(57)【要約】【課題】  スプリアス周波数で発振する可能性の高いものをも確実に不良として選別可能な圧電振動子の検査方法を提供する。【解決手段】  圧電振動子の発振回路にそのスプリアス周波数帯と同じ周波数帯の電気信号（ノイズ）を与えることでスプリアス周波数帯の帰還電圧を実質的に増大させ、その状態で圧電振動子を実際に駆動させてスプリアス周波数で発振したものを不良として選別する。この方法では、スプリアス周波数帯のピークが主振動周波数帯のそれに近く、使用先の電子機器等に組み込まれた際に場合によってはスプリアス周波数で発振してしまう可能性のある圧電振動子であっても、確実に不良として選別することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプリアスに係る圧電振動子の不良を判定する圧電振動子の検査方法であって、
圧電振動子の発振回路に当該圧電振動子のスプリアス周波数帯と同じ周波数帯の電気信号を供給して前記スプリアス周波数帯の帰還電圧を実質的に増大させ、その状態で前記圧電振動子を発振させて前記スプリアス周波数帯の周波数で発振した場合に不良と判定することを特徴とする圧電振動子の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
圧電振動子の検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、圧電振動子の共振波形の一例を模式的に示す図であり、水晶振動子などの圧電振動子においては、ここに示すように、その圧電振動子を発振させるべき共振周波数帯（主振動周波数帯１）以外の周波数成分としてスプリアス周波数帯２ａ、２ｂが存在することが一般的に知られている。尚、スプリアス周波数帯は通常複数存在し、ここでは二つ存在するものとしてある。
【０００３】
圧電振動子は、それを発振させるための帰還増幅回路を用いた発振回路の構成上、駆動電圧供給開始直後（発振起動時）の共振波形において最も高い帰還電圧のピークを有する周波数で発振することから、共振波形のピークが主振動周波数帯１にあった場合にはそのピークの主振動周波数で発振し、ピークがスプリアス周波数帯２ａ、２ｂにあった場合にはそのピークのスプリアス周波数で発振する。
【０００４】
圧電振動子は、主振動周波数帯１に最も高いピークが存在するように予め設計されるため、通常はスプリアス周波数で発振することはないが、中には製造工程上のばらつきなどからスプリアス周波数帯２ａ、２ｂのピークが主振動周波数帯１のそれと同程度乃至はそれよりも大きいものが存在し、スプリアス周波数で発振してしまうことがある。そのようにスプリアス周波数で発振したもの或いはその可能性が高いものは不良品として選別する必要があり、そのために従来から種々の検査方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００５】
ここで、以上のようなスプリアスに係る圧電振動子の不良を判定する従来の検査方法の一つとして、以下の検査方法が知られている。この検査方法は、圧電振動子と発振回路とが一体的に組み込まれた所謂圧電発振器を検査対象としたもので、検査を行う際には、まず、検査対象の圧電発振器にスペクトラムアナライザや周波数カウンタ等の周波数測定器を接続し、その状態で圧電発振器を駆動させてその発振周波数を測定する。その時、発振周波数が主振動周波数であれば良品と判断されるが、仮にスプリアス周波数であった場合には不良と判断される。
【特許文献１】特開平５−１２６８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上説明した従来の検査方法では、圧電発振器が実際に主振動周波数で発振するか否かを判断することのみで良否を判定しているため、あくまで検査を行った時点で発振起動時のスプリアス周波数帯のピークが主振動周波数帯のそれよりも高かったもののみが不良と判定される。しかしながら、圧電発振器は検査終了後に使用先の電子機器等へ組み込まれることから、その組み込まれた先の環境によっては、周辺に存在する他の電子部品などからノイズの影響を受けたり、周囲の温度変化等の影響を受け、スプリアス周波数帯の帰還電圧のピークが増大する可能性があり、その増大したピークが主振動周波数帯のそれを超えた場合には、たとえ検査の時点では良品と判定されていたとしても、スプリアス周波数で発振することとなる。従って、スプリアスに係る不良を判定する検査方法としては、そのように使用先の電子機器等に組み込まれた際にスプリアス周波数で発振してしまう可能性のあるものをも、不良として事前に選別可能な検査方法が望まれる。
【０００７】
本発明は、以上の問題点に鑑みて成されたものであり、スプリアス周波数で発振する可能性の高いものをも確実に不良として選別することが可能な圧電振動子の検査方法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】
【０００８】
スプリアスに係る圧電振動子の不良を判定する圧電振動子の検査方法であって、圧電振動子の発振回路に当該圧電振動子のスプリアス周波数帯と同じ周波数帯の電気信号を供給して前記スプリアス周波数帯の帰還電圧を実質的に増大させ、その状態で前記圧電振動子を発振させて前記スプリアス周波数帯の周波数で発振した場合に不良と判定する圧電振動子の検査方法とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、圧電振動子にそのスプリアス周波数帯と同じ周波数帯の電気信号（ノイズ）を与え、スプリアス周波数帯の帰還電圧を実質的に増大させた状態で検査を行っているため、スプリアス周波数帯のピークが主振動周波数帯のそれよりもごく僅かだけ低く、従来の検査方法では良品と判定されてしまうようなものであっても確実に不良として選別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の圧電振動子の検査方法を模式的に示す図、また、図２は、本発明の検査方法に係る圧電振動子の共振波形を模式的に示す図である。以下、検査対象として圧電振動子と発振回路とが一体的に組み込まれた圧電発振器を例に挙げ、図１、２を参照して本発明の検査方法について説明する。本発明の検査方法を用いて検査を実施する際には、まず、図１に示すように検査対象の圧電発振器１１にスペクトラムアナライザや周波数カウンタ等の周波数測定装置１２を接続すると共に、任意の周波数帯の電気信号を発生可能な標準信号発生装置１３のアンテナ１４を圧電発振器１１の近傍に配置する。
【００１１】
続いて、標準信号発生装置１３を作動させて圧電振動子本来のスプリアス周波数帯２ａ、２ｂのうち任意の一つ（ここではスプリアス周波数帯２ａ）と同じ周波数帯の電気信号を発生させると同時に、その電気信号をアンテナ１４から圧電発振器１１に向けて電磁波として放出させる。
【００１２】
圧電発振器１１が電磁波に晒されると、内部の発振回路内にスプリアス周波数帯２ａと同じ周波数帯の電気信号（ノイズ）１５が発生し、それが圧電振動子本来のスプリアス周波数帯２ａに加算されることで、スプリアス周波数帯２ａの帰還電圧（帰還増幅回路の入力電圧）が実質的に増大し、圧電振動子の共振波形が図２中点線で示すように擬似的に変化してスプリアス周波数帯２ａのピークが高まる。
【００１３】
その後、以上の状態で圧電発振器１１を実際に駆動させ、その発振周波数を周波数測定装置１２により測定する。
【００１４】
この時、圧電振動子本来のスプリアス周波数帯２ａのピークが主振動周波数帯１のそれよりも十分低かった場合には、標準信号発生装置１３から供給された電気信号１５によりスプリアス周波数帯２ａの成分が多少増加していたとしても、スプリアス周波数帯２ａのピークは主振動周波数１のそれよりも依然低いままであることから圧電振動子は主振動周波数で発振し、それを以ってその圧電振動子は良品と判定されるが、仮に圧電振動子本来のスプリアス周波数帯２ａのピークが主振動周波数帯１のそれよりも僅かに低い程度のものであった場合には、増加したスプリアス周波数帯２ａの成分によりスプリアス周波数帯２ａのピークが図２に示すように主振動周波数帯１のそれを上回ることから圧電振動子はスプリアス周波数で発振し、それを以ってその圧電振動子は不良と判定される。
【００１５】
以上のように本発明の検査方法では、本来のスプリアス周波数帯のピークが主振動周波数帯のそれに限りなく近く、検査時には良品と判定されても実質的には後々不良になるような準不良と言うべきものについても確実に不良として判定することができ、不良品の市場への流出を防止することができる。
【００１６】
尚、標準信号発生装置１３で発生する電気信号の強度は任意に設定すればよく、例えば、一般的に良品として扱われる圧電振動子の主振動周波数帯とスプリアス周波数帯とのピーク差である２〜３ｄＢを目安に、スプリアス周波数帯の帰還電圧が２〜３ｄＢ程度増大するように設定する。
【００１７】
また、標準信号発生装置１３で発生する電気信号の周波数帯は、一般的に複数あるスプリアス周波数帯のうちのどの周波数帯に合わせてもよいが、最も高いピークが存在する周波数帯に合わせるのが好ましい。
【００１８】
また、標準信号発生装置１３で発生する電気信号の周波数帯の幅は、任意に設定が可能であるが、少なくともスプリアス周波数帯のピークを含み、主振動周波数帯を含まない範囲が好ましい。
【００１９】
また、以上の実施例では、標準信号発生装置１３で発生した電気信号をアンテナ１４から電磁波として圧電発振器１１へ間接的に供給しているが、標準信号発生装置１３と圧電発振器１１とをケーブル等で接続して電気信号を圧電発振器１１へ直接供給するようにしても良い。尚、電気信号は、電磁波として間接的に供給するよりも、ケーブル等で接続して直接供給した方がノイズレベルの安定性が高く、より安定した検査を行うことができる。
【００２０】
尚、本発明の検査方法は、実施例で示したような圧電発振器に対してのみ有効なものではなく、圧電振動子単体に対しても同様に実施することが可能である。この場合、圧電振動子単体に対して検査を行う際には、例えば、圧電振動子を外部の擬似的な発振回路に接続し、その発振回路に標準信号発生装置１３から電気信号を供給した状態で圧電振動子の発振周波数を測定する。
【００２１】
しかしながら、圧電振動子単体については、ネットワークアナライザなどの周波数分析装置を用いて圧電振動子単体での正確な周波数スペクトラムを測定することができるため、スプリアス周波数帯のピークが一定値以上あるものは不良にするといったような定量的な検査を行うことも可能であるが、発振回路が組み込まれた圧電発振器については、発振回路の影響を受けて圧電振動子単体での正確な周波数スペクトラムが測定できず、そういった検査が実質的に不可能であるため、本発明の検査方法が特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の圧電振動子の検査方法を模式的に示す図
【図２】本発明の検査方法に係る圧電振動子の共振波形を模式的に示す図
【図３】圧電振動子の共振波形の一例を模式的に示す図
【符号の説明】
【００２３】
１    主振動周波数帯
２ａ  スプリアス周波数帯
２ｂ  スプリアス周波数帯
１１  圧電発振器
１２  周波数測定装置
１３  標準信号発生装置
１４  アンテナ
１５  電気信号（ノイズ）
【図１】
2010085288.tif 000003
【図２】
2010085288.tif 000004
【図３】
2010085288.tif 000005