JPH05199064A - 捩り水晶振動子 - Google Patents
捩り水晶振動子Info
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- JPH05199064A JPH05199064A JP12148891A JP12148891A JPH05199064A JP H05199064 A JPH05199064 A JP H05199064A JP 12148891 A JP12148891 A JP 12148891A JP 12148891 A JP12148891 A JP 12148891A JP H05199064 A JPH05199064 A JP H05199064A
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- crystal
- twisted
- angle
- oscillator
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 カット角φ＝０°〜３０°，θ＝０°〜１０
°の水晶板から周波数温度特性に優れた、周波数が近似
的に２００ＫＨｚ〜６００ＫＨｚの小型捩り水晶振動子
を提供することにある。 【構成】 長さｙ0 寸法の回りに捩りモーメントを有す
る捩り水晶振動子で、ｘ軸とｚ′軸の回りの回転角φ＝
０°〜３０°，θ＝０°〜１０°の水晶板から前記振動
子を形成し、表裏面に配置された電極は音叉腕の長さ方
向に対して傾斜角ψを有する。
°の水晶板から周波数温度特性に優れた、周波数が近似
的に２００ＫＨｚ〜６００ＫＨｚの小型捩り水晶振動子
を提供することにある。 【構成】 長さｙ0 寸法の回りに捩りモーメントを有す
る捩り水晶振動子で、ｘ軸とｚ′軸の回りの回転角φ＝
０°〜３０°，θ＝０°〜１０°の水晶板から前記振動
子を形成し、表裏面に配置された電極は音叉腕の長さ方
向に対して傾斜角ψを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は捩り水晶振動子のカット
角と辺比Ｒｚｘ（厚み／幅）に関する。特に、小型化，
高精度化，耐衝撃性，低廉化の要求の強い腕時計，ポケ
ットベル，ＩＣカードや移動無線等の基準信号源として
最適な新カットの捩り水晶振動子とその励振電極構成に
関する。
角と辺比Ｒｚｘ（厚み／幅）に関する。特に、小型化，
高精度化，耐衝撃性，低廉化の要求の強い腕時計，ポケ
ットベル，ＩＣカードや移動無線等の基準信号源として
最適な新カットの捩り水晶振動子とその励振電極構成に
関する。
【０００２】
【従来の技術】周波数が２００ＫＨｚ〜６００ＫＨｚの
水晶振動子は、音叉形状した屈曲水晶振動子と縦水晶振
動子が用いられてきた。
水晶振動子は、音叉形状した屈曲水晶振動子と縦水晶振
動子が用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
ら使用されている音叉型屈曲水晶振動子は高周波モード
を使用するため、電極形成が複雑で、リード線等の支持
による振動エネルギー損失が多く、その結果、等価直列
抵抗Ｒ1 が上昇するなどの課題が残されていた。一方、
縦水晶振動子は、周波数が振動腕の長さに反比例するた
め、６００ＫＨｚ以下の振動子を実現しようとすると、
自ずからサイズが大きくなり、小型化できないという課
題が残されていた。このようなことから、周波数が２０
０ＫＨｚ〜６００ＫＨｚで、しかも、超小型で雰温度係
数を有し、化学的エッチング加工が容易な新カットの水
晶振動子が所望されていた。
ら使用されている音叉型屈曲水晶振動子は高周波モード
を使用するため、電極形成が複雑で、リード線等の支持
による振動エネルギー損失が多く、その結果、等価直列
抵抗Ｒ1 が上昇するなどの課題が残されていた。一方、
縦水晶振動子は、周波数が振動腕の長さに反比例するた
め、６００ＫＨｚ以下の振動子を実現しようとすると、
自ずからサイズが大きくなり、小型化できないという課
題が残されていた。このようなことから、周波数が２０
０ＫＨｚ〜６００ＫＨｚで、しかも、超小型で雰温度係
数を有し、化学的エッチング加工が容易な新カットの水
晶振動子が所望されていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は以下の方法で従
来の課題を解決するものである。すなわち、捩り振動モ
ードで振動する水晶振動子で、ｚ軸（光軸）と垂直とな
るＺ板水晶をｘ軸（電気軸）を回転軸として、角度φ＝
０°〜３０°回転し、更に、ｚ軸の新軸ｚ′軸の回りに
角度θ＝０°〜１０°回転した水晶板から前記振動子を
形成し、更に、振動子に配置される励振電極は振動部の
長さ方向と傾斜角をもって配置することにより課題を解
決している。
来の課題を解決するものである。すなわち、捩り振動モ
ードで振動する水晶振動子で、ｚ軸（光軸）と垂直とな
るＺ板水晶をｘ軸（電気軸）を回転軸として、角度φ＝
０°〜３０°回転し、更に、ｚ軸の新軸ｚ′軸の回りに
角度θ＝０°〜１０°回転した水晶板から前記振動子を
形成し、更に、振動子に配置される励振電極は振動部の
長さ方向と傾斜角をもって配置することにより課題を解
決している。
【０００５】
【作用】このように、本発明は捩り水晶振動子で、しか
も、カット角（φ，θ）がＺ板をｘ軸の回りにφ＝０°
〜３０°回転し、更に、ｚ′軸の回りにθ＝０°〜１０
°回転したこの板より振動子をエッチング法により形成
し、励振電極を振動腕の長さ方向に対して傾斜角を設け
て配置することにより、零温度係数を持った、等価直列
抵抗Ｒ1 の小さい捩り水晶振動子が得られる。
も、カット角（φ，θ）がＺ板をｘ軸の回りにφ＝０°
〜３０°回転し、更に、ｚ′軸の回りにθ＝０°〜１０
°回転したこの板より振動子をエッチング法により形成
し、励振電極を振動腕の長さ方向に対して傾斜角を設け
て配置することにより、零温度係数を持った、等価直列
抵抗Ｒ1 の小さい捩り水晶振動子が得られる。
【０００６】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて具体的に述
べる。図１は本発明の捩り水晶振動子１とその座標系を
示す。座標系は原点Ｏ、電気軸ｘ、機械軸ｙ、光軸ｚか
ら成り、Ｏ−ｘｙｚを構成している。まず、厚みｚ0 、
幅ｘ0 ，長さｙ0 から成り、ｙ軸回りに捩りモーメント
を有する捩り水晶振動子１はｚ軸と垂直となるＺ板水晶
に一致するように置く。次に、ｘ軸とｚ′軸を回転軸と
して、反時計方向の回転を正とすると、角度φ＝０°〜
３０°，θ＝０°〜１０°回転される。次に度係数αを
零にするカット角（φ，θ）と辺比Ｒｚｘ（厚みｚ0 ／
幅ｘ0 ）との関係を示す。２は本発明の捩り水晶振動子
の一次温度係数αが零になるときのカット角（φ，θ）
と辺比Ｒｚｘとの関係（ａ）とその時の二次温度係数β
の値（ｂ）である。θ＝０°と１０°の計算値とθ＝１
０°のときの実験値を示す。θ＝０°〜１０°の範囲で
は、カット角φと辺比Ｒｚｘ（０．７〜１．１）の組み
合わせにより、多数α＝０となることがよく分かる。ま
た、カット角θ＝１０°のとき、φ＝３０°付近でβの
絶対値は最小値を示す。例えば、φ＝２８°、θ＝１０
°で、α＝０となり、その時のβは計算値で−１．１６
×１０-8／℃2 、音叉形状での実験値で、−１．２９×
１０-8／℃2 とその絶対値は音叉型屈曲水晶振動子の約
１／３倍と相当に小さい値が得られた。
特に、φ＝０°〜３０°、θ＝０
°〜１０°で、βの絶対値は｜β｜＜３．０×１０-8／
℃2 と優れた周波数温度特性を有する捩り水晶振動子が
得られる。
べる。図１は本発明の捩り水晶振動子１とその座標系を
示す。座標系は原点Ｏ、電気軸ｘ、機械軸ｙ、光軸ｚか
ら成り、Ｏ−ｘｙｚを構成している。まず、厚みｚ0 、
幅ｘ0 ，長さｙ0 から成り、ｙ軸回りに捩りモーメント
を有する捩り水晶振動子１はｚ軸と垂直となるＺ板水晶
に一致するように置く。次に、ｘ軸とｚ′軸を回転軸と
して、反時計方向の回転を正とすると、角度φ＝０°〜
３０°，θ＝０°〜１０°回転される。次に度係数αを
零にするカット角（φ，θ）と辺比Ｒｚｘ（厚みｚ0 ／
幅ｘ0 ）との関係を示す。２は本発明の捩り水晶振動子
の一次温度係数αが零になるときのカット角（φ，θ）
と辺比Ｒｚｘとの関係（ａ）とその時の二次温度係数β
の値（ｂ）である。θ＝０°と１０°の計算値とθ＝１
０°のときの実験値を示す。θ＝０°〜１０°の範囲で
は、カット角φと辺比Ｒｚｘ（０．７〜１．１）の組み
合わせにより、多数α＝０となることがよく分かる。ま
た、カット角θ＝１０°のとき、φ＝３０°付近でβの
絶対値は最小値を示す。例えば、φ＝２８°、θ＝１０
°で、α＝０となり、その時のβは計算値で−１．１６
×１０-8／℃2 、音叉形状での実験値で、−１．２９×
１０-8／℃2 とその絶対値は音叉型屈曲水晶振動子の約
１／３倍と相当に小さい値が得られた。
特に、φ＝０°〜３０°、θ＝０
°〜１０°で、βの絶対値は｜β｜＜３．０×１０-8／
℃2 と優れた周波数温度特性を有する捩り水晶振動子が
得られる。
【０００７】図３は本発明の捩り水晶振動子のカット角
φ＝３０°，θ＝０°のときの周波数温度特性の一例を
示す。α＝０となるときの二次温度係数βは−１．０１
×１０-8／℃2 と屈曲振動子の−３．５×１０-8／℃2
よりその絶対値は約１／３倍と本振動子はより優れた周
波数温度特性を示すことがよく理解できる。図４は本発
明の捩り水晶振動子のカット角φ＝２８°，θ＝１０°
のときの周波数温度特性の他の実施例を示す。実線は計
算値で印は測定値である。
φ＝３０°，θ＝０°のときの周波数温度特性の一例を
示す。α＝０となるときの二次温度係数βは−１．０１
×１０-8／℃2 と屈曲振動子の−３．５×１０-8／℃2
よりその絶対値は約１／３倍と本振動子はより優れた周
波数温度特性を示すことがよく理解できる。図４は本発
明の捩り水晶振動子のカット角φ＝２８°，θ＝１０°
のときの周波数温度特性の他の実施例を示す。実線は計
算値で印は測定値である。
【０００８】一方、破線は屈曲モードでの周波数温度特
性である。すでに図３で述べたと同様に、本発明の捩り
水晶振動子は周波数温度特性に優れていることがよく分
かる。図５は本発明のカット角（φ，θ）を有する水晶
板から形成される音叉型捩り水晶振動子１′（ａ）とそ
の電極構成の断面図（ｂ）と上面図（ｃ）を示す。端子
Ａ，Ｂは電極端子を示し、端子Ａは電極２，５，７，８
に接続され、一方、端子Ｂは電極３，４，６，９に接続
されている。又、本捩り振動子の圧電効率を高めるため
に、電極２と電極３及び電極６と電極７は音叉腕１０の
長さ方向に対して傾斜角ψを有している。このψの値は
本発明の捩り水晶振動子１を励振する圧電定数ｅ16の値
によって決まる。以下、ψの値をどの程度にすればよい
か説明する。今、θ＝０のとき、ｅ16＝０となり、本振
動子を励振することはできない。しかし、θを更に大き
くするとｅ16の絶対値は徐々に大きくなり、θ＝３０°
で最大値を示す。このことから、傾斜角ψとカット角θ
との関係が求められる。即ち、ψ＝３０°−θを満足す
るように、励振電極を配置すれば最も効率よく振動子を
励振でき、等価直列抵抗Ｒ1 が小さくなる。θ＝０のと
き、勿論ψが３０°以下の２０°，１０°でも励振でき
る事は言うまでもない。又、上面図（ｃ）には図示され
ていないが、電極４，５と電極８，９も傾斜角ψを有し
ている。
性である。すでに図３で述べたと同様に、本発明の捩り
水晶振動子は周波数温度特性に優れていることがよく分
かる。図５は本発明のカット角（φ，θ）を有する水晶
板から形成される音叉型捩り水晶振動子１′（ａ）とそ
の電極構成の断面図（ｂ）と上面図（ｃ）を示す。端子
Ａ，Ｂは電極端子を示し、端子Ａは電極２，５，７，８
に接続され、一方、端子Ｂは電極３，４，６，９に接続
されている。又、本捩り振動子の圧電効率を高めるため
に、電極２と電極３及び電極６と電極７は音叉腕１０の
長さ方向に対して傾斜角ψを有している。このψの値は
本発明の捩り水晶振動子１を励振する圧電定数ｅ16の値
によって決まる。以下、ψの値をどの程度にすればよい
か説明する。今、θ＝０のとき、ｅ16＝０となり、本振
動子を励振することはできない。しかし、θを更に大き
くするとｅ16の絶対値は徐々に大きくなり、θ＝３０°
で最大値を示す。このことから、傾斜角ψとカット角θ
との関係が求められる。即ち、ψ＝３０°−θを満足す
るように、励振電極を配置すれば最も効率よく振動子を
励振でき、等価直列抵抗Ｒ1 が小さくなる。θ＝０のと
き、勿論ψが３０°以下の２０°，１０°でも励振でき
る事は言うまでもない。又、上面図（ｃ）には図示され
ていないが、電極４，５と電極８，９も傾斜角ψを有し
ている。
【０００９】次に、振動子を小型化にできる理由につい
て述べる。本発明の音叉型捩り水晶振動子のカット角φ
＝０〜３０°、θ＝０°〜１０°では、周波数定数
（ｆ，ｙ0 ）が８０ＫＨｚ・ｃｍ前後と辺比（幅／長
さ）０．１をもつ基本波での音叉型屈曲水晶振動子の
７．９ＫＨｚ・ｃｍより大きく、縦水晶振動子の２７０
ＫＨｚ・ｃｍより小さく、屈曲振動と縦振動の間に有
り、本発明の音叉型捩り水晶振動子は周波数が２００Ｋ
Ｈｚ〜６００ＫＨｚ位の範囲で特に力を発揮することに
なる。
て述べる。本発明の音叉型捩り水晶振動子のカット角φ
＝０〜３０°、θ＝０°〜１０°では、周波数定数
（ｆ，ｙ0 ）が８０ＫＨｚ・ｃｍ前後と辺比（幅／長
さ）０．１をもつ基本波での音叉型屈曲水晶振動子の
７．９ＫＨｚ・ｃｍより大きく、縦水晶振動子の２７０
ＫＨｚ・ｃｍより小さく、屈曲振動と縦振動の間に有
り、本発明の音叉型捩り水晶振動子は周波数が２００Ｋ
Ｈｚ〜６００ＫＨｚ位の範囲で特に力を発揮することに
なる。
【００１０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の捩り水晶振
動子は以下の著しい効果を有する。 （１）カット角φ＝０°〜３０°，θ＝０°〜１０°と
辺比＝０．７〜１．１の組み合わせにより、一次温度係
数αが零となるので、優れた周波数温度特性を示す。 （２）特に、二次温度係数βが音叉型屈曲水晶振動子の
約１／３倍になるカット角（φ，θ）と辺比Ｒｚｘが存
在するので、温度に対する周波数変化が屈曲振動子や縦
振動子より小さくなる。 （３）本発明の捩り水晶振動子は、化学的エッチング法
によって容易に形成できるので、小型化，薄型化ができ
る。同時に、耐衝撃性に優れた超小型の振動子が得られ
る。 （４）１枚の水晶ウエハ上に多数個の振動子を一度にバ
ッチ処理できるので、低廉化が可能である。 （５）周波数定数が基本波の音叉型屈曲水晶振動子と縦
水晶振動子の間にあるので、周波数が２００ＫＨｚ〜６
００ＫＨｚで特に力を発揮する。 （６）表裏面に配置される電極を音叉腕の方向に対して
傾斜角ψを設けることにより、電界効率を高めることが
できるので、等価直列抵抗Ｒ1 の小さい、Ｑ値の高い捩
り水晶振動子が得られる。 （７）本発明の捩り水晶振動子は、音叉形状に加工され
るので、リード線等の支持による振動エネルギー損失が
小さくなり、Ｒ1 の小さい、耐衝撃性に優れた捩り水晶
振動子が得られる。
動子は以下の著しい効果を有する。 （１）カット角φ＝０°〜３０°，θ＝０°〜１０°と
辺比＝０．７〜１．１の組み合わせにより、一次温度係
数αが零となるので、優れた周波数温度特性を示す。 （２）特に、二次温度係数βが音叉型屈曲水晶振動子の
約１／３倍になるカット角（φ，θ）と辺比Ｒｚｘが存
在するので、温度に対する周波数変化が屈曲振動子や縦
振動子より小さくなる。 （３）本発明の捩り水晶振動子は、化学的エッチング法
によって容易に形成できるので、小型化，薄型化ができ
る。同時に、耐衝撃性に優れた超小型の振動子が得られ
る。 （４）１枚の水晶ウエハ上に多数個の振動子を一度にバ
ッチ処理できるので、低廉化が可能である。 （５）周波数定数が基本波の音叉型屈曲水晶振動子と縦
水晶振動子の間にあるので、周波数が２００ＫＨｚ〜６
００ＫＨｚで特に力を発揮する。 （６）表裏面に配置される電極を音叉腕の方向に対して
傾斜角ψを設けることにより、電界効率を高めることが
できるので、等価直列抵抗Ｒ1 の小さい、Ｑ値の高い捩
り水晶振動子が得られる。 （７）本発明の捩り水晶振動子は、音叉形状に加工され
るので、リード線等の支持による振動エネルギー損失が
小さくなり、Ｒ1 の小さい、耐衝撃性に優れた捩り水晶
振動子が得られる。
【図１】本発明の捩り水晶振動子とその座標系である。
【図２】本発明の捩り水晶振動子の一次温度係数αが零
になるときのカット角（φ，θ）と辺比Ｒｚｘとの関係
（ａ）とその時の二次温度係数βの値（ｂ）である。
になるときのカット角（φ，θ）と辺比Ｒｚｘとの関係
（ａ）とその時の二次温度係数βの値（ｂ）である。
【図３】本発明の捩り水晶振動子の周波数温度特性の一
例を示す。
例を示す。
【図４】本発明の捩り水晶振動子の周波数温度特性の他
の例を示す。
の例を示す。
【図５】本発明のカット角（φ，θ）を有する水晶板か
ら形成される音叉型捩り水晶振動子（ａ）とその電極構
成の断面図（ｂ）と上面図（ｃ）を示す。
ら形成される音叉型捩り水晶振動子（ａ）とその電極構
成の断面図（ｂ）と上面図（ｃ）を示す。
１′ 音叉型捩り水晶振動子 ２〜９ 電極 １０ 音叉腕
【手続補正書】
【提出日】平成３年６月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】周波数が２００ｋＨｚ〜６００ｋＨｚの
水晶振動子は、音叉形状した屈曲水晶振動子と縦水晶振
動子が用いられてきた。
水晶振動子は、音叉形状した屈曲水晶振動子と縦水晶振
動子が用いられてきた。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
ら使用されている音叉型屈曲水晶振動子は高周波モード
を使用するため、電極形成が複雑で、リード線等の支持
による振動エネルギー損失が多く、その結果、等価直列
抵抗Ｒ1 が上昇するなどの課題が残されていた。一方、
縦水晶振動子は、周波数が振動腕の長さに反比例するた
め、６００ｋＨｚ以下の振動子を実現しようとすると、
自ずからサイズが大きくなり、小型化できないという課
題が残されていた。このようなことから、周波数が２０
０ｋＨｚ〜６００ｋＨｚで、しかも、超小型で雰温度係
数を有し、化学的エッチング加工が容易な新カットの水
晶振動子が所望されていた。
ら使用されている音叉型屈曲水晶振動子は高周波モード
を使用するため、電極形成が複雑で、リード線等の支持
による振動エネルギー損失が多く、その結果、等価直列
抵抗Ｒ1 が上昇するなどの課題が残されていた。一方、
縦水晶振動子は、周波数が振動腕の長さに反比例するた
め、６００ｋＨｚ以下の振動子を実現しようとすると、
自ずからサイズが大きくなり、小型化できないという課
題が残されていた。このようなことから、周波数が２０
０ｋＨｚ〜６００ｋＨｚで、しかも、超小型で雰温度係
数を有し、化学的エッチング加工が容易な新カットの水
晶振動子が所望されていた。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて具体的に述
べる。図１は本発明の捩り水晶振動子１とその座標系を
示す。座標系は原点Ｏ、電気軸ｘ、機械軸ｙ、光軸ｚか
ら成り、Ｏ−ｘｙｚを構成している。まず、厚みｚ0 、
幅ｘ0 ，長さｙ0 から成り、ｙ軸回りに捩りモーメント
を有する捩り水晶振動子１はｚ軸と垂直となるＺ板水晶
に一致するように置く。次に、ｘ軸とｚ′軸を回転軸と
して、反時計方向の回転を正とすると、角度φ＝０°〜
３０°，θ＝０°〜１０°回転される。次に１次温度係
数αを零にするカット角（φ，θ）と辺比Ｒｚｘ（厚み
ｚ0 ／幅ｘ0 ）との関係を示す。図２は本発明の捩り水
晶振動子の一次温度係数αが零になるときのカット角
（φ，θ）と辺比Ｒｚｘとの関係（ａ）とその時の二次
温度係数βの値（ｂ）である。θ＝０°と１０°の計算
値とθ＝１０°のときの実験値を示す。θ＝０°〜１０
°の範囲では、カット角φと辺比Ｒｚｘ（０．７〜１．
１）の組み合わせにより、多数α＝０となることがよく
分かる。また、カット角θ＝１０°のとき、φ＝３０°
付近でβの絶対値は最小値を示す。例えば、φ＝２８
°、θ＝１０°で、α＝０となり、その時のβは計算値
で−１．１６×１０-8／℃2 、音叉形状での実験値で、
−１．２９×１０-8／℃2 とその絶対値は音叉型屈曲水
晶振動子の約１／３倍と相当に小さい値が得られた。特
に、φ＝０°〜３０°、θ＝０°〜１０°で、βの絶対
値は｜β｜＜３．０×１０-8／℃2 と優れた周波数温度
特性を有する捩り水晶振動子が得られる。
べる。図１は本発明の捩り水晶振動子１とその座標系を
示す。座標系は原点Ｏ、電気軸ｘ、機械軸ｙ、光軸ｚか
ら成り、Ｏ−ｘｙｚを構成している。まず、厚みｚ0 、
幅ｘ0 ，長さｙ0 から成り、ｙ軸回りに捩りモーメント
を有する捩り水晶振動子１はｚ軸と垂直となるＺ板水晶
に一致するように置く。次に、ｘ軸とｚ′軸を回転軸と
して、反時計方向の回転を正とすると、角度φ＝０°〜
３０°，θ＝０°〜１０°回転される。次に１次温度係
数αを零にするカット角（φ，θ）と辺比Ｒｚｘ（厚み
ｚ0 ／幅ｘ0 ）との関係を示す。図２は本発明の捩り水
晶振動子の一次温度係数αが零になるときのカット角
（φ，θ）と辺比Ｒｚｘとの関係（ａ）とその時の二次
温度係数βの値（ｂ）である。θ＝０°と１０°の計算
値とθ＝１０°のときの実験値を示す。θ＝０°〜１０
°の範囲では、カット角φと辺比Ｒｚｘ（０．７〜１．
１）の組み合わせにより、多数α＝０となることがよく
分かる。また、カット角θ＝１０°のとき、φ＝３０°
付近でβの絶対値は最小値を示す。例えば、φ＝２８
°、θ＝１０°で、α＝０となり、その時のβは計算値
で−１．１６×１０-8／℃2 、音叉形状での実験値で、
−１．２９×１０-8／℃2 とその絶対値は音叉型屈曲水
晶振動子の約１／３倍と相当に小さい値が得られた。特
に、φ＝０°〜３０°、θ＝０°〜１０°で、βの絶対
値は｜β｜＜３．０×１０-8／℃2 と優れた周波数温度
特性を有する捩り水晶振動子が得られる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】次に、振動子を小型化にできる理由につい
て述べる。本発明の音叉型捩り水晶振動子のカット角φ
＝０〜３０°、θ＝０°〜１０°では、周波数定数
（ｆ，ｙ0 ）が８０ｋＨｚ・ｃｍ前後と辺比（幅／長
さ）０．１をもつ基本波での音叉型屈曲水晶振動子の
７．９ｋＨｚ・ｃｍより大きく、縦水晶振動子の２７０
ｋＨｚ・ｃｍより小さく、屈曲振動と縦振動の間に有
り、本発明の音叉型捩り水晶振動子は周波数が２００ｋ
Ｈｚ〜６００ｋＨｚ位の範囲で特に力を発揮することに
なる。
て述べる。本発明の音叉型捩り水晶振動子のカット角φ
＝０〜３０°、θ＝０°〜１０°では、周波数定数
（ｆ，ｙ0 ）が８０ｋＨｚ・ｃｍ前後と辺比（幅／長
さ）０．１をもつ基本波での音叉型屈曲水晶振動子の
７．９ｋＨｚ・ｃｍより大きく、縦水晶振動子の２７０
ｋＨｚ・ｃｍより小さく、屈曲振動と縦振動の間に有
り、本発明の音叉型捩り水晶振動子は周波数が２００ｋ
Ｈｚ〜６００ｋＨｚ位の範囲で特に力を発揮することに
なる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の捩り水晶振
動子は以下の著しい効果を有する。 （１）カット角φ＝０°〜３０°，θ＝０°〜１０°と
辺比＝０．７〜１．１の組み合わせにより、一次温度係
数αが零となるので、優れた周波数温度特性を示す。 （２）特に、二次温度係数βが音叉型屈曲水晶振動子の
約１／３倍になるカット角（φ，θ）と辺比Ｒｚｘが存
在するので、温度に対する周波数変化が屈曲振動子や縦
振動子より小さくなる。 （３）本発明の捩り水晶振動子は、化学的エッチング法
によって容易に形成できるので、小型化，薄型化ができ
る。同時に、耐衝撃性に優れた超小型の振動子が得られ
る。 （４）１枚の水晶ウエハ上に多数個の振動子を一度にバ
ッチ処理できるので、低廉化が可能である。 （５）周波数定数が基本波の音叉型屈曲水晶振動子と縦
水晶振動子の間にあるので、周波数が２００ｋＨｚ〜６
００ｋＨｚで特に力を発揮する。 （６）表裏面に配置される電極を音叉腕の方向に対して
傾斜角ψを設けることにより、電界効率を高めることが
できるので、等価直列抵抗Ｒ1 の小さい、Ｑ値の高い捩
り水晶振動子が得られる。 （７）本発明の捩り水晶振動子は、音叉形状に加工され
るので、リード線等の支持による振動エネルギー損失が
小さくなり、Ｒ1 の小さい、耐衝撃性に優れた捩り水晶
振動子が得られる。
動子は以下の著しい効果を有する。 （１）カット角φ＝０°〜３０°，θ＝０°〜１０°と
辺比＝０．７〜１．１の組み合わせにより、一次温度係
数αが零となるので、優れた周波数温度特性を示す。 （２）特に、二次温度係数βが音叉型屈曲水晶振動子の
約１／３倍になるカット角（φ，θ）と辺比Ｒｚｘが存
在するので、温度に対する周波数変化が屈曲振動子や縦
振動子より小さくなる。 （３）本発明の捩り水晶振動子は、化学的エッチング法
によって容易に形成できるので、小型化，薄型化ができ
る。同時に、耐衝撃性に優れた超小型の振動子が得られ
る。 （４）１枚の水晶ウエハ上に多数個の振動子を一度にバ
ッチ処理できるので、低廉化が可能である。 （５）周波数定数が基本波の音叉型屈曲水晶振動子と縦
水晶振動子の間にあるので、周波数が２００ｋＨｚ〜６
００ｋＨｚで特に力を発揮する。 （６）表裏面に配置される電極を音叉腕の方向に対して
傾斜角ψを設けることにより、電界効率を高めることが
できるので、等価直列抵抗Ｒ1 の小さい、Ｑ値の高い捩
り水晶振動子が得られる。 （７）本発明の捩り水晶振動子は、音叉形状に加工され
るので、リード線等の支持による振動エネルギー損失が
小さくなり、Ｒ1 の小さい、耐衝撃性に優れた捩り水晶
振動子が得られる。
Claims (2)
- 【請求項１】 捩り振動モードで振動する水晶振動子
で、ｚ軸（光軸）と垂直となるＺ板水晶をｘ軸（電気
軸）を回転軸として、角度φ＝０°〜３０°回転し、更
にｚ軸の新軸ｚ′軸の回りに角度θ＝０°〜１０°回転
した水晶板からなることを特徴とする捩り水晶振動子。 - 【請求項２】 請求項１の振動子において、振動子に配
置される励振電極は振動部の長さ方向と傾斜角をもって
配置されていることを特徴とする捩り水晶振動子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12148891A JPH05199064A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 捩り水晶振動子 |
| EP19920304806 EP0516400B1 (en) | 1991-05-27 | 1992-05-27 | Torsional quartz crystal resonator |
| DE1992621215 DE69221215T2 (de) | 1991-05-27 | 1992-05-27 | Drehschwingender Quarzkristallresonator |
| US08/110,628 US5334900A (en) | 1990-12-19 | 1993-08-23 | Torsional quartz crystal resonator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12148891A JPH05199064A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 捩り水晶振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05199064A true JPH05199064A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=14812406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12148891A Pending JPH05199064A (ja) | 1990-12-19 | 1991-05-27 | 捩り水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05199064A (ja) |
-
1991
- 1991-05-27 JP JP12148891A patent/JPH05199064A/ja active Pending
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