JPH0722895A - 水晶振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 水晶片と励振電極とを各別に形成することに
よって良好かつ安定な振動特性を得ることができ、しか
も形状の小型化を可能とする。 ［構成］ 圧電振動を励振する水晶片１１と、この水晶
片１１の表裏板面に形成した微少な深さの凹陥部１２
と、この水晶片１１の表裏板面に貼り合わせた水晶から
なる薄板１３と、この薄板１３の外側に形成され上記水
晶片１１を励振する電極１４とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水晶振動子に係わり、特
に電極構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水晶振動子を製造する場合、人工
水晶の結晶を結晶軸に対して所定の角度に切断して、た
とえば板状の水晶片を切り出すようにしている。そし
て、この水晶片を所定の共振周波数とするために、たと
えば外形形状を研磨して成形するようにしている。たと
えば、厚み滑り振動を励振するＡＴカットの水晶振動子
では、水晶片を厚み方向に研磨して所望の共振周波数と
なるように加工するようにしている。そして水晶片の表
裏板面に銀、アルミ等の金属を蒸着して励振電極を形成
し、この励振電極によって厚み滑り振動を励振するよう
にしている。

【０００３】しかしながら、このようなものでは励振電
極を水晶片の板面に直に形成しているために、たとえば
電極金属の酸化等の化学的な変化を生じた場合、振動特
性に大きな影響を与える問題がある。したがって励振電
極を形成した水晶片は、気密な容器に収納しこの容器の
内部を真空状態とし、あるいは不活性ガスを封入するよ
うにしている。しかしながら水晶片を容器内に気密に封
止しても、封止した直後から容器内に残存する酸素等の
気体が電極を形成する金属と反応することによって、い
わゆるエージング特性と言われる共振周波数の変化を呈
する。そしてこのような周波数の変化は、容器内の活性
な気体の濃度が反応を起こさないほどに低下するまで継
続し、この後比較的安定な状態へ推移する。また励振電
極を蒸着によって形成する際に、蒸着金属が粒のまま水
晶片の板面に付着することがあり、このような状態では
振動特性を著しく損なうために蒸着時間、蒸着量等の工
程の管理がむずかしく熟練を要する問題があった。

【０００４】このために、従来から水晶片と電極とを各
別の部材で構成し、水晶片の板面に対して電極を微少な
間隙で対面させて圧電振動を励振するようにしたものが
あった。図２はこのような水晶振動子の一例を示す側断
面図で、いわゆるプレッシャマウントと言われる構造の
水晶振動子である。この水晶振動子では、一側に開口を
有する容器１の内部に電極板２、水晶片３、電極板２の
順に積み重ねて収納する。そして電極板２にスプリング
４を重ねて蓋５をネジ止めするようにしている。上記水
晶片３は所望の共振周波数となるように厚みを研磨した
ものである。また電極板２は水晶片１の表裏板面に微少
な間隙を存して相対面するように、たとえば四隅に微少
な突起５を形成している。

【０００５】しかしながら、このようなものでは水晶片
３と電極板２との相対位置を安定に維持することができ
るように、電極板２を強力なスプリング４を用いて水晶
片３に押圧する必要がある。このために容器１は、機械
的に充分な強度を得ることのできる構造とする必要があ
り、容器１の形状も大きくなり、したがって全体の形状
を小型化できない問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、水晶片と励振電極とを各別に形
成することによって良好かつ安定な振動特性を得ること
ができ、しかも形状の小型化が可能な水晶振動子を提供
することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧電振動を励
振する水晶片と、この水晶片の表裏板面に形成した微少
な深さの凹所と、この水晶片の表裏板面に貼り合わせた
水晶からなる薄板と、この薄板の外側に形成され上記水
晶片を励振する電極とを具備することを特徴とするもの
である。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に示す側断面
図を参照して詳細に説明する。図中１１は概略板状に成
形した水晶片である。この水晶片１１は、たとえばＡＴ
カットの厚み滑り水晶片で、人工水晶の結晶を結晶軸に
対して所定の角度に切断して５ｍｍ角程度の大きさの板
状に成形している。そして厚み滑り水晶振動子の共振周
波数は、厚みに反比例するので、水晶片１１を厚み方向
に研磨して所望の共振周波数となるようにしている。

【０００９】そして水晶片１１の表裏板面の中央部に、
３ｍｍ角程度の大きさで微少な深さ、たとえば２０〜４
０μｍの深さの凹陥部１２を形成している。この凹陥部
１２の底面は平滑に形成することが望ましく、たとえば
イオンビーム、エッチング等の処理によって形成するこ
とができる。そして水晶片１１の表裏板面に、厚みが５
〜１０μｍ程度の水晶からなる薄板１３を気密に貼り合
わせるようにしている。このように水晶片１１に薄板１
３を貼り合わせる場合、接着剤等を用いると水晶片１１
と薄板１３との間に硬化した接着剤が介在してその間の
間隙を増大させる。したがって水晶片１１と薄板１３と
の貼り合わせは、両者を密着させることができるよう
に、直接あるいは酸化シリコン膜を介して周知の手法に
よって貼り合わせることが望ましい。

【００１０】そして、薄板１３の外側板面に真空蒸着等
によって電極１４を形成するようにしている。この電極
１４は外部へ導出して、たとえば電気回路に接続し上記
水晶片１１に圧電振動を励振するために用いる。なお電
極１４を薄板１３に形成した後に水晶片１１に貼り合わ
せるようにしてもよいし、薄板１３を水晶片１１に貼り
合わせた後に電極１４を形成するようにしてもよい。ま
た薄板１３を水晶片１１に貼り合わせる際に、凹陥部１
２を気密に封止するようにしてもよい。このようにする
場合は封止した凹陥部１２の部分と外部との気圧に圧力
差を生じると薄板１３が破損する虞があり、気圧差を生
じないように配慮する必要がある。さらに水晶片１１の
凹陥部１２と外部とを積極的に均圧させる場合は、たと
えば水晶片１１の薄板１３を貼り着ける面に予め溝を刻
設しておくようにすればよい。このようにすれば上記溝
を介して凹陥部１２と外部とを連通させることによって
均圧させることができ気圧差による薄板１３の破損を防
ぐことができる。

【００１１】このような構成であれば、水晶片１１の板
面と電極１４とは別体であり、したがって水晶片１１の
板面を清浄な状態に維持することができ極めて良好な共
振特性を得ることができる。さらに電極１４の、水晶片
１１に対面して振動特性に大きく影響する面は薄板１３
に密着しているために外気にふれることもない。したが
って電極１３の水晶片１１に対面する面は化学的、物理
的に安定に維持され、エージング特性等の共振特性の変
化を生じることもない。特に凹陥部１２を薄板１３によ
って気密に封止した場合は、水晶片１１の板面は、外部
からは隔絶されて、その影響を受けることもない。さら
に水晶片１１を気密な容器に封止すれば容器内の環境の
影響を受けることもなく、かつ外部とは二重に隔絶され
るために極めて安定な環境を維持することができる。

【００１２】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、たとえば水晶片は２回回転を行ったＳＣカッ
トのものでもよいし、その他の適宜なカットの水晶片を
用いることもできる。

【００１３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、振
動特性が良好かつ安定でしかも形状を小型化することが
できる水晶振動子を提供することができる。

【００１４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す側断面図である。

【図２】従来の水晶振動子の一例を示す側断面図であ
る。

【符号の説明】

１１ 水晶片 １２ 凹陥部 １３ 薄板 １４ 電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電振動を励振する水晶片と、 この水晶片の表裏板面に形成した微少な深さの凹陥部
   と、 この水晶片の表裏板面に貼り合わせた水晶からなる薄板
   と、 この薄板の外側に形成され上記水晶片を励振する電極
   と、 を具備することを特徴とする水晶振動子。
2. 【請求項２】請求項１に記載のものにおいて、水晶片は
   ＡＴカットの厚み滑り水晶片であることを特徴とする水
   晶振動子。
3. 【請求項３】請求項１に記載のものにおいて、水晶片は
   ＳＣカットの水晶片であることを特徴とする水晶振動
   子。
4. 【請求項４】請求項１に記載のものにおいて、薄板は凹
   陥部を気密に封止することを特徴とする水晶振動子。