JP2002252546A - 振動片、振動子、発振器及び携帯用電話装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最終周波数における周波数のバラツキが小さ
くなり、振動片の目標周波数調整への分解能が向上する
振動片、これを有する振動子、この振動子を備える発振
器及び携帯用電話装置を提供すること。 【解決手段】 基部１１０と、この基部から突出して形
成されている振動腕部１２１，１２２と、この振動腕部
が表面部１２１ａ、裏面部１２１ｄ、右側面部１２１ｂ
及び左側面部１２１ｃを有し、この表面部及び／又は裏
面部に溝部１２３，１２４が形成されている振動片であ
って、前記振動腕部の右側面部及び左側面部、並びに表
面部又は裏面部に微調用電極部１２８，１２９が配置さ
れ、表面部又は裏面部のいずれか一方に微調用電極部が
配置されていることで振動片１００を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

【０００２】本発明は、例えば水晶等からなる振動片、
この振動片を有する振動子、この振動子を備える発振器
や携帯電話装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、振動片である音叉型水晶振動片
は、例えば図１０に示すように構成されている。すなわ
ち、音叉型水晶振動片１０は、基部１１と、この基部１
１から突出して形成されている２本の振動腕部１２，１
３を有している。そして、この２本の振動腕部１２，１
３には、図１０に示すように、溝１２ａ，１３ａが表面
及び裏面に形成されている。また、このように溝１２
ａ，１３ａが設けられている振動腕部１２，１３の先端
部には粗調用電極１４，１５と微調用電極１６，１７
が、それぞれ配置されている。

【０００４】このような粗調用電極１４，１５と微調用
電極１６，１７は、例えば図１１及び図１２に示すよう
に形成されている。図１１は、図１０のＡ−Ａ’線拡大
断面図であり、図１２は、図１０のＢ−Ｂ’線拡大断面
図である。図１１に示すように、振動腕部１２の表面に
Ｃｒ（クロム）膜とＡｕ（金）膜が形成され、振動腕部
１２の表面（図において上部）にＡｕの重りが配置され
ることにより、粗調用電極１４，１５が構成されてい
る。一方、図１２に示すように、振動腕部１２の表面に
Ｃｒ膜とＡｕ膜を配置することで、微調用電極１６，１
７は構成されている。このように構成される粗調用電極
１４，１５と微調用電極１６，１７は、音叉型水晶振動
片１０の周波数を例えば３２．７６８ＫＨｚに調整する
ための電極である。

【０００５】具体的には、先ず、粗調用電極１４，１５
と微調用電極１６，１７を配置した状態で、音叉型水晶
振動片１０を共振回路で発振させ、周波数を測定する。
そして、この測定された周波数と目標周波数である３
２．７６８ＫＨｚとの差を出す。このとき、音叉型水晶
振動片１０の周波数は目標周波数より、低くなるように
粗調用電極１４，１５等が配置されている。次に、この
測定された周波数と目標周波数との差に基づき、粗調用
電極１４，１５にＹＡＧレーザを照射し、粗調用電極１
４，１５のＡｕ重り（図１１参照）側の部分を除去す
る。ここで、Ａｕ重り等にＹＡＧレーザを照射するとＡ
ｕ重り等の付加質量が減じ、振動片全体の周波数が高く
なるようになっている。

【０００６】また、粗調用電極１４，１５には、質量の
あるＡｕ重りがついているため、ワンスポット当りのＹ
ＡＧレーザ照射による電極除去量（質量減少量）が大き
くなるため、速やかに、周波数を上げることができ、具
体的には周波数を３２．７６８ＫＨｚ近傍まで上げるこ
とができる。このように、３２．７６８ＫＨｚ近傍ま
で、周波数を近づけた後、次に、周波数のねらい値ま
で、周波数を合わせ込む。このとき、微調用電極１６，
１７に対してＹＡＧレーザを照射するが、ワンスポット
当りの電極除去量（質量減少量）が小さいため、より精
密に周波数を調整することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
溝１２ａ，１３ａを有する３２．７６８ＫＨｚの周波数
となる音叉型水晶振動片１０は、小型で高性能な振動片
である。したがって、音叉型水晶振動片１０の振動腕部
１２，１３も小型に形成されている。そして、この振動
腕部１２，１３に配置する微調用電極１６，１７も小さ
く形成されている。また、このような微調用電極１６，
１７に対してスポット径を例えば２０μｍでＹＡＧレー
ザを照射して周波数を調整しようとしても、実際のレー
ザのスポット径は、そのときの条件によって微妙に変化
してしまい、常に正確に２０μｍの径とはならない。

【０００８】そして、このレーザのスポット径の変化
は、全体として小型の微調用電極１６，１７間では、大
きな差として現れる。例えば、この差は音叉型水晶振動
片１０の最終周波数において±５ｐｐｍ程度にもなる。
これは、音叉型水晶振動片１０の目標周波数調整への分
解能が著しく低下することを意味し、製造工程において
音叉型水晶振動片１０の不良が多く発生してしまうとい
う問題があった。

【０００９】そこで、本発明は上記問題に鑑み、最終周
波数における周波数のバラツキが小さくなり、振動片の
目標周波数調整への分解能が向上する振動片、これを有
する振動子、この振動子を備える発振器及び携帯用電話
装置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】前記目的は、請求項１の
発明によれば、基部と、この基部から突出して形成され
ている振動腕部と、この振動腕部が表面部、裏面部、右
側面部及び左側面部を有し、この表面部及び／又は裏面
部に溝部が形成されている振動片であって、前記振動腕
部の右側面部及び左側面部、並びに表面部又は裏面部に
微調用電極部が配置され、表面部又は裏面部のいずれか
一方に微調用電極部が配置されていることを特徴とする
振動片により、達成される。

【００１１】請求項１の構成によれば、前記振動腕部の
右側面部及び左側面部、並びに表面部又は裏面部に微調
用電極部が配置され、表面部又は裏面部のいずれか一方
に微調用電極部が配置されているので、振動片の最終周
波数の差が例えば±２ｐｐｍ程度という小さな差とする
ことができ、振動片の目標周波数調整への分解能が向上
することになる。すなわち、微調用電極部が形成されて
いる表面部又は裏面部に例えばレーザトリミング等を施
す際、微調用電極部毎によって、照射されるレーザ径等
が多少相違し、これによって周波数変化が生じても、微
調用電極部を配置していない前記表面部又は裏面部があ
るので、この周波数変化を小さく止めることができるよ
うになっている。

【００１２】好ましくは、請求項２の発明によれば、請
求項１の構成において、前記振動腕部の前記微調用電極
部の近傍に粗調用電極部が形成されていることを特徴と
する振動片である。請求項２の構成によれば、前記振動
腕部の前記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成さ
れているので、微調用電極を用いた周波数微調整の前
に、前記粗調用電極部で大きく周波数を変化させて周波
数調整をすることができる。したがって、微調用電極部
のみで周波数調整を行うより、より効率よく周波数調整
を行うことができる。

【００１３】好ましくは、請求項３の発明によれば、請
求項１又は請求項２に記載の構成において、前記粗調用
電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成されて
いる前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置されてい
ることを特徴とする振動片である。請求項３の構成によ
れば、前記粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記
溝部が形成されている前記振動腕部の部分より先端部寄
りに配置されているので、例えばレーザトリミングで溝
部等に配置されている電極を破壊することなく周波数調
整を円滑に行うことができる。また、前記粗調用電極部
と前記微調用電極部の位置が相違するので、例えばレー
ザ等を誤って違う電極部に照射することを容易に防ぐこ
とができる。

【００１４】好ましくは、請求項４の発明によれば、請
求項２又は請求項３の構成において、前記粗調用電極部
がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極部が
Ｃｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成され
ていることを特徴とする振動片である。請求項４の構成
によれば、前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有する
と共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ
（金）膜のみにより形成されているので、大きく周波数
を変化する場合は、前記Ａｕ重り等を例えばレーザトリ
ミングし、周波数調整のねらい周波数（目標周波数）ま
での微小周波数調整では、前記Ａｕ膜及びＣｒ膜をレー
ザトリミングすることで、効率よく周波数調整を行うこ
とができる。

【００１５】好ましくは、請求項５の発明によれば、請
求項１乃至請求項４のいずれかの構成において、前記基
部には、前記振動片を固定させるための固定領域が形成
され、この固定領域と前記振動腕部との間の基部に切り
込み部が設けられていることを特徴とする振動片であ
る。請求項５の構成によれば、前記切り込み部は、前記
固定領域と前記振動腕部との間の基部に設けられてい
る。したがって、この切り込み部は、前記振動腕部の振
動の妨げにならない位置に配置されていると共に、振動
漏れが前記固定領域へ伝わり、エネルギーの逃げが生じ
るのを有効に防止している。このため、振動片、素子間
のＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵
抗）のバラツキを小さくすることができる。

【００１６】好ましくは、請求項６の発明によれば、請
求項１乃至請求項５のいずれかの構成において、前記振
動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で
形成されている音叉型振動片であることを特徴とする振
動片である。請求項６の構成によれば、前記振動片が略
３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成され
ている小型の音叉型振動片においても請求項１乃至請求
項５の作用等を適用することができる。

【００１７】前記目的は、請求項７の発明によれば、基
部と、この基部から突出して形成されている振動腕部
と、この振動腕部が表面部、裏面部、右側面部及び左側
面部を有し、この表面部及び／又は裏面部に溝部が形成
されている振動片がパッケージ内に収容されている振動
子であって、前記振動片の前記振動腕部の右側面部及び
左側面部、並びに表面部又は裏面部に微調用電極部が配
置され、表面部又は裏面部のいずれか一方に微調用電極
部が配置されていることを特徴とする振動子により、達
成される。

【００１８】請求項７の構成によれば、前記振動片の前
記振動腕部の右側面部及び左側面部、並びに表面部又は
裏面部に微調用電極部が配置され、表面部又は裏面部の
いずれか一方に微調用電極部が配置されているので、振
動片の最終周波数の差が例えば±２ｐｐｍ程度という小
さな差とすることができ、振動片の目標周波数調整への
分解能が向上することになる。すなわち、微調用電極部
が形成されている表面部又は裏面部に例えばレーザトリ
ミング等を施す際、微調用電極部毎によって、照射され
るレーザ径等が多少相違し、これによって周波数変化が
生じても、微調用電極部を配置していない前記表面部又
は裏面部があるので、この周波数変化を小さく止めるこ
とができるようになっている振動子である。

【００１９】好ましくは、請求項８の発明によれば、請
求項７の構成において、前記振動片の前記振動腕部の前
記微調用電極部の近傍に粗調用電極部が形成されている
ことを特徴とする振動子である。請求項８の構成によれ
ば、前記振動片の前記振動腕部の前記微調用電極部の近
傍に粗調用電極部が形成されているので、微調用電極を
用いた周波数微調整の前に、前記粗調用電極部で大きく
周波数を変化させて周波数調整をすることができる。し
たがって、微調用電極部のみで周波数調整を行うより、
より効率よく周波数調整を行うことができる振動子とな
る。

【００２０】好ましくは、請求項９の発明によれば、請
求項７又は請求項８の構成において、前記振動片の前記
粗調用電極部及び前記微調用電極部は、前記溝部が形成
されている前記振動腕部の部分より先端部寄りに配置さ
れていることを特徴とする振動子である。請求項９の構
成によれば、前記振動片の前記粗調用電極部及び前記微
調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕部
の部分より先端部寄りに配置されているので、例えばレ
ーザトリミングで溝部等に配置されている電極を破壊す
ることなく周波数調整を円滑に行うことができる。ま
た、前記粗調用電極部と前記微調用電極部の位置が相違
するので、例えばレーザ等を誤って違う電極部に照射す
ることを容易に防ぐことができる振動子となる。

【００２１】好ましくは、請求項１０の発明によれば、
請求項８又は請求項９の構成において、前記振動片の前
記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記
微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみ
により形成されていることを特徴とする振動子である。
請求項１０の構成によれば、前記振動片の前記粗調用電
極部がＡｕ（金）重りを有すると共に、前記微調用電極
部がＣｒ（クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成
されているので、大きく周波数を変化する場合は、前記
Ａｕ重り等を例えばレーザトリミングし、周波数調整の
ねらい周波数（目標周波数）までの微小周波数調整で
は、前記Ａｕ膜及びＣｒ膜をレーザトリミングすること
で、効率よく周波数調整を行うことができる振動子であ
る。

【００２２】好ましくは、請求項１１の発明によれば、
請求項７乃至請求項１０のいずれかの構成において、前
記振動片の前記基部には、前記振動片を固定させるため
の固定領域が形成され、この固定領域と前記振動腕部と
の間の基部に切り込み部が設けられていることを特徴と
する振動子である。請求項１１の構成によれば、前記切
り込み部は、前記固定領域と前記振動腕部との間の基部
に設けられている。したがって、この切り込み部は、前
記振動腕部の振動の妨げにならない位置に配置されてい
ると共に、振動漏れが前記固定領域へ伝わり、エネルギ
ーの逃げが生じるのを有効に防止している。このため、
振動片、素子間のＣＩ値バラツキを小さくすることがで
きる振動子となる。

【００２３】好ましくは、請求項１２の発明によれば、
請求項７乃至請求項１１のいずれかの構成において、前
記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水
晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とす
る振動子である。請求項１２の構成によれば、前記振動
片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形
成されている小型の音叉型振動片においても請求項７乃
至請求項１１の作用等を適用することができる。

【００２４】好ましくは、請求項１３の発明によれば、
請求項７乃至請求項１２のいずれかの構成において、前
記パッケージが箱状に形成されていることを特徴とする
振動子である。請求項１３の構成によれば、前記パッケ
ージが箱状に形成されている振動子においても請求項７
乃至請求項１２の作用等を発揮させることができる。

【００２５】好ましくは、請求項１４の発明によれば、
請求項７乃至請求項１２のいずれかの構成において、前
記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されている
ことを特徴とする振動子である。請求項１４の構成によ
れば、前記パッケージが箱状に形成されている振動子に
おいても請求項７乃至請求項１２の作用等を発揮させる
ことができる。

【００２６】前記目的は、請求項１５の発明によれば、
基部と、この基部から突出して形成されている振動腕部
と、を有する振動片と集積回路がパッケージ内に収容さ
れている発振器であって、前記振動片の前記振動腕部の
右側面部及び左側面部、並びに表面部又は裏面部に微調
用電極部が配置され、表面部又は裏面部のいずれか一方
に微調用電極部が配置されていることを特徴とする発振
器により、達成される。

【００２７】請求項１５の構成によれば、前記振動片の
前記振動腕部の右側面部及び左側面部、並びに表面部又
は裏面部に微調用電極部が配置され、表面部又は裏面部
のいずれか一方に微調用電極部が配置されているので、
振動片の最終周波数の差が例えば±２ｐｐｍ程度という
小さな差とすることができ、振動片の目標周波数調整へ
の分解能が向上することになる。すなわち、微調用電極
部が形成されている表面部又は裏面部に例えばレーザト
リミング等を施す際、微調用電極部毎によって、照射さ
れるレーザ径等が多少相違し、これによって周波数変化
が生じても、微調用電極部を配置していない前記表面部
又は裏面部があるので、この周波数変化を小さく止める
ことができるようになっている発振器である。

【００２８】前記目的は、請求項１６の発明によれば、
基部と、この基部から突出して形成されている振動腕部
と、を有する振動片であり、この振動片がパッケージ内
に収容されている振動子であり、この振動子を制御部に
接続して用いている携帯電話装置であって、前記振動片
の前記振動腕部の右側面部及び左側面部、並びに表面部
又は裏面部に微調用電極部が配置され、表面部又は裏面
部のいずれか一方に微調用電極部が配置されていること
を特徴とする携帯電話装置により、達成される。

【００２９】請求項１６の構成によれば、前記振動片の
前記振動腕部の右側面部及び左側面部、並びに表面部又
は裏面部に微調用電極部が配置され、表面部又は裏面部
のいずれか一方に微調用電極部が配置されているので、
振動片の最終周波数の差が例えば±２ｐｐｍ程度という
小さな差とすることができ、振動片の目標周波数調整へ
の分解能が向上することになる。すなわち、微調用電極
部が形成されている表面部又は裏面部に例えばレーザト
リミング等を施す際、微調用電極部毎によって、照射さ
れるレーザ径等が多少相違し、これによって周波数変化
が生じても、微調用電極部を配置していない前記表面部
又は裏面部があるので、この周波数変化を小さく止める
ことができるようになっている携帯電話装置である。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００３１】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る振動片である音叉型水晶振動片１
００を示す図である。音叉型水晶振動片１００は、例え
ば所謂水晶Ｚ板となるように水晶の単結晶を切り出して
形成されている。また、図１に示す音叉型水晶振動片１
００は例えば３２．７６８ＫＨｚで信号を発信する振動
片であるため、極めて小型の振動片となっている。この
ような音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように、
基部１１０を有している。そして、この基部１１０から
図において上方向に突出するように振動腕部である音叉
腕１２１，１２２が２本配置されている。この音叉腕１
２１，１２２のそれぞれの幅は、図１に示すように、例
えば１００μｍ程度に形成されている。

【００３２】また、この音叉腕１２１，１２２の表面と
裏面には、溝部１２３，１２４が図１に示すように形成
されている。この溝部１２３，１２４は、図１に示され
ていない音叉腕１２１，１２２の裏面側にも同様に形成
され、この溝１２３，１２４が形成されている音叉腕１
２１，１２２の断面は、略Ｈ型に形成されている。とこ
ろで、図１に示す音叉腕１２１、１２２に形成されてい
る溝部１２３，１２４には、図１に示すように、励振電
極１２３ａ，１２４ａがそれぞれ形成されている。ま
た、この励振電極は、図１の音叉腕１２１，１２２の側
面にも配置されている（図示せず）。また、音叉型水晶
振動片１００の基部１１０等には、給電等を行う給電電
極１２５も配置されている。

【００３３】このように励振電極１２３ａ，１２４ａが
溝部１２３，１２４に配置され、音叉腕１２１，１２２
の側面にも励振電極が配置されているため、励振電極１
２３ａ，１２４ａ及び側面の励振電極に電圧を印加する
と、音叉腕１２３，１２４内に効率良く電界が生じ、音
叉腕１２３，１２４の振動損失が低くＣＩ値も低い状態
で振動が生じることになる。特に、上述にように図１に
示す音叉型水晶振動片１００は、周波数が３２．７６８
ＫＨｚの小型の振動片であるが、このような振動片で
も、振動損失が低く、ＣＩ値も低い高性能な振動片とな
っている。

【００３４】ところで、このような音叉型水晶振動片１
００の周波数は上述のとおり３２．７６８ＫＨｚである
が、このような周波数に合わせ込むための電極が、図１
の音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２には
設けられている。具体的には、図１に示すように音叉腕
１２１，１２２の溝１２３，１２４が形成されていない
領域、すなわち音叉腕１２１，１２２の先端側に、粗調
用電極部１２６，１２７と微調用電極部１２８，１２９
とが形成されている。この粗調用電極部１２６，１２７
は、図１に示すように音叉腕１２１，１２２の先端部か
ら例えば４００μｍの長さで形成され、続いて微調用電
極部１２８，１２９が例えば２００μｍの長さで配置さ
れている。

【００３５】図２は、図１のＣ−Ｃ’線概略拡大断面図
である。すなわち、音叉腕１２１の粗調用電極部１２６
の形成領域の拡大断面図である。音叉腕１２２について
は、音叉腕１２１と同様なので、その説明を省略し、音
叉腕１２１についてのみ、以下、説明する。図２に示す
ように、音叉腕１２１は、その断面が四角形を成し、そ
の表面部１２１ａ、右側面部１２１ｂ、左側面部１２１
ｃを覆うようにＣｒ膜が３００Å乃至１０００Åの厚み
で形成されている。また、このＣｒ膜の上には例えば５
００Å乃至１０００Åの厚みでＡｕ膜が形成されてい
る。また、音叉腕１２１の表面部１２１ａ側には、Ｃｒ
膜及びＡｕ膜を介してＡｕ重りが配置され、このＡｕ重
りは、例えば３０００Å乃至１００００Åの厚みで形成
されている。このように粗調用電極部１２５は、Ｃｒ
膜、Ａｕ膜及びＡｕ重りによって形成されている。一
方、音叉腕１２１の裏面部１２１ｄには、図２に示すよ
うにＣｒ膜及びＡｕ膜が形成されない状態となってい
る。

【００３６】図３は、図１のＤ−Ｄ’線概略拡大断面図
である。すなわち、音叉腕１２１の微調用電極部１２８
の形成領域の拡大断面図である。音叉腕１２２について
は、音叉腕１２１と同様なので、その説明を省略し、音
叉腕１２１についてのみ、以下、説明する。図３に示す
ように、音叉腕１２１の表面部１２１ａ、右側面部１２
１ｂ、左側面部１２１ｃには、微調用電極部１２８が配
置されている。具体的には、音叉腕１２１には、先ずＣ
ｒ膜が例えば３００Å乃至１０００Åの厚みで形成さ
れ、その上にＡｕ膜が例えば５００Å乃至１０００Åの
厚みで形成されている。しかし、本実施の形態の音叉腕
１２１の裏面部１２１ｄには、Ｃｒ膜やＡｕ膜が形成さ
れていない。

【００３７】このように音叉腕１２１の裏面部１２１ｄ
に微調用電極部１２８が形成されていないため、後述す
る微調用電極部１２８にＹＡＧレーザを照射して周波数
の微調整をする際に、音叉型水晶振動片１００の最終周
波数でバラツキが小さくなる。ところで、上記音叉型水
晶振動片１００の基部１１０は、図１に示すように、そ
の全体が略板状に形成されている。そして、この基部１
１０には、図１に示すように基部１１０の両側に切り込
み部１１１が２箇所設けられている。この切り込み部１
１１，１１１の位置は、図１に示すように音叉腕１２
１，１２２の溝１２３，１２４の下端部より下方に配置
されるので、この切り込み部１１１の存在が、音叉腕部
１２１、１２２の振動を阻害等することがない。

【００３８】また、音叉型水晶振動片１００をパッケー
ジにおいて固定する際に実際に固定される領域が図１の
固定領域１１２である。図１に示すように、切り込み部
１１１の下端部は、固定領域１１２より図１の上方に配
置されるので、切り込み部１１１が固定領域１１２に影
響を及ぼすことがなく、音叉型水晶振動片１００のパッ
ケージに対する固定状態に悪影響を与えることがないよ
うに構成されている。

【００３９】このように、基部１１０に設けられた切り
込み部１１１は、音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２
１，１２２の振動に悪影響を与えることがない位置に設
けられている。そして、更に、切り込み部１１１は、音
叉型水晶振動片１００のパッケージに対する固定状態に
悪影響を与えることがない位置にも設けられている。こ
のような位置に設けられている切り込み部１１１は、音
叉腕１２１，１２２の溝１２３，１２４の位置より下方
の基部１１０側に設けられている。このため、音叉腕１
２１，１２２の振動により、溝１２３，１２４から漏れ
てきた漏れ振動は、切り込み部１１１により、基部１１
０の固定領域１１２に伝わり難くなる。したがって、漏
れ振動が固定領域１１２に伝わり難くなり、これにより
エネルギー逃げが生じ難くなる。そして、従来のＣＩ値
の振動片素子間のばらつきは、標準偏差で１０ＫΩ以上
発生していたが、本実施の形態では、標準偏差は１ＫΩ
に激減した。

【００４０】本実施の形態の音叉型水晶振動片１００の
目標周波数である例えば３２．７６８ＫＨｚに合わせ込
む周波数調整工程について以下、説明する。図１に示す
ような音叉型水晶振動片１００を振動子のパッケージ等
に封止する前に発振周波数の調整を行う。具体的には、
先ず、音叉型水晶振動片１００を共振回路で共振させ、
周波数を測定する。このときの周波数は、音叉型水晶振
動片１００に付加質量となる粗調用電極部１２６、１２
７や微調用電極１２８，１２９を配置しているため、目
標周波数である３２．７６８ＫＨｚに比べ大きく下回る
周波数となる。

【００４１】この状態で、周波数調整を行い、目標周波
数である３２．７６８ＫＨｚに合わせ込むことになる。
具体的には、ＹＡＧレーザ等の低出力のレーザを粗調用
電極部１２６，１２７や微調用電極部１２８，１２９に
照射し、付加質量を減じることで、周波数が上昇するこ
とを利用して行う。周波数調整工程は、具体的には、粗
調整工程と微調整工程とに分かれる。

【００４２】（粗調整工程）粗調整工程は、レーザを図
１の粗調用電極部１２６，１２７のＡｕ重り（３０００
Å乃至１００００Å厚で形成）に対して照射する。音叉
型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２の先端部
は、レーザワンスポット当りの電解除去量（質量減少
量）が大きく、例えば２０μｍ径のレーザで、ワンスポ
ット当り２０ｐｐｍの周波数変化がある。このような粗
調用電極１２６，１２７に対して、図４に示すようにレ
ーザを照射し、トリミングを行い、目標周波数の３２．
７６８ＫＨｚ近傍まで周波数を合わせ込む。

【００４３】（微調整工程）レーザは、図４に示すよう
に音叉腕１２１，１２２の微調用電極部１２８、１２９
の表面部１２１ａ側に照射される。そして、音叉型水晶
振動片１００の目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに
精度良く合わせ込むことになる。このように目標周波数
に合わせ込みを行うのであるが、本実施の形態の音叉型
水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２に配置されて
いる微調用電極部１２８、１２９には、スポット毎のス
ポット径が微妙に相違することになる。

【００４４】すなわち、図５に示すように、レーザ光に
対する音叉腕１２１，１２２の姿勢がばらつくためレー
ザの照射距離（発光源からの距離）が変化する。具体的
には、レーザ光を絞りスポット径の小さなものを使うと
焦点深度が浅くなり、音叉腕１２１，１２２の姿勢の違
いによって焦点の合っているもの、焦点ズレぎみのもの
などでレーザスポット径が変化する。スポット径がばら
つくことにより、トリミング量がばらつくことになり、
ワンスポット当りの周波数変化にばらつきが生じる。

【００４５】このため、ワンスポット当りの周波数のば
らつきを小さくするためには、ワンスポット当りのトリ
ミング量（＝周波数変化量）を小さくする必要がある。
従来は、図３で示すように１２１ａ，１２１ｄの両面に
Ｃｒ膜、Ａｕ膜が形成されていたが、本実施の形態は、
図３に示すように１２１ａの片面のみにＣｒ膜、Ａｕ膜
が形成されている。両面にＣｒ膜、Ａｕ膜がある場合、
レーザ照射によって両面同時にトリミングされることに
なるが、本実施の形態では片面のみしかＣｒ膜、Ａｕ膜
がないためレーザワンスポット当りのトリミング量を半
分にすることができる。このようにすることによって、
たとえレーザスポット径にばらつきが生じても、レーザ
ワンスポット当りの周波数変化量を小さくすることがで
きるため、最終周波数の精度を向上できる。従来の振動
片の最終周波数が±５ｐｐｍであったのが、図１の音叉
型水晶振動片１００では、図３に示すように裏面部１２
１ｄに電極を形成しないことによって、最終周波数で±
２ｐｐｍと著しく精度を向上することができた。

【００４６】なお、本実施の形態では、図２の粗調用電
極部１２６、１２７の裏面部１２１ｄには、Ｃｒ膜やＡ
ｕ膜を配置しなかったが、ここにＣｒ膜やＡｕ膜を配置
してもよい。ここにＣｒ膜やＡｕ膜を配置しても、スポ
ット径の相違により周波数のばらつきが生じ難いからで
ある。

【００４７】（第２の実施の形態）図６は、本発明の第
２の実施の形態に係る振動子であるセラミックパッケー
ジ音叉型振動子２００を示す図である。このセラミック
パッケージ音叉型振動子２００は、上述の第１の実施の
形態の音叉型水晶振動片１００を用いている。したがっ
て、音叉型水晶振動片１００の構成、作用等について
は、同一符号を用いて、その説明を省略する。図６は、
セラミックパッケージ音叉型振動子２００の構成を示す
概略断面図である。図７に示すようにセラミックパッケ
ージ音叉型振動子２００は、その内側に空間を有する箱
状のパッケージ２１０を有している。このパッケージ２
１０には、その底部にベース部２１１を備えている。こ
のベース部２１１は、例えばアルミナ等のセラミックス
等で形成されている。

【００４８】ベース部２１１上には、封止部２１２が設
けられており、この封止部２１２は、ベース部２１１と
同様の材料から形成されている。また、この封止部２１
２の上端部には、蓋体２１３が載置され、これらベース
部２１１、封止部２１２及び蓋体２１３で、中空の箱体
を形成することになる。このように形成されているパッ
ケージ２１０のベース部２１１上にはパッケージ側電極
２１４が設けられている。このパッケージ側電極２１４
の上には導電性接着剤等を介して音叉型水晶振動片１０
０の基部１１０の固定領域１１２が固定されている。こ
の音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成さ
れているため、周波数調整の分解能を上げることがで
き、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに精度良く合
わせ込むことができるようになっている。したがって、
この振動片を搭載したセラミックパッケージ音叉型振動
子２００も小型で振動片の最終周波数のバラツキが小さ
い高性能な振動子となる。

【００４９】（第３の実施の形態）図７は、本発明の第
３の実施の形態に係る携帯電話装置であるデジタル携帯
電話３００を示す概略図である。このデジタル携帯電話
３００は、上述の第２の実施の形態のセラミックパッケ
ージ音叉型振動子２００と音叉型水晶振動片１００とを
使用している。したがって、セラミックパッケージ音叉
型振動子２００と音叉型水晶振動片１００の構成、作用
等については、同一符号を用いる等して、その説明を省
略する。図７はデジタル携帯電話３００の回路ブロック
を示しているが、図７に示すように、デジタル携帯電話
３００で送信する場合は、使用者が、自己の声をマイク
ロフォンに入力すると、信号はパルス幅変調・符号化の
ブロックと変調器／復調器のブロックを経てトランスミ
ッター、アンテナスイッチを開始アンテナから送信され
ることになる。

【００５０】一方、他人の電話から送信された信号は、
アンテナで受信され、アンテナスイッチ、受信フィルタ
ーを経て、レシーバーから変調器／復調器ブロックに入
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・符号化のブロックを経てスピーカーに声として出
力されるようになっている。このうち、アンテナスイッ
チや変調器／復調器ブロック等を制御するためのコント
ローラが設けられている。このコントローラは、上述の
他に表示部であるＬＣＤや数字等の入力部であるキー、
更にはＲＡＭやＲＯＭ等も制御するため、高精度である
ことが求められる。また、デジタル携帯電話３００の小
型化の要請もある。このような要請に合致するものとし
て上述のセラミックパッケージ音叉振動子２００が用い
られている。

【００５１】このセラミックパッケージ音叉型振動子２
００は、図１に示す音叉型水晶振動片１００を有するた
め、周波数調整の分解能を上げることができ、目標周波
数である３２．７６８ＫＨｚに精度良く合わせ込むこと
ができるようになっている。したがって、このセラミッ
クパッケージ音叉型振動子２００を搭載したデジタル携
帯電話３００も小型で振動片の最終周波数のバラツキが
小さい高性能なデジタル携帯電話となる。

【００５２】（第４の実施の形態）図８は、本発明の第
４の実施の形態に係る発振器である音叉水晶発振器４０
０を示す図である。このデジタル音叉水晶発振器４００
は、上述の第２の実施の形態のセラミックパケージ音叉
型振動子２００と多くの部分で構成が共通している。し
たがって、セラミックパケージ音叉型振動子２００と音
叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一
符号を用いて、その説明を省略する。

【００５３】図８に示す音叉型水晶発振器４００は、図
８に示すセラミックパッケージ音叉振動子２００の音叉
型水晶振動片１００の下方で、ベース部２１１の上に、
図１０に示すように集積回路４１０を配置したものであ
る。すなわち、音叉水晶発振器４００では、その内部に
配置された音叉型水晶振動片１００が振動すると、その
振動は、集積回路４１０に入力され、その後、所定の周
波数信号を取り出すことで、発振器として機能すること
になる。すなわち、音叉水晶発振器４００に収容されて
いる音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成
されているため、周波数調整の分解能を上げることがで
き、目標周波数である３２．７６８ＫＨｚに精度良く合
わせ込むことができるようになっている。したがって、
この振動片を搭載したデジタル音叉水晶発振器４００も
小型で振動片の最終周波数のバラツキが小さい高性能な
発振器となる。

【００５４】（第５の実施の形態）図９は、本発明に第
５の実施の形態に係る振動子であるシリンダータイプ音
叉振動子５００を示す図である。このシリンダータイプ
音叉振動子５００は、上述の第１の実施の形態の音叉型
水晶振動片１００を使用している。したがって、音叉型
水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号
を用いる等して、その説明を省略する。図９は、シリン
ダータイプ音叉振動子５００の構成を示す概略図であ
る。図９に示すようにシリンダータイプ音叉振動子５０
０は、その内部に音叉型水晶振動片１００を収容するた
めの金属製のキャップ５３０を有している。このキャッ
プ５３０は、ステム５２０に対して圧入され、その内部
が真空状態に保持されるようになっている。

【００５５】また、キャップ５３０に収容された音叉型
水晶振動片１００を保持するためのリード５１０が２本
配置されている。このようなシリンダータイプ音叉振動
子５００に外部より電流等を印加すると音叉型水晶振動
片１００の音叉腕１２１，１２２が振動し、振動子とし
て機能することになる。このとき、音叉型水晶振動片１
００は、図１に示すように構成されているため、周波数
調整の分解能を上げることができ、目標周波数である３
２．７６８ＫＨｚに精度良く合わせ込むことができるよ
うになっている。したがって、この振動片を搭載したシ
リンダータイプ音叉振動子５００も小型で振動片の最終
周波数のバラツキが小さい高性能な振動子となる。

【００５６】また、上述の各実施の形態では、３２．７
６８ｋＨの音叉型水晶振動子を例に説明したが、１５ｋ
Ｈ乃至１５５ｋＨの音叉型水晶振動子に適用できること
は明らかである。なお、上述の実施の形態に係る音叉型
水晶振動片１００は、上述の例のみならず、他の電子機
器、携帯情報端末、さらに、テレビジョン、ビデオ機
器、所謂ラジカセ、パーソナルコンピュータ等の時計内
蔵機器及び時計にも用いられることは明らかである。さ
らに、本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請
求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことがで
きる。そして、上記実施の形態の構成は、その一部を省
略したり、上述していない他の任意の組み合わせに変更
することができる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
最終周波数における周波数のバラツキが小さくなり、振
動片の目標周波数調整への分解能が向上する振動片、こ
れを有する振動子、この振動子を備える発振器及び携帯
用電話装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る音叉型水晶振
動片の概略図である。

【図２】図１のＣ−Ｃ’線断面図である。

【図３】図１のＤ−Ｄ’線断面図である。

【図４】図１の音叉腕の粗調用電極部及び微調用電極部
がレーザによってトリミングされた状態を示す概略図で
ある。

【図５】図１の音叉腕の粗調用電極部及び微調用電極部
にレーザを照射する状態を示す概略説明図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係るセラミックパ
ッケージ音叉型振動子の構成を示す概略断面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態に係るデジタル携帯
電話の回路ブロックを示す概略図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態に係る音叉水晶発振
器の構成を示す概略断面図である。

【図９】本発明の第５の実施の形態に係るシリンダータ
イプ音叉振動子の構成を示す概略断面図である。

【図１０】従来の音叉型水晶振動片を示す概略図であ
る。

【図１１】図１０のＡ−Ａ’線概略断面図である。

【図１２】図１０のＢ−Ｂ’線概略断面図である。

【符号の説明】

１００・・・音叉型水晶振動片 １１０・・・基部 １１１・・・切り込み部 １１２・・・固定領域 １２１、１２２・・・音叉腕 １２１ａ・・・表面部 １２１ｂ・・・右側面部 １２１ｃ・・・左側面部 １２１ｄ・・・裏面部 １２３，１２４・・・溝部 １２３ａ，１２４ａ・・・励振電極 １２５・・・給電電極 １２６，１２７・・・粗調用電極部 １２８，１２９・・・微調用電極部 ２００・・・セラミックパッケージ音叉振動子 ２１０・・・パッケージ ２１１・・・ベース部 ２１２・・・封止部 ２１３・・・蓋体 ２１４・・・パッケージ側電極 ３００・・・デジタル携帯電話 ４００・・・音叉水晶発振器 ４１０・・・集積回路 ５００・・・シリンダータイプ音叉振動子 ５１０・・・リード ５２０・・・ステム ５３０・・・キャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂田 淳一郎 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 5J108 AA02 BB02 CC06 CC08 CC11 EE02 EE03 EE07 EE18 GG03 GG04 GG12 GG15 GG16 GG20 HH04 HH06 KK06 NA03 NB05

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基部と、 この基部から突出して形成されている振動腕部と、 この振動腕部が表面部、裏面部、右側面部及び左側面部
   を有し、 この表面部及び／又は裏面部に溝部が形成されている振
   動片であって、 前記振動腕部の右側面部及び左側面部、並びに表面部又
   は裏面部に微調用電極部が配置され、表面部又は裏面部
   のいずれか一方に微調用電極部が配置されていることを
   特徴とする振動片。
2. 【請求項２】 前記振動腕部の前記微調用電極部の近傍
   に粗調用電極部が形成されていることを特徴とする請求
   項１に記載の振動片。
3. 【請求項３】 前記粗調用電極部及び前記微調用電極部
   は、前記溝部が形成されている前記振動腕部の部分より
   先端部寄りに配置されていることを特徴とする請求項１
   又は請求項２に記載の振動片。
4. 【請求項４】 前記粗調用電極部がＡｕ（金）重りを有
   すると共に、前記微調用電極部がＣｒ（クロム）膜及び
   Ａｕ（金）膜のみにより形成されていることを特徴とす
   る請求項２又は請求項３に記載の振動片。
5. 【請求項５】 前記基部には、前記振動片を固定させる
   ための固定領域が形成され、この固定領域と前記振動腕
   部との間の基部に切り込み部が設けられていることを特
   徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の振動
   片。
6. 【請求項６】 前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０Ｋ
   Ｈｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であ
   ることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに
   記載の振動片。
7. 【請求項７】 基部と、 この基部から突出して形成されている振動腕部と、 この振動腕部が表面部、裏面部、右側面部及び左側面部
   を有し、 この表面部及び／又は裏面部に溝部が形成されている振
   動片がパッケージ内に収容されている振動子であって、 前記振動片の前記振動腕部の右側面部及び左側面部、並
   びに表面部又は裏面部に微調用電極部が配置され、表面
   部又は裏面部のいずれか一方に微調用電極部が配置され
   ていることを特徴とする振動子。
8. 【請求項８】 前記振動片の前記振動腕部の前記微調用
   電極部の近傍に粗調用電極部が形成されていることを特
   徴とする請求項７に記載の振動子。
9. 【請求項９】 前記振動片の前記粗調用電極部及び前記
   微調用電極部は、前記溝部が形成されている前記振動腕
   部の部分より先端部寄りに配置されていることを特徴と
   する請求項７又は請求項８に記載の振動子。
10. 【請求項１０】 前記振動片の前記粗調用電極部がＡｕ
    （金）重りを有すると共に、前記微調用電極部がＣｒ
    （クロム）膜及びＡｕ（金）膜のみにより形成されてい
    ることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の振動
    子。
11. 【請求項１１】 前記振動片の前記基部には、前記振動
    片を固定させるための固定領域が形成され、この固定領
    域と前記振動腕部との間の基部に切り込み部が設けられ
    ていることを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいず
    れかに記載の振動子。
12. 【請求項１２】 前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０
    ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片で
    あることを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれ
    かに記載の振動子。
13. 【請求項１３】 前記パッケージが箱状に形成されてい
    ることを特徴とする請求項７乃至請求項１２のいずれか
    に記載に振動子。
14. 【請求項１４】 前記パッケージが所謂シリンダータイ
    プに形成されていることを特徴とする請求項７乃至請求
    項１２のいずれかに記載の振動子。
15. 【請求項１５】 基部と、 この基部から突出して形成されている振動腕部と、を有
    する振動片と集積回路がパッケージ内に収容されている
    発振器であって、 前記振動片の前記振動腕部の右側面部及び左側面部、並
    びに表面部又は裏面部に微調用電極部が配置され、表面
    部又は裏面部のいずれか一方に微調用電極部が配置され
    ていることを特徴とする発振器。
16. 【請求項１６】 基部と、 この基部から突出して形成されている振動腕部と、を有
    する振動片であり、 この振動片がパッケージ内に収容されている振動子であ
    り、 この振動子を制御部に接続して用いている携帯電話装置
    であって、 前記振動片の前記振動腕部の右側面部及び左側面部、並
    びに表面部又は裏面部に微調用電極部が配置され、表面
    部又は裏面部のいずれか一方に微調用電極部が配置され
    ていることを特徴とする携帯電話装置。