中央の平坦部に閉じこめ、例
えばクリスタルインピーダンス（以下、ＣＩとする）を
良好にする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の水晶振動子では、更なる小型
化が進むと次の問題があった。すなわち、両端部に端面
処理を施すので、中央領域の平板部７の面積が小さくな
る。このため、第６図に示す等価回路のＣ1（等価直列
容量）が小さくなる。等価回路のｒ1は等価直列抵抗、
Ｃ1は等価直列容量、Ｃ0は並列容量（電極間容量）であ
る。なお、等価直列容量は平板部７の面積が大きいほど
大きい。

【０００６】したがって、容量比γ（＝Ｃ0／Ｃ1）が大
きくなって周波数可変量が小さくなり、特に電圧制御発
振器では不利になる。なお、水晶振動子の直列共振周波
数ｆsからの発振周波数ｆ0の周波数偏差Δｆ（＝ｆ0−
ｆs）／ｆs（ppm）は次式で示される。この式から明ら
かなように、容量比γが大きくなると周波数偏差Δｆ／
ｆsが小さくなり、周波数可変量も小さくなる。 Δｆ／ｆs＝１／２γ（１＋ＣL/Ｃ０）

【０００７】また、平板部７の面積が小さくなると、励
振電極２（ａｂ）の電極面積も小さくなって十分な振動
特性を得ることができず、特にＣＩを大きくする。この
ため、励振電極２（ａｂ）をベベル面にまで形成して電
極面積を確保することが行われる（第７図）。しかし、
この場合には、電極間容量Ｃ0を大きくするので、容量
比γを大きくして周波数可変量をさらに小さくする。

【０００８】さらには、水晶片の両端部にベベル加工を
施すので、加工時の形状誤差が大きく、前述した等価回
路の各素子値にバラツキを生じて均一化できない問題が
あった。

【０００９】（発明の目的）本発明は、小型化を維持し
て周波数可変量を大きくし、ＣＩを小さく維持した水晶
振動子を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、水晶片の一端
部のみに端面処理を施して、一端部を導電性接合材によ
って保持したことを第１解決手段とする（請求項１、
２）。また、水晶片１の両端部に局所的に端面処理を施
して保持したことを第２解決手段とする（請求項３）。

【００１１】

【作用】本発明では、一端部のみに端面処理を施すある
いは両端部に局所的に端面処理を施すので、平板部の面
積を大きくする。したがって、等価直列容量Ｃ1を大き
くして容量比γを小さする（第１〜３解決手段）。ま
た、端面処理を施された一端部を保持するので、他端部
を保持した場合に比較し、保持による振動の損失を防止
する（第２解決手段）。あるいは、両端部に局所的に施
された端面処理の部分を保持するので、平板部を保持し
た場合に比較して、保持による振動の損失を防止する
（第３解決手段）。以下、本発明の一実施例を説明す
る。

【００１２】

【第１実施例】第１図は本発明の第１実施例を説明する
図で、第１図は断面図、第２図は水晶片の外観図であ
る。なお、前従来例図と同一部分には同番号を付与して
その説明は簡略又は省略する。水晶振動子は、前述した
ように矩形平板状としたＡＴカットの水晶片１からな
る。水晶片１は、一方の端部にのみべベル等の全体的に
厚みの小さくなる端面加工を施し、他端は平板状とす
る。両主面の平板部７の中央領域には励振電極２（ａ
ｂ）を形成し、一端部両側に引出電極３（ａｂ）を延出
する。そして、点線枠で示す一端部両側を導電性接着剤
５によって、例えばセラミック容器４の底面に固着す
る。

【００１３】このような構成であれば、前述のように一
端部のみに全体的に厚みの小さくなる端面加工を施すの
で、平板部７の面積を大きくする。したがって、等価直
列容量Ｃ1を大きくして容量比γを小さくする。これに
より、前述の式から明らかなとおり、周波数偏差Δｆ／
ｆsを大きくし、即ち周波数可変量を大きくする。

【００１４】また、一端部を全体的に端面処理して保持
するので、導電性接着剤５による振動エネルギーの損失
を防止して、平板状とした他端部を保持した場合に比較
し、ＣＩを小さくする。さらには、一端部のみを端面処
理するので、形状誤差が少なくなり等価回路の各素子値
のバラツキを抑えて均一化する。

【００１５】

【第２実施例】第３図は本発明の第２実施例を説明する
水晶振動子の外観図である。なお、前実施例と同一部分
の説明は省略する。第１実施例では水晶片１の一方の端
部に全体的に厚みの小さくなる端面処理をしたが、第２
実施例では引出電極３（ａｂ）の延出した一端部両側の
みの厚みを小さくする。例えば両主面側からエッチング
によって厚みを小さくし、薄肉部８を設ける。この場合
は、第１実施例に比較して平板部７の面積を大きくする
ので、さらにＣ1を大きくして周波数可変量も大きくす
る。また、保持による振動エネルギーの損失を防止して
ＣＩを小さく維持する。そして、ベベル面がないので、
加工誤差をさらに小さくし、等価回路の各素子値を均一
化する。

【００１６】また、この実施例では両端部に局所的に端
面処理をして中央に平板部７が存在するので、両側に塗
布される導電性接着剤５の接触を防止する。なお、中央
の平板部７の厚みを小さくして同一平面としてもよい。
また、薄肉部８は機械加工であってもよい。そして、薄
肉部８を傾斜面としてもよく、要は平板部７と厚み方向
の境界を設ければよい。

【００１７】

【第３実施例】第４図は本発明の第３実施例を説明する
水晶振動子の外観図である（前述と同一部分の説明は省
略する）。すなわち、第３実施例では第２実施例で局所
的に設ける端面処理を両端部の対角部に設けて、同部分
を導電性接着剤５によって保持するものである。このよ
うな構成であっても、前述同様に周波数可変量を大きく
してＣＩを小さく維持する。そして、等価回路の各素子
値を均一にする。なお、両端部の中央に設けても、ある
いは４角部のすべてに設けてもよい。

【００１８】

【他の事項】上記各実施例では、各端面処理は両主面に
設けて説明したが、片主面のみであってもよい。また、
導電性接着剤５によって保持したが、半田や共晶合金等
による保持であってもよく要は導電性があって固着でき
ればよい。また、セラミック容器の底面に固着したが、
直立させる場合であっても同様に適用できる。なお、図
中では、稜線部を便宜的に直線上としているが、例えば
エッチング処理や研磨筒内での研磨によって丸みを帯び
ている。勿論直線上であってもよい。

【００１９】さらに、一端部には前述した端面処理を行
い、他端部にはごく小さなベベル等の端面処理をして輪
郭系等の不要モードを減衰させるようにしてもよい。こ
の場合、他端部のベベルは一端部に対して６割以下程度
とする。また、第１実施例では、平坦部のみに励振電極
を形成したが、等価直列容量Ｃ1との兼合いからベベル
面にも形成しＣＩを小さくするようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、水晶片の一端部のみに端面処
理を施して、一端部を導電接合材によって保持したの
で、また、水晶片の両端部に局所的に端面処理を施して
保持したので、小型化を維持して周波数可変量を大きく
しＣＩを小さく維持する水晶振動子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を説明する水晶振動子の断
面図である。

【図２】本発明の第１実施例を説明する水晶振動子の外
観図である。

【図３】本発明の第２実施例を説明する水晶振動子の外
観図である。

【図４】本発明の第３実施例を説明する水晶振動子の外
観図である。

【図５】従来例を説明する水晶振動子の断面図である。

【図６】従来例を説明する水晶振動子の等価回路図であ
る。

【図７】従来例を説明する水晶振動子の断面図である。

【符号の説明】

１ 水晶片、２ 励振電極、３ 引出電極、４ セラミ
ック容器、５ 導電性接着剤、６ 傾斜面、７ 平板
部．

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１月２１日（２０００．１．２
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】矩形平板状とした水晶片の端部に平板部よ
   り厚みの小さくなるベベル加工を含む端面処理を施した
   水晶振動子において、前記水晶片の一端部のみに端面加
   工を施し、前記一端部を導電接合材によって保持したこ
   とを特徴とする水晶振動子。
2. 【請求項２】前記端面処理は一端部の両端側である請求
   項１の水晶振動子。
3. 【請求項３】矩形平板状とした水晶片の長さ方向の両端
   部の少なくとも１箇所にそれぞれ平板部より厚みの小さ
   い端面処理を局所的に施し、導電性接合材によって保持
   したことを特徴とする水晶振動子。