(57)【要約】【課題】  ラーメモード水晶振動子の保持形状に関するものであり、特に小型化、高精度化の要求を満足し温度特性の向上を目的とする。【解決手段】  課題を解決するために本発明は、矩形状の圧電素板に電荷を加えた場合に前記圧電素板の角部４点を節として、前記矩形状の長手方向に伸びたときには短手方向に伸縮し、かつ、前記矩形状の短手方向に伸びたときには長手方向に伸縮する輪郭振動の振動形態を生じるラーメモード水晶振動子の支持方法において、前記矩形状の圧電素板の頂点角部で支持すると共に、前記圧電素板の支持部と同型の基板を介して、前記圧電素板を容器に保持することにより課題を解決する。【選択図】  図３
2006279871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の圧電素板に電荷を加えた場合に前記圧電素板の角部４点を節として、前記矩形状の長手方向に伸びたときには短手方向に伸縮し、かつ、前記矩形状の短手方向に伸びたときには長手方向に伸縮する輪郭振動の振動形態を生じるラーメモード水晶振動子の支持方法において、
前記矩形状の圧電素板の頂点角部で支持すると共に、前記圧電素板の支持部と同型の基板を介して、前記圧電素板を容器に保持することを特徴とするラーメモード水晶振動子の支持方法。
【請求項２】
請求項１に記載する基板とは、圧電素板と同種の水晶材料であるとともに、容器の材質はセラミック材料であることを特徴とする支持方法。
【請求項３】
請求項１に記載の基板は、略ロの字で基板の厚みが少なくとも前記振動子の板厚と同じ厚み以上であることを特徴とするラーメモード水晶振動子の支持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラーメモード水晶振動子の振動子の保持形状に関するものであり、特に、小型化、高精度化の要求を満足して温度特性を改善する振動子の支持方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ラーメモード振動子は小型で低周波数を実現する上で最適な振動モードを得ることができる。そのため低周波の振動子でありながら小型化を実現するということは、近年めざましい進化を遂げている携帯電話、携帯型の小型ゲーム機器などに広く利用される大きな市場がある。
【０００３】
ラーメモード振動子は数１０μｍの板厚の圧電素板により形成されており、ラーメモード振動子を保持するためには振動の阻害にならないように、振動の節を保持することが一般的である。振動の節は２次モードの場合には４点で支持されている。図５に示すように四隅の接続部を介して支持と保持がなされている。この節からアームを引き出し保持部へ接続しパッケージに組立ることで振動子を得ている。このときのアーム部はなるべく細くすることにより振動の阻害を少なくし、等価直列抵抗を小さくすることができる。そのため、落下衝撃時に強い構造が必要となる。
【０００４】
上述のように、ラーメモード水晶振動子は正方形板の場合、四隅が節となって面内で等体積的に振動する振動モードであることから、従来のラーメモード水晶振動子はＱ値の高い振動子を得るために振動の節となっている四隅から支持部を引き出すことが最も有効な支持方法であり、実際の支持方法については、振動子の支持部には接続部を介してセラミックなどの容器に導電性接着剤を用いて固定しているのが現状である。
【特許文献１】特開２００３−１０１３７８号公報
【非特許文献１】川島，平間，斎藤，小山，「水晶振動子とその応用デバイス」，社団法人電子情報通信学会論文誌，ＶＯＬ．Ｊ８２−Ｃ−Ｉ，Ｎｏ．１２，１９９９年１２月号，ｐ．６６７−６８２  なお出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述する従来のラーメモード水晶振動子は振動部の辺比が整数の矩形板となるため、例えば振動部四隅を支持する場合には、振動の節は四隅となり振動変位が小さい部分であることから振動部の保持によるラーメモードの振動を阻害することは無いが、上述の水晶振動子は数１０μｍという非常に薄くできているために、水晶振動子を保持する場合に、保持する容器の材質との熱膨張係数の違いによる応力差を受ける場合がある。その結果水晶振動子の温度特性に影響を与え、本来の水晶振動子の特性を得られないと言う問題が発生する。
【０００６】
ここで容器に関しては、最も入手しやすい容器材料にセラミック材料がある。しかし、水晶振動子は水晶材料であることと、上述するように水晶振動子の板厚が非常に薄いことから保持部での影響が大きく響いてしまうことになり、上述する問題の要因となっている。
【０００７】
上述するような熱膨張係数を解消するためには、水晶振動子と容器との材料、材質を合わせることが最も容易な発想ではあるが、水晶振動子という製品で見た場合に、容器の材質を水晶振動子と同じ水晶材料で形成することは、実質不可能であることから、現在最も容易に入手ができるセラミック材料の容器を用いているのも背景にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで本発明は、矩形状の圧電素板に電荷を加えた場合に前記圧電素板の角部４点を節として、前記矩形状の長手方向に伸びたときには短手方向に伸縮し、かつ、前記矩形状の短手方向に伸びたときには長手方向に伸縮する輪郭振動の振動形態を生じるラーメモード水晶振動子の支持方法において、前記矩形状の圧電素板の頂点角部で支持すると共に、前記圧電素板の支持部と同型の基板を介して、前記圧電素板を容器に保持することを特徴とする支持方法である。
【０００９】
このとき、基板とは圧電素板と同種の水晶材料であるとともに、容器の材質はセラミック材料であることを特徴とし前記基板は水晶振動子と同形状の略ロの字で、基板の厚みが少なくともラーメモード振動子の板厚と同じ厚み以上であることを特徴とするものである。この場合、基板の厚みはラーメモード振動子の板厚と同じ厚み以上にすることで最も効率的な保持ができるが、ラーメモード振動子の厚みは所望とする特性により厚みが異なるために、基本的にはラーメモード振動子に合わせて基板の厚みも変化する。
【００１０】
要するにラーメモード振動子は数１０μｍの板厚の圧電素板により形成されており、ラーメモード振動子を保持するためには振動の阻害にならないように、振動の節を保持することが一般的であるが、支持部を直接、熱膨張係数の異なる材料と接合することによる水晶振動子に対する歪みを低減することにより、水晶振動子の持つ温度特性を改善するものである。
【発明の効果】
【００１１】
上述のように本発明のラーメモード水晶振動子の支持形態を、水晶振動子の外形と同一の基板を介して容器に保持することで、水晶振動子の材質と容器の材質が違うことによる熱膨張係数を合わせることにより、温度特性を良好にしたラーメモード水晶を実現することにより、品質を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に従ってこの発明の実施例を説明する。なお、各図において同一の符号は同様の対象を示すものとする。
圧電素板１を材料として、その圧電素板１の辺比の一方の寸法を１としたとき、もう一方の寸法が整数比（１〜ｎ）を満たす板に無数に存在する振動モードをラーメモード振動子と呼んでいる。図１に示すように正方形板の場合は四隅が節となって向かい合う２辺Ａが正方形の中心方向に変位したときはもう一方の２辺Ｂが正方形の外方向に変位し、また向かい合う２辺Ａが正方形の外方向に変位したときはもう一方の２辺Ｂが正方形の中心方向に変位する振動形態である。
【００１３】
従って、図１（ａ）と図１（ｂ）の動作を繰り返す形態で振動する。この図１は正方形板の最低次の振動モードと呼ぶ。また図１（ｃ）には振動素板の寸法概念を示す。また、図２には高次モードの振動素板の概念図を示す。
【００１４】
図３は本願発明の特徴を示した展開図である。ラーメモード振動子はその振動領域に対して、角部を支持する構造となっている。本実施例では振動部の四隅を支持部２として振動領域を囲むように接続された接続部３がある。
【００１５】
図３に示すようにラーメモード振動子の振動領域を囲む接続部３と同一寸法で、略ロの字の形態を持った基板４を介して例えばセラミック材質で出来た容器に保持する構造となっている。また、図４は図３の振動子をＡ−Ａ断面で見た図である。
【００１６】
上述する図には特に図示はしていないが、水晶振動子と容器、基板４とにはそれぞれ接続用に電極パターンが形成されており、水晶振動子から容器の保持部に対しては電気的な接続がなされている。本願発明の基板４を介して水晶振動子を容器とに接続し保持することで、水晶振動子と容器との接合時の熱膨張係数の歪みを低減することができ、水晶振動子本来の温度特性を実現することができる。
【００１７】
そのために、水晶振動子と容器との間に介在する基板４の形状は水晶振動子の外形である振動領域を囲む接続部３と同型で、形状と厚みについては、略ロの字で基板４厚みがラーメモード振動子と同じ厚み以上で構成されるものである。
なお、基板４の形態については略ロの字に限るものでなく、また、略ロの字の内側が貫通された形態と、略ロの字の内側のラーメモード振動子と当接する側に振動面の阻害にならない凹部のへこみを形成した形態であったも同様の効果を奏することは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ラーメモード水晶振動子の１次の形態を示す平面図である。
【図２】ラーメモード水晶振動子の高次モードの形態を示す平面図である。
【図３】本発明のラーメモード水晶振動子の特徴を示した展開図である。
【図４】図３を側面から見た図である。
【図５】ラーメモード振動子の従来からの支持形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１      圧電素板 
２      支持部
３      接続部
４      基板
【図１】
2006279871.tif 000003
【図２】
2006279871.tif 000004
【図３】
2006279871.tif 000005
【図４】
2006279871.tif 000006
【図５】
2006279871.tif 000007