本發明涉及一種使用了經雙旋轉切割的晶體片的晶體振子。
背景技術:
已知使用經雙旋轉切割的晶體片的雙旋轉晶體振子(doublyrotatedcrystalresonator),所述經雙旋轉切割的晶體片是與x′軸及z′軸平行地將晶體切斷而形成,所述x′軸是以作為結晶軸的z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的x軸旋轉φ度所得,所述z′軸是以x′軸為中心而使z軸旋轉θ度所得。專利文獻1中,例如示出φ約為22度、θ約為34度的sc切割的晶體振子。此種雙旋轉晶體振子比起at切割晶體振子而熱沖擊特性良好,且在80℃左右的相對高的溫度下顯示出零溫度系數,因此,例如作為收納在加熱到80℃左右的一定溫度的恒溫槽內而穩定度高的晶體振蕩器使用。
[背景技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平5-243890號公報
技術實現要素:
[發明所要解決的問題]
然而,如專利文獻1所示的雙旋轉晶體振子中,存在如下問題,即,輪廓系、彎曲系的副振動與主振動耦合,而容易產生由溫度變化引起的急劇的頻率變化及晶體阻抗(crystalimpedance,ci)的變化。而且,雙旋轉晶體振子與at切割的晶體振子彼此的振動模式不同,因而,也難以直接將at切割的晶體振子的技術用于雙旋轉晶體振子來抑制副振動。
因此,本發明的目的在于,提供抑制副振動與主振動的耦合而ci值被抑制得低的晶體振子。
[解決問題的技術手段]
第一方面的晶體振子包括:平板狀的晶體片,具有與x′軸及z′軸平行的主面,所述x′軸是以作為晶體的結晶軸的z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的x軸在15度至25度的范圍內旋轉所得,所述z′軸是以x′軸為中心而使z軸在33度至35度的范圍內旋轉所得;以及激振電極,形成于晶體片的各主面。激振電極包括:外形為圓形形狀的第一區域,及形成于第一區域的周圍且外形為橢圓形形狀并且厚度比第一區域薄的第二區域,橢圓形形狀的長軸相對于x′軸延伸的方向而在-5度至+15度的范圍的方向上延伸。
第二方面的晶體振子包括:平板狀的晶體片,具有與x′軸及z′軸平行的主面,所述x′軸是以作為晶體的結晶軸的z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的x軸在15度至25度的范圍內旋轉所得,所述z′軸是以x′軸為中心而使z軸在33度至35度的范圍內旋轉所得;以及激振電極,形成于晶體片的各主面。激振電極包括:外形為圓形形狀的第一區域,及形成于第一區域的周圍且外形為橢圓形形狀并且厚度比第一區域薄的第二區域,橢圓形形狀的長軸相對于z′軸延伸的方向而在±5度的范圍的方向上延伸。
第三方面的晶體振子如第一方面及第二方面,晶體片形成為1根對角線相對于z′軸處于±10°的范圍的正方形或長方形、或者一條邊相對于所述z′軸處于±10°的范圍的正方形或長方形(其中,正方形、長方形也包括晶體片的角部為r狀等的大致正方形、大致長方形)。另外,此處敘述為±10°的理由在于,如果處于該范圍,則在將本發明中提及的激振電極配置于特定的位置后,進而能夠減小支撐晶體片時的影響且能夠選擇晶體片的加工容易的晶體片。
第四方面的晶體振子如第一方面至第三方面,長軸與橢圓形形狀的短軸之比為1.1∶1至2.0∶1的范圍。
第五方面的晶體振子如第一方面至第三方面,晶體片以規定的頻率振動,橢圓形形狀的中心與圓形形狀的中心重疊,橢圓形形狀的長半徑與圓形形狀的半徑之差為與振動一起產生的不必要振動的波長的自然數倍。
第六方面的晶體振子包括:平板狀的晶體片,具有與x′軸及z′軸平行的主面,所述x′軸是以作為晶體的結晶軸的z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的x軸在15度至25度的范圍內旋轉所得,所述z′軸是以x′軸為中心而使z軸在33度至35度的范圍內旋轉所得;以及激振電極,形成于晶體片的各主面。各激振電極包括:外形為圓形形狀的第一區域,及形成于第一區域的周圍且厚度比第一區域薄的第二區域,第二區域的外形形成為第一橢圓形形狀與第二橢圓形形狀合成所得的形狀,所述第一橢圓形形狀是長軸相對于x′軸延伸的方向而在-5度至+15度的范圍的方向上延伸的形狀,所述第二橢圓形形狀是長軸相對于z′軸延伸的方向而在±5度的范圍的方向上延伸的形狀。
第七方面的晶體振子如第六方面,第一橢圓形形狀的長軸與短軸之比為1.1∶1至2.0∶1的范圍,第二橢圓形形狀的長軸與短軸之比為1.1∶1至2.0∶1的范圍。
第八方面的晶體振子如第六方面及第七方面,晶體片以規定的頻率振動,第一橢圓形形狀的中心、第二橢圓形形狀的中心、及圓形形狀的中心重疊,第一橢圓形形狀的長半徑與圓形形狀的半徑之差及第二橢圓形形狀的長半徑與圓形形狀的半徑之差分別為與振動一起產生的不必要振動的波長的自然數倍。
第九方面的晶體振子如第一方面至第八方面,激振電極的厚度處于相對于晶體片的厚度為0.02%至0.13%的范圍內。
第十方面的晶體振子如第一方面至第九方面,第一區域與第二區域的厚度之差形成為相對于第二區域的厚度為1/4倍至1倍的范圍內。
[發明的效果]
根據本發明的晶體振子,能夠抑制副振動與主振動的耦合,且ci值被抑制得低。
附圖說明
圖1是雙旋轉切割的晶體片110的說明圖。
圖2a是晶體振子100的平面圖。
圖2b是圖2a的iib-iib剖視圖。
圖3a是表示激振電極為單層的情況下的ci值的溫度變化的曲線圖。
圖3b是表示使具有長軸為短軸的1.1倍的雙重電極的晶體振子以30mhz振蕩的情況下的ci值的溫度變化的曲線圖。
圖3c是表示使具有長軸為短軸的1.12倍的雙重電極的晶體振子以60mhz振蕩的情況下的ci值的溫度變化的曲線圖。
圖4a是晶體振子100a的概略平面圖。
圖4b是晶體振子100b的概略平面圖。
圖5a是晶體振子200a的平面圖。
圖5b是晶體振子200b的平面圖。
圖6a是激振電極320的平面圖。
圖6b是晶體振子300a的平面圖。
圖6c是晶體振子300b的平面圖。
圖7a是晶體振子400的平面圖。
圖7b是圖7a的viib-viib剖視圖。
圖8a是晶體振子500的平面圖。
圖8b是圖8a的viiib-viiib剖視圖。
圖8c是表示不必要振動的波長與頻率的關系的曲線圖。
圖9a是表示傾斜長度為50μm的情況下的ci值的溫度變化的曲線圖。
圖9b是表示傾斜長度為55μm的情況下的ci值的溫度變化的曲線圖。
圖9c是表示傾斜長度為400μm的情況下的ci值的溫度變化的曲線圖。
[符號的說明]
100、100a、100b、200a、200b、300a、300b、400、500:晶體振子
110、110a、110b、210、310a、310b:晶體片
120、220、320、420、520:激振電極
120a、420a、520a:第一區域
120b、120c、420b、520b:第二區域
121、221a、221b、321a、321b:引出電極
122:第一層
123:第二層
211:對角線
524a、524b:平坦部
525a、525b:傾斜部
x、x′、y、y′、z、z′:軸
xa:第二區域120b的短軸的長度
xb:第二區域120b的短軸的長度
xc:第二區域120c的長軸的長度
ya:晶體片110的厚度
yb1:激振電極120的第一區域120a的厚度
yb2:激振電極120的第二區域120b的厚度
za:第二區域120b的長軸的長度
zb:第二區域120b的長軸的長度
zc:第二區域120c的短軸的長度
zd:第二區域120b的長半徑與第一區域120a的半徑之差
ze:傾斜部525a的傾斜長度
zf:傾斜部525b的傾斜長度
zg:傾斜部525a、平坦部524b、及傾斜部525b的電極長度方向的長度
φ、θ、β1、β2:角度
α1:逆時針方向上的旋轉的角度
α2:順時針方向上的旋轉的角度
具體實施方式
以下,基于附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。另外,本發明的范圍在以下的說明中只要沒有旨在特別限定本發明的記載,則不限于這些形態。
(第一實施方式)
<晶體振子100的構成>
圖1是雙旋轉切割的晶體片110的說明圖。圖1中,晶體的結晶軸表示為x軸、y軸、z軸。雙旋轉切割的晶體片110是通過與x′軸及z′軸平行地將晶體切斷而形成,所述x′軸是以作為晶體的結晶軸的z軸為中心而使作為晶體的結晶軸的x軸旋轉φ度所得,所述z′軸是以x′軸為中心而使z軸旋轉θ度所得。因此,雙旋轉切割的晶體片110以x′z′面為主面的方式形成。而且,圖1中,示出與x′軸及z′軸垂直的y′軸。
關于圖1所示的雙旋轉切割的晶體片,已知有φ約為22度且θ約為34度的sc切割的晶體片,φ約為19度且θ約為34度的it切割的晶體片,及φ約為15度且θ為34.33度的fc切割的晶體片等。這些晶體片的φ為15度至25度之間且θ為33度至35度之間。以下的說明中,使用φ為15度至25度之間且θ為33度至35度之間的雙旋轉切割的晶體片而進行說明。
圖2a是晶體振子100的平面圖。晶體振子100具有晶體片110、激振電極120、及引出電極121。晶體片110形成為長邊在z′軸方向上延伸且短邊在x′軸方向上延伸的長方形的平板狀。方形板狀的晶體振子容易調整外形的形狀,且能夠將制造成本抑制得低,因而優選。
在晶體片110的主面的表面與背面(+y′軸側及-y′軸側的各面)分別形成著激振電極120。各激振電極120為相同形狀且以在y′軸方向上彼此重疊的方式形成。激振電極120包括:外形為圓形形狀的第一區域120a,及形成于第一區域120a的周圍且厚度比第一區域120a薄并且外形為橢圓形形狀的第二區域120b。激振電極120以第一區域120a的中心與第二區域120b的中心重疊的方式形成。而且,從激振電極120分別將引出電極121引出到晶體片110的+z′軸側的邊。
以前,伴隨晶體振子的小型化而晶體片的方形板化推進,但為了電常數(electricconstant)的優化,也要使激振電極的形狀形成為方型以使激振電極的面積變大。然而,方型激振電極中,彎曲系的副振動與來自晶體片的端面的反射波容易耦合,也成為ci值的變動及增加的原因。與此相對,在激振電極形成為圓形的情況下,能夠抑制來自晶體片的端面的反射波,能夠防止耦合,因而能夠防止ci值的變動及增加。進而,在激振電極形成為橢圓形形狀的情況下,能夠擴大激振電極的面積而實現電常數的優化,并且與圓形形狀的激振電極同樣地防止ci值的變動及增加,因而優選。
激振電極120的第二區域120b以長軸在z′軸方向上延伸,短軸在x′軸方向上延伸的方式形成。圖2a中,將第二區域120b的長軸的長度表示為za、第二區域120b的短軸的長度表示為xa、第二區域120b的長半徑與第一區域120a的半徑之差表示為zd。此處,在長軸的長度za為短軸的長度xa的1.1倍至2.0倍的范圍的情況下,存在抑制ci值的變動及增加的傾向,因而優選。
圖2b是圖2a的iib-iib剖視圖。圖2b中,將晶體片110的厚度設為ya、激振電極120的第一區域120a的厚度設為yb1、激振電極120的第二區域120b的厚度設為yb2。而且,激振電極120為將第一層122及第二層123這兩個電極層重合而形成的雙重電極。激振電極120的第一區域120a由第一層122及第二層123形成,第二區域120b由第二層123形成。因此,第一層122的厚度為從厚度yb1減去厚度yb2所得的值,第二層123的厚度為厚度yb2。
激振電極120的第一區域120a的厚度即厚度yb1優選形成于
<關于雙重電極>
晶體振子100中,通過形成雙重電極而降低ci值。以下,對雙重電極的效果進行說明。
圖3a是表示激振電極為單層的情況下的ci值的溫度變化的曲線圖。橫軸表示晶體振子的溫度,縱軸表示ci值。其中,圖3a~圖3c的各圖中,將各實驗中作為目標的共通基準的ci值表述為r,圖3a中對r賦予100ω單位的刻度來說明ci。圖3a中,示出9個晶體振子的ci值的溫度變化。而且,圖3a中,示出使晶體振子以30mhz振蕩的情況下的結果,該晶體振子在amm見方的晶體片上利用蒸鍍法形成有厚度為
圖3a中,可知因晶體振子而ci值的溫度變化的傾向大幅不同,ci值不穩定。例如,在考慮使用雙旋轉晶體振子的溫度即80℃下,最低ci值為約(r+50)q,最高ci值為約(r+850)ω。也就是,圖3a的晶體振子中,示出80℃下可產生約800ω的變動。
圖3b是表示使具有長軸為短軸的1.1倍的雙重電極的晶體振子以30mhz振蕩的情況下的ci值的溫度變化的曲線圖。圖3b中,示出5個晶體振子的ci值的溫度變化,對縱軸以50ω間隔賦予刻度。圖3b的晶體振子具有如下的作為雙重電極而形成的激振電極,即,第一區域為直徑0.75bmm的圓形形狀,第二區域為長軸的長度1.1bmm、短軸的長度bmm的橢圓形形狀且長軸與z′軸平行。
圖3b中,ci值約被限制在(r-200)ω至(r-150)ω之間。而且,例如,在考慮使用雙旋轉晶體振子的溫度即80℃下,最低ci值為(r-189.4)ω,最高ci值為(r-159.7)ω。也就是,圖3b的晶體振子中,示出80℃下ci值中可產生29.7ω的變動。
圖3c是表示使具有長軸為短軸的1.12倍的雙重電極的晶體振子以60nhz振蕩的情況下的ci值的溫度變化的曲線圖。圖3c中,示出36個的晶體振子的ci值的溫度變化,對縱軸以50ω間隔賦予刻度。圖3c的晶體振子具有如下的作為雙重電極而形成的激振電極,即,第一區域為直徑cmm的圓形形狀,第二區域為長軸的長度1.344×cmm、短軸的長度1.2×cmm的橢圓形形狀且長軸與z′軸平行。
圖3c中,ci值約被限制在(r-200)ω至(r-150)ω之間。而且,例如,在考慮使用雙旋轉晶體振子的溫度即80℃下,最低ci值為(r-202.92)ω,最高ci值為(r-147.84)ω。也就是,圖3c的晶體振子中,示出80℃下ci值可產生54.98ω的變動。
可知如圖3b及圖3c所示的具有作為雙重電極而形成的激振電極的晶體振子與圖3a所示的單層的激振電極相比ci值更低,變動也少。
<關于第二區域的長軸延伸的方向>
圖4a是晶體振子100a的概略平面圖。晶體振子100a具有晶體片110a及激振電極120。在晶體振子100a還另外形成著引出電極等,但圖4a中僅示出晶體片110a及激振電極120。
激振電極的外形的形狀優選為橢圓形形狀,而在激振電極的長軸在z′軸方向上延伸的情況下,能夠抑制傳遞到z′軸方向的副振動即彎曲振動,由此,能夠抑制ci值的上升。而且,關于激振電極120的長軸的延伸的方向,如果將從z′軸起逆時針方向上的旋轉的角度設為α1、從z′軸起順時針方向上的旋轉的角度設為α2,則只要α1及α2為5度的范圍內的方向,便容易獲得能夠抑制彎曲振動的效果。也就是,如果將逆時針方向設為正方向、順時針方向設為負方向,則優選為激振電極的長軸相對于z′軸延伸的方向而在±5度的范圍的方向上延伸的情況。
圖4b是晶體振子100b的概略平面圖。晶體振子100b具有晶體片110b及激振電極220。在晶體振子100b還另外形成著引出電極等,但圖4b中僅示出晶體片110b及激振電極220。激振電極220為具有第一區域120a及第二區域120c的雙重電極,第一區域120a形成為圓形,第二區域120c形成為長軸在x′軸方向上延伸的橢圓形形狀。而且,晶體片110b形成為長邊在x′軸方向上延伸的矩形形狀。
在如激振電極220那樣激振電極的長軸在x′軸方向上延伸的情況下,能夠抑制副振動的彎曲振動或端面反射,因而能夠抑制ci值的上升。而且,在相對于晶體片的x′軸,激振電極的長軸在-5度到+15度的范圍(也就是圖4b的β1、β2所示的范圍)內延伸的情況下,能夠抑制ci值的上升。
(第二實施方式)
晶體片及激振電極能夠形成為各種形狀。以下,對晶體片及激振電極的變形例進行說明。
<晶體振子200a及晶體振子200b的構成>
圖5a是晶體振子200a的平面圖。晶體振子200a包括:具有正方形形狀的平面的晶體片210,形成于晶體片210的兩主面的激振電極120,及從各激振電極120引出的引出電極221a。晶體片110(參照圖2a)形成為長方形形狀,即便形成為短邊及長邊的長度相等的正方形形狀也容易調整形狀,從而能夠將制造成本抑制得低,因此也優選。晶體片210具有與z′軸平行的1根對角線211,且以激振電極120的第二區域120b的長軸沿著對角線211的方式形成。激振電極的面積越大則電常數越穩定,因而越優選,而通過將激振電極120沿著對角線211形成,能夠在大小已定的晶體片210上將激振電極120的面積形成得大,因而優選。而且,晶體振子200a中,引出電極221a分別被引出到晶體片210的+x′軸側及-x′軸側的晶體片210的對角線上的角。
圖5b是晶體振子200b的平面圖。晶體振子200b包括:具有正方形形狀的平面的晶體片210,形成于晶體片210的兩主面的激振電極120,及從各激振電極120引出的引出電極221b。引出電極221b被引出到激振電極120的+z′軸側及-z′軸側的晶體片210的角。在圖5a、圖5b任一情況下,均在晶體片的對角線的角部保持晶體片,因而能夠穩定地保持晶體片。然而,保持位置不限于此。而且,圖5a、圖5b的實施例中,示出晶體片的對角線與z′軸和x′軸平行,因此,晶體片的角部位于z′軸或x′軸上的實施例,但考慮到支撐的影響等,也存在晶體片的對角線相對于z′軸或x′軸非平行且為±10度的范圍的優選的位置關系,也就是,也存在晶體片的角部位于偏離z′軸或x′軸規定角度的線上的情況。
<晶體振子300a及晶體振子300b的構成>
圖6a是激振電極320的平面圖。激振電極320形成為使圖4a所示的激振電極120、與圖4b所示的激振電極220對準彼此的中心而重合的形狀。也就是,激振電極320具有第一區域120a,第二區域形成為對準第二區域120b與第二區域120c的中心而重疊的形狀。如果將第二區域120b的長軸的長度設為zb、短軸的長度設為xb、第二區域120c的長軸的長度設為xc、短軸的長度設為zc,則與圖2a所示的激振電極120同樣地,以第二區域120b的長軸的長度zb為短軸的長度xb的1.1倍至2.0倍的范圍,第二區域120c的長軸的長度xc為短軸的長度zc的1.1倍至2.0倍的范圍的方式,形成有激振電極320。第二區域120b與第二區域120c的短軸彼此及長軸彼此的長度可相同也可不同。
在如激振電極120那樣長軸與z′軸平行的情況下,能夠抑制傳遞到z′軸方向的副振動即彎曲振動,在如激振電極220那樣長軸與x′軸平行的情況下,能夠抑制主振動的反射波或作為副振動的彎曲振動及端面反射。激振電極320形成為長軸在z′軸方向上延伸的橢圓形形狀與長軸在x′軸方向上延伸的橢圓形形狀所合成的形狀,由此,可同時具有激振電極120與激振電極220的特征。
圖6b是晶體振子300a的平面圖。晶體振子300a具有晶體片310a、形成于晶體片310a的兩主面的激振電極320、及分別從各激振電極320引出的引出電極321a。圖6b中,示出長度zb與長度xc具有相同的長度,晶體片310a具有正方形的平面,晶體片310a的各邊以與z′軸或者x′軸平行的方式形成的情況下的實施例。而且,引出電極321a分別從激振電極320引出到晶體片310a的對角線上即晶體片310a的+x′軸側的-z′軸側的角及-x′軸側的+z′軸側的角。
圖6c是晶體振子300b的平面圖。晶體振子300b具有晶體片310b、形成于晶體片310b的兩主面的激振電極320、及分別從各激振電極320引出的引出電極321b。圖6c中,長度zb與長度xc為相同長度,晶體片310b具有正方形的平面,晶體片310b的對角線以與z′軸及x′軸平行的方式形成。而且,引出電極321b分別從激振電極320引出到晶體片310b的+z′軸側的角及-z′軸側的角。
晶體振子300b中,晶體片310b的對角線與z′軸或者x′軸平行地形成。由此,能夠使激振電極的面積形成得大,因而優選。另外,圖6b的實施例中示出晶體片的一條邊與z′軸或x′軸平行的實施例,圖6c的實施例中示出晶體片的一條對角線與z′軸或者x′軸平行的實施例。然而,考慮到支撐的影響等,也存在晶體片的一條邊或一條對角線相對于z′軸或者x′軸非平行且為±10度的范圍的優選的位置關系,也就是,也存在晶體片的角部位于偏離z′軸或x′軸規定角度的線上的情況。
<晶體振子400的構成>
圖7a是晶體振子400的平面圖。晶體振子400具有晶體片110、激振電極420、及引出電極121,激振電極420包括外形為圓形形狀的第一區域420a、及形成于第一區域420a的周圍且厚度比第一區域420a薄并且外形為橢圓形形狀的第二區域420b。第二區域420b與第二區域120b(參照圖2a)同樣地也以長軸在z′軸方向上延伸,短軸在x′軸方向上延伸的方式形成,將第二區域420b的長軸的長度表示為za、第二區域420b的短軸的長度表示為xa、第二區域420b的長半徑與第一區域420a的半徑之差表示為zd,以長軸的長度za為短軸的長度xa的1.1倍至2.0倍的范圍的方式形成。
圖7b是圖7a的viib-viib剖視圖。晶體振子400與晶體振子100同樣地,將晶體片110的厚度設為ya、激振電極420的第一區域420a的厚度設為yb1、激振電極420的第二區域420b的厚度設為yb2。而且,激振電極420為第一層122及第二層123這2個電極層重合而形成的雙重電極,但與激振電極120(參照圖2b)不同,在第一區域420a中,第一層122形成于第二層123之上。
在激振電極形成為雙重電極的晶體振子中,即便如晶體振子400那樣改變第一區域420a的第一層122及第二層123的形成的順序而形成,只要激振電極的外形的形狀不變,便能夠與晶體振子100同樣地降低ci值,并抑制ci值的變動。
(第三實施方式)
在激振電極的周圍形成表面傾斜的傾斜部,由此也能夠抑制彎曲振動與反射波。以下,對形成著傾斜部的晶體振子進行說明。
<晶體振子500的構成>
圖8a是晶體振子500的平面圖。晶體振子500具有晶體片110、激振電極520、及引出電極121。激振電極520形成為與圖2a所示的激振電極120相同的橢圓形形狀,但就在第一區域520a及第二區域520b的外周形成有傾斜這一方面而言,與激振電極120不同。
激振電極520的第一區域520a包括厚度為固定的平坦部524a、及形成于平坦部524a的周圍且從內周側到外周側而厚度變薄的傾斜部525a。而且,激振電極520的第二區域520b包括厚度為固定的平坦部524b及形成于平坦部524b的周圍且從內周側到外周側而厚度變薄的傾斜部525b。圖8a中,激振電極520的虛線的內側為平坦部524a及平坦部524b,虛線的外側作為傾斜部525a及傾斜部525b而表示。
圖8b是圖8a的viiib-viiib剖視圖。激振電極520的平坦部524a的厚度形成為yb1。而且,第一區域520a中,傾斜部525a中以從內周側到外周側的長度(傾斜長度)在長度zf的范圍內厚度變薄的方式形成。而且,第二區域520b中,平坦部524b的厚度形成為yb2,傾斜部525b中以從內周側到外周側的長度(傾斜長度)在長度ze的范圍內厚度變薄的方式形成。激振電極520中,在傾斜部525a的傾斜長度zf及傾斜部525b的傾斜長度ze大于不必要振動的波長的1/2的情況下,能夠抑制不必要振動的發生且降低ci值。而且,能夠將傾斜部525a、平坦部524b及傾斜部525b的整體視作激振電極520的傾斜部。因此,如果將傾斜部525a、平坦部524b及傾斜部525b的電極長度方向的長度設為zg,則在長度zg為不必要振動的波長的自然數倍的情況下,能夠抑制不必要振動的發生且降低ci值。
圖8c是表示不必要振動的波長與頻率的關系的曲線圖。圖8c中,橫軸表示晶體振子的頻率(mhz),縱軸表示不必要振動的波長(μm)。伴隨主振動發生的不必要振動中有彎曲振動、輪廓剪切振動(contourshearvibrating)、伸長振動等各種振動。圖8c中由單點劃線表示彎曲振動,由實線表示輪廓剪切振動,由虛線表示伸長振動。
雙旋轉晶體振子中,不必要振動中的彎曲振動最會影響到ci值,因而為了降低ci值,重要的是抑制彎曲振動。例如,在晶體振子的振蕩頻率為30mhz的情況下,彎曲振動具有108μm的波長。因此,如果將長度ze及長度zf設為彎曲振動的波長的一半即54μm以上,則能夠大幅抑制彎曲振動的發生。而且,輪廓剪切振動及伸長振動等其他不必要振動的波長接近彎曲振動的波長,所以也能夠利用用于彎曲振動的所述傾斜部而加以抑制。
<關于傾斜長度>
在amm見方的晶體片上形成厚度為
圖9a是表示傾斜長度為50μm的情況下的ci值的溫度變化的曲線圖。圖9a中示出關于3個晶體振子的ci值的溫度變化,縱軸以50ω間隔而賦予刻度。各晶體振子的激振電極的傾斜長度為50μm。圖9a中,ci值約被限制在(r-100)ω到rω的范圍內。尤其在考慮用于雙旋轉晶體振子的80℃的溫度下,最低ci值為(r-77.94)ω,最高ci值為(r-58.89)ω。也就是,圖9a的晶體振子中,80℃下產生18.05ω的變動。這些結果表示,比起圖3a所示的晶體振子的情況,通過形成傾斜部而ci值大幅降低并且穩定。
圖9b是表示傾斜長度為55μm的情況下的ci值的溫度變化的曲線圖。圖9b中,示出關于7個晶體振子的ci值的溫度變化,對縱軸以50ω間隔賦予刻度。圖9b所示的各晶體振子的激振電極的傾斜長度為55μm。也就是,與圖9a的晶體振子相比激振電極的傾斜長度不同。圖9b中,ci值約被限制在(r-150)ω至(r-100)ω的范圍內。尤其在考慮用于雙旋轉晶體振子的80℃的溫度下,最低ci值為(r-140.11)ω,最高ci值為(r-120.23)ω。也就是,圖9b的晶體振子中,80℃下產生19.88ω的變動。
關于圖9b的晶體振子,與圖9a的晶體振子同樣地表示出,相比于圖3a的晶體振子,通過形成傾斜部而ci值大幅降低并且穩定。而且,圖9b的晶體振子表現為與圖9a的晶體振子相比ci值整體降低了50ω左右。認為該結果起因于圖9b的晶體振子的傾斜長度比圖9a的晶體振子長。進而,認為傾斜長度僅相差5μm而ci值便降低了近50ω左右是因為在圖9a中,傾斜長度比30mhz下彎曲振動的波長的1/2即54μm短,因而彎曲振動未被充分抑制,而圖9b中,傾斜長度比彎曲振動的波長的1/2即54μm長,彎曲振動一定程度地得到了抑制。
圖9c是表示傾斜長度為400μm的情況下的ci值的溫度變化的曲線圖。圖9c中,示出關于6個晶體振子的ci值的溫度變化,對縱軸以50ω間隔賦予刻度。圖9c所示的各晶體振子的激振電極的傾斜長度為400μm。圖9c中,ci值約被限制在(r-200)ω至(r-150)ω的范圍內。尤其在考慮用于雙旋轉晶體振子的80℃的溫度下,最低ci值為(r-201.3)ω,最高ci值為(r-189.4)ω。也就是,圖9c的晶體振子中,80℃下產生了11.9ω的變動。
圖9c的晶體振子與圖3a、圖9a及圖9b的晶體振子相比ci值更低且ci值的變動也小。認為這些結果起因于傾斜長度形成得長。而且,圖9c的晶體振子中,認為因傾斜長度比30mhz下彎曲振動的波長的1/2即54μm長,彎曲振動得到充分抑制。
圖9c所示的晶體振子例如能夠通過如下方法而形成,該方法中使用了由金屬板利用光刻(photolithography)技術及濕式蝕刻(wetetching)技術而形成的金屬制掩模。具體來說為如下掩模,即,利用側面蝕刻與金屬板的厚度方向的蝕刻同時進行的性質而獲得的懸突形狀(overhangshape)的掩模、或者層疊開口尺寸一點點變小的多個薄掩模并對這些掩模進行點焊以1塊掩模的形式形成的掩模。通過使用這些懸突形狀的掩模或者層疊多個薄掩模而成的掩模,能夠形成圖9c的晶體振子。而且,具有圖8b所示的傾斜部的雙重電極也能夠利用相同的方法而形成。
以上,已對本發明的最佳實施方式進行了詳細說明,但如本領域技術人員所知那樣,本發明能夠在其技術范圍內對實施方式添加各種變更、變形而實施。而且,所述實施方式也可進行各種組合而實施。