JPH04196912A - 厚み辷り圧電振動子とその電極形成方法 - 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電極構造及び電極形成方
法に関する。

［従来の技術］ 従来の厚み辷り圧電振動子の例として水晶振動子を例に
とり説明を行う事とする。

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）に示す主面上に動振電極２０と接続
電極２１を有する水晶発振片−１９を、片方の先端をコ
イル状に成形し、他方の先端をステム２４に貫通するリ
ード端子２５に溶接した保持部材２３の先端のコイル状
の部分に導電性接着剤２２で保持し、前記ステム２４と
ケース１８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前記水晶発振片１９
は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）に示す主面上に動振電極２８と接続
電極３０を有する水晶発振片２７を、ステム３３上にエ
ポキシ接着剤３２で固定し、その後ステム３３に貫通す
るインナーリード２９より導電性接着剤３１で動振電極
との導通をとり、前記ステム３３とケース２６が半田を
用いて封着されている事により前記水晶発振片２７は真
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
いても動振電極は、蒸着等の方法で作成されていたため
動振電極の中央部も周辺部も同じ厚みで形成されていた
。

第５図（ａ）、　　（ｂ）に従来の厚み辷り振動子のｒ
ＩＪ振電極電極みに対するＣＩ値と副振動比の特性例を
示す。

これによれば、エネルギー閉じ込めを良＜Ｌ、ＣＩ□値
を低くしようとして＊＊＊極の厚みを厚くすると、イン
ハーモニックモードもエネルギー閉じ込めされ副振動比
が小さくなるためにインハーモニックモードで発振しや
すくなる。

また逆に、インハーモニックモードのエネルギー閉じ込
めを小さくし副振動比を大きくしてインハーモニックモ
ードで発振しないように動振電極の厚みを薄くすると、
主振動のエネルギー閉じ込めが悪くなりＣＩ値が高くな
るために発振が安定しなくなるのでＣＩ値と副振動比の
かねあいで適当な値を選ぶしかなかった。

［発明が解決しようとする課題及び目的］このように従
来の厚み辷り水晶振動子は、動振電極の厚みを変える事
によりＣＩ値と副振動比を制御していたため特性のばら
つきが大きくまた作業性も悪く工数が増加するという課
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、厚み辷り振動子においてエネルギ
ー閉じ込めによりＣＩ値を低くし同時に副振動比を大き
くしてインハーモニックモードで発振しないようにする
ところにある。

［課題を解決するための手段］ （１）　本発明の厚み辷り圧電振動子は、圧電板の表裏
板面に動振電極が形成され、前記励ｔｉ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、前記動振電極の中央部を厚く、前記動振電
極の周辺部を薄くした事を特徴とする。

（２）　本発明の厚み辷り圧電振動子の電極形成方法は
、圧電板の表裏板面に動振電極が形成さ瓢　前記動振電
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、前記動振電極の周辺部をイオ
ンビームスパッタにより前記動振電極の構成物質をたた
き出し、前記動振電極の中央部を厚く、前記動振電極の
周辺部を薄くした事を特徴とする。

［実施例］ 以下、本発明の圧電振動子とその電極形成方法について
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、主面上
にＡｇで形成された動振電極３と接続電極４を有する水
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７に貫通するリード端子８に溶接した保持
部材６の先端のコイル状の部分に導電性接着剤５で保持
し、前記ステム７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前
記水晶発振片２を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、前記動振電極
３の厚みは前記動振電極の中央付近でもっとも厚く前記
動振電極３の周辺でもっとも薄くなるように構成してい
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Ａｇで形成された動振電極１１と接続電極１３を有
する水晶発振片１０を、ステム１６上にエポキシ接着剤
１５で固定し、その後ステム１６に貫通するインナーリ
ード１２より導電性接着剤１４で動振電極との導通をと
り、前記ステム１６とケース９が半田を用いて封着し前
記水晶発振片１０を真空に保っている。

側面断面図を見るとわかるように、前記動振電極１１の
厚みは前記動振電極の中央付近でもっとも厚く前記動振
電極３０周辺でもっとも薄くなるように構成している。

第６図（ａ）、　　（ｂ）に本発明の厚み辷り振動子と
従来の厚み辷り振動子のＣＩ値と副振動比の特性例を示
す。

同図を見ればわかるように従来と比較して本発明の厚み
辷り振動子がＣＩ値が低く同時に副振動比が高く特性が
優れている事がわかる。

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
いても当初動振電極は、蒸着等の方法で作成し動振電極
の中央部も周辺部も同じ厚みで形成されていた。

本発明の厚み辷り振動子はイオンビームスパッタをもち
いて動振電極の形状を作成するが、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３５によりイオン化し、イオ
ン化されたＡｒガスを電磁石３６により集束し、厚み辷
り振動子の動振電極へぶつける事によって前記動振電極
の構成物資であるＡｇ粒子を前記動振電極よりたたき出
して前記動振電極の形状を作成する。

ここでイオンビームの密度分布を第８図に示すがイオン
ビームは中心が密度が濃く周辺に行くに従って密度が薄
くなるのでイオンビームを前記動振電極の周辺に当てる
事により容易に要望の形状がえられる事となる。またＡ
ｒガスの量・電界の強さを変える事によってもイオンビ
ームを前記動振電極の周辺から中央部に当てる事により
容易に要望の形状を得る事は可能である。

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。

また本例において動振電極の構成は、Ａｇ−層の例を示
したが本発明の圧電振動子はそれに限らずその他例えば
Ａｕ−層・Ｃｒ十Ａｇ多層・Ｃｒ＋Ａｕ多層−Ｎｉ＋Ａ
ｇ多層・Ｎｉ十Ａｕ多層など他の構成においても同様の
効果を有する。

また本例において動振電極の厚み方向の形状は、Ｘ方向
・２方向ともに動振電極の中央付近がもっとも厚く動振
電極の周辺が薄い形状を示しているが本例はそれに限ら
ずその他例えば第９図（ａ）の円板状厚み辷り発振片で
示すと第９図（ｂ）−（ｃ）、　　（ｄ）−（ｅ）に示
すＸ方向またはＺ方向だけ動振電極の中央付近がもっと
も厚く動振電極の周辺が薄い形状であっても、また第９
図（ｆ）−（ｇ）に示す動振電極の片側だけがｒ！ｊＪ
振電極の中央付近がもっとも厚く動振電極の周辺が薄い
形状であっても、また第９図（ｈ）−（ｉ）に示す動振
電極の中央付近に平坦部が残っており動振電極の周辺だ
けが薄い形状であっても、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］ 以上述べたように本発明によれば、動振電極の厚みを動
振電極の中央付近でもつとも厚く動振電極の周辺でもっ
とも薄くなるように構成しているので厚み辷り振動子に
おいてエネルギー閉じ込めによりＣＩ値を低くし同時に
副振動比を大きくしてインハーモニックモードで発振し
ないようにする事ができるという効果を有する。

また、従来の厚み辷り水晶振動子は、動振電極の厚みを
制御する事によりＣＩ値と副振動比を制御していたため
特性のばらつきが大きくまた作業性も悪く工数が増加す
るという課題があったが本発明によれば動振電極の厚み
を励ｉ電極の中央付近でもっとも厚く動振電極の周辺で
もつとも薄くなるように構成しているためにＣＩ値と副
振動比の特性のばらつきが小さくまた作業性も良く工数
も増加しない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（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
。 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（ａ）、　　（ｂ）は従来の厚み辷り振動子のＣ
Ｉ値と副振動比の特性例を示す図。 第６図（ａ）、　　（ｂ）は本発明の厚み辷り振動子の
ＣＩ値と副振動比の特性例を示す図。 第７図はイオンビームスパッタの原理図。 第８図はイオンビームの密度分布図。 第９図（ａ）〜（ｉ）は本発明のその他の実施例を示す
図。 １・・・ケース ２・・・水晶発振片 ３・・・動振電極 ４・・・接続電極 ５・・・導電性接着剤 ６・・・保持部材 ７・・・ステム ８・　・　・リード端子 ９・・・ケース １０・・・水晶発振片 １１・・・動振電極 １２・・・インナーリード １３・・・接続電極 １４・・・導電性接着剤 １５・・・エポキシ接着剤 １６・・・ステム １７・・　・リード端子 １８・・・ケース １９・・・水晶発振片 ２０・・・動振電極 ２１・・・接続電極 ２２・・・導電性接着剤 ２３・・・保持部材 ２４・・・ステム ２５・　・　・リード端子 ２６・・・ケース ２７・・・水晶発振片 ２８・・・動振電極 ２９・・・インナーリード ３０・・・接続電極 ３１・・・導電性接着剤 ３２・・・エポキシ接着剤 ３３・・・ステム ３４・　・　・リード端子 ３５・・・電界 ′３６・・・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　他１名 目　　　　　　ｎ　　　　　　　　　　　　　　　０第
１図（α）　第１図（ｂ） １ｏｏｏ　　　１０ｏｏ　　　３Ｄｏｏ　　　（ｆｏ（
３゜１ｒｌｈ振電極の厚み（λ０ Ｉｒ）Ｄｏ　　　ｚｏｏｏ　　　　３ρｏｏ　　　４０
ｏａ動振電極の厚み（ス） 第５図（’ｏ） 第６図（ｂ） 第７図 第８図 第９図（ａ） 第９図（ｂ）　　　　　第９図（。） 第９図（ｄ）　　　　　第９図（ｅ） ｚＹ 第９図（ｆ） 第９図（ｈ） Ｙ 第９図（ｇ） Ｘ’Ｙ 第９図（ｉ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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、前記励振電極の中央部
   を厚く、前記励振電極の周辺部を薄くした事を特徴とす
   る厚み辷り圧電振動子。
2. （２）　圧電板の表裏板面に励振電極が形成され、前記
   動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、前記動振電極の周辺部
   をイオンビームスパッタにより前記励振電極の構成物質
   をたたき出し、前記励振電極の中央部を厚く、前記励振
   電極の周辺部を薄くした事を特徴とする厚み辷り圧電振
   動子の電極形成方法。