JPS5833307A - 音叉型水晶振動子の支持構造 - 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】 本発明は音叉型圧ＩＩＩ振動子の固定、支持構造に関す
る。

本発明の目的は齢記振動子の単純な支持構造を提出する
ことでるる。

本発明は圧電振動子一般について適用されるものでるる
か、例として実験的経験量の多い水晶振動子を用いて説
明する。

近年、水晶振動子の小型化がすすみ、これら振動子を時
間標準として用いた水ｌＩ＆時計が数多く発表されるよ
うになった。このような用途の振動子に対して求められ
る条件は、１ｉｉＩｉＮｆＫシて小型、安価でるるとい
うことでるる、この目的に沿って開発された薄い音叉型
圧１１１！ｋＲ動子は、従来の機械的な方法ではなく、
写真技術と化学腐食技術を用いて作られるので、大朦生
産に適しているなど多くの長所を持っている。

以下、とのＬうにして開発された２＊＊の音叉型水晶振
動子およびその従来例としての固定、結線方法についで
詳述する。

腑１図に示すのは第１の従来例でめシ、振動子１は厚さ
数１００ミフロンＮＴカツト晶板↓如前述の写真−化学
腐食法によって抜きとら扛る。

図の２，３は振動子に電界を加えるためのｍ極を示す、
を極２．５はワイヤー４．５をボンディングすることに
よって端子６．７に接続される。振動子１の裏面の電極
！の形状は１１．２ｍＫ示される。

振動子１は裏面電極の一部、第２図の１０で示される部
分ＫＬって電極端子を葦ねぇ固定台８に装着される。そ
の際、接着剤には合金ハンダ等導電性のものが用いられ
る。

第Ｓ図は振動子１の抜き取られる方向を示す図であり、
Ｘ軸、Ｙ軸、２軸は水晶の結晶軸である。

図のａは最初の回転角を、ｂは２に目の回転角を示し、
それぞれｇ９．．１ｇ’、５５″〜７０″の範囲内にと
られる。を極２．！、９にニジ第４図に示すように電界
が加えられると振動子１社音叉蚕動を始める１図ては簡
単にするために角ａを零にしである。

上記の振動子は非常に小型のものが容易に大量生産でき
るのであるが、第４ｗＪＫ示されたとおり、振動子の駆
動に役立つのは電界１１．１２の内のＸ軸方向の成分１
３．１４だけであるので角βが大きくなると勘インピー
ダンスは（２）雪βに反比例して大きくなる。また、周
波数一温度特性の零温度係数が得られる温度は角βが大
きい＃ｌど高く、βは７５＠′ｅ２０℃となυ、そのと
き動インピーダンスは１ＭΩ以上にな・る、従って腕時
計用の水晶振動子として必要な零温ｆ係畝の得られる温
度が２５℃前後という条件を満すためＫは角βを７５″
′↓υさらに大きくしなければならず、この時動インピ
ーダンスは数１０ＭΩとなシ、上記の脅叉脂水晶振動子
は腕時計に用いることは困難になる。

舘５図はｗ４２の従来例でめ〕、電極形状を変えること
ＩＣよって上記＄１の例の欠点をなくした厚さ２００ミ
クロンを超えない薄い音叉型水晶振動子の概観図でめる
。

ｗｉ６図は第５図の振動子の裏側からの概Ｉｉ！図であ
る。振動子１５はａｌ１７１ＷＫ示された水晶板から写
真−化学腐食法を用いて抜きとられる０図の角Ｔは０９
〜１０°の範囲内にとられる。館５−の１６゜１７．９
４図の２５．２６はそれぞれ振動子に電界を加えるため
の励振電極である。

第８図はこの振動子の電極の配置を示す図でるる、［界
は図の中の矢印で示されるようにＸ軸に平行に加えられ
るため、第５図の改良された音叉型水晶振動子の動イン
ピーダンスは約５０にΩで謝１図のＩｊｉＲｗＪ子と比
較して非常に小さく、周波数−温１＋％性の零温ｆ係数
の得られる温度は角γを変えることに１って勧インピー
ダンスを変化させずに２０℃〜４０℃の範囲に自由に変
化させることができる。とのｆ！勧子は性能が良く、非
常に小型であるので腕時計用の水晶振動子として適して
いる。

さてＩ　ＪＩＩ５＠お工ひ＃１６図にＦｉまた。このよ
うな電界をかけるために行なわれている従来からの結線
方法も描かれている。両面Ｋｍ畿電極を端え九振動子１
５は裏面電極２５，２４の一部、２７゜２８によって絶
縁性物質からなる固定台２４の上ｍＫ蒸着、焼結等によ
って振動子の固着電極部２７．２８に合わせてつくられ
友金属膜１１３．１９に接着され、電極ｔ６．２５ｊｌ
Ｐよび電極１７．２６はワイヤー２０．２１をボンディ
ングすることにより％電極端子２２，２５ｔｌＣそれぞ
れ接続される。

しかしながら、上記の方法によれば、４１別に作られた
固定台が必要であるから、低価格化および小型化の上で
大きな障害となつ次、またポンティング工程が必要でる
９、これも會理化のさまたげとなっていた。

本発明は、以下に説明するように、ケース内外を貫通す
るリードピンの一端に水晶振動子を［！！向定すること
Ｋよって前記欠点を解決しようとするものでめる。

ｍ９図は本発明の第１の実施例であり、水晶振動子２７
には２つの孔２８と２９があけられている。ハーメチッ
クシール３０を介してケース内に突出するピン！１１と
３２は前記孔１８と２９に挿入され、合金・・ンダ等の
接着剤を用いて振動子２７の固定電極部６Ｓと５４に固
着石れるとともに導通がとられる。

第１１＠は１１５図の実施例でめ夛、論１の実施例と違
う点は、振動子４０には孔ではなく、千円形の切欠き４
１．４２が設けられていることでるる、ビン４５．４４
がこの切欠きに挿入される点は前と同じでｂる。

次Ｋ１１１面図を用いて改良され九実施例を説明しよう
。

第１１図は第９図の例を横から見たもので、ビン５２と
振動子２７は上下両面からハンダ４９で固着されている
。

第１２図はさらに一層を強化したもので、ビン５０には
ふくらみ５１が設けられている。このふくら＋Ｆｉ４ｍ
リングをハンダづけあるいはカシメで固定しである。る
るいはビン自体をこのような形状に加工することも可能
である。

第１５図の例は第１４図のものをさらに９Ｉ！Ｊ化した
もので、振動子２７の上がらさらにリング５２をはめて
、上下両方から振動子を固定するようになっている。

また水晶振動子とビンの同定を確夾にするためには一ハ
ンダ等の溶着剤の量を多くす熟ば良いが、従来はハンダ
等の溶着剤が多すぎるとそれが振動盃を生じている所Ｋ
まで流れてしまい振動特性に悪影響を与える惧れがあっ
た。しかしながら本発明の構成によれば、水晶振動子の
電極膜がビンとの固着電極部と音叉１ｉｉ＃子の励振電
極部の２分部に分かれ、しかもその固着電極部と励振電
＆部の間にスリット（ＩＩｔ極を配置しない１部分）を
設けてめるために、ハンダ等の溶着剤の量を多くしても
。

そのスリットがハンダの流れ防止となるため振動に悪影
響を与えることは全く無い、即ち本発明に使用している
水晶振動子は第６図に示されるように固着電極部２７，
２８と励振電極部２５の間にスリット１５ａを配置した
ものでめシ、本発明によれば＠？図及び１ｉｉ１１１図
から明らかなように、固着電極部５５．５４にビン５１
．５２をハンダ固着し、支持と導通を同時に行うととも
に、固着電極部５５．５４と励振＠ｌｉｌ　ｉ＠Ｓ　５
５　ａ　、　５４　ａとの間にスリン）２７ａを設けて
めるので、ハンダの波山が完全に防止され、小型で高精
度の音叉型水晶振動子を提し得るものである。また本発
明の池の実施ガでめるｗ４１０図においても固着電極部
４５゜４６と励振電極５４５ａ、４６ｍの間にスリット
４０ａが配置されている＊ｆ＃Ｊｓ固着電極と励振電極
の間を接続する電極パターンはたいへん細く形成されて
いるためにハンダ等溶着剤の流出Ｋｉｔとんど影響を４
えることは無い、ま九この細く形成された電極パターン
部（例えば第９ｍｇの６４ｂ）は、ビンと水晶振動子の
同着Ｆ＃ＰＫ於ける熱が固着電極から励振電極に伝導さ
れるのを少なく押えることができ、励振電極及び水晶片
自体の変質を防止している。

以上の詳細な説明て明らかなように、本発明により以下
のような多くの改良がなされたものである。

１、　特別の一定台が不要でるる ｌ　　’ＩＪ−ｒＩＩＩＫよる接続が不要である五　水
晶片にスリットを有する電極膜構造にることによって、
水晶片の固定時に於けるハンダ材或いはロー材が表間歪
の大なる水晶片の脚根元付近への流出を防止し、且つ多
量のハンダ材等の溶着剤を投入することが出来、水晶片
の支持固定力の強化安定と共に耐衝撃性に優れた水晶振
動子が梅現される。又、水晶片に形成されたｑ＃に水晶
片の圧電駆動に係る励振用の電極膜への熱の伝導が少な
くなシ熱に孟る励振用のＷ：＊膜及び水晶片の性能の劣
化を少なくすることができる。

４　表裏の電極間の導通も同時にとれる＆　ビンのたわ
みにより衝撃が吸収され邊勅子が守られる。

直　ビンのたわみにより、／・−メチツクシールを構成
する部材と振動子の熱膨張率の差による応力が緩和され
る。

また、この振動子をフォトエツチング技術で形成するな
らば、複雑な形状の振動子でも容易に量産可能でめるか
ら、さらに特長が発揮される。

本発明の＠動子は小型にして低価格であるから、特に腕
時計用の振動子として優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は化学腐食法で作られた水晶振動子
の表および裏よシの概観図。 第５図は上記振動子の切シ出し角を示す図。 第４図は上記振動子の駆動法を示す断面図である。 第５図および１１＋６湘は化学腐食法で作られた別の水
晶振動子の表および裏より概ｍ図。 ＃ｓ７図は上記珈動子の切シ出し角を示す図。 ｗＪ８図は上記嶽動子の駆動法を示す断面図でるる。 第９図は本褪明の第１の実施例を示す図でめる。 ＃！１Ｇ図は本発明の第３の実施例。 餉１１図は鮪１の実施例の側面図でめる。 ＄９１１２因は第１１図の実施例を改曳した実施例の１
ｌｉ１面図でるる。 第１３図は第１図の実施例をさらに改曳した実施例の側
面図である。 以　　上 出願人　株式会社　趣訪精工舎 代理人　弁理士　最　上　　　務 ′ｇ４図 ′ＩＪｙ＋刀 第９１図 ２／ρ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）音叉状を有する水晶片に、前記水晶片を励振する
   ための電極膜を設けるとともに、前記電極膜が少くも前
   記水晶片の叉部に配置される励振用電極部と、前記水晶
   片の基部付近で溶着剤によシ外部リード端子と固着され
   る固着電極部とを有する水晶振動子において、前記水晶
   片の基部付近に配置される前記固着電極部と少くと４前
   記水晶片の叉部に配置される励振用電極部との間に前記
   溶着剤の流出を防止するスリットを設けたことを特徴と
   する水晶撮動子の支持構造。