JPS59174010A - 矩形状ａｔカツト水晶振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 近年、電子機器の高密度化に伴い電子部品の多くけより
小型化及びより高品質なものへと移行される傾向にあり
、前記機器等の信号源として用いられているＡＴカット
水晶振動子についてもより小型で高品質なものか強く要
請されている。また前記機器等のコスト低減を図るため
、基板への電子部品の装着には自動化システムか尋人さ
れつつある。そのため、電子部品の形状は装着性の佼れ
たｍｈ素なものが望まれている。

ＡＴカノト水晶振動子をさらに小型化、及び外形を簡素
化するためには、現在一般に量産化されている円板状の
ものよりも矩形状のものの方か有利である。しかしなか
ら、Ａ　Ｔカット水晶振動子か純粋な厚みすへり振動を
行なうためには、該振動子の厚さ寸法に比較して主面の
寸法か充分広くなけれはならない。厚さ寸法に対して輪
郭寸法を大きくとれない矩形状ＡＴカット水晶振動子て
はＡＴカノト水晶振動子本来の性能か得られない可能性
か高かった。

ＡＴカソト水水晶振子子場合、主振動である厚みすへり
振動の他に数多くのスプリアスの発生か認められる。と
りわけ矩形状ＡＴカット水晶振動ｒの場合、円板状のも
のより、輪郭寸法に起因するスプリアスの発生が著しく
、また小型化することによってさらに多（のスプリアス
が確認される。

前述のスプリアスが主振動の近傍に存在した場合クリス
タル・インピーダンス値（以下ＣＩ値と称す）の増大、
共振尖鋭度（以下Ｑ値と称す）の低下、周波数及びＣＩ
温度特性の不連続なノヤンプ等の問題か生し、矩形状Ａ
Ｔカット水晶振動子の性能を低下させていた。輪郭寸法
及び小型化に起因して主振動近傍に発生したスプリアス
を主振動から遠避けるためには、適確な輪郭寸法を選定
する必要がある。また、厚みすべり振動の振動エネルギ
ーを矩形状ＡＴカッｌ−水晶振動ｒ・の中央部に閉し込
め１．該振動子の長手方向端部に設けられた支持部分へ
の振動工不ルキーの漏れを可能な限り減少させる方法を
開発する必要かある。

以−１−のように矩形状ＡＴカット水晶振動ｒ−の開発
には困難な問題点か数多く確認されていたか、最近では
研究開発が進歩し実用化に供せられるような良好な特性
を有した超小型矩形状ＡＴカット水晶振動子が開発され
てきている。しかしながら現状の矩形状ＡＴカット水晶
振動子では、量産性等ニまだ数多くの問題を有している
。

矩形状ＡＴカット水晶振動子は厚みすべり振動を利用し
た振動子であるため、その周波数は該振動子の厚み寸法
及び主面」二に形成された電極パターンの面積、厚さに
よって決定される。よって量産においては振動子及び電
極パターンの厚み寸法のバラツキ等を補正し目的周波数
を得るため、周波数調整を行なう必要かある。

第１図は第１の従来例の斜視図であり、（１）は矩形状
ＡＴカット水晶振動子、（２）は励振用電極パターン、
（３）は周波数調整用金属膜、（４）は導電性接着剤、
（５）はリート線を兼ねる支持部利、（６）は気密端子
である。現在一般に採用されている周波数調整方法とし
ては、矩形状ＡＴカント水晶振動子（１）の励振用主電
極パターン（２）上に金属膜（３）を付着させることに
より周波数調整を行なう所謂真空蒸着方式がある。これ
は、金属を高真空容器の中で加熱蒸発し、あらかじめ容
器内に設定した振動子の表向に凝結させることによって
薄膜を形成する方式である。前記方式の場合、周波数調
整用の容器内の残留カス圧力を１０−“Ｔｏｒｒ程度以
下にしなければならず、またそれにともなう特殊な真空
装置か必要となる。よって、前記方式による周波数調整
の場合、該容器への振動子の移しかえ及び該容器内雰囲
気を高真空にする等に多くの１１，１間を要し、またト
１動化しにくい等の問題かあった。以１−により矩形状
ＡＴカット水晶振動子を量産する場合、最も］二数のか
かる工程の１つとされていた。

また、真空蒸着方式の場合、前述したように周波数調整
１１．５に金属を加熱蒸発させる。この時発生した熱に
より周波数調整中の矩形状ＡＴカット水晶振動子自体の
温度が−１−昇する。従って真空蒸着方式の場合、周波
数調整には該振動子自体の温度が基準温度（約２４℃）
よりもかなり」二昇している時に行なわれる。矩形状Ａ
Ｔカット水晶振動子の周波数温度特性は変曲点を」二記
基準温度（−１近に有する３次曲線を呈しており、所謂
ｘＹカント水晶振動子の周波数温度特性であるところの
２次曲線の場合と比較して、広い温度範囲にわたって周
波数の変化は少ない。しかしながら周波数精度の高い振
動子を製作する場合、高温雰囲気中で周波数調整が行な
われた振動子か基準温度ｊ寸近に戻った時、１」的周波
数には達せず周波数にずれが生してしまう可能性か高か
った。尚、」二記すれ量を減少させるためのス・］策と
して、周波数調整前に１１１記ずれ量を想定して予め目
的周波数をずらしておく方法か考えられた。しかし、矩
形状ＡＴカット水晶振動子の量産においては該振動子の
周波数温度特性にバラツキがあり、前述したような対策
を実施しても真空蒸着方式による周波数ＦＪ！、Ｊ整方
法の場合目的周波数からの前記すれ量を減少させること
は困菓１１であった。また本方式の場合周波数１凋整月
１金属膜は、矩形状ＡＴカット水晶振動子の振動姿態で
ある厚みすべり振動の変位が最も大きい励振用電極パタ
ーンの片面中央部のみに付着される。従って前記金属膜
が付着した面の厚みすべり振動が抑制される可能性があ
り、周波数調整によりＣＩ値の増大、Ｑ値の低下となる
可能性か高かった。

以」―のように矩形状ＡＴカット水晶振動子の周波数調
整に真空蒸着方式を使用した場合数多（の問題かあった
。前記問題点を解決する方法として水晶を透過する特性
を有するレーサービームを使用して振動子の周波数調整
をする所謂レーサ一方法が採用されつつある。これは、
振動子の主’Ｆｆｌｌに形成された励振用電極パターン
の一部にレーサービームを照射し、該パターンを除去す
ることにより周波数調整を行なう方法である。本方法は
、前述した真空蒸着方式の如く高真空雰囲気を醸し出す
必要かなく、室温の大気雰囲気中にて容易に周波数調整
を行なうことか可能である。レーサービームの原則位置
出しにはパターン認識方式が採用できるので正確である
。

しかしながら前記方式による周波数ｎ１１整方法にも数
多くの問題があった。

第２図は第２の従来例の斜視図である。（７）は矩形状
ＡＴカット水晶振動子、（８）は励振用主電極パターン
、（９）はレーザービームが照射されたことにより除去
（以下トリミングと称す）された部分、００）は導電性
接着剤、０１）はリード線を兼ねる支持部材、１２は気
密端子である。周波数調整を行なうため、該振動子（７
）主面」二に形成された励振用電極パターン（８）の支
持されない側の長手方向先端部よりトリミングを施して
いる。

第３図は第３の従来例の正面図である。（１３は矩形状
ＡＴカット水晶振動子、吋は励振用主電極パターン、０
９はトリミンクされた部分、ａ６は支持台（１７は導電
性接着剤、ｕ８はリ−１・相電極パターン、０９は支持
用基盤である。本従来例は周波数調整のため、該振動子
σ３）主面上に形成された励振用主電極パターン１１４
）の巾方向両端部よりトリミングを施している。

前述した第２及び第３の従来例の場合、レーザ一方式に
よる周波数調整であるため、励振用主電極パターンの表
面よりレーザービームを照射した場合であっても、該電
極パターンの裏面についても表面と同位置及び同面積ト
リミングすることができる。このためレーサ一方式の場
合、真空蒸着方式の場合とは異なり、周波数調整後であ
っても矩形状ＡＴカット水晶振動子の振動姿態である厚
みすべり振動の最も変位の大きい励振用主電極パターン
の中央部の膜厚か、主面の表裏において同しである。よ
って矩形状ＡＴカット水晶振動子の振動姿態であるとこ
ろの厚みすべり振動に歪みを生じさせる可能性か少なく
、周波数調整によるＣＩ値の増大、Ｑ値の低下等を抑止
することか可能である。

第４図ｆＡ）　ａ３＋はｊｉｉ■述した第２及び第３の
従来例の周波数調整方法の特徴について示したものであ
る。

ム）は周波数調整量とトリミング面積との関係のグラフ
であり、（Ｉ１３）は周波数調整量とＣＩ値との関係の
グラフである。第４図中ｆａｊは第２の従来例の特性に
ついて示し、（１〕）は第３の従来例の特ｆｌニついて
示す。グラフからも明らかなように、第２の従来例より
も第３の従来例の方が、より少ないトリミング面積でし
かもＣＩ値の増大を最小限に抑止して周波数調整を行な
うことができる。また、第３の従来例の場合、片支持及
び両支持力式のとちらの方式の振動子であってもレーサ
一方式による周波数調整か可能である。

しかしなから、」二連した第３の従来例の場合であって
も、周波数調整のため励振用主電極パターンかトリミン
グされたことにより該電極パターン面積が減少し、電極
間容量（以下ＣＯと称す）か減少してしまう問題がある
。矩形状ＡＴ力、ト水晶振動子の量産時において周波数
調整量は該振動子によって大きく異なるため、周波数調
整後のＣ。

のバラツキは犬となり、しいては該振動子の電気特性の
バラツキが犬となることから安定した品質の振動子を製
作することは困難であった。

従って本発明は以」−の従来例の欠点を鑑み、量産性に
優れた高品質で高精度な超小型矩形状ＡＴ力、　ｌ−水
晶振動子を提供することを１」的とする。

第５図（Ａ）（Ｂ）及び第６図（Ａ、ｊ（Ｂｌは本発明
の実施例の正面図である。（２０）は矩形状ＡＴカット
水晶振動子、第５図中（２１）　（２２）は相対向する
励振用主電極パターン、（２３）　（２４）は前記主電
極パターン（２１）　（２２）より前記振動子（２０）
のＩＩＪ方向両端部へのびる複数の歯型状の周波数ｊｊ
ＪＩＪ整用電極パターンを示し、また第６図中（２５）
　（２６）は相対向する励賑用二ｉ：電極パターン、（
２７）　（２８）は１１１ｊ記主電極パターン（２５）
　（２６）より前記振動子（２ｏ）の巾方向両端部への
びる複数の歯型状の周波数調整用電極パターンを示す。

第７図は本発明の実施例の応用例を示す。（２９）は矩
形状ＡＴカット水晶振動子の主面にに形成された周波数
調整用電極パターンを示し、（３ｏ）は該電極パターン
かトリミンクされた部分である。

本発明のレーサ一方式による周波数ｗ１″ｉ整方法ｊこ
よれは、周波数調整用に設けた電極バタ＝ンか相ｉＪ向
しないものであるため周波数調整ｉｉｉ＋後におけるＣ
ｏの変化は少な（、電気特性のバラツキを抑制すること
ができ、安定した品質の振動Ｊ′−を量、産することが
ｒｊ］能である。また、室温の大気雰囲気中にて周波数
調整を行なうことかできるため、周波数調整工程を自動
化し易く、また目的周波数に対して精度の高い周波数調
整を行なうことかできる。その」ニ、矩形状ＡＴカット
水晶振動子の主面」二に形成された周波数調整用電極パ
ターンを該振動子の１１」方向よりトリミングを行なう
ため、該振動子の振動姿態である厚みすべり振動の最も
変位の大きい励振用主電極パターンの中央部をなんら損
傷することはない。従ってＣＩ値の増大及びＱ値の低下
等を生じることなく周波数調整を行なうことか可能であ
る。

以上説明した如く本発明による矩形状Ａ、　Ｔカット水
晶振動子によれは、従来問題となっていた量産における
周波数調整工程にかかる多大な工数を削減できるたけで
なく、安定した品質で高精度な超小型矩形状ＡＴカット
水晶振動子を量産することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の従来例の斜視図である。 第２図は第２の従来例の斜視図である。 第３図は第３の従来例の正面図である。 第４図（ＡＩは周波数調整量とトリミング面積とを表わ
すグラフである。 第４図ＦＢ）は周波数調整量とＣＩ値とを表わすグラフ
である。 第５図（Ａｔ　（Ｂ）及び第６図（Ａ）　（Ｂ＋は本発
明の実施例を示すｉ、Ｅ面図である。 第７図は本発明の実施例の応用例を示す正面図である。 矩形状Ａ　Ｔ　カッｌ−水晶振動子−・１．７．１３．
２゜励振用主電極パターン　・・・・２．８．１４．２
１．２２．２５６ 周波数調整用金属膜　　・３ 導電性接着剤・・・・・・・４．１ｏ、］７リート線を
兼ねる支持部利　・　５．１１気密端ｒ・　　・６．１
２ トリミンクされた部分−・９．１５．３゜支持台　・・
・１６ リート用電極パターン　−１８ 支持用基板・　・・１９ 周波数調整用電極パターン−・２３．２４．２７．２８
、９ 第２の従来例における周波数調整量とトリミンク面積及
びＣＩ値との関係・　ｆａ） 第３の従来例における周波数調整量とトリミング面積及
びＣｌ値との関係−・（Ｉ））第１図　　　　　　　　
　　　　　＄２図第３図 １ｂ　　　　　　　　　ｌ’Ｊ　　　　ｌｂ周光随師１ 第５図（Ａ） ２４′ 第Ｃ図（Ａ） 第６図（Ｂ”） 二、′５７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｘ軸方向を長手方向とする矩形状ＡＴカット水晶
   振動ｒ・において、該振動子の主ｉＡｊ中火部（こ該振
   動子の長手方向にのびる相対向するーχ・１の励振用主
   電極パターンと、該主電極パター／より１１１１記振動
   子の（１」方向両端部へのびる複数のｔｗｉｔ型状の周
   波数Ｊ１°、ｌ整用電極パターンとを具備し、＋ｉｉｆ
   記周波数ｍ！：Ｊ整用電極パターンは相対向しないこと
   を４１゛徴とする矩形状Ａ′Ｆカット水晶振動了。
2. （２）周波数調整用電極パターンに、水晶Ｊ−ｉをｊ４
   過する特性を有するレーサーヒームを照射し、該パター
   ンを除去することにより周波数調づ°とを行なうことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の矩形状Ａ、　Ｔ
   力、ト水晶振動子。