JP2003224450A

JP2003224450A - 圧電共振子及び圧電共振装置

Info

Publication number: JP2003224450A
Application number: JP2002020158A
Authority: JP
Inventors: Fumio Fujisaki; 文生藤崎
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2003-08-08
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: JP3939991B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基本波を用いて高周波にて共振可能であり、共
振周波数の調整が容易でかつ安価な圧電共振子及び圧電
共振装置を提供する。【解決手段】機械的研磨により作製され、厚みが先端に
向けて次第に薄くなる楔部３０ｂを有する圧電基板３０
と、楔部３０ｂの対向する両主面に形成された駆動電極
３１、３２とを具備するとともに、基本波における共振
周波数が１００ＭＨｚ以上であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電共振子及び圧電
共振装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、圧電共振子を組み込んだ圧電共振装
置として、圧電共振子とともにＩＣチップ、コンデン
サ、抵抗などの電子部品素子を搭載した発振子が知られ
ている。

【０００３】従来の圧電共振子を用いた圧電共振装置と
して、例えば図１４に示すような水晶からなる圧電共振
子５３を用いた発振子が知られている。この圧電共振子
５３は、圧電基板５３０、駆動電極５３１、５３３、引
き出し電極５３２、５３４を具備して構成されている。
圧電基板５３０は矩形板状の基部５３０ａと、この基部
５３０ａの両側に形成され、長さ方向先端部に向けて次
第に厚みが薄くなる楔部５３０ｂとから構成されてお
り、駆動電極５３１、５３３は基部５３０ａの両主面に
対向するように形成されている。

【０００４】また、駆動電極５３１、５３３には、引き
出し電極５３２、５３４がそれぞれ接続され、一方の楔
部５３０ｂに引き出されている。

【０００５】圧電共振子５３は、図示しないが、収納容
器であるセラミックパッケージなどに、導電性樹脂ペー
ストを用いて、圧電基板５３０下面に形成された引き出
し電極５３２、５３４をセラミックパッケージのキャビ
ティ底面に形成される電極パッドに接続、固定され、発
振子が構成されていた。

【０００６】このような圧電共振子５３は、図１５に示
すように、前述のようにセラミックパッケージなどの収
納容器に接続、固定された後、一方の主面の駆動電極５
３１にＡｇなどを蒸着させたり、Ａｒイオンを照射し表
面のＡｕ層を薄くするなどの方法で発振周波数の調整を
行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような水
晶振動子では主に振動モードとして厚み滑り振動を用い
ており、発振周波数は駆動電極５３１、５３３が形成さ
れた圧電基板５３０の基部５３０ａの厚みにより決定さ
れるが、水晶からなる圧電共振子５３では薄くなると取
り扱いが困難であることに起因して、圧電基板５３０の
基部５３０ａの厚みは２０μｍ程度（即ち、基本波で８
０ＭＨｚでの発振可能な厚み）までしか薄くすることが
できなかった。即ち、８０ＭＨｚ以下でしか発振させら
れず、基本波を用いて１００ＭＨｚ〜３００ＭＨｚとい
った高周波にて発振させることは困難であった。

【０００８】また、発振周波数は基部５３０ａの厚みに
より決定されるため、エッチングにより厚みを厳密に制
御する必要があり、作製が困難で量産性に欠け、製造コ
ストの増大につながるという問題があった。即ち、高周
波にて共振させるには、圧電基板の厚みを薄くし、しか
も所望の共振周波数を得るべく均一厚みに制御する必要
があるため、従来から水晶基板をエッチング処理して圧
電基板を作製していたが、エッチング処理という量産性
に欠ける工程が必要であった。

【０００９】一方、量産性に優れるものの比較的加工精
度が低い、ベベル加工やコンベックス加工により圧電基
板を作製することもなされているが、いずれも低い共振
周波数のものであり、ベベル加工やコンベックス加工に
より作製された圧電基板を高周波にて共振させようとす
ると、加工精度が低いため所望の共振周波数が得られな
いという問題があった。このため、高周波にて共振させ
る圧電基板はエッチング処理で作製されたものでしか用
いることができず、量産性に欠け、製造コストが増大す
るという問題があった。

【００１０】また、従来、発振子を３倍波を用いて発振
させる方法もあったが、電圧や温度などの条件が変わる
と基本波やさらに３倍波よりも高次での発振といった所
望ではない次数において発振が起こってしまう場合があ
り、確実に動作させることが困難であった。

【００１１】さらに、発振周波数の調整を、一方の主面
の駆動電極５３１にＡｇなどを蒸着させたり、Ａｒイオ
ンを照射し駆動電極５３１の表面のＡｕ層を薄くするな
どの方法で行っていたが、このような方法は、駆動電極
５３１の重さを変化させて周波数調整を行うため、駆動
電極５３１の重量変化による周波数変化は小さく、発振
周波数の調整は困難であった。

【００１２】本発明は、基本波を用いて高周波にて共振
可能であり、共振周波数の調整が容易でかつ安価な圧電
共振子及び圧電共振装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の圧電共振子は、
機械的研磨により作製され、厚みが先端に向けて次第に
薄くなる楔部を有する圧電基板と、前記楔部の対向する
両主面に形成された駆動電極とを具備するとともに、基
本波における共振周波数が１００ＭＨｚ以上であること
を特徴とする。

【００１４】本発明の圧電共振子では、厚みが先端に向
けて次第に薄くなる楔部に駆動電極を設けることによ
り、１００ＭＨｚ以上の共振周波数とすることができる
とともに、圧電基板は厚みが厚い部分を有するため強度
的に高い。また、駆動電極は傾斜面を有する楔部に形成
されており、駆動電極により挟持された楔部の厚みは駆
動電極の形成位置により変化するため、駆動電極の形成
位置を制御することにより、所望の共振周波数を得るこ
とができる。

【００１５】さらに、本発明では、厚みが先端に向けて
次第に薄くなる楔部に駆動電極を設けるため、量産性に
優れるものの比較的加工精度が低い、ベベル加工やコン
ベックス加工の機械的研磨により作製された水晶からな
る圧電基板を用いた場合でも、上記したように共振周波
数の調整が容易であるため、厚み縦振動モードや厚み滑
り振動モードの基本波を用いた１００ＭＨｚ以上の高周
波で共振可能な水晶からなる圧電共振子を安価に量産す
ることができる。

【００１６】また、本発明の圧電共振子は、駆動電極か
ら楔部の厚みが厚くなる方向に引き出された引き出し電
極を具備することが望ましい。

【００１７】本発明の圧電共振装置は、上記した圧電共
振子を収納容器内に収容するとともに、前記圧電共振子
の引き出し電極を、前記収納容器の底面に形成された電
極パッドに導電性接着剤で接合してなるものである。

【００１８】このような圧電共振装置では、機械的研磨
で作製された圧電基板を用いて、高い共振周波数を有
し、共振周波数調整が容易な量産性に優れた圧電共振子
を得ることができるため、発振周波数が高く、周波数調
整が容易な量産性に優れた圧電共振装置を提供できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の圧電共振子を図面
に基づいて詳説する。図１は、水晶からなる圧電基板を
用いた圧電共振子の斜視図、図２は圧電共振子の側断面
図を示すもので、圧電共振子３は、水晶からなる圧電基
板３０、駆動電極３１、３２、引き出し電極３１１、３
２１を具備して構成されている。尚、圧電基板３０と
は、圧電性を有する水晶、セラミックス、単結晶からな
る基板を含む概念である。

【００２０】圧電基板３０は、所定結晶方位角に従って
カット（ＡＴカット）されたものが用いられており、矩
形板状の基部３０ａの長さ方向両側に側面形状が台形状
の楔部３０ｂを設けて構成され、楔部３０ｂの両主面の
傾斜面は、ベベル加工またはコンベックス加工により形
成されている。

【００２１】圧電基板３０は、図２に示したように、長
辺に沿った方向の両端に最も厚みが薄い最薄肉部３００
ａ（楔部３０ｂの先端）が形成され、長辺方向の中心周
辺には最も厚みが厚い基部３０ａが形成されている。最
薄肉部３００ａの厚みは、基部３０ａの厚みの０．２倍
以上とされている。最薄肉部３００ａと基部３０ａの間
に形成される傾斜面のテーパーは２／１００以下とされ
ている。

【００２２】即ち、圧電基板３０の長さをＬ、最薄肉部
３００ａの厚みをｔ１、基部３０ａの厚みをｔ２とする
と、ｔ２＞ｔ１≧０．２ｔ２で表され、各傾斜面のテー
パーは（ｔ２−ｔ１）／２Ｌで表され、トータルテーパ
は（ｔ２−ｔ１）／Ｌとなり、トータルテーパ（ｔ２−
ｔ１）／Ｌ≦２／１００とされている。

【００２３】最薄肉部３００ａの厚みをｔ１、基部３０
ａの厚みをｔ２としたとき、ｔ１≧０．２ｔ２としたの
は、最薄肉部３００ａが数μｍの厚みの圧電基板３０を
作製する場合でも、ベベリング加工などによる圧電基板
３０の加工バラツキを２０％以下に抑制できるため、こ
の範囲内のバラツキでは最薄肉部３００ａと基部３０ａ
の間の所望位置に駆動電極３１、３２を形成することで
所望共振周波数を再現性よく得ることができるからであ
る。特に、駆動電極３１、３２を圧電基板３０の楔部３
０ｂの先端部に置くという点から、先端部の厚み加工バ
ラツキは５％以下に抑制することが望ましい。

【００２４】また、傾斜面において（ｔ２−ｔ１）／Ｌ
を２／１００以下としたのは、駆動電極３１、３２によ
るエネルギー閉じ込めを大きく壊すことなく、また駆動
電極３１、３２の厚み分布を工夫することによって元々
平板で実現できる基本振動に近い振動モードを実現する
ことができるからである。特に蒸着などで形成される駆
動電極３１、３２の厚みは１μｍ以下であるから、駆動
電極３１、３２の厚み分布に工夫を加えることによって
模擬的に平板に近い振動条件を実現するためには、駆動
電極３１、３２の最薄肉部３００ａ側端での基板厚み
と、基部３０ａ側端での基板厚みの差が駆動電極３１、
３２の厚みあるいはそれ以下であることが望ましいため
である。

【００２５】圧電基板３０の長さは、ベベル加工、コン
ベックス加工で加工でき、傾斜面のテーパ（ｔ２−ｔ
１）／Ｌが２／１００以下であるという点から、０．５
〜５．０ｍｍであることが望ましい。最薄肉部３００ａ
の厚みｔ１と基部３０ｂの厚みｔ２の平均厚み、即ち圧
電基板の平均厚みは、所望の発振周波数に合うように設
定される。

【００２６】また、図１の右側に形成された楔部３０ｂ
の両主面には駆動電極３１、３２が形成されており、駆
動電極３１、３２は、この駆動電極３１、３２から楔部
３０ｂの厚みが厚くなる方向に引き出され、図１の左側
の楔部３０ｂに形成された引き出し電極３２１、３１１
に、引き出し線３１２、３２２を介して接続されてい
る。引き出し電極３２１、３１１は、楔部３０ｂの先端
部の両主面に対向するように、かつ連続して形成されて
いる。

【００２７】尚、駆動電極３１、３２は図において全て
略矩形状で説明したが、これに限定されることはなく、
例えば、円形であってもよい。また、楔部３０ｂの厚み
変化を補う形で駆動電極３１、３２の厚みを楔部３０ｂ
先端にいくほど厚くすることにより、エネルギーを更に
有効に閉じ込めることができ、圧電基板３０の長辺方向
の陪振動によるリップルを抑制することができる。

【００２８】このような圧電共振子３は、先ず、矩形状
の水晶からなる基板を準備し、この矩形状の両端部に、
ベベル加工またはコンベックス加工により傾斜面を作製
し、基部３０ａの両側に楔部３０ｂを形成した圧電基板
３０を作製する。

【００２９】具体的に説明すると、まず、図３（ａ）に
示すように所定枚数の水晶ウエハーをその主面を張り合
わせて積み重ねる。この接着作業は、例えばパラフィン
系の熱可塑性の接着剤を用いて行う。上記水晶ウエハー
を主面に直角に所定幅に切断する。この後、（ｂ）に示
すように所定幅に切断した水晶ウエハーを、例えば１０
０℃程度に加熱して個々に分離し、（ｃ’）に示すよう
な形状の水晶からなる基板を作製し、（ｄ’）に示すよ
うに水晶基板の長辺方向両端部に向けて厚みが薄くなる
ようにベベル加工またはコンベックス加工する。

【００３０】例えば、黄銅または鉄製の円筒容器内に研
磨剤や研磨加工を促進させるためのメディアなどととも
に上記水晶からなる基板を収納して密閉し、円筒容器を
回転駆動する。このような過程を経ることで、水晶から
なる基板の双方の短辺側を研磨し、双方の短辺にベベル
加工された（ｄ’）に示すような圧電基板が得られる。

【００３１】この後、この圧電基板３０の上面及び下面
に、所定形状のマスクを配置して、蒸着やスパッタ等の
手段を用いてＡｕ、Ａｇ、Ｃｒなどを蒸着等して駆動電
極３１、３２、引き出し電極３１１、３２１、引き出し
線３１２、３２２を形成する。駆動電極３１、３２は、
厚み縦振動モードや厚み滑り振動モードにおいて基本波
が１００ＭＨｚ以上の所望の共振周波数を得るべく、楔
部３０ｂの厚みが所定の厚みの部分に形成されている。

【００３２】さらに、共振周波数の微調整が必要な場合
には、駆動電極３１、３２の基部３０ａ側の部分や楔部
３０ｂ先端側部分を、上方からレーザー光を照射して除
去したり、駆動電極３１、３２の先端を楔部３０ｂの先
端とともに同時に研磨する。駆動電極３１、３２の楔部
３０ｂ先端側部分を除去すると共振周波数が低周波側に
移動し、逆に、駆動電極３１、３２の基部３０ａ側の部
分を除去すると高周波側に移動する。また、上記のレー
ザー光照射や研磨による周波数調整を周波数粗調整工程
として行い、その後、周波数微調整工程としてＡｒイオ
ン照射などのイオンガンを用いる手法を併用しても構わ
ない。これらの周波数調整により良品に作り込む余地が
増えるため、歩留まりを上げることができ、高い生産効
率を実現することができる。

【００３３】本発明の圧電共振子３では、ベベル加工ま
たはコンベックス加工の機械的研磨で楔部３０ｂを有す
る圧電基板３０を作製し、圧電基板３０の楔部３０ｂの
厚みが基部３０ａから最薄肉部３００ａに向けて次第に
薄くなっているため、駆動電極３１、３２が形成される
楔部３０ｂに厚みバラツキがあっても、適切な駆動電極
３１、３２の形成位置を選択すれば１００ＭＨｚ以上の
所望の共振周波数を得ることができ、これにより量産性
を向上できる。

【００３４】本発明者等は、本発明の圧電共振子につい
て、駆動電極３１、３２の形成位置を変化させることに
より、共振周波数を変化させることができかどうかにつ
いて、また、圧電共振子として用いることができるか否
かについて、シミュレーションを行った。

【００３５】条件は、楔部３０ｂの長さＬを０．５ｍ
ｍ、最薄肉部３００ａの厚みｔ１を２μｍ、基部３０ａ
の厚み（楔部３０ｂの基部３０ａ側端の厚み）ｔ２を１
２μｍとした側面形状が台形状の圧電基板３０を用い、
トータルテーパ（ｔ２−ｔ１）／Ｌを２／１００とし
た。圧電磁器は通常のＰＺＴ材を用いた。この結果を図
５（ａ）、（ｂ）に示す。図５（ｂ）は駆動電極をテー
パー方向（長さ方向）の中心に置いたもの、図５（ａ）
は中心から基部３０ａの方向に５０μｍずらした位置に
置いたもののインピーダンス特性の結果を示す。

【００３６】この図５から、駆動電極３１、３２の形成
位置を変化させることにより、基本波における共振周波
数が１００ＭＨｚ以上で、駆動電極の形成位置を変化さ
せることにより共振周波数を変化させることができるこ
とがわかる。

【００３７】尚、本発明においては、厚み滑り振動を用
いており、代表例として図１に示すように振動の方向を
ＯＬ方向にしたが、ＯＷ方向に振動の方向を合わせて形
成してもよい。

【００３８】また、実際には振動の起こる範囲として
は、圧電基板３０の傾斜面の基部３０ａ側寄りの領域が
主となる。さらには、特に、前述のようにトータルテー
パーが最大値の（ｔ２−ｔ１）／Ｌ＝２／１００をとっ
た場合、駆動電極３１、３２の長さＥＬとして０．５ｍ
ｍを超えてとると、圧電基板３０の傾斜している長辺方
向に延びる部分が長くなり、薄肉部において振動の起こ
らない部分が増え、このように振動しない部分に起因し
て電気特性を著しく悪化させてしまう危険がある。具体
的には、ＣＩ値を悪化させてしまう危険がある。そのた
め、このような場合を避けるため、図１（ｂ）に示すよ
うに例えばＥＬ＝０．２ｍｍ、ＥＷ＝１．０ｍｍのよう
に、駆動電極３１、３２の圧電基板３０の長辺方向の長
さを極力小さくし、短辺方向の長さを広く形成すれば十
分な振動のエネルギーが得られ、同時に振動を閉じ込め
ることが可能になる。即ち、ＣＩ値を良好に得ることが
できる。

【００３９】このような圧電共振子は収納容器内に収容
されて圧電共振装置が作製される。図４は圧電共振装置
を示すもので、図１及び図２に示すような圧電共振子３
が、収納容器４１内に収容され、圧電共振子３の引き出
し電極３２１、３１１が収納容器４１の内部底面に形成
された一対の電極パッド４５にそれぞれ電気的に接続さ
れており、収納容器４１の開口部には、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｏなどの金属からなる環状のシールリング
４７を介して金属製蓋体４９が接合されている。

【００４０】収納容器４１は、矩形状の単板セラミック
基板４１ａと、このセラミック基板４１ａ上にリング状
基板４１ｂを積層して形成されている。セラミック基板
４１ａの底面には、外部プリント配線基板と接合するた
めの外部端子電極５１が形成されており、シールリング
４７、金属製蓋体４９と電気的に接続されている。

【００４１】また、電極パッド４５の表面には、導電性
金属ペーストの焼き付け、導電性樹脂ペースト、絶縁性
樹脂ペーストの印刷、硬化により形成された接続固定部
５３が形成されており、引き出し電極３２１、３１１と
それぞれ接続されている。

【００４２】尚、上記した研磨、レーザー光照射による
周波数調整は、収納容器４１内に圧電共振子３を接合固
定した後に行うことが、確実な周波数調整を行うという
点から望ましい。

【００４３】本発明の他の形態として、図６に示すよう
な圧電共振子について説明する。この圧電共振子では、
駆動電極３１、３２の形成位置は変えずに、引き出し電
極３２１、３１１の位置を圧電基板３０の基部３０ａに
形成し、駆動電極３１、３２から引き出し電極３２１、
３１１への引き出し線３１２、３２２の長さを短くする
こともできる。

【００４４】このような圧電共振子は、図７に示すよう
に、圧電基板３０の基部３０ａが、収納容器４１の内部
底面に接合され、基部３０ａに形成された引き出し電極
３２１、３１１が一対の電極パッド４５にそれぞれ電気
的に接続され、圧電共振装置が構成されている。

【００４５】このような圧電共振子では、引き出し線３
１２、３２２が有するＬ成分を小さくすることができ、
圧電共振装置としての発振特性をさらに向上できる。圧
電基板３０の中央部の基部３０ａを収納容器に固定する
ためバランスがとれており、圧電共振子の保持固定を確
実に行うことができる。

【００４６】本発明のさらに他の形態として、図８に示
すような圧電共振子について説明する。この圧電共振子
の圧電基板３０は、楔部３０ｂの上面のみに傾斜面が形
成され、基部３０ａの下面と楔部３０ｂの下面は同一平
面とされている。

【００４７】圧電基板３０の上面のみにベベル加工また
はコンベックス加工（即ち、プラノコンベックス加工）
するには、図３（ｃ）に示すように、略短冊形状の水晶
からなる基板の一方の主面に略同一形状のガラス基板３
１を張り合わせ、図３（ｄ）に示すように、ベベル加工
またはコンベックス加工を施し、その後、圧電基板３０
からガラス基板３１を取り外すことにより圧電基板３０
を形成できる。

【００４８】このような圧電共振子は、図９に示すよう
に、圧電基板３０の楔部３０ｂが収納容器４１の内部底
面に接合され、圧電共振装置が構成されている。

【００４９】このような圧電共振子は、一方の主面に略
同一面積のガラス基板３１を接着した上で、周知のパイ
プ法によって作製される。即ち、金属製の円筒容器に研
磨剤やメディアなどとともに基板を収容して密閉し、前
記容器を回転駆動させることにより、図３（ｄ）に示す
ように、前記ガラス基板３１と張り合わせた状態で双方
の短辺がベベル加工された基板を得る。この後、図３
（ｅ）のように圧電基板３０をガラス基板３１から外
し、図８に示すような圧電基板３０が得られる。

【００５０】この際に、圧電基板３０の傾斜面をつける
主面は一方のみでよく、即ち、傾斜を大きくつけること
が必要になる。このためには、前記円筒容器の径を小さ
くすることになり、通常は時間が長時間必要なパイプ法
を用いるのであるが、従来のように径の大きい場合に比
べ、径が小さい場合は短時間の加工によって傾斜をつけ
ることが可能になる。

【００５１】尚、上記図１の例では、楔部３０ｂの上下
両側に傾斜面を形成し、この場合の傾斜面のトータルテ
ーパー（ｔ２−ｔ１）／Ｌを２／１００以下としたが、
一方の主面にのみ傾斜面を形成し、他方の主面が平坦面
である図８の場合についても、テーパーについては薄肉
部と厚肉部という見方でよいので、同様に（ｔ２−ｔ
１）／Ｌが２／１００以下であることが望ましい。

【００５２】本発明のさらに他の形態として、図１０に
示すような圧電共振子について説明する。この圧電共振
子の圧電基板３０は、基部３０ａの一方側のみに楔部３
０ｂが形成されており、引き出し電極３２１、３１１を
圧電基板３０の基部３０ａに形成し、駆動電極３１、３
２から引き出し電極３２１、３１１への引き出し線３１
２、３２２の長さを短くすることもできる。このような
圧電基板３０は、図３（ｃ’）に示すように、ブランク
の長辺方向の寸法が従来と同等になるような水晶からな
る基板を作製し、その後、円筒容器に研磨剤やメディア
などとともに基板を収容して密閉し、前記容器を回転駆
動させることにより、（ｄ’）に示すように、従来と長
辺方向の長さが同等で、且つ双方の短辺がベベル加工さ
れた圧電基板を得、これを（ｅ’）に示すように、長辺
方向に略同等の寸法となるように切断することにより、
本発明の圧電基板３０が得られる。

【００５３】このような圧電共振子は、図１１に示すよ
うに、圧電基板３０の基部３０ａが、収納容器４１の内
部底面に接合され、基部３０ａに形成された引き出し電
極３２１、３１１が一対の電極パッド４５にそれぞれ電
気的に接続され、圧電共振装置が構成されている。

【００５４】このような圧電共振子では、長辺方向の寸
法を従来に比べ１／２とすることができるため、圧電共
振子３０、ひいては該圧電共振子３０を収容した圧電共
振装置の長辺方向の寸法を小型化することができる。

【００５５】本発明のさらに他の形態として、図１２に
示すような圧電共振子について説明する。この圧電共振
子の圧電基板３０は、基部３０ａの一方側のみに楔部３
０ｂが形成され、且つ楔部３０ｂの上面のみに傾斜面が
形成され、基部３０ａの下面と楔部３０ｂの下面は同一
平面とされている。

【００５６】圧電基板３０の上面のみにベベル加工また
はコンベックス加工（即ち、プラノコンベックス加工）
するには、前述と同様に図３（ｃ）、（ｄ）のように略
短冊形状の水晶からなる基板の一方の主面に略同一形状
のガラス基板３１を張り合わせ、ベベル加工またはコン
ベックス加工を施し、その後、圧電基板３０からガラス
基板３１を取り外すことにより圧電基板３０を形成でき
る。

【００５７】さらに、その後、図３（ｅ）、（ｆ）に示
すように、長辺方向に略同等の寸法となるように切断す
ることにより、本発明の圧電基板３０が得られる。この
ような圧電共振子は、図１３に示すように、圧電基板３
０の基部３０ａが収納容器４１の内部底面に接合され、
基部３０ａに形成された引き出し電極３２１、３１１が
一対の電極パッド４５にそれぞれ電気的に接続され、圧
電共振装置が構成されている。このような圧電共振子
は、一方の主面に略同一面積のガラス基板３１を接着し
た上で、周知のパイプ法によって作製される。即ち、金
属製の円筒容器に研磨剤やメディアなどとともに基板を
収容して密閉し、前記容器を回転駆動させることによ
り、図３（ｄ）に示すように、前記ガラス基板３１と張
り合わせた状態で双方の短辺がベベル加工された基板を
得る。この後、図３（ｅ）のように圧電基板３０をガラ
ス基板３１から外し、さらに、（ｆ）に示すように、長
辺方向に略同等の寸法となるように切断することによ
り、図１２〜図１３に示すような圧電基板３０が得られ
る。

【００５８】この際に、圧電基板の傾斜面をつける主面
は一方のみでよく、即ち、傾斜を大きくつけることが必
要になる。このためには、前記円筒容器の径を小さくす
ることになり、ベベル加工やコンベックス加工に要する
時間が短くなり、、従来のように径の大きい場合に比
べ、径が小さい場合は短時間の加工によって傾斜をつけ
ることが可能になる。

【００５９】さらに、圧電基板３０を長辺方向に略同等
の寸法となるように切断するため、圧電共振子３を収容
した圧電共振装置とした場合、同時に小型化が可能とな
る。即ち、加工時間が短縮でき、同時に小型化が達成で
きるため、生産効率を飛躍的に向上させることができ
る。

【００６０】

【発明の効果】本発明では、厚みが先端に向けて次第に
薄くなる楔部に駆動電極を設けることにより、１００Ｍ
Ｈｚ以上の共振周波数とすることができるとともに、圧
電基板は厚みが厚い部分を有するため強度的を高くで
き、また、楔部における駆動電極の形成位置を制御する
ことにより、所望の共振周波数を得ることができる。

【００６１】本発明では、厚みが先端に向けて次第に薄
くなる楔部に駆動電極を設けるため、量産性に優れるも
のの比較的加工精度が低い、ベベル加工やコンベックス
加工の機械的研磨により作製された水晶からなる圧電基
板を用いた場合でも、上記したように共振周波数の調整
が容易であるため、厚み縦振動モードや厚み滑り振動モ
ードの基本波を用いた１００ＭＨｚ以上の高周波で共振
可能な水晶からなる圧電共振子を安価に量産することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧電共振子の斜視図である。

【図２】図１の側断面図である。

【図３】圧電基板の製法を説明するための説明図であ
る。

【図４】図１の圧電共振子を用いた圧電共振装置の断面
図である。

【図５】本発明の圧電共振子のインピーダンス特性を示
すシミュレーション結果を示す図であり、（ａ）は最薄
肉部の方向に中心から５０μｍだけずらした位置に形成
し、（ｂ）は駆動電極を圧電基板の長さ方向中心部に形
成したシミュレーション結果である。

【図６】本発明の他の圧電共振子を示す斜視図である。

【図７】図６の圧電共振子を用いた圧電共振装置の断面
図である。

【図８】本発明のさらに他の圧電共振子を示す斜視図で
ある。

【図９】図８の圧電共振子を用いた圧電共振装置の断面
図である。

【図１０】本発明のさらに他の圧電共振子を示す斜視図
である。

【図１１】図１０の圧電共振子を用いた圧電共振装置の
断面図である。

【図１２】本発明のさらに他の圧電共振子を示す斜視図
である。

【図１３】図１２の圧電共振子を用いた圧電共振装置の
断面図である。

【図１４】従来の圧電共振子を示す斜視図である。

【図１５】図１４の共振周波数調整方法を説明するため
の斜視図である。

【符号の説明】

３・・・圧電共振子３０・・・圧電基板３０ｂ・・・楔部３１、３２・・・駆動電極３１１、３２１・・・引き出し電極４１・・・収納容器４５・・・電極パッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機械的研磨により作製され、厚みが先端に
向けて次第に薄くなる楔部を有する圧電基板と、前記楔
部の対向する両主面に形成された駆動電極とを具備する
とともに、基本波における共振周波数が１００ＭＨｚ以
上であることを特徴とする圧電共振子。
【請求項２】圧電基板はベベル加工又はコンベックス加
工により作製されていることを特徴とする請求項１記載
の圧電共振子。
【請求項３】駆動電極から楔部の厚みが厚くなる方向に
引き出された引き出し電極を具備することを特徴とする
請求項１又は２記載の圧電共振子。
【請求項４】請求項３記載の圧電共振子を収納容器内に
収容するとともに、前記圧電共振子の引き出し電極を、
前記収納容器の底面に形成された電極パッドに導電性接
着剤で接合してなることを特徴とする圧電共振装置。