【手続補正書】
【提出日】平成22年7月28日(2010.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】水晶振動子と水晶ユニットと水晶発振器の各製造方法及び水晶振動子と水晶ユニットと水晶発振器
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音叉基部と前記音叉基部に接続された少なくとも第１音叉腕と第２音叉腕とを備えた音叉型屈曲水晶振動子の製造方法で、
水晶ウエハを準備する工程と、
前記水晶ウエハの上面と下面の各々に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜の上にレジストを塗布する工程と、
前記音叉基部と前記第１音叉腕と前記第２音叉腕とを備えた音叉形状を形成する工程と、
前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の各々に溝を形成する工程と、
前記第１音叉腕に形成された溝の面の上に形成された電極が、前記第２音叉腕の側面に形成された電極に接続され、かつ、前記第２音叉腕に形成された溝の面の上に形成された電極が、前記第１音叉腕の側面に形成された電極に接続されるように、前記電極を形成する工程と、
前記音叉型屈曲水晶振動子を前記水晶ウエハから切り離す工程と、
前記音叉型屈曲水晶振動子の発振周波数を少なくとも２回、かつ、異なる工程で調整する工程と、を含むことを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【請求項２】
前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の容量比ｒ１が、前記音叉型屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動の容量比ｒ２より小さくなるように、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の厚みの寸法と前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の各々に形成された溝の厚みの寸法を決定する工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項３】
前記第１音叉腕に形成された溝の面の上に形成された電極が、前記第２音叉腕の側面に形成された電極に接続され、かつ、前記第２音叉腕に形成された溝の面の上に形成された電極が、前記第１音叉腕の側面に形成された電極に接続されるように、前記電極を形成する工程によって前記電極が形成されたときに、前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の発振周波数が３２．７６８ｋＨｚより高く形成され、前記電極の形成後に、前記音叉型屈曲水晶振動子の前記発振周波数が、２９．４ｋＨｚから３２．７５ｋＨｚの範囲内にあるように、水晶ウエハ内に形成された前記第１音叉腕と前記第２音叉腕に重りが形成され、その重りの形成後に、前記重りの一部又は全部をレーザー又はプラズマエッチング法によって除去して、前記音叉型屈曲水晶振動子の前記発振周波数が、３２．２ｋＨｚから３３．０８ｋＨｚ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、前記音叉型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、前記音叉型屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２より大きくなるように、前記音叉形状と前記溝と前記電極の寸法を決定する工程を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項４】
前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の各々に形成された溝は、各音叉腕の長さ方向に沿って形成された長溝で、音叉の叉部付近に形成された前記長溝の端部は、音叉の叉部より各音叉腕の自由端側に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項５】
前記音叉基部は第１幅Ｗ５を備えた第１基部部分と前記第１幅Ｗ５より小さい第２幅Ｗ６を備えた第２基部部分を備え、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の各々の一端部は前記第１基部部分に接続されていて、前記音叉基部の幅が曲線的に徐々に狭くなる部分又は前記音叉基部の幅が直線的に徐々に狭くなる部分が、前記第１基部部分と前記第２基部部分の間に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の水晶振動子の製造方法と、前記音叉型屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２が３０より小さくなるように、前記音叉形状と前記溝と前記電極の寸法を決定する工程と、を備えていて、前記音叉型屈曲水晶振動子を前記水晶ウエハから切り離し、ケースの固定部に前記音叉型屈曲水晶振動子を固定する第１工程と、前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の発振周波数が３２．７６４ｋＨｚから３２．７７２ｋＨｚの範囲内にあるように、周波数を調整する第２工程と、前記ケースに蓋を真空中で接続する第３工程と、を含み、第１工程から第３工程の順になされることを特徴とする水晶ユニットの製造方法。
【請求項７】
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の水晶振動子の製造方法と、前記音叉型屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２が３０より小さくなるように、前記音叉形状と前記溝と前記電極の寸法を決定する工程と、を備えていて、前記音叉型屈曲水晶振動子をケースの固定部に前記音叉型屈曲水晶振動子を固定する第１工程と、前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の発振周波数が３２．７６４ｋＨｚから３２．７７２ｋＨｚの範囲内にあるように、前記音叉型屈曲水晶振動子の周波数を調整する第２工程と、前記ケースに蓋を接続する第３工程と、前記ケースに設けられた穴を真空中で低融点ガラス又は金属を用いて封止する第４工程と、を含み、第１工程から第４工程の順になされることを特徴とする水晶ユニットの製造方法。
【請求項８】
請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の水晶振動子の製造方法と、前記音叉型屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２が３０より小さくなるように、前記音叉形状と前記溝と前記電極の寸法を決定する工程と、を備えていて、前記音叉基部に切り欠き部を形成する第１工程と、前記音叉型屈曲水晶振動子を前記水晶ウエハから切り離し、ケースの固定部に前記音叉型屈曲水晶振動子を固定する第２工程と、前記ケースに蓋を接続する第３工程と、前記ケースに設けられた穴を真空中で低融点ガラス又は金属を用いて封止する第４工程と、を含み、第１工程から第４工程の順になされ、前記ケースに蓋を接続する第３工程の後に、かつ、前記ケースに設けられた穴を真空中で低融点ガラス又は金属を用いて封止する第４工程の前に、前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の発振周波数を真空中で調整する工程を、あるいは前記ケースに設けられた穴を真空中で低融点ガラス又は金属を用いて封止する第４工程の後に、前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の発振周波数が３２．７６６ｋＨｚから３２．７７ｋＨｚの範囲内にあるように、前記音叉型屈曲水晶振動子の周波数を調整する工程を備えていることを特徴とする水晶ユニットの製造方法。
【請求項９】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の水晶振動子の製造方法と、または請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の水晶ユニットの製造方法と、増幅回路の増幅器と、帰還回路のコンデンサーと抵抗と、を備えた水晶発振器の製造方法で、前記水晶発振器から出力される出力信号は、３２．７６４ｋＨｚから３２．７７２ｋＨｚの範囲内にある発振周波数を備えていることを特徴とする水晶発振器の製造方法。
【請求項１０】
音叉基部と前記音叉基部に接続された少なくとも第１音叉腕と第２音叉腕とを備えた音叉形状の音叉型屈曲水晶振動子で、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の各々に溝が、前記溝の溝幅Ｗ２と音叉腕幅Ｗとの比Ｗ２／Ｗが０．３５〜０．９５の範囲内に、かつ、溝幅Ｗ２が０．０３ｍｍ〜０．１２ｍｍの範囲内にあるように形成され、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の間隔はＷ４で与えられ、前記間隔Ｗ４と前記溝幅Ｗ２はＷ４≧Ｗ２の関係を満足するように構成され、かつ、前記間隔Ｗ４は０．０５ｍｍ〜０．３５ｍｍの範囲内にあり、前記第１音叉腕に形成された溝の面の上に形成された電極が、前記第２音叉腕の側面に形成された電極に接続され、かつ、前記第２音叉腕に形成された溝の面の上に形成された電極が、前記第１音叉腕の側面に形成された電極に接続され、前記溝の厚みｔ１と前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の厚みｔとの比ｔ１／ｔが０．０１〜０．７９の範囲内にあり、かつ、前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の容量比ｒ１が、前記音叉型屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動の容量比ｒ２より小さくなるように、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の厚みｔの寸法と前記溝の厚みｔ１の寸法が決定され、前記溝の長さｌ１と前記音叉型屈曲水晶振動子の全長ｌとの比ｌ１／ｌが０．２〜０．７８の範囲内にあり、かつ、前記音叉型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より小さくなるように、前記溝の長さｌ１の寸法と前記音叉型屈曲水晶振動子の全長ｌの寸法が決定されていて、前記音叉型屈曲水晶振動子は基本波モード振動のフイガーオブメリットＭ１と周波数安定係数Ｓ１を備え、かつ、２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２と周波数安定係数Ｓ２を備え、Ｍ１＞Ｍ２になるように、前記音叉形状と前記溝と前記電極の寸法が決定され、前記音叉型屈曲水晶振動子はＳ１＜Ｓ２の関係を備えていることを特徴とする水晶振動子。
【請求項１１】
請求項１０に記載の水晶振動子と、前記音叉型屈曲水晶振動子を収納するケースと、前記ケースの開口部をカバーする蓋と、を備えた水晶ユニットで、前記音叉型屈曲水晶振動子は前記ケースの固定部に固定され、前記蓋が前記ケースの開口部に接続されていることを特徴とする水晶ユニット。
【請求項１２】
請求項１０に記載の水晶振動子と、あるいは請求項１１に記載の水晶ユニットと、増幅器とコンデンサーと抵抗素子とを備えた水晶発振器で、前記音叉型屈曲水晶振動子の前記電極は前記増幅器と前記コンデンサーと前記抵抗素子とに電気的に接続されていることを特徴とする水晶発振器。
【手続補正３】
【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】  本発明の水晶振動子の製造方法の第１の態様は、音叉基部と前記音叉基部に接続された少なくとも第１音叉腕と第２音叉腕とを備えた音叉型屈曲水晶振動子の製造方法で、水晶ウエハを準備する工程と、前記水晶ウエハの上面と下面の各々に金属膜を形成する工程と、前記金属膜の上にレジストを塗布する工程と、前記音叉基部と前記第１音叉腕と前記第２音叉腕とを備えた音叉形状を形成する工程と、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の各々に溝を形成する工程と、前記第１音叉腕に形成された溝の面の上に形成された電極が、前記第２音叉腕の側面に形成された電極に接続され、かつ、前記第２音叉腕に形成された溝の面の上に形成された電極が、前記第１音叉腕の側面に形成された電極に接続されるように、前記電極を形成する工程と、前記音叉型屈曲水晶振動子を前記水晶ウエハから切り離す工程と、前記音叉型屈曲水晶振動子の発振周波数を少なくとも２回、かつ、異なる工程で調整する工程と、を含む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、前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の容量比ｒ１が、前記音叉型屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動の容量比ｒ２より小さくなるように、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の厚みの寸法と前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の各々に形成された溝の厚みの寸法を決定する工程を備えている第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、前記第１音叉腕に形成された溝の面の上に形成された電極が、前記第２音叉腕の側面に形成された電極に接続され、かつ、前記第２音叉腕に形成された溝の面の上に形成された電極が、前記第１音叉腕の側面に形成された電極に接続されるように、前記電極を形成する工程によって前記電極が形成されたときに、前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の発振周波数が３２．７６８ｋＨｚより高く形成され、前記電極の形成後に、前記音叉型屈曲水晶振動子の前記発振周波数が、２９．４ｋＨｚから３２．７５ｋＨｚの範囲内にあるように、水晶ウエハ内に形成された前記第１音叉腕と前記第２音叉腕に重りが形成され、その重りの形成後に、前記重りの一部又は全部をレーザー又はプラズマエッチング法によって除去して、前記音叉型屈曲水晶振動子の前記発振周波数が、３２．２ｋＨｚから３３．０８ｋＨｚ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、前記音叉型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、前記音叉型屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２より大きくなるように、前記音叉形状と前記溝と前記電極の寸法を決定する工程を備えている第１の態様または第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、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の各々に形成された溝は、各音叉腕の長さ方向に沿って形成された長溝で、音叉の叉部付近に形成された前記長溝の端部は、音叉の叉部より各音叉腕の自由端側に形成されている第１の態様から第３の態様のいずれか１つ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５の態様は、前記音叉基部は第１幅Ｗ５を備えた第１基部部分と前記第１幅Ｗ５より小さい第２幅Ｗ６を備えた第２基部部分を備え、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の各々の一端部は前記第１基部部分に接続されていて、前記音叉基部の幅が曲線的に徐々に狭くなる部分又は前記音叉基部の幅が直線的に徐々に狭くなる部分が、前記第１基部部分と前記第２基部部分の間に形成されている第１の態様から第４の態様のいずれか１つの態様に記載の水晶振動子の製造方法である。
【手続補正４】
【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】  本発明の水晶ユニットの製造方法の第１の態様は、第３の態様から第５の態様のいずれか１つの態様に記載の水晶振動子の製造方法と、前記音叉型屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２が３０より小さくなるように、前記音叉形状と前記溝と前記電極の寸法を決定する工程と、を備えていて、前記音叉型屈曲水晶振動子を前記水晶ウエハから切り離し、ケースの固定部に前記音叉型屈曲水晶振動子を固定する第１工程と、前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の発振周波数が３２．７６４ｋＨｚから３２．７７２ｋＨｚの範囲内にあるように、周波数を調整する第２工程と、前記ケースに蓋を真空中で接続する第３工程と、を含み、第１工程から第３工程の順になされる水晶ユニットの製造方法である。
本発明の水晶ユニットの製造方法の第２の態様は、第３の態様から第５の態様のいずれか１つの態様に記載の水晶振動子の製造方法と、前記音叉型屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２が３０より小さくなるように、前記音叉形状と前記溝と前記電極の寸法を決定する工程と、を備えていて、前記音叉型屈曲水晶振動子をケースの固定部に前記音叉型屈曲水晶振動子を固定する第１工程と、前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の発振周波数が３２．７６４ｋＨｚから３２．７７２ｋＨｚの範囲内にあるように、前記音叉型屈曲水晶振動子の周波数を調整する第２工程と、前記ケースに蓋を接続する第３工程と、前記ケースに設けられた穴を真空中で低融点ガラス又は金属を用いて封止する第４工程と、を含み、第１工程から第４工程の順になされる水晶ユニットの製造方法である。
本発明の水晶ユニットの製造方法の第３の態様は、第３の態様から第５の態様のいずれか１つの態様に記載の水晶振動子の製造方法と、前記音叉型屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２が３０より小さくなるように、前記音叉形状と前記溝と前記電極の寸法を決定する工程と、を備えていて、前記音叉基部に切り欠き部を形成する第１工程と、前記音叉型屈曲水晶振動子を前記水晶ウエハから切り離し、ケースの固定部に前記音叉型屈曲水晶振動子を固定する第２工程と、前記ケースに蓋を接続する第３工程と、前記ケースに設けられた穴を真空中で低融点ガラス又は金属を用いて封止する第４工程と、を含み、第１工程から第４工程の順になされ、前記ケースに蓋を接続する第３工程の後に、かつ、前記ケースに設けられた穴を真空中で低融点ガラス又は金属を用いて封止する第４工程の前に、前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の発振周波数を真空中で調整する工程を、あるいは前記ケースに設けられた穴を真空中で低融点ガラス又は金属を用いて封止する第４工程の後に、前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の発振周波数が３２．７６６ｋＨｚから３２．７７ｋＨｚの範囲内にあるように、前記音叉型屈曲水晶振動子の周波数を調整する工程を備えている水晶ユニットの製造方法である。
本発明の水晶発振器の製造方法の第１の態様は、第１の態様から第５の態様のいずれか１つの態様に記載の水晶振動子の製造方法と、または第１の態様から第３の態様のいずれか１つの態様に記載の水晶ユニットの製造方法と、増幅回路の増幅器と、帰還回路のコンデンサーと抵抗と、を備えた水晶発振器の製造方法で、前記水晶発振器から出力される出力信号は、３２．７６４ｋＨｚから３２．７７２ｋＨｚの範囲内にある発振周波数を備えている水晶発振器の製造方法である。
本発明の水晶振動子の第１の態様は、音叉基部と前記音叉基部に接続された少なくとも第１音叉腕と第２音叉腕とを備えた音叉形状の音叉型屈曲水晶振動子で、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の各々に溝が、前記溝の溝幅Ｗ２と音叉腕幅Ｗとの比Ｗ２／Ｗが０．３５〜０．９５の範囲内に、かつ、溝幅Ｗ２が０．０３ｍｍ〜０．１２ｍｍの範囲内にあるように形成され、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の間隔はＷ４で与えられ、前記間隔Ｗ４と前記溝幅Ｗ２はＷ４≧Ｗ２の関係を満足するように構成され、かつ、前記間隔Ｗ４は０．０５ｍｍ〜０．３５ｍｍの範囲内にあり、前記第１音叉腕に形成された溝の面の上に形成された電極が、前記第２音叉腕の側面に形成された電極に接続され、かつ、前記第２音叉腕に形成された溝の面の上に形成された電極が、前記第１音叉腕の側面に形成された電極に接続され、前記溝の厚みｔ１と前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の厚みｔとの比ｔ１／ｔが０．０１〜０．７９の範囲内にあり、かつ、前記音叉型屈曲水晶振動子の基本波モード振動の容量比ｒ１が、前記音叉型屈曲水晶振動子の２次高調波モード振動の容量比ｒ２より小さくなるように、前記第１音叉腕と前記第２音叉腕の厚みｔの寸法と前記溝の厚みｔ１の寸法が決定され、前記溝の長さｌ１と前記音叉型屈曲水晶振動子の全長ｌとの比ｌ１／ｌが０．２〜０．７８の範囲内にあり、かつ、前記音叉型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より小さくなるように、前記溝の長さｌ１の寸法と前記音叉型屈曲水晶振動子の全長ｌの寸法が決定されていて、前記音叉型屈曲水晶振動子は基本波モード振動のフイガーオブメリットＭ１と周波数安定係数Ｓ１を備え、かつ、２次高調波モード振動のフイガーオブメリットＭ２と周波数安定係数Ｓ２を備え、Ｍ１＞Ｍ２になるように、前記音叉形状と前記溝と前記電極の寸法が決定され、前記音叉型屈曲水晶振動子はＳ１＜Ｓ２の関係を備えている水晶振動子である。
本発明の水晶ユニットの第１の態様は、第１の態様に記載の水晶振動子と、前記音叉型屈曲水晶振動子を収納するケースと、前記ケースの開口部をカバーする蓋と、を備えた水晶ユニットで、前記音叉型屈曲水晶振動子は前記ケースの固定部に固定され、前記蓋が前記ケースの開口部に接続されている水晶ユニットである。
本発明の水晶発振器の第１の態様は、第１の態様に記載の水晶振動子と、あるいは第１の態様に記載の水晶ユニットと、増幅器とコンデンサーと抵抗素子とを備えた水晶発振器で、前記音叉型屈曲水晶振動子の前記電極は前記増幅器と前記コンデンサーと前記抵抗素子とに電気的に接続されている水晶発振器である。