JPH0750544A - Crystal vibrator - Google Patents
Crystal vibratorInfo
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- JPH0750544A JPH0750544A JP21504193A JP21504193A JPH0750544A JP H0750544 A JPH0750544 A JP H0750544A JP 21504193 A JP21504193 A JP 21504193A JP 21504193 A JP21504193 A JP 21504193A JP H0750544 A JPH0750544 A JP H0750544A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は水晶振動子に係わり、特
に電極構造の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crystal oscillator, and more particularly to improvement of an electrode structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、水晶振動子を製造する場合、人工
水晶の結晶を結晶軸に対して所定の角度に切断して、た
とえば板状の水晶片を切り出すようにしている。そし
て、この水晶片を所定の共振周波数とするために、たと
えば外形形状を研磨して成形するようにしている。たと
えば、厚み滑り振動を励振するATカットの水晶振動子
では、水晶片を厚み方向に研磨して所望の共振周波数と
なるように加工するようにしている。そして水晶片の両
側板面に銀、アルミ等の金属を蒸着して励振電極を形成
し、この励振電極によって厚み滑り振動を励振するよう
にしている。2. Description of the Related Art Conventionally, when manufacturing a crystal resonator, a crystal of an artificial crystal is cut at a predetermined angle with respect to a crystal axis to cut out, for example, a plate-shaped crystal piece. Then, in order to make the crystal piece have a predetermined resonance frequency, for example, the outer shape is polished and formed. For example, in an AT-cut crystal resonator that excites thickness shear vibration, a crystal piece is polished in the thickness direction and processed to have a desired resonance frequency. Then, a metal such as silver or aluminum is vapor-deposited on both side surfaces of the crystal piece to form an excitation electrode, and the thickness shear vibration is excited by the excitation electrode.
【0003】しかしながら、このようなものでは励振電
極を水晶片の板面に直に形成しているために、たとえば
電極金属の酸化等の化学的な変化を生じた場合、振動特
性に大きな影響を与える問題がある。したがって励振電
極を形成した水晶片は、気密な容器に収納しこの容器の
内部を真空状態とし、あるいは不活性ガスを封入するよ
うにしている。しかしながら水晶片を容器内に気密に封
止しても、封止した直後から容器内に残存する酸素等の
気体が電極を形成する金属と反応することによって、い
わゆるエージング特性と言われる共振周波数の変化を呈
する。そしてこのような周波数の変化は、容器内の活性
な気体の濃度が反応を起こさないほどに低下するまで継
続し、この後比較的安定な状態へ推移する。また励振電
極を蒸着によって形成する際に、蒸着金属が粒のまま水
晶片の板面に付着することがあり、このような状態では
振動特性を著しく損なうことがあり蒸着時間、蒸着量等
の工程の管理がむずかしく熟練を要する問題があった。However, in such a structure, since the excitation electrode is formed directly on the plate surface of the crystal piece, when a chemical change such as oxidation of the electrode metal occurs, the vibration characteristics are greatly affected. I have a problem to give. Therefore, the crystal element on which the excitation electrode is formed is housed in an airtight container and the inside of the container is evacuated or an inert gas is sealed. However, even if the quartz piece is hermetically sealed in the container, the gas such as oxygen remaining in the container immediately after sealing reacts with the metal forming the electrode, so that the resonance frequency of the so-called aging characteristic Exhibit change. Then, such a change in the frequency continues until the concentration of the active gas in the container decreases to such an extent that a reaction does not occur, and thereafter, changes to a relatively stable state. In addition, when the excitation electrode is formed by vapor deposition, the vapor deposition metal may adhere to the plate surface of the crystal piece as a grain, and in such a state the vibration characteristics may be significantly impaired. There was a problem that management was difficult and required skill.
【0004】このために、従来から水晶片と電極とを各
別の部材で構成し、水晶片の板面に対して電極を微少な
間隙で対面させて圧電振動を励振するようにしたものが
あった。図2はこのような水晶振動子の一例を示す側断
面図で、いわゆるプレッシャマウントと言われる構造の
水晶振動子である。この水晶振動子では、一側に開口を
有する容器1の内部に電極板2、水晶片3、電極板2の
順に積み重ねて収納する。そして電極板2にスプリング
4を重ねて蓋5をネジ止めするようにしている。上記水
晶片3は所望の共振周波数となるように厚みを研磨した
ものである。また電極板2は水晶片1の両側板面に微少
な間隙を存して相対面するように、たとえば四隅に微少
な突起5を形成している。For this reason, conventionally, there has been a structure in which the crystal piece and the electrode are formed of separate members, and the electrodes are opposed to the plate surface of the crystal piece with a minute gap to excite the piezoelectric vibration. there were. FIG. 2 is a side sectional view showing an example of such a crystal resonator, which is a crystal resonator having a so-called pressure mount structure. In this crystal oscillator, an electrode plate 2, a crystal piece 3, and an electrode plate 2 are stacked and stored in this order inside a container 1 having an opening on one side. Then, the spring 4 is placed on the electrode plate 2 and the lid 5 is screwed. The crystal piece 3 has a thickness polished to have a desired resonance frequency. Further, the electrode plate 2 is formed with minute protrusions 5 at four corners, for example, so as to face each other with minute gaps on both sides of the crystal blank 1.
【0005】しかしながら、このようなものでは水晶片
3と電極板2との相対位置を安定に維持することができ
るように、電極板2を強力なスプリング4を用いて水晶
片3に押圧する必要がある。このために容器1は、機械
的に充分な強度を得ることのできる構造とする必要があ
り、容器1の形状も大きくなり、したがって全体の形状
を小型化できない問題があった。However, in such a structure, it is necessary to press the electrode plate 2 against the crystal piece 3 by using a strong spring 4 so that the relative position between the crystal piece 3 and the electrode plate 2 can be stably maintained. There is. For this reason, the container 1 needs to have a structure capable of mechanically obtaining sufficient strength, and the shape of the container 1 becomes large, so that there is a problem in that the overall shape cannot be reduced.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、圧電振動を励振する水晶片と励
振電極を形成した水晶からなる薄板とを原子レベルで貼
り合わせることによって良好かつ安定な振動特性を得る
ことができ、しかも形状を小型化することができる水晶
振動子を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is preferable to bond a crystal element that excites a piezoelectric vibration and a thin plate made of crystal having an excitation electrode to each other at an atomic level. Further, it is an object of the present invention to provide a crystal resonator that can obtain stable vibration characteristics and can be downsized in shape.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、圧電振動を励
振する水晶片と、この水晶片の両側板面に形成した微少
な深さの凹陥部と、この水晶片の両側板面にそれぞれ原
子レベルで貼り合わせた水晶からなる薄板と、この薄板
の貼り合わせ面に形成され上記水晶片を励振する電極と
を具備することを特徴とするものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is directed to a crystal piece for exciting piezoelectric vibration, a concave portion having a minute depth formed on both side plate surfaces of the crystal piece, and both side plate surfaces of the crystal piece. It is characterized by comprising a thin plate made of crystal bonded at the atomic level and an electrode formed on the bonding surface of the thin plate for exciting the crystal piece.
【0008】[0008]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1に示す側断面
図を参照して詳細に説明する。図中11は概略板状に成
形した水晶片である。この水晶片11は、たとえばAT
カットの厚み滑り水晶片で、人工水晶の結晶を結晶軸に
対して所定の角度に切断して5mm角程度の大きさの板
状に成形している。そして厚み滑り水晶振動子の共振周
波数は、厚みに反比例するので、水晶片11を厚み方向
に研磨して所望の共振周波数となるようにしている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the side sectional view shown in FIG. Reference numeral 11 in the drawing is a crystal piece formed into a substantially plate shape. This crystal piece 11 is, for example, an AT
The thickness of the cut piece is a crystal piece of artificial quartz, which is cut at a predetermined angle with respect to the crystal axis to form a plate having a size of about 5 mm square. Since the resonance frequency of the thickness-slip crystal oscillator is inversely proportional to the thickness, the crystal piece 11 is polished in the thickness direction so as to have a desired resonance frequency.
【0009】そして水晶片11の両側板面の中央部に、
3mm角程度の大きさで微少な深さ、たとえば20〜4
0nmの深さの凹陥部12を形成している。この凹陥部
12の底面は平滑な平面に形成することが望ましく、た
とえばイオンビーム、エッチング等の処理によって形成
することができる。そして水晶片11の両側板面に、厚
みが50〜100μm程度の水晶からなる薄板13を気
密に貼り合わせるようにしている。このように水晶片1
1に薄板13を貼り合わせる場合、接着剤等を用いると
水晶片11と薄板13との間に硬化した接着剤が介在し
てその間の間隙を増大させる。したがって水晶片11と
薄板13との貼り合わせは、両者を密着させることがで
きるように、直接あるいは酸化シリコン膜を介して周知
の手法によって貼り合わせることが望ましい。Then, in the central portion of both side plate surfaces of the crystal blank 11,
Small depth of about 3 mm square, for example 20 to 4
The concave portion 12 having a depth of 0 nm is formed. The bottom surface of the recess 12 is preferably formed as a smooth flat surface, and can be formed by a treatment such as ion beam or etching. Then, the thin plates 13 made of crystal having a thickness of about 50 to 100 μm are airtightly bonded to both side plate surfaces of the crystal piece 11. Crystal piece 1
When the thin plate 13 is attached to the substrate 1, if a glue or the like is used, the hardened adhesive is interposed between the crystal blank 11 and the thin plate 13 to increase the gap therebetween. Therefore, it is desirable that the crystal piece 11 and the thin plate 13 be adhered to each other directly or by a known method through a silicon oxide film so that they can be adhered to each other.
【0010】なお上記水晶片11と薄板13との貼り合
わせに先立って、薄板13の貼り合わせ面に真空蒸着等
によって電極14を形成するようにしている。この電極
14は外部へ導出して、たとえば電気回路に接続し上記
水晶片11の圧電振動を励振するために用いる。また薄
板13を水晶片11に貼り合わせる際に、凹陥部12を
気密に封止するようにしてもよい。このようにすれば、
一般に貼り合わせた薄板13と水晶片11とは気密な容
器に収納するようにしているので、凹陥部12を外気に
対して二重に封止でき安定な状態に維持することができ
る。ただし、凹陥部12を気密に封止した場合、凹陥部
12の部分の気圧と外部の気圧との間に、たとえば温度
変化によって密封した気体が膨張することによって圧力
差を生じると薄板13が破損する虞があり、極力、気圧
差を少なくするように配慮する必要がある。たとえば、
凹陥部の容積が極めて微少であれば封止される気体の量
も極めて少なくでき温度変化による圧力差をほとんど生
じないようにできる。さらに水晶片11の凹陥部12と
外部とを積極的に均圧させる場合は、たとえば水晶片1
1の薄板13を貼り着ける面に予め溝を刻設しておくよ
うにすればよい。このようにすれば上記溝を介して凹陥
部12と外部とを連通させることによって均圧させるこ
とができ気圧差による薄板13の破損を確実に防ぐこと
ができる。Prior to the bonding of the crystal piece 11 and the thin plate 13, the electrode 14 is formed on the bonding surface of the thin plate 13 by vacuum deposition or the like. This electrode 14 is led out to the outside and used, for example, for connecting to an electric circuit to excite the piezoelectric vibration of the crystal piece 11. Further, when the thin plate 13 is attached to the crystal piece 11, the recess 12 may be hermetically sealed. If you do this,
Generally, the thin plate 13 and the crystal piece 11 that are bonded together are housed in an airtight container, so that the recess 12 can be doubly sealed against the outside air and can be maintained in a stable state. However, when the recessed portion 12 is hermetically sealed, the thin plate 13 is damaged when a pressure difference occurs between the atmospheric pressure of the recessed portion 12 and the external atmospheric pressure, for example, when the sealed gas expands due to a temperature change. Therefore, it is necessary to consider to reduce the pressure difference as much as possible. For example,
If the volume of the recessed portion is extremely small, the amount of gas to be sealed can also be made extremely small and almost no pressure difference due to temperature change can occur. Furthermore, when positively equalizing the concave portion 12 of the crystal piece 11 and the outside, for example, the crystal piece 1
A groove may be preliminarily formed on the surface to which the thin plate 13 of No. 1 is attached. In this way, the recess 12 and the outside are communicated with each other through the groove, so that the pressure can be equalized and the thin plate 13 can be reliably prevented from being damaged due to the difference in atmospheric pressure.
【0011】このような構成であれば、水晶片11の板
面と電極14とは別体であり、したがって水晶片11の
板面を清浄な状態に維持することができ極めて良好な共
振特性を得ることができる。さらに電極14の水晶片1
1に対面して振動特性に大きく影響する面は薄板13に
密着しているために外気にふれることもない。したがっ
て電極13の水晶片11に対面する面は化学的、物理的
に安定に維持され、エージング特性等の共振特性の変化
を生じることもない。特に凹陥部12を薄板13によっ
て気密に封止した場合は、水晶片11の板面は、外部か
らは隔絶されて、その影響を受けることもない。さらに
水晶片11を気密な容器に封止すれば容器内の環境の影
響を受けることもなく、かつ外部とは二重に隔絶される
ために極めて安定な環境を維持することができる。With such a configuration, the plate surface of the crystal piece 11 and the electrode 14 are separate bodies, so that the plate surface of the crystal piece 11 can be maintained in a clean state and an extremely good resonance characteristic can be obtained. Obtainable. Further, the crystal piece 1 of the electrode 14
Since the surface facing No. 1 that greatly affects the vibration characteristics is in close contact with the thin plate 13, it does not touch the outside air. Therefore, the surface of the electrode 13 facing the crystal blank 11 is maintained chemically and physically stable, and the resonance characteristics such as aging characteristics do not change. In particular, when the concave portion 12 is hermetically sealed by the thin plate 13, the plate surface of the crystal blank 11 is isolated from the outside and is not affected thereby. Furthermore, if the crystal blank 11 is sealed in an airtight container, it will not be affected by the environment inside the container and will be doubly isolated from the outside, so that an extremely stable environment can be maintained.
【0009】[0009]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、振
動特性が良好かつ安定でしかも形状を小型化することが
できる水晶振動子を提供することができる。As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a crystal resonator which has good and stable vibration characteristics and can be downsized.
【0010】[0010]
【図1】本発明の一実施例を示す側断面図である。FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図2】従来の水晶振動子の一例を示す側断面図であ
る。FIG. 2 is a side sectional view showing an example of a conventional crystal resonator.
11 水晶片 12 凹陥部 13 薄板 14 電極 11 Crystal Piece 12 Recess 13 Thin Plate 14 Electrode
Claims (4)
凹陥部と、 この水晶片の両側板面にそれぞれ貼り合わせた水晶から
なる薄板と、 この薄板の上記貼り合わせ面に形成され上記水晶片を励
振する電極と、 を具備することを特徴とする水晶振動子。1. A crystal plate for exciting piezoelectric vibration, a recessed portion having a minute depth formed on each side plate surface of the crystal plate, and a thin plate made of crystal bonded to each side plate surface of the crystal plate. And a electrode that is formed on the bonding surface of the thin plate and excites the crystal piece.
ATカットの厚み滑り水晶片であることを特徴とする水
晶振動子。2. The crystal oscillator according to claim 1, wherein the crystal piece is an AT-cut thickness-sliding crystal piece.
SCカットの水晶片であることを特徴とする水晶振動
子。3. The crystal unit according to claim 1, wherein the crystal piece is an SC-cut crystal piece.
陥部を気密に封止することを特徴とする水晶振動子。4. The crystal unit according to claim 1, wherein the thin plate hermetically seals the recessed portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21504193A JPH0750544A (en) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | Crystal vibrator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21504193A JPH0750544A (en) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | Crystal vibrator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0750544A true JPH0750544A (en) | 1995-02-21 |
Family
ID=16665782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21504193A Pending JPH0750544A (en) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | Crystal vibrator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0750544A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006186748A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Daishinku Corp | Piezoelectric vibration device |
JP2007091672A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Nof Corp | Adiponectin-raising agent |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP21504193A patent/JPH0750544A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006186748A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Daishinku Corp | Piezoelectric vibration device |
JP2007091672A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Nof Corp | Adiponectin-raising agent |
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