JPH10107580A

JPH10107580A - 厚みすべり水晶振動板

Info

Publication number: JPH10107580A
Application number: JP27550796A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Nakamura; 勝幸中村
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 1996-09-25
Filing date: 1996-09-25
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ベベル加工において、さらにエネルギー閉じ
込め効果を向上させる。【解決手段】厚みすべり水晶振動板１２の面取り構成
において、中央部分に表裏対向する平坦部１２１を有す
るとともに、当該平坦部から外周に向かって段階的に曲
率が小さくなる３つ以上のベベル構成（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ
３）を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厚みすべり振動モ
ードで発振する水晶振動子において、特にＡＴカット厚
みすべり水晶振動板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】厚みすべり水晶振動板として、例えばＡ
Ｔカット水晶振動板１１を用い、図１，図２に示すよう
な、コンベックス型と一般に称される球面加工施してい
る。この構成により、エネルギー閉じ込め効果を増大さ
せて、主振動と輪郭系のスプリアス振動との結合を防止
したり、支持構体による影響を非常に小さくすることが
でき、さらに、ＣＩ値（クリスタルインピーダンス）特
性等の電気的特性も向上させていた。このように、コン
ベックス型は、ある特性において優れている。また、水
晶振動子の用途によっては、ＣＬ特性（負荷容量特性）
を通常にくらべ幅広く取ることが要求されることがあ
る。例えば、３．５７９ＭＨｚにおいて、ＣＬ特性が１
６ｐＦから１８ｐＦに変化させたとき、主振動の共振幅
が９０Ｈｚ（通常は８０Ｈｚ）を要求される。このＣＬ
特性を満足するためには、水晶振動板の平面においてあ
る寸法以上の平坦部を残す必要があるが、球面加工を施
すコンベックス型では平坦面は形成されないので、この
特性を満足できないという問題点を有していた。

【０００３】そこで、上記問題点を考慮して水晶振動板
の特性改善を行うために、図３，図４に示すような、水
晶振動板１２にベベル加工（面取り加工）を施していた
（ベベルＲ１、Ｒ３を形成）。ベベル加工は、水晶振動
板の端部にある綾部分のみを斜面状に削り取るため、水
晶振動板の厚み寸法を管理するのも容易であり、水晶振
動板の平面に平坦部１２１を残す事も可能である。そし
て、このベベル加工は、水晶振動板の端部を揃えやすく
するために、一般的に低い周波数、例えば、３．５７９
ＭＨｚでは２段階で施される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ベベル加工で
はコンベックス型に較べてエネルギー閉じ込め効果が低
く、輪郭系のスプリアス振動による寄生発振も生じやす
い。さらに、ＣＩ値特性、ＣＩ値温度特性等の電気的特
性もコンベックス型に較べて劣るという問題点を有す
る。

【０００５】本発明は、水晶振動板の中央部に表裏対向
する平坦部を有したベベル加工において、さらにエネル
ギー閉じ込め効果を向上させる厚みすべり水晶振動板を
提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の厚みす
べり水晶振動板は、厚みすべり水晶振動板の面取り構成
において、中央部分に表裏対向する平坦部を有するとと
もに、当該平坦部から外周に向かって段階的に曲率が小
さくなる３つ以上のベベル構成を有している。

【０００７】この構成により、水晶振動板の中央部分に
表裏対向する平坦部を確保しつつ、エネルギー閉じ込め
効果を向上させることができる。そして、輪郭系のスプ
リアス振動による寄生発振も生じにくく、ＣＩ値特性、
ＣＩ値温度特性等を改善することができる。また、ＣＬ
特性（負荷容量特性）を通常にくらべ幅広く取ることが
できる。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図５は本発明の実施例を示す水晶振動
板の平面図であり、図６は図５の水晶振動板の重心を通
る断面図である。尚、従来と同様の部分については同番
号を付した。

【０００９】厚みすべり振動を行う水晶振動板１２は、
ＡＴカットで切り出され、円盤形状からなる。

【００１０】そして、前記水晶振動板１２の端部に、曲
率の最も小さなベベルＲ３と曲率の大きなベベルＲ１を
形成し、その後、前記ベベルＲ１と前記ベベルＲ３の境
界部分に中間的な曲率を有するベベルＲ２を形成する。
また、前記水晶振動板１２の平面には平坦部１２１が残
されている。

【００１１】そして、この水晶振動板１２の表裏面に、
真空蒸着法等の手法により励振電極とリード電極を形成
し（図示せず）、前記電極が形成された水晶振動板１２
は図示しない支持構体により電気的機械的な接合がなさ
れ、図示しない外装構体により気密封止し、最終的な水
晶振動子として機能を持たせている。

【００１２】尚、本発明の実施例では円盤形状の水晶振
動板を例にして説明したが、図７に示すように、矩形状
の水晶振動板１３に適用できる事は言うまでもない。こ
の場合、長手方向の両端辺部１３１からベベルＲ３，Ｒ
２，Ｒ１をを形成すればよい。

【００１３】また、本発明の実施例では、ベベルの形成
数を３つとしたが、３つ以上形成してもよく、これによ
り、エネルギー閉じ込め効果がより一層向上し、ＣＩ値
特性、ＣＩ値温度特性も向上する。例えば、ベベルを４
つ形成する場合、図８に示すように、水晶振動板１２の
端部に、曲率の最も小さなベベルＲ３と曲率の大きなベ
ベルＲ１を形成し、その後、前記ベベルＲ１と前記ベベ
ルＲ３の境界部分に中間的な曲率を有するベベルＲ２
と、ベベルＲ１より曲率の大きいベベルＲ４をを形成す
る。

【００１４】以下、具体的な比較実施データを示す。図
９は、基本波発振で３．５７９ＭＨ_Zであり、円盤形状
で外径８．７ｍｍφの水晶振動板に６ｍｍφの励振電極
（銀）を形成したものを共通条件とし、本発明の実施例
に基づく水晶振動板は、ベベルＲ１（曲率６５ｍｍ）、
ベベルＲ２（曲率５５ｍｍ）、ベベルＲ３（曲率４５ｍ
ｍ）を形成したもの（３段ベベル）と、ベベルＲ１（曲
率６５ｍｍ）、ベベルＲ２（曲率５５ｍｍ）、ベベルＲ
３（曲率４５ｍｍ）、ベベルＲ４（曲率１００ｍｍ）を
形成したもの（４段ベベル）とを用い、従来の実施例に
基づく水晶振動板は、ベベルＲ１（曲率６５ｍｍ）、ベ
ベルＲ３（曲率４５ｍｍ）を形成したものを用いて、基
本波のＣＩ値特性（２５℃における）を無作為に抽出し
た各々２０個のサンプルにより比較した統計グラフであ
る。

【００１５】図１０は、基本波発振で３．５７９ＭＨ_Z
であり、円盤形状で外径８．７ｍｍφの水晶振動板に６
ｍｍφの励振電極（銀）を形成したものを共通条件と
し、本発明の実施例に基づく水晶振動板は、ベベルＲ１
（曲率６５ｍｍ）、ベベルＲ２（曲率５５ｍｍ）、ベベ
ルＲ３（曲率４５ｍｍ）を形成したもの（３段ベベル）
と、ベベルＲ１（曲率６５ｍｍ）、ベベルＲ２（曲率５
５ｍｍ）、ベベルＲ３（曲率４５ｍｍ）、ベベルＲ４
（曲率１００ｍｍ）を形成したもの（４段ベベル）とを
用い、従来の実施例に基づく水晶振動板は、ベベルＲ１
（曲率６５ｍｍ）、ベベルＲ３（曲率４５ｍｍ）を形成
したものを用いて、基本波のＣＩ値温度特性を比較した
グラフである。

【００１６】図１１は、円盤形状で外径８．７ｍｍφの
水晶振動板に６ｍｍφの励振電極（銀）を形成したもの
を共通条件とし、本発明の実施例に基づく水晶振動板
は、ベベルＲ１（曲率６５ｍｍ）、ベベルＲ２（曲率５
５ｍｍ）、ベベルＲ３（曲率４５ｍｍ）を形成し、平坦
部の内径寸法が約４．７ｍｍφとしたもの（３段ベベ
ル）と、ベベルＲ１（曲率６５ｍｍ）、ベベルＲ２（曲
率５５ｍｍ）、ベベルＲ３（曲率４５ｍｍ）、ベベルＲ
４（曲率１００ｍｍ）を形成し、平坦部の内径寸法が約
４．５ｍｍφとしたもの（４段ベベル）とを用い、従来
の実施例に基づく水晶振動板は、ベベルＲ１（曲率６５
ｍｍ）、ベベルＲ３（曲率４５ｍｍ）を形成し、平坦部
の内径寸法が４．７ｍｍφとしたもの（２段ベベル）
と、曲率８０ｍｍでバイコンベックス形状に形成し、平
坦部の内径寸法が０ｍｍφとしたもの（コンベックス）
とを用いて、ＣＬ値特性を無作為に抽出した各々２０個
のサンプルにより比較した統計グラフである。

【００１７】以上のグラフが示すように、３つ以上のベ
ベルを形成した本発明による水晶振動子の方が全体とし
てＣＩ値特性、ＣＩ値温度特性が向上しており、かつ、
コンベックス型にくらべＣＬ特性が向上しているのがわ
かる。

【００１８】

【発明の効果】特許請求項１により、水晶振動板の中央
部分に表裏対向する平坦部を確保しつつ、エネルギー閉
じ込め効果を向上させることができる。そして、輪郭系
のスプリアス振動による寄生発振も生じにくく、ＣＩ値
特性、ＣＩ値温度特性等を改善することができる。ま
た、ＣＬ特性（負荷容量特性）を通常にくらべ幅広く取
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の実施例を示す水晶振動板の平面図であ
る。

【図２】図１の水晶振動板の重心を通る断面図である。

【図３】従来の他の実施例を示す水晶振動板の平面図で
ある。

【図４】図３の水晶振動板の重心を通る断面図である。

【図５】本発明の実施例を示す水晶振動板の平面図であ
る。

【図６】図５の水晶振動板の重心を通る断面図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す平面図である。

【図８】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図９】本発明と従来のＣＩ値特性を比較した統計グラ
フである。

【図１０】本発明と従来のＣＩ値温度特性を比較したグ
ラフである。

【図１１】本発明と従来のＣＬ特性を比較した統計グラ
フである。

【符号の説明】

１１，１２，１３・・・水晶振動板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚みすべり水晶振動板の面取り構成にお
いて、中央部分に表裏対向する平坦部を有するととも
に、当該平坦部から外周に向かって段階的に曲率が小さ
くなる３つ以上のベベル構成を有していることを特徴と
する厚みすべり水晶振動板。