JPS6048925B2 - 音叉型水晶振動子の支持構造 - Google Patents
音叉型水晶振動子の支持構造Info
- Publication number
- JPS6048925B2 JPS6048925B2 JP466182A JP466182A JPS6048925B2 JP S6048925 B2 JPS6048925 B2 JP S6048925B2 JP 466182 A JP466182 A JP 466182A JP 466182 A JP466182 A JP 466182A JP S6048925 B2 JPS6048925 B2 JP S6048925B2
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- Japan
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- vibrator
- resonator
- tuning fork
- crystal resonator
- crystal
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/0504—Holders; Supports for bulk acoustic wave devices
- H03H9/0514—Holders; Supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps
- H03H9/0519—Holders; Supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps for cantilever
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は音叉型水晶振動子の固定、支持構造に関する。
本発明の目的は前記振動子の単純な支持構造を提出する
ことである。近年、水晶振動子の小型化がすすみ、これ
ら振動子を時間標準として用いた水晶時計が数多く発表
されるようになつた。
ことである。近年、水晶振動子の小型化がすすみ、これ
ら振動子を時間標準として用いた水晶時計が数多く発表
されるようになつた。
このような用途の振動子に対して求められる条件は、高
精度にして小型、安価であるということである。この目
的に沿つて開発された薄い音叉型圧電振動子は、従来の
機械的な方法ではなく、写真技術と化学腐食技術を用い
て作られるので、大量生産に適しているなど多くの長所
を持つている。以下、このようにして開発された2種類
の音叉型水晶振動子およびその従来例としての固定、結
線方法について詳述する。
精度にして小型、安価であるということである。この目
的に沿つて開発された薄い音叉型圧電振動子は、従来の
機械的な方法ではなく、写真技術と化学腐食技術を用い
て作られるので、大量生産に適しているなど多くの長所
を持つている。以下、このようにして開発された2種類
の音叉型水晶振動子およびその従来例としての固定、結
線方法について詳述する。
第1図に示すのは第1の従来例であり、振動子1は厚さ
数10ミクロンNTカット水晶板より前述の写真−化学
腐食法によつて抜きとられる。
数10ミクロンNTカット水晶板より前述の写真−化学
腐食法によつて抜きとられる。
図の2、3は振動子に電界を加えるための電極を示す。
電極2、3はワイヤー4、5をボンディングすることに
よつて端子6、7に接続される。振動子1の裏面の電極
9の形状は第2図に示される。振動子1は裏面電極の一
部、第2図の10で示される部分によつて電極端子を兼
ねた固定台8に装着される。その際、接着剤には合金ハ
ンダ等導電性のものが用いられる。第3図は振動子1の
抜き取られる方向を示す図であり、X軸、Y軸、Z軸は
水晶の結晶軸であフる。
電極2、3はワイヤー4、5をボンディングすることに
よつて端子6、7に接続される。振動子1の裏面の電極
9の形状は第2図に示される。振動子1は裏面電極の一
部、第2図の10で示される部分によつて電極端子を兼
ねた固定台8に装着される。その際、接着剤には合金ハ
ンダ等導電性のものが用いられる。第3図は振動子1の
抜き取られる方向を示す図であり、X軸、Y軸、Z軸は
水晶の結晶軸であフる。
図のαは最初の回転角を、βは2度目の回転角を示し、
それぞれOc−■)〜100、550〜700の範囲内
にとられる。電極2、3、9により第4図に示すように
電界が加えられると振動子1は音叉振動を始める。図で
は簡単にするために角αを零に5してある。上記の振動
子は非常に小型のものが容易に大量生産できるのである
が、第4図に示されたとおり、振動子の駆動に役立つの
は電界11,12の内のX軸方向の成分13,14だけ
であるので角βが大きくなると動インピーダンスはCO
s゜βに反比例して大きくなる。
それぞれOc−■)〜100、550〜700の範囲内
にとられる。電極2、3、9により第4図に示すように
電界が加えられると振動子1は音叉振動を始める。図で
は簡単にするために角αを零に5してある。上記の振動
子は非常に小型のものが容易に大量生産できるのである
が、第4図に示されたとおり、振動子の駆動に役立つの
は電界11,12の内のX軸方向の成分13,14だけ
であるので角βが大きくなると動インピーダンスはCO
s゜βに反比例して大きくなる。
また、周波数一温度特性の 門零温度係数が得られる温
度は角βが大きいほど高く、βは75゜で20℃となり
、そのとき動インピーダンスはIMΩ以上になる。従つ
て腕時計用の水晶振動子として必要な零温度係数の得ら
れる温度が25℃前後という条件を満すためには角βを
75゜よりさらに大きくしなければならず、この時動イ
ンピーダンスは数ルMΩとなり、上記の音叉型水晶振動
子は腕時計に用いることは困難になる。第5図は第2の
従来例であり、電極形状を変えることによつて上記第1
の欠点をなくした厚さ200ミクロンを超えない薄い音
叉型水晶振動子の概観図てある。第6図は第5図の振動
子の裏側からの概観図である。
度は角βが大きいほど高く、βは75゜で20℃となり
、そのとき動インピーダンスはIMΩ以上になる。従つ
て腕時計用の水晶振動子として必要な零温度係数の得ら
れる温度が25℃前後という条件を満すためには角βを
75゜よりさらに大きくしなければならず、この時動イ
ンピーダンスは数ルMΩとなり、上記の音叉型水晶振動
子は腕時計に用いることは困難になる。第5図は第2の
従来例であり、電極形状を変えることによつて上記第1
の欠点をなくした厚さ200ミクロンを超えない薄い音
叉型水晶振動子の概観図てある。第6図は第5図の振動
子の裏側からの概観図である。
振動子15は第7図に示された水晶板から写真−化学腐
食法を用いて抜きとられる。図の角Tはz板(X軸とY
軸を含む水晶板)をX軸中心に0゜〜10゜回転の範囲
内にとられる。第5図の16,17、第6図の25,2
6はそれぞれ振動子に電界を加えるための励振電極であ
る。第8図はこの振動子の電極の配置を示す図であ二る
。
食法を用いて抜きとられる。図の角Tはz板(X軸とY
軸を含む水晶板)をX軸中心に0゜〜10゜回転の範囲
内にとられる。第5図の16,17、第6図の25,2
6はそれぞれ振動子に電界を加えるための励振電極であ
る。第8図はこの振動子の電極の配置を示す図であ二る
。
電界は図の中の矢印で示されるようにx軸に平行に加え
られるため、第5図の改良された音叉型水晶振動子の動
インピーダンスは約50KΩで第1図の振動子と比較し
て非常に小さく、周波数一温度特性の零温度係数の得ら
れる温度は角Tを変3えることによつて動インピーダン
スを変化させずに20℃〜40℃の範囲に自由に変化さ
せることができる。この振動子は性能が良く、非常に小
型であるのて腕時計用の水晶振動子として適している。
さて、第5図および第6図にはまた、このよう3な電界
をかけるために行なわれている従来からの結線方法も描
かれている。両面に励振電極を備えた振動子15は裏面
電極25,26の一部、27,28によつて絶縁性物質
からなる固定台24の上面に蒸着、焼結等によつて振動
子の固着電極4’部27,28に合わせてつくられた金
属膜18,19に接着され、電極16,25および電極
17,26はワイヤー20,21をボンディングするこ
とにより、電極端子22,23にそれぞれ接続される。
しかしながら、上記の方法によれば、特別に作られた固
定台が必要であるから、低価格化および小型化の上で大
きな障害となつた。
られるため、第5図の改良された音叉型水晶振動子の動
インピーダンスは約50KΩで第1図の振動子と比較し
て非常に小さく、周波数一温度特性の零温度係数の得ら
れる温度は角Tを変3えることによつて動インピーダン
スを変化させずに20℃〜40℃の範囲に自由に変化さ
せることができる。この振動子は性能が良く、非常に小
型であるのて腕時計用の水晶振動子として適している。
さて、第5図および第6図にはまた、このよう3な電界
をかけるために行なわれている従来からの結線方法も描
かれている。両面に励振電極を備えた振動子15は裏面
電極25,26の一部、27,28によつて絶縁性物質
からなる固定台24の上面に蒸着、焼結等によつて振動
子の固着電極4’部27,28に合わせてつくられた金
属膜18,19に接着され、電極16,25および電極
17,26はワイヤー20,21をボンディングするこ
とにより、電極端子22,23にそれぞれ接続される。
しかしながら、上記の方法によれば、特別に作られた固
定台が必要であるから、低価格化および小型化の上で大
きな障害となつた。
またボンデイ,ング工程が必要であり、これも合理化の
さまたげとなつていた。本発明は、以下に説明するよう
に、ケース内外を貫通するリードピンの一端に水晶振動
子を直接固定することによつて前記欠点を解決しようと
すつるものである。
さまたげとなつていた。本発明は、以下に説明するよう
に、ケース内外を貫通するリードピンの一端に水晶振動
子を直接固定することによつて前記欠点を解決しようと
すつるものである。
第9図は本発明の第1の実施例てあり、水晶振動子27
には2つの孔28と29があけられている。
には2つの孔28と29があけられている。
ハーメチックシール30を介してケース内に突出するピ
ン31と32は前記孔28と29に挿門人され、合金ハ
ンダ等の接着剤を用いて振動子27の固定電極部33と
34に固着されるとともに導電がとられる。第1?図は
第2の実施例であり、第1の実施例と違う点は、振動子
40には孔ではなく、半円形の切欠き41,42が設け
られていることである。
ン31と32は前記孔28と29に挿門人され、合金ハ
ンダ等の接着剤を用いて振動子27の固定電極部33と
34に固着されるとともに導電がとられる。第1?図は
第2の実施例であり、第1の実施例と違う点は、振動子
40には孔ではなく、半円形の切欠き41,42が設け
られていることである。
ピン43,44がこの切欠きに挿入される点は前と同じ
である。次に側面図を用いて改良された実施例を説明し
よう。
である。次に側面図を用いて改良された実施例を説明し
よう。
第11図は第9図の例を横から見たもので、ピン32と
振動子27は上下両面からハンダ49でで固着されてい
る。
振動子27は上下両面からハンダ49でで固着されてい
る。
第12図はさらに固着を強化したもので、ピン50には
ふくらみ51が設けられている。
ふくらみ51が設けられている。
このふくらみは金属リングをハンダづけあるいはカシメ
で固定してある。あるいはピン自体をこのような形状に
加工することも可能である。第13図の例は第12図の
ものをさらに強化したもので、振動子27の上からさら
にリング52をはめて、上下両方から振動子を固定する
ようになつている。
で固定してある。あるいはピン自体をこのような形状に
加工することも可能である。第13図の例は第12図の
ものをさらに強化したもので、振動子27の上からさら
にリング52をはめて、上下両方から振動子を固定する
ようになつている。
また水晶振動子とピンの固定を確実にするためにはハン
ダ等の溶着剤の量を多くすれば良いが、従来はハンダ等
の溶着剤が多すぎるとそれが振動歪を生じている所にま
で流れてしまい振動特性にι影響を与える惧れがあつた
。
ダ等の溶着剤の量を多くすれば良いが、従来はハンダ等
の溶着剤が多すぎるとそれが振動歪を生じている所にま
で流れてしまい振動特性にι影響を与える惧れがあつた
。
しかしながら本発男の構成によれば、水晶振動子の電極
膜がピンとの固着電極部と音叉振動子の励振電極部の2
部分こ分かれ、しかもその固着電極部と励振電極部の間
にスリット(電極を配置しない部分)を設けてあるため
に、ハンダ等の溶着剤の量を多くしても、そのスリット
がハンダの流れ防止となるため振動に悪影響を与えるこ
とは全く無い。即ち本発明につれば第9図及び第11図
から明らかなようbに、固着電極部33,34にピン3
1,32をハンダ固着し、支持と導通を同時に行うとと
もに、固着電極部33,34と励振電極部33a,34
aとの間にスリット27aを設けてあるので、ハンダの
流出が完全に防止され、小型で高精度の音1叉型水晶振
動子を提し得るものてある。また本発明の他の実施例で
ある第10図においても固着電極部45,46と励振電
極部45a,46aの間にスリット40aが配置されて
いる。尚、固着電極と励振電極の間を接続する電極パタ
ーンはたい,へん細く形成されているためにハンダ等溶
着剤の流出にほとんど影響を与えることは無い。またこ
の細く形成された電極パターン部(例えば第9図の34
b)はピンと水晶振動子の固着時に於ける熱が固着電極
から励振電極に伝導されるのを少な一く押えることがで
き、励振電極及ひ水晶自体の変質を防止している。発明
の詳細な説明で明らかなように、本発明により以下のよ
うな多くの改良がなされたものである。
膜がピンとの固着電極部と音叉振動子の励振電極部の2
部分こ分かれ、しかもその固着電極部と励振電極部の間
にスリット(電極を配置しない部分)を設けてあるため
に、ハンダ等の溶着剤の量を多くしても、そのスリット
がハンダの流れ防止となるため振動に悪影響を与えるこ
とは全く無い。即ち本発明につれば第9図及び第11図
から明らかなようbに、固着電極部33,34にピン3
1,32をハンダ固着し、支持と導通を同時に行うとと
もに、固着電極部33,34と励振電極部33a,34
aとの間にスリット27aを設けてあるので、ハンダの
流出が完全に防止され、小型で高精度の音1叉型水晶振
動子を提し得るものてある。また本発明の他の実施例で
ある第10図においても固着電極部45,46と励振電
極部45a,46aの間にスリット40aが配置されて
いる。尚、固着電極と励振電極の間を接続する電極パタ
ーンはたい,へん細く形成されているためにハンダ等溶
着剤の流出にほとんど影響を与えることは無い。またこ
の細く形成された電極パターン部(例えば第9図の34
b)はピンと水晶振動子の固着時に於ける熱が固着電極
から励振電極に伝導されるのを少な一く押えることがで
き、励振電極及ひ水晶自体の変質を防止している。発明
の詳細な説明で明らかなように、本発明により以下のよ
うな多くの改良がなされたものである。
1 特別の固定台が不要てある
2 リード線による接続が不要てある
3 水晶片にスリットを有する電極膜構造にすることに
よつて、水晶片とケースを貫通するリード端子の固定時
にハンダ材或いはロー材が表面歪の大なる水晶片の脚根
元付近へ流出するのを防止し、且つ多量のハンダ材等の
溶着剤を投入することが出来、水晶片の支持固定力の強
化安定と共に耐衝撃性に優れた水晶振動子が実現される
。
よつて、水晶片とケースを貫通するリード端子の固定時
にハンダ材或いはロー材が表面歪の大なる水晶片の脚根
元付近へ流出するのを防止し、且つ多量のハンダ材等の
溶着剤を投入することが出来、水晶片の支持固定力の強
化安定と共に耐衝撃性に優れた水晶振動子が実現される
。
又、水晶片に形成された特に水晶片の圧電駆動に係る励
振用の電極膜への熱の伝導が少なくなり熱による励振用
の電極膜及び水晶片の性能の劣化を少なくすることがで
きる。4 表裏の電極間の導通も同時にとれる 5 ピンのたわみにより衝撃が吸収され振動子が守られ
る。
振用の電極膜への熱の伝導が少なくなり熱による励振用
の電極膜及び水晶片の性能の劣化を少なくすることがで
きる。4 表裏の電極間の導通も同時にとれる 5 ピンのたわみにより衝撃が吸収され振動子が守られ
る。
6 ピンのたわみにより、ハーメチックシールを構成す
る部材と振動子の熱膨張率の差による応力が緩和される
。
る部材と振動子の熱膨張率の差による応力が緩和される
。
また、この振動子をフォトエッチング技術で形成するな
らば、複雑な形状の振動子でも容易に量産可能であるか
ら、さらに特長が発揮される。
らば、複雑な形状の振動子でも容易に量産可能であるか
ら、さらに特長が発揮される。
本発明の振動子は小型にして低価格であるから、特に腕
時計用の振動子として優れている。
時計用の振動子として優れている。
第1図および第2図は化学腐食法で作られた水晶振動子
の表および裏よりの概観図、第3図は第1図,第2図の
振動子の切り出し角を示す図、第4図は第1図,第2図
の振動子の駆動法を示す断面図である。
の表および裏よりの概観図、第3図は第1図,第2図の
振動子の切り出し角を示す図、第4図は第1図,第2図
の振動子の駆動法を示す断面図である。
Claims (1)
- 1 音叉型をした水晶振動子の支持構造において、前記
振動子は前記振動子の振動面に平行な電界を印加すべく
電極対が設けられ、かつ前記振動子は切り出し方位角が
Z板をX軸中心に0゜〜10゜回転した厚さ0.5mm
以下の水晶板よりフォトエッチング技術を用いて形成さ
れ、前記振動子の基部に設けられた孔もしくは切欠きに
ハーメチックシールを貫通する2本の導電性のピンを挿
入し導電性溶着剤で固着してなるとともに、前記振動子
の基部付近に配置される固着電極部を前記振動子の叉部
に配置される励振用電極部との間に前記溶着剤の流出を
防止するスリットを設け、且つ前記孔もしくは切欠きを
前記固着電極部内に設けたことを特徴とする音叉型水晶
振動子の支持構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP466182A JPS6048925B2 (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | 音叉型水晶振動子の支持構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP466182A JPS6048925B2 (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | 音叉型水晶振動子の支持構造 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP721475A Division JPS5181589A (ja) | 1975-01-16 | 1975-01-16 | Onsagataatsudenshindoshinoshijihoho |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58115703A Division JPS6048926B2 (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 音叉型圧電振動子の支持構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5833307A JPS5833307A (ja) | 1983-02-26 |
JPS6048925B2 true JPS6048925B2 (ja) | 1985-10-30 |
Family
ID=11590110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP466182A Expired JPS6048925B2 (ja) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | 音叉型水晶振動子の支持構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6048925B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6274984A (ja) * | 1985-09-28 | 1987-04-06 | Hiroshima Kasei Kk | 防食性水膨脹性組成物 |
JP2001116551A (ja) * | 1999-10-18 | 2001-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ |
-
1982
- 1982-01-14 JP JP466182A patent/JPS6048925B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5833307A (ja) | 1983-02-26 |
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