JPS613514A

JPS613514A - 圧電振動子

Info

Publication number: JPS613514A
Application number: JP12474184A
Authority: JP
Inventors: Hozumi Nakada; 穂積中田; Shiyuusuke Matsudo; 秀亮松戸; Shunsuke Sato; 俊介佐藤
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1986-01-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、厚みすべり振動を利用した圧電振動子に関す
る。

（従来技術）電子機器など種々の分野で使用されている圧電振動子は
、時計やコンピュータなどの小型化にともない、その小
型化が要求されてきている。

第９図乃至第１１図は従来の圧電振動子を示す図である
。第９図乃至第１１図において、■は圧電振動子で、圧
電振動子ｌはＡＴカット等の水晶片２の両面に電極３ａ
、３ｂを設けることにより形成されている。４ａ、４ｂ
は電極３ａ、３ｂの一部より外方へ延びる電極引き出し
部で、電極引き出し部４ａ、４ｂは互いに反対方向に延
びている。なお、前記電極３ａ、３ｂ及び電極引き出し
部４ａ、４ｂは金、銀、アルミニウムなどの金属を水晶
片２の両面に蒸着することにより形成される。

そして、上記圧電振動子ｌは基台５に設けたワイヤーク
リップ６．６に挾持され、電極３ａ、３ｂは電極引き出
し部４ａ、４ｂ、ワイヤークリップ６．６を介して、外
部導出ピン７．７に電気的に接続されるものである。８
は圧電−振動手工を保護する。ケースで、ケース８は圧
電振動子ｌを密封するよう基台５５固着される。圧電振
動子ｌの周囲の密封された空間は不活性ガス（窒素、ア
ルゴン等）が封入されているかまたは真空となっている
。

そして、このような厚みすべり振動を利用した圧電振動
子において、その振動周波数は水晶片の厚みにより決定
される。即ち、その厚みを薄くすればそれに応じて振動
周波数が高くなるのである。

ところで、従来上記の水晶片２の厚みの加工は、圧電材
料からなる板の両面を金属等で作られ／た互いに逆回転
する研磨板ですり合せることにより行なっていた。

（従来技術の問題点）しかしながら、以上の従来例にあっては、〔１〕圧電振
動子の振動部以外の水晶片の部分も振動してしまうこと
となるばかりか、その振動がワイヤークリップ６．６を
通じて外部に洩れるため、不要な振動エネルギーが必要
となり実効抵抗が増加することとなり、また〔２〕外部
からの衝撃に耐えるように剛性の高いワイヤークリップ
６．６で圧電振動子を強く固着すると、圧電振動子の振
動がワイヤークリップ６．６によって阻害され圧電振動
子のＱが低下することとなるため、該ワイヤークリップ
６．６の剛性を高く出来ず耐衝撃特性を向上させること
が出来ず、また〔３〕この構造の圧電振動子にあっては
、物理的にその小型化に限界があり、現今の非常に小型
化された電子機器等に要求される圧電振動子の大きさに
対応するには困難であるなど種々の欠点を有していた。

さらに、上述の従来例にあっては、研磨によって水晶素
板の厚みを減少することには限界があり、現状ではその
厚みの限界は５０ｐｍ程度であった。また、水晶素板の
厚みが薄いと、第９図乃至第１１図に示す従来の圧電振
動子にあっては、組立時に破損しやすく、また、組立後
にあっても外部からの応力による水晶片のそり等の原因
により破損を生じやすく、この点からも水晶片の厚みの
減少には限界があった。そしてこれらの理由により、圧
電振動子の基本波による周波数は３０ＭＨ２付近が限界
であり、それより高い周波数帯は三次高調波、三次高調
波等を利用することによってカバーされていた。しかし
ながら、基本波による圧電振動子の方が高調波利用の圧
電振動子よりも一般にその緒特性は良好である。

（発明の目的）本発明の目的は、圧電振動子の振動部分の厚みが５０７
Ｌｍ程度以下のものが容゛易に作成できるとともに１組
立時や組立後に破損しにくい圧電振動子を提供するもの
である。　　　　　　一本発明の他の目的は、容易に小
型化が図れる圧電振動子を提供するものである。

本発明のさらに他の目的は、圧電振動子の振動部の振動
と外部の振動とを有効にしヤ断する圧電振動子を提供す
るものである。

（発明の概要）本願に係る第一の発明は、両面に励振用の電極部を形成
するとともに電極部の周囲に電極部の保持部を残して切
欠いた貫通溝を形成した圧電振動部と、加電振動部より
厚い厚みで該圧電振動部の外周に圧電振動部と同一の材
料で一体に形成するとともにその表面に保持部を介して
励振用電極の引き出し電極部を形成した外周部とを有す
る圧電振動子に係るものであり、第二の発明は、両面に
励振用の電極部を形成するとともに電極部の周囲に電極
部の保持部を残して切欠いた貫通溝を形成した圧電振動
部と、圧電振動部より厚い厚みで該圧電振動部の外周全
体に圧電振動部と同一の材料で一体に形成するとともに
その表面に保持部を介して励振用電極の引き出し電極部
を形成した外周部と、該外周部の両表面」二に固着され
圧電振動部を密封するカバーとを有する圧電振動子に係
るものである。

（実施例）次に本発明の一実施例を、甲面を用いて詳細に説明する
。

第１図は本発明に係る圧電振動子の斜視図、第２図は第
１図に示す圧電振動子をＣ−０面で切断した断面図であ
る。第１図、第２図において、１９は圧電振動部で、該
圧電振動部１９の表面の一部には該圧電振動部１９を振
動させるための電極１３ａ　、１３ｂがその両面に被着
されている（この圧電振動部１９の電極形成部を以下ｒ
電極部」という）、また、圧電振動部１９の一部であっ
て電極部の周囲には電極部の保持部１２．１２を残して
切欠いた貫通溝１７．１７が形成されている。１８は圧
電振動部１９を囲むように形成された圧電振動子の外周
部であり、該外周部１８の表面には図に示すような電極
１３．ａ　、　１３　ｂの引き出し電極部１４ａ、１４
ｂが被着されている。

以上の本実施例に係る圧電振動子は以下の方法により作
成される。

即ち、まずＡＴカットなどの水晶からなる水晶素板をエ
ツチングすることにより圧電振動部１９を所墾の振動周
波数を得る厚みまで減少させ、その後、電極１３ａ、１
３ｂと引き出し電極部１４ａ、１４ｂを、金、銀、アル
ミニウム等の金属を真空蒸着の方法またはスパッターな
どの方法により該圧電振動部１９及び外周部１８の両面
に被着する。その後圧電振動部１９にエツチングにより
貫通溝１７．１７を形成すれば、本発明に係る圧電振動
子が得られるのである。ここで、外周部１８の厚みは、
外部からの種々の力から圧電振動部１９を保護するため
、十分な厚みとすることが好ましく、特に圧電振動部１
９の厚みの２倍以上の厚みを有することが好ましい。

第３図は第１図に示す圧電振動子の保持構造の一例を示
した図である。第３図において、１５は基台、１６．１
６は外部導出ピンであり、外部導出ピン１６．１６は引
き出し電極部１４ａ、１４ｂに導電性接着材や半田など
を用いて固着される。そして、この保持された圧電振動
子はケース（図示せず）により密封され、その内部は不
活性ガス（窒素、アルゴン等）が封入されているかまた
は真空となっている。このように圧電振動子を弾性の少
ない外部導出ピンで直接保持すれば、第９図に示す従来
例に比較し弾性を有するワイヤークリップが不要となる
ため、圧電振動子を確実に保持できることとなる。

第４図乃至第６図は本発明に係る他の圧電振動子を示し
た図であり、第４図は第１図、第２図に示す圧電振動子
にカバーを取付けた圧電振動子を示す斜視図、第５図は
第４図に示す圧電振動子をＥ−Ｅ面で切断した断面図、
第６図は第４図に示す圧電振動子の電子機器等のプリン
ト基板への固着構造を示した図である。ここで２０はそ
の内部を密封、保護するためのカバーであり、外周部１
８の両表面に圧電振動部１９を密封、保護するように固
着される。カバー２０は水晶、コバール、ガラスなどの
材料によって形成されている。その固着はエポキシ樹脂
などの接着剤を用いて行なわれる。なお、外周部１８の
両表面上には電極１３ａ、１３ｂの引き出し電極部１４
ａ、１４ｂの一部が形成されているが、その厚みは数１
００オングストロームから数１０００オングストローム
と非常に薄いので、カバー２０及び接着剤で圧電振動部
１９を密封する障害とはならない。そして、密封された
圧電振動部１９の周りの空隙部分２１には圧電振動部１
９を物理的に安定な状態に維持するため、不活性ガス−
（窒素、アルゴン等）を封入するかまたは真空とする。

第６図に示す２５はプリント基板、２４ａ、２４ｂはプ
リント基板２５上に形成された導体層である。２３は半
田等の導電性固着剤であり、これによって第４図、第５
図に示す圧電振動子はプリント基板上に固着され、かつ
圧電振動子の引き出し電極部１４ａ、１４ｂと導電性固
着材２３を介して圧電振動部１９ｈの電極１３ａ、１３
ｂと導体層２４ａ、２４ｂが各々導通される。圧電振動
子をこのように保持すれば、第９図乃至第１１図に示す
基台、ワイヤークリップ、外部導出ピンは不要となり、
第３図に示す保持構造に比較してもその構造が簡単にな
り、圧電振動子の保持構造が小型化される。なお、この
構造で圧電振動子を保持する場合、圧電振動部１９に形
成された貫通溝１７．１７により圧電振動部１９゛の上
下の空隙部分２１が導通されるためガスの密度が一定と
なる。

第７図は本発明に係る圧電振動子を特に低周波数用のも
のに用いた場合の他の実施例を示す斜視図、第８図は第
７図に示す圧電振動子をＧ−Ｇ面で切断した断面図で、
両図中、第１図、第２図と同一部分には同一符号を付し
、その詳細な説明は省略する。同図中、１１は圧電振動
部１９の電極部で、特に低周波数用の圧電振動子に用い
るためその部分のみを周りの圧電振動部１９の厚みより
厚く形成している。電極部１１はその両表面で厚みすべ
り振動をするため、その振動の最も小さい部分たるその
厚みの中央部を周囲の圧電振動部１９が保持することと
なる。従って、第１図に示す圧電振動部１９の全体の厚
みを厚くするよりも電極部の振動の封じ込め効果は増大
する。

以上、本発明を実施例に従って詳細に説明したが、木発
叫に係る圧電振動子は上記実施例に限定されるものでは
なく、圧電振動部１貫通溝、外周部の形状を円形、六角
形等の他の形状としてもよい。又、圧電振動子を第３図
に示すように保持させる場合は、外周部を圧電振動部の
全周に亘って形成する必要はなく、外部導出ピンと接続
する部分のみに外周部を設けてもよい。さらに、電極の
保持部は２箇所である必要はなく、１箇所又は３箇所以
上であってもよい。

（発明の効果）以上のように圧電振動子を構成したので、（１）圧電振
動子の電極部以外の水晶片の部分にその振動か伝わりに
くく、また逆に〔２〕外部の振動が圧電振動子の外周部
に伝わったとしても該外周部の振動は電極部にまでは伝
わりにくく、さらにまた〔３〕本発明に係る圧電振動子
の保持はその構造上−、ワイヤークリップのような弾性
のある材料を使用する必要はなく、圧電振動子を確実に
固定できる剛性率の高い材料を使用できるため、たとえ
圧電振動子を小型化しても圧電振動子の周りを保護する
ケースに圧電振動子が衝突することはなく、該圧電振動
子を破損する恐れがなくなる。

また、本発明によれば、圧電振動部の厚みが薄くなって
も（例えば５０７ｔｍ程度以下）、外周部により保護さ
れることにより、組立時に破損しにくく、また、組立後
にあっても外部からの応力による圧電振動部のそり等が
なく破損を生じにくく、これによって従来の圧電振動子
よりも高い周波数を得られる圧電振動子を容易に作成で
きる。

さらに、本発明に係る圧電振動子を第４図、第５図に示
すようにカバーで覆う構成とすれば、従来の圧電振動子
に比べ、非常に小型化が図れるため、現今の非常に小型
化された電子機器等に要求される圧電振動子の大きさに
対応できるという効果をも有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る圧電振動子の斜視図、第２図は第
１図に示す圧電振動子をＣ−Ｃ面で切断した断面図であ
る。第３図は第１図に示す圧電振動子の保持構造の一例
を示した図である。第４図乃至第６図は本発明に係る他
の圧電振動子を示した図であり、第４図は第１図、第２
図に示す圧電振動子にカバーを取付けた圧電振動子を示
す斜視図、第５図は第４図に示す圧電振動子をＥ−Ｅ面
で切断した断面図、第６図は第４図に示す圧電振動子の
電子機器等のプリント基板への固着構造を示した図であ
る。第７図は本発明に係る圧電振動子を特に低周波数用
のものに用いた場合の他の実施例を示す斜視図、第８図
は第７図に示す圧電振動子をＧ−Ｇ面で切断した断面図
である。第９図は従来の圧電振動子の保持方法を示した
一部切欠斜視図、第１０図は従来の圧電振動子の斜視図
、第１１図は第１０図に示す圧電振動子をＡ−Ａ面で切
断した断面図である。１２・保持部　　１７・貫通溝１９・圧電振動部　　　１３ａ、ｉ３ｂ・電極１４ａ、
１４ｂ・引き出し電極部１８・外周部　　　　　２０・カバー特許出願人　　　　日本電波工業株式会社代　　理　　
人　　　　　　弁理士　　辻　　　　　　實（外１名）第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）両面に励振用の電極部を形成するとともに電極部
の周囲に電極部の保持部を残して切欠いた貫通溝を形成
した圧電振動部と、圧電振動部より厚い厚みで該圧電振
動部の外周に圧電振動部と同一の材料で一体に形成する
とともにその表面に保持部を介して励振用電極の引き出
し電極部を形成した外周部とを有する圧電振動子。
（２）外周部の厚みは圧電振動部の厚みの２倍以上であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の圧
電振動子。
（３）両面に励振用の電極部を形成するとともに電極部
の周囲に電極部の保持部を残して切欠いた貫通溝を形成
した圧電振動部と、圧電振動部より厚い厚みで該圧電振
動部の外周全体に圧電振動部と同一の材料で一体に形成
するとともにその表面に保持部を介して励振用電極の引
き出し電極部を形成した外周部と、該外周部の両表面上
に固着され圧電振動部を密封するカバーとを有する圧電
振動子。