JPH08340230A - 水晶振動子 - Google Patents
水晶振動子Info
- Publication number
- JPH08340230A JPH08340230A JP14576495A JP14576495A JPH08340230A JP H08340230 A JPH08340230 A JP H08340230A JP 14576495 A JP14576495 A JP 14576495A JP 14576495 A JP14576495 A JP 14576495A JP H08340230 A JPH08340230 A JP H08340230A
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- JP
- Japan
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- frequency
- temperature characteristic
- crystal
- adjusting film
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 周波数温度特性の改善を極めて簡単にできる
ようにした。 【構成】 矩形状の水晶片ＸＴの中央の表面部と裏面部
には主電極部ＭＥを蒸着等の手段を用いて形成する。水
晶片ＸＴの表面部と裏面部の長手方向の両端辺には主電
極部ＭＥに沿って周波数温度特性調整膜部ＦＴＡを蒸着
等の手段を用いて形成する。上記のように水晶片ＸＴの
端辺に周波数温度特性調整膜部ＦＴＡを形成すると、等
価的に水晶片ＸＴの辺の幅寸法Ｗを広げることと同様な
効果を生じさせる。従って、前記調整膜部ＦＴＡの厚み
や幅等を変えたりして、水晶片ＸＴの辺比を微調整でき
るようになり、これにより、水晶振動子の周波数温度特
性を改善させることができるようになる。
ようにした。 【構成】 矩形状の水晶片ＸＴの中央の表面部と裏面部
には主電極部ＭＥを蒸着等の手段を用いて形成する。水
晶片ＸＴの表面部と裏面部の長手方向の両端辺には主電
極部ＭＥに沿って周波数温度特性調整膜部ＦＴＡを蒸着
等の手段を用いて形成する。上記のように水晶片ＸＴの
端辺に周波数温度特性調整膜部ＦＴＡを形成すると、等
価的に水晶片ＸＴの辺の幅寸法Ｗを広げることと同様な
効果を生じさせる。従って、前記調整膜部ＦＴＡの厚み
や幅等を変えたりして、水晶片ＸＴの辺比を微調整でき
るようになり、これにより、水晶振動子の周波数温度特
性を改善させることができるようになる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、特に周波数温度特性
の厳しい環境で使用される移動体機器に搭載される水晶
振動子に関する。
の厳しい環境で使用される移動体機器に搭載される水晶
振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】移動体機器に搭載される水晶振動子とし
ては、現在常温付近で安定した周波数温度特性が得られ
るＡＴカットの水晶振動子が広く使用されている。この
ＡＴカットの水晶振動子はその３次曲線の周波数温度特
性を取ると、図１１に示すような特性図になる。
ては、現在常温付近で安定した周波数温度特性が得られ
るＡＴカットの水晶振動子が広く使用されている。この
ＡＴカットの水晶振動子はその３次曲線の周波数温度特
性を取ると、図１１に示すような特性図になる。
【０００３】上記のようなＡＴカットの水晶振動子を移
動体機器の小型化に応じて、振動子の形状を小型に形成
して行くとき、周波数温度特性をコントロールする必要
がある。このコントロールする条件として次の２つの方
法がある。
動体機器の小型化に応じて、振動子の形状を小型に形成
して行くとき、周波数温度特性をコントロールする必要
がある。このコントロールする条件として次の２つの方
法がある。
【０００４】１．水晶片の切断角度 ２．水晶片の辺比（厚みに対する幅寸法）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】現在、水晶振動子の周
波数温度特性をコントロールする手段としては前記後者
の水晶片の辺比を変える方法が広く採用されている。こ
の方法は、図１２に示すように水晶片ＸＴの幅方向Ｗと
厚みｔに大きく関係し、これらをコントロールすること
により周波数温度特性を変化させることができる。しか
し、水晶片ＸＴの辺比を充分にコントロールしても周波
数温度特性にバラツキが生じてしまう問題がある。特に
水晶片ＸＴの寸法の加工精度は数μｍが限界であり、周
波数温度特性のバラツキの中で最大の要因になってい
た。前記加工精度の数μｍを現在の加工機で加工するこ
とは極めて難しく、歩留まりも良くなかった。なお、Ｍ
Ｅは主電極部で、この主電極部ＭＥはＡｕ，Ａｇ，Ａｌ
などの材料から形成される。
波数温度特性をコントロールする手段としては前記後者
の水晶片の辺比を変える方法が広く採用されている。こ
の方法は、図１２に示すように水晶片ＸＴの幅方向Ｗと
厚みｔに大きく関係し、これらをコントロールすること
により周波数温度特性を変化させることができる。しか
し、水晶片ＸＴの辺比を充分にコントロールしても周波
数温度特性にバラツキが生じてしまう問題がある。特に
水晶片ＸＴの寸法の加工精度は数μｍが限界であり、周
波数温度特性のバラツキの中で最大の要因になってい
た。前記加工精度の数μｍを現在の加工機で加工するこ
とは極めて難しく、歩留まりも良くなかった。なお、Ｍ
Ｅは主電極部で、この主電極部ＭＥはＡｕ，Ａｇ，Ａｌ
などの材料から形成される。
【０００６】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、周波数温度特性の改善を極めて簡単にできるよう
にした水晶振動子を提供することを目的とする。
ので、周波数温度特性の改善を極めて簡単にできるよう
にした水晶振動子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、第１発明は水晶片と、この水晶片の
中央に形成される主電極部と、この主電極部に沿って前
記水晶片に形成される周波数温度特性調整膜部とからな
るものである。
を達成するために、第１発明は水晶片と、この水晶片の
中央に形成される主電極部と、この主電極部に沿って前
記水晶片に形成される周波数温度特性調整膜部とからな
るものである。
【０００８】第２発明は、前記周波数温度特性調整膜部
は水晶片の表裏部でかつ主電極部の両側に形成されるこ
とを特徴とするものである。
は水晶片の表裏部でかつ主電極部の両側に形成されるこ
とを特徴とするものである。
【０００９】第３発明は、前記周波数温度特性調整膜部
は水晶片の表裏部のどちらか一方に形成されたことを特
徴とするものである。
は水晶片の表裏部のどちらか一方に形成されたことを特
徴とするものである。
【００１０】第４発明は、 前記周波数温度特性調整膜
部は水晶片の側面部に形成したことを特徴とするもので
ある。
部は水晶片の側面部に形成したことを特徴とするもので
ある。
【００１１】第５発明、前記周波数温度特性調整膜部は
水晶片の長さと同じとなるように形成したことを特徴と
するものである。
水晶片の長さと同じとなるように形成したことを特徴と
するものである。
【００１２】
【作用】水晶片に周波数温度特性調整膜部を形成すると
等価的に水晶片の辺の幅寸法を広げることと同様な効果
が生じるので、その調整膜部の厚み等を調整することに
よって周波数温度特性を改善させることができる。
等価的に水晶片の辺の幅寸法を広げることと同様な効果
が生じるので、その調整膜部の厚み等を調整することに
よって周波数温度特性を改善させることができる。
【００１３】
【実施例】以下この発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１はこの発明の第１実施例を示す正面図、側
面図および底面図で、ＸＴは矩形状の水晶片であり、こ
の水晶片ＸＴの中央の表面部と裏面部には主電極部ＭＥ
を蒸着等の手段を用いて形成する。水晶片ＸＴの表面部
と裏面部の長手方向の両端辺には主電極部ＭＥに沿って
周波数温度特性調整膜部ＦＴＡを蒸着等の手段を用いて
形成する。
明する。図１はこの発明の第１実施例を示す正面図、側
面図および底面図で、ＸＴは矩形状の水晶片であり、こ
の水晶片ＸＴの中央の表面部と裏面部には主電極部ＭＥ
を蒸着等の手段を用いて形成する。水晶片ＸＴの表面部
と裏面部の長手方向の両端辺には主電極部ＭＥに沿って
周波数温度特性調整膜部ＦＴＡを蒸着等の手段を用いて
形成する。
【００１４】上記のように水晶片ＸＴの端辺に周波数温
度特性調整膜部ＦＴＡを形成すると、等価的に水晶片Ｘ
Ｔの辺の幅寸法Ｗを広げることと同様な効果を生じさせ
ることになる。従って、前記調整膜部ＦＴＡの厚みや幅
を変えたりして、水晶片ＸＴの辺比を微調整できるよう
になり、これにより、水晶振動子の周波数温度特性を改
善させることができるようになる。
度特性調整膜部ＦＴＡを形成すると、等価的に水晶片Ｘ
Ｔの辺の幅寸法Ｗを広げることと同様な効果を生じさせ
ることになる。従って、前記調整膜部ＦＴＡの厚みや幅
を変えたりして、水晶片ＸＴの辺比を微調整できるよう
になり、これにより、水晶振動子の周波数温度特性を改
善させることができるようになる。
【００１５】なお、周波数温度特性調整膜部ＦＴＡを水
晶片ＸＴに形成すると、周波数温度特性の調整はできる
が、これにより、周波数自体も下がってしまうため、予
め周波数調整前（目的周波数ｆに対してプラスｆに設定
する）の水晶振動子の周波数温度特性を前以て自動測定
装置などで調べておく。
晶片ＸＴに形成すると、周波数温度特性の調整はできる
が、これにより、周波数自体も下がってしまうため、予
め周波数調整前（目的周波数ｆに対してプラスｆに設定
する）の水晶振動子の周波数温度特性を前以て自動測定
装置などで調べておく。
【００１６】（ａ）必要とする調整膜量の算出 （ｂ）目的周波数ｆ間での調整量の算出 上記（ａ），（ｂ）の相関図を図２および図３に示すよ
うに予め準備しておき、これら図により周波数温度特性
調整膜部ＦＴＡを形成する。図２Ａは周波数温度特性調
整膜部ＦＴＡを水晶片ＸＴの端辺から離れて形成した場
合であり、この場合には周波数温度特性補正量は小さい
が周波数下降量は大きくなる。また図２Ｄは水晶片ＸＴ
の端辺に周波数温度特性調整膜部ＦＴＡを形成した場合
で、この場合には周波数温度特性補正量は大きくなるが
周波数下降量は小さくなる。図３は周波数温度特性補正
量に対する周波数下降量を表したもので、各曲線膜厚量
を変えたときのものである。
うに予め準備しておき、これら図により周波数温度特性
調整膜部ＦＴＡを形成する。図２Ａは周波数温度特性調
整膜部ＦＴＡを水晶片ＸＴの端辺から離れて形成した場
合であり、この場合には周波数温度特性補正量は小さい
が周波数下降量は大きくなる。また図２Ｄは水晶片ＸＴ
の端辺に周波数温度特性調整膜部ＦＴＡを形成した場合
で、この場合には周波数温度特性補正量は大きくなるが
周波数下降量は小さくなる。図３は周波数温度特性補正
量に対する周波数下降量を表したもので、各曲線膜厚量
を変えたときのものである。
【００１７】次に周波数温度特性調整膜部ＦＴＡが水晶
片ＸＴの幅Ｗを広げるのと等価になると仮定した場合に
ついて図４により述べる。図４Ａ，Ｂにおいて、水晶片
ＸＴの端辺に調整膜部ＦＴＡを形成した場合を例にとっ
て述べるに、調整膜部ＦＴＡの幅をｗとし、水晶片ＸＴ
の厚みをＴ、調整膜部ＦＴＡの厚みをｔとしたとき、図
４Ｃに示すように水晶片ＸＴの幅をΔＷだけ広げた場合
と等価になるとすると、次式が成り立つ。
片ＸＴの幅Ｗを広げるのと等価になると仮定した場合に
ついて図４により述べる。図４Ａ，Ｂにおいて、水晶片
ＸＴの端辺に調整膜部ＦＴＡを形成した場合を例にとっ
て述べるに、調整膜部ＦＴＡの幅をｗとし、水晶片ＸＴ
の厚みをＴ、調整膜部ＦＴＡの厚みをｔとしたとき、図
４Ｃに示すように水晶片ＸＴの幅をΔＷだけ広げた場合
と等価になるとすると、次式が成り立つ。
【００１８】ｗ×ｔ×β≡ΔＷ×Ｔ×α ……（１） ただし、αは水晶密度、βは調整膜物質密度である。
【００１９】上記（１）よりΔＷは次式のようになる。
【００２０】 ΔＷ＝（ｗ×ｔ×β）／（Ｔ×α） ……（２） ここで、水晶振動子の周波数ｆをｆ＝１２.８ＭＨｚと
したとき、Ｔ＝ｋｆ／ｆ＝１６６０／（１２.８×１
０3）＝０.１３０ｍｍになる。水晶片の幅形状ＷをＷ＝
１.６０ｍｍ（水晶片の長さは約６ｍｍ）、調整膜部Ｆ
ＴＡを金（Ａｕ）で作成したとき、β＝１９.３（ｇ／
ｃｍ3）、α＝２.６５（ｇ／ｃｍ3）となり、また、調
整膜部の幅ｗ＝０.４ｍｍ、厚さｔ＝１０００Åで補正
すると、ΔＷは（２）式から次ぎのようになる。
したとき、Ｔ＝ｋｆ／ｆ＝１６６０／（１２.８×１
０3）＝０.１３０ｍｍになる。水晶片の幅形状ＷをＷ＝
１.６０ｍｍ（水晶片の長さは約６ｍｍ）、調整膜部Ｆ
ＴＡを金（Ａｕ）で作成したとき、β＝１９.３（ｇ／
ｃｍ3）、α＝２.６５（ｇ／ｃｍ3）となり、また、調
整膜部の幅ｗ＝０.４ｍｍ、厚さｔ＝１０００Åで補正
すると、ΔＷは（２）式から次ぎのようになる。
【００２１】ΔＷ＝（０.４×１０００×１９.３）／
（０.１３×２.６５）≒２２４０Å≒２.２μｍ ここで、水晶片の辺比を求めると、 補正前 Ｗ／Ｔ＝１.６０／０.１３０＝１２.３０８ 補正後 （Ｗ＋ΔＷ）／Ｔ＝１.６０２２／０.１３０＝
１２.３２５ になるので、辺比を変えることにより、室温近傍におい
ては、周波数温度特性を変化させることできる。室温近
傍では僅かな周波数温度特性の補正量であるが、厚みす
べり振動子においては、上述のように周波数温度特性は
３次曲線を描くので、低温（−２０〜−３０℃），高温
（６０〜７０℃）では補正による変化量は大きくなる。
このことにより、水晶振動子の周波数温度特性の改善を
図り、歩留まりの大幅な向上を図ることができるように
なる。
（０.１３×２.６５）≒２２４０Å≒２.２μｍ ここで、水晶片の辺比を求めると、 補正前 Ｗ／Ｔ＝１.６０／０.１３０＝１２.３０８ 補正後 （Ｗ＋ΔＷ）／Ｔ＝１.６０２２／０.１３０＝
１２.３２５ になるので、辺比を変えることにより、室温近傍におい
ては、周波数温度特性を変化させることできる。室温近
傍では僅かな周波数温度特性の補正量であるが、厚みす
べり振動子においては、上述のように周波数温度特性は
３次曲線を描くので、低温（−２０〜−３０℃），高温
（６０〜７０℃）では補正による変化量は大きくなる。
このことにより、水晶振動子の周波数温度特性の改善を
図り、歩留まりの大幅な向上を図ることができるように
なる。
【００２２】図５は水晶片に周波数温度特性調整膜部を
設ける前と、設けた後の周波数温度特性であり、水晶片
に周波数温度特性調整膜部を設ける前と、設けた後で
は、特性曲線に変化が見られるので、調整膜部の厚み等
を調整することにより、周波数温度特性を微調整ができ
るようになる。なお、上記実施例では周波数温度特性調
整膜部の材料としては金（Ａｕ）を用いたもの示した
が、銀（Ａｇ）、アルミ（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニ
ッケル（Ｎｉ）等を使用してもよい。絶縁材料はシリコ
ン等を使用する。
設ける前と、設けた後の周波数温度特性であり、水晶片
に周波数温度特性調整膜部を設ける前と、設けた後で
は、特性曲線に変化が見られるので、調整膜部の厚み等
を調整することにより、周波数温度特性を微調整ができ
るようになる。なお、上記実施例では周波数温度特性調
整膜部の材料としては金（Ａｕ）を用いたもの示した
が、銀（Ａｇ）、アルミ（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニ
ッケル（Ｎｉ）等を使用してもよい。絶縁材料はシリコ
ン等を使用する。
【００２３】図６から図１０はこの発明の第２実施例か
ら第６実施例を示すもので、図６の第２実施例は周波数
温度特性調整膜部ＦＴＡを水晶片ＸＴの主電極部ＭＥの
両側の表面部または裏面部のどちら一方にだけ形成した
ものであり、図７の第３実施例は図６の第２実施例から
調整膜部ＦＴＡを片側だけに形成したものである。
ら第６実施例を示すもので、図６の第２実施例は周波数
温度特性調整膜部ＦＴＡを水晶片ＸＴの主電極部ＭＥの
両側の表面部または裏面部のどちら一方にだけ形成した
ものであり、図７の第３実施例は図６の第２実施例から
調整膜部ＦＴＡを片側だけに形成したものである。
【００２４】図８の第４実施例は図７の第３実施例の裏
面部にも調整膜部ＦＴＡを形成したものである。図９の
第５実施例は水晶片ＸＴの両側面部に調整膜部ＦＴＡを
形成したものである。上記各実施例では調整膜部ＦＴＡ
を主電極部ＭＥの長手方向の長さと同一にしたが、図１
０の第６実施例においては、水晶片ＸＴの長手方向の長
さに一致させるようにして形成したものである。
面部にも調整膜部ＦＴＡを形成したものである。図９の
第５実施例は水晶片ＸＴの両側面部に調整膜部ＦＴＡを
形成したものである。上記各実施例では調整膜部ＦＴＡ
を主電極部ＭＥの長手方向の長さと同一にしたが、図１
０の第６実施例においては、水晶片ＸＴの長手方向の長
さに一致させるようにして形成したものである。
【００２５】上記各実施例のように水晶片に形成する周
波数温度特性調整膜部を種々変形してもこの発明の作用
効果には変わりがない。
波数温度特性調整膜部を種々変形してもこの発明の作用
効果には変わりがない。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
水晶片の辺比に周波数温度特性調整膜部を形成し、その
調整膜部の厚み等を微量調整することにより、周波数温
度特性も微細に調整ができるようになり、周波数温度特
性の３次曲線のバラツキを改善することができる利点が
得られる。
水晶片の辺比に周波数温度特性調整膜部を形成し、その
調整膜部の厚み等を微量調整することにより、周波数温
度特性も微細に調整ができるようになり、周波数温度特
性の３次曲線のバラツキを改善することができる利点が
得られる。
【図１】この発明の第１実施例を示すもので、Ａは正面
図、Ｂは側面図、Ｃは底面図。
図、Ｂは側面図、Ｃは底面図。
【図２】周波数温度特性調整膜部の形成位置の相関関係
を示す説明図。
を示す説明図。
【図３】周波数温度特性補正量に対する周波数下降量の
特性図。
特性図。
【図４】周波数温度特性調整膜部を変化させたときの水
晶片の等価説明図。
晶片の等価説明図。
【図５】第１実施例の周波数温度特性図。
【図６】第２実施例を示すもので、Ａは正面図、Ｂは底
面図。
面図。
【図７】第３実施例を示すもので、Ａは正面図、Ｂは底
面図。
面図。
【図８】第４実施例を示すもので、Ａは正面図、Ｂは底
面図。
面図。
【図９】第５実施例を示すもので、Ａは正面図、Ｂは側
面図、Ｃは底面図。
面図、Ｃは底面図。
【図１０】第６実施例を示すもので、Ａは正面図、Ｂは
側面図、Ｃは底面図。
側面図、Ｃは底面図。
【図１１】従来の周波数温度特性図。
【図１２】水晶振動子の斜視図。
ＸＴ…水晶片 ＭＥ…主電極部 ＦＴＡ…周波数温度特性調整膜部
Claims (5)
- 【請求項１】 水晶片と、この水晶片の中央に形成され
る主電極部と、この主電極部に沿って前記水晶片に形成
される周波数温度特性調整膜部とからなる水晶振動子。 - 【請求項２】 前記周波数温度特性調整膜部は水晶片の
表裏部でかつ主電極部の両側に形成されることを特徴と
する請求項１記載の水晶振動子。 - 【請求項３】 前記周波数温度特性調整膜部は水晶片の
表裏部のどちらか一方に形成されたことを特徴とする請
求項１記載の水晶振動子。 - 【請求項４】 前記周波数温度特性調整膜部は水晶片の
側面部に形成したことを特徴とする請求項１記載の水晶
振動子。 - 【請求項５】 前記周波数温度特性調整膜部は水晶片の
長さと同じとなるように形成したことを特徴とする請求
項１記載の水晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14576495A JPH08340230A (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | 水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14576495A JPH08340230A (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | 水晶振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08340230A true JPH08340230A (ja) | 1996-12-24 |
Family
ID=15392628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14576495A Pending JPH08340230A (ja) | 1995-06-13 | 1995-06-13 | 水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08340230A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008005333A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Daishinku Corp | 圧電振動デバイス |
| JP2011259348A (ja) * | 2010-06-11 | 2011-12-22 | River Eletec Kk | 弾性波素子 |
-
1995
- 1995-06-13 JP JP14576495A patent/JPH08340230A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008005333A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Daishinku Corp | 圧電振動デバイス |
| JP4665849B2 (ja) * | 2006-06-23 | 2011-04-06 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイスの製造方法 |
| JP2011259348A (ja) * | 2010-06-11 | 2011-12-22 | River Eletec Kk | 弾性波素子 |
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