JPH07120920B2 - オーバートーン用矩形水晶振動子 - Google Patents
オーバートーン用矩形水晶振動子Info
- Publication number
- JPH07120920B2 JPH07120920B2 JP1185206A JP18520689A JPH07120920B2 JP H07120920 B2 JPH07120920 B2 JP H07120920B2 JP 1185206 A JP1185206 A JP 1185206A JP 18520689 A JP18520689 A JP 18520689A JP H07120920 B2 JPH07120920 B2 JP H07120920B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- overtone
- axis
- vibration
- rectangular crystal
- surface roughness
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） ATカットで切り出された水晶素板は３次曲線で表わされ
る周波数温度特性を有しており、設計により常温付近で
の周波数の温度による変化をゼロにすることができる、
極めて安定したカットとして広く用いられている。
る周波数温度特性を有しており、設計により常温付近で
の周波数の温度による変化をゼロにすることができる、
極めて安定したカットとして広く用いられている。
本発明はこのATカット水晶素板を用いオーバートーン振
動の周波数で使用する矩形水晶振動子に関するものであ
る。
動の周波数で使用する矩形水晶振動子に関するものであ
る。
（従来の技術） 従来、矩形水晶振動子は、Ｚ′軸を長手方向、Ｘ軸を幅
方向、Ｙ′軸を厚み方向としたATカット素板を使用して
おり、CI（クリスタルインピーダンス）を向上させるた
め、その素板表面を表面粗さ１μｍ以下となるよう研磨
加工が施されていた。ここで、Ｚ′,Y′の各軸はATカッ
トにて切り出されたとき、すなわちＺ軸（光軸）,Y軸
（機械軸）がＸ軸（電気軸）を中心に左へ35゜15′回転
させて得られた軸を意味している。
方向、Ｙ′軸を厚み方向としたATカット素板を使用して
おり、CI（クリスタルインピーダンス）を向上させるた
め、その素板表面を表面粗さ１μｍ以下となるよう研磨
加工が施されていた。ここで、Ｚ′,Y′の各軸はATカッ
トにて切り出されたとき、すなわちＺ軸（光軸）,Y軸
（機械軸）がＸ軸（電気軸）を中心に左へ35゜15′回転
させて得られた軸を意味している。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のような矩形水晶振動子を３次オー
バートーン（例えば32MHz）で振動させると主振動以外
に、その近傍に不連続的に、その外形形状で決まる輪郭
系振動あるいは屈曲振動等による副次的振動（スプリア
ス）が発生し、連続的な温度変化をさせても非連続的な
CI,発振周波数の変動を起こしていた。このような各種
変動が生じると,ATカット本来の３次曲線を示さなくな
り、実用に供し得ない問題点を有していた。
バートーン（例えば32MHz）で振動させると主振動以外
に、その近傍に不連続的に、その外形形状で決まる輪郭
系振動あるいは屈曲振動等による副次的振動（スプリア
ス）が発生し、連続的な温度変化をさせても非連続的な
CI,発振周波数の変動を起こしていた。このような各種
変動が生じると,ATカット本来の３次曲線を示さなくな
り、実用に供し得ない問題点を有していた。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
オーバートーン発振で使用してもスプリアスを生ぜしめ
ず、CI値，発振周波数の変動の生じない極めて安定した
オーバートーン用矩形水晶振動子を提供することを目的
とするものである。（課題を解決するための手段） 本発明によるオーバートーン用矩形水晶振動子はATカッ
トで切り出され、長手方向をＺ′軸方向、幅方向をＸ軸
方向、厚み方向をＹ′軸方向に設定した厚みすべり振動
を用いる矩形水晶振動子において、その長手方向側面
（Ｚ′Ｙ′面）を表面粗さ１μｍから10μｍの粗面加工
を施したことを特徴とするものである。
オーバートーン発振で使用してもスプリアスを生ぜしめ
ず、CI値，発振周波数の変動の生じない極めて安定した
オーバートーン用矩形水晶振動子を提供することを目的
とするものである。（課題を解決するための手段） 本発明によるオーバートーン用矩形水晶振動子はATカッ
トで切り出され、長手方向をＺ′軸方向、幅方向をＸ軸
方向、厚み方向をＹ′軸方向に設定した厚みすべり振動
を用いる矩形水晶振動子において、その長手方向側面
（Ｚ′Ｙ′面）を表面粗さ１μｍから10μｍの粗面加工
を施したことを特徴とするものである。
（作用） 一般的にオーバートーン発振は基本波発振に比べてその
振動エネルギが小さくなり、これはオーバートーン発振
の次数が高くなるに伴って小さくなることが知られてい
る。厚みすべり振動のオーバートーン発振領域において
は、輪郭系振動あるいは屈曲振動等の副次的振動のオー
バートーン次数はより高くなっており、振動エネルギも
かなり小さくなっている。すなわち、例えば、厚みすべ
り振動の基本波周波数が数MHz以上であるのに対して、
屈曲振動のそれは数10KHzからである。このように副次
的振動の基本波周波数は厚みすべり振動のそれに比べて
格段に低いので、当然ある周波数においては、厚みすべ
り振動のオーバートーン次数に比べて副次的振動のオー
バートーン次数が高く、振動エネルギも小さくなる。
振動エネルギが小さくなり、これはオーバートーン発振
の次数が高くなるに伴って小さくなることが知られてい
る。厚みすべり振動のオーバートーン発振領域において
は、輪郭系振動あるいは屈曲振動等の副次的振動のオー
バートーン次数はより高くなっており、振動エネルギも
かなり小さくなっている。すなわち、例えば、厚みすべ
り振動の基本波周波数が数MHz以上であるのに対して、
屈曲振動のそれは数10KHzからである。このように副次
的振動の基本波周波数は厚みすべり振動のそれに比べて
格段に低いので、当然ある周波数においては、厚みすべ
り振動のオーバートーン次数に比べて副次的振動のオー
バートーン次数が高く、振動エネルギも小さくなる。
上記構成のように長手方向側面（Ｚ′Ｙ′面）を表面粗
さ１μｍから10μｍの粗面加工を施すことにより、この
ように振動エネルギーの小さな高次オーバートーンの副
次的振動を極めて効率よく抑制することができる。
さ１μｍから10μｍの粗面加工を施すことにより、この
ように振動エネルギーの小さな高次オーバートーンの副
次的振動を極めて効率よく抑制することができる。
第７図は表面粗さに対するCI値の変化の様子を示すグラ
フ、第８図は表面粗さに対するスプリアスを抑制できる
DL（ドライブレベル）の上限を示すグラフである。長手
方向側面を表面粗さを10μｍ以上にすると第７図に示す
ようにCI値が高くなりすぎ、また表面粗さを１μｍ以下
にするとスプリアスを抑制し得るDLが低すぎ、逆に水晶
振動子が共振しない場合があった。表面粗さを１〜10μ
ｍの範囲とすると上記弊害は生じず、振動子としての電
気的特性が良好な状態で安定している。
フ、第８図は表面粗さに対するスプリアスを抑制できる
DL（ドライブレベル）の上限を示すグラフである。長手
方向側面を表面粗さを10μｍ以上にすると第７図に示す
ようにCI値が高くなりすぎ、また表面粗さを１μｍ以下
にするとスプリアスを抑制し得るDLが低すぎ、逆に水晶
振動子が共振しない場合があった。表面粗さを１〜10μ
ｍの範囲とすると上記弊害は生じず、振動子としての電
気的特性が良好な状態で安定している。
（実施例） 本発明による実施例を図面とともに説明する。第１図
は、矩形水晶振動素板の各結晶軸方向を示す図、第２図
は長手方向側面（Ｚ′Ｙ′面）を粗面加工し、電極形成
した状態を示す模式図である。
は、矩形水晶振動素板の各結晶軸方向を示す図、第２図
は長手方向側面（Ｚ′Ｙ′面）を粗面加工し、電極形成
した状態を示す模式図である。
矩形水晶素板１は、ATカット水晶板から第１図に示すよ
うにＺ′軸に長手方向（ｌ）、Ｘ軸に幅方向（ｗ）、
Ｙ′軸に厚み方向（ｔ）を有するよう切り出される。こ
の外形寸法はスプリアスとなる輪郭系の振動等を抑制す
る寸法に選ばれ、例えば３次オーバートーン発振で32MH
zを所望する場合、ｌ＝8.0mm、ｗ＝1.88mm、ｔ＝0.156m
mに寸法が選ばれる。
うにＺ′軸に長手方向（ｌ）、Ｘ軸に幅方向（ｗ）、
Ｙ′軸に厚み方向（ｔ）を有するよう切り出される。こ
の外形寸法はスプリアスとなる輪郭系の振動等を抑制す
る寸法に選ばれ、例えば３次オーバートーン発振で32MH
zを所望する場合、ｌ＝8.0mm、ｗ＝1.88mm、ｔ＝0.156m
mに寸法が選ばれる。
そして、主面（Ｚ′Ｘ面），幅方向側面（Ｙ′Ｘ面）
は、表面粗さ0.7μｍ程度に仕上げられるが、長手方向
側面（Ｙ′Ｚ′面）はその全面が表面粗さ２μｍ程度に
粗面加工される。
は、表面粗さ0.7μｍ程度に仕上げられるが、長手方向
側面（Ｙ′Ｚ′面）はその全面が表面粗さ２μｍ程度に
粗面加工される。
この表面粗さの決定は、スプリアスを抑制し得る範囲、
あるいはCIの許容値等により適宜決定すればよいが、一
般的傾向としては、周波数が高くなるにつれて表面粗さ
を大きくする必要がある。
あるいはCIの許容値等により適宜決定すればよいが、一
般的傾向としては、周波数が高くなるにつれて表面粗さ
を大きくする必要がある。
また、この粗面の粗さの選択は水晶素板の研磨時におい
て、研磨材のメッシュを適当に選択することにより、容
易に得られる。（倒えば周知のことであるが1000＃を用
いたラッピング法による加工面では表面粗さが1.9μｍ
になる。） 尚、このＹ′Ｚ′面における粗面加工の範囲は、長手方
向においてこの面全面に限られるものではなく、第２図
に示すように少なくとも励振電極２の長手方向寸法ｌ′
より大きいものであれば、本発明の効果を得ることがで
きる。
て、研磨材のメッシュを適当に選択することにより、容
易に得られる。（倒えば周知のことであるが1000＃を用
いたラッピング法による加工面では表面粗さが1.9μｍ
になる。） 尚、このＹ′Ｚ′面における粗面加工の範囲は、長手方
向においてこの面全面に限られるものではなく、第２図
に示すように少なくとも励振電極２の長手方向寸法ｌ′
より大きいものであれば、本発明の効果を得ることがで
きる。
（比較例１） 外形寸法ｌ＝8mm,w＝2.18mm,t＝0.156mmの矩形水晶素板
で、３次オーバートーン発振で32MHzをDL1mwで発振させ
た場合において、Ｙ′Ｚ′面の表面粗さを0.76μｍとし
たもの（従来例）と、同じく２μｍとしたもの（本発
明）の温度変化に対する周波数変化を示すグラフを第３
図に、同じくCIの変化を示すグラフを第４図に示す。第
３図および第４図において、それぞれ上段のグラフは従
来例、下段のグラフは本発明品を示す。このグラフから
従来例においては10℃付近あるいは40℃で周波数,CI値
とも変動しているのに対して、本発明品においては全温
度域に渡って安定した周波数,CI特性を有していること
がわかる。
で、３次オーバートーン発振で32MHzをDL1mwで発振させ
た場合において、Ｙ′Ｚ′面の表面粗さを0.76μｍとし
たもの（従来例）と、同じく２μｍとしたもの（本発
明）の温度変化に対する周波数変化を示すグラフを第３
図に、同じくCIの変化を示すグラフを第４図に示す。第
３図および第４図において、それぞれ上段のグラフは従
来例、下段のグラフは本発明品を示す。このグラフから
従来例においては10℃付近あるいは40℃で周波数,CI値
とも変動しているのに対して、本発明品においては全温
度域に渡って安定した周波数,CI特性を有していること
がわかる。
（比較例２） 外形寸法ｌ＝8mm,w＝1.96mm,t＝0.125mmの矩形水晶素板
で、３次オーバートーン発振40MHzをDL1mwで発振させた
場合において、Ｙ′Ｚ′面の表面粗さを0.76μｍとした
もの（従来例）と、同じく4.7μｍとしたもの（本発
明）の温度変化に対する周波数変化を示すグラフを第５
図に、同じくCIの変化を示すグラフを第６図に示す。第
５図および第６図において、それぞれ上段のグラフは従
来例、下段のグラフは本発明品を示す。この比較例にお
いても比較例１と同じく本発明品は周波数,CIとも安定
していることがわかる。
で、３次オーバートーン発振40MHzをDL1mwで発振させた
場合において、Ｙ′Ｚ′面の表面粗さを0.76μｍとした
もの（従来例）と、同じく4.7μｍとしたもの（本発
明）の温度変化に対する周波数変化を示すグラフを第５
図に、同じくCIの変化を示すグラフを第６図に示す。第
５図および第６図において、それぞれ上段のグラフは従
来例、下段のグラフは本発明品を示す。この比較例にお
いても比較例１と同じく本発明品は周波数,CIとも安定
していることがわかる。
（発明の効果） 上記実施例並びに比較例からも明らかなように、本発明
によると温度に対する周波数変動,CI値の変動を極力抑
えることができ、安定したオーバートーン用矩形水晶振
動子を得ることができる。
によると温度に対する周波数変動,CI値の変動を極力抑
えることができ、安定したオーバートーン用矩形水晶振
動子を得ることができる。
第１図は矩形水晶振動子の軸方向を示す図、第２図は粗
面加工した矩形水晶振動子を示す図、第３図〜第６図は
比較例のグラフである。第７図は表面粗さに対するCI値
を示すグラフ、第８図は表面粗さに対するスプリアスを
抑制できるDLの上限を示すグラフである。 １……矩形水晶素板 ２……励振電極
面加工した矩形水晶振動子を示す図、第３図〜第６図は
比較例のグラフである。第７図は表面粗さに対するCI値
を示すグラフ、第８図は表面粗さに対するスプリアスを
抑制できるDLの上限を示すグラフである。 １……矩形水晶素板 ２……励振電極
Claims (1)
- 【請求項１】ATカットで切り出され、長手方向をＺ′軸
方向、軸方向をＸ軸方向、厚み方向をＹ′軸方向に設定
した厚みすべり振動を用いる矩形水晶振動子において、
その長手方向側面（Ｚ′Ｘ′面）に表面粗さ１μｍから
10μｍの粗面加工を施したことを特徴とするオーバート
ーン用矩形水晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1185206A JPH07120920B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | オーバートーン用矩形水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1185206A JPH07120920B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | オーバートーン用矩形水晶振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0349307A JPH0349307A (ja) | 1991-03-04 |
| JPH07120920B2 true JPH07120920B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=16166729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1185206A Expired - Lifetime JPH07120920B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | オーバートーン用矩形水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120920B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04121113U (ja) * | 1991-04-15 | 1992-10-29 | 株式会社ケンウツド | 水晶発振回路 |
| JP5228948B2 (ja) * | 2009-01-30 | 2013-07-03 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイス |
| JP5987321B2 (ja) * | 2012-01-16 | 2016-09-07 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電振動片、圧電振動片の製造方法、圧電デバイス及び電子機器 |
| CN107852147B (zh) | 2015-09-01 | 2021-02-05 | 株式会社村田制作所 | 水晶片以及水晶振子 |
| WO2017057091A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2017-04-06 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
| WO2017057137A1 (ja) | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
| JP2017079388A (ja) | 2015-10-20 | 2017-04-27 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電振動子、電子機器及び移動体 |
| JP2017139682A (ja) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | セイコーエプソン株式会社 | 振動片、振動片の製造方法、発振器、電子機器、移動体、および基地局 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5375886A (en) * | 1976-12-17 | 1978-07-05 | Seiko Instr & Electronics Ltd | At cut crystal vibrator |
| JPS5494171U (ja) * | 1977-12-16 | 1979-07-03 | ||
| JPS58107616U (ja) * | 1982-01-19 | 1983-07-22 | シチズン時計株式会社 | 棒状ａｔカツト水晶片 |
| JPS63217815A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-09 | Matsushima Kogyo Co Ltd | オ−バ−ト−ン用矩形状ａｔ振動子 |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP1185206A patent/JPH07120920B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0349307A (ja) | 1991-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH07120920B2 (ja) | オーバートーン用矩形水晶振動子 | |
| US4716332A (en) | Piezoelectric vibrator | |
| JPH0134411B2 (ja) | ||
| JP3096472B2 (ja) | Ｓｃカットの水晶振動子 | |
| JPS58141022A (ja) | 厚みすべり水晶振動子 | |
| JPH0888536A (ja) | オーバートーン矩形水晶振動子 | |
| JP3194442B2 (ja) | Ｓｃカットの水晶振動子 | |
| JP3231055B2 (ja) | Ｓｃカットの水晶振動子 | |
| JP2864242B2 (ja) | 水晶振動子 | |
| JPS6357967B2 (ja) | ||
| JP2813996B2 (ja) | ３次オーバトーンａｔカット水晶振動子 | |
| JP2545692B2 (ja) | 厚みすべり水晶振動子の製造方法 | |
| JP3176642B2 (ja) | Ｋｔカット水晶振動子 | |
| JPH0685598A (ja) | Ｓｃカットの水晶振動子 | |
| JPH0810811B2 (ja) | オーバートーン発振用圧電共振子の構造 | |
| JPS58141021A (ja) | 厚みすべり水晶振動子 | |
| JPH02226907A (ja) | 水晶振動子 | |
| JPH0463567B2 (ja) | ||
| JPS62239707A (ja) | 水晶振動子 | |
| JPH077363A (ja) | Ｓｃカットの水晶振動子 | |
| JPH0946167A (ja) | オーバートーン発振用圧電振動子 | |
| JPH02124614A (ja) | 矩形状ａｔ振動子 | |
| JPH07202629A (ja) | 水晶振動子とその製造方法 | |
| JPS6026870Y2 (ja) | 超音波振動子 | |
| KR960016344B1 (ko) | 압전진동자 |