JP4075046B2

JP4075046B2 - Quartz blank, method of manufacturing the same, quartz crystal resonator, crystal oscillator, crystal oscillation circuit, cellular phone device, electronic device using the crystal blank

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Publication number: JP4075046B2
Application number: JP2002156040A
Authority: JP
Inventors: 幸浩海野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: JP2003347886A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水晶振動子や水晶発振器等の水晶デバイスに使用される水晶振動片を構成するための水晶ブランクの改良とその製造方法、及び改良された水晶ブランクを使用した水晶振動子等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、あるいはページングシステム等の移動体通信機器等の電子機器において、多数の水晶振動子等の水晶デバイスが使用されている。このような水晶デバイスに使用される水晶振動片として、所定の結晶構造の水晶ウエハをＡＴカットしたＡＴカット水晶片として水晶ブランク（水晶素片）が多く用いられている。一般的は、この水晶ブランクに励振電極を形成して、より振動しやすい水晶振動片を形成して利用している。
【０００３】
図１５は、このような水晶ブランクの形成する際の切断方位を説明する図である。
図において、所定の水晶結晶の結晶軸Ｘ，Ｙ，Ｚに関して、ｘ軸を回転軸とし、ｚ軸を３５度１５分回転させて、Ｘ−Ｚ‘ 面に沿ってカットし、ＡＴカット水晶を得る。このＡＴカット水晶のウエハをさらにチップ加工することにより、図１６に示すようなＸ方向に長い形状のＡＴカット水晶片の原料としての水晶ブランク１を得るようにしている。
【０００４】
図１７は、縦軸を周波数のずれ量、横軸を負荷容量として、ＡとＢの２つの振動子について、発振回路の一般的な緩急特性を表したものである。図において、ＡとＢの２つの振動子を比較すると、同じ負荷容量の変化に対して、Ｂの振動子の方がＡの振動子より周波数の変化が大きいことが理解できる。この場合、Ｂの振動子の方が、Ａの振動子より周波数可変感度ＣＳが高いとされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、近年ＧＳＭ方式と呼ばれる携帯電話の基準発振に使用される主振動が２６ＭＨｚ（メガヘルツ）帯の水晶振動片または水晶ブランクでは、これを用いた水晶発振器の場合、基地局との周波数ずれを常に電圧制御で補正するために、所定の上述したような周波数可変感度ＣＳとして１７ｐｐｍ（／ｐＦ・ａｔ１０ｐＦ）以上を必要とする。
尚、ここで、周波数可変感度が１７ｐｐｍ（／ｐＦ・ａｔ１０ｐＦ）とは、図１７で説明した負荷容量Ｃを１０ｐＦ（ピコファラド）の近傍で可変した場合に、１ｐＦ当たり、１７ｐｐｍ（ＰａｒｔｓＰｅｒＭｉｌｌｉｏｎ）の周波数変化を意味する。
【０００６】
一般に、水晶ブランクが比較的大きい場合には、水晶片保持部まで振動エネルギーが漏洩することが少ないため、比較的広範な振動領域を確保できＣＩ（クリスタルインピーダンス）値を小さく抑えながら周波数可変感度ＣＳを大きくすることが容易である。
しかしながら、比較的小さな水晶ブランクにおいては、振動エネルギーを中心部に閉じ込める加工（コンベックス加工）を施すことによって、保持部にまで振動エネルギーが漏洩することを防ぎＣＩ値を小さくすることが一般的であるため、必然的に振動に関与する領域が小さくなり周波数可変感度ＣＳも小さくなってしまう傾向にある。つまり、ＣＩ値を抑制しようとすると、周波数可変感度ＣＳは小さくなってしまう。
【０００７】
従来技術においては、長さ３．２ｍｍ、幅２．５ｍｍのパッケージに収容される水晶振動子では周波数可変感度ＣＳは１２ないし１３ｐｐｍ（／ｐＦ・ａｔ１０ｐＦ）が一般的である。
【０００８】
これに対して、近年、水晶振動子等の水晶ブランクを利用した水晶デバイスを実装すべき各種機器の小型化が進展しており、主振動が２６ＭＨｚ（メガヘルツ）帯の水晶振動片または水晶ブランクも、従来は、幅３．２ｍｍ、長さ５．０ｍｍのパッケージに収容される大きさであったものが、今後の主流としては、幅２．５ｍｍ、長さ３．２ｍｍのより小さなパッケージに納まるより小型のものに移りつつある。
しかしながら、特に、小型の水晶振動片では、ＣＩ値が高くならないようにして、振動周波数の可変感度を維持または向上させることは難しかった。
【０００９】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、幅２．５ｍｍ、長さ３．２ｍｍ以下のパッケージに収容できる小型のものでありながら、ＣＩ値を高くすることなく、振動周波数の可変感度を大きくすることができるようにした水晶ブランクとその製造方法及び、水晶ブランクを利用した水晶振動子、水晶発振器、水晶発振回路、携帯電話装置、電子機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、請求項１の発明によれば、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクであって、該水晶ブランクのＸ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、Ｚ方向に関する厚み寸法ｔが６５μｍ程度とされており、かつ前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定した、水晶ブランクにより、達成される。
請求項１の構成によれば、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクであって、該水晶ブランクの長さ寸法Ｃｄが、幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、厚み寸法ｔが６５μｍ程度とされてＡＴカット水晶ブランクにおいて、本発明者は、前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳの値と、周波数の可変感度との間に後述する相関があることを見いだした。
【００１１】
特に、従来の幅３．２ｍｍ、長さ５．０ｍｍのパッケージに収容される比較的大きな水晶ブランクにおいては、十分な周波数の可変感度と、ＣＩ値性能を有していたことから、特別な対策が行われていない現状において、不可能とされていた小型の水晶ブランクの周波数可変感度の向上の方策を見いだしたものである。
すなわち、水晶ブランクのサイズを前記のとおりとし、かつ、前記周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚ（キロヘルツ）ないし５９０ＫＨｚの範囲に入るように、水晶ブランクの加工を設定することで、周波数可変感度ＣＳを１７ｐｐｍ（／ｐＦ・ａｔ１０ｐＦ）以上とすることができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記周波数差ΔＳを、５５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定したことを特徴とする。
請求項２の構成によれば、前記周波数差ΔＳを、５５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に入るように、水晶ブランクの加工を設定することで、周波数可変感度ＣＳを１７ｐｐｍ（／ｐＦ・ａｔ１０ｐＦ）以上に維持しながら、ＣＩ値がΔＳの変動に対して、一定の水晶ブランクを得ることができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１の構成において、前記周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５４０ＫＨｚの範囲に設定したことを特徴とする。
請求項３の構成によれば、前記周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５４０ＫＨｚの範囲に入るように、水晶ブランクの加工を設定することで、周波数可変感度ＣＳを１８ｐｐｍ（／ｐＦ・ａｔ１０ｐＦ）以上の水晶ブランクを得ることができる。
【００１４】
また、上述の目的は、請求項４の発明によれば、水晶ブランクに励振電極を形成した水晶振動片を駆動することにより、所定の周波数の信号を得るようにした水晶発振回路であって、前記水晶ブランクの、Ｘ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、Ｚ方向に関する厚み寸法ｔが６５μｍ程度、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクであり、かつ、前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定した、水晶発振回路により、達成される。
請求項４の構成によれば、請求項１の場合と同様の理由により、発振回路の周波数可変感度ＣＳを１７ｐｐｍ（／ｐＦ・ａｔ１０ｐＦ）以上とすることができる。
【００１５】
さらにまた、上述の目的は、請求項５の発明によれば、水晶ブランクに励振電極を形成した水晶振動片をパッケージ内に収容した水晶振動子であって、前記水晶ブランクのＸ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、Ｚ方向に関する長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、厚み寸法ｔが６５μｍ程度、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクであり、かつ、前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定した水晶振動子により、達成される。
請求項５の構成によれば、請求項１の場合と同様の理由により、水晶振動子の周波数可変感度ＣＳを１７ｐｐｍ（／ｐＦ・ａｔ１０ｐＦ）以上とすることができる。
【００１６】
また、上述の目的は、請求項６の発明によれば、水晶ブランクに励振電極を形成した水晶振動片と、この水晶振動片に接続される集積回路とをパッケージ内に収容した水晶発振器であって、前記水晶ブランクのＸ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、Ｚ方向に関する厚み寸法ｔが６５μｍ程度、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクであり、かつ、前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定した水晶発振器により、達成される。
請求項６の構成によれば、請求項１の場合と同様の理由により、水晶発振器の周波数可変感度ＣＳを１７ｐｐｍ（／ｐＦ・ａｔ１０ｐＦ）以上とすることができる。
【００１７】
また、上述の目的は、請求項７の発明によれば、Ｘ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、Ｚ方向に関する厚み寸法ｔが６５μｍ程度、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクの製造方法であって、前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲になるように、前記Ｘ方向の端面加工を行う水晶ブランクの製造方法により、達成される。
【００１８】
さらにまた、上述の目的は、請求項８の発明によれば、水晶ブランクに励振電極を形成した水晶振動片を、パッケージ内に収容した水晶振動子または水晶発振器を利用した携帯電話装置であって、前記水晶ブランクのＸ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、Ｚ方向に関する厚み寸法ｔが６５μｍ程度、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクであり、かつ、前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定した水晶振動子または水晶発振器により、制御用のクロック信号を得るようにした、携帯電話装置により、達成される。
【００１９】
また、上述の目的は、請求項９の発明によれば、水晶ブランクに励振電極を形成した水晶振動片を、パッケージ内に収容した水晶振動子または水晶発振器を利用した電子機器であって、前記水晶ブランクのＸ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、Ｚ方向に関する厚み寸法ｔが６５μｍ程度、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクであり、かつ、前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定した水晶振動子または水晶発振器により、制御用のクロック信号を得るようにした、電子機器により、達成される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施形態による水晶振動子の構成例を示す概略斜視図であり、図２はその概略断面図である。
これらの図において、水晶振動子２０は、水晶振動片２１を収納する容器として、空間部２２ａが形成された箱状のパッケージ２２と、空間部２２ａを密封するように、パッケージ２２に接合される板状の蓋体２３を備えている。
この水晶振動片２１は、一端部２１ａが、空間部２２ａ内に一体に設けた段部に配設されている電極２４上に、導電性接着剤３２を用いて接続固定され、他端部２１ｂが自由端とされている。
また、パッケージ２２と蓋体２３は、封止材（ロウ材）２５を介して接合されている。
ここで、水晶振動片２１は、後述するように、矩形状の水晶の薄板でなるＡＴカット水晶片である水晶ブランク１０の表面に水晶振動片２１の駆動に必要とされる励振電極（後述）等の図示しない電極が形成されている。
【００２１】
パッケージ２２の材料としては、例えば、アルミナ等のセラミックが用いられており、例えば、パッケージ２２は、グリーンシート等を用いて図示のように箱状に成形された後、焼成することにより形成される。
蓋体２３は、パッケージ２２の線膨張係数と近い材料が適しており、金属あるいはアルミナ等のセラミックにより、例えば、平板な板状に形成されている。金属の場合には、例えば、コバール，４２アロイ，ステンレス（ＳＵＳ）等が好適である。
【００２２】
ここで、パッケージ２２は、例えば、長さＬが３．２ｍｍ、幅Ｗ２．５ｍｍとされている。あるいは、長さＬと幅Ｗは、上記よりも小さく形成されており、パッケージ２２の高さＨは、少なくとも上記幅Ｗの大きさよりも小さく設定された小型のパッケージである。
そして、水晶振動片２１を構成する水晶ブランクは、その主振動が２６ＭＨｚ帯となるように、水晶ウエハを図１５で説明したようにカットして形成されており、かつパッケージ２２に納まるように、後述のような小型のものとして形成されている。
【００２３】
図３の断面図は、水晶デバイスの他の例として水晶発振器４０の封止構造を示している。
図において、図１及び図２で説明した水晶振動子２０と共通する構成には同一の符号を付して、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
図において、水晶発振器４０のパッケージ４１では、第１のセラミックベース４１ａの上に内側に空間を有する第２のセラミックベース４１ｂを重ね、さらにその上に内側に空間を有する第３のセラミックベース４１ｃを重ねて形成している。これにより、図２と比べると内部空間１２ａの下にさらに段部を設けて、一段低いもうひとつの内部空間２２ａを形成している。
このパッケージ４１の長さと幅は、図１及び図２のパッケージ２２と同じか、それよりも小さく形成されており、高さは、パッケージ２２よりも大きい。
【００２４】
そして、第１のセラミックベース４１ａの上面に形成した導電パターン上に集積回路４３を実装し、上記内部空間２２ａに収容して、電極部４４と接続している。これにより、水晶振動片２１に所定の駆動電圧を与えて、振動させ、その出力を上記集積回路４３に入力することにより、所定の周波数の信号を取り出すようになっている。
これにより、パッケージ４１内において、水晶振動片２１に駆動電圧を印加し、所定の振動周波数の信号を取り出すことができる本発明の実施形態に対応した発振回路が形成されている。
【００２５】
次に、このような水晶振動子２０や水晶発振器４０の各パッケージに収容される水晶振動片に用いる水晶ブランクについて説明する。
図４は、本発明の実施形態に係る水晶振動片を構成する水晶ブランクの概略斜視図である。
図４の水晶ブランク１０は、基本的には、図１６で説明したものと同様の水晶振動片であって、特に、Ｘ方向の寸法である長さＣｄが、Ｚ方向の寸法である幅Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、例えば、長さＣｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、厚みｔが６５μｍ程度のものが使用できる。このような水晶ブランク１０の表面に所定の導電金属により励振電極等が形成されて、水晶振動片２１が得られるようになっている。
【００２６】
また、水晶ブランク１０の長手方向であるＸ方向の端部，すなわち、辺１１の端面は、後述する装置を用いて、その稜線となる角部を研磨して、所謂コンベックス加工が行われており、これにより、図５に示すように、水晶ブランク１０の主振動に関与する領域ＮＡを、水晶ブランク１０の周縁領域から避けた箇所としている。
このことは、また、図５に示されているように、主振動に関与する領域，すなわち、主振動の際に振動する領域ＮＡを長手方向の端部の隅部１１ａ，１１ａから避ける構成とすることになる。この隅部１１ａ，１１ａは、図１で説明したように、水晶ブランク１０を利用して、水晶振動子等を形成するために、パッケージ内にマウントする場合等に、パッケージ内の電極に対して、導電性接着剤等を用いて固定する箇所に相当している。したがって、このように固定される箇所を主振動に関与する領域から避けることで、主振動におけるＣＩ値の上昇を抑制することができる。
【００２７】
これに対して、図６は、水晶ブランク１０における副振動モードに関与する振動領域を示しており、図６の副振動は、水晶ブランク１０のＸ方向（長手方向）に沿って３つに分割された領域ＸＮＡ１，ＸＮＡ２，ＸＮＡ３が振動に関与することにより生じるＸ方向の３次の厚みすべりインハーモニック振動である。この場合、ＸＮＡ２が正の電荷となる場合は、ＸＮＡ１，ＸＮＡ３，が負の電荷分布となる。
水晶ブランク１０における副振動モ−ドは複数存在するが、本実施形態では、主振動に最も近接した副振動モ−ドとして、このＸ方向の３次の厚みすべりインハーモニック振動（以下、単に「副振動」という）を後述するように制御する。
【００２８】
図７は、水晶ブランク１０に駆動電圧を与えて観測される振動周波数を記録したもので、水晶ブランク１０における上述した主振動ｆ０と副振動ｆｓとの関係を示す図である。図示されているように、水晶ブランク１０においては、主振動ｆ０と副振動ｆｓは、上述した水晶ブランク１０の長手方向であるＸ方向の端面の加工（以下、「端面加工」という）によって、それぞれＴｆ０，Ｔｆｓに示すように変化する。そして、この場合、主振動ｆ０と副振動ｆｓの端面加工による変化量Ｔｆ０，Ｔｆｓは、互いに同じではなく、このため、端面加工を行うことで、主振動ｆ０と副振動ｆｓの周波数差ΔＳを変化させることができる。
【００２９】
ここで、図８のグラフは、水晶ブランク１０の共振周波数の温度特性を表しており、水晶ブランク１０は、環境温度の変化に応じて、共振周波数が図８のグラフで示すように変化する。図８の直線Ｌは、スプリアス振動を示しており、特定の温度環境で、主振動ｆ０に対して、スプリアス振動Ｌが図示のように接近すると、主振動ｆ０とスプリアス振動Ｌが相互に影響し合い、観測される振動周波数は理想的な温度特性から外れてしまう。そこで、上述の端面加工を行うことで、この直線Ｌのスプリアス振動に対応する副振動ｆｓを制御して、図８の矢印に示すように、使用温度範囲内において、当該スプリアス振動が主振動に影響しないようにすることができる。
【００３０】
次に、水晶ブランク１０の端面加工を行う加工装置について説明する。
図９は、端面加工を行うためのバレル加工装置の構成を示す概略断面図、図１０は、図９のバレル加工装置の一部を示す縦断面図、図１１は、バレル加工装置に備えられるバレル単体を示し、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）はその概略縦断面図である。図９において、バレル加工装置５０は、主回転軸５２を備える外装ドラム５１を有しており、外装ドラム５１は、主回転軸５２を中心として、矢印Ａ方向に回転するようになっている。
【００３１】
外装ドラム５１の収容部には、複数のドラム５４が収容されている。この場合、ドラム５４は、外装ドラム５１の主回転軸５２の周囲に等距離を保持して複数個、例えば４個が配設されている。
そして、各ドラム５４は、外装ドラム５１に保持された状態で、それぞれ、矢印Ｂ方向に回転するようになっている。また、各ドラム５４は、図１０に示されているように、やや一方向に長い筒体で、内部に空間を有し、複数のバレル５５を収容するようになっている。
そして、ドラム５４のドラム軸５３は、ドラム本体の長さ方向に対して、例えば１４度程度の傾斜を有するように固定されている。このため、このドラム５４は、図９の外装ドラム５１に収容されている状態では、ドラム軸５３を外装ドラム５１の主回転軸５２と平行に位置決めされることで、外装ドラム５１に対しては、傾斜した状態で保持されている。
【００３２】
各ドラム５４に収容されるバレル５５は、図１０に示されているような筒体で保持されている。バレル５５の内部は、図１１に示されているように、その内面が、主として研磨を行う球状曲面５６と、主として研磨に寄与しない平面５７を有している。このバレル５５の内部には、端面加工としての研磨を行うワークである水晶ブランク１０と、研磨剤５８とが収容されて研磨作業が行われるようになっている。
【００３３】
次に、バレル加工装置５０を用いて、端面加工する方法を、概略的に説明する。
先ず、図１１（ｂ）の各バレル５５内に、水晶ブランク１０と、研磨剤５８を入れて、ドラム５４内に収容する。そして、このドラムを図９に示されているように、外装ドラム５１内に配置する。次いで、外装ドラム５１を矢印Ａ方向に高速で回転させると、各ドラム５４は、主回転軸５２の周囲に回転することになる。さらに、各ドラム５４は、それぞれ矢印Ｂに示すように各ドラム軸５３の周囲で自転される。
【００３４】
これにより、各バレル５５内では、水晶ブランク１０と研磨剤５８が遠心力の作用でバレル５５の内面に押し付けられる。この場合、水晶ブランク１０は、研磨剤５８により、バレル５５の球状曲面５６の曲率に対応して、８つの稜線である角部が研磨されることで、面取りされる。また、外装ドラム５１の回転方向を反転させることで、研磨される水晶ブランク１０の面が反転し、均一な研磨が行われる。しかも、各バレル５５が傾斜して支持されていることから、内部で水晶ブランク１０が反転しやすくなり、一層均一な端面加工を行うことができる。
【００３５】
そして、このバレル加工装置５０では、バレル５５の内面が凹状の球状曲面５６であるため、水晶ブランク１０の短辺１１，１１と、長辺１２，１２（図４参照）が加工される比率が一定であることから、水晶ブランク１０の長方形の形状に基づいて、長手方向（Ｘ方向）端面となる短辺１１，１１の加工される割合が大きくなる。
ここで、本実施形態における作用効果を得るに当たっては、図４の水晶ブランク１０の長手方向の端面である短辺１１，１１が加工された結果としての端面の曲面ＥＲ，ＥＲの形状が重要である。曲面ＥＲ，ＥＲが、理想的な曲面（曲率）とされるための条件としては、バレル５５の直径が、２５ｍｍ以上で３５ｍｍ以下程度であることが好適で、特に、３０ｍｍの直径のバレル５５を使用した場合に、最もよい結果を得ることができた。
【００３６】
図１２は、図９のバレル加工装置５０によって、図４の水晶ブランク１０を端面加工することで、図７で説明した主振動ｆ０と、この主振動に最も近い副振動ｆｓの周波数差ΔＳを横軸にとったグラフであり、図１２（ａ）は、縦軸にＣＩ値を、図１２（ｂ）は、縦軸に周波数可変感度ＣＳを、それぞれとったものである。尚、図１２（ｂ）の縦軸の周波数可変感度ＣＳは、負荷容量ＣＬの中心値を１０ｐＦ（ピコファラド）とした場合に、１ｐＦ当たり、何ｐｐｍ（Ｐａｒｔｓ
ＰｅｒＭｉｌｌｉｏｎ）変化するかを表示している。
【００３７】
図１２（ａ）に示されているように、本発明者は、上述した水晶ブランク１０のＸ方向端面を図９のバレル加工装置で加工して、上記ΔＳを、Ａ１で示す領域、すなわち、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に入るように収めることで、図１２（ｂ）に示すように、周波数可変感度ＣＳを１７ｐｐｍ（／ｐＦ・ａｔ１０ｐＦ）以上という十分な性能を得ることができることを見いだした。すなわち、この種の小型の水晶ブランク１０において、前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳの値と、周波数の可変感度との間に、図１２（ｂ）に示す相関を実現することができたものである。
【００３８】
これにより、幅２．５ｍｍ、長さ３．２ｍｍ以下のパッケージ２２に収容できる小型のものでありながら、ＣＩ値を高くすることなく、振動周波数の可変感度を大きくすることが実現できる。また、Ａ１の範囲のＣＩ値であれば、実用上、十分に許容されるものである。
このため、図４の水晶ブランク１０を図９のバレル加工装置で端面加工して、主振動ｆ０と、この主振動に最も近い副振動ｆｓの周波数差ΔＳが４５０ＫＨｚ以上５９０ＫＨｚ以下とすることで、例えば、このような水晶ブランク１０を携帯電話装置（後述）に使用すると、交信する基地局との周波数ずれを常に電圧制御で補正することが可能となる。
【００３９】
図１３は、図１２のスケールを拡大して、同様の関係を示したグラフであり、具体的には、図１３（ａ）は、図１２（ａ）の横軸を拡大し、図１３（ｂ）は、図１２（ｂ）の横軸を拡大して示したものである。
図１３（ａ）に示されているように、水晶ブランク１０を上述の方法で、その主振動に最も近い副振動ｆｓの周波数差ΔＳが４５０ＫＨｚ以上５９０ＫＨｚ以下で、さらに、周波数差ΔＳを、５５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲Ａ２に入るように加工してもよい。このようにすることで、周波数可変感度ＣＳを１７ｐｐｍ（／ｐＦ・ａｔ１０ｐＦ）以上に維持しながら、ΔＳの変動に対して、ＣＩ値が図示するように一定を保って変動しなくなる。
このため、より安定した性能の水晶ブランク１０を得ることができる。
【００４０】
さらに、図１３（ｂ）に示されているように、水晶ブランク１０を上述の方法で、その主振動に最も近い副振動ｆｓの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚ以上５９０ＫＨｚ以下で、４５０ＫＨｚないし５４０ＫＨｚの範囲Ａ３の領域に入るように、加工してもよい。これにより、水晶ブランク１０の周波数可変感度ＣＳが１８ｐｐｍ（／ｐＦ・ａｔ１０ｐＦ）以上というさらに優れた性能を得ることができる。
しかも、この領域Ａ３の範囲では、周波数可変感度ＣＳが、ほぼ一定である。このため、周波数可変感度ＣＳが１８ｐｐｍを超える範囲が広く、図８で説明したスプリアス振動と有害な共振を起こすポイントを容易に避けて、ΔＳの値を選択することが可能である。これにより、スプリアスの影響を受けずに、大きな周波数可変感度ＣＳを備えた水晶ブランク１０を得ることができる。
【００４１】
図１４は、本発明の上述した実施形態に係る水晶振動子等を利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置３００の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるコントローラ３０１を備えている。
コントローラ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段３０３の制御を行うようになっている。
【００４２】
コントローラ３０１は、さらに、基準周波数発生回路３０５と接続されている。基準周波数発生回路３０５は、電圧−容量変換回路２１と、この電圧−容量変換回路２１と接続されている水晶振動子２０を備えている。この水晶振動子２０としては、例えば、上述した水晶ブランク１０を利用した水晶デバイスが利用されている。
電圧−容量変換回路２１は、このデジタル式携帯電話装置３００が交信する基地局との周波数ずれを電圧制御で補正するためのものである。これにより、コントローラ３０１からの基本クロックが入力されると、電圧変換して、水晶振動子２０に入力するようになっている。水晶振動子２０は、その周波数可変感度ＣＳに基づいて、正しい基本クロックを送信部３０７及び受信部３０６に与えるようになっている。
【００４３】
このように、制御部を備えた携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る水晶デバイスを利用することにより、ＣＩ値の上昇を実用域内に維持した状態で、周波数可変感度ＣＳを向上させた水晶振動子２０を利用することで、交信する基地局との周波数ずれを常に電圧制御で補正することができるものである。
【００４４】
本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、バレル加工装置は、実施形態で説明したものの他、種々のタイプのものが使用できる。また、各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、幅２．５ｍｍ、長さ３．２ｍｍ以下のパッケージに収容できる小型のものでありながら、ＣＩ値を高くすることなく、振動周波数の可変感度を大きくすることができるようにした水晶ブランクとその製造方法及び、水晶ブランクを利用した水晶振動子、水晶発振器、水晶発振回路、携帯電話装置、電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水晶振動子の実施形態を示す概略斜視図。
【図２】図１の水晶振動片の概略断面図。
【図３】本発明の水晶発振器の実施形態を示す概略断面図。
【図４】本発明の水晶ブランクの実施形態を示す概略斜視図。
【図５】図４の水晶ブランクの概略平面図。
【図６】図４の水晶ブランクの副振動に関与する領域を示す概略説明図。
【図７】図４の水晶ブランクの主振動と副振動の関係を示すグラフ。
【図８】本発明の実施形態において、主振動とスプリアス振動の温度特性図においてスプリアス振動の周波数をコントロールする様子を示す説明図。
【図９】水晶ブランクの端面加工を行うためのバレル加工装置の構成を示す概略断面図。
【図１０】図９のバレル加工装置の一部を示す縦断面図。
【図１１】図９のバレル加工装置に備えられるバレル単体を示す概略斜視図。
【図１２】本発明の実施形態の水晶ブランクの主振動ｆ０と副振動ｆｓの周波数差ΔＳと各特性との相関を示す図であり、（ａ）は周波数差ΔＳとＣＩ値との関係を示し、（ｂ）は周波数差ΔＳと周波数可変感度ＣＳとの関係を示すグラフ。
【図１３】本発明の実施形態の水晶ブランクの主振動ｆ０と副振動ｆｓの周波数差ΔＳと各特性との相関を示す図であり、図１２とスケールを変えて示す図であって、（ａ）は周波数差ΔＳとＣＩ値との関係を示し、（ｂ）は周波数差ΔＳと周波数可変感度ＣＳとの関係を示すグラフ。
【図１４】本発明の実施形態に係る水晶振動子または水晶発振器等を利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図１５】ＡＴカット水晶ブランクを水晶ウエハから形成する手法を説明するための説明図。
【図１６】図１５の手法により形成されるＡＴカット水晶ブランクの概略斜視図。
【図１７】図１５の水晶ブランクの加工方法により水晶ブランクの特性が変化する様子を説明する説明図。
【符号の説明】
１０・・・水晶ブランク、１１・・・短辺、１２・・・長辺、２０・・・水晶振動子、２１・・・水晶振動片、２２，４１・・・パッケージ、４０・・・水晶発振器、５０・・・バレル加工装置、５１・・・外装ドラム、５４・・・ドラム、５５・・・バレル、ＮＡ・・・主振動に関与する領域、ＸＮＡ１，ＸＮＡ２，ＸＮＡ３・・・副振動に関与する領域。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement and manufacturing method of a crystal blank for constituting a crystal resonator element used in a crystal device such as a crystal resonator and a crystal oscillator, and a crystal resonator using the improved crystal blank.
[0002]
[Prior art]
Numerous crystal units, etc. in small information devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, and IC cards, and mobile devices such as mobile phones, car phones, and paging systems Crystal devices are used. As a quartz crystal vibrating piece used in such a quartz device, a quartz blank (quartz piece) is often used as an AT-cut quartz piece obtained by AT-cutting a quartz wafer having a predetermined crystal structure. In general, an excitation electrode is formed on the crystal blank to form a crystal vibrating piece that is more easily vibrated.
[0003]
FIG. 15 is a diagram for explaining a cutting orientation when such a crystal blank is formed.
In the figure, with respect to crystal axes X, Y, and Z of a predetermined crystal, the x-axis is the rotation axis, the z-axis is rotated 35 degrees and 15 minutes, and cut along the XZ ′ plane. obtain. The AT-cut quartz wafer is further chip-processed to obtain a crystal blank 1 as a raw material for an AT-cut quartz piece that is long in the X direction as shown in FIG.
[0004]
FIG. 17 shows the general gradual characteristics of the oscillation circuit for the two vibrators A and B, with the vertical axis representing the frequency shift amount and the horizontal axis representing the load capacity. In the figure, comparing the two vibrators A and B, it can be understood that the change in the frequency of the vibrator of B is larger than that of the vibrator of A for the same change in load capacity. In this case, it is assumed that the B vibrator has a higher frequency variable sensitivity CS than the A vibrator.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Here, in the case of a crystal resonator piece or crystal blank having a main vibration of 26 MHz (megahertz) band used for the reference oscillation of a cellular phone called GSM system in recent years, in the case of a crystal oscillator using this, the frequency deviation from the base station is reduced. In order to always perform correction by voltage control, 17 ppm (/ pF · at10 pF) or more is required as the predetermined frequency variable sensitivity CS as described above.
Here, the frequency variable sensitivity of 17 ppm (/ pF · at10 pF) is 17 ppm (Parts Per Million) per 1 pF when the load capacitance C described in FIG. 17 is varied in the vicinity of 10 pF (picofarad). It means frequency change.
[0006]
In general, when the crystal blank is relatively large, vibration energy is less likely to leak to the crystal piece holder, so that a relatively wide vibration region can be secured and the frequency variable sensitivity CS can be maintained while keeping the CI (crystal impedance) value small. Is easy to increase.
However, in a relatively small quartz blank, it is common to reduce the CI value by preventing the vibration energy from leaking to the holding portion by performing processing (convex processing) to confine the vibration energy in the center. Therefore, the region involved in vibration inevitably becomes smaller and the frequency variable sensitivity CS tends to become smaller. That is, if the CI value is to be suppressed, the frequency variable sensitivity CS becomes small.
[0007]
In the prior art, the frequency variable sensitivity CS is generally 12 to 13 ppm (/ pF · at10 pF) in a crystal resonator housed in a package having a length of 3.2 mm and a width of 2.5 mm.
[0008]
On the other hand, in recent years, miniaturization of various devices on which crystal devices using crystal blanks such as crystal resonators should be mounted has progressed, and crystal vibration pieces or crystal blanks having a main vibration of 26 MHz (megahertz) band are also available. In the past, the size was accommodated in a package with a width of 3.2 mm and a length of 5.0 mm, but the mainstream in the future will fit into a smaller package with a width of 2.5 mm and a length of 3.2 mm. Moving to smaller ones.
However, particularly in a small crystal resonator element, it has been difficult to maintain or improve the variable sensitivity of the vibration frequency without increasing the CI value.
[0009]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is a compact device that can be accommodated in a package having a width of 2.5 mm and a length of 3.2 mm or less. An object of the present invention is to provide a crystal blank capable of increasing the variable sensitivity of the frequency, a manufacturing method thereof, and a crystal resonator, a crystal oscillator, a crystal oscillation circuit, a mobile phone device, and an electronic device using the crystal blank. To do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided an AT-cut quartz blank having a main vibration of 26 MHz band, and the length Cd in the X direction of the quartz blank is larger than the width Cw in the Y direction. The length dimension Cd is about 1.8 mm to 2.2 mm, the width dimension Cw is about 1.1 to 1.5 mm, the thickness dimension t in the Z direction is about 65 μm, and This is achieved by a crystal blank in which the frequency difference ΔS between the main vibration and the third-order inharmonic in the X direction, which is the sub-vibration closest to the main vibration, is set in a range of 450 KHz to 590 KHz.
According to the configuration of claim 1, the main vibration is an AT-cut quartz blank having a 26 MHz band, and the length Cd of the quartz blank is formed to be larger than the width Cw. In an AT cut quartz crystal blank having a Cd of about 1.8 mm to 2.2 mm, a width dimension Cw of about 1.1 to 1.5 mm, and a thickness dimension t of about 65 μm, the present inventor It has been found that there is a correlation described later between the value of the frequency difference ΔS with respect to the third harmonic in the harmonic in the X direction, which is the sub-vibration closest to the main vibration, and the variable sensitivity of the frequency.
[0011]
In particular, a relatively large quartz blank accommodated in a conventional package having a width of 3.2 mm and a length of 5.0 mm has sufficient frequency variable sensitivity and CI value performance. The present inventors have found a measure for improving the frequency variable sensitivity of a small crystal blank, which has been considered impossible in the present situation.
That is, by setting the crystal blank size so that the crystal blank size is as described above and the frequency difference ΔS falls within the range of 450 KHz (kilohertz) to 590 KHz, the frequency variable sensitivity CS is set to 17 ppm ( / PF · at10 pF) or more.
[0012]
The invention of claim 2 is characterized in that, in the configuration of claim 1, the frequency difference ΔS is set in a range of 550 KHz to 590 KHz.
According to the configuration of claim 2, the frequency variable sensitivity CS is maintained at 17 ppm (/ pF · at10 pF) or more by setting the processing of the crystal blank so that the frequency difference ΔS falls within the range of 550 KHz to 590 KHz. However, it is possible to obtain a crystal blank with a constant CI value with respect to variations in ΔS.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the frequency difference ΔS is set in a range of 450 KHz to 540 KHz.
According to the configuration of claim 3, by setting the processing of the crystal blank so that the frequency difference ΔS falls within the range of 450 KHz to 540 KHz, the frequency variable sensitivity CS is 18 ppm (/ pF · at10 pF) or more. A blank can be obtained.
[0014]
According to the invention of claim 4, the above-mentioned object is a crystal oscillation circuit configured to obtain a signal of a predetermined frequency by driving a crystal resonator element in which an excitation electrode is formed on a crystal blank, The crystal blank is formed such that a length dimension Cd in the X direction is larger than a width dimension Cw in the Y direction , the length dimension Cd is about 1.8 mm to 2.2 mm, and the width dimension Cw is 1. .About 1 to 1.5 mm, the thickness dimension t in the Z direction is about 65 μm, the main vibration is an AT cut quartz crystal blank of 26 MHz band, and the main vibration and the sub vibration closest to the main vibration are This is achieved by a crystal oscillation circuit in which the frequency difference ΔS with respect to the third harmonic in the X direction is set in the range of 450 KHz to 590 KHz.
According to the configuration of claim 4, the frequency variable sensitivity CS of the oscillation circuit can be set to 17 ppm (/ pF · at10 pF) or more for the same reason as in the case of claim 1.
[0015]
Furthermore, according to the invention of claim 5, the above-mentioned object is a crystal resonator in which a crystal resonator element in which an excitation electrode is formed on a crystal blank is housed in a package, and the length of the crystal blank in the X direction is The dimension Cd is formed to be larger than the width dimension Cw in the Y direction , the length dimension Cd in the Z direction is about 1.8 mm to 2.2 mm, and the width dimension Cw is about 1.1 to 1.5 mm. The frequency of the main vibration and the third-order in-harmonic in the X direction, which is the sub-vibration closest to the main vibration, is an AT-cut quartz crystal blank having a thickness dimension t of about 65 μm and a main vibration of the 26 MHz band. This is achieved by a crystal resonator in which the difference ΔS is set in the range of 450 KHz to 590 KHz.
According to the configuration of claim 5, for the same reason as in the case of claim 1, the frequency variable sensitivity CS of the crystal resonator can be set to 17 ppm (/ pF · at10 pF) or more.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a crystal oscillator in which a crystal resonator element having an excitation electrode formed on a crystal blank and an integrated circuit connected to the crystal resonator element are housed in a package. The crystal blank is formed such that the length dimension Cd in the X direction is larger than the width dimension Cw in the Y direction , the length dimension Cd is about 1.8 mm to 2.2 mm, and the width dimension Cw is 1.1 to 1.5 mm, an AT-cut quartz blank having a thickness t of about 65 μm in the Z direction and a main vibration of a 26 MHz band, and the main vibration and the sub vibration closest to the main vibration. This is achieved by a crystal oscillator in which the frequency difference ΔS with respect to the third harmonic in the X direction is set in a range of 450 KHz to 590 KHz.
According to the configuration of claim 6, for the same reason as in the case of claim 1, the frequency variable sensitivity CS of the crystal oscillator can be set to 17 ppm (/ pF · at10 pF) or more.
[0017]
In addition, according to the present invention, the length dimension Cd in the X direction is formed to be larger than the width dimension Cw in the Y direction , and the length dimension Cd is 1.8 mm. Or about 2.2 mm, width Cw is about 1.1 to 1.5 mm, thickness dimension t in the Z direction is about 65 μm, and the main vibration is a 26 MHz band AT-cut quartz blank manufacturing method, A method for manufacturing a crystal blank in which end face processing in the X direction is performed so that the frequency difference ΔS with the third harmonic in the harmonic in the X direction, which is the sub vibration closest to the main vibration, is in the range of 450 KHz to 590 KHz Is achieved.
[0018]
Furthermore, the above-mentioned object is, according to the invention of claim 8, a mobile phone device using a crystal resonator or crystal oscillator in which a crystal resonator element having an excitation electrode formed on a crystal blank is accommodated in a package. The crystal blank is formed such that the length dimension Cd in the X direction is larger than the width dimension Cw in the Y direction , the length dimension Cd is about 1.8 mm to 2.2 mm, and the width dimension Cw is 1. .About 1 to 1.5 mm, the thickness dimension t in the Z direction is about 65 μm, the main vibration is an AT cut quartz crystal blank of 26 MHz band, and the main vibration and the sub vibration closest to the main vibration are The control clock is controlled by a crystal oscillator or crystal oscillator in which the frequency difference ΔS with respect to the third harmonic in the X direction is set in the range of 450 KHz to 590 KHz. And to obtain a signal, the portable telephone device is achieved.
[0019]
According to the invention of claim 9, the above object is an electronic device using a crystal resonator or a crystal oscillator in which a crystal resonator element in which an excitation electrode is formed on a crystal blank is housed in a package, The length Cd of the quartz blank in the X direction is formed to be larger than the width Cw in the Y direction , the length Cd is about 1.8 mm to 2.2 mm, and the width Cw is 1.1. Or about 1.5 mm, the thickness dimension t in the Z direction is about 65 μm, the main vibration is an AT-cut quartz blank of 26 MHz band, and the main vibration and the sub vibration closest to the main vibration are the X direction. A clock signal for control is obtained by a crystal oscillator or crystal oscillator in which the frequency difference ΔS with the third-order inharmonic is set in the range of 450 KHz to 590 KHz. And so, the electronic device is achieved.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration example of the crystal resonator according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view thereof.
In these drawings, the crystal resonator 20 is joined to the package 22 so as to seal the space portion 22a and the box-shaped package 22 in which the space portion 22a is formed as a container for storing the crystal vibrating piece 21. A plate-like lid 23 is provided.
The quartz crystal resonator element 21 has one end 21a connected and fixed on the electrode 24 disposed on the step provided integrally in the space 22a using the conductive adhesive 32, and the other end 21b. Is the free end.
Further, the package 22 and the lid body 23 are joined via a sealing material (brazing material) 25.
Here, as will be described later, the crystal vibrating piece 21 is an excitation electrode (described later) required for driving the crystal vibrating piece 21 on the surface of the crystal blank 10 which is an AT-cut crystal piece made of a rectangular quartz thin plate. An electrode (not shown) such as is formed.
[0021]
As the material of the package 22, for example, ceramic such as alumina is used. For example, the package 22 is formed by forming a box shape as shown in the figure using a green sheet or the like and then firing it. .
For the lid 23, a material close to the linear expansion coefficient of the package 22 is suitable, and the lid 23 is formed of a metal or ceramic such as alumina in a flat plate shape, for example. In the case of metal, for example, Kovar, 42 alloy, stainless steel (SUS) and the like are suitable.
[0022]
Here, the package 22 has a length L of 3.2 mm and a width W of 2.5 mm, for example. Alternatively, the length L and the width W are formed smaller than the above, and the height H of the package 22 is a small package set to be at least smaller than the width W.
The crystal blank constituting the crystal resonator element 21 is formed by cutting the crystal wafer as described with reference to FIG. 15 so that the main vibration is in the 26 MHz band, and is accommodated in the package 22. It is formed as a small one as will be described later.
[0023]
3 shows a sealing structure of a crystal oscillator 40 as another example of the crystal device.
In the figure, the same components as those of the crystal unit 20 described with reference to FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted, and differences will be mainly described.
In the figure, in the package 41 of the crystal oscillator 40, a second ceramic base 41b having a space inside is overlaid on a first ceramic base 41a, and a third ceramic base 41c having a space inside is further formed thereon. Overlaid. Thereby, compared with FIG. 2, a step portion is further provided below the internal space 12a to form another internal space 22a that is one step lower.
The length and width of the package 41 are the same as or smaller than the package 22 of FIGS. 1 and 2, and the height is larger than the package 22.
[0024]
Then, the integrated circuit 43 is mounted on the conductive pattern formed on the upper surface of the first ceramic base 41a, accommodated in the internal space 22a, and connected to the electrode portion 44. As a result, a predetermined drive voltage is applied to the crystal vibrating piece 21 to vibrate, and the output is input to the integrated circuit 43 to extract a signal having a predetermined frequency.
Thus, in the package 41, an oscillation circuit corresponding to the embodiment of the present invention that can apply a driving voltage to the crystal vibrating piece 21 and extract a signal having a predetermined vibration frequency is formed.
[0025]
Next, a crystal blank used for the crystal resonator element housed in each package of the crystal resonator 20 and the crystal oscillator 40 will be described.
FIG. 4 is a schematic perspective view of a crystal blank constituting the crystal resonator element according to the embodiment of the invention.
The quartz crystal blank 10 of FIG. 4 is basically a quartz crystal vibrating piece similar to that described in FIG. 16, and in particular, the length Cd that is the dimension in the X direction is the width Cw that is the dimension in the Z direction. For example, a material having a length Cd of about 1.8 mm to about 2.2 mm, a width Cw of about 1.1 to 1.5 mm, and a thickness t of about 65 μm can be used. An excitation electrode or the like is formed of a predetermined conductive metal on the surface of the crystal blank 10 to obtain the crystal vibrating piece 21.
[0026]
Further, the end portion in the X direction which is the longitudinal direction of the crystal blank 10, that is, the end surface of the side 11, is subjected to so-called convex processing by polishing the corner portion serving as the ridge line using an apparatus described later. As a result, as shown in FIG. 5, the area NA related to the main vibration of the crystal blank 10 is set to be a portion that is avoided from the peripheral area of the crystal blank 10.
This is also because, as shown in FIG. 5, the region involved in the main vibration, that is, the region NA that vibrates during the main vibration is avoided from the corners 11a and 11a at the end portions in the longitudinal direction. Will do. As described with reference to FIG. 1, the corner portions 11 a and 11 a are formed with respect to the electrodes in the package when mounted in the package to form a crystal resonator or the like using the crystal blank 10. It corresponds to a location to be fixed using a conductive adhesive or the like. Therefore, the increase in the CI value in the main vibration can be suppressed by avoiding the portion fixed in this way from the region related to the main vibration.
[0027]
On the other hand, FIG. 6 shows a vibration region related to the secondary vibration mode in the crystal blank 10, and the secondary vibration in FIG. 6 is divided into three along the X direction (longitudinal direction) of the crystal blank 10. This is a third-order thickness-slip in-harmonic vibration in the X direction that is caused by the regions XNA1, XNA2, and XNA3 being involved in vibration. In this case, when XNA2 has a positive charge, XNA1, XNA3 has a negative charge distribution.
There are a plurality of sub-vibration modes in the quartz blank 10, but in this embodiment, the sub-vibration mode closest to the main vibration is the third-order thickness-slip in-harmonic vibration in the X direction (hereinafter simply referred to as “ "Sub-vibration") is controlled as described later.
[0028]
FIG. 7 is a diagram in which a vibration frequency observed by applying a driving voltage to the crystal blank 10 is recorded, and is a diagram showing a relationship between the main vibration f0 and the sub vibration fs described above in the crystal blank 10. As shown in the figure, in the crystal blank 10, the main vibration f0 and the sub-vibration fs are respectively obtained by processing the end face in the X direction, which is the longitudinal direction of the crystal blank 10 described above (hereinafter referred to as “end face processing”). It changes as shown by Tf0 and Tfs. In this case, the changes Tf0 and Tfs due to the end face machining of the main vibration f0 and the sub vibration fs are not the same as each other. Therefore, by performing the end face machining, the frequency difference ΔS between the main vibration f0 and the sub vibration fs is obtained. Can be changed.
[0029]
Here, the graph of FIG. 8 represents the temperature characteristic of the resonance frequency of the crystal blank 10, and the resonance frequency of the crystal blank 10 changes as shown in the graph of FIG. 8 according to the change of the environmental temperature. A straight line L in FIG. 8 indicates spurious vibration. When the spurious vibration L approaches the main vibration f0 as shown in the figure in a specific temperature environment, the main vibration f0 and the spurious vibration L affect each other. The observed vibration frequency deviates from the ideal temperature characteristic. Therefore, by performing the end face processing described above, the secondary vibration fs corresponding to the spurious vibration of the straight line L is controlled, and the spurious vibration becomes the main vibration within the operating temperature range as shown by the arrow in FIG. It can be made unaffected.
[0030]
Next, a processing apparatus that performs end surface processing of the crystal blank 10 will be described.
9 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a barrel processing apparatus for performing end surface processing, FIG. 10 is a longitudinal cross-sectional view showing a part of the barrel processing apparatus of FIG. 9, and FIG. 11 is provided in the barrel processing apparatus. A single barrel is shown, (a) is a schematic perspective view, and (b) is a schematic longitudinal sectional view thereof. In FIG. 9, the barrel processing apparatus 50 includes an exterior drum 51 including a main rotation shaft 52, and the exterior drum 51 rotates in the direction of arrow A about the main rotation shaft 52.
[0031]
A plurality of drums 54 are housed in the housing portion of the exterior drum 51. In this case, a plurality of, for example, four drums 54 are arranged around the main rotating shaft 52 of the exterior drum 51 while maintaining an equal distance.
Each drum 54 rotates in the direction of arrow B while being held by the exterior drum 51. Further, as shown in FIG. 10, each drum 54 is a cylindrical body slightly longer in one direction, has a space inside, and accommodates a plurality of barrels 55.
The drum shaft 53 of the drum 54 is fixed so as to have an inclination of, for example, about 14 degrees with respect to the length direction of the drum body. For this reason, when the drum 54 is housed in the exterior drum 51 of FIG. 9, the drum shaft 53 is positioned parallel to the main rotation shaft 52 of the exterior drum 51, so that Is held in an inclined state.
[0032]
The barrel 55 accommodated in each drum 54 is held by a cylinder as shown in FIG. As shown in FIG. 11, the inside of the barrel 55 has a spherical curved surface 56 that mainly performs polishing and a flat surface 57 that mainly does not contribute to polishing. Inside the barrel 55, a quartz crystal blank 10 which is a work to be polished as an end face processing, and an abrasive 58 are accommodated and a polishing operation is performed.
[0033]
Next, a method for processing an end face using the barrel processing apparatus 50 will be schematically described.
First, the crystal blank 10 and the abrasive 58 are put in each barrel 55 of FIG. 11B and accommodated in the drum 54. And this drum is arrange | positioned in the exterior drum 51, as FIG. 9 shows. Next, when the exterior drum 51 is rotated in the direction of arrow A at a high speed, each drum 54 rotates around the main rotation shaft 52. Further, each drum 54 rotates around each drum shaft 53 as indicated by an arrow B.
[0034]
Thereby, in each barrel 55, the crystal blank 10 and the abrasive 58 are pressed against the inner surface of the barrel 55 by the action of centrifugal force. In this case, the quartz crystal blank 10 is chamfered by polishing the corners, which are eight ridge lines, with the abrasive 58 corresponding to the curvature of the spherical curved surface 56 of the barrel 55. Further, by reversing the rotation direction of the exterior drum 51, the surface of the crystal blank 10 to be polished is reversed, and uniform polishing is performed. Moreover, since each barrel 55 is supported in an inclined manner, the quartz crystal blank 10 is easily reversed inside, and a more uniform end surface processing can be performed.
[0035]
In this barrel processing apparatus 50, since the inner surface of the barrel 55 is a concave spherical curved surface 56, the ratio of processing the short sides 11 and 11 and the long sides 12 and 12 (see FIG. 4) of the crystal blank 10 is high. Since it is constant, based on the rectangular shape of the crystal blank 10, the processing rate of the short sides 11 and 11 which become the end surface in the longitudinal direction (X direction) increases.
Here, in order to obtain the operational effects of the present embodiment, the shapes of the curved surfaces ER and ER of the end surface as a result of processing the short sides 11 and 11 which are the end surfaces in the longitudinal direction of the crystal blank 10 of FIG. 4 are important. is there. As conditions for the curved surfaces ER and ER to be ideal curved surfaces (curvatures), the diameter of the barrel 55 is preferably about 25 mm to 35 mm, and in particular, the barrel 55 having a diameter of 30 mm is used. The best results were obtained when used.
[0036]
FIG. 12 shows the frequency difference ΔS between the main vibration f0 described in FIG. 7 and the sub-vibration fs closest to the main vibration by processing the end face of the crystal blank 10 of FIG. 4 by the barrel processing apparatus 50 of FIG. FIG. 12A is a graph with the horizontal axis, FIG. 12A shows the CI value on the vertical axis, and FIG. 12B shows the frequency variable sensitivity CS on the vertical axis. Note that the frequency variable sensitivity CS on the vertical axis in FIG. 12B indicates how many ppm (Parts) per 1 pF when the center value of the load capacitance CL is 10 pF (picofarad).
Per million) is displayed.
[0037]
As shown in FIG. 12A, the inventor processes the X-direction end face of the above-described quartz blank 10 with the barrel processing apparatus of FIG. 9, and the above ΔS is a region indicated by A1, that is, As shown in FIG. 12B, it has been found that a sufficient performance of the frequency variable sensitivity CS of 17 ppm (/ pF · at10 pF) or more can be obtained by keeping it in the range of 450 KHz to 590 KHz. That is, in this type of small crystal blank 10, the value of the frequency difference ΔS between the main vibration and the third-order inharmonic in the X direction that is the sub vibration closest to the main vibration, and the variable sensitivity of the frequency In the meantime, the correlation shown in FIG. 12B could be realized.
[0038]
As a result, it is possible to increase the variable sensitivity of the vibration frequency without increasing the CI value, while being small in size that can be accommodated in the package 22 having a width of 2.5 mm and a length of 3.2 mm or less. A CI value in the range of A1 is sufficiently acceptable for practical use.
For this reason, the crystal blank 10 of FIG. 4 is end-face processed with the barrel processing apparatus of FIG. 9, and the frequency difference ΔS between the main vibration f0 and the sub-vibration fs closest to the main vibration is set to 450 KHz or more and 590 KHz or less. For example, when such a crystal blank 10 is used in a mobile phone device (described later), it is possible to always correct a frequency shift with a communicating base station by voltage control.
[0039]
FIG. 13 is a graph showing the same relationship by enlarging the scale of FIG. 12. Specifically, FIG. 13A is an enlarged view of the horizontal axis of FIG. FIG. 12B is an enlarged view of the horizontal axis in FIG.
As shown in FIG. 13 (a), the frequency difference ΔS of the secondary vibration fs closest to the main vibration is 450 KHz or more and 590 KHz or less in the quartz blank 10 by the above method, and the frequency difference ΔS is 550 KHz. Or you may process so that it may enter into the range A2 of 590 KHz. By doing so, the CI value does not fluctuate while keeping constant as shown in the figure with respect to the fluctuation of ΔS while maintaining the frequency variable sensitivity CS at 17 ppm (/ pF · at10 pF) or more.
For this reason, the crystal blank 10 with more stable performance can be obtained.
[0040]
Further, as shown in FIG. 13B, the frequency difference ΔS of the secondary vibration fs closest to the main vibration of the quartz blank 10 is in the range of 450 KHz to 590 KHz and 450 KHz to 540 KHz by the above-described method. You may process so that it may enter into the area | region of A3. Thereby, the further excellent performance that the frequency variable sensitivity CS of the crystal blank 10 is 18 ppm (/ pF · at10 pF) or more can be obtained.
Moreover, the frequency variable sensitivity CS is substantially constant in the range of the region A3. Therefore, the range in which the frequency variable sensitivity CS exceeds 18 ppm is wide, and the value of ΔS can be selected by easily avoiding the point that causes harmful resonance with the spurious vibration described in FIG. Thereby, the quartz crystal blank 10 having a large frequency variable sensitivity CS can be obtained without being affected by spurious.
[0041]
FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of a digital mobile phone device 300 as an example of an electronic apparatus using the crystal resonator or the like according to the above-described embodiment of the present invention.
In the figure, a microphone 308 for receiving the voice of the sender and a speaker 309 for outputting the received content as a voice output are provided, and further, an integrated circuit or the like as a control unit connected to the modulation and demodulation unit of the transmission / reception signal. A controller 301 is provided.
In addition to modulation and demodulation of transmission / reception signals, the controller 301 controls an information input / output unit 302 including an LCD as an image display unit, an operation key for inputting information, an information storage unit 303 including a RAM, a ROM, and the like. Is supposed to do.
[0042]
The controller 301 is further connected to a reference frequency generation circuit 305. The reference frequency generation circuit 305 includes a voltage-capacitance conversion circuit 21 and a crystal resonator 20 connected to the voltage-capacitance conversion circuit 21. As the crystal resonator 20, for example, a crystal device using the above-described crystal blank 10 is used.
The voltage-capacitance conversion circuit 21 is for correcting a frequency shift with the base station with which the digital cellular phone device 300 communicates by voltage control. Thus, when the basic clock from the controller 301 is input, the voltage is converted and input to the crystal unit 20. The crystal unit 20 supplies a correct basic clock to the transmission unit 307 and the reception unit 306 based on the frequency variable sensitivity CS.
[0043]
In this way, by using the crystal device according to the above-described embodiment for an electronic device such as the mobile phone device 300 including the control unit, the frequency variable sensitivity can be maintained while maintaining the increase in the CI value within the practical range. By using the crystal resonator 20 with improved CS, the frequency deviation from the communicating base station can always be corrected by voltage control.
[0044]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, various types of barrel processing apparatuses can be used in addition to those described in the embodiment. In addition, each configuration of each embodiment can be appropriately combined or omitted, and can be combined with other configurations not shown.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the variable sensitivity of the vibration frequency can be increased without increasing the CI value while being small in size that can be accommodated in a package having a width of 2.5 mm and a length of 3.2 mm or less. It is possible to provide a crystal blank and a manufacturing method thereof, and a crystal resonator, a crystal oscillator, a crystal oscillation circuit, a mobile phone device, and an electronic device using the crystal blank.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of a crystal resonator of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the quartz crystal vibrating piece of FIG.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an embodiment of the crystal oscillator of the present invention.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing an embodiment of a crystal blank of the present invention.
5 is a schematic plan view of the crystal blank of FIG. 4. FIG.
6 is a schematic explanatory view showing a region related to the secondary vibration of the crystal blank of FIG.
7 is a graph showing a relationship between main vibration and sub vibration of the crystal blank of FIG. 4;
FIG. 8 is an explanatory diagram showing how the frequency of spurious vibration is controlled in the temperature characteristic diagram of main vibration and spurious vibration in the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a barrel processing apparatus for processing an end face of a crystal blank.
10 is a longitudinal sectional view showing a part of the barrel processing apparatus of FIG. 9;
11 is a schematic perspective view showing a single barrel provided in the barrel processing apparatus of FIG. 9;
FIG. 12 is a diagram showing the correlation between the frequency difference ΔS between the main vibration f0 and the sub vibration fs of the quartz crystal blank according to the embodiment of the present invention and each characteristic, and (a) shows the relationship between the frequency difference ΔS and the CI value. FIG. 5B is a graph showing the relationship between the frequency difference ΔS and the frequency variable sensitivity CS.
13 is a diagram showing the correlation between the frequency difference ΔS between the main vibration f0 and the sub vibration fs of the quartz crystal blank according to the embodiment of the present invention and each characteristic, and is a diagram showing the scale changed from FIG. a) shows the relationship between the frequency difference ΔS and the CI value, and (b) is a graph showing the relationship between the frequency difference ΔS and the frequency variable sensitivity CS.
FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of a digital mobile phone device as an example of an electronic apparatus using a crystal resonator or a crystal oscillator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining a method of forming an AT cut crystal blank from a crystal wafer.
16 is a schematic perspective view of an AT cut quartz crystal blank formed by the method of FIG.
FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining how the characteristics of the crystal blank change according to the method for processing the crystal blank of FIG. 15;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Crystal blank, 11 ... Short side, 12 ... Long side, 20 ... Crystal resonator, 21 ... Crystal vibrating piece, 22, 41 ... Package, 40 ... Crystal Oscillator, 50 ... barrel processing device, 51 ... exterior drum, 54 ... drum, 55 ... barrel, NA ... area involved in main vibration, XNA1, XNA2, XNA3 ... sub vibration The area involved in.

Claims

主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクであって、
該水晶ブランクのＸ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、Ｚ方向に関する厚み寸法ｔが６５μｍ程度とされており、
かつ前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定した
ことを特徴とする、水晶ブランク。The main vibration is an AT cut crystal blank of 26 MHz band,
The crystal blank is formed such that the length dimension Cd in the X direction is larger than the width dimension Cw in the Y direction , the length dimension Cd is about 1.8 mm to 2.2 mm, and the width dimension Cw is 1. About 1 to 1.5 mm, and the thickness dimension t in the Z direction is about 65 μm,
A frequency difference ΔS between the main vibration and the third-order inharmonic in the X direction, which is a sub-vibration closest to the main vibration, is set in a range of 450 KHz to 590 KHz.

前記周波数差ΔＳを、５５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定したことを特徴とする、請求項１に記載の水晶ブランク。 The crystal blank according to claim 1, wherein the frequency difference ΔS is set in a range of 550 KHz to 590 KHz.

前記周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５４０ＫＨｚの範囲に設定したことを特徴とする、請求項１に記載の水晶ブランク。 The crystal blank according to claim 1, wherein the frequency difference ΔS is set in a range of 450 KHz to 540 KHz.

水晶ブランクに励振電極を形成した水晶振動片を駆動することにより、所定の周波数の信号を得るようにした水晶発振回路であって、
前記水晶ブランクの
Ｘ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、Ｚ方向に関する厚み寸法ｔが６５μｍ程度、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクであり、
かつ、前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定したことを特徴とする、水晶発振回路。A crystal oscillation circuit configured to obtain a signal of a predetermined frequency by driving a crystal vibrating piece in which an excitation electrode is formed on a crystal blank,
Of the crystal blank
The length dimension Cd in the X direction is formed to be larger than the width dimension Cw in the Y direction , the length dimension Cd is about 1.8 mm to 2.2 mm, and the width dimension Cw is 1.1 to 1.mm. An AT-cut quartz blank of about 5 mm, a thickness dimension t in the Z direction of about 65 μm, and a main vibration of a 26 MHz band,
A crystal oscillation circuit characterized in that a frequency difference ΔS between the main vibration and the third-order inharmonic in the X direction, which is a sub-vibration closest to the main vibration, is set in a range of 450 KHz to 590 KHz. .

水晶ブランクに励振電極を形成した水晶振動片をパッケージ内に収容した水晶振動子であって、
前記水晶ブランクの
Ｘ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、Ｚ方向に関する長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、厚み寸法ｔが６５μｍ程度、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクであり、
かつ、前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定したことを特徴とする、水晶振動子。A crystal resonator in which a crystal vibrating piece in which an excitation electrode is formed on a crystal blank is housed in a package,
Of the crystal blank
The length dimension Cd in the X direction is formed to be larger than the width dimension Cw in the Y direction , the length dimension Cd in the Z direction is about 1.8 mm to 2.2 mm, and the width dimension Cw is 1.1. Thru 1.5 mm, a thickness t is about 65 μm, and the main vibration is an AT cut crystal blank of 26 MHz band,
The frequency difference ΔS between the main vibration and the third-order inharmonic in the X direction, which is the sub-vibration closest to the main vibration, is set in a range of 450 KHz to 590 KHz. .

水晶ブランクに励振電極を形成した水晶振動片と、この水晶振動片に接続される集積回路とをパッケージ内に収容した水晶発振器であって、
前記水晶ブランクの
Ｘ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、Ｚ方向に関する厚み寸法ｔが６５μｍ程度、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクであり、
かつ、前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定したことを特徴とする、水晶発振器。A crystal oscillator in which an excitation electrode is formed on a crystal blank and an integrated circuit connected to the crystal oscillator is housed in a package.
Of the crystal blank
The length dimension Cd in the X direction is formed to be larger than the width dimension Cw in the Y direction , the length dimension Cd is about 1.8 mm to 2.2 mm, and the width dimension Cw is 1.1 to 1.mm. An AT-cut quartz blank of about 5 mm, a thickness dimension t in the Z direction of about 65 μm, and a main vibration of a 26 MHz band,
The crystal oscillator is characterized in that the frequency difference ΔS between the main vibration and the third harmonic in the X direction, which is the sub-vibration closest to the main vibration, is set in a range of 450 KHz to 590 KHz.

Ｘ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、Ｚ方向に関する厚み寸法ｔが６５μｍ程度、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクの製造方法であって、
前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲になるように、前記Ｘ方向の端面加工を行う
ことを特徴とする、水晶ブランクの製造方法。 The length dimension Cd in the X direction is formed to be larger than the width dimension Cw in the Y direction , the length dimension Cd is about 1.8 mm to 2.2 mm, and the width dimension Cw is 1.1 to 1.mm. A manufacturing method of an AT-cut quartz crystal blank of about 5 mm, a thickness dimension t in the Z direction of about 65 μm, and a main vibration of a 26 MHz band,
The end surface processing in the X direction is performed so that the frequency difference ΔS between the main vibration and the third-order inharmonic in the X direction, which is the sub-vibration closest to the main vibration, is in the range of 450 KHz to 590 KHz. A method for producing a crystal blank, characterized in that

水晶ブランクに励振電極を形成した水晶振動片を、パッケージ内に収容した水晶振動子または水晶発振器を利用した携帯電話装置であって、
前記水晶ブランクの
Ｘ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、Ｚ方向に関する厚み寸法ｔが６５μｍ程度、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクであり、
かつ、前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定した水晶振動子または水晶発振器により、制御用のクロック信号を得るようにした
ことを特徴とする、携帯電話装置。A mobile phone device using a crystal resonator or crystal oscillator in which a crystal resonator element having an excitation electrode formed on a crystal blank is housed in a package,
Of the crystal blank
The length dimension Cd in the X direction is formed to be larger than the width dimension Cw in the Y direction , the length dimension Cd is about 1.8 mm to 2.2 mm, and the width dimension Cw is 1.1 to 1.mm. An AT-cut quartz blank of about 5 mm, a thickness dimension t in the Z direction of about 65 μm, and a main vibration of a 26 MHz band,
The frequency difference ΔS between the main vibration and the third-order inharmonic in the X direction, which is the sub-vibration closest to the main vibration, is controlled by a crystal resonator or a crystal oscillator set in a range of 450 KHz to 590 KHz. A cellular phone device characterized in that a clock signal for use is obtained.

水晶ブランクに励振電極を形成した水晶振動片を、パッケージ内に収容した水晶振動子または水晶発振器を利用した電子機器であって、
前記水晶ブランクの
Ｘ方向に関する長さ寸法Ｃｄが、Ｙ方向に関する幅寸法Ｃｗよりも大きくなるように形成されており、長さ寸法Ｃｄが１．８ｍｍないし２．２ｍｍ程度、幅寸法Ｃｗが１．１ないし１．５ｍｍ程度、Ｚ方向に関する厚み寸法ｔが６５μｍ程度、主振動が２６ＭＨｚ帯のＡＴカット水晶ブランクであり、
かつ、前記主振動と、この主振動に最も近接した副振動である前記Ｘ方向３次のインハーモニックとの周波数差ΔＳを、４５０ＫＨｚないし５９０ＫＨｚの範囲に設定した水晶振動子または水晶発振器により、制御用のクロック信号を得るようにした
ことを特徴とする、電子機器。An electronic device using a crystal resonator or crystal oscillator in which a crystal resonator element having an excitation electrode formed on a crystal blank is housed in a package,
Of the crystal blank
The length dimension Cd in the X direction is formed to be larger than the width dimension Cw in the Y direction , the length dimension Cd is about 1.8 mm to 2.2 mm, and the width dimension Cw is 1.1 to 1.mm. An AT-cut quartz blank of about 5 mm, a thickness dimension t in the Z direction of about 65 μm, and a main vibration of a 26 MHz band,
The frequency difference ΔS between the main vibration and the third-order inharmonic in the X direction, which is the sub-vibration closest to the main vibration, is controlled by a crystal resonator or a crystal oscillator set in a range of 450 KHz to 590 KHz. An electronic device characterized in that a clock signal for use is obtained.