JP4697196B2 - 水晶ユニットと水晶発振器の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の水晶ユニットの製造方法の第2の態様は、前記音叉形屈曲水晶振動子の周波数を少なくとも2回別々の工程で調整し、その1回目の周波数調整は前記2電極端子の電極を形成した後に、かつ、前記音叉形屈曲水晶振動子を収納するケース内に収納する前になされ、その2回目の周波数調整は前記音叉形屈曲水晶振動子を収納するケース内に収納した後になされる第1の態様に記載の水晶ユニットの製造方法である。
本発明の水晶発振器の製造方法の第1の態様は、第1の態様〜第3の態様のいずれか1つの態様に記載の水晶ユニットの製造方法と、増幅器と抵抗とコンデンサーとを備える工程とを備えている水晶発振器の製造方法である。
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。
また、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1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ソト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、更に、増幅回路の基本波モード振動の負性抵抗の絶対値|−RL1|と基本波モード振動の等価直列抵抗R1との比が増幅回路の高調波モード振動の負性抵抗の絶対値|−RLn|と高調波モード振動の等価直列抵抗Rnとの比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、音叉形状の屈曲水晶振動子を具えて構成された水晶発振器の出力信号が基本波モード振動の周波数で、消費電流の少ない、かつ、高い周波数安定性を有する水晶発振器が得られる。
(2)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信号として得られると共に、消費電流の少ない、高い時間精度を有する水晶発振器が実現できる。
(3)音叉形状と溝をフォ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枚の水晶ウェ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が実現できる。
9 帰還回路
V1 入力電圧
V2 出力電圧
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 (4)
- 音叉腕と音叉基部とを備えて構成され、屈曲モードで振動する音叉形状の音叉形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、
うに、音叉形状と溝と電極の寸法を決定する工程と、
研磨加工あるいはポリッシュ加工された水晶ウエハの上下面の各面に金属膜をスパッタリング法又は蒸着法により形成する工程と、
前記金属膜の上にレジストを塗布する工程と、
前記レジストと前記金属膜が少なくとも第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残して除去された後に、化学的エッチング法により第1水晶音叉腕と第2水晶音叉腕と水晶音叉基部とを備えた水晶音叉形状を形成する工程と、
前記第1水晶音叉腕と前記第2水晶音叉腕の各水晶音叉腕の上面と下面の各々に、又は前記第1水晶音叉腕と前記第2水晶音叉腕の各水晶音叉腕の上面と下面の各々と前記水晶音叉基部に溝を形成する工程と、
前記各水晶音叉腕に電極となる金属膜とレジストを塗布する工程と、
2電極端子の電極を形成するために、前記第1水晶音叉腕の側面の電極と前記第2水晶音叉腕の溝の電極が接続された一方の電極端子である電極を形成し、かつ、前記第1水晶音叉腕の溝の電極と前記第2水晶音叉腕の側面の電極が接続された他方の電極端子である電極を形成する工程と、
前記各水晶音叉腕に前記溝と前記2電極端子の電極を有する前記水晶音叉形状の音叉形屈曲水晶振動子を収納するケース内に収納する工程と、
収納された前記音叉形屈曲水晶振動子の周波数を調整する工程と、を備えていることを特徴とする水晶ユニットの製造方法。 - 前記音叉形屈曲水晶振動子の周波数を少なくとも2回別々の工程で調整し、その1回目の周波数調整は前記2電極端子の電極を形成した後に、かつ、前記音叉形屈曲水晶振動子を収納するケース内に収納する前になされ、その2回目の周波数調整は前記音叉形屈曲水晶振動子を収納するケース内に収納した後になされることを特徴とする請求項1に記載の水晶ユニットの製造方法。
- 水晶ウエハに形成された前記音叉形屈曲水晶振動子は10kHz〜200kHzの範囲内にある規準周波数を有し、前記1回目の周波数調整は水晶ウエハの状態で行われ、かつ、前記基準周波数に対して、周波数偏差が−9000PPM〜+5000PPMの範囲内にあるように周波数調整がなされ、前記2回目の周波数調整では前記基準周波数に対して、周波数偏差が−100PPM〜+100PPMの範囲内にあるように周波数調整がなされることを特徴とする請求項2に記載の水晶ユニットの製造方法。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の水晶ユニットの製造方法と、増幅器と抵抗とコンデンサーとを備える工程とを備えていることを特徴とする水晶発振器の製造方法。
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JP2003273700A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-09-26 | Piedekku Gijutsu Kenkyusho:Kk | 水晶発振器と水晶発振器の製造方法 |
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