JP4697190B2 - 水晶振動子と水晶ユニットの各製造方法 - Google Patents
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Description
うに構成される。又、溝幅W2はW2≧W1,W3を満足する条件で構成される。更に具体的に述べると、本実施例では、溝幅W2と音叉腕幅Wとの比(W2/W)が0.35より大きく、1より小さくなるように、好ましくは、0.35〜0.95で、溝の厚みt1と音叉腕の厚みt又は音叉腕と音叉基部の厚みtとの比(t1/t)が0.79より小さくなるように、好ましくは、0.01〜0.79となるように溝が音叉腕に形成されている。このように形成することにより、音叉腕の中立線41と42を基点とする慣性モーメントが大きくなる。即ち、電気機械変換効率が良くなるので、等価直列抵抗R1の小さい、Q値の高い、しかも、容量比の小さい音叉形状の屈曲水晶振動子を得る事ができる。
た、切り欠き部53,54も振動子の固定による振動部のエネルギー損失を小さくすることができる。図6で示されている音叉腕の腕幅W、部分幅W1、W3、溝幅W2と間隔W4及び溝の長さl1と音叉振動子の全長lとの関係は図5で述べられているので、ここでは省略する。
(1)音叉腕または音叉腕と音叉基部に複数個の溝を設け、且つ、それらの側面に極性の異なる電極が配置されているので、電界が垂直に働く。その結果、電気機械変換効率が良くなるので、等価直列抵抗R1が小さく、品質係数Q値の高い音叉形状の屈曲水晶振動子を具えた水晶ユニットと水晶発振器が得られる。
(2)音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動のフイガーオブメリットM1が高調波モード振動のフイガーオブメリットMnり大きい振動子を具えて水晶発振器は構成され、更に、増幅回路の基本波モード振動の増幅率α1と高調波モード振動の増幅率αnとの比が帰還回路の高調波モード振動の帰還率βnと基本波モード振動の帰還率β1との比より大きく、かつ、基本波モード振動の増幅率α1と基本波モード振動の帰還率β1の積が1より大きくなるように水晶発振器は構成されているので、負荷容量が小さくても、水晶発振器の出力信号は、基本波モード振動の周波数が出力として得られると共に、消費電流の少ない水晶発振器が実現できる。
(3)音叉形状と溝をフオトリソグラフィ法と化学的エッチング法によって形成でき、量産性に優れ、更に1枚の水晶ウエハ上に多数個の振動子を一度にバッチ処理にて形成できるので、安価な水晶振動子が得られる。と同時に、それを具えた安価な水晶ユニットと水晶発振器が実現できる。
(4)基本波モード振動のフイガーオブメリットM1が高調波モード振動のフイガーオブメリットMnより大きい振動子を具えて水晶発振器は構成されるので、出力信号が基本波モード振動の周波数が得られると共に、高い周波数安定性を有する水晶発振器が実現できる。即ち、高い時間精度を有する水晶発振器を得る事ができる。
9 帰還回路
V1 入力電圧
V2 出力電圧
20,26,46,47 音叉腕
W2 溝幅
W 音叉腕の腕幅
W1,W3 音叉腕の部分幅
W4 音叉腕の間隔
W7 音叉腕の中立線を含む部分幅
l1 溝の長さ
l2 音叉基部の長さ
l 音叉形状の屈曲水晶振動子の全長
t 音叉腕又は音叉腕と音叉基部の厚み
t1 溝の厚み
Claims (2)
- 水晶振動子と、その水晶振動子を収納するケースと、そのケースをカバーする蓋とを備えて構成される水晶ユニットの製造方法で、前記水晶振動子は、音叉基部とその音叉基部に接続された第1音叉腕と第2音叉腕とを備えて構成され、第1音叉腕と第2音叉腕の各々は、上面とそれに対抗する下面と側面とを有し、第1音叉腕と第2音叉腕の各々の上下面に溝が形成され、逆相の屈曲モードで振動する音叉型屈曲水晶振動子で、その音叉型屈曲水晶振動子を備えて構成される水晶ユニットの製造方法であって、
うに、音叉形状と溝と電極の寸法を決定する工程を備えていて、第1音叉腕と第2音叉腕の各々の上下面に形成された溝は、第1音叉腕と第2音叉腕が形成された後に形成され、その溝を形成した後に、第1音叉腕の上下面の溝に配置された第1電極と第2音叉腕の上下面の溝に配置された第1電極との極性が異なるように第1電極が配置され、かつ、前記溝の第1電極と対抗して配置された音叉腕の側面の第2電極とは極性が異なる2電極端子を構成し、前記2電極端子の内、1電極端子は第1音叉腕の上下面の溝に配置された第1電極と第2音叉腕の側面に配置された第2電極から構成され、かつ、上下面の溝に配置された第1電極と側面に配置された第2電極とが接続され、他の1電極端子は第1音叉腕の側面に配置された第2電極と第2音叉腕の上下面の溝に配置された第1電極から構成されかつ、側面に配置された第2電極と上下面の溝に配置された第1電極とが接続され、その後に、音叉型屈曲水晶振動子を収納するケース内に収納した後に、音叉型屈曲水晶振動子の周波数が調整され、音叉型屈曲水晶振動子の周波数を調整した後に、ケースと蓋が接合され、かつ、前記音叉型屈曲水晶振動子はその音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の並列容量に依存しない機械的直列共振周波数と並列容量に依存する直列共振周波数の周波数差が、2次高調波モード振動の並列容量に依存しない機械的直列共振周波数と並列容量に依存する直列共振周波数の周波数差より小さく、かつ、前記基本波モード振動のフイガーオブメリットM1が、前記2次高調波モード振動のフイガーオブメリットM2より大きいことを特徴とする水晶ユニットの製造方法。 - 音叉基部とその音叉基部に接続された第1音叉腕と第2音叉腕とを備えて構成され、第1音叉腕と第2音叉腕の各々は、上面とそれに対抗する下面と側面とを有し、 第1音叉腕と第2音叉腕の各々の上下面に溝が形成され、逆相の屈曲モードで振動する音叉型屈曲水晶振動子の製造方法で、
うに、音叉形状と溝と電極の寸法を決定する工程と、第1音叉腕と第2音叉腕と音叉基部とを備えた音叉形状を形成する工程と、第1音叉腕と第2音叉腕の各々の上下面に溝を形成する工程と、を備え、前記音叉形状と前記溝を形成した後に、第1音叉腕の上下面の溝に配置された第1電極と第2音叉腕の上下面の溝に配置された第1電極との極性が異なるように第1電極が配置され、前記溝の第1電極と対抗して配置された音叉腕の側面の第2電極とは極性が異なる2電極端子を構成し、前記2電極端子の内、1電極端子は第1音叉腕の上下面の溝に配置された第1電極と第2音叉腕の側面に配置された第2電極から構成され、かつ、上下面の溝に配置された第1電極と側面に配置された第2電極とが接続され、他の1電極端子は第1音叉腕の側面に配置された第2電極と第2音叉腕の上下面の溝に配置された第1電極から構成され、かつ、側面に配置された第2電極と上下面の溝に配置された第1電極とが接続され、前記音叉型屈曲水晶振動子はその音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の並列容量に依存しない機械的直列共振周波数と並列容量に依存する直列共振周波数の周波数差が、2次高調波モード振動の並列容量に依存しない機械的直列共振周波数と並列容量に依存する直列共振周波数の周波数差より小さく、かつ、前記基本波モ
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