JP2006074289A

JP2006074289A - 圧電振動子の周波数調整方法

Info

Publication number: JP2006074289A
Application number: JP2004253597A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Akagawa; 宏明赤川; Hirokazu Kobayashi; 宏和小林
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】小型振動子を封止後レーザを用いて直接電極を削る方法は、微調整が困難であり、その削った電極を排出する場所が無くなることから、ゴミ、ホコリと言ったコンタミネーションの問題を発生することが懸念され、ひいてはこれらのコンタミネーションが振動子の表面に付着し、振動子の所望の特性を悪化させる要因が考えられる。
【解決手段】目的を実現するために本発明は、第１の基板と第２の基板との間に電極を形成した圧電素板を挟み込んだ形態を有する圧電振動子の周波数調整方法において、前記第１の基板少なくとも表裏と、第２の基板の少なくと表裏に形成する電極のいずれかに、該電極金属を付加することあるいは、既存の該電極金属を削除することで該圧電振動子の周波数調整を行うことを特徴とする圧電振動子の周波数調整方法により課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は例えば通信機器などに利用される水晶等の振動子の周波数調整方法に関するものである。

周波数調整は振動子に形成した電極を直接イオンガン、レーザなどを照射することで削除する方向で行う方法と、蒸着などで新たに電極金属を付加してマスローディングを行う方法とが取られている。

また昨今は生産性を重視し個片で無く振動子をシート状の集合形態状態でハンドリングして封止し、その後に周波数の調整を行う方法としてレーザ光線を用いて方法なども取られている。

また、振動子の電極を直接調整する方法の他にも外部下部に設けた電極をトリミングして容量を変化させ周波数調整を行う方法も特開２００２−２９９９８１号公報、特開２００２−２９９９８３号公報で記述されている。
特開２００２−２９９９８１号公報特開２００２−２９９９８３号公報

振動子を封止後レーザを用いて直接電極を削る方法は、微調整が困難であり、その削った電極を排出する場所が無くなることから、ゴミ、ホコリと言ったコンタミネーションの問題を発生することが懸念され、ひいてはこれらのコンタミネーションが振動子の表面に付着し、振動子の所望の特性を悪化させる要因が考えられる。

また外部電極を調整する場合、振動子を接着剤で固定しているため硬化時収縮により振動子の位置が一定で無く外部電極との間隔が常に一定でなくなってしまう。その結果振動子の周波数が安定しなくなる。

また、外部電極調整の場合振動、経時変化により振動子の位置が変動するのも周波数変動を引き起こす要因となっている。
以上のことから、周波数精度と安定度の厳しいＡＴカット板振動子などは封止後の内部レーザトリミングと外部電極のトリミングは採用が困難な状況でもあった。

そこで上述の課題を解決するために本発明は、シート状の集合形態形状の基板を用い、第１の基板と第２の基板との間に電極を形成した圧電素板を挟み込んだ形態を有する圧電振動子の周波数調整方法において、前記第１の基板の少なくとも表裏と、第２の基板の少なくと表裏に形成する電極のいずれかに、該電極金属を付加することあるいは、既存の該電極金属を削除することで該圧電振動子の周波数調整を行うことを特徴とする圧電振動子の周波数調整方法である。

上述のようにギャップ方式で圧電素板の周波数を測定するものであり、第１の基板と第２の基板とはシート状の集合形態形状で圧電振動子を構成し、シート状で集合基板状態で圧電振動子自体の周波数調整を行えことを最大の特徴とした圧電振動子の周波数調整方法である。

要するに、今までは外部電極を調整するなどの場合には、振動子を接着剤で固定しているため硬化時収縮により振動子の位置が一定で無く外部電極との間隔が常に一定でなくなってしまうことで、外部から電極を調整することが難しく、その結果振動子の周波数調整が安定しなくなる。

また、外部電極調整の場合、振動や経時変化により振動子の位置が変動するのも周波数変動を引き起こす要因となっている。因って、周波数精度と安定度の厳しいＡＴカット板振動子などは封止後の内部レーザトリミングと外部電極のトリミングの採用が難しかったが、本発明のようにシート状の集合形態形状の基板を用い、第１の基板の少なくとも表裏と、第２の基板の少なくと表裏に形成する電極のいずれかに、該電極金属を付加することあるいは、既存の該電極金属を削除することで該圧電振動子の周波数調整を行うことで、従来の課題を解決することができる。

以上のように本発明は、シート集合状態の振動子の高精度周波数調整が可能であり、封止後の内部を調整しないためコンタミネーションの発生が生じない。また、接着剤を用いないためギャップの変化が無く周波数が変動も少なくて済む。

根本的な圧電振動子の形態が、封止を完了した形状であるために、圧電素板のパッケージング状態が安定した状態で周波数を調整するため、周波数調整後の信頼性が非常高い。以上のことから製造工程で特に周波数調整工程の簡略化と作業の安定性を向上することができる。

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。図１において、１は圧電素板４で板厚１４０μｍ程度またはそれ以下の圧電素板で構成されている。この圧電素板４の表裏面には、板厚３００〜５０μｍの例えばガラスなどの基板により構成する第１，第２のケース２，３が直接接合されている。なお、この図１における６は電極で、図２、図３はこの振動子の断面を示している。

なお、ここで内部収納する圧電振動子５とケース２，３とに形成する電極の各種配置を図３に示す。図３に示す各種配置の電極であっても本発明の同様の効果を得ることができる。

また、本実施例の図２に描画する圧電振動子５の場合にあっては、図４（ａ）に示すような等価回路であり、この等価回路で表すように周波数の調整方法となっている。そしてまた、インバータ回路による発振回路例を考えた場合には、図４（ｂ）に示すように、圧電振動子の入力側を調整する格好を選択するのが好ましい。

上述のように本発明では第１の基板の少なくとも表裏と、第２の基板の少なくと表裏に形成する電極のいずれかに、該電極金属３を付加することあるいは、既存の該電極金属３を削除することで該圧電振動子の周波数調整を行うことで、従来の課題を解決することができる。

なお、本発明では圧電素板４の厚みが例えば１０μｍ以下といった非常に薄く加工したものでも対応することができることから、例えばＡＴカット板の水晶振動子を想定すると、基本波で１６０ＭＨｚ付近の振動子を容易に作成することが可能になるのである。

本発明の振動子の概念を示す斜視図である。本発明の振動子の断面図である。本発明の振動子の他の電極配置を示した断面図である。図２に示す本発明の振動子の電気的等価回路と発振回路の等価回路例である。

符号の説明

１第１の基板
２第２の基板
３電極
４圧電素板
５圧電振動子

Claims

第１の基板と第２の基板との間に電極を形成した圧電素板を挟み込んだ形態を有する圧電振動子の周波数調整方法において、
前記第１の基板の少なくとも表裏と、第２の基板の少なくと表裏に形成する電極のいずれかに、該電極金属を付加することあるいは、既存の該電極金属を削除することで該圧電振動子の周波数調整を行うことを特徴とする圧電振動子の周波数調整方法。
請求項１に記載周波数調整方法は、ギャップ方式で圧電素板の周波数を測定することを特徴とする圧電振動子の周波数調整方法。
請求項１に記載の基板はシート状の集合形態形状であることを特徴とする圧電振動子の周波数調整方法。