JPS6048926B2 - 音叉型圧電振動子の支持構造 - Google Patents
音叉型圧電振動子の支持構造Info
- Publication number
- JPS6048926B2 JPS6048926B2 JP58115703A JP11570383A JPS6048926B2 JP S6048926 B2 JPS6048926 B2 JP S6048926B2 JP 58115703 A JP58115703 A JP 58115703A JP 11570383 A JP11570383 A JP 11570383A JP S6048926 B2 JPS6048926 B2 JP S6048926B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- vibrator
- electrode portion
- fixed
- crystal
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- Expired
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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、音叉型圧電振動子の固定、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。
ることである。
本発明は、圧電振動子一般について適用されるものてあ
るが、例として実験的経験量の多い水晶振動子を用いて
説明する。
るが、例として実験的経験量の多い水晶振動子を用いて
説明する。
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。
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て示される部分によつて電極端子を
兼ねた固定台８に装フ着される。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て示される部分によつて電極端子を
兼ねた固定台８に装フ着される。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る。
図のαは最初の回転角を、βは２度目の回転５角を示し
、それぞれ００〜１００、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図に示された通り、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ＣＯｓ
”βに反比例して大きくなる。
、それぞれ００〜１００、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図に示された通り、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ＣＯｓ
”βに反比例して大きくなる。
また、周波数−温度特性の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ＩＯＭΩとなり、上記の音叉型圧電振動子は
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の例
の欠点をなくした厚さ２００ミクロンを超えない薄い音
叉型圧電振動子の概観図である。
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ＩＯＭΩとなり、上記の音叉型圧電振動子は
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の例
の欠点をなくした厚さ２００ミクロンを超えない薄い音
叉型圧電振動子の概観図である。
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０゜〜１０゜
の範囲内にとられる。第５図の１６，１７、第６図の２
５，２６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
ある。
食法を用いて抜きとられる。図の角．Ｔは０゜〜１０゜
の範囲内にとられる。第５図の１６，１７、第６図の２
５，２６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
ある。
電界は図の中の矢印で示されるようにＸ軸にこ平行に加
えられるため、第５図の改良された音叉型圧電振動子の
動インピーグンスは約５０ＫΩて第１図の振動子と比較
して非常に小さく、周波数−温度特性の零温度係数の得
られる温度は角Ｔを変えることによつて動インピーグン
スを変化させず３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
小型であるので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、このような電界
をかけるために行なわれている従来からの４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１
７，２６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
カルながら、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。
えられるため、第５図の改良された音叉型圧電振動子の
動インピーグンスは約５０ＫΩて第１図の振動子と比較
して非常に小さく、周波数−温度特性の零温度係数の得
られる温度は角Ｔを変えることによつて動インピーグン
スを変化させず３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
小型であるので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、このような電界
をかけるために行なわれている従来からの４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１
７，２６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
カルながら、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。
またボンディング工程が必要であり、これも合理化のさ
またげフとなつていた。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
するものである。
またげフとなつていた。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に挿入され、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３
４に固着されるとともに導通がとられる。次に側面図を
用いて改良された実施例を説明しよう。
ン３１と３２は前記孔２８と２９に挿入され、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３
４に固着されるとともに導通がとられる。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で固着されている
。
振動子２７は上下両面からハンダ４９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１４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１４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悪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悪影響を与える惧れがあつた
。
しかしながら本発明の構成によれば、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
分部に分かれ、固着電極部を音叉の基部底端部近傍に設
けるとともに、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、本発明に使用している水晶振動子は第
６図に示されｂるように固着電極部２７，２８と励振電
極部２５の間にスリット１５ａを配置したものてあり、
本発明によれば第９図及び１１図から明らかなように、
固着電極部３３，３４にピン３１，３２をハンダ固着し
、支持と導通を同時に行うとともに、１固着電極部３３
，３４と励振電極部３３ａ，３４ａとの間にあつて両者
を接続する中間電極部３４ｂを十分細くすることにより
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、小型て高精度の音叉型圧電振動子を提供し
得るも１のである。特に中間電極部３４ｂは第９図，第
１０図から明らかなように２つの折れ曲がり部を有して
おり、ハンダが電極膜に沿つて流出するのを防止してお
り、ハンダ流出防止の効果は一層高められている。また
本発明の他の実施例である第１ 二０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３４ｂ）は、ピンと振動子の固着
時における熱が固着電極から励振電極に伝導されるのを
少なく押えることができ、励振電極及ひ水晶片自体の変
質を防止している。特に本発明では、固着電極部が基部
底端部近傍に配置されるとともに、それと連続してスリ
ットを設けてあるので、振動子の支持が振動に悪影響を
与えるといつた問題が解決されるものである。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
分部に分かれ、固着電極部を音叉の基部底端部近傍に設
けるとともに、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、本発明に使用している水晶振動子は第
６図に示されｂるように固着電極部２７，２８と励振電
極部２５の間にスリット１５ａを配置したものてあり、
本発明によれば第９図及び１１図から明らかなように、
固着電極部３３，３４にピン３１，３２をハンダ固着し
、支持と導通を同時に行うとともに、１固着電極部３３
，３４と励振電極部３３ａ，３４ａとの間にあつて両者
を接続する中間電極部３４ｂを十分細くすることにより
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、小型て高精度の音叉型圧電振動子を提供し
得るも１のである。特に中間電極部３４ｂは第９図，第
１０図から明らかなように２つの折れ曲がり部を有して
おり、ハンダが電極膜に沿つて流出するのを防止してお
り、ハンダ流出防止の効果は一層高められている。また
本発明の他の実施例である第１ 二０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３４ｂ）は、ピンと振動子の固着
時における熱が固着電極から励振電極に伝導されるのを
少なく押えることができ、励振電極及ひ水晶片自体の変
質を防止している。特に本発明では、固着電極部が基部
底端部近傍に配置されるとともに、それと連続してスリ
ットを設けてあるので、振動子の支持が振動に悪影響を
与えるといつた問題が解決されるものである。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である。
２ リード線による接続が不要である。
３ 固着電極部と励振電極部の間にスリットを設けると
ともにそれらを接続する十分細い中間電極部に少なくと
も２つの折り曲がり部を設けることによつて、水晶片の
固定時に於けるハンダ材、或いはロー材が表面歪の大な
る水晶片の脚根元付近への流出を防止し、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。
ともにそれらを接続する十分細い中間電極部に少なくと
も２つの折り曲がり部を設けることによつて、水晶片の
固定時に於けるハンダ材、或いはロー材が表面歪の大な
る水晶片の脚根元付近への流出を防止し、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。
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。
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横力が緩和される
。
る部材と振動子の熱膨張率の差による横力が緩和される
。
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てあるから、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略図。
の表および裏よりの概略図。
Claims (1)
- １ 少なくとも振動する叉状部分と前記叉状部分を連結
する基部とを有する水晶片から成り、前記水晶片を励振
するための２極の電極膜が前記叉状部分と前記基部に連
続して設けられるとともに、前記水晶片の基部付近の電
極と外部リード端子とが溶着剤により直接固着される水
晶振動子において、前記２つの電極の電極膜は叉部に設
けられた励振電極部と、基部に設けられた前記リード端
子と固着するように面積を広くした固着電極部と、前記
固着電極部と前記励振電極部の間に設けられた前記溶着
剤の流出防止用のスリット部と、前記固着電極部と前記
励振電極部の間を接続する十分細い中間電極部とを有し
、且つ前記中間電極部が少なくとも２つ以上の折れ曲が
り部を有することを特徴とする音叉型圧電振動子の支持
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115703A JPS6048926B2 (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 音叉型圧電振動子の支持構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115703A JPS6048926B2 (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 音叉型圧電振動子の支持構造 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP466182A Division JPS6048925B2 (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | 音叉型水晶振動子の支持構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5911022A JPS5911022A (ja) | 1984-01-20 |
| JPS6048926B2 true JPS6048926B2 (ja) | 1985-10-30 |
Family
ID=14669130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58115703A Expired JPS6048926B2 (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 音叉型圧電振動子の支持構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6048926B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62192838U (ja) * | 1986-05-28 | 1987-12-08 | ||
| JPH0325881Y2 (ja) * | 1985-05-24 | 1991-06-05 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2131002A1 (de) * | 1970-06-23 | 1971-12-30 | Citizen Watch Co Ltd | Mechanischer Oszillator |
| JPS4843287A (ja) * | 1971-10-01 | 1973-06-22 | ||
| JPS4910690A (ja) * | 1972-05-23 | 1974-01-30 | ||
| JPS49123788A (ja) * | 1973-03-30 | 1974-11-27 |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP58115703A patent/JPS6048926B2/ja not_active Expired
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2131002A1 (de) * | 1970-06-23 | 1971-12-30 | Citizen Watch Co Ltd | Mechanischer Oszillator |
| JPS4843287A (ja) * | 1971-10-01 | 1973-06-22 | ||
| JPS4910690A (ja) * | 1972-05-23 | 1974-01-30 | ||
| JPS49123788A (ja) * | 1973-03-30 | 1974-11-27 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0325881Y2 (ja) * | 1985-05-24 | 1991-06-05 | ||
| JPS62192838U (ja) * | 1986-05-28 | 1987-12-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5911022A (ja) | 1984-01-20 |
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