TWI401882B - Crystal oscillator - Google Patents
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Description
本發明係關於電子機器中所使用之高頻率數的晶體振盪器。
使用AT切面晶體振盪元件之厚度振盪系列晶體振盪器，一般為於晶體振盪元件的表面與背面上使一對的激勵電極呈正對向而形成，並將交流電壓施加於該激勵電極之構成。如此之壓電振盪器的種種特性係受到激勵電極的構成之影響。例如可藉由採用較大尺寸的電極而擴大激勵區域，以改善串聯共振電阻或增加頻率數的可變量。
此外，晶體振盪器的種種特性亦受到晶體振盪元件(晶體振盪板)的構成之極大影響。例如，晶體振盪元件可能因加工條件或加工變動度的不同，而使得板面的平面平行度無法達到一致，此時會強烈激勵出寄生振盪(Spurious Oscillation)而導致晶體振盪元件的特性之惡化。於藉由改變外部電壓使主振盪頻率數成為可變之電壓控制型壓電振盪器中，如此的問題於擴大頻率數的可變程度時更為顯著。亦即，主振盪頻率數成為可變，可能會引起與上述寄生振盪之間的耦合，而產生頻率數的尖銳現象或是震盪的不安定之缺失。
第23圖係顯示以往技術之氣密密封前的表面安裝型晶體振盪器之俯視圖。於第23圖中，為於封裝10上裝載
形成有激勵電極101、102之晶體振盪元件103之構成。於如此的構成中，於晶體振盪元件的厚度不均勻而無法達到平面平行度的一致時，會產生寄生振盪。
此外，第24圖及第25圖係顯示，因板厚的平面平行度而激勵出寄生振盪之狀態的圖式。第24圖(a)係顯示於AT切面晶體振盪板7上形成有激勵電極101、102之狀態之模式性剖面圖，且於板厚t1=t2，亦即於達到板厚的平面平行度的一致時之狀態。於如此之晶體振盪板中，係表示出如第24圖(b)所示般之於主振動附近並未出現寄生振盪之頻率數特性。於第24圖(b)、第25圖(b)中，縱軸為阻抗(Z)，橫軸為頻率數(Frequency)。
第25圖(a)亦顯示於晶體振盪板7上形成有激勵電極101、102之狀態之模式性剖面圖，但於板厚t1<t2，亦即於未達到板厚的平面平行度的一致時之狀態。於如此之晶體振盪板中，係表示出如第25圖(b)所示般之於主振動附近出現寄生振盪Sp之共振特性。如此之寄生振盪Sp的產生，可視為因板厚的平面平行度的不一致而產生。亦即，於厚度切變振盪中，所知者為激勵出fs模式(對稱模式)與fa模式(斜對稱模式)，由於振盪能量全體會互相抵消，因此，一般而言斜對稱模式並未做為共振峰值而顯現。然而，於因晶體振盪板的不均衡而使振盪均衡崩潰時，該模式會做為寄生振盪而顯現。
關於因如此之晶體振盪板的平面平行度的變動而導致特性惡化者，例如有於下列專利文獻1中所揭示者。於該
專利文獻1中係揭示有下列構成，亦即，對向電極(激勵電極)之一邊具有由2個分割電極所組成之構成，該分割電極各自使與另一邊的對向電極之間之共振頻率數成為幾乎一致而藉此改善特性，並藉由導通手段使分割電極互為電性導通。關於各個分割電極使各個共振頻率數成為幾乎一致者，例如有對當中任一項電極進行蒸鍍等而進行頻率數調整之方法等。
然而，於共振頻率數的調整中，一般係對分割電極當中任一項進行調整，但於振動均衡的調整時，必須具有決定調整對象的分割電極之工程。
此外，形成如此的分割電極之構成，需準備具有可獨立電性連接且機械連接於該晶體振盪板的各個電極之電極墊之封裝，並且於頻率數調整後，須將共通連接有此獨立的電極墊之配線圖案形成於安裝基板側等，因此具有處理上極為複雜之問題點。
此外，此平面平行度的問題會隨著邁向高頻而更為顯著。以厚度系列振盪，例如厚度切變振盪所驅動之AT切面晶體振盪板，如一般所知般，係以晶體振盪板的厚度來決定該頻率數，該厚度與頻率數係成反比。隨著邁向高頻，每單位厚度之頻率數偏差變大，因此如此之晶體振盪板面的頻率數調整係變得極為重要。
例如，於AT切面晶體振盪板中，於基本波頻率數為60MHz時，若厚度差異為0.012μm，則頻率數偏差為25KHz，於基本波頻率數為2倍的120MHz時，即使厚度
差異為相同的0.012μm，但頻率數偏差卻成為4倍的100KHz。頻率數愈高，每單位厚度之頻率數偏差亦變得變大。
此外，雖然未提及平面平行度的問題，但於下列專利文獻2中係揭示有改變激勵電極的形狀之構成。於下列專利文獻2中係揭示有下列構成，亦即，以特定間隔使輸入電極與輸出電極接近於晶體板之一邊的主面上而形成，並於另一邊的主面上設置有對應於該輸入電極與輸出電極之共通電極之晶體濾波器，基本上為可抑制非諧波模式之構成。
〔專利文獻1〕日本特開2001-196890號公報
〔專利文獻2〕日本特開平10-98351號公報
本發明係鑑於上述問題點而創作出之發明，目的在於提供一種，即使晶體振盪器達到高頻率數時，亦可抑制各種寄生振盪而具有良好的特性以及實用性之晶體振盪器。
為了達成上述目的，本發明者們在針對晶體振盪元件的表面與背面上所形成之激勵電極的形狀與寄生特性之間的關係進行種種探討後，係藉由下列構成，而實現即使達到高頻率數亦不會受到寄生振盪的影響之晶體振盪器。
亦即，為了達成上述目的，本發明為一種晶體振盪器，係設置有以厚度切變振盪而動作之晶體振盪元件，其特徵為，與上述晶體振盪元件的表面與背面對向而形成有一對的激勵電極；上述各激勵電極係形成為俯視呈四邊形，並且於形成於上述表面與背面之上述各激勵電極之至少為對向的兩邊上，形成有質量調整部。
根據本發明，係與上述晶體振盪元件的表面與背面對向而形成有一對的激勵電極；上述各激勵電極係形成為俯視呈四邊形，並且於形成於上述表面與背面之上述各激勵電極之至少為對向的兩邊上，形成有質量調整部，因此可提供一種，即使於晶體振盪器達到高頻率數時，亦可抑制各種寄生振盪而具有良好的特性以及實用性之晶體振盪器。亦即，於本發明中，可抑制因晶體振盪板的平面平行度的變動而激勵之寄生振盪，即使於晶體振盪器達到高頻率數時，亦可獲得具有良好的特性之晶體振盪器。
此外，於上述構成中，上述各激勵電極係形成為俯視是矩形，並且於形成於上述表面與背面之上述各激勵電極之至少為對向的兩邊之中央區域上，各形成有質量調整部。
於如此構成中，可於對向兩邊的附近之厚度各為均勻地不同之晶體振盪元件中，避免寄生振盪的影響。例如，於如此構成中，由於此對向兩邊的附近之厚度的不同而各自產生頻率數差，使得因fa模式(斜對稱模式)的頻率數不均衡所導致之寄生振盪(2次模式寄生振盪)變得顯
著，但根據本發明，如上所述般係藉由設置質量調整部，可弱化該2次模式寄生振盪位準，此外並使2次模式寄生振盪往頻率數較高的一側移動，而遠離主振盪附近，因此實質上可消除該不良影響。亦即，根據本發明，即使於晶體振盪器達到高頻率數時，亦可抑制因fa模式所導致之2次模式寄生振盪，而提供一種具有良好的特性以及實用性之晶體振盪器。
此外，於上述構成中，上述各激勵電極係形成為俯視是矩形，並且於形成於上述表面與背面之上述各激勵電極之各邊的中央區域上，各形成有質量調整部。質量調整部可由長邊側與短邊側為一組，而設定為相同形狀及大小，或是可因應2次模式寄生振盪的發生狀況，而使長邊側與短邊側的一組之大小形成為不同。
於如此構成中，即使為激勵電極的各邊區域的厚度為不同之晶體振盪元件，且因如此之厚度不同而使得2次模式寄生振盪變得顯著之狀態下，亦可藉由質量調整部而避免2次模式寄生振盪的影響。亦即，即使因晶體振盪板之厚度的不同而產生頻率數差，而使得因斜對稱模式(fa模式)的頻率數不均衡所導致之寄生振盪(2次模式寄生振盪)，於激勵電極部分上往縱向及橫向產生，亦可弱化寄生振盪位準，並藉由上述質量調整部使寄生振盪往頻率數較高的一側移動，而消除對主振盪所造成之不良影響。
此外，於上述構成中，上述各激勵電極係形成為俯視是矩形，並且於形成於上述表面與背面之上述各激勵電極
之至少為對向的兩邊上所區分為3等分之各區域上，各形成有質量調整部。
於如此構成中，藉由使對向的兩邊區分為幾乎3等分，可將激勵電極區分為中央區域以及位於中央區域的兩側之一邊側區域與另一邊側區域，而成為激勵電極與晶體振盪器的表面與背面對向而配置之構成。於所對應之激勵電極的各區域的對向邊上，係於表面與背面上形成有質量調整部而構成。藉由以上的構成，可將距離以往可能變得顯著之主振盪稍微高的頻率數區域之(Y、X、Z)=(1、3、1)模式或(Y、X、Z)=(1、1、3)模式等之高諧波寄生振盪加以抑制，而抑制對主振盪所造成之不良影響。藉由使振盪能量較高諧波寄生振盪更為集中於激勵電極的中央區域，可使主振盪不易受到上述質量調整部的影響。因此，不會使主振盪衰減而可獲得實用特性。
此外，於上述構成中，上述對向的兩邊亦可為長邊。
於如此構成中，藉由使對向的兩邊虛擬區分為幾乎3等分，可將激勵電極區隔為中央區域以及一邊側區域與另一邊側區域，而成為激勵電極與晶體振盪器的表面與背面對向而配置之構成。於所對應之激勵電極的各區域的對向邊上，係於表面與背面當中任一邊或是兩邊上形成有質量調整部而構成。藉由以上的構成，可將距離以往可能變得顯著之主振盪稍微高的頻率數區域之(Y、X、Z)=(1、3、1)模式或(Y、X、Z)=(1、1、3)模式等之高諧波寄生振盪加以抑制，而抑制對主振盪所造成之不良影響。
藉由使振盪能量較高諧波寄生振盪更為集中於激勵電極的中央區域，可使主振盪不易受到上述質量調整部的影響。因此，不會使主振盪衰減而可獲得實用特性。
此外，於上述構成中，於形成於上述表面與背面之上述各激勵電極中之至少1個激勵電極的短邊上，形成有至少1個以上的質量調整部。
此時，亦於短邊上形成質量調整部，藉此可降低存在於短邊區域上之寄生振盪的振盪能量，與形成於長邊側之質量調整部所帶來的寄生振盪抑制效果配合，而有效率的抑制高諧波寄生振盪。此外，短邊的質量調整部之形成位置，可為短邊的中央區域，亦可為從中央區域稍微靠近外側之兩側區域上。
此外，於上述構成中，上述各激勵電極係形成為俯視是矩形，並且於形成於上述表面與背面之上述各激勵電極之至少為對向的兩邊上，形成有質量調整部；於一邊的上述激勵電極上，於各長邊的中央區域上形成有質量調整部，於另一邊的上述激勵電極上，於各長邊的中央往兩側靠近之區域上形成有質量調整部，並由變異形狀所組成；於上述各激勵電極的各短邊上，於中央區域及兩端之間形成有質量調整部。
此時，形成於晶體振盪器的表面與背面之激勵電極，一邊的激勵電極係於各長邊的中央區域上形成有質量調整部，另一邊的激勵電極係於各長邊的中央往兩側靠近之區域上形成有質量調整部，且由變異形狀所組成，此外，各
激勵電極的各短邊，係於中央區域及兩端之間形成有質量調整部且由相同形狀所組成，因此，可適度的產生質量調整部所帶來的高諧波寄生振盪抑制效果之功能，此外，亦可有效率的抑制做為以往的問題點之共振點與反共振點的附近所出現之2次模式寄生振盪。
此外，第7圖、第8圖及第10圖係顯示與此構成相關聯之實施型態(參照下列所述)。第7圖及第8圖係各自顯示與此構成相關聯之表面、背面之激勵電極的構成之晶體振盪元件，第10圖係顯示該頻率數特性之圖式。此實施型態中之晶體振盪元件，係採用頻率數為120MHz之AT切面的晶體振盪元件，外形大小為Z軸的尺寸為1.8mm，X軸的尺寸為1.2mm之矩形板。以往，例如於表面與背面之激勵電極的長邊的中央區域上設置有質量調整部時，係可能如第10圖所示般之出現較大的高諧波寄生振盪hsp。然而，若為與此構成相關聯之具體型態的第7圖、第8圖的構成，則從第10圖中可得知，於於主振盪頻率數f0附近上未出現顯著的寄生振盪，此外，關於高諧波寄生振盪hsp，亦可抑制該激勵位準，因此可獲得對應於一般所要求之寄生振盪的規格之高頻用晶體振盪器。
此外，於上述構成中，質量調整部亦可為去除激勵電極後的缺口或切除孔，或是對激勵電極進行加權之加權部。在此所謂的缺口，為具有將激勵電極的邊的一部分去除後之開口之構成。此外，切除孔為於激勵電極的邊的附近中，將未具有開口部的電極材料加以去除之構成，係具有凹坑狀。
此外，加權部為於激勵電極的邊的附近中，使電極材料或樹脂等附加形成於一部分區域上而構成。
上述缺口或切除部，亦可藉由將該缺口或切除部的圖案等，嵌入於激勵電極的形成時之蒸鍍遮罩圖案中而形成。此外，缺口或切除部除了使晶體振盪板的材質顯露出之構成之外，亦可由其他激勵電極區域中之電極膜厚較薄之薄層部所構成，一般而言，激勵電極係由金屬材料的多層膜所構成，因此可僅於缺口或切除部上減少層構成，藉此而形成薄層部。藉由如此之於缺口或切除部上存在有金屬材料之構成，可於一般進行頻率數調整時，對該金屬材料進行調整，而可有效進行寄生振盪的抑制之調整。
關於該缺口，本發明者們係藉由多數的驗證實驗而發現到，將該缺口設定為對激勵電極具有特定的適當大小，藉此可極有效率的排除寄生振盪的影響，並可獲得期望的晶體振盪器特性。因此，具體而言，於2次模式寄生振盪的抑制中，本發明係使上述缺口形成於上述激勵電極的中央區域，且該缺口的尺寸係設定為該開口尺寸對形成有該缺口之該激勵電極的邊之尺寸為0.15~0.40之比例(以下稱為開口尺寸比)，且設定為該深度尺寸對鄰接於上述邊的邊之尺寸為0.10~0.30之比例(以下稱為深度尺寸比)，於此情況下可獲得具有良好的特性之晶體振盪器。在此所謂之晶體振盪器的具體實施型態，為用以實施以下發明之最佳實施型態。
此外，於2次模式寄生振盪的抑制與高諧波寄生振盪
的抑制中，係如上述般，於上述激勵電極的中央區域上形成有缺口，且該缺口的尺寸係設定為該開口尺寸對形成有該缺口之該激勵電極的邊之尺寸為0.15~0.40之比例(以下稱為開口尺寸比)，且設定為該深度尺寸對鄰接於上述邊的邊之尺寸為0.10~0.30之比例(以下稱為深度尺寸比)，且於上述激勵電極之偏離中央區域的區域上形成有缺口，且上述缺口的尺寸係設定為該開口尺寸對形成有該缺口之該激勵電極的邊之尺寸為0.06~0.20之比例(以下稱為開口尺寸比)，且設定為該深度尺寸對鄰接於上述邊的邊之尺寸為0.10~0.30之比例(以下稱為深度尺寸比)，於此情況下可獲得具有良好的特性之晶體振盪器。在此所謂之晶體振盪器的具體實施型態，為用以實施以下發明之最佳實施型態。
接下來說明驗證資料。驗證資料1係顯示關於2次模式寄生振盪的抑制之驗證資料。驗證中所使用的晶體振盪元件，係採用頻率數為120MHz，Z軸的尺寸為1.8mm，X軸的尺寸為1.2mm之矩形板。於此晶體振盪元件的中央區域上形成有矩形狀的激勵電極，對每個驗證樣本改變缺口數及缺口大小，而調查寄生振盪的產生及寄生振盪的位準(響應位準)。所有的晶體振盪元件均為一般的量產工程中所製造出者，並使用會產生大小的厚度變動者。
基本的電極構成如第1圖所示之構成，為於激勵電極的各邊的中央區域上設置有缺口之構成。各個樣本中所形成之電極尺寸等係如第1表所示。於第1表中，L為沿著
長邊方向之電極尺寸，W為沿著短邊方向之電極尺寸，h(h1、h2)為缺口的開口尺寸，d(d1、d2)為缺口的深度尺寸。此外，於各個缺口中，長邊缺口開口比例係表示h1/L，長邊缺口深度比例表示d1/W，短邊缺口開口比例係表示h2/W，短邊缺口深度比例表示d2/L。該比例係表示四捨五入。第1表中的各個樣本之頻率數特性資料，係記載於第26圖(a)~第26圖(f)及第27圖(g)~第27圖(l)。於第26圖及第27圖中，縱軸為阻抗(Z)，橫軸為頻率數(FREQUENCY)。
如第23圖所示般，樣本a(以往產品)為未於矩形的激勵電極上形成缺口之構成，如第26圖(a)所示般，係於主振盪(共振-反共振之間)上產生2個寄生振盪
sp。此可推測為，於1個晶體振盪元件當中厚度產生變動時，因上述fa模式的不均衡而產生各自於X軸與Z軸上所形成之寄生振盪，且該寄生振盪的位準較高。各個樣本的表示記號係與第26圖、第27圖之各個頻率數特性資料的表示號碼一致。此外，第26圖、第27圖中的sp係表示寄生振盪。
樣本b為於沿著Z軸方向的邊上形成缺口之構成，樣本c為於沿著X軸方向的邊上形成缺口之構成，各個缺口的大小雖有所不同，但如第26圖(b)、第26圖(c)所示般，均可抑制寄生振盪位準，且可使寄生振盪移動。於樣本b、c中所使用之晶體振盪元件，係採用形成有缺口之對向的兩邊附近之厚度各為一致而不同之構成者。
樣本d之後為於矩形激勵電極之各邊的中央附近上設置有缺口之構成，係改變各個缺口大小及形狀而進行驗證。樣本d至f為缺口開口尺寸及深度尺寸為相對較小者，為開口尺寸比未滿0.15者或是深度尺寸比未滿0.10者，或是兩尺寸未滿上述各尺寸比者。如第26圖(d至第26圖(f)所示般，由於缺口的形成而弱化寄生振盪位準，並移動至主振盪之外，但若於此尺寸比以下者，則因寄生振盪的出現位置之不同，而必須注意與主振盪耦合之可能性。關於樣本f，雖表示長邊缺口開口尺寸比未滿0.15，但此為進行四捨五入者，實際上為未滿0.15。
樣本g至k均為開口尺寸比為0.15以上者或是深度尺寸比為0.10以上者，如第26圖(g至第26圖(k)所
示般，所有的頻率數特性資料於主振盪附近均不存在寄生振盪，而可獲得良好的頻率數特性。關於樣本h，該缺口為梯形形狀，並構成為缺口的開口尺寸較底部尺寸還大之構成。亦即，如下述第4圖所示之缺口之構成，開口尺寸h3係設定為0.2mm，底部尺寸h31為0.15mm。從第27圖(h)中可得知，於如此的構成中亦可有效率的抑制寄生振盪。
於該缺口中，於超過上述開口尺寸比或深度尺寸太大時，可能因取決於電極設計之其他振盪模式的影響，而造成寄生振盪，此可能會對晶體振盪器的頻率數特性造成不良影響。樣本1為缺口的開口尺寸比超過0.40，且深度尺寸比超過0.30之情形。此時如第26圖(l)所示般，係於較反共振點更高的頻率數側上，出現因其他振盪模式而變得顯著之寄生振盪。如此之寄生振盪係對主振盪產生不良影響，因而較不理想。因此，從上述各個驗證資料中可理解到，於上述缺口的開口尺寸比為0.15~0.40，深度尺寸比為0.10~0.30時，可獲得能夠極力抑制寄生振盪的影響，並容易調整其他電氣特性之晶體振盪器。此外，這些特性於上述以外的晶體振盪元件中亦表示出同樣的傾向，因此可獲得具有良好的特性之晶體振盪器。
此外，於上述構成中，上述缺口的開口尺寸亦可較該缺口的深度尺寸還大。從上述驗證資料中可理解到，樣本i的開口尺寸比係較深度尺寸比還小，此頻率數特性資料如第27圖(i)所示般，寄生振盪的位準稍高。關於其他
的樣本，上述開口尺寸比係較深度尺寸比還大或是為同等的尺寸比，因此可獲得良好的頻率數特性。因此，於使開口尺寸成為較深度尺寸還小時，寄生振盪的位準有提高之傾向，於使開口尺寸成為較深度尺寸還大時，可抑制寄生振盪而獲得良好的頻率數特性，結果為，該構成可獲得更為理想的特性。
此外，於上述構成中，做為上述缺口的構成而形成之角部，係形成為曲部。如本發明所示般，藉由形成缺口可於矩形的激勵電極上形成多數個角部。激勵電極係由層積鉻或金等金屬薄膜而組成，一般係以真空蒸鍍法或濺鍍法薄膜製造手段而形成。此時，角部的形成係成為金屬薄膜的破損之原因，而游離的金屬材料係成為產生原因等，可能導致振盪器的特性降低，因此如該構成所示般，藉由局部形成角部，可抑制如此之特性降低。
此外，於上述構成中，上述缺口的開口尺寸亦可較該缺口的底部尺寸還大。藉由如此構成，可有效率抑制寄生振盪，此外若缺口較大且較深，則如上述般之容易出現其他的抑制寄生振盪，但藉由使開口部形成較底部還大，藉此可往抑制寄生振盪之方向作用，而提升頻率數特性。此外，可構成為開口寬度從底部往開口逐漸變寬之傾斜面，藉此可不需製作出無用的邊際條件，而抑制新的邊際條件所導致之寄生振盪的產生。亦即，如上述般，樣本h係構成為缺口的開口部尺寸較底部尺寸還大，從第27圖(h)中可得知，於此頻率數特性資料中可有效率的抑制寄生振
盪。隨著缺口變大且變深，則如上述般之容易出現其他的抑制寄生振盪，但藉由使開口部形成較底部還大，藉此可往抑制寄生振盪之方向作用。
接下來，驗證資料2係顯示關於2次模式寄生振盪的抑制與高諧波寄生振盪的抑制之驗證資料。驗證中所使用的晶體振盪元件，係採用頻率數為120MHz，Z軸的尺寸為1.8mm，X軸的尺寸為1.2mm之矩形板。基本的電極構成如第7圖及第8圖所示之構成，(參照用以實施以下發明之最佳實施型態)，如第7圖所示般，係於一邊的激勵電極中，於長邊的中央區域上設置缺口，並於短邊的中央區域往兩側靠近之區域上各自設置缺口而構成，此外如第8圖所示般，於另一邊的激勵電極中，於長邊極短邊的各個中央區域往兩側靠近之區域上各自設置缺口而構成。驗證中所使用的樣本，全部共有14種(參照第2表)，對每個驗證樣本改變缺口缺口大小等，而調查寄生振盪的產生及寄生振盪的位準(響應位準)。所有的晶體振盪元件均為一般的量產工程中所製造出者，並使用會產生大小的厚度變動者。
各個樣本中所形成之電極尺寸等係如第2表所示。關於第2表的各個樣本，設置於一邊的激勵電極之長邊中央區域的缺口(參照第7圖之51c、51f)，該樣本af的開口尺寸為0.2mm，深度尺寸為0.2mm，之外的樣本之開口尺寸為0.2mm，深度尺寸為0.1mm。此外於第2表中，L為沿著長邊方向之電極尺寸，W為沿著短邊方向之電極尺
寸，h為缺口的開口尺寸，d為缺口的深度尺寸(參照第7圖)。
該缺口係關於長邊中央區域的缺口以外之缺口，形成於1個樣本之缺口，係以同一大小所構成。
關於各個缺口，長邊缺口開口比例係表示h/L，長邊缺口深度比例表示d/W，短邊缺口開口比例係表示h/W，短邊缺口深度比例表示d/L。此外，該比例係表示四捨五入。第2表中的各個樣本之頻率數特性資料，係記載於第28圖(aa)~第30圖(an)。於第28圖至第30圖中，縱軸為阻抗(Z)，橫軸為頻率數(FREQUENCY)。此外，第28圖至第30圖中的hsp為高諧波寄生振盪。
第28圖(aa)係顯示關於樣本aa之頻率數特性。於樣本aa中，長邊及短邊缺口的開口尺寸比均未滿0.06，而出現較大的高諧波寄生振盪。第28圖(ab)係顯示關於樣本ab之頻率數特性。於樣本ab中，長邊缺口的開口尺寸比未滿0.06，而出現較大的高諧波寄生振盪。第28圖(ac)係顯示關於樣本ac之頻率數特性。於樣本ac中，長邊及短邊缺口的開口尺寸比均未滿0.10，而出現較大的高諧波寄生振盪。
第28圖(ad)係顯示關於樣本ad之頻率數特性。於樣本ad中，雖然高諧波寄生振盪中之接近主振盪側的寄
生振盪較高，但大致上維持良好的特性。第28圖(ae)~第29圖(aj)係顯示關於樣本ae~aj之頻率數特性。這些樣本均位於開口尺寸比為0.06~0.20的範圍內，且深度尺寸比為0.10~0.30的範圍內，於如此之尺寸比的範圍下，可抑制高諧波寄生振盪，且大致上具有良好的特性。
第29圖(ak)係顯示關於樣本ak之頻率數特性。於樣本ak中，長邊缺口的深度尺寸比超過0.3，而出現較大的高諧波寄生振盪。第29圖(al)係顯示關於樣本al之頻率數特性。於樣本al中，長邊及短邊缺口的深度尺寸比超過0.3，而出現較大的高諧波寄生振盪。第30圖(am)係顯示關於樣本am之頻率數特性。於樣本am中，短邊缺口的開口尺寸比超過0.2，而出現較大的高諧波寄生振盪。第30圖(an)係顯示關於樣本an之頻率數特性。於樣本an中，長邊及短邊缺口的開口尺寸比超過0.2，而出現較大的高諧波寄生振盪。
關於上述驗證資料，即使晶體振盪元件的大小為不同時亦表示出同樣的傾向，例如於第16圖及第17圖所示之其他的電極構成時，亦可藉由同樣的缺口大小而獲得具有實用性的良好特性。
如驗證資料所示般，於上述構成中，上述激勵電極的電極圖案，於上述表面與背面上亦可為不同。
可對激勵電極形成質量調整部或是不形成，或是調整該形成位置及大小等，藉此可使激勵電極表面與背面的電
極圖案成為不同。例如，關於鄰接於中央區域之一邊側區域的激勵電極，可於表面上僅於上部邊形成質量調整部，於背面上僅於下部邊(未與上部邊對向的邊)形成質量調整部。於形成於激勵電極之質量調整部於表面與背面上形成為相同形狀時，雖然可能會使得高諧波寄生振盪變得顯著，但可藉由上述構成以調整質量調整部的形成量，因此可有效且容易的進行寄生振盪。
此外，於上述構成中，基本波振盪頻率數可為100MHz以上。如先前技術的項目中所說明般，隨著邁向高頻，每單位厚度之頻率數偏差會變大。就考量到實際晶體振盪元件之平面加工的製造技術精密度下，若超過100MHz時，則容易產生晶體振盪元件的厚度變動，而可能會產生起因於此之fa模式不均衡所導致之寄生振盪。因此，藉由適用上述激勵電極的缺口構成，即使於高頻晶體振盪器中，亦可有效率的抑制起因於晶體振盪元件的平面平行度之寄生振盪。
如上述般，根據本發明，可抑制各種寄生振盪，即使於達到高頻率數之晶體振盪器中，亦可獲得具有良好特性之晶體振盪器。
以下係根據圖式說明本發明的第1實施型態。於本實
施型態中，係說明以厚度切變振盪而動作之AT切面晶體振盪板。上述缺口的驗證實驗，係採用以下所示之實施型態的AT切面晶體振盪板而進行。
第1圖係顯示表面安裝型晶體振盪器之圖式，第1圖(a)係顯示於表面與背面(表背面)上形成有激勵電極之晶體振盪元件之俯視圖，第1圖(b)係顯示第1圖(a)的側面圖，第2圖係顯示將晶體振盪元件加以封裝收納之狀態之俯視圖。
晶體振盪元件1(以下稱為晶體振盪板)係由平板狀(俯視時為矩形狀)之AT切面的晶體振盪元件所組成，於該表面與背面的中央區域上，形成有俯視時為矩形狀之激勵電極11、12。晶體振盪板1係設定為Z軸為長邊，X軸為短邊，此外，各個激勵電極11、12亦構成為長邊沿著Z軸，短邊沿著X軸。激勵電極11、12具有相同形狀，並隔著晶體振盪板1而正面對向，於各邊的中央區域上，係形成有矩形狀的缺口11a、11b、11c、11d、12a、12b、12c、12d。這些缺口11a~11d、12a~12d為用以減輕激勵電極11、12的質量之質量調整部。形成於背面之激勵電極12以及形成於激勵電極12之缺口12a、12b、12c、12d，該一部分於圖式中並未表示出。
此外，各個激勵電極11、12的角部以及以缺口11a~11d、12a~12d所形成之角部，係形成為曲部(具有曲率)。激勵電極11係藉由拉引電極111，而拉引至晶體振盪板1的短邊側之該短邊的一角部分，激勵電極12藉
由拉引電極121，而拉引至同樣短邊側之另一角部分。此外，拉引電極111、121係各自隔著晶體振盪板1的側面而各自拉引至相反面。
於本實施型態中，晶體振盪板1的頻率數為120MHz，晶體振盪板1的長邊尺寸為1.8mm，短邊尺寸為1.2mm，激勵電極11、12的長邊尺寸L為0.7mm，短邊尺寸W為0.6mm，長邊的缺口開口尺寸h1為0.15mm，長邊的缺口深度尺寸d1為0.1mm，短邊的缺口開口尺寸h2為0.15mm，短邊的缺口深度尺寸d2為0.1mm，而成為對應於上述樣本g之構成(參照第27圖(g))。
以上的晶體振盪板1係裝載於封裝91上。第2圖係顯示將晶體振盪板1裝載於封裝91之狀態之俯視圖。封裝91於俯視時為矩形狀，係以陶瓷為主體並於內外部形成有導體配線之陶瓷封裝，從剖面觀看時，係具有收納晶體振盪板1之凹部，於該周圍上形成有堤部911而構成。於封裝91的凹部之長邊方向的一端上，係形成有較底部914還高出一截之電極墊912、913。晶體振盪板1係由該電極墊912、913所單邊支撐。該單邊支撐係採用圖中未顯示之導電黏接劑或導電性凸塊等之導電性接合材，將拉引電極111、121與電極墊912、913加以電性且機械接合。
於以特定的加熱等而進行安定化處理後，藉由縫口接合、電子束接合或是電鍍接合等手段，將圖中未顯示的引
線接合於封裝91的開口部915，並進行封裝91與引線之氣密密封。
對如此構成之晶體振盪器的頻率數特性進行調查時發現，如第3圖所示般，係於主振盪(共振-反共振之間)附近上未具有2次模式寄生振盪之良好特性。
以下係與第4圖一同說明本發明的第2實施型態。於本實施型態中亦與上述第1實施型態相同，晶體振盪元件2(以下稱為晶體振盪板)係採用平板狀(俯視時為矩形狀)之AT切面的晶體振盪元件，於該表面與背面(表背面)的中央區域上，形成有俯視時為矩形狀之激勵電極21、22。於本實施型態中，晶體振盪板2係設定為X軸為長邊，Z軸為短邊，此外，各個激勵電極21、22亦構成為長邊沿著X軸，短邊沿著Z軸而構成。
此外，激勵電極21、22係由相同形狀所形成，並各自形成有缺口21a、21b、21c、21d、22a、22b、22c、22d。形成於背面之激勵電極22以及形成於激勵電極22之缺口22a、22b、22c、22d，該一部分於圖式中並未表示出。各個缺口21a~21d、22a~22d係構成為底部尺寸較開口部尺寸還小之略呈梯形狀之構成。亦即，於形成於激勵電極21、22的長邊之缺口21a、21c、22a、22c中，開口尺寸h3係形成為較底部尺寸h31還大，此外，於形成於激勵電極21、22的短邊之缺口21b、21d、22b、22d中，開口尺寸h4係形成為較底部尺寸h41還大。這些缺口21a~21d、22a~22d為用以減輕激勵電極21、22的質
量之質量調整部。
此外，激勵電極21、22的角部以及以缺口21a~21d、22a~22d所形成之角部，係形成為曲部(具有曲率)。激勵電極21係藉由拉引電極211，而拉引至晶體振盪板2的短邊側之該短邊的一角部分，激勵電極22藉由拉引電極221，而拉引至同樣短邊側之另一角部分。此外，於本實施型態中，拉引電極211、221係從接近缺口21d、22d的開口部分之部分，朝向短邊而延伸。
以下係與第5圖一同說明本發明的第3實施型態。於本實施型態中亦與上述實施型態相同，晶體振盪元件3(以下稱為晶體振盪板)係採用平板狀(俯視時為矩形狀)之AT切面的晶體振盪元件，於該表面與背面(表背面)的中央區域上，形成有俯視時為矩形狀之激勵電極31、32。於本實施型態中，晶體振盪板3係設定為X軸為長邊，Z軸為短邊，此外，各個激勵電極31、32亦構成為長邊沿著X軸，短邊沿著Z軸而構成。激勵電極31、32係由相同形狀所形成，並隔著晶體振盪板3而正面對向，於各邊的中央區域上，係形成有矩形狀的缺口31a、31b、31c、31d、32a、32b、32c、32d。這些缺口31a~31d、32a~32d為用以減輕激勵電極31、32的質量之質量調整部。形成於背面之激勵電極32以及形成於激勵電極32之缺口32a~32d，該一部分於圖式中並未表示出。各個缺口31a~31d、32a~32d為具有寬口開口部以及於內部具有窄口開口部之2段構成。例如於缺口31a
中，係具備具有寬口開口尺寸h5之寬口開口部以及於內部具有窄口開口尺寸h51之窄口開口部，此外，於缺口31b中，係具備具有寬口開口尺寸h6之寬口開口部以及於內部具有窄口開口尺寸h61之窄口開口部，其他缺口31c、31d、32a~32d亦具有寬口開口部以及於內部具有窄口開口部。藉由如此之2段開口構成，更可有效率的發揮抑制2次模式寄生振盪之效果。
此外，表面的激勵電極31係藉由以對X軸方向為斜向方向(傾斜方向)而延伸出之拉引電極311，而拉引至晶體振盪板3的短邊側之該短邊的一角部分，背面的激勵電極32係藉由以對X軸方向為斜向方向(傾斜方向)而延伸出之拉引電極312，而拉引至同樣短邊側之另一角部分。
以下係與第6圖一同說明本發明的第4實施型態。於本實施型態中亦與上述實施型態相同，晶體振盪板4係由平板狀(俯視時為矩形狀)之AT切面的晶體振盪元件所組成，於該表面與背面(表背面)的中央區域上，形成有俯視時為矩形狀之激勵電極41、42。於本實施型態中，晶體振盪板4係設定為Z軸為長邊，X軸為短邊，此外，各個激勵電極41、42亦設定為長邊沿著Z軸，短邊沿著X軸而構成。激勵電極41、42係由相同形狀所形成，並隔著晶體振盪板4而正面對向，於各邊的中央區域上，係形成有矩形狀的缺口41a、41b、41c、41d、42a、42b、42c、42d。這些缺口41a~41d、42a~42d為用以減輕激
勵電極41、42的質量之質量調整部。形成於背面之激勵電極42以及形成於激勵電極42之缺口42a~42d，該一部分於圖式中並未表示出。
此外，各個激勵電極41、42的角部以及以缺口41a~41d、42a~42d所形成之角部，係形成為曲部(具有曲率)。表面的激勵電極41係藉由拉引電極411，而拉引至晶體振盪板4的短邊側之該短邊的一角部分，背面的激勵電極42藉由拉引電極421，而拉引至不同的短邊側之另一角部分(與一角部分為對角之位置)。
以上的晶體振盪板4係裝載於封裝92上。封裝92於俯視時為矩形狀，係以陶瓷為主體並於內外部形成有導體配線之陶瓷封裝，從剖面觀看時，係具有收納晶體振盪板4之凹部，於該周圍上形成有堤部921而構成。於封裝的凹部之長邊方向的兩端上，電極墊922、923係形成於較底部924還高一截之位置上。晶體振盪板4係以該長邊方向兩端部分接合於電極墊之雙邊狀態所支撐。該支撐固定於圖中雖未顯示，但係採用導電黏接劑或導電性凸塊等之導電性接合材，將拉引電極411、421與電極墊922、923加以電性且機械接合。之後，於以特定的加熱等而進行安定化處理後，藉由縫口接合、電子束接合或是電鍍接合等手段，將圖中未顯示的引線接合於封裝92的開口部925，並進行封裝92與引線之氣密密封。
以下係根據圖式說明本發明的第5實施型態。於本實施型態中，係說明以厚度切變振盪而動作之AT切面晶體
振盪板。
第7圖係顯示形成有激勵電極之晶體振盪元件之表面側俯視圖，第8圖係顯示形成有激勵電極之晶體振盪元件之背面側俯視圖，第9圖係顯示將上述晶體振盪元件加以封裝收納之狀態之俯視圖。
於本實施型態中亦與上述實施型態相同，晶體振盪元件5(以下稱為晶體振盪板)係由平板狀(俯視時為矩形狀)之AT切面的晶體振盪元件所組成，並成為X軸為長邊，Z軸為短邊之長方形形狀。於晶體振盪板5的表面與背面的中央區域(以下為R1、R2、R3)上，各形成有激勵電極51、52，且形成有與各個激勵電極51、52連接之拉引電極511、521。此外，激勵電極51、52亦構成為長邊沿著晶體振盪板的X軸，短邊沿著Z軸，而使全體形成為長方形形狀。於外周上形成有多數個缺口51a、51b、51c、51d、51e、51f、52a、52b、52c、52d、52e、52f。這些缺口51a~51f、52a~52f為用以減輕激勵電極51、52的質量之質量調整部。激勵電極51、52係構成為，接觸於晶體振盪板5，並藉由真空蒸鍍法等手法而形成有鉻層，且藉由真空蒸鍍法等手法而於此鉻層上形成有金屬。
具體而言，如第7圖所示般，形成於晶體振盪板5的表面之激勵電極51，於各長邊的中央區域上以對向的狀態而配置有缺口51f、51c。此外，於一邊的短邊上形成有缺口51a、51b。缺口51a、51b係各自設置於，從短邊的
中央區域稍微往各個長邊側靠近之位置上。此外，於另一邊的短邊上形成有缺口51d、51e。缺口51d、51e亦各自設置於，從短邊的中央區域稍微往各個長邊側靠近之位置上。藉由此構成，係成為缺口51a與51e、缺口51d與51d互為對向而配置之構成。
藉由上述構成，激勵電極51係幾乎均等區隔為下列的3等分，亦即形成有缺口51f、51c的區域為中央區域R1；形成有缺口51a、51b的一側為一邊側區域R2；以及形成有缺口51d、51e的一側為另一邊側區域R3。此3等分的區隔R1、R2、R3係與高諧波振盪模式相關，例如成為對應於(Y、X、Z)=(1、3、1)模式的振盪能量分布之區隔。
如第8圖所示般，形成於晶體振盪板5的背面之激勵電極52，於一邊的長邊上形成有缺口52g、52h，於另一邊的長邊上形成有缺口52c、52d。缺口52h與52c係互為對向而配置，並設置於從中央區域R1往一邊側區域R2靠近之位置上。此外，缺口52g與52d係互為對向而配置，並設置於從中央區域R1往另一邊側區域R3靠近之位置上。此外，於一邊側區域R2的短邊上形成有缺口52a、52b，於另一邊側區域R3的短邊上形成有缺口52f、52e，缺口52a與52f、以及缺口52b與52e係互為對向而配置。形成於短邊之各個缺口52a、52b、52e、52f，與形成於表面的短邊之各個缺口51a、51b、51d、51e，係各自由相同形狀所組成，並隔著晶體振盪板5而
對向形成。
如上述構成所示般，激勵電極52係略為均等區隔成下列的3等分，亦即中央區域R1；形成有缺口52h、52a、52b、52c之一邊側區域R2；以及形成有缺口52g、52f、52e、52d之另一邊側區域R3，並對應於上述激勵電極51中所區隔之各個區域(R1、R2、R3)而形成。
激勵電極51係藉由拉引電極511，而拉引至晶體振盪板5的短邊側之該短邊的一角部分，激勵電極52藉由拉引電極521，而拉引至同樣短邊側之另一角部分。此外，拉引電極511、521係各自隔著晶體振盪板5的側面而各自拉引至相反面。
此外，各個缺口51a~51f、52a~52f係構成為底部尺寸較開口部尺寸還小之略呈梯形狀之構成。亦即，若以缺口51a為例，則開口尺寸h7係形成為較底部尺寸h8還大。其他缺口51b~51f、52a~52f亦具有同樣構成。此外，激勵電極51、52的角部以及以缺口51a~51f、52a~52f所形成之角部，係形成為曲部(具有曲率)。此外，第7圖所示之缺口51a、51b、51e、51d的開口尺寸h7係對應於上述驗證資料2的缺口之開口尺寸h，缺口51a、51b、51e、51d的深度尺寸係對應於上述驗證資料2的缺口之深度尺寸d。
於本實施型態中，晶體振盪板5的頻率數為120MHz，晶體振盪板5的長邊尺寸為1.8mm，短邊尺寸為1.2mm，激勵電極51、52的長邊尺寸L為0.7mm，短
邊尺寸W為0.6mm。表面的激勵電極51之長邊的缺口51f、51c，該開口尺寸各為0.2mm，深度尺寸各為0.1mm，短邊的缺口51a、51b、51d、51e該開口尺寸各為0.07mm，深度尺寸各為0.1mm。背面的激勵電極52之長邊的缺口52g、52f、52c、52d，該開口尺寸各為0.1mm，深度尺寸各為0.1mm，短邊的缺口52a、52b、52e、52f該開口尺寸各為0.07mm，深度尺寸各為0.1mm。
以上的晶體振盪板5係裝載於封裝91上。第9圖係顯示將晶體振盪板5裝載於封裝91之狀態之俯視圖。封裝91於俯視時為矩形狀，係以陶瓷為主體並於內外部形成有導體配線之陶瓷封裝，從剖面觀看時，係具有收納晶體振盪板5之凹部，於該周圍上形成有堤部911而構成為箱狀體。於封裝91的凹部之長邊方向的一端上，係形成有較底部914還高出一截之電極墊912、913。晶體振盪板5係由該電極墊912、913所單邊支撐。該單邊支撐係採用圖中未顯示之導電黏接劑或導電性凸塊等之導電性接合材，將拉引電極511、521與電極墊912、913加以電性且機械接合。於以特定的加熱等而進行安定化處理後，藉由縫口接合、電子束接合或是電鍍接合等手段，將圖中未顯示的引線接合於封裝91的開口部915，並進行封裝91與引線之氣密密封。
對如此構成之晶體振盪器的頻率數特性進行調查時發現，如第10圖所示般，係於主振盪頻率數f0(共振-反
共振)附近上未具有2次模式寄生振盪，此外，於較主振盪頻率數f0稍微高之高頻區域中，一般所會出現之高諧波寄生振盪hsp的激勵位準，亦處於相對較小之狀態下。因此可獲得，寄生振盪不會對主振盪頻率數f0產生不良影響之具有良好特性的晶體振盪器。
以下係與第11圖一同說明本發明的第6實施型態。於本實施型態中亦與上述實施型態相同，晶體振盪元件6係由平板狀(俯視時為矩形狀)之AT切面的晶體振盪元件所組成，並成為X軸為長邊，Z軸為短邊之長方形形狀。於晶體振盪板6的表面與背面的中央區域上，各形成有激勵電極61、62(於圖中未顯示62)。這些激勵電極61、62，亦構成為長邊沿著晶體振盪板的X軸，短邊沿著Z軸，而使全體形成為長方形形狀，於外周上形成有多數個缺口61a~61j、62a~62j(於圖中未顯示62a~62j)。這些缺口61a~61j、62a~62j，係構成用以減輕激勵電極61、62的質量之質量調整部。
形成於晶體振盪板6的表面之激勵電極61，於激勵電極61的各長邊上，係各自於中央區域上對向而形成有缺口61i及61d，於位於中央區域的兩邊之一邊側區域上對向而形成有缺口61j及61c，於另一邊側區域上對向而形成有缺口61h及61e。此外於短邊上，從一邊側區域的短邊中央稍微往長邊側靠近之位置上，各形成有缺口61a及61b，從另一邊側區域的短邊中央稍微往長邊側靠近之位置上，各形成有缺口61g及61f。此外，缺口61a與
61g、缺口61b與61f係互為對向而形成。此外，關於圖中未顯示之形成於晶體振盪板6的背面之激勵電極62，亦對應於激勵電極61上所形成之缺口61a~61j而形成有缺口62a~62j。
激勵電極61係藉由拉引電極611，而拉引至晶體振盪板6的短邊側之該短邊的一角部分，激勵電極62藉由拉引電極621，而拉引至同樣短邊側之另一角部分。此外，於本實施型態中，拉引電極611、621係從接近缺口61f、61g的開口部分之部分，朝向短邊而延伸後，沿著短邊而拉引至各個角部分。此外，激勵電極61、62的角部以及以缺口61a~61j、62a~62j所形成之角部，係形成為曲部(具有曲率)。
以上的晶體振盪板6於圖中雖未顯示，但係如第9圖所示般之裝載於封裝91上。封裝91於俯視時為矩形狀，係以陶瓷為主體並於內外部形成有導體配線之陶瓷封裝，從剖面觀看時，係具有收納晶體振盪板6之凹部，於該周圍上形成有堤部911而構成為箱狀體。於封裝91的凹部之長邊方向的一端上，係形成有較底部914還高出一截之電極墊912、913。晶體振盪板6係由該電極墊912、913所單邊支撐。該單邊支撐係採用圖中未顯示之導電黏接劑或導電性凸塊等之導電性接合材，將拉引電極611、621與電極墊912、913加以電性且機械接合。於以退火處理等之特定的加熱等而進行安定化處理後，藉由縫口接合、電子束接合或是電鍍接合等手段，將圖中未顯示的引線接
合於封裝91的開口部915，並進行封裝91與引線之氣密密封。
對如此構成之晶體振盪器的頻率數特性進行調查時發現，如第12圖所示般，係於主振盪頻率數f0(共振-反共振)附近上未具有2次模式寄生振盪，此外，於較主振盪頻率數f0稍微高之高頻區域中，一般所會出現之高諧波寄生振盪hsp的激勵位準，亦成為相對較小之位準。因此可獲得，寄生振盪不會對主振盪產生不良影響之良好特性。此外，在此所採用之晶體振盪板6的頻率數為120MHz，晶體振盪板6的長邊尺寸為1.8mm，短邊尺寸為1.2mm，激勵電極61、62的長邊尺寸L為0.7mm，短邊尺寸W為0.6mm。各個缺口61a~61j、62a~62j具有相同形狀，該開口尺寸為0.07mm，深度尺寸為0.1mm。
以下係與第13圖及第14圖一同說明本發明的第7實施型態。於本實施型態中亦與上述實施型態相同，晶體振盪元件7(以下稱為晶體振盪板)係由矩形平板狀之AT切面的晶體振盪元件所組成，並成為X軸為長邊，Z軸為短邊之長方形形狀。此外，於晶體振盪板7的表面與背面的中央區域上，各形成有激勵電極71、72。這些激勵電極71、72，亦構成為長邊沿著X軸，短邊沿著Z軸，而使全體形成為長方形形狀，並於外周上形成有多數個缺口71a~71f、72a~72f。這些缺口71a~71f、72a~72f，係構成用以減輕激勵電極71、72的質量之質量調整部。
如第13圖所示般，形成於晶體振盪板7的表面之激
勵電極71，於各短邊的中央區域上，以對向的狀態而配置有缺口71a、71d。此外，於各長邊上形成有缺口71e、71f、71b、71c。缺口71e、71f、71b、71c係各自設置於，從長邊的中央區域往各個短邊側靠近之位置上。此靠近之位置係對應於如上述般之將長邊區分為3等分時之一邊側區域R2與另一邊側區域R3，於一邊側區域R2上，缺口71f與71b互為對向，於另一邊側區域R3上，缺口71e與71c互為對向。
如第14圖所示般，形成於晶體振盪板7的背面之激勵電極72，於各短邊的中央區域上，係對向而形成有缺口72a及72c，於各長邊的中央區域上，係對向而形成有缺口72d及72b。各短邊的缺口72a及72c係隔著晶體振盪板7，與形成於表面的激勵電極71之短邊上的缺口71a、71d為對向而形成。此外，各個缺口71a~71f、72a~72d係構成為底部尺寸較開口部尺寸還小之略呈梯形狀之構成。亦即，若以缺口71a為例，則開口尺寸h9係形成為較底部尺寸h10還大。其他缺口71b~71f、72a~72d亦具有同樣構成。此外，激勵電極71、72的角部以及以缺口71a~71f、72a~72d所形成之角部，係形成為曲部(具有曲率)。
激勵電極71係藉由拉引電極711，而拉引至晶體振盪板7的短邊側之該短邊的一角部分，激勵電極72藉由拉引電極721，而拉引至同樣短邊側之另一角部分。此外，於本實施型態中，拉引電極711、721係朝向各個短
邊而延伸後，沿著短邊而拉引至各個角部分，但亦可構成為，從各個激勵電極71、72斜向朝向角部而將拉引電極711、721伸長。
此外，各個缺口71a~71f、72a~72f係構成為底部尺寸較開口部尺寸還小之略呈俯視是梯形狀之構成。亦即，若以缺口71a為例，則開口尺寸h7係形成為較底部尺寸h8還大。其他缺口71b~71f、72a~72f亦具有同樣構成。此外，激勵電極71、72的角部以及以缺口71a~71f、72a~72f所形成之角部，係形成為曲部(具有曲率)。
以上的晶體振盪板7於圖中雖未顯示，但係如第9圖所示般之裝載於封裝91上。封裝91於俯視時為矩形狀，係以陶瓷為主體並於內外部形成有導體配線之陶瓷封裝，從剖面觀看時，係具有收納晶體振盪板7之凹部，於該周圍上形成有堤部911而構成為箱狀體。於封裝91的凹部之長邊方向的一端上，係形成有較底部914還高出一截之電極墊912、913。晶體振盪板7係由該電極墊912、913所單邊支撐。該單邊支撐係採用圖中未顯示之導電黏接劑或導電性凸塊等之導電性接合材，將拉引電極711、721與電極墊912、913加以電性且機械接合。於以退火處理等之特定的加熱等而進行安定化處理後，藉由縫口接合、電子束接合或是電鍍接合等手段，將圖中未顯示的引線接合於封裝91的開口部915，並進行封裝91與引線之氣密密封。
對如此構成之晶體振盪器的頻率數特性進行調查時發現，如第15圖所示般，係於主振盪頻率數f0(共振-反共振)附近上未具有2次模式寄生振盪，此外，於較主振盪頻率數f0稍微高之高頻區域中，一般所會出現之高諧波寄生振盪hsp的激勵位準，亦成為相對較小之位準。因此可獲得，寄生振盪不會對主振盪產生不良影響之良好特性。此外，在此所採用之晶體振盪板7的頻率數為120MHz，晶體振盪板7的長邊尺寸為1.9mm，短邊尺寸為1.3mm，激勵電極71、72的長邊尺寸L為0.8mm，短邊尺寸W為0.7mm。短邊的各個缺口71a、71d、72a、72c具有相同形狀，該開口尺寸為0.07mm，深度尺寸為0.1mm，此外，長邊的缺口71e、71f、71b、71c、72b、72d具有相同形狀，該開口尺寸為0.15mm，深度尺寸為0.1mm。
以下係與第16圖及第17圖一同說明本發明的第8實施型態。於本實施型態中亦與上述實施型態相同，晶體振盪元件8(以下稱為晶體振盪板)係由平板狀(俯視時為矩形狀)之AT切面的晶體振盪元件所組成，並成為Z軸為長邊，X軸為短邊之長方形形狀。此外，於晶體振盪板8的表面與背面的中央區域上，各形成有激勵電極81、82。這些激勵電極81、82，亦構成為長邊沿著晶體振盪板的Z軸，短邊沿著X軸，而使全體形成為長方形形狀，並於外周上形成有多數個缺口81a~81f、82a~82f。這些缺口81a~81f、82a~82f，係構成用以減輕激勵電極
81、82的質量之質量調整部。
如第16圖所示般，形成於晶體振盪板8的表面之激勵電極81，於各短邊的中央區域上，以對向的狀態而配置有缺口81a、81d。此外，於各長邊上形成有缺口81e、81f、81b、81c。缺口81e、81f、81b、81c係各自設置於，從長邊的中央區域往各個短邊側靠近之位置上。此靠近之位置係對應於上述般之將長邊區分為3等分時之一邊側區域R2與另一邊側區域R3，於一邊側區域R2上，缺口81f與81b互為對向，於另一邊側區域R3上，缺口81e與81c互為對向。
如第17圖所示般，形成於晶體振盪板8的背面之激勵電極82，於從一邊的短邊的中央區域稍微往長邊側靠近的部分上，缺口82a及缺口82b係並列而形成，於從另一邊的短邊的中央區域稍微往長邊側靠近的部分上，缺口82d及缺口82e係並列而形成。此外，於各長邊的中央區域上，係對向而設置有開口部較寬的缺口82f、82c。
激勵電極81係藉由拉引電極811，而拉引至晶體振盪板8的短邊側之該短邊的一角部分，激勵電極82藉由拉引電極821，而拉引至另一短邊側之位於與上述一角部分呈對角的位置之角部分。亦即，係構成為保持晶體振盪板8的兩個短邊之雙邊支撐構成。此外，於本實施型態中，拉引電極811、821係從接近缺口81f、81g的開口部分之部分，朝向短邊而延伸後，沿著短邊而拉引至各個角部分。
於本實施型態中，各個激勵電極81、82的各邊之缺口81a~81f、82a~82f(例如缺口82a及缺口82b)，係設定為開口部尺與底部尺寸相等。此外，激勵電極81、82的角部以及以缺口81a~81f、82a~82f所形成之角部，係形成為以較小曲率所組成之曲部。
以上的晶體振盪板8係如第6圖所示般之裝載於封裝92上。保持該晶體振盪板8之封裝92，必須構成為保持晶體振盪板8的長邊方向的兩端，亦即保持兩個短邊。因此，於封裝92內部的長邊方向兩端部上，係各設置有支撐用的電極墊922、923，並採用導電黏接劑或導電性凸塊等之導電性接合材，將電極墊922、923與拉引電極811、821加以電性且機械接合。於以退火處理等之特定的加熱等而進行安定化處理後，藉由縫口接合、電子束接合或是電鍍接合等手段，將圖中未顯示的引線接合於封裝92的開口部925，並進行封裝92與引線之氣密密封。
對如此構成之晶體振盪器的頻率數特性進行調查時發現，如第18圖所示般，係於主振盪頻率數f0附近上未具有2次模式寄生振盪，此外，於較主振盪稍微高之高頻區域中，一般所會出現之高諧波寄生振盪hsp的激勵位準，亦成為相對較小的狀態，因此可獲得，寄生振盪不會對主振盪產生不良影響之良好特性。此外，在此所採用之晶體振盪板8的頻率數為120MHz，晶體振盪板8的長邊尺寸為1.8mm，短邊尺寸為1.2mm，激勵電極81、82的長邊尺寸L為0.7mm，短邊尺寸W為0.6mm。此外，各個缺
口81a、81b、81c、81d、81e、81f之開口尺寸為0.1mm，深度尺寸為0.1mm，此外，各個缺口82f、82c之開口尺寸為0.2mm，深度尺寸為0.1mm，各個缺口82a、82b、82d、82e之開口尺寸為0.07mm，深度尺寸為0.1mm。
上述各實施型態之激發電極係各自以微影技術法所成形。於形成激發電極之後，與頻率數的微調一同，進行缺口的蝕刻形成。具體而言，於實施型態1之第1圖所示的激勵電極11、12時，係於形成第19圖所示的激勵電極11、12後，以雷射照射或研磨調整將形成有缺口之部分加以去除，而形成成為缺口11a~11d、12a~12d之質量調整部。此外，於實施型態5之第7、8圖所示的激勵電極51、52時，係於形成第20圖所示的激勵電極後，以雷射照射或研磨調整將形成有缺口之部分加以去除，而形成成為缺口51a~51f、52a~52g之質量調整部。根據此構成，可一邊觀察頻率數的波形一邊進行頻率數調整，並調整晶體振盪板之左右的移位均衡，結果為可消除2次模式寄生振盪。
本發明並不限定於上述實施型態，例如晶體振盪元件可為圓形，亦可適用於晶體振盪元件的外形大小與激勵電極的外形大小為不同者。此外，質量調整部係以缺口來表示，但亦可為附加電極構材或樹脂之附加質量構成者。再者，亦可適用於其他頻率數，尤其是於100MHz子上的晶體振盪元件中，由於容易引起起因於fa模式之寄生振
盪，因此可藉由適用本發明，而獲得排除各種寄生振盪的影響後之具有良好特性的晶體振盪器。
此外，為質量調整部之缺口，並不限定於上述實施型態所示般之顯露出晶體振盪板的材質之構成，亦可由其他激勵電極區域中之電極膜厚較薄之薄層部所組成之質量調整部。亦即，一般而言，激勵電極係由金屬材料的多層膜所構成，因此可僅於缺口或凹部上減少層構成，藉此而形成薄層部。以本實施型態為例，係僅於金屬層中的下面之鉻層上形成缺口，並於形成於該上方之金屬上不形成缺口而構成。藉由如此之於缺口或凹部上存在有金屬材料之構成，可於一般進行頻率數調整時，對該金屬材料進行調整，而可有效進行寄生振盪的抑制之調整。
此外，於上述實施型態中，係以缺口為質量調整部而說明，但並不限定此，只要為用以進行質量調整而使激勵電極變形之構成者，則亦可為其他構成。例如可為圓形或四角形的貫通孔之切除部(電極非形成部)。
此外，本發明並不限定於上述實施型態，亦可適用於晶體振盪元件的外形大小與激勵電極的外形大小為不同者。此外，亦可適用於其他頻率數，尤其是於100MHz子上的晶體振盪元件中，由於容易引起起因於fa模式之寄生振盪，因此可藉由適用本發明，而獲得排除各種寄生振盪的影響後之具有良好特性的晶體振盪器。
此外，於上述實施型態中，係採用平板狀(俯視時為矩形狀)之AT切面的晶體振盪元件，做為晶體振盪元件
(晶體振盪板)，但是形狀並不限定於上述實施型態，亦可如第21、22圖所示般，於表面與背面上形成凹部，並於此凹部的底面上形成激勵電極。第21圖為第1實施型態的變形例，第22圖為第5實施型態的變形例，各項構成的說明係如上述所示般，在此係省略該說明。
本發明在不脫離該精神或主要特徵下，可由其他種種形式加以實施。因此，上述實施型態就所有方面來看係僅為例示，並不應視為限定解釋。本發明的範圍係以申請專利範圍所表示，並不限定於說明書的內文說明。此外，屬於與申請專利範圍為同等範圍之變形及變更，均屬於本發明的範圍內。
此外，本申請案係根據2005年9月15日於日本所申請之日本特願2005-267732號以及2006年3月29日於日本所申請之日本特願2006-091885號，而申請該優先權。藉由在此提及上述申請案，而使該所有內容包含於本申請案中。
本發明可適用於晶體振盪器的量產。
1‧‧‧晶體振盪元件
11、12‧‧‧激勵電極
11a~11d、12a~12d‧‧‧缺口
111、121‧‧‧拉引電極
第1圖係顯示本發明的第1實施型態之晶體振盪板之概略構成圖。第1圖(a)係顯示該晶體振盪板之概略俯視圖第1圖(b)係顯示第1圖(a)的A-A線剖面圖。
第2圖係顯示揭開本發明的第1實施型態之晶體振盪器的內部之概略俯視圖。
第3圖係顯示本發明的第1實施型態之晶體振盪器的頻率數特性之圖式。
第4圖係顯示本發明的第2實施型態之晶體振盪板之概略俯視圖。
第5圖係顯示本發明的第3實施型態之晶體振盪板之概略俯視圖。
第6圖係顯示揭開本發明的第4實施型態之晶體振盪器的內部之概略俯視圖。
第7圖係顯示本發明的第5實施型態之晶體振盪板之概略俯視圖。
第8圖係顯示本發明的第5實施型態之晶體振盪板之概略背面圖。
第9圖係顯示揭開本發明的第5實施型態之晶體振盪器的內部之概略俯視圖。
第10圖係顯示本發明的第5實施型態之晶體振盪器的頻率數特性之圖式。
第11圖係顯示本發明的第6實施型態之晶體振盪板之概略俯視圖。
第12圖係顯示本發明的第6實施型態之晶體振盪器的頻率數特性之圖式。
第13圖係顯示本發明的第7實施型態之晶體振盪板之概略俯視圖。
第14圖係顯示本發明的第7實施型態之晶體振盪板之概略背面圖。
第15圖係顯示本發明的第7實施型態之晶體振盪器的頻率數特性之圖式。
第16圖係顯示本發明的第8實施型態之晶體振盪板之概略俯視圖。
第17圖係顯示本發明的第8實施型態之晶體振盪板之概略背面圖。
第18圖係顯示本發明的第8實施型態之晶體振盪器的頻率數特性之圖式。
第19圖係顯示本發明的第1實施型態之未形成缺口的狀態時之製程中的晶體振盪板之概略俯視圖。
第20圖係顯示本發明的第5實施型態之未形成缺口的狀態時之製程中的晶體振盪板之概略俯視圖。
第21圖係顯示本發明的第1實施型態之其他型態之晶體振盪板之概略構成圖。第21圖(a)係顯示該晶體振盪板之概略俯視圖第21圖(b)係顯示第21圖(a)的A’-A’線剖面圖。
第22圖係顯示本發明的第5實施型態之其他型態之晶體振盪板之概略構成圖。
第23圖係顯示揭開以往例之晶體振盪器的內部之概略俯視圖。
第24圖係顯示表面與背面形成為平行之晶體振盪元件之圖式。第24圖(a)係顯示該晶體振盪元件之概略側
面圖。第24圖(b)係顯示該晶體振盪元件的頻率數特性之圖式。
第25圖係顯示表面與背面形成為傾斜之晶體振盪元件之圖式。第25圖(a)係顯示該晶體振盪元件之概略側面圖。第25圖(b)係顯示該晶體振盪元件的頻率數特性之圖式。
第26圖(a)~第26圖(f)係顯示做為驗證資料1的樣本之晶體振盪器的頻率數特性的比較資料之圖式。
第27圖(g)~第27圖(l)係顯示做為驗證資料1的樣本之晶體振盪器的頻率數特性的比較資料之圖式。
第28圖(aa)~第28圖(af)係顯示做為驗證資料2的樣本之晶體振盪器的頻率數特性的比較資料之圖式。
第29圖(ag)~第29圖(al)係顯示做為驗證資料2的樣本之晶體振盪器的頻率數特性的比較資料之圖式。
第30圖(am)~第30圖(an)係顯示做為驗證資料2的樣本之晶體振盪器的頻率數特性的比較資料之圖式。
1‧‧‧晶體振盪元件
10‧‧‧封裝
11、12‧‧‧激勵電極
11a~11d、12c‧‧‧缺口
111、121‧‧‧拉引電極
W‧‧‧沿著短邊方向之電極尺寸
h1、h2‧‧‧缺口的開口尺寸
d1、d2‧‧‧缺口的深度尺寸
L‧‧‧沿著長邊方向之電極尺寸
X‧‧‧X軸
Z‧‧‧Z軸
Claims (10)
- 一種晶體振盪器，係設置有以厚度切變振盪而動作之晶體振盪元件，其特徵為：與上述晶體振盪元件的表面與背面對向而形成有一對的激勵電極；上述各激勵電極係形成為俯視呈四邊形，並且於形成於上述表面與背面之上述各激勵電極各自之各邊的中央區域上，分別形成有質量調整部。
- 一種晶體振盪器，係設置有以厚度切變振盪而動作之晶體振盪元件，其特徵為：與上述晶體振盪元件的表面與背面對向而形成有一對的激勵電極；上述各激勵電極係形成為俯視呈矩形，並且於形成於上述表面與背面之上述各激勵電極各自之至少為對向的兩邊上，形成有質量調整部；於一邊的上述激勵電極上，於各長邊的中央區域上形成有質量調整部之同時，於另一邊的上述激勵電極上，由各長邊的中央往兩側靠近之區域上形成有質量調整部，並由變異形狀所組成；於上述各激勵電極的各短邊上，於中央區域及兩端之間形成有質量調整部。
- 如申請專利範圍第1項之晶體振盪器，其中，質量調整部為去除激勵電極後的缺口或切除孔，或是對激勵電極進行加權之加權部。
- 一種晶體振盪器，係設置有以厚度切變振盪而動作之晶體振盪元件，其特徵為：與上述晶體振盪元件的表面與背面對向而形成有一對的激勵電極；上述各激勵電極係形成為俯視呈矩形，並且於形成於上述表面與背面之上述各激勵電極各自之至少為對向的兩邊上，形成有質量調整部；質量調整部為去除激勵電極後的缺口或切除孔，或是對激勵電極進行加權之加權部；形成於上述激勵電極的中央區域之上述缺口的尺寸，係設定為該開口尺寸對形成有該缺口之該激勵電極的邊之尺寸為0.15~0.40之比例，且設定為該深度尺寸對鄰接於上述邊的邊之尺寸為0.10~0.30之比例。
- 一種晶體振盪器，係設置有以厚度切變振盪而動作之晶體振盪元件，其特徵為：與上述晶體振盪元件的表面與背面對向而形成有一對的激勵電極；上述各激勵電極係形成為俯視呈矩形，並且於形成於上述表面與背面之上述各激勵電極各自之至少為對向的兩邊上，形成有質量調整部；質量調整部為去除激勵電極後的缺口或切除孔，或是對激勵電極進行加權之加權部；形成於上述激勵電極的中央往兩側靠近之區域之上述缺口的尺寸，係設定為該開口尺寸對形成有該缺口之該激 勵電極的邊之尺寸為0.06~0.20之比例，且設定為該深度尺寸對鄰接於上述邊的邊之尺寸為0.10~0.30之比例。
- 一種晶體振盪器，係設置有以厚度切變振盪而動作之晶體振盪元件，其特徵為：與上述晶體振盪元件的表面與背面對向而形成有一對的激勵電極；上述各激勵電極係形成為俯視呈矩形，並且於形成於上述表面與背面之上述各激勵電極各自之至少為對向的兩邊上，形成有質量調整部；質量調整部為去除激勵電極後的缺口或切除孔，或是對激勵電極進行加權之加權部；上述缺口的開口尺寸係較該缺口的深度尺寸還大。
- 如申請專利範圍第3項至第6項中任一項之晶體振盪器，其中，做為上述缺口的構成而形成之角部，係形成為曲部。
- 如申請專利範圍第3項至第6項中任一項之晶體振盪器，其中，上述缺口的開口尺寸係較該缺口的底部尺寸還大。
- 如申請專利範圍第1項之晶體振盪器，其中，上述激勵電極的電極圖案，於上述表面與背面上互為不同。
- 如申請專利範圍第6項或第7項之晶體振盪器，其中，基本波振盪頻率數為100MHz以上。
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