JPH07183759A - Atカット水晶振動子及び発振器 - Google Patents
Atカット水晶振動子及び発振器Info
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- JPH07183759A JPH07183759A JP32517493A JP32517493A JPH07183759A JP H07183759 A JPH07183759 A JP H07183759A JP 32517493 A JP32517493 A JP 32517493A JP 32517493 A JP32517493 A JP 32517493A JP H07183759 A JPH07183759 A JP H07183759A
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Abstract
(57)【要約】
直径2±0.2mmのATカット水晶振動子において、
スプリアス振動の回避とCI値を低減した周波数11.
7MHZ〜22.5MHZのATカット水晶振動子を提
供する。 【構成】Z′軸に長さl、X軸に幅w、Y′軸に厚みt
としたATカット水晶振動片において、長さlの最大寸
法を4000μm〜4700μm、幅wの最大寸法を8
00μm〜1300μmの範囲内で、振動片の各6面を
コンベックス形状とし、更に幅wの最大寸法と厚みtの
最大寸法との辺比w/tを9.5±0.4及び10.7
±0.1とする。更にコンベックス形状及び加工量を規
定化することにより、周波数12.0MHZ〜22.0
MHZの範囲内で周波数変動の原因となるスプリアス振
動を回避し、更に屈曲振動を抑えると共に、CI値を低
減したATカット水晶振動子を開発した。
スプリアス振動の回避とCI値を低減した周波数11.
7MHZ〜22.5MHZのATカット水晶振動子を提
供する。 【構成】Z′軸に長さl、X軸に幅w、Y′軸に厚みt
としたATカット水晶振動片において、長さlの最大寸
法を4000μm〜4700μm、幅wの最大寸法を8
00μm〜1300μmの範囲内で、振動片の各6面を
コンベックス形状とし、更に幅wの最大寸法と厚みtの
最大寸法との辺比w/tを9.5±0.4及び10.7
±0.1とする。更にコンベックス形状及び加工量を規
定化することにより、周波数12.0MHZ〜22.0
MHZの範囲内で周波数変動の原因となるスプリアス振
動を回避し、更に屈曲振動を抑えると共に、CI値を低
減したATカット水晶振動子を開発した。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ATカット水晶振動子
及び発振器に関する。
及び発振器に関する。
【0002】
【従来の技術】近年電子機器分野などで小型軽量化が進
みATカット水晶振動子にも小型軽量化が要求されるよ
うになった。
みATカット水晶振動子にも小型軽量化が要求されるよ
うになった。
【0003】現在の小型軽量ATカット水晶振動子とし
ては、例えば1992年5月22日に開催された第21
回EMシンポジウム(電気学会、電子回路技術委員会主
催)にて報告された「超小型ATカット水晶振動子」に
示されている直径2.0mm長さ6mmのATカット水
晶振動子をあげることができる。
ては、例えば1992年5月22日に開催された第21
回EMシンポジウム(電気学会、電子回路技術委員会主
催)にて報告された「超小型ATカット水晶振動子」に
示されている直径2.0mm長さ6mmのATカット水
晶振動子をあげることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の技術であるATカット水晶振動子の発振周波数は、1
7.7MHZ〜40.0MHZの限られた周波数範囲で
あった。
の技術であるATカット水晶振動子の発振周波数は、1
7.7MHZ〜40.0MHZの限られた周波数範囲で
あった。
【0005】直径2.0mm、長さ6.0mmのATカ
ット水晶振動子に用いるATカット水晶振動片のサイズ
は、水晶単結晶のX軸を長さl、Y′軸を厚みt、Z′
軸を幅wとして長さlの寸法が4000μm〜4700
μm、幅wの寸法が800μm〜1300μmと小型で
あり、前記ATカット水晶振動片のサイズで17.7M
HZ以下の周波数帯を安定発振させるには、主振動であ
る厚みすべり振動のエネルギー閉じ込め効果を増す必要
がある。そのためにX軸方向を凸状にコンベックス加工
を行ない等価直列共振抵抗(以下CI値と称す)を低減
させる必要があった。
ット水晶振動子に用いるATカット水晶振動片のサイズ
は、水晶単結晶のX軸を長さl、Y′軸を厚みt、Z′
軸を幅wとして長さlの寸法が4000μm〜4700
μm、幅wの寸法が800μm〜1300μmと小型で
あり、前記ATカット水晶振動片のサイズで17.7M
HZ以下の周波数帯を安定発振させるには、主振動であ
る厚みすべり振動のエネルギー閉じ込め効果を増す必要
がある。そのためにX軸方向を凸状にコンベックス加工
を行ない等価直列共振抵抗(以下CI値と称す)を低減
させる必要があった。
【0006】しかし、前記ATカット水晶振動片にコン
ベックス加工を行なうとX軸が4000μm〜4700
μmと短かいために、X軸方向に励振する厚みねじれ振
動と思われるスプリアス振動が主振動である厚みすべり
振動の近傍に存在する。そのために、2℃〜10℃の少
ない温度変化でも周波数のジャンプなど周波数温度特性
に悪影響を及ぼしATカット水晶振動子の特徴である3
次曲線の周波数温度特性を示さなくなる。
ベックス加工を行なうとX軸が4000μm〜4700
μmと短かいために、X軸方向に励振する厚みねじれ振
動と思われるスプリアス振動が主振動である厚みすべり
振動の近傍に存在する。そのために、2℃〜10℃の少
ない温度変化でも周波数のジャンプなど周波数温度特性
に悪影響を及ぼしATカット水晶振動子の特徴である3
次曲線の周波数温度特性を示さなくなる。
【0007】前述した厚みねじれ振動と思われるスプリ
アス振動を回避し、更にCI値を低減させるためには、
ATカット水晶振動片のl寸法を5500μm以上にす
る必要がある。そのため直径2.0mm、長さ6.0m
mのATカット水晶振動子では、17.7MHZ以下の
ATカット水晶振動子は作成できないという課題があっ
た。
アス振動を回避し、更にCI値を低減させるためには、
ATカット水晶振動片のl寸法を5500μm以上にす
る必要がある。そのため直径2.0mm、長さ6.0m
mのATカット水晶振動子では、17.7MHZ以下の
ATカット水晶振動子は作成できないという課題があっ
た。
【0008】そこで本発明は、前述した課題を解決する
ものであり、その目的とするところは、長さlの寸法が
4000μm〜4700μm、幅wの寸法が800μm
〜1300μmのATカット水晶振動片を用いて作成し
た直径2.0±0.2mm、長さ6.0±0.5mm周
波数、12.0MHZ〜22.0MHZのATカット水
晶振動子において、スプリアス振動の影響を防止し、更
にCI値を低減する手段を提供するところにある。
ものであり、その目的とするところは、長さlの寸法が
4000μm〜4700μm、幅wの寸法が800μm
〜1300μmのATカット水晶振動片を用いて作成し
た直径2.0±0.2mm、長さ6.0±0.5mm周
波数、12.0MHZ〜22.0MHZのATカット水
晶振動子において、スプリアス振動の影響を防止し、更
にCI値を低減する手段を提供するところにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のATカット水晶
振動子及び発振器は、 1)、ATカットで切断された水晶振動片のZ′軸に長
さl、X軸に幅w、Y′軸を厚みtとしたATカット水
晶振動片において、向い合うY′面、Z′面、X面の各
6面がそれぞれ中央部が凸形状(言わゆるコンベックス
形状)であることを特徴とする。
振動子及び発振器は、 1)、ATカットで切断された水晶振動片のZ′軸に長
さl、X軸に幅w、Y′軸を厚みtとしたATカット水
晶振動片において、向い合うY′面、Z′面、X面の各
6面がそれぞれ中央部が凸形状(言わゆるコンベックス
形状)であることを特徴とする。
【0010】2)、1)に記載のATカット水晶振動子
において、水晶振動片の長さlの最大寸法が4000μ
m〜4700μm、幅wの最大寸法が800μm〜13
00μmの範囲内で、基本波モードの共振周波数が1
1.7MHZ〜22.5MHZであることを特徴とす
る。
において、水晶振動片の長さlの最大寸法が4000μ
m〜4700μm、幅wの最大寸法が800μm〜13
00μmの範囲内で、基本波モードの共振周波数が1
1.7MHZ〜22.5MHZであることを特徴とす
る。
【0011】3)、2)に記載のATカット水晶振動子
の前記水晶振動片の各寸法範囲内において、幅wの最大
寸法と厚みtの最大寸法との辺比w/tを9.5±0.
4としたことを特徴とする。
の前記水晶振動片の各寸法範囲内において、幅wの最大
寸法と厚みtの最大寸法との辺比w/tを9.5±0.
4としたことを特徴とする。
【0012】4)、2)に記載のATカット水晶振動子
の前記水晶振動片の各寸法範囲内において、幅wの最大
寸法と厚みtの最大寸法との辺比w/tを10.7±
0.1としたことを特徴とする。
の前記水晶振動片の各寸法範囲内において、幅wの最大
寸法と厚みtの最大寸法との辺比w/tを10.7±
0.1としたことを特徴とする。
【0013】5)、3)、4)に記載のATカット水晶
振動子において、ATカット水晶振動片の向い合うZ′
面のY′方向の最大寸法が、前記ATカット水晶振動片
中央部の最大Y′の厚み寸法に対して3/4〜1/4の
寸法にコンベックス加工したことを特徴とする。
振動子において、ATカット水晶振動片の向い合うZ′
面のY′方向の最大寸法が、前記ATカット水晶振動片
中央部の最大Y′の厚み寸法に対して3/4〜1/4の
寸法にコンベックス加工したことを特徴とする。
【0014】6)、5)に記載のATカット水晶振動子
において、ATカット水晶振動片の向い合うY′面の
Z′方向に20mm〜80mmの曲率半径でコンベック
ス加工したことを特徴とする。
において、ATカット水晶振動片の向い合うY′面の
Z′方向に20mm〜80mmの曲率半径でコンベック
ス加工したことを特徴とする。
【0015】7)、6)に記載のATカット水晶振動子
において、ATカット水晶振動片の向い合うX面のY′
方向の最大寸法が、前記ATカット水晶振動片中央部の
最大Y′の厚み寸法に比べ10μm〜50μm少ない寸
法にコンベックス加工したことを特徴とする。
において、ATカット水晶振動片の向い合うX面のY′
方向の最大寸法が、前記ATカット水晶振動片中央部の
最大Y′の厚み寸法に比べ10μm〜50μm少ない寸
法にコンベックス加工したことを特徴とする。
【0016】8)、7)に記載のATカット水晶振動子
において、ATカット水晶振動片の向い合うY′面のX
方向に0.1mm〜60mmの範囲内で連続的に変化す
る曲率半径でコンベックス加工したことを特徴とする。
において、ATカット水晶振動片の向い合うY′面のX
方向に0.1mm〜60mmの範囲内で連続的に変化す
る曲率半径でコンベックス加工したことを特徴とする。
【0017】9)、8)に記載のATカット水晶振動子
において、ATカット水晶振動片の向い合うY′面に形
成する励振電極形成前の前記ATカット水晶振動片の周
波数と、前記励振電極形成後の前記ATカット水晶振動
片の周波数変化量が8000ppm〜25000ppm
であることを特徴とする。
において、ATカット水晶振動片の向い合うY′面に形
成する励振電極形成前の前記ATカット水晶振動片の周
波数と、前記励振電極形成後の前記ATカット水晶振動
片の周波数変化量が8000ppm〜25000ppm
であることを特徴とする。
【0018】10)、9)に記載のATカット水晶振動
子において、前記ATカット水晶振動片のY′面のZ′
方向側面部をサポートする部材であるインナーリード
に、半田及び導電性接着剤にて接合したことを特徴とす
る。
子において、前記ATカット水晶振動片のY′面のZ′
方向側面部をサポートする部材であるインナーリード
に、半田及び導電性接着剤にて接合したことを特徴とす
る。
【0019】11)、10)に記載のATカット水晶振
動子のベースとベースを真空又は、不活性雰囲気圧入気
密封止し、ATカット水晶振動片が真空又は、不活性雰
囲気中に保たれたことを特徴とする。
動子のベースとベースを真空又は、不活性雰囲気圧入気
密封止し、ATカット水晶振動片が真空又は、不活性雰
囲気中に保たれたことを特徴とする。
【0020】12)、11)に記載のATカット水晶振
動子において、該ATカット水晶振動子のサイズが、直
径2.0±0.2mm、長さ6.0±0.5mmである
ことを特徴とする。
動子において、該ATカット水晶振動子のサイズが、直
径2.0±0.2mm、長さ6.0±0.5mmである
ことを特徴とする。
【0021】13)、12)に記載のATカット水晶振
動子において、該ATカット水晶振動子を樹脂等により
モールドしたことを特徴とする。
動子において、該ATカット水晶振動子を樹脂等により
モールドしたことを特徴とする。
【0022】14)、12)に記載のATカット水晶振
動子とIC(集積回路)等で発振回路を構成し、樹脂等
により一体モールド成形したことを特徴とする。
動子とIC(集積回路)等で発振回路を構成し、樹脂等
により一体モールド成形したことを特徴とする。
【0023】
【実施例】図1は本発明のATカット水晶振動子の一実
施例を示す断面斜視図である。以下に本発明について実
施例に基づき詳細に説明する。
施例を示す断面斜視図である。以下に本発明について実
施例に基づき詳細に説明する。
【0024】図2は本発明のATカット水晶振動子(以
下振動子と称す)のATカット水晶振動片(以下振動片
と称す)の斜視図であり、ATカットで切断された水晶
単結晶のZ′軸方向に長さl、X軸に幅w、Y′軸に厚
みtを取ってある。前記の振動片は、向い合うY′、
Z′、X′の各6面がそれぞれ中央部が凸形状(言わゆ
るコンベックス形状)である。
下振動子と称す)のATカット水晶振動片(以下振動片
と称す)の斜視図であり、ATカットで切断された水晶
単結晶のZ′軸方向に長さl、X軸に幅w、Y′軸に厚
みtを取ってある。前記の振動片は、向い合うY′、
Z′、X′の各6面がそれぞれ中央部が凸形状(言わゆ
るコンベックス形状)である。
【0025】また前記振動片の長さlの最大寸法は40
00μm〜4700μm、幅wの最大寸法は800μm
〜1300μmとなっている。
00μm〜4700μm、幅wの最大寸法は800μm
〜1300μmとなっている。
【0026】また前記振動片の幅wの最大寸法と厚みt
の最大寸法との辺比w/tは、 1) 9.5±0.4 2) 10.7±0.1 となるように、幅wの最大寸法及び厚みtの最大寸法は
選択されている。
の最大寸法との辺比w/tは、 1) 9.5±0.4 2) 10.7±0.1 となるように、幅wの最大寸法及び厚みtの最大寸法は
選択されている。
【0027】振動片の長さlの最大寸法を4000〜4
700μmと規定してあるが、図3にコンベックス加工
後(コンベックス加工については後で述べる)の振動片
のl寸法とCI値の関係を示した。図3に示すようにC
I値30Ω以下を確保するために振動片のl寸法は40
00μm以上としてある。また4700μm以上では長
さ6±0.5mmの振動子に入らないため振動片の長さ
は4700μm以下としてある。
700μmと規定してあるが、図3にコンベックス加工
後(コンベックス加工については後で述べる)の振動片
のl寸法とCI値の関係を示した。図3に示すようにC
I値30Ω以下を確保するために振動片のl寸法は40
00μm以上としてある。また4700μm以上では長
さ6±0.5mmの振動子に入らないため振動片の長さ
は4700μm以下としてある。
【0028】図4にコンベックス加工後(コンベックス
加工については後で述べる)の振動片のw寸法とCI値
の関係を示すが、幅wの寸法が800μm以下ではCI
値を確保できないために、振動片の幅wの寸法は800
μm以上としてある。前記振動片の幅wの寸法が800
μm以上であるために、本発明の振動子の最大発振周波
数は、後述する本発明の辺比w/t=10.7±0.1
を使用しスプリアス振動を回避した振動子とすると、辺
比w/t=10.7±0.1の最大辺比w/t=10.
8を使用した時の振動片の厚み寸法は、74.07μm
となる。故に、本発明の振動子の最大発振周波数は、計
算式1670/t[MHZ]にt=74.07×10-6
[m]を代入して22.5MHZ以下となる。
加工については後で述べる)の振動片のw寸法とCI値
の関係を示すが、幅wの寸法が800μm以下ではCI
値を確保できないために、振動片の幅wの寸法は800
μm以上としてある。前記振動片の幅wの寸法が800
μm以上であるために、本発明の振動子の最大発振周波
数は、後述する本発明の辺比w/t=10.7±0.1
を使用しスプリアス振動を回避した振動子とすると、辺
比w/t=10.7±0.1の最大辺比w/t=10.
8を使用した時の振動片の厚み寸法は、74.07μm
となる。故に、本発明の振動子の最大発振周波数は、計
算式1670/t[MHZ]にt=74.07×10-6
[m]を代入して22.5MHZ以下となる。
【0029】また振動片のw寸法が1300μm以上で
は、直径2.0±0.2mmの振動子に入れると耐衝撃
性に対する品質を低下させるために、振動片の幅wの寸
法は、1300μm以下としてある。そのために、本発
明の振動子の最小発振周波数は、後述する本発明の辺比
w/t=9.5±0.4を使用しスプリアス振動を回避
した振動子とすると、辺比w/t=9.5±0.4の最
小辺比w/t=9.1を使用した時の振動片の厚み寸法
は、142.9μmとなる。故に、本発明の振動子の最
小発振周波数は、11.7MHZ以上となる。
は、直径2.0±0.2mmの振動子に入れると耐衝撃
性に対する品質を低下させるために、振動片の幅wの寸
法は、1300μm以下としてある。そのために、本発
明の振動子の最小発振周波数は、後述する本発明の辺比
w/t=9.5±0.4を使用しスプリアス振動を回避
した振動子とすると、辺比w/t=9.5±0.4の最
小辺比w/t=9.1を使用した時の振動片の厚み寸法
は、142.9μmとなる。故に、本発明の振動子の最
小発振周波数は、11.7MHZ以上となる。
【0030】つぎに振動片の幅wの最大寸法と厚みtの
最大寸法との辺比w/tについて説明する。
最大寸法との辺比w/tについて説明する。
【0031】図5(a)は辺比w/tを w/t=9.5−0.4 とした場合の周波数温度特性を示した図であり温度の低
温側−30℃以下は、スプリアス振動の影響を受けて周
波数の変動が生じている。一般的な水晶振動子の動作温
度範囲は−20℃以上であり、辺比w/t=9.5−
0.4以下では、水晶振動子の動作温度範囲内でスプリ
アス振動の影響を受ける。
温側−30℃以下は、スプリアス振動の影響を受けて周
波数の変動が生じている。一般的な水晶振動子の動作温
度範囲は−20℃以上であり、辺比w/t=9.5−
0.4以下では、水晶振動子の動作温度範囲内でスプリ
アス振動の影響を受ける。
【0032】図5(b)は辺比w/tを w/t=9.5 とした場合の周波数温度特性を示した図でありスプリア
ス振動が回避されているために、3次曲線の周波数温度
特性を示している。
ス振動が回避されているために、3次曲線の周波数温度
特性を示している。
【0033】図5(c)は辺比w/tを w/t=9.5+0.4 に設計した場合の周波数温度特性を示した図である。図
5(c)に示すように周波数温度特性は時計方向に回転
した状態となる。周波数温度特性が時計方向に回転する
のは、辺比w/t=10.2の近傍に屈曲振動のスプリ
アス振動が存在するため屈曲振動の特徴である2次の周
波数温度特性の影響を受けるためである。辺比w/t=
9.5+0.4以上は、屈曲振動の影響を強く受けるた
めに、水晶振動子の一般的な動作温度範囲である−20
℃〜+80℃の周波数温度特性は±30ppm以上とな
ってしまう。
5(c)に示すように周波数温度特性は時計方向に回転
した状態となる。周波数温度特性が時計方向に回転する
のは、辺比w/t=10.2の近傍に屈曲振動のスプリ
アス振動が存在するため屈曲振動の特徴である2次の周
波数温度特性の影響を受けるためである。辺比w/t=
9.5+0.4以上は、屈曲振動の影響を強く受けるた
めに、水晶振動子の一般的な動作温度範囲である−20
℃〜+80℃の周波数温度特性は±30ppm以上とな
ってしまう。
【0034】故に辺比w/tを w/t=9.5±0.4 に設計することで水晶振動子の一般的な動作温度範囲−
20℃〜+80℃においては、周波数ジャンプなどを起
すスプリアス振動を回避し、更に周波数温度特性を時計
方向に回転させる屈曲振動のスプリアス振動の影響を抑
えた振動子を作成することができる。
20℃〜+80℃においては、周波数ジャンプなどを起
すスプリアス振動を回避し、更に周波数温度特性を時計
方向に回転させる屈曲振動のスプリアス振動の影響を抑
えた振動子を作成することができる。
【0035】また本願の他の辺比w/tである w/t=10.7±0.1 は、w/t=10.7−0.1以下の辺比w/tでは屈
曲振動のスプリアス振動の影響を受ける。w/t=1
0.7+0.1は、屈曲振動以外のスプリアス振動によ
り周波数温度特性が変動する。
曲振動のスプリアス振動の影響を受ける。w/t=1
0.7+0.1は、屈曲振動以外のスプリアス振動によ
り周波数温度特性が変動する。
【0036】故に辺比w/tを w/t=10.7±0.1 に設計することでw/t=9.5±0.4と同様に、ス
プリアス振動の影響を抑えた振動子を作成することがで
きる。
プリアス振動の影響を抑えた振動子を作成することがで
きる。
【0037】次に振動片のコンベックス加工について説
明する。
明する。
【0038】図6(a)は向い合うY′面のZ′方向
に、20mm〜80mmの範囲内で連続的に変化する曲
率半径でコンベックス加工し、向い合うZ′面のY′方
向の最大寸法が振動片中央部の最大Y′の厚みに対して
1/2までコンベックス加工した時の周波数温度特性図
である。図6(b)は前記のコンベックス加工を向い合
うZ′面のY′方向の最大寸法が振動片中央部の最大
Y′の厚み寸法に対し3/4と少ないコンベックス加工
量にした時の周波数温度特性図である。図6(a)と図
6(b)から分かるように、向い合うY′面のZ′方向
に20mm〜80mmの範囲内で連続的に変化する曲率
半径でコンベックス加工を行なうことで、辺比w/tの
項で説明した屈曲振動の影響を抑えていることが分か
る。また向い合うZ′面のY′方向の最大寸法が振動片
中央部の最大Y′の厚み寸法に対し1/4以下では耐衝
撃性に問題が起こるため、向い合うZ′面のY′方向の
最大寸法は、振動片中央部の最大Y′の厚み寸法に対し
3/4〜1/4となる。また前記によりCI値低減の効
果もある。
に、20mm〜80mmの範囲内で連続的に変化する曲
率半径でコンベックス加工し、向い合うZ′面のY′方
向の最大寸法が振動片中央部の最大Y′の厚みに対して
1/2までコンベックス加工した時の周波数温度特性図
である。図6(b)は前記のコンベックス加工を向い合
うZ′面のY′方向の最大寸法が振動片中央部の最大
Y′の厚み寸法に対し3/4と少ないコンベックス加工
量にした時の周波数温度特性図である。図6(a)と図
6(b)から分かるように、向い合うY′面のZ′方向
に20mm〜80mmの範囲内で連続的に変化する曲率
半径でコンベックス加工を行なうことで、辺比w/tの
項で説明した屈曲振動の影響を抑えていることが分か
る。また向い合うZ′面のY′方向の最大寸法が振動片
中央部の最大Y′の厚み寸法に対し1/4以下では耐衝
撃性に問題が起こるため、向い合うZ′面のY′方向の
最大寸法は、振動片中央部の最大Y′の厚み寸法に対し
3/4〜1/4となる。また前記によりCI値低減の効
果もある。
【0039】図7は、図6の項で説明した向い合うY′
面のZ′方向に、20mm〜80mmの範囲内で連続的
に変化する曲率半径でコンベックス加工し、向い合う
Z′面のY′方向の最大寸法が振動片中央部の最大Y′
の厚み寸法に対して1/2までコンベックス加工した振
動片を、更にY′面のX方向に0.1mm〜60mmの
範囲内で連続的に変化する曲率半径でコンベックス加工
した時の振動片中央部の最大Y′の厚み寸法と、向い合
うX面のY′方向の最大寸法の差とCI値との関係を示
した図である。図7に示すように、Y′面のX方向にコ
ンベックス加工をすることで主振動である厚みすべり振
動のエネルギー閉じ込めの効果が増すことが分かる。ま
た振動片中央部の最大Y′の厚み寸法に対し向い合うX
面のY′方向の最大寸法差が10μm〜50μmであれ
ば充分に主振動である厚みすべり振動のエネルギーを閉
じ込めることができる。故に前記寸法差を10μm〜5
0μmとする。
面のZ′方向に、20mm〜80mmの範囲内で連続的
に変化する曲率半径でコンベックス加工し、向い合う
Z′面のY′方向の最大寸法が振動片中央部の最大Y′
の厚み寸法に対して1/2までコンベックス加工した振
動片を、更にY′面のX方向に0.1mm〜60mmの
範囲内で連続的に変化する曲率半径でコンベックス加工
した時の振動片中央部の最大Y′の厚み寸法と、向い合
うX面のY′方向の最大寸法の差とCI値との関係を示
した図である。図7に示すように、Y′面のX方向にコ
ンベックス加工をすることで主振動である厚みすべり振
動のエネルギー閉じ込めの効果が増すことが分かる。ま
た振動片中央部の最大Y′の厚み寸法に対し向い合うX
面のY′方向の最大寸法差が10μm〜50μmであれ
ば充分に主振動である厚みすべり振動のエネルギーを閉
じ込めることができる。故に前記寸法差を10μm〜5
0μmとする。
【0040】図8は振動片の向い合うY′面に形成する
励振電極の形成前後の振動片の周波数変化量とCI値の
関係を示した図である。図8に示すように周波数変化量
が5000ppm以下では、厚みすべり振動のエネルギ
ー閉じ込めが不充分でありCI値は上昇している。また
25000ppm以上になると励振電極の質量が多すぎ
振動片の厚みすべり振動を阻害してCI値が上昇する。
故に本発明の振動片に形成する励振電極の形成前後の前
記振動片の周波数変化量は、8000ppm〜2500
0ppmとなる。
励振電極の形成前後の振動片の周波数変化量とCI値の
関係を示した図である。図8に示すように周波数変化量
が5000ppm以下では、厚みすべり振動のエネルギ
ー閉じ込めが不充分でありCI値は上昇している。また
25000ppm以上になると励振電極の質量が多すぎ
振動片の厚みすべり振動を阻害してCI値が上昇する。
故に本発明の振動片に形成する励振電極の形成前後の前
記振動片の周波数変化量は、8000ppm〜2500
0ppmとなる。
【0041】次に本発明の振動子の構造及び振動子のサ
イズについての一実施例を説明する。
イズについての一実施例を説明する。
【0042】図1は本発明の振動子の断面斜視図であ
る。振動子は向い合うY′面にCr及びAgまたはAu
で形成された励振電極2と、接続電極3を有する振動片
1を、ベース4に貫通するインナーリード5の端部と、
前記接続電極3の端部とを半田及び導電性接着剤にて接
合してある。前記ベース4とケース6は半田を用いて真
空中で封着されていることにより、前記振動片1は真空
又は不活性雰囲気に保たれている。
る。振動子は向い合うY′面にCr及びAgまたはAu
で形成された励振電極2と、接続電極3を有する振動片
1を、ベース4に貫通するインナーリード5の端部と、
前記接続電極3の端部とを半田及び導電性接着剤にて接
合してある。前記ベース4とケース6は半田を用いて真
空中で封着されていることにより、前記振動片1は真空
又は不活性雰囲気に保たれている。
【0043】図9は本発明の振動子の斜視図であり振動
子8のサイズは、直径2.0±0.2mm、長さ6.0
±0.5mmとなっている。
子8のサイズは、直径2.0±0.2mm、長さ6.0
±0.5mmとなっている。
【0044】図10は前述した振動子8を金属リード9
に溶接し、樹脂10にてモールドした水晶振動子12の
構造断面図である。振動子8を樹脂10にてモールドし
たことにより水晶振動子12の表面実装を可能とした。
に溶接し、樹脂10にてモールドした水晶振動子12の
構造断面図である。振動子8を樹脂10にてモールドし
たことにより水晶振動子12の表面実装を可能とした。
【0045】図11は前述した振動子8とIC(集積回
路)13などで発振回路を構成し、樹脂15にて一体成
形モールドした発振器16の断面図である。振動子8の
直径が2.0±0.2mmと小型な振動子であるため
に、発振器16の厚さは3mm以下と小型な発振器とな
っている。
路)13などで発振回路を構成し、樹脂15にて一体成
形モールドした発振器16の断面図である。振動子8の
直径が2.0±0.2mmと小型な振動子であるため
に、発振器16の厚さは3mm以下と小型な発振器とな
っている。
【0046】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、ATカット
水晶振動片の長さlの最大寸法が4000μm〜470
0μm、幅wの最大寸法が800μm〜1300μmと
小型な振動片で、11.7MHZ〜22.5MHZの周
波数範囲内において、周波数ジャンプなどを起こすスプ
リアス振動を回避し、更に周波数温度特性を時計方向に
回転させる屈曲振動の影響を抑え、更にCI値を低減す
ることができるATカット水晶振動子であるという効果
を有する。
水晶振動片の長さlの最大寸法が4000μm〜470
0μm、幅wの最大寸法が800μm〜1300μmと
小型な振動片で、11.7MHZ〜22.5MHZの周
波数範囲内において、周波数ジャンプなどを起こすスプ
リアス振動を回避し、更に周波数温度特性を時計方向に
回転させる屈曲振動の影響を抑え、更にCI値を低減す
ることができるATカット水晶振動子であるという効果
を有する。
【0047】更に本発明のATカット水晶振動子は、直
径2.0±0.2mm、長さ6.0±0.5mmと小型
であるという効果を有する。
径2.0±0.2mm、長さ6.0±0.5mmと小型
であるという効果を有する。
【0048】更に本発明のATカット水晶振動子を樹脂
モールドした小型ATカット水晶振動子及び樹脂モール
ドした小型発振器を作成できるという効果及び表面実装
を可能にしたという効果を有する。
モールドした小型ATカット水晶振動子及び樹脂モール
ドした小型発振器を作成できるという効果及び表面実装
を可能にしたという効果を有する。
【図1】本発明のATカット水晶振動子の断面斜視図。
【図2】本発明のATカット水晶振動子のATカット水
晶振動片の斜視図。
晶振動片の斜視図。
【図3】本発明のATカット水晶振動片の長さlの寸法
とCI値の関係図。
とCI値の関係図。
【図4】本発明のATカット水晶振動片の幅wの寸法と
CI値の関係図。
CI値の関係図。
【図5】(a) 本発明のATカット水晶振動片の幅w
の最大寸法と厚みtの最大寸法との辺比w/tを9.5
−0.4とした場合の周波数温度特性図。 (b) 本発明のATカット水晶振動片の幅wの最大寸
法と厚みtの最大寸法との辺比w/tを9.5とした場
合の周波数温度特性図。 (c) 本発明のATカット水晶振動片の幅wの最大寸
法と厚みtの最大寸法との辺比w/tを9.5+0.4
とした場合の周波数温度特性図。
の最大寸法と厚みtの最大寸法との辺比w/tを9.5
−0.4とした場合の周波数温度特性図。 (b) 本発明のATカット水晶振動片の幅wの最大寸
法と厚みtの最大寸法との辺比w/tを9.5とした場
合の周波数温度特性図。 (c) 本発明のATカット水晶振動片の幅wの最大寸
法と厚みtの最大寸法との辺比w/tを9.5+0.4
とした場合の周波数温度特性図。
【図6】(a) 本発明のATカット水晶振動片の向い
合うZ′面のY′方向の最大寸法が振動片中央部の最大
Y′の厚み寸法に対し1/2までコンベックス加工した
場合の周波数温度特性図。 (b) 本発明のATカット水晶振動片の向い合うZ′
面のY′方向の最大寸法が振動片中央部の最大Y′の厚
み寸法に対し3/4までコンベックス加工した場合の周
波数温度特性図。
合うZ′面のY′方向の最大寸法が振動片中央部の最大
Y′の厚み寸法に対し1/2までコンベックス加工した
場合の周波数温度特性図。 (b) 本発明のATカット水晶振動片の向い合うZ′
面のY′方向の最大寸法が振動片中央部の最大Y′の厚
み寸法に対し3/4までコンベックス加工した場合の周
波数温度特性図。
【図7】本発明のATカット水晶振動片中央部の最大
Y′の厚みに対し、向い合うX面のY′方向の最大寸法
の差とCI値との関係図。
Y′の厚みに対し、向い合うX面のY′方向の最大寸法
の差とCI値との関係図。
【図8】本発明のATカット水晶振動片に形成する励振
電極形成前後の振動片の周波数変化量とCI値の関係
図。
電極形成前後の振動片の周波数変化量とCI値の関係
図。
【図9】本発明のATカット水晶振動子の斜視図。
【図10】本発明の樹脂モールドしたATカット水晶振
動子の構造断面図。
動子の構造断面図。
【図11】本発明のATカット水晶振動子とICなどで
構成する発振回路を一体樹脂モールドした発振器の断面
図。
構成する発振回路を一体樹脂モールドした発振器の断面
図。
1 ATカット水晶振動片 2 励振電極 3 接続電極 4 ベース 5 インナーリード 6 ケース 7 ATカット水晶振動片 8 ATカット水晶振動子 9 金属リード 10 樹脂 11 ATカット水晶振動片 12 樹脂モールドしたATカット水晶振動子 13 IC 14 金属フレーム 15 樹脂 16 樹脂モールドした発振器
Claims (14)
- 【請求項1】ATカットで切断された水晶振動片のZ′
軸に長さl、X軸に幅w、Y′軸を厚みtとしたATカ
ット水晶振動片において、向い合うY′面、Z′面、X
面の各6面のそれぞれ中央部が凸形状(言わゆるコンベ
ックス形状)であることを特徴とするATカット水晶振
動子。 - 【請求項2】請求項1に記載のATカット水晶振動子に
おいて、水晶振動片の長さlの最大寸法が4000μm
〜4700μm、幅wの最大寸法が800μm〜130
0μmの範囲内で、基本波モードの共振周波数が11.
7MHZ〜22.5MHZであることを特徴とするAT
カット水晶振動子。 - 【請求項3】請求項2に記載のATカット水晶振動子の
前記水晶振動片の各寸法範囲内において、幅wの最大寸
法と厚みtの最大寸法との辺比w/tを9.5±0.4
としたことを特徴とするATカット水晶振動子。 - 【請求項4】請求項2に記載のATカット水晶振動子の
前記水晶振動片の各寸法範囲内において、幅wの最大寸
法と厚みtの最大寸法との辺比w/tを10.7±0.
1としたことを特徴とするATカット水晶振動子。 - 【請求項5】請求項3または4に記載のATカット水晶
振動子において、ATカット水晶振動片の向い合うZ′
面のY′方向の最大寸法が、前記ATカット水晶振動片
中央部の最大Y′の厚み寸法に対して、3/4〜1/4
の寸法にコンベックス加工したことを特徴とするATカ
ット水晶振動子。 - 【請求項6】請求項5に記載のATカット水晶振動子に
おいて、ATカット水晶振動片の向い合うY′面のZ′
方向に20mm〜80mmの範囲内で連続的に変化する
曲率半径でコンベックス加工したことを特徴とするAT
カット水晶振動子。 - 【請求項7】請求項6に記載のATカット水晶振動子に
おいて、ATカット水晶振動片の向い合うX面のY′方
向の最大寸法が、前記ATカット水晶振動片中央部の最
大Y′の厚み寸法に比べ10μm〜50μm少ない寸法
にコンベックス加工したことを特徴とするATカット水
晶振動子。 - 【請求項8】請求項7に記載のATカット水晶振動子に
おいて、ATカット水晶振動片の向い合うY′面のX方
向に0.1mm〜60mmの範囲内で連続的に変化する
曲率半径でコンベックス加工したことを特徴とするAT
カット水晶振動子。 - 【請求項9】請求項8に記載のATカット水晶振動子に
おいて、ATカット水晶振動片の向い合うY′面に形成
する励振電極形成前の前記ATカット水晶振動片の周波
数と、前記励振電極形成後の前記ATカット水晶振動片
の周波数変化量が8000ppm〜25000ppmで
あることを特徴とするATカット水晶振動子。 - 【請求項10】請求項9に記載のATカット水晶振動子
において、前記ATカット水晶振動片のY′面のZ′方
向側面部をサポートする部材であるインナーリードに、
半田及び導電性接着剤にて接合したことを特徴とするA
Tカット水晶振動子。 - 【請求項11】請求項10に記載のATカット水晶振動
子のベースとケースを真空又は、不活性雰囲気圧入気密
封止し、ATカット水晶振動片が真空又は、不活性雰囲
気中に保たれたことを特徴とするATカット水晶振動
子。 - 【請求項12】請求項11に記載のATカット水晶振動
子において、該ATカット水晶振動子のサイズが、直径
2.0±0.2mm、長さ6.0±0.5mmであるこ
とを特徴とするATカット水晶振動子。 - 【請求項13】請求項12に記載のATカット水晶振動
子において、該ATカット水晶振動子を樹脂等によりモ
ールドしたことを特徴とするATカット水晶振動子。 - 【請求項14】請求項12記載のATカット水晶振動子
とIC(集積回路)等で発振回路を構成し、樹脂等によ
り一体モールド成形したことを特徴とする発振器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32517493A JPH07183759A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | Atカット水晶振動子及び発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32517493A JPH07183759A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | Atカット水晶振動子及び発振器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07183759A true JPH07183759A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18173839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32517493A Pending JPH07183759A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | Atカット水晶振動子及び発振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07183759A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017038568A1 (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
WO2017051781A1 (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 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 |
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 |
WO2017057167A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
WO2017061478A1 (ja) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP32517493A patent/JPH07183759A/ja active Pending
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107852147A (zh) * | 2015-09-01 | 2018-03-27 | 株式会社村田制作所 | 水晶片以及水晶振子 |
US9985603B2 (en) | 2015-09-01 | 2018-05-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Quartz crystal blank and quartz crystal resonator unit |
JP6150092B1 (ja) * | 2015-09-01 | 2017-06-21 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
WO2017038568A1 (ja) * | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
WO2017051781A1 (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
CN108028638B (zh) * | 2015-09-25 | 2021-01-05 | 株式会社村田制作所 | 水晶片以及水晶振子 |
US10425057B2 (en) | 2015-09-25 | 2019-09-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Quartz crystal blank and quartz crystal resonator unit |
CN108028638A (zh) * | 2015-09-25 | 2018-05-11 | 株式会社村田制作所 | 水晶片以及水晶振子 |
JPWO2017051781A1 (ja) * | 2015-09-25 | 2017-09-21 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
JPWO2017057091A1 (ja) * | 2015-09-28 | 2017-10-05 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
US10418964B2 (en) | 2015-09-28 | 2019-09-17 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Quartz crystal blank and quartz crystal resonator unit |
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 |
JPWO2017057167A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-10-05 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
WO2017057167A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
US10411673B2 (en) | 2015-09-30 | 2019-09-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Quartz crystal blank and quartz crystal resonator unit |
JPWO2017057137A1 (ja) * | 2015-10-02 | 2017-12-21 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
US10361675B2 (en) | 2015-10-02 | 2019-07-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Quartz crystal blank and quartz crystal resonator unit |
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 |
WO2017061478A1 (ja) * | 2015-10-08 | 2017-04-13 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
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