KR830000246B1 - AT cut crystal oscillator - Google Patents

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KR830000246B1
KR830000246B1 KR1019790003695A KR790003695A KR830000246B1 KR 830000246 B1 KR830000246 B1 KR 830000246B1 KR 1019790003695 A KR1019790003695 A KR 1019790003695A KR 790003695 A KR790003695 A KR 790003695A KR 830000246 B1 KR830000246 B1 KR 830000246B1
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KR
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ratio
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KR1019790003695A
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Korean (ko)
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슌이찌 모쯔데
시로오 야마시다
나오유끼 에찌고
쯔네와 구와바라
구니히로 다까하시
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핫도리 이찌로오
가부시기 가이샤 다이니 세이고오샤
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    • 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
    • H03H9/17Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/19Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of quartz

Abstract

내용없음No content

Description

AT 커트 수정 진동자AT cut crystal oscillator

제1도는 본 발명에 의한 구형 AT 커트(Cut) 수정진동자의 축방위에서 표시한 도면.1 is a diagram showing the axial orientation of a spherical AT cut crystal oscillator according to the present invention.

제2도는 본 발명을 실시하는 구형 AT커트 수정 진동자의 사시도.2 is a perspective view of a spherical AT cut quartz crystal oscillator embodying the present invention.

제3도는 폭대 너비의 비율 w/t가 2.94일때의 온도 특성곡선의 1실시예를 나타낸 도면.3 is a diagram showing one embodiment of the temperature characteristic curve when the ratio w / t of the width width is 2.94.

제4도는 폭대 두께의 비율 w/t가 3이하일 때의 주파수 온도 특성 곡선의 1실시예를 나타낸 도면.4 is a diagram showing one embodiment of a frequency temperature characteristic curve when the ratio w / t of the width thickness is 3 or less.

제5도는 본 발명에 의한 구형 AC 커트 진동자의 변곡점 온도와 폭대 두께의 비율 w/t 사이의 상관도.5 is a correlation diagram between the inflection point temperature of the spherical AC cut oscillator and the ratio w / t of the width thickness according to the present invention.

제6도는 구형 AC커트 진동자의 주파수-온도 특성 곡선의 1실시예를 나타낸 도면.FIG. 6 shows an embodiment of a frequency-temperature characteristic curve of a spherical AC cut oscillator. FIG.

제7도는 본 발명에 의한 구형 AT커트의 상온에서의 주파수-온도 특성 곡선의 기울기와 길이대 두께의 비율 l/t 사이의 상관도.7 is a correlation between the slope of the frequency-temperature characteristic curve at room temperature and the ratio of length to thickness l / t of the spherical AT cut according to the present invention.

제8도는 본 발명을 실시하는 구형 AT커트 수정진동자의 상온에서의 등가저항과 길이대 두께의 비율 l/t 사이의 상관도.8 is a correlation between the equivalent resistance at room temperature and the ratio of length to thickness l / t of a spherical AT cut quartz crystal oscillator embodying the present invention.

제9도와 제10도는 본 발명을 실시하는 주파수-온도특성 곡선을 나타낸 도면.9 and 10 show frequency-temperature characteristic curves for implementing the present invention.

제11도는 낮은 응답의 기생 진동주파수가 주진동 주파수의 근방에 있을 때의 구형 AT커트 수정 진동자의 온도특성 곡선을 나타낸 도면.11 shows the temperature characteristic curve of a spherical AT cut quartz crystal when the parasitic vibration frequency of low response is near the main vibration frequency.

제12a도와 제12b도는 모우드 챠트(mode chart) 도.12A and 12B are mode chart diagrams.

제13도는 본 발명을 실시하는 차원영역을 표시한 도면.Fig. 13 is a diagram showing a dimensional area for implementing the present invention.

제14도는 측면으로 경사지는 수정편의 Y'-Z'면을 나타내는 측면도.14 is a side view showing the Y'-Z 'plane of the crystal piece inclined laterally.

제15도는 구형 AT커트 수정 진동자의 상온에서의 주파수-온도 특성곡선의 기울기와 폭대 두께의 비율 w/t 사이의 상관도.FIG. 15 shows the correlation between the slope of the frequency-temperature characteristic curve and the ratio w / t of the width of the spherical AT cut crystal oscillator at room temperature.

제16도는 본 발명에 의한 구형 AT커트 수정진동자의 최적 절단각 QO과 폭대 두께의 비율 w/t 사이의 상관도.16 is a correlation between the optimum cutting angle Q O and the ratio w / t of the width of the spherical AT cut quartz crystal oscillator according to the present invention.

제17a도는 본 발명을 실시하는 구형 AT커트 수정 진동자의 상온에서의 주파수-온도 특성 곡선의 기울기와 폭대 두께의 비율 w/t 사이의 상관도.FIG. 17A is a correlation between the slope of a frequency-temperature characteristic curve at a room temperature of a spherical AT cut quartz crystal oscillator embodying the present invention and the ratio w / t of the width thickness. FIG.

제17b도는 본 발명을 실시하는 구형 AT커트 수정 진동자의 최적 절단각 QO와 폭대 두께의 비율 w/t 사이의 상관도.FIG. 17B is a correlation between the optimum cutting angle Q O and the ratio w / t of the width of the spherical AT-cut quartz crystal oscillator embodying the present invention. FIG.

제18도는 Y'축이 회전축일 때 회전각을 표시한 도면.18 is a view showing a rotation angle when the Y 'axis is the rotation axis.

제19a도는 주파수-온도 특성 곡선의 기울기와 회전각

Figure kpo00001
사이의 상관도.Figure 19a shows the slope and rotation angle of the frequency-temperature characteristic curve
Figure kpo00001
Correlation between.

제19b도는 최적 절단각 Q와 회전각

Figure kpo00002
사이의 상관도.19b shows the optimal cutting angle Q and the rotation angle.
Figure kpo00002
Correlation between.

제20도는 본 발명을 실시하는 구형 AT커트 수정 진동자의 온도 특성 곡선을 나타낸 도면.20 is a diagram showing a temperature characteristic curve of a spherical AT cut quartz crystal oscillator embodying the present invention.

본 발명은 구형 AT커트 수정 진동자에 관한 것이며, 특히 기생 진동의 진동 주파수가 주두께로 미끄러지는(thickness shear) 진동의 주파수에서 충분히 분리되는 진동주파수의 우수한 주파수-온도 특성과 높은 Q값을 지니는 엷고 소형인 구형 AT커트 수정 진동자에 관한 것이다.The present invention relates to a spherical AT cut quartz crystal oscillator, in particular, having a good Q-temperature characteristic and a high Q value of a vibration frequency in which the vibration frequency of the parasitic vibration is sufficiently separated from the frequency of the thickening shear. The present invention relates to a small spherical AT cut crystal oscillator.

종래에는, AT커트 수정 진동자가, 이것의 온도특성이 우수하고, Q값이 높고, 등가저항이 적은 이유로 통신기기에 널리 사용되어 왔다.Background Art Conventionally, AT cut crystal oscillators have been widely used in communication equipment because of their excellent temperature characteristics, high Q values, and low equivalent resistance.

종래에 사용된 AT커트 수정 진동자는 보통 원반형이었다. 두께대 직경의 차원의 비가 크지 않으면 주두께로 미끄러지는 진동과 기생 진동사이에 강한 결함이 있어, 수정진동자의 주파수-온도특성이 아주 악화되므로, AT커트 수정진동자의 소형화가 제한되어 왔다.Conventionally used AT cut quartz crystal oscillators were usually disc shaped. If the ratio of the thickness-to-diameter ratio is not large, there is a strong defect between the vibration slipping to the main thickness and the parasitic vibration, and the frequency-temperature characteristics of the crystal oscillator are deteriorated so that the AT cut crystal oscillator has been limited in size.

이에 반해서, 소형화에 유리하기 때문에, 구형 AT커트 진동자가 제안되어 왔다.On the other hand, a spherical AT cut oscillator has been proposed because it is advantageous in miniaturization.

일본국 공개특허공보 100991/74와 97394/76에 의하면, 수정편의 길이대 두께의 비율 l/t는 30 이상을 필요로 한다. 수정편의 주면(X-Z'면)과 측면(X-Y'면)이 만나는 각이 실제적으로 직각이 되는 경우에, 수정편의 너비대 두께의 비율 w/t이 3보다 적어지면 주파수-온도특성곡선의 변곡점의 온도는 무관한 AT커트 수정 진동자의 그것보다 점차적으로 높아지고, w/t이 3일때 변곡점의 온도는 40°정도로 되어, 수정편을 상온에서 사용하기에는 부적당하다. 상온에서의 변곡점의 온도가 우선적으로 약 20°인 3차 곡선의 온도 특성곡선을 지닌 AT커트 수정진동자는, 아직 발명되어 있지 않지만, 손목시계나 휴대용 전자장치에 사용하기가 적당하다.According to Japanese Laid-Open Patent Publications 100991/74 and 97394/76, the ratio l / t of the length to the thickness of the crystal piece requires 30 or more. In the case where the angle between the principal plane (X-Z 'plane) and the side (X-Y' plane) of the crystal piece becomes substantially right angle, the frequency-temperature characteristic when the ratio w / t of the width to thickness of the crystal piece is less than 3 The temperature of the inflection point of the curve is gradually higher than that of an irrelevant AT cut crystal oscillator, and the temperature of the inflection point is about 40 ° when w / t is 3, which is not suitable for use at room temperature. An AT cut quartz crystal oscillator having a temperature characteristic curve of a cubic curve whose temperature of the inflection point at room temperature preferentially is about 20 ° is not yet invented, but is suitable for use in watches and portable electronic devices.

따라서, 손목시계에 이용할만큼 충분히 소형크기이고, Q값이 높고, 등가저항이 적고, 주파수-온도 특성 곡선의 변곡점 온도가 20℃ 정도로 되어 실용에 양호한 주파수-온도특성을 유지하며, 더우기 기생진 동주파수가 주두께로 미끄러지는 진동 주파수에서 분리되고 가공정도(加工精度)가 가능해서 대량 생산에 유리한 새로운 구형 AT커트 수정진동자를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.Therefore, it is small enough to be used for a watch, high Q value, low equivalent resistance, and inflection point temperature of the frequency-temperature characteristic curve is about 20 ° C., which maintains good frequency-temperature characteristics for practical use. It is an object of the present invention to provide a new spherical AT cut quartz crystal oscillator which is separated from the oscillation frequency at which the frequency slides to the main thickness and which is capable of processing, which is advantageous for mass production.

이하 도면에 표시된 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다음의 실시예의 설명은 우수계(右手系)의 구형좌표축을 사용하는 우수정의 경우이지만, 좌수정의 경우에는 좌표축을 좌수계 좌표축으로 대치하고, 관련 부품은 좌수계 AT커트 수정으로 대치한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. The description of the following embodiment is for the case of the wells using the spherical coordinate axes of the even system, but in the case of the left wells, the coordinate axes are replaced by the left system coordinate axes, and the related parts are replaced by the left system AT cut correction.

세장(細長) 형상은, 모형에 있어서 구형에 가깝게, 수정편의 X-Z' 평면이 X축의 방향으로 세장인것을 의미하고, 본 발명에 의한 구형의 모서리가 지고 둥근 형성과 다소 준형(樽型)인 형상도 포함한다.The elongated shape means that the XZ 'plane of the crystal piece is elongated in the direction of the X axis, close to the spherical shape in the model, and the edges of the spherical shape according to the present invention are rounded and somewhat semi-shaped. Also includes.

제1도는 본 발명에 의한 세장형상의 AT커트 수정진동자, 예를들어 구형인 AT 커트 수정진동자의 축방향에서 표시한 도면이다. 부호 1은 수정편이다. 수정편 1을 지면에 수직한 X축 방향의 주위에 시계 반대 방향으로 절단각 Q(33°20'-36°20')만큼, 또한 새로운 축 X, Y', Z'를 가지게 위쪽으로 회전시키면, 이때 수정편의 전장 ℓ, 폭 w과 최대두께 t는 각각 X축, Z'축과 Y'축 방향으로 있게 된다.FIG. 1 is a diagram showing the axial direction of an elongated AT cut quartz crystal oscillator, for example, a spherical AT cut quartz crystal oscillator. 1 is a crystal. Rotate Crystal 1 upwards with a cutting angle Q (33 ° 20'-36 ° 20 ') around the X axis direction perpendicular to the ground and with the new axes X, Y', and Z '. In this case, the full length l, width w and maximum thickness t of the crystal piece are in the X-axis, Z'-, and Y'-axis directions, respectively.

수정편 1은, 증착이나 스패터링(spattering)에 의해 수정편 1의 X-Z'면의 상하면에 금속막을 제공하므로써 구형 AT커트 수정 진동자로 형성된다.The crystal piece 1 is formed into a spherical AT cut crystal oscillator by providing a metal film on the upper and lower surfaces of the X-Z 'surface of the crystal piece 1 by vapor deposition or spattering.

제2도는 본 발명의 실시예를 표시하는 구형 AT 커트 수정 진동자의 사시도이다. 부호 2는 수정편이고, 상기 수정편 2의 종방향과 양단부 3은 베벨(bevel) 형상으로 되어 있다. 기호 ℓ은 수정편의 길이를, 기호 w는 폭을, 기호 1oβ는 베벨각을, 기호 1o는 베벨의 길이를, 기호 to는 베벨부의 끝의 두께를 나타낸다.2 is a perspective view of a spherical AT cut quartz crystal oscillator showing an embodiment of the invention. Reference numeral 2 is a crystal piece, and the longitudinal direction and both ends 3 of the crystal piece 2 are in a bevel shape. The symbol l represents the length of the crystal piece, the symbol w represents the width, the symbol 1oβ represents the bevel angle, the symbol 1o represents the length of the bevel, and the symbol to represents the thickness of the end of the bevel portion.

두께 t는, 수정편을 두께로 미끄러지는 진동으로 여진시키기 위해, 전극에 설치된 수정편 두께의 대표치이다.The thickness t is a representative value of the thickness of the crystal piece provided in the electrode in order to excite the crystal piece with the vibration which slides in thickness.

양 선단부 3을 베벨 형상으로 다듬은 이유는, 두께로 미끄러지는 진동의 에너지를 수정편의 표면중앙에 집중시켜 수정편이 지지될 때, 기생진동을 약하게하고 Q값의 저하를 막는 것이다. 수정편의 양 선단부 2는 블록형상을 가지며, 예를 들어 수정편의 선단부의 두께가 주진동부의 두께보다 더 얇게 다듬을 수 있다. 또한, 수정 진동자 2의 선단부는 블록 형상의 플레이노-베벨(plano bevel) 형상을 이루게 다듬을 수 있다.The reason why both ends 3 are trimmed in a bevel shape is that the energy of the vibrations sliding in thickness is concentrated in the center of the surface of the crystal piece, so that the parasitic vibration is weakened and the Q value is prevented when the crystal piece is supported. Both tip portions 2 of the crystal piece have a block shape, for example, the thickness of the tip portion of the crystal piece can be trimmed to be thinner than the thickness of the main vibration part. In addition, the front end portion of the crystal oscillator 2 may be trimmed to form a plano bevel shape of a block shape.

예를 들어, 구형 수정 진동자는, 수정편 2의 서로 대향하는 X-Z'면에 증착하고 스패터링한 4, 즉 전극 4를 설치하는 단계와, 리드선으로 수정편 2의 선단부를 지지하는 단계와, 이것을 용기에 유지하는 단계로 완성된다.For example, the spherical crystal oscillator may be provided with four deposited electrodes, namely, an electrode 4, deposited on the opposite X-Z 'surfaces of the crystal piece 2, and supporting the tip of the crystal piece 2 with a lead wire; The step of holding this in the container is completed.

두께로 미끄러지는 진동이 AT커트 수정진동자의 주진동이지만, 또한 윤곽 진동과 같은 다수의 기생진동도 있게된다. Q값과 두께로 미끄러지는 주진동의 주파수-온도특성을 개선하기 위해서, 해가되는 기생진동의 효과를 피해야 한다. 그러므로, 높고 낮은 응답의 기생진동을 두께로 미끄러지는 주진동에서 충분히 분리시키는 치수의 비율을 모색하는 것이 필요하다. 결과적으로, 폭의 치수결정에 크게 영향을 미치는 높은 응답의 기생진동, 즉 폭 미끄럼 진동을 우선 파악하는 것이 필요하다. 폭 미끄럼 진동의 진동주파수는,

Figure kpo00003
로 주어진다. 단지, n은 오우버토운(overtone)의 차수이고, P는 밀도이며, C'55는 XY'Z' 구형 좌표축의 탄성정수이다. 폭 미끄럼 진동의 진동주파수가 두께 미끄럼 진동의 진동주파수 f와 같을때, 세장형상의 AT커트 수정 진동자의 경우에는 w/t가 1.5n으로 계산된다. 폭 미끄럼진동은 n이 기수일 때만 나타나는 것으로 생각되지만, 본 발명에 의하면, 폭 미끄럼 진동은 n=2일때, 즉 w/t=3일때 나타나서 두께 미끄럼 진동과 결합한다. 즉, 역시 우수의 폭 미끄럼 진동이 두께 미끄럼 진동의 주파수-온도 특성에 지대한 악영향을 주고 또한 Q값을 저하시킨다.The vibrations that slide in thickness are the main vibrations of the AT cut crystal oscillator, but there are also many parasitic vibrations such as contour vibrations. In order to improve the frequency-temperature characteristics of the main vibrations sliding with Q value and thickness, the effects of harmful parasitic vibrations should be avoided. Therefore, it is necessary to find a ratio of dimensions that sufficiently separate the parasitic vibrations of high and low response from the main vibrations that slide in thickness. As a result, it is necessary to first identify a high response parasitic vibration, i.e., width sliding vibration, which greatly affects the dimensioning of the width. The vibration frequency of the width sliding vibration is
Figure kpo00003
Is given by Where n is the order of overtone, P is the density, and C'55 is the elastic constant of the XY'Z 'spherical coordinate axis. When the oscillation frequency of the width sliding vibration is equal to the oscillation frequency f of the thickness sliding vibration, w / t is calculated to be 1.5n in the case of an elongated AT cut quartz crystal. The width sliding vibration is thought to appear only when n is a base, but according to the present invention, the width sliding vibration appears when n = 2, that is, when w / t = 3, and is combined with the thickness sliding vibration. In other words, the excellent width sliding vibration also adversely affects the frequency-temperature characteristics of the thickness sliding vibration and lowers the Q value.

제3도는, 제2도에 나타낸 w/t가 거의 2.94일 때, 두께 미끄럼 진동의 온도 특성을 표시한다. E는 주파수-온도특성을 표시한 것으로서, 폭 미끄럼 진동에 의해 크게 영향을 받는 기울기가 큰 부의 온도특성을 표시한다.FIG. 3 shows the temperature characteristics of the thickness sliding vibration when w / t shown in FIG. 2 is almost 2.94. E denotes a frequency-temperature characteristic, and indicates a negative temperature characteristic having a large slope which is greatly affected by the width sliding vibration.

AT커트 수정 진동자인 경우에, 절단각 Q를 변화시켜서, 주파수-온도 특성을 조정할 수 있다.In the case of an AT cut quartz crystal, the cutting angle Q can be varied to adjust the frequency-temperature characteristics.

그러나, 이 폭대 두께의 비율 w/t에 의해 절단각 Q를 변화시켰을 경우에도, 두께 미끄럼 진동이 폭 미끄럼 진동과 강하게 결합하기 때문에 상온 근처에서 평탄한 3차 곡선의 주파수-온도을 실현하는 것이 어렵다.However, even when the cutting angle Q is changed by the ratio w / t of the width thickness, it is difficult to realize the frequency-temperature of the cubic curve that is flat near room temperature because the thickness sliding vibration is strongly coupled with the width sliding vibration.

제3도에서, F는 등가저항 Ki의 온도특성을 나타내고, 폭 미끄럼 진동에 의해 영향을 받은 큰 저항에 의해 야기되는 값의 저하가 나타나 있다.In FIG. 3, F represents the temperature characteristic of the equivalent resistance Ki, and a decrease in the value caused by the large resistance influenced by the width sliding vibration is shown.

따라서, 폭대 두께의 비율이 3.0에서 1.5의 범위에서 변화할 때, 두께 미끄럼 진동의 주파수-온도특성이 조사되었다. 변곡점의 온도는, 주파수-온도특성이 3차곡선으로 표시되는 경우에 3차곡선의 2차미분이 0인 곳의 온도를 표시한다.Therefore, when the ratio of the width thickness varied in the range of 3.0 to 1.5, the frequency-temperature characteristic of the thickness sliding vibration was investigated. The temperature of the inflection point indicates the temperature where the second derivative of the third curve is zero when the frequency-temperature characteristic is represented by the third curve.

제4도는 두께 미끄럼 진동의 주파수-온도특성 곡선을 표시한 도면으로서, 횡축은 온도, 종축은 주파수 변화비율이고, 이곳의 기준온도는 20℃이다. 곡선G는 무관한 AT커트 수정 진동자의 이론적인 계산(마사나오 아리가에 의한 "수정의 단열 탄성정수와 그곳의 온도특성", 동경공업대학 학보, senes A Number 2, 1956)에 의한 주파수-온도특성 곡선이고, 변곡점의 온도는 약 28℃이다. 곡선 H는 이것의 폭대 두께의 비율 w/t가 약 2.87일 때의 주파수-온도특성 곡선이고, 변곡점의 온도는 약 43℃이다. 곡선 I는 이것의 폭대 두께의 비율 w/t가 약 1.94일 때의 주파수-온도특성 곡선이고, 변곡점의 온도는 약 -7℃이다.4 is a diagram showing a frequency-temperature characteristic curve of the thickness sliding vibration, wherein the horizontal axis represents temperature, the vertical axis represents frequency change rate, and the reference temperature is 20 ° C. Curve G is frequency-temperature by theoretical calculation of irrelevant AT-cut crystal oscillator ("Adiabatic elastic constant of crystal and its temperature characteristics" by Masanao Ariga, Tokyo University of Technology, senes A Number 2, 1956) It is a characteristic curve and the temperature of an inflection point is about 28 degreeC. Curve H is a frequency-temperature characteristic curve when the ratio w / t of the width thickness thereof is about 2.87, and the temperature of the inflection point is about 43 ° C. Curve I is a frequency-temperature characteristic curve when the ratio w / t of its width thickness is about 1.94, and the temperature of the inflection point is about -7 ° C.

제4도에 표시된 주파수-온도 특성곡선을 조사하는, 온도계수가 0일 때의 변곡점의 온도와 폭대 두께의 비율 w/t 사이의 관계가 제5도에 나타나 있다.The relationship between the temperature of the inflection point when the temperature coefficient is 0 and the ratio w / t of the width thickness when examining the frequency-temperature characteristic curve shown in FIG. 4 is shown in FIG.

제5도에 나타내었듯이, 변곡점의 온도와 폭대 두께의 비율 w/t는 서로 관련되고, 이 도면의 횡축은 폭대 두께의 비율 w/t이고 종축은 변곡점의 온도이다.As shown in Fig. 5, the temperature of the inflection point and the ratio w / t of the width thickness are related to each other, and the horizontal axis in this figure is the ratio w / t of the width thickness and the vertical axis is the temperature of the inflection point.

제5도에서 알수 있듯이, 폭대 두께의 비율 w/t가 1차의 폭 미끄럼 진동과 만나는 1.5부근에서 2차의 폭미끄럼과 만나는 3.0부근의 범위에 있을 때, 변곡점의 온도는 저온에서 고온으로 변화하고, 더우기, 종래의 실현할 수 없었던 변곡점의 온도를 얻을 수 있게 되었다.As can be seen in FIG. 5, the temperature of the inflection point changes from low to high when the ratio w / t of the width thickness is in the vicinity of 1.5 where it meets the first width sliding vibration and 3.0 where it meets the secondary width sliding. Moreover, the temperature of the inflection point which was not feasible conventionally can be obtained.

이런 양호한 주파수-온도 특성곡선이 있는 구형의 AT커트 진동자를 통신기기나 전자손목시계에 실용화하기 위해서, 변곡점의 온도는 35℃에서 5℃의 범위에 있어야 하는데, 이것에 의해서 상온 부근에서 양호한 주파수-온도 특성을 얻을 수 있다.In order to realize the practical use of the spherical AT cut vibrator with the good frequency-temperature characteristic curve in a communication device or an electronic watch, the temperature of the inflection point should be in the range of 35 ° C to 5 ° C, thereby making it possible to obtain a good frequency near room temperature. Temperature characteristics can be obtained.

제6도는 본 발명에 의한 변곡점의 온도변화를 나타내고, 여기서 J, K, L은 각기 변곡점의 온도가 35℃, 20℃, 5°일 때의 주파수-온도 특성곡선을 나타낸다.6 shows the temperature change of the inflection point according to the present invention, where J, K, and L represent the frequency-temperature characteristic curves when the inflection point temperature is 35 ° C, 20 ° C, and 5 °, respectively.

특성곡선으로 알수 있듯이, 0°에서 40℃의 온도 범위에서 주파수 변화는 3ppm의 범위에 있고, 이것은 고도로 정밀한 손목시계에 실제로 사용하는데 충분히 양호한 주파수-온도 특성이다. 특히, 변곡점의 온도가 약 20℃ 부근일 때가 실용상 바람직하다.As can be seen from the characteristic curve, in the temperature range of 0 ° to 40 ° C, the frequency change is in the range of 3 ppm, which is a good enough frequency-temperature characteristic for practical use in highly precise wrist watches. In particular, when the temperature of an inflection point is about 20 degreeC, it is preferable practically.

35℃ 에서 5℃ 의 범위에서 변곡점의 온도를 만족시키는 폭대 두께의 비율 w/t는, 제5도에서, 2.0-2.8의 범위에서 설정되어 있다.The ratio w / t of the width | variety thickness which satisfy | fills the temperature of an inflection point in the range of 35 degreeC-5 degreeC is set in the range of 2.0-2.8 in FIG.

제6도에 표시된 것과 같은 우수한 주파수-온도를 지니는 세장형상의 AT커트 수정 진동자는, 폭대두께의 비율 w/t가 2.0-2.8범위에 있을 때 얻을 수 있다. 한편, 제5도에서 알 수 있듯이, 변곡점의 온도에서의 분산은, 폭대 두께의 비율 w/t가 2.0-2.8의 범위에서 어느정도 변화할지라도 적어도, 이 정도에서의 분산은 수정진동자를 대량 생산하는데 영향을 미치지 않는다. 본 발명의 그것 이외에 치수의 비율에 언급하면, 폭대 두께의 비율 w/t가 2.8 이상일때, 변곡점의 온도는 급격히 상승하고, 폭대 두께의 w/t가 2.0이하일 때, 변곡점의 온도는 급격히 떨어진다. 따라서, 변곡점의 온도는 상온에서 멀어지고, 더우기, 변곡점의 온도는 폭대 두께의 비율 w/t를 약간 변화시키면 변하므로, 수정진동자를 대량 생산할 때에 제조량은 상당히 떨어진다.An elongated AT cut quartz crystal with good frequency-temperature as shown in FIG. 6 can be obtained when the ratio w / t of the width to thickness is in the range of 2.0-2.8. On the other hand, as can be seen in FIG. 5, the dispersion at the inflection point temperature, at least, is large enough to produce the crystal oscillator no matter how much the ratio w / t of the width thickness varies in the range of 2.0-2.8. Does not affect When referring to the ratio of dimensions other than that of the present invention, when the ratio w / t of the width thickness is 2.8 or more, the temperature of the inflection point rises sharply, and when the w / t of the width thickness is 2.0 or less, the temperature of the inflection point drops sharply. Therefore, the temperature of the inflection point is far from room temperature, and furthermore, since the temperature of the inflection point is changed by slightly changing the ratio w / t of the width thickness, the production amount is considerably reduced when mass-producing the crystal oscillator.

또 한편으로는, 본 발명에 의한 폭대 두께의 비율은 대량생산에 적합하고 변곡점의 온도는 진동자가 사용되는 조건에 따라 5℃ -35℃ 의 범위에서 임의대로 선택할 수 있다.On the other hand, the ratio of the width thickness according to the present invention is suitable for mass production and the temperature of the inflection point can be arbitrarily selected in the range of 5 ° C -35 ° C depending on the conditions under which the vibrator is used.

그후에, 길이대 두께의 비율을 결정해야 할 것이다. 일본국 공개특허공보 100991/74에 의하면, 길이대 두께의 비율 l/t가 30 이하이면, 수정진동자를 실용화하기 어렵다. 그러나 전자손목시계와 같은 제한된 용적에 넣어 사용하는 진동자는 소형크기이어야 한다. 예를들어, 1/t가 30일 때 4HMz의 AT커트 수정진동자의 길이는 약 12㎜이다.Then, the ratio of length to thickness will have to be determined. According to Japanese Unexamined Patent Publication No. 100991/74, it is difficult to put the crystal oscillator into practical use if the ratio l / t of the length to thickness is 30 or less. However, the vibrator used in a limited volume such as an electronic watch should be of small size. For example, when 1 / t is 30, the AT cut crystal oscillator of 4HMz is about 12 mm in length.

한편, 발진 주파수가 높아질 때, 발진회로와 주파수 분할회로에서의 소비전류가 일반적으로 증가하여 휴대용 기기에 이용하기가 적합하지 못하다.On the other hand, when the oscillation frequency is increased, current consumption in the oscillation circuit and the frequency division circuit generally increases, making it unsuitable for use in portable equipment.

그러므로, 진동자의 l/t가 25 이하이면 양호하고, l/t가 적으면 적을수록, 이 진동자를 휴대용 손목시계에 사용하기가 적당하다. 이제, 손목시계에 실제로 사용할 수 있는 진동자를 만들기 위해서, w/t가 2.0-1.8의 범위에 있을 때 25-7의 범위에 있는 길이대 두께의 비율 l/t를 선택하여 진동자의 주파수-온도 특성을 측정하고, 상온에서 변곡점의 온도와 주파수-온도특성 곡선의 기울기를 조사하였다. 이 결과로, 제5도 및 제15도에 나타난 곡선과 사실상 동일한 곡선을 나타내는 상관도를 복수개의 l/t값에서 얻었다. 또한 전자손목시계에 실제로 사용할 수 있는 높은 Q값과 적은 등가저항의 세장형상 AT커트 수정진동자를 얻었다. 좀더 상세히 25-7까지의 l/t의 범위를 조사해 보면, 진동자의 진동특성은 자연적으로 기생진동의 영향을 받는다. 이 실험의 일부분을 제7도에서 제시할 것이다.Therefore, it is good that l / t of the vibrator is 25 or less, and the smaller the l / t, the more suitable the vibrator is for use in a portable watch. Now, to make a vibrator that can actually be used on a watch, select the length-thickness ratio l / t in the range 25-7 when w / t is in the range 2.0-1.8 to select the vibrator's frequency-temperature characteristics. The slope of the inflection point temperature and the frequency-temperature characteristic curve was investigated at room temperature. As a result, correlations showing substantially the same curves as those shown in FIGS. 5 and 15 were obtained at a plurality of l / t values. In addition, an elongated AT cut crystal oscillator with high Q value and low equivalent resistance can be obtained. In more detail, looking at the range of l / t from 25 to 7, the vibration characteristics of the vibrator are naturally affected by parasitic vibrations. Part of this experiment will be presented in FIG.

제7도는 상온에서의 주파수-온도 특성 곡선의 기울기와 길이대 두께의 비율 l/t사이의 상관도이고, 그 횡축은 길이대 두께의 비율 비율인 l/t이고 그 종축은 상온에서의 주파수-온도 특성곡선의 기울기 Q(

Figure kpo00004
f/f)
Figure kpo00005
t이다. 이 상관도는 폭대 두께의 비율 w/t가 2.5이고 길이대 두께의 비율 l/t가 12.9-6.7일때 구형 AT커트 수정 진동자의 데이터를 나타낸다. 상관도를 조사해보면, 길이대 두께의 비율 1/t가 충분히 작은 범위에서 몇개의 1/t의 비에 의해 안정한 주파수-온도 특성곡선의 기울기가 주어진다. 제9도의 상관도에 의하면, 길이대 두께의 비율 l/t가 12.9-6.7의 범위에 있을때 공진자를 실용화할 수 있는 몇개의 l/t의 비가 발견되었다.7 is the correlation between the slope of the frequency-temperature characteristic curve at room temperature and the ratio of length to thickness l / t, the horizontal axis of which is the ratio of length to thickness at l / t, and the vertical axis being the frequency at room temperature. Slope Q of the temperature characteristic curve
Figure kpo00004
f / f)
Figure kpo00005
t. This correlation represents the data of a spherical AT cut quartz crystal when the ratio w / t of the width to thickness is 2.5 and the ratio l / t of the length to thickness is 12.9-6.7. Examining the correlation, the slope of the stable frequency-temperature characteristic curve is given by several 1 / t ratios in a range where the length / thickness ratio 1 / t is sufficiently small. According to the correlation of FIG. 9, some ratios of l / t that can be used for the resonator are found when the ratio of length to thickness l / t is in the range of 12.9-6.7.

제8도는 제7도와 마찬가지로, 등가 직렬저항 R1과 구형 AT커트 수정 진동자의 길이대 두께의 비율 l/t 사이의 상관도이다. 이 데이터에는 이 진동자를 실용화할 수 있는 복수개의 길이대 두께 비율이 분명히 나타나 있다.8 is a correlation between the equivalent series resistance R1 and the ratio l / t of the length to thickness of the spherical AT cut crystal oscillator, similarly to FIG. This data clearly shows a plurality of length-to-thickness ratios for practical application of the vibrator.

제9도 및 제10도는 본 발명에 의한 실시예의 주파수-온도 특성곡선이다. 제9도에서, 2G는, 주파수가 4.2MHz, w/t가 약 2.3(폭 w≒0.9㎜, 두께 t≒0.4㎜), 1/t가 약 8.5(길이 1≒3.4㎜, 두께 t≒0.4㎜), 베벨각 b가 약 7°13', 베벨길이 Io가 약 1㎜일 때의 주파수-온도특성 곡선이고, 이 특성곡선에 의해 실제적으로 10℃에서의 변곡점의 온도와 138Ω에서의 등가직렬저항 R1의 값을 얻는다.9 and 10 are frequency-temperature characteristic curves of the embodiment according to the present invention. In FIG. 9, 2G has a frequency of 4.2 MHz, w / t of about 2.3 (width w0.9 mm, thickness t ≒ 0.4 mm), and 1 / t of about 8.5 (length 1 ≒ 3.4 mm, thickness t ≒ 0.4 Mm), the bevel angle b is a frequency-temperature characteristic curve when the bevel angle b is about 7 ° 13 'and the bevel length Io is about 1 mm, and this characteristic curve is substantially equivalent to the temperature of the inflection point at 10 ° C and 138 Ω. Obtain the value of resistor R1.

한편 2H는, 주파수가 4.2MHz, w/t가 약 2.5(폭 w≒1.0㎜, 두께 t≒0.4㎜), 1/t가 약 8.5(길이 1≒3.4㎜, 두께 t≒0.4㎜), 베벨각 β가 약 7°13', 베벨길이 Io가 약 1㎜일때의 주파수-온도 특성곡선이며, 이 특성곡선에 의해 실제적으로 18℃에서의 변곡점의 온도와 130Ω에서의 등가직렬저항 R1의 값을 얻는다.On the other hand, 2H has a frequency of 4.2 MHz, w / t of about 2.5 (width w ≒ 1.0 mm, thickness t ≒ 0.4 mm), 1 / t of about 8.5 (length 1 ≒ 3.4 mm, thickness t ≒ 0.4 mm), bevel It is a frequency-temperature characteristic curve when β is about 7 ° 13 'and the bevel length Io is about 1 mm. This characteristic curve is used to determine the actual value of the inflection point at 18 ° C and the equivalent series resistance R1 at 130Ω. Get

제10도에서, 21는, 주파수가 4.2HMz, w/t가 약 2.3(폭 w≒0.9㎜, 두께 t≒0.4㎜), l/t가 9.3(길이 1=3.7㎜, 두께 t≒0.4㎜), 베벨각 β가 약 7°13', 베벨길이 Io가 약 1㎜일 때의 주파수-온도특성곡선이고, 이것에 의해 실제적으로 10℃에서의 변곡점의 온도와 130Ω에서의 등가직렬 저항 R1의 값을 얻는다.In FIG. 10, 21 has a frequency of 4.2 HMz, w / t of about 2.3 (width w0.9 mm, thickness t ≒ 0.4 mm), and l / t of 9.3 (length 1 = 3.7 mm, thickness t ≒ 0.4 mm). ), The bevel angle β is about 7 ° 13 'and the bevel length Io is about 1mm, and this is the frequency-temperature characteristic curve, whereby the temperature of the inflection point at 10 ° C and the equivalent series resistance R1 at 130 Get the value.

위에 설명한 실시예에서, 베벨 형상을 지닌 구형 AT커트 수정 진동자의 진동특성은, 제2도에 표시한 전극으로서 진공증착으로 그위에 Cr과 Au 내지 Cr 혹은 Au를 부착시키고, 수정편의 양끝을 길이방향에서 지지하고, 수정편을 진공 봉인하는 단계로 조사되었다. 제9도 및 제10도에서 나타난 것과 같은 주파수-온도 특성곡선은, 기생 공진에 의해 악영향을 받는 부위를 제외하고 본 발명에 의한 폭대 두께의 비율 w/t의 범위에 있는 복수의 부위에서 얻는다. 종래에 손목시계에 사용하는 진동자의 Q값은, 폭대 두께의 비율 w/t가 2.0에서 2.8의 범위에 있고 길이대 두께의 비율 1/t가 25 보다 적을 (예를들어 25-7)때 약 180,000이고, 또한 약 350,000인 Q값을 얻을 수 있다. 반면 본 발명에 의한 진동자의 등가직렬 저항 R1의 값은 역시 작다.In the above-described embodiment, the vibration characteristics of the bevel shape of the spherical AT cut quartz crystal oscillator are, as shown in Fig. 2, by attaching Cr and Au to Cr or Au thereon by vacuum deposition as the electrode shown in FIG. It was investigated in the step of supporting at, and vacuum sealing the crystal. The frequency-temperature characteristic curves as shown in FIGS. 9 and 10 are obtained at a plurality of sites in the range of the ratio w / t of the width thickness according to the present invention except for the sites adversely affected by parasitic resonance. The Q value of a vibrator conventionally used for watches is about when the ratio w / t of the width to thickness is in the range of 2.0 to 2.8 and the ratio 1 / t of the length to thickness is less than 25 (e.g. 25-7). A Q value of 180,000 and about 350,000 can be obtained. On the other hand, the value of the equivalent series resistance R1 of the vibrator according to the present invention is also small.

지금부터, 기생진동 주파수에서 충분히 분리되는 두께 미끄럼 주진동의 진동주파수와 높은 Q값을 지니는 구형 AT커트 수정진동자의 실시예가, w/t와 l/t의 값을 더욱 제한하면서, 설명된다.An embodiment of a spherical AT cut quartz crystal oscillator having a vibration frequency of a thick sliding main vibration and a high Q value sufficiently separated from the parasitic vibration frequency will now be described, further restricting the values of w / t and l / t.

길이 1이 길이를 따른 강하 허위진동에 의해 결정될 때(이것은 높은 응답의 허위진동이다), 길이로 결정되는 것의 주파수는 두께 미끄럼 주진동에서 사실상 상이해야 한다.When length 1 is determined by falling false vibration along the length (this is a high response false vibration), the frequency of what is determined by length should be virtually different in the thickness sliding main vibration.

굴절 진동의 진동 주파수는 다음의 식으로 주어진다.The vibration frequency of the refraction vibration is given by the following equation.

Figure kpo00006
Figure kpo00006

여기서, n=오우버토운의 차수(우수), P=수정의 밀로Where n = order of the overhaul (excellent), P = correction of the crystal

구형 AT커트 수정 진동자인 경우에, l/t가 25보다 적을 때 우선적으로 전자손목시계에 사용할 수 있지만, l/t의 값이 너무 작으면, Q값은 저하하므로, 본 발명에서 1/t의 값이 n=18 및 n=12의 범위에 있는 것은 바람직하다.In the case of a spherical AT cut crystal oscillator, when l / t is less than 25, it can be preferentially used in an electronic watch, but if the value of l / t is too small, the Q value is lowered. It is preferred that the value is in the range of n = 18 and n = 12.

굴곡 진동 주파수는 n=18이고 n=20일 때 주진동 주파수의 일치하고 n=18이고 n=20일 때의 길이대 두께의 비 1/t는 14.5 및 16.2로 계산되고, 이것의 중앙치를 선택한다.The flexural vibration frequency is equal to the main vibration frequency when n = 18 and n = 20, and the length-to-thickness ratio 1 / t when n = 18 and n = 20 is calculated as 14.5 and 16.2 and selects the median thereof. .

즉, l/t가 14.5와 16.2의 중앙치일 때 기생진동의 약효과를 피할 수 있다. 수평편의 폭대 두께의 비 w/t가 2.5이고 이것의 길이대 두께의 비 l/t가 14.5와 16.2의 중앙치일 때, 두께 미끄럼 진동은 폭 미끄럼 진동과 두께 미끄럼 진동과 같은 높은 레스폰스의 기생진동의 약효과에 의해 영향을 받지 않는다.In other words, when l / t is the median of 14.5 and 16.2, the weak effect of parasitic vibration can be avoided. When the width-to-thickness ratio w / t of the horizontal piece is 2.5 and its length-to-thickness ratio l / t is a median of 14.5 and 16.2, the thickness sliding vibration is a high response parasitic vibration such as the width sliding vibration and the thickness sliding vibration. Not affected by medicinal effects.

그러나, 폭 미끄럼 진동과 굴곡진동 이외의 낮은 레스폰스의 많은 기생진동이 있다.However, there are many parasitic vibrations of low response other than wide sliding vibration and flexural vibration.

제11도는 기생진동 주파수가 두께로 미끄러지는 주진동 부근에 있을 때 구형 AT커트 수정진동자의 온도 특성곡선이다.11 is a temperature characteristic curve of a spherical AT cut crystal oscillator when the parasitic vibration frequency is in the vicinity of the main vibration that slips in thickness.

곡선 M과 N은 각기 주파수-온도 특성곡선 및 등가직렬저항 R1의 온도 특성곡선을 표시한다.Curves M and N respectively represent the frequency-temperature characteristic curve and the temperature characteristic curve of the equivalent series resistance R1.

온도변화에 의해 두께로 미끄러지는 주진동이 낮은 레스폰스의 기생 진동 주파수를 가로지를 때 주파수-온도 특성곡선의 불연속점이 발생한다.Discontinuity points in the frequency-temperature characteristic curve occur when the main vibration sliding in thickness due to temperature changes crosses the parasitic vibration frequency of low response.

이러한 특성이 있는 구형 AT커트 수정 진동자는 실용에는 적합하지 못하다. 또한, 구형 AT커트 수정 진동자의 Q값 및 주파수-온도 특성을 개선시키기 위해서 낮은 레스폰스의 기생진동 주파수는 두께 미끄럼 주진동에서 분리시켜야 한다. 그러므로, 구형 AT커트 수정 진동자의 낮은 레스폰스의 기생진동을 상세하게 조사하기 위해서, 제2도에 나타내었듯이 w/t=2.5, 1/t=15.25로 각각 선택한 본 발명에 의한 수정편 2의 w/t와 1/t의 값을 단편적으로 변화시켰다.Spherical AT cut crystal oscillators with these characteristics are not suitable for practical use. Also, in order to improve the Q-value and frequency-temperature characteristics of the spherical AT cut crystal oscillator, the low response parasitic vibration frequency should be separated from the thickness sliding main vibration. Therefore, in order to investigate in detail the low response parasitic vibration of the spherical AT cut quartz crystal oscillator, as shown in FIG. 2, w of crystal 2 according to the present invention selected as w / t = 2.5 and 1 / t = 15.25, respectively. The values of / t and 1 / t were changed fractionally.

제12(a), 12(b)도는 각각 폰 w와 길이 1을 변화시켰을 때, 주파수 레스폰스의 변화를 나타내는 모우드 챠트도이고, 직선군(直線群)은 실측치를 연결시킨 것이고, 그 종축은 주파수 정수 f.t를 의미한다. 제12(a) 및 12(b)도에 표시한 직선 P는 두께 미끄럼의 주진동이고 이것의 주파수 정수는 약 1666.5KMz.mm이다.12 (a) and 12 (b) are the mode charts showing the change in the frequency response when the phone w and the length 1 are changed, respectively, and the straight line group connects the measured values. It means the frequency constant ft. The straight line P shown in Figs. 12 (a) and 12 (b) is the main vibration of the sliding thickness, and its frequency constant is about 1666.5 KMz.mm.

직선 P 이외의 직선은 기생진동이고, 이것의 진동 모우드가 불분명하지만, w/t 및 1/t에 대한 주파수 정수의 기울기는 실험적으로 얻었다. 이 직선의 기울기는 미소영역의 범위에서는 거의 직선으로 표시된다.Straight lines other than the straight line P are parasitic vibrations, and their vibration modes are unclear, but the slopes of the frequency constants for w / t and 1 / t are experimentally obtained. The inclination of this straight line is represented by a nearly straight line in the range of the micro area.

w/t와 1/t를 결정할 때 주의해야 할 기생진동은 직선 Q, R, S, U이다. 여기서, 직선 Q, R, S, U에 의해 표시되는 기생진동 주파수는 각기 fQ, fR, fS, fU이다.The parasitic vibrations to be aware of when determining w / t and 1 / t are the straight lines Q, R, S and U. Here, the parasitic vibration frequencies represented by the straight lines Q, R, S and U are f Q , f R , f S and f U, respectively.

4개의 기생진동의 주파수 정수는 w/t와 l/t의 함수에 의해 다음과 같이 표시된다.The frequency constants of four parasitic vibrations are expressed as a function of w / t and l / t:

Figure kpo00007
Figure kpo00007

두께 미끄럼 진동 P가 4개의 기생진동에 의해 영향을 받지않게 하기 위해서, 주진동의 주파수정수가 fPㆍt(여기서, fP는 주진동 주파수)일때, 다음의 식을 만족시켜야 한다.In order to prevent the thickness sliding vibration P from being affected by the four parasitic vibrations, the following formula must be satisfied when the frequency constant of the main vibration is f P ㆍ t (where f P is the main vibration frequency).

fPㆍt

Figure kpo00008
fQㆍt fPㆍt
Figure kpo00009
fRㆍt fPㆍt
Figure kpo00010
fSㆍt fPㆍt
Figure kpo00011
fUㆍtf P
Figure kpo00008
f Q ㆍ tf P ㆍ t
Figure kpo00009
f R ㆍ tf P ㆍ t
Figure kpo00010
f S tf P t
Figure kpo00011
f U t

두께 미끄럼 진동 P의 주파수는 전극의 두께로 조정할 수 있다. 전극의 두께에 의해 야기되는 주파수 저하가 기생진동의 그것보다 더 크기 때문에, 주파수 정수의 변화는 ±10KHz.mm정도까지 가능하다.The frequency of the thickness sliding vibration P can be adjusted by the thickness of the electrode. Since the frequency drop caused by the thickness of the electrode is larger than that of the parasitic vibration, the change of the frequency constant can be as high as ± 10 KHz.mm.

따라서, 위의 조건은 다음의 식으로 표시할 수 있다.Therefore, the above conditions can be expressed by the following equation.

fPㆍt+10

Figure kpo00012
fQㆍt fPㆍt+10
Figure kpo00013
fRㆍt fPㆍt-10
Figure kpo00014
fSㆍt fPㆍt-10
Figure kpo00015
fUㆍtf P t + 10
Figure kpo00012
f Q ㆍ tf P ㆍ t + 10
Figure kpo00013
f R ㆍ tf P ㆍ t-10
Figure kpo00014
f S ㆍ tf P ㆍ t-10
Figure kpo00015
f U t

따라서,therefore,

Figure kpo00016
Figure kpo00016

구형 AT커트 수정 진동자의 w/t 및 l/t가 위의 4개의 식을 만족할 때, 폭 미끄럼 진동과 굴곡진동과 같은 강한 기생진동은 제거할 수 있고, 동시에, 제12(a)도 및 제12(b)도에 표시한 바와 같이, 주진동 주파수는 약한 기생진동 주파수에서 분리시킬 수 있다.When w / t and l / t of the spherical AT cut crystal oscillator satisfy the above four equations, strong parasitic vibrations such as wide sliding vibration and bending vibration can be eliminated, and at the same time, the 12th (a) and the As shown in Fig. 12 (b), the main vibration frequency can be separated from the weak parasitic vibration frequency.

제13도는, 본 발명을 실시하여 상기 4개의 식을 만족시키는 치수의 비 w/t와 1/t를 도시하고, 그 횡축은 w/t이고 그 종축은 wl/t이다. 이 그래프상의 좌표점을(/t, l/t)로 표시하면, 점 A는 (2.41, 15.69), 점 B는 (2.58, 15.56) 점 C는(2.66, 14.98), 점 D는 (2.41, 14.98)이다. 이들 좌표점 A, B, C, D로 이루어지는 4각형 내부의 영역은 본발명을 실시하는 구형 AT커트 수정진동자를 만족시키고, 또한 약한 기생 진동에서 분리된다.FIG. 13 shows the ratio w / t and 1 / t of the dimensions satisfying the above four equations by implementing the present invention, the horizontal axis of which is w / t and the vertical axis of which is wl / t. If the coordinate point on this graph is expressed as (/ t, l / t), point A is (2.41, 15.69), point B is (2.58, 15.56), point C is (2.66, 14.98), and point D is (2.41, 14.98). The area inside the quadrangle consisting of these coordinate points A, B, C, and D satisfies the spherical AT cut crystal oscillator of the present invention and is also separated from the weak parasitic vibration.

제14도는 수정편 2의 측면이고, 지면에 수직이고 위로 향한 X축의 주변에 α(약 5℃)만큼 시계 반대 방향으로 기울은 X-Y'평면이 표시된 본 발명에 의한 수정편 5를 도시한다.FIG. 14 shows Crystalline 5 according to the invention which is the side of Crystalline 2 and is marked with an X-Y 'plane inclined counterclockwise by α (about 5 ° C) around the X-axis perpendicular to the ground and upwards. .

앞에 인용한 일본국 공개특허공보에 의하면, 폭대두께의 비 w/t가 1-8의 범위에 있을 때, 주파수-온도 특성곡선의 변곡점의 온도는 무한판의 이론 치의 온도 (약 25°와)거의 같기 때문에, 수정진동자의 주파수-온도 특성을 무한판의 그것과 등가로 하기 위해서 수정편의 측면이 경사지게 한다. 그러나, 본 발명에 의한 진동자가 경사각 (약 6°27')로 경사지더라도, 주파수-온도 특성곡선의 변곡점의 온도는 제5도에 표시된 곡선과 동일하다. 측면이 경사진 구형 AT커트 수정진동자의 폭 w와 길이 l를 미소범위에서 단편적으로 변화시켜 각 경우에 주파수 레스폰스의 강도를 측정할 때, 그 주파수 레스폰스는 제12(a)도 및 제12(b)도에 표시된 것과 같이 측면이 경사지지 않는 수정 진동자와 거의 동일하였다. 이번에는, 측면이 경사진 구형 AT커트 수정진동자의 폭의 치수는w는 제14도에 표시되어 있는 것과 같이 X-Z'평면의 상부면 혹은 하부면이다.According to the above-mentioned JP Patent Publication, when the ratio w / t of the width thickness is in the range of 1-8, the temperature of the inflection point of the frequency-temperature characteristic curve is the temperature of the theoretical value of the infinite plate (about 25 °). Since they are about the same, the sides of the crystal are inclined to equalize the frequency-temperature characteristics of the crystal oscillator with that of the infinite plate. However, even if the vibrator according to the present invention is inclined at an inclination angle (about 6 ° 27 '), the temperature of the inflection point of the frequency-temperature characteristic curve is the same as the curve shown in FIG. When measuring the intensity of the frequency response in each case by varying the width w and length l of the spherical AT cut quartz crystal oscillator with its side slanted in a small range, the frequency response is shown in FIGS. As shown in (b), the side of the crystal oscillator was almost the same. This time, the dimension of the width of the spherical AT cut crystal oscillator inclined side is w or the upper or lower surface of the X-Z 'plane as shown in FIG.

이렇게, 제13도에 표시된 사각형 A, B, C, D의 영역에서 측면 경사진 구형 AT커트 수정 진동자의 길이 l과 폭 w를 선택하므로써, w/t와 l/t를 더욱 제한하고 레스폰스의 경도에 관계없이 기생진동의 영향을 받지 않는, 즉 본 발명을 실시하는 구형 AT커트 수정 진동자를 실현할 수 있다.Thus, by selecting the length l and width w of the laterally inclined spherical AT cut crystal oscillator in the areas of rectangles A, B, C and D shown in FIG. 13, w / t and l / t are further restricted and response Regardless of the hardness, the spherical AT cut crystal oscillator which is not affected by the parasitic vibration, that is, the present invention can be realized.

제15도는 l/t=15.25이고 θ=34°43'일때 수정진동자의 폭 대두께의 비 w/t와 상온에서의 주파수-온도 특성 곡선의 기울기 사이의 상관도 이고, 횡축은 폭 대두께의 비 w/t이고 종축은 상은

Figure kpo00017
에서의 주파수-온도 특성곡선의 기울기이다.FIG. 15 is the correlation between the ratio w / t of the width to thickness of the crystal oscillator and the slope of the frequency-temperature characteristic curve at room temperature when l / t = 15.25 and θ = 34 ° 43 ', and the horizontal axis represents the width to thickness Ratio w / t and the vertical axis is
Figure kpo00017
The slope of the frequency-temperature characteristic curve at.

곡선 2A는 주면(X-Z'면)과 측면(X-Y'면)이 이루는 각이 거의 직각일 때, 즉 제14도에서 나타낸 경사각 α가 거의 0°일때. w/t가 3.3인 시료의 측면을 연마하여서 폭 w을 감소시키면서, 그때마다 주진동의 온도변화 특성을 조사하고 상온 부근의 주파수 온도 특성곡선의 경사를 산출하여서 얻어진 값을 결합시킨 것이다.Curve 2A is when the angle formed between the main surface (X-Z 'plane) and the side surface (X-Y' plane) is almost right angle, that is, when the inclination angle α shown in Fig. 14 is almost 0 °. The width w is reduced by polishing the side of the sample with w / t of 3.3, and the values obtained by investigating the temperature change characteristic of the main vibration and calculating the slope of the frequency temperature characteristic curve near room temperature are combined.

곡선 2B, 2C, 2D는 수정편의 측면인 X-Y'면을 X축의 정발향을 지면의 위쪽으로 해서 각각 우로 약 6°27'경사, 좌로 약 6°27'경사, 좌로 약 10°40'경사시킨 수정편에 대해서, w/t=2.6의 시료를 폭 w를 연마 축소시키면서 그때마다 주파수 온도특성을 조사하고 주파수 온도 특성곡선의 상온 부근에서의 경사를 산출해서 얻어진 값을 결합시킨 것이다.Curves 2B, 2C, and 2D show the X-Y 'plane, which is the side of the crystal, with the forward direction of the X axis above the ground, about 6 ° 27' to the right, about 6 ° 27 'to the left, and about 10 ° 40' to the left. With respect to the inclined crystal piece, a sample of w / t = 2.6 was polished and reduced in width w, and the values obtained by investigating the frequency temperature characteristics at each time and calculating the inclination near the normal temperature of the frequency temperature characteristic curve were combined.

제15도에 있는 곡선 2A의 기울기는 w/t가 2.0이하이거나 3.0의 부근일 대 극히 크다. 주파수-온도 특성곡선의 기울기가 크면, 폭 대두께의 비 w/t의 가공정도가 더 힘들어지고, 수정편의 대량생산이 더어려워진다. 즉 주파수-온도 특성곡선의 기울기는 w/t가 2.0과 2.8사이의 범위에 있을 때, 비교적 평탄하다. w/t가 2.0에서 2.8사이의 범위에 있을 때, 가공 정도를 볼때 수정핀을 대량 생산할 수 있다. 한편, 제15도에서 X-Y'면인 측면이 α°만큼 경사진 수평면 2B, 2C, 2D의 각 기울기를 곡선 2A의 기울기와 비교할 때, 곡선 213의 기울기는 곡선 2A의 기울기보다는 크고, 곡선 2C 및 2D의 기울기는 곡선 2A의 기울기보다 평탄하다. 특히, 곡선 2C의 기울기는 아주 평탄하기 때문에, 가공정도에 비추어 곡선 2C를 지니는 수정편은 대량생산에 적당하다. X-Y'면인 수정편의 측면을, 제14도에 보인것 처럼, 지면에 수직하고 위로 향한 X축을 따라(0°에서 10°40'의 범위에 있는) α만큼 시계 반대방향으로 경사지게할 때, 가공정도에 비추어 수정편의 대량생산은 유리하고, 대량생산의 산출량이 증가된다.The slope of curve 2A in FIG. 15 is extremely large when w / t is less than 2.0 or around 3.0. If the slope of the frequency-temperature characteristic curve is large, the machining accuracy of the ratio w / t of the width to thickness becomes more difficult, and the mass production of the crystal piece becomes more difficult. That is, the slope of the frequency-temperature characteristic curve is relatively flat when w / t is in the range between 2.0 and 2.8. When w / t is in the range from 2.0 to 2.8, you can mass-produce quartz pins in terms of machining accuracy. On the other hand, when comparing the inclination of the horizontal planes 2B, 2C, and 2D in which the side of X-Y 'plane is inclined by α ° in FIG. 15 with the slope of curve 2A, the slope of curve 213 is greater than the slope of curve 2A, and the curve 2C And the slope of 2D is flatter than the slope of curve 2A. In particular, since the slope of curve 2C is very flat, the crystal piece having curve 2C is suitable for mass production in view of the degree of processing. When the side of the crystal, which is the plane X-Y ', is inclined counterclockwise by α (in the range of 0 ° to 10 ° 40') perpendicular to the ground and upward, as shown in FIG. In light of the degree of processing, mass production of crystal pieces is advantageous, and the output of mass production is increased.

2.0 2.8의 범위의 폭 대두께의 비 w/t를 지니는 수정진동자는 변곡점의 온도를 고려해서 주로 상온에서 사용하는 전자시계 및 전자장치에 사용하기가 아주 적합하다. 그러나, 예를들어 변곡점의 온도가 5°이하인 AT커트 수정진동자가 필요하게 될 때, 제14도의 α가 약 6°30'이면 폭대 두께의 비는 2.0이하일 수 있다.A crystal oscillator with a width-to-thickness ratio w / t in the range of 2.0 to 2.8 is well suited for use in electronic clocks and electronic devices mainly used at room temperature, considering the temperature of the inflection point. However, for example, when an AT cut crystal oscillator having a temperature of an inflection point of 5 ° or less is required, if the α of FIG. 14 is about 6 ° 30 ', the ratio of the width thickness may be 2.0 or less.

제16도는 제4도에 보인 주파수-온도 특성곡선을 위한 제1도에 보일 절단각 θ중에서 최적 절단각와 폭대 두께의 비 w/t사이의 상관도표이고, 그 횡축은 폭대 두께의 비 w/t이고, 그 종축은 제4도에 보인 주파수-온도 특성곡선을 얻기 위한 최적 절단각 θ0이다. 곡선 2J, 2K, 2L, 2M은, 제15도의 주파수-온도 특성곡선 2A, 2B, 2C, 2D를 나타내는 수정편과 동일한 수정편의 최적 절단각 θ0대폭 대두께의 비를 나타낸다.FIG. 16 is a correlation chart between the optimum cutting angle and the ratio of the width thickness w / t among the cutting angles θ shown in FIG. 1 for the frequency-temperature characteristic curve shown in FIG. 4, and the horizontal axis is the ratio of the width thickness ratio w / t. The vertical axis is the optimum cutting angle θ 0 for obtaining the frequency-temperature characteristic curve shown in FIG. 4. Curves 2J, 2K, 2L, and 2M show the ratio of the optimum cutting angle θ 0 to the large thickness of the same crystal piece as the crystal piece showing the frequency-temperature characteristic curves 2A, 2B, 2C, and 2D of FIG.

주면(XZ'면)과 측면(XY'면)이 사실상 직각으로 만나는(즉, 제14도의 α가 사실상 0°) 세장형상의 AT커트 수정진동자의 최적 절단각 θ0은, 제16도의 곡선 J에 의해서, w/t가 2.0일때 실제적으로 33°20'이고 w/t가 2.8일때 34°55'이다. 제16도의 상관도표에서, 최적 절단각 Q는 폭대 두게의 비 w/t가 2.0에서 2.8의 범위에 있을때 각각의 w/t의 값에 대응하는 약 33°20'에서 34°55'의 범위에서 선택된다.The optimal cutting angle θ 0 of an elongated AT cut quartz crystal oscillator where the principal plane (XZ 'plane) and the side surface (XY' plane) meet at substantially right angles (that is, α of FIG. 14 is substantially 0 °) is the curve J of FIG. Is actually 33 ° 20 'when w / t is 2.0 and 34 ° 55' when w / t is 2.8. In the correlation chart of FIG. 16, the optimum cutting angle Q is in the range of about 33 ° 20 'to 34 ° 55' corresponding to the value of each w / t when the ratio of the width w / t is in the range of 2.0 to 2.8. Is selected.

한편, 각 α가 지면에 수직하고 위로 향한 X축을 따라 시계 반대방향으로 경사진 0°에서 10°40'의 범위에 있으면, 폭대 두께의 비 w/t에 대한 절단각의 변화범위는 좁아지므로 수정진동자는 대량생산에 적합하다. 특히, α가 6°27'일때, 수정진동자를 가공할때 폭대 두께의 w/t가 다소 흐트러지더라도 최적절단각 θ0는 거의 고정된다. α가 지면에 수직하고 위로 향한 X축을 따라 시계 반대방향으로 경사진 0°에서 10°10'의 범위에 있으면, 각 w/t의 값에 대응하는 약 33°20'에서 36°20'의 범위에서 최적 절단각 θ0의 변화 범위를 선택한다.On the other hand, if the angle α is in the range of 0 ° to 10 ° 40 'inclined counterclockwise along the upward X-axis perpendicular to the ground, the range of change of the cutting angle for the ratio w / t of the width is narrowed and corrected. The vibrator is suitable for mass production. In particular, when α is 6 ° 27 ', the optimum cutting angle θ 0 is almost fixed even when the width w / t of the width is slightly disturbed when the crystal oscillator is processed. If α is in the range of 0 ° to 10 ° 10 'perpendicular to the ground and inclined counterclockwise along the upward X axis, a range of about 33 ° 20' to 36 ° 20 'corresponding to the value of each w / t Select the range of change of the optimal cutting angle θ 0 at.

제17(a)는, 본 발명의 실시예에 따라 w/t와 l/t를 더욱 제한하는 구형 AT커트 수정진동자의 폭대 두께의 비 w/t가, 제14도의 주면(X-Z')과 측면(X-Y')면사이의 각인 각 α가 거의 직각이고 l/t가 15.25이며 θ가 34°53'일때, 2.41에서 2.66의 범위에 있을 때 상온에서의 주파수-온도 특성곡선의 기울기를 나타낸다.17 (a) shows the ratio w / t of the width of the spherical AT cut quartz crystal oscillator further restricting w / t and l / t according to the embodiment of the present invention. The slope of the frequency-temperature characteristic curve at room temperature when the angle α, which is the angle between and the side (X-Y ') plane, is nearly right, l / t is 15.25, and θ is 34 ° 53', in the range 2.41 to 2.66 Indicates.

제17(b)도는 상온에서 평탄한 주파수-온도특성을 보인 최적 절단각 θo와 제17(a)도에 나타낸 구형 AT커트 수정진동자의 폭대 두께의 비 w/t사이의 상관도이다.Fig. 17 (b) shows the correlation between the optimum cutting angle θo showing the flat frequency-temperature characteristics at room temperature and the ratio w / t of the width of the spherical AT cut crystal oscillator shown in Fig. 17 (a).

제17(b)도에 보였듯이, 본 발명에 따라 상온에서 평탄한 주파수-온도 특성곡선을 보여주는 구형 AT커트 수정진동자는 θo가 w/t에 따라 34°53'의 범위에 있을 때 용이한 처리방법으로 대량생산할 수 있다. X-Y'면인 수정편의 측면이 제14도에 보인것과 같이 지면에 수직이고 위로 향한 X축을 따라 0°에서 10°40'범위에서 α°로 경사지면, 수정편을 대량 생산할 수 있는 대량생산의 산출량을 개선시킬 수 있다. 지면에 수직하고 위로 향한 X축을 따라서 0°에서 10°40' 범위에서 수정편을 시계 반대방향으로 α°만큼 회전시킬때 34°35'-35°25'의 범위에서 최적 절단각 θo를 선택하면, 상온에서 평탄한 곡선을 보여주는 바람직한 주파수-온도 특성곡선은 2.41-2.66의 범위에서 본 발명을 실시하는 구형 AT커트 수정진동자의 폭대 두께의 비 w/t에 걸쳐서 실현된다.As shown in FIG. 17 (b), the spherical AT-cut quartz crystal oscillator showing a flat frequency-temperature characteristic curve at room temperature according to the present invention is an easy treatment method when θo is in the range of 34 ° 53 'according to w / t. Can be mass-produced. If the side of the crystal, which is the X-Y 'plane, is inclined at α ° in the range of 0 ° to 10 ° 40' along the upward X axis as shown in Figure 14, then the mass of the crystal can be mass-produced. Yields can be improved. Selecting the optimum cutting angle θo in the range of 34 ° 35'-35 ° 25 'when rotating the crystal counterclockwise α ° in the range 0 ° to 10 ° 40' along the upward X axis to the ground The preferred frequency-temperature characteristic curve showing a smooth curve at room temperature is realized over the ratio w / t of the width of the spherical AT cut crystal oscillator implementing the present invention in the range of 2.41-2.66.

특히, α=6°27'인 경우에는, 수정진동자를 가공할때 w/t가 분산되더라도 최적 절단각 θo는 변하지 않는다.In particular, in the case of α = 6 ° 27 ', the optimum cutting angle θo does not change even when w / t is dispersed when the crystal oscillator is processed.

제18도는 본 발명의 구형 AT커트 수정진동자이고, Y'축이 회전축일때 수정편 6의 길이방향 1과 X축 사이의 회전각 ψ을 보여주는 평면도이다. 여기서, 7은 여자용 전극을, 8은 베벨부를 표시한다.FIG. 18 is a spherical AT cut crystal oscillator of the present invention, and is a plan view showing the rotation angle ψ between the longitudinal direction 1 and the X axis of the quartz crystal 6 when the Y 'axis is the rotation axis. Here, 7 denotes an excitation electrode, and 8 denotes a bevel portion.

제19(a)도는 본 발명을 실시하고, 폭대 두께의 비 w/t가 2.5이고 길이 대두께의 비 1/t가 12.25일때 회전각을 변화시킨 제2도의 구형 AT커트 수정진동자의 상온에서 주파수-온도 특성곡선의 기울기의 기울기와 회전각 ψ사이의 상관도표이고, 그 횡축은 제18도에 보인 회전각 ψ이고, 그 종축은 상온

Figure kpo00018
에서의 주파수-온도 특성곡선의 기울기이다. 제19(a)도에서 절단각은 34°48'이다.19 (a) shows the frequency at room temperature of the spherical AT cut quartz crystal oscillator of FIG. 2 in which the rotation angle was changed when the ratio w / t of the width to thickness was 2.5 and the ratio 1 / t of the length to the thickness was 12.25. The correlation chart between the slope of the slope of the temperature characteristic curve and the rotation angle ψ, the horizontal axis of which is the rotation angle ψ shown in FIG.
Figure kpo00018
The slope of the frequency-temperature characteristic curve at. In Fig. 19 (a), the cutting angle is 34 ° 48 '.

제19(b)도는 상온에서 평탄한 주파수-온도 특성곡선을 얻기 위해 최적절단각 θo와 회전각 ψ을 나타내는 상관도표이다. 제19(a)도와 제19(b)도에서 보였듯이, 회전각이 18°이상일때 주파수-온도 특성곡선의 기울기는 가공 공차는 심하게 된다.19 (b) is a correlation chart showing the optimum cutting angle θo and the rotation angle ψ in order to obtain a flat frequency-temperature characteristic curve at room temperature. As shown in Figs. 19 (a) and 19 (b), when the rotation angle is 18 ° or more, the slope of the frequency-temperature characteristic curve becomes severe.

본 발명에 의한 AT커트 수정진동자의 경우에, 수정의 길이 방향에 거의 X축의 방향으로, 즉 Y축이 회전축일때 X축에서 ±18°범위에 있으면 가공공차는 심하지 않다. 최적 절단각 θ°는 회전각 ψ로 선택된다. 기생진동주파수는 회전각 ψ에 의해 다소 변화하지만, 제13도에 보인 본 발명에 의한 치수영역은 ψ=0°±18°이면 변하지 않는다. 베벨형상의 수정편의 길이방향에 선단부가 있는 AT커트 진동자를 이제까지 예시해 왔는데, 제13도에 보인 사각형 A, B, C, D와 영역에서 진동자의 길이 대두께의 비 l/t와 폭대 두께의 비 w/t를 포함하여 본 발명을 실시하는 구형 AT커트 진동자의 베벨길이 lo와 선단부의 두께 to는, lo/l 및 to/t가 다음의 식을 만족시키는 한 기생진동에 의해 악영향을 받지 않는 AT커트 수정진동자에 특이한 상온부근에서의 평탄한 주파수-온도 특성의 3차곡선을 보여준다.In the case of the AT cut quartz crystal oscillator according to the present invention, the machining tolerance is not severe if it is in the direction of the X axis almost in the longitudinal direction of the crystal, that is, in the range of ± 18 ° from the X axis when the Y axis is the rotary axis. The optimal cutting angle θ ° is chosen as the rotation angle ψ. The parasitic vibration frequency varies somewhat with the rotation angle ψ, but the dimensional area according to the present invention shown in FIG. 13 does not change if ψ = 0 ° ± 18 °. The AT cut oscillator with the tip in the longitudinal direction of the bevel-shaped crystal piece has been exemplified so far, and the ratio of length to thickness l / t and width of the vibrator in the squares A, B, C, D and the region shown in FIG. The bevel length lo and the tip thickness of the spherical AT cut oscillator implementing the present invention, including the ratio w / t, are not adversely affected by parasitic vibration as long as lo / l and to / t satisfy the following equation: It shows the third-order curve of the flat frequency-temperature characteristics near the room temperature, which is specific to the AT-cut crystal oscillator.

0.08

Figure kpo00019
lo/l
Figure kpo00020
0.320.08
Figure kpo00019
lo / l
Figure kpo00020
0.32

0.15

Figure kpo00021
to/t
Figure kpo00022
0.850.15
Figure kpo00021
to / t
Figure kpo00022
0.85

이 식의 중요한 인자는 폭대 두께의 비 w/t와 길이 대두께의 비 l/t가 되므로, 플래노 블록형상 혹은 플래노 베벨형상을 가지게 가공된 수정 진동자의 각 부위는 역시 위에 언급한 사각형 A, B, C, D를 만족한다. 블록형상의 베벨형상을 가지게 가공된 축 방향의 수정진동자의 선단부는, 진동자가 길이 방향의 선단부에 지지되는 경우에 Q값의 저하가 적으므로 높은 Q값을 유지하기가 유효하다.An important factor of this equation is the ratio w / t of the width thickness to the ratio l / t of the length large thickness, so that each part of the crystal oscillator processed to have a plano block shape or plano bevel shape is also referred to as the square A mentioned above. , B, C, and D are satisfied. The tip of the crystal oscillator in the axial direction processed to have a bevel shape in the form of a block is effective in maintaining a high Q value because the Q value decreases little when the vibrator is supported by the longitudinal end.

제20도는 본 발명을 실시하는 구형 AT커트 수정진동자의 온도특성곡선이다. 곡선 2E 및 2F는 각각 주파수-온도 특성곡선 및 등가거장 R1의 온도 특성곡선이다. 제20도에 보인 온도특성곡선은 θ=34°48', l/t=15.3, w/t=2.52, α=0°인 시료에 대한 것이다. 높은 레스폰스의 폭미끄럼 진동주파수와 굴곡 진동 주파수, 낮은 레스폰스의 기생진동 주파수가 주진동 주파수에서 충분히 분리되는 본 발명에 의한 치수영역에서, 제15도에서 보인것과 같은 양호한 주파수-온도 특성곡선과 평탄한 등가저항의 주파수 특성을 얻을 수 있다. 제15도에서 온도특성곡선의 변곡점의 온도는 약 20℃이다. 두께 및 주진동 주파수가 각각 약 0.4㎜ 및 4HMz인 경우에, 두께가 약 1㎜이고 길이가 약 6.1㎜인 극히 소형의 구형 AT커트 수정 진동자를 얻을 수 있다.20 is a temperature characteristic curve of a spherical AT cut crystal oscillator embodying the present invention. Curves 2E and 2F are the frequency-temperature characteristic curve and the temperature characteristic curve of equivalent station R1, respectively. The temperature characteristic curve shown in FIG. 20 is for a sample with θ = 34 ° 48 ', l / t = 15.3, w / t = 2.52, α = 0 °. In the dimensional domain of the present invention where the high response wide sliding frequency and flexural vibration frequency and the low response parasitic vibration frequency are sufficiently separated from the main vibration frequency, a good frequency-temperature characteristic curve as shown in FIG. The frequency characteristic of the equivalent resistance can be obtained. In FIG. 15, the temperature of the inflection point of the temperature characteristic curve is about 20 ° C. When the thickness and the main vibration frequency are about 0.4 mm and 4 HMz, respectively, an extremely small spherical AT cut crystal oscillator having a thickness of about 1 mm and a length of about 6.1 mm can be obtained.

이제까지 예시한 본 발명에 따라서, 2.0-2.8의 범위에서 수정편의 폭대 두께의 비 w/t를 선택하므로써, 높은 Q값, 낮은 등가저항과 5℃-35℃의 범위에서 주파수-온도 특성곡선의 변곡점의 온도를 지니는 소형의 세장 형상 AT커트 수정진동자를 얻을 수 있다. 더우기, 네점 A, B, C, D로 정해진 사각형의 범위안에서 치수비 w/t와 l/t를 제한하므로써, 기생진동의 악영향을 받지않고, 약 20℃부근에서 주파수-온도 특성곡선의 변곡점 온도를 갖고, 가공정도에 비추어 대량 생산할 수 있는 소형의 구형 AT커트 수정 진동자를 제공할 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 1차적인 목적은 충분히 성취되었다.According to the present invention thus far exemplified, by selecting the ratio w / t of the width of the crystal piece in the range of 2.0-2.8, the high Q value, the low equivalent resistance and the inflection point of the frequency-temperature characteristic curve in the range of 5 ° C-35 ° C A small, elongated AT-cut crystal oscillator with a temperature of can be obtained. Furthermore, by limiting the dimensional ratios w / t and l / t within the range of the squares defined by the four points A, B, C, and D, the inflection point temperature of the frequency-temperature characteristic curve is around 20 ° C without being affected by parasitic vibrations. It is possible to provide a small spherical AT cut crystal oscillator which can be mass-produced in view of the processing accuracy. As a result, the primary object of the present invention has been sufficiently achieved.

Claims (1)

수정판을 X축을 중심으로 하여 반시계 방향으로 약 33°20'-약 36°20'의 cut각 만큼 회전시켜서 얻어지는 AT cut수정진동자에 있어서, 수정판의 길이 l를 X축 방향으로, 폭 w를 Z'축 방향으로, 두께 t를 Y'축 방향으로, 선택하고, 폭대(對)두께치수비 w/t를 2.0-2.8의 범위로, 길이대 두께 치수비 l/t를 25이하로 선택한 것을 특징으로 하는 AT cut수정진동자.In the AT cut quartz crystal oscillator obtained by rotating the quartz plate by the cut angle of about 33 ° 20 'to about 36 ° 20' counterclockwise around the X axis, the length l of the quartz plate in the X-axis direction and the width w in Z In the 'axial direction, the thickness t is selected in the Y' axis direction, and the width-thickness ratio w / t is selected in the range of 2.0-2.8 and the length-to-thickness dimension ratio l / t is 25 or less. AT cut crystal oscillator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101355752B1 (en) * 2010-06-10 2014-01-27 더 스와치 그룹 리서치 앤 디벨롭먼트 엘티디 First and second orders temperature-compensated resonator

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KR101355752B1 (en) * 2010-06-10 2014-01-27 더 스와치 그룹 리서치 앤 디벨롭먼트 엘티디 First and second orders temperature-compensated resonator

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