JP7393283B2 - 厚みすべり水晶振動片 - Google Patents
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Description
図2は、ATカット水晶片振動片をベベル加工する様子を示した図である。厚みすべり水晶振動片1は、ATカット水晶片振動片に次のような加工を行うことにより得られる。例えば水晶原石から所定形状で切り出された平面視形状が矩形のATカット水晶振動片を筒状のベベル加工容器に研磨材と一緒に収容して密閉する。その後、ATカット水晶振動片と研磨材が投入された筒状のベベル加工容器を高速回転させることでATカット水晶振動片と筒状の加工容器の内壁面との摩擦により、内壁面の形状がATカット水晶振動片に転写されるようにベベル加工する。筒状のベベル加工容器の回転軸は、筒状の長手方向が回転軸となり回転させる。ATカット水晶振動片をベベル加工するとATカット水晶振動片の外周部に近づくほど厚みは薄くなり断面は両凸形状となる。
本発明の厚みすべり水晶振動片1のそれぞれ対向する主表面に形成される楕円状の平坦部2の形状とこの厚みすべり水晶振動片1の基本波(F0)、第3高調波(F3)及び基本波の3倍(3F0)の周波数の関係は以下の通りである。
図5は、本発明の厚みすべり水晶振動片に電極膜を形成した平面図及び正面図である。前述した厚みすべり水晶振動片1の表裏面に厚みすべり水晶振動片1を駆動させる一対の対向する励振電極3が形成されこの励振電極3から引出電極4が引出されている。また、厚みすべり水晶振動片1の一端側縁部には励振電極3から引出された引出電極4と接続している端子電極5が形成されることで電極膜が形成された厚みすべり水晶振動片1´となる。厚みすべり水晶振動片1´の表裏面に形成する電極膜は、蒸着法またはスパッタリング法などによって例えばCr膜とAu膜とからなる電極膜を成膜する。なお、電極膜は、Cr膜、Au膜に限定されずTi膜、Pd膜にしても構わない。
本発明の厚みすべり水晶振動片1(長辺寸法が略2.21mm、短辺寸法が略1.61mm、その基本波(公称周波数)は8.000MHz。)を用いた水晶振動子において等価直列抵抗値は小さい値が要求されている。厚みすべり水晶振動片1のそれぞれ対向する主表面に形成される楕円状の平坦部2の形状が等価直列抵抗値へ与える影響は以下の通りである。なお、本実施例では等価直列抵抗値の狙いを100Ω以下とする。等価直列抵抗値を100Ω以下とすることで、発振回路の負性抵抗に対して発振余裕度を大きくとることができる。
図10は、dFに対する長軸径を短軸径で割った値、最大曲率半径ρ2を最小曲率半径ρ1で割った値及び曲率半径ρ3を最小曲率半径ρ1で割った値の特性図である。図10(a)は、dFに対する長軸径を短軸径で割った値の特性図であり、横軸は長軸径/短軸径を割った値であり、縦軸はdFである。長軸径を短軸径で割った値が1.80~2.22のときのdFの値が1517~1612kHzになる。図10(b)は、dFに対する最大曲率半径ρ2を最小曲率半径ρ1で割った値の特性図であり、横軸は、最大曲率半径ρ2を最小曲率半径ρ1で割った値、縦軸はdFである。最大曲率半径ρ2を最小曲率半径ρ1で割った値が6.53~11.56のときのdFの値が1503~1617kHzになる。図10(c)は、dFに対する曲率半径ρ3を最小曲率半径ρ1で割った値の特性図であり、横軸は曲率半径ρ3を最小曲率半径ρ1で割った値であり、縦軸はdFである。曲率半径ρ3を最小曲率半径ρ1で割った値が4.57~8.29のときのdFの値1495~1612kHzになる。それぞれの特性図より、ベベル加工においてdFの値を1517~1612kHzの範囲内に収めるよう管理することで前述した楕円状の平坦部2の形状を有する厚みすべり水晶振動片1が得られる。
2 楕円状の平坦部
3 励振電極
4 引出電極
5 端子電極
6 セラミックパッケージ
7 収容凹部
8 電極パッド
9 実装用電極
10 導電性接着剤
11 金属蓋
20 水晶振動子
Claims (3)
- ベベル加工された平面視形状が矩形の厚みすべり水晶振動片において、
前記厚みすべり水晶振動片は長辺寸法、短辺寸法及び基本波、第3高調波を有し、
前記厚みすべり水晶振動片の前記基本波は8MHz帯であり、前記長辺寸法が2.2mm、前記短辺寸法が1.6mmであり、
前記厚みすべり水晶振動片のそれぞれ対向する主表面には楕円状の平坦部が形成され、
前記楕円状の平坦部は、前記厚みすべり水晶振動片の主表面を平面視したとき前記楕円状の平坦部の重心が前記厚みすべり水晶振動片の重心と重なるように形成され、
前記楕円状の平坦部は長辺側の長軸径と短辺側の短軸径を有し、
前記長軸径を前記短軸径で割った値は1.80~2.22であり、
前記楕円状の平坦部を形成する曲率半径は、少なくとも最小曲率半径ρ1、最大曲率半径ρ2及びベベル加工前のATカット水晶振動片の異なる2つの頂点同士を結ぶ線分を対角線とし、前記対角線と前記楕円状の平坦部とが交差する点の曲率半径ρ3とを有し、
前記楕円状の平坦部を形成する曲率半径は、ρ1<ρ3<ρ2の関係を満たし、
前記楕円状の平坦部を形成する曲率半径ρ1:ρ2:ρ3は1:6.53~11.56:4.57~8.29であることを特徴とする厚みすべり水晶振動片。 - 前記長軸径を前記短軸径で割った値は2.00~2.13、前記楕円状の平坦部を形成する曲率半径ρ1:ρ2:ρ3は1:8.03~9.64:5.33~6.53であることを特徴とする請求項1に記載の厚みすべり水晶振動片。
- 前記第3高調波の周波数と前記基本波の3倍の周波数との差が1517~1612kHzであることを特徴とする請求項1~2のいずれか一項に記載の厚みすべり水晶振動片。
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