JPH03158012A - Ｇｔカット水晶振動子の周波数温度特性調整法 - Google Patents
Ｇｔカット水晶振動子の周波数温度特性調整法Info
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- JPH03158012A JPH03158012A JP29673789A JP29673789A JPH03158012A JP H03158012 A JPH03158012 A JP H03158012A JP 29673789 A JP29673789 A JP 29673789A JP 29673789 A JP29673789 A JP 29673789A JP H03158012 A JPH03158012 A JP H03158012A
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- Japan
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 claims description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 26
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
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。
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、電子機器の基準信号源などに適用される水晶
振動子で、特に主系と割振のカップリングによって、優
れた周波数温度特性を有する、ＧＴカット水晶振動子に
関するものであり、特に、周波数温度特性を新規な手段
で制御して得るものである。
振動子で、特に主系と割振のカップリングによって、優
れた周波数温度特性を有する、ＧＴカット水晶振動子に
関するものであり、特に、周波数温度特性を新規な手段
で制御して得るものである。
本発明は薄板状の水晶素板からフォトリソグラフィー技
術によって、ＧＴカット水晶振動子の形状を加工する際
、その形状は、水晶板の両面から等しく、かつ、カット
角によってほぼ決定される方向でエツチングが進行する
。ＧＴカット水晶振動子の周波数温度特性は、主系と割
振のカップリングの強さに大きく依存し、それは振動子
の短辺と長辺の司法比つまり形状により管理される。そ
こで、エツチングによる作用で水晶板の板面が表と裏で
ｊ１通し、形状ができ上った時点で、短辺方向のエツチ
ングされた端面がフラットな傾斜面で、長辺方向のエツ
チングされた端面が、２つの平行な傾斜面をもち、その
傾斜面に直交し、水晶板の厚味のほぼ中心で断面部がで
きるように、フォトリソグラフィー用露光マスク（以降
、マスクと略す）を設定する。このマスクで、更にエツ
チングを施すと、土掘に関与する短辺方向のエツチング
は浸蝕せず、副系に閏！ｊする長辺方向のみエツチング
する。これにより土掘と副系の比、つまり＝Ｊ法比を変
えることができ、周波数温度特性を制御することができ
る。
術によって、ＧＴカット水晶振動子の形状を加工する際
、その形状は、水晶板の両面から等しく、かつ、カット
角によってほぼ決定される方向でエツチングが進行する
。ＧＴカット水晶振動子の周波数温度特性は、主系と割
振のカップリングの強さに大きく依存し、それは振動子
の短辺と長辺の司法比つまり形状により管理される。そ
こで、エツチングによる作用で水晶板の板面が表と裏で
ｊ１通し、形状ができ上った時点で、短辺方向のエツチ
ングされた端面がフラットな傾斜面で、長辺方向のエツ
チングされた端面が、２つの平行な傾斜面をもち、その
傾斜面に直交し、水晶板の厚味のほぼ中心で断面部がで
きるように、フォトリソグラフィー用露光マスク（以降
、マスクと略す）を設定する。このマスクで、更にエツ
チングを施すと、土掘に関与する短辺方向のエツチング
は浸蝕せず、副系に閏！ｊする長辺方向のみエツチング
する。これにより土掘と副系の比、つまり＝Ｊ法比を変
えることができ、周波数温度特性を制御することができ
る。
第４図に一般的なＧＴカット水晶板の切出し角度を斜硯
図で示す。Ｙ板をＸ軸を回転軸としてφ（４９”〜５６
″）回転し、更にその板面内てθ（４０”〜５０＠）回
転したものである。このように切り出したＧＴカット水
晶板上に、フォトリソグラフィー技術により、同時に、
多数個のＧＴカット水晶振動子が振動部と支持部を一体
にして成形される。このＧＴカット水晶振動子は、第５
図（Ａ）に示す甲面形状のようなエツチング形状となっ
てでき上がる。同図において１は振動部、２は振動部１
の振動とともに一緒に連動し、かつ減衰させる支持部、
３は台座などにマウントするための固着部である。Ｃ−
Ｃ’ 、Ｄ−Ｄ’断面は、第５図（Ｂ）、（Ｃ）に各々
示すように、カット角によってほぼ決定されるエツチン
グの容易軸の方向に優先してエツチングが進行し、定ま
った傾斜面Ｃ１とり、を備えた形状ができ上がる。そし
てこの傾斜面Ｃ１とり、はエツチングの容易軸に直交す
る而であり、抜き上った時点以降は、更にエツチングを
施しても、はとんど寸法が変化せず、安定した形状を作
ることができた。
図で示す。Ｙ板をＸ軸を回転軸としてφ（４９”〜５６
″）回転し、更にその板面内てθ（４０”〜５０＠）回
転したものである。このように切り出したＧＴカット水
晶板上に、フォトリソグラフィー技術により、同時に、
多数個のＧＴカット水晶振動子が振動部と支持部を一体
にして成形される。このＧＴカット水晶振動子は、第５
図（Ａ）に示す甲面形状のようなエツチング形状となっ
てでき上がる。同図において１は振動部、２は振動部１
の振動とともに一緒に連動し、かつ減衰させる支持部、
３は台座などにマウントするための固着部である。Ｃ−
Ｃ’ 、Ｄ−Ｄ’断面は、第５図（Ｂ）、（Ｃ）に各々
示すように、カット角によってほぼ決定されるエツチン
グの容易軸の方向に優先してエツチングが進行し、定ま
った傾斜面Ｃ１とり、を備えた形状ができ上がる。そし
てこの傾斜面Ｃ１とり、はエツチングの容易軸に直交す
る而であり、抜き上った時点以降は、更にエツチングを
施しても、はとんど寸法が変化せず、安定した形状を作
ることができた。
しかし、より高安定な周波数温度特性を歩留り良く得る
ためには、次に上げるような、製造上の問題があった。
ためには、次に上げるような、製造上の問題があった。
（１） 、ＧＴカット板の切出し角度の精度。（２）、
マスクのでき上がり１１法精度。
マスクのでき上がり１１法精度。
（３）、フォトリソグラフィー加工における、マスク合
わせ調整の精度。などがあり、これらの問題は、各々別
個に影響し、個々の振動子の周波数温度特性を大きくば
らつかせていた。本発明は、これらの製造に起因する諸
問題を一括して改善することを目的とするものである。
わせ調整の精度。などがあり、これらの問題は、各々別
個に影響し、個々の振動子の周波数温度特性を大きくば
らつかせていた。本発明は、これらの製造に起因する諸
問題を一括して改善することを目的とするものである。
前記問題を解決するために、本発明は振動部と支持部と
が、フォトリソグラフィー技術により一体成形されるＧ
Ｔカット水晶振動子であって、該振動子の周波数温度特
性の調整は振動部の長辺部の−ｊ法を制御して得るもの
において、前記長辺部と短辺部を、同時にエツチング加
工を施したとき短辺方向の端面は傾斜した平面であり、
長辺方向の端面は等しい傾斜角で平行な２つの面をなし
、該２つの面に略直交する断面部を設け、該断面部が前
記傾斜角に沿ってエツチングされて移動する量を制御し
て、土掘と副系の関係を制御することにより、従来の諸
問題を解決するものである。
が、フォトリソグラフィー技術により一体成形されるＧ
Ｔカット水晶振動子であって、該振動子の周波数温度特
性の調整は振動部の長辺部の−ｊ法を制御して得るもの
において、前記長辺部と短辺部を、同時にエツチング加
工を施したとき短辺方向の端面は傾斜した平面であり、
長辺方向の端面は等しい傾斜角で平行な２つの面をなし
、該２つの面に略直交する断面部を設け、該断面部が前
記傾斜角に沿ってエツチングされて移動する量を制御し
て、土掘と副系の関係を制御することにより、従来の諸
問題を解決するものである。
前記の作用効果を説明すると、エツチング面が振動部の
短辺方向の端面て傾斜したフラットな面となり、長辺方
向で段差状の断面部を作ることは、マスク設旧で可能で
ある。
短辺方向の端面て傾斜したフラットな面となり、長辺方
向で段差状の断面部を作ることは、マスク設旧で可能で
ある。
これを第６図（Ａ）、（Ｂ）の断面図で説明する。同図
はＧＴカット水晶振動子の長辺方向の一方の端部を拡大
して示すもので、１は振動部、波形の線で示した斜面１
０はエツチングされた断面である、矢印ｅは蝕刻の容易
軸の方向を示し、１１は振動部１の一方の而の耐蝕性の
表レジスト膜で、１２は他の一方の面の裏レジスト膜を
示す、同図の（Ａ）は前述した従来の例のマスクで、施
されたレジスト膜１１と１２で、両膜のずらし量ｆはエ
ツチングの容易軸の傾斜と両面の交点のずれｆｉｈとほ
ぼ等しくなっている。その結果エツチング完了の抜は上
り時の斜面１０は、図示では波型で表現しているが実際
にはフラットとなっている。
はＧＴカット水晶振動子の長辺方向の一方の端部を拡大
して示すもので、１は振動部、波形の線で示した斜面１
０はエツチングされた断面である、矢印ｅは蝕刻の容易
軸の方向を示し、１１は振動部１の一方の而の耐蝕性の
表レジスト膜で、１２は他の一方の面の裏レジスト膜を
示す、同図の（Ａ）は前述した従来の例のマスクで、施
されたレジスト膜１１と１２で、両膜のずらし量ｆはエ
ツチングの容易軸の傾斜と両面の交点のずれｆｉｈとほ
ぼ等しくなっている。その結果エツチング完了の抜は上
り時の斜面１０は、図示では波型で表現しているが実際
にはフラットとなっている。
次に本発明の特徴とする段差状の断面部を得るマスクに
ついて一つの例で説明する。同図（Ｂ）に示すように、
裏レジスト膜１２のずらしＪｌｆ’をこの例では（Ａ）
図の約半分にしている。この状態でエツチングすると、
容易軸ｅに平行な２つの斜面１０と１０′で両面から等
しくエツチングが進み、抜は上った状態では２つの斜面
１０と１０′に直交する断面部１３が生じ、かつこの断
面部１３は板１ｖの中心部にできる。
ついて一つの例で説明する。同図（Ｂ）に示すように、
裏レジスト膜１２のずらしＪｌｆ’をこの例では（Ａ）
図の約半分にしている。この状態でエツチングすると、
容易軸ｅに平行な２つの斜面１０と１０′で両面から等
しくエツチングが進み、抜は上った状態では２つの斜面
１０と１０′に直交する断面部１３が生じ、かつこの断
面部１３は板１ｖの中心部にできる。
次に、この発明の周波数温度特性の調整のための下段に
ついては、第６図（Ｂ）に示す断面部１３は当然ながら
容品軸ｅと直交する面であり、したがって、抜は上った
状態からさらにエツチングされる環境にあれば、同図（
Ｂ）断面部１３は容易軸ｅに沿って紙面下方向に移動す
る。そして最終的には斜面１０と、点線で示した斜面１
０″がつながるフラットな面となる。この状態からのエ
ツチングされる量は微量である。本発明はこの断面部１
３の移動を実質的に長辺方向の１１法を制御するもので
、したがって主転と制振のカップリングの強さを制御す
ることになり、前述のようにＧＴカット水晶振動子の周
波数温度特性を調整するものである。
ついては、第６図（Ｂ）に示す断面部１３は当然ながら
容品軸ｅと直交する面であり、したがって、抜は上った
状態からさらにエツチングされる環境にあれば、同図（
Ｂ）断面部１３は容易軸ｅに沿って紙面下方向に移動す
る。そして最終的には斜面１０と、点線で示した斜面１
０″がつながるフラットな面となる。この状態からのエ
ツチングされる量は微量である。本発明はこの断面部１
３の移動を実質的に長辺方向の１１法を制御するもので
、したがって主転と制振のカップリングの強さを制御す
ることになり、前述のようにＧＴカット水晶振動子の周
波数温度特性を調整するものである。
以下にこの発明の実施例を図面により説明する。
第１図（Ａ）は、本発明による水晶振動子を示した甲面
図で、振動部１と、振動部１の振動とともに一緒に連動
し、かつ減衰させる支持部２、そして台座などにマウン
トするための固着部３が、エツチング加工により一体成
形されている。ここで、エツチングで形状が抜き上がっ
た時点で、この振動部の断面について、第１図（Ａ）の
Ａ−Ａ’とＢ−Ｂ’の断面図を各々第１図（Ｂ）、第１
図（Ｃ）に示す。この状態は図示してないレジスト膜に
より両者が覆われている。そこで更にエツチングを追加
してゆくとＢ−Ｂ’の段差の同図（Ｃ）にみられる２つ
の傾斜面Ｂ、とＢ、に直交する断面部１３があり、この
部分は矢印ｇの方向に通常スピードでエツチングされる
。このとき同図（Ｂ）に示されるＡ−Ａ’のフラットな
傾斜面Ａ、は、はとんどエツチングされない。その時の
主転と制振の周波数変化を第２図の特性図に示す。Ａ−
Ａ′の断面図で示される短辺方向は、はとんど−＝Ｊ法
が変化せず、従って直線ａで示される主転もほとんど変
化していない。一方Ｂ−８’の断面図で示される長辺方
向は、断面部１３が通常のスピードでエツチングされ、
従って、直線りで示されるように制振が主転の約１０倍
の周波数変化量となっている。この周波数変化量はレジ
スト膜の位置、つまりマスク設３１の時点で両面のマス
クのずらし量をどれぐらい取るかによって決まり第６図
のレジスト膜のすらし＠ｆ、ｆ’ と、第４図に示さ
れる水晶板１５の切り出し角で定まるエツチングの容易
軸によって規定されるものである。このようにエツチン
グを追加し、その浸蝕の早さの条件を制御してゆくと、
第３図の特性図に示すように、周波数温度特性が変化し
てゆく。第３図の特性Ｃは、エツチングにより形状が抜
は上った時点での周波数温度特性であり、設計的に設定
した中心値で、実際には前述し製造上の種々の問題点を
含んだものであり、図示のｃ’−ｃ’の範囲にばらつい
て分布する。このばらつきを本発明による長辺方向のＸ
Ｊ法法制化より、特性ｄのようなＧＴカット水晶振動子
の特徴ある周波数温度特性を調整し、ｉ−するものであ
る。
図で、振動部１と、振動部１の振動とともに一緒に連動
し、かつ減衰させる支持部２、そして台座などにマウン
トするための固着部３が、エツチング加工により一体成
形されている。ここで、エツチングで形状が抜き上がっ
た時点で、この振動部の断面について、第１図（Ａ）の
Ａ−Ａ’とＢ−Ｂ’の断面図を各々第１図（Ｂ）、第１
図（Ｃ）に示す。この状態は図示してないレジスト膜に
より両者が覆われている。そこで更にエツチングを追加
してゆくとＢ−Ｂ’の段差の同図（Ｃ）にみられる２つ
の傾斜面Ｂ、とＢ、に直交する断面部１３があり、この
部分は矢印ｇの方向に通常スピードでエツチングされる
。このとき同図（Ｂ）に示されるＡ−Ａ’のフラットな
傾斜面Ａ、は、はとんどエツチングされない。その時の
主転と制振の周波数変化を第２図の特性図に示す。Ａ−
Ａ′の断面図で示される短辺方向は、はとんど−＝Ｊ法
が変化せず、従って直線ａで示される主転もほとんど変
化していない。一方Ｂ−８’の断面図で示される長辺方
向は、断面部１３が通常のスピードでエツチングされ、
従って、直線りで示されるように制振が主転の約１０倍
の周波数変化量となっている。この周波数変化量はレジ
スト膜の位置、つまりマスク設３１の時点で両面のマス
クのずらし量をどれぐらい取るかによって決まり第６図
のレジスト膜のすらし＠ｆ、ｆ’ と、第４図に示さ
れる水晶板１５の切り出し角で定まるエツチングの容易
軸によって規定されるものである。このようにエツチン
グを追加し、その浸蝕の早さの条件を制御してゆくと、
第３図の特性図に示すように、周波数温度特性が変化し
てゆく。第３図の特性Ｃは、エツチングにより形状が抜
は上った時点での周波数温度特性であり、設計的に設定
した中心値で、実際には前述し製造上の種々の問題点を
含んだものであり、図示のｃ’−ｃ’の範囲にばらつい
て分布する。このばらつきを本発明による長辺方向のＸ
Ｊ法法制化より、特性ｄのようなＧＴカット水晶振動子
の特徴ある周波数温度特性を調整し、ｉ−するものであ
る。
以上説明したように、本発明によるＧＴカット水晶振動
子は、エツチングにより形状ができ上がった後、更にエ
ツチングを作用することによって、周波数温度特性に影
響を与える製造上の種々の問題点を収拾し、より高安定
な周波数温度特性を有するＧＴカット水晶振動子を歩留
り良く得られる製造方法であり、特性面、コスト面に大
きな効果を持つものである。
子は、エツチングにより形状ができ上がった後、更にエ
ツチングを作用することによって、周波数温度特性に影
響を与える製造上の種々の問題点を収拾し、より高安定
な周波数温度特性を有するＧＴカット水晶振動子を歩留
り良く得られる製造方法であり、特性面、コスト面に大
きな効果を持つものである。
第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の水晶振動子を
示すもので、（Ａ）は平面図、ＣＢ）は＜Ａ）図のＡ−
Ａ’断面図、（Ｃ）は（Ａ）図のＢ−Ｂ’断面図で一部
を拡大しである。第２図は、本発明のエツチング時間と
、主転（Ａ）と制振（ｂ）の周波数変化を示す特性図で
ある。第３図は、本発明の調整前の形状上がりの周波数
温度特性（Ｃ）と、エツチングによる調整後の周波数温
度特性（ｄ）を示す特性図であり、第４図は本発明に係
るＧＴカット水晶板の切出し角度を示す斜視図である。 第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は従来の水晶振動子を示
すもので、（Ａ）は平面図、０ （Ｂ）は（Ａ）図のｃ−ｃ’断面図、（哀）は（Ａ）図
のＤ−Ｄ’断面図である。第６図（Ａ）、（Ｂ）は本発
明の詳細な説明する断面図で、（Ａ）は従来のレジスト
膜によるもの、（Ｂ）は本発明によるレジスト膜による
ものである。 １ 拳 ・ ・ ・ ・ 拳 Φ ・ ２ ・ ・ ・ ・ −・ ・ ・ ３ ・ ・ ・ ・ ・ ・ −・ Ａ−Ａ’ Ｃ−Ｃ’ Ｂ−Ｂ’ 、Ｄ−Ｄ’ Ａ１− ・ ・ ・ ・ −・ Ｓ、、Ｓ２ ・ ・ ・ ・ １３− ・ ・ 拳 番 ・ ・ ・振動部 ・支持部 ・固む部 ・短辺方向 ・長辺方向 ・フラットな傾斜面 ・傾斜面 ・断面部 以
示すもので、（Ａ）は平面図、ＣＢ）は＜Ａ）図のＡ−
Ａ’断面図、（Ｃ）は（Ａ）図のＢ−Ｂ’断面図で一部
を拡大しである。第２図は、本発明のエツチング時間と
、主転（Ａ）と制振（ｂ）の周波数変化を示す特性図で
ある。第３図は、本発明の調整前の形状上がりの周波数
温度特性（Ｃ）と、エツチングによる調整後の周波数温
度特性（ｄ）を示す特性図であり、第４図は本発明に係
るＧＴカット水晶板の切出し角度を示す斜視図である。 第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は従来の水晶振動子を示
すもので、（Ａ）は平面図、０ （Ｂ）は（Ａ）図のｃ−ｃ’断面図、（哀）は（Ａ）図
のＤ−Ｄ’断面図である。第６図（Ａ）、（Ｂ）は本発
明の詳細な説明する断面図で、（Ａ）は従来のレジスト
膜によるもの、（Ｂ）は本発明によるレジスト膜による
ものである。 １ 拳 ・ ・ ・ ・ 拳 Φ ・ ２ ・ ・ ・ ・ −・ ・ ・ ３ ・ ・ ・ ・ ・ ・ −・ Ａ−Ａ’ Ｃ−Ｃ’ Ｂ−Ｂ’ 、Ｄ−Ｄ’ Ａ１− ・ ・ ・ ・ −・ Ｓ、、Ｓ２ ・ ・ ・ ・ １３− ・ ・ 拳 番 ・ ・ ・振動部 ・支持部 ・固む部 ・短辺方向 ・長辺方向 ・フラットな傾斜面 ・傾斜面 ・断面部 以
Claims (1)
- 振動部と支持部とが、フォトリソグラフィー技術によ
り一体成形されるＧＴカット水晶振動子であって、該振
動子の周波数温度特性の調整は振動部の長辺部の寸法を
制御して得るものにおいて、前記長辺部と短辺部を、同
時にエッチング加工を施したとき短辺方向の端面は傾斜
した平面であり、長辺方向の端面は等しい傾斜角で平行
な２つの面をなし、該２つの面に略直交する断面部を設
け、該断面部が前記傾斜角に沿ってエッチングされて移
動する量を制御して調整することを特徴とするＧＴカッ
ト水晶振動子の周波数温度特性調整法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29673789A JPH0666625B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | Ｇｔカット水晶振動子の周波数温度特性調整法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29673789A JPH0666625B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | Ｇｔカット水晶振動子の周波数温度特性調整法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03158012A true JPH03158012A (ja) | 1991-07-08 |
| JPH0666625B2 JPH0666625B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=17837450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29673789A Expired - Lifetime JPH0666625B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | Ｇｔカット水晶振動子の周波数温度特性調整法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666625B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019129351A (ja) * | 2018-01-22 | 2019-08-01 | エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社 | 圧電振動片及び圧電振動子、及び製造方法 |
-
1989
- 1989-11-15 JP JP29673789A patent/JPH0666625B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019129351A (ja) * | 2018-01-22 | 2019-08-01 | エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社 | 圧電振動片及び圧電振動子、及び製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0666625B2 (ja) | 1994-08-24 |
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