JP2008245243A - 輪郭振動子、輪郭振動子の調整方法 - Google Patents

輪郭振動子、輪郭振動子の調整方法 Download PDF

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Abstract

【課題】所望の共振周波数、所望の温度特性を有する輪郭振動子と、この輪郭振動子の調整方法を提供する。
【解決手段】輪郭振動子１０は、水晶基板のカット角φがＩＲＥ標準のＹＸｌｔφ／θで表される四角形の平板からなる振動体２０と、振動体２０の表裏両面に設けられ共振周波数を律する励振電極３０，３１と、励振電極３０，３１の表面に設けられ温度特性を調整する温特調整膜４１，４２と、を備える。振動体２０を形成した後、振動体２０の表裏両面に励振電極３０，３１を形成し、励振電極３０，３１の厚さまたは／及び面積を変更して共振周波数を調整した後、温特調整膜４１，４２を形成し温度特性を調整し、所望の共振周波数、所望の温度特性を有する輪郭振動子を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、励振電極の表面に温度特性のみを調整する温特調整膜が設けられた輪郭振動子と、この輪郭振動子の調整方法に関する。
携帯機器、情報通信機器、計測機器等の電子機器に用いられる数ＭＨｚ周辺の周波数帯域の基準信号源としては、ＡＴカット水晶振動子、ＤＴカット水晶振動子（輪郭すべり水晶振動子）やラーメモード水晶振動子及び擬似ラーメモード水晶振動子等の輪郭振動子が挙げられる。
従来、輪郭振動子の周波数調整としては、原子粒子及び／または分子粒子、またはイオン粒子による、振動部の金属膜を飛散して共振周波数を調整する方法と、振動部に金属膜を付着して共振周波数の調整をする方法とが採用されている（例えば、特許文献１参照）。
また、非特許文献１では、ＩＲＥ（Institute of Radio Engineers の略で、現在のＩＥＥＥ）標準のＹＸｌｔφ／θで表されるラーメモード水晶振動子において、水晶基板単体の共振周波数（輪郭振動周波数）ｆは、文献中の数式（９）に示す周波数方程式にて求められることが示されている。また、この周波数方程式により、励振電極単体の共振周波数を求めることもできる。これについては、非特許文献２にも示されている。
特開２００５−９４７３３号公報（第２３頁、図５） 第２４回ＥＭシンポジウム、１１頁〜１６頁、数式（２）但し書き及び数式（９）「エッチング法によって形成されたラーメモード水晶振動子」、川島宏文、松山勝 第３５回ＥＭシンポジウム、３１頁〜３４頁、「小型ラーメモード水晶振動子の開発」、水本勝也、秋野真志、西塚剛史、芦沢英紀、丸茂正秀、雨宮正人
このような特許文献１による輪郭振動子の共振周波数調整方法では、振動部の金属膜を飛散させるか付着させるかにより、金属膜の厚さや面積を変更して共振周波数調整を行っている。しかしながらこの方法では、金属膜の厚さや面積を変更することにより共振周波数とともに温度特性も変化してしまい、所望の温度特性が得られないという課題を有している。
本発明の目的は、所望の共振周波数、所望の温度特性を有する輪郭振動子と、この輪郭振動子の調整方法を提供することである。
本発明の輪郭振動子は、水晶を用いた平面視形状が四角形の平板からなる振動体と、前記振動体の表裏両面に設けられ共振周波数を律する励振電極と、前記励振電極の少なくとも一つの表面に設けられ温度特性を調整する温特調整膜と、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、励振電極の面積または厚さの増減により共振周波数を調整し、励振電極の表面に温特調整膜を設けることにより、共振周波数に影響せずに輪郭振動子の温度特性を調整することができる。
また、振動体単体の共振周波数が所望の周波数となっているような場合には、前記温特調整膜の単体の共振周波数Ｆｒと、前記振動体の単体の共振周波数Ｆｂと、がＦｒ≒Ｆｂであることが好ましい。
このようにすれば、共振周波数を変動させない温特調整膜の適切な寸法を設定することができ、且つ、この寸法に設定すれば、温特調整膜の膜厚を変化させても共振周波数を変えずに、温度特性のみの調整を行うことができる。
また、振動体単体の共振周波数が所望の周波数となっているような場合には、前記温特調整膜の単体の共振周波数Ｆｒと、前記振動体の単体の共振周波数Ｆｂと、前記励振電極の単体の共振周波数Ｆｅと、がＦｒ≒Ｆｂ≒Ｆｅであることが好ましい。
振動体の単体の共振周波数Ｆｂと励振電極の単体の共振周波数ＦｅとをＦｂ≒Ｆｅとすることで、励振電極を付加することによる共振周波数の変化を極小にする励振電極の寸法を設定することができる。また、このことは、励振電極に用いられる材料に対応して適合することができる。さらに、Ｆｒ≒Ｆｂ≒Ｆｅとすることで、振動体に付加する励振電極及び温特調整膜の厚さ変動に伴う共振周波数の変動を抑えながら温度特性の調整を行うことができる。
また、前記温特調整膜の単体の共振周波数Ｆｒと、前記輪郭振動子の所望の共振周波数Ｆ０と、がＦｒ≒Ｆ０であることが好ましい。
このようにすれば、前記新導体の単体の共振周波数Ｆｂが、所望の共振周波数とは異なる場合に、所望の共振周波数にするための周波数調整工程後の輪郭振動子の共振周波数を変動させない温特調整膜の適切な寸法を設定することができ、且つ、この寸法に設定すれば、温特調整膜の膜厚を変化させても共振周波数を変えずに、温度特性のみの調整を行うことができる。
また、前記温特調整膜と前記振動体との間に中間層が設けられていることが望ましい。
このように中間層を設けても上述の発明の条件を満足すれば、振動体の共振周波数に影響を与えずに温度特性の調整を行うことができる。このことは、温特調整膜が中間層との積層体であってもよいことを示している。
また、本発明の輪郭振動子の調整方法は、水晶を用いた平面視形状が四角形の平板からなる振動体を形成する工程と、前記振動体の表裏両面に励振電極を形成する工程と、前記励振電極の厚さと面積の少なくとも一方を変更して共振周波数を調整する工程と、前記励振電極の少なくとも一つの表面に温特調整膜を形成し温度特性を調整する工程と、を含むことを特徴とする。好ましくは、前記温特調整膜の単体の共振周波数Ｆｒと、前記振動体の単体の共振周波数Ｆｂと、がＦｒ≒Ｆｂであり、さらに好ましくは前記励振電極の単体の共振周波数ＦｅがＦｒ≒Ｆｂ≒Ｆｅである。また、前記温特調整膜と前記振動体との間に中間層が設けられていることが望ましい。
この発明によれば、励振電極の厚さや面積を増減して共振周波数を調整し、温特調整膜を形成することにより温度特性のみを調整することができ、所望の共振周波数及び温度特性を有する輪郭振動子を容易に製造することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図７は実施形態１の輪郭振動子、図８は実施形態１の変形例、図９は非特許文献１に関わるラーメモード水晶振動子を示している。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る輪郭振動子を模式的に示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図１（ａ）、図１（ｂ）において、輪郭振動子１０は、四角形の振動体２０の表裏両面それぞれに励振電極３０，３１と、励振電極３０，３１の表面に温特調整膜４１，４２を有して構成されるラーメモード水晶振動子である。振動体２０は、カット角をＩＲＥ標準のＹＸｌｔφ／θで表される四角形平板に切り出されたＬＱ２Ｔカット水晶を例示して説明する。また、振動体２０の１辺の長さＬｂ、励振電極３０，３１の１辺の長さＬｅ、温特調整膜４１，４２の１辺の長さＬｒとし、各要素それぞれが正方形の場合を例示している。
励振電極３０，３１は、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ等の金属材料を使用することができる。しかしながら、Ｐｄ、Ｎｉについては電気抵抗率が、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕに比べて概ね４倍程度と高く、励振電極３０，３１のシート抵抗が高くなることから抵抗損失が上昇し、単層で用いることは実用上好ましくない。従って、本実施形態では、低抵抗率のＡｌ、Ａｕ、Ａｇを例示して説明する。
また、温特調整膜４１，４２の材質は特に限定されないが、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ等の金属材料が好ましく、また非金属材料であってもよい。さらに、励振電極の材料と同じにしても、異種材料としてもよい。
次に輪郭振動子１０の駆動について説明する。
図２は、輪郭振動子の駆動を模式的に表す説明図である。輪郭振動子１０は、励振電極３０，３１に励振信号を印加することでラーメモード振動が励起される。ラーメモード振動は、振動体２０の４隅２０ａ〜２０ｄに振動の節を有し、二点鎖線及び破線にて図示する面積振動を繰り返す。従って、図示は省略するが、４隅２０ａ〜２０ｄの節部分のいくつかに支持梁が設けられる。そして、この輪郭振動子１０の共振周波数は、励振電極３０，３１の面積、膜厚に影響される。
なお、ラーメモード水晶振動子の共振周波数ｆを求める周波数方程式は、前述した非特許文献１によって与えられる（非特許文献１、１２頁、数式（９））。
図９は、非特許文献１に関わるラーメモード水晶振動子を模式的に示す斜視図である。
Figure 2008245243
 ここで、ρは水晶の密度、Ｃ'11、Ｃ'13は弾性定数（弾性スティフネス定数Ｃｐｑを非特許文献１（１１頁、数式（２）の但し書き）に従って変形した定数）、ｍ＝ｎ＝１とする。２ｘ0は水晶基板（本実施形態の振動体２０に相当）の横辺の長さ、２ｚ0は縦辺の長さである。なお、励振電極単体の共振周波数も同じ周波数方程式で求めることができる。また、本実施形態における振動体２０の１辺の長さはＬｂ＝２ｘ0＝２ｚ0、励振電極３０，３１の１辺の長さはＬｅ＝２ｘｅ＝２ｚｅで表す（図９、参照）。
さらに、数式１は、振動体２０及び励振電極３０，３１が長方形であっても（例えば、横辺の長さが縦辺の長さの整数倍であっても）成り立つことを示している。
まず、この周波数方程式を用いて、励振電極３０，３１の厚さと共振周波数の変化の関係及び温度特性の変化について説明する。
ラーメモード水晶振動子（ＬＱ２Ｔカット水晶）において、振動体２０の１辺の長さＬｂ＝６００μｍとすると、数式１から約４ＭＨｚの共振周波数が得られる。しかし、製造上のばらつきによる寸法精度のばらつきが±２％あるとすると、共振周波数ｆが所望の共振周波数に対して約±２％ずれることになる。仮に、この±２％の共振周波数のずれ（周波数変動量）を、励振電極３０，３１の厚さを変化させて調整する場合をＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）を用いて計算した。
計算条件としては、水晶ＬＱ２Ｔカット（ＩＲＥ標準のＹＸｌｔφ／θにおいて、カット角φ＝−５０度、カット角θ＝４５度とする）、振動体２０の１辺の長さＬｂ＝６００μｍの正方形、板厚Ｔｂ＝５０μｍ、振動体２０の表裏両面それぞれの中央に１辺の長さＬｅ＝５００μｍの正方形の励振電極３０，３１を形成した。計算結果を図３〜図５に表す。図１も参照して説明する。
図３は、電極材料をＡｌ、Ａｕ、Ａｇとして、各電極材料の電極膜厚Ｔｅを変化させたときの周波数変動量（単位：％）を示すグラフである。図３において、電極材料がＡｌのときには電極膜厚Ｔｅの変化に対して周波数変動量は小さいが、電極材料がＡｕ、Ａｇの際には周波数変動量は−側に変化する。
また、図３では、電極材料がＡｕの場合、表裏両面の励振電極の電極膜厚Ｔｅにて周波数変動量を２％補正するためには、約０．２５μｍ調整しなけければならないことを示している。仮に、片側の励振電極だけで補正しようとすれば、約０．５μｍ調整しなければならない。Ａｇの場合には、さらに電極膜厚Ｔｅの調整量を大きくする必要がある。
次に、電極膜厚Ｔｅの変化量と、温度を変化させたときの周波数変動量（単位：ｐｐｍ）について説明する。
図４は、電極膜厚Ｔｅの変化量を０．１μｍ、０．２μｍ、０．３μｍとしたときの、温度変化に伴う周波数変動量を示すグラフである。なお、図４は、電極材料としてＡｕを採用したときを例示している。図４において、温度変化に伴う周波数変動量、つまり温度特性を表す二次曲線が電極膜厚Ｔｅの変化量に対応して移動する。前述した例の周波数変動量２％を補正するための電極膜厚調整量が０．２５μｍにおいては、頂点温度が３０℃ずれていることが読み取れる。
この結果を電極膜厚Ｔｅと一次温度係数αとの関係に置き直して説明する。
図５は、電極材料がＡｌ、Ａｕ、Ａｇのとき、各電極材料の電極膜厚Ｔｅと一次温度係数αの関係を表すグラフである。図５において、各電極材料共に、電極膜厚Ｔｅが増加するに従い一次温度係数αが−方向に変化することを示している。
つまり、図４、図５では、電極膜厚Ｔｅを変化させて所望の共振周波数に調整しようとすると、頂点温度及び一次温度係数αで表される温度特性が変動してしまうことを示している。従って、励振電極を付加することによる変動した温度特性を、温特調整膜４１，４２を設けることで、共振周波数に影響を与えずに所望の温度特性の範囲に補正する。
続いて、本発明の輪郭振動子１０の調整方法、具体的には共振周波数及び温度特性の調整方法について説明する。
図６は、輪郭振動子の調整方法の主たる工程を表す工程図である。また、図７は、各工程における温度特性（温度変化に対応する周波数変動量を表す）を示すグラフである。図６、図７、図１を参照して説明する。図６において、まず、ＩＲＥ標準のＹＸｌｔφ／θで表される水晶基板（水晶ウエハ）から振動体２０をフォトリソグラフィ技術等により形成する（工程Ｓ０１）。図示は省略するが、振動体２０は水晶ウエハに複数個配列して形成され、支持梁や支持梁に連続する基部を備え、基部から延出される支持部によって水晶ウエハに接続されている。
本実施形態にて例示する振動体２０は、カット角φ＝−５１．０５度、θ＝４５度、振動体２０の１辺の長さＬｂ＝６００μｍの正方形とした。カット角φは後の周波数調整工程Ｓ０３や温特調整膜形成工程Ｓ０４によって一次温度係数αが減ずるのを見越して、予め所望の一次温度係数α０よりも大きくなるようにしてあるものとする。なお、本実施形態では所望の一次温度係数α０＝０、頂点温度を２５℃、共振周波数Ｆ０＝３．７５８７２ＭＨｚとした。
続いて、工程Ｓ０２において励振電極３０，３１を形成する。励振電極３０，３１は、電極材料をＡｕとし、振動体２０の表裏両面に電極膜厚Ｔｅ＝０．１μｍを蒸着法またはスパッタリング法等を用いて全面に形成する。この際、共振周波数Ｆ＝３．８５６１４ＭＨｚ、一次温度係数α＝９．４９×１０−7／℃が得られたものと仮定して、以降説明する（図７、参照）。
つまり、振動体２０の励振電極３０，３１を形成したときの共振周波数Ｆは、所望の共振周波数Ｆ０に対して０．０９７４２ＭＨｚ高くなっている（＋２．５％相当）。この共振周波数の増加分だけ周波数調整が必要になる。
続いて、工程Ｓ０３において、所望の共振周波数となるよう周波数調整を行う。周波数調整としては、電極膜厚Ｔｅを増減する方法、電極面積を増減する方法があるが、本実施形態では、振動体単体の共振周波数Ｆｂに対して０．０９７４２ＭＨｚ高くなっているため、電極膜厚Ｔｅを蒸着法等で０．２μｍ付加して０．３μｍとすることで、所望の共振周波数Ｆ０＝３．７５８７２ＭＨｚとなるよう調整する。
この際、電極膜厚Ｔｅを増加させて周波数調整を行うことで一次温度係数α＝３．１８×１０−7／℃、頂点温度３５℃に変化する（図７、参照）。
続いて温特調整膜４１，４２を形成して温度特性を調整する（工程Ｓ０４）。温特調整膜４１，４２それぞれは、本実施形態ではＡｌを用いており、温特調整膜単体の共振周波数Ｆｒが、所望の共振周波数Ｆ０と略等しくなるような寸法に設定する。仮に振動体単体の共振周波数が所望の周波数となっているような場合には、振動体単体の共振周波数Ｆｂと略等しくなるような寸法に設定する。従って、工程Ｓ０４終了時点では、Ｆ０≒Ｆｒ（振動体単体の共振周波数が所望の周波数となっているような場合にはＦｂ≒Ｆｒ）の関係となり、温特調整膜４１，４２を付加しても共振周波数が変化せず、温度特性のみが変化する。なお具体的には、Ｆ０≒Ｆｒは０．９９５×Ｆ０≦Ｆｒ≦１．００５×Ｆ０、Ｆｂ≒Ｆｒは０．９９５×Ｆｂ≦Ｆｒ≦１．００５×Ｆｂであり、これを満たせば、温特調整膜の付加による共振周波数の変化を飛躍的に小さくできる。
従って、図７に示すように、輪郭振動子１０は、工程Ｓ０４終了時点においては、励振電極３０，３１及び温特調整膜４１，４２を付加した状態において共振周波数Ｆ＝３．７５８７２ＭＨｚ、一次温度係数α＝０、頂点温度２５℃の所望の温度特性温度を有する。
なお、励振電極３１，３２の材料としてはＡｕの他に、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属材料を用いることが可能である。また、温特調整膜４１，４２としてはＡｌの他にＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属材料の他、非金属材料を用いることが可能で、励振電極３０，３１と同材質でも、あるいは異種材質でもよい。
温度特性調整（工程Ｓ０４）後、共振周波数Ｆ及び温度特性の検査を行い（工程Ｓ０５）、切断して個片化（工程Ｓ０６）し、単体の輪郭振動子１０を完成させる。
なお、温度特性調整後、製造ばらつきにより共振周波数に僅かなずれが発生することが考えられるが、このような場合には、励振電極３０，３１の露出している部分の厚みを調整するか、外周部分を削除する（面積調整）等の工程を加えて、共振周波数の最終調整をするようにしてもよい。
従って、前述した実施形態１によれば、励振電極３０，３１の厚さまたは面積の調整により共振周波数を調整し、励振電極３０，３１の表面に温特調整膜４１，４２を設けることにより、共振周波数に影響せずに輪郭振動子１０の温度特性を調整することができる。
また、振動体単体の共振周波数が所望の周波数となっているような場合には、温特調整膜４１，４２単体の共振周波数Ｆｒと、振動体２０単体の共振周波数Ｆｂと、をＦｒ≒Ｆｂとなるように設定することにより、温特調整膜４１，４２の材料に対応し共振周波数を変動させない温特調整膜４１，４２の適切な寸法を設定することができる。さらに、Ｆｒ≒Ｆｂとすることで、温特調整膜４１，４２の厚さを変化させても共振周波数に影響を与えずに温度特性の調整を行うことができる。
また、振動体単体の共振周波数が所望の周波数となっているような場合には、温特調整膜４１，４２の単体の共振周波数Ｆｒと、振動体２０の単体の共振周波数Ｆｂと、励振電極３０，３１の単体の共振周波数Ｆｅと、をＦｒ≒Ｆｂ≒Ｆｅすることで、励振電極３０，３１を付加することによる共振周波数の変化を極小にする励振電極の寸法を設定することができる。またこのことは、励振電極３０，３１に用いられる材料に対応して適合することができる。さらに、Ｆｒ≒Ｆｂ≒Ｆｅとすることで、振動体に付加する励振電極及び温特調整膜それぞれの厚さ変動に伴う共振周波数の変動を抑えながら温度特性の調整を行うことができる。なお具体的には、Ｆｒ≒Ｆｂ≒Ｆｅは０．９９５×Ｆｂ≦Ｆｒ≦１．００５×Ｆｂ、且つ０．９９５×Ｆｅ≦Ｆｒ≦１．００５×Ｆｅであり、これを満たせば、温特調整膜の付加による共振周波数の変化を飛躍的に小さくできる。
また、温特調整膜４１，４２単体の共振周波数Ｆｒと、所望の共振周波数Ｆ０と、をＦｒ≒Ｆ０となるように設定することにより、温特調整膜４１，４２の材料に対応し共振周波数を変動させない温特調整膜４１，４２の適切な寸法を設定することができる。さらに、Ｆｒ≒Ｆ０とすることで、温特調整膜４１，４２の厚さを変化させても共振周波数に影響を与えずに温度特性の調整を行うことができる。
また、実施形態１の調整方法では、励振電極３０，３１の厚さや面積を調整して共振周波数を調整し、温特調整膜４１，４２による共振周波数変化の影響を排除しながら所望の温度特性に調整し、高精度な輪郭振動子１０を容易に製造することができる。
（実施形態１の変形例）
続いて、実施形態１の変形例について説明する。変形例は、温特調整膜と励振電極との間に中間層が設けられていることに特徴を有している。
図８は、実施形態１の変形例に係る輪郭振動子を模式的に示す斜視図である。図８において、振動体２０の表裏両面に励振電極３０，３１が設けられ、励振電極３０，３１それぞれの表面に中間層５０，５１、中間層５０，５１それぞれの表面に温特調整膜４１，４２が設けられている。
中間層５０，５１は、温特調整膜４１，４２の積層体として形成してもよく、励振電極３０，３１の積層体としてもよい。また、振動体２０と励振電極３０，３１の間に中間層を設ける構造としてもよく、励振電極３０，３１を積層体としてもよい（図示せず）。
このように、中間層５０，５１を設けても、前述した実施形態１の条件を満たせば、温特調整膜４１，４２を設けることにより、共振周波数を変化させずに温度特性を調整することができる。
本発明の実施形態１に係る輪郭振動子を模式的に示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。 本発明の実施形態１に係る輪郭振動子の駆動を模式的に表す説明図。 本発明の実施形態１に係る励振電極の材料をＡｌ、Ａｕ、Ａｇとして、各電極材料の電極膜厚を変化させたときの周波数変動量を示すグラフ。 本発明の実施形態１に係る電極膜厚の変化量を０．１μｍ、０．２μｍ、０．３μｍとしたときの、温度変化に伴う周波数変動量を示すグラフ。 本発明の実施形態１に係る励振電極の材料がＡｌ、Ａｕ、Ａｇのとき、各電極材料の電極膜厚と一次温度係数αの関係を表すグラフ。 本発明の実施形態１に係る輪郭振動子の調整方法の主たる工程を表す工程図。 本発明の実施形態１に係る各工程における温度特性を示すグラフ。 本発明の実施形態１の変形例に係る輪郭振動子を模式的に示す斜視図。 非特許文献１に関わるラーメモード水晶振動子を模式的に示す斜視図。
符号の説明
１０…輪郭振動子、２０…振動体、３０，３１…励振電極、４１，４２…温特調整膜。

Claims (9)

  1. 水晶を用いた平面視形状が四角形の平板からなる振動体と、
    前記振動体の表裏両面に設けられ共振周波数を律する励振電極と、
    前記励振電極の少なくとも一つの表面に設けられ温度特性を調整する温特調整膜と、
    を備えることを特徴とする輪郭振動子。
  2. 請求項１に記載の輪郭振動子において、
    前記温特調整膜の単体の共振周波数Ｆｒと、前記振動体の単体の共振周波数Ｆｂと、がＦｒ≒Ｆｂであることを特徴とする輪郭振動子。
  3. 請求項２に記載の輪郭振動子において、
    前記温特調整膜の単体の共振周波数Ｆｒと、前記振動体の単体の共振周波数Ｆｂと、前記励振電極の単体の共振周波数Ｆｅと、がＦｒ≒Ｆｂ≒Ｆｅであることを特徴とする輪郭振動子。
  4. 請求項１に記載の輪郭振動子において、
    前記温特調整膜の単体の共振周波数Ｆｒと、前記輪郭振動子の所望の共振周波数Ｆ０と、がＦｒ≒Ｆ０であることを特徴とする輪郭振動子。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の輪郭振動子において、
    前記温特調整膜と前記振動体との間に中間層が設けられていることを特徴とする輪郭振動子。
  6. 水晶を用いた平面視形状が四角形の平板からなる振動体を形成する工程と、
    前記振動体の表裏両面に励振電極を形成する工程と、
    前記励振電極の厚さと面積の少なくとも一方を変更して共振周波数を調整する工程と、
    前記励振電極の少なくとも一つの表面に温特調整膜を形成し温度特性を調整する工程と、
    を含むことを特徴とする輪郭振動子の調整方法。
  7. 請求項６に記載の輪郭振動子の調整方法において、
    前記温特調整膜の単体の共振周波数Ｆｒと、前記振動体の単体の共振周波数Ｆｂと、がＦｒ≒Ｆｂであることを特徴とする輪郭振動子の調整方法。
  8. 請求項７に記載の輪郭振動子の調整方法において、
    前記温特調整膜の単体の共振周波数Ｆｒと、前記振動体の単体の共振周波数Ｆｂと、前記励振電極の単体の共振周波数Ｆｅと、がＦｒ≒Ｆｂ≒Ｆｅであることを特徴とする輪郭振動子の調整方法。
  9. 請求項６乃至請求項８のいずれか一項に記載の輪郭振動子の調整方法において、
    前記温特調整膜と前記振動体との間に中間層が設けられていることを特徴とする輪郭振動子の調整方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013255052A (ja) * 2012-06-06 2013-12-19 Seiko Epson Corp 振動素子、振動子、電子デバイス、電子機器、移動体および振動素子の製造方法
WO2015182090A1 (ja) * 2014-05-26 2015-12-03 株式会社アルバック 成膜装置、有機膜の膜厚測定方法および有機膜用膜厚センサ
JP2018074267A (ja) * 2016-10-26 2018-05-10 日本電波工業株式会社 圧電振動片及び圧電デバイス
CN115459735A (zh) * 2022-09-26 2022-12-09 泰晶科技股份有限公司 一种可调节镀膜前频率的石英晶片

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008193660A (ja) * 2007-01-12 2008-08-21 Epson Toyocom Corp 輪郭振動子
US8493194B1 (en) * 2011-09-15 2013-07-23 Carl Shoolman Bicycle electronic signaling device that sounds like a car horn

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2227904A (en) * 1937-12-21 1941-01-07 Bell Telephone Labor Inc Piezoelectric crystal apparatus
US3573672A (en) * 1968-10-30 1971-04-06 Bell Telephone Labor Inc Crystal filter
JPS5411173U (ja) * 1977-06-24 1979-01-24
JPS5425085U (ja) 1977-07-20 1979-02-19
US5233261A (en) * 1991-12-23 1993-08-03 Leybold Inficon Inc. Buffered quartz crystal
CN2109663U (zh) 1992-01-09 1992-07-08 烟台宝石轴承总厂 一种微型高频石英谐振器
US6707234B1 (en) 2002-09-19 2004-03-16 Piedek Technical Laboratory Quartz crystal unit, its manufacturing method and quartz crystal oscillator
JP3743913B2 (ja) 2002-09-19 2006-02-08 有限会社ピエデック技術研究所 水晶振動子、水晶ユニット、水晶発振器とそれらの製造方法
JP2005094733A (ja) 2003-06-30 2005-04-07 Piedekku Gijutsu Kenkyusho:Kk 振動子と振動子ユニットと発振器と電子機器とそれらの製造方法
US7019605B2 (en) 2003-10-30 2006-03-28 Larson Iii John D Stacked bulk acoustic resonator band-pass filter with controllable pass bandwidth
US7400217B2 (en) * 2003-10-30 2008-07-15 Avago Technologies Wireless Ip Pte Ltd Decoupled stacked bulk acoustic resonator band-pass filter with controllable pass bandwith
JP2006186462A (ja) 2004-12-27 2006-07-13 Kyocera Kinseki Corp 水晶振動子
JP5216210B2 (ja) * 2006-12-28 2013-06-19 日本電波工業株式会社 水晶振動片および水晶振動デバイス
JP5034540B2 (ja) * 2007-02-15 2012-09-26 セイコーエプソン株式会社 圧電振動子、発振器

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013255052A (ja) * 2012-06-06 2013-12-19 Seiko Epson Corp 振動素子、振動子、電子デバイス、電子機器、移動体および振動素子の製造方法
US9450166B2 (en) 2012-06-06 2016-09-20 Seiko Epson Corporation Resonator element, resonator, electronic device, electronic apparatus, mobile body and method of manufacturing resonator element
US10147867B2 (en) 2012-06-06 2018-12-04 Seiko Epson Corporation Resonator element, resonator, electronic device, electronic apparatus, mobile body and method of manufacturing resonator element
US10680158B2 (en) 2012-06-06 2020-06-09 Seiko Epson Corporation Resonator element, resonator, electronic device, electronic apparatus, mobile body and method of manufacturing resonator element
US11495727B2 (en) 2012-06-06 2022-11-08 Seiko Epson Corporation Resonator element, resonator, electronic device, electronic apparatus, mobile body and method of manufacturing resonator element
WO2015182090A1 (ja) * 2014-05-26 2015-12-03 株式会社アルバック 成膜装置、有機膜の膜厚測定方法および有機膜用膜厚センサ
KR20160127078A (ko) * 2014-05-26 2016-11-02 가부시키가이샤 아루박 성막 장치, 유기막의 막후 측정 방법 및 유기막용 막후 센서
JP6078694B2 (ja) * 2014-05-26 2017-02-08 株式会社アルバック 成膜装置、有機膜の膜厚測定方法および有機膜用膜厚センサ
KR102035146B1 (ko) 2014-05-26 2019-10-22 가부시키가이샤 아루박 성막 장치, 유기막의 막후 측정 방법 및 유기막용 막후 센서
JP2018074267A (ja) * 2016-10-26 2018-05-10 日本電波工業株式会社 圧電振動片及び圧電デバイス
CN115459735A (zh) * 2022-09-26 2022-12-09 泰晶科技股份有限公司 一种可调节镀膜前频率的石英晶片
CN115459735B (zh) * 2022-09-26 2024-03-08 泰晶科技股份有限公司 一种可调节镀膜前频率的石英晶片

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