JP4907728B2 - 圧電デバイスの周波数調整方法 - Google Patents
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Description
特許文献1によれば、図8に示すような構成により周波数の調整を行っていた。図8(a)は音叉型圧電振動片の振動腕210の先端部分を拡大した上面図であり、図8(b)は図8(a)の構成側面図である。
この構成により、圧電フレームを形成した後に発振周波数を測定しながら、接続部の幅を加工することで金属膜が飛散することもない。このため、CI値を上昇させることなくまた不要なスプリアスを生じさせることない圧電デバイスを製造することができる。
直接励振電極にプローブを当てず接続電極にプローブを当てることで完成品の圧電デバイスに近い発振状態で周波数調整を行うことができる。
この構成により、完成品の圧電デバイスに近い状態にしてから周波数調整を行うことができる。
真空中で蓋部を接合することで、長期間の使用にも耐えうる圧電デバイスとなる。
また第4実施形態は接続部付きの水晶フレーム20の周波数調整方法を示す。
接続部付きの水晶フレーム20は図2Aに示すように基部23及び振動腕24からなる音叉型水晶振動片21と、水晶外枠部22と、支持腕25と、接続部26とから構成され、同じ厚さで一体に水晶基板で形成されている。音叉型水晶振動片21は、たとえば32.768kHzで信号を発振する振動片で、極めて小型の振動片となっている。
リッド10とベース30とがガラスで形成された第1圧電デバイス100について、図面を参照して説明する。図3は、本発明の第2実施形態にかかる第1圧電デバイス100の概略図を示している。
図3(a)は、第1圧電デバイス100のリッド10であるガラス製の第1リッド11aの内面図であり、図3(b)は音叉型水晶振動片21を有する水晶フレーム20の上面図であり、図3(c)はベース30であるガラス製の第1ベース31aの上面図である。図3(d)は、図3(b)のA−A断面で第1圧電デバイス100を示した概略断面図である。
図3(b)に示すように、第1実施形態で示した接続部付きの水晶フレーム20を使用する。本実施形態では水晶外枠部22の表面及び裏面に金属膜45を備える。金属膜45は、スパッタリング若しくは真空蒸着などの手法により形成する。金属膜45はアルミニュウム(Al)層から構成され、アルミニュウム層の厚みは1000Å〜1500Å程度とする。
リッド10と第2層とベース30とが水晶基板で形成された第2圧電デバイス110について、図面を参照して説明する。図4は、本発明の第3実施形態にかかる第2圧電デバイス110の概略図を示している。
周波数調整は第2実施形態及び第3実施形態で説明したように、圧電デバイスの製造工程の途中に行う。図5A(a)は、例えばフェトム秒レーザーFLを用いて接続部付きの水晶フレーム20を周波数調整する箇所を示した図である。周波数調整は接続部26のY方向の一部を削ることで調整が可能である。周波数調整は幅広(Y方向)の接続部26の一方の幅W1と他方の幅W2とを同じ幅に加工するため、両側の接続部幅Wについて説明する。また、図5A(b)、(c)及び(d)は図5A(a)の破線範囲KAを拡大した図である。
ステップS14において、フェトム秒レーザーFLを用いて、所定の発振周波数になるように所望の切削幅dだけ切削され、両側の接続部の幅Wを幅狭にする。
第1ベース31aが陽極接合された状態で周波数調整を行うことができるため、第1リッド11aを接合した後であっても周波数はほとんど変動しない。また、このフローチャートでは水晶外枠部22と第1ベース31aとを最初に陽極接合しておいたが、冶具に水晶外枠部22を載せて水晶外枠部22のみで周波数調整してから、第1リッド11aと第1ベース31aとを陽極接合してもよい。
11a … 第1リッド
11b … 第2リッド
12 … リッド用凹部
20 … 水晶フレーム
21 … 接続部付の音叉型振動片
22 … 水晶外枠部
23 … 基部
24 … 振動腕
25 … 支持腕
26 … 接続部
27 … 溝部
30 … ベース
31a … 第1ベース
31b … 第2ベース
32 … ベース用凹部
33 … 第1スルーホール
34 … 第2スルーホール
41 … 第1基部電極
42 … 第2基部電極
43 … 第1励振電極
44 … 第2励振電極
45 … 金属膜
46 … 第1接続電極
47 … 第2接続電極
48 … 第1外部電極
49 … 第2外部電極
90 … 圧電デバイス
100 … 第1圧電デバイス
110 … 第2圧電デバイス
d … 切削幅
FL … フェトム秒レーザー
W … 両側調整腕幅(W1 … 一方の幅、W2 … 他方の幅)
Claims (4)
- 基部の一端側から第1方向に伸びる少なくとも一対の振動腕を有し、この一対の振動腕に励振電極を有する音叉型圧電振動片と、前記振動腕の両外側において前記第1方向に伸びる一対の支持腕と、前記音叉型圧電振動子を囲む外枠部と、前記一対の支持腕と前記外枠部とを接続する所定幅を有する接続部とを有する圧電フレームを形成する圧電フレーム形成工程と、
前記音叉型圧電振動子を振動させ、その発振周波数を測定する測定工程と、
前記測定工程で得られた測定結果に基づいて、前記接続部の所定幅を加工させる加工工程と、
を備えることを特徴とする圧電デバイスの周波数調整方法。 - 前記外枠部に形成され前記励振電極に導通する接続電極が形成されており、
前記測定工程は前記接続電極にプローブを当てて発振周波数を測定することを特徴とする請求項1に記載の圧電デバイスの周波数調整方法。 - 前記圧電フレームを支えるベースを前記圧電フレームに接合する第1接合工程を備え、
この第1接合工程の後に、前記測定工程と前記加工工程とを行うことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧電デバイスの周波数調整方法。 - 前記加工工程後に、真空状態で前記圧電フレームを覆う蓋部を接合する第2接合工程を備えることを特徴とする請求項3に記載の圧電デバイスの周波数調整方法。
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