JPH04196910A - 厚み辷り圧電振動子の周波数調整方法 - 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］ 本発明は厚み辷り圧電振動子の周波数調整方法に関する
。

［従来の技術］ これより厚み辷り圧電振動子として水晶振動子を例にと
り説明を行うこととする。

従来の円板状の厚み辷り水晶振動子の構造では、第３図
（ａ）、　　（ｂ）に示す主面上に励振電極２２と接続
電極２４と前記励振電極上に周波数調整用物質２３を有
する水晶発振片２１を、片方の先端をコイル状に成形し
、他方の先端をステム２７に貫通するリード端子２８に
溶接した保持部材２６の先端のコイル状の部分に導電性
接着剤２５で保持し、前記水晶発振片２１は、前記ステ
ム２７とケース２０が半田・抵抗溶接・コールドウェル
ド等の方法を用いて封着されていることにより真空及び
窒素中に保たれていた。

また、矩形状の厚み辷り水晶振動子においては、第４図
（ａ）、　　（ｂ）に示す主面上に励振電極３１と接続
電極３４と前記励振電極上に周波数調整用物質３２を設
けた、水晶発振片３０を、ステム３６上にエポキシ接着
剤３８で固定し、その後ステム３６に貫通するインナー
ワード３３と導電性接着剤３５で励振電極との導通をと
り、前記水晶発振片３０は、前記ステム３６とケース２
９が半田を用いて封着されている事により真空に保たれ
ていた。

ここで円板状及び矩形状のどちらの厚み辷り振動子にお
いても励振電極は、蒸着等の方法で作成されまた励振電
極の表裏どちらの面も同じ厚みで形成されていた。そし
て周波数調整に用意された物質を蒸着等の手段で前記励
振電極上に周波数調整用物質を付着し周波数の合わせ込
みを行っていた。

周波数によって周波数調整量と周波数調整用物質の膜厚
との関係は変化するが、例えば２４ＭＨｚの場合４００
０ｐｐｍ周波数調整をする場合周波数調整用ｌ＃！ＪＭ
の膜厚は約５００人となる。

従って２４ＭＨｚの場合表の前記ｊｉＩＪ振電極上電極
上数調整用物質を付着し周波数の合わせ込みを最大４０
００ｐｐｍ行っていたとすると表の励振電極の厚みが裏
の励振電極の厚みより最大５００人厚くなり水晶発振片
の表裏にアンバランスが生じていた。

第５図に従来の厚み辷り振動子のＣＩ値と周波数調整量
の特性例を示す。

第６図（ａ）、　　（ｂ）、　　（ｃ）に従来の厚み辷
ｒ）振動子の温度特性と周波数調整量の特性例を示す。

ここで、α、β、γはそれぞれ１次温度係数、２次温度
係数、３次温度係数を表している。

このように、周波数調整量が増えると表裏の励振電極の
厚みが変化し水晶発振片の表裏にアンバランスが生じＣ
Ｉ値が悪くなる。

また、周波数調整量が増えると表裏の励振電極の厚みが
変化し水晶発振片の表裏にアンバランスが生じ温度特性
が変化したりするために特性がばらつく原因となる。

［発明が解決しようとする課題及び目的コこのように従
来の厚み辷り水晶振動子は、励振電極の表裏どちらの面
も同じ厚みで形成されており周波数調整に用意された物
質を蒸着等の手段で前記励振電極上に周波数調整用物質
を付着し周波数の合わせ込みを行っていたため特性のば
らつきが大きくまたＣＩ値が悪くなるという課題を有し
ていた。

そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とするところは、厚み辷ｒ）振動子においてＣＩ値
を良くし周波数温度特性のばらつきを抑える方法を提案
するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の厚み辷り圧電振動子の周波数調整方法は、圧電
板の表裏板面に励振電極が形成され、前記励振電極と導
通し前記圧電板の周辺に向がって接続電極が形成されて
いる圧電振動子の、表裏どちらかの板面の前記励振電極
を厚く、他方の前記励振電極を薄くシイオンビームスバ
ッタ及びエキシマレーザ−により厚い方の前記励振電極
の構成物質をたたき出し周波数調整を行なうことを特徴
とする。

［実施例］ 以下、本発明について実施例に基ずいて詳細に説明する
。

第１図（ａ）、　　（ｂ）は、本発明の実施例とする円
板状厚み辷り水晶振動子の平面断面図及び側面断面図で
ある。同図において本例の厚み辷り水晶振動子は、第１
図に示す主面上に励振電極３と接続電極５を有し、水晶
発振片２を、片方の先端をコイル状に成形し、他方の先
端をステム９を貫通するリード端子８に溶接した保持部
材７の先端のコイル状の部分に導電性接着剤６で保持し
、前記水晶発振片２は、前記ステム９とケース１が半田
・抵抗溶接・コールドウェルド等の方法を用いて封着さ
れている事により真空及び窒素中に保たれている。

ここで側面断面図を見るとわかるように、前記励振型［
３の厚みは当初前記励振電極の表裏で異なっており例え
ば２４ＭＨｚの場合表の前記励振電極４の厚みを３２５
０人、裏の前記励振電極の厚みを３０００人としである
。

ここでイオンビームスパッタをもちいて周波数調整を行
うが、まずイオンビームスパッタの原理を第７図に示し
説明を行う事とする。第７図に示すようにＡｒガスを電
界３９によりイオン化し、イオン化されたＡｒガスを電
磁石４０により集束し、厚み辷り振動子の励振電極へぶ
つける事によって前記励振電極の構成物資であるＡｇ粒
子を前記励振電極よりたたき出して前記励振電極の厚み
を減じ周波数の調整を行う。この場合衣の前記励振電極
にイオンビームをぶつける事により表の前記励振電極の
厚みを最大３２５０Ａから２７５０人と変化させ周波数
調整を行っている。

第２図（ａ）、　　（ｂ）は、本発明の実施例とする矩
形状厚み辷り水晶振動子の平面断面図及び側面断面図で
ある。同図において本例の厚み辷り水晶振動子は、主面
上に励振電極１２と接続電極１５を有し、水晶発振片１
１を、ステム１７上にエポキシ接着剤１９で固定し、そ
の後ステム１７を貫通するリード端子１８のインナーリ
ード１４より導電性接着剤１６で励振電極との導通をと
り、前記水晶発振片１１は、前記ステム１７とケース１
０が半田を用いて封着し真空に保っている。

二こで側面断面図を見るとわかるように、前記励振電極
１２の厚みは当初前記ｒＢＪ振電極電極裏で異なってお
り例えば２４ＭＨｚの場合衣の前記励振電極１３の厚み
を３２５０人、裏の前記励振電極の厚みを３０００人と
しである。

ここでイオンビームスパッタをもちいて周波数調整を行
うが、この場合衣の前記励振電極にイオンビームをぶつ
ける事により表の前記励振電極の厚みを最大３２５０人
から２７５０人と変化させ周波数調整を行っている 第８図に本発明の厚み辷り振動子のＣＩ値と周波数調整
量の特性例を示す。

第８図を見ればわかるように、周波数調整量が４０００
ｐｐｍと増えても表裏の励振電極の厚みの変化量が従来
の半分になっているため水晶発振片の表裏のアンバラン
ス量も半分となりＣＩ値が低く抑え込まれ従来と比較し
て特性が優れている事がわかる。

第９図（ａ）、　　（ｂ）、　　（Ｃ）に本発明の厚み
辷り振動子の温度特性と周波数調整量の特性例を示す。

ここで、α、β、γはそれぞれ１次温度係数、２次温度
係数、３次温度係数を表している。

第９図に示すように、周波数調整量が４０００ｐｐｍと
増えても表裏の励振電極の厚みの変化量が従来の半分に
なっているため水晶発振片の表裏のアンバランス量も半
分となり温度特性が変化したりする量も半分となり従来
と比較して特性が優れている事がわかる。

また本例においてイオンビームの構成をＡｒイオンで考
えているがその他たとえば酸素イオン・窒素イオンなど
他の元素においても同様の効果を有する。

また本例において励振電極の構成は、Ａｇ−層を考えて
いるがその他例えばＡｕ−層・Ｃｒ＋Ａｇ多層・Ｃｒ＋
Ａｕ多層・Ｎｉ＋Ａｇ多層−Ｎｉ＋　Ａ　ｕ多層など他
の構成においても同様の効果を有する。

また本例において周波数調整はイオンビームスパッタを
もちいて考えているがその他例えばエキシマレーザ−を
用いても同様の効果を有する。

また本例において厚み辷り圧電振動子として水晶振動子
を例にとり説明を行ったがその他例えばセラミック振動
子・リチウム振動子など他の圧電振動子でも同様の効果
を有する。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明の厚み辷り圧電振動子の周波数
調整方法によれば、表裏どちらかの板面の励振電極を厚
く、他方の励振電極を薄くしイオンビームスパッタによ
り厚い方の前記励振電極の構成物質をたたき出し周波数
調整を行うように設計しているので厚み辷り振動子にお
いて周波数調整量が増えても表裏の励振電極の厚みの変
化量が従来の半分になっているため水晶発振片の表裏の
アンバランス量も半分となりＣＩ値が低く抑え込まれま
た温度特性が変化したりする量も半分となり特性のばら
つきがなくなるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　　（ｂ）は、本発明の実施例とする円
板状厚み辷り水晶振動子の平面断面図及び側面断面図。 第２図（ａＬ　　（ｂ）は、本発明の実施例とする矩形
状厚み辷り水晶振動子の平面断面図及び側面断面図。 第３図（ａ）、　　（ｂ）は、従来例の円板状厚み辷り
水晶振動子の平面断面図及び側面断面図。 第４図（ａ）、　　（ｂ）は、従来例の矩形状厚み辷り
水晶振動子の平面断面図及び側面断面図。 第５図は従来の厚み辷り振動子のＣＩ値と周波数調整量
の特性例を示す図。 第６図（ａ）、　　（ｂ）、　　（ｃ）は従来の厚み辷
り振動子の温度特性と周波数調整量の特性例を示す図。 第７図はイオンビームスパッタの原理を示す説明図。 第８図は本発明の厚み辷り振動子のＣ工値と周波数調整
量の特性例を示す図。 第９図（ａ）、　　（ｂ）、　　（ｃ）は本発明の厚み
辷り振動子の温度特性と周波数調整量の特性例を示す図
。 １・・・ケース ２・・・水晶発振片 ３・・・励振電極 ４・・・表の励振電極 ５・・・接続電極 ６・・・導電性接着剤 ７・・・保持部材 ８・　・　・リード端子 ９・・・ステム １０・・・ケース １１・・・水晶発振片 １２・・・励振電極 １３・・・表の励振電極 １４・・・インナーソード １５・・・接続電極 １６・・・導電性接着剤 １７・・・ステム １８・　・　・ワード端子 １９・・・エポキシ接着剤 ２０・・・ケース ２１・・・水晶発振片 ２２・・・励振電極 ２３・・・周波数調整用物質 ２４・・・接続電極 ２５・・・導電性接着剤 ２６・・・保持部材 ２７・・・ステム ２８・　・　・リード端子 ２９・・・ケース ３０・・・水晶発振片 ３１・・・励振電極 ３２・・・周波数調整用物質 ３３・・・インナーリード ３４・・・接続電極 ３５・・・導電性接着剤 ３６・・・ステム ３７・・　・リード端子 ３８・・・エポキシ接着剤 ３９・・・電界 ４０・・・電磁石 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木喜三部　ｆｔ！！１名第５図 第６図（Ｃ） 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧電板の表裏板面に励振電極が形成され、前記励振電極
   と導通し前記圧電板の周辺に向かって接続電極が形成さ
   れている圧電振動子の、表裏どちらかの板面の前記励振
   電極を厚く、他方の前記励振電極を薄くしイオンビーム
   スパッタ及びエキシマレーザーにより厚い方の前記励振
   電極の構成物質をたたき出し周波数調整を行なうことを
   特徴とする厚み辷り圧電振動子の周波数調整方法。