JP4054617B2 - 水晶振動子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は水晶振動子に関し、特に高安定度を必要とする水晶振動子に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、無線基地局などで使用される高安定発振器に使用される水晶振動子には、温度変化に関する安定度のほかに、外部からの様々な物理的要因に起因する振動子の周波数変動や経年変化を最小限にすることが求められている。このような課題に対する圧電振動子（水晶振動子の圧電振動子の一部）として、実願昭５７−４６３８５号（実開昭５８−１４９８１７号）のマイクロフィルムに開示がある。
【０００３】
図３及び図４には、実願昭５７−４６３８５号に記載されている従来の圧電振動子を用いてその一例を示す。図３は円形の振動体３２の周囲に、振動体３２を上下左右に二等分する線上に位置する４箇所に形成した支持部３３を介して振動体３２と同心円形の枠体３１を一体で形成した圧電板３０が記載されている。振動体３２の両主面上には励振電極３４が形成され、その励振電極３４から支持部３３を通り枠体３１の縁まで最短距離で引き出された引出電極３５が形成されており、引出電極３５はスプリングやインナーリード等の支持体３６に導電性接着剤等で固着導通されている。
【０００４】
図４は矩形の振動体４２の周囲に、振動体４２を上下に二等分する線上に位置する２箇所に形成した支持部４３を介して振動体４２と相似形の枠体４１を一体で形成した圧電板４０が記載されている。振動体４２の両主面上には励振電極４４が形成され、その励振電極４４から支持部４３を通り枠体４１の角部まで引き出された引出電極４５が形成されており、引出電極４５は支持体４６に導電性接着剤等で固着導通されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来技術における圧電振動子（水晶振動子）では、圧電板の形状を円形とした場合、最も安定した圧電板自体の支持位置は、円形圧電板を上下に二等分する線上に設けられが、この二等分する線上には振動体と枠体とを繋ぐ支持部があり、支持体からの歪みや応力が枠体から支持部を介して振動体に直接伝わり、発振周波数変化や周波数の経年変化などの振動特性へ悪影響が生じてしまう可能性がある。
【０００６】
又、枠体が振動体の周囲を取り囲み且つ支持部で繋がっている形状では、枠体自体が異物として作用してしまい、振動体の振動特性に悪影響を与えてしまう場合がある。高安定度を必要とする水晶振動子では理想的には振動体に何も接触や付属していない状態で使用することが最良であるが、実際には、信号を取り出すために振動体から信号を取り出す部品を振動体に取り付けなくてはならず、その取付には振動体の特性に影響を与えないような取付位置や取付方法が望まれている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は前記従来技術の課題を鑑みて成されたものであり、任意のカットアングルで切り出し、外形を円形に加工を施された振動体の表裏両主面に励振電極及び引出電極を形成し、引出電極と支持体間を導電性物質で固着導通した水晶振動子において、形状を円形とした圧電振動をする振動体、その振動体の下半円部分のみに、少なくとも２箇所以上の支持部を介して、外形形状を方形とした枠体を一体構造で水晶片を形成し、且つ枠体面上に引出電極を該枠体の角縁部まで伸長し、枠体角縁部の引出電極と支持体とを導電性物質で固着導通したことを特徴とする水晶振動子である。
【０００８】
又、上記記載の水晶振動子において、カットアングルを、所謂ＡＴカット、又はＳＣカットとすることを特徴とする水晶振動子である。
【０００９】
このような構造の水晶振動子には、支持体からの歪みや応力が振動体の発振周波数変化や経年変化などの特性にあたえる悪影響を最小限にすることができる作用が奏する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明における水晶振動子において、ー実施形態の水晶片を支持台に支持した状態を示した構成図である。図２は本発明における水晶振動子において、他の実施形態の水晶片を示した構成図である。尚、図１及び図２において、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また一部寸法も誇張して図示している。
【００１１】
即ち、人工的に育成された水晶体よりＡＴカットアングルで切り出し、外形加工を施された水晶片１１を用いた水晶振動子１０において、図１に開示したように、円形の振動体１２と、その円形の振動体１２の下半円部分に、一辺が振動体１２の円周に沿って取り囲み且つ他辺は直線状で一部矩形状を成す枠体１３が、複数の支持部１４により支持するような構造で、振動体１２と一体で形成されている。
【００１２】
更に、振動体１２の両主面には、単一金属又は合金を蒸着して形成した励振電極１５と、この励振電極１５から支持部１４を通り枠体１３の角縁部まで引き出された、単一金属又は合金を蒸着して形成した引出電極１６が形成されている。この枠体１３の角縁部の引出電極１６と、ベース１７に具備された支持体１８とを、導電性接着剤（図示せず）で固着導通を成した構造である。尚、実際の水晶振動子は、水晶片をベースに搭載後、金属製のカン等を被せ気密封止されているが、ここでは省略する。
【００１３】
このような構造の水晶振動子の場合、振動体１２を含む水晶片１１全体を支持する位置を、振動体１２から機械的に遠ざけることかできる。又、振動体１２を狭域の支持部１４で支持する枠体１３に、水晶片１１全体を支持する位置が存在することから、導電性接着剤で固着した際に生じる歪みや応力、及び支持体１８からの歪みなどが、振動体１２に伝わってしまう領域を支持部１４部分のみの最小限に限定でき、因って水晶振動子としての発振周波数変化や経年変化を小さくできる。
【００１４】
更に枠体１３自体も振動体１２の下半分のみに接続されている構造のため、枠体が振動体に接続されることによって生じる歪みや応力も低減することができる。
【００１５】
図２には、本発明における水晶振動子の他の実施形態として、振動体１２を支持する支持部１４を２箇所とした場合の構造を示す。支持部１４の数や大きさは、少なく且つ小さいほど歪みや応力に対する軽減性が高くなるが、支持部が１箇所では、引出電極１６が振動体１２の表裏主面で重なってしまい振動特性に悪影響を与えてしまう。又、耐衝撃性も著しく低下してしまうので、支持部１４の数は最低で２箇所必要となる。
【００１６】
上記した本発明の実施形態においては、水晶片のカットアングルをＡＴカットとしたが、必ずしもＳＣカット等他のカットアングルでも良い。又、枠体の形状を外側において矩形状としたが、これは水晶体から外形加工前の水晶片を切り出した際の外形形状が矩形のため、加工工数を少なくできる形状であり、本発明の枠体の外側の形状は矩形状に限定されるものではない。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１乃至４に係る本発明の水晶振動子によって、従来技術にある水晶振動子より、振動体が受ける歪みや応力を少なくすることができ、発振周波数変化や経年変化が小さい高安定度の水晶振動子を提供することができるという効果を成す。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態例を示す水晶振動子の構成図である。
【図２】図２は、本発明の他の実施形態例を示す水晶振動子の構成図である。
【図３】図３は、従来の圧電振動子の構成図である。
【図４】図４は、従来の他の圧電振動子の構成図である。
【符号の説明】
１０，水晶振動子
１１，水晶片
１２，振動体
１３，枠体
１４，支持部
１５，励振電極
１６．引出電極
１８，支持体

Claims (2)

1. 任意のカットアングルで切り出し、外形を円形に加工を施された振動板の表裏両主面に励振電極及び引出電極を形成し、引出電極と支持体間を導電性物質で固着導通して構成される水晶振動子において、外形形状を円形とした圧電振動をする振動体と、円形状の該振動体の下半円部分のみに、少なくとも２箇所以上の支持部を介して、外形形状を方形とした枠体を一体で形成した水晶片で、且つ該枠体面上に引出電極を該枠体の縁部まで伸長し、枠体縁部の該引出電極と支持体とを導電性物質で固着導通して構成されたことを特徴とする水晶振動子。
2. 請求項１記載の水晶振動子において、カットアングルを、所謂ＡＴカット、又はＳＣカットとすることを特徴とする水晶振動子。

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