JP3229005B2 - 音叉型水晶振動子およびその製造方法 - Google Patents
音叉型水晶振動子およびその製造方法Info
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- JP3229005B2 JP3229005B2 JP11051592A JP11051592A JP3229005B2 JP 3229005 B2 JP3229005 B2 JP 3229005B2 JP 11051592 A JP11051592 A JP 11051592A JP 11051592 A JP11051592 A JP 11051592A JP 3229005 B2 JP3229005 B2 JP 3229005B2
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- crystal resonator
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、腕時計、マイクロコン
ピュータ、コードレステレフォン、自動車無線等の情報
機器に利用される音叉型水晶振動子の製造方法に関する
ものである。
ピュータ、コードレステレフォン、自動車無線等の情報
機器に利用される音叉型水晶振動子の製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のエッチング加工によって形成され
るＺ板系音叉型水晶振動子は、数十ｋＨｚから数百ｋＨ
ｚの発振周波数を持つ水晶振動子であり、その振動モー
ドは屈曲振動である。図５に音叉型水晶振動子の切り出
し方位の概略図を示す。図５において、１は水晶振動子
片であり、カット角θは、通常ｘ軸を回転軸として反時
計回りに約−２０゜から＋２０゜の範囲内に設定され
る。
るＺ板系音叉型水晶振動子は、数十ｋＨｚから数百ｋＨ
ｚの発振周波数を持つ水晶振動子であり、その振動モー
ドは屈曲振動である。図５に音叉型水晶振動子の切り出
し方位の概略図を示す。図５において、１は水晶振動子
片であり、カット角θは、通常ｘ軸を回転軸として反時
計回りに約−２０゜から＋２０゜の範囲内に設定され
る。
【０００３】このように、水晶振動子片１の形状方位
は、純粋なＺ板すなわち、θ＝０の近傍に設定されてい
る。これが、Ｚ板系音叉型水晶振動子の切り出し方位の
概略である（以下、この振動子を音叉型水晶振動子また
は音叉という）。このように切り出された水晶板をエッ
チング加工によって形成される音叉型水晶振動子は、図
６に示すような音叉形状となる。
は、純粋なＺ板すなわち、θ＝０の近傍に設定されてい
る。これが、Ｚ板系音叉型水晶振動子の切り出し方位の
概略である（以下、この振動子を音叉型水晶振動子また
は音叉という）。このように切り出された水晶板をエッ
チング加工によって形成される音叉型水晶振動子は、図
６に示すような音叉形状となる。
【０００４】図６（ａ）において、エッチング加工特有
の現像として、図中の斜線部で示したエッチング残り５
が生じる。これを断面でみると図６（ｂ）、図６（ｃ）
のようになる。特にＡ部に生じるエッチング残りの形状
が特徴的である。このようなエッチング残り形状は、図
５で示したカット角及び水晶単結晶の持つ構造異方性に
起因するものであり、エッチング加工においては、避け
がたいものである。
の現像として、図中の斜線部で示したエッチング残り５
が生じる。これを断面でみると図６（ｂ）、図６（ｃ）
のようになる。特にＡ部に生じるエッチング残りの形状
が特徴的である。このようなエッチング残り形状は、図
５で示したカット角及び水晶単結晶の持つ構造異方性に
起因するものであり、エッチング加工においては、避け
がたいものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】既に説明したように、
上記のようにカットされ、エッチングにより形成された
音叉型水晶振動子片をインナーリードに半田付けまたは
導電性接着材で接着し、キャップをかぶせ半田付等によ
り密封し、音叉型水晶振動子が完成する。このような構
造の音叉型水晶振動子に外部からの印加圧力、衝撃力が
加わると発振周波数が変化するという課題があった。特
に、腕時計等の高密度回路実装に用いる音叉型水晶振動
子は直接回路基板に固定するため、後述する試験方法
で、発振周波数変化が±２ＰＰＭ以下という要求を十分
に満足しなかった。
上記のようにカットされ、エッチングにより形成された
音叉型水晶振動子片をインナーリードに半田付けまたは
導電性接着材で接着し、キャップをかぶせ半田付等によ
り密封し、音叉型水晶振動子が完成する。このような構
造の音叉型水晶振動子に外部からの印加圧力、衝撃力が
加わると発振周波数が変化するという課題があった。特
に、腕時計等の高密度回路実装に用いる音叉型水晶振動
子は直接回路基板に固定するため、後述する試験方法
で、発振周波数変化が±２ＰＰＭ以下という要求を十分
に満足しなかった。
【０００６】本発明は、上記課題を解決して外部からの
印加圧力、衝撃力に対し、発振周波数の変化が少ない音
叉型水晶振動子の実現を目的とする。
印加圧力、衝撃力に対し、発振周波数の変化が少ない音
叉型水晶振動子の実現を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の音叉型水晶振動
子が上記目的を達成するために採用した手段は、エッチ
ング加工によって形成される音叉型水晶振動子におい
て、音叉股幅寸法Ｄとエッチング加工によって生じたエ
ッチング残り寸法Ｈとの比Ｄ／Ｈを６〜１４にしたこと
を特徴とする。
子が上記目的を達成するために採用した手段は、エッチ
ング加工によって形成される音叉型水晶振動子におい
て、音叉股幅寸法Ｄとエッチング加工によって生じたエ
ッチング残り寸法Ｈとの比Ｄ／Ｈを６〜１４にしたこと
を特徴とする。
【０００８】
【作用】上記の構成であるので、エッチング加工時間を
上記条件に合うよう制御すれば、外部からの印加圧力、
衝撃力に対し、発振周波数の変化が少ない音叉型水晶振
動子が実現できる。
上記条件に合うよう制御すれば、外部からの印加圧力、
衝撃力に対し、発振周波数の変化が少ない音叉型水晶振
動子が実現できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を図１〜図４により詳細に説明
する。既に説明したように、所定の方位でカットされ、
エッチングにより形成された音叉型水晶振動子片１が図
１に示されている。図１において、振動子片は２個の腕
部３からなり、その長さをＬ、幅をＷとする。２個の腕
部３の間にはエッチング加工により切り取られる股部４
があり、その幅をＤとする。股部４の先端は幅Ｄと接す
る円弧となっている。このような音叉形状のマスクを使
用してエッチング加工をすると前述のようにエッチング
残りが生ずる。音叉片の幅方向のエッチング残りをＳ、
音叉片の長さ方向のエッチング残りをＨとする。
する。既に説明したように、所定の方位でカットされ、
エッチングにより形成された音叉型水晶振動子片１が図
１に示されている。図１において、振動子片は２個の腕
部３からなり、その長さをＬ、幅をＷとする。２個の腕
部３の間にはエッチング加工により切り取られる股部４
があり、その幅をＤとする。股部４の先端は幅Ｄと接す
る円弧となっている。このような音叉形状のマスクを使
用してエッチング加工をすると前述のようにエッチング
残りが生ずる。音叉片の幅方向のエッチング残りをＳ、
音叉片の長さ方向のエッチング残りをＨとする。
【００１０】エッチング時間を制御することにより、エ
ッチング残り寸法Ｓ，Ｈを変化させることができる。こ
れを利用して、様々な音叉寸法形状の振動子片を作り、
マウントし、キャップをかぶせて封止した。これらの音
叉型水晶振動子ユニットを図２の測定方法により測定し
た。図２は、音叉型水晶振動子ユニットの測定方法の模
式図で、基台１４の上に音叉型水晶振動子ユニット１１
を乗せ、その端子は発振回路１６及び周波数カウンタ１
７に接続されており、発振周波数が測定できる。これに
１ｋｇ荷重１５を付加する。この１ｋｇ荷重１５の付加
の前後に周波数の変化を測定すれば、印加加圧に対する
音叉型水晶振動子の良否が判定できる。
ッチング残り寸法Ｓ，Ｈを変化させることができる。こ
れを利用して、様々な音叉寸法形状の振動子片を作り、
マウントし、キャップをかぶせて封止した。これらの音
叉型水晶振動子ユニットを図２の測定方法により測定し
た。図２は、音叉型水晶振動子ユニットの測定方法の模
式図で、基台１４の上に音叉型水晶振動子ユニット１１
を乗せ、その端子は発振回路１６及び周波数カウンタ１
７に接続されており、発振周波数が測定できる。これに
１ｋｇ荷重１５を付加する。この１ｋｇ荷重１５の付加
の前後に周波数の変化を測定すれば、印加加圧に対する
音叉型水晶振動子の良否が判定できる。
【００１１】このようにして、様々な音叉寸法形状の振
動子片を使った音叉型水晶振動子を測定した結果を図３
に示す。外部からの印加圧力によって発振周波数が大き
く変わるのは、エッチング残りが振動子全体の力学的な
バランスを変化させること、特に図６のＡ部の形状が重
要であることに着目し、股幅寸法Ｄとエッチング残り寸
法Ｈとの比Ｄ／Ｈをパラメータとした。
動子片を使った音叉型水晶振動子を測定した結果を図３
に示す。外部からの印加圧力によって発振周波数が大き
く変わるのは、エッチング残りが振動子全体の力学的な
バランスを変化させること、特に図６のＡ部の形状が重
要であることに着目し、股幅寸法Ｄとエッチング残り寸
法Ｈとの比Ｄ／Ｈをパラメータとした。
【００１２】図３は、本発明を含む各種の音叉型水晶振
動子の外部からの印加圧力に対する周波数変化を示す図
である。図３から周波数変化が、１．２ＰＰＭ以下であ
る範囲はＢであり、これはＤ／Ｈでは６〜１４の範囲で
あることがわかる。上記の結果を利用して３２ｋＨｚ音
叉型水晶振動子の１実施例として、 Ｄ＝ １２０μｍ Ｈ＝ １２μｍ （Ｄ／Ｈ＝１０） Ｌ＝２３７０μｍ Ｗ＝ ２３５μｍ Ｓ＝ ２μｍ となるようエッチング加工時間を制御して、多数の振動
子を作った。これらを図２の測定方法で測定した。周波
数変化の度数分布を従来例と比較して示したのが図４で
ある。図４から、周波数変化は要求の±２ＰＰＭを十分
に満足していることがわかる。
動子の外部からの印加圧力に対する周波数変化を示す図
である。図３から周波数変化が、１．２ＰＰＭ以下であ
る範囲はＢであり、これはＤ／Ｈでは６〜１４の範囲で
あることがわかる。上記の結果を利用して３２ｋＨｚ音
叉型水晶振動子の１実施例として、 Ｄ＝ １２０μｍ Ｈ＝ １２μｍ （Ｄ／Ｈ＝１０） Ｌ＝２３７０μｍ Ｗ＝ ２３５μｍ Ｓ＝ ２μｍ となるようエッチング加工時間を制御して、多数の振動
子を作った。これらを図２の測定方法で測定した。周波
数変化の度数分布を従来例と比較して示したのが図４で
ある。図４から、周波数変化は要求の±２ＰＰＭを十分
に満足していることがわかる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば音
叉型水晶振動子の股幅寸法Ｄとエッチング残り寸法Ｈの
比Ｄ／Ｈを６〜１４にすることにより、外部からの印加
圧力、衝撃力に対して周波数変化の少ない音叉型水晶振
動子を得ることができる。
叉型水晶振動子の股幅寸法Ｄとエッチング残り寸法Ｈの
比Ｄ／Ｈを６〜１４にすることにより、外部からの印加
圧力、衝撃力に対して周波数変化の少ない音叉型水晶振
動子を得ることができる。
【図１】本発明の水晶振動子の平面図である。
【図２】振動子ユニットの測定方法の模式図である。
【図３】本発明を含む周波数変化を示す図である。
【図４】本発明を含む周波数変化の度数分布図である。
【図５】音叉型水晶振動子の切り出し方位の概略図であ
る。
る。
【図６】エッチング残りを説明する（ａ）は平面図、
（ｂ）はＢ−Ｂ’断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ’断面図であ
る。
（ｂ）はＢ−Ｂ’断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ’断面図であ
る。
１ 水晶振動子片 ４ 股部 ５ エッチング残り Ｄ 股幅寸法 Ｈ エッチング残り寸法
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 3/00 - 3/04 H03H 9/00 - 9/215
Claims (3)
- 【請求項１】 音叉型水晶振動子において、音叉の２個
の腕部が幅Ｄの間隔を有し、 前記音叉型水晶振動子の股部の前記水晶振動子表面の円
弧の最下部と、前記股部の頂点との間隔Ｈを有し、 かつＤ／Ｈが６から１４である音叉型水晶振動子。 - 【請求項２】 前記音叉型水晶振動子はｘ軸を回転軸と
して−２０°から＋２０°回転したカット角でカットさ
れたものであることを特徴とする請求項１記載の音叉型
水晶振動子。 - 【請求項３】 エッチングによる音叉型水晶振動子の製
造方法において、 前記音叉型水晶振動子の腕部の間隔Ｄと、 股部の音叉片の長さ方向のエッチング残りをＨとした
時、Ｄ／Ｈを６から１４にする音叉型水晶振動子の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11051592A JP3229005B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 音叉型水晶振動子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11051592A JP3229005B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 音叉型水晶振動子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05308238A JPH05308238A (ja) | 1993-11-19 |
| JP3229005B2 true JP3229005B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=14537755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11051592A Expired - Lifetime JP3229005B2 (ja) | 1992-04-28 | 1992-04-28 | 音叉型水晶振動子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3229005B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3811226B2 (ja) * | 1996-07-26 | 2006-08-16 | トヨタ自動車株式会社 | 水晶振動子及びその製造方法 |
| KR100398366B1 (ko) * | 2000-12-05 | 2003-09-19 | 삼성전기주식회사 | 내충격성이 향상된 수정 진동자 |
| JP4554118B2 (ja) * | 2001-07-16 | 2010-09-29 | 日本電波工業株式会社 | 音叉型角速度センサ素子の製造方法 |
-
1992
- 1992-04-28 JP JP11051592A patent/JP3229005B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05308238A (ja) | 1993-11-19 |
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