JPH0342525B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は、小型厚み振動子に使用される振動子
用水晶素板とその製造方法に関する。

［従来技術］ この種の水晶素板としては、第１図に示す通り
ATカツト水晶素板が代表例として知られてい
る。なお、ATカツト水晶とは周知の通り、水晶
の結晶座標軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）をＸ軸のまわりに所
定の角度（この角度は周波数温度特性との関係で
選定され、例えば35°18′のとき３次曲線を現す。）
回転した後の結晶座標軸（Ｘ、Y′、Z′）において
XZ′軸平面に平行に切断された水晶をいい、第１
図イに示す水晶素板１は、XZ′軸平面に平行な両
主面を矩形形状にし、その厚み寸法は、所定の共
振周波数に応じて反比例関係で定めている。この
ような矩形形状水晶素板１は、その両主面に電極
を配置して厚み振動子として使用されるが、その
矩形形状の寸法を例えば３×11mmのように小型に
した場合、周辺部の影響による非所望な振動モー
ド（スプリアス）が発生しやすく、所望な振動モ
ードのみの安定した振動が得にくくなる。その対
策としては、電極下のエネルギー閉じ込め効果を
高めるために第１図ロに示すように、両主面コン
ベツクス加工している。

しかし、このコンベツクス加工は、Ｘ軸とZ′軸
の両方向にわたつて球面状に形成することから、
矩形状の水晶素板１を所定の曲率に形成すること
から、盤に当てて、上方の球面２と下方の球面３
が加工されるように研磨する手段があるが、この
研磨作業は１個づつ個別作業になり、多量生産に
はまつたく不適である。

［目的］ 本発明は以上の欠点を除去することを主目的と
し、振動子特性を良好に維持して、製造を容易に
した振動子用水晶素板とその製造方法を提供する
ことである。以下、本発明を実施例の図面を参照
して詳細に説明する。

［実施例］ 第２図は本発明の実施例を示す。水晶素板１０
０の両主面の平面形状は、XZ′軸平面に平行であ
つて、Ｘ軸方向を長手方向、Z′軸方向を幅方向と
する矩形形状であり、XY′軸平面に平行なＡ−Ａ
断面（第２図ロ）形状が、厚み寸法が中心からＸ
軸の両方向の周辺に向かつて離れるに従つてＲ面
状に減少し、一方の主面は円弧状に形成され、他
方の主面は直線状であり、かつY′Z′軸平面に平行
なＢ−Ｂ断面図（第２図ハ）形状においても、厚
み寸法が中心からZ′軸の両方向の周辺に向かつて
離れるに従つてＲ面状に減少し、一方の主面は直
線状に形成され、他方の主面は局面状に形成され
ている。すなわち、振動子素板に曲面をつける際
に一方の主面の研磨方向と他方の主面の研磨方向
を90°違えることにより、断面としては一方の面
は円弧状で他方の面は直線状となる。

そして水晶厚み振動子２００としては、第３図
に示すように上下方向の両主面上の中心付近に互
いに対向するように励振電極２０１，２０２とＸ
軸の両方向に引きだした接続電極２０３，２０４
を金、銀などの金属を蒸着して配置する。接続電
極２０３，２０４の端部は、支持具（図示せず）
との接続を容易にし、かつ強固にするために、水
晶素板１００のＸ軸方向の両端部において互いに
他方の主面上までまわし込むと共に、引出個所よ
りも幅を広げている。

第４図は水晶素板３００は、第４図イに示すよ
うに、上方の主面については、その中心付近に平
坦面３０１と、Ｘ軸の両方向の主辺に向かつて厚
み寸法を均一に減少させた傾斜平坦面３０２，３
０３とを形成し、下方の主面については、Z′軸の
両方向の周辺にはさまれた中心付近に平坦面３０
４と、そのZ′軸方向の両周辺に向かつて厚み寸法
を均一に減少させた傾斜平坦面３０５，３０６と
を形成している。そして、本例の水晶厚み振動子
４００としては、第４図ロと下方の平坦面３０４
にそれぞれ互いに対向する励振電極４０１，４０
２（下方で見えない）と接続電流４０３，４０４
とを配置して構成される。本例の励振電極４０
１，４０２はZ′軸方向の両周辺より内側、すなわ
ち下方の平坦面３０４におけるZ′軸方向の幅寸法
以内に配置されている。

第５図は、第２図に示した水晶素板の製造方法
の実施例を示す。先ず、所定数分の水晶素板１枚
の矩形形状に加工した水晶板５００を用意する。
その際結晶軸との関係については、第５図イに示
すように水晶板５００は、上下方向の両主面が
XZ′軸平面に平行で、Ｘ軸とZ′軸にそれぞれ平行
な対向２辺で矩形形状となつている。

次に、研磨盤６００には、第５図ロに示すよう
に水晶板５００のZ′軸方向に相当する方向を軸と
する円筒側面の一部であるＲ面６０１が形成され
ている。水晶板５００は、このＲ面６０１の軸と
水晶板５００のZ′軸を一致させて、このＲ面６０
１上に置き、研磨材を投入してＸ軸方向に移動さ
せることにより研磨される。その研磨後の水晶板
５０１は第５図ハで示され、上方の主面が第２図
に示した上方の主面１０１をZ′軸方向に連続体に
したものになつており、一点鎖線で示すように１
個分の水晶素板５０２，５０３，５０４，……を
所定の間隔（水晶素板の幅寸法となる）をおいて
XY′軸平面に平行に切断して個々の水晶素板を切
り落とす。

次に、研磨盤７００には第５図に示すような所
定のＲ面７０１が形成されており、このＲ面７０
１の軸に水晶素板５０２のＸ軸を一致させて、そ
の水晶素板５０２を置き、研磨材を投入してZ′軸
方向に移動させながら研磨する。この研磨によ
り、水晶素板５０２は第２図に示した下方の主面
１０２を形成したことになる。

第４図イに示した水晶素板の製造方法について
は、研磨盤６００，７００のＲ面６０１，７０２
をそれぞれ所定の傾斜平坦面にし、水晶板５００
及び水晶素板５０２の移動方向をそれぞれZ′軸方
向及びＸ軸方向にすればよい。

［効果］ 本発明による水晶素板とその製造方法は以上の
ような構成をしていることから、上方と下方のそ
れぞれの主面において１次元方向で中心から周辺
に向かつて厚み寸法を減少させていることから、
その加工方法は前述した実施例で明らかな通り容
易であつて、量産に適している。

また、振動子特性においては、水晶素板の周辺
のうち上方と下方のいずれかで周辺に向かつて厚
み寸法を減少させているので、エネルギー閉じ込
め効果を得て、所望な振動モードで励振し安定な
発振が得られる。

以上の実施例では、上下方向の両主面をＲ面状
か又は平坦面と傾斜平坦面かに統一していたが、
両主面で異なる組み合わせにしてもよい。また、
本発明の圧電素板の形状についても矩形形状に限
らず、正方形はもとより、五角形以上の多角形状
であつてもよい。なお、製造方法は矩形形状が最
適である。

【図面の簡単な説明】

第１図イ及びロは従来の水晶素板を示す斜視図
である。第２図は本発明による水晶素板の一実施
例を示し、同図イが斜視図、同図ロがＡ−Ａ断面
図及び同図ハがＢ−Ｂ断面図である。第３図は第
２図に示した水晶素板を使用した水晶振動子を示
す斜視図である。第４図は本発明による水晶素板
の他の一実施例を示し、同図イが水晶素板の斜視
図及び同図ロが水晶振動子を示す斜視図である。
第５図は本発明による水晶素板の製造方法の一実
施例を示し、同図イは水晶板の斜視図、同図ロは
水晶板の一方の主面を研磨している状態を示す斜
視図、同図ハは水晶板から水晶素板に切断する状
態を示す斜視図及び同図ニは水晶素板他方の主面
を研磨している状態を示す斜視図である。 １００，３００，５０２，５０３，５０４……
水晶素板、１０１，３０１，３０２，３０３……
水晶素板の一方の主面、１０２，３０４，３０
５，３０６……水晶素板の他方の主面、５００…
…水晶板、５０１……水晶板の一方の主面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ATカツト水晶素板の一方の主面と他方の主
   面がそれぞれ曲率をもつて加工されている振動子
   用水晶素板において、該水晶素板のＸ軸方向に切
   断した断面（Ａ−Ａ）形状が一方の主面は円弧状
   に形成され水晶素板の厚み寸法が中心から周辺に
   離れるに従つて減少し、他方の主面は直線状であ
   り、かつZ′軸方向に切断した断面（Ｂ−Ｂ）形状
   が一方の主面は直線状で、他方の主面は円弧状に
   形成され水晶素板の厚み寸法が中心から離れるに
   従つて減少していることを特徴とする振動子用水
   晶素板。 ２ 特許請求の範囲第１項において、該水晶素板
   が矩形形状であることを特徴とする振動子用水晶
   素板。 ３ 所定数の水晶素板を１枚の矩形形状にした水
   晶板を用意し、該水晶板の一方の主面において対
   向する２組の２辺のうち一方の組の２辺の周辺に
   向かつて中心から離れるに従つて厚み寸法が減少
   する斜面を該一方の主面に形成し、該対向する２
   組の２辺のうち他方の組の２辺に沿つて互いに平
   行に所定の間隔をおいて切断することにより該所
   定数の水晶素板を切り落し、該水晶板の他方の主
   面に相当する該水晶素板の主面において該水晶板
   の該斜面を形成した方向に対して直交する方向に
   中心から該水晶素板の周辺に離れるに従つて厚み
   寸法が減少する斜面を形成していることを特徴と
   する振動子用水晶素板の製造方法。