JP2003101378A - ラーメモード水晶振動子 - Google Patents
ラーメモード水晶振動子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 振動エネルギー損失の小さいラーメモード水
晶振動子を提供することにある。 【解決手段】 水晶振動子は振動部と支持フレームとマ
ウント部を一体に形成し、２個の接続部を介して振動部
が支持フレームとマウント部に接続されるように構成さ
れる。その結果、等価直列抵抗Ｒ１の小さいラーメモー
ド水晶振動子が得られる。
晶振動子を提供することにある。 【解決手段】 水晶振動子は振動部と支持フレームとマ
ウント部を一体に形成し、２個の接続部を介して振動部
が支持フレームとマウント部に接続されるように構成さ
れる。その結果、等価直列抵抗Ｒ１の小さいラーメモー
ド水晶振動子が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラーメモード水晶
振動子の振動子形状に関するものであり、特に、小型
化、高精度化、低廉化の要求の強いＩＣカードなどの携
帯機器用の基準信号源として最適なラーメモード水晶振
動子の振動子形状に関するものである。
振動子の振動子形状に関するものであり、特に、小型
化、高精度化、低廉化の要求の強いＩＣカードなどの携
帯機器用の基準信号源として最適なラーメモード水晶振
動子の振動子形状に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来よく知られているラーメモー
ド水晶振動子１００の、水晶の結晶構造の座標系ｏ−ｘ
ｙｚにおけるカットの向きを示し、ｘ′，ｙ′，ｚ′，
ｚ″は座標系回転後の座標軸（カット後の結晶軸）であ
る。この向きは、Ｙ板水晶板をまずｘ軸廻りにφｙ度回
転させ、次に、ｙ軸の新軸ｙ′軸の廻りにθｙ度回転さ
せたものである。
ド水晶振動子１００の、水晶の結晶構造の座標系ｏ−ｘ
ｙｚにおけるカットの向きを示し、ｘ′，ｙ′，ｚ′，
ｚ″は座標系回転後の座標軸（カット後の結晶軸）であ
る。この向きは、Ｙ板水晶板をまずｘ軸廻りにφｙ度回
転させ、次に、ｙ軸の新軸ｙ′軸の廻りにθｙ度回転さ
せたものである。
【０００３】図８は零温度係数を与えるラーメモード水
晶振動子のカット角φｙとカット角θｙとの関係を示
す。曲線１０２で示すように、θｙ＝３０°〜６０°で
ラーメモード水晶振動子が存在する。このときのカット
角θｙと２次温度係数βとの関係を図９に示す。曲線１
０３で示すように、カット角θｙ＝４５°のとき２次温
度係数βはβ＝−５．４×１０−８／℃２と水晶振動子
の２次温度係数としてはその絶対値は大変に大きい。
又、曲線１０３から、θｙ＝４５°から離れるにつれて
２次温度係数βの絶対値は小さくなり、θｙ＝３０°と
６０°でβ＝−４．５×１０−８／℃２となる。
晶振動子のカット角φｙとカット角θｙとの関係を示
す。曲線１０２で示すように、θｙ＝３０°〜６０°で
ラーメモード水晶振動子が存在する。このときのカット
角θｙと２次温度係数βとの関係を図９に示す。曲線１
０３で示すように、カット角θｙ＝４５°のとき２次温
度係数βはβ＝−５．４×１０−８／℃２と水晶振動子
の２次温度係数としてはその絶対値は大変に大きい。
又、曲線１０３から、θｙ＝４５°から離れるにつれて
２次温度係数βの絶対値は小さくなり、θｙ＝３０°と
６０°でβ＝−４．５×１０−８／℃２となる。
【０００４】又、振動子形状は図２０で示すように、従
来のラーメモード水晶振動子２００は振動部２０７と支
持フレーム２０１，２１３とマウント部２０２とを具え
て構成されている。振動部２０７には電極２０８，２０
９，２１０（裏面にも電極が配置されているが図面には
示されていない）が配置され、それらの電極はマウント
部２０２で電極端子２１１，２１２になるように構成さ
れており、互いに隣り合う電極および互いに表裏に位置
する電極は互いに異極になる。更に、振動部２０７は、
接続部２０３と２０６を介して支持フレーム２１３と２
０１に接続され、且つ、接続部２０４と２０５を介して
支持フレーム２１３，２０１とマウント部２０２に接続
されている（例えば、非特許文献１参照）。
来のラーメモード水晶振動子２００は振動部２０７と支
持フレーム２０１，２１３とマウント部２０２とを具え
て構成されている。振動部２０７には電極２０８，２０
９，２１０（裏面にも電極が配置されているが図面には
示されていない）が配置され、それらの電極はマウント
部２０２で電極端子２１１，２１２になるように構成さ
れており、互いに隣り合う電極および互いに表裏に位置
する電極は互いに異極になる。更に、振動部２０７は、
接続部２０３と２０６を介して支持フレーム２１３と２
０１に接続され、且つ、接続部２０４と２０５を介して
支持フレーム２１３，２０１とマウント部２０２に接続
されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】川島，平間，斎藤，小山，「水晶振動
子とその応用デバイス」，社団法人電子情報通信学会論
文誌，ＶＯＬ．Ｊ８２−Ｃ−Ｉ，Ｎｏ．１２，１９９９
年１２月号，ｐ．６６７−６８２
子とその応用デバイス」，社団法人電子情報通信学会論
文誌，ＶＯＬ．Ｊ８２−Ｃ−Ｉ，Ｎｏ．１２，１９９９
年１２月号，ｐ．６６７−６８２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ラーメモード水晶振動子は上記のようにその振動部が４
ケ所の端部の接続部を介して支持フレームとマウント部
に接続されているので、振動による振動部のエネルギー
損失が大きく、その結果、等価直列抵抗Ｒ１が大きくな
り、Ｑ値が低くなるなどの課題が残されていた。このこ
とから、振動部のエネルギー損失の小さくなる新形状の
ラーメモード水晶振動子が所望されていた。
ラーメモード水晶振動子は上記のようにその振動部が４
ケ所の端部の接続部を介して支持フレームとマウント部
に接続されているので、振動による振動部のエネルギー
損失が大きく、その結果、等価直列抵抗Ｒ１が大きくな
り、Ｑ値が低くなるなどの課題が残されていた。このこ
とから、振動部のエネルギー損失の小さくなる新形状の
ラーメモード水晶振動子が所望されていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は以下の方法で従
来の課題を解決するものである。すなわち、振動部と支
持フレームとマウント部が一体に形成され、前記振動部
の上下面に電極が配置されたラーメモード水晶振動子に
おいて、前記振動部は、高次の振動モードで振動し、か
つ前記振動部は、２個の接続部を介して前記支持フレー
ムと前記マウント部とに接続されるように構成すること
により課題を解決している。
来の課題を解決するものである。すなわち、振動部と支
持フレームとマウント部が一体に形成され、前記振動部
の上下面に電極が配置されたラーメモード水晶振動子に
おいて、前記振動部は、高次の振動モードで振動し、か
つ前記振動部は、２個の接続部を介して前記支持フレー
ムと前記マウント部とに接続されるように構成すること
により課題を解決している。
【０００８】
【発明の効果】このように、本発明は振動部と支持フレ
ームとの接続部を２個にすることにより、振動部の振動
エネルギー損失が小さくなるので、等価直列抵抗Ｒ１の
小さい超小型のラーメモード水晶振動子が得られる。す
なわち、本発明の振動子形状を有する高次ラーメモード
水晶振動子を提供することにより、次の著しい効果を有
する。 （１）振動部と支持フレームとを接続する接続部が２ケ
所であるので、振動部の振動エネルギー損失が小さくな
る。その結果、等価直列抵抗Ｒ１の小さい、Ｑ値の高い
ラーメモード水晶振動子が得られる。 （２）振動部と支持フレームとマウント部と接続部をエ
ッチング法によって一体に形成でき、小型で、量産性に
優れ、又、１枚の水晶ウエハ上に多数個の振動子を一度
にバッチ処理できるので、安価な水晶振動子が実現でき
る。 （３）更に、本発明の水晶振動子はエッチング法で一体
に加工されるので、耐衝撃性に優れたラーメモード水晶
振動子が得られる。
ームとの接続部を２個にすることにより、振動部の振動
エネルギー損失が小さくなるので、等価直列抵抗Ｒ１の
小さい超小型のラーメモード水晶振動子が得られる。す
なわち、本発明の振動子形状を有する高次ラーメモード
水晶振動子を提供することにより、次の著しい効果を有
する。 （１）振動部と支持フレームとを接続する接続部が２ケ
所であるので、振動部の振動エネルギー損失が小さくな
る。その結果、等価直列抵抗Ｒ１の小さい、Ｑ値の高い
ラーメモード水晶振動子が得られる。 （２）振動部と支持フレームとマウント部と接続部をエ
ッチング法によって一体に形成でき、小型で、量産性に
優れ、又、１枚の水晶ウエハ上に多数個の振動子を一度
にバッチ処理できるので、安価な水晶振動子が実現でき
る。 （３）更に、本発明の水晶振動子はエッチング法で一体
に加工されるので、耐衝撃性に優れたラーメモード水晶
振動子が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき具体的に述べる。
づき具体的に述べる。
【００１０】（実施例１）図１は本発明のラーメモード
水晶振動子を切り出すための水晶板１とその座標系を示
す。水晶の結晶構造の座標系は原点ｏ，電気軸ｘ，機械
軸ｙ，光軸ｚからなり座標系ｏ−ｘｙｚを構成してい
る。Ｘ板水晶はまずｙ軸廻りに角度φｘ回転され、更
に、ｘ軸の新軸ｘ′軸廻りにθｘ回転される。本発明の
ラーメモード水晶振動子はこのように回転された向きに
カットされた水晶板から形成される。
水晶振動子を切り出すための水晶板１とその座標系を示
す。水晶の結晶構造の座標系は原点ｏ，電気軸ｘ，機械
軸ｙ，光軸ｚからなり座標系ｏ−ｘｙｚを構成してい
る。Ｘ板水晶はまずｙ軸廻りに角度φｘ回転され、更
に、ｘ軸の新軸ｘ′軸廻りにθｘ回転される。本発明の
ラーメモード水晶振動子はこのように回転された向きに
カットされた水晶板から形成される。
【００１１】図２は、本発明のラーメモード水晶振動子
の零温度係数（１次温度係数αが零）を与えるカット角
φｘとカット角θｘとの関係である。曲線２で示すよう
に、カット角φｘが、φｘ＝３６．５°〜４７°，θｘ
＝６５°〜８５°で零温度係数が存在することが分か
る。
の零温度係数（１次温度係数αが零）を与えるカット角
φｘとカット角θｘとの関係である。曲線２で示すよう
に、カット角φｘが、φｘ＝３６．５°〜４７°，θｘ
＝６５°〜８５°で零温度係数が存在することが分か
る。
【００１２】図３は図２の関係で、カット角θｘと２次
温度係数βとの関係である。曲線３で示すように、φｘ
＝３６．５°〜４７°に対応するθｘ＝６５°〜８５°
で２次温度係数βは大略−１×１０−８／℃２となり、
その絶対値は従来のラーメモード水晶振動子のβの約１
／５〜１／４と著しく小さくなることが分かる。
温度係数βとの関係である。曲線３で示すように、φｘ
＝３６．５°〜４７°に対応するθｘ＝６５°〜８５°
で２次温度係数βは大略−１×１０−８／℃２となり、
その絶対値は従来のラーメモード水晶振動子のβの約１
／５〜１／４と著しく小さくなることが分かる。
【００１３】図４は、本発明のラーメモード水晶振動子
の零温度係数を与えるカット角φｘとカット角θｘとの
他の関係である。曲線４では、φｘ＝１３３°〜１４
３．５°，θｘ＝５°〜２５°で零温度係数が存在す
る。又、図５は図４のカット角θ ｘと２次温度係数βと
の関係である。曲線５で示すように、φｘ＝１３３°〜
１４３．５°に対応するθｘ＝５°〜２５°で２次温度
係数β＝−１×１０−８／℃２とその絶対値は著しく小
さくなる。
の零温度係数を与えるカット角φｘとカット角θｘとの
他の関係である。曲線４では、φｘ＝１３３°〜１４
３．５°，θｘ＝５°〜２５°で零温度係数が存在す
る。又、図５は図４のカット角θ ｘと２次温度係数βと
の関係である。曲線５で示すように、φｘ＝１３３°〜
１４３．５°に対応するθｘ＝５°〜２５°で２次温度
係数β＝−１×１０−８／℃２とその絶対値は著しく小
さくなる。
【００１４】図６は本発明のラーメモード水晶振動子の
周波数温度特性の一実施例を示す。本実施例はカット角
φｘ＝４７°，θｘ＝６５°の場合である。この実施例
の特性は曲線６で示されている。２次温度係数βの絶対
値が従来のラーメモード水晶振動子より大変に小さいの
で、本発明の水晶振動子は曲線６で示すように広い温度
範囲に亘って周波数変化が小さい。一方、曲線１０１は
従来のラーメモード水晶振動子の周波数温度特性を示
し、この図から本発明のラーメモード水晶振動子の方が
はるかに優れていることがわかる。
周波数温度特性の一実施例を示す。本実施例はカット角
φｘ＝４７°，θｘ＝６５°の場合である。この実施例
の特性は曲線６で示されている。２次温度係数βの絶対
値が従来のラーメモード水晶振動子より大変に小さいの
で、本発明の水晶振動子は曲線６で示すように広い温度
範囲に亘って周波数変化が小さい。一方、曲線１０１は
従来のラーメモード水晶振動子の周波数温度特性を示
し、この図から本発明のラーメモード水晶振動子の方が
はるかに優れていることがわかる。
【００１５】（実施例２）図１０は、本発明の高次（オ
ーバートーン）ラーメモード水晶振動子形状の正面図の
一実施例を示す。水晶振動子７は、振動部９と、支持フ
レーム８と、マウント部１０と、接続部１１，１２とを
具えるように構成され、一体に形成されている。振動部
９は、接続部１１を介して支持フレーム８に接続される
と同時に、接続部１２を介してマウント部１０に接続さ
れている。接続部１１，１２は各々振動部の対角方向の
端部に設けられている。本実施例では振動部９の長手方
向に電極１３，１４，１５が、互いに隣接する電極同士
が異極になるように配置されている。即ち、電極は３分
割されている。この振動子は（３，１）次の高次モード
で振動する。電極１３は支持フレーム８上に配置された
電極１８を介して、マウント部１０に配置された電極端
子１６に接続されている。電極１３と１５は側面（図示
されていない）を介して接続されている。また、電極１
４は電極端子１７と同極となるように構成される。この
ように、本発明では、振動部９と、支持フレーム８およ
びマウント部１０との接続が２ヶ所であるので、振動部
の振動エネルギーの損失を小さくすることができる。そ
の結果、等価直列抵抗Ｒ１の小さい、Ｑ値の高いラーメ
モード水晶振動子が得られる。また、接続部１１と接続
部１２は振動部９の互いに反対側の端部に、しかも対角
方向に設けているので、衝撃に対しても強くなる。
ーバートーン）ラーメモード水晶振動子形状の正面図の
一実施例を示す。水晶振動子７は、振動部９と、支持フ
レーム８と、マウント部１０と、接続部１１，１２とを
具えるように構成され、一体に形成されている。振動部
９は、接続部１１を介して支持フレーム８に接続される
と同時に、接続部１２を介してマウント部１０に接続さ
れている。接続部１１，１２は各々振動部の対角方向の
端部に設けられている。本実施例では振動部９の長手方
向に電極１３，１４，１５が、互いに隣接する電極同士
が異極になるように配置されている。即ち、電極は３分
割されている。この振動子は（３，１）次の高次モード
で振動する。電極１３は支持フレーム８上に配置された
電極１８を介して、マウント部１０に配置された電極端
子１６に接続されている。電極１３と１５は側面（図示
されていない）を介して接続されている。また、電極１
４は電極端子１７と同極となるように構成される。この
ように、本発明では、振動部９と、支持フレーム８およ
びマウント部１０との接続が２ヶ所であるので、振動部
の振動エネルギーの損失を小さくすることができる。そ
の結果、等価直列抵抗Ｒ１の小さい、Ｑ値の高いラーメ
モード水晶振動子が得られる。また、接続部１１と接続
部１２は振動部９の互いに反対側の端部に、しかも対角
方向に設けているので、衝撃に対しても強くなる。
【００１６】図１１は、図１０の振動子の右側面図であ
る。振動部９には正面側の電極１３，１４，１５に対抗
して裏面側に電極１９，２０，２１が配置されている。
更に、電極１３，１５，２０と電極端子１６，２２は同
極に、電極１４，１９，２１と電極端子１７は同極にな
るように構成されていて、電気的には、２電極端子構造
１６，１７を構成する。今、２電極端子１６，１７に交
番電圧を印加すると、各電極が配置された振動部の部分
はそれぞれ長辺方向と短辺方向に伸縮の振動を繰り返
す。即ち、異位相で振動する。
る。振動部９には正面側の電極１３，１４，１５に対抗
して裏面側に電極１９，２０，２１が配置されている。
更に、電極１３，１５，２０と電極端子１６，２２は同
極に、電極１４，１９，２１と電極端子１７は同極にな
るように構成されていて、電気的には、２電極端子構造
１６，１７を構成する。今、２電極端子１６，１７に交
番電圧を印加すると、各電極が配置された振動部の部分
はそれぞれ長辺方向と短辺方向に伸縮の振動を繰り返
す。即ち、異位相で振動する。
【００１７】（実施例３）図１２は、本発明の高次（オ
ーバートーン）ラーメモード水晶振動子形状の正面図の
他の実施例を示す。水晶振動子２３は、振動部２６と、
支持フレーム２４と、マウント部２５と、接続部２７，
２８とを具えるように構成されている。振動部２６の正
面には電極２９，３０，３１，３２，３３が配置され、
互いに隣接する電極同士は異極となる。本実施例では電
極全体が振動部の長辺方向に５分割されている。即ち、
（５，１）次の高次モードで振動子は振動する。また、
電極２９は接続部２７を介して、支持フレーム２４上に
配置された電極３４に接続され、さらにマウント部２５
の電極端子３５に接続されている。これに対して、電極
３０，３２は電極端子３６に接続されており、２端子構
造を成している。本実施例でも振動部２６は、支持フレ
ーム２４とマウント部２５に２ヶ所の接続部２７，２８
によって接続されているので、振動部２６の振動エネル
ギーがマウント部２５にまで伝わない。即ち、振動エネ
ルギーの損失を小さくすることができる。それ故、等価
直列抵抗Ｒ１の小さい、Ｑ値の高い高次（オーバートー
ン）ラーメモード水晶振動子が得られる。
ーバートーン）ラーメモード水晶振動子形状の正面図の
他の実施例を示す。水晶振動子２３は、振動部２６と、
支持フレーム２４と、マウント部２５と、接続部２７，
２８とを具えるように構成されている。振動部２６の正
面には電極２９，３０，３１，３２，３３が配置され、
互いに隣接する電極同士は異極となる。本実施例では電
極全体が振動部の長辺方向に５分割されている。即ち、
（５，１）次の高次モードで振動子は振動する。また、
電極２９は接続部２７を介して、支持フレーム２４上に
配置された電極３４に接続され、さらにマウント部２５
の電極端子３５に接続されている。これに対して、電極
３０，３２は電極端子３６に接続されており、２端子構
造を成している。本実施例でも振動部２６は、支持フレ
ーム２４とマウント部２５に２ヶ所の接続部２７，２８
によって接続されているので、振動部２６の振動エネル
ギーがマウント部２５にまで伝わない。即ち、振動エネ
ルギーの損失を小さくすることができる。それ故、等価
直列抵抗Ｒ１の小さい、Ｑ値の高い高次（オーバートー
ン）ラーメモード水晶振動子が得られる。
【００１８】図１３は図１２の振動子２３の側面図であ
る。振動部２６には、一方の同極となる電極２９，３
１，３３，３８，４０が配置されるとともに、他方の同
極となる電極３０，３２，３７，３９，４１が配置され
ている。これらの電極はそれぞれ電極端子３５および４
２と電極端子３６とに接続されている。図１３には示さ
れていないが、これらの同極となる電極は振動部２６の
側面あるいは振動部の上下面を介して接続される。
る。振動部２６には、一方の同極となる電極２９，３
１，３３，３８，４０が配置されるとともに、他方の同
極となる電極３０，３２，３７，３９，４１が配置され
ている。これらの電極はそれぞれ電極端子３５および４
２と電極端子３６とに接続されている。図１３には示さ
れていないが、これらの同極となる電極は振動部２６の
側面あるいは振動部の上下面を介して接続される。
【００１９】また、本実施例では（５，１）次の高次モ
ード振動子について説明したが、長辺方向の電極を７，
９，１１・・・ｎの奇数に分割することにより（ｎ，
１）次の高次ラーメモード水晶振動子を実現できる。
ード振動子について説明したが、長辺方向の電極を７，
９，１１・・・ｎの奇数に分割することにより（ｎ，
１）次の高次ラーメモード水晶振動子を実現できる。
【００２０】（実施例４）図１４は本発明の高次（オー
バートーン）ラーメモード水晶振動子形状の他の実施例
の正面図を示す。水晶振動子５９は、振動部４３と、支
持フレーム４４，４５と、マウント部４６と、接続部４
７，４８とを具えるように構成されている。振動部４３
の正面側には電極４９、５０、５１が配置されている。
即ち、（３，１）次の高次モードでこの振動子５９は振
動する。電極４９と５１は同極になるように接続され、
更に、電極４９は接続部４７を介し、支持フレーム４４
に配置された電極５２に接続され、その電極５２はマウ
ント部４６の電極端子５４に接続されている。一方、電
極５０は支持フレーム４５に配置された電極５３を介し
てマウント部４６上の電極端子５５まで延在している。
また、接続部４７，４８は、振動部４３の高次モードの
振動が反転する部分に接続し、さらに、接続部４７は支
持フレーム４４につながり、マウント部４６にその支持
フレーム４４の端部は接続される。また、接続部４８は
支持フレーム４５に接続し、その支持フレーム４５の端
部はマウント部４６に接続される。このように、接続部
を高次モードの振動の反転する振動部の部分に対称に設
けるので、振動部の振動エネルギー損失が小さくなる。
その結果、等価直列抵抗Ｒ１が小さくなる。
バートーン）ラーメモード水晶振動子形状の他の実施例
の正面図を示す。水晶振動子５９は、振動部４３と、支
持フレーム４４，４５と、マウント部４６と、接続部４
７，４８とを具えるように構成されている。振動部４３
の正面側には電極４９、５０、５１が配置されている。
即ち、（３，１）次の高次モードでこの振動子５９は振
動する。電極４９と５１は同極になるように接続され、
更に、電極４９は接続部４７を介し、支持フレーム４４
に配置された電極５２に接続され、その電極５２はマウ
ント部４６の電極端子５４に接続されている。一方、電
極５０は支持フレーム４５に配置された電極５３を介し
てマウント部４６上の電極端子５５まで延在している。
また、接続部４７，４８は、振動部４３の高次モードの
振動が反転する部分に接続し、さらに、接続部４７は支
持フレーム４４につながり、マウント部４６にその支持
フレーム４４の端部は接続される。また、接続部４８は
支持フレーム４５に接続し、その支持フレーム４５の端
部はマウント部４６に接続される。このように、接続部
を高次モードの振動の反転する振動部の部分に対称に設
けるので、振動部の振動エネルギー損失が小さくなる。
その結果、等価直列抵抗Ｒ１が小さくなる。
【００２１】図１５は、図１４に示す振動子の右側面図
である。振動部４３には、一方の同極となる電極４９，
５１，５７と、他方の同極となる電極５０，５６，５８
が配置されている。
である。振動部４３には、一方の同極となる電極４９，
５１，５７と、他方の同極となる電極５０，５６，５８
が配置されている。
【００２２】図１６は、本発明の高次（オーバートー
ン）ラーメモード水晶振動子形状の他の実施例の正面図
を示す。振動部６１の電極配置は図１４と大略同じであ
るが、接続部６２，６３の位置が異なり、振動部６１の
振動が反転する下方部に接続部６２，６３は接続されて
いる。このような構成により、ラーメモード水晶振動子
６０は図１４の振動子と同じ効果を有する。本実施例で
は（３，１）次の高次ラーメモード水晶振動子での形状
について説明したが、電極分割数５，７，・・・ｎにつ
いても有効である。即ち、振動部の長辺方向の（ｎ−
１）／２（ｎ＝３，５，７・・・・）と（ｎ＋１）／２
の間に接続部が設けられる。このような構成は、５次以
上のラーメモード水晶振動子でも３次ラーメモード水晶
振動子と同様な効果を有する。
ン）ラーメモード水晶振動子形状の他の実施例の正面図
を示す。振動部６１の電極配置は図１４と大略同じであ
るが、接続部６２，６３の位置が異なり、振動部６１の
振動が反転する下方部に接続部６２，６３は接続されて
いる。このような構成により、ラーメモード水晶振動子
６０は図１４の振動子と同じ効果を有する。本実施例で
は（３，１）次の高次ラーメモード水晶振動子での形状
について説明したが、電極分割数５，７，・・・ｎにつ
いても有効である。即ち、振動部の長辺方向の（ｎ−
１）／２（ｎ＝３，５，７・・・・）と（ｎ＋１）／２
の間に接続部が設けられる。このような構成は、５次以
上のラーメモード水晶振動子でも３次ラーメモード水晶
振動子と同様な効果を有する。
【００２３】（実施例５）図１７は本発明の高次（オー
バートーン）ラーメモード水晶振動子形状の他の実施例
の正面図を示す。水晶振動子６４は、振動部６７と、支
持フレーム６５，６６と、マウント部６８と、接続部６
９，７０とを具えて成る。振動部６７の正面には５分割
された電極７１，７２，７３，７４，７５が配置されて
いて、電極７２，７４は同極で、マウント部６８に配置
された電極端子７６に支持フレーム６５を介して接続さ
れている。又、電極７１，７３，７５は同極で、マウン
ト部６８の電極端子７７に接続部７０と支持フレーム６
６を介して接続されている。図示されていないが、振動
部６７の裏面にも５分割された電極が配置され、正面の
対抗電極とは異極となるように構成されている。本実施
例では、接続部６９と７０は、高次モードの振動が反転
する、振動部６７の中央の部分の対角部に接続される。
このように構成することにより、接続部が２ケ所である
ので、振動部の振動エネルギーを振動子内部に閉じ込め
ることができる。それ故、等価直列抵抗Ｒ１の小さい、
Ｑ値の高い高次ラーメモード水晶振動子が得られる。
又、振動部の中央付近に接続部が設けられるので、耐衝
撃性に優れた水晶振動子が実現できる。
バートーン）ラーメモード水晶振動子形状の他の実施例
の正面図を示す。水晶振動子６４は、振動部６７と、支
持フレーム６５，６６と、マウント部６８と、接続部６
９，７０とを具えて成る。振動部６７の正面には５分割
された電極７１，７２，７３，７４，７５が配置されて
いて、電極７２，７４は同極で、マウント部６８に配置
された電極端子７６に支持フレーム６５を介して接続さ
れている。又、電極７１，７３，７５は同極で、マウン
ト部６８の電極端子７７に接続部７０と支持フレーム６
６を介して接続されている。図示されていないが、振動
部６７の裏面にも５分割された電極が配置され、正面の
対抗電極とは異極となるように構成されている。本実施
例では、接続部６９と７０は、高次モードの振動が反転
する、振動部６７の中央の部分の対角部に接続される。
このように構成することにより、接続部が２ケ所である
ので、振動部の振動エネルギーを振動子内部に閉じ込め
ることができる。それ故、等価直列抵抗Ｒ１の小さい、
Ｑ値の高い高次ラーメモード水晶振動子が得られる。
又、振動部の中央付近に接続部が設けられるので、耐衝
撃性に優れた水晶振動子が実現できる。
【００２４】（実施例６）図１８は本発明の非対称ラー
メモード水晶振動子形状の一実施例の正面図を示す。今
まで説明してきた図１０〜図１７は対称モードの場合で
あるが、本実施例では非対称モードの場合である。水晶
振動子８３は、振動部７８と、支持フレーム７９，８０
と、マウント部８４と、接続部８１，８２とを具えて成
る。これらは一体に形成されている。振動部７８には２
分割された電極８５，８６が配置されている。電極８５
は、振動部８１と支持フレーム７９を介してマウント部
８４の電極端子８７に接続されている。又、電極８６
は、接続部８２と支持フレーム８０を介して電極端子８
８に接続されている。即ち、２端子構造８７，８８を形
成する。今、両端子間に電圧を印加すると、長辺方向の
端部は同じ方向に変位し、短辺方向の振動はそれと位相
が１８０°異なるように振動する。非対称モード振動子
の場合、長辺方向に偶数個の電極に分割される。本実施
例では２電極分割の場合を示し、接続部８１と８２は振
動部７８の中央部の両側部に接続することを示したが、
電極分割数が４，６，８，・・・と増えても接続部の位置
は同じである。このような構成により、耐衝撃性に優
れ、等価直列抵抗Ｒ１の小さい、Ｑ値の高い振動子が得
られる。
メモード水晶振動子形状の一実施例の正面図を示す。今
まで説明してきた図１０〜図１７は対称モードの場合で
あるが、本実施例では非対称モードの場合である。水晶
振動子８３は、振動部７８と、支持フレーム７９，８０
と、マウント部８４と、接続部８１，８２とを具えて成
る。これらは一体に形成されている。振動部７８には２
分割された電極８５，８６が配置されている。電極８５
は、振動部８１と支持フレーム７９を介してマウント部
８４の電極端子８７に接続されている。又、電極８６
は、接続部８２と支持フレーム８０を介して電極端子８
８に接続されている。即ち、２端子構造８７，８８を形
成する。今、両端子間に電圧を印加すると、長辺方向の
端部は同じ方向に変位し、短辺方向の振動はそれと位相
が１８０°異なるように振動する。非対称モード振動子
の場合、長辺方向に偶数個の電極に分割される。本実施
例では２電極分割の場合を示し、接続部８１と８２は振
動部７８の中央部の両側部に接続することを示したが、
電極分割数が４，６，８，・・・と増えても接続部の位置
は同じである。このような構成により、耐衝撃性に優
れ、等価直列抵抗Ｒ１の小さい、Ｑ値の高い振動子が得
られる。
【００２５】図１９は図１８の振動部７８の側面図であ
る。電極８５，８６の対抗面には電極８９，９０が配置
されている。対抗電極は異極となるように配置されてい
る。
る。電極８５，８６の対抗面には電極８９，９０が配置
されている。対抗電極は異極となるように配置されてい
る。
【００２６】今まで述べてきた水晶振動子は複雑な形状
をしているが、これらの加工は化学的エッチング法や機
械的加工法で容易に形成できる。又、本発明の新形状の
振動子は水晶について説明してきたが、他の材料、例え
ば、ランガサイトにも適用できる事は言うまでもない。
をしているが、これらの加工は化学的エッチング法や機
械的加工法で容易に形成できる。又、本発明の新形状の
振動子は水晶について説明してきたが、他の材料、例え
ば、ランガサイトにも適用できる事は言うまでもない。
【００２７】以上述べたように、上記カット角及び振動
子形状を有する本発明の実施例の高次ラーメモード水晶
振動子を提供することにより、次の著しい効果を有す
る。 （１）２次温度係数βが大略−１×１０−８／℃２とそ
の絶対値が非常に小さい。それ故、広い温度範囲に亘っ
て周波数変化の小さいラーメモード水晶振動子が得られ
る。 （２）振動部と支持フレームとを接続する接続部が２ケ
所であるので、振動部の振動エネルギー損失が小さくな
る。その結果、等価直列抵抗Ｒ１の小さい、Ｑ値の高い
ラーメモード水晶振動子が得られる。 （３）振動部と支持フレームとマウント部と接続部をエ
ッチング法によって一体に形成でき、小型で、量産性に
優れ、又、１枚の水晶ウエハ上に多数個の振動子を一度
にバッチ処理できるので、安価な水晶振動子が実現でき
る。 （４）更に、本発明の水晶振動子はエッチング法で一体
に加工されるので、耐衝撃性に優れたラーメモード水晶
振動子が得られる。
子形状を有する本発明の実施例の高次ラーメモード水晶
振動子を提供することにより、次の著しい効果を有す
る。 （１）２次温度係数βが大略−１×１０−８／℃２とそ
の絶対値が非常に小さい。それ故、広い温度範囲に亘っ
て周波数変化の小さいラーメモード水晶振動子が得られ
る。 （２）振動部と支持フレームとを接続する接続部が２ケ
所であるので、振動部の振動エネルギー損失が小さくな
る。その結果、等価直列抵抗Ｒ１の小さい、Ｑ値の高い
ラーメモード水晶振動子が得られる。 （３）振動部と支持フレームとマウント部と接続部をエ
ッチング法によって一体に形成でき、小型で、量産性に
優れ、又、１枚の水晶ウエハ上に多数個の振動子を一度
にバッチ処理できるので、安価な水晶振動子が実現でき
る。 （４）更に、本発明の水晶振動子はエッチング法で一体
に加工されるので、耐衝撃性に優れたラーメモード水晶
振動子が得られる。
【図１】 本発明のラーメモード水晶振動子を切り出す
ための水晶板とその座標系を示す説明図である。
ための水晶板とその座標系を示す説明図である。
【図２】 本発明のラーメモード水晶振動子の零温度係
数（１次温度係数αが零）を与えるカット角φｘとカッ
ト角θｘとの関係を示す関係線図である。
数（１次温度係数αが零）を与えるカット角φｘとカッ
ト角θｘとの関係を示す関係線図である。
【図３】 本発明のカット角θｘと２次温度係数βとの
関係を示す関係線図である。
関係を示す関係線図である。
【図４】 本発明のラーメモード水晶振動子の零温度係
数を与えるカット角φｘとカット角θｘとの他の関係を
示す関係線図である。
数を与えるカット角φｘとカット角θｘとの他の関係を
示す関係線図である。
【図５】 本発明のカット角θｘと２次温度係数βとの
関係を示す関係線図である。
関係を示す関係線図である。
【図６】 本発明のラーメモード水晶振動子の周波数温
度特性の一実施例を示す特性線図である。
度特性の一実施例を示す特性線図である。
【図７】 従来のラーメモード水晶振動子とその座標系
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図８】 従来の零温度係数を与えるラーメモード水晶
振動子のカット角φｙとカット角θｙとの関係を示す関
係線図ある。
振動子のカット角φｙとカット角θｙとの関係を示す関
係線図ある。
【図９】 従来のカット角θｙと２次温度係数βとの関
係を示す関係線図である。
係を示す関係線図である。
【図１０】 本発明の高次（オーバートーン）ラーメモ
ード水晶振動子形状の一実施例を示す正面図である。
ード水晶振動子形状の一実施例を示す正面図である。
【図１１】 図１０の振動子の右側面図である。
【図１２】 本発明の高次（オーバートーン）ラーメモ
ード水晶振動子形状の他の実施例を示す正面図である。
ード水晶振動子形状の他の実施例を示す正面図である。
【図１３】 図１２の振動子の右側面図である。
【図１４】 本発明の高次（オーバートーン）ラーメモ
ード水晶振動子形状の他の実施例を示す正面図である。
ード水晶振動子形状の他の実施例を示す正面図である。
【図１５】 図１４の振動子の振動部の右側面図であ
る。
る。
【図１６】 本発明のラーメモード水晶振動子形状の他
の実施例を示す正面図である。
の実施例を示す正面図である。
【図１７】 本発明の高次（オーバートーン）ラーメモ
ード水晶振動子形状の他の実施例を示す正面図である。
ード水晶振動子形状の他の実施例を示す正面図である。
【図１８】 本発明の非対称ラーメモード水晶振動子形
状の一実施例を示す正面図である。
状の一実施例を示す正面図である。
【図１９】 図１８の振動部の右側面図である。
【図２０】 従来の高次（オーバートーン）ラーメモー
ド水晶振動子形状を示す正面図である。
ド水晶振動子形状を示す正面図である。
Ｏ 座標の原点
ｘ，ｙ，ｚ 水晶の結晶構造の座標軸
ｘ′，ｙ′，ｚ′，ｚ″ 座標系回転後の座標軸（カッ
ト後の結晶軸） １，１００ 水晶板 ２，３，４，５，６，１０１，１０２，１０３ 極線 φｘ，θｘ，φｙ，θｙ 角度（カット角） β ２次温度係数 ７，２３，５９，６０，６４，８３，２００ 水晶振動
子 ８，２４，４４，４５，６５，６６，７９，８０，２０
１，２１３ 支持フレーム ９，２６，４３，６１，６７，７８，２０７ 振動部 １０，２５，４６，６８，８４，２０２ マウント部 １１，１２，２７，２８，４７，４８，６２，６３，６
９，７０，８１，８２，２０３，２０４，２０５，２０
６ 接続部 １３，１４，１５，１８，１９，２０，２１，２９，３
０，３１，３２，３３，３４，３７，３８，３９，４
０，４１，４９，５０，５１，５２，５３，５６，５
７，５８，７１，７２，７３，７４，７５，８５，８
６，８９，９０，２０８，２０９，２１０ 電極 １６，１７，２２，３５，３６，４２，５４，５５，７
６，７７，８７，８８，２１１，２１２ 電極端子
ト後の結晶軸） １，１００ 水晶板 ２，３，４，５，６，１０１，１０２，１０３ 極線 φｘ，θｘ，φｙ，θｙ 角度（カット角） β ２次温度係数 ７，２３，５９，６０，６４，８３，２００ 水晶振動
子 ８，２４，４４，４５，６５，６６，７９，８０，２０
１，２１３ 支持フレーム ９，２６，４３，６１，６７，７８，２０７ 振動部 １０，２５，４６，６８，８４，２０２ マウント部 １１，１２，２７，２８，４７，４８，６２，６３，６
９，７０，８１，８２，２０３，２０４，２０５，２０
６ 接続部 １３，１４，１５，１８，１９，２０，２１，２９，３
０，３１，３２，３３，３４，３７，３８，３９，４
０，４１，４９，５０，５１，５２，５３，５６，５
７，５８，７１，７２，７３，７４，７５，８５，８
６，８９，９０，２０８，２０９，２１０ 電極 １６，１７，２２，３５，３６，４２，５４，５５，７
６，７７，８７，８８，２１１，２１２ 電極端子
Claims (5)
- 【請求項１】 振動部と支持フレームとマウント部が一
体に形成され、前記振動部の上下面に電極が配置された
ラーメモード水晶振動子において、 前記振動部は、高次の振動モードで振動し、 かつ前記振動部は、２個の接続部を介して前記支持フレ
ームと前記マウント部とに接続されている事を特徴とす
るラーメモード水晶振動子。 - 【請求項２】 前記振動部の対角する端部に前記２個の
接続部を設けた事を特徴とする請求項１に記載のラーメ
モード水晶振動子。 - 【請求項３】 振動部と支持フレームとマウント部が一
体に形成され、前記振動部の上下面に電極が配置された
ラーメモード水晶振動子において、 前記振動部は、高次の振動モードで振動し、 前記振動部の高次モードの振動が反転する部分が、２個
の接続部をそれぞれ介して２個の前記支持フレームに接
続されている事を特徴とするラーメモード水晶振動子。 - 【請求項４】 前記振動部の高次モードの振動が反転す
る中央の部分の対角部に前記２個の接続部を設けた事を
特徴とする請求項３に記載のラーメモード水晶振動子。 - 【請求項５】 振動部と支持フレームとマウント部が一
体に形成され、前記振動部の上下面に電極が配置された
ラーメモード水晶振動子において、 前記振動部は非対称モードで振動し、 ２個の接続部をそれぞれ介して前記振動部の中央部の両
側が２個の支持フレームに接続されている事を特徴とす
るラーメモード水晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002270485A JP2003101378A (ja) | 2002-09-17 | 2002-09-17 | ラーメモード水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002270485A JP2003101378A (ja) | 2002-09-17 | 2002-09-17 | ラーメモード水晶振動子 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000351384A Division JP3373840B2 (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | ラーメモード水晶振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003101378A true JP2003101378A (ja) | 2003-04-04 |
Family
ID=19196913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002270485A Pending JP2003101378A (ja) | 2002-09-17 | 2002-09-17 | ラーメモード水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003101378A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006020138A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | River Eletec Kk | 圧電振動子 |
| WO2006011188A1 (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-02 | Quark Crystal Technical Laboratory Inc. | 水晶振動子片及び水晶振動子ユニット |
| JP2006279870A (ja) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Kyocera Kinseki Corp | ラーメモード水晶振動子 |
| JP2006311229A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Kyocera Kinseki Corp | ラーメモード水晶振動子 |
| JP2007274347A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Kyocera Kinseki Corp | ラーメモード水晶振動子およびその製造方法 |
-
2002
- 2002-09-17 JP JP2002270485A patent/JP2003101378A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006020138A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | River Eletec Kk | 圧電振動子 |
| JP4571830B2 (ja) * | 2004-07-02 | 2010-10-27 | リバーエレテック株式会社 | 圧電振動子 |
| WO2006011188A1 (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-02 | Quark Crystal Technical Laboratory Inc. | 水晶振動子片及び水晶振動子ユニット |
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| JP4724447B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2011-07-13 | 京セラキンセキ株式会社 | ラーメモード水晶振動子 |
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