(57)【要約】【課題】  ラーメモード水晶振動子の振動子形状に関するものであり、特に、小型化、高精度化、低ＣＩ値を実現するための素子形状を実現するためのラーメモード振動子の接続部における振動漏れを改善する支持構造を得ることを目的とする。【解決手段】  課題を解決するために本発明は、振動部、支持部、接続部から成る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、ＬＱ１Ｔカットあるいは、ＬＱ２Ｔカットの水晶基板から成るラーメモード水晶振動子において、前記支持部からの振動漏れを防ぐために、前記接続部に穴（閉ループ）を設けることにより課題を解決する。【選択図】  図３
2007067776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部、支持部、接続部から成る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、ＬＱ１Ｔカットあるいは、ＬＱ２Ｔカットの水晶基板から成るラーメモード水晶振動子において、
前記支持部からの振動漏れを防ぐために、前記接続部に穴（閉ループ）を設けることを特徴とするラーメモード水晶振動子。
【請求項２】
請求項１に記載の閉ループの穴は、前記各接続部に１個以上、複数個で構成されていることを特徴とするラーメモード水晶振動子。
【請求項３】
請求項１に記載の閉ループの穴形状は丸や、多角形構造となっていることを特徴とするラーメモード水晶振動子。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３に記載の閉ループの穴は、該接続部の厚板の１／２以上の彫り込み穴であることを特徴とするラーメモード水晶振動子。
【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形状に関するものであり、特に、小型化、高精度化、低ＣＩ値を実現するための素子形状を実現するためのラーメモード振動子の接続部における振動漏れを改善する支持構造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十μｍの板厚の圧電基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。図６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】
要するに、従来は振動子を作製する際にはＣＩ値の低下を避けるために振動の節となっている正方形の四隅に支持部を設けており、その関係で、振動部と支持部及び接続部は一体で形成されるため振動の節となっている四隅にはモーメント力が生じてしまう。そのために支持部の設計が適切でない場合、振動のエネルギーが支持部に漏れてしまい等価抵抗値Ｒ１が大きくなってしまう。更に等価抵抗値Ｒ１を小さくすること則ち、ＣＩ値の低下を軽減する目的で四隅からの支持部２の幅、及び厚みを小さくすると落下等の衝撃を受けた場合や過大な励振電流により振幅が大きくなった場合に破損するおそれがある。
【０００５】
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ＣＩ値の良い（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基板に導電性接着剤を用いて固定しているのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４２９７９号公報
【特許文献２】特開２００１−３１３５３７号公報
【特許文献３】特開２００４−２４２２５６号公報  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】
【０００７】
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。
【０００８】
しかしながら、振動部と支持部と接続部が一体で形成される構造であるために、ラーメモード水晶振動子を容器に実装し収納すると、振動部と支持部とを接続する部分にはラーメモード振動の節から発生するモーメント力が生じるために、そのモーメント力の影響を受けて、接続部には屈曲振動が発生してしまう。
【０００９】
従って支持部及び接続部の形状を適切な設計値にしないと振動部の振動漏れが生じ、振動部を保持する支持部や接続部にまで不必要な振動が伝達することから、純粋なラーメモードの振動を阻害されるおそれがある。
【００１０】
加えて、振動部分を何らかの手段により容器に実装するために、支持部及び接続部が必要になってくる。そのために振動子という形態で考えると振動部に加えて支持部と接続部などが一体となった構造が必要となってくるために、全体的に小型化が難しくなっている現状にある。その一方で小型化を推進上で振動部以外の支持部などを軽量化し脆弱な形状にすることにより、従来のラーメモード振動子の構造上水晶振動子の持つインピーダンス（ＣＩ値）を低く抑えることが難しいのが現状である。
【００１１】
そこで、特許文献１に記載のあるような、振動部のみを薄くすることでＣＩ値を抑える技術が知られている。特許文献では振動子の厚み加工をパウダービームにより実現する記載があるが、パウダービームは機械的な加工処理であることから、製造工程におけるコストの低減が難しいことと、量産化する上でもまた、加工時間を考えても多大の処理時間がかかることが見込まれている。
【００１２】
またその一方で、ＬＱ２Ｔカットなどから得られるラーメモード水晶振動子は、振動部とそれを支える支持部及び端子電極と接続する接続部とが一体で形成されている。支持部はラーメモード振動の節となる部分に設けることで、ＣＩ値の低下を減少させ等価直列抵抗値を減少させる効果がある。ところが節となる部分を支持するためにはある程度の太さが必要となるため、ポイント節を支持することはできない。
【００１３】
そのため節で発生するモーメントにより支持部を介して接続部に屈曲による振動の漏れが発生する。その振動漏れの発生した状態で接続部と、パッケージを接続するため導電性接着剤などで保持すると、ＣＩ値の低下を招き等価直列抵抗値を悪化させてしまう。
【００１４】
従って、（１）振動漏れを防ぐために支持部の長さの最適化を行ったが、完全に漏れは防げない（２）支持部を他の振動の節に持っていったが、完全に漏れは防げなかった（３）支持部を細くして漏れ防止を図ったが、対衝撃落下性が著しく劣化するおそれがある（４）支持部に溝を入れ漏れ防止を図ったが、対衝撃落下性が著しく劣化するおそれがある、などの課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで上述の課題を改善するために本発明は、振動部、支持部、接続部から成る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、ＬＱ１Ｔカットあるいは、ＬＱ２Ｔカットの水晶基板から成るラーメモード水晶振動子において、前記支持部からの振動漏れを防ぐために、前記接続部に穴（閉ループ）を設けるラーメモード水晶振動子である。
【００１６】
そして上述するラーメモード水晶振動子の細部の条件としては、前記閉ループの穴は、前記各接続部に１個以上、複数個で構成されており、前記閉ループの穴形状は丸や、多角形構造となっており、閉ループの穴は、該接続部の厚板の１／２以上の彫り込み穴を持つラーメモード水晶振動子により課題を解決する。
【発明の効果】
【００１７】
上述のように本発明は、ラーメモード水晶振動子の製造方法でエッチング溶液を用い、ＬＱ１Ｔカットあるいは、ＬＱ２Ｔカット水晶基板はウェットエッチングによる加工方法により、支持部からの振動漏れを防ぐために接続部に穴（閉ループ）を設けることにより接続部への振動漏れを制御することができ、等価直列抵抗を減少することができた。また、閉ループの穴にすることにより、衝撃の分散が図られ、対衝撃性を強化することもできることから、品質の向上、製造歩留まりの向上を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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を基板にし、その基板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。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）には振動板の寸法概念を示す。そして図２にはその振動モードの模式図を示している。
【００１９】
さて本発明の特徴としては、図３に示す平面図を一例とする、接続部３に穴５をあけた形態を持つラーメモード振動子である。具体的には振動部４、支持部２、接続部３から成る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、ＬＱ１Ｔカットあるいは、ＬＱ２Ｔカットの水晶基板から成るラーメモード水晶振動子において、前記支持部２からの振動漏れを防ぐために、前記接続部３に穴５（閉ループ）を設けたラーメモード水晶振動子である。なお、閉ループ穴５とは、全てがつながった穴形状で穴のいずれかの一辺が切り欠かれたものでは無い。
【００２０】
そして上述するラーメモード水晶振動子の細部の条件としては、前記閉ループの穴５は、前記各接続部３に１個以上、複数個で構成されており、前記閉ループの穴形状は丸や、多角形構造となっており、閉ループの穴は、該接続部３の厚板の１／２以上の彫り込み穴を持つラーメモード水晶振動子であることを特徴とする。
【００２１】
要するに、図３の斜線部で示す範囲則ち、ラーメモード振動子の接続部３に当たる場所に閉ループの穴５を形成するものである。穴をあけることにより、（１）支持部２からの振動漏れを防ぐために、接続部３に穴（閉ループ）を設け、振動を殺し、振動漏れを防ぐ  （２）閉ループの穴は、各接続部３に１個以上、複数個で構成されている  （３）閉ループの穴の形状は丸や、多角形構造となっている  （４）閉ループの穴は、接続部３厚板の５０％以上（貫通）の彫り込まがなされているものである。
【００２２】
そして、前述の振動子は、湿式のエッチング処理工程を用い、エッチング液は酸性フッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ・ＨＦ）と、フッ化水素酸（ＨＦ）の混合液を温めた温度環境の下で処理されたラーメモード水晶振動子である。
【００２３】
実施例として接続部３に形成する穴５形状をもう少し詳細に説明した図が図４である。図４は図３の斜線部に示す接続部３に着目し、前記接続部３に形成する穴５形状について一例を描画したものである。図４（ａ）は振動部４に対して垂直な横長穴、図４（ｂ）は振動部４に対して平行な縦長穴、図４（ｃ）は略円状の穴の３種類の穴形状を描画しているが、これらの穴配置についてはラーメモード振動子の発振周波数により多少の歪み量が変わることから、（閉ループの）穴５は各接続部３に１個以上、複数個から形成することになる。
【００２４】
また、穴位置についても一義的に定義するものでなく、ラーメモード振動子の発振周波数により多少の歪み量が変わることから、（閉ループの）穴位置も歪み除去効果を最大に得られる場所を選定することになる。なお、図４では接続部３に着目しているため、接続部３と振動部４とをつなぐ支持部２の形状や構造、数量を問うものでは無い。
【００２５】
本発明の他の支持形態については図５（ａ）、図５（ｂ）に示すような支持形態が考えられ、各々の支持部２については図３に示す形状とは異なるが、図４を基本として考えられたもので、接続部３に注目すると図５（ａ）については図面の縦方向である高次に配列する方向の一部の接続部３を欠いたものであり、図５（ｂ）については、図面の横方向の接続部３の一部を欠いたものである。穴形成については図４の思想の上で配置されるものである。なお、図５に図示する範囲での接続部３の組み合わせ構成であって同様の効果を奏するのは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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】図１に示す振動形態を解析するモードである。
【図３】本発明のラーメモード水晶振動子の要部位置を示した平面図である。
【図４】高次のモードを持つラーメモード振動子での接続部形態を示した模式図である。
【図５】高次のモードを持つラーメモード振動子の他の支持形態を示した模式図である。
【図６】従来例としたラーメモード水晶振動子の支持形態の概念図を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１      圧電素板 
２      支持部
３      接続部
４      振動部
５      穴（閉ループ）
【図１】
2007067776.tif 000003
【図２】
2007067776.tif 000004
【図３】
2007067776.tif 000005
【図４】
2007067776.tif 000006
【図５】
2007067776.tif 000007
【図６】
2007067776.tif 000008