JP4081319B2 - 高周波用の水晶振動子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は凹部を有する高周波用の水晶振動子を産業上の技術分野とし、特にクリスタルインピーダンス（以下、ＣＩとする）を良好に維持した水晶振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）水晶振動子は周波数制御素子として認知され、例えば発振器に組み込まれて通信周波数を得る。近年では、光通信システムの整備等から高周波化例えば６００ＭＨｚ帯の水晶振動子が求められる。このようなものの一つに、水晶片の一主面に凹部を設けて高周波化に対応したものがある。
【０００３】
(従来技術の一例）第４図は一従来例を説明する水晶振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図である。
水晶振動子はＡＴカットの水晶片１からなり、一主面に凹部を設けてなる。凹部はエッチングによって形成され、外周部２よりも厚みの小さい振動領域３を有する。そして、振動領域３の両主面には励振電極４を形成し、厚みの大きい外周部２に引出電極５を放射状に延出する。引出電極５は両端外周部２に延出し、延出始端では励振電極４の直径よりも小さく除々に直径よりも大きくなって延出する。
【０００４】
これらは、蒸着やスパッタ及び写真技術を用いたエッチングによって一体的に形成される。励振電極４及び引出電極５はいずれもＣｒ又はＣｒＮｉを下地層としたＡｕからなる。そして、引出電極５の延出した両端外周部２を図示しない導電性接着剤によって固着して、密閉容器内に封入される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の水晶振動子ではＣＩ（クリスタルインピ−ダンス）が大きい問題があった。すなわち、高周波化になるほど、水晶片１の厚みは小さくなり、ＣＩ等の振動特性を維持するために励振電極４の厚みも小さくなる。例えば６００ＭＨｚ帯では、水晶片１の厚みは概ね１.８μmに、励振電極４のＡｕ層は５００〜７００Åになる。なお、下地電極のＣｒ層は約５０〜１００Åになる。
【０００６】
そして、励振電極４と引出電極５とは一体的に形成されるため、引出電極５の厚みも６００Åになる。このため、シート抵抗は１〜２Ωになり、励振電極４から延出端間の引出電極５の抵抗は４〜８Ωにも達する。これにより、水晶振動子のＣＩは例えば３０Ωとなり、良否の目安となる２５Ω以下にはできない問題があった。また、Ｑ値では目安となる１２５００以上、容量比（Ｃ０／Ｃ１）では同６００以下にすることはできなかった。なお、Ｃ０は等価並列容量、Ｃ１は等価直列容量で、容量比が小さいほど発振領域を広くできる。
【０００７】
（発明の目的）本発明は特にＣＩを小さくした高周波用の水晶振動子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、他主面を平坦とした水晶片の一主面に凹部を設けて外周部よりも厚みの小さい振動領域を有し、前記厚みの小さい振動領域の両主面に励振電極を形成するとともに、前記水晶片の一主面側では前記厚みの小さい振動領域から前記凹部の傾斜面を経て前記外周部のうちの一端側に引出電極を延出し、前記水晶片の他主面側では前記厚みの小さい振動領域から平坦面を経て前記外周部のうちの他端側に引出電極を延出してなる高周波用の水晶振動子において、前記水晶片の両主面における前記引出電極の厚みを前記励振電極の厚みよりも大きくするとともに前記励振電極の中心線に対して中心からの角度を±４５度以上９０度以下の範囲内で前記引出電極を前記励振電極から延出し、前記励振電極及び引出電極は下地層をＣｒ層又はＣｒＮｉとしたＡｕ層からなり、前記励振電極のＡｕ層の厚みを５００〜７００Åとして、前記引出電極のＡｕ層の厚みを２０００〜４０００Åとした構成とする。以下、本発明の一実施例を説明する。
【０００９】
【実施例】
第１図は本発明の一実施例を説明する水晶振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
水晶振動子は、前述したように水晶片１の一主面に凹部を設けて外周部２よりも厚みの小さい振動領域３を有し、振動領域３の両主面には励振電極４を形成し、厚みの大きい両端外周部２に引出電極５を放射状に延出する。ここでも、励振電極４及び引出電極５はいずれもＣｒを下地層としたＡｕからなる。
【００１０】
そして、この実施例では、励振電極４のＡｕ層の厚みを従来同様に５００〜７００Åとして、引出電極５のＡｕ層の厚みを２０００〜４０００Åとする。さらに、第２図に示したように励振電極４と引出電極５との接続界面を、励振電極４の中心線Ｐ−Ｐに対する中心点０からの角度をθ度とし、ここではθ＝±４５度とする。
【００１１】
このような構成であれば、励振電極４の厚みよりも引出電極５の厚みを大きくするので、引出電極５による配線抵抗を小さくする。そして、励振電極４と引出電極５との接続界面をθ＝±４５度とするので、励振電極４から引出電極５に至る間の線幅の急激な減少を防止する。したがって、励振電極４から引出電極５の延出端までの抵抗を１Ω以下にできた。これにより、水晶振動子のＣＩを目安である２５Ω以下になし得た。さらには、Ｑ値を１２５００以上とし、容量比Ｃ０／Ｃ１をも６００以下にできた。
【００１２】
上記実施例では、励振電極４と引出電極５との接続界面を、励振電極４の中心線に対してθ度としてこれを±４５度としたが、±４５度以上９０度以下であればよい。なお、９０度を超えると引出電極５が両主面間で重畳して励振し、スプリアスを発生するので９０度以下とするのがよい。また、第３図に示したように、引出電極５は放射状ではなく、均一幅で例えば振動領域の幅で延出してもよい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は、段落００８の解決手段で示した通りの構成とするので、特にＣＩを小さくした高周波用の水晶振動子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明する水晶振動子の図で、同図(ａ)は断面図、同図(ｂ)は平面図である。
【図２】本発明の一実施例を説明する水晶振動子の一部拡大平面図である。
【図３】本発明の他の実施例を説明する水晶振動子の平面図である。
【図４】従来例を説明する水晶振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１ 水晶片、２ 外周部、３ 振動領域、４ 励振電極、５ 引出電極

Claims (1)

1. 他主面を平坦とした水晶片の一主面に凹部を設けて外周部よりも厚みの小さい振動領域を有し、前記厚みの小さい振動領域の両主面に励振電極を形成するとともに、前記水晶片の一主面側では前記厚みの小さい振動領域から前記凹部の傾斜面を経て前記外周部のうちの一端側に引出電極を延出し、前記水晶片の他主面側では前記厚みの小さい振動領域から平坦面を経て前記外周部のうちの他端側に引出電極を延出してなる高周波用の水晶振動子において、前記水晶片の両主面における前記引出電極の厚みを前記励振電極の厚みよりも大きくするとともに前記励振電極の中心線に対して中心からの角度を±４５度以上９０度以下の範囲内で前記引出電極を前記励振電極から延出し、前記励振電極及び引出電極は下地層をＣｒ層又はＣｒＮｉとしたＡｕ層からなり、前記励振電極のＡｕ層の厚みを５００〜７００Åとして、前記引出電極のＡｕ層の厚みを２０００〜４０００Åとしたことを特徴とする高周波用の水晶振動子。

Images