JPH11225040A - Sc-cut crystal vibrator - Google Patents

Sc-cut crystal vibrator

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JPH11225040A
JPH11225040A JP3958998A JP3958998A JPH11225040A JP H11225040 A JPH11225040 A JP H11225040A JP 3958998 A JP3958998 A JP 3958998A JP 3958998 A JP3958998 A JP 3958998A JP H11225040 A JPH11225040 A JP H11225040A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crystal
axis
cut
long side
piece
Prior art date
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Pending
Application number
JP3958998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikio Saito
藤 三 樹 夫 斉
Mitsuaki Koyama
山 光 明 小
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nihon Dempa Kogyo Co Ltd filed Critical Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an excellent stress sensitivity characteristic with a paper- tablet type whose longer side size is 6 mm or below. SOLUTION: In the paper-tablet type SC-cut crystal vibrator that is segmented from a face of a crystal that is a face orthogonal to the Y axis of a crystal is turned by about 33 degrees and then turned by about 22 degrees around the Z axis from the turned face by about 33 degrees, the longer side of a crystal chip 11 is selected to be 100 deg.±10 deg. or 149 deg.±10 deg. from a direction of an XX' axis and the end in the long side direction is maintained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、短冊型で長辺方向
の寸法が6mm以下の形状が小型の水晶片を用い、振動
特性の良好なSCカットの水晶振動子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an SC-cut quartz-crystal vibrator which uses a small-sized quartz piece having a rectangular shape with a dimension of 6 mm or less in a long side direction and excellent vibration characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、応力感度、熱衝撃特性、位相雑音
性能等について優れた性能を有するSCカットの水晶振
動子が注目されている。このようなSCカットの水晶振
動子は、図3に示すように水晶の結晶のY軸に直交する
面をX軸を中心にして約33゜回転し、更にこの回転し
た位置からZ軸を中心にして約22゜回転した面から切
り出した水晶片1に電極を形成したものである。
2. Description of the Related Art Recently, attention has been paid to SC-cut quartz resonators having excellent performances such as stress sensitivity, thermal shock characteristics, and phase noise performance. As shown in FIG. 3, such an SC-cut quartz resonator rotates a plane orthogonal to the Y-axis of the crystal of the quartz crystal by about 33 ° about the X-axis, and further rotates the Z-axis from the rotated position. An electrode is formed on a crystal blank 1 cut out from a plane rotated by about 22 °.

【0003】SCカットの水晶振動子の周波数・温度特
性は、80℃付近に変曲点を有する概略3次曲線状とな
る。一方、高安定度の水晶発振器として、80℃程度の
一定温度に加熱して動作させる恒温槽型の水晶発振器が
知られている。
The frequency and temperature characteristics of an SC-cut quartz resonator have a substantially cubic curve having an inflection point near 80 ° C. On the other hand, as a high-stability crystal oscillator, a thermostat-type crystal oscillator that is operated by heating to a constant temperature of about 80 ° C. is known.

【0004】このような発振器は、加熱用のヒータと、
温度制御回路とを有し、ヒータの発熱量を制御すること
によって、たとえば80℃程度の一定の温度を維持する
ようにしている。一方、SCカットの水晶振動子は80
℃付近に変極点を有するために恒温槽型の水晶発振器と
して用いた場合、温度変化に対して発振周波数の変化率
のもっとも少ない温度域で使用することになり極めて安
定な発振周波数を得ることができる。
[0004] Such an oscillator comprises a heater for heating,
A temperature control circuit for controlling the amount of heat generated by the heater to maintain a constant temperature of about 80 ° C., for example. On the other hand, SC-cut crystal units
When used as a thermostat type crystal oscillator because it has an inflection point near ℃, it will be used in the temperature range where the rate of change of the oscillation frequency with respect to temperature change is the least, and an extremely stable oscillation frequency can be obtained. it can.

【0005】このような、恒温槽型の水晶発振器では、
高安定度を得られるように比較的、形状の大きな、たと
えば直径10mm程度の丸板状の水晶片を用いた水晶振
動子を使用している。このため発振器全体の形状も40
mm角程度の立方体となり、電子機器に用いられる発振
器以外の部品に比べて発振器は著しく大きい。したがっ
て、水晶振動子の形状を小型化し、それによって発振器
の形状を小型化することが望まれていた。
[0005] In such a constant temperature oven type crystal oscillator,
In order to obtain high stability, a crystal resonator using a relatively large round plate-shaped crystal piece having a diameter of, for example, about 10 mm is used. Therefore, the overall shape of the oscillator is 40
It is a cube of about mm square, and the oscillator is remarkably large compared to components used in electronic devices other than the oscillator. Therefore, it has been desired to reduce the size of the crystal resonator and thereby the size of the oscillator.

【0006】ところで、このような高安定水晶発振器で
は、0.0001ppm〜0.00001ppm程度の安定度を実現してい
る。このため発振器自体の姿勢の変化、外部から作用す
る応力等によって生じる僅かな発振周波数の変化、すな
わち応力感度特性も大きな問題となる。とくに形状の小
型の水晶振動子を用いた場合、応力感度特性も劣化し、
発振器自体の姿勢差、僅かの応力で周波数が大きく変化
するために、安定な発振周波数を維持できまい問題があ
った。
By the way, such a highly stable crystal oscillator achieves a stability of about 0.0001 ppm to 0.00001 ppm. For this reason, a change in the attitude of the oscillator itself, a slight change in the oscillation frequency caused by an externally applied stress or the like, that is, a stress sensitivity characteristic also poses a serious problem. In particular, when a small-sized quartz crystal resonator is used, the stress sensitivity characteristic also deteriorates,
Since the frequency changes greatly due to the difference in attitude of the oscillator itself and a slight stress, there is a problem that a stable oscillation frequency cannot be maintained.

【0007】[0007]

【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、長辺寸法が6mm以下の短冊型
で、良好な応力感度特性を得ることができるSCカット
の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 is an SC-cut quartz crystal resonator having a rectangular shape having a long side dimension of 6 mm or less and capable of obtaining good stress sensitivity characteristics. The purpose is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1は、水
晶の結晶のY軸に直交する面をX軸を中心にして約33
゜回転し、この回転した位置からZ軸を中心にして約2
2゜回転した面から切り出した短冊型のSCカットの水
晶振動子において、水晶片の長辺をXX’軸方向から1
00゜±10゜または149゜±10゜とし、この長辺
方向の端部を保持したことを特徴とするものである。
A first aspect of the present invention is to set a plane orthogonal to the Y axis of a crystal of crystal to about 33 degrees around the X axis.
゜ rotate, and from this rotated position about 2
In a rectangular SC-cut crystal resonator cut out from a plane rotated by 2 °, the long side of the crystal piece is set at 1 mm from the XX ′ axis direction.
The angle is set to 00 ° ± 10 ° or 149 ° ± 10 °, and the end in the long side direction is held.

【0009】本発明の請求項2は請求項1に記載のもの
において、水晶片の長辺方向の寸法は6mm以下である
ことを特徴とし、本発明の請求項3は請求項1に記載の
ものにおいて、水晶片は基本波の11MHz帯であるこ
とを特徴とし、本発明の請求項4は、請求項1に記載の
ものにおいて、水晶片はシリンダ型の容器に収納したこ
とを特徴とし、本発明の請求項5は、は第1項または第
2項に記載のものにおいて、水晶片の長辺の片端部を保
持することを特徴とするものである。
A second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the dimension of the crystal piece in the long side direction is 6 mm or less, and the third aspect of the present invention is the one described in the first aspect. In the above, the crystal blank is characterized by being in the 11 MHz band of the fundamental wave. Claim 4 of the present invention is characterized in that, in the one according to claim 1, the crystal blank is housed in a cylindrical container, According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect, one end of a long side of the crystal piece is held.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1に示す水晶振
動子の斜視図を参照して詳細に説明する。図中11は短
冊型のSCカットの水晶片で、板面に相対面して形成し
た一対の電極を長手方向の一端部へ導出している。そし
てベース12に植設した一対の端子13の先端部に上記
水晶片の電極の導出端部を、導電性接着剤で固着して保
持するとともに電気的な導通を図るようにしている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to a perspective view of a crystal unit shown in FIG. In the figure, reference numeral 11 denotes a strip-shaped SC-cut crystal piece, which leads a pair of electrodes formed facing the plate surface to one end in the longitudinal direction. The lead-out ends of the electrodes of the quartz piece are fixed to the tips of the pair of terminals 13 implanted in the base 12 with a conductive adhesive, and are electrically connected.

【0011】なおベース12には図示しない円筒状のカ
バーをかぶせて、カバーの開口縁部をベースに気密に嵌
合させて封止するようにしている。この水晶片11は、
たとえば図2に示すように人工水晶の結晶のY軸に直交
する面をZ軸を中心にして約33゜回転し、さらにこの
回転した位置からX軸を中心にして約22゜回転したS
C板から短冊状に切り出したものである。
The base 12 is covered with a cylindrical cover (not shown), and the opening edge of the cover is hermetically fitted to the base for sealing. This crystal blank 11
For example, as shown in FIG. 2, the surface of the artificial quartz crystal orthogonal to the Y-axis is rotated about 33 ° about the Z-axis, and S is rotated about 22 ° about the X-axis from this rotated position.
It was cut out from a C plate in a strip shape.

【0011】ここで、1.6mm×5.1mmの形状の
著しく小型の短冊型の水晶片において、長手方向をX
X’軸の方向から10゜づつ面内回転させた18種類の
サンプルを製作した。サンプルの水晶片の共振周波数
は、基本波の11MHzで、水晶片の表裏板面に相対面
して形成した励振電極を長手方向の一端部へ導出し、こ
の導出端部で片持ち支持を行うようにした。
Here, in a remarkably small rectangular crystal piece having a shape of 1.6 mm × 5.1 mm, the longitudinal direction is X.
Eighteen kinds of samples were manufactured by in-plane rotation by 10 ° from the direction of the X ′ axis. The resonance frequency of the sample crystal piece is 11 MHz of the fundamental wave, and the excitation electrode formed facing the front and back plate surfaces of the crystal piece is led out to one end in the longitudinal direction, and the leading end performs cantilever support. I did it.

【0012】そして、それぞれのサンプルについて応力
感度特性を測定するために水晶片の長手方向の他端部を
加圧した際の共振周波数の変化を測定した。図2は応力
感度特性の測定結果を示すグラフである。このグラフか
ら明らかなように短冊型の水晶片の応力感度特性は面内
回転角度に応じて略連続的に変化し、短冊の長手方向が
XX’軸から30゜で+側に最大で約+100ppb/
N、120゜でー側に最大で約−25ppb/Nとな
る。また、長手方向がXX’軸から100゜及び149
゜で応力感度特性は原点を横切るために最小0となる。
Then, in order to measure the stress sensitivity characteristics of each sample, the change in the resonance frequency when the other end in the longitudinal direction of the quartz piece was pressed was measured. FIG. 2 is a graph showing the measurement results of the stress sensitivity characteristics. As is clear from this graph, the stress sensitivity characteristic of the strip-shaped quartz piece changes substantially continuously in accordance with the in-plane rotation angle, and the longitudinal direction of the strip is about +100 ppb on the + side at 30 ° from the XX ′ axis. /
At N, 120 °, the maximum value is about −25 ppb / N on the negative side. Also, the longitudinal direction is 100 ° and 149 ° from the XX ′ axis.
At ゜, the stress sensitivity characteristic becomes minimum 0 because it crosses the origin.

【0013】したがって外部からの応力、あるいは姿勢
差による周波数変化を最小にするためには形状の著しく
小型の短冊型のSCカットの水晶片の場合、長手方向を
XX’軸から100゜±10゜叉は149゜±10゜、
最も好ましくは水晶片の長手方向をXX’軸から100
゜叉は149゜とすればよい。
Therefore, in order to minimize a frequency change due to an external stress or a posture difference, in the case of a strip-shaped SC-cut crystal piece having a remarkably small shape, the longitudinal direction is set at 100 ° ± 10 ° from the XX ′ axis. Or 149 ゜ ± 10 ゜,
Most preferably, the longitudinal direction of the crystal blank is 100
It is sufficient to set it to {149}.

【0014】このようにすれば、従来のSCカットの水
晶振動子に比して著しく形状を小型化することができ、
たとえば直径3mm、長さ8mm程度の円筒形の容器に
収納することができる。したがって、このような小型の
水晶振動子を用いた場合、応力感度特性も良好で水晶発
振器の全体の大きさも著しく小型化することができる。
In this way, the shape can be remarkably reduced in size as compared with a conventional SC-cut crystal unit.
For example, it can be stored in a cylindrical container having a diameter of about 3 mm and a length of about 8 mm. Therefore, when such a small crystal resonator is used, the stress sensitivity characteristics are good, and the overall size of the crystal oscillator can be significantly reduced.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
著しく形状の小型のSCカットの水晶振動子を実現する
ことができ、応力感度特性が良好で外部からの応力、姿
勢差による周波数変化を最小にすることができ共振周波
数を高安定度に維持することができるSCカットの水晶
振動子を提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention,
A very small SC-cut crystal unit with a remarkable shape can be realized, the stress sensitivity characteristics are good, the frequency change due to external stress and posture difference can be minimized, and the resonance frequency is maintained at high stability. It is possible to provide an SC-cut crystal unit that can be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の水晶振動子のカバーを外し
た状態の斜視図である
FIG. 1 is a perspective view of a crystal resonator according to an embodiment of the present invention with a cover removed.

【図2】水晶片の切り出し角度と応力感度との関係を示
すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a cutout angle of a crystal piece and stress sensitivity.

【図3】SCカットの水晶片の切り出し角度を説明する
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a cut-out angle of a crystal piece in an SC cut.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ・・ 水晶片 12 ・・ ベース 13 ・・ 端子 11 ··· Crystal blank 12 ··· Base 13 ··· Terminal

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水晶の結晶のY軸に直交する面をX軸を中
心にして約33゜回転し、この回転した位置からZ軸を
中心にして約22゜回転した面から切り出した短冊型の
SCカットの水晶振動子において、 水晶片の長辺をXX’軸方向から100゜±10゜また
は149゜±10゜とし、この長辺方向の端部を保持し
たことを特徴とするSCカットの水晶振動子。
1. A rectangular shape obtained by rotating a plane orthogonal to the Y-axis of a crystal of a quartz crystal by about 33 ° about the X-axis, and cutting the plane rotated about 22 ° about the Z-axis from the rotated position. In the SC-cut quartz crystal resonator, the long side of the crystal piece is set to 100 ° ± 10 ° or 149 ° ± 10 ° from the XX ′ axis direction, and the end in the long side direction is held. Crystal oscillator.
【請求項2】請求項1に記載のものにおいて、水晶片の
長辺方向の寸法は6mm以下であることを特徴とするS
Cカットの水晶振動子。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the dimension of the crystal piece in the long side direction is 6 mm or less.
C-cut crystal oscillator.
【請求項3】請求項1に記載のものにおいて、水晶片は
基本波の11MHz帯であることを特徴とするSCカッ
トの水晶振動子。
3. The SC-cut crystal resonator according to claim 1, wherein the crystal blank has an 11 MHz band of a fundamental wave.
【請求項4】請求項1に記載のものにおいて、水晶片は
シリンダ型の容器に収納したことを特徴とするSCカッ
トの水晶振動子。
4. An SC-cut crystal resonator according to claim 1, wherein the crystal piece is housed in a cylindrical container.
【請求項5】特許請求の範囲第4項に記載のものにおい
て、水晶片の長辺の片端部を保持することを特徴とする
SCカットの水晶振動子。
5. An SC-cut crystal resonator according to claim 4, wherein one end of a long side of the crystal piece is held.
JP3958998A 1998-02-05 1998-02-05 Sc-cut crystal vibrator Pending JPH11225040A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003060473A (en) * 2001-08-10 2003-02-28 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Surface-mounted quartz oscillator
US7157983B2 (en) 2003-03-19 2007-01-02 Seiko Epson Corporation Cut of piezoelectric oscillator, piezoelectric oscillator, and piezoelectric device
JP2010251959A (en) * 2009-04-14 2010-11-04 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Crystal oscillator

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