TW201733263A - 晶體振子 - Google Patents

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芝崎友則
大井友貴
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Abstract

本發明中提供一種晶體振子，抑制副振動與主振動的耦合且晶體阻抗值被抑制得低。晶體振子（100b）包括：平板狀的晶體片（110b），具有與X'軸及Z'軸平行的主面，所述X'軸是以作為晶體的結晶軸的Z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的X軸在15度至25度的範圍內旋轉所得，所述Z'軸是以X'軸為中心而使Z軸在33度至35度的範圍內旋轉所得；以及激振電極（120b），形成於晶體片的各主面。而且，各激振電極形成為橢圓形形狀，橢圓形形狀的長軸相對於X'軸延伸的方向而在-5度至+15度的範圍的方向上延伸。

Description

晶體振子
本發明是有關於一種使用了經雙旋轉切割的晶體片的晶體振子。
已知使用經雙旋轉切割的晶體片的雙旋轉晶體振子（doubly rotated crystal resonator），所述經雙旋轉切割的晶體片是與X'軸及Z'軸平行地將晶體切斷而形成，所述X'軸是以作為結晶軸的Z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的X軸旋轉ϕ度所得，所述Z'軸是以X'軸為中心而使Z軸旋轉θ度所得。例如，專利文獻1中，例如示出ϕ約為22度、θ約為34度的SC切割的晶體振子。此種雙旋轉晶體振子比起AT切割晶體振子而熱衝擊特性良好，且在80℃左右的相對高的溫度下顯示出零溫度係數，因此，例如作為收納在加熱到80℃左右的一定溫度的恒溫槽內而穩定度高的晶體振盪器使用。
[背景技術文獻]                  [專利文獻]                  [專利文獻1] 日本專利特開平5-243890號公報
[發明所要解決的問題]                  然而，如專利文獻1所示的雙旋轉晶體振子中，存在如下問題，即，輪廓系、彎曲系的副振動與主振動耦合，而容易產生由溫度變化引起的急劇的頻率變化及晶體阻抗（crystal impedance，CI）的變化。而且，雙旋轉晶體振子與AT切割的晶體振子彼此的振動模式不同，因而，也難以直接將AT切割的晶體振子的技術用於雙旋轉晶體振子來抑制副振動。
因此，本發明的目的在於，提供抑制副振動與主振動的耦合而CI值被抑制得低的晶體振子。
[解決問題的技術手段]                  第一觀點的晶體振子包括：平板狀的晶體片，具有與X'軸及Z'軸平行的主面，所述X'軸是以作為晶體的結晶軸的Z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的X軸在15度至25度的範圍內旋轉所得，所述Z'軸是以X'軸為中心而使Z軸在33度至35度的範圍內旋轉所得；以及激振電極，形成於晶體片的各主面。而且，各激振電極形成為橢圓形形狀，橢圓形形狀的長軸相對於X'軸延伸的方向而在-5度至+15度的範圍的方向上延伸。
第二觀點的晶體振子包括：平板狀的晶體片，具有與X'軸及Z'軸平行的主面，所述X'軸是以作為晶體的結晶軸的Z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的X軸在15度至25度的範圍內旋轉所得，所述Z'軸是以X'軸為中心而使Z軸在33度至35度的範圍內旋轉所得；以及激振電極，形成於晶體片的各主面。而且，各激振電極形成為橢圓形形狀，橢圓形形狀的長軸相對於Z'軸延伸的方向而在±5度的範圍的方向上延伸。
第三觀點的晶體振子如第一觀點及第二觀點，晶體片形成為一根對角線相對於Z'軸處於±10°的範圍的正方形或長方形、或者一條邊相對於所述Z'軸處於±10°的範圍的正方形或長方形（其中，正方形、長方形也包括晶體片的角部為R狀等的大致正方形、大致長方形）。另外，此處敘述為±10°的理由在於，如果處於該範圍，則在將本發明中提及的激振電極配置於特定的位置後，進而能夠減小支撐晶體片時的影響且能夠選擇晶體片的加工容易的晶體片。
第四觀點的晶體振子如第一觀點至第三觀點，長軸與橢圓形形狀的短軸之比為1.1：1至2.0：1的範圍。
第五觀點的晶體振子包括：平板狀的晶體片，具有與X'軸及Z'軸平行的主面，所述X'軸是以作為晶體的結晶軸的Z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的X軸在15度至25度的範圍內旋轉所得，所述Z'軸是以X'軸為中心而使Z軸在33度至35度的範圍內旋轉所得；以及激振電極，形成於晶體片的各主面。各激振電極形成為第一橢圓形形狀與第二橢圓形形狀合成所得的形狀，所述第一橢圓形形狀是長軸相對於X'軸延伸的方向而在-5度至+15度的範圍的方向上延伸的形狀，所述第二橢圓形形狀是長軸相對於Z'軸延伸的方向而在±5度的範圍的方向上延伸的形狀。
第六觀點的晶體振子如第五觀點，第一橢圓形形狀的長軸與短軸之比為1.1：1至2.0：1的範圍，第二橢圓形形狀的長軸與短軸之比為1.1：1至2.0：1的範圍。
第七觀點的晶體振子如第一觀點至第六觀點，晶體片以規定的頻率振動，激振電極包括厚度為固定的中央部、及形成於中央部的周圍且從內周側到外周側而厚度變薄的傾斜部，傾斜部的內周側與外周側的寬度比晶體片的不必要振動的波長的1/2長。
第八觀點的晶體振子如第一觀點至第七觀點，激振電極的厚度為晶體片的厚度的0.03%至0.18%之間。
[發明的效果]                  根據本發明的晶體振子，能夠抑制副振動與主振動的耦合，且CI值被抑制得低。
以下，基於附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。另外，本發明的範圍在以下的說明中只要沒有旨在特別限定本發明的記載，則不限於這些形態。
（第一實施方式） ＜晶體振子100的構成＞ 圖1是雙旋轉切割的晶體片110的說明圖。圖1中，晶體的結晶軸表示為X軸、Y軸、Z軸。雙旋轉切割的晶體片110是通過與X'軸及Z'軸平行地將晶體切斷而形成，所述X'軸是以作為晶體的結晶軸的Z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的X軸旋轉ϕ度所得，所述Z'軸是以X'軸為中心而使Z軸旋轉θ度所得。因此，雙旋轉切割的晶體片110以X'Z'面為主面的方式形成。而且，圖1中，示出與X'軸及Z'軸垂直的Y'軸。
關於圖1所示的雙旋轉切割的晶體片，已知有ϕ約為22度且θ約為34度的SC切割的晶體片，ϕ約為19度且θ約為34度的IT切割的晶體片，及ϕ約為15度且θ為34.33度的FC切割的晶體片等。這些晶體片的ϕ為15度至25度之間且θ為33度至35度之間，以下的說明中，使用ϕ為15度至25度之間且θ為33度至35度之間的雙旋轉切割的晶體片而進行說明。
圖2A是晶體振子100的平面圖。晶體振子100具有晶體片110及激振電極120。晶體片110形成為長邊在Z'軸方向上延伸且短邊在X'軸方向上延伸的長方形的平板狀。方形板狀的晶體振子容易調整形狀，且能夠將製造成本抑制得低，因而優選。
在晶體片110的主面的表面與背面（+Y'軸側及-Y'軸側的各面）分別形成著激振電極120。各激振電極120為相同形狀且以在Y'軸方向上彼此重疊的方式形成。激振電極120形成為長軸在Z'軸方向上延伸且短軸在X'軸方向上延伸的長方形形狀，從激振電極120分別將引出電極121引出到晶體片110的+Z'軸側的邊的兩端。
以前，伴隨晶體振子的小型化而晶體片的方形板化推進，但為了電常數（electric constant）的優化，要使激振電極的形狀形成為方型以使激振電極的面積變大。然而，方型激振電極中，彎曲系的副振動與來自晶體片的端面的反射波容易耦合，也成為CI值的變動及增加的原因。與此相對，在激振電極形成為圓形的情況下，能夠抑制來自晶體片的端面的反射波，能夠防止耦合，因而能夠防止CI值的變動及增加。進而，在激振電極形成為橢圓形形狀的情況下，能夠擴大激振電極的面積而實現電常數的優化，並且與圓形形狀的激振電極同樣地防止CI值的變動及增加，因而優選。
而且，在長軸的長度ZA為短軸的長度XA的1.1倍至2.0倍的範圍的情況下，存在抑制CI值的變動及增加的傾向，因而優選。認為在長軸的長度ZA小於短軸的長度XA的1.1倍的情況下，因近似於圓形形狀，所以無法使激振電極的面積變大，在長軸的長度ZA大於短軸的長度XA的2.0倍的情況下，能夠防止如圓形形狀的激振電極所表現出的CI值的變動及增加的效果減弱。
圖2B是圖2A的IIB-IIB剖視圖。將晶體片110的厚度設為YA，各激振電極120的厚度設為YB。晶體振子的振盪頻率與晶體片的厚度成反比，因而厚度YA可根據晶體振子100的振盪頻率而決定。而且，厚度YB優選形成於700 Å至2500 Å之間，尤其優選形成為1200 Å至1600 Å之間的厚度。如果激振電極過薄，則無法作為電極而發揮功能且無法封閉主振動，而如果過厚，則電極的質量增加，由此導致CI值的增大及CI值的變動，因此要考慮到這些情況來調整為最佳範圍。而且，厚度YA與厚度YB之間存在優選關係，在厚度YB取厚度YA的0.03%到0.18%之間的值的情況下，CI值的變動少，從而優選。
＜晶體振子200a及晶體振子200b的構成＞ 圖3A是晶體振子200a的平面圖。晶體振子200a包括：具有正方形形狀的平面的晶體片210，形成於晶體片210的兩主面的激振電極120，及從各激振電極120引出的引出電極221a。晶體片110（參照圖2A）形成為長方形形狀，即便形成為短邊及長邊的長度相等的正方形形狀也容易調整形狀，從而能夠將製造成本抑制得低，因此也優選。晶體片210具有與Z'軸平行的一根對角線211，且以激振電極120的長軸沿著對角線211的方式形成。激振電極的面積越大則電常數越穩定，因而越優選，而通過將激振電極120沿著對角線211形成，能夠在大小已定的晶體片210上以激振電極120的面積的大小增大的方式形成，因而優選。而且，晶體振子200a中，引出電極221a分別被引出到晶體片210的+X'軸側及-X'軸側的晶體片210的對角線上的角。
圖3B是晶體振子200b的平面圖。晶體振子200b包括：具有正方形形狀的平面的晶體片210，形成於晶體片210的兩主面的激振電極120，及從各激振電極120引出的引出電極221b。引出電極221b被引出到激振電極120的+Z'軸側及-Z'軸側的晶體片210的角。
在圖3A、圖3B任一情況下，均在晶體片的對角線的角部保持晶體片，因而能夠穩定地保持晶體片。然而，保持位置不限於此。而且，圖3A、圖3B的例中，示出晶體片的對角線與Z'軸平行，因此，晶體片的角部位於Z'軸或X'軸上的例，但考慮到支撐的影響等，也存在晶體片的對角線相對於Z'軸非平行且為±10度的範圍的優選的位置關係，也就是，也存在晶體片的角部位於偏離Z'軸或X'軸規定角度的線上的情況。
圖4A是晶體振子100a的概略平面圖。晶體振子100a具有晶體片110a及激振電極120a。晶體振子100a中，還另外形成著引出電極等，但圖4A中僅示出晶體片110a與激振電極120a。激振電極120a形成為長軸在Z'軸方向上延伸的橢圓形形狀，晶體片110a形成為長邊在Z'軸方向上延伸的長方形形狀。
激振電極的形狀優選為橢圓形形狀，而在激振電極的長軸在Z'軸方向上延伸的情況下，能夠抑制傳遞到Z'軸方向的副振動即彎曲振動，由此，能夠抑制CI值的上升，因而優選。而且，關於激振電極120a的長軸的延伸的方向，如果將從Z'軸起逆時針方向上的旋轉的角度設為α1，從Z'軸起順時針方向上的旋轉的角度設為α2，則只要α1及α2為5度的範圍內的方向，便容易獲得能夠抑制彎曲振動的效果。也就是，如果將逆時針方向設為正方向、順時針方向設為負方向，則優選為激振電極的長軸相對於Z'軸延伸的方向而在±5度的範圍的方向上延伸的情況。
圖4B是晶體振子100b的概略平面圖。晶體振子100b具有晶體片110b及激振電極120b。晶體振子100b上，還另外形成著引出電極等，但圖4B中僅示出晶體片110b及激振電極120b。激振電極120b形成為長軸在X'軸方向上延伸的橢圓形形狀，晶體片110b形成為長邊在X'軸方向上延伸的長方形形狀。
在如激振電極120b那樣激振電極的長軸在X'軸方向上延伸的情況下，能夠抑制晶體振子100b的副振動的端面反射，因而能夠抑制CI值的上升。而且，在相對於晶體片的X'軸，激振電極的長軸在-5度到+15度的範圍，也就是圖4B中β1為-5度、β2為+15度的範圍內延伸的情況下，能夠抑制CI值的上升。
另外，圖4A、圖4B的例中示出晶體片的一條邊與Z'軸或者X'軸平行的例，具體來說，圖4A的例中示出長方形形狀的晶體片的一條長邊與Z'軸平行的例，圖4B的例中示出長方形形狀的晶體片的一條短邊與Z'軸平行的例。然而，考慮到支撐的影響等，也存在晶體片的一條邊相對於Z'軸非平行且為±10度的範圍的優選的位置關係，也就是，也存在晶體片的角部位於偏離Z'軸或X'軸規定角度的線上的情況。
圖5A是激振電極320的平面圖。激振電極320形成為使圖4A所示的激振電極120a與圖4B所示的激振電極120b對準彼此的中心而重合的形狀。如果將激振電極120a的長軸的長度設為ZB、短軸的長度設為XB，將激振電極120b的長軸的長度設為XC、短軸的長度設為ZC，則與圖2A所示的激振電極120同樣地，以激振電極120a的長軸的長度ZB為短軸的長度XB的1.1倍至2.0倍的範圍，激振電極120b的長軸的長度XC為短軸的長度ZC的1.1倍至2.0倍的範圍的方式，形成激振電極320。激振電極120a與激振電極120b的短軸彼此及長軸彼此的長度可相同也可不同。
在如激振電極120a那樣長軸與Z'軸平行的情況下，能夠抑制傳遞到Z'軸方向的副振動即彎曲振動，在如激振電極120b那樣長軸與X'軸平行的情況下，能夠抑制副振動的端面反射。激振電極320形成為長軸在Z'軸方向上延伸的橢圓形形狀與長軸在X'軸方向上延伸的橢圓形形狀所合成的形狀，由此可同時具有激振電極120a與激振電極120b的特徵。
圖5B是晶體振子300a的平面圖。晶體振子300a具有晶體片310a、形成於晶體片310a的兩主面的激振電極320、及分別從各激振電極320引出的引出電極321a。圖5B中，示出長度ZB與長度XC具有相同的長度，晶體片310a具有正方形的平面，晶體片310a的各邊以與Z'軸或者X'軸平行的方式形成的情況下的例。而且，引出電極321a分別從激振電極320引出到晶體片310a的對角線上即晶體片310a的+X'軸側的-Z'軸側的角及-X'軸側的+Z'軸側的角。
晶體振子300a中，晶體片310a的各邊以沿著激振電極120a及激振電極120b的長軸的方式且以在X'軸及Z'軸上延伸的方式形成，由此能夠使激振電極320的面積形成得大，因而優選。
圖5C是晶體振子300b的平面圖。晶體振子300b具有晶體片310b、形成於晶體片310b的兩主面的激振電極320、及分別從各激振電極320引出的引出電極321b。圖5C中，長度ZB與長度XC為相同長度，晶體片310b具有正方形的平面，晶體片310b的對角線以與Z'軸及X'軸平行的方式形成。而且，引出電極321b分別從激振電極320引出到晶體片310b的+Z'軸側的角及-Z'軸側的角。
另外，該圖5B的例中示出晶體片的一條邊與Z'軸平行的例，圖5C的例中示出晶體片的對角線與Z'軸平行的例，但考慮到支撐的影響等，也存在晶體片的一條邊或對角線位於相對於Z'軸非平行且為±10度的範圍的優選的位置的情況。
晶體振子300b中，晶體片310b的對角線與Z'軸或者X'軸平行地形成。由此，能夠使激振電極的面積形成得大，因而優選。
（第二實施方式） 在激振電極的周圍形成著表面傾斜的傾斜部，由此也能夠抑制彎曲振動或反射波。以下，對形成著傾斜部的晶體振子進行說明。
＜晶體振子400的構成＞ 圖6A是晶體振子400的平面圖。晶體振子400具有晶體片110、激振電極420、及引出電極121。激振電極420形成為與圖2A所示的激振電極120相同的橢圓形形狀，具有厚度為固定的中央部420a及形成於中央部420a的周圍且從內周側到外周側而厚度變薄的傾斜部420b。圖6A中，激振電極420的虛線的內側作為中央部420a、虛線的外側作為傾斜部420b而表示。
圖6B是圖6A的VIB-VIB剖視圖。激振電極420中，中央部420a的厚度形成為YB，傾斜部420b中以從內周側到外周側的長度（傾斜長度）在長度ZD的範圍內厚度變薄的方式形成。激振電極420中，在傾斜部420b的長度ZD大於不必要振動的波長的1/2的情況下，能夠抑制不必要振動的發生而降低CI值。認為其理由可能在於來自晶體片的端面的反射波等不必要振動在傾斜部中衰減。
圖6C是表示不必要振動的波長與頻率的關係的曲線圖。圖6C中，橫軸表示晶體振子的頻率（MHz），縱軸表示不必要振動的波長（μm）。而且，縱軸的刻度以50 μm間隔而賦予。伴隨主振動發生的不必要振動中有彎曲振動、輪廓剪切振動（contour shear vibrating）、伸長振動等各種振動。圖6C中由單點劃線表示彎曲振動，由實線表示輪廓剪切振動，由虛線表示伸長振動。
雙旋轉晶體振子中，不必要振動中的彎曲振動最會影響到CI值，因而為了降低CI值，重要的是抑制彎曲振動。例如，在晶體振子的振盪頻率為20 MHz的情況下，如果彎曲振動具有162.0 μm的波長，則如果將長度ZD設為彎曲振動的波長的一半即81.0 μm以上，便能夠大幅抑制彎曲振動的發生。而且，輪廓剪切振動及伸長振動等其他不必要振動的波長接近彎曲振動的波長，所以也能夠利用用於彎曲振動的所述傾斜部而加以抑制。
＜關於傾斜長度＞ 在A mm見方的晶體片上形成厚度為1400 Å且直徑為0.6A mm的激振電極，並使該激振電極以20 MHz振盪的情況下，改變傾斜長度而測定CI值與溫度的關係，將所求出的結果示於以下。
圖7A是表示傾斜長度為0 μm的情況下的CI值的溫度變化的曲線圖。橫軸表示晶體振子的溫度，縱軸表示CI值。其中，圖7A~圖7D的各圖中將各實驗中作為目標的共同基準的CI值表述為R，圖7A中對R賦予100 Ω單位的刻度來說明CI。圖7A中示出9個晶體振子的CI值的溫度變化。圖7A的各晶體振子中形成著激振電極，傾斜長度形成為0 μm。也就是，圖7A中為未形成傾斜部的狀態。
圖7A中，可知因晶體振子而CI值的溫度變化的傾向大幅不同，CI值不穩定。例如，在考慮使用雙旋轉晶體振子的溫度即80℃下，最低CI值約為（R+50） Ω，最高CI值約為（R+850） Ω。也就是，圖7A的晶體振子中，80℃下產生約800 Ω的變動。
圖7B是表示傾斜長度為50 μm的情況下的CI值的溫度變化的曲線圖。圖7B中示出關於3個晶體振子的CI值的溫度變化，縱軸以50 Ω間隔而賦予刻度。各晶體振子的激振電極的傾斜長度為50 μm。圖7B中，CI值約被限制在（R-100） Ω到R Ω的範圍內。尤其在考慮用於雙旋轉晶體振子的80℃的溫度下，最低CI值為（R-77.94） Ω，最高CI值為（R-58.89） Ω。也就是，圖7B的晶體振子中，80℃下產生18.05 Ω的變動。這些結果表示，比起圖7A所示的晶體振子的情況，通過形成傾斜部而CI值大幅降低並且穩定。
圖7C是表示傾斜長度為55 μm的情況下的CI值的溫度變化的曲線圖。圖7C中，示出關於7個晶體振子的CI值的溫度變化，對縱軸以50 Ω間隔賦予刻度。圖7C所示的各晶體振子的激振電極的傾斜長度為55 μm。也就是，與圖7B的晶體振子相比，傾斜長度不同。圖7C中，CI值約被限制在（R-150） Ω至（R-100） Ω的範圍內。尤其在考慮用於雙旋轉晶體振子的80℃的溫度下，最低CI值為（R-140.11） Ω，最高CI值為（R-120.23） Ω。也就是，圖7C的晶體振子中，80℃下產生19.88 Ω的變動。
關於圖7C的晶體振子，與圖7B的晶體振子同樣地表示出，相比於圖7A的晶體振子，通過形成傾斜部而CI值大幅降低並且穩定。而且，圖7C的晶體振子表現為與圖7B的晶體振子相比CI值整體降低了50 Ω左右。認為該結果起因於圖7C的晶體振子的傾斜長度比圖7B的晶體振子長。進而，認為傾斜長度僅相差5 μm而CI值便降低了近50 Ω左右是因為在圖7B及圖7C中，傾斜長度比20 MHz下彎曲振動的波長的1/2即81.0 μm短，因而彎曲振動未被充分抑制，由於微小的傾斜長度的差異而被抑制的彎曲振動大幅不同。
圖7D是表示傾斜長度為400 μm的情況下的CI值的溫度變化的曲線圖。圖7D中，示出關於6個晶體振子的CI值的溫度變化，對縱軸以50 Ω間隔賦予刻度。圖7D所示的各晶體振子中，傾斜長度為400 μm。圖7D中，CI值約被限制在（R-200） Ω至（R-150） Ω的範圍內。尤其在考慮用於雙旋轉晶體振子的80℃的溫度下，最低CI值為（R-201.3） Ω，最高CI值為（R-189.4） Ω。也就是，圖7D的晶體振子中，80℃下產生了11.9 Ω的變動。
圖7D的晶體振子與圖7A至圖7C的晶體振子相比CI值低且CI值的變動也小。認為這些結果是起因於傾斜長度形成得長。而且，圖7D的晶體振子中，認為因傾斜長度比20 MHz下彎曲振動的波長的1/2即81.0 μm長，彎曲振動得到充分抑制。
圖7D所示的晶體振子例如能夠通過如下方法而形成，該方法中使用了由金屬板利用光刻（photolithography）技術及濕式蝕刻（wet etching）技術而形成的金屬製掩模（mask）。具體來說為如下掩模，即，利用側面蝕刻與金屬板的厚度方向的蝕刻同時進行的性質而獲得的懸突形狀（overhang shape）的掩模、或者層疊開口尺寸一點點變小的多個薄掩模並對這些掩模進行點焊而以1塊掩模的形式形成的掩模。通過使用這些懸突形狀的掩模或者層疊多個薄掩模而成的掩模，能夠形成圖7D的晶體振子。
以上，已對本發明的最佳實施方式進行了詳細說明，但如本領域技術人員所知那樣，本發明能夠在其技術範圍內對實施方式添加各種變更、變形而實施。而且，所述實施方式也可進行各種組合而實施。
100、100a、100b、200a、200b、300a、300b、400‧‧‧晶體振子
110、110a、210、310a、310b‧‧‧晶體片
120、120a、120b、320、420‧‧‧激振電極
121、221a、221b、321a、321b‧‧‧引出電極
211‧‧‧對角線
420a‧‧‧中央部
420b‧‧‧傾斜部
X、X'、Y、Y'、Z、Z'‧‧‧軸
XA‧‧‧激振電極120的短軸的長度
XB‧‧‧激振電極120a的短軸的長度
XC‧‧‧激振電極120b的長軸的長度
YA‧‧‧晶體片110的厚度
YB‧‧‧激振電極120的厚度
ZA‧‧‧激振電極120的長軸的長度
ZB‧‧‧激振電極120a的長軸的長度
ZC‧‧‧激振電極120b的短軸的長度
ZD‧‧‧激振電極420的從內周側到外周側的長度
ϕ、θ、β1、β2‧‧‧角度
α1‧‧‧逆時針方向上的旋轉的角度
α2‧‧‧順時針方向上的旋轉的角度
圖1是雙旋轉切割的晶體片110的說明圖。 圖2A是晶體振子100的平面圖。 圖2B是圖2A的IIB-IIB剖視圖。 圖3A是晶體振子200a的平面圖。 圖3B是晶體振子200b的平面圖。 圖4A是晶體振子100a的概略平面圖。 圖4B是晶體振子100b的概略平面圖。 圖5A是激振電極320的平面圖。 圖5B是晶體振子300a的平面圖。 圖5C是晶體振子300b的平面圖。 圖6A是晶體振子400的平面圖。 圖6B是圖6A的VIB-VIB剖視圖。 圖6C是表示不必要振動的波長與頻率的關係的曲線圖。 圖7A是表示傾斜長度為0 μm的情況下的CI值的溫度變化的曲線圖。 圖7B是表示傾斜長度為50 μm的情況下的CI值的溫度變化的曲線圖。 圖7C是表示傾斜長度為55 μm的情況下的CI值的溫度變化的曲線圖。 圖7D是表示傾斜長度為400 μm的情況下的CI值的溫度變化的曲線圖。
100a‧‧‧晶體振子
110a‧‧‧晶體片
120a‧‧‧激振電極
X’、Y’、Z’‧‧‧軸
α1‧‧‧逆時針方向上的旋轉的角度
α2‧‧‧順時針方向上的旋轉的角度

Claims (14)

  1. 一種晶體振子，其特徵在於包括： 平板狀的晶體片，具有與X'軸及Z'軸平行的主面，所述X'軸是以作為晶體的結晶軸的Z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的X軸在15度至25度的範圍內旋轉所得，所述Z'軸是以所述X'軸為中心而使所述Z軸在33度至35度的範圍內旋轉所得；以及 激振電極，形成於所述晶體片的各所述主面， 各所述激振電極形成為橢圓形形狀，所述橢圓形形狀的長軸相對於所述X'軸延伸的方向而在-5度至+15度的範圍的方向上延伸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的晶體振子，其中， 所述晶體片形成為一根對角線相對於Z'軸處於±10°的範圍的正方形或長方形、或者 所述晶體片形成為一條邊相對於所述Z'軸處於±10°的範圍的正方形或長方形。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的晶體振子，其中， 所述長軸與所述橢圓形形狀的短軸之比為1.1：1至2.0：1的範圍。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的晶體振子，其中， 所述晶體片以規定的頻率振動， 所述激振電極包括：厚度為固定的中央部，以及形成於所述中央部的周圍且從內周側到外周側而厚度變薄的傾斜部， 所述傾斜部的所述內周側與所述外周側的寬度，比所述晶體片的不必要振動的波長的1/2還長。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的晶體振子，其中， 所述激振電極的厚度為所述晶體片的厚度的0.03%至0.18%之間。
  6. 一種晶體振子，其特徵在於包括： 平板狀的晶體片，具有與X'軸及Z'軸平行的主面，所述X'軸是以作為晶體的結晶軸的Z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的X軸在15度至25度的範圍內旋轉所得，所述Z'軸是以所述X'軸為中心而使所述Z軸在33度至35度的範圍內旋轉所得；以及 激振電極，形成於所述晶體片的各所述主面， 各所述激振電極形成為橢圓形形狀，所述橢圓形形狀的長軸相對於所述Z'軸延伸的方向而在±5度的範圍的方向上延伸。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的晶體振子，其中， 所述晶體片形成為一根對角線相對於Z'軸處於±10°的範圍的正方形或長方形、或者 所述晶體片形成為一條邊相對於所述Z'軸處於±10°的範圍的正方形或長方形。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的晶體振子，其中， 所述長軸與所述橢圓形形狀的短軸之比為1.1：1至2.0：1的範圍。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的晶體振子，其中， 所述晶體片以規定的頻率振動， 所述激振電極包括：厚度為固定的中央部，以及形成於所述中央部的周圍且從內周側到外周側而厚度變薄的傾斜部， 所述傾斜部的所述內周側與所述外周側的寬度，比所述晶體片的不必要振動的波長的1/2還長。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的晶體振子，其中， 所述激振電極的厚度為所述晶體片的厚度的0.03%至0.18%之間。
  11. 一種晶體振子，其特徵在於包括： 平板狀的晶體片，具有與X'軸及Z'軸平行的主面，所述X'軸是與以作為晶體的結晶軸的Z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的X軸在15度至25度的範圍內旋轉所得，所述Z'軸是以所述X'軸為中心而使所述Z軸在33度至35度的範圍內旋轉所得；以及 激振電極，形成於所述晶體片的各所述主面， 各所述激振電極形成為第一橢圓形形狀與第二橢圓形形狀合成所得的形狀，所述第一橢圓形形狀是長軸相對於所述X'軸延伸的方向而在-5度至+15度的範圍的方向上延伸的形狀，所述第二橢圓形形狀是長軸相對於所述Z'軸延伸的方向而在±5度的範圍的方向上延伸的形狀。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的晶體振子，其中， 所述第一橢圓形形狀的長軸與短軸之比為1.1：1至2.0：1的範圍， 所述第二橢圓形形狀的長軸與短軸之比為1.1：1至2.0：1的範圍。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的晶體振子，其中， 所述晶體片以規定的頻率振動， 所述激振電極包括：厚度為固定的中央部，以及形成於所述中央部的周圍且從內周側到外周側而厚度變薄的傾斜部， 所述傾斜部的所述內周側與所述外周側的寬度，比所述晶體片的不必要振動的波長的1/2還長。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的晶體振子，其中， 所述激振電極的厚度為所述晶體片的厚度的0.03%至0.18%之間。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7294608B2 (ja) 2017-08-18 2023-06-20 ニデックエレシス株式会社 アンテナアレイ

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5957512A (ja) * 1982-09-27 1984-04-03 Fujitsu Ltd 水晶振動子
JPS59176918A (ja) * 1983-03-25 1984-10-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水晶振動子
JP2001211052A (ja) * 2000-01-26 2001-08-03 Murata Mfg Co Ltd 圧電共振子
JP2002217675A (ja) * 2001-01-15 2002-08-02 Toyo Commun Equip Co Ltd 圧電振動素子の電極構造及び製造装置
JP3969224B2 (ja) * 2002-01-08 2007-09-05 株式会社村田製作所 圧電共振子及びそれを用いた圧電フィルタ・デュプレクサ・通信装置
JP4196641B2 (ja) * 2002-10-23 2008-12-17 エプソントヨコム株式会社 超薄板圧電デバイスとその製造方法
JP4435049B2 (ja) * 2005-08-08 2010-03-17 株式会社東芝 薄膜圧電共振器及びその製造方法
CN101228691B (zh) * 2005-08-30 2011-01-05 松下电器产业株式会社 压电谐振器的制造方法
JP2007158486A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Epson Toyocom Corp 水晶振動素子、水晶振動子、及び水晶発振器
JP4635917B2 (ja) * 2006-03-09 2011-02-23 株式会社大真空 表面実装型圧電振動デバイス
WO2009020022A1 (ja) * 2007-08-03 2009-02-12 Daishinku Corporation 圧電振動子
JP4563437B2 (ja) * 2007-10-18 2010-10-13 日本電波工業株式会社 ２回回転ｙカット板からなる水晶振動子
TW201238244A (en) * 2011-02-23 2012-09-16 Nihon Dempa Kogyo Co GT-cut quartz crystal resonator
JP2012205032A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Daishinku Corp 水晶振動子
JP6084068B2 (ja) * 2013-02-28 2017-02-22 京セラクリスタルデバイス株式会社 水晶振動素子
JP6338367B2 (ja) * 2013-12-24 2018-06-06 日本電波工業株式会社 水晶振動子
JP6252209B2 (ja) * 2014-01-31 2017-12-27 株式会社大真空 圧電振動片および当該圧電振動片を用いた圧電デバイス
JP2016029762A (ja) * 2014-07-25 2016-03-03 セイコーエプソン株式会社 振動素子、振動子、発振器、電子機器、および移動体
JP2017079390A (ja) * 2015-10-20 2017-04-27 セイコーエプソン株式会社 振動素子、発振器、電子機器、移動体および基地局

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