振動子検査方法、および振動子検査装置
【課題】スプリアスで発振する振動子を判別することができる振動子検査方法および振動子検査装置を提供する。
【解決手段】検査対象の振動子の周波数に対するインピーダンスを測定して、主振動及びスプリアスのインピーダンスを得る（第１工程）。第１工程で得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める（第２工程）。第２工程で求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較し、前記検査対象の振動子が接続され得る発振回路の負荷容量範囲に対応するリアクタンスにおいて主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアスが存在する場合に、スプリアスで発振すると判定する（第３工程）。
【解決手段】検査対象の振動子の周波数に対するインピーダンスを測定して、主振動及びスプリアスのインピーダンスを得る（第１工程）。第１工程で得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める（第２工程）。第２工程で求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較し、前記検査対象の振動子が接続され得る発振回路の負荷容量範囲に対応するリアクタンスにおいて主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアスが存在する場合に、スプリアスで発振すると判定する（第３工程）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振回路に接続されて発振する際にスプリアスで発振する振動子を判別するための振動子検査方法、および振動子検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波振動子では、主振動以外の発振、具体的には、インハーモニックスプリアス（非調和副振動）による発振を回避することが重要であり、近年、振動子のスプリアスを抑制するための各種方法が検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、矩形の圧電振動基板の少なくとも一方の主面の振動領域内に、少なくとも外径側に位置する第１の平面部と、該第１の平面部の内径側に位置し且つ前記第１の平面部よりも厚さ方向外側へ突出した略楕円形状の第２の平面部と、該第２の平面部の内径側に位置し且つ厚さ方向外側へ突出した略楕円形状の第３の平面部とを設け、略楕円形状の第２及び第３の平面部の夫々の焦点間を結ぶ線分の中点が、圧電振動基板の振動領域の中心に位置するようにして構成された圧電振動素子が開示されている。
【０００４】
この特許文献１に開示の圧電振動素子では、変動変位分布が振動領域の中央部に集中して、圧電振動基板の周縁での振動変位が極めて小さくなるため、圧電振動素子のＱ値が高まると共に、圧電振動基板端部における高次輪郭変動への変換が大幅に低減され、この結果、スプリアスの発生が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２０５５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示の圧電振動素子によっても、スプリアスの発生を完全に抑制することは困難であり、そのような圧電振動素子を有する振動子は、スプリアスで発振する可能性がある。
【０００７】
このため、発振回路に振動子を接続して発振器を製造する際には、予め、その発振器においてスプリアスで発振する振動子を不良品として選別しておく必要があった。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、スプリアスで発振する振動子を判別することができる振動子検査方法、および振動子検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る振動子検査方法は、スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査方法であって、検査対象の振動子の周波数に対するインピーダンスを測定して、主振動及びスプリアスのインピーダンスを得る第１工程と、前記第１工程で得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める第２工程と、前記第２工程で求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較し、前記検査対象の振動子が接続され得る発振回路の負荷容量範囲に対応するリアクタンスにおいて主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアスが存在する場合に、スプリアスで発振すると判定する第３工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
この方法によれば、振動子の周波数に対するインピーダンスを１回測定して、この測定結果に基づいて得られる主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較するだけで、検査対象の振動子に負荷されると想定される負荷容量範囲の全範囲にわたって、簡単かつ正確に、その振動子がスプリアスで発振するか否かを判別することができる。
【００１１】
この本発明に係る振動子検査方法は、前記第３工程においてスプリアスで発振しないと判定した振動子を再検査する第４工程を更に有してもよく、前記第４工程は、再検査対象の前記振動子に直列に負荷容量を接続した状態で、前記振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う測定工程を有し、前記測定工程では、前記負荷容量を可変させ、可変させた前記負荷容量毎に、前記インピーダンスの測定を行い、少なくとも１回の前記インピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスの存在を示す場合に、スプリアスで発振すると判定してもよい。
【００１２】
この場合には、検査対象の振動子に負荷されると想定される負荷容量範囲の全範囲にわたって、簡単かつ正確に、その振動子がスプリアスで発振するか否かを判別することができるとともに、その判別の精度を高めることができる。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る他の振動子検査方法は、スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査方法であって、検査対象の振動子に直列に負荷容量を接続した状態で、前記振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う測定工程を有し、前記測定工程では、前記負荷容量を可変させ、可変させた前記負荷容量毎に、前記インピーダンスの測定を行い、少なくとも１回の前記インピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスの存在を示す場合に、スプリアスで発振すると判定することを特徴とする。
【００１４】
この方法によれば、振動子に負荷される容量の異なる複数のインピーダンス測定の結果に基づき、検査対象の振動子がスプリアスで発振するか否かを正確に判別することができる。また、振動子に容量が負荷された時のインピーダンスの測定値を用いて判別を行うため、検査対象の振動子がスプリアスで発振するか否かの判別の精度を高めることができる。
【００１５】
また、上記課題を解決するため、本発明の振動子検査装置は、スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査装置であって、検査対象の振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う第１測定部と、前記第１測定部での前記インピーダンスの測定の結果を取得して、主振動及びスプリアスのインピーダンスを得る第１取得部と、前記第１取得部で得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める第１演算部と、前記第１演算部で求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較し、前記検査対象の振動子が接続され得る発振回路の負荷容量範囲に対応するリアクタンスにおいて主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアスが存在する場合に、スプリアスで発振すると判定する第１判定部とを有することを特徴とする。
【００１６】
この装置によれば、振動子の周波数に対するインピーダンスを１回測定して、この測定結果に基づいて得られる主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較するだけで、検査対象の振動子に負荷されると想定される負荷容量範囲の全範囲にわたって、簡単かつ正確に、その振動子がスプリアスで発振するか否かを判別することができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、本発明の他の振動子検査装置は、スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査装置であって、検査対象の振動子に直列に負荷容量を接続した状態での前記振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う第２測定部と、前記第２測定部での前記インピーダンスの測定の結果を取得する第２取得部と、前記第２取得部で取得した前記インピーダンスの測定の結果に基づいて、スプリアスで発振するか否かを判定する第２判定部とを有しており、前記第２取得部は、前記負荷容量を可変させ、可変させた前記負荷容量毎に前記第２測定部で実施された前記インピーダンスの測定の結果を全て取得し、前記第２判定部は、前記第２取得部が取得した少なくとも１回の前記インピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスの存在を示す場合に、スプリアスで発振すると判定することを特徴とする。
【００１８】
この装置によれば、振動子に負荷される容量の異なる複数のインピーダンス測定の結果に基づき、検査対象の振動子がスプリアスで発振するか否かを正確に判別することができる。また、振動子に容量が負荷された時のインピーダンスの測定値を用いて判別を行うため、検査対象の振動子がスプリアスで発振するか否かの判別の精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、スプリアスで発振する振動子を正確に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る振動子検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る振動子検査方法において、検査対象とする水晶振動子の概略構成を示す概略断面図である。
【図３】図３は、図２に示す水晶振動子が接続された水晶発振回路の一例を示す回路図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る振動子検査方法により、不良品と判定される水晶振動子の周波数インピーダンス特性の一例を示すグラフ図である。
【図５】図５は、図４に示す周波数インピーダンス特性に基づいて作成されたインピーダンスチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係る振動子検査方法により、不良品と判定される水晶振動子の周波数インピーダンス特性の一例を示すグラフ図である。
【図７】図７は、図６に示す周波数インピーダンス特性に基づいて作成されたインピーダンスチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１に係る振動子検査方法により、良品と判定される水晶振動子の周波数インピーダンス特性の一例を示すグラフ図である。
【図９】図９は、図８に示す周波数インピーダンス特性に基づいて作成されたインピーダンスチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係る振動子検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２に係る振動子検査方法により、不良品と判定される水晶振動子の周波数インピーダンス特性の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２に係る振動子検査方法により、良品と判定される水晶振動子の周波数インピーダンス特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態１及び２について図面を参照して説明する。
【００２２】
なお、実施の形態１及び２において、検査対象の振動子は特に限定されるものではないが、以下の実施の形態１及び２に係る説明においては、図３に示す水晶発振回路３に接続される水晶振動子１（図２参照）を、検査対象の振動子とした場合を例に挙げて説明する。
【００２３】
水晶振動子１は、図２に示すように、封止部材１７を介して接合されたベース１２と蓋１３とにより形成されたパッケージ内に、ＡＴカット水晶片からなる水晶振動片１１が気密封止された構成とされている。ここで、水晶振動片１１の両主面には、励振電極１４，１５が設けられており、水晶振動片１１は、導電性接着剤や金バンプ、メッキバンプ等の導電性接合材１６を介してベース１２に接合されている。
【００２４】
この水晶振動子１は、例えば、図３に示す水晶発振回路３に接続される。
【００２５】
水晶発振回路３は、発振用トランジスタＱ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、コンデンサＣ２，Ｃ３と、コイルＬ１とにより構成された発振回路部３１を備えている。この発振回路部３１において、発振用トランジスタＱ１のベースには、コンデンサＣ２の一方の端子と、抵抗Ｒ２の一方の端子とが接続されている。また、コンデンサＣ２の他方の端子には、コンデンサＣ３の一方の端子が接続されており、この接続点がコンデンサＣ１を介して出力バッファに接続されている。また、発振用トランジスタＱ１のエミッタには、コイルＬ１の一方の端子が接続されている。さらに、発振用トランジスタＱ１のコレクタには、抵抗Ｒ２の他方の端子と、抵抗Ｒ１の一方の端子とが接続されている。そして、抵抗Ｒ１の他方の端子が、電源電圧に接続されている。
【００２６】
また、水晶発振回路３において、発振回路部３１の一方の端子には、コンデンサＣ４の一方の端子が接続されており、発振回路部３１の他方の端子とコンデンサＣ４の他方の端子との間に抵抗Ｒ３が接続されている。これらコンデンサＣ４及び抵抗Ｒ３により、発振回路部３１の負性抵抗が拡大される。また、コンデンサＣ４の他方の端子には、コンデンサＣ５の一方の端子が接続されている。そして、コンデンサＣ５の他方の端子には、周波数制御範囲を確保するためのコイルＬ２を介して、水晶振動子１の一方の端子が接続されている。そして、水晶振動子１の他方の端子が、抵抗Ｒ４，Ｒ５と、バリキャップダイオード（可変容量ダイオード）Ｄ１，Ｄ２とからなる周波数制御回路部３２に接続されている。具体的には、水晶振動子１の他方の端子に、バリキャップダイオードＤ１の一方の端子が接続され、これらの接続点に抵抗Ｒ４が接続されている。そして、バリキャップダイオードＤ１の他方の端子にバリキャップダイオードＤ２の一方の端子が接続され、これらの接続点に抵抗Ｒ５を介して、周波数制御電圧が接続されている。さらに、バリキャップダイオードＤ２の他方の端子は、発振回路部３１の他方の端子と抵抗Ｒ３の他方の端子との接続点に接続されている。また、水晶振動子１には、水晶振動子１のＣ0（並列容量）をキャンセルするコイルＬ３が接続されている。
【００２７】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１に係る振動子検査装置１０は、図１に示すように、検査対象の水晶振動子１の周波数に対するインピーダンス（周波数インピーダンス特性と称す。）を測定するための測定器２（本発明でいう第１測定部）と、この測定器２での測定結果を取得し、水晶振動子１がスプリアスで発振するか否かを判別する演算装置（ＰＣ）５と、演算装置５での判別結果を表示するための表示装置８と、演算装置５に各種情報を入力するための入力装置９とを備えている。
【００２８】
測定器２は、検査対象の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を測定するネットワークアナライザであり、図１に示す検査対象の水晶振動子１の両端子に接続される。また、この測定器２は、演算装置５に常時接続（ネットワーク接続を含む）されている。
【００２９】
また、演算装置５は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）で構成されており、測定器２と、表示装置８と、入力装置９とに接続されている。
【００３０】
この演算装置５は、測定器２に周波数インピーダンス特性の測定の条件（例えば、測定する周波数範囲等の条件）を入力する条件設定部５１と、測定器２に測定開始を指示する測定命令部５２と、測定器２での測定結果を取得して、主振動及びスプリアスのインピーダンスを得る取得部５３（本願発明でいう第１取得部）と、取得部５３が得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める演算部５４（本発明でいう第１演算部）と、演算部５４での演算結果を基に、水晶振動子１がスプリアスで発振するか否かを判定し、その判定結果を表示装置８に出力する判定部５５（本願発明でいう第１判定部）とを有している。
【００３１】
また、表示装置８は、液晶ディスプレイ等で構成されており、演算装置５から出力された出力情報、例えば、判定部５５から出力された判定結果を表示する。
【００３２】
また、入力装置９は、キーボード等の操作部を備えており、演算装置５に対して、各種情報の入力を行うことが可能な構成とされている。
【００３３】
本実施の形態１では、上記振動子検査装置１０により、本実施の形態１に係る振動子検査方法が実現される。具体的には、上記振動子検査装置１０により、検査対象の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を測定する第１工程と、この第１工程における測定で得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める第２工程と、この第２工程で求めた主振動及びスプリアスのリアクタンスに対する抵抗に基づいて、検査対象の水晶振動子１が、水晶発振回路３においてスプリアスで発振するか否かを判定する第３工程とが実現される。以下、第１乃至第３工程のそれぞれについて、詳述する。
【００３４】
第１工程では、まず、検査対象の水晶振動子１の両端子を測定器２に接続する。そして、入力装置９を用いて、演算装置５に、周波数インピーダンス特性を測定する際の測定条件を入力する。入力装置９から演算装置５に測定条件が入力されると、条件設定部５１は、その測定条件を測定器２に対して出力し、これにより、測定器２において、その測定条件が記憶される。次いで、測定命令部５２が測定器２に対して測定開始命令を出力し、これにより、測定器２が、周波数インピーダンス特性の測定を開始する。測定器２での測定が終了すると、測定器２での測定結果が、測定器２から演算装置５へ出力される。この測定結果は、取得部５３で取得され、これにより、主振動及びスプリアスのインピーダンスが得られる。
【００３５】
例えば、第１工程では、図４、図６、及び図８のグラフ図に示すような周波数インピーダンス特性が、測定器（ネットワークアナライザ）２により測定される。これら図４、図６、及び図８に示すグラフ図において、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は、インピーダンスの絶対値│Ｚ│（Ω）を示している。なお、図４、図６、及び図８に示すグラフ図では、インピーダンスの絶対値を示しているが、測定器２ではベクトルインピーダンスを測定している。このベクトルインピーダンスは、一般に、インピーダンスの絶対値とインピーダンスの位相角との組合せ、または、インピーダンスの抵抗と、インピーダンスのリアクタンスとの組み合わせ等で表現される。
【００３６】
そして、第２工程では、演算装置５の演算部５４が、第１工程で測定された周波数インピーダンス特性の結果、即ち、取得部５３で得た主振動のインピーダンス、及び、スプリアスのインピーダンスに基づいて、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める。具体的には、測定した周波数インピーダンス特性の結果に対して、図５、図７、及び図９に示すような、横軸を抵抗Ｒ（Ω）、縦軸をリアクタンスＸ（Ω）とするインピーダンスチャートを作成する。このインピーダンスチャートには、少なくとも、水晶振動子１が接続される水晶発振回路３（図３参照）の負荷容量範囲に対応するリアクタンスＸ（以下、「リアクタンスＸの範囲」と称す）における抵抗Ｒを表示するようにする。なお、一般に、発振回路は、振動子の周波数に対応させて構成されるものである。そのため、発振回路の負荷容量範囲は、検査対象の振動子に依存する場合がある。
【００３７】
なお、水晶発振回路３の負荷容量の上限値をＣＬ1、下限値をＣＬ2、水晶振動子１の周波数をｆ0で表わした場合、リアクタンスＸの範囲は、下記〔式１〕で表わすことができる。
【００３８】
〔式１〕
１／（２π＊ｆ0＊ＣＬ1）≦Ｘ≦１／（２π＊ｆ0＊ＣＬ2）
例えば、水晶振動子１の周波数が６２１．９５ＭＨｚで、この水晶振動子１が接続される水晶発振回路３の負荷容量の範囲が１〜１２ｐＦである場合、インピーダンスチャートには、図５、図７、及び図９に示すように、少なくともリアクタンスＸの範囲２０〜２５０Ωにおける抵抗Ｒを表示するようにする。
【００３９】
そして、第３工程では、演算装置５の判定部５５が、上記インピーダンスチャートを利用して、第２工程で演算部５４が求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較し、検査対象の水晶振動子１が、スプリアスで発振するか否かを判定する。そして、この判定結果を上記インピーダンスチャートと共に、表示装置８に表示する。
【００４０】
具体的には、第２工程で作成したインピーダンスチャートを参照し、上記リアクタンスＸの範囲において主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアス又は主振動の抵抗と同じ抵抗を示すスプリアスが存在する場合には（即ち、上記リアクタンスＸの範囲において、主振動の抵抗がスプリアスの抵抗と同じ又は主振動の抵抗がスプリアスの抵抗を上回る場合には）、「スプリアスで発振する」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「不良品」と判定する。一方、上記リアクタンスＸの範囲において主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアスが存在せず、上記リアクタンスＸの範囲において主振動の抵抗と同じ抵抗を示すスプリアスも存在しない場合には（即ち、上記リアクタンスＸの範囲において、主振動の抵抗が全てのスプリアスの抵抗を下回っている場合には）、「スプリアスで発振する」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「良品」と判定する。
【００４１】
一例として、上記リアクタンスＸの範囲が２０〜２５０Ωである場合において、上記第１工程で、図４に示す周波数インピーダンス特性が測定され、第２工程で、図５に示すインピーダンスチャートを得たとする。即ち、図４において、記号Ｍ１に示す主振動（以下、主振動Ｍ１という）のインピーダンスを基に、図５の記号Ｍ１の曲線で示す主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒが求められたとする。同様に、例えば、記号Ｓ１に示すスプリアス（以下、スプリアスＳ１という）のインピーダンス、記号Ｓ２に示すスプリアス（以下、スプリアスＳ２という）のインピーダンスに基づいて、図５の記号Ｓ１の曲線で示すスプリアスＳ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒ、及び図５の記号Ｓ２の曲線で示すスプリアスＳ２のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒが求められたとする。この図５に示すインピーダンスチャートにおいて、主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線Ｍ１と、スプリアスＳ２のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線Ｓ２は、リアクタンスＸが約２１０Ωの点で交差しており、２１０Ωを超えるリアクタンスＸで、主振動Ｍ１の抵抗ＲがスプリアスＳ２の抵抗Ｒを上回ることが認められる。即ち、２１０ΩのリアクタンスＸで主振動Ｍ１の抵抗Ｒと同じ抵抗Ｒを示し、２１０Ωを超えるリアクタンスＸにおいて主振動Ｍ１の抵抗Ｒよりも小さい抵抗Ｒを示すスプリアスＳ２の存在が認められる。このため、第３工程では、「スプリアスＳ２で発振する」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「不良品」と判定する。
【００４２】
他の例として、上記リアクタンスＸの範囲が２０〜２５０Ωである場合において、上記第１工程で、図６に示す周波数インピーダンス特性が測定され、第２工程で、図７に示すインピーダンスチャートを得たとする。即ち、図６において、主振動Ｍ１のインピーダンスを基に、図６の記号Ｍ１の曲線で示す主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒが求められたとする。同様に、図６に示すスプリアスＳ１のインピーダンス、及びスプリアスＳ２のインピーダンスに基づいて、図７の記号Ｓ１の曲線で示すスプリアスＳ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒ、及び図７の記号Ｓ２の曲線で示すスプリアスＳ２のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒが求められたとする。この図７に示すインピーダンスチャートにおいて、主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線Ｍ１と、スプリアスＳ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線Ｓ１は、リアクタンスＸが約１５０Ωの点で交差しており、１５０Ωを超えるリアクタンスＸで、主振動Ｍ１の抵抗ＲがスプリアスＳ１の抵抗Ｒを上回ることが認められる。即ち、約１５０ΩのリアクタンスＸで主振動Ｍ１の抵抗Ｒと同じ抵抗Ｒを示し、１５０Ωを超えるリアクタンスＸにおいて主振動Ｍ１の抵抗Ｒよりも小さい抵抗Ｒを示すスプリアスＳ１の存在が認められる。このため、第３工程では、「スプリアスＳ１で発振する」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「不良品」と判定する。
【００４３】
さらに他の例として、上記リアクタンスＸの範囲が２０〜２５０Ωである場合において、上記第１工程で、図８に示す周波数インピーダンス特性が測定され、第２工程で、図９に示すインピーダンスチャートを得たとする。即ち、図８において、主振動Ｍ１のインピーダンスを基に、図９の記号Ｍ１の曲線で示す主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒが求められたとする。同様に、例えば、図８に示すスプリアスＳ１のインピーダンス、及びスプリアスＳ２のインピーダンスに基づいて、図９の記号Ｓ１の曲線で示すスプリアスＳ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒ、及び図９の記号Ｓ２の曲線で示すスプリアスＳ２のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒが求められたとする。この図９に示すインピーダンスチャートにおいては、主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線Ｍ１は、いずれのスプリアスのリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線（記号Ｓ１及びＳ２で示す曲線を含む）にも交差しておらず、２０〜２５０ΩのリアクタンスＸにおいて、主振動Ｍ１の抵抗Ｒが、スプリアスの抵抗Ｒを下回っていることが認められる。即ち、２０〜２５０ΩのリアクタンスＸにおいて主振動Ｍ１の抵抗Ｒよりも小さい抵抗Ｒを示すスプリアスが存在せず、また、主振動Ｍ１の抵抗Ｒと同じ抵抗Ｒを示すスプリアスも存在しないことが認められる。このため、第３工程では、「スプリアスで発振しない」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「良品」と判定する。
【００４４】
上記したインピーダンスチャート（図５、図７、及び図９参照）を用いた本実施の形態１に係る振動子検査方法によれば、「リアクタンスＸの範囲において主振動Ｍ１の抵抗Ｒよりも小さい抵抗Ｒを示すスプリアスが存在するか否か」の判断を、インピーダンスチャート上で、主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線Ｍ１が、いずれかのスプリアス（例えば、スプリアスＳ１，Ｓ２）のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線（例えば、曲線Ｓ１，Ｓ２）に交差しているか否かで判断することができるので、検査対象の水晶振動子１がスプリアスで発振するか否かの判定が容易である。
【００４５】
なお、本実施の形態１に係る振動子検査方法において、演算装置５の判定部５５は、リアクタンスＸの範囲において主振動Ｍ１の抵抗Ｒが全てのスプリアスの抵抗Ｒを下回っている場合（即ち、リアクタンスＸの範囲において主振動Ｍ１の抵抗Ｒと同じ抵抗を示すスプリアスが存在せず、また、リアクタンスＸの範囲において主振動Ｍ１の抵抗を上回る抵抗を示すスプリアスも存在しない場合）に、「スプリアスで発振しない」と判定しているが、本発明は、これに限定されない。例えば、リアクタンスＸの範囲で、主振動Ｍ１の抵抗Ｒが全てのスプリアスの抵抗Ｒを下回っている場合であっても、リアクタンスＸの範囲において、主振動Ｍ１の抵抗Ｒと、スプリアスの抵抗Ｒとに、一定以上の違いが認められないときには（例えば、主振動の抵抗に対するスプリアスの抵抗の比が１．２倍以下の場合、或いは、主振動の抵抗とスプリアスの抵抗との差が１０Ω未満の場合）、「スプリアスで発振する可能性有り」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「不良品」と判定してもよい。この場合には、リアクタンスＸの範囲において主振動Ｍ１の抵抗よりも高い抵抗を示すが、その抵抗の比もしくは差が小さいスプリアスが存在するために、極僅かにスプリアスで発振する可能性がある水晶振動子１も「不良品」として判定される。このため、上記水晶発振回路３において、水晶振動子１がスプリアスで発振する危険性を低減させることができる。
【００４６】
上記した本実施の形態１に係る振動子検査方法及び振動子検査装置１０によれば、振動子の周波数に対するインピーダンスを１回測定して、この測定結果に基づいて得られる主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較するだけで、検査対象の水晶振動子１に負荷されると想定される負荷容量範囲の全範囲にわたって、簡単かつ正確に、その振動子がスプリアス発振するか否かを判別することができる。結果として、検査工数（測定器２による測定回数）を増やすことなく正確に、検査対象の水晶振動子１がスプリアス発振するか否かを判定することが可能となり、水晶振動子１の製造コストの削減が可能となる。特に、３００ＭＨｚ以上の高周波振動子では、インハーモニックスプリアスを抑制することが困難であるが、本実施の形態１の振動子検査方法を採用することで、スプリアス発振する可能性のある高周波振動子を事前に除外することができ、発振器の組み立て後のスプリアス発振をなくすことができる。
【００４７】
また、上記した実施の形態１に係る振動子検査方法は、上記振動子検査装置１０を用いて実現されるが、本発明の振動子検査方法は、これに限定されない。例えば、測定器２での測定結果を基に、検査者が、主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを求め（例えば、上記インピーダンスを作成し）、検査者が、求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較して、スプリアスで発振するか否かの判定を行ってもよい。
【００４８】
また、上記した振動子検査装置１０において、測定器２は、演算装置５に常時接続されており、演算装置５からの指示（測定条件の設定及び測定開始命令）に従って、測定を行う構成とされているが、本発明の振動子検査装置１０は、これに限定されない。例えば、演算装置５に条件設定部５１及び測定命令部５２を設けずに、測定器２に入力部を設け、この入力部を通じて、測定器２の測定条件の設定と測定の開始の指示を行う構成とされていてもよい。この場合、演算装置５の取得部５３は、ＵＳＢメモリ等の外部記憶媒体を介して、測定器２での測定結果を取得する構成とされていてもよい。或いは、本発明の振動子検査装置は、演算装置５、入力装置９、及び表示装置８を備えず、測定器２が上記演算装置５と同様の構成を有する演算部と、上記表示装置８と同様の構成を有する表示部と、上記入力装置９と同様の構成を有する入力部とを有する構成であってもよい。
【００４９】
＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２に係る振動子検査装置２０は、図１０に示すように、検査対象の水晶振動子１の周波数インピーダンスを測定するための測定器２（本発明でいう第２測定部）と、前記測定器２での測定結果を取得し、水晶振動子１がスプリアスで発振するか否かを判別する演算装置（ＰＣ）６と、演算装置６での判別結果を表示するための表示装置８と、演算装置６に各種情報を入力するための入力装置９とを備えている。さらに、振動子検査装置２０は、測定器２と接続された負荷容量治具４と、演算装置６から出力されたデジタル信号をアナログ電圧に変換して負荷容量治具４に入力するＤ／Ａコンバータ７を備えている。
【００５０】
測定器２は、検査対象の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を測定するネットワークアナライザであり、この測定器２は、図１０に示す負荷容量治具４に接続されている。この負荷容量治具４は、負荷容量としてのバリキャップダイオード（可変容量ダイオード）ＤSを内蔵したものであり、この負荷容量治具４の所定箇所Ｐに水晶振動子１を配置することにより、図１０に示すように、バリキャップダイオードＤSと水晶振動子１が直列に接続される。この負荷容量治具４において、バリキャップダイオードＤSの容量は、Ｄ／Ａコンバータ７から出力されたアナログ電圧により、可変される。また、この測定器２は、演算装置６に常時接続（ネットワーク接続を含む）されている。
【００５１】
また、演算装置６は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）で構成されており、測定器２と、表示装置８と、入力装置９と、Ｄ／Ａコンバータ７とに接続されている。
【００５２】
この演算装置６は、測定器２に周波数インピーダンス特性の測定の条件（例えば、測定する周波数範囲等の条件）を入力する条件設定部６１と、負荷容量治具４に内蔵されたバリキャップダイオードＤSの容量を設定するための負荷容量設定部６２と、測定器２に測定開始を指示する測定命令部６３と、測定器２での測定結果を取得する取得部６４（本願発明でいう第２取得部）と、取得部６４が取得した測定結果を基に、水晶振動子１がスプリアスで発振するか否かを判定し、その判定結果を表示装置８に出力する判定部６５（本願発明でいう第２判定部）とを有している。
【００５３】
また、表示装置８は、液晶ディスプレイ等で構成されており、演算装置６から出力された出力情報、例えば、判定部６５から出力されてきた判定結果を表示する。
【００５４】
また、入力装置９は、キーボード等の操作部を備えており、演算装置６に対して、各種情報の入力を行うことが可能な構成とされている。
【００５５】
本実施の形態２では、上記振動子検査装置２０を用いて、本実施の形態２に係る振動子検査方法が実現される。この本発明の実施の形態２に係る振動子検査方法は、図１０に示すように、水晶振動子１に負荷容量（バリキャップダイオードＤS）を直列に接続した状態で水晶振動子１の周波数に対するインピーダンス（周波数インピーダンス特性）の測定を行う測定工程を有している。この測定工程では、水晶振動子１に接続する負荷容量を可変させ、可変させた負荷容量毎に、インピーダンスを測定する。そして、少なくとも１回のインピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアス又は主振動とインピーダンスの絶対値が同じスプリアスの存在を示す場合に、「スプリアスで発振する」と判定する。以下、上記振動子検査装置２０を用いて実現される本実施の形態２に係る振動子検査方法について詳述する。
【００５６】
本実施の形態２の測定工程では、まず、負荷容量治具４に水晶振動子１を配置する。そして、入力装置９を通じて、演算装置６に、周波数インピーダンス特性を測定する際の測定条件（例えば、測定する周波数の範囲）を入力すると共に、周波数インピーダンス特性を測定する際のバリキャップダイオードＤSの容量値（可変値）を複数入力する。ここで入力されるバリキャップダイオードＤSの容量値（可変値）は、検査対象の水晶振動子１が接続される水晶発振回路３の負荷容量範囲内のものとする。演算装置６に測定条件及びバリキャップダイオードＤSの容量値が入力されると、条件設定部６１が、その測定条件を測定器２に対して出力し、これにより、測定器２において、その測定条件が記憶される。次いで、負荷容量設定部６２が、入力された１つの容量値に対応するデジタル信号をＤ／Ａコンバータ７に向けて出力する。このデジタル信号はＤ／Ａコンバータ７によりアナログ電圧に変換され、変換されたアナログ電圧がバリキャップダイオードＤSの端子間電圧としてバリキャップダイオードＤSに供給される。これにより、バリキャップダイオードＤSの容量値が設定される。次いで、測定命令部６３が、測定器２に対して測定開始命令を出力し、これにより、測定器２が、上記測定条件に従って、周波数インピーダンス特性の測定を開始する。測定器２での周波数インピーダンス特性の測定が終了すると、この周波数インピーダンス特性の測定の結果が、測定器２から演算装置６へ出力され、取得部６４で取得される。
【００５７】
本実施の形態２の測定工程では、演算装置６に入力された全ての容量値に対応する周波数インピーダンス特性の測定が終了するまで、負荷容量設定値６２によるバリキャップダイオードＤSの容量値の設定処理と、測定命令部６３による測定開始処理と、取得部６５による測定結果の取得処理が繰り返される。これにより、測定工程では、バリキャップダイオードＤSの容量が可変され、この可変された容量毎に、測定器２での水晶振動子１の周波数インピーダンス特性の測定が実施される。そして、この測定器２が実施した全ての周波数インピーダンス測定の結果が、演算装置６の取得部６４で取得される。
【００５８】
このような測定工程の実施が終了したら、演算装置６の判定部６５が、測定工程での測定結果、即ち、取得部６４が取得した複数の周波数インピーダンス特性の測定の結果を基に、主振動Ｍ１よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアス又は主振動Ｍ１とインピーダンスの絶対値が同じスプリアスが存在するか否かを確認する。少なくとも１回の前記周波数インピーダンス特性の測定の結果が、主振動Ｍ１よりもインピーダンの絶対値が小さいスプリアス又は主振動Ｍ１とインピーダンスの絶対値が同じスプリアスの存在を示す場合には、「スプリアスで発振する」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「不良品」と判定する。一方、実施した全ての前記周波数インピーダンス特性の測定の結果が、主振動Ｍ１よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスが存在せず、また、主振動Ｍ１とインピーダンスの絶対値が同じスプリアスも存在しないことを示す場合には、「スプリアスで発振しない」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「良品」と判定する。そして、この判定の結果を表示装置８に出力する。
【００５９】
図１１に、水晶発振回路３においてスプリアスで発振する水晶振動子１の周波数インピーダンス特性の一例を示す。この図１１に示すグラフ図において、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示しており、縦軸は、インピーダンスの絶対値│Ｚ│（Ω）を示している。記号Ｗ１で示す波形は、容量が負荷されていない時の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を示している。また、記号Ｗ２に示す波形は、５ｐＦの容量負荷時の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を示し、Ｗ３に示す波形は、２ｐＦの容量負荷時の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を示し、Ｗ４に示す波形は、１ｐＦの容量負荷時の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を示している。
【００６０】
図１１に示す周波数インピーダンス特性を有する水晶振動子１の場合、容量を負荷しない状態でのインピーダンス測定では、記号Ｗ１の波形が示すように、主振動Ｍ１よりもインピーダンスの絶対値│Ｚ│の小さいスプリアスの存在は確認されず、例えば、比較的インピーダンスの絶対値│Ｚ│の小さいスプリアスＳ１，Ｓ２であっても、それらスプリアスＳ１，Ｓ２のインピーダンスＺは、主振動Ｍ１のインピーダンスの絶対値│Ｚ│よりも大きい。これに対して、１〜５ｐＦの容量を負荷した状態では、図１１の記号Ｗ２〜Ｗ４の波形に示すように、その負荷容量が小さくなるに従って、主振動Ｍ１のインピーダンスの絶対値│Ｚ│と、スプリアスＳ１，Ｓ２のインピーダンスの絶対値│Ｚ│の差が小さくなり、１ｐＦの容量負荷時には、記号Ｗ４の波形が示すように、主振動Ｍ１のインピーダンスの絶対値│Ｚ│よりも、スプリアスＳ２のインピーダンスの絶対値│Ｚ│が小さくなる。つまり、１ｐＦの容量負荷時のインピーダンス測定において、主振動Ｍ１よりもインピーダンスの絶対値│Ｚ│の小さいスプリアスＳ２の存在が確認される。このため、本実施の形態２に係る振動子検査方法では、図１１に示す周波数インピーダンス特性を有する水晶振動子１を、スプリアスＳ２で発振する「不良品」と判定する。
【００６１】
また、図１２に、水晶発振回路３においてスプリアスで発振する可能性のない水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を示す。記号Ｗ５で示す波形は、容量が負荷されていない時の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を示している。また、記号Ｗ６に示す波形は、５ｐＦの容量負荷時の水晶振動子の周波数インピーダンス特性を示し、Ｗ７に示す波形は、２ｐＦの容量負荷時の水晶振動子の周波数インピーダンス特性を示し、Ｗ８に示す波形は、１ｐＦの容量負荷時の水晶振動子の周波数インピーダンス特性を示している。
【００６２】
図１２に示す周波数インピーダンス特性を有する水晶振動子１の場合、容量を負荷しない状態でのインピーダンス測定では、記号Ｗ５の波形が示すように、主振動Ｍ１よりもインピーダンスの絶対値│Ｚ│の小さいスプリアスの存在は確認されず、例えば、比較的インピーダンスの絶対値│Ｚ│の小さいスプリアスＳ１，Ｓ２であっても、それらスプリアスＳ１，Ｓ２のインピーダンスの絶対値│Ｚ│は、主振動Ｍ１のインピーダンスの絶対値│Ｚ│よりも大きい。また、１〜５ｐＦの容量を負荷した状態では、図１２の記号Ｗ６〜Ｗ８の波形に示すように、その負荷容量が小さくなるに従って、主振動Ｍ１のインピーダンスの絶対値│Ｚ│と、スプリアスＳ１，Ｓ２のインピーダンスの絶対値│Ｚ│の差が小さくなるが、常に、主振動Ｍ１が、他の全てのスプリアス（スプリアスＳ１，Ｓ２を含む）よりも小さいインピーダンスの絶対値│Ｚ│を示す。つまり、５ｐＦの容量負荷時のインピーダンス測定（記号Ｗ６の波形参照）、２ｐＦの容量負荷時のインピーダンス測定（記号Ｗ７の波形参照）、及び１ｐＦの容量負荷時のインピーダンス測定（記号Ｗ８の波形参照）のいずれにおいても、主振動Ｍ１よりもインピーダンスの絶対値│Ｚ│の小さいスプリアスの存在は確認されず、また、主振動Ｍ１とインピーダンスの絶対値│Ｚ│が同じスプリアスの存在も確認されない。このため、本実施の形態２に係る振動子検査方法では、図１２に示す周波数インピーダンス特性を有する水晶振動子１を、スプリアスで発振しない「良品」と判定する。
【００６３】
上記した実施の形態２に係る振動子検査方法及び振動子検査装置２０によれば、水晶振動子１に負荷される容量の異なる複数の周波数インピーダンス特性の測定の結果に基づき、検査対象の水晶振動子１がスプリアスで発振するか否かを正確に判別することができる。また、水晶振動子１に容量が負荷された時のインピーダンスの測定値を用いて判別を行うため、検査対象の振動子がスプリアスで発振するか否かの判別の精度を高めることができる。
【００６４】
なお、上記した実施の形態２に係る振動子検査方法では、測定工程が終了してから、その測定結果に基づき、演算装置６の判定部６５が、スプリアスで発振するか否かの判定を実施しているが、測定工程において、周波数インピーダンス特性の測定を実施する都度、スプリアスで発振するか否かの判定を実施してもよい。例えば、測定工程において、１つの周波数インピーダンス特性の測定が終了し、演算装置６の取得部６４がその周波数インピーダンス特性の測定の結果を取得したら、演算装置６の判定部６５が、その１つのインピーダンスの測定の結果に基づいて、スプリアスで発振するか否かの判定を行い、「スプリアスで発振しない」と判定した場合には、負荷容量を可変させて、可変させた負荷容量にて新たなインピーダンスの測定を行う一方（具体的には、負荷容量設定部６２によりバリキャップダイオードＤｓの容量値を変更し、そして、測定命令部６３が測定器２に測定開始命令を出力する一方）、「スプリアスで発振する」と判定した場合には、測定工程を終了し、検査対象の水晶振動子１に対する全処理を終了する。この場合には、１つの周波数インピーダンス特性の測定においてスプリアスで発振することが認められた場合には、さらに負荷容量を可変させて、可変させた負荷容量にて新たな周波数インピーダンス特性の測定を行うことが不要となるため、測定工程の実施に要する手間を削減することができる。
【００６５】
また、上記した実施の形態２に係る振動子検査方法は、上記振動子検査装置２０を用いて実現されるが、本発明の振動子検査方法は、これに限定されない。例えば、測定器２での測定結果を基に、検査者自身が、図１１及び図１２に示すような測定結果を参照して、スプリアスで発振するか否かの判定を行ってもよい。
【００６６】
また、上記した振動子検査装置２０では、測定器２が演算装置６に常時接続され、負荷容量治具４がＤ／Ａコンバータ７を介して演算装置６に接続されており、演算装置６からの指示（測定条件の設定、測定開始命令、及びデジタル信号）に従って、負荷容量治具４のバリキャップダイオードＤSが可変され、測定器２での測定が実行される構成とされているが、本発明の振動子検査装置は、これに限定されない。例えば、演算装置６に条件設定部６１、負荷容量設定部６２、及び測定命令部６３を設けずに、測定器２に入力部を設け、この入力部を通じて、測定器２の測定条件の設定、バリキャップダイオードＤSの容量設定、及び測定の開示の指示を行う構成とされていてもよい。この場合、演算装置６の取得部６４は、ＵＳＢメモリ等の外部記憶媒体を介して、測定器２での測定結果を取得する構成とされていてもよい。或いは、本発明の振動子検査装置は、演算装置６、入力装置９、及び表示装置８を備えず、測定器２が上記演算装置６と同様の構成を有する演算部と、上記表示装置８と同様の構成を有する表示部と、上記入力装置９と同様の構成を有する入力部とを有する構成であってもよい。
【００６７】
以上、本発明の実施の形態１及び２に係る振動子検査方法について説明したが、実施の形態１に係る振動子検査方法と、実施の形態２に係る振動子検査方法を組み合わせてもよい。例えば、実施の形態１に係る振動子検査方法において、第３工程において主振動で発振すると判定した水晶振動子１を再検査する第４工程を更に備えてもよい。この第４工程では、第３工程において「スプリアスで発振しない」と判定した水晶振動子１を再検査対象として、上記した実施の形態２に係る振動子検査方法により、その再検査対象の水晶振動子１がスプリアス発振するか否かを判別するものとする。このようにして、実施の形態１に係る振動子検査方法と、実施の形態２に係る振動子検査方法とを組み合わせれば、検査対象の水晶振動子１が、水晶発振回路３においてスプリアスで発振するか否かの判別の精度を高めることができる。
【００６８】
なお、上記した実施の形態１及び２に係る振動子検査方法では、図２に示す水晶振動子１を検査対象としているが、検査対象の振動子は、いかなる構成の振動子であってもよく、図２に示す水晶振動子１に限定されない。また、検査対象の振動子が接続される発振回路の構成も、いずれの構成であってもよく、図３に示す水晶発振回路３の構成に限定されない。
【００６９】
また、上記した実施の形態１及び２に係る振動子検査方法では、周波数インピーダンス特性を測定するための測定器として、ネットワークアナライザ２を使用しているが、これに限定されず、周波数インピーダンス特性を測定することができる他の測定器、例えば、インピーダンスアナライザ等を使用してもよい。
【００７０】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、スプリアスで発振する振動子を選別するための振動子検査に利用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 水晶振動子
１１ 水晶振動片
１２ ベース
１３ 蓋
１４、１５ 励振電極
１６ 導電性バンプ
１７ 接合材
２ 測定器（第１測定部、第２測定部）
３ 水晶発振回路
３１ 発振回路部
３２ 周波数制御回路部
４ 負荷容量治具
５ 演算装置
５１ 条件設定部
５２ 測定命令部
５３ 取得部（第１取得部）
５４ 演算部（第１演算部）
５５ 判定部（第１判定部）
６ 演算装置
６１ 条件設定部
６２ 負荷容量設定部
６３ 測定命令部
６４ 取得部（第２取得部）
６５ 判定部（第２判定部）
７ Ｄ／Ａコンバータ
８ 表示装置
９ 入力装置
１０ 振動子検査装置
２０ 振動子検査装置
Ｑ１ 発振用トランジスタ
Ｃ１〜Ｄ５ コンデンサ
Ｒ１〜Ｒ５ 抵抗
Ｌ１〜Ｌ３ コイル
Ｄ１、Ｄ２ バリキャップダイオード
ＤS バリキャップダイオード（負荷容量）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振回路に接続されて発振する際にスプリアスで発振する振動子を判別するための振動子検査方法、および振動子検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波振動子では、主振動以外の発振、具体的には、インハーモニックスプリアス（非調和副振動）による発振を回避することが重要であり、近年、振動子のスプリアスを抑制するための各種方法が検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、矩形の圧電振動基板の少なくとも一方の主面の振動領域内に、少なくとも外径側に位置する第１の平面部と、該第１の平面部の内径側に位置し且つ前記第１の平面部よりも厚さ方向外側へ突出した略楕円形状の第２の平面部と、該第２の平面部の内径側に位置し且つ厚さ方向外側へ突出した略楕円形状の第３の平面部とを設け、略楕円形状の第２及び第３の平面部の夫々の焦点間を結ぶ線分の中点が、圧電振動基板の振動領域の中心に位置するようにして構成された圧電振動素子が開示されている。
【０００４】
この特許文献１に開示の圧電振動素子では、変動変位分布が振動領域の中央部に集中して、圧電振動基板の周縁での振動変位が極めて小さくなるため、圧電振動素子のＱ値が高まると共に、圧電振動基板端部における高次輪郭変動への変換が大幅に低減され、この結果、スプリアスの発生が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２０５５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示の圧電振動素子によっても、スプリアスの発生を完全に抑制することは困難であり、そのような圧電振動素子を有する振動子は、スプリアスで発振する可能性がある。
【０００７】
このため、発振回路に振動子を接続して発振器を製造する際には、予め、その発振器においてスプリアスで発振する振動子を不良品として選別しておく必要があった。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、スプリアスで発振する振動子を判別することができる振動子検査方法、および振動子検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る振動子検査方法は、スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査方法であって、検査対象の振動子の周波数に対するインピーダンスを測定して、主振動及びスプリアスのインピーダンスを得る第１工程と、前記第１工程で得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める第２工程と、前記第２工程で求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較し、前記検査対象の振動子が接続され得る発振回路の負荷容量範囲に対応するリアクタンスにおいて主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアスが存在する場合に、スプリアスで発振すると判定する第３工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
この方法によれば、振動子の周波数に対するインピーダンスを１回測定して、この測定結果に基づいて得られる主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較するだけで、検査対象の振動子に負荷されると想定される負荷容量範囲の全範囲にわたって、簡単かつ正確に、その振動子がスプリアスで発振するか否かを判別することができる。
【００１１】
この本発明に係る振動子検査方法は、前記第３工程においてスプリアスで発振しないと判定した振動子を再検査する第４工程を更に有してもよく、前記第４工程は、再検査対象の前記振動子に直列に負荷容量を接続した状態で、前記振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う測定工程を有し、前記測定工程では、前記負荷容量を可変させ、可変させた前記負荷容量毎に、前記インピーダンスの測定を行い、少なくとも１回の前記インピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスの存在を示す場合に、スプリアスで発振すると判定してもよい。
【００１２】
この場合には、検査対象の振動子に負荷されると想定される負荷容量範囲の全範囲にわたって、簡単かつ正確に、その振動子がスプリアスで発振するか否かを判別することができるとともに、その判別の精度を高めることができる。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る他の振動子検査方法は、スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査方法であって、検査対象の振動子に直列に負荷容量を接続した状態で、前記振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う測定工程を有し、前記測定工程では、前記負荷容量を可変させ、可変させた前記負荷容量毎に、前記インピーダンスの測定を行い、少なくとも１回の前記インピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスの存在を示す場合に、スプリアスで発振すると判定することを特徴とする。
【００１４】
この方法によれば、振動子に負荷される容量の異なる複数のインピーダンス測定の結果に基づき、検査対象の振動子がスプリアスで発振するか否かを正確に判別することができる。また、振動子に容量が負荷された時のインピーダンスの測定値を用いて判別を行うため、検査対象の振動子がスプリアスで発振するか否かの判別の精度を高めることができる。
【００１５】
また、上記課題を解決するため、本発明の振動子検査装置は、スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査装置であって、検査対象の振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う第１測定部と、前記第１測定部での前記インピーダンスの測定の結果を取得して、主振動及びスプリアスのインピーダンスを得る第１取得部と、前記第１取得部で得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める第１演算部と、前記第１演算部で求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較し、前記検査対象の振動子が接続され得る発振回路の負荷容量範囲に対応するリアクタンスにおいて主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアスが存在する場合に、スプリアスで発振すると判定する第１判定部とを有することを特徴とする。
【００１６】
この装置によれば、振動子の周波数に対するインピーダンスを１回測定して、この測定結果に基づいて得られる主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較するだけで、検査対象の振動子に負荷されると想定される負荷容量範囲の全範囲にわたって、簡単かつ正確に、その振動子がスプリアスで発振するか否かを判別することができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、本発明の他の振動子検査装置は、スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査装置であって、検査対象の振動子に直列に負荷容量を接続した状態での前記振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う第２測定部と、前記第２測定部での前記インピーダンスの測定の結果を取得する第２取得部と、前記第２取得部で取得した前記インピーダンスの測定の結果に基づいて、スプリアスで発振するか否かを判定する第２判定部とを有しており、前記第２取得部は、前記負荷容量を可変させ、可変させた前記負荷容量毎に前記第２測定部で実施された前記インピーダンスの測定の結果を全て取得し、前記第２判定部は、前記第２取得部が取得した少なくとも１回の前記インピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスの存在を示す場合に、スプリアスで発振すると判定することを特徴とする。
【００１８】
この装置によれば、振動子に負荷される容量の異なる複数のインピーダンス測定の結果に基づき、検査対象の振動子がスプリアスで発振するか否かを正確に判別することができる。また、振動子に容量が負荷された時のインピーダンスの測定値を用いて判別を行うため、検査対象の振動子がスプリアスで発振するか否かの判別の精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、スプリアスで発振する振動子を正確に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る振動子検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る振動子検査方法において、検査対象とする水晶振動子の概略構成を示す概略断面図である。
【図３】図３は、図２に示す水晶振動子が接続された水晶発振回路の一例を示す回路図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る振動子検査方法により、不良品と判定される水晶振動子の周波数インピーダンス特性の一例を示すグラフ図である。
【図５】図５は、図４に示す周波数インピーダンス特性に基づいて作成されたインピーダンスチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係る振動子検査方法により、不良品と判定される水晶振動子の周波数インピーダンス特性の一例を示すグラフ図である。
【図７】図７は、図６に示す周波数インピーダンス特性に基づいて作成されたインピーダンスチャートである。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１に係る振動子検査方法により、良品と判定される水晶振動子の周波数インピーダンス特性の一例を示すグラフ図である。
【図９】図９は、図８に示す周波数インピーダンス特性に基づいて作成されたインピーダンスチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係る振動子検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２に係る振動子検査方法により、不良品と判定される水晶振動子の周波数インピーダンス特性の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２に係る振動子検査方法により、良品と判定される水晶振動子の周波数インピーダンス特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態１及び２について図面を参照して説明する。
【００２２】
なお、実施の形態１及び２において、検査対象の振動子は特に限定されるものではないが、以下の実施の形態１及び２に係る説明においては、図３に示す水晶発振回路３に接続される水晶振動子１（図２参照）を、検査対象の振動子とした場合を例に挙げて説明する。
【００２３】
水晶振動子１は、図２に示すように、封止部材１７を介して接合されたベース１２と蓋１３とにより形成されたパッケージ内に、ＡＴカット水晶片からなる水晶振動片１１が気密封止された構成とされている。ここで、水晶振動片１１の両主面には、励振電極１４，１５が設けられており、水晶振動片１１は、導電性接着剤や金バンプ、メッキバンプ等の導電性接合材１６を介してベース１２に接合されている。
【００２４】
この水晶振動子１は、例えば、図３に示す水晶発振回路３に接続される。
【００２５】
水晶発振回路３は、発振用トランジスタＱ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、コンデンサＣ２，Ｃ３と、コイルＬ１とにより構成された発振回路部３１を備えている。この発振回路部３１において、発振用トランジスタＱ１のベースには、コンデンサＣ２の一方の端子と、抵抗Ｒ２の一方の端子とが接続されている。また、コンデンサＣ２の他方の端子には、コンデンサＣ３の一方の端子が接続されており、この接続点がコンデンサＣ１を介して出力バッファに接続されている。また、発振用トランジスタＱ１のエミッタには、コイルＬ１の一方の端子が接続されている。さらに、発振用トランジスタＱ１のコレクタには、抵抗Ｒ２の他方の端子と、抵抗Ｒ１の一方の端子とが接続されている。そして、抵抗Ｒ１の他方の端子が、電源電圧に接続されている。
【００２６】
また、水晶発振回路３において、発振回路部３１の一方の端子には、コンデンサＣ４の一方の端子が接続されており、発振回路部３１の他方の端子とコンデンサＣ４の他方の端子との間に抵抗Ｒ３が接続されている。これらコンデンサＣ４及び抵抗Ｒ３により、発振回路部３１の負性抵抗が拡大される。また、コンデンサＣ４の他方の端子には、コンデンサＣ５の一方の端子が接続されている。そして、コンデンサＣ５の他方の端子には、周波数制御範囲を確保するためのコイルＬ２を介して、水晶振動子１の一方の端子が接続されている。そして、水晶振動子１の他方の端子が、抵抗Ｒ４，Ｒ５と、バリキャップダイオード（可変容量ダイオード）Ｄ１，Ｄ２とからなる周波数制御回路部３２に接続されている。具体的には、水晶振動子１の他方の端子に、バリキャップダイオードＤ１の一方の端子が接続され、これらの接続点に抵抗Ｒ４が接続されている。そして、バリキャップダイオードＤ１の他方の端子にバリキャップダイオードＤ２の一方の端子が接続され、これらの接続点に抵抗Ｒ５を介して、周波数制御電圧が接続されている。さらに、バリキャップダイオードＤ２の他方の端子は、発振回路部３１の他方の端子と抵抗Ｒ３の他方の端子との接続点に接続されている。また、水晶振動子１には、水晶振動子１のＣ0（並列容量）をキャンセルするコイルＬ３が接続されている。
【００２７】
＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１に係る振動子検査装置１０は、図１に示すように、検査対象の水晶振動子１の周波数に対するインピーダンス（周波数インピーダンス特性と称す。）を測定するための測定器２（本発明でいう第１測定部）と、この測定器２での測定結果を取得し、水晶振動子１がスプリアスで発振するか否かを判別する演算装置（ＰＣ）５と、演算装置５での判別結果を表示するための表示装置８と、演算装置５に各種情報を入力するための入力装置９とを備えている。
【００２８】
測定器２は、検査対象の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を測定するネットワークアナライザであり、図１に示す検査対象の水晶振動子１の両端子に接続される。また、この測定器２は、演算装置５に常時接続（ネットワーク接続を含む）されている。
【００２９】
また、演算装置５は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）で構成されており、測定器２と、表示装置８と、入力装置９とに接続されている。
【００３０】
この演算装置５は、測定器２に周波数インピーダンス特性の測定の条件（例えば、測定する周波数範囲等の条件）を入力する条件設定部５１と、測定器２に測定開始を指示する測定命令部５２と、測定器２での測定結果を取得して、主振動及びスプリアスのインピーダンスを得る取得部５３（本願発明でいう第１取得部）と、取得部５３が得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める演算部５４（本発明でいう第１演算部）と、演算部５４での演算結果を基に、水晶振動子１がスプリアスで発振するか否かを判定し、その判定結果を表示装置８に出力する判定部５５（本願発明でいう第１判定部）とを有している。
【００３１】
また、表示装置８は、液晶ディスプレイ等で構成されており、演算装置５から出力された出力情報、例えば、判定部５５から出力された判定結果を表示する。
【００３２】
また、入力装置９は、キーボード等の操作部を備えており、演算装置５に対して、各種情報の入力を行うことが可能な構成とされている。
【００３３】
本実施の形態１では、上記振動子検査装置１０により、本実施の形態１に係る振動子検査方法が実現される。具体的には、上記振動子検査装置１０により、検査対象の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を測定する第１工程と、この第１工程における測定で得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める第２工程と、この第２工程で求めた主振動及びスプリアスのリアクタンスに対する抵抗に基づいて、検査対象の水晶振動子１が、水晶発振回路３においてスプリアスで発振するか否かを判定する第３工程とが実現される。以下、第１乃至第３工程のそれぞれについて、詳述する。
【００３４】
第１工程では、まず、検査対象の水晶振動子１の両端子を測定器２に接続する。そして、入力装置９を用いて、演算装置５に、周波数インピーダンス特性を測定する際の測定条件を入力する。入力装置９から演算装置５に測定条件が入力されると、条件設定部５１は、その測定条件を測定器２に対して出力し、これにより、測定器２において、その測定条件が記憶される。次いで、測定命令部５２が測定器２に対して測定開始命令を出力し、これにより、測定器２が、周波数インピーダンス特性の測定を開始する。測定器２での測定が終了すると、測定器２での測定結果が、測定器２から演算装置５へ出力される。この測定結果は、取得部５３で取得され、これにより、主振動及びスプリアスのインピーダンスが得られる。
【００３５】
例えば、第１工程では、図４、図６、及び図８のグラフ図に示すような周波数インピーダンス特性が、測定器（ネットワークアナライザ）２により測定される。これら図４、図６、及び図８に示すグラフ図において、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は、インピーダンスの絶対値│Ｚ│（Ω）を示している。なお、図４、図６、及び図８に示すグラフ図では、インピーダンスの絶対値を示しているが、測定器２ではベクトルインピーダンスを測定している。このベクトルインピーダンスは、一般に、インピーダンスの絶対値とインピーダンスの位相角との組合せ、または、インピーダンスの抵抗と、インピーダンスのリアクタンスとの組み合わせ等で表現される。
【００３６】
そして、第２工程では、演算装置５の演算部５４が、第１工程で測定された周波数インピーダンス特性の結果、即ち、取得部５３で得た主振動のインピーダンス、及び、スプリアスのインピーダンスに基づいて、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める。具体的には、測定した周波数インピーダンス特性の結果に対して、図５、図７、及び図９に示すような、横軸を抵抗Ｒ（Ω）、縦軸をリアクタンスＸ（Ω）とするインピーダンスチャートを作成する。このインピーダンスチャートには、少なくとも、水晶振動子１が接続される水晶発振回路３（図３参照）の負荷容量範囲に対応するリアクタンスＸ（以下、「リアクタンスＸの範囲」と称す）における抵抗Ｒを表示するようにする。なお、一般に、発振回路は、振動子の周波数に対応させて構成されるものである。そのため、発振回路の負荷容量範囲は、検査対象の振動子に依存する場合がある。
【００３７】
なお、水晶発振回路３の負荷容量の上限値をＣＬ1、下限値をＣＬ2、水晶振動子１の周波数をｆ0で表わした場合、リアクタンスＸの範囲は、下記〔式１〕で表わすことができる。
【００３８】
〔式１〕
１／（２π＊ｆ0＊ＣＬ1）≦Ｘ≦１／（２π＊ｆ0＊ＣＬ2）
例えば、水晶振動子１の周波数が６２１．９５ＭＨｚで、この水晶振動子１が接続される水晶発振回路３の負荷容量の範囲が１〜１２ｐＦである場合、インピーダンスチャートには、図５、図７、及び図９に示すように、少なくともリアクタンスＸの範囲２０〜２５０Ωにおける抵抗Ｒを表示するようにする。
【００３９】
そして、第３工程では、演算装置５の判定部５５が、上記インピーダンスチャートを利用して、第２工程で演算部５４が求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較し、検査対象の水晶振動子１が、スプリアスで発振するか否かを判定する。そして、この判定結果を上記インピーダンスチャートと共に、表示装置８に表示する。
【００４０】
具体的には、第２工程で作成したインピーダンスチャートを参照し、上記リアクタンスＸの範囲において主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアス又は主振動の抵抗と同じ抵抗を示すスプリアスが存在する場合には（即ち、上記リアクタンスＸの範囲において、主振動の抵抗がスプリアスの抵抗と同じ又は主振動の抵抗がスプリアスの抵抗を上回る場合には）、「スプリアスで発振する」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「不良品」と判定する。一方、上記リアクタンスＸの範囲において主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアスが存在せず、上記リアクタンスＸの範囲において主振動の抵抗と同じ抵抗を示すスプリアスも存在しない場合には（即ち、上記リアクタンスＸの範囲において、主振動の抵抗が全てのスプリアスの抵抗を下回っている場合には）、「スプリアスで発振する」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「良品」と判定する。
【００４１】
一例として、上記リアクタンスＸの範囲が２０〜２５０Ωである場合において、上記第１工程で、図４に示す周波数インピーダンス特性が測定され、第２工程で、図５に示すインピーダンスチャートを得たとする。即ち、図４において、記号Ｍ１に示す主振動（以下、主振動Ｍ１という）のインピーダンスを基に、図５の記号Ｍ１の曲線で示す主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒが求められたとする。同様に、例えば、記号Ｓ１に示すスプリアス（以下、スプリアスＳ１という）のインピーダンス、記号Ｓ２に示すスプリアス（以下、スプリアスＳ２という）のインピーダンスに基づいて、図５の記号Ｓ１の曲線で示すスプリアスＳ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒ、及び図５の記号Ｓ２の曲線で示すスプリアスＳ２のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒが求められたとする。この図５に示すインピーダンスチャートにおいて、主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線Ｍ１と、スプリアスＳ２のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線Ｓ２は、リアクタンスＸが約２１０Ωの点で交差しており、２１０Ωを超えるリアクタンスＸで、主振動Ｍ１の抵抗ＲがスプリアスＳ２の抵抗Ｒを上回ることが認められる。即ち、２１０ΩのリアクタンスＸで主振動Ｍ１の抵抗Ｒと同じ抵抗Ｒを示し、２１０Ωを超えるリアクタンスＸにおいて主振動Ｍ１の抵抗Ｒよりも小さい抵抗Ｒを示すスプリアスＳ２の存在が認められる。このため、第３工程では、「スプリアスＳ２で発振する」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「不良品」と判定する。
【００４２】
他の例として、上記リアクタンスＸの範囲が２０〜２５０Ωである場合において、上記第１工程で、図６に示す周波数インピーダンス特性が測定され、第２工程で、図７に示すインピーダンスチャートを得たとする。即ち、図６において、主振動Ｍ１のインピーダンスを基に、図６の記号Ｍ１の曲線で示す主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒが求められたとする。同様に、図６に示すスプリアスＳ１のインピーダンス、及びスプリアスＳ２のインピーダンスに基づいて、図７の記号Ｓ１の曲線で示すスプリアスＳ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒ、及び図７の記号Ｓ２の曲線で示すスプリアスＳ２のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒが求められたとする。この図７に示すインピーダンスチャートにおいて、主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線Ｍ１と、スプリアスＳ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線Ｓ１は、リアクタンスＸが約１５０Ωの点で交差しており、１５０Ωを超えるリアクタンスＸで、主振動Ｍ１の抵抗ＲがスプリアスＳ１の抵抗Ｒを上回ることが認められる。即ち、約１５０ΩのリアクタンスＸで主振動Ｍ１の抵抗Ｒと同じ抵抗Ｒを示し、１５０Ωを超えるリアクタンスＸにおいて主振動Ｍ１の抵抗Ｒよりも小さい抵抗Ｒを示すスプリアスＳ１の存在が認められる。このため、第３工程では、「スプリアスＳ１で発振する」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「不良品」と判定する。
【００４３】
さらに他の例として、上記リアクタンスＸの範囲が２０〜２５０Ωである場合において、上記第１工程で、図８に示す周波数インピーダンス特性が測定され、第２工程で、図９に示すインピーダンスチャートを得たとする。即ち、図８において、主振動Ｍ１のインピーダンスを基に、図９の記号Ｍ１の曲線で示す主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒが求められたとする。同様に、例えば、図８に示すスプリアスＳ１のインピーダンス、及びスプリアスＳ２のインピーダンスに基づいて、図９の記号Ｓ１の曲線で示すスプリアスＳ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒ、及び図９の記号Ｓ２の曲線で示すスプリアスＳ２のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒが求められたとする。この図９に示すインピーダンスチャートにおいては、主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線Ｍ１は、いずれのスプリアスのリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線（記号Ｓ１及びＳ２で示す曲線を含む）にも交差しておらず、２０〜２５０ΩのリアクタンスＸにおいて、主振動Ｍ１の抵抗Ｒが、スプリアスの抵抗Ｒを下回っていることが認められる。即ち、２０〜２５０ΩのリアクタンスＸにおいて主振動Ｍ１の抵抗Ｒよりも小さい抵抗Ｒを示すスプリアスが存在せず、また、主振動Ｍ１の抵抗Ｒと同じ抵抗Ｒを示すスプリアスも存在しないことが認められる。このため、第３工程では、「スプリアスで発振しない」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「良品」と判定する。
【００４４】
上記したインピーダンスチャート（図５、図７、及び図９参照）を用いた本実施の形態１に係る振動子検査方法によれば、「リアクタンスＸの範囲において主振動Ｍ１の抵抗Ｒよりも小さい抵抗Ｒを示すスプリアスが存在するか否か」の判断を、インピーダンスチャート上で、主振動Ｍ１のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線Ｍ１が、いずれかのスプリアス（例えば、スプリアスＳ１，Ｓ２）のリアクタンスＸに対する抵抗Ｒを示す曲線（例えば、曲線Ｓ１，Ｓ２）に交差しているか否かで判断することができるので、検査対象の水晶振動子１がスプリアスで発振するか否かの判定が容易である。
【００４５】
なお、本実施の形態１に係る振動子検査方法において、演算装置５の判定部５５は、リアクタンスＸの範囲において主振動Ｍ１の抵抗Ｒが全てのスプリアスの抵抗Ｒを下回っている場合（即ち、リアクタンスＸの範囲において主振動Ｍ１の抵抗Ｒと同じ抵抗を示すスプリアスが存在せず、また、リアクタンスＸの範囲において主振動Ｍ１の抵抗を上回る抵抗を示すスプリアスも存在しない場合）に、「スプリアスで発振しない」と判定しているが、本発明は、これに限定されない。例えば、リアクタンスＸの範囲で、主振動Ｍ１の抵抗Ｒが全てのスプリアスの抵抗Ｒを下回っている場合であっても、リアクタンスＸの範囲において、主振動Ｍ１の抵抗Ｒと、スプリアスの抵抗Ｒとに、一定以上の違いが認められないときには（例えば、主振動の抵抗に対するスプリアスの抵抗の比が１．２倍以下の場合、或いは、主振動の抵抗とスプリアスの抵抗との差が１０Ω未満の場合）、「スプリアスで発振する可能性有り」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「不良品」と判定してもよい。この場合には、リアクタンスＸの範囲において主振動Ｍ１の抵抗よりも高い抵抗を示すが、その抵抗の比もしくは差が小さいスプリアスが存在するために、極僅かにスプリアスで発振する可能性がある水晶振動子１も「不良品」として判定される。このため、上記水晶発振回路３において、水晶振動子１がスプリアスで発振する危険性を低減させることができる。
【００４６】
上記した本実施の形態１に係る振動子検査方法及び振動子検査装置１０によれば、振動子の周波数に対するインピーダンスを１回測定して、この測定結果に基づいて得られる主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較するだけで、検査対象の水晶振動子１に負荷されると想定される負荷容量範囲の全範囲にわたって、簡単かつ正確に、その振動子がスプリアス発振するか否かを判別することができる。結果として、検査工数（測定器２による測定回数）を増やすことなく正確に、検査対象の水晶振動子１がスプリアス発振するか否かを判定することが可能となり、水晶振動子１の製造コストの削減が可能となる。特に、３００ＭＨｚ以上の高周波振動子では、インハーモニックスプリアスを抑制することが困難であるが、本実施の形態１の振動子検査方法を採用することで、スプリアス発振する可能性のある高周波振動子を事前に除外することができ、発振器の組み立て後のスプリアス発振をなくすことができる。
【００４７】
また、上記した実施の形態１に係る振動子検査方法は、上記振動子検査装置１０を用いて実現されるが、本発明の振動子検査方法は、これに限定されない。例えば、測定器２での測定結果を基に、検査者が、主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを求め（例えば、上記インピーダンスを作成し）、検査者が、求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較して、スプリアスで発振するか否かの判定を行ってもよい。
【００４８】
また、上記した振動子検査装置１０において、測定器２は、演算装置５に常時接続されており、演算装置５からの指示（測定条件の設定及び測定開始命令）に従って、測定を行う構成とされているが、本発明の振動子検査装置１０は、これに限定されない。例えば、演算装置５に条件設定部５１及び測定命令部５２を設けずに、測定器２に入力部を設け、この入力部を通じて、測定器２の測定条件の設定と測定の開始の指示を行う構成とされていてもよい。この場合、演算装置５の取得部５３は、ＵＳＢメモリ等の外部記憶媒体を介して、測定器２での測定結果を取得する構成とされていてもよい。或いは、本発明の振動子検査装置は、演算装置５、入力装置９、及び表示装置８を備えず、測定器２が上記演算装置５と同様の構成を有する演算部と、上記表示装置８と同様の構成を有する表示部と、上記入力装置９と同様の構成を有する入力部とを有する構成であってもよい。
【００４９】
＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２に係る振動子検査装置２０は、図１０に示すように、検査対象の水晶振動子１の周波数インピーダンスを測定するための測定器２（本発明でいう第２測定部）と、前記測定器２での測定結果を取得し、水晶振動子１がスプリアスで発振するか否かを判別する演算装置（ＰＣ）６と、演算装置６での判別結果を表示するための表示装置８と、演算装置６に各種情報を入力するための入力装置９とを備えている。さらに、振動子検査装置２０は、測定器２と接続された負荷容量治具４と、演算装置６から出力されたデジタル信号をアナログ電圧に変換して負荷容量治具４に入力するＤ／Ａコンバータ７を備えている。
【００５０】
測定器２は、検査対象の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を測定するネットワークアナライザであり、この測定器２は、図１０に示す負荷容量治具４に接続されている。この負荷容量治具４は、負荷容量としてのバリキャップダイオード（可変容量ダイオード）ＤSを内蔵したものであり、この負荷容量治具４の所定箇所Ｐに水晶振動子１を配置することにより、図１０に示すように、バリキャップダイオードＤSと水晶振動子１が直列に接続される。この負荷容量治具４において、バリキャップダイオードＤSの容量は、Ｄ／Ａコンバータ７から出力されたアナログ電圧により、可変される。また、この測定器２は、演算装置６に常時接続（ネットワーク接続を含む）されている。
【００５１】
また、演算装置６は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）で構成されており、測定器２と、表示装置８と、入力装置９と、Ｄ／Ａコンバータ７とに接続されている。
【００５２】
この演算装置６は、測定器２に周波数インピーダンス特性の測定の条件（例えば、測定する周波数範囲等の条件）を入力する条件設定部６１と、負荷容量治具４に内蔵されたバリキャップダイオードＤSの容量を設定するための負荷容量設定部６２と、測定器２に測定開始を指示する測定命令部６３と、測定器２での測定結果を取得する取得部６４（本願発明でいう第２取得部）と、取得部６４が取得した測定結果を基に、水晶振動子１がスプリアスで発振するか否かを判定し、その判定結果を表示装置８に出力する判定部６５（本願発明でいう第２判定部）とを有している。
【００５３】
また、表示装置８は、液晶ディスプレイ等で構成されており、演算装置６から出力された出力情報、例えば、判定部６５から出力されてきた判定結果を表示する。
【００５４】
また、入力装置９は、キーボード等の操作部を備えており、演算装置６に対して、各種情報の入力を行うことが可能な構成とされている。
【００５５】
本実施の形態２では、上記振動子検査装置２０を用いて、本実施の形態２に係る振動子検査方法が実現される。この本発明の実施の形態２に係る振動子検査方法は、図１０に示すように、水晶振動子１に負荷容量（バリキャップダイオードＤS）を直列に接続した状態で水晶振動子１の周波数に対するインピーダンス（周波数インピーダンス特性）の測定を行う測定工程を有している。この測定工程では、水晶振動子１に接続する負荷容量を可変させ、可変させた負荷容量毎に、インピーダンスを測定する。そして、少なくとも１回のインピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアス又は主振動とインピーダンスの絶対値が同じスプリアスの存在を示す場合に、「スプリアスで発振する」と判定する。以下、上記振動子検査装置２０を用いて実現される本実施の形態２に係る振動子検査方法について詳述する。
【００５６】
本実施の形態２の測定工程では、まず、負荷容量治具４に水晶振動子１を配置する。そして、入力装置９を通じて、演算装置６に、周波数インピーダンス特性を測定する際の測定条件（例えば、測定する周波数の範囲）を入力すると共に、周波数インピーダンス特性を測定する際のバリキャップダイオードＤSの容量値（可変値）を複数入力する。ここで入力されるバリキャップダイオードＤSの容量値（可変値）は、検査対象の水晶振動子１が接続される水晶発振回路３の負荷容量範囲内のものとする。演算装置６に測定条件及びバリキャップダイオードＤSの容量値が入力されると、条件設定部６１が、その測定条件を測定器２に対して出力し、これにより、測定器２において、その測定条件が記憶される。次いで、負荷容量設定部６２が、入力された１つの容量値に対応するデジタル信号をＤ／Ａコンバータ７に向けて出力する。このデジタル信号はＤ／Ａコンバータ７によりアナログ電圧に変換され、変換されたアナログ電圧がバリキャップダイオードＤSの端子間電圧としてバリキャップダイオードＤSに供給される。これにより、バリキャップダイオードＤSの容量値が設定される。次いで、測定命令部６３が、測定器２に対して測定開始命令を出力し、これにより、測定器２が、上記測定条件に従って、周波数インピーダンス特性の測定を開始する。測定器２での周波数インピーダンス特性の測定が終了すると、この周波数インピーダンス特性の測定の結果が、測定器２から演算装置６へ出力され、取得部６４で取得される。
【００５７】
本実施の形態２の測定工程では、演算装置６に入力された全ての容量値に対応する周波数インピーダンス特性の測定が終了するまで、負荷容量設定値６２によるバリキャップダイオードＤSの容量値の設定処理と、測定命令部６３による測定開始処理と、取得部６５による測定結果の取得処理が繰り返される。これにより、測定工程では、バリキャップダイオードＤSの容量が可変され、この可変された容量毎に、測定器２での水晶振動子１の周波数インピーダンス特性の測定が実施される。そして、この測定器２が実施した全ての周波数インピーダンス測定の結果が、演算装置６の取得部６４で取得される。
【００５８】
このような測定工程の実施が終了したら、演算装置６の判定部６５が、測定工程での測定結果、即ち、取得部６４が取得した複数の周波数インピーダンス特性の測定の結果を基に、主振動Ｍ１よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアス又は主振動Ｍ１とインピーダンスの絶対値が同じスプリアスが存在するか否かを確認する。少なくとも１回の前記周波数インピーダンス特性の測定の結果が、主振動Ｍ１よりもインピーダンの絶対値が小さいスプリアス又は主振動Ｍ１とインピーダンスの絶対値が同じスプリアスの存在を示す場合には、「スプリアスで発振する」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「不良品」と判定する。一方、実施した全ての前記周波数インピーダンス特性の測定の結果が、主振動Ｍ１よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスが存在せず、また、主振動Ｍ１とインピーダンスの絶対値が同じスプリアスも存在しないことを示す場合には、「スプリアスで発振しない」と判定し、検査対象の水晶振動子１を「良品」と判定する。そして、この判定の結果を表示装置８に出力する。
【００５９】
図１１に、水晶発振回路３においてスプリアスで発振する水晶振動子１の周波数インピーダンス特性の一例を示す。この図１１に示すグラフ図において、横軸は周波数（ＭＨｚ）を示しており、縦軸は、インピーダンスの絶対値│Ｚ│（Ω）を示している。記号Ｗ１で示す波形は、容量が負荷されていない時の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を示している。また、記号Ｗ２に示す波形は、５ｐＦの容量負荷時の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を示し、Ｗ３に示す波形は、２ｐＦの容量負荷時の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を示し、Ｗ４に示す波形は、１ｐＦの容量負荷時の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を示している。
【００６０】
図１１に示す周波数インピーダンス特性を有する水晶振動子１の場合、容量を負荷しない状態でのインピーダンス測定では、記号Ｗ１の波形が示すように、主振動Ｍ１よりもインピーダンスの絶対値│Ｚ│の小さいスプリアスの存在は確認されず、例えば、比較的インピーダンスの絶対値│Ｚ│の小さいスプリアスＳ１，Ｓ２であっても、それらスプリアスＳ１，Ｓ２のインピーダンスＺは、主振動Ｍ１のインピーダンスの絶対値│Ｚ│よりも大きい。これに対して、１〜５ｐＦの容量を負荷した状態では、図１１の記号Ｗ２〜Ｗ４の波形に示すように、その負荷容量が小さくなるに従って、主振動Ｍ１のインピーダンスの絶対値│Ｚ│と、スプリアスＳ１，Ｓ２のインピーダンスの絶対値│Ｚ│の差が小さくなり、１ｐＦの容量負荷時には、記号Ｗ４の波形が示すように、主振動Ｍ１のインピーダンスの絶対値│Ｚ│よりも、スプリアスＳ２のインピーダンスの絶対値│Ｚ│が小さくなる。つまり、１ｐＦの容量負荷時のインピーダンス測定において、主振動Ｍ１よりもインピーダンスの絶対値│Ｚ│の小さいスプリアスＳ２の存在が確認される。このため、本実施の形態２に係る振動子検査方法では、図１１に示す周波数インピーダンス特性を有する水晶振動子１を、スプリアスＳ２で発振する「不良品」と判定する。
【００６１】
また、図１２に、水晶発振回路３においてスプリアスで発振する可能性のない水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を示す。記号Ｗ５で示す波形は、容量が負荷されていない時の水晶振動子１の周波数インピーダンス特性を示している。また、記号Ｗ６に示す波形は、５ｐＦの容量負荷時の水晶振動子の周波数インピーダンス特性を示し、Ｗ７に示す波形は、２ｐＦの容量負荷時の水晶振動子の周波数インピーダンス特性を示し、Ｗ８に示す波形は、１ｐＦの容量負荷時の水晶振動子の周波数インピーダンス特性を示している。
【００６２】
図１２に示す周波数インピーダンス特性を有する水晶振動子１の場合、容量を負荷しない状態でのインピーダンス測定では、記号Ｗ５の波形が示すように、主振動Ｍ１よりもインピーダンスの絶対値│Ｚ│の小さいスプリアスの存在は確認されず、例えば、比較的インピーダンスの絶対値│Ｚ│の小さいスプリアスＳ１，Ｓ２であっても、それらスプリアスＳ１，Ｓ２のインピーダンスの絶対値│Ｚ│は、主振動Ｍ１のインピーダンスの絶対値│Ｚ│よりも大きい。また、１〜５ｐＦの容量を負荷した状態では、図１２の記号Ｗ６〜Ｗ８の波形に示すように、その負荷容量が小さくなるに従って、主振動Ｍ１のインピーダンスの絶対値│Ｚ│と、スプリアスＳ１，Ｓ２のインピーダンスの絶対値│Ｚ│の差が小さくなるが、常に、主振動Ｍ１が、他の全てのスプリアス（スプリアスＳ１，Ｓ２を含む）よりも小さいインピーダンスの絶対値│Ｚ│を示す。つまり、５ｐＦの容量負荷時のインピーダンス測定（記号Ｗ６の波形参照）、２ｐＦの容量負荷時のインピーダンス測定（記号Ｗ７の波形参照）、及び１ｐＦの容量負荷時のインピーダンス測定（記号Ｗ８の波形参照）のいずれにおいても、主振動Ｍ１よりもインピーダンスの絶対値│Ｚ│の小さいスプリアスの存在は確認されず、また、主振動Ｍ１とインピーダンスの絶対値│Ｚ│が同じスプリアスの存在も確認されない。このため、本実施の形態２に係る振動子検査方法では、図１２に示す周波数インピーダンス特性を有する水晶振動子１を、スプリアスで発振しない「良品」と判定する。
【００６３】
上記した実施の形態２に係る振動子検査方法及び振動子検査装置２０によれば、水晶振動子１に負荷される容量の異なる複数の周波数インピーダンス特性の測定の結果に基づき、検査対象の水晶振動子１がスプリアスで発振するか否かを正確に判別することができる。また、水晶振動子１に容量が負荷された時のインピーダンスの測定値を用いて判別を行うため、検査対象の振動子がスプリアスで発振するか否かの判別の精度を高めることができる。
【００６４】
なお、上記した実施の形態２に係る振動子検査方法では、測定工程が終了してから、その測定結果に基づき、演算装置６の判定部６５が、スプリアスで発振するか否かの判定を実施しているが、測定工程において、周波数インピーダンス特性の測定を実施する都度、スプリアスで発振するか否かの判定を実施してもよい。例えば、測定工程において、１つの周波数インピーダンス特性の測定が終了し、演算装置６の取得部６４がその周波数インピーダンス特性の測定の結果を取得したら、演算装置６の判定部６５が、その１つのインピーダンスの測定の結果に基づいて、スプリアスで発振するか否かの判定を行い、「スプリアスで発振しない」と判定した場合には、負荷容量を可変させて、可変させた負荷容量にて新たなインピーダンスの測定を行う一方（具体的には、負荷容量設定部６２によりバリキャップダイオードＤｓの容量値を変更し、そして、測定命令部６３が測定器２に測定開始命令を出力する一方）、「スプリアスで発振する」と判定した場合には、測定工程を終了し、検査対象の水晶振動子１に対する全処理を終了する。この場合には、１つの周波数インピーダンス特性の測定においてスプリアスで発振することが認められた場合には、さらに負荷容量を可変させて、可変させた負荷容量にて新たな周波数インピーダンス特性の測定を行うことが不要となるため、測定工程の実施に要する手間を削減することができる。
【００６５】
また、上記した実施の形態２に係る振動子検査方法は、上記振動子検査装置２０を用いて実現されるが、本発明の振動子検査方法は、これに限定されない。例えば、測定器２での測定結果を基に、検査者自身が、図１１及び図１２に示すような測定結果を参照して、スプリアスで発振するか否かの判定を行ってもよい。
【００６６】
また、上記した振動子検査装置２０では、測定器２が演算装置６に常時接続され、負荷容量治具４がＤ／Ａコンバータ７を介して演算装置６に接続されており、演算装置６からの指示（測定条件の設定、測定開始命令、及びデジタル信号）に従って、負荷容量治具４のバリキャップダイオードＤSが可変され、測定器２での測定が実行される構成とされているが、本発明の振動子検査装置は、これに限定されない。例えば、演算装置６に条件設定部６１、負荷容量設定部６２、及び測定命令部６３を設けずに、測定器２に入力部を設け、この入力部を通じて、測定器２の測定条件の設定、バリキャップダイオードＤSの容量設定、及び測定の開示の指示を行う構成とされていてもよい。この場合、演算装置６の取得部６４は、ＵＳＢメモリ等の外部記憶媒体を介して、測定器２での測定結果を取得する構成とされていてもよい。或いは、本発明の振動子検査装置は、演算装置６、入力装置９、及び表示装置８を備えず、測定器２が上記演算装置６と同様の構成を有する演算部と、上記表示装置８と同様の構成を有する表示部と、上記入力装置９と同様の構成を有する入力部とを有する構成であってもよい。
【００６７】
以上、本発明の実施の形態１及び２に係る振動子検査方法について説明したが、実施の形態１に係る振動子検査方法と、実施の形態２に係る振動子検査方法を組み合わせてもよい。例えば、実施の形態１に係る振動子検査方法において、第３工程において主振動で発振すると判定した水晶振動子１を再検査する第４工程を更に備えてもよい。この第４工程では、第３工程において「スプリアスで発振しない」と判定した水晶振動子１を再検査対象として、上記した実施の形態２に係る振動子検査方法により、その再検査対象の水晶振動子１がスプリアス発振するか否かを判別するものとする。このようにして、実施の形態１に係る振動子検査方法と、実施の形態２に係る振動子検査方法とを組み合わせれば、検査対象の水晶振動子１が、水晶発振回路３においてスプリアスで発振するか否かの判別の精度を高めることができる。
【００６８】
なお、上記した実施の形態１及び２に係る振動子検査方法では、図２に示す水晶振動子１を検査対象としているが、検査対象の振動子は、いかなる構成の振動子であってもよく、図２に示す水晶振動子１に限定されない。また、検査対象の振動子が接続される発振回路の構成も、いずれの構成であってもよく、図３に示す水晶発振回路３の構成に限定されない。
【００６９】
また、上記した実施の形態１及び２に係る振動子検査方法では、周波数インピーダンス特性を測定するための測定器として、ネットワークアナライザ２を使用しているが、これに限定されず、周波数インピーダンス特性を測定することができる他の測定器、例えば、インピーダンスアナライザ等を使用してもよい。
【００７０】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、スプリアスで発振する振動子を選別するための振動子検査に利用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 水晶振動子
１１ 水晶振動片
１２ ベース
１３ 蓋
１４、１５ 励振電極
１６ 導電性バンプ
１７ 接合材
２ 測定器（第１測定部、第２測定部）
３ 水晶発振回路
３１ 発振回路部
３２ 周波数制御回路部
４ 負荷容量治具
５ 演算装置
５１ 条件設定部
５２ 測定命令部
５３ 取得部（第１取得部）
５４ 演算部（第１演算部）
５５ 判定部（第１判定部）
６ 演算装置
６１ 条件設定部
６２ 負荷容量設定部
６３ 測定命令部
６４ 取得部（第２取得部）
６５ 判定部（第２判定部）
７ Ｄ／Ａコンバータ
８ 表示装置
９ 入力装置
１０ 振動子検査装置
２０ 振動子検査装置
Ｑ１ 発振用トランジスタ
Ｃ１〜Ｄ５ コンデンサ
Ｒ１〜Ｒ５ 抵抗
Ｌ１〜Ｌ３ コイル
Ｄ１、Ｄ２ バリキャップダイオード
ＤS バリキャップダイオード（負荷容量）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査方法であって、
検査対象の振動子の周波数に対するインピーダンスを測定して、主振動及びスプリアスのインピーダンスを得る第１工程と、
前記第１工程で得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める第２工程と、
前記第２工程で求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較し、前記検査対象の振動子が接続され得る発振回路の負荷容量範囲に対応するリアクタンスにおいて主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアスが存在する場合に、スプリアスで発振すると判定する第３工程と
を有することを特徴とする振動子検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の振動子検査方法であって、
前記第３工程においてスプリアスで発振しないと判定した振動子を再検査する第４工程を更に有しており、
前記第４工程は、再検査対象の前記振動子に直列に負荷容量を接続した状態で、前記振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う測定工程を有し、
前記測定工程では、前記負荷容量を可変させ、可変させた前記負荷容量毎に、前記インピーダンスの測定を行い、
少なくとも１回の前記インピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスの存在を示す場合に、スプリアスで発振すると判定する
ことを特徴とする振動子検査方法。
【請求項３】
スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査方法であって、
検査対象の振動子に直列に負荷容量を接続した状態で、前記振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う測定工程を有し、
前記測定工程では、前記負荷容量を可変させ、可変させた前記負荷容量毎に、前記インピーダンスの測定を行い
少なくとも１回の前記インピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスの存在を示す場合に、スプリアスで発振すると判定する
ことを特徴とする振動子検査方法。
【請求項４】
スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査装置であって、
検査対象の振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う第１測定部と、
前記第１測定部での前記インピーダンスの測定の結果を取得して、主振動及びスプリアスのインピーダンスを得る第１取得部と、
前記第１取得部で得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める第１演算部と、
前記第１演算部で求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較し、前記検査対象の振動子が接続され得る発振回路の負荷容量範囲に対応するリアクタンスにおいて主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアスが存在する場合に、スプリアスで発振すると判定する第１判定部と
を有することを特徴とする振動子検査装置。
【請求項５】
スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査装置であって、
検査対象の振動子に直列に負荷容量を接続した状態での前記振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う第２測定部と、
前記第２測定部での前記インピーダンスの測定の結果を取得する第２取得部と、
前記第２取得部で取得した前記インピーダンスの測定の結果に基づいて、スプリアスで発振するか否かを判定する第２判定部とを有しており、
前記第２取得部は、前記負荷容量を可変させ、可変させた前記負荷容量毎に前記第２測定部で実施された前記インピーダンスの測定の結果を全て取得し、
前記第２判定部は、前記第２取得部が取得した少なくとも１回の前記インピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスの存在を示す場合に、スプリアスで発振すると判定する
ことを特徴とする振動子検査装置。
【請求項１】
スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査方法であって、
検査対象の振動子の周波数に対するインピーダンスを測定して、主振動及びスプリアスのインピーダンスを得る第１工程と、
前記第１工程で得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める第２工程と、
前記第２工程で求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較し、前記検査対象の振動子が接続され得る発振回路の負荷容量範囲に対応するリアクタンスにおいて主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアスが存在する場合に、スプリアスで発振すると判定する第３工程と
を有することを特徴とする振動子検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の振動子検査方法であって、
前記第３工程においてスプリアスで発振しないと判定した振動子を再検査する第４工程を更に有しており、
前記第４工程は、再検査対象の前記振動子に直列に負荷容量を接続した状態で、前記振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う測定工程を有し、
前記測定工程では、前記負荷容量を可変させ、可変させた前記負荷容量毎に、前記インピーダンスの測定を行い、
少なくとも１回の前記インピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスの存在を示す場合に、スプリアスで発振すると判定する
ことを特徴とする振動子検査方法。
【請求項３】
スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査方法であって、
検査対象の振動子に直列に負荷容量を接続した状態で、前記振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う測定工程を有し、
前記測定工程では、前記負荷容量を可変させ、可変させた前記負荷容量毎に、前記インピーダンスの測定を行い
少なくとも１回の前記インピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスの存在を示す場合に、スプリアスで発振すると判定する
ことを特徴とする振動子検査方法。
【請求項４】
スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査装置であって、
検査対象の振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う第１測定部と、
前記第１測定部での前記インピーダンスの測定の結果を取得して、主振動及びスプリアスのインピーダンスを得る第１取得部と、
前記第１取得部で得た主振動及びスプリアスのインピーダンスを基に、主振動及びスプリアスのリアクタンスと抵抗とを求める第１演算部と、
前記第１演算部で求めた主振動のリアクタンスに対する抵抗と、スプリアスのリアクタンスに対する抵抗とを比較し、前記検査対象の振動子が接続され得る発振回路の負荷容量範囲に対応するリアクタンスにおいて主振動の抵抗よりも小さい抵抗を示すスプリアスが存在する場合に、スプリアスで発振すると判定する第１判定部と
を有することを特徴とする振動子検査装置。
【請求項５】
スプリアスで発振する振動子を判別する振動子検査装置であって、
検査対象の振動子に直列に負荷容量を接続した状態での前記振動子の周波数に対するインピーダンスの測定を行う第２測定部と、
前記第２測定部での前記インピーダンスの測定の結果を取得する第２取得部と、
前記第２取得部で取得した前記インピーダンスの測定の結果に基づいて、スプリアスで発振するか否かを判定する第２判定部とを有しており、
前記第２取得部は、前記負荷容量を可変させ、可変させた前記負荷容量毎に前記第２測定部で実施された前記インピーダンスの測定の結果を全て取得し、
前記第２判定部は、前記第２取得部が取得した少なくとも１回の前記インピーダンスの測定の結果が、主振動よりもインピーダンスの絶対値が小さいスプリアスの存在を示す場合に、スプリアスで発振すると判定する
ことを特徴とする振動子検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１１０５１６（Ｐ２０１３−１１０５１６Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２９１２（Ｐ２０１１−２５２９１２）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]