JPH0156565B2 - - Google Patents
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- JPH0156565B2 JPH0156565B2 JP12622581A JP12622581A JPH0156565B2 JP H0156565 B2 JPH0156565 B2 JP H0156565B2 JP 12622581 A JP12622581 A JP 12622581A JP 12622581 A JP12622581 A JP 12622581A JP H0156565 B2 JPH0156565 B2 JP H0156565B2
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- frequency
- weight
- vibrator
- main vibration
- vibration
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
- H03H3/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks for obtaining desired frequency or temperature coefficient
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (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、いくつかの振動モードが結合した、
いわゆる結合振動子の周波数調整方法に関する。
いわゆる結合振動子の周波数調整方法に関する。
本発明の目的は、周波数温度特性（以下、温度
特性と呼ぶ）の優れた結合振動子を提供すること
にある。温度特性の優れた振動子を要求する民生
機器は多くあるが、これらにはATカツト水晶振
動子が使用されて来た。しかし、最近は色々な民
生機器で小型化がなされ、それに従つて、ATカ
ツト水晶振動子も小型化が要求されて来ている
が、このタイプの振動子は、スプリアス振動
（Spurious Vibration）が多く、小型化が難しい
というのが現状である。特に、腕時計用振動子と
してATカツト水晶振動子を使用する場合、相当
に小型化する必要があり、音叉型屈曲水晶振動子
と比較したとき、サイズの面では全く満足できる
ものではない。そこで、最近はICの技術を応用
したフオトリソグラフイによる振動子の形成方法
が振動子製造に応用され、その結果、大変に小型
の振動子を提供することができるようになつた。
例えば、振動子の厚みを大変に薄くできる温度特
性の優れたGTカツト水晶振動子や屈曲モード振
動と捩りモード振動を結合させた屈曲−捩り水晶
振動子（以下、FT水晶振動子と呼ぶ）に応用さ
れ、非常に小型のものが可能になつた。しかし、
これらGTカツト、FTカツト水晶振動子は、良
好な温度特性を得るために二つの振動モード、即
ち、主振動と副振動の結合を利用している。それ
故、温度特性は主振動、副振動の共振周波数の差
によつてほぼ決定される。理論的には優れた温度
特性を与える共振周波数の差をどの位にすれば良
いか分かるが、実際には、製造上のバラツキがあ
り、一定に押えることは難しく、温度特性のバラ
ツく原因であつた。そこで、本発明は、主振動の
共振周波数を規準周波数f0に合わせ込む際に、温
度特性のバラツキを小さくする共振周波数と温度
特性調整方法を提供するものである。
特性と呼ぶ）の優れた結合振動子を提供すること
にある。温度特性の優れた振動子を要求する民生
機器は多くあるが、これらにはATカツト水晶振
動子が使用されて来た。しかし、最近は色々な民
生機器で小型化がなされ、それに従つて、ATカ
ツト水晶振動子も小型化が要求されて来ている
が、このタイプの振動子は、スプリアス振動
（Spurious Vibration）が多く、小型化が難しい
というのが現状である。特に、腕時計用振動子と
してATカツト水晶振動子を使用する場合、相当
に小型化する必要があり、音叉型屈曲水晶振動子
と比較したとき、サイズの面では全く満足できる
ものではない。そこで、最近はICの技術を応用
したフオトリソグラフイによる振動子の形成方法
が振動子製造に応用され、その結果、大変に小型
の振動子を提供することができるようになつた。
例えば、振動子の厚みを大変に薄くできる温度特
性の優れたGTカツト水晶振動子や屈曲モード振
動と捩りモード振動を結合させた屈曲−捩り水晶
振動子（以下、FT水晶振動子と呼ぶ）に応用さ
れ、非常に小型のものが可能になつた。しかし、
これらGTカツト、FTカツト水晶振動子は、良
好な温度特性を得るために二つの振動モード、即
ち、主振動と副振動の結合を利用している。それ
故、温度特性は主振動、副振動の共振周波数の差
によつてほぼ決定される。理論的には優れた温度
特性を与える共振周波数の差をどの位にすれば良
いか分かるが、実際には、製造上のバラツキがあ
り、一定に押えることは難しく、温度特性のバラ
ツく原因であつた。そこで、本発明は、主振動の
共振周波数を規準周波数f0に合わせ込む際に、温
度特性のバラツキを小さくする共振周波数と温度
特性調整方法を提供するものである。
以下、図面に沿つて本発明を詳細に説明する。
第１図は、結合振動子の形状と電極の一例で、
振動部とその両側に配置された二つの支持部とが
一体に形成されたGTカツト水晶振動子の例であ
る。Ａは平面図を、Ｂは側面図を示す。水晶１の
表裏面には電極２，３が配置され、両電極に交番
電圧を印加することによつて容易に振動子を励振
することができる。又、幅Ｗと長さＬによつて二
つのモードの共振周波数は決定され、幅Ｗによる
主振動の共振周波数をfW、長さＬによる副振動の
共振周波数をf1とすると、次の関係がある。
振動部とその両側に配置された二つの支持部とが
一体に形成されたGTカツト水晶振動子の例であ
る。Ａは平面図を、Ｂは側面図を示す。水晶１の
表裏面には電極２，３が配置され、両電極に交番
電圧を印加することによつて容易に振動子を励振
することができる。又、幅Ｗと長さＬによつて二
つのモードの共振周波数は決定され、幅Ｗによる
主振動の共振周波数をfW、長さＬによる副振動の
共振周波数をf1とすると、次の関係がある。
fW∝１／Ｗ
fL∝１／Ｌ ………(1)
更に、温度特性は両共振周波数の差fW−fLによ
つてほぼ決定される。
つてほぼ決定される。
第２図は、GTカツト水晶振動子を支持台４に
マウントしたときの一実施例で、平面図Ａと側面
図Ｂを示す。支持台４には水晶振動子５が配置さ
れ、振動子の端部８，９で接着剤あるいは、半田
付けによつて固着されている。水晶の表裏面には
励振用電極６，７が配置されている。
マウントしたときの一実施例で、平面図Ａと側面
図Ｂを示す。支持台４には水晶振動子５が配置さ
れ、振動子の端部８，９で接着剤あるいは、半田
付けによつて固着されている。水晶の表裏面には
励振用電極６，７が配置されている。
第３図は、フオトリソグラフイによつて形成さ
れたGTカツト水晶振動子の温度特性の例で、結
合の強さによつて温度特性は異なる。主振動と副
振動の結合が弱いとき、即ち、δ＝fW−fLが大き
いときは直線ａのように、又、結合が強いとき、
即ち、δが小さいときは直線ｂのようになる。こ
のとき、一次温度係数αの絶対値は約2.5×
10-6／℃と大きく、満足できる温度特性とならな
い。しかし、δが最適値のときは直線ｃのように
なり、良好な温度特性を示す。一般に作られる結
合振動子は、このようなバラツイタ温度特性を示
す。即ち、直線ａのように、一次温度係数αが約
−2.5×10-6／℃と言うように負の値を持つもの、
一方、直線ｂのように、αが約＋2.5×10-6／℃
と正の値を持つもの、それから、直線ｃのよう
に、αがほとんど零になるものと、多種多様の温
度特性を示す。又、形成後の振動子のαは−2.5
×10-6／℃〜＋2.5×10-6／℃の範囲内にある。
ここでαが正、負、それからほとんど零というこ
とは、次のように定義する。
れたGTカツト水晶振動子の温度特性の例で、結
合の強さによつて温度特性は異なる。主振動と副
振動の結合が弱いとき、即ち、δ＝fW−fLが大き
いときは直線ａのように、又、結合が強いとき、
即ち、δが小さいときは直線ｂのようになる。こ
のとき、一次温度係数αの絶対値は約2.5×
10-6／℃と大きく、満足できる温度特性とならな
い。しかし、δが最適値のときは直線ｃのように
なり、良好な温度特性を示す。一般に作られる結
合振動子は、このようなバラツイタ温度特性を示
す。即ち、直線ａのように、一次温度係数αが約
−2.5×10-6／℃と言うように負の値を持つもの、
一方、直線ｂのように、αが約＋2.5×10-6／℃
と正の値を持つもの、それから、直線ｃのよう
に、αがほとんど零になるものと、多種多様の温
度特性を示す。又、形成後の振動子のαは−2.5
×10-6／℃〜＋2.5×10-6／℃の範囲内にある。
ここでαが正、負、それからほとんど零というこ
とは、次のように定義する。
(1) 一次温度係数αがほとんど零ということはα
が±1.0×10-7／℃以内にあるものを言う。
が±1.0×10-7／℃以内にあるものを言う。
(2) 一次温度係数αが正ということは、αがα＞
1.0×10-7／℃にあるものを言う。
1.0×10-7／℃にあるものを言う。
(3) 一次温度係数αが負ということは、αがα＜
−1.0×10-7／℃にあるものを言う。
−1.0×10-7／℃にあるものを言う。
第４図は、GTカツト水晶振動子にメツキによ
り錘り１０，１１を付着した一例で、振動子の幅
Ｗ方向の端部、そして、長さ方向のほぼ中央位置
に、対称的にて、厚み1.0μ〜2.0μの錘り１０，１
１が配置されている。
り錘り１０，１１を付着した一例で、振動子の幅
Ｗ方向の端部、そして、長さ方向のほぼ中央位置
に、対称的にて、厚み1.0μ〜2.0μの錘り１０，１
１が配置されている。
第５図は、第４図の錘り１０，１１をレーザー
によつて飛散したときの錘りの飛散量に対する一
次温度係数αの変化を示している。即ち、錘りの
飛散量を多くするに従つて一次温度係数αは正側
へと移動する。
によつて飛散したときの錘りの飛散量に対する一
次温度係数αの変化を示している。即ち、錘りの
飛散量を多くするに従つて一次温度係数αは正側
へと移動する。
第６図は、GTカツト水晶振動子の四隅にメツ
キによつて錘り１２，１３，１４，１５を配置し
た例である。
キによつて錘り１２，１３，１４，１５を配置し
た例である。
第７図は、第６図の錘り１２，１３，１４，１
５をレーザーで飛散したときの錘りの飛散量に対
する一次温度係数αの関係を示す。錘りの飛散量
を多くするに従つて一次温度係数αは負側へと移
動する。
５をレーザーで飛散したときの錘りの飛散量に対
する一次温度係数αの関係を示す。錘りの飛散量
を多くするに従つて一次温度係数αは負側へと移
動する。
これらのことから分かるように、第４図の錘り
のときは、錘りを飛散することによつて、一次温
度係数αは正の方向に、又、第６図の錘りの配置
のときは、錘りを飛散することによつて、一次温
度係数αは負側へと移動する。即ち、第４図の錘
り１０，１１と第６図の錘り１２，１３，１４，
１５の間に錘りを配置したときは、一次温度係数
αは全く変化しない事が予測できる。
のときは、錘りを飛散することによつて、一次温
度係数αは正の方向に、又、第６図の錘りの配置
のときは、錘りを飛散することによつて、一次温
度係数αは負側へと移動する。即ち、第４図の錘
り１０，１１と第６図の錘り１２，１３，１４，
１５の間に錘りを配置したときは、一次温度係数
αは全く変化しない事が予測できる。
第８図は、GTカツト水晶振動子の錘り配置の
他の例で、第４図の錘り１０と第６図の錘り１
２，１５の間にあるように錘り１６，１９が配置
され、錘り１１と錘り１３，１４の間にあるよう
に錘り１７，１８が配置された平面図である。
他の例で、第４図の錘り１０と第６図の錘り１
２，１５の間にあるように錘り１６，１９が配置
され、錘り１１と錘り１３，１４の間にあるよう
に錘り１７，１８が配置された平面図である。
第９図は、第８図の錘り１６，１７，１８，１
９をレーザーで飛散したときの錘り飛散量に対す
る一次温度係数αとの関係を示し、錘りの飛散に
よつて一次温度係数αは変化しないことが分か
る。
９をレーザーで飛散したときの錘り飛散量に対す
る一次温度係数αとの関係を示し、錘りの飛散に
よつて一次温度係数αは変化しないことが分か
る。
第１０図は、第４図の錘り１０，１１、第６図
の錘り１２，１３，１４，１５、第８図の錘り１
６，１７，１８，１９をレーザーで各々飛散した
ときの錘り飛散量に対する主振動の共振周波数の
変化を示し、直線ｄ，ｅ，ｆはそれぞれ第４図、
第８図、第６図の場合に対応している。いづれの
場合でも、錘りの飛散量によつて主振動の共振周
波数は高くなることが分かる。
の錘り１２，１３，１４，１５、第８図の錘り１
６，１７，１８，１９をレーザーで各々飛散した
ときの錘り飛散量に対する主振動の共振周波数の
変化を示し、直線ｄ，ｅ，ｆはそれぞれ第４図、
第８図、第６図の場合に対応している。いづれの
場合でも、錘りの飛散量によつて主振動の共振周
波数は高くなることが分かる。
第１１図は、本発明のGTカツト水晶振動子の
錘り配置の一実施例を示し、錘り１０，１１，１
２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９
が配置されている。
錘り配置の一実施例を示し、錘り１０，１１，１
２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９
が配置されている。
次に、本発明の共振周波数調整と温度特性調整
方法を具体的に説明する。
方法を具体的に説明する。
第１１図のGTカツト水晶振動子は、フオトグ
ラフイによつて形成された後、次のような特性を
持つように設計する。
ラフイによつて形成された後、次のような特性を
持つように設計する。
(1) 主振動の共振周波数は、合わせ込む規準周波
数f0より低い値を持つ。（通常1000ppm〜
2000ppm低くなつている） このような振動子は、形状、エツチング時間、
錘りメツキ厚みを選択することによつて容易に得
られる。次に、この振動子はある任意の温度に置
き、この温度をサーミスター等の温度計によつて
読み取り、この温度をt1とする。このときの主振
動の共振周波数f1を測定する。更に、他の任意の
温度に前記振動子を置き、この時の温度t2を前記
と同様に読み取る。このときの主振動の共振周波
数f2を測定する。温度t1、t2と共振周波数f1、f2に
よつて次式から一次温度係数αを求める。
数f0より低い値を持つ。（通常1000ppm〜
2000ppm低くなつている） このような振動子は、形状、エツチング時間、
錘りメツキ厚みを選択することによつて容易に得
られる。次に、この振動子はある任意の温度に置
き、この温度をサーミスター等の温度計によつて
読み取り、この温度をt1とする。このときの主振
動の共振周波数f1を測定する。更に、他の任意の
温度に前記振動子を置き、この時の温度t2を前記
と同様に読み取る。このときの主振動の共振周波
数f2を測定する。温度t1、t2と共振周波数f1、f2に
よつて次式から一次温度係数αを求める。
α＝f2−f1／t2−t1（Hz／℃） ………(2)
又、合わせ込む規準周波数f0を使つて書き改め
ると、次のようになる。
ると、次のようになる。
α＝f2−f1／f0１／t2−t1（１／℃） ………(3)
第１２図は、この様子を示し、直線ｇはαが負
の場合の本発明の一実施例である。温度t0は主振
の共振周波数を規準周波数f0に合わせ込むときの
温度である。温度t0のとき、主振の共振周波数ｆ
は規準周波数f0よりも低くなつている。従つて、
主振の共振周波数ｆを規準周波数f0にレーザーで
錘りを飛散して合わせ込む方法は、前記した３つ
の方法がある。しかし、この場合、αは負である
からαが正側に移動する方式を採用すれば、αを
更に小さくすることができる。即ち、第１１図の
錘り１０，１１をレーザーで飛散する方法であ
る。第１２図の直線ｈとｉは、直線ｇの共振周波
数ｆを錘り１０，１１をレーザーで飛散して規準
周波数f0に合わせ込む場合の温度特性の変化を示
している。規準周波数f0に近づくに従つて、αは
零に近づき（直線ｈ）、規準周波数f0に合わせ込
まれたときは、αはほぼ零になる（直線ｉ）。
の場合の本発明の一実施例である。温度t0は主振
の共振周波数を規準周波数f0に合わせ込むときの
温度である。温度t0のとき、主振の共振周波数ｆ
は規準周波数f0よりも低くなつている。従つて、
主振の共振周波数ｆを規準周波数f0にレーザーで
錘りを飛散して合わせ込む方法は、前記した３つ
の方法がある。しかし、この場合、αは負である
からαが正側に移動する方式を採用すれば、αを
更に小さくすることができる。即ち、第１１図の
錘り１０，１１をレーザーで飛散する方法であ
る。第１２図の直線ｈとｉは、直線ｇの共振周波
数ｆを錘り１０，１１をレーザーで飛散して規準
周波数f0に合わせ込む場合の温度特性の変化を示
している。規準周波数f0に近づくに従つて、αは
零に近づき（直線ｈ）、規準周波数f0に合わせ込
まれたときは、αはほぼ零になる（直線ｉ）。
第１３図は、このようにして得られた本発明の
温度特性の一実施例を示す。直線ｊは振動子形成
後の温度特性でα≒−1.5×10-6／℃、直線ｋは
主振の共振周波数ｆを規準周波数f0に合わせ込ん
だときの温度特性でα≒−３×10-7／℃と相当小
さくなり、良好な温度特性を示すことが分かる。
全く同様に、αが正のときは、主振の共振周波数
ｆを規準周波数f0に合わせ込むときαが負側に移
動する方法を採用すれば、αを更に零に近づける
ことができる。即ち、第１１図の錘り１２，１
３，１４，１５の少なくとも１ケ所の錘りをレー
ザーで飛散する方法である。又、αがほとんど零
のときには、αを変化させる必要がないから、共
振周波数ｆを規準周波数f0に合わせ込むときαが
変化しない方法、即ち、第１１図の錘り１６，１
７，１８，１９の少なくとも１ケ所の錘りをレー
ザーで飛散する方法を採用すれば良い。
温度特性の一実施例を示す。直線ｊは振動子形成
後の温度特性でα≒−1.5×10-6／℃、直線ｋは
主振の共振周波数ｆを規準周波数f0に合わせ込ん
だときの温度特性でα≒−３×10-7／℃と相当小
さくなり、良好な温度特性を示すことが分かる。
全く同様に、αが正のときは、主振の共振周波数
ｆを規準周波数f0に合わせ込むときαが負側に移
動する方法を採用すれば、αを更に零に近づける
ことができる。即ち、第１１図の錘り１２，１
３，１４，１５の少なくとも１ケ所の錘りをレー
ザーで飛散する方法である。又、αがほとんど零
のときには、αを変化させる必要がないから、共
振周波数ｆを規準周波数f0に合わせ込むときαが
変化しない方法、即ち、第１１図の錘り１６，１
７，１８，１９の少なくとも１ケ所の錘りをレー
ザーで飛散する方法を採用すれば良い。
以上、本発明を詳細に述べたが、目的とする周
波数調整を実現する手段と工程の要旨をまとめる
と次のようになる。
波数調整を実現する手段と工程の要旨をまとめる
と次のようになる。
主振動と副振動が結合し、主振動を短辺方向、
副振動を長辺方向とした略長方形の振動部よりな
る結合振動子で、前記振動部の四隅１２〜１５
と、前記振動部の長さＬ方向のほぼ中央の端部１
０，１１と、前記四隅と前記ほぼ中央の端部との
間１６〜１９の合計10ケ所に、選択的なメツキ手
段により錘を設ける工程、次にエツチング加工に
より振動子の外形を形成する工程、該形成された
振動子の主振動の共振周波数は、合わせ込むべき
規準周波数f0より1000〜2000ppm低い値となるよ
うに前記メツキ工程とエツチング工程とで制御さ
れる結合振動子において、この形成された振動子
の一次温度係数αが、 (1) αがほとんど零とは、 −1.0×10-7／℃≦α≦1.0×10-7／℃ (2) αが正とは、α＞1.0×10-7／℃ (3) αが負とは、α＜−1.0×10-7／℃ で定義される。この振動子をある任意の第１の温
度t1に置き、そのときの第１の共振周波数f1を測
定する工程、次に、ある任意の第２の温度f2に前
記振動子を置き、そのときの第２の共振周波数f2
を測定する工程、これら（t1、f1、t2、f2）の関
係から、一次温度係数αを求める工程、次にこの
求めた結果の一次温度係数αが正であれば、該振
動子の四隅１２〜１５の少なくとも一ケ所の錘に
レーザ光を照射して飛散させ、主振動の共振周波
数を上げ規準周波数f0に合わせ込む工程、前記求
めた結果の一次温度係数αが負であれば、該振動
子の振動部の長辺方向のほぼ中央の端部１０，１
１の少なくとも一方の錘にレーザ光を照射して飛
散させ、主振動の共振周波数を上げ規準周波数f0
に合わせ込む工程、前記求められた結果の一次温
度係数αがほとんど零であれば、該振動子の振動
部の四隅１２〜１５と、長辺方向のほぼ中央の端
部１０，１１との間１６〜１９の少なくとも一ケ
所の錘にレーザ光を照射して飛散させ、主振動の
共振周波数を上げ規準周波数f0に合わせ込む工程
からなることを特徴とするものであり、これによ
り、結合振動子の周波数調整前の最適温度特性、
並びに、主振動の最適共振周波数を得る振動子の
設計をし、任意の温度t1、t2での主振動の共振周
波数f1、f2を測定し、この値から一次温度係数α
を計算し、更に、レーザーｆ調によつて一次温度
係数αがほとんど零で、しかも、主振の共振周波
数がf0に合わせ込まれた温度特性の優れたGTカ
ツト水晶振動子を提供することができた。これに
より、例えば、高精度腕時計の実現が可能になつ
た。又、この方式は、一個一個振動子の温度特性
を測り、その後、一次温度係数を調整するので、
温度特性による不良率は著しく低下した。それ
故、コストダウンが可能になつた。
副振動を長辺方向とした略長方形の振動部よりな
る結合振動子で、前記振動部の四隅１２〜１５
と、前記振動部の長さＬ方向のほぼ中央の端部１
０，１１と、前記四隅と前記ほぼ中央の端部との
間１６〜１９の合計10ケ所に、選択的なメツキ手
段により錘を設ける工程、次にエツチング加工に
より振動子の外形を形成する工程、該形成された
振動子の主振動の共振周波数は、合わせ込むべき
規準周波数f0より1000〜2000ppm低い値となるよ
うに前記メツキ工程とエツチング工程とで制御さ
れる結合振動子において、この形成された振動子
の一次温度係数αが、 (1) αがほとんど零とは、 −1.0×10-7／℃≦α≦1.0×10-7／℃ (2) αが正とは、α＞1.0×10-7／℃ (3) αが負とは、α＜−1.0×10-7／℃ で定義される。この振動子をある任意の第１の温
度t1に置き、そのときの第１の共振周波数f1を測
定する工程、次に、ある任意の第２の温度f2に前
記振動子を置き、そのときの第２の共振周波数f2
を測定する工程、これら（t1、f1、t2、f2）の関
係から、一次温度係数αを求める工程、次にこの
求めた結果の一次温度係数αが正であれば、該振
動子の四隅１２〜１５の少なくとも一ケ所の錘に
レーザ光を照射して飛散させ、主振動の共振周波
数を上げ規準周波数f0に合わせ込む工程、前記求
めた結果の一次温度係数αが負であれば、該振動
子の振動部の長辺方向のほぼ中央の端部１０，１
１の少なくとも一方の錘にレーザ光を照射して飛
散させ、主振動の共振周波数を上げ規準周波数f0
に合わせ込む工程、前記求められた結果の一次温
度係数αがほとんど零であれば、該振動子の振動
部の四隅１２〜１５と、長辺方向のほぼ中央の端
部１０，１１との間１６〜１９の少なくとも一ケ
所の錘にレーザ光を照射して飛散させ、主振動の
共振周波数を上げ規準周波数f0に合わせ込む工程
からなることを特徴とするものであり、これによ
り、結合振動子の周波数調整前の最適温度特性、
並びに、主振動の最適共振周波数を得る振動子の
設計をし、任意の温度t1、t2での主振動の共振周
波数f1、f2を測定し、この値から一次温度係数α
を計算し、更に、レーザーｆ調によつて一次温度
係数αがほとんど零で、しかも、主振の共振周波
数がf0に合わせ込まれた温度特性の優れたGTカ
ツト水晶振動子を提供することができた。これに
より、例えば、高精度腕時計の実現が可能になつ
た。又、この方式は、一個一個振動子の温度特性
を測り、その後、一次温度係数を調整するので、
温度特性による不良率は著しく低下した。それ
故、コストダウンが可能になつた。
本発明の説明は、GTカツト水晶振動子で説明
したが、本発明の考え方は他の結合振動子、例え
ば、FTカツト水晶振動子にも適用できることは
言うまでもない。
したが、本発明の考え方は他の結合振動子、例え
ば、FTカツト水晶振動子にも適用できることは
言うまでもない。
第１図は結合振動子の形状と電極の一例で、
GTカツト水晶振動子の例である。Ａは平面図、
Ｂは側面図を示す。第２図は、GTカツト水晶振
動子を支持台にマウントしたときの例で、平面図
Ａと側面図Ｂを示す。第３図は、フオトリソグラ
フイによつて形成されたGTカツト水晶振動子の
温度特性の例を示すグラフである。第４図は、
GTカツト水晶振動子にメツキにより錘りを付着
した例を示す平面図である。第５図は、第４図の
錘りをレーザーによつて飛散したときの錘りの飛
散量に対する一次温度係数αの変化を示すグラフ
である。第６図は、GTカツト水晶振動子の四隅
にメツキによつて錘りを付着した例を示す平面図
である。第７図は、第６図の錘りをレーザーで飛
散したときの錘りの飛散量に対する一次温度係数
αの関係を示すグラフである。第８図は、GTカ
ツト水晶振動子の錘り配置の他の例を示す平面図
である。第９図は、第８図の錘りをレーザーで飛
散したときの錘り飛散量に対する一次温度係数α
との関係を示すグラフである。第１０図は、第４
図の錘り１０，１１、第６図の錘り１２，１３，
１４，１５、第８図の錘り１６，１７，１８，１
９をレーザーで各々飛散したときの錘り飛散量に
対する主振動の共振周波数の変化を示すグラフで
あり、直線ｄ，ｅ，ｆはそれぞれ第４図、第８
図、第６図の場合に対応している。第１１図は、
本発明のGTカツト水晶振動子の錘り配置の実施
例を示す平面図である。第１２図の直線ｇは、一
次温度係数αが負の振動子の温度に対する主振の
共振周波数との関係を示すグラフであり、直線ｈ
とｉは、共振周波数を規準周波数f0に合わせ込む
場合の温度特性の変化を示す。第１３図は、本発
明によつて得られた温度特性の一実施例を示すグ
ラフである。 １０〜１９……錘り。
GTカツト水晶振動子の例である。Ａは平面図、
Ｂは側面図を示す。第２図は、GTカツト水晶振
動子を支持台にマウントしたときの例で、平面図
Ａと側面図Ｂを示す。第３図は、フオトリソグラ
フイによつて形成されたGTカツト水晶振動子の
温度特性の例を示すグラフである。第４図は、
GTカツト水晶振動子にメツキにより錘りを付着
した例を示す平面図である。第５図は、第４図の
錘りをレーザーによつて飛散したときの錘りの飛
散量に対する一次温度係数αの変化を示すグラフ
である。第６図は、GTカツト水晶振動子の四隅
にメツキによつて錘りを付着した例を示す平面図
である。第７図は、第６図の錘りをレーザーで飛
散したときの錘りの飛散量に対する一次温度係数
αの関係を示すグラフである。第８図は、GTカ
ツト水晶振動子の錘り配置の他の例を示す平面図
である。第９図は、第８図の錘りをレーザーで飛
散したときの錘り飛散量に対する一次温度係数α
との関係を示すグラフである。第１０図は、第４
図の錘り１０，１１、第６図の錘り１２，１３，
１４，１５、第８図の錘り１６，１７，１８，１
９をレーザーで各々飛散したときの錘り飛散量に
対する主振動の共振周波数の変化を示すグラフで
あり、直線ｄ，ｅ，ｆはそれぞれ第４図、第８
図、第６図の場合に対応している。第１１図は、
本発明のGTカツト水晶振動子の錘り配置の実施
例を示す平面図である。第１２図の直線ｇは、一
次温度係数αが負の振動子の温度に対する主振の
共振周波数との関係を示すグラフであり、直線ｈ
とｉは、共振周波数を規準周波数f0に合わせ込む
場合の温度特性の変化を示す。第１３図は、本発
明によつて得られた温度特性の一実施例を示すグ
ラフである。 １０〜１９……錘り。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主振動と副振動が結合し、主振動を短辺方
向、副振動を長辺方向とした略長方形の振動部よ
りなる結合振動子で、前記振動部の四隅１２〜１
５と、前記振動部の長さＬ方向のほぼ中央の端部
１０，１１と、前記四隅と、前記ほぼ中央の端部
との間１６〜１９の合計10ケ所に、選択的なメツ
キ手段により錘を設ける工程、次にエツチング加
工により振動子の外形を形成する工程、該形成さ
れた振動子の主振動の共振周波数は、合わせ込む
べき規準周波数f0より1000〜2000ppm低い値とな
るように前記メツキ工程とエツチング工程とで制
御される結合振動子において、この形成された振
動子の一次温度係数αが、 (1) αがほとんど零とは、 −1.0×10-7／℃≦α≦1.0×10-7／℃ (2) αが正とは、α＞1.0×10-7／℃ (3) αが負とは、α＜−1.0×10-7／℃ で定義される。この振動子をある任意の第１の温
度t1に置き、そのときの第１の共振周波数f1を測
定する工程、次にある任意の第２の温度t2に前記
振動子を置き、そのときの第２の共振周波数f2を
測定する工程、これら（t1、f1、t2、f2）の関係
から、一次温度係数αを求める工程、次に、この
求めた結果の一次温度係数αが正であれば、該振
動子の四隅１２〜１５の少なくとも一ケ所の錘に
レーザ光を照射して飛散させ、主振動の共振周波
数を上げ規準周波数f0に合わせ込む工程、前記求
めた結果の一次温度係数αが負であれば、該振動
子の振動部の長辺方向のほぼ中央の端部１０，１
１の少なくとも一方の錘にレーザ光を照射して飛
散させ、主振動の共振周波数を上げ規準周波数f0
に合わせ込む工程、前記求められた結果の一次温
度係数αがほとんど零であれば、該振動子の振動
部の四隅１２〜１５と、長辺方向のほぼ中央の端
部１０，１１との間１６〜１９の少なくとも一ケ
所の錘にレーザ光を照射して飛散させ、主振動の
共振周波数を上げ規準周波数f0に合わせ込む工程
からなることを特徴とする結合振動子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12622581A JPS5827414A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 結合振動子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12622581A JPS5827414A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 結合振動子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5827414A JPS5827414A (ja) | 1983-02-18 |
| JPH0156565B2 true JPH0156565B2 (ja) | 1989-11-30 |
Family
ID=14929848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12622581A Granted JPS5827414A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | 結合振動子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5827414A (ja) |
-
1981
- 1981-08-12 JP JP12622581A patent/JPS5827414A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5827414A (ja) | 1983-02-18 |
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