JPH01126009A - 小型水晶振動子 - Google Patents
小型水晶振動子Info
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- JPH01126009A JPH01126009A JP28462587A JP28462587A JPH01126009A JP H01126009 A JPH01126009 A JP H01126009A JP 28462587 A JP28462587 A JP 28462587A JP 28462587 A JP28462587 A JP 28462587A JP H01126009 A JPH01126009 A JP H01126009A
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- crystal vibrator
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 5
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、輪郭振動モードによって使用する小型水晶振
動子に係わり、特に高周波化に好適な小型水晶振動子の
電極構造に関する。
動子に係わり、特に高周波化に好適な小型水晶振動子の
電極構造に関する。
本発明は、振動部と支持部がブリッジ及び減衰部を介し
て一体的に形成されたＧＴカント水晶振動子に関し、振
動部の表裏両生平面に配置する電極を、各々、５行×５
列の複数の電極配置とし、且つ両生平面間で対向する電
極、及び同一主平面内で隣り合う電極が逆電極になるよ
うに配置することにより、５次のオーバートーン振動を
励起させるようにしたことを特徴としており、ＧＴカフ
ト水晶振動子の高周波数化を可能ならしめようとするも
のである。
て一体的に形成されたＧＴカント水晶振動子に関し、振
動部の表裏両生平面に配置する電極を、各々、５行×５
列の複数の電極配置とし、且つ両生平面間で対向する電
極、及び同一主平面内で隣り合う電極が逆電極になるよ
うに配置することにより、５次のオーバートーン振動を
励起させるようにしたことを特徴としており、ＧＴカフ
ト水晶振動子の高周波数化を可能ならしめようとするも
のである。
近年、民生機器等の高精度化に伴い、基準信号源として
の水晶振動子に対する要求は一段と厳しいものとなって
いる。即ち、■周波数部度特性が優れていること、■Ｃ
Ｉ値が低いこと、■経年変化が小さいこと、■小型化が
可能であること、■安価であること、■耐衝撃性が良い
こと等である。
の水晶振動子に対する要求は一段と厳しいものとなって
いる。即ち、■周波数部度特性が優れていること、■Ｃ
Ｉ値が低いこと、■経年変化が小さいこと、■小型化が
可能であること、■安価であること、■耐衝撃性が良い
こと等である。
これらの項目のうち、高精度化を実現するために最も重
要な項目である周波数温度特性が優れていること、即ち
、広い温度範囲に渡って周波数変化が少ないという要求
を満足するものとしては、ＡＴカフトモード及びＧＴカ
ントモードの水晶振動子を除いて他に見当たらない、Ａ
Ｔカット水晶振動子は、−船釣には４ＭＨｚ以上の周波
数帯の需要が多いが、例えばＨＣ−１８／ＵタイプやＨ
Ｃ−３３／Ｕタイプに代表される様に、ユニットサイズ
はかなり大きなものとなっている。更に、ＡＴカット水
晶振動子は、厚みすべり振動モードにより励起されるが
、この主振動の他に多数のスプリアス振動が内在してお
り、このスプリアス振動をうまく回避しないとＣＩ（ク
リスタルインピーダンス）値を高くしたり、本来の良好
な周波数温度特性を実現できない等の特性劣化を引き起
こす問題点をもっている。また、支持方法が難しくスプ
リアス振動の回避やＣＩ値の悪化防止を考慮しつつ、耐
衝撃性を充分満足させる支持方法はまだ提案されていな
いのが現状である０以上述べたように、ＡＴカット水晶
振動子は、特に小型化、耐衝撃性といった点で難点があ
る。
要な項目である周波数温度特性が優れていること、即ち
、広い温度範囲に渡って周波数変化が少ないという要求
を満足するものとしては、ＡＴカフトモード及びＧＴカ
ントモードの水晶振動子を除いて他に見当たらない、Ａ
Ｔカット水晶振動子は、−船釣には４ＭＨｚ以上の周波
数帯の需要が多いが、例えばＨＣ−１８／ＵタイプやＨ
Ｃ−３３／Ｕタイプに代表される様に、ユニットサイズ
はかなり大きなものとなっている。更に、ＡＴカット水
晶振動子は、厚みすべり振動モードにより励起されるが
、この主振動の他に多数のスプリアス振動が内在してお
り、このスプリアス振動をうまく回避しないとＣＩ（ク
リスタルインピーダンス）値を高くしたり、本来の良好
な周波数温度特性を実現できない等の特性劣化を引き起
こす問題点をもっている。また、支持方法が難しくスプ
リアス振動の回避やＣＩ値の悪化防止を考慮しつつ、耐
衝撃性を充分満足させる支持方法はまだ提案されていな
いのが現状である０以上述べたように、ＡＴカット水晶
振動子は、特に小型化、耐衝撃性といった点で難点があ
る。
ところで、このＡＴカット水晶振動子と同様にいわゆる
３次曲線の周波数温度特性を示すものにＧＴカット水晶
振動子がある。ＧＴカット水晶振動子は、ＡＴカフト水
晶振動子に比べ概略１／２０乃至１／２００という低消
費電力であり、ＡＴカット水晶振動子を更に上まわる程
の広い温度範囲に渡って周波数変化が少ないという優れ
た周波数温度特性を持ちながら、実用化の面では遅れて
いた。その理由は、支持方法がＡＴカット水晶振動子に
比べて更に難しく、支持用ワイヤ線によって振動部の節
点を支持するという方法以外に特に良い方法が見出せな
かったことによる。前記支持方法は、非常に困難な作業
を伴うので工数大となり、耐衝撃性において充分な強度
が得られないという問題があった。
３次曲線の周波数温度特性を示すものにＧＴカット水晶
振動子がある。ＧＴカット水晶振動子は、ＡＴカフト水
晶振動子に比べ概略１／２０乃至１／２００という低消
費電力であり、ＡＴカット水晶振動子を更に上まわる程
の広い温度範囲に渡って周波数変化が少ないという優れ
た周波数温度特性を持ちながら、実用化の面では遅れて
いた。その理由は、支持方法がＡＴカット水晶振動子に
比べて更に難しく、支持用ワイヤ線によって振動部の節
点を支持するという方法以外に特に良い方法が見出せな
かったことによる。前記支持方法は、非常に困難な作業
を伴うので工数大となり、耐衝撃性において充分な強度
が得られないという問題があった。
ところが最近、第３図に示すように振動部と支持部をブ
リッジ及び減衰部を介して一体形成するＧＴカット水晶
振動子が提案されている。振動子の形成には、フォトリ
ングラフィ法が用いられる。
リッジ及び減衰部を介して一体形成するＧＴカット水晶
振動子が提案されている。振動子の形成には、フォトリ
ングラフィ法が用いられる。
この提案により、前述の問題は大幅に改善され、再び注
目されるようになった。ところでＧＴカット水晶振動子
の共振周波数ｆは、 ｒｏｃ −（Ｗ：短辺寸法） で表されるので、Ｗを小さくすれば周波数ｆは上昇する
。しかし、ここで問題となるのは、寸法が小さくなるこ
とによる寸法誤差（加工精度）の影響が大きくなるとい
うことである。特に減衰部は、第３図から分かるように
形状が複雑で、振動子形成時のアンバランスが大きくな
り、特性が悪くなってしまう、又、１次輪郭振動モード
の場合、４ＭＩＩｚ以上の周波数帯を得るためには、Ｗ
が１關以下となり、振動子形成時の寸法誤差による周波
数への影響が大きく、周波数調整精度が悪くなるという
問題がある。これらの理由により、ＧＴカット水晶振動
子は、低消費電力で優れた特性を持ちながら、特に４Ｍ
ｋを超える高周波数帯には使用されていないというのが
現状であった。
目されるようになった。ところでＧＴカット水晶振動子
の共振周波数ｆは、 ｒｏｃ −（Ｗ：短辺寸法） で表されるので、Ｗを小さくすれば周波数ｆは上昇する
。しかし、ここで問題となるのは、寸法が小さくなるこ
とによる寸法誤差（加工精度）の影響が大きくなるとい
うことである。特に減衰部は、第３図から分かるように
形状が複雑で、振動子形成時のアンバランスが大きくな
り、特性が悪くなってしまう、又、１次輪郭振動モード
の場合、４ＭＩＩｚ以上の周波数帯を得るためには、Ｗ
が１關以下となり、振動子形成時の寸法誤差による周波
数への影響が大きく、周波数調整精度が悪くなるという
問題がある。これらの理由により、ＧＴカット水晶振動
子は、低消費電力で優れた特性を持ちながら、特に４Ｍ
ｋを超える高周波数帯には使用されていないというのが
現状であった。
本発明は、フォトリソグラフィにより振動部と支持部を
ブリッジ及び減衰部を介して一体形成し、振動部の表裏
両生平面に配置する電極を、各々、５行×５列の複数の
電極配置とすることで、５次のオーバートーン振動を励
起させ、１次輪郭振動モードでは限界のあった高周波数
帯のＧＴカフト水晶振動子を提供するものである。
ブリッジ及び減衰部を介して一体形成し、振動部の表裏
両生平面に配置する電極を、各々、５行×５列の複数の
電極配置とすることで、５次のオーバートーン振動を励
起させ、１次輪郭振動モードでは限界のあった高周波数
帯のＧＴカフト水晶振動子を提供するものである。
振動部の表裏両生平面に、各々５行×５列の電極を配置
し、且つ、両主平面間で対向する電極、及び同一主平面
上で隣り合う電極を逆電極とすることにより、交流電圧
を印加すると、振動部表裏電極間に交流電界が発生する
。この交流電界は、隣り合う電極間において互いに逆向
きとなるため、圧電効果による振動部上面内方向の伸縮
が、各電極部毎に反転する。このことにより、５次オー
バートーンが励起される。
し、且つ、両主平面間で対向する電極、及び同一主平面
上で隣り合う電極を逆電極とすることにより、交流電圧
を印加すると、振動部表裏電極間に交流電界が発生する
。この交流電界は、隣り合う電極間において互いに逆向
きとなるため、圧電効果による振動部上面内方向の伸縮
が、各電極部毎に反転する。このことにより、５次オー
バートーンが励起される。
有限要素法による振動解析の結果、輪郭振動モードの場
合、短辺振動と長辺振動が同じｎ次（ｎは奇数）の振動
モードであれば、その周波数温度特性は基本１次振動の
場合と同じものとなり、周波数はｎ倍となることをｉ認
した。振動部上面に配置する電極を従来のように第２図
（ａｌ、 （ｂｌに示す如く全面電極にした場合（第２
図に示す正負の符号は電極に印加される交流電界のある
瞬時における値である。第１図においても同様である。
合、短辺振動と長辺振動が同じｎ次（ｎは奇数）の振動
モードであれば、その周波数温度特性は基本１次振動の
場合と同じものとなり、周波数はｎ倍となることをｉ認
した。振動部上面に配置する電極を従来のように第２図
（ａｌ、 （ｂｌに示す如く全面電極にした場合（第２
図に示す正負の符号は電極に印加される交流電界のある
瞬時における値である。第１図においても同様である。
）電気的に奇数次の振動モードを励振することは可能で
あるが、基本１次の振動モードに比べ、電気−機械変換
効率が下がり、ＣＩ値が上昇してしまう。
あるが、基本１次の振動モードに比べ、電気−機械変換
効率が下がり、ＣＩ値が上昇してしまう。
そこで、第１図（ａｌ、 （ｂｌに示すような、５次輪
郭振動モードを励振するための本発明による電極構造に
すれば、ＣＩ値を上昇させずに基本１次輪郭振動モード
では限界のあった、高周波数帯のＧＴカット振動子を提
供することができる０寸法も極めて小さくすることはな
いので、加工精度誤差の影響による特性の悪化の心配も
ない、以下に本発明による実施例について図面に従って
説明する。
郭振動モードを励振するための本発明による電極構造に
すれば、ＣＩ値を上昇させずに基本１次輪郭振動モード
では限界のあった、高周波数帯のＧＴカット振動子を提
供することができる０寸法も極めて小さくすることはな
いので、加工精度誤差の影響による特性の悪化の心配も
ない、以下に本発明による実施例について図面に従って
説明する。
第１図（５）は、本発明である５次輪郭振動モードを励
振するための振動部の電極配置の平面図であり、第１図
（ｂ）は、同図（８）のＡ−Ａ断面図である。
振するための振動部の電極配置の平面図であり、第１図
（ｂ）は、同図（８）のＡ−Ａ断面図である。
図から分かるように、振動部の電極配置は５行×５列の
構成とし、主平面内で隣り合う電ｉ５ａ。
構成とし、主平面内で隣り合う電ｉ５ａ。
５ｂは、正負が逆の電極となっている。又、振動部の水
晶板を介して対向している電極５ａ、５ｂも同様に、正
負が逆の電極となっている。第４図は、第１図の電極配
置を電気的に接続するための一実施例を示した振動部の
展開図である０本実施例では、表裏の電極接続に側面電
極５ｃ、５ｄを利用している。電極配置は第３図の全面
電極の場合に比べて複雑な構造となるが、フォトリソグ
ラフィ技術を用いれば容易に実現できる。尚、第４図の
側面電極５ｃ、５ｄの形成は、真空スパッタリングによ
り、その形成は容易である。第５図は、本実施例により
得られた５次輪郭振動の水晶振動子を支持台７に載置し
、ハンダ或いは導電ペースト等の固着剤８にて支持部２
を固着した状態を示す斜視図である。尚、第４図に示し
た電極接続図は、一実施例にすぎず、これに限定される
ものではなく、本発明による電極配置を可能ならしめる
接続法であれば、いかなる方法であっても良い。
晶板を介して対向している電極５ａ、５ｂも同様に、正
負が逆の電極となっている。第４図は、第１図の電極配
置を電気的に接続するための一実施例を示した振動部の
展開図である０本実施例では、表裏の電極接続に側面電
極５ｃ、５ｄを利用している。電極配置は第３図の全面
電極の場合に比べて複雑な構造となるが、フォトリソグ
ラフィ技術を用いれば容易に実現できる。尚、第４図の
側面電極５ｃ、５ｄの形成は、真空スパッタリングによ
り、その形成は容易である。第５図は、本実施例により
得られた５次輪郭振動の水晶振動子を支持台７に載置し
、ハンダ或いは導電ペースト等の固着剤８にて支持部２
を固着した状態を示す斜視図である。尚、第４図に示し
た電極接続図は、一実施例にすぎず、これに限定される
ものではなく、本発明による電極配置を可能ならしめる
接続法であれば、いかなる方法であっても良い。
本発明により、今まで基本輪郭振動モードでは限界のあ
った高周波数帯ＧＴカット水晶振動子を実現出来る。し
かも、最も重要なファクターである周波数温度特性は、
基本輪郭振動モードの場合と同様に良好なものであり、
その工業的価値は大きい。
った高周波数帯ＧＴカット水晶振動子を実現出来る。し
かも、最も重要なファクターである周波数温度特性は、
基本輪郭振動モードの場合と同様に良好なものであり、
その工業的価値は大きい。
第１図ｆａｔは、本発明による５次輪郭振動モードを励
振するための電極配置を示した平面図、第１図山）は、
同図（８１のＡ−Ａ断面図、第２図ｆａｌは、振動部上
平面に全面電極を配置した従来の電極構造を示す平面図
、第２図（ｂｌは、同図ｔａ＋のＢ−Ｂ断面図、第３図
は、振動部と支持部がブリッジ及び減衰部を介して一体
形成された水晶振動子の平面図、第４図は、第１図の電
極配置の表裏の展開図、第５図は、本発明による５次輪
郭振動モードの水晶振動子を支持台に固着した状態を示
す斜視図である。 １・・・・・・振動部 ２・・・・・・支持部 ３・・・・・・ブリッジ ４・・・・・・減衰部 ５ａ、５ｂ・・電極 ５ｃ、５ｄ・・側面電極″ ６・・・・・・水晶板 ７・・・・・・支持台 ８・・・・・・固着剤 以上 出願人 セイコー京葉工業株式会社 第１図（ｂ） 水晶振動］の＋面図 電極配置の艮＆の展開図 第４図
振するための電極配置を示した平面図、第１図山）は、
同図（８１のＡ−Ａ断面図、第２図ｆａｌは、振動部上
平面に全面電極を配置した従来の電極構造を示す平面図
、第２図（ｂｌは、同図ｔａ＋のＢ−Ｂ断面図、第３図
は、振動部と支持部がブリッジ及び減衰部を介して一体
形成された水晶振動子の平面図、第４図は、第１図の電
極配置の表裏の展開図、第５図は、本発明による５次輪
郭振動モードの水晶振動子を支持台に固着した状態を示
す斜視図である。 １・・・・・・振動部 ２・・・・・・支持部 ３・・・・・・ブリッジ ４・・・・・・減衰部 ５ａ、５ｂ・・電極 ５ｃ、５ｄ・・側面電極″ ６・・・・・・水晶板 ７・・・・・・支持台 ８・・・・・・固着剤 以上 出願人 セイコー京葉工業株式会社 第１図（ｂ） 水晶振動］の＋面図 電極配置の艮＆の展開図 第４図
Claims (2)
- （１）Ｙ板をＸ軸（電気軸）を回転軸として（４５゜〜
６５゜）回転し、更に主平面内において±（４０゜〜５
０゜）回転した水晶振動子において、前記水晶振動子を
、輪郭振動モードの５次オーバートーンで使用すること
を特徴とする小型水晶振動子。 - （２）前記水晶振動子の表裏両主平面内に各々５行×５
列の合計２５個ずつの電極を配置し、且つ前記電極の各
々の極性が、表裏両主平面間で互いに向かい合う電極、
並びに同一主平面内の隣り合う電極において、逆電極に
なっていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の小型水晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28462587A JPH01126009A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 小型水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28462587A JPH01126009A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 小型水晶振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01126009A true JPH01126009A (ja) | 1989-05-18 |
Family
ID=17680886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28462587A Pending JPH01126009A (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 小型水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01126009A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002111434A (ja) * | 2000-10-04 | 2002-04-12 | River Eletec Kk | ラーメ振動水晶振動子 |
| JP2006203742A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | River Eletec Kk | 輪郭振動圧電デバイス |
| JP2012151651A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | River Eletec Kk | 圧電振動子 |
-
1987
- 1987-11-11 JP JP28462587A patent/JPH01126009A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002111434A (ja) * | 2000-10-04 | 2002-04-12 | River Eletec Kk | ラーメ振動水晶振動子 |
| JP2006203742A (ja) * | 2005-01-24 | 2006-08-03 | River Eletec Kk | 輪郭振動圧電デバイス |
| JP2012151651A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | River Eletec Kk | 圧電振動子 |
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