捩り水晶振動子
【目的】 音叉腕に溝を設け、等価直列抵抗Ｒ1 の小さい、小型捩り水晶振動子を提供することにある。
【構成】 長さ、幅ｘ0 を有する音叉腕に長さ方向に一対の溝を設け、この溝の中に励振電極を配置して形成することにより、一対の溝が対向する面の間に電界ができ、電気機械効率がよくなる。
【構成】 長さ、幅ｘ0 を有する音叉腕に長さ方向に一対の溝を設け、この溝の中に励振電極を配置して形成することにより、一対の溝が対向する面の間に電界ができ、電気機械効率がよくなる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、捩り水晶振動子の形状と励振電極構成に関する。特に、小型化、耐衝撃性、低廉化の要求の強い腕時計、ポケットベル、ＩＣカードや移動体無線等の基準信号源として最適な捩り水晶振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】周波数が２００ｋＨｚ〜６００ｋＨｚの水晶振動子は、音叉形状した屈曲水晶振動子と縦水晶振動子が用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来から使用されている音叉型屈曲水晶振動子は高調波モードを使用するため、電極形成が複雑で、リード線等の支持による振動エネルギー損失が多く、その結果、等価直列抵抗Ｒ1 が上昇するなどの課題が成されていた。一方、縦水晶振動子は、周波数が振動腕の長さに反比例するために、６００ｋＨｚ以下の振動子を実現しようとすると、自ずからサイズが大きくなり、小型化できないという課題が残されていた。このようなことから、周波数が２００ｋＨｚ〜６００ｋＨｚで、しかも、超小型で零温度係数を有し、等価直列抵抗Ｒ1 の小さい、化学的エッチング加工が容易な水晶振動子が所望されていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の方法で従来の課題を解決するものである。すなわち、捩り振動モードで振動する音叉形状水晶振動子で、音叉腕の長手方向に溝を設けることにより課題を解決している。
【０００５】
【作用】このように、本発明は捩り水晶振動子で、しかも、音叉腕の長手方向に溝を設けることにより、幅方向に負荷質量を有するので、低周波数で、Ｒ1 の小さい超小型捩り水晶振動子が化学的エッチング法によって得られる。
【０００６】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて具体的に述べる。図１は、本発明の音叉型捩り水晶振動子の形状と励振電極構成を示す。図２は、本発明の音叉型捩り水晶振動子の音叉上部から見た断面図である。音叉型捩り水晶振動子１は音叉腕２、３と音叉基部１０から構成されている。そして、音叉腕２にはエッチング法によって溝４と溝５が形成されている。図２に示すように、対向の裏面にも厚みに対して対称の位置に溝が設けられている。一方、音叉腕３にも音叉腕２と同様に溝６と７が設けられている。又、音叉腕２の溝４と５には励振電極９と８が異極となるように配置され、音叉基部１０を介してそれぞれ溝６と７に配置された励振電極に接続されている。図２に示すように、厚みに対して対称となる裏面の溝にも励振電極が配置されている。このとき、厚みに対して異極となるように励振電極は配置される。この振動子はｙ”軸（機械軸であるｙ軸の座標回転後の結晶軸）方向に電界を有し、ｙ軸方向に電界成分を持つカット角（φ、θ）で形成される。
【０００７】このような溝を有する音叉型捩り水晶振動子を形成することにより、励振電極８、９間に電圧を加えると、溝４に設けた励振電極９のうち溝５に近い面９ａと、溝５に設けた励振電極８のうち溝４に近い面８ａとの間に電界ができ、従来の同一平面に設けた２個の励振電極に比べ、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２００ｋＨｚ〜６００ｋＨｚと低周波数で、小型の捩り水晶振動子が得られる。
【０００８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の音叉型捩り水晶振動子は次の著しい効果を有する。
（１）音叉腕の長さ方向に溝を設け、この溝の中に励振電極を配置することにより、等価直列抵抗Ｒ1 の小さい、Ｑ値の高い音叉型捩り水晶振動子が得られる。
（２）化学的エッチング法によって容易に形成できるので、小型化、薄型化ができる。同時に、１枚のウエハ上に多数個の振動子を一度にバッチ処理できるので、低廉化が可能である。
（３）音叉腕に溝を設け、音叉腕の幅端部に負荷質量効果を持たせることにより、２００ｋＨｚ〜６００ｋＨｚの低周波数の捩り水晶振動子を小型サイズで実現できる。
（４）音叉形状に加工されるので、リード線等の外部支持による振動エネルギー損失が小さくなり、耐衝撃性に優れた捩り水晶振動子か得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の音叉型捩り水晶振動子の形状と励振電極構成を示す。
【図２】本発明の音叉型捩り水晶振動子の音叉上部から見た断面図である。
【符号の説明】
１ 音叉型捩り水晶振動子
２、３ 音叉腕
４、５、６、７ 溝
８、８ａ、９、９ａ 励振電極
１０ 音叉基部
ｘ’ 座標回転後の電気軸
ｙ” 座標回転後の機械軸
ｚ’ 座標回転後の光軸
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、捩り水晶振動子の形状と励振電極構成に関する。特に、小型化、耐衝撃性、低廉化の要求の強い腕時計、ポケットベル、ＩＣカードや移動体無線等の基準信号源として最適な捩り水晶振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】周波数が２００ｋＨｚ〜６００ｋＨｚの水晶振動子は、音叉形状した屈曲水晶振動子と縦水晶振動子が用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来から使用されている音叉型屈曲水晶振動子は高調波モードを使用するため、電極形成が複雑で、リード線等の支持による振動エネルギー損失が多く、その結果、等価直列抵抗Ｒ1 が上昇するなどの課題が成されていた。一方、縦水晶振動子は、周波数が振動腕の長さに反比例するために、６００ｋＨｚ以下の振動子を実現しようとすると、自ずからサイズが大きくなり、小型化できないという課題が残されていた。このようなことから、周波数が２００ｋＨｚ〜６００ｋＨｚで、しかも、超小型で零温度係数を有し、等価直列抵抗Ｒ1 の小さい、化学的エッチング加工が容易な水晶振動子が所望されていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の方法で従来の課題を解決するものである。すなわち、捩り振動モードで振動する音叉形状水晶振動子で、音叉腕の長手方向に溝を設けることにより課題を解決している。
【０００５】
【作用】このように、本発明は捩り水晶振動子で、しかも、音叉腕の長手方向に溝を設けることにより、幅方向に負荷質量を有するので、低周波数で、Ｒ1 の小さい超小型捩り水晶振動子が化学的エッチング法によって得られる。
【０００６】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて具体的に述べる。図１は、本発明の音叉型捩り水晶振動子の形状と励振電極構成を示す。図２は、本発明の音叉型捩り水晶振動子の音叉上部から見た断面図である。音叉型捩り水晶振動子１は音叉腕２、３と音叉基部１０から構成されている。そして、音叉腕２にはエッチング法によって溝４と溝５が形成されている。図２に示すように、対向の裏面にも厚みに対して対称の位置に溝が設けられている。一方、音叉腕３にも音叉腕２と同様に溝６と７が設けられている。又、音叉腕２の溝４と５には励振電極９と８が異極となるように配置され、音叉基部１０を介してそれぞれ溝６と７に配置された励振電極に接続されている。図２に示すように、厚みに対して対称となる裏面の溝にも励振電極が配置されている。このとき、厚みに対して異極となるように励振電極は配置される。この振動子はｙ”軸（機械軸であるｙ軸の座標回転後の結晶軸）方向に電界を有し、ｙ軸方向に電界成分を持つカット角（φ、θ）で形成される。
【０００７】このような溝を有する音叉型捩り水晶振動子を形成することにより、励振電極８、９間に電圧を加えると、溝４に設けた励振電極９のうち溝５に近い面９ａと、溝５に設けた励振電極８のうち溝４に近い面８ａとの間に電界ができ、従来の同一平面に設けた２個の励振電極に比べ、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２００ｋＨｚ〜６００ｋＨｚと低周波数で、小型の捩り水晶振動子が得られる。
【０００８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の音叉型捩り水晶振動子は次の著しい効果を有する。
（１）音叉腕の長さ方向に溝を設け、この溝の中に励振電極を配置することにより、等価直列抵抗Ｒ1 の小さい、Ｑ値の高い音叉型捩り水晶振動子が得られる。
（２）化学的エッチング法によって容易に形成できるので、小型化、薄型化ができる。同時に、１枚のウエハ上に多数個の振動子を一度にバッチ処理できるので、低廉化が可能である。
（３）音叉腕に溝を設け、音叉腕の幅端部に負荷質量効果を持たせることにより、２００ｋＨｚ〜６００ｋＨｚの低周波数の捩り水晶振動子を小型サイズで実現できる。
（４）音叉形状に加工されるので、リード線等の外部支持による振動エネルギー損失が小さくなり、耐衝撃性に優れた捩り水晶振動子か得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の音叉型捩り水晶振動子の形状と励振電極構成を示す。
【図２】本発明の音叉型捩り水晶振動子の音叉上部から見た断面図である。
【符号の説明】
１ 音叉型捩り水晶振動子
２、３ 音叉腕
４、５、６、７ 溝
８、８ａ、９、９ａ 励振電極
１０ 音叉基部
ｘ’ 座標回転後の電気軸
ｙ” 座標回転後の機械軸
ｚ’ 座標回転後の光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】 捩り振動モードで振動する音叉形状水晶振動子で、各音叉腕の長手方向に一対の溝を設け、前記溝の面のうち少なくとも一対の溝が対向する面に励振電極を設けたことを特徴とする捩り水晶振動子。
【請求項１】 捩り振動モードで振動する音叉形状水晶振動子で、各音叉腕の長手方向に一対の溝を設け、前記溝の面のうち少なくとも一対の溝が対向する面に励振電極を設けたことを特徴とする捩り水晶振動子。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開平６−１１２７６０
【公開日】平成６年（１９９４）４月２２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−２５６４５０
【出願日】平成４年（１９９２）９月２５日
【出願人】（０００１０８００７）セイコー電子部品株式会社 (3)
【公開日】平成６年（１９９４）４月２２日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）９月２５日
【出願人】（０００１０８００７）セイコー電子部品株式会社 (3)
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