JPH09172348A - 水晶振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 水晶片を気密な容器に封止した後に実際に使
用される環境と同一条件で最終的な共振周波数の調整を
行うことができ、それによって共振周波数を正確に調整
することがで、しかも調整後に共振周波数の変化を生じ
ることもなく、個々の水晶振動子の共振周波数のばらつ
きを生じることもなく、製造工程の歩留りを向上し、そ
れによって製品の価格を低減する。 ［構成］ 気密な容器１内に板面に励振電極２ａを形成
した水晶片２を収納し、この水晶片２の励振電極２ａに
対面して上記容器１の内壁に周波数調整材料５を付着さ
せ、この周波数調整材料５を外部から照射した熱線によ
って加熱して蒸発させ上記励振電極２ａに付着させるた
めに上記容器１に熱線を透過させる透過窓６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水晶片を気密な容器に
収納して封止した状態で最終的な周波数調整を行うこと
ができる水晶振動子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、種々の電子機器では周波数、時間
等の基準として圧電振動子を多用している。特に圧電体
として水晶を用いた水晶振動子は、電気的な特性も良好
で、しかも高性能で安価なために多くの電子機器に用い
られている。このような水晶振動子は、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板状に切り出
し、さらに丸板、矩形板等の所望の形状の水晶片を得る
ようにしている。

【０００３】そして、水晶片の板面に励振電極を蒸着し
て圧電振動を励振するようにしている。たとえば基本波
の共振周波数で、数ＭＨｚないし十数ＭＨｚの周波数帯
で最も多用されている厚み滑り水晶振動子は、水晶片の
厚みに応じて共振周波数は決定される。したがって、所
望の共振周波数に応じた厚みに切り出して成形した水晶
片を、研磨装置で研磨して表面の加工歪層を除去するよ
うにしている。

【０００４】そして水晶片の両側板面に励振電極を蒸着
し、この励振電極を、たとえば周知のコルピッツ型発振
回路に接続して圧電振動を励振するようにしている。な
おＡＴカットの水晶片では、板面を研磨して厚みを薄く
すると共振周波数は高くなる方向へ変化し、板面に電極
を蒸着すると電極による質量付加効果によって共振周波
数は低くなる方向へ変化する。

【０００５】さらに、このような水晶振動子では、水晶
片に励振電極を形成して保持手段によって保持し、電極
材料の化学変化等によって生じる経年変化を防止し安定
な性能を維持するために、たとえば内部を真空にした気
密な容器に封止するようにしている。しかしながら、封
止を行う際に水晶片に応力が作用し、この応力のために
若干の共振周波数の変化を生じる。

【０００６】とくに１枚の圧電板の板面に複数の電極を
形成したモノリシック・フィルタでは、基本波周波数の
高周波数化の傾向にあり、最近では１００ＭＨｚ近い周
波数のものも製作されている。このように周波数の高い
モノリシック・フィルタでは水晶片の厚みも著しく薄く
なり、容器を封止する際に作用する応力のために、たと
えば２０ｐｐｍ程度の大きな周波数の変化を生じること
がある。

【０００７】このために水晶片を容器に封止する前に行
う、最終的な共振周波数の微調整工程では、たとえば経
験的に封止後の共振周波数の変化を見越した共振周波数
に調整するようにしている。しかしながら、予め予測し
た周波数変化量と実際の周波数変化量とのずれ、個々の
水晶片毎の周波数変化量の違いによるばらつきのために
製品の歩留まりは著しく低下してしまう問題があった。

【０００８】

【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、水晶片を気密な容器に封止した
後に実際に使用される環境と同一条件で最終的な共振周
波数の調整を行うことができ、それによって共振周波数
を正確に調整することができるようにしている。しかも
調整後に共振周波数の変化を生じることもなく、個々の
水晶振動子の共振周波数のばらつきを生じることもな
く、製造工程の歩留りを向上し、それによって製品の価
格を低減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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、気密な容器内
に板面に電極を形成した水晶片を収納し、この水晶片の
電極に対面して上記容器の内壁に周波数調整材料を付着
させ、この周波数調整材料を外部から照射した熱線によ
って加熱して蒸発させて上記電極に付着させるために上
記容器に熱線を透過させる透過窓を設けたことを特徴と
する水晶振動子である。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例の水晶振動子を、図
１に示す側断面図、図２に示す平面図を参照して詳細に
説明する。図中１は気密な容器で、上面に開口を形成し
た皿状の基体１ａと、この基体１ａの上面開口を気密に
塞ぐ蓋体１ｂとからなる。

【００１１】基体１ａは、たとえばセラミックによって
一体に成形した矩形の底部と、底部の周縁から一定の高
さまで立ち上がる壁部とを有する。なお、基体１ａの内
側底面には水晶片２を保持するために保持電極３を設け
ている。また基体１ａの外側底面には、たとえば表面実
装を行うための実装電極４を設け、保持電極３と実装電
極４とを電気的に導通させるようにしている。

【００１２】また蓋体１ｂは、たとえば透明なガラスか
らなり、基体１ａの上面開口に溶融ガラスによって貼り
付けて気密に封止するようにしている。そして容器１内
にＡＴカットの短冊型の水晶片２を収納している。そし
て水晶片２の表裏板面には相対面して励振電極２ａを蒸
着し、かつこの励振電極２ａを互いに反対方向へ板面の
端部へ導出している。

【００１３】そして、水晶片２の一側板面の励振電極２
ａの導出端部を容器１の内側底部に形成した保持電極３
に導電性接着剤で固着するとともに電気的に導通させ
る。そして、蓋体１ｂの内側面の水晶片２の励振電極２
ａに対面する部位に周波数調整材料５を付着させてい
る。この周波数調整材料５は、質量付加効果によって周
波数の調整を行うために、ある程度、質量の大きな物質
が望ましく、たとえば金、銀等のように適当な融点と質
量を有する金属である。

【００１４】しかして、容器１内の保持電極３に導電性
接着剤を用いて水晶片２を保持し、たとえば真空雰囲気
において蓋体１ｂによって溶融ガラスを用いて基体１ａ
の開口を気密に封止する。なお、蓋体１ｂは透明なガラ
スを用いているので、ここを透過窓６として、外部か
ら、この透過窓６を介して赤外線、赤外線レーザ等の熱
線７を照射して蓋体１ｂの内側に付着させた周波数調整
材料５を蒸発させる。

【００１５】蒸発した周波数調整材料５は、対面する水
晶片２の励振電極２ａの上に付着するので、その質量付
加効果によって水晶片２の共振周波数を調整することが
できる。このようにすれば、水晶片２を気密な容器１に
封止して、実際に使用される環境と同一条件で最終的な
周波数調整を行うことができる。したがって容器１の封
止による周波数の変化は考慮する必要がなく、それによ
って正確な周波数調整を行うことができ、かつ個々の水
晶振動子の周波数のばらつきも生じない。

【００１６】なお本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、たとえば上記実施例ではセラミックの基体
とガラスの蓋体とを組み合わせて気密な容器としたが、
金属を成形した容器に透過窓を設けて半田、溶接等で気
密な容器としてもよいし、セラミックの一部にガラスの
窓をはめ込んで透過窓とするようにしてもよい。また上
記実施例では、表面実装型の水晶振動子について説明し
たが、リード線を導出した水晶振動子にも適用できるこ
とは勿論である。

【００１７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば共
振周波数を正確に調整することができ、調整後に共振周
波数の変化を生じることもなく、個々の水晶振動子の共
振周波数のばらつきもなく、製造時の歩留まりを向上す
ることができ、それによって価格の安価な水晶振動子を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の水晶振動子の側断面図であ
る。

【図２】図１に示す水晶振動子の平面図である。

【符号の説明】

１ 容器 ２ 水晶片 ３ 保持電極 ４ 実装電極 ５ 周波数調整材料 ６ 透過窓

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気密な容器と、 この容器内に収納した水晶片と、 この水晶片の板面に形成した励振電極と、 この励振電極に対面して上記容器の内壁に付着させた周
   波数調整材料と、 この周波数調整材料を外部から照射する熱線によって加
   熱して蒸発させ上記励振電極に付着させるために上記容
   器に設けた熱線を透過させる透過窓と、 を具備することを特徴とする水晶振動子。
2. 【請求項２】請求項１に記載のものにおいて、水晶片は
   ＡＴカットで厚み滑り振動を励振されることを特徴とす
   る水晶振動子。
3. 【請求項３】請求項１に記載のものにおいて、気密な容
   器の外側底面に実装電極を設けて表面実装を行うように
   したことを特徴とする水晶振動子。
4. 【請求項４】請求項１に記載のものにおいて、周波数調
   整材料は金または銀であることを特徴とする水晶振動
   子。