(57)【要約】【課題】ベベル加工する際に、加工精度の高い水晶振動片を提供すると共に、製造歩留まりの向上を図る。【解決手段】ΔＦＸ１と、ΔＦＺ１とが、所定の範囲の数値となるまで、所定の時間単位（Ｔ１時間）で水晶振動片を繰り返し加工する第一の工程と、前記ΔＦＸ１、または、ΔＦＺ１のいずれかを基準として、残りの加工時間（Ｔ２時間）を算出し、そのままの加工媒体量で、或いは、加工媒体量を増減してＴ２時間加工する第二の工程と、前記第二の工程においてＴ２時間加工後、前記ΔＦＸ２、及び、ΔＦＺ２の数値がともに所定の規格を満足する場合は、加工を終了し、前記ΔＦＸ２、及び、ΔＦＺ２の数値がともに所定の規格を満足しない場合は、前記ΔＦＸ２、または、ΔＦＺ２のいずれかを基準として、残りの加工時間（Ｔ３時間）を算出し、そのままの加工媒体量で、或いは、加工媒体量を増減してＴ３時間加工する第三の工程とにより構成する。【選択図】図１
2007335941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動片のベベル加工を、加工時間の調整、及び、加工媒体量の増減により管理する
水晶振動片の加工管理方法であって、
水晶振動片の主振動Ｆ０と第一の副振動ＦＸとの周波数差ΔＦＸと主振動Ｆ０と第二の
副振動ＦＺとの周波数差ΔＦＺとが、夫々所定の範囲の周波数差ΔＦＸ１及びΔＦＺ１と
なるまで、所定の時間単位である第１の時間で前記水晶振動片を繰り返し加工する第一の
工程と、
前記周波数差ΔＦＸ１又はΔＦＺ１のいずれかを基準として、加工を終了するのに必要
な残り加工時間である第２の時間を算出し、前記第２の時間加工後の周波数差ΔＦＸ２及
びΔＦＺ２が共に規格を満足する場合は、前記第２の時間加工すると共に、前記周波数差
ΔＦＸ２及びΔＦＺ２が共に規格を満足しない場合は、加工媒体量を増減して前記第２の
時間加工を行う第二の工程と、
前記第二の工程において前記第２の時間加工後、前記周波数差ΔＦＸ２及びΔＦＺ２の
値が共に所定の規格を満足する場合は、加工を終了し、前記周波数差ΔＦＸ２及びΔＦＺ
２の値が共に所定の規格を満足しない場合は、前記周波数差ΔＦＸ２又はΔＦＺ２のいず
れかを基準として、加工を終了するのに必要な残りの加工時間である第３の時間を算出し
、前記第３の時間加工後の周波数差ΔＦＸ３及びΔＦＺ３が共に規格を満足する場合は、
前記第３の時間加工すると共に、前記周波数差ΔＦＸ３及びΔＦＺ３が共に規格を満足し
ない場合は、前記加工媒体量を増減して前記第３の時間加工を行う第三の工程と、を備え
ていることを特徴とする水晶振動片の加工管理方法。
【請求項２】
前記第一の工程は、
所定の形状に加工された前記水晶振動片の主振動Ｆ０の周波数を測定する第１ステップ
と、
ベベル加工装置に所定量の研磨材と複数の水晶振動片とを投入して起動する第２ステッ
プと、
前記ベベル加工装置を前記第１の時間稼動する第３ステップと、
前記ベベル加工装置を前記第１の時間稼動後、前記水晶振動片の主振動Ｆ０１の周波数
、及び前記周波数差ΔＦＸ１及びΔＦＺ１を測定する第４ステップと、
前記測定した主振動Ｆ０１、前記周波数差ΔＦＸ１、ΔＦＺ１が、前記第１の時間以内
の加工で所定の規格を満足するか否か判定し、満足する場合は前記第二の工程に移行し、
満足しない場合は、前記第３ステップに戻る第５ステップと、
により構成したことを特徴とする請求項１に記載の水晶振動片の加工管理方法。
【請求項３】
前記第二の工程は、
前記第２の時間を算出する第６ステップと、
前記周波数差ΔＦＸ２、ΔＦＺ２が共に所定の規格内に収まるか否かを予測する第７ス
テップと、
前記第７ステップにおいて、所定の規格内に収まると予測した場合、前記ベベル加工装
置を前記第２の時間稼動する第８ステップと、
前記第７ステップにおいて、所定の規格内に収まらないと予測した場合、前記周波数差
ΔＦＸ１を基準として前記第２の時間を算出した場合は前記周波数差ΔＦＺ２が上限値を
超えるか否か判定し、前記周波数差ΔＦＺ１を基準として前記第２の時間を算出した場合
は前記周波数差ΔＦＸ２が上限値を超えるか否か判定する第９ステップと、
前記第９ステップにおいて、前記上限値を超えると判定した場合に前記加工媒体量を所
定量に減量した後、前記第２の時間加工する第１０ステップと、
前記第７ステップにおいて、前記所定の規格内に収まらないと予測した場合、前記周波
数差ΔＦＸ１を基準として前記第２の時間を算出した場合は前記周波数差ΔＦＺ２が下限
値に到達しないか否か判定し、前記周波数差ΔＦＺ１を基準として前記第２の時間を算出
した場合は前記周波数差ΔＦＸ２が下限値に到達しないか否か判定する第１１ステップと
、
前記第１１ステップにおいて、前記下限値に到達すると判別した場合、前記加工媒体量
を所定量に増量した後、前記第２の時間加工する第１２ステップと、
により構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水晶振動片の加工管理方
法。
【請求項４】
前記第三の工程は、
前記前記第二の工程において、前記ベベル加工装置を前記第２の時間稼動後、前記水晶
振動片の主振動Ｆ０２の周波数、前記周波数差ΔＦＸ２及びΔＦＺ２を測定する第１３ス
テップと、
前記周波数差ΔＦＸ２、ΔＦＺ２が共に所定の規格を満足するか否か判定する第１４ス
テップと、
前記第１４ステップの判定結果より、前記周波数差ΔＦＸ２またはΔＦＺ２を基準とし
て前記第３の時間を算出する第１５ステップと、
前記第３の時間加工後の前記周波数差ΔＦＸ３、ΔＦＺ３が共に所定の規格内に収まる
か否かを予測する第１６ステップと、
前記第１６ステップにおいて、所定の規格内に収まると予測した場合に、前記ベベル加
工装置を前記第３の時間を稼動した後、前記第１３ステップへ戻る第１７ステップと、
前記第１６ステップにおいて、所定の規格内に収まらないと予測した場合、前記周波数
差ΔＦＸ２を基準として前記第３の時間を算出した場合は前記周波数差ΔＦＺ３が上限値
を超えるか否か判定し、前記周波数差ΔＦＺ２を基準として前記第３の時間を算出した場
合は、前記周波数差ΔＦＸ３が上限値を超えるか否か判定する第１８ステップと、
前記第１８ステップにおいて、前記上限値を超えると判定した場合、前記加工媒体量を
所定量に減量した後、前記第３の時間加工して前記第１３ステップに戻る第１９ステップ
と、
前記第１６ステップにおいて、所定の規格内に収まらないと予測した場合、前記周波数
差ΔＦＸ２を基準として前記第３の時間を算出した場合は前記周波数差ΔＦＺ３が下限値
に到達するか否か判定し、前記周波数差ΔＦＺ２を基準として前記第３の時間を算出した
場合は、前記周波数差ΔＦＸ３が下限値に到達しないか否か判定する第２０ステップと、
前記第２０ステップにおいて、前記下限値に到達しないと判定した場合は、前記加工媒
体量を所定量増量した後、前記第３時間加工して前記第１３ステップに戻る第２１ステッ
プと、
により構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の水晶振動
片の加工管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶振動片の加工管理方法に関し、水晶振動子などの水晶デバイスに使用され
る水晶振動片に対して、ベベル加工することにより、その主振動と副振動とを適切な周波
数差となるように加工するための加工管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハード・ディスク・ドライブ、モバイルコンピュータ、或いは、ＩＣカード等の小型の
情報機器や、携帯電話、或いは、ページングシステム等の移動体通信機器等において、多
数の水晶振動子等の水晶デバイスが使用されている。このような水晶デバイスに使用され
る水晶振動片として、所定の結晶構造の水晶ウエハをＡＴカットしたＡＴカット水晶片が
多く用いられている。従来、厚み滑り振動子の振動エネルギーを閉じ込める方法として、
例えば、特許文献１に示した特開平８−３３０８８３号公報に開示されているように、ベ
ベル型、コンベックス型、或いは、メサ型等のように水晶基板を所定の形状に加工する方
法が知られている。これらの方法は、振動エネルギーを励振用電極下により多く閉じ込め
ることが出来るため、機械的振動により発生した電荷を励振用電極下に集中させ、ＣＩ（
クリスタルインピーダンス）を小さくすることが可能である。
そこで、以降、ベベル加工した水晶振動片の加工管理方法について説明する。
【０００３】
図８は、このようなベベル加工した水晶振動片の一例を示している。図８（ａ）は、水
晶振動片の正面図を示し、図８（ｂ）は、側面図を示し、図８（ｃ）は、上面図を示す。
この水晶振動片１は、図８に示すように、長さ方向Ｘの寸法ｄ、幅方向Ｚの寸法ｗ、厚み
方向Ｙの寸法ｔを適宜に定めるとともに、主として、ＣＩ値を調整するために、Ｘ方向、
及び、Ｚ方向の端面の角部を研削もしくは研磨して（以下、「端面加工」と称す）、ベベ
ル加工処理していた。
この場合の研磨作業はきわめて微妙な作業となり、その研磨量はＣＩ特性だけでなく、
スプリアス特性等の電気的特性に影響を与えることから、従来から、この研磨量をどのよ
うに設定するかが検討されている。
【０００４】
水晶振動片にベベル加工を施す際に、どのような方法で加工管理を行えばよいかについ
て、例えば、特許文献２に示した特開２００４−１０４８３１公報に、その管理方法が開
示されている。
それによれば、水晶振動片は、主振動のほか、異なるモードの副振動が発生することが
知られている。副振動の一つは、水晶振動片のＸ方向の３次の厚みすべりインハーモニッ
ク振動であり（以降、第一の副振動モードと称す）、副振動の二つ目は、水晶振動片のＺ
方向の３次の厚みすべりインハーモニック振動である（以降、第二の副振動モードと称す
）。
【０００５】
図９は、主振動と、第一の副振動と、第二の副振動とを示す周波数特性図である。図９
に示すように、水晶振動片には、主振動Ｆ０の他に、ＦＸ、ＦＺという２種類の副振動が
観測される。
ここで、前記副振動ＦＸを第一の副振動モードによるものであるとすると、主振動と副
振動の周波数差ΔＦＸは、水晶振動片のＸ方向の実効寸法と相関がある。また、前記副振
動ＦＺを第二の副振動モードによるものであるとすると、主振動と副振動の周波数差ΔＦ
Ｚは、水晶振動片のＺ方向の実効寸法と相関がある。そこで、従来、それぞれＸ方向の実
効寸法及びＺ方向の実効寸法との相関に基づいて、Ｘ方向とＺ方向に対応した二つの副振
動モードを判別し、この判別に基づいて適切な端面加工量を決めることで、最適な水晶振
動片を得ていた。
【特許文献１】特開平８−３３０８８３号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４８３１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の水晶振動片のベベル加工における加工管理方法は、次のような問
題を抱えていた。
図１０は、従来の水晶振動片の加工管理方法の手順１を示すフローチャートである。ま
た、図１１は、従来の水晶振動片の加工管理方法の手順２を示すフローチャートである。
図１０、及び、図１１に示した手順は、従来の水晶振動片の加工管理方法の主要な手順を
示しており、前記ΔＦＸを用いて加工管理する場合のフローチャートである。
【０００７】
図１０において、水晶振動片の主振動Ｆ０の周波数を測定した後（ステップ１０１）、
ベベル加工装置のシリンダーに、所定の量の研磨材と複数の水晶振動片を投入する（ステ
ップ１０２）。そこで、Ｔ１時間（所定の時間で、これを１加工単位時間とする）ベベル
加工装置を稼動させる（ステップ１０３）。次に、複数の水晶振動片からサンプル片を抜
き取り、抜き取った水晶振動片のΔＦＸ１（Ｔ１時間加工後のΔＦＸ）を測定する（ステ
ップ１０４）。測定の結果、Ｆ０１（Ｔ１時間加工後のＦ０）、ΔＦＸ１の数値が、残り
１加工単位時間以内の加工で規格を満足するようになるかどうかの判定を行い（ステップ
１０５）、満足する場合は、次のステップであるステップ１０６に進み、満足しない場合
は、ステップ１０３に戻り、更にＴ１時間ベベル加工を行う。
次に、ステップ１０４における測定結果より、水晶振動片の加工を終了するのに必要な
残りの加工時間Ｔ２を算出し（ステップ１０６）、Ｔ２時間、ベベル加工装置を稼動させ
、ベベル加工を行う（ステップ１０７）。
【０００８】
次に、図１１において、複数の水晶振動片からサンプル片を抜き取り、抜き取った水晶
振動片の主振動Ｆ０２（Ｔ２時間加工後のＦ０）と、ΔＦＸ２（Ｔ２時間加工後のΔＦＸ
）を測定する（ステップ１０８）。測定の結果より、ΔＦＸ２が所定の規格を満足してい
るか判定する（ステップ１０９）。
そこで、ΔＦＸ２が所定の規格を満足していると、水晶振動片は、所望の性能を有して
いることからベベル加工は終了する。
【０００９】
次に、ステップ１０９のステップにおいて、ΔＦＸ２が所定の規格を満足しておらず、
更にΔＦＸ２が規格値の上限値を超えている場合（ステップ１１０）、この水晶振動片は
不良と判定され、加工を終了する。また、ΔＦＸ２が所定の規格を満足しておらず、更に
、ΔＦＸ２が規格値の下限値より小さい場合は（ステップ１１１）、ステップ１０８にお
いて測定した結果により、各製造ロットに対して、水晶振動片の加工を終了するのに必要
な残りの加工時間Ｔ３を算出する（ステップ１１２）。次に、算出したＴ３時間、ベベル
加工装置を起動させた後（ステップ１１３）、ステップ１０８に移行する。
以上、従来の水晶振動片の加工管理方法について説明したが、従来の加工管理方法は、
管理する数値として、ΔＦＸ、或いは、ΔＦＺのどちらかを用い、加工時間を管理するこ
とで所望の水晶振動片を得ていた。
【００１０】
近年、水晶振動片の性能に対して高い精度が要求され、ベベル加工する際に、水晶振動
片は、前記ΔＦＸ、或いは、ΔＦＺの一方のみの特性の管理だけでは、要求される性能を
満たすことができなかった。また、水晶振動片のベベル加工中に、ΔＦＸ、或いは、ΔＦ
Ｚの数値が規格の上限値を超えてしまった場合、水晶振動片は、不良となり製造歩留まり
が低下するという問題を抱えていた。
本発明は、上述したような問題を解決するためになされたものであって、ベベル加工す
る際に、加工精度の高い水晶振動片を提供すると共に、製造歩留まりの向上を図ることを
目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明に係る水晶振動片の加工管理方法は、以下の構成をと
る。
本発明における水晶振動片の加工管理方法は、水晶振動片のベベル加工を、加工時間の
調整、及び、加工媒体量の増減により管理する水晶振動片の加工管理方法であって、水晶
振動片の主振動Ｆ０と第一の副振動ＦＸとの周波数差ΔＦＸと主振動Ｆ０と第二の副振動
ＦＺとの周波数差ΔＦＺとが、夫々所定の範囲の周波数差ΔＦＸ１及びΔＦＺ１となるま
で、所定の時間単位である第１の時間で水晶振動片を繰り返し加工する第一の工程と、周
波数差ΔＦＸ１又はΔＦＺ１のいずれかを基準として、加工を終了するのに必要な残り加
工時間である第２の時間を算出し、第２の時間加工後の周波数差ΔＦＸ２及びΔＦＺ２が
共に規格を満足する場合は、第２の時間加工すると共に、周波数差ΔＦＸ２及びΔＦＺ２
が共に規格を満足しない場合は、加工媒体量を増減して第２の時間加工を行う第二の工程
と、第二の工程において第２の時間加工後、周波数差ΔＦＸ２及びΔＦＺ２の値が共に所
定の規格を満足する場合は、加工を終了し、周波数差ΔＦＸ２及びΔＦＺ２の値が共に所
定の規格を満足しない場合は、周波数差ΔＦＸ２又はΔＦＺ２のいずれかを基準として、
加工を終了するのに必要な残りの加工時間である第３の時間を算出し、第３の時間加工後
の周波数差ΔＦＸ３及びΔＦＺ３が共に規格を満足する場合は、第３の時間加工すると共
に、周波数差ΔＦＸ３及びΔＦＺ３が共に規格を満足しない場合は、加工媒体量を増減し
て第３の時間加工を行う第三の工程と、を備えている。
【００１２】
また、本発明における水晶振動片の加工管理方法は、第一の工程が、所定の形状に加工
された水晶振動片の主振動Ｆ０の周波数を測定する第１ステップと、ベベル加工装置に所
定量の研磨材と複数の水晶振動片とを投入して起動する第２ステップと、ベベル加工装置
を第１の時間稼動する第３ステップと、ベベル加工装置を第１の時間稼動後、水晶振動片
の主振動Ｆ０１の周波数、及び周波数差ΔＦＸ１及びΔＦＺ１を測定する第４ステップと
、測定した主振動Ｆ０１、周波数差ΔＦＸ１、ΔＦＺ１が、第１の時間以内の加工で所定
の規格を満足するか否か判定し、満足する場合は第二の工程に移行し、満足しない場合は
、第３ステップに戻る第５ステップとにより構成したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明における水晶振動片の加工管理方法は、第二の工程が、第２の時間を算出
する第６ステップと、周波数差ΔＦＸ２、ΔＦＺ２が共に所定の規格内に収まるか否かを
予測する第７ステップと、第７ステップにおいて、所定の規格内に収まると予測した場合
、ベベル加工装置を第２の時間稼動する第８ステップと、第７ステップにおいて、所定の
規格内に収まらないと予測した場合、周波数差ΔＦＸ１を基準として第２の時間を算出し
た場合は周波数差ΔＦＺ２が上限値を超えるか否か判定し、周波数差ΔＦＺ１を基準とし
て第２の時間を算出した場合は周波数差ΔＦＸ２が上限値を超えるか否か判定する第９ス
テップと、第９ステップにおいて、上限値を超えると判定した場合に加工媒体量を所定量
に減量した後、第２の時間加工する第１０ステップと、第７ステップにおいて、所定の規
格内に収まらないと予測した場合、周波数差ΔＦＸ１を基準として第２の時間を算出した
場合は周波数差ΔＦＺ２が下限値に到達しないか否か判定し、周波数差ΔＦＺ１を基準と
して第２の時間を算出した場合は周波数差ΔＦＸ２が下限値に到達しないか否か判定する
第１１ステップと、第１１ステップにおいて、下限値に到達すると判別した場合、加工媒
体量を所定量に増量した後、第２の時間加工する第１２ステップと、より構成したことを
特徴とする。
【００１４】
また、本発明における水晶振動片の加工管理方法は、第三の工程が、第二の工程におい
て、ベベル加工装置を第２の時間稼動後、水晶振動片の主振動Ｆ０２の周波数、周波数差
ΔＦＸ２及びΔＦＺ２を測定する第１３ステップと、周波数差ΔＦＸ２、ΔＦＺ２が共に
所定の規格を満足するか否か判定する第１４ステップと、第１４ステップの判定結果より
、周波数差ΔＦＸ２またはΔＦＺ２を基準として第３の時間を算出する第１５ステップと
、第３の時間加工後の周波数差ΔＦＸ３、ΔＦＺ３が共に所定の規格内に収まるか否かを
予測する第１６ステップと、第１６ステップにおいて、所定の規格内に収まると予測した
場合に、ベベル加工装置を第３の時間を稼動した後、第１３ステップへ戻る第１７ステッ
プと、第１６ステップにおいて、所定の規格内に収まらないと予測した場合、周波数差Δ
ＦＸ２を基準として第３の時間を算出した場合は周波数差ΔＦＺ３が上限値を超えるか否
か判定し、周波数差ΔＦＺ２を基準として第３の時間を算出した場合は、周波数差ΔＦＸ
３が上限値を超えるか否か判定する第１８ステップと、第１８ステップにおいて、上限値
を超えると判定した場合、加工媒体量を所定量に減量した後、第３の時間加工して第１３
ステップに戻る第１９ステップと、第１６ステップにおいて、所定の規格内に収まらない
と予測した場合、周波数差ΔＦＸ２を基準として第３の時間を算出した場合は周波数差Δ
ＦＺ３が下限値に到達するか否か判定し、周波数差ΔＦＺ２を基準として第３の時間を算
出した場合は、周波数差ΔＦＸ３が下限値に到達しないか否か判定する第２０ステップと
、第２０ステップにおいて、下限値に到達しないと判定した場合は、加工媒体量を所定量
増量した後、第３時間加工して第１３ステップに戻る第２１ステップと、により構成した
ことを特徴とする。
【００１５】
これらによれば、水晶振動片の加工管理方法は、加工時間の調整とともに、加工媒体量
の増減を管理することによりベベル加工を行うこととした。更に、周波数差ΔＦＸとΔＦ
Ｚを共に管理することにより、水晶振動片の性能の向上を図った。一方、ベベル加工時に
、加工後の周波数差ΔＦＸとΔＦＺの値を予測し、予測に従って加工媒体量を増減して水
晶振動片を加工することにより、水晶振動片が加工のし過ぎで不良となることを防止した
。従って、水晶振動片の製造歩留まりを改善する上で大きな効果を発揮することとなった
。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
従来、水晶振動片の加工管理をする際は、ΔＦＸ、或いは、ΔＦＺのどちらか一方が規
格を満たすように、ベベル加工する加工時間を管理することで所望の水晶振動片を得てい
た。本発明における水晶振動片の加工管理方法においては、加工時間の管理のほか、加工
媒体量の増減を管理することにより、ΔＦＸとΔＦＺの両方の数値が所定の規格を満足す
るよう機能させた。加工媒体である研磨材の量を増減することにより、水晶振動片のＸ方
向の端面加工の加工量と、Ｚ方向の端面加工の加工量とを調整することが可能であり、従
って、ΔＦＸとΔＦＺとは、それぞれ個別に数値を可変することができる。
また、水晶振動片をベベル加工する際に、あらかじめ、加工後のΔＦＸ、或いは、ΔＦ
Ｚの数値を予測し、予測に基づいて加工媒体量を増減することや、加工時間を可変するこ
とにより、加工後に水晶振動片が不良となることを防止した。
【００１７】
図１は、本発明に係る水晶振動片の加工管理方法の第一の工程を示すフローチャートで
ある。また、図２は、本発明に係る水晶振動片の加工管理方法の第二の工程を示すフロー
チャートである。また、図３は、本発明に係る水晶振動片の加工管理方法の第三の工程を
示すフローチャートである。
本発明に係る水晶振動片の加工管理方法は、ΔＦＸとΔＦＺの両方の数値を用いて加工
管理するが、ΔＦＸを基準として管理するか、或いは、ΔＦＺを基準として管理するかの
二つの方法がある。この二つの方法による手順の違いは一部のみであるので、フローチャ
ートにおいては、両者を含めて記載している。
【００１８】
水晶振動片の加工管理方法を示すフローチャートは、前述したように、大きく分類して
第一の工程から第三の工程まで、三つの工程に分類することができる。
第一の工程においては、ΔＦＸ１と、ΔＦＺ１とが、所定の範囲の数値となるまで、所
定の時間単位（Ｔ１時間）で水晶振動片を繰り返し加工する。
また、第二の工程においては、先ず、前記ΔＦＸ１、または、ΔＦＺ１のいずれかを基
準として、残りの加工時間（Ｔ２時間）を算出する。そこで、Ｔ２時間加工後の数値であ
るΔＦＸ２、及び、ΔＺ２がともに規格を満足することが予測される場合は、Ｔ２時間加
工する。また、前記ΔＦＸ２、及び、ΔＦＺ２が共に規格を満足することが予測されない
場合は、加工媒体量を増減してＴ２時間加工を行う。
【００１９】
また、第三の工程においては、前記第二の工程においてＴ２時間加工後、前記ΔＦＸ２
、及び、ΔＦＺ２の数値がともに所定の規格を満足する場合は、加工を終了する。また、
前記ΔＦＸ２、及び、ΔＦＺ２の数値がともに所定の規格を満足しない場合は、ΔＦＸ２
とΔＦＺ２の数値より残りの加工時間（Ｔ３時間）を算出する。そこで、Ｔ３時間加工後
の数値であるΔＦＸ３、及び、ΔＦＺ３がともに規格を満足することが予測される場合は
、Ｔ３時間加工する。また、前記ΔＦＸ３、及び、ΔＦＺ３が共に規格を満足することが
予測されない場合は、加工媒体量を増減してＴ３時間加工を行う。
【００２０】
次に、図１、図２、図３を用いて、各フローチャートの詳細を説明する。
図１において第一の工程を説明すると、先ず、水晶振動片の主振動Ｆ０の周波数を測定
する（ステップ１）。次に、ベベル加工装置のシリンダーに、所定の量の研磨材と複数の
水晶振動片を投入し（ステップ２）、Ｔ１時間（所定の時間で、これを１加工単位時間と
する）ベベル加工装置を稼動させ、ベベル加工を行う（ステップ３）。次に、複数の水晶
振動片からサンプル片を抜き取り、抜き取った水晶振動片の主振動Ｆ０１と、ΔＦＸ１と
、及び、ΔＦＺ１と、を測定する（ステップ４）。測定の結果、Ｆ０１、ΔＦＸ１、及び
、ΔＦＺ１の数値が、残り１加工単位時間以内の加工で規格を満足するようになるかどう
かの判定を行う（ステップ５）。そこで、満足する場合は、次のステップであるステップ
６に進み、満足しない場合は、ステップ３に戻り、更に、Ｔ１時間ベベル加工を行う。
【００２１】
次に、図２において第二の工程を説明する。前記ステップ５において、規格を満足する
場合は、ステップ４における測定結果と、１加工単位時間をもとに、前記ΔＦＸ１、また
は、ΔＦＺ１の数値を基準として、水晶振動片の加工を終了するのに必要な残りの加工時
間Ｔ２を算出する（ステップ６）。次に、算出したＴ２時間の加工後の数値であるΔＦＸ
２とΔＦＺ２が共に規格内に収まりそうかどうかを予測する（ステップ７）。その結果、
収まりそうな場合は、次のステップであるステップ８へ進み、一方、収まりそうもない場
合は、次のステップであるステップ９へ進む。
【００２２】
次に、前記ステップ７において、規格に収まりそうな場合は、通常の加工媒体量で、Ｔ
２時間ベベル加工を行う（ステップ８）。一方、ステップ７において、規格に収まりそう
もない場合、前記ステップ６において、前記Ｔ２時間を前記ΔＦＸ１を基準として算出し
た場合は、前記ΔＦＺ２が上限値を超えそうかどうか判定する。一方、前記Ｔ２時間を前
記ΔＦＺ１を基準として算出した場合は、前記ΔＦＸ２が上限値を超えそうかどうか判定
する（ステップ９）。
ステップ９において超えそうな場合、加工媒体量を所定量に減量した後、水晶振動片を
Ｔ２時間ベベル加工して次のステップ１３に移行する（ステップ１０）。
更に、前記ステップ６において、前記Ｔ２時間を前記ΔＦＸ１を基準として算出した場
合は、前記ΔＦＺ２が下限値に到達しなさそうかどうか判定する。一方、前記Ｔ２時間を
前記ΔＦＺ１を基準として算出した場合は、前記ΔＦＸ２が下限値に到達しなさそうかど
うか判定する（ステップ１１）。
ステップ１１において到達しなさそうな場合、加工媒体量を所定量に増量した後、水晶
振動片をＴ２時間ベベル加工して次のステップ１３に移行する（ステップ１２）。
【００２３】
次に、図３において第三の工程を説明する。前記ステップ８、またはステップ１０、ま
たはステップ１２において、水晶振動片を所定の条件でＴ２時間ベベル加工した後、複数
の水晶振動片からサンプル片を抜き取り、抜き取った水晶振動片の主振動Ｆ０２と、ΔＦ
Ｘ２と、及び、ΔＦＺ２と、を測定する（ステップ１３）。測定の結果、ΔＦＸ２とΔＦ
Ｚ２の数値が共に規格内であるかを判定し（ステップ１４）、規格内であれば、水晶振動
片は、良品となり、ベベル加工を終了する。
【００２４】
一方、前記ΔＦＸ２とΔＦＺ２の数値が共に規格を満足しない場合、各製造ロットに対
して、ステップ９における測定結果をもとに、前記ΔＦＸ２、または、ΔＦＺ２を基準と
して、水晶振動片の加工を終了するのに必要な残りの加工時間Ｔ３を算出する（ステップ
１５）。次に、算出したＴ３時間の加工後の数値であるΔＦＸ３とΔＦＺ３が共に規格内
に収まりそうかどうかを予測する（ステップ１６）。その結果、収まりそうな場合は、通
常の加工媒体量で、Ｔ３時間ベベル加工を行い、ステップ１３に戻る（ステップ１７）。
一方、前記ΔＦＸ３とΔＦＺ３の数値が共に規格内に収まりそうもない場合、前記ステ
ップ１５において、前記Ｔ３時間を前記ΔＦＸ２を基準として算出した場合は、前記ΔＦ
Ｚ３が上限値を超えそうかどうか判定する。一方、前記Ｔ３時間を前記ΔＦＺ２を基準と
して算出した場合は、前記ΔＦＸ３が上限値を超えそうかどうか判定する（ステップ１８
）。
【００２５】
ステップ１８において超えそうな場合、加工媒体量を所定量に減量した後、水晶振動片
をＴ３時間ベベル加工してステップ１３に戻る（ステップ１９）。
更に、前記ステップ１５において、前記Ｔ３時間を前記ΔＦＸ２を基準として算出した
場合は、前記ΔＦＺ３が下限値に到達しなさそうかどうか判定する。一方、前記Ｔ３時間
を前記ΔＦＺ２を基準として算出した場合は、前記ΔＦＸ３が下限値に到達しなさそうか
どうか判定する（ステップ２０）。
ステップ２０において到達しなさそうな場合、加工媒体量を所定量に増量した後、水晶
振動片をＴ３時間ベベル加工してステップ１３に戻る（ステップ２１）。
【００２６】
以上、本発明に係る水晶振動片の加工管理方法についてフローチャートを用いて説明し
たが、フローチャートを複雑化しないため、ステップ１３における測定項目をＦ０２、Δ
ＦＸ２、ΔＦＺ２と記載した。これは、ステップ８、ステップ１０、ステップ１２から移
行する際の測定項目であって、ステップ１７、ステップ１９、ステップ２１から移行する
際の測定項目は、Ｆ０３、ΔＦＸ３、ΔＦＺ３となり、ステップ１４においても同様に、
ΔＦＸ３、ΔＦＺ３となる。
【００２７】
次に、水晶振動片のベベル加工に使用されるベベル加工装置の例について説明する。
図４は、ベベル加工装置の構成を示す概略図である。図４（ａ）は、ベベル加工装置の
構成を示す概略断面図を示し、図４（ｂ）、（ｃ）は、ベベル加工装置に収容されている
シリンダーの概略図を示す。図４（ａ）において、ベベル加工装置２は、主回転軸３を備
える外装ドラム４を有しており、外装ドラム４は、主回転軸３を中心として、矢印Ａ方向
に回転するようになっている。外装ドラム４の収容部には、複数のドラム５が収容されて
おり、この場合、ドラム５は、外装ドラム４の主回転軸３の周囲に等距離を保持して、４
個が配置されている。そして、各ドラム５は、外装ドラム４に保持された状態で、それぞ
れ、矢印Ｂ方向に回転するようになっている。また、各ドラム５は、内部に空間を有し、
シリンダー７を収容するようになっている。
【００２８】
シリンダー７の内部は、図４（ｃ）に示されているように、その内面が、主として研磨
を行う球状曲面８と、主として研磨に寄与しない平面９を有している。このシリンダー７
の内部には、研磨を行う水晶振動片１０と、研磨材１１とが収容されて研磨作業が行われ
るようになっている。
【００２９】
次に、ベベル加工装置２を用いて、端面加工する方法を、概略的に説明する。図４（ｃ
）に示したように、各シリンダー７内に水晶振動片１０と、研磨剤１１を入れて、ドラム
５内に収容し、このドラム５を外装ドラム４内に配置する。次いで、外装ドラム４を矢印
Ａ方向に高速で回転させると、各ドラム５は、主回転軸３の周囲を回転することになり、
さらに、各ドラム５は、それぞれ矢印Ｂに示すように各ドラム軸６の周囲で自転される。
これにより、各シリンダー７内では、水晶振動片１０と研磨剤１１が遠心力の作用でシリ
ンダー７の内面に押し付けられる。この場合、水晶振動片１０は、研磨剤１１により、シ
リンダー７の球状曲面８の曲率に対応して、８つの稜線である角部が研磨されることで、
面取りされる。また、外装ドラム４とドラム５の回転方向を反転させることで、研磨され
る水晶振動片１０の面が反転し、均一な研磨が行われる。
【００３０】
次に、水晶振動片のベベル加工時に使用される副振動測定装置について説明する。
図５は、副振動測定装置の概略構成図である。図５において、副振動測定装置１２は、
発振器１３と、この発振器１３と接続された一対の電極としての上電極１４と、下電極１
５と、を備えている。この副振動測定装置１２では、下電極１５の上に水晶振動片１６を
配置して、その共振周波数を測定することができる。しかも、この副振動測定装置１２で
は、水晶振動片１６としては、電極を形成する前のブランクの状態で、その共振周波数の
測定が可能である。すなわち、下電極１５の上に水晶振動片１６を配置し、僅かな空隙を
隔てて上電極１４を配置する。そして、上電極１４と下電極１５の間に駆動電圧を印加す
ることで、水晶振動片１６を励振し、その共振周波数を測定することができる。
【００３１】
次に、水晶振動片１６の表面には、二種類の副振動モードが生じ、それぞれの副振動モ
ードは、異なった電荷分布を有する。そこで、二種類の副振動モードを区別するため、こ
の副振動測定装置１２においては、異なる二種類の測定電極を用意している。
図６は、副振動測定装置において、第一の測定電極を用いた例を示す。図６（ａ）は、
水晶振動片１６が第一の副振動モード（ＦＸ）で励振されている状態の上面図であり、図
６（ｂ）は、水晶振動片１６が第二の副振動モード（ＦＺ）で励振されている状態の上面
図である。第一の測定電極１７は、例えば、全体が導電性の金属材料として真鍮等により
形成されており、その形状は、細長い直方体で、端部は適切な寸法を有した長方形である
。この第一の測定電極１７は、水晶振動片１６の長手方向に沿って、異なる電荷により分
割された複数の振動領域を持つ第一の副振動モードを測定するためのものである。
【００３２】
そこで、図６（ａ）に示すように、第一の測定電極１７は、第一の副振動モードで励振
されている領域は、全体をカバーする形状を有しており、第一の副振動は測定される。一
方、図６（ｂ）に示すように、第二の副振動モードで励振されている領域は、半分程度の
面積しかカバーしておらず、電荷全ての量がカバーできないために、第二の副振動は測定
されない。
【００３３】
図７は、副振動測定装置において、第二の測定電極を用いた例を示す。図７（ａ）は、
水晶振動片１６が第一の副振動モード（ＦＸ）で励振されている状態の上面図であり、図
７（ｂ）は、水晶振動片１６が第二の副振動モード（ＦＺ）で励振されている状態の上面
図である。第二の測定電極１８は、例えば、第一の測定電極１７と同様に、全体が導電性
の金属材料として真鍮等により形成されており、その形状は、細長い直方体で、端部は適
切な寸法を有した長方形である。この第二の測定電極１８は、水晶振動片１６の幅方向に
沿って、異なる電荷により分割された複数の振動領域を持つ第二の副振動モードを測定す
るためのものである。
【００３４】
そこで、図７（ａ）に示すように、第二の測定電極１８は、第一の副振動モードで励振
されている領域は、半分程度の面積しかカバーしておらず、電荷全ての量がカバーできな
いために、第一の副振動は測定されない。一方、図７（ｂ）に示すように、第二の副振動
モードで励振されている領域は、全体をカバーする形状を有しており、第二の副振動は測
定される。
【００３５】
以上、本発明を説明したが、水晶振動片の加工管理方法は、加工時間の管理のほか、加
工媒体量を管理することにより、ΔＦＸとΔＦＺの両方の数値が所定値を満足するよう機
能させた。従って、本発明に係る水晶振動片の加工管理方法は、ベベル加工する際に、加
工精度の高い水晶振動片を提供すると共に、製造歩留まりの向上を図ることが可能となっ
た。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る水晶振動片の加工管理方法の第一の工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係る水晶振動片の加工管理方法の第二の工程を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る水晶振動片の加工管理方法の第三の工程を示すフローチャートである。
【図４】ベベル加工装置の構成を示す概略図である。
【図５】副振動測定装置の概略構成図である。
【図６】副振動測定装置において、第一の測定電極を用いた例を示す図である。
【図７】副振動測定装置において、第二の測定電極を用いた例を示す図である。
【図８】ベベル加工した水晶振動片の一例を示す。
【図９】主振動と、第一の副振動と、第二の副振動とを示す周波数特性図である。
【図１０】従来の水晶振動片の加工管理方法の手順１を示すフローチャートである。
【図１１】従来の水晶振動片の加工管理方法の手順２を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１・・水晶振動片、２・・ベベル加工装置、３・・主回転軸、４・・外装ドラム、５・
・ドラム、６・・ドラム軸、７・・シリンダー、８・・球状曲面、９・・平面、１０・・
水晶振動片、１１・・研磨材、１２・・副振動測定装置、１３・・発振器、１４・・上電
極、１５・・下電極、１６・・水晶振動片、１７・・第一の測定電極、１８・・第二の測
定電極
【図１】
2007335941.tif 000003
【図２】
2007335941.tif 000004
【図３】
2007335941.tif 000005
【図４】
2007335941.tif 000006
【図５】
2007335941.tif 000007
【図６】
2007335941.tif 000008
【図７】
2007335941.tif 000009
【図８】
2007335941.tif 000010
【図９】
2007335941.tif 000011
【図１０】
2007335941.tif 000012
【図１１】
2007335941.tif 000013