JP2004129181A

JP2004129181A - 水晶振動子の電極構造

Info

Publication number: JP2004129181A
Application number: JP2002326117A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kizaki; 木崎　茂
Original assignee: HERUTSU KK
Current assignee: HERUTSU KK
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】音叉型水晶あるいは溝付き音叉型水晶等の電極構造において、該水晶の腕部根元から基部に配置される接続電極と腕部表裏に設けられた平面電極との短絡や腕部側面に設けられた側面電極との接触不良や断線等の電極不良をなくす。
【解決手段】音叉型水晶あるいは溝付き音叉型水晶等の腕部若しくは基部に貫通孔を設け、該貫通孔の内側面に導電膜を形成し、該導電膜により腕部表裏の平面電極を接続するように構成した。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分】
本発明は、屈曲振動を有する水晶振動子、例えば音叉型や三脚音叉型の小型化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周波数が３２．７６８ＫＨｚの屈曲振動を有する音叉型水晶振動子は、腕時計、置き掛け時計を始め、コンピューター、家電製品、ＯＡ機器、自動車、携帯電話等の時間基準源として大量に用いられている。このような従来の音叉型の電極構造について、以下に図面を用いて説明する。
【０００３】
図５は、従来の音叉型の電極構造を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は電極の接続方法を示すＡＡ断面における断面図であり、図６は、従来の溝付き音叉型の電極構造を示す断面図である。
【０００４】
図５において、音叉型水晶５１は基部５２から突出した左腕部５３及び右腕部５４から構成され、左腕部５３の表裏に平面電極５５ａ、５５ｂ及び側面電極５６ａ、５６ｂと右腕部５４の表裏に平面電極５７ａ、５７ｂ及び側面電極５８ａ、５８ｂが形成されている。これらの電極は、音叉型の二つの腕が逆位相で紙面に平行に振動するように、図５（ｂ）に示したように、端子７３、７４に交流電圧を印加したときに、左腕の表裏の平面電極と右腕の左右の側面電極が同電位になるように、又右腕の表裏の平面電極と左腕の左右の側面電極が同電位になるように接続されている。
【０００５】
導電膜６１は各腕の左右の側面電極を接続し、導電膜６２は各腕の表裏の平面電極を接続するものである。基部表面の接続電極６３は、側面電極５８ａと電圧を印加する基部電極６４を接続するものであり、同様に基部裏側に、側面電極５６ｂと接続する接続電極と電圧を印加する基部電極が設けられている。
【０００６】
近年、音叉型の小型化のため図６に示すような溝付き音叉型が提案されている。これは、左腕部６５の長手方向表裏に溝６６ａ、６６ｂと右腕部６７の長手方向表裏に溝６８ａ、６８ｂを設けたものである。その電極構造は、左腕の溝部の全体に平面電極７０ａ、７０ｂとその側面に側面電極６９ａ、６９ｂが、右腕の溝部の全体に平面電極７２ａ、７２ｂとその側面に側面電極７１ａ、７１ｂが形成されている。このため、電界が垂直に働き、電気機械変換効率が良くなり，クリスタルインピーダンス（以下ＣＩと記す。）の良好な小型の音叉が得られる（例えば、特許文献１あるいは特許文献２参照。）。尚各電極の接続方法は、図５（ｂ）と同様であるので説明を省略する。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５２−６１９８５号公報（第７−８頁、第４図）
【特許文献２】
特開２００２−７６８２７号公報（第１０−１１頁、図２、図３）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の電極構造においては、側面電極と基部電極を接続する接続電極が腕部の根元から基部へ配置されている。このため接続電極と平面電極間Ｐは０．０２ｍｍ程度と非常に狭く、接続電極が、平面電極と短絡したり、側面電極と接触不良や断線を起こしたりするという問題があった。又、周波数３２．７６８ＫＨｚの溝付き音叉型においては、その寸法が一例として、腕の長さ１．６ｍｍ腕の幅０．１ｍｍと非常に小さいため、接続電極の幅が０．０１ｍｍ、接続電極と平面電極間Ｐが０．０１ｍｍ程度しか取れず、前記不良が多発しコストアップになるという問題もあった。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題を解決しようとするもので、従来の音叉型の電極構造に対し、小型化による電極不良の発生を防止できる電極構造を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の水晶振動子の電極構造は、以下に記した特徴を有する。
【００１１】
請求項１に係わる発明の水晶振動子の電極構造は、基部電極と接続電極を有する基部から突出して形成される少なくとも一本の腕部の表裏に設けられた平面電極と該腕部の側面に設けられた側面電極とを有する水晶振動子において、前記表裏の平面電極は、腕部若しくは基部に設けられた貫通孔の内側面に形成された導電膜により電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に係わる水晶振動子の電極構造の貫通孔は、腕部若しくは基部に少なくとも一ヶ所以上設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に係わる水晶振動子の貫通孔の平面形状は、円形、正方形、長方形、ひし形あるいはこれらの組み合わせの形のいずれかであることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項４に係わる水晶振動子の貫通孔は、二本の腕部を有する音叉型若しくは三本の腕部を有する三脚音叉型に設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５に係わる音叉型の電極構造は、基部の貫通孔により、左腕部接続電極と右腕部接続電極とが基部の表裏に分離され、かつ基部の右隅及び左隅に備えられた基部電極にそれぞれ接続されていることを特徴するものである。
【００１６】
請求項６に係わる水晶振動子の電極構造は、基部電極と接続電極を有する基部から突出して形成される少なくとも一本の腕部の表裏に設けられた溝に平面電極と、該腕部の側面に側面電極とを有する水晶振動子において、前記表裏の平面電極は、腕部若しくは基部に設けられた貫通孔の内側面に形成された導電膜により電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項７に係わる水晶振動子の電極構造の貫通孔は、腕部若しくは基部に少なくとも一ヶ所以上設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項８に係わる水晶振動子の貫通孔の平面形状は、円形、正方形、長方形、ひし形あるいはこれらの組み合わせの形のいずれかであることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項９に係わる水晶振動子の貫通孔は、二本の腕部を有する音叉型若しくは三本の腕部を有する三脚音叉型に設けられていることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１０に係わる音叉型の電極構造は、基部の貫通孔により、左腕部接続電極と右腕部接続電極とが基部の表裏に分離され、かつ基部の右隅及び左隅に備えられた基部電極にそれぞれ接続されていることを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の第一の実施の形態を示し、（ａ）は音叉型の電極構造の平面図、（ｂ）はＡＡ断面における断面図である。
【００２２】
図１において、音叉型水晶１は基部２から突出した左腕部３及び右腕部４から構成されている。左腕部３には左側面電極５ａ、右側面電極５ｂが形成され、これらは導電膜１５により接続されている。さらに左側面電極５ａは、導電膜１７により基部電極１１に接続されている。
【００２３】
右腕部４には左側面電極６ａ、右側面電極６ｂが形成され、これらは導電膜１６により接続されている。さらに右側面電極６ｂは、導電膜１８により基部裏面の基部電極１２に接続されている。尚、基部電極は本実施例において、基部の片面に設けてあるが、基部の表裏両面に設けてもよい。
【００２４】
左腕部３の表裏の平面電極７ａと７ｂは、この腕に設けられた平面形状が円形を有する貫通孔９ａの内側面に形成された導電膜９ｂにより接続されている。同様に、右腕部４の表裏の平面電極８ａと８ｂは、この腕に設けられた平面形状が円形を有する貫通孔１０ａの内側面に形成された導電膜１０ｂにより接続されている。貫通孔の平面形状は、円形の他、正方形、長方形、ひし形あるいはこれらの組み合わせの形のいずれでも良い．
【００２５】
基部電極１１と平面電極８ａは接続電極１３により接続され、裏面の基部電極１２と平面電極７ｂは裏面の接続電極１４により接続されている。
【００２６】
このように、表裏の平面電極は、腕部に設けられた貫通孔の内側面に形成された導電膜により接続されている。これにより、側面電極と基部電極を接続する基部に配置される接続電極が不要となり、接続電極と平面電極との短絡や接続電極と側面電極との接触不良や断線等の電極不良が無くなった。
【００２７】
尚、上記のような音叉型は、フォトリソグラフィー技術と化学エッチング技術により作られ、電極や導電膜の材料には、二層の金属膜、例えばＮｉ−Ａｕ、Ｃｒ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｐｄ、Ｔｉ−Ａｕ等が用いられ、膜の厚さは約１０００〜２０００オングストロームである。
【００２８】
図２は本発明の第二の実施の形態を示し、（ａ）は溝付き音叉型の電極構造の平面図、（ｂ）はＡＡ断面における断面図、（ｃ）はＢＢ断面における断面図である。
【００２９】
図２において、溝付き音叉型水晶１９は左腕部２０の表裏長手方向に沿って溝２２ａ、２２ｂを、同様に右腕部２１に溝２３ａ、２３ｂを有している。左腕部２０には左側面電極２４ａ、右側面電極２４ｂが形成され、これらは導電膜２６により接続されている。さらに左側面電極２４ａは導電膜２８により基部電極３０に接続されている。
【００３０】
右腕部２１には左側面電極２５ａ、右側面電極２５ｂ、が形成され、これらは導電膜２７により接続されている。さらに右側面電極２５ｂは導電膜２９により基部裏側の基部電極３１に接続されている。尚、基部電極は基部の表裏両面に設けてもよい。
【００３１】
左腕部２０の溝２２ａ、２２ｂの全体を覆うように設けられた平面電極３３ａ及び３３ｂは、音叉の基部に設けられた平面形状が長方形の貫通孔３４の内側面に形成された導電膜３５ａにより接続され、基部裏側の接続電極３６を通じて基部電極３１に接続されている。
【００３２】
右腕部２１の溝２３ａ、２３ｂの全体を覆うように設けられた平面電極３８ａ及び３８ｂは、貫通孔３４の内側面に形成された導電膜３５ｂにより接続され、基部表側の接続電極３７を通じて基部電極３０に接続されている。尚、平面電極と貫通孔内導電膜は基部導電膜３２ａ、３２ｂにより接続されている。
【００３３】
このように基部の貫通孔３４により、左腕部接続電極３６と右腕部接続電極３７が基部の表裏に分離され、基部の右隅の基部電極３１及び左隅の基部電極３０に接続されている。これにより、側面電極と基部電極を接続する基部に配置される接続電極が不要となり、小型化により多発する電極不良が無くなった。
【００３４】
図３は本発明の第三の実施の形態を示す溝付き音叉型の平面図で、電極構造を省略してある。溝付き音叉型水晶３９は左右の腕部に溝４０、４１を有し、基部に縦型の長方形の貫通孔４２を設けてある。
【００３５】
図４は本発明の第四の実施の形態を示す溝付き三脚音叉型の平面図で、電極構造を省略してある。溝付き三脚音叉型水晶４３は基部から突出した三本の腕部４４、４５、４６を有し、それぞれの腕部に溝４７、４８、４９及び基部に長方形の貫通孔５０が設けてある。これらも前記説明と同様な効果を有していた。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、基部電極と接続電極を有する基部から突出して形成される少なくとも一本の腕部の表裏に設けられた平面電極と該腕部の側面に設けられた側面電極とを有する水晶振動子において、前記表裏の平面電極は、腕部若しくは基部に設けられた貫通孔の内側面に形成された導電膜により電気的に接続されていることにより、側面電極と基部電極を接続するための腕部根元から基部に配置される接続電極が不要となり、接続電極と平面電極との短絡や接続電極と側面電極との接触不良や断線が無くなった。又、腕部に溝を有するものについても同様に電極不良が無くなり、ＣＩ値の良好な低コストの小型水晶振動子が得られ、本発明の効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の（ａ）は音叉型の電極構造の平面図、（ｂ）はＡＡ断面における断面図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態の（ａ）は溝付き音叉型の電極構造の平面図、（ｂ）はＡＡ断面における断面図、（ｃ）はＢＢ断面における断面図である。
【図３】本発明の第三の実施の形態の溝付き音叉型の平面図である。
【図４】本発明の第四の実施の形態の溝付き三脚音叉型の平面図である。
【図５】従来の音叉型の電極構造の（ａ）は平面図、（ｂ）は電極接続方法の断面図である。
【図６】従来の溝付き音叉型の電極構造の断面図である。
【符号の説明】
１　音叉型水晶
１９、３９　溝付き音叉型水晶
３、２０　左腕部
４、２１　右腕部
２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ　溝
５ａ、６ａ、２４ａ、２５ａ　左側面電極
５ｂ、６ｂ、２４ｂ、２５ｂ　右側面電極
１５、１６、１７、１８、２６、２７、２８、２９、３２ａ、３２ｂ　導電膜
１１、１２、３０、３１　基部電極
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ、３３ａ、３３ｂ、３８ａ、３８ｂ　平面電極
９ａ、１０ａ、３４、４２、５０　貫通孔
９ｂ、１０ｂ、３５ａ、３５ｂ　導電膜
１３、１４、３６、３７　接続電極
４３　三脚音叉型水晶

Claims

基部電極と接続電極を有する基部から突出して形成される少なくとも一本の腕部の表裏に設けられた平面電極と該腕部の側面に設けられた側面電極とを有する水晶振動子において、前記表裏の平面電極は、腕部若しくは基部に設けられた貫通孔の内側面に形成された導電膜により電気的に接続されていることを特徴とする水晶振動子の電極構造。
前記貫通孔は、腕部若しくは基部に少なくとも一ヶ所以上設けられていることを特徴とする請求項１記載の水晶振動子の電極構造。
前記貫通孔の平面形状は、円形、正方形、長方形、ひし形あるいはこれらの組み合わせの形のいずれかであることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の水晶振動子の電極構造。
前記貫通孔は、二本の腕部を有する音叉型若しくは三本の腕部を有する三脚音叉型に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の水晶振動子の電極構造。
前記音叉型の電極構造は、基部の貫通孔により、左腕部接続電極と右腕部接続電極とが基部の表裏に分離され、かつ基部の右隅及び左隅に備えられた基部電極にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１乃至４に記載の水晶振動子の電極構造。
基部電極と接続電極を有する基部から突出して形成される少なくとも一本の腕部の表裏に設けられた溝に平面電極と、該腕部の側面に側面電極とを有する水晶振動子において、前記表裏の平面電極は、腕部若しくは基部に設けられた貫通孔の内側面に形成された導電膜により電気的に接続されていることを特徴とする水晶振動子の電極構造。
前記貫通孔は、腕部若しくは基部に少なくとも一ヶ所以上設けられていることを特徴とする請求項６記載の水晶振動子の電極構造。
前記貫通孔の平面形状は、円形、正方形、長方形、ひし形あるいはこれらの組み合わせの形のいずれかであることを特徴とする請求項６又は７のいずれかに記載の水晶振動子の電極構造。
前記貫通孔は、二本の腕部を有する音叉型若しくは三本の腕部を有する三脚音叉型に設けられていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の水晶振動子の電極構造。
前記音叉型の電極構造は、基部の貫通孔により、左腕部接続電極と右腕部接続電極とが基部の表裏に分離され、かつ基部の右隅及び左隅に備えられた基部電極にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項６乃至９に記載の水晶振動子の電極構造。