JPS5818810B2 - オンサガタアツデンクツキヨクシンドウシ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は音叉型圧電屈曲振動子の電極配置および表裏両
面の相対する電極の接続に関する。

音叉型圧電屈曲振動子の加工は機械的加工法と。

フォトエツチング技術を用いた化学的加工法が試みられ
ているが、いずれも音叉型に加工された振動子の表裏面
に相対して形成される電極において。

従来、表裏面の電極を接続する手段は第１図に示すよう
に導電接着剤７によって表裏面の電極を接。

続し、かつ前記導電接着剤７によって振動子１を振動子
固定部材８に固定する手段、および第２図に示すように
振動子１を導電接着剤または共晶合金１１で振動子固定
部材８にマウントした後にワイヤーボンディングによっ
て行なう手段がとられ。

ている。

さらに、表裏電極の配置においては、外部リード用電極
２，３の裏面にも裏電極が形成されている。

第１，２図において、１は水晶振動子、２．３は外部リ
ード用電極、４，５は電極、６は発振周波数調整用の金
属膜、７は導電接着剤、８は振動子固定部材、９，１０
は振動子固定部材上の電極、１１は導電接着剤または共
晶合金、１２はワイヤーを示す。

これらの水晶振動子は表面と裏面の電極の接続を振動子
のマウント以降に行なうために、製造工程が核雑となり
、また接続方法自体、作業性が低く、工数がかかるため
に量産性が低く、かつ性能の信頼性が低いというような
欠点を有する。

また、振動子の品質評価を行なう場合も、振動子のマウ
ント後であるから、多数個の振動子の同時処理による製
造工程と直結して行なうことはできないという欠点を有
する。

また、別の方法として、表裏両面に電極を有する振動子
をマウントする前に、エツチングされてできた側壁に導
電物を付着させることも可能だが、一枚の水晶板から個
々の振動子を分離した後に行なうために、これも多くの
欠点を有する。

このように、表裏両面の電極接続が困難なために、片面
だけに電極を設けた振動子も考えられるが、この振動子
は電気的性能が低い。

すなわち、動インピーダンスが高く、外部容量に対する
発振周波数調整範囲が狭く、実用上、問題が多い。

本発明は従来の欠点を解決するものであり、性能の向上
、製造工程の簡素化によってコストの低減ができるもの
であって、量産性を著しく高めることができる。

第３，４，５，６．７図は本発明の一実施例を示す。

第３図は、水晶板１３に規則正しく並んでいる振動子１
を示す。

この振動子１の表面および裏面には、既に電極が配置し
であるが、これらはまだ互いに接続されていないものと
する。

さて、水晶振動子の表面と裏面の電極を接続する場合、
振動子１を個々に分離する前に同一処理工程で行なうこ
とが量産性を著しく高めることになる。

第４図は個々の振動子１の表裏面電極配置例であつて、
表面電極４，５、裏面電極４’ 、 ５’に互いに正負
の電圧が印加されるように外部リード用電極２．３が設
けられる。

尚、発振周波数調整用の金属膜６があり、金属膜の質量
を変えることによって発振周波数の調整を行なう、また
、外部リード用電極２，３は安定した外部リード、ある
いは振動子の支持のために幾分厚い膜としてもよい。

第５図は、第４図におけるＡ−Ａ’断面を示しており、
水晶板１３を切出し方位角がＺ板をＸ軸のまわりに角度
α（一般にＯ°〜±１０°で発振周波数温度係数が適当
な値から選ばれる）回転させてあり、正負の電圧を印加
すれば、Ｘ軸方向の矢印の電界によりＹ軸方向に歪を生
ずることにより屈曲振動を行なう。

ここに、Ｘ軸は電気軸、Ｙ軸は機械軸、Ｚ軸は光軸とい
われているものである。

つぎに、振動子１の表面と裏面の電極４，５゜４’ 、
５’の接続に関して説明する。

水晶板１３に蒸着などの薄膜形成技術を用いれば、蒸着
する側の面だけでなく、水晶板１３のエツチングででき
た側壁にも薄膜を形成することができる。

このとき、蒸着する面に向かい合っていない面であって
も薄膜を少しまわり込ませることができる。

水晶板１３に密着してマスク１４を置いて蒸着を行なえ
ば、振動子１の所定の部分のみ薄膜を形成できる。

このようにして、振動子の表面と裏面の電極を接続する
が、振動子１の両面から蒸着を行なえば、更に効果が増
すことは言うまでもない。

さて、振動子の表面と裏面の電極の接続はどの部分で行
なってもよいとは限らない。

既に電極分割されている各面に薄膜を形成するときは電
極間で短節しないようにしなければならないが、振動子
の屈曲振動をする部分も好ましくない。

水晶板１３のエツチングでできた側壁は平滑でなく、鋭
いエツジ状を呈していることもあるため、この部分に薄
膜が形成されても、均一にはならないし、密着性も低下
する。

振動子の屈曲振動する部分では、発振周波数や動インピ
ーダンス、あるいは発振周波数温度特性が変化し、その
信頼性が低下する。

また、不安定な薄膜の付着のために、長期安定性が低下
する。

このような理由により、振動子の表面と裏面の電極を接
続する部分は屈曲振動をしない部分であることが好まし
い。

つぎに、振動子の根本の部分には、外部リード用電極２
，３を配置するが、その裏面には全く電極を配置しない
ようにする。

尚、根本の部分の裏面には、屈曲振動に関与しない金属
膜があってもよい。

さて、表面にだけ外部リード用電極２，３があることに
よって、外部リードが片面だけでよいから単純化され、
一方裏面に電極がないことは電気的な特性評価を行なう
ときに効果が太きい。

評価を行なう場合も、振動子１を水晶板１３から個々に
分離する前に一括して行なうことが量産性につながる。

第７図は、電気的な特性評価の一実施例であって、規則
正しく並んでいる振動子１には、外部リード用電極２，
３だけを示しである。

振動子の外部リード用電極２，３にプローブ２０を当て
、発振回路と結合させれば屈曲振動を行なう。

振動子の根本の部分は支持のために用いられるので、こ
の部分の裏面に電極がないようにしであるから、評価用
振動子支持台１９は絶縁する必要がなく、短絡すること
もない。

評価用振動子支持台１９は、振動子の屈曲振動する部分
のみ触れないようにしておけばよいから、加工も容易で
ある。

このようにして、振動子１を水晶板１３から個々に分離
しないままで、評価用振動子支持台１９に載せて順にプ
ローブ２０を当てさえすれば、直ちに電気的な特性評価
ができるので、作業性がよく、大量処理が容易である。

これは特性評価が、製造工程に一貫しており、不良品の
判別も直ちに行なえる。

また、特性評価の自動化にとっても、効果が太きい。

したがって、振動子１の支持に用いられる根本の部分の
エツチングでできた側壁にも薄膜のまわり込みがないよ
うにしなければならない。

以上述べたことから、振動子の表裏両面の電極の接続は
、屈曲振動する部分と外部リード用電極を配した根本の
部分との間で行なえばよいことが明らかとなる。

第、６図は第４図のＢ−Ｂ’断面を示し、表面の電極１
５．１６と裏面の電極１５′。

１６′が薄膜１７，１８で接続されていることを示す。

これは、所定のマスク１４を水晶板１３に密着させて蒸
着を行なえば、容易に目的が達せられる。

ところで、表面と裏面の電極を接続する部分は屈曲振動
に関与しない部分であるから、薄膜の位置精度や厚み、
密着状態などを厳密に管理する必要がないという大きな
長所をもっている。

そして、製造から特性評価まで、振動子を水晶板から個
々に分離する前に一貫して、大量処理できるという長所
をもち、また根本の部分の電極配置は最終的な振動子の
マウントを容易にさせるものである。

今まで、化学的加工法による振動子の例で説明をしてき
たが、機械的加工法の振動子でも全く同様の効果が得ら
れる。

このように、信頼性のある表裏両面に電極をもつ振動子
が得られたために、片面電極の振動子と比較して、動イ
ンピーダンスは約１／２となり、また外部容量の変化に
対する発振周波数調整範囲が約２倍という値が得られて
いる。

したがって、発振回−との結合が容易で、消費電流が減
少し、外部容量の影響に対する発振周波数の調整範囲が
広くなって、振動子の小型化に対しても充分対応ができ
る良好な性能が得られている。

このように、本発明においては、振動子表裏面の同相電
極の接続を屈曲振動を行なわない部分の側壁に施した薄
膜のみによって行なっているため、次のような効果を奏
する。

（１）振動子の発振周波数、動インピーダンス等を変化
させない。

（２）エツチングによって振動子を成形する場合、側壁
に施した電極接続用薄膜は不均一になり易く、また、密
着性が低くなりがちであるが、このような場合でも本発
明における泡膜は屈曲によるひずみを受けないから信頼
性が低下しない長所がある。

（３）電極接続用薄膜は振動部以外に設けられているか
ら、位置精度や厚み等を厳密に管理する必要がなく、製
造が非常に容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は従来の振動子を振動子固定部材にマウント
したときの振動子の表側からの斜視図、第３図は、水晶
板からフォトエツチング工程を経てつくられた本発明に
よる水晶振動子（外形形状だけを示し、電極などは略す
）の蒸着の一例、第４図は、本発明による個々の振動子
の具体例（左が表面、右が裏面とする）。 第５図は、第４図におけるＡ−Ａ断面図、第６図は、第
４図におけるＢ−Ｂ断面図、第７図は本発明による個々
の振動子の特性評価の具体例を示す表側からの斜視；図
である。 １・・・・・・振動子、２・・・・・・外部リード用電
極、３・・・・・・外部リード用電極、４，４′・・・
・・・電極、５，５′・・・・・・電極、６・・・・・
・発振周波数調整用の金属膜、７・・・・・・導電接着
剤、８・・・・・・振動子固定部材、９・・・・・・；
振動子固定部材上の電極、１０・・・・・・振動子固定
部材上の電極、１１・・・・・・導電接着剤または共晶
合金、１２・・・・・・ワイヤー、１３・・・・・・水
晶板、１４・・・・・・マスク、１５ 、１５’・・・
・・・電極（表面と裏面の接続部）、１６ 、１６’・
・・・・・電極（表面と裏面の接続；部）、１７・・・
・・・薄膜、１８・・・：・・薄膜、１９・・・・・・
評価用振動子支持台、２０・・・・・・プローブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 表裏面に相対する電極か形成されてなる音叉型圧電
   屈曲振動子において、前記表裏両面の電極は屈曲振動を
   行なわない部分における側壁に施した薄膜のみによって
   接続されていることを特徴と、□する音叉型圧電屈曲振
   動子。