JPS6048925B2 - 音叉型水晶振動子の支持構造 - Google Patents
音叉型水晶振動子の支持構造Info
- Publication number
- JPS6048925B2 JPS6048925B2 JP466182A JP466182A JPS6048925B2 JP S6048925 B2 JPS6048925 B2 JP S6048925B2 JP 466182 A JP466182 A JP 466182A JP 466182 A JP466182 A JP 466182A JP S6048925 B2 JPS6048925 B2 JP S6048925B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibrator
- resonator
- tuning fork
- crystal resonator
- crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/0504—Holders; Supports for bulk acoustic wave devices
- H03H9/0514—Holders; Supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps
- H03H9/0519—Holders; Supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps for cantilever
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は音叉型水晶振動子の固定、支持構造に関する。
本発明の目的は前記振動子の単純な支持構造を提出する
ことである。近年、水晶振動子の小型化がすすみ、これ
ら振動子を時間標準として用いた水晶時計が数多く発表
されるようになつた。
ことである。近年、水晶振動子の小型化がすすみ、これ
ら振動子を時間標準として用いた水晶時計が数多く発表
されるようになつた。
このような用途の振動子に対して求められる条件は、高
精度にして小型、安価であるということである。この目
的に沿つて開発された薄い音叉型圧電振動子は、従来の
機械的な方法ではなく、写真技術と化学腐食技術を用い
て作られるので、大量生産に適しているなど多くの長所
を持つている。以下、このようにして開発された２種類
の音叉型水晶振動子およびその従来例としての固定、結
線方法について詳述する。
精度にして小型、安価であるということである。この目
的に沿つて開発された薄い音叉型圧電振動子は、従来の
機械的な方法ではなく、写真技術と化学腐食技術を用い
て作られるので、大量生産に適しているなど多くの長所
を持つている。以下、このようにして開発された２種類
の音叉型水晶振動子およびその従来例としての固定、結
線方法について詳述する。
第１図に示すのは第１の従来例であり、振動子１は厚さ
数１０ミクロンＮＴカット水晶板より前述の写真−化学
腐食法によつて抜きとられる。
数１０ミクロンＮＴカット水晶板より前述の写真−化学
腐食法によつて抜きとられる。
図の２、３は振動子に電界を加えるための電極を示す。
電極２、３はワイヤー４、５をボンディングすることに
よつて端子６、７に接続される。振動子１の裏面の電極
９の形状は第２図に示される。振動子１は裏面電極の一
部、第２図の１０で示される部分によつて電極端子を兼
ねた固定台８に装着される。その際、接着剤には合金ハ
ンダ等導電性のものが用いられる。第３図は振動子１の
抜き取られる方向を示す図であり、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は
水晶の結晶軸であフる。
電極２、３はワイヤー４、５をボンディングすることに
よつて端子６、７に接続される。振動子１の裏面の電極
９の形状は第２図に示される。振動子１は裏面電極の一
部、第２図の１０で示される部分によつて電極端子を兼
ねた固定台８に装着される。その際、接着剤には合金ハ
ンダ等導電性のものが用いられる。第３図は振動子１の
抜き取られる方向を示す図であり、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は
水晶の結晶軸であフる。
図のαは最初の回転角を、βは２度目の回転角を示し、
それぞれＯｃ−■）〜１００、５５０〜７００の範囲内
にとられる。電極２、３、９により第４図に示すように
電界が加えられると振動子１は音叉振動を始める。図で
は簡単にするために角αを零に５してある。上記の振動
子は非常に小型のものが容易に大量生産できるのである
が、第４図に示されたとおり、振動子の駆動に役立つの
は電界１１，１２の内のＸ軸方向の成分１３，１４だけ
であるので角βが大きくなると動インピーダンスはＣＯ
ｓ゜βに反比例して大きくなる。
それぞれＯｃ−■）〜１００、５５０〜７００の範囲内
にとられる。電極２、３、９により第４図に示すように
電界が加えられると振動子１は音叉振動を始める。図で
は簡単にするために角αを零に５してある。上記の振動
子は非常に小型のものが容易に大量生産できるのである
が、第４図に示されたとおり、振動子の駆動に役立つの
は電界１１，１２の内のＸ軸方向の成分１３，１４だけ
であるので角βが大きくなると動インピーダンスはＣＯ
ｓ゜βに反比例して大きくなる。
また、周波数一温度特性の 門零温度係数が得られる温
度は角βが大きいほど高く、βは７５゜で２０℃となり
、そのとき動インピーダンスはＩＭΩ以上になる。従つ
て腕時計用の水晶振動子として必要な零温度係数の得ら
れる温度が２５℃前後という条件を満すためには角βを
７５゜よりさらに大きくしなければならず、この時動イ
ンピーダンスは数ルＭΩとなり、上記の音叉型水晶振動
子は腕時計に用いることは困難になる。第５図は第２の
従来例であり、電極形状を変えることによつて上記第１
の欠点をなくした厚さ２００ミクロンを超えない薄い音
叉型水晶振動子の概観図てある。第６図は第５図の振動
子の裏側からの概観図である。
度は角βが大きいほど高く、βは７５゜で２０℃となり
、そのとき動インピーダンスはＩＭΩ以上になる。従つ
て腕時計用の水晶振動子として必要な零温度係数の得ら
れる温度が２５℃前後という条件を満すためには角βを
７５゜よりさらに大きくしなければならず、この時動イ
ンピーダンスは数ルＭΩとなり、上記の音叉型水晶振動
子は腕時計に用いることは困難になる。第５図は第２の
従来例であり、電極形状を変えることによつて上記第１
の欠点をなくした厚さ２００ミクロンを超えない薄い音
叉型水晶振動子の概観図てある。第６図は第５図の振動
子の裏側からの概観図である。
振動子１５は第７図に示された水晶板から写真−化学腐
食法を用いて抜きとられる。図の角Ｔはｚ板（Ｘ軸とＹ
軸を含む水晶板）をＸ軸中心に０゜〜１０゜回転の範囲
内にとられる。第５図の１６，１７、第６図の２５，２
６はそれぞれ振動子に電界を加えるための励振電極であ
る。第８図はこの振動子の電極の配置を示す図であ二る
。
食法を用いて抜きとられる。図の角Ｔはｚ板（Ｘ軸とＹ
軸を含む水晶板）をＸ軸中心に０゜〜１０゜回転の範囲
内にとられる。第５図の１６，１７、第６図の２５，２
６はそれぞれ振動子に電界を加えるための励振電極であ
る。第８図はこの振動子の電極の配置を示す図であ二る
。
電界は図の中の矢印で示されるようにｘ軸に平行に加え
られるため、第５図の改良された音叉型水晶振動子の動
インピーダンスは約５０ＫΩで第１図の振動子と比較し
て非常に小さく、周波数一温度特性の零温度係数の得ら
れる温度は角Ｔを変３えることによつて動インピーダン
スを変化させずに２０℃〜４０℃の範囲に自由に変化さ
せることができる。この振動子は性能が良く、非常に小
型であるのて腕時計用の水晶振動子として適している。
さて、第５図および第６図にはまた、このよう３な電界
をかけるために行なわれている従来からの結線方法も描
かれている。両面に励振電極を備えた振動子１５は裏面
電極２５，２６の一部、２７，２８によつて絶縁性物質
からなる固定台２４の上面に蒸着、焼結等によつて振動
子の固着電極４’部２７，２８に合わせてつくられた金
属膜１８，１９に接着され、電極１６，２５および電極
１７，２６はワイヤー２０，２１をボンディングするこ
とにより、電極端子２２，２３にそれぞれ接続される。
しかしながら、上記の方法によれば、特別に作られた固
定台が必要であるから、低価格化および小型化の上で大
きな障害となつた。
られるため、第５図の改良された音叉型水晶振動子の動
インピーダンスは約５０ＫΩで第１図の振動子と比較し
て非常に小さく、周波数一温度特性の零温度係数の得ら
れる温度は角Ｔを変３えることによつて動インピーダン
スを変化させずに２０℃〜４０℃の範囲に自由に変化さ
せることができる。この振動子は性能が良く、非常に小
型であるのて腕時計用の水晶振動子として適している。
さて、第５図および第６図にはまた、このよう３な電界
をかけるために行なわれている従来からの結線方法も描
かれている。両面に励振電極を備えた振動子１５は裏面
電極２５，２６の一部、２７，２８によつて絶縁性物質
からなる固定台２４の上面に蒸着、焼結等によつて振動
子の固着電極４’部２７，２８に合わせてつくられた金
属膜１８，１９に接着され、電極１６，２５および電極
１７，２６はワイヤー２０，２１をボンディングするこ
とにより、電極端子２２，２３にそれぞれ接続される。
しかしながら、上記の方法によれば、特別に作られた固
定台が必要であるから、低価格化および小型化の上で大
きな障害となつた。
またボンデイ，ング工程が必要であり、これも合理化の
さまたげとなつていた。本発明は、以下に説明するよう
に、ケース内外を貫通するリードピンの一端に水晶振動
子を直接固定することによつて前記欠点を解決しようと
すつるものである。
さまたげとなつていた。本発明は、以下に説明するよう
に、ケース内外を貫通するリードピンの一端に水晶振動
子を直接固定することによつて前記欠点を解決しようと
すつるものである。
第９図は本発明の第１の実施例てあり、水晶振動子２７
には２つの孔２８と２９があけられている。
には２つの孔２８と２９があけられている。
ハーメチックシール３０を介してケース内に突出するピ
ン３１と３２は前記孔２８と２９に挿門人され、合金ハ
ンダ等の接着剤を用いて振動子２７の固定電極部３３と
３４に固着されるとともに導電がとられる。第１？図は
第２の実施例であり、第１の実施例と違う点は、振動子
４０には孔ではなく、半円形の切欠き４１，４２が設け
られていることである。
ン３１と３２は前記孔２８と２９に挿門人され、合金ハ
ンダ等の接着剤を用いて振動子２７の固定電極部３３と
３４に固着されるとともに導電がとられる。第１？図は
第２の実施例であり、第１の実施例と違う点は、振動子
４０には孔ではなく、半円形の切欠き４１，４２が設け
られていることである。
ピン４３，４４がこの切欠きに挿入される点は前と同じ
である。次に側面図を用いて改良された実施例を説明し
よう。
である。次に側面図を用いて改良された実施例を説明し
よう。
第１１図は第９図の例を横から見たもので、ピン３２と
振動子２７は上下両面からハンダ４９でで固着されてい
る。
振動子２７は上下両面からハンダ４９でで固着されてい
る。
第１２図はさらに固着を強化したもので、ピン５０には
ふくらみ５１が設けられている。
ふくらみ５１が設けられている。
このふくらみは金属リングをハンダづけあるいはカシメ
で固定してある。あるいはピン自体をこのような形状に
加工することも可能である。第１３図の例は第１２図の
ものをさらに強化したもので、振動子２７の上からさら
にリング５２をはめて、上下両方から振動子を固定する
ようになつている。
で固定してある。あるいはピン自体をこのような形状に
加工することも可能である。第１３図の例は第１２図の
ものをさらに強化したもので、振動子２７の上からさら
にリング５２をはめて、上下両方から振動子を固定する
ようになつている。
また水晶振動子とピンの固定を確実にするためにはハン
ダ等の溶着剤の量を多くすれば良いが、従来はハンダ等
の溶着剤が多すぎるとそれが振動歪を生じている所にま
で流れてしまい振動特性にι影響を与える惧れがあつた
。
ダ等の溶着剤の量を多くすれば良いが、従来はハンダ等
の溶着剤が多すぎるとそれが振動歪を生じている所にま
で流れてしまい振動特性にι影響を与える惧れがあつた
。
しかしながら本発男の構成によれば、水晶振動子の電極
膜がピンとの固着電極部と音叉振動子の励振電極部の２
部分こ分かれ、しかもその固着電極部と励振電極部の間
にスリット（電極を配置しない部分）を設けてあるため
に、ハンダ等の溶着剤の量を多くしても、そのスリット
がハンダの流れ防止となるため振動に悪影響を与えるこ
とは全く無い。即ち本発明につれば第９図及び第１１図
から明らかなようｂに、固着電極部３３，３４にピン３
１，３２をハンダ固着し、支持と導通を同時に行うとと
もに、固着電極部３３，３４と励振電極部３３ａ，３４
ａとの間にスリット２７ａを設けてあるので、ハンダの
流出が完全に防止され、小型で高精度の音１叉型水晶振
動子を提し得るものてある。また本発明の他の実施例で
ある第１０図においても固着電極部４５，４６と励振電
極部４５ａ，４６ａの間にスリット４０ａが配置されて
いる。尚、固着電極と励振電極の間を接続する電極パタ
ーンはたい，へん細く形成されているためにハンダ等溶
着剤の流出にほとんど影響を与えることは無い。またこ
の細く形成された電極パターン部（例えば第９図の３４
ｂ）はピンと水晶振動子の固着時に於ける熱が固着電極
から励振電極に伝導されるのを少な一く押えることがで
き、励振電極及ひ水晶自体の変質を防止している。発明
の詳細な説明で明らかなように、本発明により以下のよ
うな多くの改良がなされたものである。
膜がピンとの固着電極部と音叉振動子の励振電極部の２
部分こ分かれ、しかもその固着電極部と励振電極部の間
にスリット（電極を配置しない部分）を設けてあるため
に、ハンダ等の溶着剤の量を多くしても、そのスリット
がハンダの流れ防止となるため振動に悪影響を与えるこ
とは全く無い。即ち本発明につれば第９図及び第１１図
から明らかなようｂに、固着電極部３３，３４にピン３
１，３２をハンダ固着し、支持と導通を同時に行うとと
もに、固着電極部３３，３４と励振電極部３３ａ，３４
ａとの間にスリット２７ａを設けてあるので、ハンダの
流出が完全に防止され、小型で高精度の音１叉型水晶振
動子を提し得るものてある。また本発明の他の実施例で
ある第１０図においても固着電極部４５，４６と励振電
極部４５ａ，４６ａの間にスリット４０ａが配置されて
いる。尚、固着電極と励振電極の間を接続する電極パタ
ーンはたい，へん細く形成されているためにハンダ等溶
着剤の流出にほとんど影響を与えることは無い。またこ
の細く形成された電極パターン部（例えば第９図の３４
ｂ）はピンと水晶振動子の固着時に於ける熱が固着電極
から励振電極に伝導されるのを少な一く押えることがで
き、励振電極及ひ水晶自体の変質を防止している。発明
の詳細な説明で明らかなように、本発明により以下のよ
うな多くの改良がなされたものである。
１ 特別の固定台が不要てある
２ リード線による接続が不要てある
３ 水晶片にスリットを有する電極膜構造にすることに
よつて、水晶片とケースを貫通するリード端子の固定時
にハンダ材或いはロー材が表面歪の大なる水晶片の脚根
元付近へ流出するのを防止し、且つ多量のハンダ材等の
溶着剤を投入することが出来、水晶片の支持固定力の強
化安定と共に耐衝撃性に優れた水晶振動子が実現される
。
よつて、水晶片とケースを貫通するリード端子の固定時
にハンダ材或いはロー材が表面歪の大なる水晶片の脚根
元付近へ流出するのを防止し、且つ多量のハンダ材等の
溶着剤を投入することが出来、水晶片の支持固定力の強
化安定と共に耐衝撃性に優れた水晶振動子が実現される
。
又、水晶片に形成された特に水晶片の圧電駆動に係る励
振用の電極膜への熱の伝導が少なくなり熱による励振用
の電極膜及び水晶片の性能の劣化を少なくすることがで
きる。４ 表裏の電極間の導通も同時にとれる ５ ピンのたわみにより衝撃が吸収され振動子が守られ
る。
振用の電極膜への熱の伝導が少なくなり熱による励振用
の電極膜及び水晶片の性能の劣化を少なくすることがで
きる。４ 表裏の電極間の導通も同時にとれる ５ ピンのたわみにより衝撃が吸収され振動子が守られ
る。
６ ピンのたわみにより、ハーメチックシールを構成す
る部材と振動子の熱膨張率の差による応力が緩和される
。
る部材と振動子の熱膨張率の差による応力が緩和される
。
また、この振動子をフォトエッチング技術で形成するな
らば、複雑な形状の振動子でも容易に量産可能であるか
ら、さらに特長が発揮される。
らば、複雑な形状の振動子でも容易に量産可能であるか
ら、さらに特長が発揮される。
本発明の振動子は小型にして低価格であるから、特に腕
時計用の振動子として優れている。
時計用の振動子として優れている。
第１図および第２図は化学腐食法で作られた水晶振動子
の表および裏よりの概観図、第３図は第１図，第２図の
振動子の切り出し角を示す図、第４図は第１図，第２図
の振動子の駆動法を示す断面図である。
の表および裏よりの概観図、第３図は第１図，第２図の
振動子の切り出し角を示す図、第４図は第１図，第２図
の振動子の駆動法を示す断面図である。
Claims (1)
- １ 音叉型をした水晶振動子の支持構造において、前記
振動子は前記振動子の振動面に平行な電界を印加すべく
電極対が設けられ、かつ前記振動子は切り出し方位角が
Ｚ板をＸ軸中心に０゜〜１０゜回転した厚さ０．５ｍｍ
以下の水晶板よりフォトエッチング技術を用いて形成さ
れ、前記振動子の基部に設けられた孔もしくは切欠きに
ハーメチックシールを貫通する２本の導電性のピンを挿
入し導電性溶着剤で固着してなるとともに、前記振動子
の基部付近に配置される固着電極部を前記振動子の叉部
に配置される励振用電極部との間に前記溶着剤の流出を
防止するスリットを設け、且つ前記孔もしくは切欠きを
前記固着電極部内に設けたことを特徴とする音叉型水晶
振動子の支持構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP466182A JPS6048925B2 (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | 音叉型水晶振動子の支持構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP466182A JPS6048925B2 (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | 音叉型水晶振動子の支持構造 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP721475A Division JPS5181589A (ja) | 1975-01-16 | 1975-01-16 | Onsagataatsudenshindoshinoshijihoho |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58115703A Division JPS6048926B2 (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 音叉型圧電振動子の支持構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5833307A JPS5833307A (ja) | 1983-02-26 |
| JPS6048925B2 true JPS6048925B2 (ja) | 1985-10-30 |
Family
ID=11590110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP466182A Expired JPS6048925B2 (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | 音叉型水晶振動子の支持構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6048925B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6274984A (ja) * | 1985-09-28 | 1987-04-06 | Hiroshima Kasei Kk | 防食性水膨脹性組成物 |
| JP2001116551A (ja) * | 1999-10-18 | 2001-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ |
-
1982
- 1982-01-14 JP JP466182A patent/JPS6048925B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5833307A (ja) | 1983-02-26 |
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