JPH0621741A - Direct bonding method of quartz and quartz device - Google Patents

Direct bonding method of quartz and quartz device

Info

Publication number
JPH0621741A
JPH0621741A JP26160192A JP26160192A JPH0621741A JP H0621741 A JPH0621741 A JP H0621741A JP 26160192 A JP26160192 A JP 26160192A JP 26160192 A JP26160192 A JP 26160192A JP H0621741 A JPH0621741 A JP H0621741A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal
pieces
temperature
piece
bonded
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP26160192A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3248630B2 (en
Inventor
Hiroki Satou
祐己 佐藤
Koji Hashimoto
興二 橋本
Toshio Ishizaki
俊雄 石崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP26160192A priority Critical patent/JP3248630B2/en
Publication of JPH0621741A publication Critical patent/JPH0621741A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3248630B2 publication Critical patent/JP3248630B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide the direct bonding method of quartz and quartz device by which a structure with a stable resonance frequency against temperature is easily constituted. CONSTITUTION:Quartz chips 101, 102 are directly bonded to be integrated to form an adhered quartz chip 104. Exciting electrodes 103 are placed across from each other via the adhered quartz chip 104. The relation between the respective crystal axes of the quartz chips 101, 102 and the thickness are set so that the resonance frequency versus temperature characteristics for each other are cancelled. Through the constitution, the resonance frequency of the adhered crystal chip 104 is made stable in temperature.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は水晶片と水晶片を接着剤
などの介在物なしに直接接合する方法および携帯電話機
などの移動体通信機器に使用することができる水晶デバ
イスに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crystal piece and a method for directly bonding the crystal piece without inclusions such as an adhesive, and a crystal device that can be used in mobile communication equipment such as a mobile phone.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯電話機などの移動体通信機器
の普及に伴って、それら機器の基準周波数源やフィルタ
に用いられる水晶デバイスの需要が増大している。
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of mobile communication devices such as mobile phones, the demand for crystal devices used as a reference frequency source and filters for these devices has increased.

【0003】以下に図面を参照しながら、従来の水晶デ
バイスの一例について説明する。
An example of a conventional crystal device will be described below with reference to the drawings.

【0004】図32は従来の水晶振動子の構成の各例を示
す要部側面図であり、図32において、401,403は水晶
片、402,404は励振電極である。水晶片401および403は
機械的および化学的加工法によって円板やレンズ状に加
工されている。
FIG. 32 is a side view of an essential part showing each example of the configuration of a conventional crystal oscillator. In FIG. 32, 401 and 403 are crystal pieces, and 402 and 404 are excitation electrodes. The crystal pieces 401 and 403 are processed into a disk or lens shape by a mechanical and chemical processing method.

【0005】このような圧電材料である水晶片401,403
を介して対向設置した励振電極402,404に電界が加えら
れると、水晶片401,403に歪が生じ、水晶の弾性定数と
形状寸法で決まる周波数で共振することができる。従
来、移動体通信機器に用いられている水晶振動子は、A
Tカット水晶振動子(切り出し角度が54.75゜近辺)と呼
ばれ、厚みすべり振動を利用した振動子である。ここ
で、この切り出し角度とは板面の法線と水晶結晶のZ軸
とのなす角である。このATカットに対し、切り出し角
度が135.00゜近辺のものをBTカット水晶振動子とい
う。ATカット水晶振動子の共振周波数−温度特性は切
り出し角度で決まり、図33に従来のATカット水晶片の
共振周波数−温度特性を示すように三次曲線を示し、0
〜50℃(横軸)の温度範囲で、そのときの周波数偏差量
(縦軸)は、±1.0ppmの周波数安定度が得られる。(例え
ば、‘ピエゾエレクトロシティ’;ウォルター・ガイト
ン・キャディー,ドーバー出版社(‘Piezoelectricit
y’;edited by Walter GuytonCADY, Dover Publ.,Inc.
)もしくは、‘水晶の断熱弾性定数とその温度特性につ
いて’;有賀正直著,東京工業大学学報,昭和31年12月
発行,88頁)。また、周波数安定度を高める方法として
は、水晶基板上に異なる線膨張係数の物質を育成(特開
昭 55−138914)もしくは装着(特開昭55−158718,特開
昭56−61899)する方法が提案されている。
Crystal pieces 401, 403 made of such a piezoelectric material
When an electric field is applied to the excitation electrodes 402 and 404 that are installed opposite to each other via, the quartz pieces 401 and 403 are distorted and can resonate at a frequency determined by the elastic constant and the shape dimension of the quartz. Conventionally, the crystal unit used in the mobile communication device is A
It is called a T-cut crystal oscillator (cutout angle is around 54.75 °), and it is a oscillator that utilizes thickness shear vibration. Here, the cutting angle is an angle formed by the normal line of the plate surface and the Z axis of the quartz crystal. In contrast to this AT cut, the one with a cutting angle around 135.00 ° is called a BT cut crystal unit. The resonance frequency-temperature characteristic of the AT-cut crystal unit is determined by the cutting angle, and a cubic curve is shown in FIG. 33 to show the resonance frequency-temperature characteristic of the conventional AT-cut crystal piece.
Amount of frequency deviation in the temperature range of up to 50 ° C (horizontal axis)
On the (vertical axis), frequency stability of ± 1.0 ppm is obtained. (For example, 'Piezoelectricity'; Walter Guyton Caddy, Dover Publishing Company ('Piezoelectricit
y '; edited by Walter GuytonCADY, Dover Publ., Inc.
), Or'On the adiabatic elastic constant of quartz and its temperature characteristics'; H. Ariga, Tokyo Institute of Technology, Gakuho, December 31, 1931, p. 88). Further, as a method of increasing frequency stability, a method of growing or mounting a substance having a different linear expansion coefficient on a quartz substrate (JP-A-55-138914) or (JP-A-55-158718, JP-A-56-61899). Is proposed.

【0006】また、図32(a)に示すように、水晶片401を
光学レンズのように中央部が周辺部に比べて厚くなって
いる形状(コンベックス加工)にしたり、図32(b)に示す
ように、励振電極の中央部を厚くした構成で弾性振動を
中央部に閉じ込めてQ値を高めている。(例えば、特開
平2−260910)。
Further, as shown in FIG. 32 (a), the quartz piece 401 may be formed in a shape (convex processing) in which the central portion is thicker than the peripheral portion like an optical lens (convex processing), or as shown in FIG. 32 (b). As shown in the drawing, elastic vibrations are confined in the central portion to increase the Q value in a configuration in which the central portion of the excitation electrode is thickened. (For example, JP-A-2-260910).

【0007】なお、上記コンベックス加工に対し、水晶
片の片面または両面の角を落としたベベル加工がある。
In addition to the convex processing, there is bevel processing in which the corners of one or both sides of the crystal piece are dropped.

【0008】また、1つの水晶振動子から複数の振動を
取り出す方法としては、化学的研磨法で水晶片を部分的
に薄くする方法や基本モードと高次モードを同時に使用
する方法などが考えられる。
As a method of extracting a plurality of vibrations from one crystal unit, a method of partially thinning a crystal piece by a chemical polishing method, a method of simultaneously using a fundamental mode and a higher order mode, and the like can be considered. .

【0009】次に、従来の水晶発振器、アナログ温度補
償水晶発振器およびデジタル温度補償水晶発振器につい
て、図面を参照しながら説明する。
Next, a conventional crystal oscillator, an analog temperature-compensated crystal oscillator, and a digital temperature-compensated crystal oscillator will be described with reference to the drawings.

【0010】水晶発振器は、共振素子に約10万のQをも
つ水晶振動子を利用して、周波数安定化を図った発振器
である。したがって、水晶発振器の出力周波数−温度特
性は、水晶振動子の共振周波数−温度特性に依存し、従
来のATカット水晶振動子を用いた場合には、図33に示
すように0〜50℃の温度範囲で±1.0ppmの周波数安定
度が得られる。しかしながら、携帯電話機に用いられる
水晶発振器には、−30℃から80℃で±1.0ppmの周波数
安定度が要求されており、その要求を満足させるために
温度補償回路が必要になる。温度補償回路が設けられた
水晶発振器を温度補償水晶発振器といい、大きくアナロ
グ方式とデジタル方式に分けることができる。
The crystal oscillator is an oscillator whose frequency is stabilized by using a crystal oscillator having a Q of about 100,000 as a resonance element. Therefore, the output frequency-temperature characteristic of the crystal oscillator depends on the resonance frequency-temperature characteristic of the crystal unit, and when the conventional AT-cut crystal unit is used, as shown in FIG. Frequency stability of ± 1.0ppm can be obtained in the temperature range. However, a crystal oscillator used in a mobile phone is required to have a frequency stability of ± 1.0 ppm at -30 ° C to 80 ° C, and a temperature compensation circuit is required to satisfy the requirement. A crystal oscillator provided with a temperature compensating circuit is called a temperature compensating crystal oscillator and can be roughly classified into an analog system and a digital system.

【0011】図34および図35に、それぞれ従来のアナロ
グ温度補償水晶発振器およびデジタル温度補償水晶発振
器の代表的な回路構成を示す。
34 and 35 show typical circuit configurations of a conventional analog temperature-compensated crystal oscillator and digital temperature-compensated crystal oscillator, respectively.

【0012】図34において、411は発振回路、412は出力
端子、413は水晶振動子、414は温度補償回路である。こ
の温度補償回路414はサーミスタなどの感温素子、コン
デンサやバラクタダイオードなどの容量素子および抵抗
を用いて構成されており、温度によってリアクタンスが
変化し、水晶振動子413のリアクタンス(共振周波数)の
温度による変化を補償し、出力周波数を安定にする。
In FIG. 34, 411 is an oscillation circuit, 412 is an output terminal, 413 is a crystal oscillator, and 414 is a temperature compensation circuit. The temperature compensating circuit 414 is configured by using a temperature sensitive element such as a thermistor, a capacitive element such as a capacitor or a varactor diode, and a resistor. The reactance changes depending on the temperature, and the temperature of the reactance (resonance frequency) of the crystal unit 413 is changed. It compensates for changes caused by and stabilizes the output frequency.

【0013】図35において、421は温度センサ、422は
A/D変換器、423は記憶装置、424は可変リアクタンス
回路、425は発振回路、426は水晶振動子である。427は
前記可変リアクタンス回路424、発振回路425および水晶
振動子426からなるデジタル制御水晶発振器である。ま
た、前記記憶装置423には温度センサ421の出力信号をA
/D変換器422で変換したデジタル信号と、可変リアク
タンス回路424の制御信号とを対応させたデータがあら
かじめ記憶してある。これによって、温度変化に対応し
て可変リアクタンス回路424のリアクタンスが変化し、
水晶振動子426の共振周波数−温度特性を補償して発振
出力周波数を安定にしている。
In FIG. 35, 421 is a temperature sensor, 422 is an A / D converter, 423 is a storage device, 424 is a variable reactance circuit, 425 is an oscillation circuit, and 426 is a crystal oscillator. 427 is a digitally controlled crystal oscillator including the variable reactance circuit 424, the oscillation circuit 425 and the crystal oscillator 426. The output signal of the temperature sensor 421 is stored in the storage device 423 as A
Data in which the digital signal converted by the / D converter 422 and the control signal of the variable reactance circuit 424 are associated with each other is stored in advance. As a result, the reactance of the variable reactance circuit 424 changes according to the temperature change,
The resonance frequency-temperature characteristic of the crystal unit 426 is compensated to stabilize the oscillation output frequency.

【0014】また、温度センサ421と水晶振動子426の設
置場所の違いや熱時定数の違いに起因する温度差を抑え
るために、1枚の水晶片で基本波と高次オーバートーン
もしくは副振動を取り出す方法が考えられている(例え
ば、特開平2−170607や特開平2−174407)。
Further, in order to suppress the temperature difference due to the difference in the installation location of the temperature sensor 421 and the crystal oscillator 426 and the difference in the thermal time constant, one crystal piece is used to generate the fundamental wave and the higher order overtone or the secondary vibration. A method of taking out is considered (for example, JP-A-2-170607 and JP-A-2-174407).

【0015】次に、従来の水晶フィルタの一例につい
て、図面を参照しながら説明する。
Next, an example of a conventional crystal filter will be described with reference to the drawings.

【0016】図36は、従来の水晶フィルタの構造を示す
ものであり、(a)は斜視図、(b)は (a)のa−a′におけ
る断面図である。図36において、431は水晶片、432,43
3,434は電極であり、水晶片431を介して対向設置して
いる。また、電極432,433と434が対向している部分の
水晶は周辺部より薄くなっている。
FIG. 36 shows the structure of a conventional crystal filter, (a) is a perspective view and (b) is a sectional view taken along the line aa 'in (a). In FIG. 36, 431 is a crystal piece, 432, 43
Reference numerals 3 and 434 denote electrodes, which are installed opposite to each other via a crystal piece 431. Further, the crystal in the portion where the electrodes 432, 433 and 434 face each other is thinner than the peripheral portion.

【0017】以上のように構成された水晶フィルタにつ
いて、以下その動作について説明する。
The operation of the crystal filter configured as described above will be described below.

【0018】電極434は通常接地され、残りの2つの電
極432および433が電気信号を入出力する電極になる。例
えば、電極432に電気信号を入力すると、水晶片431はそ
の厚みや弾性定数で決まる周波数で共振する。この共振
は水晶片431中を機械的に伝達し、その結果、電極433と
434との間に電界が発生し、電極433から電気信号を取り
出せる。すなわち、水晶片431の厚みや弾性定数で決ま
る共振周波数の帯域通過フィルタとなる。また、この構
成では、共振周波数を高くするために、化学研磨法で中
央部を薄くしている。(例えば、第39回アニュアル・フ
リケンシー・コントロール・シンポジウム会報、481−4
85頁、イオンミリング法によるVHF帯モノリシック水
晶フィルタの作製(Proc. 39th Ann. Frequency Cont
orolSymposium, pp.481-485‘VHF MONOLITHIC CRYSTAL
FILTERS FABRICATED BYCHEMICAL MILLING’))
The electrode 434 is normally grounded, and the remaining two electrodes 432 and 433 serve as electrodes for inputting and outputting electric signals. For example, when an electric signal is input to the electrode 432, the crystal piece 431 resonates at a frequency determined by its thickness and elastic constant. This resonance is mechanically transmitted in the quartz piece 431, which results in the electrode 433 and
An electric field is generated between the electrodes 434 and 434, and an electric signal can be taken out from the electrode 433. That is, the bandpass filter has a resonance frequency determined by the thickness of the crystal piece 431 and the elastic constant. Further, in this structure, the central portion is thinned by the chemical polishing method in order to increase the resonance frequency. (For example, the 39th Annual Frequency Control Symposium Bulletin, 481-4
Page 85, Fabrication of VHF band monolithic crystal filter by ion milling method (Proc. 39th Ann. Frequency Cont
orolSymposium, pp.481-485'VHF MONOLITHIC CRYSTAL
FILTERS FABRICATED BYCHEMICAL MILLING '))

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように機械的および化学的研磨法によるだけで水晶片の
加工をするのみでは、三次元的な加工が困難であり、加
工時間が長いという問題点を有していた。
However, as described above, the three-dimensional processing is difficult and the processing time is long only by processing the crystal piece only by the mechanical and chemical polishing methods. Had a point.

【0020】また、切り出し角度だけで水晶振動子の安
定度を向上させるのには限界があり、さらに、水晶基板
上に異なる物質を育成もしくは装着する方法では、これ
らの物質が水晶の弾性振動を妨げる抵抗体となり、水晶
振動子のQを劣化させるという問題点を有していた。
Further, there is a limit to improving the stability of the crystal unit only by the cutting angle, and in the method of growing or mounting different substances on the crystal substrate, these substances cause elastic vibration of the crystal. There is a problem that it becomes a blocking resistor and deteriorates the Q of the crystal unit.

【0021】また、Qを高める方法として、水晶片をコ
ンベックス加工する方法は共振周波数の精度が低下する
などの問題点を有し、一方大きさの異なる電極膜を何回
も蒸着する方法は時間がかかるなどの問題を有してい
た。
Further, as a method of increasing Q, the method of convex working a quartz piece has a problem that the precision of the resonance frequency is lowered, while the method of vapor-depositing electrode films of different sizes is time-consuming. It had a problem such as being damaged.

【0022】また、1枚の水晶片の基本モードと高次モ
ードを用いて2つの振動を取り出す方法では、それぞれ
の共振周波数や温度特性を別個に設定することができな
かった。
Further, in the method of extracting two vibrations by using the fundamental mode and the higher order mode of one crystal piece, it is not possible to set the resonance frequency and the temperature characteristic of each separately.

【0023】また、水晶振動子の共振周波数が温度特性
をもつために、水晶振動子を用いた基準発振器に温度補
償回路や恒温槽などの温度補償装置が必要であった。前
者は、例えば発振周波数をサーミスタなどを用いて水晶
振動子の共振周波数−温度特性を打ち消すように温度補
償回路のインピーダンスを変化させる方法であり、後者
は、恒温槽内に水晶振動子および発振回路を納めること
により、これらを一定温度に保って発振周波数を一定に
保つ方法である。
Further, since the resonance frequency of the crystal unit has a temperature characteristic, the reference oscillator using the crystal unit requires a temperature compensating device such as a temperature compensating circuit or a constant temperature bath. The former is a method of changing the impedance of the temperature compensation circuit so as to cancel the resonance frequency-temperature characteristic of the crystal oscillator by using the thermistor or the like for the oscillation frequency, and the latter is the crystal oscillator and the oscillation circuit in a thermostatic chamber. Is a method of keeping these at a constant temperature and keeping the oscillation frequency constant.

【0024】まず、前者の方法によれば、特別の温度特
性制御回路を必要とし、その回路部品点数が多く、また
調整作業も必要となり、結果的にコスト高となる問題を
有していた。一方、後者の方法では、恒温槽の占める体
積が大きく、さらに消費電流が多くなる。
First, according to the former method, there is a problem that a special temperature characteristic control circuit is required, the number of circuit components is large, and adjustment work is required, resulting in an increase in cost. On the other hand, in the latter method, the volume occupied by the constant temperature bath is large and the current consumption is large.

【0025】また、水晶振動子の共振周波数が水晶片の
厚みで決定されるために、1つの水晶振動子について1
つの共振周波数しか得られず、複数の共振周波数を必要
とする場合には、その数に対応した水晶振動子を用意す
る必要性があり、結果的に複数の周波数を必要とする機
器の小型化や低価格化を困難にしていた。
Since the resonance frequency of the crystal unit is determined by the thickness of the crystal piece, one crystal unit has one
If only one resonance frequency can be obtained and multiple resonance frequencies are required, it is necessary to prepare crystal oscillators corresponding to the number, resulting in downsizing of equipment that requires multiple frequencies. It was difficult to reduce the price.

【0026】また、水晶発振器の場合も上記水晶振動子
と同様に、水晶発振器に温度補償回路や恒温槽などの温
度補償装置が組み込まれており、まず前者の方法によれ
ば、特別の温度特性制御回路を必要とし、その回路部品
点数が多く、また調整作業も必要となり、結果的にコス
ト高となる問題を有していた。一方、後者の方法では、
恒温槽の占める体積が大きくさらに消費電流が多くなる
という問題を有していた。
Also in the case of a crystal oscillator, like the above-mentioned crystal oscillator, a temperature compensating device such as a temperature compensating circuit or a constant temperature bath is incorporated in the crystal oscillator. First, according to the former method, a special temperature characteristic is obtained. There is a problem that a control circuit is required, the number of circuit components is large, and adjustment work is required, resulting in an increase in cost. On the other hand, in the latter method,
There is a problem that the volume occupied by the constant temperature bath is large and the current consumption is further increased.

【0027】また、サーミスタなどを用いたアナログ温
度補償水晶発振器では、高温用と低温用に別々の補償回
路が必要であり、回路部品点数が多く、調整作業が煩雑
となりコスト高になる問題点を有していた。
Further, in the analog temperature-compensated crystal oscillator using a thermistor or the like, separate compensating circuits for high temperature and low temperature are required, so that the number of circuit components is large, the adjustment work becomes complicated, and the cost becomes high. Had.

【0028】一方、デジタル温度補償水晶発振器では、
温度センサと発振用の水晶振動子が別個に備えられてお
り、両者の間の熱時定数の差や設置場所の違いなどから
生じる温度差を抑えなければ適切な温度補償が行えない
こと、大容量のメモリが必要となること、調整コストが
高くなることなどの問題点を有していた。
On the other hand, in the digital temperature compensation crystal oscillator,
Since a temperature sensor and a crystal oscillator for oscillation are separately provided, proper temperature compensation cannot be performed unless the temperature difference caused by the difference in thermal time constant between them and the difference in installation location is suppressed. There are problems such as the need for a large capacity memory and the high adjustment cost.

【0029】さらに、温度センサと水晶振動子の温度差
を抑えるために、1枚の水晶振動子で基本波と高次オー
バートーンもしくは副振動を取り出す方法は、広い温度
範囲にわたって基本波と高次オーバートーンもしくは副
振動それぞれを独立に、選択的に、かつ安定に励振させ
ることが必須となり、そのためには水晶振動子の設計や
発振回路のバイアスおよび帰還容量を非常に厳密に決定
することが必要になり、場合によっては発振回路のバイ
アスおよび帰還容量に温度補償をする必要があり、回路
規模が大きく非常に煩雑で作りにくいということなどの
問題点を有していた。
Further, in order to suppress the temperature difference between the temperature sensor and the crystal oscillator, the method of extracting the fundamental wave and the higher-order overtone or the secondary vibration with one crystal oscillator is a method of extracting the fundamental wave and the higher-order wave over a wide temperature range. It is essential to independently, selectively, and stably excite each overtone or sub-vibration. For that purpose, it is necessary to determine the design of the crystal unit and the bias and feedback capacitance of the oscillation circuit very strictly. In some cases, it is necessary to perform temperature compensation on the bias and the feedback capacitance of the oscillation circuit, which has a problem that the circuit scale is large and very complicated and difficult to make.

【0030】また、水晶フィルタでは、周波数−温度特
性の安定度が低いという問題点や、平面的な構成である
ために小型化が困難であるという問題点を有していた。
Further, the crystal filter has a problem that the stability of the frequency-temperature characteristic is low, and that it is difficult to miniaturize because of the planar structure.

【0031】本発明は上記問題点に鑑み、水晶片と水晶
片を接着剤などを介さずに直接接合する方法、共振周波
数−温度特性が従来よりも優れた水晶振動子、Qを高く
する構造が容易に構成できる水晶振動子、単体で任意の
共振周波数と温度特性をもった複数の振動を取り出せる
水晶振動子、発振周波数−温度特性の優れた水晶発振
器、部品点数が少なく小型で、高精度の温度補償が可能
な低価格のアナログ温度補償水晶発振器およびデジタル
温度補償水晶発振器、周波数−温度特性が安定な水晶フ
ィルタおよび小型な水晶フィルタを提供することを目的
とする。
In view of the above problems, the present invention is a method of directly joining a crystal piece and a crystal piece without an adhesive or the like, a crystal resonator having a resonance frequency-temperature characteristic superior to that of the conventional one, and a structure for increasing Q. Crystal oscillator that can be easily configured, a crystal oscillator that can extract multiple vibrations with arbitrary resonance frequency and temperature characteristics by itself, a crystal oscillator with excellent oscillation frequency-temperature characteristics, small number of parts, small size, high precision It is an object of the present invention to provide a low-cost analog temperature-compensated crystal oscillator and digital temperature-compensated crystal oscillator capable of temperature compensation, a crystal filter having stable frequency-temperature characteristics, and a small crystal filter.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の水晶の直接接合方法は、表面を鏡面研磨
し、洗剤で洗浄したのち、イソプロピルアルコールによ
る洗浄および硫酸と過酸化水素水の混合液による洗浄、
もしくはイソプロピルアルコールを用いた洗浄および乾
燥、もしくはイソプロピルアルコールによる洗浄および
フッ化水素水もしくはフッ化アンモニウム水による洗浄
を行い、次に加熱乾燥を行って、前記表面が平滑平坦
で、かつ水酸基で終端された状態になるように処理した
水晶片同士を介在物なしに接触させて、前記表面の前記
水酸基の間に作用する接着力で接着させたのち、さらに
強い接着力が得られるように水晶結晶が相転移しない温
度範囲内で熱処理したことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for directly joining crystals of the present invention is such that the surfaces are mirror-polished and washed with a detergent, followed by washing with isopropyl alcohol and sulfuric acid and hydrogen peroxide solution. Cleaning with a mixture of
Alternatively, cleaning with isopropyl alcohol and drying, or cleaning with isopropyl alcohol and cleaning with hydrogen fluoride water or ammonium fluoride water, followed by heat drying, the surface is smooth and flat and terminated with hydroxyl groups. After contacting the crystal pieces treated so as to be in a state without inclusions, and by adhering with the adhesive force acting between the hydroxyl groups on the surface, the quartz crystal to obtain a stronger adhesive force It is characterized in that the heat treatment is performed within a temperature range in which no phase transition occurs.

【0033】また、本発明の水晶振動子は、所望の切り
出し角度および所望の厚みを有する少なくとも2枚の水
晶片をそれぞれの結晶軸が所望の角度で交わるように直
接接合した張り合わせ水晶片を介して、励振電極を対向
設置した構成を備えたものである。
Further, the crystal unit of the present invention includes a bonded crystal piece in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that their crystal axes intersect at a desired angle. Then, the excitation electrodes are arranged opposite to each other.

【0034】また、本発明の水晶発振器、アナログ温度
補償水晶発振器およびデジタル温度補償水晶発振器は、
所望の切り出し角度および所望の厚みを有する少なくと
も2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸が所望の角度で交わ
るように直接接合した張り合わせ水晶片を介して、励振
電極を対向設置した構成の水晶振動子を共振素子として
具備したものである。
The crystal oscillator, the analog temperature-compensated crystal oscillator and the digital temperature-compensated crystal oscillator of the present invention are:
A crystal resonator having a structure in which excitation electrodes are installed to face each other through a bonded crystal piece in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that their crystal axes intersect at a desired angle. Is provided as a resonance element.

【0035】また、本発明のデジタル温度補償水晶発振
器は、所望の切り出し角度および所望の厚みを有する少
なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸が所望の角度
で交わるように直接接合して、少なくとも2つの異なる
厚みを有する張り合わせ水晶片を構成し、2組の励振電
極をそれぞれ前記張り合わせ水晶片の所望の厚みを介し
て対向設置して、第1および第2の振動部を一体化した
水晶振動子を備えたものである。
Further, in the digital temperature-compensated crystal oscillator of the present invention, at least two crystal pieces having a desired cut-out angle and a desired thickness are directly bonded so that their crystal axes intersect at a desired angle, and Quartz vibration in which first and second vibrating sections are integrated by constructing laminated crystal pieces having two different thicknesses, and setting two sets of excitation electrodes facing each other through the desired thickness of the laminated crystal pieces. It has a child.

【0036】また、本発明の水晶フィルタは、所望の切
り出し角度および所望の厚みを有する少なくとも2枚の
水晶片をそれぞれの結晶軸が所望の角度で交わるように
直接接合した張り合わせ水晶片を介して、少なくとも2
組の対向電極を形成した構成、もしくは両面に電極を形
成した水晶片と片面に電極を形成した少なくとも1枚の
水晶片を前記水晶片と前記電極とが交互になるように重
ね合わせ、かつ、それぞれの前記水晶片同士を前記電極
の介在しない部分で直接結合した構成を備えたものであ
る。
Further, the crystal filter of the present invention has a laminated crystal piece in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that their crystal axes intersect at a desired angle. , At least 2
A structure in which a pair of opposing electrodes is formed, or at least one crystal piece having electrodes formed on both surfaces and at least one crystal piece having electrodes formed on one surface thereof are superposed so that the crystal pieces and the electrodes alternate, and, The crystal pieces are directly connected to each other at a portion where the electrodes do not intervene.

【0037】[0037]

【作用】本発明は上記の方法によって、平坦で平滑な水
晶表面に結合した水酸基同士の水素結合を介して初期の
接合状態が得られ、これを熱処理することにより水酸基
の脱離反応が生じて、水晶片と水晶片が異物を介さずに
直接接合できる。
According to the present invention, by the above method, an initial bonding state is obtained through hydrogen bonding between hydroxyl groups bonded to a flat and smooth quartz surface, and heat treatment of this causes the elimination reaction of hydroxyl groups to occur. , Crystal pieces can be directly joined without interposing foreign matter.

【0038】また、上記の構成によって、 (1) 直接接合した水晶片が一体となって振動するので、
それぞれの水晶片の共振周波数−温度特性が打ち消しあ
って、温度安定な水晶振動子および水晶フィルタが実現
できる。
Further, according to the above configuration, (1) since the directly bonded quartz pieces vibrate as a unit,
Since the resonance frequency-temperature characteristics of the respective crystal pieces cancel each other out, a temperature stable crystal oscillator and crystal filter can be realized.

【0039】(2) 直接接合によって、簡易かつ短時間
で、振動部の厚みと支持部の厚みが異なる三次元構造を
実現でき、高Qな水晶振動子が実現できる。
(2) By direct bonding, a three-dimensional structure in which the thickness of the vibrating portion and the thickness of the supporting portion are different can be realized easily and in a short time, and a high Q crystal oscillator can be realized.

【0040】(3) 直接接合した水晶片が一体となって振
動するので、任意の共振周波数と温度特性をもった複数
の振動を取り出せる水晶振動子を実現できる。
(3) Since the directly bonded quartz pieces vibrate together, a quartz resonator capable of extracting a plurality of vibrations having an arbitrary resonance frequency and temperature characteristic can be realized.

【0041】(4) 温度安定な水晶振動子を使用できるの
で、周波数−温度特性の優れた水晶発振器が実現でき
る。
(4) Since a temperature stable crystal oscillator can be used, a crystal oscillator having excellent frequency-temperature characteristics can be realized.

【0042】(5) 温度安定な水晶振動子を使用できるの
で、温度補償回路の簡略化,低ビット化,低電流化が実
現でき、小型,高精度で低価格なアナログ温度補償水晶
発振器およびデジタル温度補償水晶発振器が実現でき
る。
(5) Since a temperature stable crystal oscillator can be used, the temperature compensation circuit can be simplified, the number of bits can be reduced, and the current can be reduced. A temperature-compensated crystal oscillator can be realized.

【0043】(6) 温度センサと発振用の水晶振動子を一
体化構成できるので、小型で高精度なデジタル温度補償
水晶発振器が実現できる。
(6) Since the temperature sensor and the crystal oscillator for oscillation can be integrally configured, a compact and highly accurate digital temperature-compensated crystal oscillator can be realized.

【0044】(7) 直接接合により、共振を立体的に結合
させことができ、小型の水晶フィルタが実現できる。
(7) Resonance can be three-dimensionally coupled by direct bonding, and a small crystal filter can be realized.

【0045】[0045]

【実施例】以下、本発明の第1の実施例(請求項1記載
の発明)について、図面を参照しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention (an invention according to claim 1) will be described below with reference to the drawings.

【0046】図1は、本発明の第1の実施例における水
晶の直接接合方法のフローチャートを示したものであ
る。水晶の直接接合手順は、(1)鏡面研磨、(2)洗浄、
(3)乾燥、(4)接触、(5)熱処理の各工程である。
FIG. 1 shows a flow chart of a method for directly bonding quartz according to the first embodiment of the present invention. The direct crystal bonding procedure is (1) mirror polishing, (2) cleaning,
These are (3) drying, (4) contact, and (5) heat treatment.

【0047】以下、図1のフローチャートに沿って詳し
く説明する。
A detailed description will be given below with reference to the flowchart of FIG.

【0048】まず、鏡面研磨工程(1)をして、複数の水
晶片の表面を凹凸が数百オングストローム程度の平滑か
つ平坦な状態にする。
First, the mirror-polishing step (1) is carried out to make the surfaces of the plurality of crystal pieces smooth and flat with irregularities on the order of several hundred angstroms.

【0049】さらに、洗浄工程(2)では、鏡面研磨工程
(1)の際に付着した汚れや研磨粒子などを取り除くため
に、洗剤を用いた湿式スクラブ洗浄およびイソプロピル
アルコールを用いた洗浄を行い、さらに硫酸と過酸化水
素水の混合液を用いて洗浄する。この状態で水晶表面
は、水晶表面原子のダングリングの結合手に水酸基が結
合し、さらにこれら水酸基は周囲の水分子と水素結合し
ている状態である。
Furthermore, in the cleaning step (2), a mirror polishing step
In order to remove dirt and abrasive particles attached in (1), perform wet scrubbing with a detergent and isopropyl alcohol, and then with a mixture of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution. . In this state, the crystal surface is in a state in which hydroxyl groups are bonded to the dangling bonds of the crystal surface atoms, and these hydroxyl groups are hydrogen-bonded to surrounding water molecules.

【0050】次に乾燥工程(3)において、水晶片の表面
に水素結合している水分子を取り除くために、埃などの
異物が付着しない環境で加熱乾燥する。例えば、300℃
で1時間保持する。ここまでの手順が終了した水晶片の
表面は、水晶片の表面原子とダングリング結合した水酸
基で終端されている。
Next, in the drying step (3), in order to remove water molecules that are hydrogen-bonded to the surface of the crystal piece, the crystal piece is heated and dried in an environment where foreign matters such as dust do not adhere. For example, 300 ℃
Hold for 1 hour. The surface of the crystal piece on which the procedure up to this point has been completed is terminated with a hydroxyl group that is dangling-bonded to the surface atoms of the crystal piece.

【0051】次に接触工程(4)において、上述のような
表面状態の水晶片同士を接触させると、接触面におい
て、片方の水晶片の表面に結合している水酸基とそれと
対向する水晶片の表面に結合している水酸基とが互いに
水素結合し、この水素結合によって接着剤などの介在物
なしに水晶片同士の初期の弱い接合状態が得られる。
Next, in the contacting step (4), when the crystal pieces having the above-mentioned surface state are brought into contact with each other, the hydroxyl groups bonded to the surface of one of the crystal pieces and the crystal piece facing the hydroxyl group are contacted at the contact surface. The hydroxyl groups bonded to the surface are hydrogen-bonded to each other, and by this hydrogen bond, an initial weak bonding state between the crystal pieces can be obtained without inclusions such as an adhesive.

【0052】さらに熱処理工程(5)において、機械的お
よび電気的な特性を向上させる目的で、互いに初期の接
合をした水晶片同士を、水晶結晶が相転移しない温度範
囲内で熱処理を行う。例えば、大気圧下では500℃で行
えばよい。熱処理により、水晶片同士の初期の接合に寄
与していた水酸基は脱水縮合し、一部は水晶片の接合界
面を通って外部に放出し、一部は水晶結晶中に拡散する
などして水晶片同士が強固に直接接合する。
Further, in the heat treatment step (5), for the purpose of improving the mechanical and electrical characteristics, the crystal pieces initially bonded to each other are heat-treated within a temperature range in which the crystal crystals do not undergo phase transition. For example, it may be performed at 500 ° C. under atmospheric pressure. Due to the heat treatment, the hydroxyl groups that contributed to the initial bonding of the crystal pieces are dehydrated and condensed, some are released to the outside through the bonding interface of the crystal pieces, and some are diffused into the crystal, for example. The pieces are firmly joined directly.

【0053】なお、水晶片を接触させる前に乾燥の工程
を取り入れて水分子を取り除くのは、後の熱処理の工程
で水分子が脱離反応を起こしてガス化することを防い
で、より良好な直接接合状態が得られ、水晶の直接接合
の歩留まりを向上させるためである。
It should be noted that removing the water molecules by introducing a drying step before contacting the quartz pieces prevents the water molecules from undergoing a desorption reaction and gasification in the subsequent heat treatment step, which is better. This is because such a direct bonded state can be obtained and the yield of the direct bonded quartz is improved.

【0054】以上のように、本第1の実施例によれば、
機械的に強固に水晶片同士を直接接合することができ
る。さらに、直接接合した水晶片に弾性振動を電気的に
励振させたとき、直接接合界面において弾性振動は連続
的に伝搬し、直接接合した水晶片は一体となって弾性振
動をする。例えば、厚みすべり振動モードの共振周波数
が(数1)で表される水晶片を2枚直接接合した場合の共
振周波数は、(数2)で表すことができ、同一の水晶片を
直接接合すれば、2枚の水晶片を合わせた厚みをもつ1
枚の水晶片と同じ共振周波数をもつことになる。
As described above, according to the first embodiment,
The crystal pieces can be mechanically and firmly bonded directly to each other. Furthermore, when elastic vibration is electrically excited to the directly bonded crystal piece, the elastic vibration continuously propagates at the direct bonding interface, and the directly bonded crystal piece integrally performs elastic vibration. For example, the resonance frequency in the case of directly bonding two crystal pieces whose resonance frequency in the thickness shear vibration mode is represented by (Equation 1) can be represented by (Equation 2), and the same crystal piece can be directly joined. For example, 1 with a total thickness of two crystal pieces
It will have the same resonance frequency as one piece of crystal.

【0055】[0055]

【数1】 [Equation 1]

【0056】ただし、tn:水晶片nの厚み Cn:水晶片nの弾性定数 ρ :水晶の密度 n :1,2However, t n : thickness of the crystal piece n C n : elastic constant of the crystal piece n ρ: density of the crystal n: 1, 2

【0057】[0057]

【数2】 [Equation 2]

【0058】ただし、m:直接接合した水晶片の番号ま
た、直接接合界面は弾性振動を妨げる要因とはならない
ので、直接接合した水晶片のQは劣化しない。
However, m is the number of the directly bonded crystal piece, and since the direct bonding interface does not hinder the elastic vibration, the Q of the directly bonded crystal piece does not deteriorate.

【0059】以下、本発明の第2の実施例(請求項2記
載の発明)について、図面を参照しながら説明する。
A second embodiment of the present invention (an invention according to claim 2) will be described below with reference to the drawings.

【0060】図2は、本発明の第2の実施例における水
晶の直接接合方法のフローチャートを示したものであ
る。水晶の直接接合手段は、(1)鏡面研磨、(2)洗浄、
(3)乾燥、(4)接触、(5)熱処理の各工程である。
FIG. 2 shows a flow chart of a direct bonding method for quartz in the second embodiment of the present invention. Direct crystal bonding means are (1) mirror polishing, (2) cleaning,
These are (3) drying, (4) contact, and (5) heat treatment.

【0061】本発明の第2の実施例の基本的な手順(工
程(1)ないし(5))および効果については本発明の第1の
実施例の場合と同様であるが、本発明の第2に実施例に
おいては、洗浄工程(2)において、加熱乾燥工程(3)の前
の予備乾燥としてイソプロピルアルコールを用いた乾燥
を用いることにより、洗浄後に水晶表面に付着する埃な
どの異物を少なくすることができる。
The basic procedure (steps (1) to (5)) and effects of the second embodiment of the present invention are similar to those of the first embodiment of the present invention, but the first embodiment of the present invention is the same. In the second embodiment, in the washing step (2), by using the drying using isopropyl alcohol as the preliminary drying before the heating and drying step (3), foreign matters such as dust adhering to the crystal surface after washing can be reduced. can do.

【0062】以下、本発明の第3の実施例(請求項3記
載の発明)について、図面を参照しながら説明する。
A third embodiment of the present invention (an invention according to claim 3) will be described below with reference to the drawings.

【0063】図3は、本発明の第3の実施例における水
晶の直接接合方法のフローチャートを示したものであ
る。水晶の直接接合手段は、(1)鏡面研磨、(2)洗浄、
(3)乾燥、(4)接触、(5)熱処理の各工程である。
FIG. 3 shows a flow chart of a method for directly joining crystals according to the third embodiment of the present invention. Direct crystal bonding means are (1) mirror polishing, (2) cleaning,
These are (3) drying, (4) contact, and (5) heat treatment.

【0064】本発明の第3の実施例の基本的な手順およ
び効果については本発明の第1の実施例の場合と同様で
あるが、本発明の第3の実施例においては、洗浄工程
(2)において、フッ化水素水もしくはフッ化アンモニウ
ム水による洗浄を行うことにより、水晶表面を化学的に
研磨処理することが可能となり、より清浄な表面を得る
ことができる。
The basic procedure and effects of the third embodiment of the present invention are the same as those of the first embodiment of the present invention, but in the third embodiment of the present invention, the cleaning step is performed.
In (2), by cleaning with hydrogen fluoride water or ammonium fluoride water, the crystal surface can be chemically polished, and a cleaner surface can be obtained.

【0065】なお、本発明の前記第1,第2および第3
の各実施例において、加熱乾燥の代わりに乾燥した雰囲
気中で長時間保持する工程を用いてもよい。
The first, second and third aspects of the present invention
In each of the examples, a step of holding for a long time in a dry atmosphere may be used instead of the heat drying.

【0066】以下、本発明の第4および第5の各実施例
(請求項4記載の発明)について図面を参照しながら説明
する。
Hereinafter, fourth and fifth embodiments of the present invention will be described.
(Invention of Claim 4) will be described with reference to the drawings.

【0067】図4は本発明の第4の実施例における水晶
振動子を示すものであり、(a)は側面図、(b)は(a)を上
からみた平面図、(c)は張り合わせた水晶片の共振周波
数−温度特性の一例図である。図4(a),(b)において、
101および102は水晶片、103は励振電極であり、104は張
り合わせ水晶片である。Pは水晶片101および102両方の
板面の法線であり、X1,Y1およびZ1は水晶片101の結
晶軸、X2,Y2およびZ2は水晶片102の結晶軸であり、
θはPとZ1のなす角度、φはPとZ2のなす角度であ
る。
FIG. 4 shows a crystal resonator according to a fourth embodiment of the present invention. (A) is a side view, (b) is a plan view of (a) from above, and (c) is a laminated view. It is an example figure of the resonance frequency-temperature characteristic of the crystal piece. 4 (a) and (b),
101 and 102 are crystal pieces, 103 is an excitation electrode, and 104 is a laminated crystal piece. P is the normal to the plate surfaces of both the crystal pieces 101 and 102, X 1 , Y 1 and Z 1 are the crystal axes of the crystal piece 101, and X 2 , Y 2 and Z 2 are the crystal axes of the crystal piece 102. ,
θ is the angle formed by P and Z 1 , and φ is the angle formed by P and Z 2 .

【0068】水晶片101と102は、X1とX2が一致するよ
うに前記第1ないし第3の実施例による直接接合方法に
より直接接合して一体となり、張り合わせ水晶片104と
なっている。また、励振電極103は張り合わせ水晶片104
を介して対向設置されている。
The crystal pieces 101 and 102 are directly joined and integrated by the direct joining method according to the first to third embodiments so that X 1 and X 2 coincide with each other to form a bonded crystal piece 104. In addition, the excitation electrode 103 is a laminated crystal piece 104.
Are installed opposite to each other.

【0069】以上のように構成された水晶振動子につい
て、以下その動作を説明する。
The operation of the crystal resonator having the above structure will be described below.

【0070】水晶片101および102は励振電極103に電界
(P方向の電界)が加えられると、厚みすべり歪を生じ、
それぞれの共振周波数f1とf2はそれぞれの厚みと弾性
定数を用いて(数1)で表される。
The crystal pieces 101 and 102 apply an electric field to the excitation electrode 103.
When (electric field in P direction) is applied, thickness slip strain occurs,
Resonance frequencies f 1 and f 2 are represented by (Equation 1) using respective thicknesses and elastic constants.

【0071】また、水晶片101と102は直接接合されてい
るので、接合面において弾性振動が連続しており、この
とき張り合わせ水晶片104の共振周波数fは(数2)で表
される。したがって、張り合わせ水晶片104の温度特性
は、水晶片101および102の共振周波数−温度特性(すな
わち、切り出し角度θおよびφ)および厚みの比で決定
される。例えば、水晶片101と水晶片102の厚みの比を
5:1とし、θおよびφをそれぞれ55.01゜(ATカッ
ト)および145.00゜(BTカット)とすれば、図4(c)に示
すように10〜80℃の温度範囲(横軸)において、その周波
数偏差量(縦軸)は、±1.0ppmの周波数安定度が得られ
る。
Further, since the quartz pieces 101 and 102 are directly joined, elastic vibration is continuous at the joining surface, and at this time, the resonance frequency f of the laminated quartz piece 104 is expressed by (Equation 2). Therefore, the temperature characteristic of the bonded crystal piece 104 is determined by the resonance frequency-temperature characteristic (that is, the cutting angles θ and φ) of the crystal pieces 101 and 102 and the thickness ratio. For example, if the thickness ratio of the crystal piece 101 and the crystal piece 102 is 5: 1 and θ and φ are 55.01 ° (AT cut) and 145.00 ° (BT cut), respectively, as shown in FIG. 4 (c). In the temperature range of 10 to 80 ° C. (horizontal axis), the frequency deviation amount (vertical axis) has a frequency stability of ± 1.0 ppm.

【0072】以上のように本実施例によれば、所望の切
り出し角度と所望の厚みを有する2つの水晶片を、所望
の結晶軸関係となるように直接接合した張り合わせ水晶
片を介して励振電極を対向設置しているので、それぞれ
の水晶片がもつ共振周波数−温度特性が互いに打ち消し
あって、図4(c)に示すように、広い温度範囲にわたっ
て共振周波数の安定な水晶振動子を実現できる。
As described above, according to this embodiment, the excitation electrode is formed through the bonded crystal piece in which two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so as to have a desired crystal axis relationship. , The resonance frequency-temperature characteristics of the crystal pieces cancel each other out, and as shown in FIG. 4 (c), it is possible to realize a crystal resonator with a stable resonance frequency over a wide temperature range. .

【0073】以下、本発明の第5の実施例について図面
を参照しながら説明する。
The fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0074】図5は本発明の第5の実施例における水晶
振動子を示すものであり、(a)は側面図、(b)は(a)を上
から見た平面図である。図5において、111,112および
113は水晶片、114は励振電極であり、115は張り合わせ
水晶片である。Pは水晶片111,112および113全ての板
面の法線である。また、X1,Y1およびZ1は水晶片111
の結晶軸、X2,Y2およびZ2は水晶片112の結晶軸、X
3,Y3およびZ3は水晶片113の結晶軸であり、θ,φお
よびξはそれぞれPとZ1,PとZ2およびPとZ3のな
す角度である。水晶片111,112および113はX1,X2
よびX3とが一致するように直接接合して一体となり、
張り合わせ水晶片115となっている。また、励振電極114
は、張り合わせ水晶片115を介して対向設置されてい
る。
5A and 5B show a crystal resonator according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a side view and FIG. 5B is a plan view of FIG. In FIG. 5, 111, 112 and
Reference numeral 113 is a crystal piece, 114 is an excitation electrode, and 115 is a bonded crystal piece. P is a normal to the plate surfaces of all the crystal pieces 111, 112 and 113. Further, X 1 , Y 1 and Z 1 are crystal pieces 111
X 2 , Y 2 and Z 2 are the crystal axes of the quartz piece 112,
3 , Y 3 and Z 3 are crystal axes of the crystal piece 113, and θ, φ and ξ are angles formed by P and Z 1 , P and Z 2 and P and Z 3 , respectively. The crystal pieces 111, 112 and 113 are directly joined and integrated so that X 1 , X 2 and X 3 coincide with each other,
It is a laminated crystal piece 115. Also, the excitation electrode 114
Are installed opposite to each other with a laminated crystal piece 115 interposed therebetween.

【0075】以上のように構成された水晶振動子の共振
周波数−温度特性は、第4の実施例と同様に水晶片11
1,112および113の厚みの比とそれぞれの切り出し角度
θ,φおよびξによって、所望のものとすることができ
る。また、第4の実施例に比べて、3枚の水晶片を直接
接合して張り合わせ水晶片を形成した場合には、より安
定度の高い共振周波数−温度特性をもつ張り合わせ水晶
振動子を実現できる。
The resonance frequency-temperature characteristic of the crystal unit constructed as described above is similar to that of the fourth embodiment.
Depending on the thickness ratio of 1, 112 and 113 and the respective cutting angles θ, φ and ξ, it can be made as desired. Further, compared with the fourth embodiment, when three crystal pieces are directly joined to form a bonded crystal piece, a bonded crystal resonator having a resonance frequency-temperature characteristic with higher stability can be realized. .

【0076】以下、本発明の第6ないし第10の各実施例
(請求項5記載の発明)について図面を参照しながら説明
する。
The sixth to tenth embodiments of the present invention will be described below.
(Invention of Claim 5) will be described with reference to the drawings.

【0077】図6は本発明の第6の実施例における水晶
振動子を示すものであり、(a)は側面図、(b)は(a)を上
から見た平面図である。図6において、121および122は
水晶片、123は励振電極であり、124は張り合わせ水晶片
である。水晶片121および122はそれぞれの片面は中央部
が厚く、端部に向かうにつれて薄く加工(コンベックス
加工)されている。水晶片121と122は第4の実施例(図
4)で示したような結晶軸関係および厚みの比で、コン
ベックス加工されていない側で直接接合して一体とな
り、張り合わせ水晶片124となっている。また、励振電
極123は、張り合わせ水晶片124を介して対向設置されて
いる。
6A and 6B show a crystal resonator according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 6A is a side view, and FIG. 6B is a plan view of FIG. In FIG. 6, 121 and 122 are crystal pieces, 123 is an excitation electrode, and 124 is a bonded crystal piece. Each of the crystal pieces 121 and 122 has a thick central portion on one side, and is processed (convex processing) toward the end portions. The crystal pieces 121 and 122 have a crystal axis relationship and a thickness ratio as shown in the fourth embodiment (FIG. 4), and are directly bonded and integrated on the side not subjected to the convex processing to form a bonded crystal piece 124. There is. In addition, the excitation electrodes 123 are installed opposite to each other with the bonded crystal piece 124 interposed therebetween.

【0078】以上のような構成にすれば、第4の実施例
と同様に、広い温度範囲にわたって共振周波数を安定に
保つことができると同時に、張り合わせ水晶片124の中
央部が厚く端部に向かうにつれて薄くなっているので弾
性振動を中央部に閉じ込める効果が得られ、高Qな水晶
振動子を実現できる。
With the above-described structure, the resonance frequency can be stably maintained over a wide temperature range, and at the same time, the central portion of the bonded crystal piece 124 is thick and goes toward the end portion, as in the fourth embodiment. Since the thickness becomes thinner as a result, the effect of confining elastic vibration in the central portion can be obtained, and a high Q crystal resonator can be realized.

【0079】なお、本実施例において、水晶片121およ
び122は両面コンベックス加工もしくは片面または両面
の端部の角を落とした加工(ベベル加工)をした水晶片を
用いても同様の結果が得られる。
In the present embodiment, the same results can be obtained by using the quartz pieces 121 and 122 which have been subjected to a double-sided convex processing or a processing (beveling) in which one end or both end portions have corners dropped. .

【0080】なお、本発明の前述した第4,第5および
第6の各実施例において、張り合わせ水晶片を構成する
ために直接接合する水晶片の切り出し角度,厚み,枚数
および互いの結晶軸の関係には一切の限定はなく、張り
合わせ水晶片が所望の共振周波数−温度特性をもつよう
に設定することができる。
In each of the above-mentioned fourth, fifth and sixth embodiments of the present invention, the cutting angle, thickness, number and the crystal axes of the crystal pieces to be directly bonded to each other to form the bonded crystal piece are set. The relationship is not limited in any way, and the laminated crystal piece can be set so as to have a desired resonance frequency-temperature characteristic.

【0081】また、厚みすべり振動以外の振動モードに
おいても、本発明の第4および第5の実施例で示したよ
うな張り合わせ水晶片を用いて、所望の温度特性を実現
することができる。
Also in the vibration modes other than the thickness shear vibration, the desired temperature characteristics can be realized by using the laminated crystal piece as shown in the fourth and fifth embodiments of the present invention.

【0082】以下、本発明の第7から第10の実施例につ
いて図面を参照しながら説明する。
The seventh to tenth embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0083】図7から図10は、それぞれ本発明の第7か
ら第10の実施例における水晶振動子を示すものであり、
各図において(a)は側面図、(b)は(a)を上から見た平面
図である。
FIGS. 7 to 10 show crystal oscillators according to the seventh to tenth embodiments of the present invention, respectively.
In each figure, (a) is a side view and (b) is a plan view of (a) as seen from above.

【0084】図7の第7の実施例において、131および1
32は水晶片、133は励振電極、134および135は支持部、1
36は振動部であり、137は張り合わせ水晶片である。水
晶片131と132は、振動部136において直接接合して一体
となり、張り合わせ水晶片137となっている。また、励
振電極133は、振動部136を介して対向設置されている。
In the seventh embodiment of FIG. 7, 131 and 1
32 is a crystal piece, 133 is an excitation electrode, 134 and 135 are supporting portions, 1
36 is a vibrating part, and 137 is a laminated crystal piece. The crystal pieces 131 and 132 are directly bonded and integrated in the vibrating portion 136 to form a bonded crystal piece 137. Further, the excitation electrodes 133 are installed opposite to each other via the vibrating section 136.

【0085】図8の第8の実施例において、141は水晶
片、142は水晶片141よりも大きい水晶片、143は励振電
極、144および145は支持部、146は振動部であり、147は
張り合わせ水晶片である。水晶片141と142はそれぞれの
中心がほぼ一致するように直接接合して一体となり、張
り合わせ水晶片147となっている。また、励振電極143
は、振動部146を介して対向設置されている。
In the eighth embodiment of FIG. 8, 141 is a crystal piece, 142 is a crystal piece larger than the crystal piece 141, 143 is an excitation electrode, 144 and 145 are support portions, 146 is a vibrating portion, and 147 is It is a laminated crystal piece. The crystal pieces 141 and 142 are directly bonded and integrated so that the centers of the crystal pieces 141 and 142 are substantially coincident with each other to form a bonded crystal piece 147. Also, the excitation electrode 143
Are installed opposite to each other via the vibrating section 146.

【0086】図9の第9の実施例において、151,152お
よび153は水晶片、154は励振電極、155および156は支持
部、157は振動部であり、158は張り合わせ水晶片であ
る。水晶片152と153は水晶片151より小さく、図9に示
す接合順序で、それぞれの中心がほぼ一致するように直
接接合して一体となり、張り合わせ水晶片158となって
いる。また、励振電極154は、振動部157を介して対向設
置されている。
In the ninth embodiment of FIG. 9, 151, 152 and 153 are crystal pieces, 154 are excitation electrodes, 155 and 156 are support parts, 157 is a vibrating part, and 158 is a bonded crystal piece. The crystal pieces 152 and 153 are smaller than the crystal piece 151, and are directly bonded and integrated into a bonded crystal piece 158 in the order of bonding shown in FIG. Further, the excitation electrodes 154 are installed opposite to each other via the vibrating section 157.

【0087】図10の第10の実施例において、161,162お
よび163は水晶片、164は励振電極、165および166は支持
部、167は振動部であり、168は張り合わせ水晶片であ
る。水晶片161,162および163は、図10に示す接合順序
で直接接合して一体となり、張り合わせ水晶片168とな
っている。また、励振電極164は、振動部167を介して対
向設置されている。
In the tenth embodiment of FIG. 10, 161, 162 and 163 are crystal pieces, 164 are excitation electrodes, 165 and 166 are support parts, 167 is a vibrating part, and 168 is a bonded crystal piece. The crystal pieces 161, 162, and 163 are directly bonded and integrated into a bonded crystal piece 168 in the bonding order shown in FIG. Further, the excitation electrodes 164 are installed so as to face each other via the vibrating section 167.

【0088】以上のように構成された第7から第10の各
実施例では、励振電極に電界が加えられると振動部は厚
みすべり歪を生じ、(数1)および(数2)に示すように振
動部の共振周波数はそれぞれの水晶片の厚みおよび弾性
定数によって決まる。振動部に発生した弾性振動は、支
持部を通って張り合わせ水晶片の端部まで伝達しようと
するが、支持部の厚みが振動部より薄く構成されている
ので、弾性振動は支持部では急激に減衰する。
In each of the seventh to tenth embodiments configured as described above, when an electric field is applied to the excitation electrode, the vibrating portion causes thickness slip strain, and as shown in (Equation 1) and (Equation 2), In addition, the resonance frequency of the vibrating part is determined by the thickness and elastic constant of each crystal piece. The elastic vibration generated in the vibrating part tries to be transmitted to the end of the bonded crystal piece through the supporting part, but since the thickness of the supporting part is thinner than that of the vibrating part, the elastic vibration is sharp in the supporting part. Decay.

【0089】以上のように、第7から第10の各実施例に
よれば、少なくとも2枚の水晶片を直接接合して中央部
の厚い張り合わせ水晶片を構成し、前記中央部の厚い部
分を介して励振電極を設置しているので、弾性振動を閉
じ込めることができ、高Qの水晶振動子を容易に実現す
ることができる。
As described above, according to each of the seventh to tenth embodiments, at least two crystal pieces are directly joined to form a thick bonded crystal piece in the central portion, and the thick portion in the central portion is Since the excitation electrode is installed via the elastic electrode, elastic vibration can be confined, and a high-Q crystal oscillator can be easily realized.

【0090】以下、本発明の第11の実施例(請求項6記
載の発明)について図面を参照しながら説明する。
The eleventh embodiment of the present invention (the invention according to claim 6) will be described below with reference to the drawings.

【0091】図11は本発明の第11の実施例における水晶
振動子を示すものであり、(a)は側面図、(b)は(a)を上
から見た平面図である。図11において、171は中央部に
穴171aのあいた水晶片、172は水晶片、173は励振電極
であり、174は張り合わせ水晶片である。水晶片171と17
2は直接接合して一体となり、張り合わせ水晶片174を構
成している。また、励振電極173は、中央部の水晶片171
と172が張り合わされていない振動部177で水晶片172を
介して対向設置されている。また、水晶片171および172
が直接接合している領域において支持部175および176が
形成されている。
11A and 11B show a crystal resonator according to an eleventh embodiment of the present invention. FIG. 11A is a side view and FIG. 11B is a plan view of FIG. In FIG. 11, 171 is a crystal piece having a hole 171a in the center, 172 is a crystal piece, 173 is an excitation electrode, and 174 is a bonded crystal piece. Crystal pieces 171 and 17
The two are directly joined and integrated to form a laminated crystal piece 174. In addition, the excitation electrode 173 is the crystal piece 171 in the central portion.
And 172 are not attached to each other, and are opposed to each other via the crystal piece 172 in the vibrating portion 177. Also, crystal pieces 171 and 172
The supporting portions 175 and 176 are formed in the region where they are directly joined.

【0092】以上のように構成された本第11の実施例で
は、励振電極173に電界が加えられると水晶片172は厚み
すべり歪を生じ、(数1)および(数2)に示すように振動
部の共振周波数は厚みおよび弾性定数によって決まる。
振動部177に発生した弾性振動は張り合わせ水晶片174の
端部まで伝達しようとするが、振動部177よりも支持部1
75および176の厚みが厚く、つまり、中央部の厚みが周
辺部よりも薄い張り合わせ水晶片で構成されているの
で、弾性振動を振動部177に閉じ込めることができる。
In the eleventh embodiment constructed as described above, when an electric field is applied to the excitation electrode 173, the crystal blank 172 causes thickness shear strain, and as shown in (Equation 1) and (Equation 2), The resonance frequency of the vibrating part is determined by the thickness and elastic constant.
The elastic vibration generated in the vibrating portion 177 tries to be transmitted to the end portion of the laminated crystal piece 174, but the supporting portion 1 is larger than the vibrating portion 177.
Since the thickness of 75 and 176 is large, that is, the central portion is made of a laminated crystal piece having a smaller thickness than the peripheral portion, elastic vibration can be trapped in the vibrating portion 177.

【0093】以上のように、本第11の実施例によれば、
少なくとも2枚の水晶片を直接接合して中央部の薄い張
り合わせの水晶片を構成し、前記中央部の薄い部分を介
して励振電極を設置しているので、弾性振動を閉じ込め
ることができ、高Qの水晶振動子を容易に実現すること
ができる。
As described above, according to the 11th embodiment,
Since at least two crystal pieces are directly bonded to each other to form a thin crystal piece in the central portion and the excitation electrode is installed through the thin portion in the central portion, elastic vibration can be confined and high. A Q crystal unit can be easily realized.

【0094】なお、本発明の前記第7,第8,第9,第
10および第11の各実施例において、直接接合する水晶片
の枚数および厚みについての限定は一切なく、振動部の
厚みが支持部の厚みよりも厚く、もしくは薄く構成され
ていれば同様の効果を得ることができる。
The seventh, eighth, ninth and ninth aspects of the present invention are as follows.
In each of the 10th and 11th embodiments, there is no limitation on the number and thickness of the crystal pieces to be directly bonded, and the same effect can be obtained if the thickness of the vibrating portion is thicker or thinner than the thickness of the supporting portion. Obtainable.

【0095】また、本発明の前記第7,第8,第10およ
び第11の各実施例において、例えば本発明の前記第4,
第5および第6の各実施例で示したような切り出し角度
および厚みの水晶片を、また結晶軸関係で直接接合して
振動部を構成すれば、共振周波数−温度特性が安定で、
かつ高Qな水晶振動子を実現することができる。
In each of the seventh, eighth, tenth and eleventh embodiments of the present invention, for example, the fourth and fourth embodiments of the present invention are used.
Resonance frequency-temperature characteristics are stable if the crystal pieces having the cutting angles and the thicknesses as shown in the fifth and sixth embodiments are directly joined in the crystal axis relationship to form the vibrating section.
In addition, a crystal oscillator with high Q can be realized.

【0096】また、本発明の前記第7,第8,第9,第
10および第11の各実施例において振動部および支持部の
形状についての限定は一切なく、水晶片の形状も本発明
の実施例で示した円板形状にこだわることなく、角板形
状など任意の形状を用いることができる。
The seventh, eighth, ninth and ninth aspects of the present invention are also
There is no limitation on the shapes of the vibrating portion and the supporting portion in each of the 10th and 11th embodiments, and the shape of the crystal piece is not limited to the disc shape shown in the embodiment of the present invention, and any shape such as a square plate shape Shapes can be used.

【0097】また、本発明の前記第4,第5,第6,第
7,第8,第9,第10および第11の各実施例において、
水晶片に本発明の第6の実施例(図6)で示したような両
面または片面のコンベックス加工またはベベル加工を施
した水晶片を用いてもよいし、コンベックス加工(水晶
片の中央部が周辺部に比べて厚く加工)もしくは、ベベ
ル加工(水晶片の片面または両面の角を落とした加工)し
た水晶片と平板の水晶片を組み合わせてもよい。
In each of the fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth and eleventh embodiments of the present invention,
The crystal piece may be a crystal piece having a double-sided or single-sided convex or beveled surface as shown in the sixth embodiment of the present invention (FIG. 6), or a convex piece (the central portion of the crystal piece is It is also possible to combine a crystal piece that has been processed thicker than the peripheral portion) or beveled (processing in which one or both sides of the crystal piece has been cut) with a flat crystal piece.

【0098】以下、本発明の第12,第13および第14の各
実施例(請求項7記載の発明)について、図面を参照しな
がら説明する。
The twelfth, thirteenth and fourteenth embodiments of the present invention (the invention according to claim 7) will be described below with reference to the drawings.

【0099】図12,図13および図14は、それぞれ本発明
の第12,第13および第14の各実施例における水晶振動子
の構造を示す側面図である。
FIGS. 12, 13 and 14 are side views showing the structure of the crystal unit in the twelfth, thirteenth and fourteenth embodiments of the present invention, respectively.

【0100】図12の第12の実施例において、181および1
82は異なる厚みの水晶片、183は直接接合部、184および
185は励振電極であり、186は張り合わせ水晶片である。
水晶片181および182は互いに直接接合して一体となり、
張り合わせ水晶片186を形成している。張り合わせ水晶
片186は水晶片181と182を組み合わせた厚みの直接接合
部183と水晶片181だけの厚みの部分(図中、左側の励振
電極185の部分)を有している。励振電極184は直接接合
部183を介して対向設置されており、励振電極185は水晶
片181を介して対向設置されている。
In the twelfth embodiment of FIG. 12, 181 and 1
82 is a quartz piece of different thickness, 183 is a direct joint, 184 and
Reference numeral 185 is an excitation electrode, and 186 is a laminated crystal piece.
The crystal pieces 181 and 182 are directly bonded to each other to become one,
A laminated crystal piece 186 is formed. The bonded crystal piece 186 has a direct bonding portion 183 having a thickness obtained by combining the crystal pieces 181 and 182 and a portion having the thickness of only the crystal piece 181 (the portion of the excitation electrode 185 on the left side in the drawing). The excitation electrodes 184 are installed opposite to each other via the direct bonding portion 183, and the excitation electrodes 185 are installed opposite to each other via the crystal piece 181.

【0101】また、図13の第13の実施例において、19
1,192および193は、それぞれ異なる厚みの水晶片、194
は直接接合部、195および196は励振電極であり、197は
張り合わせ水晶片である。水晶片191,192および193は
互いに直接接合して一体となり、張り合わせ水晶片197
を形成している。張り合わせ水晶片197は、水晶片191,
192および193を合わせた厚みの直接接合部194と水晶片1
91だけの厚みの部分(図中、左側の励振電極195の部分)
を有している。励振電極196は直接接合部194を介して対
向設置されており、励振電極195は水晶片191を介して対
向設置されている。
In the thirteenth embodiment shown in FIG. 13, 19
1,192 and 193 are crystal pieces of different thickness, 194
Is a direct joint portion, 195 and 196 are excitation electrodes, and 197 is a bonded quartz piece. The crystal pieces 191, 192, and 193 are directly bonded to each other to become one body, and the crystal piece 197 is attached.
Is formed. The bonded crystal piece 197 is a crystal piece 191,
192 and 193 combined thickness direct joint 194 and quartz piece 1
Thickness of only 91 (Excitation electrode 195 on the left side in the figure)
have. The excitation electrodes 196 are installed opposite to each other via the direct bonding portion 194, and the excitation electrodes 195 are installed opposite to each other via the crystal piece 191.

【0102】以上のように構成された第12および第13の
各実施例では、励振電極に電界が加えられると、厚みす
べり歪を生じ、励振電極185および195間の水晶片は(数
1)で表される共振周波数で振動する。また、直接接合
部は第4の実施例(図4)で説明したように(数2)で表さ
れる共振周波数で振動する。
In each of the twelfth and thirteenth embodiments configured as described above, when an electric field is applied to the excitation electrode, a thickness slip strain occurs, and the crystal piece between the excitation electrodes 185 and 195 is (Equation 1). It vibrates at the resonance frequency represented by. Further, the direct joint portion vibrates at the resonance frequency represented by (Equation 2) as described in the fourth embodiment (FIG. 4).

【0103】以上のように第12および第13の各実施例に
よれば、それぞれ2枚または3枚の水晶片を直接接合し
て2つの厚みを有する張り合わせ水晶片186,197を構成
し、それぞれの厚みを介して2組の励振電極を対向設置
しているので、任意の2つの共振周波数をもった水晶振
動子を容易に実現することができる。
As described above, according to the twelfth and thirteenth embodiments, two or three crystal pieces are directly joined to form bonded crystal pieces 186 and 197 having two thicknesses, respectively. Since two sets of excitation electrodes are installed opposite to each other through the thickness of, the crystal resonator having any two resonance frequencies can be easily realized.

【0104】図14は本発明の第14の実施例における水晶
振動子の構成を示す側面図である。図14において、201
および202は厚さの異なる水晶片、203は直接接合部、20
4,205および206は励振電極であり、207は張り合わせ水
晶片である。水晶片201および202は互いに直接接合して
一体となり、張り合わせ水晶片207を形成している。張
り合わせ水晶片207は、水晶片201および202を合わせた
厚みの直接接合部203と、水晶片201および202だけの厚
みの部分(図中、左側と右側の励振電極205,206の部分)
を有している。励振電極204は直接接合部203を介して対
向設置されており、励振電極205および206はそれぞれ水
晶片201および202を介して対向設置されている。
FIG. 14 is a side view showing the structure of the crystal unit in the fourteenth embodiment of the present invention. In FIG. 14, 201
And 202 are crystal pieces of different thickness, 203 is a direct joint, 20
4, 205 and 206 are excitation electrodes, and 207 is a laminated crystal piece. The crystal pieces 201 and 202 are directly bonded to each other and integrated to form a bonded crystal piece 207. The bonded crystal piece 207 includes a direct joint portion 203 having a thickness obtained by combining the crystal pieces 201 and 202, and a portion having a thickness of only the crystal pieces 201 and 202 (the left and right excitation electrodes 205 and 206 in the figure).
have. The excitation electrodes 204 are installed opposite to each other via the direct joint portion 203, and the excitation electrodes 205 and 206 are installed opposite to each other via the crystal pieces 201 and 202, respectively.

【0105】以上のように本実施例によれば、前記第12
および第13の各実施例と同様にして、任意の3つの共振
周波数をもった水晶振動子を実現することができる。
As described above, according to this embodiment, the 12th
And, similarly to each of the thirteenth embodiments, it is possible to realize a crystal resonator having arbitrary three resonance frequencies.

【0106】また、前記図12,図13および図14に示す第
12,第13および第14の各実施例において、水晶片181,1
91および201,202は、張り合わせ水晶片186,197および
207と同様な直接接合した張り合わせ水晶片で構成して
もよく、前記と同様に任意の3つの共振周波数をもった
水晶振動子を実現することができる。
In addition, the number shown in FIG. 12, FIG. 13 and FIG.
In the twelfth, thirteenth and fourteenth embodiments, crystal pieces 181, 1
91 and 201, 202 are laminated crystal pieces 186, 197 and
It may be composed of directly bonded crystal pieces similar to 207, and a crystal resonator having any of three resonance frequencies can be realized as described above.

【0107】以下、本発明の第15,第16および第17の各
実施例(請求項8記載の発明)について図面を参照しなが
ら説明する。
The fifteenth, sixteenth and seventeenth embodiments of the present invention (the invention according to claim 8) will be described below with reference to the drawings.

【0108】図15,図16および図17は、それぞれ本発明
の第15,第16および第17の各実施例における水晶振動子
の構造を示す側面図である。
FIGS. 15, 16 and 17 are side views showing the structure of the crystal unit in each of the 15th, 16th and 17th embodiments of the present invention.

【0109】図15の第15の実施例において、211,212お
よび213は、それぞれ厚みの異なる水晶片で、211と213
は同じ厚みである。216および217は励振電極であり、21
4,215は直接接合部、218は張り合わせ水晶片である。
水晶片211は水晶片212および213と直接接合して一体と
なり、張り合わせ水晶片218を形成している。張り合わ
せ水晶片218は、水晶片211および212を合わせた厚みの
直接接合部214と水晶片211および213を合わせた厚みの
直接接合部215を有し、さらに、直接接合部214と215の
間に水晶片211だけの厚みの部分(図中、中央部分)を有
している。励振電極216は、直接接合部214を介して対向
設置されており、励振電極217は直接接合部215を介して
対向設置されている。
In the fifteenth embodiment of FIG. 15, 211, 212 and 213 are crystal pieces having different thicknesses, 211 and 213, respectively.
Have the same thickness. 216 and 217 are excitation electrodes, 21
Reference numerals 4 and 215 are direct joints, and 218 is a bonded crystal piece.
The crystal piece 211 is directly bonded and integrated with the crystal pieces 212 and 213 to form a bonded crystal piece 218. The bonded crystal piece 218 has a direct joint portion 214 having a combined thickness of the crystal pieces 211 and 212 and a direct joint portion 215 having a combined thickness of the crystal pieces 211 and 213, and further between the direct joint portions 214 and 215. It has a portion having the thickness of only the crystal piece 211 (the central portion in the drawing). The excitation electrodes 216 are installed opposite to each other via the direct bonding portion 214, and the excitation electrodes 217 are installed opposite to each other via the direct bonding portion 215.

【0110】図16の第16の実施例において、221,222,
223および224は厚みの異なる水晶片である。227および2
28は励振電極であり、225,226は直接接合部、229は張
り合わせ水晶片である。水晶片221と水晶片222,223お
よび224は直接接合して一体となり、張り合わせ水晶片2
29を形成している。張り合わせ水晶片229は、水晶片22
1,222および223を合わせた厚みの直接接合部225と水晶
片221および224を合わせた厚みの直接接合部226を有
し、さらに、直接接合部225と226の間に水晶片221だけ
の厚みの部分を有している。励振電極227は、直接接合
部225を介して対向設置されており、励振電極228は直接
接合部226を介して対向設置されている。
In the sixteenth embodiment of FIG. 16, 221, 222,
223 and 224 are crystal pieces having different thicknesses. 227 and 2
Reference numeral 28 is an excitation electrode, 225 and 226 are direct bonding portions, and 229 is a bonded crystal piece. The crystal piece 221 and the crystal pieces 222, 223, and 224 are directly joined and integrated to form a bonded crystal piece 2
Forming 29. The bonded crystal piece 229 is the crystal piece 22.
1, 222 and 223 have a direct joint portion 225 with a total thickness, and crystal pieces 221 and 224 have a direct joint portion 226 with a total thickness. Has a part. The excitation electrodes 227 are installed opposite to each other via the direct bonding portion 225, and the excitation electrodes 228 are installed opposite to each other via the direct bonding portion 226.

【0111】以上のように第15および第16の各実施例に
よれば、前記第12および第13の実施例(図12,図13)と同
様に、任意の2つの共振周波数をもった水晶振動子を得
ることができ、さらに、2つの直接接合部の間に、両直
接接合部より薄い領域を設けることができるので、2つ
の直接接合部それぞれに発生する弾性振動を内部に閉じ
込めることができ、両弾性振動間のアイソレーションを
高くすることができる。
As described above, according to the fifteenth and sixteenth embodiments, similarly to the twelfth and thirteenth embodiments (FIGS. 12 and 13), crystals having arbitrary two resonance frequencies are provided. Since a vibrator can be obtained and a region thinner than both direct joints can be provided between the two direct joints, elastic vibrations generated in each of the two direct joints can be confined inside. Therefore, the isolation between both elastic vibrations can be increased.

【0112】図17は本発明の第17の実施例における水晶
振動子の構造を示す側面図である。図17において、23
1,232および233は厚みの異なる水晶片、234,235,236
は直接接合部、237および238は励振電極であり、239は
張り合わせ水晶片である。水晶片231と水晶片232および
233は、それぞれ直接接合して一体となり、張り合わせ
水晶片239を形成している。張り合わせ水晶片239は、水
晶片231および232を合わせた厚みの直接接合部234、水
晶片231および233を合わせた厚みの直接接合部235およ
び水晶片231,232および233を合わせた厚みの直接接合
部236を有している。励振電極237は、直接接合部234を
介して対向設置されており、励振電極238は、直接接合
部235を介して対向設置されている。
FIG. 17 is a side view showing the structure of the crystal unit in the seventeenth embodiment of the present invention. In FIG. 17, 23
1,232 and 233 are crystal pieces of different thickness, 234,235,236
Is a direct bonding portion, 237 and 238 are excitation electrodes, and 239 is a bonded crystal piece. Crystal piece 231, crystal piece 232 and
233 are directly bonded to each other to form an integrated crystal piece 239. The bonded crystal piece 239 includes a direct joint portion 234 having a total thickness of the crystal pieces 231 and 232, a direct joint portion 235 having a total thickness of the crystal pieces 231 and 233, and a direct joint having a total thickness of the crystal pieces 231, 232 and 233. It has a portion 236. The excitation electrodes 237 are installed opposite to each other via the direct bonding portion 234, and the excitation electrodes 238 are installed opposite to each other via the direct bonding portion 235.

【0113】以上のように本第17の実施例によれば、前
記第12および第13の実施例(図12,図13)と同様に、任意
の2つの共振周波数をもった水晶振動子を得ることがで
き、さらに、直接接合部234と235との間に、両直接接合
部より厚い直接接合部236を設けることができるので、
直接接合部234および235それぞれに発生する弾性振動を
内部に閉じ込めることができ、両弾性振動間のアイソレ
ーションを高くすることができる。
As described above, according to the seventeenth embodiment, as in the twelfth and thirteenth embodiments (FIGS. 12 and 13), a crystal oscillator having two arbitrary resonance frequencies is provided. Further, it is possible to provide a direct joint 236 between the direct joints 234 and 235, which is thicker than both the direct joints,
The elastic vibration generated in each of the direct joint portions 234 and 235 can be confined inside, and the isolation between both elastic vibrations can be increased.

【0114】なお、本発明の前記第12,第13,第14,第
15,第16および第17の各実施例において、水晶片の枚
数,切り出し角度,厚みおよび直接接合する際の結晶軸
関係についての限定は一切なく、例えば本発明の第4,
第5および第6の各実施例で示したように、それぞれの
水晶片もしくは張り合わせ水晶片が所望の共振周波数−
温度特性をもつように自由に設定することができる。
The twelfth, thirteenth, fourteenth, and twelfth aspects of the present invention are
In each of the fifteenth, sixteenth and seventeenth embodiments, there is no limitation on the number of crystal pieces, the cutting angle, the thickness, and the crystal axis relationship at the time of direct bonding.
As shown in the fifth and sixth embodiments, each crystal piece or laminated crystal piece has a desired resonance frequency-
It can be freely set to have temperature characteristics.

【0115】また励振電極の組数に一切の限定はなく、
任意の数の所望の周波数を得るように設定することがで
きる。
There is no limitation on the number of sets of excitation electrodes,
It can be set to obtain any number of desired frequencies.

【0116】また水晶片の形状および励振電極の形状に
一切の限定はなく、円形や方形など任意に設定すること
ができる。また、水晶片に前記第6の実施例で示したよ
うなコンベックス加工された水晶片を使用することもで
きる。
The shape of the crystal piece and the shape of the excitation electrode are not limited in any way, and can be arbitrarily set such as a circle or a square. Further, as the crystal piece, the convex crystal piece as shown in the sixth embodiment can be used.

【0117】なお、本発明の前記第4から第17の各実施
例において、励振電極の数,パターン形状,組成および
厚みには一切限定はない。
In each of the fourth to seventeenth embodiments of the present invention, there is no limitation on the number of excitation electrodes, the pattern shape, the composition and the thickness.

【0118】以下、本発明の第18の実施例(請求項9記
載の発明)について図面を参照しながら説明する。
The eighteenth embodiment of the present invention (the invention according to claim 9) will be described below with reference to the drawings.

【0119】図18は本発明の第18の実施例における水晶
発振器の回路図である。図18において、241は本発明の
前記第4から第11の各実施例(図4から図11)に記載した
ような水晶振動子であり、所望の切り出し角度および所
望の厚みを有する少なくとも2枚の水晶片を、それぞれ
の結晶軸が所望の角度で交わるように直接接合した張り
合わせ水晶片を介して、励振電極を対向設置した構成に
より、広い温度範囲にわたって共振周波数の安定な水晶
振動子である。また、242は発振回路、243は出力端子で
ある。
FIG. 18 is a circuit diagram of a crystal oscillator according to the 18th embodiment of the present invention. In FIG. 18, reference numeral 241 is a crystal oscillator as described in each of the fourth to eleventh embodiments (FIGS. 4 to 11) of the present invention, and at least two crystal oscillators having a desired cutting angle and a desired thickness are provided. The crystal unit is a crystal unit with a stable resonance frequency over a wide temperature range, with the excitation electrodes facing each other through the bonded crystal unit that is directly bonded so that the crystal axes intersect at a desired angle. . Further, 242 is an oscillation circuit and 243 is an output terminal.

【0120】以上のように構成された水晶発振器では、
水晶振動子241の共振周波数の近傍において、発振回路2
42と水晶振動子241による発振条件が満足され、出力端
子243から発振信号が出力される。ここで、出力周波数
−温度特性は水晶振動子241の共振周波数−温度特性で
ほぼ決定される。
In the crystal oscillator configured as described above,
In the vicinity of the resonance frequency of the crystal unit 241, the oscillation circuit 2
The oscillation conditions of 42 and the crystal oscillator 241 are satisfied, and the oscillation signal is output from the output terminal 243. Here, the output frequency-temperature characteristic is almost determined by the resonance frequency-temperature characteristic of the crystal unit 241.

【0121】以上のように本実施例によれば、前記第4
から第11の各実施例に示したような温度に対し、安定な
水晶振動子を共振素子として用いているので、広い温度
範囲にわたって出力周波数の安定な水晶発振器を実現で
きる。
As described above, according to this embodiment, the fourth
Since the stable crystal oscillator is used as the resonance element for the temperature as shown in each of the eleventh embodiments, it is possible to realize the stable crystal oscillator of the output frequency over a wide temperature range.

【0122】以下、本発明の第19の実施例(請求項10記
載の発明)について図面を参照しながら説明する。
The nineteenth embodiment of the present invention (the invention of claim 10) will be described below with reference to the drawings.

【0123】図19は本発明の第19の実施例におけるアナ
ログ温度補償水晶発振器の回路図である。図19におい
て、251は本発明の前記第4から第11の各実施例(図4か
ら図11)に記載したような水晶振動子であり、所望の切
り出し角度および所望の厚みを有する少なくとも2枚の
水晶片を、それぞれの結晶軸が所望の角度で交わるよう
に直接接合した張り合わせ水晶片を介して、励振電極を
対向設置した構成により、広い温度範囲にわたって共振
周波数の安定な水晶振動子である。また、252は温度補
償回路、253は発振回路、254は出力端子であり、温度補
償回路252は感温素子、抵抗および容量素子などで構成
され、温度によってリアクタンスの変化する回路であ
る。
FIG. 19 is a circuit diagram of an analog temperature compensated crystal oscillator according to the 19th embodiment of the present invention. In FIG. 19, reference numeral 251 denotes a crystal resonator as described in each of the fourth to eleventh embodiments (FIGS. 4 to 11) of the present invention, and at least two crystal oscillators having a desired cutting angle and a desired thickness. The crystal unit is a crystal unit with a stable resonance frequency over a wide temperature range, with the excitation electrodes facing each other through the bonded crystal unit that is directly bonded so that the crystal axes intersect at a desired angle. . Further, 252 is a temperature compensating circuit, 253 is an oscillating circuit, 254 is an output terminal, and the temperature compensating circuit 252 is a circuit composed of a temperature sensitive element, a resistor, a capacitive element, and the like, the reactance of which changes with temperature.

【0124】以上のように構成されたアナログ温度補償
水晶発振器では、水晶振動子251のリアクタンス(共振周
波数)の温度による変化を温度補償回路252で補償するこ
とにより、出力周波数−温度特性を安定にしている。と
ころで、水晶振動子251の共振周波数−温度特性は図4
(c)に示すように10℃から80℃までの温度範囲において
±1.0ppmの周波数安定度が得られるので、携帯電話機
などの移動体通信機器用の温度補償水晶発振器を構成す
る場合、温度補償が必要になるのは−30℃から10℃の温
度範囲となる。したがって、従来、高温用と低温用にそ
れぞれ独立に必要であった温度補償回路が低温用の温度
補償回路だけでよいことになり、温度補償回路252の回
路規模を半分にすることができる。
In the analog temperature-compensated crystal oscillator configured as described above, the output frequency-temperature characteristic is stabilized by compensating the temperature-dependent change in the reactance (resonance frequency) of the crystal resonator 251 with the temperature compensation circuit 252. ing. By the way, the resonance frequency-temperature characteristic of the crystal unit 251 is shown in FIG.
As shown in (c), a frequency stability of ± 1.0ppm can be obtained in the temperature range from 10 ℃ to 80 ℃, so when configuring a temperature-compensated crystal oscillator for mobile communication devices such as mobile phones, Compensation is required in the temperature range of -30 ℃ to 10 ℃. Therefore, conventionally, the temperature compensating circuit which has been separately required for the high temperature and the low temperature is only the temperature compensating circuit for the low temperature, and the circuit scale of the temperature compensating circuit 252 can be halved.

【0125】以上のように、本実施例によれば、本発明
の第4から第11の各実施例で示したような広い温度範囲
にわたって共振周波数の安定な水晶振動子を用いること
により、温度補償回路の規模を半減でき、製造工程およ
び調整工程の簡略化を図れるので、小型で低価格なアナ
ログ温度補償水晶発振器を実現できる。
As described above, according to the present embodiment, by using the crystal oscillator whose resonance frequency is stable over a wide temperature range as shown in each of the fourth to eleventh embodiments of the present invention, Since the scale of the compensation circuit can be halved and the manufacturing process and the adjustment process can be simplified, a compact and low-cost analog temperature-compensated crystal oscillator can be realized.

【0126】なお、本発明の第19の実施例において感温
素子としては、サーミスタやダイオードなどを使用で
き、容量素子としては、コンデンサや可変容量ダイオー
ドなどが使用できる。
In the nineteenth embodiment of the present invention, a thermistor or a diode can be used as the temperature sensitive element, and a capacitor or a variable capacitance diode can be used as the capacitive element.

【0127】以下、本発明の第20から第22の各実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, twentieth to twenty-second embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0128】図20から図22は、それぞれ本発明の第20か
ら第22の各実施例におけるデジタル温度補償水晶発振器
の構成を示すブロック図である。
20 to 22 are block diagrams showing the configurations of the digital temperature-compensated crystal oscillators in the twentieth to twenty-second embodiments of the present invention.

【0129】図20の第20の実施例(請求項11記載の発明)
において、左のブロックから266は温度センサ、265はA
/D変換器、264は記憶装置、263はデジタル信号制御の
可変リアクタンス回路、262は発振回路である。また、2
61は本発明の前記第4から第11の各実施例に記載したよ
うな水晶振動子であり、所望の切り出し角度および所望
の厚みを有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結
晶軸が所望の角度で交わるように直接接合した張り合わ
せ水晶片を介して、励振電極を対向設置した構成によ
り、広い温度範囲にわたって共振周波数の安定な水晶振
動子である。
The twentieth embodiment of FIG. 20 (the invention according to claim 11)
In the left block, 266 is a temperature sensor and 265 is A
A / D converter, 264 is a storage device, 263 is a variable reactance circuit for digital signal control, and 262 is an oscillation circuit. Also, 2
Reference numeral 61 is a crystal oscillator as described in each of the fourth to eleventh embodiments of the present invention, in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness have their respective crystal axes desired. This is a crystal resonator having a stable resonance frequency over a wide temperature range, with excitation electrodes facing each other through laminated crystal pieces that are directly bonded so as to intersect at an angle.

【0130】267は、水晶振動子261,可変リアクタンス
回路263および発振回路262からなるデジタル制御水晶発
振器である。
Reference numeral 267 is a digitally controlled crystal oscillator including a crystal resonator 261, a variable reactance circuit 263, and an oscillation circuit 262.

【0131】以下、第21および第22の各実施例(請求項1
2記載の発明)について図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, the twenty-first and twenty-second embodiments (claim 1
(Invention 2) will be described with reference to the drawings.

【0132】図21の第21の実施例において、273は温度
センサ、274はA/D変換器、275は記憶装置、276はプ
ログラマブル分周器、272は水晶発振器、271は本発明の
前記第4から第11の各実施例で示したような、所望の切
り出し角度および所望の厚みを有する少なくとも2枚の
水晶片をそれぞれの結晶軸が所望の角度で交わるように
直接接合した張り合わせ水晶片を介して、励振電極を対
向設置した構成により、広い温度範囲にわたって共振周
波数の安定な水晶振動子であり、水晶発振器272の共振
素子となっている。
In the twenty-first embodiment of FIG. 21, 273 is a temperature sensor, 274 is an A / D converter, 275 is a memory device, 276 is a programmable frequency divider, 272 is a crystal oscillator, and 271 is the first embodiment of the present invention. As shown in each of the fourth to eleventh embodiments, a laminated crystal piece in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that their crystal axes intersect at a desired angle, By virtue of the structure in which the excitation electrodes are installed opposite to each other, the crystal oscillator is a crystal resonator having a stable resonance frequency over a wide temperature range, and is a resonance element of the crystal oscillator 272.

【0133】図22の第22の実施例において、282および2
83は水晶発振器、284は周波数カウンタ、285は記憶装
置、286はプログラマブル分周器、281は本発明の前記第
4から第11の各実施例で示したような、所望の切り出し
角度および所望の厚みを有する少なくとも2枚の水晶片
をそれぞれの結晶軸が所望の角度で交わるように直接接
合した張り合わせ水晶片を介して、励振電極を対向設置
した構成により、広い温度範囲にわたって共振周波数の
安定な水晶振動子であり、水晶発振器282の共振素子と
なっている。また、水晶発振器283は温度センサとして
用いる水晶発振器であり、温度検知が容易な共振周波数
−温度特性をもった水晶振動子を用いて構成されてい
る。
In the twenty-second embodiment of FIG. 22, 282 and 2
83 is a crystal oscillator, 284 is a frequency counter, 285 is a storage device, 286 is a programmable frequency divider, 281 is a desired cutting angle and a desired cutting angle as shown in each of the fourth to eleventh embodiments of the present invention. At least two crystal pieces having a thickness are directly joined so that their crystal axes intersect at a desired angle, and the excitation electrodes are arranged to face each other through a laminated crystal piece, so that the resonance frequency is stable over a wide temperature range. It is a crystal oscillator and a resonance element of the crystal oscillator 282. Further, the crystal oscillator 283 is a crystal oscillator used as a temperature sensor, and is configured by using a crystal oscillator having a resonance frequency-temperature characteristic in which temperature detection is easy.

【0134】以上のように構成されたデジタル温度補償
水晶発振器では、記憶装置264,275および285にA/D
変換器265もしくは274、もしくは周波数カウンタ284の
出力信号と、可変リアクタンス回路263、もしくはプロ
グラマブル分周器276もしくは286の制御信号とを対応さ
せたデータを予め記憶しておく。これによって、温度変
化に対応して可変リアクタンス回路のリアクタンスもし
くはプログラマブル分周器の分周比が変化し、水晶振動
子の共振周波数−温度特性を補償して発振出力周波数を
安定にしている。
In the digital temperature-compensated crystal oscillator configured as described above, the A / Ds are stored in the storage devices 264, 275 and 285.
Data in which the output signal of the converter 265 or 274 or the frequency counter 284 is associated with the control signal of the variable reactance circuit 263 or the programmable frequency divider 276 or 286 is stored in advance. As a result, the reactance of the variable reactance circuit or the frequency division ratio of the programmable frequency divider changes according to the temperature change, and the resonance frequency-temperature characteristic of the crystal unit is compensated to stabilize the oscillation output frequency.

【0135】ところで、図20,図21および図22の水晶振
動子261,271および281の特性は前記図4(c)に示すよう
に10℃から80℃までの温度範囲において±1.0ppmの周
波数安定度が得られるので、携帯電話機などの移動体通
信機器用の温度補償水晶発振器を構成する場合、温度補
償が必要になるのは−30℃から10℃の温度範囲となり、
温度範囲が従来のほぼ2/5と、大幅に軽減される。
By the way, the characteristics of the crystal resonators 261, 271 and 281 of FIGS. 20, 21 and 22 are ± 1.0 ppm in the temperature range from 10 ° C. to 80 ° C. as shown in FIG. 4 (c). Since frequency stability can be obtained, when configuring a temperature-compensated crystal oscillator for mobile communication devices such as mobile phones, temperature compensation is required in the temperature range of -30 ° C to 10 ° C.
The temperature range is greatly reduced to about 2/5 of the conventional range.

【0136】以上のように本発明の第20から第22の各実
施例によれば、本発明の前記第4から第11の実施例に示
したような広い温度範囲にわたって共振周波数の安定な
水晶振動子を用いているので、補償する温度範囲が大幅
に減少し、記憶装置の容量やA/D変換器のビット数を
減少させることができ、製造および調整工程を簡略化で
きるので、小型,低消費電流で低価格のデジタル温度補
償水晶発振器が実現できる。また、温度センサも低温で
温度検知が可能であればよく、素子や回路の自由度が大
きくなる。
As described above, according to the twentieth to twenty-second embodiments of the present invention, a crystal having a resonance frequency stable over a wide temperature range as shown in the fourth to eleventh embodiments of the present invention. Since the oscillator is used, the temperature range to be compensated is greatly reduced, the capacity of the memory device and the number of bits of the A / D converter can be reduced, and the manufacturing and adjustment processes can be simplified, so A low temperature and low cost digital temperature compensated crystal oscillator can be realized. Further, the temperature sensor is also only required to be able to detect the temperature at a low temperature, and the degree of freedom of elements and circuits is increased.

【0137】なお、本発明の第20および第21の各実施例
において、温度センサとしては、サーミスタやダイオー
ドなどを用いた温度によって電位差や電流値が変化する
素子や回路を用いることができる。また、温度センサと
して水晶発振器を用いることもでき、水晶発振器を用い
たときには、A/D変換器として周波数カウンタを用い
ることができる。
In each of the twentieth and twenty-first embodiments of the present invention, as the temperature sensor, an element or circuit which uses a thermistor, a diode or the like and whose potential difference or current value changes with temperature can be used. A crystal oscillator can be used as the temperature sensor, and when the crystal oscillator is used, a frequency counter can be used as the A / D converter.

【0138】また、本発明の第20の実施例において、可
変リアクタンス回路としては、例えば、D/A変換器と
可変容量ダイオードを用いて、D/A変換器の出力電圧
を可変容量ダイオードに印加する方法や、デジタル信号
によるスイッチングで直接容量値を変化させる方式など
を用いることができる。
In the twentieth embodiment of the present invention, as the variable reactance circuit, for example, a D / A converter and a variable capacitance diode are used, and the output voltage of the D / A converter is applied to the variable capacitance diode. And a method of directly changing the capacitance value by switching with a digital signal can be used.

【0139】また、本発明の第22の実施例において、水
晶振動子281と水晶発振器283に用いられている水晶振動
子は、例えば本発明の前記第12,第13,第15,第16およ
び第17の各実施例で示したような構成により一体化して
構成することができる。
In the twenty-second embodiment of the present invention, the crystal oscillators used in the crystal oscillator 281 and the crystal oscillator 283 are, for example, the twelfth, thirteenth, fifteenth, sixteenth, It can be integrally configured by the configuration shown in each of the seventeenth embodiments.

【0140】また、本発明の前記第18,第19,第20,第
21および第22の各実施例において、図18ないし図22の水
晶振動子241,251,261,271および281は必ずしも前記
図4(c)に示したような共振周波数−温度特性をもつ水
晶振動子を用いる必要はなく、所望の温度範囲において
安定した共振周波数−温度特性が得られるように、直接
接合する水晶片の枚数、それぞれの切り出し角度、厚み
および結晶軸関係を任意に設定することができる。
The eighteenth, nineteenth, twentieth and twenty-first aspects of the present invention
In the twenty-first and twenty-second embodiments, the crystal oscillators 241, 251, 261, 271 and 281 shown in FIGS. 18 to 22 do not necessarily have the resonance frequency-temperature characteristics shown in FIG. 4 (c). It is not necessary to use a child, and it is possible to arbitrarily set the number of crystal pieces to be directly bonded, their respective cutting angles, thicknesses, and crystal axis relationships so that stable resonance frequency-temperature characteristics can be obtained in a desired temperature range. it can.

【0141】以下、本発明の第23から第26の各実施例
(請求項13記載の発明)について、図面を参照しながら説
明する。
The twenty-third to twenty-sixth embodiments of the present invention will be described below.
The invention of claim 13 will be described with reference to the drawings.

【0142】図23から図26は、それぞれ本発明の第23か
ら第26の各実施例におけるデジタル温度補償水晶発振器
の構成を示すブロック図である。
23 to 26 are block diagrams showing the configurations of the digital temperature-compensated crystal oscillators in the twenty-third to twenty-sixth embodiments of the present invention, respectively.

【0143】図23の第23の実施例において、291は本発
明の前記第12の実施例(図12)に示したような単体で任意
の共振周波数と温度特性をもった2つの振動を取り出せ
る水晶振動子である。292および293は水晶振動子291上
に形成された2つの第1,第2の振動部である。294は
第1の発振回路、295はデジタル信号制御の可変リアク
タンス回路であり、296は前記第1の振動部292と第1の
発振回路294および可変リアクタンス回路295からなるデ
ジタル制御水晶発振器である。297は記憶装置、298はA
/D変換器である。また、299は第2の発振回路であ
り、300は前記第2の振動部293と第2の発振回路299か
らなる温度センサである。ここで、第2の振動部293が
容易に温度検知できるような共振周波数−温度特性をも
ち、かつ第1の振動部292が安定な共振周波数−温度特
性をもつように、水晶振動子291を構成している2枚の
水晶片は切り出し角度,厚みおよび結晶軸関係が設定さ
れ、直接接合されている。
In the twenty-third embodiment of FIG. 23, reference numeral 291 is a single unit as shown in the twelfth embodiment of the present invention (FIG. 12), and can take out two vibrations having arbitrary resonance frequencies and temperature characteristics. It is a crystal unit. Reference numerals 292 and 293 denote two first and second vibrating portions formed on the crystal unit 291. Reference numeral 294 is a first oscillation circuit, 295 is a variable reactance circuit for digital signal control, and 296 is a digitally controlled crystal oscillator including the first vibrating section 292, the first oscillation circuit 294 and the variable reactance circuit 295. 297 is a storage device, 298 is A
It is a / D converter. Further, 299 is a second oscillating circuit, and 300 is a temperature sensor composed of the second vibrating section 293 and the second oscillating circuit 299. Here, the crystal resonator 291 is provided so that the second vibrating section 293 has a resonance frequency-temperature characteristic that allows easy temperature detection, and the first vibrating section 292 has a stable resonance frequency-temperature characteristic. The two crystal pieces that are configured are directly bonded with the cutting angle, thickness, and crystal axis relationship set.

【0144】図24の第24の実施例において、301は本発
明の前記第12の実施例(図12)に示したような、単体で任
意の共振周波数と温度特性をもった2つの振動を取り出
せる水晶振動子である。302および303は水晶振動子301
上に形成された2つの第1,第2の振動部である。304
は前記第1の振動部302と、第1の発振回路294および可
変リアクタンス回路295からなるデジタル制御水晶発振
器であり、305は前記第2の振動部303と第2の発振回路
299からなる温度センサである。ここで、第2の振動部3
03が容易に温度検知できるような共振周波数−温度特性
をもち、かつ第1の振動部302が安定な共振周波数−温
度特性をもつように、水晶振動子301を構成している2
枚の水晶片は切り出し角度,厚みおよび結晶軸関係が設
定され、直接接合されている。
In the twenty-fourth embodiment of FIG. 24, reference numeral 301 denotes two vibrations having arbitrary resonance frequency and temperature characteristics as shown in the twelfth embodiment of the present invention (FIG. 12). It is a crystal oscillator that can be taken out. 302 and 303 are crystal units 301
The two first and second vibrating portions formed on the upper side. 304
Is a digitally controlled crystal oscillator including the first vibrating section 302, the first oscillating circuit 294 and the variable reactance circuit 295, and 305 is the second vibrating section 303 and the second oscillating circuit.
It is a temperature sensor consisting of 299. Here, the second vibrating section 3
The crystal resonator 301 is configured so that 03 has a resonance frequency-temperature characteristic that enables easy temperature detection, and the first vibrating section 302 has a stable resonance frequency-temperature characteristic.
The cut-out angles, thicknesses, and crystal axis relationships of the crystal pieces are set and directly joined.

【0145】図25の第25の実施例において、311は本発
明の前記第13の実施例(図13)に示したような単体で任意
の共振周波数と温度特性をもった2つの振動を取り出せ
る水晶振動子である。312および313は水晶振動子311上
に形成された2つの第1,第2の振動部である。314は
第1の振動部312と第1の発振回路294および可変リアク
タンス回路295からなるデジタル制御水晶発振器であ
り、315は第2の振動部313と第2の発振回路299からな
る温度センサである。ここで、第2の振動部313が容易
に温度検知できるような共振周波数−温度特性をもち、
かつ第1の振動部312が安定な共振周波数−温度特性を
もつように、水晶振動子311を構成している3枚の水晶
片は切り出し角度,厚みおよび結晶軸関係が設定され、
直接接合されている。
In the twenty-fifth embodiment of FIG. 25, 311 is a single unit as shown in the thirteenth embodiment (FIG. 13) of the present invention and can extract two vibrations having arbitrary resonance frequencies and temperature characteristics. It is a crystal unit. Reference numerals 312 and 313 denote two first and second vibrating portions formed on the crystal oscillator 311. 314 is a digitally controlled crystal oscillator including a first vibrating section 312, a first oscillating circuit 294 and a variable reactance circuit 295, and 315 is a temperature sensor including a second vibrating section 313 and a second oscillating circuit 299. . Here, the second vibrating unit 313 has a resonance frequency-temperature characteristic such that the temperature can be easily detected,
In addition, the three crystal pieces forming the crystal unit 311 are set with the cut-out angle, the thickness, and the crystal axis relationship so that the first vibrating unit 312 has a stable resonance frequency-temperature characteristic.
It is directly joined.

【0146】図26の第26の実施例において、321は本発
明の前記第15の実施例(図15)に示したような単体で任意
の共振周波数と温度特性をもった2つの振動を取り出せ
る水晶振動子である。322および323は水晶振動子321上
に形成された2つの第1,第2の振動部である。324は
第1の振動部322と第1の発振回路294および可変リアク
タンス回路295からなるデジタル制御水晶発振器であ
り、325は第2の振動部323と第2の発振回路299からな
る温度センサである。ここで、第2の振動部323が容易
に温度検知できるような共振周波数−温度特性をもち、
かつ第1の振動部322が安定な共振周波数−温度特性を
もつように、水晶振動子321を構成している3枚の水晶
片は切り出し角度,厚みおよび結晶軸関係が設定され、
直接接合されている。
In the twenty-sixth embodiment of FIG. 26, 321 is a single unit as shown in the fifteenth embodiment (FIG. 15) of the present invention and can extract two vibrations having arbitrary resonance frequencies and temperature characteristics. It is a crystal unit. Reference numerals 322 and 323 denote two first and second vibrating portions formed on the crystal oscillator 321. 324 is a digitally controlled crystal oscillator including a first vibrating section 322, a first oscillating circuit 294 and a variable reactance circuit 295, and 325 is a temperature sensor including a second vibrating section 323 and a second oscillating circuit 299. . Here, the second vibrating section 323 has a resonance frequency-temperature characteristic such that the temperature can be easily detected,
In addition, the three crystal pieces forming the crystal unit 321 have the cut-out angle, the thickness, and the crystal axis relationship set so that the first vibrating unit 322 has a stable resonance frequency-temperature characteristic.
It is directly joined.

【0147】以上のように構成されたデジタル温度補償
水晶発振器において、記憶装置に温度センサの出力信号
をA/D変換器で変換したデジタル信号と可変リアクタ
ンス回路の制御信号とを対応させたデータをあらかじめ
記憶させておく。これによって、温度変化に対応して可
変リアクタンス回路のリアクタンスが変化し、デジタル
制御水晶発振器の出力周波数を安定にすることができ
る。また、温度センサ用とデジタル制御水晶発振器用の
振動部が一体形成されているので、両者間に生じる温度
差はほとんど皆無になり、デジタル制御発振器用の振動
部の温度情報を正確に得ることができる。
In the digital temperature-compensated crystal oscillator configured as described above, the storage device stores data in which the digital signal obtained by converting the output signal of the temperature sensor by the A / D converter and the control signal of the variable reactance circuit are associated with each other. Remember in advance. As a result, the reactance of the variable reactance circuit changes according to the temperature change, and the output frequency of the digitally controlled crystal oscillator can be stabilized. Further, since the vibrating section for the temperature sensor and the digitally controlled crystal oscillator are integrally formed, there is almost no temperature difference between them, and the temperature information of the vibrating section for the digitally controlled oscillator can be obtained accurately. it can.

【0148】以上のように本発明の第23から第26の各実
施例によれば、本発明の前記第12,第13および第15の各
実施例で示したような単体で任意の共振周波数と温度特
性をもった2つの振動を取り出せる水晶振動子を用いる
ことにより、温度センサ用とデジタル制御水晶発振器用
の振動部を一体形成でき、しかもそれぞれの振動部を目
的に応じた最適な温度特性に別個に設定できるので、小
型,安価で、しかも低ビット数でも高精度の温度補償が
できるデジタル温度補償水晶発振器を実現できる。
As described above, according to each of the twenty-third to twenty-sixth embodiments of the present invention, as shown in each of the twelfth, thirteenth and fifteenth embodiments of the present invention, a single resonance frequency can be set independently. By using a crystal oscillator that can extract two vibrations with temperature characteristics, the vibration parts for the temperature sensor and the digitally controlled crystal oscillator can be integrally formed, and each vibration part has the optimum temperature characteristics according to the purpose. Since it can be set separately, it is possible to realize a digital temperature-compensated crystal oscillator that is small in size, inexpensive, and capable of highly accurate temperature compensation even with a low bit number.

【0149】また、前記第25の実施例では、第1の振動
部312の振動子311は前記第13の実施例(図13)に示す3枚
の水晶片(191,192,193)を張り合わせた水晶片197を構
成しており、第23および第24の実施例に比べてより安定
度の高い共振周波数−温度特性とすることができ、より
高精度、低ビット化したデジタル温度補償水晶発振器を
得ることができる。
In the twenty-fifth embodiment, the vibrator 311 of the first vibrating section 312 is formed by laminating the three crystal pieces (191, 192, 193) shown in the thirteenth embodiment (FIG. 13). The crystal piece 197 of the digital temperature compensation crystal oscillator according to the third embodiment, which has a more stable resonance frequency-temperature characteristic than the twenty-third and twenty-fourth embodiments. Can be obtained.

【0150】また、第26の実施例では、2つの第1,第
2の振動部322,323の間に、両振動部いずれの厚みより
薄い領域を設けているので、両振動部それぞれに発生す
る弾性振動間のアイソレーションを高くすることができ
る。なお、本発明の第26の実施例においては、2つの第
1,第2の振動部の間の厚みが両振動部いずれの厚みよ
りも薄くなるように構成したが、必ずしも薄く必要はな
く、本発明の第17の実施例(図17)に記載した水晶振動子
のように2つの振動部234,235の間の直接接合部236の
厚みを、両振動部234,235の厚みより厚くした場合でも
同様の効果が得られる。
Further, in the twenty-sixth embodiment, since an area thinner than the thickness of either of the two vibrating sections is provided between the two first and second vibrating sections 322 and 323, both vibrating sections are generated. Isolation between elastic vibrations can be increased. In the twenty-sixth embodiment of the present invention, the thickness between the two first and second vibrating portions is configured to be thinner than the thickness of either of the two vibrating portions, but it is not necessarily required to be thin. As in the crystal unit described in the seventeenth embodiment (FIG. 17) of the present invention, the thickness of the direct joint portion 236 between the two vibrating portions 234 and 235 is made thicker than the thickness of both vibrating portions 234 and 235. Even in this case, the same effect can be obtained.

【0151】以下、本発明の第27の実施例(請求項14記
載の発明)について、図面を参照しながら説明する。
The twenty-seventh embodiment of the present invention (the invention according to claim 14) will be described below with reference to the drawings.

【0152】図27は本発明の第27の実施例のデジタル温
度補償水晶発振器の構成を示すブロック図である。図27
において、331は本発明の第14の実施例(図14)に示した
ような単体で任意の共振周波数と温度特性をもった3つ
の振動を取り出せる水晶振動子である。332,333および
334は水晶振動子331上に形成された3つの第1,第2お
よび第3の振動部である。335は第1の振動部332と第1
の発振回路294および可変リアクタンス回路295からなる
デジタル制御水晶発振器であり、336は第2の振動部333
と第2の発振回路299からなる第1の温度センサであ
り、337は第3の振動部334と第3の発振回路338からな
る第2の温度センサである。ここで、第2,第3の振動
部333および334が容易に温度検知できるような共振周波
数−温度特性をもち、かつ第1の振動部332が安定な共
振周波数−温度特性をもつように、水晶振動子331を構
成している2枚の水晶片は切り出し角度,厚みおよび結
晶軸関係が設定され、直接接合されている。
FIG. 27 is a block diagram showing the structure of the digital temperature-compensated crystal oscillator according to the 27th embodiment of the present invention. Figure 27
In the figure, reference numeral 331 is a crystal oscillator capable of extracting three vibrations having arbitrary resonance frequencies and temperature characteristics by itself as shown in the fourteenth embodiment (FIG. 14) of the present invention. 332, 333 and
Reference numeral 334 denotes three first, second and third vibrating portions formed on the crystal oscillator 331. 335 is the first vibrating section 332 and the first
Is a digitally controlled crystal oscillator including an oscillation circuit 294 and a variable reactance circuit 295, and 336 is a second vibrating unit 333.
And 337 is a second temperature sensor including a third vibrating section 334 and a third oscillating circuit 338. Here, the second and third vibrating sections 333 and 334 have a resonance frequency-temperature characteristic that allows easy temperature detection, and the first vibrating section 332 has a stable resonance frequency-temperature characteristic. The two crystal pieces constituting the crystal unit 331 are directly bonded to each other with the cut-out angle, thickness and crystal axis relationship set.

【0153】以上のように本発明の第27の実施例によれ
ば、本発明の前記第23から第26の各実施例の効果に加え
て、第1,第2の温度センサ336および337の両方を用い
て温度検知を行うので、より精度良く温度検知が行え
る。
As described above, according to the twenty-seventh embodiment of the present invention, in addition to the effects of the twenty-third to twenty-sixth embodiments of the present invention, in addition to the effects of the first and second temperature sensors 336 and 337, Since both are used to detect the temperature, the temperature can be detected more accurately.

【0154】なお、本発明の第27の実施例において、励
振電極は4組以上設けてもよく、4組以上の励振電極を
形成した場合でも同様の効果が得られる。
In the twenty-seventh embodiment of the present invention, four or more sets of excitation electrodes may be provided, and the same effect can be obtained even when four or more sets of excitation electrodes are formed.

【0155】また、本発明の前記第23から第27の各実施
例において水晶片の切り出し角度,厚み,形状および枚
数の限定は一切なく、振動部が所望の特性をもつように
自由に設定することができる。また、張り合わせた際の
結晶軸の関係についても所望の特性が得られるように自
由に設定することができる。また、A/D変換器として
は周波数カウンタなどを用いることができる。さらに、
可変リアクタンス回路としては、例えば、D/A変換器
と可変容量ダイオードを用いて、D/A変換器の出力電
圧を可変容量ダイオードに印加する方法や、デジタル信
号によるスイッチングで直接容量値を変化させる方式な
どを用いることができる。
In each of the twenty-third to twenty-seventh embodiments of the present invention, there is no limitation on the cutting angle, the thickness, the shape and the number of the crystal pieces, and the vibrating section can be freely set so as to have desired characteristics. be able to. Further, the relationship between the crystal axes at the time of bonding can be freely set so that desired characteristics can be obtained. A frequency counter or the like can be used as the A / D converter. further,
As the variable reactance circuit, for example, a D / A converter and a variable capacitance diode are used to apply the output voltage of the D / A converter to the variable capacitance diode, or the capacitance value is directly changed by switching with a digital signal. A method or the like can be used.

【0156】以下本発明の第28および第29の各実施例
(請求項15記載の発明)について、図面を参照しながら説
明する。
28th and 29th Embodiments of the Present Invention
(Invention of Claim 15) will be described with reference to the drawings.

【0157】図28は本発明の第28の実施例の水晶フィル
タの構造を示すものであり、(a)は平面図、(b)は側面図
である。図28において、341と342は水晶片、344,345,
346および347は電極である。水晶片341と342は周波数温
度特性が互いに打ち消し合うように所望の切り出し角度
および所望の厚みを有しており、しかもそれぞれの結晶
軸が所望の角度をもって交わるように直接接合されて張
り合わせ水晶片343となっている。電極344と345および3
46と347は張り合わせ水晶片343を介して対向設置されて
いる。
FIG. 28 shows the structure of a crystal filter according to the 28th embodiment of the present invention. (A) is a plan view and (b) is a side view. In FIG. 28, 341 and 342 are crystal pieces, 344, 345,
346 and 347 are electrodes. The crystal pieces 341 and 342 have a desired cutting angle and a desired thickness so that the frequency-temperature characteristics cancel each other out, and the crystal pieces 341 and 342 are directly bonded so that their crystal axes intersect at a desired angle, and the crystal pieces 343 are bonded together. Has become. Electrodes 344 and 345 and 3
46 and 347 are installed opposite to each other with a laminated crystal piece 343 interposed therebetween.

【0158】以上のように構成された水晶フィルタにつ
いて、以下その動作を説明する。
The operation of the crystal filter configured as described above will be described below.

【0159】電極344と345および346と347それぞれのい
ずれか一方の電極は通常接地される。例えば、電極345
と347を接地し、電極344を入力端子,電極346を出力端
子としたとき、電極344に電気信号を入力すると、張り
合わせ水晶片343はその厚みや弾性定数で決まる周波数
で共振する。この共振は張り合わせ水晶片343中を機械
的に伝達し、その結果、電極346と347との間に電界が発
生し、電極346から電気信号を取り出せる。すなわち、
張り合わせ水晶片343の厚みや弾性定数で決まる共振周
波数の帯域通過フィルタとなる。さらに、張り合わせ水
晶片343は周波数温度特性が互いに打ち消し合うような
水晶片341と342を張り合わせて構成されているので、温
度に対して共振周波数が安定している。
Either one of the electrodes 344 and 345 and 346 and 347 is normally grounded. For example, electrode 345
When 347 and 347 are grounded, the electrode 344 is an input terminal, and the electrode 346 is an output terminal, when an electric signal is input to the electrode 344, the laminated crystal piece 343 resonates at a frequency determined by its thickness and elastic constant. This resonance is mechanically transmitted in the laminated crystal piece 343, and as a result, an electric field is generated between the electrodes 346 and 347, and an electric signal can be taken out from the electrode 346. That is,
The bandpass filter has a resonance frequency determined by the thickness and elastic constant of the laminated crystal piece 343. Further, since the laminated crystal piece 343 is formed by laminating the crystal pieces 341 and 342 whose frequency-temperature characteristics cancel each other out, the resonance frequency is stable with respect to temperature.

【0160】以上のように本第28の実施例によれば、周
波数−温度特性が互いに打ち消し合うように所望の切り
出し角度および所望の厚みをもった2枚の水晶片を、そ
れぞれの水晶片の結晶軸が所望の角度をもって交わるよ
うに直接接合した張り合わせ水晶片を介して電極を対向
設置しているので、周波数温度特性の安定した水晶フィ
ルタを実現することができる。
As described above, according to the twenty-eighth embodiment, two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are set so that the frequency-temperature characteristics cancel each other out. Since the electrodes are opposed to each other through the bonded crystal pieces that are directly bonded so that the crystal axes intersect at a desired angle, it is possible to realize a crystal filter with stable frequency temperature characteristics.

【0161】以下、本発明の第29の実施例について、図
面を参照しながら説明する。
The twenty-ninth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0162】図29は本発明の第29の実施例の水晶フィル
タの構造を示すものであり、(a)は平面図、(b)は側面図
である。
FIG. 29 shows the structure of a crystal filter according to a twenty-ninth embodiment of the present invention. (A) is a plan view and (b) is a side view.

【0163】図29において、348は電極である。第29の
実施例の動作は前記第28の実施例(図28)と同様である
が、接地する電極を電極348に一つにまとめることによ
って構造および組み立てを簡単にしたものである。
In FIG. 29, reference numeral 348 is an electrode. The operation of the twenty-ninth embodiment is the same as that of the twenty-eighth embodiment (FIG. 28), but the structure and assembly are simplified by integrating the electrodes to be grounded into one electrode 348.

【0164】以下、本発明の第30の実施例(請求項16記
載の発明)について図面を参照しながら説明する。
The thirtieth embodiment of the present invention (the invention according to claim 16) will be described below with reference to the drawings.

【0165】図30は本発明の第30の実施例の水晶フィル
タの構造を示すものであり、(a)は平面図、(b)は側面図
である。
30A and 30B show the structure of a crystal filter according to a thirtieth embodiment of the present invention. FIG. 30A is a plan view and FIG. 30B is a side view.

【0166】図30において、349および350は水晶片およ
び351,352および353は電極である。両面に電極352と35
3が対向して形成された水晶片350と片面に電極351が形
成された水晶片349が、水晶片349を介して電極351と352
が対向するように電極352を介さない部分で直接接合さ
れている。
In FIG. 30, 349 and 350 are crystal pieces, and 351, 352 and 353 are electrodes. Electrodes 352 and 35 on both sides
A crystal piece 350 formed by facing 3 and a crystal piece 349 having an electrode 351 formed on one surface are connected to the electrodes 351 and 352 via the crystal piece 349.
Are directly joined to each other so as not to face each other via the electrode 352.

【0167】以上のように構成された水晶フィルタにつ
いて、以下その動作を説明する。
The operation of the crystal filter configured as described above will be described below.

【0168】通常、電極352は接地され、電極351と353
が電気信号を入出力する電極になる。例えば、電極351
に電気信号を入力すると、水晶片350はその寸法や弾性
定数で決まる周波数で共振する。水晶片349と350は直接
接合されているので、この共振は機械的に水晶片349に
伝達し、電極351と352の間に電界が発生し、電極353か
ら電気信号を出力する。
Normally, electrode 352 is grounded and electrodes 351 and 353 are
Are the electrodes that input and output electrical signals. For example, electrode 351
When an electric signal is input to the crystal element 350, the crystal element 350 resonates at a frequency determined by its size and elastic constant. Since the crystal pieces 349 and 350 are directly bonded, this resonance is mechanically transmitted to the crystal piece 349, an electric field is generated between the electrodes 351 and 352, and an electric signal is output from the electrode 353.

【0169】以上のように本第30の実施例によれば、電
極を挾んで2つの水晶振動子を直接接合することによっ
て、共振を立体的に結合させることができるので小型の
水晶フィルタを実現することができる。
As described above, according to the thirtieth embodiment, the resonance can be three-dimensionally coupled by sandwiching the electrodes and directly joining the two crystal resonators, thereby realizing a small crystal filter. can do.

【0170】以下、本発明の第31の実施例(請求項17記
載の発明)について図面を参照しながら説明する。
The 31st embodiment of the present invention (the invention of claim 17) will be described below with reference to the drawings.

【0171】図31は本発明の第31の実施例の水晶フィル
タの構造を示すものであり、(a)は平面図、(b)は側面図
である。
FIG. 31 shows the structure of a crystal filter according to a 31st embodiment of the present invention. (A) is a plan view and (b) is a side view.

【0172】図31において、355,356,357および358は
水晶片である。水晶片355と356および357と358はそれぞ
れ周波数特性が互いに打ち消し合うように、所望の切り
出し角度および所望の厚みを有しており、しかも結晶軸
が所望の角度をもって交わるように、それぞれ直接接合
されて張り合わせ水晶片359および360となっている。本
実施例の動作は、前記第30の実施例(図30)と同様である
が、図30における水晶片349と350の代わりに張り合わせ
水晶片359と360を用いているので、前記第28の実施例
(図28)と同様に安定した周波数温度特性を得ることがで
きる。
In FIG. 31, 355, 356, 357 and 358 are crystal pieces. The crystal pieces 355 and 356 and 357 and 358 have a desired cutting angle and a desired thickness so that their frequency characteristics cancel each other out, and are directly bonded so that their crystal axes intersect at a desired angle. It is made of laminated crystal pieces 359 and 360. The operation of this embodiment is similar to that of the thirtieth embodiment (FIG. 30), but the bonded crystal pieces 359 and 360 are used instead of the crystal pieces 349 and 350 in FIG. Example
Similar to (FIG. 28), stable frequency-temperature characteristics can be obtained.

【0173】なお、前記第28から第31の各実施例におい
て、水晶片および電極の形状は方形としたが、円形など
任意の形状を用いてもよい。また、水晶片の枚数,切り
出し角度,厚みおよび直接接合する際の結晶軸関係につ
いての限定は一切ない。さらに、電極の数,パターン形
状,組成および厚みについての限定は一切ない。
In each of the twenty-eighth to thirty-first embodiments, the crystal pieces and the electrodes have a rectangular shape, but any shape such as a circular shape may be used. Further, there is no limitation on the number of crystal pieces, the cutting angle, the thickness, and the crystal axis relationship when directly joining. Further, there is no limitation on the number of electrodes, the pattern shape, the composition and the thickness.

【0174】[0174]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、表面を鏡
面研磨し、洗剤で洗浄したのち、イソプロピルアルコー
ルによる洗浄および硫酸と過酸化水素水の混合液による
洗浄を行い、次に加熱乾燥を行って、前記表面が平滑平
坦で、かつ水酸基で終端された状態になるように処理し
た水晶片同士を介在物なしに接触させて、前記表面の前
記水酸基の間に作用する接着力で接着させたのち、さら
に強い接着力が得られるように水晶結晶が相転移しない
温度範囲内で熱処理することにより、水晶の直接接合が
可能となり、三次元的な加工性を向上させ、かつ共振周
波数−温度特性などを改善した水晶振動子を実現するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, the surface is mirror-polished and washed with a detergent, followed by washing with isopropyl alcohol and washing with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide, and then heat drying. Then, the crystal pieces treated so that the surface is smooth and flat and terminated with a hydroxyl group are brought into contact with each other without any interposition, and are bonded by the adhesive force acting between the hydroxyl groups on the surface. After that, by performing heat treatment within a temperature range where the crystal does not undergo phase transition so that stronger adhesion can be obtained, it becomes possible to directly bond the crystal, improve the three-dimensional processability, and increase the resonance frequency-temperature. It is possible to realize a crystal unit with improved characteristics.

【0175】また、所望の切り出し角度および所望の厚
みを有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸
が所望の角度で交わるように直接接合した張り合わせ水
晶片を介して、励振電極を対向設置することにより、広
い温度範囲において共振周波数の安定な水晶振動子を実
現できる。
Further, the excitation electrodes are arranged opposite to each other via the laminated crystal piece in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that their crystal axes intersect at a desired angle. As a result, it is possible to realize a crystal resonator having a stable resonance frequency in a wide temperature range.

【0176】また、所望の切り出し角度および所望の厚
みを有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸
が所望の角度で交わるように直接接合して、中央部の厚
みが周辺部の厚みの異なる張り合わせ水晶片を構成し、
前記張り合わせ水晶片の中央部を介して励振電極を対向
設置することによってQ値の高い水晶振動子を実現でき
る。
Further, at least two pieces of crystal having a desired cutting angle and a desired thickness are directly joined so that their crystal axes intersect at a desired angle, and the thickness of the central portion is different from that of the peripheral portion. Compose a laminated crystal piece,
A crystal oscillator having a high Q value can be realized by disposing the excitation electrodes so as to face each other via the central portion of the laminated crystal piece.

【0177】また、所望の切り出し角度および所望の厚
みを有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸
関係が所望の角度で交わるように直接接合して、少なく
とも2つの異なる厚みを有する張り合わせ水晶片を構成
し、少なくとも2組の励振電極をそれぞれ前記張り合わ
せ水晶片の所望の厚みを介して対向設置することによ
り、単体で任意の共振周波数と温度特性をもった複数の
振動を有する水晶振動子を実現できる。
Further, at least two crystal pieces having a desired cut-out angle and a desired thickness are directly joined so that the crystal axis relationships of the crystal pieces intersect at a desired angle to obtain a laminated crystal piece having at least two different thicknesses. And by arranging at least two sets of excitation electrodes so as to face each other through the desired thickness of the laminated crystal piece, a single crystal resonator having a plurality of vibrations having arbitrary resonance frequencies and temperature characteristics can be obtained. realizable.

【0178】また、所望の切り出し角度および所望の厚
みを有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸
が所望の角度で交わるように直接接合した張り合わせ水
晶片を介して、励振電極を対向設置した構成の水晶振動
子を共振素子として用いることにより、広い温度範囲に
わたって出力周波数の安定な水晶発振器および小型,低
消費電流,高精度で低価格なアナログもしくはデジタル
温度補償水晶発振器が実現できる。
Further, the excitation electrodes are installed opposite to each other via the laminated crystal piece in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that their crystal axes intersect at a desired angle. By using the crystal oscillator having the configuration as a resonance element, a crystal oscillator having a stable output frequency over a wide temperature range and an analog or digital temperature-compensated crystal oscillator of small size, low current consumption, high accuracy and low cost can be realized.

【0179】また、所望の切り出し角度および所望の厚
みを有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸
が所望の角度で交わるように直接接合して、少なくとも
2つの異なる厚みを有する張り合わせ水晶片を構成し、
2組の励振電極をそれぞれ前記張り合わせ水晶片の所望
の厚みを介して対向設置して、第1および第2の振動部
を一体化することにより、温度センサ用とデジタル制御
水晶発振器用の水晶振動子を一体化することが可能とな
り、温度センサ用とデジタル制御水晶発振器用の水晶振
動子間の温度差を抑えて、高精度なデジタル温度補償水
晶発振器を実現できる。
Further, at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that their crystal axes intersect each other at a desired angle to form a bonded crystal piece having at least two different thicknesses. Configure and
Crystal vibrations for a temperature sensor and a digitally controlled crystal oscillator are obtained by installing two sets of excitation electrodes so as to face each other with the desired thickness of the laminated crystal piece facing each other and integrating the first and second vibrating portions. It becomes possible to integrate the child, and it is possible to realize a highly accurate digital temperature-compensated crystal oscillator by suppressing the temperature difference between the temperature sensor and the crystal oscillator for the digitally controlled crystal oscillator.

【0180】また、所望の切り出し角度および所望の厚
みを有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸
が所望の角度をもって交わるように直接接合した張り合
わせ水晶片を介して、少なくとも2組の対向電極を形成
した構成にすることによって、周波数−温度特性の安定
した水晶フィルタを実現できる。
Further, at least two sets of counter electrodes are provided through the bonded crystal piece in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that their crystal axes intersect at a desired angle. A crystal filter having a stable frequency-temperature characteristic can be realized by adopting the configuration in which

【0181】また、少なくとも2枚以上の水晶片と前記
水晶片の枚数よりも1つ多い電極を交互に重ね合わせ、
かつ前記それぞれの電極を介して対向している前記それ
ぞれの水晶片が、電極を介在しない部分で直接接合した
構成にすることによって、小型の水晶フィルタを実現で
きる。
In addition, at least two or more crystal pieces and one more electrode than the number of the crystal pieces are alternately superposed,
Moreover, a small crystal filter can be realized by adopting a configuration in which the respective crystal pieces facing each other via the respective electrodes are directly bonded at a portion not interposing the electrodes.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における水晶片の直接接
合方法のフローチャートを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a flowchart of a direct bonding method for a quartz crystal piece according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例における水晶片の直接接
合方法のフローチャートを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a flowchart of a direct bonding method for a crystal element in a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例における水晶片の直接接
合方法のフローチャートを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a flowchart of a method for directly joining crystal pieces in a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例における水晶振動子の側
面図(a)と平面図(b)と張り合わせ水晶片の共振周波数−
温度特性の一例を示す図(c)である。
FIG. 4 is a side view (a) and a plan view (b) of a crystal unit according to a fourth embodiment of the present invention, and a resonance frequency of a laminated crystal piece-
It is a figure (c) which shows an example of a temperature characteristic.

【図5】本発明の第5の実施例における水晶振動子の側
面図(a)と平面図(b)である。
FIG. 5 is a side view (a) and a plan view (b) of a crystal unit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6の実施例における水晶振動子の側
面図(a)と平面図(b)である。
FIG. 6 is a side view (a) and a plan view (b) of a crystal unit according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第7の実施例における水晶振動子の側
面図(a)と平面図(b)である。
FIG. 7 is a side view (a) and a plan view (b) of a crystal unit according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第8の実施例における水晶振動子の側
面図(a)と平面図(b)である。
FIG. 8 is a side view (a) and a plan view (b) of a crystal unit according to an eighth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第9の実施例における水晶振動子の側
面図(a)と平面図(b)である。
FIG. 9 is a side view (a) and a plan view (b) of a crystal unit according to a ninth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第10の実施例における水晶振動子の
側面図(a)と平面図(b)である。
FIG. 10 is a side view (a) and a plan view (b) of a crystal unit according to a tenth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第11の実施例における水晶振動子の
側面図(a)と平面図(b)である。
FIG. 11 is a side view (a) and a plan view (b) of a crystal unit according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第12の実施例における水晶振動子の
構造を示す側面図である。
FIG. 12 is a side view showing a structure of a crystal resonator according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第13の実施例における水晶振動子の
構造を示す側面図である。
FIG. 13 is a side view showing the structure of a crystal resonator according to a thirteenth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第14の実施例における水晶振動子の
構造を示す側面図である。
FIG. 14 is a side view showing the structure of a crystal resonator according to a fourteenth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第15の実施例における水晶振動子の
構造を示す側面図である。
FIG. 15 is a side view showing a structure of a crystal resonator according to a fifteenth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第16の実施例における水晶振動子の
構造を示す側面図である。
FIG. 16 is a side view showing the structure of a crystal resonator according to a sixteenth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第17の実施例における水晶振動子の
構造を示す側面図である。
FIG. 17 is a side view showing the structure of a crystal resonator according to a seventeenth embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第18の実施例における水晶発振器の
回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram of a crystal oscillator according to an eighteenth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第19の実施例におけるアナログ温度
補償水晶発振器の回路図である。
FIG. 19 is a circuit diagram of an analog temperature compensation crystal oscillator according to a nineteenth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第20の実施例におけるデジタル温度
補償水晶発振器の構成を示すブロック図である。
FIG. 20 is a block diagram showing the structure of a digital temperature-compensated crystal oscillator according to a twentieth embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第21の実施例におけるデジタル温度
補償水晶発振器の構成を示すブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram showing the structure of a digital temperature-compensated crystal oscillator according to a twenty-first embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第22の実施例におけるデジタル温度
補償水晶発振器の構成を示すブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram showing the structure of a digital temperature-compensated crystal oscillator according to a 22nd embodiment of the present invention.

【図23】本発明の第23の実施例におけるデジタル温度
補償水晶発振器の構成を示すブロック図である。
FIG. 23 is a block diagram showing the structure of a digital temperature-compensated crystal oscillator according to a 23rd embodiment of the present invention.

【図24】本発明の第24の実施例におけるデジタル温度
補償水晶発振器の構成を示すブロック図である。
FIG. 24 is a block diagram showing the structure of a digital temperature-compensated crystal oscillator according to a twenty-fourth embodiment of the present invention.

【図25】本発明の第25の実施例におけるデジタル温度
補償水晶発振器の構成を示すブロック図である。
FIG. 25 is a block diagram showing the structure of a digital temperature-compensated crystal oscillator according to a twenty-fifth embodiment of the present invention.

【図26】本発明の第26の実施例におけるデジタル温度
補償水晶発振器の構成を示すブロック図である。
FIG. 26 is a block diagram showing the structure of a digital temperature-compensated crystal oscillator according to a twenty-sixth embodiment of the present invention.

【図27】本発明の第27の実施例におけるデジタル温度
補償水晶発振器の構成を示すブロック図である。
FIG. 27 is a block diagram showing the structure of a digital temperature-compensated crystal oscillator according to a twenty-seventh embodiment of the present invention.

【図28】本発明の第28の実施例における水晶フィルタ
の構造を示す平面図(a)とその側面図(b)である。
FIG. 28 is a plan view (a) and a side view (b) showing a structure of a crystal filter according to a twenty-eighth embodiment of the present invention.

【図29】本発明の第29の実施例における水晶フィルタ
の構造を示す平面図(a)とその側面図(b)である。
FIG. 29 is a plan view (a) and a side view (b) showing a structure of a crystal filter according to a twenty-ninth embodiment of the present invention.

【図30】本発明の第30の実施例における水晶フィルタ
の構造を示す平面図(a)とその側面図(b)である。
FIG. 30 is a plan view (a) and a side view (b) showing a structure of a crystal filter according to a thirtieth embodiment of the present invention.

【図31】本発明の第31の実施例における水晶フィルタ
の構造を示す平面図(a)とその側面図(b)である。
FIG. 31 is a plan view (a) and a side view (b) showing a structure of a crystal filter according to a thirty-first embodiment of the present invention.

【図32】従来の水晶振動子の構成の各例を示す要部側
面図である。
FIG. 32 is a side view of the essential parts showing each example of the configuration of the conventional crystal resonator.

【図33】従来のATカット水晶片の共振周波数−温度
特性を示す図である。
FIG. 33 is a diagram showing a resonance frequency-temperature characteristic of a conventional AT-cut crystal piece.

【図34】従来のアナログ方式の温度補償水晶発振器の
代表的な構成を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing a typical configuration of a conventional analog-type temperature-compensated crystal oscillator.

【図35】従来のデジタル方式の温度補償水晶発振器の
代表的な構成を示す図である。
FIG. 35 is a diagram showing a typical configuration of a conventional digital temperature-compensated crystal oscillator.

【図36】従来の水晶フィルタの構造を示す斜視図(a)
とそのa−a′断面図(b)である。
FIG. 36 is a perspective view showing the structure of a conventional crystal filter (a).
And its aa 'sectional drawing (b).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,102,111,112,113,121,122,131,132,141,
142,151,152,153,161,162,163,171,172,181,
182,191,192,193,201,202,211,212,213,221,
222,223,224,231,232,233,341,342,349,350,
355,356,357,358,401,403,431…水晶片、 103,
114,123,133,143,154,164,173,184,185,195,
196,204,205,206,216,217,227,228,237,238,
402,404…励振電極、 104,115,124,137,147,15
8,168,174,186,197,207,218,229,239,343,35
9,360…張り合わせ水晶片、 134,135,144,145,15
5,156,165,166,175,176…支持部、 136,146,15
7,167,177,292,293,302,303,312,313,322,32
3,332,333,334…振動部、 183,194,203,214,21
5,225,226,234,235,236…直接接合部、 241,25
1,261,271,281,291,301,311,321,331,413,42
6…水晶振動子、 242,253,262,294,299,338,41
1,425…発振回路、 243,254,412…出力端子、 25
2,414…温度補償回路、 263,295,424…温度補償回
路、 263,295,424…可変リアクタンス回路、 264,
275,285,297,423…記憶装置、 265,274,298,422
…A/D変換器、 266,273,300,305,315,325,33
6,337,421…温度センサ、 267,296,304,314,32
4,335,427…デジタル制御水晶発振器、 272,282,2
83…水晶発振器、 276,286…プログラマブル分周器、
284…周波数カウンタ、 344,345,346,347,348,
351,352,353,432,433,434…電極、 X…水晶結晶
のX軸、 Y…水晶結晶のY軸、 Z…水晶結晶のZ
軸、P…水晶片の板面の法線、 θ,φ,ξ…各結晶軸
のなす角度。
101, 102, 111, 112, 113, 121, 122, 131, 132, 141,
142, 151, 152, 153, 161, 162, 163, 171, 172, 181,
182, 191, 192, 193, 201, 202, 211, 212, 213, 221,
222, 223, 224, 231, 232, 233, 341, 342, 349, 350,
355, 356, 357, 358, 401, 403, 431 ... Crystal piece, 103,
114, 123, 133, 143, 154, 164, 173, 184, 185, 195,
196, 204, 205, 206, 216, 217, 227, 228, 237, 238,
402, 404 ... Excitation electrodes, 104, 115, 124, 137, 147, 15
8,168,174,186,197,207,218,229,239,343,35
9, 360… Laminated crystal pieces, 134, 135, 144, 145, 15
5, 156, 165, 166, 175, 176 ... Supporting part, 136, 146, 15
7, 167, 177, 292, 293, 302, 303, 312, 313, 322, 32
3,332,333,334 ... Vibration part, 183,194,203,214,21
5, 225, 226, 234, 235, 236 ... Direct joint, 241, 25
1, 261, 271, 281, 291, 301, 311, 321, 331, 413, 42
6 ... Crystal oscillator, 242, 253, 262, 294, 299, 338, 41
1,425 ... Oscillation circuit, 243, 254, 412 ... Output terminal, 25
2, 414 ... Temperature compensation circuit, 263, 295, 424 ... Temperature compensation circuit, 263, 295, 424 ... Variable reactance circuit, 264,
275, 285, 297, 423 ... Storage device, 265, 274, 298, 422
... A / D converter, 266, 273, 300, 305, 315, 325, 33
6,337,421… Temperature sensor, 267,296,304,314,32
4, 335, 427 ... Digitally controlled crystal oscillator, 272, 282, 2
83 ... Crystal oscillator, 276, 286 ... Programmable frequency divider,
284 ... Frequency counter, 344, 345, 346, 347, 348,
351, 352, 353, 432, 433, 434 ... Electrode, X ... X-axis of quartz crystal, Y ... Y-axis of quartz crystal, Z ... Z of quartz crystal
Axis, P ... normal to the plate surface of the crystal piece, θ, φ, ξ ... angle formed by each crystal axis.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平4−31669 (32)優先日 平4(1992)2月19日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−44772 (32)優先日 平4(1992)3月2日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−113526 (32)優先日 平4(1992)5月6日 (33)優先権主張国 日本(JP) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 4-31669 (32) Priority Date Hei 4 (1992) February 19 (33) Country of priority claim Japan (JP) (31) Priority Claim No. Japanese Patent Application No. 4-44772 (32) Priority Date No. 4 (1992) March 2 (33) Country of priority claim Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 4-113526 (32) Priority Hihei 4 (1992) May 6 (33) Priority claiming country Japan (JP)

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面を鏡面研磨し、洗剤で洗浄したの
ち、イソプロピルアルコールによる洗浄および硫酸と過
酸化水素水の混合液による洗浄を行い、次に加熱乾燥を
行って、前記表面が平滑平坦で、かつ水酸基で終端され
た状態になるように処理した水晶片同士を介在物なしに
接触させて、前記表面の前記水酸基の間に作用する接着
力で接着させたのち、さらに強い接着力が得られるよう
に水晶結晶が相転移しない温度範囲内で熱処理したこと
を特徴とする水晶の直接接合方法。
1. The surface is mirror-polished and washed with a detergent, followed by washing with isopropyl alcohol and washing with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution, and then heat drying to make the surface smooth and flat. , And the crystal pieces treated so as to be terminated with hydroxyl groups are brought into contact with each other without any intervening substance, and are bonded by the adhesive force acting between the hydroxyl groups on the surface, and a stronger adhesive force is obtained. As described above, a method for directly bonding quartz is characterized in that heat treatment is performed within a temperature range in which the quartz crystal does not undergo phase transition.
【請求項2】 表面を鏡面研磨し、洗剤による洗浄およ
びイソプロピルアルコールによる洗浄を行い、次にイソ
プロピルアルコールを用いた乾燥装置による乾燥を行っ
たのち、加熱乾燥を行って、前記表面が平滑平坦で、か
つ水酸基で終端された状態になるように処理した水晶片
同士を介在物なしに接触させて、前記表面の前記水酸基
の間に作用する接着力で接着させたのち、さらに強い接
着強度が得られるように水晶結晶が相転移しない温度範
囲内で熱処理したことを特徴とする水晶の直接接合方
法。
2. The surface is mirror-polished, washed with a detergent and isopropyl alcohol, then dried with a dryer using isopropyl alcohol, and then heat-dried so that the surface is smooth and flat. , And by contacting the crystal pieces treated so as to be in a state of being terminated with a hydroxyl group without any inclusions, and by adhering with the adhesive force acting between the hydroxyl groups on the surface, a stronger adhesive strength is obtained. As described above, a method for directly bonding quartz is characterized in that heat treatment is performed within a temperature range in which the quartz crystal does not undergo phase transition.
【請求項3】 表面を鏡面研磨し、洗剤で洗浄したの
ち、イソプロピルアルコールによる洗浄およびフッ化水
素水もしくはフッ化アンモニウム水による洗浄を行い、
次に加熱乾燥を行って、前記表面が平滑平坦で、かつ水
酸基で終端された状態になるように処理した水晶片同士
を介在物なしに接触させて、前記表面の前記水酸基の間
に作用する接着力で接着させたのち、さらに強い接着力
が得られるように水晶結晶が相転移しない温度範囲内で
熱処理したことを特徴とする水晶の直接接合方法。
3. The surface is mirror-polished and washed with a detergent, followed by washing with isopropyl alcohol and washing with hydrogen fluoride water or ammonium fluoride water,
Next, heat drying is performed to bring the crystal pieces, which have been treated so that the surface is smooth and flat and terminated with a hydroxyl group, into contact with each other without inclusion, and act between the hydroxyl groups on the surface. A method for directly joining crystals, characterized in that after bonding with an adhesive force, heat treatment is performed within a temperature range in which the crystal does not undergo a phase transition so as to obtain a stronger adhesive force.
【請求項4】 所望の切り出し角度および所望の厚みを
有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸が所
望の角度で交わるように直接接合した張り合わせ水晶片
を介して、励振電極を対向設置したことを特徴とする水
晶振動子。
4. Exciting electrodes are installed opposite to each other via a laminated crystal piece in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that respective crystal axes intersect at a desired angle. A crystal unit characterized by this.
【請求項5】 所望の切り出し角度および所望の厚みを
有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸が所
望の角度で交わるように直接接合して、中央部の厚みが
周辺部よりも厚い張り合わせ水晶片を構成し、前記張り
合わせ水晶片の中央部の厚い領域を介して励振電極を対
向設置したことを特徴とする水晶振動子。
5. A laminated structure in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that respective crystal axes intersect at a desired angle, and a central portion is thicker than a peripheral portion. A crystal resonator comprising a crystal piece, wherein excitation electrodes are installed opposite to each other via a thick region in a central portion of the laminated crystal piece.
【請求項6】 所望の切り出し角度および所望の厚みを
有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸が所
望の角度で交わるように直接接合して、中央部の厚みが
周辺部よりも薄い張り合わせ水晶片を構成し、前記張り
合わせ水晶片の中央部の薄い領域を介して励振電極を対
向設置したことを特徴とする水晶振動子。
6. A laminated structure in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly joined so that respective crystal axes intersect at a desired angle, and a central portion is thinner than a peripheral portion. A crystal unit comprising a crystal piece, wherein excitation electrodes are installed opposite to each other via a thin region in a central portion of the laminated crystal piece.
【請求項7】 所望の切り出し角度および所望の厚みを
有する少なくとも2枚の水晶片を、それぞれの結晶軸が
所望の角度で交わるように直接接合してなる厚みを異に
する少なくとも2つ以上の領域を有する張り合わせ水晶
片を構成し、少なくとも2組の励振電極を前記厚みを異
にする領域の間に対向設置したことを特徴とする水晶振
動子。
7. At least two or more different thicknesses obtained by directly bonding at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness so that respective crystal axes intersect at a desired angle. A crystal resonator comprising: a bonded crystal piece having a region, wherein at least two sets of excitation electrodes are provided so as to face each other between the regions having different thicknesses.
【請求項8】 所望の切り出し角度および所望の厚みを
有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸が所
望の角度で交わるように直接接合した張り合わせ水晶片
を介して少なくとも2組の励振電極を対向設置し、かつ
第1の励振電極対を設けた第1の領域と第2の励振電極
対を設けた第2の領域の間に、前記第1および第2の領
域いずれとも厚みの異なる第3の領域を設けたことを特
徴とする水晶振動子。
8. At least two sets of excitation electrodes are provided through a laminated crystal piece in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that their crystal axes intersect at a desired angle. A first region having a thickness different from both the first region and the second region is provided between the first region provided opposite to each other and provided with the first excitation electrode pair and the second region provided with the second excitation electrode pair. A crystal unit provided with three regions.
【請求項9】 所望の切り出し角度および所望の厚みを
有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸が所
望の角度で交わるように直接接合した張り合わせ水晶片
を介して励振電極を対向設置した構成の水晶振動子を共
振素子として用いたことを特徴とする水晶発振器。
9. A structure in which excitation electrodes are installed to face each other via a bonded crystal piece in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that their crystal axes intersect at a desired angle. A crystal oscillator characterized by using the crystal oscillator of 1. as a resonance element.
【請求項10】 所望の切り出し角度および所望の厚み
を有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸が
所望の角度で交わるように直接接合した張り合わせ水晶
片を介して励振電極を対向設置した構成の水晶振動子
と、感温素子、抵抗および容量素子を用いて構成した温
度補償回路とを具備したことを特徴とするアナログ温度
補償水晶発振器。
10. A structure in which excitation electrodes are opposed to each other via a laminated crystal piece in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that respective crystal axes intersect at a desired angle. An analog temperature-compensated crystal oscillator, comprising: the crystal resonator according to 1); and a temperature compensation circuit configured by using a temperature sensitive element, a resistor, and a capacitive element.
【請求項11】 所望の切り出し角度および所望の厚み
を有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸が
所望の角度で交わるように直接接合した張り合わせ水晶
片を介して励振電極を対向設置した構成の水晶振動子と
デジタル信号制御の可変リアクタンス回路および発振回
路からなるデジタル制御水晶発振器と、温度センサと、
前記温度センサの出力信号をデジタル信号に変換するA
/D変換器と、A/D変換器のデジタル信号に応じたデ
ータを記憶し、前記可変リアクタンス回路に前記データ
を出力する記憶装置とを具備したことを特徴とするデジ
タル温度補償水晶発振器。
11. A structure in which excitation electrodes are opposed to each other via a laminated crystal piece in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that respective crystal axes intersect at a desired angle. , A digitally controlled crystal oscillator consisting of a crystal oscillator, a variable reactance circuit for digital signal control, and an oscillation circuit, and a temperature sensor,
A for converting the output signal of the temperature sensor into a digital signal
A digital temperature-compensated crystal oscillator, comprising: an A / D converter and a storage device that stores data corresponding to a digital signal of the A / D converter and outputs the data to the variable reactance circuit.
【請求項12】 所望の切り出し角度および所望の厚み
を有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸が
所望の角度で交わるように直接接合した張り合わせ水晶
片を介して励振電極を対向設置した構成の水晶振動子を
用いた水晶発振器と、温度センサと、前記温度センサの
出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、前
記A/D変換器のデジタル信号に応じたデータを記憶し
た記憶装置と、前記記憶装置の前記データに応じて前記
水晶発振器の出力周波数を分周するプログラマブル分周
器とを具備したことを特徴とするデジタル温度補償水晶
発振器。
12. A structure in which excitation electrodes are opposed to each other via a laminated crystal piece in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that respective crystal axes intersect at a desired angle. A crystal oscillator using the crystal oscillator, a temperature sensor, an A / D converter for converting an output signal of the temperature sensor into a digital signal, and data corresponding to the digital signal of the A / D converter are stored. A digital temperature compensated crystal oscillator, comprising: a storage device; and a programmable frequency divider that divides an output frequency of the crystal oscillator according to the data of the storage device.
【請求項13】 所望の切り出し角度および所望の厚み
を有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸が
所望の角度で交わるように直接接合して、少なくとも2
つの異なる厚みを有する張り合わせ水晶片を構成し、2
組の励振電極をそれぞれ前記張り合わせ水晶片の所望の
厚みを介して対向設置して、第1および第2の振動部を
一体化構成し、前記第1の振動部、デジタル信号制御の
可変リアクタンス回路および第1の発振回路からなるデ
ジタル制御水晶発振器と、前記第2の振動部と第2の発
振回路からなる温度センサと、前記温度センサの出力信
号をデジタル信号に変換するA/D変換器と、前記A/
D変換器のデジタル信号に応じたデータを記憶し、前記
可変リアクタンス回路に前記データを出力する記憶装置
とを具備したことを特徴とするデジタル温度補償水晶発
振器。
13. At least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded to each other so that their crystal axes intersect at a desired angle to form at least 2.
Two laminated crystal pieces with two different thicknesses
A pair of excitation electrodes are installed to face each other with a desired thickness of the laminated crystal piece, the first and second vibrating sections are integrally configured, and the first vibrating section and the variable reactance circuit for digital signal control are integrated. And a digitally controlled crystal oscillator including a first oscillating circuit, a temperature sensor including the second vibrating section and a second oscillating circuit, and an A / D converter that converts an output signal of the temperature sensor into a digital signal. , A /
A digital temperature-compensated crystal oscillator, comprising: a storage device that stores data corresponding to a digital signal of a D converter and outputs the data to the variable reactance circuit.
【請求項14】 所望の切り出し角度および所望の厚み
を有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸が
所望の角度で交わるように直接接合して、少なくとも2
つの異なる厚みを有する張り合わせ水晶片を構成し、3
組の励振電極をそれぞれ前記張り合わせ水晶片の所望の
厚みを介して対向設置して、第1,第2および第3の振
動部を一体化構成し、前記第1の振動部,デジタル信号
制御の可変リアクタンス回路および第1の発振回路より
なるデジタル制御水晶発振器と、前記第2,第3の振動
部と、第2,第3の発振回路とからなる第1,第2の温
度センサと、前記第1,第2の温度センサの出力信号を
デジタル信号に変換するA/D変換器と、前記A/D変
換器のデジタル信号に応じたデータを記憶し、前記可変
リアクタンス回路に前記データを出力する記憶装置とを
具備したことを特徴とするデジタル温度補償水晶発振
器。
14. At least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded to each other so that their crystal axes intersect at a desired angle, and at least two.
3 pieces of bonded crystal pieces having three different thicknesses
A pair of excitation electrodes are installed to face each other with a desired thickness of the bonded crystal piece, and the first, second, and third vibrating sections are integrally configured, and the first vibrating section and the digital signal control A digitally controlled crystal oscillator including a variable reactance circuit and a first oscillating circuit; first and second temperature sensors including the second and third oscillating portions and second and third oscillating circuits; An A / D converter that converts the output signals of the first and second temperature sensors into a digital signal, and data that corresponds to the digital signal of the A / D converter is stored, and the data is output to the variable reactance circuit. A temperature compensated crystal oscillator, comprising:
【請求項15】 所望の切り出し角度および所望の厚み
を有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞれの結晶軸が
所望の角度で交わるように直接接合した張り合わせ水晶
片を介して、少なくとも2組の対向電極を形成したこと
を特徴とする水晶フィルタ。
15. At least two sets of opposing electrodes via bonded crystal pieces in which at least two crystal pieces having a desired cutting angle and a desired thickness are directly bonded so that their crystal axes intersect at a desired angle. A crystal filter characterized by being formed.
【請求項16】 両面に電極を形成した水晶片と片面に
電極を形成した少なくとも1枚の水晶片を前記水晶片と
前記電極とが交互になるように重ね合わせ、かつ、それ
ぞれの前記水晶片同士を前記電極の介在しない部分で直
接結合したことを特徴とする水晶フィルタ。
16. A crystal piece having electrodes formed on both surfaces thereof and at least one crystal piece having electrodes formed on one surface thereof are stacked so that the crystal pieces and the electrodes are alternately arranged, and each crystal piece is laminated. A crystal filter, wherein the electrodes are directly bonded to each other at a portion where the electrodes are not interposed.
【請求項17】 水晶片として所望の切り出し角度およ
び所望の厚みを有する少なくとも2枚の水晶片をそれぞ
れの結晶軸が所望の角度で交わるように直接接合した張
り合わせ水晶片を用いたことを特徴とする請求項16記載
の水晶フィルタ。
17. A bonded crystal piece, which is obtained by directly bonding at least two crystal pieces having a desired cut-out angle and a desired thickness so that their crystal axes intersect at a desired angle, is used as the crystal piece. The crystal filter according to claim 16.
JP26160192A 1991-10-02 1992-09-30 Direct bonding method of crystal blank and crystal resonator, crystal oscillator and crystal filter using the method Expired - Lifetime JP3248630B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26160192A JP3248630B2 (en) 1991-10-02 1992-09-30 Direct bonding method of crystal blank and crystal resonator, crystal oscillator and crystal filter using the method

Applications Claiming Priority (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25505291 1991-10-02
JP25504791 1991-10-02
JP25503891 1991-10-02
JP3166992 1992-02-19
JP4477292 1992-03-02
JP11352692 1992-05-06
JP4-113526 1992-05-06
JP3-255038 1992-05-06
JP4-31669 1992-05-06
JP4-44772 1992-05-06
JP3-255047 1992-05-06
JP3-255052 1992-05-06
JP26160192A JP3248630B2 (en) 1991-10-02 1992-09-30 Direct bonding method of crystal blank and crystal resonator, crystal oscillator and crystal filter using the method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0621741A true JPH0621741A (en) 1994-01-28
JP3248630B2 JP3248630B2 (en) 2002-01-21

Family

ID=27564291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26160192A Expired - Lifetime JP3248630B2 (en) 1991-10-02 1992-09-30 Direct bonding method of crystal blank and crystal resonator, crystal oscillator and crystal filter using the method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3248630B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002299979A (en) * 2001-03-05 2002-10-11 Agilent Technol Inc Method for fabricating resonator
JP2002329901A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing quartz laminated plate
JP2008066799A (en) * 2006-09-04 2008-03-21 Seiko Instruments Inc Oscillator
JP2011135342A (en) * 2009-12-24 2011-07-07 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Piezoelectric oscillator
JP2012160790A (en) * 2011-01-28 2012-08-23 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Oscillation device
US10138162B2 (en) 2012-02-27 2018-11-27 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Method and device for bonding workpieces each produced from glass substrate or quartz substrate

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002299979A (en) * 2001-03-05 2002-10-11 Agilent Technol Inc Method for fabricating resonator
JP2002329901A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing quartz laminated plate
JP2008066799A (en) * 2006-09-04 2008-03-21 Seiko Instruments Inc Oscillator
JP2011135342A (en) * 2009-12-24 2011-07-07 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Piezoelectric oscillator
US8242856B2 (en) 2009-12-24 2012-08-14 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Piezoelectric oscillator
JP2012160790A (en) * 2011-01-28 2012-08-23 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Oscillation device
US10138162B2 (en) 2012-02-27 2018-11-27 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Method and device for bonding workpieces each produced from glass substrate or quartz substrate

Also Published As

Publication number Publication date
JP3248630B2 (en) 2002-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5319324A (en) Method of direct bonding of crystals and crystal devices
KR101022123B1 (en) Piezoelectric resonator element and piezoelectric device
JP5515054B2 (en) Crystal resonator, crystal unit, and crystal oscillator manufacturing method
JP3743913B2 (en) Quartz crystal unit, crystal unit, crystal oscillator, and manufacturing method thereof
JP3248630B2 (en) Direct bonding method of crystal blank and crystal resonator, crystal oscillator and crystal filter using the method
JPH08153915A (en) Composite piezoelectric substrate and its manufacture
JP2007189492A (en) Method of manufacturing piezoelectric substrate, piezoelectric substrate, piezoelectric transducer, and piezoelectric oscillator
JP3102869B2 (en) Structure of ultra-thin piezoelectric resonator
JPH1084247A (en) Acoustic boundary wave device
JP3221609B2 (en) Fixed part structure of ultra-thin plate piezoelectric resonator
JP2003273703A (en) Quartz vibrator and its manufacturing method
WO1999056391A1 (en) Piezoelectric bulk vibrator
JP3749917B2 (en) Manufacturing method of crystal oscillator
JP2007189491A (en) Method of manufacturing piezoelectric substrate, piezoelectric substrate, piezoelectric resonator, and piezoelectric oscillator
JPH06314947A (en) Crystal vibrator and its manufacture
JP4074934B2 (en) Crystal oscillator and manufacturing method thereof
JPS605619A (en) Thickness-shear piezoelectric vibrator
JP3102872B2 (en) Ultra-thin piezoelectric vibrator
JP2007189579A (en) Method of manufacturing piezoelectric substrate, piezoelectric substrate, piezoelectric transducing element, ultrathin multiplex mode piezoelectric filter element, method of manufacturing piezoelectric transducing element, resonator, and piezoelectric oscillator
JP4697190B2 (en) Manufacturing methods for crystal units and crystal units
JP2005094734A (en) Resonator, resonator unit, oscillator, and electronic apparatus
JPH0435105A (en) Electrode structure for ultra thin plate piezoelectric resonator
JPH11205075A (en) Piezoelectric vibrator
JPH03116882A (en) Piezoelectric oscillator
JP2001085755A (en) Piezoelectric composite board and piezoelectric element

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071109

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 7

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081109

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091109

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 8

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091109

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101109

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 10

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111109

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121109

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term