JPH0334714A - 厚みすべり水晶振動子 - 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） 本発明は厚みすべり水晶振動子を利用分野とし、特に三
次オーバトーン（以下、オーバトーンとする）の振動に
適した水晶片と電極のＸ軸方向の寸法比に関する。

（発明の背景） 厚みすべり水晶振動子は周波数温度特性に優れることか
ら種々の電子機器に発振子等として多用される。近年で
は１例えば通信周波数の高域化から頻繁にオーバトーン
振動が利用される。

（従来技術） 第４図以下はこの種の従来例を説明する水晶振動子の図
である 水晶振動子は、結晶軸（ｘ、　　ｙ−ｚ）のＸ軸を回転
軸として主面となるｘ　−ｚ軸面をｙ軸から２軸へ釣３
５９１５′回転したＡＴカットの水晶片ｌからなる。な
お１回転して新たに生ずる結晶軸をｙ′　ｚ　軸とする
。

水晶片１は例えば矩形状とし、両主面に対向して厚みす
べり振動を励起する励振型４１２を形成する。励振電極
２は例えば水晶片１．の重心から偏心させて形成する「
第５図（ａ）Ｊ、　　又、励振電極２を水晶片ｌの重心
に一致させた場合には、例えば水晶片の４片の中央を切
欠する１第５図（ｂ）」。すなわち、いずれの場合も水
晶片１の輪郭の一部を励振電４１２に接近させた構成と
する。なお。

励振電極２からは引出し電極３を隅部に延出する。

このようなものでは、基本波よりオー・バトーン振動で
のクリスタルインピーダンス（以下、ＣＩとする）値を
小さくシ（例えばｌ／′２以下）、オーバトーン振動を
容易にするとされる。

（従来技術の間願点） しかしながら、　Ｌ記水晶振動子では、励振電極２を水
晶片Ｊの重心から偏心して形成した場合には、その非対
称性により例えばインハーモニックモードの副振動が強
勢されてオーバトーンの振動特性を損ねる。特にフィル
タ素Ｉとして使用する場合には、　保証減衰量を低トす
る問題があった。

また、励振を極２を水晶片１の重心に位置させた場合に
は、水晶片ｌの形状を複雑にしてその製造を複雑にする
等の問題があった。

（５！明のＬ４的） 本発明は、基本波を抑圧してオー・バトーンによる振動
を容易にし５　しかも振動特性及び生産性を良好にした
淳みすχり水晶振動子を提供することを目的とす４゜ （解決手段） 本発明は、基本波とオー　バトーンとによるクリスタル
−１゛ンビー　ダンスＲ＋−Ｒ，３をとＲＩ＞ＲＩとな
るように、　前記水晶片と電極のＸ軸方向の長さａ。

ｂを次式 ％式％）） （ａｔｅ、　　１．Ｎは自然対数１１．は水晶片の厚み
）により：！ｊＯ％の範囲内ｒｓ８定してオーバトーン
振動をさ−ｔｊ−を−こ２−を解決手段とする。以−ト
ー　本発明の−・実施例を説明する１、 （実施ＩＩり 第１しｊ　６１本発明く・・一実施例を説明する水晶振
動子の図で同図（ｄ′）は甲面図５　同図（ｈ）は断面
図で、１！する−　なお、　　１１ｉＩ従来例図と同一
部分９二は同番号を付与してその説１ｉＪはｔｆＮ略す
る。

水晶振動子は、前述したＡＴカットの水晶片１を例式ば
円形状とし、その重心を略一致させて厚みすべり振動を
励起する励振ｔｆ＠２を形成してなる。但し、水晶片ｊ
−と励振市Ｍ　２．の直径をａ、ｂとし、厚みをｔとす
る３ 第２図は水晶片１−のＩＩＩ杼ａを５．０ｍｍとして励
振電極２の直径すを変化させたときの、基本波とオーバ
トーンによるＣ　Ｉ値を示す図である。但し、図中の曲
線（イ）は基本波、ｕｉ（ロ）は、オーバトーンである
。また、パ−のときの厚みしは約０゜１１、　ｍ　ｍで
、その基本波は１５．１５　Ｍ　Ｈｚ、　　オーバトー
ンは４５−４５ＭＨｚである。

この図から明かなように６　励振電極２の直径すを釣２
．．８ｍｍとしたとき、オ・−バトーンのＣＩ値を２０
Ωとして基本波と同等とし、それ以下のとき基本波より
小さくなる。シ、たがって、この例では、励振電極２の
直径を２．　８ｍｍＪｊ％下にすればオーバトーンでの
振動を容易にし、特に、約３ｍｍ以下では２０Ω以下で
基本波の１／１．５以下とするので、現実に即したオー
バトーンでの振動を可能にす′る。

第３図ｒＩＩｌ線（ニ）」は厚み（を考慮した水晶片（
と励掘本極ｉしＪ）　ｔ　ｉ’ｊｌ、比ｂ　／’　ａに
対する基本波とオーバトー・ン４、′ン勺　１’　ｍ　
Ｈ・−”Ｒｚを示ずし、Ｔある。

なお、横軸は−を次玲Ｌ　ｈ、　／”　ａ　）　　ｔ−
縦軸は（、″工比旧／　ｋ　「−ＣＦ、　　Ｃ′ｒ４中
の０叩は実際イ１四である。

こ〆゛回力・−゛；明屯濃・Ｊイようｉ：１．、　　（
、’：　Ｉ比ｔｉ／ｕａは厚みｔ衣挙（：、た寸１＜　
ｒに　Ｉ：３．・′ａ比に対して一定の関係番二な６．
、そ、二で、本発明汁が検討したとにる次式を得た５　
但しへ　ＬＮは自然Ｚ４数である。

ＲＩ　／　Ｒ３＝　５１．８３’、１８．．６４掌ｆ、
Ｎ（（ｂ／ａ）寥ｔ）　・＝　（１）しＩ、が−）ズ　
）、　２．　（Ｌ　）式に基ついてＲｉ／Ｒ：＋がｌ以
−１−どなるようにｂ　／　ａをｉ′Ａうすれば基本波
を抑／ｆ、　ｔ、、、、、　７：オーバトーンでの振動
を容易にする。そして、Ｒ３の具体的数値を考慮してＲ
Ｉ／Ｒ３を１．５以上゛となるように設定すれば現実に
即したオーバト・・ン条ごよる振動を実況できる、そし
て、このようなものでは、励掘市；榛２を水晶片１の重
心に略一致ざ一部て対称性を維持するので７例えばイン
ハーモ；ヘツクギ＋−ｆ等が強勢されることを防止する
とともにそのｉ造を容易にする。

（他の事項） なお、−上記実施例では、寸法比ｂ　／　ａは（，１）
式により設定されるとしたが、実際的には第３図の曲線
（ニ）（ホ）内になるように１０％程度の誤差を考慮し
て設定される。

また、寸法比ｂ　／　ａは水晶片１と電極２の直径比と
して説明した。しかし、厚みすべり振動の主たる変位方
向はＸ軸方向であるので、基本的にはＸ軸方向の寸法比
としてよい、但し、この場合水晶片に対する２′方向の
電極寸法はそのＣＩ値に応じて考慮される。

（発明の効果） 本発明は、基本波とオーバトーンたによるクリスタルイ
ンピーダンスＲ１、Ｒ３をとＲｌ＜　Ｒ：ｉとなるよう
に、　前記水晶片と電極のＸ軸方向の長さａ、ｂを次式 ％式％）） （但し、Ｌ、　Ｎは自然対数、ｔは水晶片の厚み）によ
り±１０％の範囲内で設定したので、基本波を抑圧して
オーバトーンによる振動を容易にし、しかも振動特性及
び生産性を良好にした厚みすべり水晶振動子を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明する水晶振動：Ｐ（水
晶片）の図である。第２図は同実施例の基本波とオーバ
トーンの電極寸法に対するＣＩ特性図である。第３図は
同実施例の水晶片と電極の寸法比に対する基本波とオー
ルド・−ンのＣＩ比を示す図である。 第４図は水晶振動子の切断方位を示す図、第５図（、）
（ｂ）従来例を説明する水晶振動子（水晶片）の平面図
である。 ′！Ｊ！Ｊ１１！１ 第２図 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）両主面に電極の形成された水晶片からなる厚みす
   べり水晶振動子において、基本波と三次オーバトーンと
   によるクリスタルインピーダンスＲ＿１、Ｒ＿３の比Ｒ
   ＿１／Ｒ＿３を１以上とするように、前記水晶片と電極
   のｘ軸方向の長さａ、ｂを次式Ｒ＿１／Ｒ＿３＝５１．
   ８３＋１８．６４＊ＬＮ｛（ｂ／ａ）＊ｔ｝（但し、Ｌ
   Ｎは自然対数、ｔは水晶片の厚み）により±１０％の範
   囲内で設定し、三次オーバトーン振動をさせたことを特
   徴とする厚みすべり水晶振動子。
2. （２）前記基本波と三３次オーバトーンとによるクリス
   タルインピーダンスＲ＿１、Ｒ＿３の比Ｒ＿１／Ｒ＿３
   を１．５以上としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の厚みすべり水晶振動子。