JP3965033B2 - 高周波水晶振動子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波の水晶振動子に係わり、特に電極部分の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、大量に生産されている、たとえばＡＴカットの厚み滑り水晶振動子では図３に示すように、水晶片１の両側板面に電極２として金属薄膜を形成している。
上記、水晶片１は人工水晶を結晶軸に対して所定角度で切断して板状に成形している。
【０００３】
また電極２は、たとえばアルミ、銀等の金属を適当な厚みに蒸着するようにしている。
このような構造の厚み滑り振動子で、たとえば基本波周波数６００ＭＨｚを実現するためには、水晶片自体の共振周波数は１０００ＭＨｚとなるようにする。
そして水晶片に電極を蒸着することによって、その質量付加効果によって約４００ＭＨｚの周波数低下を生じて６００ＭＨｚの共振周波数を得ることができる。
【０００４】
この場合、水晶片の厚みは１．６μｍとなり、この表裏板面に０．１５μｍの厚みの電極を形成した場合、水晶片と電極との質量比は約６：４となり水晶片に対する質量付加が大きくなり過ぎて振動を減衰させる影響を生じる。
このため図４に示すように、水晶片２の表裏板面に所定間隔のエアーギャップ３を形成した電極板４を配設し、この電極板４のエアーギャップの部分に電極５を形成することが考えられている。
この電極板４は、たとえば板状に成形した水晶のような絶縁材を用い、内側板面にエアーギャップ３を形成するための凹所を設けここに蒸着によって電極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を研磨し、あるいはエッチングして共振周波数を調整しなければならない。このため周波数の調整作業は極めて面倒で、目的の共振周波数を得る作業は困難を極めて実用性が低い問題がある。
【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、基本波数百ＭＨｚの高い周波数に対応でき共振周波数の調整も容易に行え、しかも良好な振動特性を得ることができる高周波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】
本発明の請求項１は、板状に成形した水晶片と、この水晶片の一側板面に形成した凹陥部によって厚みを薄く成形した共振部と、この水晶片の他側板面に上記凹陥部に対応して形成した一方の電極と、この水晶片の一側板面に添設した水晶からなる絶縁板と、この絶縁板の上記凹陥部側に上記一方の電極に対面して形成した他方の電極と、を具備することを特徴とする高周波水晶振動子である。
【０００８】
そして、請求項２は、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前記絶縁板の一側板面に前記凹陥部に対応して前記凹陥部の底面とはギャップを有する凸部を形成し、この凸部に前記他方の電極を形成したことを特徴とする高周波水晶振動子である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図１に示す厚みを誇張して示す断面図を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図中１１は人工水晶の結晶を結晶軸に対して所定角度に切断して板状に成形し、たとえば厚み滑り振動を励振するＡＴカットの水晶片である。
そして水晶片１１の一側板面の中央部に、たとえばエッチングによって凹陥部１２を設け、厚みの薄い共振部１３を形成している。
この共振部１３の厚みは所望の共振周波数を得られるように、たとえば他側板面側を研磨加工して調整する。
【００１１】
そして水晶片１１の他側板面の上記凹陥部に対応する位置に、たとえば蒸着によって一方の電極１４を形成している。
そして水晶片１１の一方の板面に絶縁板１５を添設し、接着剤で貼り付けるようにしている。この絶縁板１５は、たとえば板状の水晶を用いるようにすれば水晶片１１との熱膨張率が等しくなるので互いに熱膨張率による変形の影響を受けず好都合である。
【００１２】
この絶縁板１５の上記凹陥部側には上記一方の電極に対応して他方の電極１６を形成している。
なお各電極１４、１６は上記共振部１３において相対面するように設けている。
また各電極１４，１６は外部から励振電力を供給できるように水晶片の端部へ延在させるようにしている。
【００１３】
このようにすれば、水晶片１１の他側板面にのみ電極１４を蒸着するようにしているのでその質量による振動を減衰させる弊害を半減することができる。
したがって図３で説明した振動子と同様のものであれば水晶片と電極の質量比は６：２になり、良好な振動特性を得ることができる。
そして、共振周波数の調整は、水晶片１１の他側板面の電極１４の上に微量の金属を蒸着することによって正確かつ容易に行うことができる。
【００１４】
さらに水晶片１１は、たとえば中心部分に厚みの薄い共振部１３を形成するようにしているので基本波数百ＭＨｚの振動子も容易に実現できる。
そして水晶片１１の周縁部分は厚みを厚くすることができるので充分な機械的強度を得ることもでき、それによって取り扱いも容易で、特に大量生産にも対応できる利点がある。
【００１５】
なお、本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、たとえば図１と同一部材に同一符号を付与して図２に示す断面図のような構成としても良い。
すなわち、この実施態様では、絶縁板１５に凹陥部１２に対応する凸部１７を形成してこの凸部１７の表面に他方の電極１６を形成している。
このようにすれば共振部の水晶の表面と他方の電極との間隙を小さくでき、それによって励振効率を高めることができる利点がある。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、基本波数百ＭＨｚの高い周波数の水晶振動子を実現でき、共振周波数の調整も容易に行え、良好な振動特性を得られ、しかも共振部だけを目的周波数に応じた厚みに薄く加工すればよいので、共振部以外の部分で機械的強度を担うようにすれば充分な強度を得られ、容易に取り扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様の断面図である。
【図２】本発明の他の実施態様の断面図である。
【図３】従来の水晶振動子の一例を示す断面図である。
【図４】従来の水晶振動子の他の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１ ・・ 水晶片
１２ ・・ 凹陥部
１３ ・・ 共振部
１４、１６ ・・ 電極
１５ ・・ 絶縁板

Claims (2)

1. 板状に成形した水晶片と、この水晶片の一側板面に形成した凹陥部によって厚みを薄く成形した共振部と、この水晶片の他側板面に上記凹陥部に対応して形成した一方の電極と、この水晶片の一側板面に添設した水晶からなる絶縁板と、この絶縁板の上記凹陥部側に上記一方の電極に対面して形成した他方の電極と、を具備することを特徴とする高周波水晶振動子。
2. 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前記絶縁板の一側板面に前記凹陥部に対応して前記凹陥部の底面とはギャップを有する凸部を形成し、この凸部に前記他方の電極を形成したことを特徴とする高周波水晶振動子。

Images