JP2929107B2

JP2929107B2 - 水晶振動子の製造方法

Info

Publication number: JP2929107B2
Application number: JP1254227A
Authority: JP
Inventors: 正喜岡崎
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1999-08-03
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: JPH03116882A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は圧電振動子を利用分野とし、特に厚みすべり
振動の高周波化を達成する水晶振動子に関する。

（発明の背景）水晶振動子は共振特性に優れることから通信機器等に
発振子、フイルタ素子として多用されている。近年で
は、通信回線の混雑化及び高品位通信等により高周波化
傾向にある。

（従来技術）第４図は従来例を説明する水晶振動子の図である。

水晶振動子は例えばATカットとした円板状の水晶片１
からなる。水晶片１の両主面には励振電極２及び引出し
電極３が形成される。通常では引出し電極３の延出した
両端外周部を図示しない構造により保持して密封され
る。そして、図示しない発振回路により励振され、両主
面間で互いに反対方向に変位する厚みすべり振動を呈す
る。このような厚みすべり振動は厚みｔに反比例し、厚
みが小さいほど振動周波数ｆは高くなる。すなわち、ｆ
＝k/t（但し、ｋは圧電定数で通常1670KHZ・mm）で示さ
れる。例えば10MHZの振動周波数とする場合は0.167mmの
厚みを必要とする。なお、振動周波数は基本波振動で、
以下同様である。そして、通常では両面側をそれぞれ研
磨して同厚みに加工する。

（従来技術の問題点）しかしながら、このような水晶振動子では、例えば10
0MHZの振動周波数を得ようとすると、水晶片１の厚みは
0.0167mm（16.7μｍ）となる。したがって、この場合に
は、破損等を生じて研磨による加工は困難となる。ま
た、仮に加工できたとしても、水晶片１の保持等にも問
題があり、実際上は、60MHZが限界であった。

このようなことから、例えば第５図の断面図に示した
ように、イオンミーリングにより水晶片１の中央部４を
薄くしてその外周部５を保持することも提案されてい
る。なお、図中の符号６は電極である。しかし、このよ
うなものでは中央部の平行度及び平面度が損なわれ、例
えばスプリアス等を発生して電気的・機械的的諸特性を
劣化させる問題があった。

（発明の目的）本発明は、作業性及び電気的諸特性を良好として高周
波化に適した圧電振動子を提供することを目的とする。

（発明の解決手段）本発明は、圧電片の一方の主面に貫通孔を有する補強
板を貼着し、前記圧電片の他方の主面を研磨するととも
に、前記圧電片の貫通孔に対応する部分内を振動領域部
として励振させたことを解決手段とする。以下、本発明
の一実施例を説明する。

（実施例）第１図内至第３図は本発明の一実施例を説明する水晶
振動子の図である。なお、前実施例図と同一部分には同
番号を付与してその説明は簡略する。

水晶振動子は前述したATカットの水晶片１に補強板７
を貼着した複合板８からなる。水晶片１と補強板７とは
予め研磨等により平面度及び平行度を維持される。水晶
片１は、例えば直径5mmの円板状で、50μｍ（30MHZ）の
厚みに設定される。また、補強板７は水晶片１と同一材
としてその厚みを100μｍにし、中央部に2mmの貫通孔９
を設けてなる「第１図（ａ）」。そして、水晶片１の一
方の主面を補強板７に貼着した後「第図（ｂ）」、複合
板８の例えば両面側から研磨し、水晶片１の厚みを略16
μｍ（100MHZ）にする「第１図（ｃ）」。なお、水晶片
１の補強板７との接合する外周部を振動抑制部とし、貫
通孔９と対向する中央部分を振動領域部とする。そし
て、振動領域部の中央に直径1mmの励振電極10を形成
し、引出し電極11を複合板８の両端外周部に延出する。
但し、水晶片１の一方の主面の励振電極からは、貫通孔
の内壁を経由して補強板の表面に延出する「第２図」。
そして、第３図に示したように金属ベース12に立設した
サポータ13に複合板８の両端外周部を電気的・機械的に
接続して保持した構成とする。

このようなものでは、水晶片１自体の厚みは50μｍ程
度でも複合板８の厚みは150μｍなので、水晶片１を破
損することなく16μｍまで充分に研磨できる。そして、
振動領域部の厚みにより100MHZＫの振動周波数を得る。
また、水晶片１と補強板７とは予め平面度及び平行度を
満足してこれを研磨により薄くするので、水晶片１の同
平行度及び平面度を維持する。また、研磨後の複合板８
の厚みは約90μｍなので、同複合板８を容易に保持し得
て高周波数化を達成できる。さらに、この実施例では、
補強板７は水晶片１と同一材からなるので、例えば熱膨
張係数の差による周波数変化等を来すこともなく、電気
的諸特性を良好とする。また、振動領域部の直径は貫通
孔に対応して2mmとなるが、厚みが16μｍと非常に小さ
いので厚みに対する板面面積は充分で振動特性を阻害す
ることがない。

（他の事項）なお、上記実施例では、水晶片の厚みは16μｍ（100M
HZ）、振動領域部の直径は2mm等に設定したが、本発明
これに限定されるものでなく、各寸法は適宜選択される
ことは言うまでもない。また、振動領域部は貫通孔９と
対向する部分としたが、振動領域部の外周部の変位を０
とすることが望ましいので、必ずしも全領域が振動する
ことを意味しない。例えば厚みに対して振動領域部を大
きくすることにより外周部での変位を０に近接させ得
る。また、励振電極は振動領域部の中央としたが、例え
ば中央から偏心させて形成することによりオーバトーン
振動させ、これにより更なる高周波数化をも期待でき
る。また、複合板７の両端外周部をサポータ13により保
持したが、例えば図示しない回路基板等に直接補強板を
固着するようにしてもよく、この保持構造には限定され
ない。また、補強板７は水晶片１と同一材としたが、基
本的には絶縁体であればよい。例えば水晶のＺ板とした
場合にはＺ板部分の圧電共振がなく副共振の少ない効果
を奏する。要するに、本発明は水晶片１の厚みが薄くて
その研磨が困難な場合に補強板を貼着して水晶片１を研
磨し所定の厚みに設定して構成することを意図し、その
ようなものはその技術的範囲に属するものである。

（発明の効果）本発明は、圧電片の一方の主面に貫通孔を有する補強
板を貼着し、前記圧電片の他方の主面を研磨するととも
に、前記圧電片の貫通孔に対応する部分を振動領域部と
し励振させたので、作業性及び電気的諸特性を良好とし
て高周波に適した圧電振動子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例ほを説明する図で同図（ａ）
は複合板の分解図、同図（ｂ）は研磨前の同断面図、同
図（ｃ）は研磨後の同断面図である。第２図は電極を形
成した複合板の図、第３図は複合板を保持した図であ
る。第４図及び第５図は従来例を説明する水晶振動子の図で
ある。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水晶片の一方の主面に貫通孔を有して前記
水晶片と同一材からなる補強板を貼着し、前記水晶片の
他方の主面を研磨するとともに、前記水晶片の貫通孔に
対応する部分内を振動領域部として形成したことを特徴
とする水晶振動子の製造方法。