JP2010050499A - 音叉型水晶振動子及びその周波数調整方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】音叉基部1から一対の音叉腕2a、2bが延出した音叉状水晶片3を有する音叉型水晶振動子及びその周波数調整方法において、前記一対の音叉腕2a、2bを周回する外周面から頭部先端面に、又は頭部先端面から外周面に向かって照射されるフェムト秒レーザ(超短パルスレーザ)Pfによって、前記外周面から頭部先端面にまたがる傾斜面を形成して振動周波数を調整する第1周波数調整工程を備えた構成とする。
【選択図】図1
Description
音叉型振動子は特に時計用の基準源として使用され、腕時計等を始めとして携帯電話やデジカメ等の電子機器に時計機能として内蔵される。近年では、これら電子機器の普及及び小型化に伴い、音叉型振動子もフォトリソグラフィック(写真印刷技術)を用いたエッチングによって形成されている。
図4は一従来例を説明する音叉型振動子のカバーを除いて見た平面図である。さらに、図5(a),(b)はこの音叉型振動子をさらに詳細に示した図であり、特に図5(a)は電極配線も併せて示した音叉型振動子の斜視図、図5(b)は図5(a)のA−A線に沿った断面図を、発振回路とともに示した断面図である。
しかしながら、上記構成の音叉型振動子では、周波数調整用の金属膜5(ab)を形成する必要があるので、製造工程が煩雑になる。そして、周波数調整時にはレーザの熱によって金属膜5(ab)を削除するので、音叉腕2(ab)自体(音叉型振動子自体)の温度も上昇する。一方、音叉型振動子は常温近傍を極大値とし2次関数となる周波数温度特性を有する。
本発明は周波数調整精度を高めた音叉型振動子及びその周波数調整方法を提供することを目的とする。
本発明の請求項2では、請求項1において、前記外周面は前記音叉腕の主面とする。これにより、水晶ウェハの状態での音叉状水晶片3あるいは凹状とした表面実装容器に音叉状水晶片を収容した際の周波数調整を容易にできる。
また、今回の実験では、水晶ウェハの表裏からレーザ照射をする行為は、実験者が水晶ウエハを裏返しにすることで、実施した。
上記実施形態では、第1周波数調整工程は音叉腕2(ab)の両主面側からフェムト秒レーザを照射するとしたが、音叉腕2(ab)の一主面側からのみフェムト秒レーザを照射してもよい。この場合は、フェムト秒レーザ装置の配置構成等を簡単にできる。また、第2周波数調整工程は金属膜5(ab)をフェムト秒レーザで除去するとしたが、水晶自体を切削してもよい。こうすると、音叉頭部に金属膜5(ab)を形成する工程を省略できる。
2 音叉腕
3 音叉状水晶片
4 駆動電極
5 金属膜
6 表面実装容器
7 内壁段部
8 素地露出部
9 水晶ウェハ
100 実験装置
101 フェムト秒レーザ光源
103 ガルバノミラー
105 X,Y,Zステージ
107 発振回路
107a プローブピン
109 周波数測定器
111 制御装置
Claims (13)
- 音叉基部から一対の音叉腕が延出した音叉状水晶片を有する音叉型水晶振動子の周波数調整方法において、前記一対の音叉腕を周回する外周面から頭部先端面に又は頭部先端面から外周面に向かって照射されるフェムト秒レーザによって、前記外周面から頭部先端面にまたがる傾斜面を形成して振動周波数を調整する第1周波数調整工程を備えたことを特徴とする音叉型水晶振動子の周波数調整方法。
- 請求項1において、前記外周面が、前記音叉腕の主面である音叉型水晶振動子の周波数調整方法。
- 請求項1において、前記音叉状水晶片が、エッチングによって形成され、水晶ウェハに一体的に連結した状態で振動周波数が調整される音叉型水晶振動子の周波数調整方法。
- 請求項1において、前記音叉状水晶片が、前記音叉腕の先端側主面に調整用金属膜を有し、前記フェムト秒レーザによる前記第1周波数調整工程後に、前記調整用金属膜の一部をレーザによって除去する第2周波数調整工程を備えた音叉型水晶振動子の周波数調整方法。
- 請求項4において、前記第1周波数調整工程が、水晶ウェハに一体的に連結した状態で、また前記第2周波数調整工程が、個々の音叉状水晶片を凹状の表面実装容器に収容した状態で実施される音叉型振動子の周波数調整方法。
- 請求項4において、前記第2周波数調整工程で用いるレーザを、前記第1周波数調整工程のレーザパワーより低いパワーのフェムト秒レーザとする音叉型振動子の周波数調整方法。
- 請求項4において、前記第2周波数調整工程が、音叉頭部に予め設けた金属膜をイオンミリングで除去して行う音叉型振動子の周波数調整方法。
- 請求項1または3において、前記第1周波数調整工程が、前記音叉状水晶片の周波数測定を実施しながら前記フェムト秒レーザを連続的に照射し、実施される音叉型水晶振動子の周波数調整方法。
- 請求項8において、前記傾斜面を形成する前記フェムト秒レーザの前記音叉腕の主面に対する入射角を30〜70°とする音叉型水晶振動子の周波数調整方法。
- 音叉基部から一対の音叉腕が延出した音叉状水晶片を有する音叉型水晶振動子であって、前記一対の音叉腕を周回する外周面から頭部先端面に又は頭部先端面から外周面に向かって照射されるフェムト秒レーザによって形成された、前記外周面から頭部先端面にまたがる傾斜面を備える音叉型水晶振動子。
- 請求項10において、前記外周面を前記音叉腕の主面に備える音叉型水晶振動子。
- 請求項10または11において、前記外周面を前記音叉腕の片側の主面に備える音叉型水晶振動子。
- 請求項10または11において、前記外周面を前記音叉腕の両側の主面に備える音叉型水晶振動子。
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