JPH0145771B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0145771B2 JPH0145771B2 JP57052246A JP5224682A JPH0145771B2 JP H0145771 B2 JPH0145771 B2 JP H0145771B2 JP 57052246 A JP57052246 A JP 57052246A JP 5224682 A JP5224682 A JP 5224682A JP H0145771 B2 JPH0145771 B2 JP H0145771B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal plate
- crystal
- ellipse
- side direction
- length
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02157—Dimensional parameters, e.g. ratio between two dimension parameters, length, width or thickness
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/19—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of quartz
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、長方形状水晶板を使用した水晶振動
子に関する。この水晶振動子は、ATカツト水晶
板を使用して発振周波数が１〜6MHzで、寸法が
10×２mm程度の小型振動子として各種紹介されて
いる。そして、発振時におけるクリスタル・イン
ピーダンス（以下「CI」という。）を小さくして
安定な発振を得るために、水晶板をベベル形状又
はコンベツクス形状にしている。
子に関する。この水晶振動子は、ATカツト水晶
板を使用して発振周波数が１〜6MHzで、寸法が
10×２mm程度の小型振動子として各種紹介されて
いる。そして、発振時におけるクリスタル・イン
ピーダンス（以下「CI」という。）を小さくして
安定な発振を得るために、水晶板をベベル形状又
はコンベツクス形状にしている。
このベベル形状とコンベツクス形状は、前者が
第１図イの平面図及び同図ロの断面図に示すよう
に水晶板１００の厚みを長辺方向に沿つて一定の
傾斜で漸次小さくし、後者が第２図イの平面図及
び同図ロの断面図に示すように水晶板２００の厚
みを一定の曲率半径で漸次小さくしている点で異
なるが、いずれも水晶板１００，２００の中心か
ら長辺方向に進むに従つてその厚みを漸次小さく
したものである。なお、第１図及び第２図におい
て１０１と２０１は厚み振動すべき励振電極であ
る。
第１図イの平面図及び同図ロの断面図に示すよう
に水晶板１００の厚みを長辺方向に沿つて一定の
傾斜で漸次小さくし、後者が第２図イの平面図及
び同図ロの断面図に示すように水晶板２００の厚
みを一定の曲率半径で漸次小さくしている点で異
なるが、いずれも水晶板１００，２００の中心か
ら長辺方向に進むに従つてその厚みを漸次小さく
したものである。なお、第１図及び第２図におい
て１０１と２０１は厚み振動すべき励振電極であ
る。
このようなベベル形状、コンベツクス形状にす
ることにより、平板状のもの（同一寸法の下で）
と比較してCIを小さくすることができるものの、
それとて150Ω程度で限界を来たし、直径８mmの
円形水晶板で得られる数10ΩのCIまで小さくす
ることが不可能であつた。
ることにより、平板状のもの（同一寸法の下で）
と比較してCIを小さくすることができるものの、
それとて150Ω程度で限界を来たし、直径８mmの
円形水晶板で得られる数10ΩのCIまで小さくす
ることが不可能であつた。
本発明は、このような従来のベベル形状、コン
ベツクス形状により限界を越えて、CIを数10Ω
にまで小さくさせることができる水晶振動子を提
供することであり、以下、実施例図面を参照して
本発明を詳細に説明する。
ベツクス形状により限界を越えて、CIを数10Ω
にまで小さくさせることができる水晶振動子を提
供することであり、以下、実施例図面を参照して
本発明を詳細に説明する。
第３図は、本発明の一実施例である水晶板の形
状を示し、同図イは平面図、同図ロは同図イの
A31−A31断面図及び同図ハは同図イのA32−A32
断面図であり、第４図は前図に示した水晶板に励
振電極及び引出電極を配置してなる水晶振動子を
示し、同図イは平面図及び同図ロは同図イのA4
−A4断面図である。
状を示し、同図イは平面図、同図ロは同図イの
A31−A31断面図及び同図ハは同図イのA32−A32
断面図であり、第４図は前図に示した水晶板に励
振電極及び引出電極を配置してなる水晶振動子を
示し、同図イは平面図及び同図ロは同図イのA4
−A4断面図である。
本例の水晶板３００は、周知のATカツト水晶
板（水晶の結晶座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）をＸ軸のまわ
りに所定角度（34゜〜36゜）回転した後の結晶座標
（Ｘ、Y′、Z′）において、XZ′平面に平行に切断
した水晶板をいう。）を長方形状にし、その長辺
方向（長さl0＝80mm）をＸ軸に、その短辺方向
（長さw0＝２mm）をZ′軸に、厚み方向（厚みt0＝
0.34mm）をY′軸にしている。なお、発振周波数ｆ
は厚みt0と反比例関係にあつて、本例ではｆ≒
5MHzである。
板（水晶の結晶座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）をＸ軸のまわ
りに所定角度（34゜〜36゜）回転した後の結晶座標
（Ｘ、Y′、Z′）において、XZ′平面に平行に切断
した水晶板をいう。）を長方形状にし、その長辺
方向（長さl0＝80mm）をＸ軸に、その短辺方向
（長さw0＝２mm）をZ′軸に、厚み方向（厚みt0＝
0.34mm）をY′軸にしている。なお、発振周波数ｆ
は厚みt0と反比例関係にあつて、本例ではｆ≒
5MHzである。
そして、この水晶板３００の両主面には、長径
（l1＝3.6mm）と短径（w1＝1.0mm）を有する楕円形
を輪郭とする平担面３０１が形成され、この平担
面３０１の楕円形と水晶板３００の長方形輪郭と
の間において、水晶板３００の厚みtiが水晶板３
００の長辺方向と短辺方向にそれぞれ進むに従つ
て漸次小さくなり、その厚みtiの等しい両主面上
の点を集合した軌跡が平担面３０１の楕円形とほ
ぼ相似形である相似楕円形３０２とその相似楕円
形の一部３０３となつて、周辺に向かつて順次形
成されている。
（l1＝3.6mm）と短径（w1＝1.0mm）を有する楕円形
を輪郭とする平担面３０１が形成され、この平担
面３０１の楕円形と水晶板３００の長方形輪郭と
の間において、水晶板３００の厚みtiが水晶板３
００の長辺方向と短辺方向にそれぞれ進むに従つ
て漸次小さくなり、その厚みtiの等しい両主面上
の点を集合した軌跡が平担面３０１の楕円形とほ
ぼ相似形である相似楕円形３０２とその相似楕円
形の一部３０３となつて、周辺に向かつて順次形
成されている。
そして、この水晶板３００の平担面３０１を含
む両主面上にAgg、Auなどの金属を真空蒸着又
はスパツタリングにより、励振電極３０４と、そ
の励振電極３０４から長手方向の両端部までそれ
ぞれ逆向きに引出した引出電極３０５とを配置し
て水晶振動子を構成する。なお、この水晶振動子
の電気的兼機械的接続は図示していないが、引出
電極３０５の両端部にて所定の支持具に固着され
る。
む両主面上にAgg、Auなどの金属を真空蒸着又
はスパツタリングにより、励振電極３０４と、そ
の励振電極３０４から長手方向の両端部までそれ
ぞれ逆向きに引出した引出電極３０５とを配置し
て水晶振動子を構成する。なお、この水晶振動子
の電気的兼機械的接続は図示していないが、引出
電極３０５の両端部にて所定の支持具に固着され
る。
そこで、水晶板３００の楕円形（平担面３０
１）の大きさ、すなわち長径l1と短径w1の各寸法
とCIとの関係について詳細に検討して実験した
結果、第５図に示すように水晶板３００の長辺方
向の長さl0に対する楕円形の長径l1の比（l1／l0）
が0.7以下であるとき、水晶板３００の短辺方向
の長さw0に対する楕円形の短径w1の比（w1／
w0）が0.6以下であるときは、CIが70Ω以下にな
つて低減し、逆に比（l1／l0）が0.7を越え、比
（w1／w0）が0.6を越えたときは、CIが100Ω以上
になつて激増することが判明した。なお、本例の
水晶振動子は、l1／l0＝0.45、w1／w0＝0.5である
ことから、そのCIは40Ωである。
１）の大きさ、すなわち長径l1と短径w1の各寸法
とCIとの関係について詳細に検討して実験した
結果、第５図に示すように水晶板３００の長辺方
向の長さl0に対する楕円形の長径l1の比（l1／l0）
が0.7以下であるとき、水晶板３００の短辺方向
の長さw0に対する楕円形の短径w1の比（w1／
w0）が0.6以下であるときは、CIが70Ω以下にな
つて低減し、逆に比（l1／l0）が0.7を越え、比
（w1／w0）が0.6を越えたときは、CIが100Ω以上
になつて激増することが判明した。なお、本例の
水晶振動子は、l1／l0＝0.45、w1／w0＝0.5である
ことから、そのCIは40Ωである。
このような比（l1／l0）及び比（w1／w0）とCI
との関係は、発振周波数を3MHz、4MHzなどに変
えて、すなわち厚みt0を変えても同様な特性が得
られることが別の実験により確認されたことか
ら、本発明は数ＭHzの発振周波数の水晶振動子に
ついて実施可能であることが分る。
との関係は、発振周波数を3MHz、4MHzなどに変
えて、すなわち厚みt0を変えても同様な特性が得
られることが別の実験により確認されたことか
ら、本発明は数ＭHzの発振周波数の水晶振動子に
ついて実施可能であることが分る。
また、水晶板の切断角についてはATカツトが
室温使用のときに周波数温度特性の点で優利であ
るが、この他に個々の使用条件に応じてBTカツ
ト、FCカツトなどに選定してもよい。
室温使用のときに周波数温度特性の点で優利であ
るが、この他に個々の使用条件に応じてBTカツ
ト、FCカツトなどに選定してもよい。
以上のとおり本発明によれば、CIについて、
従来の長方形状小型水晶振動子の限界を越えて大
幅に小さくすることができ、安定な発振が得られ
る利点がある。また、CIの許容範囲内において、
本発明のCI低減分に相当する寸法の小型化を図
ることができる。
従来の長方形状小型水晶振動子の限界を越えて大
幅に小さくすることができ、安定な発振が得られ
る利点がある。また、CIの許容範囲内において、
本発明のCI低減分に相当する寸法の小型化を図
ることができる。
第１図は従来のベベル形状の水晶振動子を示
し、同図イは平面図及び同図ロは同図イのA1−
A1断面図である。第２図は従来のコンベツクス
形状の水晶振動子を示し、同図イは平面図及び同
図ロは同図イのA2−A2断面図である。第３図は
本発明による水晶板の一実施例を示し、同図イは
平面図、同図ロは同図イのA31−A31断面図及び
同図ハは同図イのA32−A32断面図である。第４
図は第３図に示した水晶板を使用した水晶振動子
の一実施例を示し、同図イは平面図及び同図ロは
同図イのA4−A4断面図である。第５図は本発明
による水晶振動子の長辺方向と短辺方向の各長さ
と、平担面の楕円形の長径と短径の各長さとの比
（l1／l0）、比（w1／w0）とCIとの関係を示す特性
曲線図である。 ３００……水晶板、３０１……平担面、３０２
……相似楕円形、３０３……相似楕円形の一部、
３０４……励振電極、l0……水晶板の長辺方向の
長さ、w0……水晶板の短辺方向の長さ、l1……楕
円形の長径、w1……楕円形の短径、ti……楕円形
と長方形の間における水晶板の厚み。
し、同図イは平面図及び同図ロは同図イのA1−
A1断面図である。第２図は従来のコンベツクス
形状の水晶振動子を示し、同図イは平面図及び同
図ロは同図イのA2−A2断面図である。第３図は
本発明による水晶板の一実施例を示し、同図イは
平面図、同図ロは同図イのA31−A31断面図及び
同図ハは同図イのA32−A32断面図である。第４
図は第３図に示した水晶板を使用した水晶振動子
の一実施例を示し、同図イは平面図及び同図ロは
同図イのA4−A4断面図である。第５図は本発明
による水晶振動子の長辺方向と短辺方向の各長さ
と、平担面の楕円形の長径と短径の各長さとの比
（l1／l0）、比（w1／w0）とCIとの関係を示す特性
曲線図である。 ３００……水晶板、３０１……平担面、３０２
……相似楕円形、３０３……相似楕円形の一部、
３０４……励振電極、l0……水晶板の長辺方向の
長さ、w0……水晶板の短辺方向の長さ、l1……楕
円形の長径、w1……楕円形の短径、ti……楕円形
と長方形の間における水晶板の厚み。
Claims (1)
- １ ATカツト水晶板の両主面の形状を長方形に
し、該両主面上に厚み振動すべき励振電極を配置
し、該水晶板の長辺方向と同一方向に該長辺方向
の長さに対して0.7倍以下の長さを持つ長径と、
該水晶板の短辺方向と同一方向に該短辺方向の長
さに対して0.6倍以下の長さをもつ短径とを有す
る楕円形を輪郭とする平坦面を該水晶板の両主面
上に形成し、かつ、該平坦面の楕円形と該水晶板
の長方形との間における該水晶板の厚みが該水晶
板の該長辺方向と該短辺方向に進むに従つて漸次
小さくなり、該平坦面の楕円形と該水晶板の長方
形との間における該水晶板の厚みの等しい点を集
合した軌跡が該楕円形と相似である相似楕円形又
は該相似楕円形の一部であることを特徴とする水
晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5224682A JPS58171119A (ja) | 1982-04-01 | 1982-04-01 | 水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5224682A JPS58171119A (ja) | 1982-04-01 | 1982-04-01 | 水晶振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58171119A JPS58171119A (ja) | 1983-10-07 |
| JPH0145771B2 true JPH0145771B2 (ja) | 1989-10-04 |
Family
ID=12909363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5224682A Granted JPS58171119A (ja) | 1982-04-01 | 1982-04-01 | 水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58171119A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2864242B2 (ja) * | 1986-07-08 | 1999-03-03 | 日本電波工業株式会社 | 水晶振動子 |
| JPH02149116A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-07 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 圧電振動子 |
| JPH0316310A (ja) * | 1988-12-12 | 1991-01-24 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 水晶振動子 |
| WO2017057167A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 株式会社村田製作所 | 水晶片及び水晶振動子 |
| JP7393283B2 (ja) * | 2020-03-31 | 2023-12-06 | シチズンファインデバイス株式会社 | 厚みすべり水晶振動片 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5538752A (en) * | 1978-09-11 | 1980-03-18 | Kawaguchiko Seimitsu Kk | Bevel-type crystal oscillator for watch use |
| JPS55145418A (en) * | 1979-04-28 | 1980-11-13 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Crystal oscillator |
-
1982
- 1982-04-01 JP JP5224682A patent/JPS58171119A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58171119A (ja) | 1983-10-07 |
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