JP2002261566A - 水晶振動子 - Google Patents
水晶振動子Info
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Abstract
かも経済的な高安定用の水晶振動子を提供する。 【構成】両主面に設けた励振電極及び前記励振電極と電
気的に接続した端面電極を外周部両端面に有する水晶片
と、前記水晶片の主面と表面が対向して前記表面に釘頭
部を突出したリード端子を有する金属ベースと、前記釘
頭部に水平部を接合してなるL字状の第1サポータとを
具備してなる水晶振動子において、前記端面電極を有す
る外周部端面とサポータとは金属鑞によって接続し、前
記端面電極を有する外周部端面以外の外周部端面を接着
剤によって第2サポータに機械的にのみ接続した構成と
する。前記水晶片はATカットやSCカットであって、
前記端面電極を有する外周部両端面は応力に対して振動
周波数の変化を最小にする方向とする。
Description
振動子を産業上の技術分野とし、特に小型化を維持して
衝撃特性を改善した水晶振動子に関する。
び時間の基準源として周知され、このようなものに例え
ば通信機器用として周波数安定度の高い、恒温槽等を使
用した高安定用の水晶振動子がある。近年ではこれらの
ものにおいても小型化特に低背化が求められている。
従来例を説明する水晶振動子の図で、第9図はカバーを
除く断面図、第10図はカバー及び金属ベースを除く平
面図である。水晶振動子は例えばATカットとした円状
の水晶片1からなり、その主面を金属ベース2の表面に
対向して保持する。水晶片1の両主面には励振電極3
(ab)が形成され、両端外周部の端面(両端面とす
る)に引出電極4(ab)を延出する。あるいは、両端
面に引出電極4(ab)と接続する例えば銀(Ag)を
主とした導電剤を塗布する。なお、これらを含めて端面
電極5とする。
してベース本体を貫通し、釘頭部7とした先端を表面上
に突出した一対のリード端子8(ab)を有する。各リ
ード端子8(ab)の先端とした釘頭部7には、レーザ
ー溶接によって、内面が対向するL字状としたサポータ
9(ab)の各水平部が接続される。
例えばゲルマニウム(Ge)を含む金鑞10を施し、水
晶片1の両端面と熱圧着によって接合する(所謂ブレー
ジング、鑞付け)。ここでは、両端面は直線状に切欠さ
れて、結晶軸(XYZ)の軸方向を明示するとともに熱
圧着を容易にする。ここでの、両端面を結ぶ方向は、A
Tカットとする結晶軸(XY′Z′)のZ′軸から約+
30度又は−30度、X軸方向に傾斜して、応力に対す
る周波数変化が最も小さい方向の応力感度零軸とする。
うに、結晶軸(XYZ)のY軸に直交する主面がZ軸か
らY軸に約35度15分傾斜した切断角度であり、傾斜
した新たな軸をY′Z′軸としている。
ジングによって保持した後、冷間圧接や抵抗溶接等によ
って、金属ベース2にカバー(未図示)を接合して密閉
封入される。図では、冷間圧接や抵抗溶接用の金属ベー
ス2の外周に形成されるフランジは省略してある。そし
て、水晶振動子を恒温槽に収容して、高安定とした水晶
発振器を形成する。
金鑞10を用いたブレージングによって保持されるの
で、例えば主面を保持した場合に比較して振動変位に対
する影響を小さくする。また、図示しない導電性接着剤
を使用して保持した場合に比較し、硬化時の収縮等によ
る応力の発生を防止する。したがって、水晶振動子の振
動特性(電気的特性)を良好にし、例えばクリスタルイ
ンピーダンス(CI)を小さくする。
て金属ベース2の表面に突出し、L字状としたサポータ
9(ab)の各水平部を接続する。したがって、従来の
ように同一径としたリード端子の先端を金属ベース2の
表面から突出して平板状のサポータをスポット抵抗溶接
した場合(未図示)に比較し、特に高さ寸法を小さくし
て低背化を促進する。
しかしながら、上記構成の水晶振動子では、水晶片1の
両端面を保持(2点保持)するので、上述のように電気
的特性は良好にするが、落下等の衝撃に弱く所謂耐衝撃
性に劣る問題があった。特に、この場合には、低背化を
促進するため、リード端子8の先端を釘頭部7としてレ
ーザー(ビーム)溶接によって点的に接合する。
従来に比して接合強度も弱く、釘頭部7とサポータ9
(ab)の接合点を中心とした回転モーメントによって
水晶片に応力を生じさせる。あるいは、両端面を結ぶ直
線を中心として水晶片に横揺れを生じさせやすく、耐衝
撃性を劣化させる問題があった。
方の両端面をもブレージングによって保持し、4点端面
保持とすることが考えられた。しかし、この場合には、
水晶片1における他方の両端面は電気的接続を要しない
ので、金鑞10等を使用するブレージングによる保持に
は経済的に無駄になる問題があった。
衝撃性及び小型化を維持してしかも経済的な水晶振動子
を提供することを目的とする。
する水晶片の両端面とL字状とした第1サポータとは金
属鑞によって電気的・機械的に接続し、端面電極を有す
る両端面以外の端面を接着剤によって第2サポータに機
械的にのみ接続したことを基本的な構成とする。
・機械的に接続する以外に他の端面を機械的に保持する
ので、保持強度を増す。そして、いずれも端面を保持す
るので、振動変位に対する影響を小さくする。さらに、
機械的にのみ保持する端面は接着剤を使用して接続する
ので、金属鑞を用いたブレージングより安価になる。以
下、本発明の一実施例を説明する。
説明する図で、第1図はカバー及び金属ベースを除く水
晶振動子の平面図、第2図はフランジを除く金属ベース
の平面図である。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
は前述同様に、ATカットとして両主面に励振電極3
(ab)を有し、応力感度零軸となる一方の両端面に励
振電極3(ab)に接続する端面電極5を有する円状の
水晶片1からなる。そして、金属ベース2上に水晶片1
の主面を対面して金鑞10を用いたブレージングによっ
て、リード端子8(ab)の釘頭部7に接続したサポー
タ(便宜的に第1サポータとする)9(ab)に両端面
を電気的・機械的に接続して保持する(前第9図参
照)。
一対の気密化したリード端子8(ab)に対して直交す
る方向にさらに一対のリード端子8(cd)を追加す
る。そして、前述したL字状とする第2サポータ9(c
d)の水平部を各リード端子8(cd)の釘頭部7に接
続し、水晶片1の一方の両端面と直交する他方の両端面
を、端面を中心として接着剤11によって機械的に接続
する。
たブレージングによって、一方の両端面に設けて励振電
極3(ab)に至る端面電極5と接続するので、電気的
な接続を確実にして水晶片1を励振する。そして、一方
の両端面と直交する水晶片1の他方の両端面を接着剤1
1によって接続するので、一方の両端面と相俟って幾何
学的に最も安定な4点端面保持とする。
て全体として接合強度も高まり、釘頭部7とサポータ9
の接合点を中心とした回転モーメントを弱めて、水晶片
1への応力発生を防止する。また、一方の両端面を結ぶ
直線を中心とした横揺れをも防止する。そして、水晶片
1の保持強度を高めて耐衝撃性を向上する。また、水晶
片1の4点とした端面を基本的に保持するので、振動変
位に与える影響が小さくCI等の電気的特性(振動特
性)を維持する。
は、回り込み等によって両主面に多少塗布されるが、振
動特性は維持する。すなわち、この実施例では端面電極
5の形成された一方の両端面をZ′軸から傾斜した+3
0(又は−30)度として、機械的な保持のみとする他
方の両端面は直交方向とする。したがって、他方の両端
面を結ぶ方向は振動の変位方向であるX軸方向からズレ
るので、接着剤11の回り込みによる主面への塗布の影
響は小さく、振動特性を維持する。
水晶振動子の平面図である。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、端面電極5の形成
された一方の両端面を結ぶ方向を応力感度零軸として電
気的・機械的に保持するものの、これと直交する他方の
両端面を保持して基本的に4点端面保持とする。しか
し、他方の両端面を結ぶ方向は応力感度零軸ではなく、
応力による振動周波数の変化、例えば接着剤11の固着
強度の変化により振動周波数を変化させて経年変化特性
を劣化させる。
力感度零軸とした一方の両端面を金鑞を用いたブレージ
ングによる電気的・機械的な接続として、これと直交す
る他方の両端面の一方のみを接着剤11によって第2サ
ポータ9cに接続して保持する。
方の両端面と直交する他方の両端面間では一方のみが保
持されるので、両端面間には基本的に応力が発生しな
い。したがって、応力感度特性による経年変化特性を良
好にし、保持強度も高めて耐衝撃性を向上できる。
水晶振動子の平面図で、前実施例と同一部分の説明は省
略する。第3実施例は、第2実施例と同様に第1実施例
の応力感度特性による経年変化特性の低下を改善するも
のである。すなわち、第3実施例では、応力感度零軸例
えばZ′軸から+30度傾斜した方向の一方の両端面を
金鑞を用いたブレージングによって電気的・機械的に接
続する。そして、ここでは、もう一方の応力感度軸すな
わちZ′軸から−30度傾斜した方向の他方の両端面を
接着剤11によって第2サポータ9(cd)に機械的に
のみ接続する。
て電気的・機械的に接続する両端面間及び接着剤11に
よって機械的にのみ接続する両端面間を結ぶ方向をいず
れも応力感度零軸とする。そして、例えばサポータ9a
と9dあるいは9bと9cを結ぶ直線方向は振動変位の
最も大きい中央を、この例では振動領域となる励振電極
3(ab)部分を外れるので、同方向の応力による振動
周波数の変化を軽減する。したがって、応力変化による
振動周波数の変化を防止して、4点端面保持として対称
性を有し、保持強度をさらに高めて耐衝撃性を向上す
る。
水晶振動子の平面図で、前実施例と同一部分の説明は省
略する。第4実施例は、第1〜第3実施例とは異なり、
水晶片の端面電極5を応力感度零軸の両端面ではなく中
心から120度離れた両端面としてブレージングによっ
て、電気的・機械的に接続する。そして、各端面電極5
から120度離れた端面を接着剤11によって第2サポ
ータ9cに機械的にのみ接続して保持する。
点端面保持とするので耐衝撃性を向上する。そして、前
述のように各端面を結ぶ直線上は中央部の振動振動領域
を外れるので、応力による振動周波数への影響を軽減す
る。
して説明したが、SCカットとしてもよく厚みすべり振
動姿態であれば適用できる。但し、この場合の応力感度
軸は2回回転によるSCカットの結晶軸(X′Y′′
Z′)のZ′からX′方向へ+8度傾斜した軸方向とな
る。
に、結晶軸のY軸に直交した主面をZ軸を中心としてX
軸からY軸方向に約22度回転し、回転した新たなX′
軸を中心としてZ軸から新たなY′軸(未図示)方向に
約34度回転してなる。
が、鑞材としては銀(Ag)等でもよく金属であればよ
い。そして、第2サポータ9(cd)は、気密化された
リード端子8(cd)の釘頭部7に接続したが、金属ベ
ース2上に直接的に接続してリード端子8(cd)を除
去してよい。
平板状としたが、例えば第7図に示したように水晶片1
の外周部を仮保持する傾斜部を設けるとともに、水晶片
1の端面を露出するスリット12を設けて、外側から端
面を中心として接着剤を塗布するようにしてもよい(第
8図)。このようにすれば、接着剤の塗布時に水晶片を
安定にすると同時に端面を中心とした塗布作業を容易に
する。
端面とL字状とした第1サポータとは金属鑞によって電
気的・機械的に接続し、端面電極を有する両端面以外の
端面を接着剤によって第2サポータに機械的にのみ接続
したので、電気的特性、耐衝撃性及び小型化を維持して
しかも経済的な水晶振動子を提供できる。
ベースを除く水晶振動子の平面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
断方位図である。
例である。
例による接着剤の塗布図である。
る。
るATカットとした水晶片の切断方位図である。
電極、5 端面電極、6ガラス、7 釘頭部、8 リー
ド端子、9 サポータ、10 金鑞、11 接着剤、1
2 スリット。
Claims (5)
- 【請求項1】両主面に設けた励振電極及び前記励振電極
と電気的に接続した端面電極を外周部両端面に有する水
晶片と、前記水晶片の主面と表面が対向して前記表面に
釘頭部を突出したリード端子を有する金属ベースと、前
記釘頭部に水平部を接合してなるL字状の第1サポータ
とを具備してなる水晶振動子において、前記端面電極を
有する外周部端面とサポータとは金属鑞によって接続
し、前記端面電極を有する外周部端面以外の外周部端面
を接着剤によって第2サポータに機械的にのみ接続した
ことを特徴とする水晶振動子。 - 【請求項2】前記水晶片はATカットであって、前記端
面電極を有する外周部両端面はATカットとする結晶軸
Z′軸からX軸方向に傾斜して応力に対して振動周波数
の変化を最小にする方向である請求項1の水晶振動子。 - 【請求項3】前記水晶片はSCカットであって、前記端
面電極を有する外周部両端面はSCカットとする結晶軸
Z′軸からX′軸方向に傾斜して応力に対して振動周波
数の変化を最小にする方向である請求項1の水晶振動
子。 - 【請求項4】前記リード端子の釘頭部と前記第1サポー
タの水平部とはレーザー溶接である請求項1の水晶振動
子。 - 【請求項5】前記第2サポータは平板状として、前記水
晶片の外周部端面が露出するスリットを有する請求項1
の水晶振動子。
Priority Applications (1)
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JP3864056B2 JP3864056B2 (ja) | 2006-12-27 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009124222A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 水晶振動子及びその製造方法 |
EP2077617A2 (en) | 2007-12-28 | 2009-07-08 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Metal base for crystal unit and crystal unit using the same |
JP2009225426A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-10-01 | Daishinku Corp | 水晶振動子およびその製造方法 |
US8030827B2 (en) | 2008-02-06 | 2011-10-04 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Crystal unit |
CN109643983A (zh) * | 2016-08-30 | 2019-04-16 | 株式会社大真空 | 晶振片及晶体振动器件 |
-
2001
- 2001-03-02 JP JP2001058867A patent/JP3864056B2/ja not_active Expired - Fee Related
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