JPS5833308A - 結合水晶振動子 - Google Patents
結合水晶振動子Info
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- JPS5833308A JPS5833308A JP56131033A JP13103381A JPS5833308A JP S5833308 A JPS5833308 A JP S5833308A JP 56131033 A JP56131033 A JP 56131033A JP 13103381 A JP13103381 A JP 13103381A JP S5833308 A JPS5833308 A JP S5833308A
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- electrodes
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
- H03H9/02086—Means for compensation or elimination of undesirable effects
- H03H9/02102—Means for compensation or elimination of undesirable effects of temperature influence
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- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
- G04F5/00—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards
- G04F5/04—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses
- G04F5/06—Apparatus for producing preselected time intervals for use as timing standards using oscillators with electromechanical resonators producing electric oscillations or timing pulses using piezoelectric resonators
- G04F5/063—Constructional details
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic elements; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/19—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of quartz
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
- H03H3/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks for obtaining desired frequency or temperature coefficient
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- H03H2003/0421—Modification of the thickness of an element
- H03H2003/0428—Modification of the thickness of an element of an electrode
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- Acoustics & Sound (AREA)
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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。
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、複数の縦振動モードが結合した、いわゆる結
合水晶振動子の励振電極に＠する。
合水晶振動子の励振電極に＠する。
本発明の目的は、周波数理ｆ％性（以下、温度特性と呼
ぶ）の優れた結合水晶振動子を提供することにある。
ぶ）の優れた結合水晶振動子を提供することにある。
本発明の他の目的は、ｏ ｘ （Ｏｒｙｓｔａｌ 工
ｍｐｅ−ａａｎｃｅ） の小さい結合水晶振動子を提
供することにある。温ｆＩｆｌｉ性の優れた、しが％ｂ
ｏ工の小さい振動子を要求する民生機器は多くあるが、
これらＫ１−１ムＴカツト水晶振動子が使用されて米た
。
ｍｐｅ−ａａｎｃｅ） の小さい結合水晶振動子を提
供することにある。温ｆＩｆｌｉ性の優れた、しが％ｂ
ｏ工の小さい振動子を要求する民生機器は多くあるが、
これらＫ１−１ムＴカツト水晶振動子が使用されて米た
。
しかし、最近は色々な民生機器で小型化がなされ、それ
に従って、ムチカット水晶振動子も小型化が要求されて
米ているが、このタイプの振動子は、スプリアス振動（
ｆｌｐｕｒｉｏｕｓ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）が多く小蓋
化が離しく、同時に、小蓋化すると０工が高くなってし
まうのが実状である＊ ４１ Ｋ−腕時計用水晶振動子
としてムチカット水晶ａＩＩｌｌ子を使用する場合、相
ａＫ小型化する必要があり、音叉型屈曲水晶振動子と比
較したとき、サイズの面では全く満足できるものではな
い。そこで、最近は１０の技術を応用したフォトリング
ラフィにょる振動子の形成方法が振動子製造に応用され
、その結果、大変に小型の振動子を提供すること゛がで
きるようになった。例えば、振動子の厚みを大変に薄く
で★る温Ｉｆ％性の優れた（）Ｔカット水晶振動子に応
用され、非常に小屋のものが可能になった。
に従って、ムチカット水晶振動子も小型化が要求されて
米ているが、このタイプの振動子は、スプリアス振動（
ｆｌｐｕｒｉｏｕｓ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）が多く小蓋
化が離しく、同時に、小蓋化すると０工が高くなってし
まうのが実状である＊ ４１ Ｋ−腕時計用水晶振動子
としてムチカット水晶ａＩＩｌｌ子を使用する場合、相
ａＫ小型化する必要があり、音叉型屈曲水晶振動子と比
較したとき、サイズの面では全く満足できるものではな
い。そこで、最近は１０の技術を応用したフォトリング
ラフィにょる振動子の形成方法が振動子製造に応用され
、その結果、大変に小型の振動子を提供すること゛がで
きるようになった。例えば、振動子の厚みを大変に薄く
で★る温Ｉｆ％性の優れた（）Ｔカット水晶振動子に応
用され、非常に小屋のものが可能になった。
しかし、これら０丁カット水晶振動子は、嵐好な温度特
性を得る次めに二つの振動モード、即ち、主振動とｉＩ
ｌ振動の結合を利用している。それ故、温ｆ特悴は、主
振動・副振−動の共振周波数の差によってほは決定され
る。理論的には優れた温［４１性を与える共振周波数の
差を、どの位にすれば嵐いか分かるが、実際には、製造
上のバラツキがあり、一定に押えることは難しく、温ｆ
特性のパラ。
性を得る次めに二つの振動モード、即ち、主振動とｉＩ
ｌ振動の結合を利用している。それ故、温ｆ特悴は、主
振動・副振−動の共振周波数の差によってほは決定され
る。理論的には優れた温［４１性を与える共振周波数の
差を、どの位にすれば嵐いか分かるが、実際には、製造
上のバラツキがあり、一定に押えることは難しく、温ｆ
特性のパラ。
ツク原因であった。仁の温度特性のバラツキを吸収する
方法が、いくつが提案されている。例えば、特公昭４７
−５５０８では、励振電極を除去して温ＷＬＩｆＩｉ４
＆を調整する方法を提案しているが、励振電極ｔ＃去す
るため実質電界効率が低下するのでａＸ値が高くなると
いう、不具合が生じる。又、蒸着で電極膜の厚みを変え
て周波数微調整するととを述べているが、具体的にどの
ようにするのが全く述べられていない、更に、水晶振動
子を２本の細いリード線で支持するため小型化が難しく
、同時に、衝撃に対しても弱いという欠点があった。
方法が、いくつが提案されている。例えば、特公昭４７
−５５０８では、励振電極を除去して温ＷＬＩｆＩｉ４
＆を調整する方法を提案しているが、励振電極ｔ＃去す
るため実質電界効率が低下するのでａＸ値が高くなると
いう、不具合が生じる。又、蒸着で電極膜の厚みを変え
て周波数微調整するととを述べているが、具体的にどの
ようにするのが全く述べられていない、更に、水晶振動
子を２本の細いリード線で支持するため小型化が難しく
、同時に、衝撃に対しても弱いという欠点があった。
そこで、本発明はこれらの不具合、欠点を改善した、即
ち、支持方法の改善、並びに、新しい温度特性調整方法
と共振周波数調整方法を見い出し、改善を図った。以下
、図面に沿って本発明の詳細な説明する。
ち、支持方法の改善、並びに、新しい温度特性調整方法
と共振周波数調整方法を見い出し、改善を図った。以下
、図面に沿って本発明の詳細な説明する。
第１図は１本発明の結合振動子の形状と電極の一実施例
で、振動部２とその両側に配置された二つの支持部５と
が一体に形ＷＩｔされｋＧ丁カット水晶振動子の例であ
る。第１図（ム）は平面図を、第°１図（Ｂ）は側面図
を示す。水晶１の振動部２の上面４と下面５には、励振
電＠６ 、７が各々全面に、一様に配置され、励振電極
６は一方の支持部３に延びて配置され、励振電極７は他
方の支持部ＳＶｃ延びて配置されている。即ち、支持部
には片面にのみ電極が配置され、電界が印加されない構
造となっている。従って、これは振動部のエネルギーを
できるだけ振動部内部に閉じ込め、支持部に伝達しない
ようになっている。換言すれば、振動部２から支持部３
へ延びた電極は、電界を印加するために必要な亀子電極
にすぎない。支持部３にまで延びた両電極に交番電圧を
印加することによって、容易に振動子を励振することか
でｔ！ｉろ。
で、振動部２とその両側に配置された二つの支持部５と
が一体に形ＷＩｔされｋＧ丁カット水晶振動子の例であ
る。第１図（ム）は平面図を、第°１図（Ｂ）は側面図
を示す。水晶１の振動部２の上面４と下面５には、励振
電＠６ 、７が各々全面に、一様に配置され、励振電極
６は一方の支持部３に延びて配置され、励振電極７は他
方の支持部ＳＶｃ延びて配置されている。即ち、支持部
には片面にのみ電極が配置され、電界が印加されない構
造となっている。従って、これは振動部のエネルギーを
できるだけ振動部内部に閉じ込め、支持部に伝達しない
ようになっている。換言すれば、振動部２から支持部３
へ延びた電極は、電界を印加するために必要な亀子電極
にすぎない。支持部３にまで延びた両電極に交番電圧を
印加することによって、容易に振動子を励振することか
でｔ！ｉろ。
又、幅Ｗと長さＬによって二つのモードの共振周波数は
各々決定され、幅Ｗ＃ＩＣよって主振動の共振周波数ｆ
ｖが、長さＬＫよって副振動の共振周波数ｆムが決定さ
れる０次に、励振電極を振動ｓ２の上下面、全面に配置
する理由を説明する。
各々決定され、幅Ｗ＃ＩＣよって主振動の共振周波数ｆ
ｖが、長さＬＫよって副振動の共振周波数ｆムが決定さ
れる０次に、励振電極を振動ｓ２の上下面、全面に配置
する理由を説明する。
第２図（ム）は、本発明の振動部２と支持部５が一体に
形成されているＧＴカット水晶振動子のＡ図である。°
断面ムームの各位置に対する変位との関係の計算値を示
している。即ち、点Ｃで変位は零となり、点Ｃから点ａ
、ｅに行くに従って変位の絶対値は大きくなる振動であ
る（変位ｕ亀＝−ｕｌ）、 第２図（Ｂ）は、各位置
に対する歪みとの関係を示している。即ち、点Ｃで歪み
は最大となり、端部に行くに従って小さくなる。しかし
、第２図、第３図から明らか表ように、端部ａ、ｅでは
歪みが零とならず、歪みが生じている。これは振動部の
端部に励振電極を配置した場合と、しない場合では、水
晶振動子の０工値が異なることを意味している。即ち、
＊＊−の端部に壕で励振電極を配置することにより、低
いＯＸ値を得ることができる。
形成されているＧＴカット水晶振動子のＡ図である。°
断面ムームの各位置に対する変位との関係の計算値を示
している。即ち、点Ｃで変位は零となり、点Ｃから点ａ
、ｅに行くに従って変位の絶対値は大きくなる振動であ
る（変位ｕ亀＝−ｕｌ）、 第２図（Ｂ）は、各位置
に対する歪みとの関係を示している。即ち、点Ｃで歪み
は最大となり、端部に行くに従って小さくなる。しかし
、第２図、第３図から明らか表ように、端部ａ、ｅでは
歪みが零とならず、歪みが生じている。これは振動部の
端部に励振電極を配置した場合と、しない場合では、水
晶振動子の０工値が異なることを意味している。即ち、
＊＊−の端部に壕で励振電極を配置することにより、低
いＯＸ値を得ることができる。
第５図は、振動部の上下面、全面に励振電極を配置した
場合と、部分（ＩＩ勤部の約７ｓ−）に配置した場合の
０工僅の分布のヒストグラムで、実験値である。第５図
（Ａ）は、励損電極を部分に配置したときの個数ｎ＝２
００に対するＣＩ値の分布を示すヒストグラムで、平均
値ｚ ｍ １４ Ｑ（ハ）である。これに対して、第３
図（Ｂ）は、振動部の上下面、全面に配置したときの個
数ｎｘｘ ２Ｑ ＱのときのＣＩ値の分布を示すヒスト
グラムで、平均値Ｘ ｍ ８４ （Ｑ）と、約４割０工
値を小さくすることができ、全面に励振電極を配置し穴
ときの効果が著しく大きい事が分かる。
場合と、部分（ＩＩ勤部の約７ｓ−）に配置した場合の
０工僅の分布のヒストグラムで、実験値である。第５図
（Ａ）は、励損電極を部分に配置したときの個数ｎ＝２
００に対するＣＩ値の分布を示すヒストグラムで、平均
値ｚ ｍ １４ Ｑ（ハ）である。これに対して、第３
図（Ｂ）は、振動部の上下面、全面に配置したときの個
数ｎｘｘ ２Ｑ ＱのときのＣＩ値の分布を示すヒスト
グラムで、平均値Ｘ ｍ ８４ （Ｑ）と、約４割０工
値を小さくすることができ、全面に励振電極を配置し穴
ときの効果が著しく大きい事が分かる。
第４図は、本発明の０丁カット水晶振動子９を支持台８
にマウントしたときの一実施例で、平面図（ム）と側面
図（Ｂ） ｆ、示す、支持台８には水晶振動子９が配置
され、振動子の端部１２，１ｉ％で接着剤あるいは、半
田付けによって固着されている。水晶振動子の上下面に
は、励振用電極１０゜１１が配置されている。水晶１１
！勤子９Ｆｉ、支持台８に両端で固着されるので、耐衝
撃性に優れた水晶振動子を提供することができる。更に
、水晶振動子９は複雑な形状をしているが、フォトリソ
グラフィによって容易に形成することができる。その結
果−非常に小屋の水晶振動子を提供することができるよ
うになった。次に、温ｆ％性について説明する。
にマウントしたときの一実施例で、平面図（ム）と側面
図（Ｂ） ｆ、示す、支持台８には水晶振動子９が配置
され、振動子の端部１２，１ｉ％で接着剤あるいは、半
田付けによって固着されている。水晶振動子の上下面に
は、励振用電極１０゜１１が配置されている。水晶１１
！勤子９Ｆｉ、支持台８に両端で固着されるので、耐衝
撃性に優れた水晶振動子を提供することができる。更に
、水晶振動子９は複雑な形状をしているが、フォトリソ
グラフィによって容易に形成することができる。その結
果−非常に小屋の水晶振動子を提供することができるよ
うになった。次に、温ｆ％性について説明する。
幅Ｗによる主振動の共振周波数ｆＷと長さＬＫよる副振
動の共振周液数ｆＩ−との間には、次の関係がある。
動の共振周液数ｆＩ−との間には、次の関係がある。
ｆｌｃｃ−・・・・・・・・・・・・・・・ （１）ｆ
Ｘ、Ｅ−・・・・・・・・・・・・・・・ （２）更に
、温度特性は両共振周波数の差ｆＷ−ｆＬによってほぼ
決定される。
Ｘ、Ｅ−・・・・・・・・・・・・・・・ （２）更に
、温度特性は両共振周波数の差ｆＷ−ｆＬによってほぼ
決定される。
＠Ｓ図は、フォトリングラフィによって形成された本発
明の（）Ｔカット水晶振動子ｏｉａ＊特性ｑ）例で、結
合の強さによって温ｆ％！！１１Ｐなる。主振動と副振
動の間の結合が弱いとき、即ち、δ＝でマーデシが大き
いときは直線亀のように、又、結合が強いとき、即ち、
−が小さいときは直線すのようになる。このとき、−次
温度係数αの絶対値は約２．５Ｘ１０−・７℃と大暑く
、横足で會る温Ｉ［％性と表ら彦い、しかし、−が最適
値のときは直線Ｃのようになり、嵐好″＆ｌ１度特性會
示す。
明の（）Ｔカット水晶振動子ｏｉａ＊特性ｑ）例で、結
合の強さによって温ｆ％！！１１Ｐなる。主振動と副振
動の間の結合が弱いとき、即ち、δ＝でマーデシが大き
いときは直線亀のように、又、結合が強いとき、即ち、
−が小さいときは直線すのようになる。このとき、−次
温度係数αの絶対値は約２．５Ｘ１０−・７℃と大暑く
、横足で會る温Ｉ［％性と表ら彦い、しかし、−が最適
値のときは直線Ｃのようになり、嵐好″＆ｌ１度特性會
示す。
一般に作られる結合振動子は、このような）（ラツイタ
温［４！性を示す、即ち、ｎｉ＊ａのように一次温度係
数αが約−２，５Ｘ １０”＠／Ｃと貫うように負の値
を持つもの、一方、直Ｉｌｂの、ように、α力；約＋２
．５Ｘ１０−・７℃ と正の値を持つもの、それから、
直線Ｃのようにａがほとんど零になるものと、多種多様
の温ＩＩ特性を示す、又、形成後の振動子のαは−２，
５Ｘ１０−・／℃〜＋１５ Ｘ １０＝／Ｕの範囲内に
ある。ここで、αが正、負、それからほとんど零という
ことは、次のように定義する。
温［４！性を示す、即ち、ｎｉ＊ａのように一次温度係
数αが約−２，５Ｘ １０”＠／Ｃと貫うように負の値
を持つもの、一方、直Ｉｌｂの、ように、α力；約＋２
．５Ｘ１０−・７℃ と正の値を持つもの、それから、
直線Ｃのようにａがほとんど零になるものと、多種多様
の温ＩＩ特性を示す、又、形成後の振動子のαは−２，
５Ｘ１０−・／℃〜＋１５ Ｘ １０＝／Ｕの範囲内に
ある。ここで、αが正、負、それからほとんど零という
ことは、次のように定義する。
（１）−次温度係数αがほとんど零ということは、ａが
士ｔＯＸ１０−マ／℃以内にあるものを言う。
士ｔＯＸ１０−マ／℃以内にあるものを言う。
（２） −次温度係数ａが正ということは、αがα）
ｔ ＯＸ １ ｏ−？／ｃ にあるものを言う。
ｔ ＯＸ １ ｏ−？／ｃ にあるものを言う。
（３）−次温匿係数ａが負ということは、ａがα（−ｔ
ｏｘ１ｏ″１／℃ にあるもの１−言う。
ｏｘ１ｏ″１／℃ にあるもの１−言う。
第４図は、本発明のＧＴカット水晶振動子の一実’ｍ例
で、１！Ｉ）ｉｌｓ１４ノ上面１５と下面１６（図示さ
れてない）には、励振用電極１７，１８（図示されてな
い）が全面に一様に配置されていて、上面１５に配置さ
れた励振用電極１７の幅Ｗ方向の端部、そして、厚さ方
向のほぼ中央位置に、対称的に、中央部電極１９より厚
く電極２０．２１が蒸着によって配置されている。振動
部の熾部の電極を、厚く配置すると、次の三つの効果を
有する。
で、１！Ｉ）ｉｌｓ１４ノ上面１５と下面１６（図示さ
れてない）には、励振用電極１７，１８（図示されてな
い）が全面に一様に配置されていて、上面１５に配置さ
れた励振用電極１７の幅Ｗ方向の端部、そして、厚さ方
向のほぼ中央位置に、対称的に、中央部電極１９より厚
く電極２０．２１が蒸着によって配置されている。振動
部の熾部の電極を、厚く配置すると、次の三つの効果を
有する。
（１３１１ｋｌｌＪ＠端部の励振電極を厚くすることは
、電極負荷効果、即ち、錘りの働きをする。それ故、共
振周波数ｆ１並びに、温度特性を変えることができる。
、電極負荷効果、即ち、錘りの働きをする。それ故、共
振周波数ｆ１並びに、温度特性を変えることができる。
同時に−１
（２） 電極負荷効果によって、振ｗｈ部端部での弾
性波の反射を少なくシ、スプリアス振動を抑制すること
ができる。
性波の反射を少なくシ、スプリアス振動を抑制すること
ができる。
（３）電極負荷効果によって、ｍ１ｓｓ内部に励振エネ
ルギーをトラップすることができる。それ故、０工値を
更に低くすることができる。
ルギーをトラップすることができる。それ故、０工値を
更に低くすることができる。
第７図は、第６図の電極２０．２１を蒸着によって厚く
したときの電極付加量に対する一次温度係数αの変化１
示している。即ち、励振電極２０゜２１を厚くするに従
って、−次温駅係数αは負側へと移動する。
したときの電極付加量に対する一次温度係数αの変化１
示している。即ち、励振電極２０゜２１を厚くするに従
って、−次温駅係数αは負側へと移動する。
第８図Ｆｉ、本発明のＧ′ｒカット水晶振動子の他の実
施例で、四隅に蒸着によって電極２２．２５゜２４．２
５を付着した例である。
施例で、四隅に蒸着によって電極２２．２５゜２４．２
５を付着した例である。
第９図は、第８図の電極２２．２５，２４．２５を蒸着
で付着、厚くしたときの電極の付着量に対する一次温度
係数αの関係を示す、電極の付着量を多くするに従って
、−次温度係数ａＦｉ正側へと移動する。これらのこと
から分かるように・第６図の電極のときは、端部の電極
を付着することによって１．−次温度係数ぼは負の方向
に、又、第６図の電極の付着のと亀は、電極を付着する
ことによって、−次温度係数αは正側へと移動する。即
ち、第６図の南部電極２０．２１と第８図の南部電極２
２，２５，２４．２５の間に電極を付着したときは、−
次温度係数αは全く変化しない事が予測できる。
で付着、厚くしたときの電極の付着量に対する一次温度
係数αの関係を示す、電極の付着量を多くするに従って
、−次温度係数ａＦｉ正側へと移動する。これらのこと
から分かるように・第６図の電極のときは、端部の電極
を付着することによって１．−次温度係数ぼは負の方向
に、又、第６図の電極の付着のと亀は、電極を付着する
ことによって、−次温度係数αは正側へと移動する。即
ち、第６図の南部電極２０．２１と第８図の南部電極２
２，２５，２４．２５の間に電極を付着したときは、−
次温度係数αは全く変化しない事が予測できる。
第１０図は、本発明のＧＴカット水晶振動子の電極付着
の他の実施例で、第６図の電極２０と第８図の電極２２
．２５の間にあるように厚く電極２６．２？が付着され
、電極２１と電極２５，２４の間にあるように電極２７
．２８が付着された平面図である。
の他の実施例で、第６図の電極２０と第８図の電極２２
．２５の間にあるように厚く電極２６．２？が付着され
、電極２１と電極２５，２４の間にあるように電極２７
．２８が付着された平面図である。
＠１１ｔＥＩＨ１第１ｏ ＠ノ亀８６％極２６，２７゜
２’８．２９を蒸眉で付着し次ときの電極付着量に対す
る一次温度係数αとの関係を示し、電極の付着によって
一次温度係数αは全く変化しない事が分かる。
２’８．２９を蒸眉で付着し次ときの電極付着量に対す
る一次温度係数αとの関係を示し、電極の付着によって
一次温度係数αは全く変化しない事が分かる。
第１２図は、第６図の電極２０，２１、第８図の電極２
２，２！Ｓ、２４，２５、第１０ＷＡの電極２６．２７
．２８．２？を蒸着で各々付着したときの電極付着量に
対する生揚の共振周波数の変化を示し、直線り、に、Ｆ
はそれぞれ第６図、第１０図、第８図の場合に対応して
いる。いやれの場合でも、端部電極の付着量によって主
振動の共振周波数は低くなることが分かる。
２，２！Ｓ、２４，２５、第１０ＷＡの電極２６．２７
．２８．２？を蒸着で各々付着したときの電極付着量に
対する生揚の共振周波数の変化を示し、直線り、に、Ｆ
はそれぞれ第６図、第１０図、第８図の場合に対応して
いる。いやれの場合でも、端部電極の付着量によって主
振動の共振周波数は低くなることが分かる。
次に、周波数調整と温ｆ％性調整方法を具体的に説明す
る。
る。
第１図のＧＴカット水晶振動子は、フォトグラフィによ
って形放された後、次のような特性を持つように設計す
る。
って形放された後、次のような特性を持つように設計す
る。
（１）主振動の共振周波数は、合わせ込む規準周波数ｆ
、より高い値い會持つ。通常１１０００ｐｐ〜２０００
ｐｐｍ高くなっている。
、より高い値い會持つ。通常１１０００ｐｐ〜２０００
ｐｐｍ高くなっている。
このような振動子は、形状、エツチング時間を選択する
ことによって容易に得られる。次に、この振動子は、あ
る任意の温度に置き、この温度をサーミスター等の温度
針によって読み取り、この温度をｔｌとする。このとき
の主振動の共振周波数ｆｔｌ糊定する。更に、他の任意
の温度に前記振動子を置き、この時１の温［ｔ ’＊を
前記と同様に読み取る。温ｊ［ｔｔｅｔｓ と共１振周
波数ｆ・、ｆ。
ことによって容易に得られる。次に、この振動子は、あ
る任意の温度に置き、この温度をサーミスター等の温度
針によって読み取り、この温度をｔｌとする。このとき
の主振動の共振周波数ｆｔｌ糊定する。更に、他の任意
の温度に前記振動子を置き、この時１の温［ｔ ’＊を
前記と同様に読み取る。温ｊ［ｔｔｅｔｓ と共１振周
波数ｆ・、ｆ。
によって、次式から一次温度係数αを求める。
ａ ｘ ｂニハ（ＨＭ／℃） ・・・・・・＝ （３
）を露−ｔｌ 又、合わせ込む規準周波数ｆｏを使って書き改めると、
次のようになる。
）を露−ｔｌ 又、合わせ込む規準周波数ｆｏを使って書き改めると、
次のようになる。
ｆ鵞−ｆｌ １
α−−−（１／℃）・・・・・・（４）ｆ・ を
嵩−１１ 第１３図はこの様子を示し、直線ｇはαが正の場合の例
である。温度ｔ＠は、生揚の共振周波数を規準周波数ｆ
、に合わせ込むときの温度である。
嵩−１１ 第１３図はこの様子を示し、直線ｇはαが正の場合の例
である。温度ｔ＠は、生揚の共振周波数を規準周波数ｆ
、に合わせ込むときの温度である。
温度ｔ・のとき生揚の共振周波数ｆは、規準周波数ｆ・
よりも高くなっている。従って、生揚の共振周波数ｆｔ
−規準周波数ｆｏＫ：端部電極の厚みを厚くして合わせ
込む方法は、前記した三つの方法がある。しかし、この
場合、αは正であるから、αが負側に移動する方法を採
用すれば、αを更に小さくすることができる。即ち、第
６図の電極２０．２１を付着する方式である。第１３図
の直線りと１Ｆｉ、共振周波数ｆｔ規準周波数ｆ・に合
わせ込む場合の温度特性の変化會示している。規準周波
数ｆ・に近づくに従って、αは零に近づき（直線ｈ）、
規準周波数ｆ・に合わせ込まれたとｔｋけαはほぼ零に
なる（直＊ｉ）。
よりも高くなっている。従って、生揚の共振周波数ｆｔ
−規準周波数ｆｏＫ：端部電極の厚みを厚くして合わせ
込む方法は、前記した三つの方法がある。しかし、この
場合、αは正であるから、αが負側に移動する方法を採
用すれば、αを更に小さくすることができる。即ち、第
６図の電極２０．２１を付着する方式である。第１３図
の直線りと１Ｆｉ、共振周波数ｆｔ規準周波数ｆ・に合
わせ込む場合の温度特性の変化會示している。規準周波
数ｆ・に近づくに従って、αは零に近づき（直線ｈ）、
規準周波数ｆ・に合わせ込まれたとｔｋけαはほぼ零に
なる（直＊ｉ）。
、二１４図は、このようにして得られた本発明の温度特
性の一実施例を示す。直線ｊは振動子形成後の温度特性
で、α中１．５ Ｘ １０−’ ／Ｃ１直線には１振の
共振周波数ｆを規準周波数ｆ・に合わせ込んだときの温
度特性で、α中５×１０″″？ ／ ℃ と相当小さ
くなり、良好な温度特性を示すことが分かる。全く同様
に、αが負のときは、１振の共振周波数ｆを規準周波数
ｆ＠に合わせ込むときαが正側に移動する方法を採用す
れば、ａｔ−更に零に近づけることができる。即ち、第
８図の電極２２゜２３．２４．２５を厚く付着する方法
である。又、αがほとんど零のときには、αを変化させ
る必要がないから、共振周波数ｆを規準周波数ｆ・に合
わせ込むときαが変化しない方法、部ち、第１０図の電
極２６，２７，２８，２９を付着する方法を採用すれば
良い。
性の一実施例を示す。直線ｊは振動子形成後の温度特性
で、α中１．５ Ｘ １０−’ ／Ｃ１直線には１振の
共振周波数ｆを規準周波数ｆ・に合わせ込んだときの温
度特性で、α中５×１０″″？ ／ ℃ と相当小さ
くなり、良好な温度特性を示すことが分かる。全く同様
に、αが負のときは、１振の共振周波数ｆを規準周波数
ｆ＠に合わせ込むときαが正側に移動する方法を採用す
れば、ａｔ−更に零に近づけることができる。即ち、第
８図の電極２２゜２３．２４．２５を厚く付着する方法
である。又、αがほとんど零のときには、αを変化させ
る必要がないから、共振周波数ｆを規準周波数ｆ・に合
わせ込むときαが変化しない方法、部ち、第１０図の電
極２６，２７，２８，２９を付着する方法を採用すれば
良い。
第１５図は、本発明のＧＴカット水晶振動子の一実施例
の斜視図を示し、水晶振動子３０の上面３１と下面３２
には、励振電極５５．５４が振一部３５全面に配置され
、電極５３の端部電極２０゜２１は、中央部電極ｓ６よ
りも厚くなっている。
の斜視図を示し、水晶振動子３０の上面３１と下面３２
には、励振電極５５．５４が振一部３５全面に配置され
、電極５３の端部電極２０゜２１は、中央部電極ｓ６よ
りも厚くなっている。
ところで、本発明では電極の厚みを厚くする材料として
、ムｕ ’ｔムｇが使用される。
、ムｕ ’ｔムｇが使用される。
以上述べたように、本発明は、結合振動子の振動部の上
下面、全面に励振電極を配置し、１振の共振周波数を決
める幅方向の端部電極を中央部電極より厚く配置するこ
とによって、Ｏｘ値の小さい、スプリアス振動のない結
合振動子を提供することかで１１＋穴。更に、結合振動
子の鳶波数調整前の最適温度特性、並びに、主振動の最
適共振周液数を得る振動子の設計をし、任意の温度ｔｌ
、ｔ＠での主１１ｍの共振周波数ｆｔ、ｆ、を測定し、
この値から一次温度係数ａを計算し、更に、蒸着によっ
て一次温度係数αがほとんど零で、しかも、１振の共振
周波数がｆ・に合わせ込まれた温度特性の優れｆＣＧＴ
カット水晶根水晶管動子することができた。更に、本発
明の結合振動子は、振動部と支持部がフォトリングラフ
ィによって一体に形成されるので小型化が可能であり、
又、振動子の支持部両趨で接着剤、半田付は等によって
固定されているので、耐衝撃性に優れている結合振動子
を提供することができる０本発明の考え方は、他の結合
水晶振動子、例えば、２丁カット水晶振動子にも適用で
きることは言うまでもない。
下面、全面に励振電極を配置し、１振の共振周波数を決
める幅方向の端部電極を中央部電極より厚く配置するこ
とによって、Ｏｘ値の小さい、スプリアス振動のない結
合振動子を提供することかで１１＋穴。更に、結合振動
子の鳶波数調整前の最適温度特性、並びに、主振動の最
適共振周液数を得る振動子の設計をし、任意の温度ｔｌ
、ｔ＠での主１１ｍの共振周波数ｆｔ、ｆ、を測定し、
この値から一次温度係数ａを計算し、更に、蒸着によっ
て一次温度係数αがほとんど零で、しかも、１振の共振
周波数がｆ・に合わせ込まれた温度特性の優れｆＣＧＴ
カット水晶根水晶管動子することができた。更に、本発
明の結合振動子は、振動部と支持部がフォトリングラフ
ィによって一体に形成されるので小型化が可能であり、
又、振動子の支持部両趨で接着剤、半田付は等によって
固定されているので、耐衝撃性に優れている結合振動子
を提供することができる０本発明の考え方は、他の結合
水晶振動子、例えば、２丁カット水晶振動子にも適用で
きることは言うまでもない。
第１図（４）、（２）は、それぞれ本発明の結合振動子
の形状と電極の一実施例を示す平面図、側面図で、振動
部２とその両側に配置さ：＃′した二つの支持部３とが
一体に形成され−Ｚａ丁カット水晶振動子の例である。 第２図（４）は、本発明の振ｌ１１部２と支持部器が一
体に形成されている０丁カット水晶振動子の半平面図で
ある。第２図（９）は、第２図（４）の０丁カット水晶
振動子の各位置に対する歪みとの関係を示すグラフであ
る。 第５図（４）は、励振電極を振ａｍの部分に配置したと
きＯＯＩ値のヒストグラムである。第３図体）は、励振
電極管振動部の上下面、全面に配置したときのＯｘ値の
ヒストグラムである。 第４図は、本発明の０丁カット水晶振動子９を支持台８
にマウントしたときの一実施例で、平面図（４）と１１
ｗ図（Ｂ）を示す。 第５図は、フォトリングラフィによって形ｇされ九本発
明のＧＴカット水晶振動子の温ｆＩＦ＃性の例を示すグ
ラフである。 第６ＷＡは、ＧＴ遣フット水晶振動子蒸着により電極を
厚くした一実施例を示す平面図である。 第７図は、第６図の端部電極を蒸着によって厚くシタと
きの電極の付加量に対する一次温度係数αの変化を示す
グラフである。 第８図は、ＧＴカット水晶振振動〇四隅に蒸着によって
電極を厚くした一実施例を示す平面図である。 第９図は、第８図の端部電極を蒸着で厚くしたときの電
極の付加量に対する一次温度係数αの関係を示すグラフ
である。 第１０図は、ＧＴカット水水晶−子の電極を厚くした他
の実施例を示す平面図である。 ＠１１図は、第１０図の端部電極を蒸着で付着し次とき
の電極付層量に対する一次温度係数ａとの関係を示すグ
ラフである。 第１２図は、第８図の端部電極２０ ｅ ２１、第８図
の端部電極２２，２５，２４，２５、第１０図の端部電
極２４，２７，２８，２？會蒸着で各各厚くしｔときの
電極の付着ｉ１に対する主振動の共振周波数の変化を示
すグラフであり、直線り。 Ｆ、Ｆは、それぞれ第６図、第１０１１１．第８図の場
合に対応している。 第１５図の直線ｇは、−、次温度係数αが正の振動子の
温度に対する土掻の共振周波数との関係を示すグラフで
あり、直線りと１、は、共振周波数を規準周波数ｆ＠に
合わせ込む場合の温［４１性の変化を示す。 第１４図は、本発明によって得られ九温度特性の一実施
例を示すグラフである。 第１５図は、本発明のＧＴＴカツト晶振動子の一実施例
の斜視図を示す。 ２０〜２！・・・・・・厚い電極 以 上 出願人 株式会社第二精工舎 代理人 弁理士 最上 務 第１図（Ａ） 第１図（Ｂ）第４図（Ａ
） 第４図（８） 第５図 第６図 第７０ 第８図 第９図 第１θ口 第１１図 第１２図 第７５図 ＪＥ／ ｊ＜ Ｚ／ ＪＧ 、ｌｊ
あ手続補正書（方式） ｌ 事件の表示 昭和５６年 特許願第１１０１１ 号２、発明の名
称 結合水晶振動子 ３、補正をする者 事件との関係 ４、代 理 人 代表取締役 服 部 −部５ 補正命
令の日付 、六 ２ 補正の内容 明細書第１９貞下から第４〜２行の 「第１３図の直ＩＪｇは、・・・・・・グラフであり、
」を削除し、次の文章を加入する。 「第１３図は、温度と振動子主機の共振周波数との関係
を示すグラフであり、直ｉ１ｊ！ｇ＋ま一次温度係数α
が正の場合の例を示し、」 υ上 ２″°シ
の形状と電極の一実施例を示す平面図、側面図で、振動
部２とその両側に配置さ：＃′した二つの支持部３とが
一体に形成され−Ｚａ丁カット水晶振動子の例である。 第２図（４）は、本発明の振ｌ１１部２と支持部器が一
体に形成されている０丁カット水晶振動子の半平面図で
ある。第２図（９）は、第２図（４）の０丁カット水晶
振動子の各位置に対する歪みとの関係を示すグラフであ
る。 第５図（４）は、励振電極を振ａｍの部分に配置したと
きＯＯＩ値のヒストグラムである。第３図体）は、励振
電極管振動部の上下面、全面に配置したときのＯｘ値の
ヒストグラムである。 第４図は、本発明の０丁カット水晶振動子９を支持台８
にマウントしたときの一実施例で、平面図（４）と１１
ｗ図（Ｂ）を示す。 第５図は、フォトリングラフィによって形ｇされ九本発
明のＧＴカット水晶振動子の温ｆＩＦ＃性の例を示すグ
ラフである。 第６ＷＡは、ＧＴ遣フット水晶振動子蒸着により電極を
厚くした一実施例を示す平面図である。 第７図は、第６図の端部電極を蒸着によって厚くシタと
きの電極の付加量に対する一次温度係数αの変化を示す
グラフである。 第８図は、ＧＴカット水晶振振動〇四隅に蒸着によって
電極を厚くした一実施例を示す平面図である。 第９図は、第８図の端部電極を蒸着で厚くしたときの電
極の付加量に対する一次温度係数αの関係を示すグラフ
である。 第１０図は、ＧＴカット水水晶−子の電極を厚くした他
の実施例を示す平面図である。 ＠１１図は、第１０図の端部電極を蒸着で付着し次とき
の電極付層量に対する一次温度係数ａとの関係を示すグ
ラフである。 第１２図は、第８図の端部電極２０ ｅ ２１、第８図
の端部電極２２，２５，２４，２５、第１０図の端部電
極２４，２７，２８，２？會蒸着で各各厚くしｔときの
電極の付着ｉ１に対する主振動の共振周波数の変化を示
すグラフであり、直線り。 Ｆ、Ｆは、それぞれ第６図、第１０１１１．第８図の場
合に対応している。 第１５図の直線ｇは、−、次温度係数αが正の振動子の
温度に対する土掻の共振周波数との関係を示すグラフで
あり、直線りと１、は、共振周波数を規準周波数ｆ＠に
合わせ込む場合の温［４１性の変化を示す。 第１４図は、本発明によって得られ九温度特性の一実施
例を示すグラフである。 第１５図は、本発明のＧＴＴカツト晶振動子の一実施例
の斜視図を示す。 ２０〜２！・・・・・・厚い電極 以 上 出願人 株式会社第二精工舎 代理人 弁理士 最上 務 第１図（Ａ） 第１図（Ｂ）第４図（Ａ
） 第４図（８） 第５図 第６図 第７０ 第８図 第９図 第１θ口 第１１図 第１２図 第７５図 ＪＥ／ ｊ＜ Ｚ／ ＪＧ 、ｌｊ
あ手続補正書（方式） ｌ 事件の表示 昭和５６年 特許願第１１０１１ 号２、発明の名
称 結合水晶振動子 ３、補正をする者 事件との関係 ４、代 理 人 代表取締役 服 部 −部５ 補正命
令の日付 、六 ２ 補正の内容 明細書第１９貞下から第４〜２行の 「第１３図の直ＩＪｇは、・・・・・・グラフであり、
」を削除し、次の文章を加入する。 「第１３図は、温度と振動子主機の共振周波数との関係
を示すグラフであり、直ｉ１ｊ！ｇ＋ま一次温度係数α
が正の場合の例を示し、」 υ上 ２″°シ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 複数の縦振動電−ドが結合した結合水晶振動
子で、前記結合水晶振動子の振動部と支持部が一体に形
成され、前記水晶振動子の励振電極は振動部の上下面、
全面に配置され、ＩＩＴｏｓの一方の励振電極の厚みは
一様に、他方の励振電極の厚みは中央部より端部の方が
厚くなって−ゐ事を特徴とする結合水晶振動子。 （２、特許請求の範囲第（１）項に於いて、下面の励振
電極は振動部の幅方向の端部で、長さ方向の中心部付近
（２０，２１）の少なくとも１ケ所が厚くなっている事
１＊＊とする結合水晶振動子。 （３）特許請求の範囲第（１）項に於いて、下面の励振
電極は振動部の四隅（２４，２７，２８，２９）の少な
くとも１ケ所が厚くなっている事を％徴とする結合水晶
振動子。 （４） 特許請求の範囲第（１）項に於いて、下面の
励振電極は振動部の幅方向の端部で、長さ方向の中心部
（２，０，２１）と四隅（２６，２７，２８，２９）゛
の間（２２，２３，２４，２５） の少力くとも１ケ
所が厚くなっている事を４１徴とする結合水晶振動子。 （５） ４１許請求の範囲第（１）項に於いて、下面
の励振電極は振動部の幅方向の端部で、長さ方向の中心
部付近（２０，２１）、振動部の四隅（２６゜２７．２
８．２９）振動部の幅方向端部で、長さ方向の中心部付
近（２０，２１）と四隅（２６゜２７．２８．ｚ？）の
閣（２２，２Ｎ＋、２４．２５）の少なくとも１ケ所が
厚くなっている事をＩｆ！Ｉ徴とする結合水晶振動子。 （６） ４１許請求の範囲第（１）項に於いて、前記
結合水晶振動子はＧＴカット水晶撫動子である事１に％
徴とする結合水晶振動子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56131033A JPS5833308A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 結合水晶振動子 |
| GB08218897A GB2108316A (en) | 1981-08-21 | 1982-06-30 | Piezo-electric resonator |
| FR8213858A FR2511820B1 (fr) | 1981-08-21 | 1982-08-09 | Resonateur a quartz a couplage de modes |
| DE19823229972 DE3229972A1 (de) | 1981-08-21 | 1982-08-12 | Kopplungsresonator |
| CH500382A CH659362GA3 (ja) | 1981-08-21 | 1982-08-23 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56131033A JPS5833308A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 結合水晶振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5833308A true JPS5833308A (ja) | 1983-02-26 |
Family
ID=15048443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56131033A Pending JPS5833308A (ja) | 1981-08-21 | 1981-08-21 | 結合水晶振動子 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5833308A (ja) |
| CH (1) | CH659362GA3 (ja) |
| DE (1) | DE3229972A1 (ja) |
| FR (1) | FR2511820B1 (ja) |
| GB (1) | GB2108316A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5891240A (en) * | 1991-09-24 | 1999-04-06 | Gordian Holding Corporation | Radio frequency automatic identification system |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4447753A (en) * | 1981-03-25 | 1984-05-08 | Seiko Instruments & Electronics Ltd. | Miniature GT-cut quartz resonator |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS533178A (en) * | 1976-06-30 | 1978-01-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Crystal vibrator |
| JPS5379396A (en) * | 1976-12-23 | 1978-07-13 | Nec Corp | Square plate form piezoelectric ceramic vibrator |
| JPS5444857A (en) * | 1977-06-27 | 1979-04-09 | Centre Electron Horloger | Method of controlling characteristics of crystal oscillator |
| JPS5469985A (en) * | 1977-11-15 | 1979-06-05 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Piezoelectric vibrator |
| JPS5469986A (en) * | 1977-11-15 | 1979-06-05 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Piezoelectric vibrator |
| JPS5585119A (en) * | 1978-12-21 | 1980-06-26 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Piezoelectric oscillator of profile oscillation mode |
| JPS586616A (ja) * | 1981-07-02 | 1983-01-14 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 結合振動子の周波数調整方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6051283B2 (ja) * | 1975-09-10 | 1985-11-13 | 株式会社精工舎 | Ｇｔカツト水晶振動子の周波数温度特性調整法 |
| DE2939844A1 (de) * | 1978-12-21 | 1980-07-10 | Seiko Instr & Electronics | Quarzschwinger |
| US4447753A (en) * | 1981-03-25 | 1984-05-08 | Seiko Instruments & Electronics Ltd. | Miniature GT-cut quartz resonator |
-
1981
- 1981-08-21 JP JP56131033A patent/JPS5833308A/ja active Pending
-
1982
- 1982-06-30 GB GB08218897A patent/GB2108316A/en not_active Withdrawn
- 1982-08-09 FR FR8213858A patent/FR2511820B1/fr not_active Expired
- 1982-08-12 DE DE19823229972 patent/DE3229972A1/de not_active Ceased
- 1982-08-23 CH CH500382A patent/CH659362GA3/fr unknown
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS533178A (en) * | 1976-06-30 | 1978-01-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Crystal vibrator |
| JPS5379396A (en) * | 1976-12-23 | 1978-07-13 | Nec Corp | Square plate form piezoelectric ceramic vibrator |
| JPS5444857A (en) * | 1977-06-27 | 1979-04-09 | Centre Electron Horloger | Method of controlling characteristics of crystal oscillator |
| JPS5469985A (en) * | 1977-11-15 | 1979-06-05 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Piezoelectric vibrator |
| JPS5469986A (en) * | 1977-11-15 | 1979-06-05 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Piezoelectric vibrator |
| JPS5585119A (en) * | 1978-12-21 | 1980-06-26 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Piezoelectric oscillator of profile oscillation mode |
| JPS586616A (ja) * | 1981-07-02 | 1983-01-14 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 結合振動子の周波数調整方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5891240A (en) * | 1991-09-24 | 1999-04-06 | Gordian Holding Corporation | Radio frequency automatic identification system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2511820A1 (fr) | 1983-02-25 |
| CH659362GA3 (ja) | 1987-01-30 |
| DE3229972A1 (de) | 1983-03-03 |
| FR2511820B1 (fr) | 1988-09-30 |
| GB2108316A (en) | 1983-05-11 |
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