JP2003168941A - 小型圧電素板のコンベックス加工法 - Google Patents
小型圧電素板のコンベックス加工法Info
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- JP2003168941A JP2003168941A JP2001366035A JP2001366035A JP2003168941A JP 2003168941 A JP2003168941 A JP 2003168941A JP 2001366035 A JP2001366035 A JP 2001366035A JP 2001366035 A JP2001366035 A JP 2001366035A JP 2003168941 A JP2003168941 A JP 2003168941A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電素板を効率よく安定した状態でコンベッ
クス加工することを目的とする。 【解決手段】 課題を解決するために本発明は、圧電振
動子を構成する小型圧電素板のコンベックス加工法にお
いて、コンベックス加工前に化学エッチング工程を施す
ことを特徴とする小型圧電素板のコンベックス加工法で
ある。本発明でのコンベックス加工法は、個々の圧電素
板単位で外形仕上げする該圧電素板を、ヘビーエッチン
グにより圧電素板の中心部から該素板の外周部に従って
厚みを薄くしコンベックス形状を得るもので、圧電素板
を、プラノコンベックス（片面）またはバイコンベック
ス（両面）で圧電素板の主面をコンベックス形状に加工
することにより課題を解決する。
クス加工することを目的とする。 【解決手段】 課題を解決するために本発明は、圧電振
動子を構成する小型圧電素板のコンベックス加工法にお
いて、コンベックス加工前に化学エッチング工程を施す
ことを特徴とする小型圧電素板のコンベックス加工法で
ある。本発明でのコンベックス加工法は、個々の圧電素
板単位で外形仕上げする該圧電素板を、ヘビーエッチン
グにより圧電素板の中心部から該素板の外周部に従って
厚みを薄くしコンベックス形状を得るもので、圧電素板
を、プラノコンベックス（片面）またはバイコンベック
ス（両面）で圧電素板の主面をコンベックス形状に加工
することにより課題を解決する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】水晶振動子などの圧電素材の
コンベックス加工能率改善に関する。
コンベックス加工能率改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より高安定圧電発振器（特に周囲の
温度変化や経年変化に対する周波数安定度の高い）は、
周波数精度が優れていることから、計測器から携帯電話
等の基地局まで幅広い分野に多く用いられている。高安
定水晶発振器は、一般的に高安定水晶発振器用に振動子
を設計し、発振回路としては振動子を含めて小型恒温槽
の中に収容し、全体を金属ケースで覆った容器形態にす
ることで、その周波数温度特性は、例えば−１０℃〜＋
６０℃の温度範囲にて安定度が１０−８から５×１０
−９であり、エージング特性も年間に±２×１０−８程
度のものが要求されている。
温度変化や経年変化に対する周波数安定度の高い）は、
周波数精度が優れていることから、計測器から携帯電話
等の基地局まで幅広い分野に多く用いられている。高安
定水晶発振器は、一般的に高安定水晶発振器用に振動子
を設計し、発振回路としては振動子を含めて小型恒温槽
の中に収容し、全体を金属ケースで覆った容器形態にす
ることで、その周波数温度特性は、例えば−１０℃〜＋
６０℃の温度範囲にて安定度が１０−８から５×１０
−９であり、エージング特性も年間に±２×１０−８程
度のものが要求されている。
【０００３】このように極めて高い周波数安定度とエー
ジング特性を満たす振動子には、使用温度範囲全域にて
周波数温度特性が良好であることや、経時変化（エージ
ング特性）や、クリスタルインピーダンスが極めて小さ
いことなどが求められている。
ジング特性を満たす振動子には、使用温度範囲全域にて
周波数温度特性が良好であることや、経時変化（エージ
ング特性）や、クリスタルインピーダンスが極めて小さ
いことなどが求められている。
【０００４】上記のような振動子に求められる条件を満
たす振動子は、通常の振動子と異なって３次、あるいは
５次の高調波モードを用いて、圧電素板の一方の主面を
コンベックス状に、他方の面を平面状に加工したプラノ
コンベックス形状とするか、両主面をコンベックス状に
加工したバイコンベックス形状とし、金の電極膜を高温
中で付着し、膜歪みを小さくする等の工夫が施されてい
るのが一般的である。このコンベックス加工の必要性
は、振動子の主面をコンベックス状に加工することで、
振動エネルギを圧電素板（振動子）の中央部に閉じ込め
て、支持による振動損失を小さくする狙いを持ってい
る。
たす振動子は、通常の振動子と異なって３次、あるいは
５次の高調波モードを用いて、圧電素板の一方の主面を
コンベックス状に、他方の面を平面状に加工したプラノ
コンベックス形状とするか、両主面をコンベックス状に
加工したバイコンベックス形状とし、金の電極膜を高温
中で付着し、膜歪みを小さくする等の工夫が施されてい
るのが一般的である。このコンベックス加工の必要性
は、振動子の主面をコンベックス状に加工することで、
振動エネルギを圧電素板（振動子）の中央部に閉じ込め
て、支持による振動損失を小さくする狙いを持ってい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来、高安定水晶振動
子は上述のように振動子自体の諸特性を高品位に保つ必
要があり、その品質維持と振動子の仕様確保には、振動
子の主面をコンベックス状に加工する必要がある。特
に、振動子自体の中心周波数（ｆ０）が低い周波数にな
るに従って、振動子の厚みが厚くなるなど、振動子の諸
特性を維持する上ではコンベックス状加工は必須の加工
条件として挙げられる。
子は上述のように振動子自体の諸特性を高品位に保つ必
要があり、その品質維持と振動子の仕様確保には、振動
子の主面をコンベックス状に加工する必要がある。特
に、振動子自体の中心周波数（ｆ０）が低い周波数にな
るに従って、振動子の厚みが厚くなるなど、振動子の諸
特性を維持する上ではコンベックス状加工は必須の加工
条件として挙げられる。
【０００６】しかしながら、コンベックス状加工は振動
子の周波数により外形寸法や厚みもまちまちであり、コ
ンベックス状加工自体の加工時間を必要とするなど、圧
電素板の加工単価が非常に高いのが現状である。また、
圧電素板を最終のコンベックス形状まで加工するには、
機械的なコンベックス加工を行うため、研磨量（前処理
の加工歪の除去を行う）、加工歪及び、圧電素板の破損
（カケ、ヒキ、ワレ）など製造工程における課題なども
挙げられている。
子の周波数により外形寸法や厚みもまちまちであり、コ
ンベックス状加工自体の加工時間を必要とするなど、圧
電素板の加工単価が非常に高いのが現状である。また、
圧電素板を最終のコンベックス形状まで加工するには、
機械的なコンベックス加工を行うため、研磨量（前処理
の加工歪の除去を行う）、加工歪及び、圧電素板の破損
（カケ、ヒキ、ワレ）など製造工程における課題なども
挙げられている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述する課題を解決する
ために、本発明は圧電振動子を構成する小型圧電素板の
コンベックス加工法において、コンベックス加工前に化
学エッチング工程を施すことを特徴とする小型圧電素板
のコンベックス加工法である。本発明でのコンベックス
加工法は、個々の圧電素板単位で外形仕上げする該圧電
素板を、ヘビーエッチングにより圧電素板の中心部から
該素板の外周部に従って厚みを薄くした後に、圧電素板
をプラノコンベックス（片面）またはバイコンベックス
（両面）で圧電素板の主面をコンベックス形状に加工す
るものである。
ために、本発明は圧電振動子を構成する小型圧電素板の
コンベックス加工法において、コンベックス加工前に化
学エッチング工程を施すことを特徴とする小型圧電素板
のコンベックス加工法である。本発明でのコンベックス
加工法は、個々の圧電素板単位で外形仕上げする該圧電
素板を、ヘビーエッチングにより圧電素板の中心部から
該素板の外周部に従って厚みを薄くした後に、圧電素板
をプラノコンベックス（片面）またはバイコンベックス
（両面）で圧電素板の主面をコンベックス形状に加工す
るものである。
【０００８】要するに従来の圧電素板のコンベックス加
工手順と大きく異なるところは、コンベックス加工の前
にもエッチング工程を行うもので、実際には、（１）個
々の圧電素板単位での外形仕上げする圧電素板を、
（２）ヘビーエッチングにより圧電素板の角部を削除し
た後、（３）コンベックス加工により圧電素板に予めコ
ンベックス加工を、（４）エッチングにより加工する工
程を付加し、圧電素板のコンベックス加工自体で機械加
工に要する時間を短縮するものである。
工手順と大きく異なるところは、コンベックス加工の前
にもエッチング工程を行うもので、実際には、（１）個
々の圧電素板単位での外形仕上げする圧電素板を、
（２）ヘビーエッチングにより圧電素板の角部を削除し
た後、（３）コンベックス加工により圧電素板に予めコ
ンベックス加工を、（４）エッチングにより加工する工
程を付加し、圧電素板のコンベックス加工自体で機械加
工に要する時間を短縮するものである。
【０００９】
【本発明の実施の形態】以下、添付図面に従ってこの発
明の実施例を説明する。なお、各図において同一の符号
は同様の対象を示すものとする。本願発明の一実施例と
するコンベックス加工の一例を図１にて説明する。図１
（ａ）〜図１（ｆ）は本発明のコンベックス加工の圧電
素板１の形状の変化を示すものである。エッチングによ
りコンベックス加工を行う様子を図１に順番を追って説
明する。
明の実施例を説明する。なお、各図において同一の符号
は同様の対象を示すものとする。本願発明の一実施例と
するコンベックス加工の一例を図１にて説明する。図１
（ａ）〜図１（ｆ）は本発明のコンベックス加工の圧電
素板１の形状の変化を示すものである。エッチングによ
りコンベックス加工を行う様子を図１に順番を追って説
明する。
【００１０】図１（ａ）では圧電素板１全面に保護膜２
（例えばＣｒ、Ｎｉ、Ａｕ）を蒸着、あるいは保護膜２
を塗り熱乾燥させる。これにより圧電素板１上にエッチ
ングパターンが形成できる。そして、エッチング液（フ
ッ酸系）に浸しエッチング加工し、次に保護膜２を剥離
すると図１（ｂ）のように加工処理がなされる。
（例えばＣｒ、Ｎｉ、Ａｕ）を蒸着、あるいは保護膜２
を塗り熱乾燥させる。これにより圧電素板１上にエッチ
ングパターンが形成できる。そして、エッチング液（フ
ッ酸系）に浸しエッチング加工し、次に保護膜２を剥離
すると図１（ｂ）のように加工処理がなされる。
【００１１】図１（ｃ）と図１（ｄ）は上記の図１
（ａ）図１と（ｂ）と同様の工程を繰り返すもので、徐
々に圧電素板１面の外周部に向かって厚みを薄くしてい
く。そして、従来の加工方法により最終的なコンベック
ス形状が得られるように仕上げ加工を行う。図１（ｅ）
は研磨機によりコンベックス加工を行う様子を示す。図
中点線のようなコンベックス加工になるように研磨加工
を施し、最終形状として図１（ｆ）を得ることができ
る。図１に示す一例では２段階の保護膜２塗布と、エッ
チング加工を行っているが、もっと細かく段階を踏んで
エッチング処理を行うことで、コンベックス曲面に近い
形状が得られる。
（ａ）図１と（ｂ）と同様の工程を繰り返すもので、徐
々に圧電素板１面の外周部に向かって厚みを薄くしてい
く。そして、従来の加工方法により最終的なコンベック
ス形状が得られるように仕上げ加工を行う。図１（ｅ）
は研磨機によりコンベックス加工を行う様子を示す。図
中点線のようなコンベックス加工になるように研磨加工
を施し、最終形状として図１（ｆ）を得ることができ
る。図１に示す一例では２段階の保護膜２塗布と、エッ
チング加工を行っているが、もっと細かく段階を踏んで
エッチング処理を行うことで、コンベックス曲面に近い
形状が得られる。
【００１２】図２はエッチング後にコンベックス加工を
行う一例を示す概念図である。機械加工によるコンベッ
クス加工は、加工機の研磨円盤（円盤状は周率形状とな
っている）上に加工機の保持部に圧電素板１を格納した
状態で研磨円盤を回転させ、同時に保持部も保持部支持
を揺動することにより研磨材と研磨円盤上を前後（左
右）に圧電素板１が揺動することにより、研磨円盤の円
弧に沿った周率によりコンベックス加工を行うものであ
る。
行う一例を示す概念図である。機械加工によるコンベッ
クス加工は、加工機の研磨円盤（円盤状は周率形状とな
っている）上に加工機の保持部に圧電素板１を格納した
状態で研磨円盤を回転させ、同時に保持部も保持部支持
を揺動することにより研磨材と研磨円盤上を前後（左
右）に圧電素板１が揺動することにより、研磨円盤の円
弧に沿った周率によりコンベックス加工を行うものであ
る。
【００１３】上記のように本発明では、図３に示すよう
に圧電素板１の加工手順と大きく異なるところは、コン
ベックス加工の前にエッチング工程を行うもので、実際
には、（１）個々の圧電素板１単位での外形仕上げする
圧電素板１を、（２）ヘビーエッチングにより圧電素板
１の角部を削除した後、（３）コンベックス加工により
圧電素板１に予めコンベックス加工を、（４）エッチン
グにより加工する工程を付加し、圧電素板１のコンベッ
クス加工自体で機械加工に要する時間を短縮するもので
ある。なお、本発明に適用する圧電振動子は、ＡＴカッ
ト板水晶振動子をはじめＳＣカット板水晶振動子など代
表的なカットアングルの圧電素板１であり、そのカット
アングルに制約を受けるものでは無い。また、他の圧電
素板材料でエッチング加工のできるものであれば、本願
発明の加工方法を使用することができる。
に圧電素板１の加工手順と大きく異なるところは、コン
ベックス加工の前にエッチング工程を行うもので、実際
には、（１）個々の圧電素板１単位での外形仕上げする
圧電素板１を、（２）ヘビーエッチングにより圧電素板
１の角部を削除した後、（３）コンベックス加工により
圧電素板１に予めコンベックス加工を、（４）エッチン
グにより加工する工程を付加し、圧電素板１のコンベッ
クス加工自体で機械加工に要する時間を短縮するもので
ある。なお、本発明に適用する圧電振動子は、ＡＴカッ
ト板水晶振動子をはじめＳＣカット板水晶振動子など代
表的なカットアングルの圧電素板１であり、そのカット
アングルに制約を受けるものでは無い。また、他の圧電
素板材料でエッチング加工のできるものであれば、本願
発明の加工方法を使用することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明により、圧電素板の小型化に対し
てコンベックス加工時間の短縮が実現でき、加工精度の
向上により振動子自体の品質を維持することができる。
また、製造工程における歩留まりの向上と品質管理の強
化を行うことができる。
てコンベックス加工時間の短縮が実現でき、加工精度の
向上により振動子自体の品質を維持することができる。
また、製造工程における歩留まりの向上と品質管理の強
化を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例として説明するコンベックス
加工過程の概念図である。
加工過程の概念図である。
【図２】本発明のエッチング処理後のコンベックス加工
を説明する概念図である。
を説明する概念図である。
【図３】本願発明のコンベックス加工（法）工程を示す
フロー図である。
フロー図である。
１ 圧電素板
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電振動子を構成する小型圧電素板のコ
ンベックス加工法において、 コンベックス加工前に化学エッチング工程を施すことを
特徴とする小型圧電素板のコンベックス加工法。 - 【請求項２】 請求項１記載の該化学エッチング工程
は、個々の圧電素板単位で外形仕上げする該圧電素板
を、段階を踏んだヘビーエッチング工程により圧電素板
の中心部から該素板の外周部に従って厚みを薄くするこ
とを特徴とする小型圧電素板のコンベックス加工法。 - 【請求項３】 前記圧電素板の形状がプラノコンベック
スまたはバイコンベックスであることを特徴とする請求
項１または２記載の小型圧電素板のコンベックス加工
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001366035A JP2003168941A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 小型圧電素板のコンベックス加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001366035A JP2003168941A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 小型圧電素板のコンベックス加工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003168941A true JP2003168941A (ja) | 2003-06-13 |
Family
ID=19175992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001366035A Pending JP2003168941A (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 小型圧電素板のコンベックス加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003168941A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005074052A1 (ja) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Japan Science And Technology Agency | 圧電素子の製造方法 |
| JP2006352828A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Epson Toyocom Corp | 圧電基板とその製造方法 |
| US7608987B2 (en) | 2006-08-09 | 2009-10-27 | Epson Toyocom Corporation | AT cut quartz crystal resonator element and method for manufacturing the same |
-
2001
- 2001-11-30 JP JP2001366035A patent/JP2003168941A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005074052A1 (ja) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Japan Science And Technology Agency | 圧電素子の製造方法 |
| KR100838188B1 (ko) * | 2004-02-02 | 2008-06-16 | 도꾸리쯔교세이호징 가가꾸 기쥬쯔 신꼬 기꼬 | 압전소자의 제조방법 |
| US7770273B2 (en) | 2004-02-02 | 2010-08-10 | Japan Science And Technology Agency | Method for fabricating piezoelectric element |
| JP2006352828A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Epson Toyocom Corp | 圧電基板とその製造方法 |
| US7608987B2 (en) | 2006-08-09 | 2009-10-27 | Epson Toyocom Corporation | AT cut quartz crystal resonator element and method for manufacturing the same |
| US7861389B2 (en) | 2006-08-09 | 2011-01-04 | Epson Toyocom Corporation | AT cut quartz crystal resonator element and method for manufacturing the same |
| EP2372908A1 (en) | 2006-08-09 | 2011-10-05 | Epson Toyocom Corporation | At cut quartz crystal resonator element |
| US8084926B2 (en) | 2006-08-09 | 2011-12-27 | Seiko Epson Corporation | At cut quartz crystal resonator element and method for manufacturing the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20061107 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070313 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |