JPH02108316A - 長辺縦振動子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロコンピュータ、コードレステレフォ
ン、ファクシミリ等の情報機器及び、通信機等に使用さ
れる、１．０４’　Ｈｚ　〜１．０６”Ｈｚ帯の本長辺
縦水晶振動子に関する。

【発明の概要】

本発明は、水晶板から加工される振動子であり、マウン
ト部をかねたフレーム部と、振動部、および一対の支持
部が、フォトリソ加工によって、一体形成され、かつ、
振動部の周囲が、フレーム部にとりかこまれた、１．０
４ＭＨｚ〜１．０６’　Ｈｚ帯の長辺縦振動子において
、その形状寸法を設定する事によって、小型で、かつ、
支持による振動エネルギーの損失を低減する事を目的と
したものである。 〔従来の技術Ｊ 第１図は、−船釣な長辺縦振動子の形状を示している。 同図において、１．２は、振動部である。３，４は、フ
レーム部であり、このフレーム部３，４は、７のマウン
ト部と一体形成されている。また、振動部ｌ、２とフレ
ーム部およびマウント部３．４．７は、一対の支持対５
，６によって、一体形成されている。また、振動部ｌ、
２は、フレーム部及びマウント部に、その周囲を。 どっかこまれている、これが、長辺縦振子の基本的な構
造である。 次に第２図は、上述した長辺縦振動子の実装構造を示す
ものである。実装は、直径（Ｄ′）が２ｍｍ、全長（Ｌ
′）が６ｍｍの金属収容器を用いることが好ましい、同
図において、８は、キャップであり、９は、ステムであ
る。１は、第１図で示した、長辺縦振動子片である。１
０は、リード線である。このリード線は、１の水晶振動
子片に、半田付、または、導電性接着剤で固定されてい
る。　長辺縦振動子の周波数は、振動部１の長さ１によ
って決定される。すなわち、次式が、成立する。 ｆ　［ＫＨｚ　］　＝２７４０　［ＫＨｚ＋ｎｍ　］　
／　Ａ　［ｍｍｌ　＝　（１１また。第２図で示した、
収容器の大きさが。 もっとも汎用性が、高い形状寸法であり、したがって、
自動的に、振動子片の長さ寸法は、決定されてしまう、
この寸法は、第１図の、Ｌ寸法であり、その値は、 Ｌ＝４０００ｕｍ±２００ａｍ である。 第３図は、振動子の振動姿態を示している。 １．２は、振動部である。また３、４は、フレーム部で
あり、５．６は、支持部である。１５゜１６の矢示は、
長辺縦振動子の振動変位をあられしている。この時、振
動変位１５．１６は、支持部５．６を、介在して、点線
で示すフレーム部の屈曲振動１７．１８を誘発する。ま
た１３は、リード線であり、１１．１２は、振動子片と
リード線を接合する為のマウント部である。この誘発さ
れた屈曲振動１７．１８は、フレーム部３．４マウント
部１１．１２を伝般して、リード線１３の振動矢示１４
をも誘発する。この現象は、Ｒ終的には、収容器全体（
キャップ８、ステム９）の振動を誘発する。この場合、
振動子の等個直列抵抗（Ｒ１特性）は、非常に不安定と
なってしまう、特に、外界から、収容器に、印加される
圧力に対して、非常に敏感になってしまうのである。 この現象が、支持によるエネルギー損失である。 支持によるエネルギー損失が、大きい場合、印加圧力に
対して、Ｒ，特性が不安定になるのである。このエネル
ギー損失を低減する事が、水晶振動子の特性上、大きな
課題である。 〔発明が解決しようとする課題） 支持によるエネルギー損失を低減させる事が。 振動子の特性の課題である事は、前述の通りであるが、
本発明の係る長辺縦振動子においては、フレーム部によ
って生じる屈曲振動が複雑に関係するため、このエネル
ギー損失に関する理論的または、実験的解析が、なされ
ておらず、振動子の品質上、非常に大きな問題であった
。すなわち、このＲ３特性の不安定に対し、それを抑制
できる振動子形状に関する、定量的な数値関係及び、そ
の数値設定が、いまだに解決されていないものである。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、実験的手段によって、振動子形状とエネルギ
ー損失によって生じる印加圧力に対するＲ１特性の安定
性の定量的な数値関係を明確化し、その結果に基ずいて
１寸法と形状の数値設定を行ない、印加圧力に対するＲ
＋特性の安定性を向上させようとするものである。 第４図は、フレーム部と振動部の間の距１１１ｆ　Ｄと
、圧力印加によるＲ＋特性の変化率とグラフ化した特性
図である。この時、フレーム部と振動部の間の距離は、
第３図に示しである様に支持部の長さに等しいものであ
る。グラフの横軸は、距離りであり、縦軸は、圧力印加
前後でのＲ３特性の変化率をあられしている。すなわち
、 γ＝Ｒ′ｌ／Ｒ１＝（圧力印加時のＲ１）／（無加圧時
のＲ，） と定義されている。 この特性において、Ｄ≧１５０ａｍの領域では、Ｄの増
加に対して、γの値は、はぼ直線的に増加している。す
なわち、この領域では、エネルギー損失の度合いが、支
持部長さＤに比例して増加している事が、判明した。そ
れに対して、０５１４０μｍの領域では、γの値は、は
ぼ１．５で安定である。すなわち、この領域ではエネル
ギー損失が、Ｄに無関係であり、一定値である事が判明
した。 しかし、すでに述べたように、本発明の振動子は薄板水
晶板からエツチングで成形されるものであり、この支持
部長さＤが抜けていることが必須である、そのために、
エツチング加工技術の限界として５０ｕｍの低限値は必
要である。

【作用】

以上の様な実験的手段と加工技術によって、支持部長さ
Ｄを、以下の様に限定すると、エネルギー損失が低減で
きる事が１判明した。 ５０≦Ｄ≦１４０〔μｍ１　　・・・　（２）上記、数
値によって、本発明は、１．０４ＭＨｚ〜１．０６’　
Ｈｚ帯の長辺縦振動子の、支持によるエネルギー損失、
すなわち、Ｒ１特性の圧力印加による不安定性を向上す
る事ができるのである。 〔実施例〕 第５図は、本発明による数値限定の実施前後での圧力印
加特性を示している。同図の横軸は、第４図の縦軸と同
様に、γの値を示している。縦軸は、個数を示すヒスト
グラムである。この図を見れば、わかるとおり、実施前
においては、γの値が１．５から３．０と広範囲にわた
っていたのに対して、実施後においては、１．０から２
．０と、非常に、小さくなっている事が、確認できたの
である。ちなみに、無加圧時のＲ１の値は、はぼ３００
Ωから６００Ωであるので、本発明を適応すれば、加圧
時において、１．２にΩ程度にＲ１が変化する。しかし
、この程度の、Ｒ＋の増加率及び、その値では、何んら
、実用上問題ない事も判明し、またエツチングのための
抜き巾として５０μｍあれば、工業的生産物として充分
に量産できるものである。 〔発明の効果］ 以上に述べた様に、本発明は、振動部を、−個のフレー
ムがとりかこんでいる。１．０４’　Ｈｚ〜１．０６’
　Ｈｚ帯の長辺縦振動子において、振動部とフレーム部
の間の距１ｉｉＩＤ（支持部長さ）を、 ５０≦Ｄ≦１４０［ｕｍｌ の範囲に限定する事によって、支持によるエネルギー損
失が、低減され、等価直列抵抗Ｒ１の圧力印加特性を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る振動子の平面図。 第２図は、本発明に係る振動子の容器を透視した平面図
。 第３図は、フレーム屈曲振動とエネルギー損失の関係を
説明する平面図。 第４図は、Ｒ１の圧力印加特性と、支持部長さＤとの関
係と示す特性図。 第５図は、本発明実施前後での圧力印加特性を示すヒス
トグラムである。 １、２ ３、４ ５、６ ７　・ Ｄ　・　・ 振動部 フレーム部 支持体 マウント部 振動部とフレーム部の距離 本発明１てイ釆る動イ覧１諺明する平置Ｉり第　３　　
図 以 上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水晶よりなる振動部の周囲が、１個のフレームで囲まれ
   ている、１．０４＾ＭＨｚないし、１．０６＾ＭＨｚの
   共振周波数で、その全長が、４０００μｍ±２００μｍ
   長辺縦振動子において、振動部とフレーム部の間の距離
   を、１４０μｍ以下、５０μｍ以上に設定した事を特徴
   とする、長辺縦振動子。