【手続補正書】
【提出日】平成15年10月6日(2003.10.6)
【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】
屈曲モードで振動する音叉腕と音叉基部とを具えて構成される音叉形状の屈曲水晶振動子で、前記音叉腕は上面と下面と側面とを有し、前記音叉形状の音叉腕に溝が設けられ、前記溝と前記音叉腕の側面に電極が配置され、前記溝の側面の電極とその電極に対抗する音叉腕の側面の電極とが互いに異極で、かつ、前記音叉腕が逆相で振動するように溝と電極を形成し、
前記音叉形状の屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動の等価直列抵抗Ｒ２が基本波モード振動の等価直列抵抗Ｒ１より大きく、かつ、基本波モード振動のフイガーオブメリットＭ１が高調波モード振動のフイガーオブメリットＭｎより大きいことを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動と２次高調波モード振動の周波数安定係数をそれぞれＳ１とＳ２とするとき、Ｓ１とＳ２がＳ１＝ｒ１／２Ｑ１２とＳ２＝ｒ２／２Ｑ２２で与えられ、Ｓ１＜Ｓ２の関係を有することを特徴とする請求項１に記載の水晶振動子。
【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型屈曲水晶振動子で、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型屈曲水晶振動子で、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音叉腕の上下面にはそれぞれ厚みの方向に対抗して溝が設けられ、前記溝は第１音叉腕と第２音叉腕の上下面に各々１個の溝が設けられ、各々の溝幅Ｗ２は部分幅Ｗ１、Ｗ３と等しいか、又は部分幅Ｗ１、Ｗ３より大きくなるように形成され、且つ、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２電極端子に直流電圧を印加したときに、前記第１音叉腕の中立線に対して音叉の叉部側に存在する音叉腕の内側側面の電極と、その電極に対抗して配置された溝側面の電極との間に前記電極に垂直に発生する電界の方向と、前記第２音叉腕の中立線に対して音叉の叉部側に存在する音叉腕の内側側面の電極と、その電極に対抗して配置された溝側面の電極との間に前記電極に垂直に発生する電界の方向とが同じで、更に、前記第１音叉腕の中立線に対して音叉の叉部側と反対の位置に存在する音叉腕の外側側面の電極と、その電極に対抗して配置された溝側面の電極との間に前記電極に垂直に発生する電界の方向と、前記第２音叉腕の中立線に対して音叉の叉部側と反対の位置に存在する音叉腕の外側側面の電極と、その電極に対抗して配置された溝側面の電極との間に前記電極に垂直に発生する電界の方向とが同じで、かつ、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の中立線に対して音叉の内側に発生する電界の方向と、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の中立線に対して音叉の外側に発生する電界の方向とは互いに方向が反対で、前記電界の方向は大略ｘ軸（電気軸）の方向に一致し、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕のそれぞれ厚み方向に対抗して設けられた溝に配置された電極の、対抗する溝電極と溝電極との間には前記溝電極に対して垂直に発生する電界が厚み方向に存在しないように電極が配置され、音叉腕に生ずる慣性モーメントが大きくなるように、音叉腕の上下面に設けられた各々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より大きく、１より小さく、且つ、前記溝の厚みｔ１と音叉腕の厚みｔとの比（ｔ１／ｔ）が、０．７９より小さくなるように溝が形成されていることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の水晶振動子。
【請求項４】
、音叉腕の上下面に設けられた各々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、０．３５〜０．８５の範囲内にあり、前記溝の厚みｔ１と音叉腕の厚みｔとの比（ｔ１／ｔ）が、０．０５〜０．７９の範囲内に、且つ、音叉腕又は音叉腕と音叉基部に設けられた溝の長さｌ１と音叉型屈曲水晶振動子の全長ｌとの比（ｌ１／ｌ）が、０．２〜０．６８の範囲内にあることを特徴とする請求項３に記載の水晶振動子。
【請求項５】
音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動の基準周波数が３２ｋＨｚ〜３３．５ｋＨｚの間にあり、前記屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動の容量比ｒ２が基本波モード振動の容量比ｒ１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１から請求項４の何れかに記載の水晶振動子。
【請求項６】
屈曲モードで振動する音叉腕と音叉基部とを具えて構成される音叉形状の屈曲水晶振動子の製造方法で、
前記音叉腕は第１音叉腕と第２音叉腕から構成され、各音叉腕は上面と下面と側面とを有し、第１音叉腕の上下面の少なくとも一面に１個の溝と第２音叉腕の上下面の少なくとも一面に１個の溝をそれぞれ設ける工程、と
前記１個の溝と第１音叉腕と第２音叉腕の側面に電極が配置され、前記溝の側面の電極とその電極に対抗する音叉腕の側面の電極とが互いに異極である２電極端子を構成し、かつ、第１音叉腕と第２音叉腕が逆相で振動するように溝と電極を形成する工程、と
前記屈曲水晶振動子の共振、又は発振周波数を調整する工程、と
前記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、とを有し、
第１音叉腕と第２音叉腕が逆相で振動するように、前記２電極端子の内、１電極端子は第１音叉腕の上下面の少なくとも一面に設けられた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、上下面の少なくとも一面に設けられた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音叉腕の上下面の少なくとも一面に設けられた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少なくとも一面に設けられた溝に配置された前記電極とが接続されていて、
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が高調波モード振動のフイガーオブメリットＭｎより大きく、更に、音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動と２次高調波モード振動の周波数安定係数をそれぞれＳ１とＳ２とするとき、Ｓ１とＳ２がＳ１＝ｒ１／２Ｑ１２とＳ２＝ｒ２／２Ｑ２２で与えられ、Ｓ１＜Ｓ２の関係を有することを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【請求項７】
音叉腕の上下面に設けられた各々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より大きく、１より小さく、且つ、前記溝の厚みｔ１と音叉腕の厚みｔとの比（ｔ１／ｔ）が、０．７９より小さくなるように溝が形成され、更に、音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動の基準周波数が３２ｋＨｚ〜３３．５ｋＨｚの間にあり、前記屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動の容量比ｒ２が基本波モード振動の容量比ｒ１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６に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項８】
第１音叉腕と第２音叉腕の上面と下面に設けられた各々１個の溝は溝の厚みｔ１がｔ１＝０である貫通穴であることを特徴とする請求項６、又は請求項７に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項９】
音叉腕と音叉基部とを具えて構成される音叉形状の屈曲水晶振動子が水晶ウエハに形成され、前記屈曲水晶振動子の音叉腕に溝が設けられ、前記音叉腕と前記溝は別々の工程により形成され、かつ、前記音叉腕は前記溝が形成される前に形成されることを特徴とする請求項６から請求項８の何れかに記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項１０】
音叉腕と音叉基部とを具えて構成される音叉形状の屈曲水晶振動子が水晶ウエハに形成され、前記屈曲水晶振動子の音叉腕に溝が設けられ、前記音叉腕と前記溝は別々の工程により形成され、かつ、前記溝は前記音叉腕が形成される前に形成されることを特徴とする請求項６から請求項８の何れかに記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項１１】
音叉腕と音叉基部とを具えて構成される音叉形状の屈曲水晶振動子が水晶ウエハに形成され、前記屈曲水晶振動子の音叉腕に溝が設けられ、前記音叉腕と前記溝は同時に形成されることを特徴とする請求項６から請求項８の何れかに記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項１２】
音叉腕と音叉基部とを具えて構成され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発振周波数が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ることを特徴とする請求項６から請求項１１の何れかに記載の水晶振動子の製造方法。
【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、本発明の水晶振動子の第１の態様は、屈曲モードで振動する音叉腕と音叉基部とを具えて構成される音叉形状の屈曲水晶振動子で、前記音叉腕は上面と下面と側面とを有し、前記音叉形状の音叉腕に溝が設けられ、前記溝と前記音叉腕の側面に電極が配置され、前記溝の側面の電極とその電極に対抗する音叉腕の側面の電極とが互いに異極で、かつ、前記音叉腕が逆相で振動するように溝と電極を形成し、更に、前記音叉形状の屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動の等価直列抵抗Ｒ２が基本波モード振動の等価直列抵抗Ｒ１より大きく、かつ、基本波モード振動のフイガーオブメリットＭ１が高調波モード振動のフイガーオブメリットＭｎより大きい水晶振動子である。
本発明の水晶振動子の第２の態様は、音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動と２次高調波モード振動の周波数安定係数をそれぞれＳ１とＳ２とするとき、Ｓ１とＳ２がＳ１＝ｒ１／２Ｑ２とＳ２＝ｒ２／２Ｑ２２で与えられ、Ｓ１＜Ｓ２の関係を有する第１の態様に記載の水晶振動子である。
本発明の水晶振動子の第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型屈曲水晶振動子で、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型屈曲水晶振動子で、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音叉腕の上下面にはそれぞれ厚みの方向に対抗して溝が設けられ、前記溝は第１音叉腕と第２音叉腕の上下面に各々１個の溝が設けられ、各々の溝幅Ｗ２は部分幅Ｗ１、Ｗ３と等しいか、又は部分幅Ｗ１、Ｗ３より大きくなるように形成され、且つ、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２電極端子に直流電圧を印加したときに、前記第１音叉腕の中立線に対して音叉の叉部側に存在する音叉腕の内側側面の電極と、その電極に対抗して配置された溝側面の電極との間に前記電極に垂直に発生する電界の方向と、前記第２音叉腕の中立線に対して音叉の叉部側に存在する音叉腕の内側側面の電極と、その電極に対抗して配置された溝側面の電極との間に前記電極に垂直に発生する電界の方向とが同じで、更に、前記第１音叉腕の中立線に対して音叉の叉部側と反対の位置に存在する音叉腕の外側側面の電極と、その電極に対抗して配置された溝側面の電極との間に前記電極に垂直に発生する電界の方向と、前記第２音叉腕の中立線に対して音叉の叉部側と反対の位置に存在する音叉腕の外側側面の電極と、その電極に対抗して配置された溝側面の電極との間に前記電極に垂直に発生する電界の方向とが同じで、かつ、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の中立線に対して音叉の内側に発生する電界の方向と、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の中立線に対して音叉の外側に発生する電界の方向とは互いに方向が反対で、前記電界の方向は大略ｘ軸（電気軸）の方向に一致し、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕のそれぞれ厚み方向に対抗して設けられた溝に配置された電極の、対抗する溝電極と溝電極との間には前記溝電極に対して垂直に発生する電界が厚み方向に存在しないように電極が配置され、音叉腕に生ずる慣性モーメントが大きくなるように、音叉腕の上下面に設けられた各々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より大きく、１より小さく、且つ、前記溝の厚みｔ１と音叉腕の厚みｔとの比（ｔ１／ｔ）が、０．７９より小さくなるように溝が形成されている第１の態様、又は第２の態様に記載の水晶振動子である。
本発明の水晶振動子の第４の態様は、音叉腕の上下面に設けられた各々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、０．３５〜０．８５の範囲内にあり、前記溝の厚みｔ１と音叉腕の厚みｔとの比（ｔ１／ｔ）が、０．０５〜０．７９の範囲内に、且つ、音叉腕又は音叉腕と音叉基部に設けられた溝の長さｌ１と音叉型屈曲水晶振動子の全長ｌとの比（ｌ１／ｌ）が、０．２〜０．６８の範囲内にある第３の態様に記載の水晶振動子である。
本発明の水晶振動子の第５の態様は、音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動の基準周波数が３２ｋＨｚ〜３３．５ｋＨｚの間にあり、前記屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動の容量比ｒ２が基本波モード振動の容量比ｒ１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の態様から第４の態様の何れかに記載の水晶振動子である。


【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】
本発明の水晶振動子の製造方法の第１の態様は、屈曲モードで振動する音叉腕と音叉基部とを具えて構成される音叉形状の屈曲水晶振動子の製造方法で、前記音叉腕は第１音叉腕と第２音叉腕から構成され、各音叉腕は上面と下面と側面とを有し、第１音叉腕の上下面の少なくとも一面に１個の溝と第２音叉腕の上下面の少なくとも一面に１個の溝をそれぞれ設ける工程、と前記１個の溝と第１音叉腕と第２音叉腕の側面に電極が配置され、前記溝の側面の電極とその電極に対抗する音叉腕の側面の電極とが互いに異極である２電極端子を構成し、かつ、第１音叉腕と第２音叉腕が逆相で振動するように溝と電極を形成する工程、と前記屈曲水晶振動子の共振、又は発振周波数を調整する工程、と前記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、とを有し、第１音叉腕と第２音叉腕が逆相で振動するように、前記２電極端子の内、１電極端子は第１音叉腕の上下面の少なくとも一面に設けられた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、上下面の少なくとも一面に設けられた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音叉腕の上下面の少なくとも一面に設けられた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少なくとも一面に設けられた溝に配置された前記電極とが接続されていて、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が高調波モード振動のフイガーオブメリットＭｎより大きく、更に、音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動と２次高調波モード振動の周波数安定係数をそれぞれＳ１とＳ２とするとき、Ｓ１とＳ２がＳ１＝ｒ１／２Ｑ１２とＳ２＝ｒ２／２Ｑ２２で与えられ、Ｓ１＜Ｓ２の関係を有する水晶振動子の製造方法である。
本発明の水晶振動子の製造方法の第２の態様は、音叉腕の上下面に設けられた各々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より大きく、１より小さく、且つ、前記溝の厚みｔ１と音叉腕の厚みｔとの比（ｔ１／ｔ）が、０．７９より小さくなるように溝が形成され、更に、音叉形状の屈曲水晶振動子の基本波モード振動の基準周波数が３２ｋＨｚ〜３３．５ｋＨｚの間にあり、前記屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動の容量比ｒ２が基本波モード振動の容量比ｒ１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の態様に記載の水晶振動子の製造方法である。
本発明の水晶振動子の製造方法の第３の態様は、第１音叉腕と第２音叉腕の上面と下面に設けられた各々１個の溝は溝の厚みｔ１がｔ１＝０である貫通穴である第１の態様、又は第２の態様に記載の水晶振動子の製造方法である。
本発明の水晶振動子の製造方法の第４の態様は、音叉腕と音叉基部とを具えて構成され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音叉腕に溝が設けられ、前記音叉腕と前記溝は別々の工程により形成され、かつ、前記音叉腕は前記溝が形成される前に形成される第１の態様から第３の態様の何れかに記載の水晶振動子の製造方法である。
本発明の水晶振動子の製造方法の第５の態様は、音叉腕と音叉基部とを具えて構成される音叉形状の屈曲水晶振動子が水晶ウエハに形成され、前記屈曲水晶振動子の音叉腕に溝が設けられ、前記音叉腕と前記溝は別々の工程により形成され、かつ、前記溝は前記音叉腕が形成される前に形成される第１の態様から第３の態様の何れかに記載の水晶振動子の製造方法である。
本発明の水晶振動子の製造方法の第６の態様は、音叉腕と音叉基部とを具えて構成される音叉形状の屈曲水晶振動子が水晶ウエハに形成され、前記屈曲水晶振動子の音叉腕に溝が設けられ、前記音叉腕と前記溝は同時に形成される第１の態様から第３の態様の何れかに記載の水晶振動子の製造方法である。
本発明の水晶振動子の製造方法の第７の態様は、音叉腕と音叉基部とを具えて構成され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発振周波数が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る第１の態様から第６の態様の何れかに記載の水晶振動子の製造方法である。