JP3965033B2

JP3965033B2 - High frequency quartz crystal

Info

Publication number: JP3965033B2
Application number: JP2001223331A
Authority: JP
Inventors: 辺誠渡; 葉亜紀雄千
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2021-07-24
Also published as: JP2003037470A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波の水晶振動子に係わり、特に電極部分の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、大量に生産されている、たとえばＡＴカットの厚み滑り水晶振動子では図３に示すように、水晶片１の両側板面に電極２として金属薄膜を形成している。
上記、水晶片１は人工水晶を結晶軸に対して所定角度で切断して板状に成形している。
【０００３】
また電極２は、たとえばアルミ、銀等の金属を適当な厚みに蒸着するようにしている。
このような構造の厚み滑り振動子で、たとえば基本波周波数６００ＭＨｚを実現するためには、水晶片自体の共振周波数は１０００ＭＨｚとなるようにする。
そして水晶片に電極を蒸着することによって、その質量付加効果によって約４００ＭＨｚの周波数低下を生じて６００ＭＨｚの共振周波数を得ることができる。
【０００４】
この場合、水晶片の厚みは１．６μｍとなり、この表裏板面に０．１５μｍの厚みの電極を形成した場合、水晶片と電極との質量比は約６：４となり水晶片に対する質量付加が大きくなり過ぎて振動を減衰させる影響を生じる。
このため図４に示すように、水晶片２の表裏板面に所定間隔のエアーギャップ３を形成した電極板４を配設し、この電極板４のエアーギャップの部分に電極５を形成することが考えられている。
この電極板４は、たとえば板状に成形した水晶のような絶縁材を用い、内側板面にエアーギャップ３を形成するための凹所を設けここに蒸着によって電極５を形成している。
【０００５】
しかしながら、このようなものでは水晶片を研磨し、あるいはエッチングして共振周波数を調整しなければならない。このため周波数の調整作業は極めて面倒で、目的の共振周波数を得る作業は困難を極めて実用性が低い問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、基本波数百ＭＨｚの高い周波数に対応でき共振周波数の調整も容易に行え、しかも良好な振動特性を得ることができる高周波水晶振動子を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、板状に成形した水晶片と、この水晶片の一側板面に形成した凹陥部によって厚みを薄く成形した共振部と、この水晶片の他側板面に上記凹陥部に対応して形成した一方の電極と、この水晶片の一側板面に添設した水晶からなる絶縁板と、この絶縁板の上記凹陥部側に上記一方の電極に対面して形成した他方の電極と、を具備することを特徴とする高周波水晶振動子である。
【０００８】
そして、請求項２は、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前記絶縁板の一側板面に前記凹陥部に対応して前記凹陥部の底面とはギャップを有する凸部を形成し、この凸部に前記他方の電極を形成したことを特徴とする高周波水晶振動子である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図１に示す厚みを誇張して示す断面図を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図中１１は人工水晶の結晶を結晶軸に対して所定角度に切断して板状に成形し、たとえば厚み滑り振動を励振するＡＴカットの水晶片である。
そして水晶片１１の一側板面の中央部に、たとえばエッチングによって凹陥部１２を設け、厚みの薄い共振部１３を形成している。
この共振部１３の厚みは所望の共振周波数を得られるように、たとえば他側板面側を研磨加工して調整する。
【００１１】
そして水晶片１１の他側板面の上記凹陥部に対応する位置に、たとえば蒸着によって一方の電極１４を形成している。
そして水晶片１１の一方の板面に絶縁板１５を添設し、接着剤で貼り付けるようにしている。この絶縁板１５は、たとえば板状の水晶を用いるようにすれば水晶片１１との熱膨張率が等しくなるので互いに熱膨張率による変形の影響を受けず好都合である。
【００１２】
この絶縁板１５の上記凹陥部側には上記一方の電極に対応して他方の電極１６を形成している。
なお各電極１４、１６は上記共振部１３において相対面するように設けている。
また各電極１４，１６は外部から励振電力を供給できるように水晶片の端部へ延在させるようにしている。
【００１３】
このようにすれば、水晶片１１の他側板面にのみ電極１４を蒸着するようにしているのでその質量による振動を減衰させる弊害を半減することができる。
したがって図３で説明した振動子と同様のものであれば水晶片と電極の質量比は６：２になり、良好な振動特性を得ることができる。
そして、共振周波数の調整は、水晶片１１の他側板面の電極１４の上に微量の金属を蒸着することによって正確かつ容易に行うことができる。
【００１４】
さらに水晶片１１は、たとえば中心部分に厚みの薄い共振部１３を形成するようにしているので基本波数百ＭＨｚの振動子も容易に実現できる。
そして水晶片１１の周縁部分は厚みを厚くすることができるので充分な機械的強度を得ることもでき、それによって取り扱いも容易で、特に大量生産にも対応できる利点がある。
【００１５】
なお、本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、たとえば図１と同一部材に同一符号を付与して図２に示す断面図のような構成としても良い。
すなわち、この実施態様では、絶縁板１５に凹陥部１２に対応する凸部１７を形成してこの凸部１７の表面に他方の電極１６を形成している。
このようにすれば共振部の水晶の表面と他方の電極との間隙を小さくでき、それによって励振効率を高めることができる利点がある。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、基本波数百ＭＨｚの高い周波数の水晶振動子を実現でき、共振周波数の調整も容易に行え、良好な振動特性を得られ、しかも共振部だけを目的周波数に応じた厚みに薄く加工すればよいので、共振部以外の部分で機械的強度を担うようにすれば充分な強度を得られ、容易に取り扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様の断面図である。
【図２】本発明の他の実施態様の断面図である。
【図３】従来の水晶振動子の一例を示す断面図である。
【図４】従来の水晶振動子の他の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１・・水晶片
１２・・凹陥部
１３・・共振部
１４、１６・・電極
１５・・絶縁板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency crystal resonator, and more particularly to improvement of an electrode portion.
[0002]
[Prior art]
Recently, for example, in an AT-cut thickness-sliding quartz crystal resonator that has been produced in large quantities, a metal thin film is formed as an electrode 2 on both side surfaces of the crystal piece 1 as shown in FIG.
The quartz piece 1 is formed into a plate shape by cutting an artificial quartz crystal at a predetermined angle with respect to the crystal axis.
[0003]
The electrode 2 is formed by depositing a metal such as aluminum or silver to an appropriate thickness.
In order to realize, for example, a fundamental wave frequency of 600 MHz with the thickness-sliding vibrator having such a structure, the resonance frequency of the crystal piece itself is set to 1000 MHz.
Then, by depositing an electrode on the quartz piece, a frequency drop of about 400 MHz is caused by the mass addition effect, and a resonance frequency of 600 MHz can be obtained.
[0004]
In this case, the thickness of the crystal piece is 1.6 μm, and when an electrode having a thickness of 0.15 μm is formed on the front and back plate surfaces, the mass ratio between the crystal piece and the electrode is about 6: 4, and mass addition to the crystal piece is possible. It becomes too large and has the effect of dampening vibrations.
For this reason, as shown in FIG. 4, an electrode plate 4 having air gaps 3 formed at predetermined intervals is disposed on the front and back plate surfaces of the crystal piece 2, and an electrode 5 is formed on the air gap portion of the electrode plate 4. Is considered.
The electrode plate 4 is made of, for example, an insulating material such as quartz formed into a plate shape. A recess for forming the air gap 3 is provided on the inner plate surface, and the electrode 5 is formed by vapor deposition.
[0005]
However, in such a case, the crystal piece must be polished or etched to adjust the resonance frequency. For this reason, the frequency adjustment operation is extremely troublesome, and the operation of obtaining the target resonance frequency is difficult and has a problem of extremely low practicality.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a high-frequency crystal resonator that can cope with a high frequency of several hundreds of megahertz, can easily adjust a resonance frequency, and can obtain good vibration characteristics. It is intended to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a crystal piece formed into a plate shape, a resonance portion formed thinly by a concave portion formed on one side plate surface of the crystal piece, and the concave portion formed on the other side plate surface of the crystal piece. And an insulating plate made of crystal attached to one side plate surface of the crystal piece, and the other electrode formed on the recessed portion side of the insulating plate facing the one electrode. And a high frequency crystal resonator.
[0008]
And Claim 2 forms the convex part which has a gap with the bottom of the above-mentioned concave part corresponding to the above-mentioned concave part on the one side plate surface of the above-mentioned insulating plate in the thing of Claim 1 Oh Ru at a high frequency crystal oscillator, characterized in that the formation of the other electrode to the convex portion.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to a cross-sectional view exaggerating the thickness shown in FIG.
[0010]
In the figure, reference numeral 11 denotes an AT-cut crystal piece that excites a crystal of an artificial crystal at a predetermined angle with respect to the crystal axis and forms it into a plate shape, for example, to excite thickness-shear vibration.
Then, a concave portion 12 is provided, for example, by etching at the center of the one side plate surface of the crystal piece 11 to form a thin resonance portion 13.
The thickness of the resonance portion 13 is adjusted by, for example, polishing the other side plate surface so as to obtain a desired resonance frequency.
[0011]
Then, one electrode 14 is formed, for example, by vapor deposition at a position corresponding to the recessed portion on the other side plate surface of the crystal piece 11.
Then, an insulating plate 15 is attached to one plate surface of the crystal piece 11 and attached with an adhesive. If the insulating plate 15 is made of, for example, a plate-like crystal, the thermal expansion coefficient is the same as that of the crystal piece 11, so that it is advantageous that the insulating plate 15 is not affected by deformation due to the thermal expansion coefficient.
[0012]
The other electrode 16 corresponding to the one electrode is formed on the insulating plate 15 on the recessed portion side.
The electrodes 14 and 16 are provided so as to face each other at the resonance part 13.
The electrodes 14 and 16 extend to the end of the crystal piece so that excitation power can be supplied from the outside.
[0013]
In this way, since the electrode 14 is deposited only on the other side plate surface of the crystal piece 11, the adverse effect of attenuating vibration due to its mass can be halved.
Therefore, if it is the same as the vibrator described in FIG. 3, the mass ratio of the crystal piece to the electrode is 6: 2, and good vibration characteristics can be obtained.
The resonance frequency can be adjusted accurately and easily by depositing a small amount of metal on the electrode 14 on the other side plate surface of the crystal piece 11.
[0014]
Furthermore, since the crystal piece 11 is formed with the thin resonance portion 13 at the center, for example, a vibrator having a fundamental wave of several hundred MHz can be easily realized.
And since the peripheral part of the crystal piece 11 can be made thick, it can also obtain sufficient mechanical strength, thereby handling is easy, and there is an advantage that it can cope with mass production in particular.
[0015]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the same code | symbol may be provided to the same member as FIG. 1, and it is good also as a structure like sectional drawing shown in FIG.
That is, in this embodiment, a convex portion 17 corresponding to the concave portion 12 is formed on the insulating plate 15, and the other electrode 16 is formed on the surface of the convex portion 17.
By doing so, there is an advantage that the gap between the surface of the quartz crystal of the resonance part and the other electrode can be reduced, thereby increasing the excitation efficiency.
[0016]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to realize a high-frequency crystal resonator having a fundamental frequency of several hundred MHz, easily adjust the resonance frequency, obtain good vibration characteristics, and only the resonance part. Can be processed to a thickness corresponding to the target frequency. Therefore, sufficient mechanical strength can be obtained and handled easily if the mechanical strength is provided at a portion other than the resonance portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a conventional crystal resonator.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of a conventional crystal resonator.
[Explanation of symbols]
11 .. Crystal piece 12 .. Recessed portion 13 .. Resonant portions 14 and 16 .. Electrode 15 .. Insulating plate

Claims

A crystal piece formed into a plate shape, a resonance part formed thinly by a concave portion formed on one side plate surface of the crystal piece, and one side formed corresponding to the concave portion on the other side plate surface of the crystal piece An electrode, an insulating plate made of crystal attached to one side plate surface of the crystal piece, and the other electrode formed facing the one electrode on the recessed portion side of the insulating plate. A high-frequency crystal unit that is characterized.

In the first aspect of the present invention, a convex portion having a gap with the bottom surface of the concave portion corresponding to the concave portion is formed on one side plate surface of the insulating plate, and the other convex portion is formed on the convex portion. A high frequency quartz crystal having an electrode formed thereon.