(57)【要約】【課題】エッジモード圧電振動片の励振効率を改善し得る電極構造を提供する。【解決手段】エッジモード水晶振動片２１は、一方の長手方向端部２３の表裏各面に誘起電荷分布の＋電荷領域に対応する形状の第１、第４励振電極２４ａ、２５ｂと−電荷領域に対応する形状の第２、第３励振電極２４ｂ、２５ｂとが形成される。第１励振電極と第４励振電極とを同極に、第２励振電極と第３励振電極とを同極でかつ第１及び第４励振電極とは異極に接続し、対向する各対の励振電極間に所定の電流を印加して、水晶振動片の厚さ方向にかつ各対同士で逆向きの電界を発生させ、エッジモードの振動を行う。浮遊電極を有する従来の水晶振動片に比して、同じ厚さの水晶素子片で電極面積が２倍になるので電界の強さが増大し、水晶振動片の励振効率が大幅に増大しかつ安定した振動が得られる。【選択図】図１
2008301155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形の圧電素子片と、エッジモードで励振するために前記圧電素子片の長手方向の一方の端部にその厚さ方向に電界を印加するように形成した励振電極とを備え、
前記励振電極が、前記圧電素子片の表面に生じる誘起電荷分布の＋電荷領域に対応する形状の第１励振電極及び−電荷領域に対応する形状の第２励振電極と、前記圧電素子片の裏面に生じる誘起電荷分布の−電荷領域に対応する形状の第３励振電極及び＋電荷領域に対応する形状の第４励振電極とからなり、
前記第１励振電極と第４励振電極とを同極に、前記第２励振電極と第３励振電極とを同極でかつ前記第１及び第４励振電極とは異極に接続したことを特徴とするエッジモード圧電振動片。
【請求項２】
前記圧電素子片が（ＹＺｗｔ）φ／θ表示でθ＝０°及び９０°の回転Ｙカット水晶板から形成され、前記第１〜第４励振電極が前記圧電素子片の長手方向中心線に関して対称な長円類似形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエッジモード圧電振動片。
【請求項３】
前記圧電素子片が（ＹＺｗｔ）φ／θ表示でθ＝４５°の回転Ｙカット水晶板から形成され、前記第１、第４励振電極が前記長手方向の一方の端部に前記圧電素子片の長手方向中心線に関して対称な半長円類似形状に形成され、前記第２、第３励振電極が前記第１、第４励振電極より内側に長円類似形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエッジモード圧電振動片。
【請求項４】
前記圧電素子片の長手方向の他方の端部には、その裏面に前記励振電極から引き出した１対の接続電極が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエッジモード圧電振動片。
【請求項５】
前記圧電素子片の長手方向の他方の端部には、その表裏各面に前記励振電極から引き出した各１対の接続電極が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエッジモード圧電振動片。
【請求項６】
前記第１又は第２励振電極が、前記圧電素子片の表面から前記圧電素子片の側面を経て前記圧電素子片の裏面に至る配線により、対応する一方の前記接続電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載のエッジモード圧電振動片。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば共振子やフィルタとして使用する圧電振動片に関し、特にエッジモードで励振する圧電振動片に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、薄い圧電基板の端部に振動エネルギが集中するエッジモードを利用した圧電振動子が知られている（例えば、特許文献１を参照）。エッジモードの圧電振動子は、形状が簡単で小型化でき、振動エネルギが集中しない圧電基板の他方の端部を固定しても、振動特性に影響しないことから、簡単に支持固定できる利点を有する。特許文献１によれば、共振子材料として厚さ方向に分極した圧電磁器板を用いること、及びエッジモードにおける圧電磁器板の面積歪分布に合わせた形状に駆動電極を形成すると、エッジモードの効果的な励振が可能なことが記載されている。
【０００３】
エッジモード振動子の圧電基板に回転Ｙカット水晶板を用いることが知られている（例えば、非特許文献１，２を参照）。非特許文献１，２は、エッジモードに好ましい回転Ｙカット水晶板の特性を解析した結果を報告している。更に、回転Ｙカット水晶板を用いたエッジモード振動子において、零温度係数を示す頂点温度を選択し得る水晶基板の切断角度決定方法が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００４】
図７（Ａ）（Ｂ）は、従来のエッジモードの水晶振動片の典型例を示している。同図において、水晶振動片１は、回転Ｙカット水晶板からなる厚さ一定の細長い長方形の水晶素子片２を備える。水晶素子片２は、図８に示すようにＩＲＥ表示の（ＹＺｗｔ）φ／θで表されるカット角で切り出した水晶板３から形成される。水晶の直交する３つの結晶軸、即ち電気軸、機械軸、光学軸をそれぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸で表したとき、Ｙ軸に垂直な面のＹカット水晶板４をＸ軸周りに時計方向を正として角度φ＝φ1 回転させ、新たな座標軸（Ｘ，Ｙ´，Ｚ´）に沿うＹ´カット水晶板３を得る。更に水晶板３を、Ｙ´軸周りに時計方向を正として角度θ＝θ1 だけ面内回転させた新たな座標軸（Ｘ´，Ｙ´，Ｚ”）において、Ｚ”軸方向に長手寸法、Ｘ´軸方向に幅寸法をとって切り出すと、水晶素子片２が得られる。
【０００５】
水晶振動片１の長手方向の一方の端部５には、その表裏両面に厚さ方向に電界を印加するように励振電極が設けられる（例えば、非特許文献１を参照）。水晶振動片１の長手方向の他方の端部６は、支持部としてパッケージ等に固定される。前記励振電極に所定の電流を印加して励振すると、端部５は、図７（Ａ）に想像線で示すように、面内で水晶振動片１の長手方向中心線に関して対称な扇状に開閉するように端縁が伸縮するエッジモードの振動を行う。
【０００６】
前記励振電極は、水晶素子片の表裏主面の誘起電荷分布に対応した形状にすると、エッジモードを効果的に励振でき、容量比を最小にできるとされる（例えば、非特許文献２，特許文献３を参照）。図９（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ（ＹＺｗｔ）φ／θ表示でθ＝０°及び９０°の回転Ｙカット水晶板からなる水晶素子片２の表面の誘起電荷分布を、そのピーク値を＋／−１．０とする等値線で示している。これらの場合、誘起電荷は、水晶素子片２の長手方向中心線に関して＋電荷領域と−電荷領域とが対称に、かつそれぞれピーク値＝＋／−１．０を概ね中心とする長円類似形状に分布する。
【０００７】
図１０（Ａ）（Ｂ）は、かかる回転Ｙカット水晶板を用いた場合に好ましい励振電極の形状を示している。端部５の表面には、水晶振動片１の長手方向中心線に関して対称に、前記＋／−電荷領域に対応する長円類似形状の１対の励振電極７ａ，７ｂが設けられ、それぞれ配線８ａ，８ｂにより他方の端部６側に引き出される。端部５の裏面には、前記励振電極に対応する形状で互いに接続された１対の浮遊電極９ａ，９ｂが設けられる。
【０００８】
図９（Ｃ）は、（ＹＺｗｔ）φ／θ表示でθ＝４５°の回転Ｙカット水晶板からなる水晶素子片２の表面の誘起電荷分布を、同様にピーク値を＋／−１．０とする等高線で示している。この場合、誘起電荷は、水晶素子片２の長手方向中心線に関して対称に、かつ端部５の端縁に沿って＋電荷領域がピーク値＝＋１．０を概ね中心とする半長円類似形状に、それより内側に−電荷領域がピーク値＝−１．０を概ね中心とする長円類似形状に分布する。
【０００９】
図１１（Ａ）（Ｂ）は、かかる回転Ｙカット水晶板を用いた場合に好ましい励振電極の形状を示している。端部５の表裏各面には、それぞれ水晶振動片１の長手方向中心線に関して対称に、端部５の端縁に沿う前記＋電荷領域に対応する半長円類似形状の励振電極１０，１１が設けられ、配線１２，１３により他方の端部６側に引き出される。
【００１０】
【非特許文献１】清水洋、外１名、「エッジモード水晶振動子」、信学技報、ＵＳ８１−２７、昭和５６年９月、ｐ．１５−２２
【非特許文献２】清水洋、外２名、「エッジモード水晶振動子の切断方位の検討」、信学技報、ＵＳ８２−２５、昭和５７年７月、ｐ．４９−５６
【特許文献１】特開昭５７−８７６１３号公報
【特許文献２】特開昭５９−１３２２１５号公報
【特許文献３】特開昭６０−１２３１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記非特許文献１，２によれば、従来の回転Ｙカット水晶板を用いたエッジモード水晶振動子は、Ｑ値や２次温度係数、頂点温度に関して計算値と実験値とが一致しないことが報告されている。Ｑ値等の実験値が計算値より過大となる理由に様々な要因が挙げられているが、このような問題がエッジモード水晶振動子の実用化を困難にしている一因と考えられる。
【００１２】
本願発明者は、エッジモード水晶振動子の実用化を図るべく、その電極構造に注目して検討した。例えば、図１０に示す水晶振動片の電極構造は、図１２（Ａ）の電気回路図で表わされる。これは、水晶振動片１裏面の電極９ａ，９ｂが浮遊電極であることから、図１２（Ｂ）の電気回路図で等価的に表すことができる。即ち、図１０と同じ面積の励振電極７ａ，７ｂを厚さ２倍（２ｔ）の水晶素子片２´の表裏各面に形成することに等しいから、水晶振動片１に作用する電界が弱くなる。更に、浮遊電極９ａ，９ｂの電位は不安定で、電界に影響する虞がある。また、図１１に示す水晶振動片の電極構造は、水晶振動片１の端縁にのみ励振電極１２，１３が形成され、電極面積が比較的小さいので、水晶振動片１に作用する電界が弱い虞がある。
【００１３】
そこで本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、励振効率を改善し、実用化を実現し得る電極構造のエッジモード圧電振動片を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、上記目的を達成するために、長方形の圧電素子片と、エッジモードで励振するために圧電素子片の長手方向の一方の端部にその厚さ方向に電界を印加するように形成した励振電極とを備え、該励振電極が、圧電素子片の表面に生じる誘起電荷分布の＋電荷領域に対応する形状の第１励振電極及び−電荷領域に対応する形状の第２励振電極と、圧電素子片の裏面に生じる誘起電荷分布の−電荷領域に対応する形状の第３励振電極及び＋電荷領域に対応する形状の第４励振電極とからなり、第１励振電極と第４励振電極とを同極に、第２励振電極と第３励振電極とを同極でかつ第１及び第４励振電極とは異極に接続したエッジモード圧電振動片が提供される。
【００１５】
このように構成することによって、圧電素子片を挟んで対向する各対の励振電極間に所定の電流を印加して、圧電振動片の厚さ方向にかつ各対同士が互いに逆向きに電界を発生させ、エッジモードの振動を行う。従来のエッジモード圧電振動片に比して、同じ厚さの圧電素子片で電極面積が大幅に増加するので電界の強さが増大し、圧電振動片の励振効率が大幅に増大する。
【００１６】
或る実施例では、前記圧電素子片が（ＹＺｗｔ）φ／θ表示でθ＝０°及び９０°の回転Ｙカット水晶板から形成され、第１〜第４励振電極が圧電素子片の長手方向中心線に関して対称な長円類似形状に形成される。これにより、同じ回転Ｙカット水晶板を用いた従来のエッジモード圧電振動片に比して、電極面積が約２倍に増加しかつ浮遊電極が無くなるので、励振効率の大幅な増大に加えて、安定した振動が得られる。
【００１７】
別の実施例では、前記圧電素子片が（ＹＺｗｔ）φ／θ表示でθ＝４５°の回転Ｙカット水晶板から形成され、第１、第４励振電極が長手方向の一方の端部に圧電素子片の長手方向中心線に関して対称な半長円類似形状に形成され、第２、第３励振電極が第１、第４励振電極より内側に長円類似形状に形成される。このように、同じ回転Ｙカット水晶板を用いた従来のエッジモード圧電振動片では使用していなかった誘起電荷分布の−電荷領域を積極的に利用することにより、電極面積を大幅に増加させ、電界の強さを増大させて励振効率の大幅な増大を図ることができる。
【００１８】
また、或る実施例では、圧電素子片の長手方向の他方の端部には、その裏面に励振電極から引き出した１対の接続電極が形成され、該裏面を下側にしてパッケージの実装面に、例えば導電性接着剤等で簡単に固定することができる。この場合、第１又は第２励振電極が、圧電素子片の表面から圧電素子片の側面を経て圧電素子片の裏面に至る配線を設けることにより、対応する一方の接続電極と容易に電気的に接続することができる。
【００１９】
別の実施例では、圧電素子片の長手方向の他方の端部には、その表裏各面に励振電極から引き出した各１対の接続電極が形成されることにより、圧電振動片を表裏の区別無くパッケージの実装面に固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の好適実施例について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１（Ａ）（Ｂ）は、本発明を適用したエッジモード水晶振動片の第１実施例を示している。本実施例のエッジモード水晶振動片２１は、細長い厚さ一定の矩形薄板からなる水晶素子片２２を備える。水晶素子片２２は、図８に関連して上述したようにエッジモードに好適な面内回転角θ＝０°又は９０°で切り出した回転Ｙカット水晶板から、Ｚ”軸方向に長手寸法、Ｘ´軸方向に幅寸法、Ｙ´方向に厚さ寸法をとるように形成される。
【００２１】
水晶素子片２２の一方の長手方向端部２３には、その表裏各面に２対の励振電極が形成されている。端部２３の表面には、図９（Ａ）又は（Ｂ）の誘起電荷分布の前記＋電荷領域に対応する長円類似形状の第１励振電極２４ａと、前記−電荷領域に対応する長円類似形状の第２励振電極２４ｂとが設けられ、互いに電気的に分離されている。端部２３の裏面には、同様に、図９（Ａ）又は（Ｂ）の誘起電荷分布の前記＋電荷領域及び−電荷領域にそれぞれ対応する長円類似形状の第３励振電極２５ａと第４励振電極２５ｂとが設けられ、互いに電気的に分離されている。第１励振電極２４ａと第３励振電極２５ａ、及び第２励振電極２４ｂと第４励振電極２５ｂの各対は、それぞれ水晶素子片２２の表裏で一致する位置にかつ互いに略同じ寸法形状に形成される。
【００２２】
水晶素子片２２の他方の長手方向端部２６には、その裏面に左右１対の接続電極２７ａ，２７ｂが形成されている。一方の接続電極２７ａは、水晶素子片２２裏面の一方の側辺に沿って延長する配線２８ａにより、第４励振電極２５ｂと電気的に接続されている。他方の接続電極２７ｂは、水晶素子片２２裏面の反対側の側辺に沿って延長する配線２８ｂにより、第３励振電極２５ａと電気的に接続されている。更に、前記一方の接続電極２７ａは、水晶素子片２２表面の一方の側辺に沿って端部２６付近まで延長し、該端部を横断しかつその側面を経て水晶素子片２２裏面に至る配線２９ａにより、第１励振電極２４ａと電気的に接続されている。前記他方の接続電極２７ｂは、端部２３の側面に沿って形成されて第２励振電極２４ｂと第３励振電極２５ａとを接続する配線２９ｂにより、第２励振電極２４ｂと電気的に接続されている。
【００２３】
水晶振動片２１は、端部２６においてパッケージの実装面等に固定され、片持ちに支持される。接続電極２７ａ，２７ｂは、パッケージ実装面等の対応する電極端子と例えば導電性接着剤によって電気的に接続しかつ機械的に固定する。
【００２４】
水晶振動片２１の電極構造を図２（Ａ）の電気回路図により模式的に示す。同図において、水晶素子片２２は端部２３側から見た場合を表している。前記各対の励振電極において、第１励振電極２４ａと第４励振電極２５ｂとが同極に接続され、第２励振電極２４ｂと第３励振電極２５ａとが同極にかつ前記第１及び第４励振電極とは異極に接続される。水晶素子片２２を挟んで対向する各対の第１励振電極２４ａと第４励振電極２５ｂ間及び第２励振電極２４ｂと第３励振電極２５ａ間に所定の電流を印加すると、それらの間でそれぞれ水晶振動片２１の厚さ方向に電界が発生する。前記各対の励振電極間で発生する電界は、図２（Ａ）に矢印で示すように互いに逆向きである。これにより、端部２３は、従来技術の図７（Ａ）に想像線で示すように、面内で水晶振動片２１の長手方向中心線に関して対称な扇状に開閉するように端縁が伸縮するエッジモードの振動を行う。
【００２５】
図２（Ａ）に示す水晶振動片２１の電気回路は、図２（Ｂ）のように等価的に表すことができる。図２（Ａ）のそれと同じ厚さの水晶素子片２２´の表裏各面に１対の励振電極２４´、２５´が形成され、各励振電極２４´、２５´はそれぞれ前記第１乃至第４励振電極の２倍の電極面積を有する。その結果、本実施例の水晶振動片２１は、図１０及び図１２に示す従来技術の水晶振動片１に比して、電界の強さが約２倍に増加している。しかも、従来技術のような浮遊電極が存在しない。従って、エッジモード水晶振動片の励振効率が大幅に増大し、かつ安定した振動が得られる。
【００２６】
図３は、第１実施例の水晶振動片の変形例を示している。本実施例のエッジモード水晶振動片３１は、第１実施例と同様に、面内回転角θ＝０°又は９０°で切り出した回転Ｙカット水晶板から、Ｚ”軸方向に長手寸法、Ｘ´軸方向に幅寸法、Ｙ´方向に厚さ寸法をとるように形成した細長い厚さ一定の矩形薄板からなる水晶素子片２２を備える。水晶素子片２２の一方の長手方向端部２３には、第１実施例と同じ長円類似形状の第１〜第４励振電極２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂが、それぞれ水晶素子片２２の表裏で一致する位置にかつ互いに略同じ寸法形状に形成されている。
【００２７】
水晶素子片２２の他方の長手方向端部２６には、その裏面に左右１対の接続電極２７ａ，２７ｂが形成されている。一方の接続電極２７ａは、水晶素子片２２裏面の一方の側辺に沿って延長する配線２８ａにより、第４励振電極２５ｂと電気的に接続されている。他方の接続電極２７ｂは、水晶素子片２２裏面の反対側の側辺に沿って延長する配線２８ｂにより、第３励振電極２５ａと電気的に接続されている。
【００２８】
本実施例では更に、端部２６の表面に、左右１対の接続電極３２ａ，３２ｂが形成されている。その一方の接続電極３２ａは、水晶素子片２２表面の一方の側辺に沿って延長する配線３３ａにより、第１励振電極２４ａと電気的に接続されている。他方の接続電極３２ｂは、水晶素子片２２表面の反対側の側辺に沿って延長する配線３３ｂにより、第２励振電極２４ｂと電気的に接続されている。
【００２９】
本実施例においても、水晶振動片２１は、端部２６においてパッケージの実装面等に片持ちに固定支持される。例えば、水晶振動片２１裏面の接続電極２７ａ，２７ｂは、パッケージ実装面等の対応する電極端子と導電性接着剤等によって電気的に接続しかつ機械的に固定する。水晶振動片２１表面の接続電極３２ａ，３２ｂは、例えばボンディングワイヤによってパッケージ内部の対応する電極端子と電気的に接続される。本実施例の場合、水晶振動片２１の表裏で実質的に構成上の差異が無いので、そのいずれを下側にして実装しても良く、実装作業が容易である。
【００３０】
本実施例の水晶振動片２１も、図２（Ａ）の電気回路図で示す電極構造を有し、互いに対をなす第１励振電極２４ａと第４励振電極２５ｂとが同極に接続され、第２励振電極２４ｂと第３励振電極２５ａとが同極にかつ前記第１及び第４励振電極とは異極に接続される。従って、各対の第１励振電極２４ａと第４励振電極２５ｂ間及び第２励振電極２４ｂと第３励振電極２５ａ間に所定の電流を印加すると、それらの間でそれぞれ水晶振動片２１の厚さ方向に、各対で互いに逆向きに電界が発生する。これにより、端部２３は、面内で水晶振動片２１の長手方向中心線に関して対称な扇状に開閉するように端縁が伸縮するエッジモードの振動を行う。
【００３１】
図４（Ａ）（Ｂ）は、本発明を適用したエッジモード水晶振動片の第２実施例を示している。本実施例のエッジモード水晶振動片４１は、細長い厚さ一定の矩形薄板からなる水晶素子片４２を備える。水晶素子片４２は、図８に関連して上述したように面内回転角θ＝４５°で切り出した回転Ｙカット水晶板から、Ｚ”軸方向に長手寸法、Ｘ´軸方向に幅寸法、Ｙ´方向に厚さ寸法をとるように形成される。
【００３２】
水晶素子片４２の一方の長手方向端部４３には、その表裏各面に２対の励振電極が形成されている。端部４３の表面には、図９（Ｃ）の誘起電荷分布の前記＋電荷領域に対応する半円類似形状の第１励振電極４４ａと、前記−電荷領域に対応する半長円類似形状の第２励振電極４４ｂとが設けられ、互いに電気的に分離されている。端部４３の裏面には、同様に、図９（Ｃ）の誘起電荷分布の前記＋電荷領域及び−電荷領域にそれぞれ対応する長円類似形状の第３励振電極４５ａと第４励振電極４５ｂとが設けられ、互いに電気的に分離されている。第１励振電極４４ａと第３励振電極４５ａ、及び第２励振電極４４ｂと第４励振電極４５ｂの各対は、それぞれ水晶素子片４２の表裏で一致する位置にかつ互いに略同じ寸法形状に形成される。
【００３３】
水晶素子片４２の他方の長手方向端部４６には、その裏面に左右１対の接続電極４７ａ，４７ｂが形成されている。一方の接続電極４７ａは、水晶素子片４２裏面の一方の側辺に沿って延長する配線４８ａにより、第４励振電極４５ｂと電気的に接続されている。他方の接続電極４７ｂは、水晶素子片４２裏面の反対側の側辺に沿って延長する配線４８ｂにより、第３励振電極４５ａと電気的に接続されている。更に、前記一方の接続電極４７ａは第１励振電極４４ａと、該第１励振電極から水晶素子片４２の一方の側辺に引き出されかつその側面を経て水晶素子片４２裏面に至り、配線４８ａと結合する配線４９ａによって電気的に接続されている。前記他方の接続電極４７ｂは第２励振電極４４ｂと、該第２励振電極から水晶素子片４２の反対側の側辺に引き出されかつその側面を経て水晶素子片４２裏面に至り、配線４８ｂと結合する配線４９ｂによって電気的に接続されている。
【００３４】
水晶振動片４１は、端部４６においてパッケージの実装面等に固定され、片持ちに支持される。接続電極４７ａ，４７ｂは、パッケージ実装面等の対応する電極端子と例えば導電性接着剤によって電気的に接続しかつ機械的に固定する。
【００３５】
水晶振動片５１の電極構造を図５（Ａ）の電気回路図により模式的に示す。同図において、水晶素子片４２は側面から見た場合を表している。前記各対の励振電極において、第１励振電極４４ａと第４励振電極４５ｂとが同極に接続され、第２励振電極４４ｂと第３励振電極４５ａとが同極にかつ前記第１及び第４励振電極とは異極に接続される。各対の第１励振電極４４ａと第４励振電極４５ｂ間及び第２励振電極４４ｂと第３励振電極４５ａ間に所定の電流を印加すると、それらの間でそれぞれ水晶振動片４１の厚さ方向に電界が発生する。前記各対の励振電極間で発生する電界は、図５（Ａ）に矢印で示すように互いに逆向きである。これにより、端部４３は、従来技術の図７（Ａ）に想像線で示すように、面内で水晶振動片４１の長手方向中心線に関して対称な扇状に開閉するように端縁が伸縮するエッジモードの振動を行う。
【００３６】
図５（Ａ）に示す水晶振動片４１の電気回路は、図５（Ｂ）のように等価的に表すことができる。図５（Ａ）のそれと同じ厚さの水晶素子片４２の表裏各面に１対の励振電極４４´、４５´が形成され、各励振電極４４´、４５´はそれぞれ前記第１乃至第４励振電極の２倍の電極面積を有する。その結果、本実施例の水晶振動片４１は、図１１に示す従来技術の水晶振動片１に比して、電界の強さが大幅に増加している。従って、エッジモード水晶振動片の励振効率が大幅に増大する。
【００３７】
図６は、第２実施例の水晶振動片の変形例を示している。本実施例のエッジモード水晶振動片５１は、第２実施例と同様に、面内回転角θ＝４５°で切り出した回転Ｙカット水晶板から、Ｚ”軸方向に長手寸法、Ｘ´軸方向に幅寸法、Ｙ´方向に厚さ寸法をとるように形成した細長い厚さ一定の矩形薄板からなる水晶素子片４２を備える。水晶素子片４２の一方の長手方向端部４３には、第１実施例と同じ半長円類似形状の第１、第３励振電極４４ａ，４５ａ、及び長円類似形状の第２，第３励振電極４４ｂ，４５ｂがそれぞれ水晶素子片４２の表裏で一致する位置にかつ略同じ寸法形状に形成されている。
【００３８】
水晶素子片４２の他方の長手方向端部４６には、その裏面に左右１対の接続電極４７ａ，４７ｂが形成されている。一方の接続電極４７ａは、水晶素子片４２裏面の一方の側辺に沿って延長する配線４８ａにより、第４励振電極４５ｂと電気的に接続されている。他方の接続電極４７ｂは、水晶素子片４２裏面の反対側の側辺に沿って延長する配線４８ｂにより、第３励振電極４５ａと電気的に接続されている。
【００３９】
本実施例では更に、端部４６の表面に、左右１対の接続電極５２ａ，５２ｂが形成されている。その一方の接続電極５２ａは、水晶素子片４２表面の一方の側辺に沿って延長する配線５３ａにより、第１励振電極４４ａと電気的に接続されている。他方の接続電極５２ｂは、水晶素子片４２表面の反対側の側辺に沿って延長する配線５３ｂにより、第２励振電極４４ｂと電気的に接続されている。
【００４０】
本実施例においても、水晶振動片５１は、端部４６においてパッケージの実装面等に片持ちに固定支持される。例えば、水晶振動片４１裏面の接続電極４７ａ，４７ｂは、パッケージ実装面等の対応する電極端子と導電性接着剤等によって電気的に接続しかつ機械的に固定する。水晶振動片５１表面の接続電極５２ａ，５２ｂは、例えばボンディングワイヤによってパッケージ内部の対応する電極端子と電気的に接続される。本実施例の場合、水晶振動片５１の表裏で実質的に構成上の差異が無いので、そのいずれを下側にして実装しても良く、実装作業が容易である。
【００４１】
本実施例の水晶振動片５１も、図２（Ａ）の電気回路図で示す電極構造を有し、互いに対をなす第１励振電極５４ａと第４励振電極５５ｂとが同極に接続され、第２励振電極５４ｂと第３励振電極５５ａとが同極にかつ前記第１及び第４励振電極とは異極に接続される。従って、各対の第１励振電極４４ａと第４励振電極４５ｂ間及び第２励振電極４４ｂと第３励振電極４５ａ間に所定の電流を印加すると、それらの間でそれぞれ水晶振動片５１の厚さ方向に、各対で互いに逆向きに電界が発生する。これにより、端部４３は、面内で水晶振動片５１の長手方向中心線に関して対称な扇状に開閉するように端縁が伸縮するエッジモードの振動を行う。
【００４２】
本発明のエッジモード圧電振動片は、適当なパッケージ内に実装することにより、圧電振動子や圧電共振子として使用することができる。更に同一のパッケージ内に発振回路内蔵のＩＣ素子を収納することにより、圧電発振器として使用することができる。
【００４３】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に様々な変形・変更を加えて実施することができる。例えば、本発明は、水晶以外の圧電材料で形成したエッジモード圧電振動片についても、同様に適用することができる。また、各励振電極と対応する接続電極とを接続する配線は、上記実施例以外の様々なレイアウトで設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（Ａ）図は本発明によるエッジモード水晶振動片の第１実施例の表面図、（Ｂ）図はその裏面図。
【図２】（Ａ）図は第１実施例の電気回路図、（Ｂ）図はその等価的な電気回路図。
【図３】（Ａ）図は第１実施例の変形例の表面図、（Ｂ）図はその裏面図。
【図４】（Ａ）図は本発明によるエッジモード水晶振動片の第２実施例の表面図、（Ｂ）図はその裏面図。
【図５】（Ａ）図は第２実施例の電気回路図、（Ｂ）図はその等価的な電気回路図。
【図６】（Ａ）図は第２実施例の変形例の表面図、（Ｂ）図はその裏面図。
【図７】（Ａ）図は従来のエッジモード水晶振動片の平面図、（Ｂ）図はその側面図。
【図８】エッジモード水晶振動子に使用する水晶基板のカット角を模式的に示す図。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）図はそれぞれ異なるカット角の水晶基板からなる水晶素子片の表面の誘起電荷分布を示す部分平面図。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）図は図９（Ａ）又は（Ｂ）の水晶素子片を用いた従来の水晶振動片の表面及び裏面の励振電極を示す部分平面図。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）図は図９（Ｃ）の水晶素子片を用いた従来の水晶振動片の表面及び裏面の励振電極を示す部分平面図。
【図１２】（Ａ）図は図１０の従来の水晶振動片の電気回路図、（Ｂ）図はその等価的な電気回路図。
【符号の説明】
【００４５】
１，２１，３１，４１，５１…水晶振動片、２，２´，２２，２２´，４２，４２´…水晶素子片、３，４…水晶板、５，６，２３，２６，４３，４６…端部、７ａ，７ｂ，１０，１１，２４ａ，２４ｂ，２４´，２５ａ，２５ｂ，２５´，４４ａ，４４ｂ，４４´，４５ａ，４５ｂ，４５´…励振電極、８ａ，８ｂ，１２，１３，２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂ，３３ａ，３３ｂ，４８ａ，４８ｂ，４９ａ，４９ｂ，５３ａ，５３ｂ…配線、９ａ，９ｂ…浮遊電極、２７ａ，２７ｂ，３２ａ，３２ｂ，４７ａ，４７ｂ，５２ａ，５２ｂ…接続電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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