【手続補正書】
【提出日】平成16年1月9日(2004.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音叉形状の屈曲水晶振動子と増幅器とコンデンサーと抵抗素子とを具えて構成される水晶発振器で、
前記水晶発振器は、増幅回路と帰還回路を具えて構成される水晶発振回路を具えて構成され、前記増幅回路は増幅器と帰還抵抗から構成され、さらに、前記帰還回路は音叉形状の屈曲水晶振動子とコンデンサーとドレイン抵抗から構成され、前記増幅器はＣＭＯＳインバータで構成されていて、
前記音叉形状の屈曲水晶振動子の音叉腕の上下面の、少なくとも１面に、１個の溝が設けられ、前記溝の両側面に電極が配置され、前記溝側面の電極とその電極に対抗する音叉腕側面の電極とが互いに異極となる電極が配置されていることを特徴とする水晶発振器。
【請求項２】
水晶振動子と増幅器とコンデンサーと抵抗素子とを具えて構成される水晶発振器で、
前記水晶発振器は、増幅回路と帰還回路を具えて構成される水晶発振回路を具えて構成され、前記増幅回路は増幅器と帰還抵抗から構成され、さらに、前記帰還回路は水晶振動子とコンデンサーとドレイン抵抗から構成され、
前記水晶振動子は屈曲モードで振動する音叉腕と音叉基部から成る音叉形状の屈曲水晶振動子で、前記増幅器はＣＭＯＳインバータで構成されていて、
前記音叉形状の屈曲水晶振動子の音叉腕の中立線を挟んだ幅方向中央部の上下面に、各々少なくとも１個の溝が長さ方向に設けられ、前記溝の両側面に電極が配置され、前記溝側面の電極とその電極に対抗する音叉腕側面の電極とが互いに異極となる電極を配置し、
音叉腕に生ずる慣性モーメントが大きくなるように、前記各々少なくとも１個の溝の内、少なくとも１個の溝幅Ｗ２と音叉腕幅Ｗとの比（Ｗ２／Ｗ）が０．３５〜０．９５で、前記溝の厚みｔ１と音叉腕の厚みｔとの比（ｔ１／ｔ）が０．０１〜０．７９であると共に、前記音叉腕又は前記音叉腕と前記音叉基部に設けられた溝の長さｌ１と、前記音叉形状の屈曲水晶振動子の全長ｌとの比（ｌ１／ｌ）が０．２〜０．７８の範囲内に有り、
前記音叉形状の屈曲水晶振動子は表面実装型、又は円筒型のユニットに収納されていて、前記音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動の等価直列抵抗Ｒ１が２次高調波モード振動の等価直列抵抗Ｒ２より小さく、かつ、基本波モード振動のフイガーオブメリットＭ１が２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２より大きい屈曲水晶振動子を具えて前記水晶発振回路は構成されると共に、
増幅回路と帰還回路を具えて構成される前記水晶発振回路の、増幅回路の基本波モード振動の増幅率α１と２次高調波モード振動の増幅率α２との比が、帰還回路の２次高調波モード振動の帰還率β２と基本波モード振動の帰還率β１との比より大きく、かつ、前記基本波モード振動の増幅率α１と前記基本波モード振動の帰還率β１の積が１より大きくなるように水晶発振回路は構成されていることを特徴とする水晶発振器。
【請求項３】
幅と厚みと長さとを有する音叉腕と音叉基部とを具えて構成され、屈曲モードで振動する音叉形状の屈曲水晶振動子で、かつ、前記音叉腕の一端部は音叉基部に接続され、他端部は自由である音叉形状の屈曲水晶振動子で、前記音叉腕は少なくとも第１音叉腕と第２音叉腕を具えて構成され、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕と前記音叉基部とはエッチング法によって一体に形成されていて、第１音叉腕と第２音叉腕の上下面に各々１個の溝が、厚みの方向に対抗して設けられ、各々の溝には第１音叉腕の溝の電極と第２音叉腕の溝の電極との極性が異なる電極が配置されると共に、前記溝の電極と対抗して配置された音叉腕の側面の電極とは極性が異なる２電極端子を構成し、前記２電極端子の内、１電極端子は第１音叉腕の上下面の溝に配置された電極と第２音叉腕の両側面に配置された電極から構成され、且つ、上下面の溝に配置された前記電極と両側面に配置された前記電極とが接続され、他の１電極端子は第１音叉腕の両側面に配置された電極と第２音叉腕の上下面の溝に配置された電極から構成され、且つ、両側面に配置された前記電極と上下面の溝に配置された前記電極とが接続されていて、前記音叉腕、又は前記音叉腕と前記音叉基部に設けられた溝の内、少なくとも１個の溝の面積Ｓが０．０２５〜０．１２ｍｍ２の値を有し、前記屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２が３０より小さく、かつ、前記屈曲水晶振動子を具えて構成される水晶発振回路の、増幅回路の基本波モード振動の負性抵抗の絶対値｜−ＲＬ１｜と基本波モード振動の等価直列抵抗Ｒ１との比が、増幅回路の２次高調波モード振動の負性抵抗の絶対値｜−ＲＬ２｜と２次高調波モード振動の等価直列抵抗Ｒ２との比より大きくなるように水晶発振回路が構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水晶発振器。
【請求項４】
水晶振動子と増幅器とコンデンサーと抵抗素子とを具えて構成される水晶発振器の製造方法で、
前記水晶発振器は、増幅回路と帰還回路を具えて構成される水晶発振回路を具えて構成され、前記増幅回路は増幅器と帰還抵抗から構成され、さらに、前記帰還回路は水晶振動子とコンデンサーとドレイン抵抗から構成され、
前記水晶振動子は屈曲モードで振動する音叉腕と音叉基部から成る音叉形状の屈曲水晶振動子で、前記音叉形状の屈曲水晶振動子の音叉腕の上下面に、各々少なくとも１個の溝が設けられ、かつ、溝の両側面と音叉腕の両側面に電極が配置され、前記溝側面の電極とその電極に対抗する音叉腕側面の電極とが互いに極性が異なる電極を配置し、音叉腕に生ずる慣性モーメントが大きくなるように、前記各々少なくとも１個の溝の内、少なくとも１個の溝幅Ｗ２と音叉腕幅Ｗとの比（Ｗ２／Ｗ）が０．３５〜０．９５で、前記溝の厚みｔ１と音叉腕の厚みｔとの比（ｔ１／ｔ）が０．０１〜０．７９であると共に、前記音叉腕、又は前記音叉腕と前記音叉基部に設けられた溝の長さｌ１と前記音叉形状の水晶振動子の全長ｌとの比（ｌ１／ｌ）が、０．２〜０．７８の範囲内にあるように、音叉腕又は音叉腕と音叉基部に溝と電極を形成する工程、と
ケースと蓋を有するユニットの固定部に前記屈曲水晶振動子を固定した後に、前記屈曲水晶振動子の周波数を調整する工程、と
前記音叉形状の屈曲水晶振動子を表面実装型又は円筒型のユニットに収納する工程、と
前記増幅器として、ＣＭＯＳインバータを用い、前記屈曲水晶振動子と前記ＣＭＯＳインバータとコンデンサーと抵抗素子とを電気的に接続する工程、とを有し、
音叉腕に溝を有する前記音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動の等価直列抵抗Ｒ１が２次高調波モード振動の等価直列抵抗Ｒ２より小さく、かつ、基本波モード振動のフイガーオブメリットＭ１が２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２より大きい屈曲水晶振動子を具えて前記水晶発振回路は構成されると共に、
増幅回路と帰還回路を具えて構成される前記水晶発振回路の、増幅回路の基本波モード振動の増幅率α１と２次高調波モード振動の増幅率α２との比が、帰還回路の２次高調波モード振動の帰還率β２と基本波モード振動の帰還率β１との比より大きく、かつ、前記基本波モード振動の増幅率α１と前記基本波モード振動の帰還率β１の積が１より大きくなるように水晶発振回路は構成されていることを特徴とする水晶発振器の製造方法。
【請求項５】
音叉腕と音叉基部とを具えて構成され、音叉腕に溝を有する音叉形状の屈曲水晶振動子が水晶ウエハ内に形成され、前記屈曲水晶振動子の基本波モード振動の基準周波数が３２．７６８ｋＨｚで、前記屈曲水晶振動子の周波数調整は少なくとも２回の別々の工程によって行われ、１回目の周波数調整の工程では、前記屈曲水晶振動子の発振周波数が前記基準周波数に対して、−９０００ＰＰＭ〜＋５０００ＰＰＭの範囲内にあるように水晶ウエハ内で周波数が調整され、さらに、２回目の周波数調整の工程では、前記屈曲水晶振動子を収納するユニットの固定部に固定した後に、前記屈曲水晶振動子の発振周波数が前記基準周波数に対して、−５０ＰＰＭ〜＋５０ＰＰＭの範囲内にあるように周波数が調整されることを特徴とする請求項４に記載の水晶発振器の製造方法。
【請求項６】
音叉腕に溝を有する音叉形状の屈曲水晶振動子を具えて構成される水晶発振回路の、増幅回路の基本波モード振動の負性抵抗の絶対値｜−ＲＬ１｜と基本波モード振動の等価直列抵抗Ｒ１との比が、増幅回路の２次高調波モード振動の負性抵抗の絶対値｜−ＲＬ２｜と２次高調波モード振動の等価直列抵抗Ｒ２との比より大きくなるように水晶発振回路が構成されていて、帰還回路を構成する前記音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動のフイガーオブメリットＭ１が５０より大きく、かつ、２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２が３０より小さいことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の水晶発振器の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
即ち、本発明の水晶発振器の第１の態様は、音叉形状の屈曲水晶振動子と増幅器とコンデンサーと抵抗素子とを具えて構成される水晶発振器で、前記水晶発振器は、増幅回路と帰還回路を具えて構成される水晶発振回路を具えて構成され、前記増幅回路は増幅器と帰還抵抗から構成され、さらに、前記帰還回路は音叉形状の屈曲水晶振動子とコンデンサーとドレイン抵抗から構成され、前記増幅器はＣＭＯＳインバータで構成されていて、前記音叉形状の屈曲水晶振動子の音叉腕の上下面の、少なくとも１面に、１個の溝が設けられ、前記溝の両側面に電極が配置され、前記溝側面の電極とその電極に対抗する音叉腕側面の電極とが互いに異極となる電極が配置されている水晶発振器である。
本発明の水晶発振器の第２の態様は、水晶振動子と増幅器とコンデンサーと抵抗素子とを具えて構成される水晶発振器で、前記水晶発振器は、増幅回路と帰還回路を具えて構成される水晶発振回路を具えて構成され、前記増幅回路は増幅器と帰還抵抗から構成され、さらに、前記帰還回路は水晶振動子とコンデンサーとドレイン抵抗から構成され、前記水晶振動子は屈曲モードで振動する音叉腕と音叉基部から成る音叉形状の屈曲水晶振動子で、前記増幅器はＣＭＯＳインバータで構成されていて、前記音叉形状の屈曲水晶振動子の音叉腕の中立線を挟んだ幅方向中央部の上下面に、各々少なくとも１個の溝が長さ方向に設けられ、前記溝の両側面に電極が配置され、前記溝側面の電極とその電極に対抗する音叉腕側面の電極とが互いに異極となる電極を配置し、音叉腕に生ずる慣性モーメントが大きくなるように、前記各々少なくとも１個の溝の内、少なくとも１個の溝幅Ｗ２と音叉腕幅Ｗとの比（Ｗ２／Ｗ）が０．３５〜０．９５で、前記溝の厚みｔ１と音叉腕の厚みｔとの比（ｔ１／ｔ）が０．０１〜０．７９であると共に、前記音叉腕又は前記音叉腕と前記音叉基部に設けられた溝の長さｌ１と、前記音叉形状の屈曲水晶振動子の全長ｌとの比（ｌ１／ｌ）が０．２〜０．７８の範囲内に有り、前記音叉形状の屈曲水晶振動子は表面実装型、又は円筒型のユニットに収納されていて、前記音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動の等価直列抵抗Ｒ１が２次高調波モード振動の等価直列抵抗Ｒ２より小さく、かつ、基本波モード振動のフイガーオブメリットＭ１が２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２より大きい屈曲水晶振動子を具えて前記水晶発振回路は構成されると共に、増幅回路と帰還回路を具えて構成される前記水晶発振回路の、増幅回路の基本波モード振動の増幅率α１と２次高調波モード振動の増幅率α２との比が、帰還回路の２次高調波モード振動の帰還率β２と基本波モード振動の帰還率β１との比より大きく、かつ、前記基本波モード振動の増幅率α１と前記基本波モード振動の帰還率β１の積が１より大きくなるように水晶発振回路は構成されている水晶発振器である。
本発明の水晶発振器の第３の態様は、幅と厚みと長さとを有する音叉腕と音叉基部とを具えて構成され、屈曲モードで振動する音叉形状の屈曲水晶振動子で、かつ、前記音叉腕の一端部は音叉基部に接続され、他端部は自由である音叉形状の屈曲水晶振動子で、前記音叉腕は少なくとも第１音叉腕と第２音叉腕を具えて構成され、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕と前記音叉基部とはエッチング法によって一体に形成されていて、第１音叉腕と第２音叉腕の上下面に各々１個の溝が、厚みの方向に対抗して設けられ、各々の溝には第１音叉腕の溝の電極と第２音叉腕の溝の電極との極性が異なる電極が配置されると共に、前記溝の電極と対抗して配置された音叉腕の側面の電極とは極性が異なる２電極端子を構成し、前記２電極端子の内、１電極端子は第１音叉腕の上下面の溝に配置された電極と第２音叉腕の両側面に配置された電極から構成され、且つ、上下面の溝に配置された前記電極と両側面に配置された前記電極とが接続され、他の１電極端子は第１音叉腕の両側面に配置された電極と第２音叉腕の上下面の溝に配置された電極から構成され、且つ、両側面に配置された前記電極と上下面の溝に配置された前記電極とが接続されていて、前記音叉腕、又は前記音叉腕と前記音叉基部に設けられた溝の内、少なくとも１個の溝の面積Ｓが０．０２５〜０．１２ｍｍ２の値を有し、前記屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２が３０より小さく、かつ、前記屈曲水晶振動子を具えて構成される水晶発振回路の、増幅回路の基本波モード振動の負性抵抗の絶対値｜−ＲＬ１｜と基本波モード振動の等価直列抵抗Ｒ１との比が、増幅回路の２次高調波モード振動の負性抵抗の絶対値｜−ＲＬ２｜と２次高調波モード振動の等価直列抵抗Ｒ２との比より大きくなるように水晶発振回路が構成されている第１の態様又は第２の態様に記載の水晶発振器である。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の水晶発振器の製造方法の第１の態様は、水晶振動子と増幅器とコンデンサーと抵抗素子とを具えて構成される水晶発振器の製造方法で、前記水晶発振器は、増幅回路と帰還回路を具えて構成される水晶発振回路を具えて構成され、前記増幅回路は増幅器と帰還抵抗から構成され、さらに、前記帰還回路は水晶振動子とコンデンサーとドレイン抵抗から構成され、前記水晶振動子は屈曲モードで振動する音叉腕と音叉基部から成る音叉形状の屈曲水晶振動子で、前記音叉形状の屈曲水晶振動子の音叉腕の上下面に、各々少なくとも１個の溝が設けられ、かつ、溝の両側面と音叉腕の両側面に電極が配置され、前記溝側面の電極とその電極に対抗する音叉腕側面の電極とが互いに極性が異なる電極を配置し、音叉腕に生ずる慣性モーメントが大きくなるように、前記各々少なくとも１個の溝の内、少なくとも１個の溝幅Ｗ２と音叉腕幅Ｗとの比（Ｗ２／Ｗ）が０．３５〜０．９５で、前記溝の厚みｔ１と音叉腕の厚みｔとの比（ｔ１／ｔ）が０．０１〜０．７９であると共に、前記音叉腕、又は前記音叉腕と前記音叉基部に設けられた溝の長さｌ１と前記音叉形状の水晶振動子の全長ｌとの比（ｌ１／ｌ）が、０．２〜０．７８の範囲内にあるように、音叉腕又は音叉腕と音叉基部に溝と電極を形成する工程、とケースと蓋を有するユニットの固定部に前記屈曲水晶振動子を固定した後に、前記屈曲水晶振動子の周波数を調整する工程、と前記音叉形状の屈曲水晶振動子を表面実装型又は円筒型のユニットに収納する工程、と前記増幅器として、ＣＭＯＳインバータを用い、前記屈曲水晶振動子と前記ＣＭＯＳインバータとコンデンサーと抵抗素子とを電気的に接続する工程、とを有し、音叉腕に溝を有する前記音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動の等価直列抵抗Ｒ１が２次高調波モード振動の等価直列抵抗Ｒ２より小さく、かつ、基本波モード振動のフイガーオブメリットＭ１が２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２より大きい屈曲水晶振動子を具えて前記水晶発振回路は構成されると共に、増幅回路と帰還回路を具えて構成される前記水晶発振回路の、増幅回路の基本波モード振動の増幅率α１と２次高調波モード振動の増幅率α２との比が、帰還回路の２次高調波モード振動の帰還率β２と基本波モード振動の帰還率β１との比より大きく、かつ、前記基本波モード振動の増幅率α１と前記基本波モード振動の帰還率β１の積が１より大きくなるように水晶発振回路は構成されている水晶発振器の製造方法である。
本発明の水晶発振器の製造方法の第２の態様は、音叉腕と音叉基部とを具えて構成され、音叉腕に溝を有する音叉形状の屈曲水晶振動子が水晶ウエハ内に形成され、前記屈曲水晶振動子の基本波モード振動の基準周波数が３２．７６８ｋＨｚで、前記屈曲水晶振動子の周波数調整は少なくとも２回の別々の工程によって行われ、１回目の周波数調整の工程では、前記屈曲水晶振動子の発振周波数が前記基準周波数に対して、−９０００ＰＰＭ〜＋５０００ＰＰＭの範囲内にあるように水晶ウエハ内で周波数が調整され、さらに、２回目の周波数調整の工程では、前記屈曲水晶振動子を収納するユニットの固定部に固定した後に、前記屈曲水晶振動子の発振周波数が前記基準周波数に対して、−５０ＰＰＭ〜＋５０ＰＰＭの範囲内にあるように周波数が調整される第１の態様に記載の水晶発振器の製造方法である。
本発明の水晶発振器の製造方法の第３の態様は、音叉腕に溝を有する音叉形状の屈曲水晶振動子を具えて構成される水晶発振回路の、増幅回路の基本波モード振動の負性抵抗の絶対値｜−ＲＬ１｜と基本波モード振動の等価直列抵抗Ｒ１との比が、増幅回路の２次高調波モード振動の負性抵抗の絶対値｜−ＲＬ２｜と２次高調波モード振動の等価直列抵抗Ｒ２との比より大きくなるように水晶発振回路が構成されていて、帰還回路を構成する前記音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動のフイガーオブメリットＭ１が５０より大きく、かつ、２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２が３０より小さい第１の態様又は第２の態様に記載の水晶発振器の製造方法である。