JP2005192088A - Piezoelectric vibrating piece and piezoelectric vibrating device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the dispersion of a serial resistance value in the configuration of a piezoelectric vibrating piece. <P>SOLUTION: Electrode patterns 8 are formed on both principal surfaces 73, 74 of a crystal plate 7, thereby forming a crystal vibrating piece 3. Each of the electrode patterns 8 formed on both the principal surfaces 73, 74 is comprised of an exciting electrode 81, a connecting electrode 84 and a lead out electrode 85. The exciting electrodes 81 are formed on approximate center areas of both the principal surfaces 73, 74, respectively. Furthermore, the connecting electrode 84 for conducting with electrode wiring of a support is formed in one end portion 71 in the direction of X axis of each of both the principal surfaces 73, 74. Moreover, the lead out electrode 85 for conducting the exciting electrode 81 and the connecting electrode 84 is formed on each of the principal surfaces 73, 74. A center position 82 of the exciting electrode 81 in the X-axis direction is then set to be shifted to the side of the connecting electrode 84 from the position equally bisecting the length of the crystal plate 7 in the X-axis direction except the length of the connecting electrode 84 in the X-axis direction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、圧電振動片および圧電振動デバイスに関する。   The present invention relates to a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric vibrating device.

従来の圧電振動子に、例えば、以下に示すような構成からなる水晶振動子がある。   As a conventional piezoelectric vibrator, for example, there is a crystal vibrator having the following configuration.

この水晶振動子は、その筐体がパッケージとキャップとから構成されてなる。そして、パッケージ内部には、水晶振動片が搭載されている。   This crystal unit has a casing composed of a package and a cap. A crystal vibrating piece is mounted inside the package.

パッケージは、一面を開口させた箱型状体からなる。このパッケージの内部底面の一側部には、水晶振動片を搭載支持する一対の支持体が設けられている。また、この一対の支持体には、下記する水晶振動片の励振電極と導電性接着剤を介して導通する電極が形成されている。   The package is formed of a box-shaped body having one surface opened. A pair of supports for mounting and supporting the quartz crystal resonator element are provided on one side of the inner bottom surface of the package. The pair of supports are formed with electrodes that are electrically connected to an excitation electrode of a quartz crystal vibrating piece described below via a conductive adhesive.

キャップは、板状体からなる。このキャップの外周縁部がパッケージの開口面と接合してパッケージ内部が気密封止される。   A cap consists of a plate-shaped body. The outer peripheral edge of the cap is joined to the opening surface of the package to hermetically seal the inside of the package.

水晶振動片は、X軸方向の辺とZ’軸方向の辺とから構成される矩形状の水晶板からなる。水晶振動片の両主面には励振電極と、この励振電極を外部電極(支持体に形成された電極)と導通するための接続電極と、励振電極を接続電極に導通させるための引出電極が形成されている。   The quartz crystal vibrating piece is formed of a rectangular quartz plate composed of a side in the X-axis direction and a side in the Z′-axis direction. On both main surfaces of the quartz crystal vibrating piece, there are an excitation electrode, a connection electrode for electrically connecting the excitation electrode to an external electrode (electrode formed on the support), and an extraction electrode for electrically connecting the excitation electrode to the connection electrode. Is formed.

ところで、従来の技術に、水晶振動片の両主面上における励振電極の位置を設定するものがある(例えば、特許文献1ご参照。)。   By the way, in the conventional technique, there is one that sets the position of the excitation electrode on both main surfaces of the quartz crystal vibrating piece (see, for example, Patent Document 1).

この下記する特許文献1に記載の水晶振動片(特許文献1では水晶素板という)の場合、水晶振動片の両主面に形成された励振電極のX軸方向の中心位置が、接続電極のX軸方向の長さを除いた圧電振動片のX軸方向の長さを二等分する位置に設定されている。
特開2003−17978号公報
In the case of the quartz crystal resonator element described in Patent Document 1 described below (referred to as a crystal element plate in Patent Document 1), the center position in the X-axis direction of the excitation electrode formed on both main surfaces of the crystal resonator element is the connection electrode. The length of the piezoelectric vibrating piece excluding the length in the X-axis direction is set to a position that bisects the length in the X-axis direction.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-17978

しかしながら、上記した特許文献1に記載の水晶振動片の構成の場合、直列抵抗値のバラツキが生じる場合がある。これは、水晶振動片の形成時において、水晶板に励振電極を蒸着形成する際に用いる蒸着装置の公差による蒸着バラツキの影響を受けやすいことが原因の一つして挙げられる。   However, in the case of the structure of the quartz crystal resonator element described in Patent Document 1, the series resistance value may vary. One reason for this is that when forming the quartz crystal resonator element, it is easily affected by variations in deposition due to the tolerance of the deposition apparatus used when depositing the excitation electrode on the quartz plate.

この蒸着装置は、電極用の金属材料の物理蒸着を行なうものであり、真空蒸着法、スパッタリング法により水晶板主面の予め設定した領域に電極を形成するものである。この蒸着装置には、水晶板を配する機械的マスク部が設けられている。この機械的マスク部は、最下部から、磁石を収納する下部シャーシ、下部マスク、水晶板を収納するスペーサ、上部マスク、上部シャーシが順に積層される構成からなる。下部シャーシには位置決めピンが突設され、下部マスク、スペーサ、上部マスクおよび上部シャーシにはそれぞれ位置決めピンを貫通させる同一寸法の貫通孔が設けられている。位置決めピンの貫通孔への貫通により、下部シャーシが他の部材を位置決め保持している。   This vapor deposition apparatus performs physical vapor deposition of a metal material for an electrode, and forms an electrode in a predetermined region on a main surface of a quartz plate by vacuum vapor deposition or sputtering. This vapor deposition apparatus is provided with a mechanical mask portion on which a crystal plate is disposed. This mechanical mask portion has a structure in which a lower chassis for storing a magnet, a lower mask, a spacer for storing a crystal plate, an upper mask, and an upper chassis are laminated in that order from the bottom. Positioning pins protrude from the lower chassis, and the lower mask, the spacer, the upper mask, and the upper chassis are provided with through holes of the same size through which the positioning pins pass. The lower chassis holds and positions other members by the penetration of the positioning pins into the through holes.

各貫通孔の寸法は、通常、位置決めピンの寸法より大きく設定されている。そのため、上部マスクおよび下部マスクを介して水晶板の両主面へ電極パターンを形成する際、マスクずれが生じる場合がある。また、複数回蒸着使用による蒸着装置のへたりにより、位置決めピンの貫通孔内の位置ずれや貫通孔の孔径拡大が生じ、その結果、マスクずれが生じる場合がある。すなわち、位置決めピンの位置ずれによるマスク公差や位置決め公差による蒸着バラツキの影響を受けやすくなる。そのため、蒸着バラツキの影響を受けた電極パターンを形成した水晶振動片の直列抵抗値にバラツキが生じる。   The dimension of each through hole is normally set larger than the dimension of the positioning pin. Therefore, when the electrode pattern is formed on both main surfaces of the crystal plate via the upper mask and the lower mask, mask displacement may occur. In addition, the position of the positioning pin in the through hole and the diameter of the through hole may increase due to the sag of the vapor deposition apparatus using multiple times of vapor deposition, resulting in mask displacement. That is, it becomes easy to be affected by the mask tolerance due to the displacement of the positioning pins and the deposition variation due to the positioning tolerance. For this reason, variation occurs in the series resistance value of the quartz crystal vibrating piece on which the electrode pattern affected by the deposition variation is formed.

そこで、上記課題を解決するために、本発明は、直列抵抗値のバラツキを抑制する圧電振動片および圧電振動子を提供することを目的とする。   Accordingly, in order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a piezoelectric vibrating piece and a piezoelectric vibrator that suppress variation in series resistance value.

上記の目的を達成するため、本発明に係る圧電振動片は、主面がX軸方向とZ’軸方向とを有する面で構成された板状体であって、両主面の略中央領域に励振電極が形成され、前記両主面の前記X軸方向の一端部に外部と導通するための接続電極が形成され、前記各主面において前記励振電極と前記接続電極とを導通させる引出電極が形成された圧電振動片において、前記励振電極のX軸方向の中心位置は、前記接続電極のX軸方向の長さを除いた前記板状体のX軸方向の長さを二等分する位置より、前記接続電極側にずれた位置に設定されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a piezoelectric vibrating piece according to the present invention is a plate-like body having a principal surface composed of a surface having an X-axis direction and a Z′-axis direction, and a substantially central region of both principal surfaces. An extraction electrode is formed on the main surface, a connection electrode is formed at one end of the two main surfaces in the X-axis direction, and is connected to the excitation electrode and the connection electrode on each main surface. In the piezoelectric vibrating piece in which is formed, the center position in the X-axis direction of the excitation electrode bisects the length in the X-axis direction of the plate-like body excluding the length in the X-axis direction of the connection electrode. The position is set at a position shifted from the position toward the connection electrode.

本発明によれば、励振電極のX軸方向の中心位置は、接続電極のX軸方向の長さを除いた板状体のX軸方向の長さを二等分する位置より、接続電極側にずれた位置に設定されるので、蒸着バラツキの影響を受けずに板状体の主面に電極を形成することが可能となり、その結果、圧電振動片の直列抵抗値のバラツキを抑制することが可能となる。具体的に、蒸着装置のマスクずれによるマスク公差と、位置決めピンの位置ずれによる位置決め公差とに関係なく、励振電極の形成を行なうことが可能となる。また、圧電振動片が水晶振動片であることが好ましい。   According to the present invention, the center position in the X-axis direction of the excitation electrode is closer to the connection electrode side than the position that bisects the length in the X-axis direction of the plate-like body excluding the length in the X-axis direction of the connection electrode. Therefore, it is possible to form electrodes on the main surface of the plate-like body without being affected by variations in vapor deposition. As a result, it is possible to suppress variations in the series resistance value of the piezoelectric vibrating piece. Is possible. Specifically, the excitation electrode can be formed regardless of the mask tolerance due to the mask displacement of the vapor deposition apparatus and the positioning tolerance due to the displacement of the positioning pin. The piezoelectric vibrating piece is preferably a quartz vibrating piece.

また、上記構成において、特に、発振が高次オーバートーン発振であることが好ましく、顕著に上記した効果を得ることができる。   In the above configuration, the oscillation is preferably high-order overtone oscillation, and the above-described effects can be obtained remarkably.

また、上記の目的を達成するため、本発明に係る圧電振動デバイスは、上記した圧電振動片が搭載されたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a piezoelectric vibration device according to the present invention is characterized in that the above-described piezoelectric vibrating piece is mounted.

本発明によれば、上記した圧電振動片が搭載されているので、上記した圧電振動片と同様の効果を有することが可能である。また、圧電振動デバイスが、水晶振動子であることが好ましい。   According to the present invention, since the above-described piezoelectric vibrating piece is mounted, it is possible to have the same effect as the above-described piezoelectric vibrating piece. Moreover, it is preferable that the piezoelectric vibration device is a crystal resonator.

本発明に係る圧電振動片および圧電振動デバイスによれば、直列抵抗値のバラツキを抑制することができる。   According to the piezoelectric vibrating piece and the piezoelectric vibrating device according to the present invention, variations in series resistance value can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態では、圧電振動片として水晶振動片に本発明を適用した場合を示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment described below, a case where the present invention is applied to a crystal vibrating piece as a piezoelectric vibrating piece is shown.

本実施の形態にかかる水晶振動子1を図1に示す。   FIG. 1 shows a crystal resonator 1 according to the present embodiment.

この水晶振動子1は、筐体であるセラミック製パッケージ2(以下、パッケージという)と、振動部である水晶振動片3と、平板状蓋であるキャップ4とからなる。   The crystal resonator 1 includes a ceramic package 2 (hereinafter referred to as a package) that is a casing, a crystal vibrating piece 3 that is a vibrating portion, and a cap 4 that is a flat lid.

パッケージ2は、一面が開放された箱形状からなり、この箱型内部の一側部21には水晶振動片3を載置するための一対の支持体23が設けられている。この一対の支持体23には、電極配線(図示省略)が施されている。また、箱型内部の他側部22には、水晶振動片3を一対の支持体23に載置する際に水晶振動片3を補助的に支持する、アルミナ等からなる補助支持体24が設けられている。通常、この補助支持体24と水晶振動片3との間には、図1に示すように、わずかな間隙が形成されている。そして、このような構成からなるパッケージ2の一面に、接着剤5を介してキャップ4が接合され、パッケージ2内部に載置された水晶振動片3が気密封止される。   The package 2 has a box shape with one side open, and a pair of supports 23 for placing the crystal vibrating piece 3 is provided on one side portion 21 inside the box shape. The pair of supports 23 are provided with electrode wiring (not shown). In addition, an auxiliary support 24 made of alumina or the like is provided on the other side portion 22 inside the box shape to support the crystal vibrating piece 3 when the crystal vibrating piece 3 is placed on the pair of supports 23. It has been. Usually, a slight gap is formed between the auxiliary support 24 and the quartz crystal vibrating piece 3 as shown in FIG. A cap 4 is bonded to one surface of the package 2 having such a configuration via an adhesive 5, and the crystal vibrating piece 3 placed inside the package 2 is hermetically sealed.

水晶振動片3は、ATカット水晶ウエハ(図示省略)から複数個切出し形成された水晶板7をベースとしている。この水晶板7は、各主面73、74(図1、2参照)がX軸方向の辺75とZ’軸方向の辺76とからなる矩形状に形成されている(本願発明でいう板状体)。   The quartz crystal vibrating piece 3 is based on a quartz plate 7 cut out and formed from an AT cut quartz wafer (not shown). In this quartz crystal plate 7, each main surface 73, 74 (see FIGS. 1 and 2) is formed in a rectangular shape including a side 75 in the X-axis direction and a side 76 in the Z′-axis direction (the plate referred to in the present invention). ).

この水晶板7の両主面73、74に、蒸着装置(下記参照)を用いてクロム(Cr)及び金(Au)が真空蒸着法、あるいはスパッタリング法等により蒸着されることによって、両主面73、74に電極パターン8が形成されて、水晶振動片3が形成される。なお、この水晶振動片3の発振は、3次オーバートーン発振で行われる。しかしながら、これに限定されるものではなく、基本波であってもよく、他の高次オーバートーン発振であってもよい。   Chromium (Cr) and gold (Au) are vapor-deposited on both the main surfaces 73 and 74 of the crystal plate 7 by using a vapor deposition apparatus (see below) by a vacuum vapor deposition method or a sputtering method. Electrode pattern 8 is formed on 73 and 74, and crystal vibrating piece 3 is formed. The oscillation of the quartz crystal resonator element 3 is performed by third-order overtone oscillation. However, the present invention is not limited to this, and may be a fundamental wave or other high-order overtone oscillation.

この両主面73、74に形成された電極パターン8は、下記する励振電極81と接続電極84と引出電極85とから構成されている。   The electrode pattern 8 formed on both the main surfaces 73 and 74 includes an excitation electrode 81, a connection electrode 84, and an extraction electrode 85 described below.

励振電極81は、図1、2に示すように、両主面73、74の略中央領域にそれぞれ形成されている。また、両主面73、74のX軸方向の一端部71には支持体の電極配線と導通するための接続電極84が形成されている。また、各主面73、74において励振電極81と接続電極84とを導通させる引出電極85が形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the excitation electrode 81 is formed in a substantially central region of both main surfaces 73 and 74. In addition, a connection electrode 84 is formed at one end 71 in the X-axis direction of both main surfaces 73 and 74 so as to be electrically connected to the electrode wiring of the support. In addition, an extraction electrode 85 that makes the excitation electrode 81 and the connection electrode 84 conductive is formed on each of the main surfaces 73 and 74.

また、励振電極81のX軸方向の中心位置82は、接続電極84のX軸方向の長さを除いた水晶板7のX軸方向の長さを二等分する位置より、接続電極84側にずれた位置に設定されている。   Further, the center position 82 of the excitation electrode 81 in the X-axis direction is closer to the connection electrode 84 than the position where the length of the crystal plate 7 in the X-axis direction excluding the length of the connection electrode 84 in the X-axis direction is bisected. It is set at a position shifted to.

ところで、水晶板7の両主面73、74に電極パターン8を形成するために用いる蒸着装置(図示省略)は、真空チャンバ内に蒸着源およびマスク部を備え、マスク部に水晶板を配して、その後に真空チャンバ内を真空状態にし、蒸着源に配した蒸着物である金属材料を真空蒸着法、あるいはスパッタリング法等により、水晶板の両主面に金属材料を蒸着させて電極パターンを形成するものである。   By the way, a vapor deposition apparatus (not shown) used for forming the electrode pattern 8 on both main surfaces 73 and 74 of the crystal plate 7 includes a vapor deposition source and a mask portion in a vacuum chamber, and a crystal plate is arranged on the mask portion. After that, the inside of the vacuum chamber is evacuated, and the metal material, which is the deposited material arranged in the vapor deposition source, is deposited on both main surfaces of the quartz plate by vacuum vapor deposition or sputtering. To form.

ところで、この蒸着装置に備えるマスク部には、図3に示すようなものがある。   By the way, there exists a mask part with which this vapor deposition apparatus is equipped as shown in FIG.

このマスク部9は、図3に示すように、最下部から、下部マスク92を押さえるとともに磁石96を収納する下部シャーシ91、水晶板7の他主面74側の導電パターン8を形成するための下部マスク92、水晶板7を収納するスペーサ93、水晶板7の一主面73側の導電パターン8を形成するための上部マスク94、上部マスク94を押さえる上部シャーシ95が順に積層される構成からなる。   As shown in FIG. 3, the mask portion 9 is configured to form a conductive pattern 8 on the other main surface 74 side of the crystal plate 7 and the lower chassis 91 that holds the magnet 96 and holds the magnet 96 from the bottom. The structure is such that a lower mask 92, a spacer 93 for accommodating the crystal plate 7, an upper mask 94 for forming the conductive pattern 8 on the one main surface 73 side of the crystal plate 7, and an upper chassis 95 for holding the upper mask 94 are laminated in order. Become.

下部シャーシ91には位置決めピン97が突設されている。また、下部マスク92、スペーサ93、上部マスク94、上部シャーシ95には位置決めピン97を貫通させる同一寸法の貫通孔921、931、941、951がそれぞれ設けられている。位置決めピン97の貫通孔921、931、941、951への貫通により、下部シャーシ91が他の部材92、93、94、95を位置決め保持している。   Positioning pins 97 project from the lower chassis 91. The lower mask 92, the spacer 93, the upper mask 94, and the upper chassis 95 are provided with through holes 921, 931, 941, and 951 having the same dimensions that allow the positioning pins 97 to pass therethrough. The lower chassis 91 positions and holds the other members 92, 93, 94, 95 by passing through the through holes 921, 931, 941, 951 of the positioning pins 97.

各貫通孔921、931、941、951の寸法は、位置決めピン97の寸法より大きく設定されている。図4に示すように、水晶板7を収納するスペーサ93を例にして、その長手方向の両端部932、933に貫通孔931(931a、931b)が形成されている。貫通孔931aの孔径は、矩形状に形成されている。また、貫通孔931bの孔径は、円形状に形成されている。また、貫通孔931a、931bの寸法を比較すると、貫通孔931aの方が貫通孔931bよりも孔径の寸法が大きい。また、このスペーサ93を用いて電極パターン8を形成する水晶板7の数は、20個である。   The dimensions of the through holes 921, 931, 941, and 951 are set larger than the dimensions of the positioning pins 97. As illustrated in FIG. 4, through holes 931 (931 a, 931 b) are formed in both end portions 932, 933 in the longitudinal direction, taking the spacer 93 for accommodating the crystal plate 7 as an example. The hole diameter of the through hole 931a is formed in a rectangular shape. Moreover, the hole diameter of the through-hole 931b is formed in a circular shape. Further, when the dimensions of the through holes 931a and 931b are compared, the through hole 931a has a larger hole diameter than the through hole 931b. The number of crystal plates 7 on which the electrode patterns 8 are formed using the spacers 93 is twenty.

なお、本実施の形態では、ATカット水晶ウエハ(図示省略)から水晶板7が複数個切出し形成されているが、これに限定されるものではなく、ATカット水晶ウエハから水晶板単体が切出し形成されてもよい。すなわち、本実施の形態では、図3に示すマスク部9を備えた蒸着装置を用いて20個の水晶板7に対して同時に電極パターン8を蒸着形成可能としているが、これに限定されるものではない。例えば、蒸着装置を用いた1回の蒸着形成は、1個の水晶板7に対して行なってもよい。そのため、本発明は、蒸着装置を用いて任意の水晶板7に対して電極パターン8を蒸着形成可能としている。   In this embodiment, a plurality of crystal plates 7 are cut out from an AT-cut quartz wafer (not shown), but the present invention is not limited to this, and a single crystal plate is cut out from an AT-cut quartz wafer. May be. That is, in the present embodiment, the electrode pattern 8 can be simultaneously formed on the 20 crystal plates 7 by using the evaporation apparatus provided with the mask portion 9 shown in FIG. 3, but the present invention is not limited to this. is not. For example, one vapor deposition using a vapor deposition apparatus may be performed on one crystal plate 7. Therefore, in the present invention, the electrode pattern 8 can be vapor-deposited on an arbitrary quartz plate 7 using a vapor deposition apparatus.

そこで、次に、上記したスペーサ93とは異なる1個の水晶板7のみを収納可能なスペーサ93aを用いて、上記した本願発明に係る水晶板7への電極パターン8の蒸着形成と、従来例1の水晶板7への電極パターン8の蒸着形成とを行なう(図5、6参照)。しかしながら、この実施例1の形態は、1個の水晶板7のみ収納可能なスペーサ93aを用いているが、上記したように、これに限定されるものではないことはいうまでもない。すなわち、この実施例1は、本発明の効果を説明するために用いた実施例であり、上記したような複数個(20個)の水晶板7を収納可能なスペーサ93を用いても同様の結果を得ることができる。   Then, next, using the spacer 93a that can store only one quartz plate 7 different from the above-described spacer 93, the deposition of the electrode pattern 8 on the quartz plate 7 according to the present invention described above, and the conventional example The electrode pattern 8 is deposited on the quartz crystal plate 7 (see FIGS. 5 and 6). However, although the embodiment 93 uses the spacer 93a that can accommodate only one quartz plate 7, it is needless to say that the present invention is not limited to this as described above. That is, the first embodiment is an embodiment used for explaining the effect of the present invention, and the same applies even when the spacer 93 capable of accommodating a plurality of (20) crystal plates 7 as described above is used. The result can be obtained.

図5に示すように、この実施例1で用いる水晶板7の寸法は、1.9mm×1.3mm(X軸方向×Z’軸方向、以下同様)である。また、励振電極81は、1.0mm×0.9mmである。また、接続電極は、0.25mm×0.4mmである。さらに、実施例1で用いる水晶振動片3の発振は、基本波発振であり、その周波数は、約26MHzである。なお、この実施例1で用いる従来例1の水晶板7の寸法も同様の寸法からなる。また、製造する水晶振動子1の直列抵抗最大値を50Ωに設定している。   As shown in FIG. 5, the size of the quartz plate 7 used in Example 1 is 1.9 mm × 1.3 mm (X-axis direction × Z′-axis direction, the same applies hereinafter). The excitation electrode 81 is 1.0 mm × 0.9 mm. The connection electrode is 0.25 mm × 0.4 mm. Furthermore, the oscillation of the crystal resonator element 3 used in Example 1 is fundamental wave oscillation, and the frequency thereof is about 26 MHz. Note that the dimensions of the crystal plate 7 of the conventional example 1 used in the first embodiment are also the same dimensions. Further, the maximum series resistance value of the crystal resonator 1 to be manufactured is set to 50Ω.

この実施例1に係る水晶板7への電極パターン8の蒸着形成では、図5に示すように、水晶振動片3の両主面73、74に形成された励振電極81のX軸方向の中心位置82が、接続電極84のX軸方向の長さを除いた水晶振動片3のX軸方向の長さを二等分する位置より、接続電極84側に25μmずれた位置に設定されている。すなわち、水晶板7の他端部72端面と励振電極81の端面81aとの距離が350μmである。   In the vapor deposition of the electrode pattern 8 on the crystal plate 7 according to the first embodiment, as shown in FIG. 5, the center in the X-axis direction of the excitation electrode 81 formed on both main surfaces 73 and 74 of the crystal vibrating piece 3 is shown. The position 82 is set at a position shifted by 25 μm toward the connection electrode 84 from the position that bisects the length in the X-axis direction of the crystal vibrating piece 3 excluding the length of the connection electrode 84 in the X-axis direction. . That is, the distance between the end surface of the other end 72 of the crystal plate 7 and the end surface 81a of the excitation electrode 81 is 350 μm.

また、従来例1の水晶板7への電極パターン8の蒸着形成では、図6に示すように、水晶振動片3の両主面73、74に形成された励振電極81のX軸方向の中心位置82が、接続電極84のX軸方向の長さを除いた水晶振動片3のX軸方向の長さを二等分する位置に設定されている。   Further, in the vapor deposition formation of the electrode pattern 8 on the crystal plate 7 of the conventional example 1, as shown in FIG. 6, the center in the X-axis direction of the excitation electrode 81 formed on both main surfaces 73 and 74 of the crystal vibrating piece 3 The position 82 is set to a position that bisects the length of the crystal vibrating piece 3 in the X-axis direction excluding the length of the connection electrode 84 in the X-axis direction.

そして、それぞれ電極パターン8が蒸着形成されて形成された実施例1に係る水晶振動片3と従来例1の水晶振動片3との直列抵抗値をそれぞれ測定し、その測定結果を図7に示す。   Then, the series resistance values of the quartz crystal vibrating piece 3 according to Example 1 and the quartz crystal vibrating piece 3 of Conventional Example 1 each formed by depositing the electrode pattern 8 are measured, and the measurement results are shown in FIG. .

図7に示すように、図5に示す水晶板7からなる実施例1に係る水晶振動片3の直列抵抗値の平均値は、26.7Ωであり、その直列抵抗値バラツキの標準偏差の3倍が15.5Ωである。これに対し、図6に示す水晶板7からなる従来例1の水晶振動片3の直列抵抗値の平均値は、31.9Ωであり、その直列抵抗値バラツキの標準偏差(σ)の3倍が35.1Ωである。従って、そのため、実施例1に係る水晶振動片3の方が、従来例1の水晶振動片3より直列抵抗値のバラツキが少ないことが分かる。   As shown in FIG. 7, the average value of the series resistance value of the quartz crystal vibrating piece 3 according to the first embodiment composed of the quartz plate 7 shown in FIG. 5 is 26.7Ω, and the standard deviation of the series resistance value variation is 3 Double is 15.5Ω. On the other hand, the average value of the series resistance value of the quartz crystal resonator element 3 of the conventional example 1 including the quartz plate 7 shown in FIG. 6 is 31.9Ω, which is three times the standard deviation (σ) of the series resistance value variation. Is 35.1Ω. Therefore, it can be seen that the variation in the series resistance value of the crystal resonator element 3 according to the first embodiment is smaller than that of the crystal resonator element 3 of the first conventional example.

また、この実施例1では、水晶板7の他端部72端面と励振電極81の端面81aとの距離rが350μmである。そこで、この距離rと直列抵抗値との関係を測定し、その結果を図8に示す。図8から、直列抵抗値は、距離rの増減に伴って増減することが分かり、製造する水晶振動子1の直列抵抗最大値の設定にしたがって、距離rを設定することができる。この実施例1では、直列抵抗最大値を50Ωに設定したため、距離rを340μm以上に設定している。なお、図8に示すA線は、近似線を示している。   In Example 1, the distance r between the end surface of the other end 72 of the quartz plate 7 and the end surface 81a of the excitation electrode 81 is 350 μm. Therefore, the relationship between the distance r and the series resistance value was measured, and the result is shown in FIG. FIG. 8 shows that the series resistance value increases and decreases as the distance r increases and decreases, and the distance r can be set according to the setting of the maximum series resistance value of the crystal resonator 1 to be manufactured. In Example 1, since the maximum series resistance value is set to 50Ω, the distance r is set to 340 μm or more. In addition, the A line shown in FIG. 8 has shown the approximate line.

次に、上記した実施例1とは異なる寸法からなる本発明に係る水晶振動片3を用いる。なお、実施例1と同一の図面(図5、6)を用いてこの実施例2を説明するが、シャーシ93の水晶板7を収納する寸法をこの実施例2で用いる水晶板7の寸法に対応させている。   Next, the crystal vibrating piece 3 according to the present invention having a size different from that of the first embodiment is used. In addition, although this Example 2 is demonstrated using drawing (FIGS. 5, 6) same as Example 1, the dimension which accommodates the crystal plate 7 of the chassis 93 is made into the dimension of the crystal plate 7 used in this Example 2. FIG. It corresponds.

図5に示すように、この実施例2で用いる水晶板7の寸法は、2.7mm×1.4mm(X軸方向×Z’軸方向、以下同様)である。また、励振電極81は、1.8mm×1.0mmである。また、接続電極は、0.4mm×0.55mmである。さらに、実施例2で用いる水晶振動片3の発振は、3次オーバートーン発振であり、その周波数は、約50.0MHzである。なお、この実施例2で用いる従来例2の水晶板7の寸法も同様の寸法からなる。   As shown in FIG. 5, the size of the crystal plate 7 used in Example 2 is 2.7 mm × 1.4 mm (X-axis direction × Z′-axis direction, the same applies hereinafter). The excitation electrode 81 is 1.8 mm × 1.0 mm. The connection electrode is 0.4 mm × 0.55 mm. Furthermore, the oscillation of the crystal resonator element 3 used in Example 2 is a third-order overtone oscillation, and the frequency thereof is about 50.0 MHz. Note that the dimensions of the quartz plate 7 of the conventional example 2 used in the second embodiment are also the same dimensions.

この実施例2に係る水晶板7への電極パターン8の蒸着形成では、図5に示すように、水晶振動片3の両主面73、74に形成された励振電極81のX軸方向の中心位置82が、接続電極84のX軸方向の長さを除いた水晶振動片3のX軸方向の長さを二等分する位置より、接続電極84側に50μmずれた位置に設定されている。すなわち、水晶板7の他端部72端面と励振電極81の端面81aとの距離が300μmである。   In the vapor deposition formation of the electrode pattern 8 on the crystal plate 7 according to the second embodiment, as shown in FIG. 5, the center in the X-axis direction of the excitation electrode 81 formed on both main surfaces 73 and 74 of the crystal vibrating piece 3 is used. The position 82 is set at a position shifted by 50 μm toward the connection electrode 84 from the position that bisects the length in the X-axis direction of the crystal vibrating piece 3 excluding the length of the connection electrode 84 in the X-axis direction. . That is, the distance between the end surface of the other end 72 of the crystal plate 7 and the end surface 81a of the excitation electrode 81 is 300 μm.

また、従来例2の水晶板7への電極パターン8の蒸着形成では、図6に示すように、水晶振動片3の両主面73、74に形成された励振電極81のX軸方向の中心位置82が、接続電極84のX軸方向の長さを除いた水晶振動片3のX軸方向の長さを二等分する位置に設定されている。   Further, in the vapor deposition formation of the electrode pattern 8 on the crystal plate 7 of the conventional example 2, as shown in FIG. 6, the center in the X-axis direction of the excitation electrode 81 formed on both main surfaces 73 and 74 of the crystal vibrating piece 3 is used. The position 82 is set to a position that bisects the length of the crystal vibrating piece 3 in the X-axis direction excluding the length of the connection electrode 84 in the X-axis direction.

そして、それぞれ電極パターン8が蒸着形成されて形成された実施例2に係る水晶振動片3と従来例2の水晶振動片3との直列抵抗値をそれぞれ測定し、その測定結果を図9に示す。   Then, the series resistance values of the crystal vibrating piece 3 according to Example 2 and the crystal vibrating piece 3 of Conventional Example 2 formed by depositing the electrode patterns 8 respectively are measured, and the measurement results are shown in FIG. .

図9に示すように、図5に示す水晶板7からなる実施例2に係る水晶振動片3の直列抵抗値の平均値は、65.0Ωであり、その直列抵抗値バラツキの標準偏差の3倍が10.0Ωである。これに対し、図6に示す水晶板7からなる従来例2の水晶振動片3の直列抵抗値の平均値は、67.5Ωであり、その直列抵抗値バラツキの標準偏差(σ)の3倍が17.3Ωである。従って、そのため、実施例1に係る水晶振動片3の方が、従来例2の水晶振動片3より直列抵抗値のバラツキが少ないことが分かる。   As shown in FIG. 9, the average value of the series resistance value of the quartz crystal resonator element 3 according to the second embodiment composed of the quartz plate 7 shown in FIG. 5 is 65.0Ω, and the standard deviation of the series resistance value variation is 3 Double is 10.0Ω. On the other hand, the average value of the series resistance value of the quartz crystal resonator element 3 of the conventional example 2 including the quartz plate 7 shown in FIG. 6 is 67.5Ω, which is three times the standard deviation (σ) of the series resistance value variation. Is 17.3Ω. Therefore, it can be seen that the variation of the series resistance value of the crystal vibrating piece 3 according to the first embodiment is smaller than that of the crystal vibrating piece 3 of the conventional example 2.

また、上記した実施例1では水晶振動片3の発振が基本波発振であり、この実施例2では水晶振動片3の発振が3次オーバートーン発振である。これら実施例1、2を図8、9を参照して比較してみると、実施例2で用いる水晶振動片3の発振の方が直列抵抗値のバラツキが少ないことが分かる。その結果、本発明は、基本波発振よりも3次オーバートーン発振などの高次オーバートーン発振を行なう水晶振動片に適用することが好ましいことが分かる。   In the first embodiment, the oscillation of the crystal vibrating piece 3 is fundamental wave oscillation, and in the second embodiment, the oscillation of the crystal vibrating piece 3 is third-order overtone oscillation. Comparing these Examples 1 and 2 with reference to FIGS. 8 and 9, it can be seen that the oscillation of the crystal resonator element 3 used in Example 2 has less variation in series resistance value. As a result, it can be seen that the present invention is preferably applied to a crystal resonator element that performs higher-order overtone oscillation such as third-order overtone oscillation rather than fundamental wave oscillation.

上記したように、本実施の形態に係る水晶振動片3、およびこの水晶振動片3を搭載した水晶振動子1によれば、励振電極81のX軸方向の中心位置は、接続電極84のX軸方向の長さを除いた水晶振動片3のX軸方向の長さを二等分する位置より、接続電極84側にずれた位置に設定されるので、蒸着バラツキの影響を受けずに水晶板7に電極パターン8を形成することができる。その結果、水晶振動片3の直列抵抗値のバラツキを抑制することができる。具体的に、蒸着装置のマスクずれによるマスク公差と、位置決めピン97の位置ずれによる位置決め公差とに関係なく、励振電極81の形成を行なうことができる。なお、本実施の形態では、圧電振動片に水晶振動片3を用いたため、水晶の直列抵抗値のバラツキを抑制することができたが、これに限定されるものではなく、圧電振動片に用いる材料に応じて、その材料特有の抵抗値のバラツキを抑制することができる。   As described above, according to the crystal resonator element 3 according to the present embodiment and the crystal resonator 1 on which the crystal resonator element 3 is mounted, the center position of the excitation electrode 81 in the X-axis direction is the X of the connection electrode 84. Since the crystal vibrating piece 3 excluding the axial length is set to a position shifted toward the connection electrode 84 from the position where the length in the X-axis direction is divided into two equal parts, the crystal is not affected by variations in deposition. An electrode pattern 8 can be formed on the plate 7. As a result, variation in the series resistance value of the crystal vibrating piece 3 can be suppressed. Specifically, the excitation electrode 81 can be formed regardless of the mask tolerance due to the mask displacement of the vapor deposition apparatus and the positioning tolerance due to the displacement of the positioning pin 97. In this embodiment, since the crystal vibrating piece 3 is used as the piezoelectric vibrating piece, the variation in the series resistance value of the crystal can be suppressed. However, the present invention is not limited to this and is used for the piezoelectric vibrating piece. Depending on the material, it is possible to suppress variations in the resistance value peculiar to the material.

また、本実施の形態に係る水晶振動子1によれば、上記した水晶振動片3が搭載されているので、上記した水晶振動片3と同様の効果を有することができる。   Further, according to the crystal resonator 1 according to the present embodiment, since the above-described crystal vibrating piece 3 is mounted, the same effect as the above-described crystal vibrating piece 3 can be obtained.

また、水晶振動片3がパッケージ2に搭載された際、励振電極81が補助支持体24から離れる方向に、水晶板7に励振電極81が形成されることが好ましい。すなわち、励振電極81と補助支持体24とが離間することで、励振電極81による水晶振動片3の発振が、補助支持体24によって干渉されるのを防止することができる。   Further, when the crystal vibrating piece 3 is mounted on the package 2, it is preferable that the excitation electrode 81 is formed on the crystal plate 7 in a direction in which the excitation electrode 81 is separated from the auxiliary support 24. In other words, the excitation electrode 81 and the auxiliary support 24 are separated from each other, so that the oscillation of the crystal vibrating piece 3 by the excitation electrode 81 can be prevented from being interfered by the auxiliary support 24.

なお、本実施の形態では、例えば、図2に示すように、励振電極81のX軸方向の中心位置82が、接続電極84のX軸方向の長さを除いた水晶板7のX軸方向の長さを二等分する位置より、接続電極84側にずれた位置に設定されている。しかしながら、これに限定されるものではなく、励振電極81の中心位置が、X軸方向であって、接続電極84側にずれていれば、Z’軸方向にもずれていてもよい。すなわち、このZ’軸方向へのずれは、直列抵抗値の変動に直接関係するものではない。例えば、図10に示すように、励振電極81のZ’軸方向の中心位置83が、水晶板7のZ’軸方向の長さを二等分する位置より、どちらか一方の水晶板7のX軸方向の辺75側にずれた位置に設定されたとする。この時のZ’軸方向へのずれの量に対する直列抵抗値を測定し、その測定結果を図11に示す。この図11から分かるように、励振電極81のZ’軸方向へのずれの量に対する直列抵抗値の変動は殆どなく、励振電極81のZ’軸方向へのずれに対して直列抵抗値の変動に直接関係するものではないことが分かる。なお、図11に示すB線は、近似線を示している。   In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 2, the center position 82 of the excitation electrode 81 in the X-axis direction is the X-axis direction of the crystal plate 7 excluding the length of the connection electrode 84 in the X-axis direction. Is set to a position that is shifted to the connection electrode 84 side from the position that bisects the length. However, the present invention is not limited to this, and the center position of the excitation electrode 81 may be shifted in the Z′-axis direction as long as it is shifted in the X-axis direction and toward the connection electrode 84. That is, the deviation in the Z′-axis direction is not directly related to the variation of the series resistance value. For example, as shown in FIG. 10, the center position 83 of the excitation electrode 81 in the Z′-axis direction divides the length of the crystal plate 7 in the Z′-axis direction into two equal parts. It is assumed that the position is shifted to the side 75 side in the X axis direction. The series resistance value with respect to the amount of deviation in the Z′-axis direction at this time was measured, and the measurement result is shown in FIG. As can be seen from FIG. 11, there is almost no variation in the series resistance value with respect to the amount of displacement of the excitation electrode 81 in the Z′-axis direction, and the variation of the series resistance value with respect to the displacement of the excitation electrode 81 in the Z′-axis direction. It turns out that it is not directly related to. In addition, the B line shown in FIG. 11 has shown the approximate line.

なお、本実施の形態では、圧電振動デバイスに水晶振動子1を用いているが、これに限定されるものではなく、圧電発振器、好ましくは水晶振動板と発振回路を構成する回路素子を有する水晶発振器であってもよい。   In this embodiment, the crystal resonator 1 is used as the piezoelectric vibration device. However, the present invention is not limited to this, and a piezoelectric oscillator, preferably a crystal having a circuit element that constitutes an oscillation circuit with a crystal diaphragm. It may be an oscillator.

また、本実施の形態にかかる水晶板7が、X軸方向の辺75とZ’軸方向の辺76とからなる板状体に形成されているが、これに限定されるものではない。すなわち、主面がX軸方向とZ’軸方向とを有する面で構成され、かつ、励振電極のX方向へのずれを設定可能であれば、主面が円形からなる板状体などの他の形態であってもよい。   Further, although the crystal plate 7 according to the present embodiment is formed in a plate-like body composed of the side 75 in the X-axis direction and the side 76 in the Z′-axis direction, the present invention is not limited to this. That is, as long as the main surface is configured by a surface having an X-axis direction and a Z′-axis direction, and the displacement of the excitation electrode in the X direction can be set, the main surface is a plate-like body having a circular shape. It may be a form.

また、本実施の形態では、補助支持体24をパッケージ2に一体形成しているが、これに限定されるものではなく、別部材であってもよい。また、図1に示すようなパッケージ2の箱型内部の一側部21端面に接する構成でなくてもよい。   Moreover, in this Embodiment, although the auxiliary | assistant support body 24 is integrally formed in the package 2, it is not limited to this, A separate member may be sufficient. Moreover, the structure which contacts the one side part 21 end surface inside the box shape of the package 2 as shown in FIG. 1 may not be sufficient.

本発明は、電子機器内に備えられる圧電振動片、およびこの圧電振動片を搭載した圧電振動デバイスに適用できる。特に圧電振動片が水晶振動片であるときに好適である。また、圧電振動デバイスが水晶振動子であるときに好ましく利用可能である。   The present invention can be applied to a piezoelectric vibrating piece provided in an electronic apparatus and a piezoelectric vibrating device equipped with the piezoelectric vibrating piece. It is particularly suitable when the piezoelectric vibrating piece is a quartz vibrating piece. Further, it can be preferably used when the piezoelectric vibration device is a crystal resonator.

本実施の形態にかかる水晶振動子の内部を公開した側面図である。It is the side view which exhibited the inside of the crystal oscillator concerning this Embodiment. 本実施の形態にかかる水晶振動片の平面図である。It is a top view of the crystal vibrating piece concerning this Embodiment. 水晶板に電極パターンを形成するための蒸着装置に備えられたマスク部の平面断面図である。It is a plane sectional view of the mask part with which the vapor deposition apparatus for forming an electrode pattern in a crystal plate was equipped. 本実施の形態にかかる水晶振動片のベースとなる水晶板を収納したスペーサの平面図である。It is a top view of the spacer which accommodated the crystal plate used as the base of the crystal vibrating piece concerning this Embodiment. 本実施例1にかかる水晶振動片のベースとなる水晶板を収納したスペーサの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a spacer that accommodates a crystal plate serving as a base of a crystal resonator element according to the first embodiment. 本実施例1で用いる従来例1にかかる水晶振動片のベースとなる水晶板を収納したスペーサの平面図である。It is a top view of the spacer which accommodated the quartz plate used as the base of the quartz crystal resonator element concerning the prior art example 1 used in the present Example 1. FIG. 本実施例1に係る水晶振動片3と従来例1の水晶振動片3との直列抵抗値の測定結果を示すグラフである。3 is a graph showing measurement results of series resistance values of the crystal vibrating piece 3 according to Example 1 and the crystal vibrating piece 3 of Conventional Example 1. FIG. 水晶板に形成した励振電極の端面と、水晶板の他端部端面との距離rと直列抵抗値との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the distance r of the end surface of the excitation electrode formed in the quartz plate, and the other end part end surface of a quartz plate, and a series resistance value. 本実施例2に係る水晶振動片3と従来例1の水晶振動片3との直列抵抗値の測定結果を示すグラフである。6 is a graph showing measurement results of series resistance values of the quartz crystal vibrating piece 3 according to Example 2 and the quartz crystal vibrating piece 3 of Conventional Example 1. FIG. 水晶板に形成した励振電極の中心位置がZ’軸方向にずれた場合の、水晶振動片の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a crystal resonator element when the center position of an excitation electrode formed on a crystal plate is shifted in the Z′-axis direction. 水晶板に形成した励振電極のZ’軸方向へのずれ量と直列抵抗値との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the deviation | shift amount to the Z'-axis direction of the excitation electrode formed in the quartz plate, and series resistance value.

符号の説明Explanation of symbols

1 水晶振動子(圧電振動デバイス)
3 水晶振動片(圧電振動片)
7 水晶板(板状体)
71 水晶板の一端部(主面の一端部)
73、74 主面
75 X軸方向の辺
76 Z’軸方向の辺
82 励振電極のX軸方向の中心位置
84 接続電極
85 引出電極
91 励振電極
1 Crystal resonator (piezoelectric vibration device)
3 Crystal vibrating piece (piezoelectric vibrating piece)
7 Crystal plate (plate)
71 One end of crystal plate (one end of main surface)
73, 74 Main surface 75 Side 76 in the X-axis direction Side 82 in the Z′-axis direction Center position 84 of the excitation electrode in the X-axis direction Connection electrode 85 Extraction electrode 91 Excitation electrode

Claims (3)

主面がX軸方向とZ’軸方向とを有する面で構成された板状体であって、両主面の略中央領域に励振電極が形成され、前記両主面の前記X軸方向の一端部に外部と導通するための接続電極が形成され、前記各主面において前記励振電極と前記接続電極とを導通させる引出電極が形成された圧電振動片において、
前記励振電極のX軸方向の中心位置は、前記接続電極のX軸方向の長さを除いた前記板状体のX軸方向の長さを二等分する位置より、前記接続電極側にずれた位置に設定されることを特徴とする圧電振動片。
The main surface is a plate-like body composed of a surface having an X-axis direction and a Z′-axis direction, and an excitation electrode is formed in a substantially central region of both the main surfaces, and the X-axis direction of both the main surfaces is In the piezoelectric vibrating piece in which a connection electrode for conducting to the outside is formed at one end, and an extraction electrode for conducting the excitation electrode and the connection electrode is formed on each main surface,
The center position of the excitation electrode in the X-axis direction is shifted to the connection electrode side from the position that bisects the length of the plate-like body in the X-axis direction excluding the length of the connection electrode in the X-axis direction. A piezoelectric vibrating piece characterized by being set at a different position.
請求項1に記載の圧電振動片において、
発振が、高次オーバートーン発振であることを特徴とする圧電振動片。
The piezoelectric vibrating piece according to claim 1,
A piezoelectric vibrating piece characterized in that the oscillation is high-order overtone oscillation.
請求項1または2に記載の圧電振動片が搭載されたことを特徴とする圧電振動デバイス。   A piezoelectric vibration device comprising the piezoelectric vibrating piece according to claim 1 or 2 mounted thereon.
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