JP2006033181A - Crystal oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は水晶振動子を技術分野とし、特に周波数調整を容易にして規格を維持した水晶振動子に関する。 The present invention relates to a crystal resonator in the technical field, and more particularly to a crystal resonator in which the frequency adjustment is facilitated and the standard is maintained.
(発明の背景)水晶振動子は周波数制御素子として知られ、発振子や共振子(フィルタ素子)として使用される。近年では、各種電子機器の高性能化に伴い、水晶振動子の規格も厳しいものが要求される。このような要求を阻害する要因の一つに周波数調整時の調整膜の問題がある。 A crystal resonator is known as a frequency control element, and is used as an oscillator or a resonator (filter element). In recent years, with the improvement in performance of various electronic devices, strict standards for crystal resonators are required. One of the factors hindering such demand is a problem of the adjustment film at the time of frequency adjustment.
(従来技術の一例)第4図は一従来例を説明する水晶振動子(水晶片)の図で、同図(a)は同図(b)のA−A断面図、同図(b)は平面図である。 (Example of Prior Art) FIG. 4 is a view of a crystal resonator (crystal piece) for explaining one conventional example. FIG. 4 (a) is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 4 (b). Is a plan view.
水晶振動子は例えばATカットとした水晶片1からなる。水晶片1の両主面には対向する一対の励振電極2(ab)を有し、例えば両端部に引出電極3(ab)を延出する。ここでは、一対の励振電極2(ab)による平面外形領域を振動領域とする。引出電極3(ab)の延出した両端部は図示しない導電性接着剤等によって容器底面に固着して密閉封入される。そして、主に、発振回路に発振子として組み込まれる。
The crystal resonator is made of a
励振電極2(ab)及び引出電極3(ab)は、例えば蒸着によって下地をCr(クロム)としたAu(金)からなる。なお、励振電極2(ab)等としてのAuは水晶片1との付着力が弱いために、両者との付着力が強いCrが下地として設けられる。そして、蒸着によって、励振電極2(ab)上に例えばAg(銀)とした周波数調整膜4を設けて振動周波数を調整する。ATカットでは水晶片1の厚みに反比例して振動周波数が高くなるので、周波数調整膜4を付加することによって振動周波数を下げる方向で調整する。
The excitation electrode 2 (ab) and the extraction electrode 3 (ab) are made of Au (gold) whose base is Cr (chrome), for example, by vapor deposition. Since Au as the excitation electrode 2 (ab) or the like has a weak adhesion with the
(従来技術の問題点)しかしながら、上記構成の水晶振動子では、振動周波数を蒸着によって調整するに際して次の問題があった。すなわち、蒸着による周波数調整膜4は、第5図に示したようにメッキ枠(マスク)の精度等によって励振電極2(ab)の外周にはみだして、水晶片1に付着することがある。
(Problems of the prior art) However, the crystal resonator having the above-described configuration has the following problems when adjusting the vibration frequency by vapor deposition. That is, the frequency adjusting
そして、例えばその後の熱処理によって、水晶片1に付着した調整膜の状態が変化し、振動特性の変化例えば振動周波数が変化する問題があった。要するに、水晶片1と調整膜であるAgとの付着強度が小さいため、熱処理によって例えば凝縮して状態が変化する。これらは小型が進行して励振電極2(ab)の直径が小さくなるほど、マスク精度が低下して問題が大きくなる。
For example, the subsequent heat treatment changes the state of the adjustment film attached to the
(発明の目的)本発明は、周波数調整膜による振動特性の変化を防止した水晶振動子を提供することを目的とする。 (Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a crystal resonator in which a change in vibration characteristics due to a frequency adjusting film is prevented.
本発明は、特許請求の範囲(請求項1)に示したように、水晶片の両主面に対向する励振電極を形成して振動領域を形成し、前記振動領域上に蒸着によって周波数調整膜を設けてなる水晶振動子において、前記振動領域よりも大きい面積として前記水晶片及び前記励振電極と付着力の強い補強層を前記振動領域上に設け、前記補強層上に前記周波数調整膜を設けた構成とする。 According to the present invention, as shown in the claims (Claim 1), an excitation electrode opposed to both main surfaces of a crystal piece is formed to form a vibration region, and a frequency adjusting film is formed on the vibration region by vapor deposition. In the quartz crystal resonator, the quartz crystal piece and the excitation electrode and a reinforcing layer having a strong adhesive force are provided on the vibrating region as an area larger than the vibrating region, and the frequency adjusting film is provided on the reinforcing layer. The configuration is as follows.
このような構成であれば、周波数調整時に励振電極からはみだした周波数調整膜は補強層に付着する。そして、補強層は周波数調整膜と付着力が強いので、その後の熱処理によっても状態に変化を生じない。したがって、振動特性例えば振動周波数を一定に維持する。 With such a configuration, the frequency adjustment film protruding from the excitation electrode during frequency adjustment adheres to the reinforcing layer. And since a reinforcement layer has strong adhesive force with a frequency adjustment film | membrane, it does not produce a change in a state by subsequent heat processing. Therefore, the vibration characteristics such as the vibration frequency are kept constant.
本発明の請求項2に示したように、請求項1の前記励振電極はAu、Ag又はALとし、前記補強層はCr、Ni又はTiとする。これにより、補強層は水晶片及び励振電極との付着力を強くする。
As shown in claim 2 of the present invention, the excitation electrode of
同請求項3では、請求項1の前記補強層は500Å以下とする。これにより、補強層は導通抵抗が大きくて言わば絶縁膜となり、電気的な影響を及ぼすことなく例えば電極間容量の変化を防止する。 In the third aspect, the reinforcing layer of the first aspect is 500 mm or less. As a result, the reinforcing layer has a large conduction resistance, so that it becomes an insulating film, and prevents, for example, a change in interelectrode capacitance without an electrical influence.
同請求項4では、請求項1の前記振動領域は前記水晶片の両主面に設けられた一対の励振電極の平面外形とする。これにより、水晶振動子は特に発振子として利用される。 In the fourth aspect, the vibration region of the first aspect is a planar outline of a pair of excitation electrodes provided on both main surfaces of the crystal piece. As a result, the crystal resonator is used as an oscillator.
同請求項5では、前記振動領域は前記水晶片の両主面に設けられた二対の入出力電極の平面外形領域であってフィルタ素子を構成する。これにより、例えば二重モードを利用したMCF(Monolithic Crystal Filter)が得られる。 According to the fifth aspect of the present invention, the vibration region is a planar outer region of two pairs of input / output electrodes provided on both main surfaces of the crystal piece and constitutes a filter element. Thereby, for example, an MCF (Monolithic Crystal Filter) using a dual mode is obtained.
第1図は本発明の一実施例を説明する水晶振動子の断面図である。なお、前従来例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。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a crystal resonator illustrating one embodiment of the present invention. In addition, the same number is attached | subjected to the same part as a prior art example, and the description is simplified or abbreviate | omitted.
水晶振動子は前述同様にATカットとした水晶片1からなり、下地をCrとしたAuからなる一対の励振電極2(ab)及び引出電極3(ab)を両主面に有し、周波数調整膜4が設けられる。ここでも、励振電極2(ab)の平面外形領域を振動領域とする。
The quartz crystal resonator is made of an AT-
ここでは下地と同様のCrからなる補強層5を水晶片1の少なくとも一主面に形成された励振電極2a上に設ける。補強層5は励振電極2aよりも大きな面積とし、励振電極2aを周回する水晶片1の表面にまたがって設けられる。そして、厚みを概ね500Å以下とする。周波数調整膜4(Ag)は一主面に設けられた励振電極2a上の補強層5に蒸着によって形成される。
Here, a reinforcing
このような構成であれば、第2図(平面図)に示したように、蒸着による周波数調整膜4(Ag)がマスク精度によって励振電極2aからはみだしても、周波数調整膜4は補強層5に付着する。そして、補強層5はCrとして周波数調整膜4との付着力が強いので、その後の熱処理によっても状態に変化を生じない。したがって、振動特性例えば振動周波数を一定に維持する。
With such a configuration, as shown in FIG. 2 (plan view), even if the frequency adjustment film 4 (Ag) by vapor deposition protrudes from the
また、補強層5のCrは500Å以下とするので、導通抵抗が大きくて言わば絶縁膜となり、電気的な影響を及ぼすことなく例えば励振電極2(ab)間の電極間容量を一定に維持する。
Further, since the Cr of the reinforcing
(他の事項)上記実施例では励振電極2(ab)はAuとしたが、AgやAL(アルミ)であってもよい。そして、補強層はCrとしたが、Ni(ニッケル)、Ti(チタン)等であってもよく、水晶及び励振電極2(ab)との付着力が強い材料であればよい。 (Other matters) In the above embodiment, the excitation electrode 2 (ab) is Au, but it may be Ag or AL (aluminum). The reinforcing layer is Cr, but Ni (nickel), Ti (titanium), or the like may be used as long as the material has strong adhesion to the crystal and the excitation electrode 2 (ab).
また、水晶振動子は両主面間で対向する一対の励振電極2(ab)を設けたものを対象としたが、例えば第3図(ab)に示したように両主面間で対向する二対の励振電極2(ab)を設けて一対を入力電極、他対を出力電極とした所謂MCFでも同様である。 Further, although the quartz crystal resonator is intended to be provided with a pair of excitation electrodes 2 (ab) that are opposed to each other between the two principal surfaces, for example, as shown in FIG. 3 (ab), the two principal surfaces are opposed to each other. The same applies to a so-called MCF in which two pairs of excitation electrodes 2 (ab) are provided and one pair is an input electrode and the other pair is an output electrode.
この場合、二対の励振電極2(ab)による外形面積領域を振動領域とし、振動領域を周回する水晶片1の表面にまたがって補強層5を形成する。そして、振動周波数(中心周波数)や帯域幅を調整する。なお、帯域幅は入出力電極間に調整膜を設けて調整される。
In this case, the outer area of the two pairs of excitation electrodes 2 (ab) is defined as a vibration region, and the reinforcing
また、MCFは対向する励振電極が2対としたが、対向する電極が3対以上でも勿論適用できる。なお、実施例での一対の励振電極2(ab)の場合でも、フィルタ素子として利用される。 Further, although the MCF has two pairs of excitation electrodes facing each other, it is of course applicable even if there are three or more pairs of facing electrodes. Even in the case of the pair of excitation electrodes 2 (ab) in the embodiment, they are used as filter elements.
1 水晶片、2 励振電極、3 引出電極、4 周波数調整膜、5 補強層。 1 crystal piece, 2 excitation electrode, 3 extraction electrode, 4 frequency adjustment film, 5 reinforcing layer.
Claims (5)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100843127B1 (en) | 2006-11-22 | 2008-07-02 | (주)파트론 | Crystal oscillating element and method of manufacturing these |
US8035282B2 (en) | 2008-09-26 | 2011-10-11 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Piezoelectric vibrator and electrode structure of piezoelectric vibrator |
US8222798B2 (en) | 2008-09-26 | 2012-07-17 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and electrode structure thereof |
JP2016019225A (en) * | 2014-07-10 | 2016-02-01 | 富士通株式会社 | Crystal oscillator |
JP2016517652A (en) * | 2013-03-11 | 2016-06-16 | ノキア テクノロジーズ オーユー | Apparatus and method for tuning resonance frequency |
US10663431B2 (en) | 2016-06-28 | 2020-05-26 | Samsung Display Co., Ltd. | Quartz crystal microbalance sensor for deposition monitoring |
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