JPS6124845B2

JPS6124845B2 -

Info

Publication number: JPS6124845B2
Application number: JP51160606A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Koyama; Yoshiharu Kuroda
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1976-12-29
Filing date: 1976-12-29
Publication date: 1986-06-12
Also published as: JPS5384594A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は音叉型水晶振動子の周波数調整方法に
関するものである。

音叉型水晶振動子の共振周波数の調整方法とし
て、サンドブラストによつて音叉の枝の先端を削
りとる方法とか、レーザーによつて、前もつて枝
の先端に付加しておいた金属（Au）を蒸発させ
て取り除く方法等が既に知られている。

通常、音叉型水晶振動子の電極配置を模式的に
示せば、第１図の斜視図及び第２図の断面図の通
りである。図に明らかなように、音叉の２本の枝
１ａ，１ｂの４側面に、電極２ａ，２ａ，……が
蒸着等の方法により形成されており、それぞれの
電極は振動子上の配線パターン２ｂ，２ｂ，……
によつて接続され、端子３ａ，３ｂの２端子構成
となつている。

したがつて、端子３ａと端子３ｂをインバータ
ーの入・出力端子に接続し、第３図の様な発振回
路を構成すれば、周波数ｆの発振が生ずる。なお
第３図において、４は水晶振動子、５はインバー
タ、６はバイアス抵抗、７および８は入・出力容
量である。

水晶振動子の電気的等価回路は、共振周波数の
近傍では、第４図の如く表わすことができる。９
は等価直列抵抗R₁、１０は等価直列インダクタ
ンスL₁、１１は等価直列容量C₁、１２は等価並
列容量C₀で、この等価回路での機械的共振周波
数f₁はである。

ここで、第３図の発振回路での発振周波数ｆ
は、機械的共振周波数f₁に極く近い値であり、ｆ
〓f₁である。

ところで、これらｆ及びf₁は、第１図及び第２
図にみられるように、音叉の２本の枝を同時に振
動したときの合成される水晶周波数であり、２本
の枝の機械的寸法が大きくずれた場合等には、振
動子のＱ値が低下したり、周波数の安定度が悪く
なつたりする。

本発明はこの点の解決を目的とするものであ
り、本発明の周波数調整方法によれば、量産性の
高いしかも良好な特性を有する音叉型水晶振動子
を提供できる。

以下図面に従つて本発明の一実施例を説明す
る。

第５図は本発明の一実施例における振動子の電
極（配線を含む）パターンを示す表側からみた斜
視図イ及び裏面からみた斜視図ロで、第６図はそ
の断面図である。

音叉型水晶振動子は前述したように、２本の枝
１ａ，１ｂをもつて構成され各枝の４側面に電極
２ａ，２ａ，……を蒸着等の方法で形成してい
る。配線パターン２ｂは、裏側では従来例と同様
であるが、表側では２つに分割され、各枝１ａ，
１ｂに独立に有効電界を印加できるようにしてい
る。すなわち、第６図の断面図に示すように、共
通端子となる端子３ａと分離された端子３ｃ，３
ｄを有する３端子構造となる。もちろん、裏側の
配線パターン２ｂも分離して４端子構造としても
何ら差支えない。

さて、水晶振動子の電極２ａ，２ａ，……は各
枝１ａ，１ｂにおいて電気的に分離されているた
め、各枝は f₁＝Ｋ・Ｗ／Ｌ^２ただしＫ……定数Ｗ……枝の巾Ｌ……枝の長さで決められた共振周波数を有する振動子として動
作することができる。従つて、第６図の端子３ａ
と端子３ｃを２端子として用い、第３図の発振回
路を構成すれば、音叉の一方の枝１ａの枝巾Ｗ、
枝長さＬによつて決定される周波数の発振が生じ
る。また、端子３ａと端子３ｄを用いても、同様
に他方の枝１ｂにおいて発振が生じる。

いま、一方の枝を用いて発振回路を構成し、そ
の発振回路を駆動したときの発振周波数をモニタ
ーしながら、サンドブラストによつて枝の先端を
除去すれば、その除去度合に応じて、発振周波数
が増大するのが認められる。また、レーザーを用
いて枝の先端に付加した電極を除去しても、同様
の現像が認められる。

従つて、ほぼ一定の周波数になつたときに、サ
ントブラストまたはレーザーによる除去を停止す
れば、この様にして加工された音叉の２本の枝の
機械的共振周波数はほぼ等しい値となる。

その後、第５図イの表側配線パターン２b₁，２
b₂をワイヤーボンド、導電性ベーストまたは半田
等を用いて導通をとれば、第２図で示した様な２
端子の振動子が構成できる。

この様にして出来た２端子構成の振動子を用い
た発振回路での発振周波数をモニターしながら、
前と同様にサンドブラストまたはレーザーにより
トリミングすれば、周波数を精度良く調整出来
る。また、特性面でも、音叉の２本の枝の機械的
共振周波数がほぼ等しいため、音響リークが少
く、クリスタルインピーダンスが低く、更に水晶
振動子を支持したときの周波数変動を低く抑える
ことができる。

なお、ここでは、周波数の調整をサンドブラス
トまたはレーザーによる方法を用いて説明した
が、それぞれの枝に絶縁物の蒸着を用いる方法を
適用しても同様に可能であり、その際、蒸着によ
り機械的共振周波数は低下するが、音叉の各枝１
本づつ分離して調整し、その後、２本の枝の電極
を接続し微調整する方式は、同様に適用可能であ
る。

第７図に、ワイヤーボンドによつて配線パター
ン２b₁，２b₂を接続して振動片をセラミツクパツ
ケージ１３に実装した例を示す。裏側の配線パタ
ーンは導電性ベーストによつてセラミツク１３ａ
上に固定され、同時に、セラミツク上の電極（図
示せず）と導通がとられている。またワイヤー１
４は配線パターン２b₁と２b₂上にボンデイング
し、更にセラミツク１３ａ上の電極１５上にボン
デイングされる。

なお、配線パターン２b₁，２b₂は独立してパツ
ケージ１３外に導出してもよい。これによれば前
述と同様にして周波数調整することができるが、
適宜気密封入後レーザートリミング等による周波
数調整が可能となるので有用である。

以上のように、本発明は、音叉型水晶振動子に
おいて、各枝独立に有効電界を印加できるように
し、各枝１本づつそれぞれの共振周波数を調整し
その後２本の枝の電極を接続し、水晶振動子の共
振周波数を調整するものであるから、周波数を精
度よく調整できるとともに、特性の優れた水晶振
動子が容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例における水晶振動子を示す斜視
図、第２図は同断面図、第３図は発振回路の基本
的構成を示す電気回路図、第４図は水晶振動子の
等価回路を示す電気回路図、第５図は本発明の一
実施例における水晶振動子を示す表側から見た斜
視図イ及び裏側から見た斜視図ロ、第６図は同断
面図、第７図は同パツケージ例を示す斜視図であ
る。１ａ，１ｂ……枝、２ａ，２ａ……電極、２
ｂ，２ｂ……配線パターン、３ａ，３ｃ，３ｄ…
…端子、１３……セラミツクパツケージ、１４…
…ワイヤー。

Claims

【特許請求の範囲】

１音叉型水晶振動子において、各枝独立に有効
電界を印加できるよう電極配線パターンを形成し
てなり、２本の枝のうち、各枝１本づつ独立に有
効電圧を印加して電気的振動させながら各枝の共
振周波数を調整し、その后２本の枝の電極を接続
し、両枝に有効電圧を印加して電気的振動させ、
水晶振動子全体としての共振周波数を調整するこ
とを特徴とする音叉型水晶振動子の周波数調整方
法。