JPH01293707A - 長辺縦振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マイクロコンピュータ、コードレステレフォ
ン等の情報機器および通信機等に使用される１、０４″
Ｈｚ−１，０６ＭＨｚ帯の長辺縦振動子に関する。

特に要部の寸法を規正することにより良好な特性を得る
ものである。

〔発明の概要〕

本発明は、マウント部を兼ねたフレーム部と、振動部お
よび一対の支持部がフォトリソ加工によって、一体形成
され、かつ振動部の周囲がフレーム部に取り囲まれた１
、０４１４Ｈｚ〜１．０６ＭＨｚ帯の長辺縦振動子にお
いて、その形状寸法を１１０１７１１から２６０μｍの
範囲に設定する事によって、小形でかつ、等個直列抵抗
を低減することを目的としたものである。

（従来の技術〕 第１図は、本発明に係る長辺縦振動子の形状を平面図で
示している。１，１は振動部である。３゜４はフレーム
部であり、このフレーム部３．４はマウント部７と一体
形成されている。

また、中央に位置する振動部１．１はフレーム３．４お
よびマウント部７と、一対の支持体５゜６によって一体
形成され支持されている。この形状は水晶ウェハからホ
トリソグラフの手段でエツチングにより形成されている
。また、振動部１゜１は同図かられかるとおり、フレー
ム部及びマウント部に周囲を取り囲まれている。この第
１図が本発明に係る長辺縦振動子の基本的な構造である
。

また、第２図は第１図の長辺縦振動子の実装例を示す平
面図で金属容器を透視した図である。実装は、直径が２
−／麟、全長が６ｅ＋／ｍの金属収容器を用いている。

同図において８はキャップであり、９はステムである。

ｌは第１図で示した長辺縦振動子片の振動部であり、１
０はリード線である。このリード線ＩＯは水晶振動子片
のマウント部７に半田付、または、導電性接着剤で固定
されている。

長辺縦振動子の周波数は、第１図における振動部の長さ
ｌによって決定される。すなわち、次式が成立す名。

また、第２図に示した収容器は外径りが２．０＋ｓｍ長
さＬ゛が６．０１１！１の大きさがもっとも汎用性が高
く一般に使い易く望まれる形状寸法である。すると、自
動的に振動子片の長さ寸法は制約を受けてしまう、この
寸法は第１図に示したし寸法であり、その値は、 Ｌ＝４０００ｆｍ±２００− である。

第３図は、振動子の振動を示している。ｌは振動部であ
る。また、３，４はフレーム部であり、５．６は支持部
である０図中矢印ａは長辺縦振動の変位をあられしてい
る。この時、振動変位ａは支持部５，６を介在して、フ
レーム部３．４の点線で示した屈曲振動１１．１２を誘
発する。

今、第３図における振動部１の固有振動数すは（１）式
によって決定される。よって、３，４のフレーム部の屈
曲振動数も、振動部ｌの固有振動数に等しい周波数で振
動する。ところが、フレーム部３．４は振動部１とは独
立に屈曲振動数としての固有振動数を持っている。この
フレーム部３．４の固有振動数と振動部の純粋な長辺縦
振動の振動数が、はぼ一致してしまう時、振動子の等価
抵抗値Ｒ１は、急上昇してしまい大きな問題となってし
まう。この現象は他の振動子、特にＡＴカットで顕著に
みられるスプリアス振動と、主振動との結合現象と同様
な概念で説明できる。ところが、長辺縦振動子において
は、スプリアスとしてのフレーム部の固有屈曲振動数に
関する理論的又は、実験的解析がなされておらず、振動
子設計上、大きな問題があったばかりでなく、等価爪抗
（ａＲｌがスプリアスが原因で大きく変動してしまうと
いう問題があった。それゆえ、このスプリアス振動、す
なわち、フレーム部の固有振動数と主振動部の長辺縦振
動数との定量的な数値関係及びその数値限定が大きな課
題であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、実験的手段によって、フレーム部の屈曲固有
振動と主振動部の長辺縦振動との定ｌ的な数値関係を明
確にし、その結果に基づいて、寸法範囲の設定を行い、
長辺縦振動子の等価抵抗値（Ｒ，特性）を向上させよう
とするものである。

Ｃ２１月を解決するための手段〕 第４図は、第１図に示した長辺縦振動子のフレーム部３
．４の幅寸法Ｗを変化させた時の長辺縦振動数（以下土
掘と略す）と、スプリアス振動（以下スプリアスと略す
）の関係を実験的に求めたグラフである。■は、１振で
あり、Ｗ寸法の変化に対して不変である。この周波数は
１．０５ＭＨｚである。■〜■はスプリアス振動であり
、それぞれｆ、’−ｆ−と示しである。このグラフに示
した関係は、 Ｌ＝４０００＊±２０〇− １２−２５８５−〜２６３Ｆ１ｍ の範囲内において、はぼ等しく成立している。ちなみに
１＝２６３５−〜２５８５ｓの範囲は、長辺縦振動数が
、はぼ１．０４０ＭＭＨｚから、１．０６０ＭＭＨｚに
対応している。

第４図においては、スプリアスｆ　、Ｚ〜ｆ　！＋は、
Ｗ＝８０〜１００−の位置で１振■と等しい値をもつ。

また、Ｗ≧２６０ｎの領域では、スプリアスｆ　ｆｉ’
＋ｆ　−＋　ｆ　Ｓ′が、１振■に近づきつつある。す
なわち、Ｗ＝８０〜１００ｕ、およびＷ≧２６０−にお
いてはフレーム部の屈曲固有振動と、主振動部の固有振
動が一致してしまい、等価抵抗Ｒ，がっ、上昇してしま
う、よってＷ寸法は、以下の範囲にあることが望ましい
と判明した。

１１０ｎ≦Ｗ≦２６０ｐｉｆ　　　−（２１〔作用〕 本発明は、全長４０００μｍ±２００−お及び周波数１
０４０　ｋ　Ｈ１〜１０６０　ｋ　Ｈｚ帯の長辺縦振動
子において、そのフレーム部３．４のＷ寸法（幅寸法）
を１１　Ｏｎ≦Ｗ≦２６〇− の条件にする事によって、スプリアスとしての屈曲振動
を除外し、等価抵抗Ｒ１を低減できる。

〔実施例〕

本発明に適用する長辺縦振動子は、全長が１＝４０００
μ±２００−であり、かつ振動部の周囲を１個のフレー
ム３．４で取り囲まれた形状をしている。

第５図Ａ、第５図Ｂは、本発明の実施例及び実施前の共
振特性を示している。第５図Ａは、実施前の共振特性で
ある。フレーム幅寸法が設定されておらず、多数の共振
周波数が存在している。第５図Ｂは、フレーム幅寸法を
（２）弐の条件に従って設定した実施例の共振特性であ
る。実施前におといては、共振抵抗（等価抵抗）Ｒ＋は
スプリアスの影響を受けており、１．５にΩ以上になっ
ている。

それに対して、第５図Ｂの実施例においては、３００Ω
〜８００Ωと約半分にＲ１が低減されている。

このように、本発明におけるフレーム幅寸法の設定は、
良好なＲ１特性を得ることができるのである。

また、第６図Ａ、　　Ｂに実施前および実施例の周波数
−温度特性を示す、第６図Ａは実施前の例であり、スプ
リアスの影響を受けて周波数−温度特性カーブが乱れて
いる。それに対して、第６図Ｂは、フレーム幅寸法を（
２）式にしたがって設定した実施例であり、カーブの乱
れがなく本来の長辺縦振動子の良好な温度特性が得られ
ている。よって、本発明は良好なＲ１特性を得られるば
かりでなく、良好な周波数−温度特性も得られるのであ
る。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明は振動部を１個のフレーム
が取り囲んでいる１、０４”１ｌｚ＝１．０６’ｌｌｚ
帯の長辺縦振動子において、そのフレーム幅寸法Ｗを、
１１０−≦ＷＳ　２６０ｐｓ の範囲に設定することによって、次のような著しい効果
を有する。

■　フレーム幅寸法を設定することによって、スプリア
ス振動の結合を解消し、等価抵抗Ｒ４を低減させること
ができる。

■　スプリアス振動の結合が、解消するために本来の良
好な温度特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明に係る図面で、第１図は本
発明に適応させる長辺縦振動子片の基本形状を示す平面
図、第２図は本発明に適用させる長辺縦振動子の実装構
造を容器に通視して示す平面図、第３図は主振動部（長
辺縦振動部）とフレーム振動の関係を示す平面図、第４
図は長辺縦振動とフレーム部屈曲固有振動（スプリアス
振動）との関係を示す特性図、第５図Ａは実施前におけ
る共振特性を示す特性図、第５図Ｂは実施後（本発明）
における共振特性（縦横軸は第５図Ａと同し）、第６図
Ａは実施前における周波数−温度特性を示す特性図、第
６図Ｂは実施後（本発明）における周波数−温度特性を
示す特性図である。 １、　　ｌ・・・振動部 ３．４・・・フレーム部 ５．６・・・支持体　　　′ Ｗ・・・・・幅寸法 ｌ・・・・・振動部の長さ し・・・・・振動子の全長 以上 出願人　セイコー電子部品株式会社 代理人　弁理士　林　　敬　之　助 本社明の羽ｌ切子のｓＦ面図 第１図 ［Ｅ］月にイ禾るＭ４的子の嘆；フ１を達菊りし゛た平
面し〕第２　図 本朝−明（こイ禿るり暇１力を軒しでと身彎ゐ図罵づ図 オ贋し日月１：イ＃、うスづ一すアス千１１勺乏ｊＫず
？ヤ・肛同第　４　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 振動部の周囲が、１個のフレーム部によって、取り囲ま
   れている１．０４＾ＭＨｚから１．０６＾ＭＨｚの範囲
   の周波数であって、その全長が４０００μｍ±２００μ
   ｍの長辺縦振動子において、前記フレーム部の幅寸法を
   １１０μｍから２６０μｍの範囲に設定したことを特徴
   とする長辺縦振動子。