JPS644371B2 - - Google Patents

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JPS644371B2
JPS644371B2 JP13797780A JP13797780A JPS644371B2 JP S644371 B2 JPS644371 B2 JP S644371B2 JP 13797780 A JP13797780 A JP 13797780A JP 13797780 A JP13797780 A JP 13797780A JP S644371 B2 JPS644371 B2 JP S644371B2
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JP
Japan
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tuning fork
electrode
type crystal
vibration
frequency
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JP13797780A
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Japanese (ja)
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JPS5762612A (en
Inventor
Shigeru Kogure
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Publication of JPS644371B2 publication Critical patent/JPS644371B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/21Crystal tuning forks
    • H03H9/215Crystal tuning forks consisting of quartz

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • 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諸特性、即ち、
Q値、CI値、振動漏れ、周波数エージングの向
上した音叉型水晶振動子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides various characteristics of a tuning fork crystal resonator, namely:
Regarding a tuning fork type crystal resonator with improved Q value, CI value, vibration leakage, and frequency aging.

従来、電子腕時計の周波数標準としては、音叉
型水晶振動子が多く用いられている。これは、主
に小型で低周波であるため、電子腕時計の如き、
小型で低消費エネルギーであることを要求される
機器に最適であるからである。
Conventionally, a tuning fork type crystal resonator has often been used as a frequency standard for electronic wristwatches. This is mainly due to its small size and low frequency, such as electronic watches.
This is because it is ideal for equipment that is required to be small and consume low energy.

近年、電子腕時計の薄型化に伴い、これに使用
される音叉型水晶振動子も年々、小型化が進んで
いる。ところが、音叉型水晶振動子の小型化には
Q値、CI値、振動漏れ、周波数エージングの劣
化という問題がつきまとう。要するに、小型化し
ただけで、上記の特性が劣化してしまい、多少、
大型のものと同等の特性を得ることが難しいので
ある。一例を上げれば現在、腕時計には、直径2
mm、全長6mmの円筒型ケースに収められた音叉型
水晶振動子が多く使用されているが、これを直径
1.5mm、全長5mmの同筒型ケースに収めるべく音
叉型水晶振動子を小型化すると、Q値は40%低下
し、IC値は2〜3倍大きくなり、小型化の割り
に、特性の劣化が著しい。Q値の低下は周波数エ
ージングの劣化となり、時間精度に大きな悪影響
を及ぼす。また、CI値の劣化は、消費エネルギ
ーの増大をもたらし、電池寿命が短くなるという
欠点となる。CI値の劣化に対しては電極形状を
細部に渡り良く検討して、励振電界が有効に使わ
れるように、電極形状を修正して改善する方法も
あるが、この方法では水晶振動子の等価回路定数
の直列容量が増加する。これは、以下の理由によ
る。振動子のQ値をQ、CI値をR1、直列容量を
C1、直列共振角周波数をω0とすると、 Q=1/ω0C1R1 となる。電極を修正してもQは、ほとんど変化し
ない。ω0は一定である。従つてR1が低下すれば、
C1が増大するのである。C1が増大すると、外部
回路、特に、浮遊容量の影響を受け易くなり、発
振周波数が不安定となり易い。従つて、電極を修
正する方法は根本的な解決策とはなり得ない。
CI値の低下はQ値の向上を伴うことが望ましい
のである。
In recent years, as electronic wristwatches have become thinner, the tuning fork crystal oscillators used in them have also become smaller year by year. However, miniaturization of tuning fork crystal resonators is fraught with problems such as deterioration of Q value, CI value, vibration leakage, and frequency aging. In short, just by downsizing, the above characteristics deteriorate, and to some extent,
It is difficult to obtain the same characteristics as larger ones. For example, currently, wristwatches have a diameter of 2 mm.
Tuning fork crystal resonators housed in cylindrical cases with a total length of 6 mm and a total length of 6 mm are often used;
When a tuning fork crystal resonator is miniaturized to fit into a cylindrical case with a length of 1.5 mm and a total length of 5 mm, the Q value decreases by 40%, the IC value increases by 2 to 3 times, and the characteristics deteriorate despite the miniaturization. is remarkable. A decrease in the Q value results in deterioration of frequency aging, which has a large negative effect on time accuracy. Further, the deterioration of the CI value causes an increase in energy consumption, resulting in a disadvantage that the battery life is shortened. There is a method to improve the CI value by carefully examining the electrode shape in detail and modifying the electrode shape so that the excitation electric field can be used effectively, but this method does not require the equivalent of a crystal oscillator. The series capacitance of the circuit constant increases. This is due to the following reasons. The Q value of the resonator is Q, the CI value is R 1 , and the series capacitance is
C 1 and the series resonance angular frequency is ω 0 , then Q=1/ω 0 C 1 R 1 . Q hardly changes even if the electrode is modified. ω 0 is constant. Therefore, if R 1 decreases,
C 1 increases. As C 1 increases, the oscillation frequency tends to become unstable because it becomes more susceptible to the influence of external circuits, especially stray capacitance. Therefore, the method of modifying the electrode cannot be a fundamental solution.
It is desirable that the decrease in the CI value be accompanied by an increase in the Q value.

そこで、本発明はかかる欠点を除去したもので
Q値の向上、CI値の低下、振動漏れの減少、周
波数エージングの向上を目的とする。
Therefore, the present invention eliminates these drawbacks and aims to improve the Q value, lower the CI value, reduce vibration leakage, and improve frequency aging.

さて、音叉型水晶振動子を小型化した際、上記
の特性が劣化する原因を考えてみよう。
Now, let's consider the cause of the deterioration of the above characteristics when a tuning fork type crystal resonator is downsized.

その原因は、一言で言えば、二つの音叉腕のア
ンバランスである。現在、音叉型水晶振動子の加
工方法は二つある。一つは、バンドソーに代表さ
れる機械加工法である。他は、リングラフイー製
法なる化学加工法である。化学加工法で振動子を
加工した場合、振動子寸法の設計値に対し、仕上
つたものは1μ程度の誤差、即ち、ばらつきを持
つ。機械加工法では、化学加工法よりも多少大き
い。この寸法のばらつきが、どのような悪影響を
及ぼすか以下に考えてみよう。
Simply put, the cause is an imbalance between the two tuning fork arms. Currently, there are two methods of processing tuning fork crystal resonators. One is a machining method typified by a band saw. The other method is a chemical processing method called the Lingraphie manufacturing method. When a resonator is processed using a chemical processing method, the finished product has an error of about 1 μm, that is, a variation in the design value of the resonator dimensions. The mechanical processing method is somewhat larger than the chemical processing method. Let's consider below what kind of negative effects this dimensional variation has.

第1図は、加工上の寸法ばらつきが無い理想的
な音叉型水晶振動子を示している。1,2は音叉
腕幅w、音叉腕長lの等しい音叉腕、3はある時
刻での音叉腕の振動方向、4は半周期後の音叉腕
の振動方向、5は音叉基部の中心線、6はマウン
ト部分である。また、X軸,Y′軸,Z′軸は水晶原
石から振動子を切り出した時の方位を表し、それ
ぞれ、電気軸、電気軸周りに回転した機械軸、電
気軸周りに回転した光軸である。さて、音叉腕は
3,4で示した如くX軸方向に屈曲振動する。2
つの音叉腕の幅、長さが等しいと、直線5で示し
た部分のX方向変位は完全に打ち消し合つて零と
なる。そのため、マウント部分6における変位は
極めて小さい。ところが、実際には音叉腕に加工
上の寸法のばらつきが必ず存在する。
FIG. 1 shows an ideal tuning fork type crystal resonator with no dimensional variations during processing. 1 and 2 are tuning fork arms with equal tuning fork arm width w and tuning fork arm length l, 3 is the vibration direction of the tuning fork arm at a certain time, 4 is the vibration direction of the tuning fork arm after half a cycle, 5 is the center line of the tuning fork base, 6 is a mount part. In addition, the X-axis, Y'-axis, and Z'-axis represent the directions when the resonator is cut out from the crystal raw stone, and are the electrical axis, the mechanical axis rotated around the electric axis, and the optical axis rotated around the electric axis, respectively. be. Now, the tuning fork arm bends and vibrates in the X-axis direction as shown at 3 and 4. 2
If the width and length of the two tuning fork arms are equal, the displacements in the X direction of the portion indicated by the straight line 5 completely cancel each other out and become zero. Therefore, the displacement in the mount portion 6 is extremely small. However, in reality, there are always variations in the dimensions of the tuning fork arm due to processing.

第2図は、加工に伴う寸法ばらつきの存在する
音叉型水晶振動子を示す。左の音叉腕の幅、長さ
をw,lとし、右の音叉腕の幅、長さをw+△
w,l+△lとする。ここで、 △w≠0,△l≠0 である。このため、左右の音叉腕のX方向の振動
変位は、第1図の5に相当する部分で打ち消し合
わず、X方向の変位が零となる部分は曲線7の如
くになる。その結果、マウント部分8の変位は、
第1図のマウント部分6の変位よりも2〜3桁も
大きい値となる。このように、振動変位の大きい
部分をマウントすると、Q値は低下し、振動漏れ
が生じる。Q値は、 Q=E/△E と表わされる。Eは振動系の総エネルギー、△E
は1サイクルで失われるエネルギーである。マウ
ント部分の変位が大きいと、マウント部分での振
動エネルギーの損失が大きくなり、Q値が低下す
ることになる。振動漏れは、次のようなメカニズ
ムで生じる。
FIG. 2 shows a tuning fork type crystal resonator with dimensional variations due to processing. The width and length of the left tuning fork arm are w and l, and the width and length of the right tuning fork arm are w+△
Let w, l+△l. Here, △w≠0, △l≠0. Therefore, the vibrational displacements of the left and right tuning fork arms in the X direction do not cancel each other out at the portion corresponding to 5 in FIG. 1, and the portion where the displacement in the X direction becomes zero is as shown by curve 7. As a result, the displacement of the mount portion 8 is
This value is two to three orders of magnitude larger than the displacement of the mount portion 6 shown in FIG. In this way, when a portion with large vibration displacement is mounted, the Q value decreases and vibration leakage occurs. The Q value is expressed as Q=E/ΔE. E is the total energy of the vibration system, △E
is the energy lost in one cycle. If the displacement of the mount portion is large, the loss of vibration energy at the mount portion will be large, resulting in a decrease in the Q value. Vibration leakage occurs through the following mechanism.

第3図は、第2図の寸法のばらつきのある振動
子をプラグ体にマウントしたものを示している。
9は振動子、10は振動子をマウントし、電極と
電気的導通をとるためのリード、11はプラグ
体、12はマウント部分の振動を示す矢印、13
はプラグ体の振動を示す矢印である。本図の如
く、マウント部分の振動変位が大きいと、振動子
9が振動源となつて、プラグ体11を矢印13の
如く振動させることになる。振動論に依れば、振
動している部分、即ち等価質量が無限大でない部
分に他の質量を付加すると振動系の周波数が低下
する。即ち、プラグ体13に他の質量を付加する
と、振動子9の共振周波数は低下するのである。
プラグ体13に付加された質量が、多少ふらふら
と動けば、それに伴い振動子9の共振周波数もふ
らついてしまう。これが、振動漏れの生ずるメカ
ニズムである。以上、述べた如く、2つの音叉腕
に寸法のばらつきがあると特性に極めて悪影響の
あることが判るであろう。
FIG. 3 shows the vibrator shown in FIG. 2 having varying dimensions mounted on a plug body.
9 is a vibrator, 10 is a lead for mounting the vibrator and establishing electrical continuity with the electrode, 11 is a plug body, 12 is an arrow indicating vibration of the mount part, 13
is an arrow indicating the vibration of the plug body. As shown in this figure, when the vibration displacement of the mount portion is large, the vibrator 9 becomes a vibration source, causing the plug body 11 to vibrate as shown by an arrow 13. According to vibration theory, adding another mass to a vibrating part, that is, a part whose equivalent mass is not infinite, lowers the frequency of the vibrating system. That is, when another mass is added to the plug body 13, the resonant frequency of the vibrator 9 is lowered.
If the mass added to the plug body 13 moves somewhat unsteadily, the resonant frequency of the vibrator 9 will also fluctuate accordingly. This is the mechanism by which vibration leakage occurs. As described above, it can be seen that variations in dimensions between the two tuning fork arms have a very adverse effect on the characteristics.

さて、振動子の寸法ばらつきを、他の観点から
考えてみよう。第2図の左及び右の音叉腕の共振
周波数を、それぞれLRとする。近似的に音叉
腕は第2図の破線部を完全固定した片持ち梁と考
えることができ、LRは、Kを定数として L=Kw/l2 R=Kw+△w/(l+△l)2Kw/l2 {1+(△w/w−2△l/l)} となる。従つて、LRの差を△とすると、 △=RL=Kw/l2(△w/w−2△l/l)
となる。即ち、左右の音叉腕の共振周波数が式
で表される分だけ異なるのである。式において
加工法が同じならば、振動子寸法の大小に依らず
△w,△lは同程度の大きさである。従つて、振
動子寸法が大きい方が△w/w,△l/lが小さ
くなり、△も小さくなる。即ち、寸法ばらつき
の影響度が小さくなる。振動子寸法を小さくする
と、逆である。振動子を小型化すると、寸法ばら
つきの影響度が大きくなる。振動子を小型化する
と、特性が劣化するのはこのためである。
Now, let's consider the dimensional variation of the vibrator from another perspective. Let the resonance frequencies of the left and right tuning fork arms in Figure 2 be L and R , respectively. Approximately, the tuning fork arm can be considered as a cantilever beam with the broken line part in Figure 2 completely fixed, and L and R are L = Kw/l 2 R = Kw + △w/(l + △l), where K is a constant. ) 2 Kw/l 2 {1+(△w/w−2△l/l)}. Therefore, if the difference between L and R is △, then △= RL = Kw/l 2 (△w/w−2△l/l)
becomes. That is, the resonance frequencies of the left and right tuning fork arms differ by the amount expressed by the equation. In the equation, if the processing method is the same, △w and △l have the same size regardless of the size of the vibrator. Therefore, the larger the vibrator size, the smaller △w/w, △l/l, and the smaller △. That is, the degree of influence of dimensional variations is reduced. The opposite is true when the transducer size is reduced. When a vibrator is made smaller, the influence of dimensional variations becomes larger. This is why the characteristics deteriorate when the vibrator is made smaller.

式で、 △w=0,△l=0 とすると、△=0となり、第1図の如き、左右
の音叉腕のアンバランスが無くなる。式は、 RL と言い直してもよい。即ち、左の音叉腕の共振周
波数と右の音叉腕の共振周波数を等しくすれば、
音叉腕のアンバランスは無くなるのである。これ
が、本発明の発想の原点である。本発明の具体例
を述べる前に、一つだけ従来例をあげよう。
In the formula, if △w=0, △l=0, then △=0, and the imbalance between the left and right tuning fork arms as shown in FIG. 1 disappears. The formula may be rephrased as R = L. That is, if the resonance frequency of the left tuning fork arm and the resonance frequency of the right tuning fork arm are made equal,
The imbalance of the tuning fork arm will disappear. This is the origin of the idea of the present invention. Before describing specific examples of the present invention, let us give one conventional example.

第4図は現在、電子腕時計に最も多く用いられ
ている+5゜Xカツトの32KHz音叉型水晶振動子で
ある。14,15は電極で、それぞれ逆極性の電
界がかかる。16,17は振動子を支持し、電極
と導通をとるためのリード、18は振動子をリー
ドに接着するための半田、19はプラグ体、2
0,21は位置A−A′での音叉腕の断面を示す。
さて、リード16に正、リード17に負の電界を
かけると位置A−A′の断面では左図の如く電界
が生じる。この電界により屈曲振動が生じる。
Figure 4 shows a 32KHz tuning fork crystal oscillator with a +5°X cut, which is currently most commonly used in electronic wristwatches. Reference numerals 14 and 15 are electrodes to which electric fields of opposite polarity are applied. 16 and 17 are leads for supporting the vibrator and establishing conduction with the electrodes, 18 is solder for bonding the vibrator to the lead, 19 is a plug body, and 2
0, 21 shows the cross section of the tuning fork arm at position A-A'.
Now, when a positive electric field is applied to the lead 16 and a negative electric field is applied to the lead 17, an electric field is generated in the cross section at the position A-A' as shown in the left diagram. This electric field causes bending vibration.

以下に、本発明の具体例をあげる。マウント用
電極は、2端子素子であるから、本図に示す如く
当然2つである。表と裏で結んであるので4つで
はない。
Specific examples of the present invention are given below. Since the mounting electrode is a two-terminal element, there are naturally two mounting electrodes as shown in this figure. There are not four because they are tied on the front and back.

第5図は、本発明の一具体例である。第5図a
は、本発明になる音叉型水晶振動子の表裏を示
す。22,23は、それぞれ左及び右の音叉腕、
24,25,26は励振電極、27は励振電極2
4,26を分割したスリツト、28はマウント部
分電極、29は周波数調整用電極である。従来例
の第4図の電極形状と本発明になる第5図aの電
極形状の違いは、マウント部分電極の一方が2つ
に分割されていることである。このように分割す
る理由を以下に述べる。尚、第5図aにおいて、
〓,〓,〓の施された電極は、それぞれ互いに電
気的に導通がとられている。
FIG. 5 is a specific example of the present invention. Figure 5a
1 shows the front and back sides of a tuning fork type crystal resonator according to the present invention. 22 and 23 are left and right tuning fork arms, respectively;
24, 25, 26 are excitation electrodes, 27 is excitation electrode 2
4 and 26 are divided slits, 28 is a mount partial electrode, and 29 is a frequency adjustment electrode. The difference between the conventional electrode shape shown in FIG. 4 and the electrode shape shown in FIG. 5a according to the present invention is that one of the mount partial electrodes is divided into two. The reason for dividing in this way will be described below. In addition, in Figure 5 a,
The electrodes marked with 〓, 〓, 〓 are electrically connected to each other.

第5図bは、電極24に正、電極25に負の電
界を加えたときの、位置B−B′における、音叉
腕断面の電界を示している。即ち、この場合は、
右の音叉腕23のみに電界が加わる。
FIG. 5b shows the electric field in the cross section of the tuning fork arm at position B-B' when a positive electric field is applied to the electrode 24 and a negative electric field is applied to the electrode 25. That is, in this case,
An electric field is applied only to the right tuning fork arm 23.

第5図cは、電極25に負、電極26に正の電
界を加えた場合で、この時は、左の音叉腕22の
みに電界が加わる。従つて、電極24,26に
正、電極25に負の電界を加えると、第5図dに
示す如く、両方の音叉腕に逆位相で電界が加わ
り、電界が交流であれば、屈曲振動が生じる。
FIG. 5c shows a case where a negative electric field is applied to the electrode 25 and a positive electric field is applied to the electrode 26. At this time, the electric field is applied only to the left tuning fork arm 22. Therefore, when a positive electric field is applied to the electrodes 24 and 26 and a negative electric field is applied to the electrode 25, electric fields are applied to both tuning fork arms with opposite phases, as shown in FIG. arise.

さて、本発明の目的は左右の音叉腕の共振周波
数を等しくして、音叉腕のアンバランスを無くす
ことである。そこで、第5図aの如きスリツト2
7を有する電極を用いて、音叉腕のバランス調整
をするのである。次に、バランス調整法について
述べる。
Now, an object of the present invention is to equalize the resonance frequencies of the left and right tuning fork arms to eliminate imbalance between the tuning fork arms. Therefore, the slit 2 as shown in Fig. 5a is
7 is used to adjust the balance of the tuning fork arm. Next, the balance adjustment method will be described.

第5図a〜cをもとに説明する。先ず、左の音
叉腕22を固定し、電極24,25に交流電界を
かけて、周波数をスイープし、右の音叉腕23の
共振周波数Rを測定する。次に、右の音叉腕23
を固定し、電極25,26に交流電界をかけて、
周波数をスイープし、左の音叉腕の共振周波数L
を測定する。
This will be explained based on FIGS. 5a to 5c. First, the left tuning fork arm 22 is fixed, an alternating current electric field is applied to the electrodes 24 and 25, the frequency is swept, and the resonance frequency R of the right tuning fork arm 23 is measured. Next, the right tuning fork arm 23
is fixed, and an alternating current electric field is applied to the electrodes 25 and 26.
Sweep the frequency and find the resonance frequency L of the left tuning fork arm
Measure.

そして、周波数の低い方の音叉腕の周波数調整
用電極29をレーザビームで除去して、両方の音
叉腕の共振周波数を等しくする。蒸着で調整する
のならば、共振周波数の高い方の音叉腕に対し、
調整を行えばよい。こうして、△=0となり、
音叉腕のアンバランスが無くなる。
Then, the frequency adjustment electrode 29 of the tuning fork arm with the lower frequency is removed by a laser beam to equalize the resonance frequencies of both tuning fork arms. If adjustment is done by vapor deposition, for the tuning fork arm with the higher resonance frequency,
Just make adjustments. In this way, △=0,
The imbalance of the tuning fork arm disappears.

こうして、バランス調整し、その後、マウント
する。もしくは、マウント前にLRを共に、望
まれる所定の値に合せ込んでから、マウントして
もよい。即ち、バランス調整と周波数調整を同時
に行つてもよい。こうして調整されて、マウント
された振動子の斜視図が、第5図eである。30
はリード、31,32は半田であるが、32は電
極24,26を導通させる役目も兼ねている。3
3はバランス調整、周波数調整によつて除去され
た電極部の穴である。
In this way, adjust the balance and then mount it. Alternatively, both L and R may be adjusted to desired predetermined values before mounting, and then mounted. That is, balance adjustment and frequency adjustment may be performed simultaneously. A perspective view of the vibrator thus adjusted and mounted is shown in FIG. 5e. 30
is a lead, and 31 and 32 are solders, and 32 also serves to make the electrodes 24 and 26 conductive. 3
3 is a hole in the electrode section that was removed by balance adjustment and frequency adjustment.

本発明になる振動子は、小型化に伴うQ値の低
下、CI値の増大、振動漏れの増大、周波数エー
ジングの劣化という問題は全く無く、多少、大型
の振動子の特性と全く同等の特性が得られる。
The resonator according to the present invention has no problems such as a decrease in Q value, an increase in CI value, an increase in vibration leakage, and deterioration in frequency aging due to miniaturization, and has characteristics that are completely equivalent to those of larger resonators. is obtained.

本発明になる音叉型水晶振動子は、フオトリソ
グラフイー製法で加工するのが最も量産性が良
い。それは、ペレツト状態でバランス調整、周波
数調整が可能だからである。第6図は、フオトソ
ソグラフイー製法で加工された振動子が、一枚の
ペレツト上に並んでいるところである。ペレツト
状態で第5図aの如き電極を付けることが可能で
あるから、ペレツト上で調整することができるの
である。
The tuning fork type crystal resonator according to the present invention is most easily mass-produced when processed by photolithography. This is because it is possible to adjust the balance and frequency in the pellet state. In Figure 6, vibrators processed using the photolithography method are lined up on a single pellet. Since it is possible to attach electrodes as shown in FIG. 5a in the pellet state, adjustments can be made on the pellet.

第1実施例においては、第5図a中、電極24
を第1励振電極、電極26を第2励振電極とし、
これらを併せて第1の電極とする。又電極25を
第2の電極とする。第2電極の第1と第2の励振
電極は第1の電極と同じであり、図示を省略する
(以下同じ)。
In the first embodiment, in FIG. 5a, the electrode 24
is the first excitation electrode, and the electrode 26 is the second excitation electrode,
These are collectively referred to as the first electrode. Further, the electrode 25 is used as a second electrode. The first and second excitation electrodes of the second electrode are the same as the first electrode, and illustration thereof is omitted (the same applies hereinafter).

本発明の他の具体例を第7図に示す。第7図a
は表裏の電極、bはマウントされた振動子を示
す。39,40,41は電極で、第5図aの電極
24,26,25に対応する。バランス調整、周
波数調整後、マウントしたのが第7図bである。
42,43は半田である。半田42は分割された
2つの電極を導通させる役目を果しているが、半
田43は電極41にのみ接着している。
Another specific example of the present invention is shown in FIG. Figure 7a
b shows the front and back electrodes, and b shows the mounted vibrator. Reference numerals 39, 40, and 41 are electrodes, which correspond to the electrodes 24, 26, and 25 in FIG. 5a. Figure 7b shows the mounted device after balance adjustment and frequency adjustment.
42 and 43 are solder. The solder 42 serves to connect the two divided electrodes, but the solder 43 adheres only to the electrode 41.

第2実施例においては、第7図a中、電極39
を第1励振電極、電極40を第2励振電極とし、
これらを併せて第1の電極とする。又電極41を
第2の電極とする。
In the second embodiment, the electrode 39 in FIG.
is the first excitation electrode, and the electrode 40 is the second excitation electrode,
These are collectively referred to as the first electrode. Further, the electrode 41 is used as a second electrode.

第8図は、本発明の他の具体例である。第8図
は、屈曲振動の第一高調波と捩り振動の基本振動
の結合を使い、屈曲振動の周波数温度特性を3次
曲線とすることのできる結合音叉型水晶振動子に
本発明を適用した例である。44は結合音叉型水
晶振動子、45はマウント部分である。マウント
部分の表裏の電極形状は第5図aのマウント部分
電極と同じである。50,51,52は電極であ
る。従来、結合音叉型水晶振動子は振動漏れが激
しく、λ/4(λは波長)支持が多く用いられて
いたが、音叉腕のバランスを良くすることによ
り、第8図の如き支持方法でも振動漏れを抑える
ことができるようになつた。これは、現在、主流
の32KHz音叉に用いられている支持方法と同一で
ある。非常に量産向きである。
FIG. 8 shows another specific example of the present invention. Figure 8 shows the present invention applied to a coupled tuning fork type crystal resonator that uses the combination of the first harmonic of bending vibration and the fundamental vibration of torsional vibration to make the frequency-temperature characteristic of bending vibration a cubic curve. This is an example. 44 is a coupled tuning fork type crystal resonator, and 45 is a mount portion. The electrode shapes on the front and back sides of the mount portion are the same as the mount partial electrodes in FIG. 5a. 50, 51, 52 are electrodes. Conventionally, coupled tuning fork type crystal resonators suffer from severe vibration leakage, and λ/4 (λ is the wavelength) support is often used. However, by improving the balance of the tuning fork arms, vibration can be reduced even with the support method shown in Figure 8. It has become possible to prevent leakage. This is the same support method currently used for mainstream 32KHz tuning forks. It is very suitable for mass production.

結合音叉型水晶振動子に対し、第7図の如き支
持方法でも、バランス調整さえすれば、振動漏れ
は抑えられる。
Even with the support method shown in FIG. 7 for a coupled tuning fork type crystal resonator, vibration leakage can be suppressed as long as the balance is adjusted.

この第3実施例においては、第8図中、電極5
0を第1励振電極、電極51を第2励振電極と
し、これらを併せて第1の電極とする。又電極5
2を第2の電極とする。
In this third embodiment, the electrode 5 in FIG.
0 as the first excitation electrode, electrode 51 as the second excitation electrode, and these together as the first electrode. Also electrode 5
2 is the second electrode.

第9図は、本発明の他の具体例である。46は
振動子、47,48,49は、それぞれリードで
ある。振動子46の表裏の電極は第5図aの電極
と同一である。この具体例は、マウント後、バラ
ンス調整、周波数調整をし、発振回路へ組み込む
とき振動子ケースの外で、リード48とリード4
9を接続する方式のマウント法の例である。結合
音叉型水晶振動子にも、このマウント法は適用で
きる。
FIG. 9 is another specific example of the present invention. 46 is a vibrator, and 47, 48, and 49 are leads, respectively. The front and back electrodes of the vibrator 46 are the same as those shown in FIG. 5a. In this specific example, after mounting, balance adjustment, frequency adjustment, and when incorporating into the oscillation circuit, lead 48 and lead 4 are removed outside the resonator case.
This is an example of a mounting method that connects 9. This mounting method can also be applied to coupled tuning fork type crystal resonators.

以上述べた如く、音叉型水晶振動子のマウント
部分の2つの電極のうち、表電極の1つ、裏電極
の1つを、各々2分割することにより、音叉腕を
片側ずつ励振し、バランス調整が可能となつた。
この方法を小型の音叉型水晶振動子に適用するこ
とにより、特性の劣化を抑え、高Q、低CI、振
動漏れの減少が実現できる。更に、本発明を結合
音叉型水晶振動子に適用すれば、λ/4支持は不
要となり、32KHz音叉と同様の支持方法を採用で
きる。これは量産性の向上につながる。
As mentioned above, by dividing one of the front electrodes and one of the back electrodes of the two electrodes on the mount part of the tuning fork crystal resonator into two parts, the tuning fork arm is excited on one side at a time, and the balance is adjusted. became possible.
By applying this method to a small tuning fork type crystal resonator, it is possible to suppress the deterioration of characteristics and achieve high Q, low CI, and reduced vibration leakage. Furthermore, if the present invention is applied to a coupled tuning fork type crystal resonator, λ/4 support becomes unnecessary, and a support method similar to that for a 32KHz tuning fork can be adopted. This leads to improved mass productivity.

本発明になる音叉型水晶振動子を電子腕時計に
用いることにより、小型、長寿命、高精度を実現
できる。
By using the tuning fork type crystal oscillator of the present invention in an electronic wristwatch, it is possible to achieve small size, long life, and high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、アンバランスの無い音叉を示す図。
第2図は、アンバランスのある音叉を示す図。第
3図は、アンバランスのある音叉が振動漏れを起
こす理由を説明するための図。第4図は、従来例
を示す図。第5図aは、本発明の一具体例を示す
図。第5図bは、右の音叉腕を励振したときの電
界方向を示す図。第5図eは、左の音叉腕を励振
したときの電界方向を示す図。第5図dは、両方
の音叉腕を励振したときの電界方向を示す図。第
5図eは、本発明になる音叉型水晶振動子をマウ
ントしたときの外観図。第6図は、フオトリソグ
ラフイー製法により加工されたペレツト上の音叉
を示す図。第7図aは、本発明の他の具体例を示
す図。第7図bは、aをマウントしたときの外観
図。第8図は、結合音叉型水晶振動子に本発明を
適用した例を示す図。第9図は、3本のリードで
本発明になる振動子を支持した例を示す図。 1…右の音叉腕、2…左の音叉腕、3…ある時
刻の音叉腕の振動方向、4…半周期後の音叉腕の
振動方向、5…基部の中心線、6…マウント部
分、7…X方向変位が零の線、8…マウント部
分、9…音叉、10…リード、11…プラグ、1
2…音叉基部が振動していることを示す矢印、1
3…プラグ体が振動していることを示す矢印、1
4,15…電極、17,16…リード、18…半
田、19…プラグ、20…左の音叉腕、21…右
の音叉腕、22…左の音叉腕、23…右の音叉
腕、24,25,26…電極、27…スリツト、
28…マウント部分、29…バランス調整、周波
数調整領域、30…リード、31,32…半田、
33…バランス調整、周波数調整の跡、39,4
0,41…電極、42,43…半田、44…結合
音叉型水晶振動子、45…マウント部分、46…
音叉、47,48,49…リード。
FIG. 1 is a diagram showing an unbalanced tuning fork.
FIG. 2 is a diagram showing an unbalanced tuning fork. FIG. 3 is a diagram for explaining why an unbalanced tuning fork causes vibration leakage. FIG. 4 is a diagram showing a conventional example. FIG. 5a is a diagram showing a specific example of the present invention. FIG. 5b is a diagram showing the direction of the electric field when the right tuning fork arm is excited. FIG. 5e is a diagram showing the direction of the electric field when the left tuning fork arm is excited. FIG. 5d is a diagram showing the direction of the electric field when both tuning fork arms are excited. FIG. 5e is an external view of a mounted tuning fork crystal resonator according to the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a tuning fork on a pellet processed by photolithography. FIG. 7a is a diagram showing another specific example of the present invention. FIG. 7b is an external view when a is mounted. FIG. 8 is a diagram showing an example in which the present invention is applied to a coupled tuning fork type crystal resonator. FIG. 9 is a diagram showing an example in which the vibrator of the present invention is supported by three leads. 1... Right tuning fork arm, 2... Left tuning fork arm, 3... Vibration direction of the tuning fork arm at a certain time, 4... Vibration direction of the tuning fork arm after half a cycle, 5... Center line of the base, 6... Mount part, 7 ...Line with zero displacement in the X direction, 8...Mount part, 9...Tuning fork, 10...Reed, 11...Plug, 1
2...Arrow indicating that the tuning fork base is vibrating, 1
3...Arrow indicating that the plug body is vibrating, 1
4, 15... Electrode, 17, 16... Lead, 18... Solder, 19... Plug, 20... Left tuning fork arm, 21... Right tuning fork arm, 22... Left tuning fork arm, 23... Right tuning fork arm, 24, 25, 26...electrode, 27...slit,
28...Mount part, 29...Balance adjustment, frequency adjustment area, 30...Lead, 31, 32...Solder,
33... Traces of balance adjustment and frequency adjustment, 39,4
0,41...Electrode, 42,43...Solder, 44...Coupled tuning fork type crystal resonator, 45...Mount part, 46...
Tuning fork, 47, 48, 49...Reed.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 2つの励振用電極を有する音叉型水晶振動子
において、 第1の電極は音叉型水晶振動子基部に配置され
るマウント部分と、1方の叉において少なくとも
一部が叉の中心部に配置される第1励振電極と、
他方の叉において少なくとも一部が叉の側面に配
置される第2励振電極とを備えてなり、 第2の電極は音叉型水晶振動子基部に配置され
るマウント部分と、前記1方の叉において少なく
とも一部が叉の側面に配置される第2励振電極
と、前記他方の叉において少なくとも一部が叉の
中心部に配置される第1励振電極とを備えてお
り、 且つ前記第1の電極はマウント部分に、第1励
振電極と第2励振電極とを切離分割するスリツト
を備えるとともに、前記切離分割された第1励振
電極と前記第2の電極により1方の叉のみが振動
し、前記第2励振電極と前記第2の電極により他
方の叉のみが振動するよう電極配置し、且つ前記
スリツト部がリード端子を接続することによつて
電気的に接続されてなることを特徴とする音叉型
水晶振動子。
[Scope of Claims] 1. In a tuning fork type crystal resonator having two excitation electrodes, the first electrode is connected to a mount portion disposed at the base of the tuning fork type crystal resonator, and at least a portion of one of the forks is a first excitation electrode located at the center of the
The other fork includes a second excitation electrode, at least a portion of which is disposed on the side surface of the fork, and the second electrode includes a mount portion disposed at the base of the tuning fork type crystal resonator; a second excitation electrode that is at least partially disposed on a side surface of the fork; and a first excitation electrode that is at least partially disposed at the center of the other fork, and the first excitation electrode is provided with a slit in the mount portion to separate and divide the first excitation electrode and the second excitation electrode, and only one prong vibrates due to the separated and divided first excitation electrode and the second electrode. , wherein the second excitation electrode and the second electrode are arranged so that only the other prong vibrates, and the slit portion is electrically connected by connecting a lead terminal. A tuning fork type crystal oscillator.
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