JPH11195952A - 音叉型水晶振動子およびその周波数調整方法 - Google Patents
音叉型水晶振動子およびその周波数調整方法Info
- Publication number
- JPH11195952A JPH11195952A JP36130897A JP36130897A JPH11195952A JP H11195952 A JPH11195952 A JP H11195952A JP 36130897 A JP36130897 A JP 36130897A JP 36130897 A JP36130897 A JP 36130897A JP H11195952 A JPH11195952 A JP H11195952A
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- vibrating
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- Pending
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 周波数調整パターンの微調整部の側面電極に
接する部分が破壊されることがなく、側面電極に金属カ
スが付着して電気的ショートを生じることもなく、安全
確実に周波数調整をおこなうことができる音叉型水晶振
動子の周波数調整方法を提供する。 【解決手段】 周波数調整用のレーザーを、周波数調整
パターンの微調整部の端部、すなわち、側面電極と接す
る部分にマージンを設けて照射する。
接する部分が破壊されることがなく、側面電極に金属カ
スが付着して電気的ショートを生じることもなく、安全
確実に周波数調整をおこなうことができる音叉型水晶振
動子の周波数調整方法を提供する。 【解決手段】 周波数調整用のレーザーを、周波数調整
パターンの微調整部の端部、すなわち、側面電極と接す
る部分にマージンを設けて照射する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、時計、時刻表示、タイ
マー用クロック、マイコンのサブクロックなどに用いら
れる音叉型水晶振動子の周波数調整方法に関する。
マー用クロック、マイコンのサブクロックなどに用いら
れる音叉型水晶振動子の周波数調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の水晶振動子として用いる
音叉型水晶振動片（以下PEQという）は、シリンダー等
のケースに機密封止する前に、図4に示すように、発振
周波数の調整を行っていた。即ち、 （１） 周波数調整用の付加質量として作用するCr，A
g，Au等の金属皮膜を蒸着やスパッタでPEQ1の1対の振動
部2に周波数調整パターン3として形成する。 （２） このPEQ1を共振回路で発振させ周波数を測定す
る。 （３） 測定値をもとにYAGレーザーなど低出力のレー
ザー9で操作し、PEQの付加質量としての周波数調整パタ
ーン3を除去して付加質量を減じると周波数が高くなる
ことを利用して周波数を調整する。 （４） この周波数調整は、PEQ1の振動部2に形成した
周波数調整パターンの質量減少効果の大きい部分を粗調
整部4とし、さらに、微調整部5でねらい値まで周波数を
合わせ込む。
音叉型水晶振動片（以下PEQという）は、シリンダー等
のケースに機密封止する前に、図4に示すように、発振
周波数の調整を行っていた。即ち、 （１） 周波数調整用の付加質量として作用するCr，A
g，Au等の金属皮膜を蒸着やスパッタでPEQ1の1対の振動
部2に周波数調整パターン3として形成する。 （２） このPEQ1を共振回路で発振させ周波数を測定す
る。 （３） 測定値をもとにYAGレーザーなど低出力のレー
ザー9で操作し、PEQの付加質量としての周波数調整パタ
ーン3を除去して付加質量を減じると周波数が高くなる
ことを利用して周波数を調整する。 （４） この周波数調整は、PEQ1の振動部2に形成した
周波数調整パターンの質量減少効果の大きい部分を粗調
整部4とし、さらに、微調整部5でねらい値まで周波数を
合わせ込む。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】しかし、このような
従来の周波数調整法には、次のような問題があった。 （１） 側面電極の破壊 図３に示すように、PEQ１の側面には、表および裏に形
成された励振電極７を導通するための電極（以下側面電
極という）8が形成してある。周波数調整をするには、P
EG1の振動部2に形成した粗調整部4および微調整部5より
なる周波数調整パターン3を横切るようにレーザ9を走査
するが、微調整部5の両端部にレーザー9が照射されると
これと接する側面電極8も一部破壊を引き起こす。レー
ザー9のPEQ1上への照射スポットが径60μm程度であり、
ＰＥＱの位置ずれがあると側面電極8をキズ付ける危険
がある。 （２） ショート また、周波数調整パターン3の溶融の際生じる金属カス
（レーザー照射により飛散する金属）が側面電極に付着
してショートする恐れがある。
従来の周波数調整法には、次のような問題があった。 （１） 側面電極の破壊 図３に示すように、PEQ１の側面には、表および裏に形
成された励振電極７を導通するための電極（以下側面電
極という）8が形成してある。周波数調整をするには、P
EG1の振動部2に形成した粗調整部4および微調整部5より
なる周波数調整パターン3を横切るようにレーザ9を走査
するが、微調整部5の両端部にレーザー9が照射されると
これと接する側面電極8も一部破壊を引き起こす。レー
ザー9のPEQ1上への照射スポットが径60μm程度であり、
ＰＥＱの位置ずれがあると側面電極8をキズ付ける危険
がある。 （２） ショート また、周波数調整パターン3の溶融の際生じる金属カス
（レーザー照射により飛散する金属）が側面電極に付着
してショートする恐れがある。
【０００４】以上の原因のため、ＰＥＱが発振不良また
は発振停止して、不良率を高める原因となった。
は発振停止して、不良率を高める原因となった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、周波数の微調整においてレーザーを側面
電極に対してマージンを設けて照射をする。
め、本発明は、周波数の微調整においてレーザーを側面
電極に対してマージンを設けて照射をする。
【０００６】
【作用】このように構成した本発明では、周波数調整パ
ターンの端部、すなわち側面電極に接する部分はレーザ
ーが照射されないので、従来のように側面電極を破壊す
ることがない。また、側面電極に金属カスが付着せずシ
ョートを確実に防止することができる。
ターンの端部、すなわち側面電極に接する部分はレーザ
ーが照射されないので、従来のように側面電極を破壊す
ることがない。また、側面電極に金属カスが付着せずシ
ョートを確実に防止することができる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。 （１） ＰＥＱの構成 図３は、本発明の一実施例を説明するための図である。
本発明の実施例であるＰＥＱ１は、音叉型水晶振動片で
あって、水晶ウエハーにフォトリソグラフィーで外形と
電極をエッチングにより形成する。外形寸法は、図１に
示すように、一方の振動部２の幅は、240μmであり、12
0μmの間隔で、他の振動部2と連結されている。周波数
調整パターン３は、振動部２の先端より振動部２の長手
方向に600μmの粗調整部分4およびそこから300μｍの微
調整部5で構成される。ＰＥＱ１の発振周波数のねらい
値は、32.768KHzである。 （２） 粗調整工程 ＹＡＧレーザーのスポットを径60μｍに制御して、周波
数調整での質量減少効果の大きい振動部の先端に形成し
た粗調整部４のレーザー照射部分９でトリミングを行
い、32.7KHz前後まで調整する。 （3） 微調整工程 粗調整後、レーザーのスポットを径２０μｍに絞り、ね
らい値まで調整する。本発明では、図２に示すように、
振動部２の幅方向に側面電極に対してマージン６を設け
てレーザーを走査するが、その方法を以下に説明する。 （ａ） レーザーショット数（加工パルス数）設定 加工パルス数は、一般的に、周波数測定値により次式に
より設定する。
する。 （１） ＰＥＱの構成 図３は、本発明の一実施例を説明するための図である。
本発明の実施例であるＰＥＱ１は、音叉型水晶振動片で
あって、水晶ウエハーにフォトリソグラフィーで外形と
電極をエッチングにより形成する。外形寸法は、図１に
示すように、一方の振動部２の幅は、240μmであり、12
0μmの間隔で、他の振動部2と連結されている。周波数
調整パターン３は、振動部２の先端より振動部２の長手
方向に600μmの粗調整部分4およびそこから300μｍの微
調整部5で構成される。ＰＥＱ１の発振周波数のねらい
値は、32.768KHzである。 （２） 粗調整工程 ＹＡＧレーザーのスポットを径60μｍに制御して、周波
数調整での質量減少効果の大きい振動部の先端に形成し
た粗調整部４のレーザー照射部分９でトリミングを行
い、32.7KHz前後まで調整する。 （3） 微調整工程 粗調整後、レーザーのスポットを径２０μｍに絞り、ね
らい値まで調整する。本発明では、図２に示すように、
振動部２の幅方向に側面電極に対してマージン６を設け
てレーザーを走査するが、その方法を以下に説明する。 （ａ） レーザーショット数（加工パルス数）設定 加工パルス数は、一般的に、周波数測定値により次式に
より設定する。
【０００８】加工パルス数＝{（測定値―ねらい値）÷
１ショットの周波数変化量}×係数 例えば、側面電極８に少なくとも６０μｍのマージンを
設けると、振動部２における加工幅（すなはち、レーザ
ートリミングを行う幅）は１２０μｍとなる。加工パル
ス数は、上記の式によれば、８ショット必要になる。 （ｂ） 加工停止点の決定 本実施例の場合、上記加工開始点（本実施例では、上記
加工幅の一方の端、すなわち、微調整部５の一方の側面
電極からマージン６だけ内側に入った点）から、８ショ
ットだけレーザーを照射し、加工幅が１２０μｍを超え
た時点で停止し、図２に示すように、もう一方の振動部
２の加工点までレーザー照射部を移動後、再びレーザー
照射を行って、周波数がねらい値に達するまで加工す
る。 （ｃ） サイクルタイムの制御 本発明によれば、加工幅が、従来、２４０μｍあったと
ころが、上記側面電極に対するマージン分（６０×２μ
ｍ）だけ減少して１２０μｍに制限されるが、振動部２
の長手方向のレーザーの移動量を、従来の２０μｍから
３０μｍに変更し、加工条件をデータモニタリングして
最適値にすることにより、サイクルタイムの低下を防ぐ
事が出来る。
１ショットの周波数変化量}×係数 例えば、側面電極８に少なくとも６０μｍのマージンを
設けると、振動部２における加工幅（すなはち、レーザ
ートリミングを行う幅）は１２０μｍとなる。加工パル
ス数は、上記の式によれば、８ショット必要になる。 （ｂ） 加工停止点の決定 本実施例の場合、上記加工開始点（本実施例では、上記
加工幅の一方の端、すなわち、微調整部５の一方の側面
電極からマージン６だけ内側に入った点）から、８ショ
ットだけレーザーを照射し、加工幅が１２０μｍを超え
た時点で停止し、図２に示すように、もう一方の振動部
２の加工点までレーザー照射部を移動後、再びレーザー
照射を行って、周波数がねらい値に達するまで加工す
る。 （ｃ） サイクルタイムの制御 本発明によれば、加工幅が、従来、２４０μｍあったと
ころが、上記側面電極に対するマージン分（６０×２μ
ｍ）だけ減少して１２０μｍに制限されるが、振動部２
の長手方向のレーザーの移動量を、従来の２０μｍから
３０μｍに変更し、加工条件をデータモニタリングして
最適値にすることにより、サイクルタイムの低下を防ぐ
事が出来る。
【０００９】以上の工程によれば、図２に示すように、
レーザー加工幅は、ＰＥＱ１の振動部２の両端部から振
動部２の幅方向内側に、それぞれ幅６０μｍのマージン
をもたせて設定することができる。よって、側面電極８
に、レーザー９が照射されたり、溶融金属カスが付着す
ることがない。なお、本実施例では、レーザーにＹＡＧ
レーザーを用いた周波数調整方法を説明したが、レーザ
ーにエキシマレーザーなど他のレーザーを用いた周波数
調整方法にも本発明が有効であることは、上記説明から
も明らかである。
レーザー加工幅は、ＰＥＱ１の振動部２の両端部から振
動部２の幅方向内側に、それぞれ幅６０μｍのマージン
をもたせて設定することができる。よって、側面電極８
に、レーザー９が照射されたり、溶融金属カスが付着す
ることがない。なお、本実施例では、レーザーにＹＡＧ
レーザーを用いた周波数調整方法を説明したが、レーザ
ーにエキシマレーザーなど他のレーザーを用いた周波数
調整方法にも本発明が有効であることは、上記説明から
も明らかである。
【００１０】さらに、量産における製造工程で、周波数
調整装置内における前記振動部２の中心線の位置は、振
動部２の加工誤差および位置検出誤差、周波数調整工程
の前工程での半田付け位置誤差など、いくつかの誤差要
因によってばらつく（変動する）が、レーザーで照射し
ない部分としての前記マージン６の値として、レーザー
のスポット径に上記振動部２の中心位置の製造公差（製
造上の許容差）の２倍以上の値を加えて設定することに
より、本発明の効果をいっそう確実なものにすることが
できる。この観点から、上記実施例において、マージン
６を６０μｍにすることが好ましい。
調整装置内における前記振動部２の中心線の位置は、振
動部２の加工誤差および位置検出誤差、周波数調整工程
の前工程での半田付け位置誤差など、いくつかの誤差要
因によってばらつく（変動する）が、レーザーで照射し
ない部分としての前記マージン６の値として、レーザー
のスポット径に上記振動部２の中心位置の製造公差（製
造上の許容差）の２倍以上の値を加えて設定することに
より、本発明の効果をいっそう確実なものにすることが
できる。この観点から、上記実施例において、マージン
６を６０μｍにすることが好ましい。
【００１１】
【発明の効果】このように、本発明による音叉型水晶振
動子では、周波数調整パターンの微調整部の端部、すな
わち、側面電極に接する部分にレーザーが照査されるこ
とがないので、周波数調整によって側面電極が破壊され
ることはない。また、側面電極に金属カスが付着するこ
ともないので、ショートの発生を防止することができ
る。
動子では、周波数調整パターンの微調整部の端部、すな
わち、側面電極に接する部分にレーザーが照査されるこ
とがないので、周波数調整によって側面電極が破壊され
ることはない。また、側面電極に金属カスが付着するこ
ともないので、ショートの発生を防止することができ
る。
【図１】本発明の工程を説明する図である。
【図２】本発明による周波数調整をしたＰＥＱを説明す
る図である。
る図である。
【図３】ＰＥＱの外形と電極を説明する図である。
【図４】従来の方法により周波数調整したＰＥＱを説明
する図である。
する図である。
１ ＰＥＱ ２ 振動部 ３ 周波数調整パターン ４ 粗調整部 ５ 微調整部 ６ マージン ７ 励振電極 ８ 側面電極 ９ レーザー照射部分
Claims (4)
- 【請求項１】 励振電極と側面電極と周波数調整パター
ンを有する音叉型水晶振動子において、周波数調整パタ
ーンの質量除去部分とその直近の側面電極との間に質量
を除去されていない部分すなわちマージンを設けたこと
を特徴とする音叉型水晶振動子。 - 【請求項２】 マージンの振動部２の幅方向における寸
法値が、周波数調整パターンに照射するレーザーのスポ
ット径に振動部２の幅方向中心位置の製造公差の２倍以
上の値を加えた値であることを特徴とする請求項１記載
の音叉型水晶振動子。 - 【請求項３】 励振電極とこれを導通する側面電極と付
加質量である周波数調整パターンとを有する音叉型水晶
振動子の周波数調整方法において、少なくとも振動部に
形成した周波数調整パターンの粗調整部にレーザーを照
射することにより周波数調整する工程と、周波数調整パ
ターンの側面電極に接する部分に形成した微調整部で、
側面電極に対してレーザーが照射されない部分、すなわ
ちマージンを設けながらレーザーを照射することにより
周波数調整する工程を有することを特徴とする音叉型水
晶振動子の周波数調整方法。 - 【請求項４】 マージンの振動部２の幅方向における値
が、レーザーのスポット径に振動部２の幅方向中心位置
の製造公差の２倍以上の値を加えた値であることを特徴
とする請求項３記載の音叉型水晶振動子の周波数調整方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36130897A JPH11195952A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 音叉型水晶振動子およびその周波数調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36130897A JPH11195952A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 音叉型水晶振動子およびその周波数調整方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11195952A true JPH11195952A (ja) | 1999-07-21 |
Family
ID=18473049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36130897A Pending JPH11195952A (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 音叉型水晶振動子およびその周波数調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11195952A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004100365A1 (ja) * | 2003-03-28 | 2004-11-18 | Daishinku Corporation | 音叉型振動子の周波数調整方法並びにその方法によって周波数調整された音叉型振動子 |
| JP2007043487A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Ngk Insulators Ltd | 圧電振動子の振動周波数調整用の蓋材および圧電振動子収容構造 |
| JP2007184752A (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Seiko Instruments Inc | 圧電振動子及びこれを備える電波時計、発振器、並びに電子機器 |
| JP2007209000A (ja) * | 2007-02-21 | 2007-08-16 | Infineon Technologies Ag | 所定の層の厚さ特性を有する層の製造方法 |
| JP2019216320A (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | リバーエレテック株式会社 | 水晶デバイス及び水晶デバイスの周波数調整方法 |
| US11075611B2 (en) | 2016-10-31 | 2021-07-27 | Daishinku Corporation | Frequency adjustment method for piezoelectric resonator device |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36130897A patent/JPH11195952A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004100365A1 (ja) * | 2003-03-28 | 2004-11-18 | Daishinku Corporation | 音叉型振動子の周波数調整方法並びにその方法によって周波数調整された音叉型振動子 |
| US7417362B2 (en) | 2003-03-28 | 2008-08-26 | Daishinku Corporation | Frequency regulating method for tuning fork type vibrator and tuning fork type vibrator frequency-regulated by the method |
| JP2007043487A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Ngk Insulators Ltd | 圧電振動子の振動周波数調整用の蓋材および圧電振動子収容構造 |
| JP2007184752A (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Seiko Instruments Inc | 圧電振動子及びこれを備える電波時計、発振器、並びに電子機器 |
| JP2007209000A (ja) * | 2007-02-21 | 2007-08-16 | Infineon Technologies Ag | 所定の層の厚さ特性を有する層の製造方法 |
| US11075611B2 (en) | 2016-10-31 | 2021-07-27 | Daishinku Corporation | Frequency adjustment method for piezoelectric resonator device |
| JP2019216320A (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | リバーエレテック株式会社 | 水晶デバイス及び水晶デバイスの周波数調整方法 |
| JP2022003823A (ja) * | 2018-06-11 | 2022-01-11 | リバーエレテック株式会社 | 水晶デバイスの周波数調整方法 |
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