JPS60194607A - 圧電振動子 - Google Patents
圧電振動子Info
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- JPS60194607A JPS60194607A JP4813184A JP4813184A JPS60194607A JP S60194607 A JPS60194607 A JP S60194607A JP 4813184 A JP4813184 A JP 4813184A JP 4813184 A JP4813184 A JP 4813184A JP S60194607 A JPS60194607 A JP S60194607A
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- Pending
Links
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims abstract 3
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- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/177—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator of the energy-trap type
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02157—Dimensional parameters, e.g. ratio between two dimension parameters, length, width or thickness
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/19—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of quartz
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、新奇なエネルギー閉じ込め技術を用いた王た
る振動変位が厚みすベシである圧電振動子に関する。さ
らに詳しくは、厚みすベシ変位の方向の幅を長さ方向、
中央部から端部へ向けて狭くすることによシ、中央部の
み活発に振動するようにし、端部を支持することによる
クリスタルインピーダンスの増加、周波数温度特性への
影響を低減することｆ：特徴とする圧電振動子に関する
。
る振動変位が厚みすベシである圧電振動子に関する。さ
らに詳しくは、厚みすベシ変位の方向の幅を長さ方向、
中央部から端部へ向けて狭くすることによシ、中央部の
み活発に振動するようにし、端部を支持することによる
クリスタルインピーダンスの増加、周波数温度特性への
影響を低減することｆ：特徴とする圧電振動子に関する
。
従来、厚みすベシ振動を利用する圧電振動子は、発振子
やフィルタとして各種のものが開発されてきた。近年、
特に、周波数温度特性が良好で、クリスタルインピーダ
ンスが小さいＡＴカット水晶振動子を腕時計向は等に小
型化しようとする研究が盛んに行われてきた。これらは
、ＴよシもＷが小さいものとそうでないものとに分類さ
れる。さらに後者は、円板状のものと、概略矩形板状の
ものとに分類される０本発明はこの後者に関する。
やフィルタとして各種のものが開発されてきた。近年、
特に、周波数温度特性が良好で、クリスタルインピーダ
ンスが小さいＡＴカット水晶振動子を腕時計向は等に小
型化しようとする研究が盛んに行われてきた。これらは
、ＴよシもＷが小さいものとそうでないものとに分類さ
れる。さらに後者は、円板状のものと、概略矩形板状の
ものとに分類される０本発明はこの後者に関する。
振動子を実用するには何らかの方法で支持する必要があ
る。ところが、矩形板そのままでは、端部も中央部も活
発に振動するため、支持によシ特性が損なわれてしまう
。これを解決するための従来技術としては、コンベック
ス加工やベーペル加工で中央部よシ端部の厚みを小さく
することや電極の質量面密度を大きくすることによシ、
エネルギーの閉じ込めを図ることが知られている。
る。ところが、矩形板そのままでは、端部も中央部も活
発に振動するため、支持によシ特性が損なわれてしまう
。これを解決するための従来技術としては、コンベック
ス加工やベーペル加工で中央部よシ端部の厚みを小さく
することや電極の質量面密度を大きくすることによシ、
エネルギーの閉じ込めを図ることが知られている。
本発明は、板厚の変化や、電極の質量によるエネルギー
閉じ込めではなく、幅Ｗが中央部から端部に向かって減
少することによシ、エネルギー閉じ込めが実現されると
いうものである。これｔ−ＡＴカット水晶振動子の座標
軸尋の呼び方に従って説明する。従来の方式はＸ方向の
変化は考慮せず、厚みすベシ振動の遮断周波数が電極に
よる表面電荷の短絡や電極の質量による低下もしくは板
厚によって変化することを利用するものである。−力木
発明は、厚みすべ！Ｉｎ動をｘｙ°面内の２次元的なモ
ードとしてとらえ、その遮断周波数がＸ軸方向の長さが
短くなると上昇することを利用するものである。ここで
、幅を長手方向、端部に向けて狭める加工は特許請求の
範囲に述べるよりなｚ１方向に長い板に対して行うこと
が有効であり、Ｘ方向に長い板のｚ１方向の幅を縮めて
も、１１２１面内の厚みすベシ振動の遮断周波数はあま
シ変化しないため、効果はほとんどない。なお、これら
は、他のカット、材料に対しても同様である。
閉じ込めではなく、幅Ｗが中央部から端部に向かって減
少することによシ、エネルギー閉じ込めが実現されると
いうものである。これｔ−ＡＴカット水晶振動子の座標
軸尋の呼び方に従って説明する。従来の方式はＸ方向の
変化は考慮せず、厚みすベシ振動の遮断周波数が電極に
よる表面電荷の短絡や電極の質量による低下もしくは板
厚によって変化することを利用するものである。−力木
発明は、厚みすべ！Ｉｎ動をｘｙ°面内の２次元的なモ
ードとしてとらえ、その遮断周波数がＸ軸方向の長さが
短くなると上昇することを利用するものである。ここで
、幅を長手方向、端部に向けて狭める加工は特許請求の
範囲に述べるよりなｚ１方向に長い板に対して行うこと
が有効であり、Ｘ方向に長い板のｚ１方向の幅を縮めて
も、１１２１面内の厚みすベシ振動の遮断周波数はあま
シ変化しないため、効果はほとんどない。なお、これら
は、他のカット、材料に対しても同様である。
次に、本発明の圧電振動子の実施の例を図面によって説
明する。ただし、図面は説明のためのもので、もとよυ
それによって制限を受けるものではなく、本発明の精神
を逸脱しない限シさらに種種の変更を許容しうることは
もち論である。第１図において１はＡＴカット水晶振動
子で２°方向に長い板であシ、中央部から一方または、
両方の端部に向かって幅が狭くなっている。２は、蒸着
などで付けられた電極、３は支持用かつリード線引き出
し用ピンで、導電接着材などで接着されている。ココテ
、ｖｖ’／ｗは０．９以下、Ｗ／Ｔは２〜１０、Ｌ／Ｔ
は１０〜４０％Ｌ／Ｗは３〜２０で、Ｌ’／Ｗは１．５
以上である。上下の面に付けられた電極２に電圧を加え
ることによシ圧電振動子は厚みすベシ振動と屈曲振動の
結合したモードで振動する。この振動変位は支持された
端部に向かってＸ方向の幅が狭まっていることによシ支
持された端部ではごく小さくなりておシ、支持によるエ
ネルギーの損失が少ない。
明する。ただし、図面は説明のためのもので、もとよυ
それによって制限を受けるものではなく、本発明の精神
を逸脱しない限シさらに種種の変更を許容しうることは
もち論である。第１図において１はＡＴカット水晶振動
子で２°方向に長い板であシ、中央部から一方または、
両方の端部に向かって幅が狭くなっている。２は、蒸着
などで付けられた電極、３は支持用かつリード線引き出
し用ピンで、導電接着材などで接着されている。ココテ
、ｖｖ’／ｗは０．９以下、Ｗ／Ｔは２〜１０、Ｌ／Ｔ
は１０〜４０％Ｌ／Ｗは３〜２０で、Ｌ’／Ｗは１．５
以上である。上下の面に付けられた電極２に電圧を加え
ることによシ圧電振動子は厚みすベシ振動と屈曲振動の
結合したモードで振動する。この振動変位は支持された
端部に向かってＸ方向の幅が狭まっていることによシ支
持された端部ではごく小さくなりておシ、支持によるエ
ネルギーの損失が少ない。
本発明による圧電振動子を従来技術によるものと比べた
特徴として、電極の質量負荷効果を利用する方法に対し
、遮断周波数のなだらかな変化を得るのが容易であるこ
と、厚みの変化による方法に対し、ベベル加工やコンベ
ックス加工などを省略できることによる工程上、精度上
のメリットが挙げられる。なお、本発明による圧電振動
子における板幅によるエネルギー閉じ込め効果は電極の
質量負荷効果や厚みの変化等、従来技術によるエネルギ
ー閉じ込め効果と対立するものではなく、効果を増強す
る等のため、併用することは熱論可能でおる。
特徴として、電極の質量負荷効果を利用する方法に対し
、遮断周波数のなだらかな変化を得るのが容易であるこ
と、厚みの変化による方法に対し、ベベル加工やコンベ
ックス加工などを省略できることによる工程上、精度上
のメリットが挙げられる。なお、本発明による圧電振動
子における板幅によるエネルギー閉じ込め効果は電極の
質量負荷効果や厚みの変化等、従来技術によるエネルギ
ー閉じ込め効果と対立するものではなく、効果を増強す
る等のため、併用することは熱論可能でおる。
次に実施例をあげて、本発明の圧′亀撮動子を説明する
。ただし、本庄１１振動子はまだ、試作していないので
、電算機によるシミュレーシヨンの結果を示す。方法は
、几、 ＤｌＭｉｎｄｌｉｎのプレート方程式の離散解
である。
。ただし、本庄１１振動子はまだ、試作していないので
、電算機によるシミュレーシヨンの結果を示す。方法は
、几、 ＤｌＭｉｎｄｌｉｎのプレート方程式の離散解
である。
実施例
第２図（ａ）に示す本発明によるＡＴカット水晶振動子
を計算した結果、ｚｌ軸上の振動変位分布は第３図ｔａ
ｌのようになった。振動変位が端部で小さくなっている
のが明白である。なお、対象例とじて電極の質量負荷に
よるエネルギー閉じ込めを説明する。第２図（ｂ）に示
す圧電振動子を計算した結果を第３図（ｂ）に示す。こ
の場合電極の厚みは金の２３５ｏＸ相当である。対象例
は良好なエネルギー閉じ込め−が実現されるように電極
の幅ｔ−ａ整されたものであるのに対し実施例は、たま
たま計算した一例にすぎないが、端部振動変位の抑圧は
同等以上である。
を計算した結果、ｚｌ軸上の振動変位分布は第３図ｔａ
ｌのようになった。振動変位が端部で小さくなっている
のが明白である。なお、対象例とじて電極の質量負荷に
よるエネルギー閉じ込めを説明する。第２図（ｂ）に示
す圧電振動子を計算した結果を第３図（ｂ）に示す。こ
の場合電極の厚みは金の２３５ｏＸ相当である。対象例
は良好なエネルギー閉じ込め−が実現されるように電極
の幅ｔ−ａ整されたものであるのに対し実施例は、たま
たま計算した一例にすぎないが、端部振動変位の抑圧は
同等以上である。
第１図に本発明によるＡＴカット水晶振動子の実施の例
を示した。第２図にシミュレーションを行った圧電振動
子の例を示した。第２図（ａ）が本発明によるＡＴカッ
ト水晶振動子の例であシ、第２図（ｂ）が従来技術によ
るＡＴカット水晶振動子の例である。第３図には振動変
位の計算結果を示した。 同図（＆）、（ｂ）は、第２図（＆）、（ｂ）にそれぞ
れ対応している。 Ｌ 水晶振動子 ２電極 ３、 支持用かつリード線引き出し用ビン４、ｚ１軸上
の厚みすベシ変位の計算結果５． ｚｌ軸上の屈曲変位
の計算結果 笥１図 第２０ 箋３図 （ｂ） （ａ） 手続補正書 昭和Ｓ青年 ７月２３１１ 特許庁長官 若杉和夫 殿 （特許庁審査官 殿） １、事件の表示 昭和５９年 特許願第４８１３１号 ２、発明−１の名称 圧電振動子 ３、補ｊ［をする者 事件との関係 出願人
を示した。第２図にシミュレーションを行った圧電振動
子の例を示した。第２図（ａ）が本発明によるＡＴカッ
ト水晶振動子の例であシ、第２図（ｂ）が従来技術によ
るＡＴカット水晶振動子の例である。第３図には振動変
位の計算結果を示した。 同図（＆）、（ｂ）は、第２図（＆）、（ｂ）にそれぞ
れ対応している。 Ｌ 水晶振動子 ２電極 ３、 支持用かつリード線引き出し用ビン４、ｚ１軸上
の厚みすベシ変位の計算結果５． ｚｌ軸上の屈曲変位
の計算結果 笥１図 第２０ 箋３図 （ｂ） （ａ） 手続補正書 昭和Ｓ青年 ７月２３１１ 特許庁長官 若杉和夫 殿 （特許庁審査官 殿） １、事件の表示 昭和５９年 特許願第４８１３１号 ２、発明−１の名称 圧電振動子 ３、補ｊ［をする者 事件との関係 出願人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、主たる振動変位が厚みすベシであって、板面の形状
は厚みすベシ変位に直角な方向の長さｌの最大値りが、
厚みｔの最大値Ｔの１０〜４０倍で、厚みすベシ変位に
平行な方向の幅Ｗの最大値ＷがＴの２〜１０倍、Ｌ／Ｗ
は３〜１０で、長さ方向、端部に向かいＷの１．５倍以
上の区間にわたってＷの最小値Ｗ°がＷの０．９倍以下
Ｌｌの漸減部分を有する圧電振動子。 ２、材料方位がＡＴカット水晶である特許請求の範囲第
１項記載の圧電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4813184A JPS60194607A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4813184A JPS60194607A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 圧電振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60194607A true JPS60194607A (ja) | 1985-10-03 |
Family
ID=12794772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4813184A Pending JPS60194607A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60194607A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62219708A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-28 | Kinseki Kk | Ａｔカツト振動子 |
| US5376861A (en) * | 1990-04-27 | 1994-12-27 | Seiko Epson Corporation | At-cut crystal oscillating reed and method of etching the same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5253688A (en) * | 1975-10-28 | 1977-04-30 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Thickness sliding crystal vibrator |
| JPS5726417U (ja) * | 1980-07-18 | 1982-02-10 |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP4813184A patent/JPS60194607A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5253688A (en) * | 1975-10-28 | 1977-04-30 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Thickness sliding crystal vibrator |
| JPS5726417U (ja) * | 1980-07-18 | 1982-02-10 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62219708A (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-28 | Kinseki Kk | Ａｔカツト振動子 |
| JPH0580172B2 (ja) * | 1986-03-19 | 1993-11-08 | Kinseki Ltd | |
| US5376861A (en) * | 1990-04-27 | 1994-12-27 | Seiko Epson Corporation | At-cut crystal oscillating reed and method of etching the same |
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