專利名稱：晶振片以及使用該晶振片的晶體振子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在晶體振子或晶體振蕩器等晶體器件中使用的晶振片以及使用該晶振片的晶體振子。
背景技術(shù)：
AT切割晶體振子是用于各種通信設(shè)備等多種用途的電子部件。例如對于車載用途，使用晶體振子作為產(chǎn)生電子控制単元(ECU)的基準(zhǔn)頻率的定時(shí)器件。近年來，ECU基板的大小日益縮小。因此，搭載在基板上的晶體振子的搭載空間也向狹小化發(fā)展。作為晶體振子的外形尺寸，例如要求長3. 2mmX寬2. 5mm左右的薄型晶體振子。使用低頻帶的8. OOOMHz作為E⑶的基準(zhǔn)頻率的一例。 AT晶振片的振蕩頻率與晶振片的厚度成反比關(guān)系。因此，頻率越低則晶振片的厚度越厚。所以，在低頻帶的8. 000MHz，使用的晶振片的厚度與高頻帶的晶振片相比變厚。一般而言，晶體振子為在容器體內(nèi)部通過粘結(jié)材料等粘結(jié)支撐晶振片的端部的形態(tài)。如前所述，在晶振片變厚的低頻帶中，為使所述支撐區(qū)域中的振動能量衰減，與此同時(shí)將振動能量約束在形成于晶振片的表面和背面的中央?yún)^(qū)域的激勵電極下以得到良好的串聯(lián)電阻值，在晶振片的端部實(shí)施倒角加工(所謂的bevel加工)。在晶振片的倒角加工中，將研磨材料與晶振片封入加工容器內(nèi)。在該狀態(tài)下，在能夠高速旋轉(zhuǎn)的槽內(nèi)放置多個(gè)所述加工容器。接下來，利用通過使加工容器高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力。經(jīng)倒角加工的晶振片的形狀(倒角形狀)被反映于諧振波形。具體而言，晶振片的主振動(諧振)和副振動(不需要的振動)的各頻率分別根據(jù)倒角加工的推進(jìn)而變化。因此，通過網(wǎng)絡(luò)分析儀等確認(rèn)主振動和副振動的位置(頻率)從而能夠進(jìn)行倒角形狀的管理。利用主振動與副振動的頻率差進(jìn)行管理的晶振片和倒角加工的管理方法在日本專利第4075046號、日本專利第4623321號、日本特開2007-335941號的各公報(bào)說明書中已公開。由所述公報(bào)說明書公開的AT切割晶振片的主振動的頻率為26MHz，與8MHz的晶振片相比為薄的晶振片。具體而言，在同上公報(bào)說明書中，晶振片的厚度為65i!m左右。與此相対，當(dāng)主振動的頻率為8MHz吋，晶振片的厚度為208 u m左右，與26MHz的晶振片的厚度相比厚達(dá)3倍以上。如此，當(dāng)晶振片變厚時(shí)通過適當(dāng)?shù)牡菇羌庸硎拐駝幽芰克p就變得更為重要。也就是,主振動的頻率為8MHz (低頻帶)的晶振片與主振動的頻率為26MHz的晶振片相比，倒角加工形狀對特性的影響更大。例如，對于大小能夠收容在俯視外形尺寸為長3. 2mmX寬2. 5mm、主振動頻率為SMHz頻帶的表面貼裝型晶體振子中的晶振片，串聯(lián)電阻值為500歐姆以上，很難找到能夠得到良好的串聯(lián)電阻值的倒角形狀。另外，用于穩(wěn)定再現(xiàn)該倒角形狀的定量性指標(biāo)也并未找到。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的是提供ー種在應(yīng)對小型化的同時(shí)能夠得到良好特性的晶振片以及使用該晶振片的晶體振子。本發(fā)明所涉及的晶振片的特征在于，在棱部 經(jīng)倒角加工，且俯視形狀為大致矩形，諧振頻率為7MHz以上且9MHz以下，所述矩形的長邊和短邊的各尺寸為I. 5mm以上且2. 4mm以下的范圍的晶振片中，在相對于王振動聞975kHz以上且1015kHz以下的范圍的頻率區(qū)域
存在副振動。優(yōu)選的形態(tài)為，在相對于主振動高995kHz以上且1015kHz以下的范圍的頻率區(qū)域
存在副振動。
優(yōu)選的形態(tài)為，長邊被設(shè)定為所述晶振片的V軸方向，短邊被設(shè)定為X軸方向。 優(yōu)選的形態(tài)為，所述晶振片的長邊尺寸為2. Imm以上且2. 4mm以下，短邊尺寸為
I.5mm以上且I. 75mm以下。優(yōu)選的形態(tài)為，所述晶振片的短邊尺寸為I. 61mm以上且I. 75mm以下。此外，所述晶振片存在多個(gè)副振動。在副振動中，例如有第一副振動和第二副振動。第一副振動是指高于主振動的頻率、且位于最接近主振動的位置的副振動(不需要的振動)。第二副振動是指高于第一副振動的頻率、且位于比第一副振動次接近主振動的位置的副振動。根據(jù)上述定義，當(dāng)主振動與副振動的頻率差為460kHz以上且480kHz以下吋，該副振動為第一副振動。當(dāng)主振動與副振動的頻率差為995kHz以上且1015kHz以下時(shí)，該副振動為第二副振動。第一和第二副振動的各振動模式因所述晶振片的軸向的設(shè)定而異。也就是，將晶體的X軸設(shè)定為所述晶振片的長邊方向、將晶體的Z’軸設(shè)定為短邊方向、將晶體的Y軸設(shè)定為厚度方向時(shí)，第一副振動為X方向的3次非諧振動，第二副振動為X方向的I次非諧振動。與此相對，將晶體的Z’軸設(shè)定為所述晶振片的長邊方向、將晶體的X軸設(shè)定為短邊方向、將晶體的Y軸設(shè)定為厚度方向時(shí)，第一副振動為X方向的I次非諧振動，第二副振動為X方向的3次非諧振動。本發(fā)明人得到了以下見解通過對晶振片進(jìn)行倒角加工以滿足主振動與第一副振動的頻率差為460kHz以上且480kHz以下的范圍內(nèi)、或者主振動與第二副振動的頻率差為975kHz以上且1015kHz以下的范圍內(nèi)的任意一方或雙方，從而能夠得到具有良好特性的晶振片。通過進(jìn)行管理以使第一副振動或第二副振動的任意一方或雙方分別落入主振動與第一副振動的頻率差為460kHz以上且480kHz以下的范圍內(nèi)、或者主振動與第二副振動的頻率差為975kHz以上且1015kHz以下的范圍內(nèi)，從而能夠穩(wěn)定地再現(xiàn)具有良好特性的晶振片的形狀。另外，能夠作為用于穩(wěn)定地再現(xiàn)晶振片的倒角形狀的定量性管理指標(biāo)而有效利用。根據(jù)本發(fā)明，通過對晶振片進(jìn)行倒角加工以使至少主振動與所述第二副振動的頻率差為975kHz以上且1015kHz以下的范圍內(nèi)，優(yōu)選為995kHz以上且1015kHz以下的范圍內(nèi)，從而能夠得到具有良好特性的晶振片。另外，在使用該晶振片的晶體振子中，能夠得到良好的串聯(lián)電阻值以及優(yōu)異的頻率溫度特性。具體而言，當(dāng)晶振片的倒角形狀不適當(dāng)吋，不僅晶體振子的串聯(lián)電阻值會惡化(升高)，而且對相對于溫度變化的頻率變化(頻率溫度特性)也會造成影響。根據(jù)本發(fā)明的晶振片，能夠得到在良好的串聯(lián)電阻值之外還具有優(yōu)異的頻率溫度特性的晶體振子。這是由于通過著眼于容易更穩(wěn)定地顯現(xiàn)的第二副振動，從而能夠使具有良好特性的晶振片的形狀穩(wěn)定地再現(xiàn)。在本發(fā)明中還可以優(yōu)選為長邊被設(shè)定為所述晶振片的V軸方向、短邊被設(shè)定為X軸方向的晶振片。根據(jù)本發(fā)明，通過將長邊設(shè)定為所述晶振片的V軸方向，從而能夠得到具有更穩(wěn)定的頻率溫度特性的晶體振子。具體而言，當(dāng)分別將所述晶振片的長邊設(shè)定為Z’軸方向、將 短邊設(shè)定為X軸方向，經(jīng)由粘結(jié)材料將短邊端部與容器體內(nèi)部粘結(jié)時(shí)，與將長邊設(shè)定為所述晶振片的X軸方向時(shí)相比，能夠更有效地防止所述晶振片的主振動與輪廓振動的耦合。當(dāng)所述晶振片的主振動與輪廓振動耦合時(shí)，有時(shí)會發(fā)生頻率的大波動(所謂的頻率躍變)和串聯(lián)電阻值的大波動。但是，由于根據(jù)本發(fā)明的晶振片能夠防止主振動與輪廓振動的耦合，因此能夠得到具有良好特性的晶體振子。這種情況下，優(yōu)選地，所述V軸方向的長邊被設(shè)定為2. Imm以上且2. 4mm以下的范圍。更優(yōu)選地，所述Z’軸方向的長邊被設(shè)定為2. 19mm以上且2. 21mm以下的范圍。本發(fā)明的晶體振子具有如下結(jié)構(gòu)在所述晶振片的表面和背面，形成激勵電極以及從該激勵電極至少向所述晶振片的一端側(cè)延伸出的連接電極，并且將該晶振片收容在容器體內(nèi)部，將所述連接電極與所述容器體內(nèi)部的搭載電極導(dǎo)電粘結(jié)。如果是使用上述晶振片的晶體振子，則能夠得到良好的串聯(lián)電阻值以及優(yōu)異的頻率溫度特性。如以上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供ー種在應(yīng)對小型化的同時(shí)，通過適當(dāng)?shù)木д衿牡菇切螤疃軌虻玫搅己锰匦缘木д衿约笆褂迷摼д衿木w振子。具有這種效果的本發(fā)明能夠適用于壓電振動器件的批量生產(chǎn)。本發(fā)明除此以外的目的如果理解下面說明的實(shí)施方式則會明確，并明示在所附的權(quán)利要求書中。而且，本說明書中未觸及到的諸多益處應(yīng)該是如果實(shí)施本發(fā)明則本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的。


圖I是本發(fā)明的實(shí)施方式中的晶體振子的長邊方向的剖視圖。圖2是在圖I中去除蓋體4的狀態(tài)下的俯視圖。圖3是圖2的A-A線上的剖視圖。圖4是本發(fā)明的實(shí)施方式中的晶振片的立體圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式中的晶振片的俯視圖。圖6是本發(fā)明的晶振片的倒角加工裝置的概略剖視圖。圖7是表示晶振片的主振動與副振動的關(guān)系的說明圖。
圖8是表示晶振片的主振動與副振動的關(guān)系的說明圖。圖9是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的晶振片的主振動與副振動的關(guān)系的圖表。圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的晶振片的主振動與副振動的關(guān)系的圖表。圖I Ia是本發(fā)明的晶振片的俯視圖。圖Ilb是圖Ila的B-B線上的剖視圖。圖12是本發(fā)明的晶振片的俯視圖。圖13是本發(fā)明的晶振片的俯視圖。 圖14是本發(fā)明的晶振片的俯視圖。 圖15是表示本發(fā)明的晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的圖表。圖16是表示晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的一例的圖表。圖17是表示晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的一例的圖表。圖18是表示晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的一例的圖表。圖19是表示晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的一例的圖表。圖20是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的晶振片的主振動與副振動的關(guān)系的圖表。圖21是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的晶振片的主振動與副振動的關(guān)系的圖表。圖22是表示本發(fā)明的晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的另一例的圖表。圖23是表示本發(fā)明的晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的又一例的圖表。圖24是表示本發(fā)明的晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的又一例的圖表。圖25是表示本發(fā)明的晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的又一例的圖表。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在本發(fā)明的實(shí)施方式中說明對表面貼裝型晶體振子的應(yīng)用例。在本實(shí)施方式中應(yīng)用的晶體振子為俯視矩形，其外形尺寸為縱 3. 2mm X 橫 2. 5_。圖I是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的晶體振子的長邊方向的剖視圖。參照圖1，晶體振子I具備俯視大致矩形的晶振片2、剖視凹狀的基座(容器體3)、以及平板狀的蓋體4。實(shí)施方式的晶體振子的諧振頻率(標(biāo)稱頻率)在基波振動模式下為8. OOOMHz0晶振片2由粘結(jié)材料5粘結(jié)于剖面大致凹形的基座3的內(nèi)部。蓋體4由粘結(jié)材料6粘結(jié)于基座開ロ部。蓋體4由俯視矩形的陶瓷材料構(gòu)成。蓋體4的下表面為與基座3的堤部上表面300的粘結(jié)面。在該粘結(jié)面?zhèn)刃纬捎忻芊獠牧?省略圖示)。使用低熔點(diǎn)玻璃作為所述密封材料。蓋體4除了由陶瓷材料構(gòu)成以外，還可以以科瓦鐵鎳鈷合金為母材，在該母材的上部形成鍍鎳層、鍍金層而構(gòu)成。在該結(jié)構(gòu)中，作為所述密封材料，優(yōu)選An-Sn合金等金屬釬料。參照圖2來說明本實(shí)施方式中使用的基座3。圖2是在圖I中去除蓋體4的狀態(tài)下的俯視圖。基座3為具有凹部34的上部開ロ的俯視矩形的箱狀體。基座3為多個(gè)陶瓷印制電路基板的層壓體。這些陶瓷印制電路基板的多個(gè)層是在規(guī)定位置實(shí)施內(nèi)部布線導(dǎo)體的印刷處理之后被定位并層壓，然后通過燒結(jié)從而一體成形。在凹部34的周圍，堤部30形成為環(huán)狀。堤部30的上表面300是平坦的。在凹部34的內(nèi)底面35，并列形成有一對階梯部 31、31。在一對階梯部31、31的上表面,形成有由金屬膜構(gòu)成的ー對搭載電極32、32。搭載電極32具有在階梯部31的上表面實(shí)施鎢金屬化，在其上部實(shí)施鍍鎳，進(jìn)而在其上部實(shí)施鍍金的層結(jié)構(gòu)。搭載電極32經(jīng)由形成于基座3內(nèi)部的布線導(dǎo)體(未圖示)，與形成于基座3底面(背面)的外部連接端子(省略圖示)電連接。搭載電極32與所述外部連接端子的電連接也可以通過在基座3外周的角部的上下方向上形成導(dǎo)體(所謂的城堡)來進(jìn)行。
在圖2中，在凹部34的內(nèi)底面35上形成有由與基座3相同的材料構(gòu)成的長方體形狀的枕部33。枕部33的形成位置為晶振片的自由端緣部在俯視時(shí)重疊的位置。通過在該位置配置枕部，從而例如在對晶體振子施加大的外部沖擊時(shí)，能夠防止晶振片2的自由端與內(nèi)底面35的接觸(參照圖3)。參照圖I 圖3來說明本實(shí)施方式中使用的晶振片。晶振片2為以規(guī)定形狀切出的俯視矩形的AT切割晶片。晶振片2的長邊尺寸為2. 220mm,短邊尺寸為I. 620mm。在晶振片2的表面和背面的主面200上，形成有用于驅(qū)動該晶振片的ー對對置的激勵電極21、21，從該激勵電極21、21引出有引出電極22、22 (參照圖2。圖I和圖3中未圖示)。在晶振片2的一端側(cè)緣部，形成有一對與從激勵電極21引出的引出電極22連接的連接電極23、23。連接電極23經(jīng)由粘結(jié)材料4 ー對一地粘結(jié)在前述的搭載電極32上。作為粘結(jié)材料4，例如使用硅酮類導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)材料。粘結(jié)材料4并不限定于硅酮類導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)材料。粘結(jié)材料4在硅酮類以外還可以使用環(huán)氧類等的導(dǎo)電性樹脂粘結(jié)材料，另外在樹脂類粘結(jié)材料以外還可以使用金屬凸點(diǎn)。下面，進(jìn)ー步詳細(xì)說明晶振片2。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的晶振片的立體圖，圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的晶振片的俯視圖。晶振片2的端面經(jīng)過了倒角加工。通過該倒角加工，晶振片2的棱部m被進(jìn)行倒角加工。晶振片2的厚度隨著接近標(biāo)記為L的長邊和標(biāo)記為W的短邊各自的端部而逐漸變薄。據(jù)此，晶振片2的剖面形狀為如圖4所示接近雙凸透鏡的剖面形狀。在實(shí)施方式中，V軸被設(shè)定為晶振片2的長邊方向，X軸被設(shè)定為短邊方向，Y軸被設(shè)定為厚度方向。接下來，說明晶振片2的倒角加工方法。圖6是本發(fā)明的晶振片的倒角加工裝置的概略剖視圖。倒角加工是將規(guī)定數(shù)量的長方體狀的晶振片與規(guī)定重量的研磨材料以混合的狀態(tài)封入金屬制加工容器內(nèi)。接下來，在各旋轉(zhuǎn)槽(F)內(nèi)各收容多個(gè)所述加工容器。所述旋轉(zhuǎn)槽在鼓E的外周附近以均勻間隔設(shè)置。當(dāng)鼓E旋轉(zhuǎn)(公轉(zhuǎn))時(shí)，各旋轉(zhuǎn)槽沿與鼓旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn))。晶振片伴隨著鼓的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過與加工容器的內(nèi)壁面的摩擦以及研磨材料的磨耗，其棱部被去掉。而且，加工容器內(nèi)壁的曲面(曲率)被轉(zhuǎn)印于晶振片。AT切割晶振片的面積是有限的。因此，因來自厚度滑移振動的晶振片的輪廓的反射波和由輪廓尺寸引起的輪廓振動等的影響，在本來所需要的振動(主振動)以外，還存在多個(gè)不需要的振動(所謂的副振動)。圖7示出在這些多個(gè)副振動之中例如著眼于接近主振動的兩個(gè)副振動的說明圖。圖7是表示使用網(wǎng)絡(luò)分析儀測定晶振片而得到的諧振波形的概略圖。在圖7中，第一副振動的頻率標(biāo)記為Fl,第二副振動的頻率標(biāo)記為F2。第一副振動的頻率(Fl)高于主振動的 頻率(Fs)，第一副振動位于在頻率上最接近主振動的位置。第二副振動的頻率(F2)高于第一副振動的頻率(F1)，且位于在頻率上比第一副振動次接近主振動的位置。在本實(shí)施方式中，晶體的V軸被設(shè)定為晶振片的長邊方向，晶體的X軸被設(shè)定為短邊方向，晶體的Y軸被設(shè)定為厚度方向。因此，第一副振動為X方向的I次非諧振動，第ニ副振動為X方向的3次非諧振動。一般而言，第一副振動與第二副振動隨著倒角加工的推進(jìn)，各自的頻率上升。這里，主振動的頻率也上升，但因主振動與副振動的各頻率的上升速度的差異，主振動與副振動的頻率差隨著倒角加工時(shí)間而擴(kuò)大。參照圖7、圖8來說明該頻率差的擴(kuò)大。如圖7所示，將某ー時(shí)間的第一副振動(Fl)與主振動(Fs)的頻率差設(shè)為AF1，將第二副振動(F2)與主振動(Fs)的頻率差設(shè)為AF2。如圖8所示，將任意時(shí)間At時(shí)間后的第一副振動的頻率設(shè)為F1’，將第二副振動的頻率設(shè)為F2’，將主振動設(shè)為Fs’時(shí)，為AFl < AF1’且AF2 < AF2’(AF1’ = F1’一Fs，，AF2’ = F2，— Fs’)的關(guān)系。圖9、圖10示出所述倒角加工后的晶振片的主振動與副振動的關(guān)系。在圖9中，主振動(Fs)與第一副振動(Fl)的頻率差(AFl)為468kHz，主振動(Fs)與第二副振動(F2)的頻率差(AF2)為1005kHz。在圖10中，主振動(Fs)與第一副振動(Fl)的頻率差(AFl)為468kHz,主振動(Fs)與第二副振動(F2)的頻率差(AF2)為IOOlkHz0如此，通過對晶振片進(jìn)行倒角加工以滿足倒角加工后的晶振片的主振動與第一副振動的頻率差(AFl)為460kHz以上且480kHz以下的范圍內(nèi)、或者主振動與第二副振動的頻率差(AF2)為995kHz以上且1015kHz以下的范圍內(nèi)的任意一方或雙方，從而能夠得到具有良好特性的晶振片。另外，通過對主振動與第一副振動及第ニ副振動的頻率進(jìn)行監(jiān)控以使它們落入前述的范圍內(nèi)，從而能夠?qū)⑺鼈冏鳛橛糜诜€(wěn)定地再現(xiàn)晶振片的倒角形狀的管理指標(biāo)而有效利用。本發(fā)明的晶振片當(dāng)經(jīng)過倒角加工而使第一或第二副振動與主振動的頻率差的任意一方或雙方落入前述的范圍內(nèi)時(shí)，其形狀還同時(shí)滿足下述內(nèi)容。第一，本發(fā)明的晶振片為如圖11a、圖Ilb所示的具有兩種曲率的倒角形狀。圖Ila是本發(fā)明經(jīng)倒角加工的晶振片的俯視圖，圖Ilb是圖Ila的B-B線上的剖視圖。如圖11a、圖Ilb所示，晶振片2在將長邊尺寸設(shè)為L時(shí)，在從(1/2)L的位置、也就是從長邊中央到向各長邊端部方向各(1/4) L的區(qū)域內(nèi)(第一區(qū)域)，具有第一曲率半徑Rl。而且，晶振片2在從所述第一區(qū)域到兩個(gè)長邊端部的區(qū)域、也就是從兩個(gè)長邊端部向中心方向內(nèi)側(cè)各(1/4)L的區(qū)域內(nèi)(第二區(qū)域)，具有第二曲率半徑R2。在本實(shí)施方式中，Rl為26mm以上且27mm以下的范圍，R2為7. 9mm以上且8. 9mm以下的范圍。第二，本發(fā)明的晶振片的通過倒角加工而弄薄的區(qū)域(表示從倒角加工前的晶振片的厚度被弄薄0.05mm以上的區(qū)域)為圖12所示的填充區(qū)域的范圍。具體而言，對于長邊方向，將長邊尺寸設(shè)為L時(shí)，從短邊緣部向晶振片的中心方向內(nèi)側(cè)各(1/4) L的區(qū)域?yàn)樗雠〉膮^(qū)域，對于短邊方向，將短邊尺寸設(shè)為W時(shí)，從長邊緣部向晶振片的中心方向內(nèi)側(cè)各(1/4)W的區(qū)域?yàn)樗雠〉膮^(qū)域。另外，對于對角線方向，將對角線長設(shè)為D (由于拐角部分通過倒角加工被去棹，因此將倒角加工前的角部設(shè)為虛擬點(diǎn)P時(shí)，連接斜對面的兩點(diǎn)P、P的線段)時(shí)，從所述兩個(gè)虛擬點(diǎn)P、P的每ー個(gè)向晶振片的中心方向內(nèi)側(cè)(3/8) D的區(qū)域?yàn)樗雠〉膮^(qū)域。第三，如圖13所示，舉出去除具有倒角加工后的角部的曲率的區(qū)域以外的邊長(長邊及短邊)與全邊長(長邊及短邊)的比率。也就是，對于長邊，將去除具有倒角加工后的曲率的區(qū)域以外的邊長設(shè)為L’，將包含倒角加工后的曲率的邊長設(shè)為L吋，(L’/L)為0. 45 以上且0.5以下的范圍。另ー方面，對于短邊，將去除具有倒角加工后的曲率的區(qū)域以外的邊長設(shè)為ず，將包含倒角加工后的曲率的邊長設(shè)為W吋，(W’ /ff)為0. 27以上且0. 34以下的范圍。另外，四角具有曲率的部分的曲率半徑為0. 55mm以上且0. 6mm以下的范圍。第四，本發(fā)明的晶振片經(jīng)倒角加工后的晶振片的俯視矩形的中央的厚度與圖14所示的各位置上的厚度的相對關(guān)系為如下所示的相對關(guān)系。也就是，將晶振片的俯視矩形的中央的厚度設(shè)為a，將短邊端部中央的厚度設(shè)為b吋，(b/a)為0. 62以上且0. 79以下的范圍。另外，將倒角加工前的晶振片的角部設(shè)為虛擬點(diǎn)P吋，將從自點(diǎn)P向長邊和短邊的各方向各相距0. Imm的點(diǎn)引出的垂線的交點(diǎn)上的厚度設(shè)為c吋，(c/a)為0. 29以上且0. 37以下的范圍。根據(jù)本發(fā)明，通過對晶振片進(jìn)行倒角加工以使至少主振動與所述第二副振動的頻率差為975kHz以上且1015kHz以下的范圍，從而在使用該晶振片的晶體振子中，能夠得到良好的串聯(lián)電阻值以及優(yōu)異的頻率溫度特性。這是由于通過著眼于容易更穩(wěn)定地顯現(xiàn)的第ニ副振動，從而能夠使具有良好特性的晶振片的形狀穩(wěn)定地再現(xiàn)。使用圖15 圖19來對以上內(nèi)容進(jìn)行說明。圖15 圖19是表示本發(fā)明的晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的圖表。在圖15 圖19的測定中所使用的晶振片在倒角加工前的外形尺寸為長邊(Z’軸)
2.220mm、短邊(X軸)1. 620mm。而且，在經(jīng)倒角加工的晶振片的表面和背面形成有矩形的激勵電極激^^^橫^臟)。測定中所使用的晶體振子的數(shù)量為150個(gè)。作為試料使用的晶振片著眼于第二副振動(F2)，按照主振動與第二副振動的頻率差的大小分為三類，按照每ー類來進(jìn)行晶體振子的制造。圖15示出了以主振動與所述第二副振動的頻率差為1005kHz為目標(biāo)，作為制造誤差考慮了 ±10kHz的倒角加工條件時(shí)的頻率溫度特性(a:表示各溫度下的頻率偏差的圖表)與串聯(lián)電阻溫度特性(b :表示各溫度下的串聯(lián)電阻值的圖表)。與此相対，圖16至17示出主振動與所述第二副振動的頻率差小于1005kHz± IOkHz時(shí)的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性。具體而言，圖16示出了以主振動與所述第二副振動的頻率差為985kHz( 土 IOkHz)為目標(biāo)時(shí)的頻率溫度特性(a)與串聯(lián)電阻溫度特性(b)，圖17示出了以主振動與所述第二副振動的頻率差為965kHz ( ±10kHz)為目標(biāo)時(shí)的頻率溫度特性(a)與串聯(lián)電阻溫度特性(b)。據(jù)此，隨著主振動與所述第二副振動的頻率差變得小于1005kHz± IOkHz，串聯(lián)電阻溫度特性的波動呈現(xiàn)増大的傾向。另ー方面，圖18、圖19示出主振動與所述第二副振動的頻率差大于1005kHz± IOkHz時(shí)的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性。具體而言，圖18示出了以主振動與所述第二副振動的頻率差為1025kHz (±10kHz)為目標(biāo)時(shí)的頻率溫度特性(a)與串聯(lián)電阻溫度特性(b)，圖19示出了以主振動與所述第二副振動的頻率差為1045kHz (±10kHz)為目標(biāo)時(shí)的頻率溫度特性(a)與串聯(lián)電阻溫度特性(b)。據(jù)此，隨著主振動與所述第二副振動的頻率差變得大于1005kHz 土 IOkHz，串聯(lián)電阻溫度特性的波動具有増大的傾向，特別是在一 40°C到+ 20°C的溫度區(qū)域中波動増大。
當(dāng)比較這些圖表吋，關(guān)于頻率溫度特性，如圖15所示，主振動與第二副振動的頻率差為1005kHz時(shí)頻率偏差的波動度最小。另外，關(guān)于串聯(lián)電阻溫度特性，也是主振動與第ニ副振動的頻率差為1005kHz時(shí)串聯(lián)電阻的絕對值最小，并且相對于溫度變化的串聯(lián)電阻值的波動也變小。根據(jù)以上內(nèi)容，通過對晶振片進(jìn)行倒角加工以使主振動與所述第二副振動的頻率差為995kHz以上且1015kHz以下的范圍內(nèi)，從而能夠得到具有良好的頻率溫度特性以及良好的串聯(lián)電阻溫度特性的晶體振子。此外，即使是圖16中將主振動與所述第二副振動的頻率差為985kHz ( ± IOkHz)設(shè)定為目標(biāo)的晶體振子，在實(shí)用上也沒有問題，但從串聯(lián)電阻值的穩(wěn)定性這點(diǎn)來看，優(yōu)選圖15中主振動與第二副振動的頻率差為1005kHz的晶體振子。圖20、圖21示出表示本實(shí)施方式中的倒角后的實(shí)際的晶振片的主振動與副振動的關(guān)系的圖表。在圖20中，第二副振動(F2)以能夠識別的狀態(tài)顯現(xiàn)在與主振動(Fs)相距1005kHz的位置，而第一副振動并未顯現(xiàn)。在圖21中，第二副振動(F2)以能夠識別的狀態(tài)顯現(xiàn)在與主振動(Fs)相距1008kHz的位置，而第一副振動(Fl)由于顯現(xiàn)得非常小因此難以識別。與此相反，雖未圖示，但也有第一副振動為易于識別的狀態(tài)，而與此相對，第二副振動顯現(xiàn)得較小、或第二副振動并未顯現(xiàn)的情況。這種現(xiàn)象是由于晶振片的倒角形狀的誤差引起的，但如果是本發(fā)明的晶振片，由于使用第一副振動與第二副振動的任意一方或雙方作為管理指標(biāo)，因此能夠按照倒角加工狀態(tài)，著眼于易于管理的副振動來監(jiān)控倒角加工。據(jù)此，能夠穩(wěn)定地再現(xiàn)具有良好特性的晶振片的形狀。圖22和圖23是表示本發(fā)明的晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的另一例的圖表。圖22是晶振片的短邊(X軸)尺寸為I. 620mm、晶振片的長邊(Z’軸)尺寸為
2.40mm的本發(fā)明的晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的圖表。圖23是將圖22的晶振片的短邊尺寸固定為I. 620mm,使長邊從2. 40mm變化為2. 19mm時(shí)的圖表。在經(jīng)倒角加工的晶振片的表面和背面形成有矩形的激勵電極(縱I. 3mmX橫I. 1_)。測定中所使用的晶體振子的數(shù)量為150個(gè)。
圖22和圖23所示的測定將主振動與第二副振動的頻率差設(shè)為995 1015kHz，在(a)中示出考慮了 ±10kHz的制造誤差的倒角加工條件時(shí)的頻率溫度特性，另外在(b)中示出串聯(lián)電阻溫度特性。(a)為表示各溫度下的頻率偏差的圖表，(b)為表示各溫度下的串聯(lián)電阻值的圖表。圖22和圖23的圖表示出即使都將晶振片的短邊尺寸固定為I. 620mm,而使長邊在倒角加工中從2. 40mm變化為2. 19mm,晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性也是良好的。圖24和圖25是表示本發(fā)明的晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的又一例的圖表。圖24和圖25為都將長邊(Z’軸)尺寸固定為2. 2mm，而從圖24所示的短邊(X軸)尺寸I. 750mm倒角加工至圖25所示的短邊尺寸I. 61mm時(shí)的晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性的圖表。在經(jīng)倒角加工的晶振片的表面和背面形成有矩形的激勵電極(縱I. 3mmX橫I. 1mm)。測定中所使用的晶體振子的數(shù)量為150個(gè)。 在圖24和圖25的測定中，示出了以主振動與第二副振動的頻率差為995 1015kHz為目標(biāo)，作為制造誤差考慮了 ± IOkHz的倒角加工條件時(shí)的頻率溫度特性(a :表示各溫度下的頻率偏差的圖表)與串聯(lián)電阻溫度特性(b :表示各溫度下的串聯(lián)電阻值的圖表)。圖24和圖25的圖表示出了都將長邊(Z’軸)尺寸固定為2. 2mm，而從圖24所示的短邊(X軸)尺寸I. 750mm倒角加工至圖25所示的短邊尺寸I. 61mm時(shí)，晶體振子的頻率溫度特性與串聯(lián)電阻溫度特性是良好的。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，作為密封材料以玻璃材料為例，但也能夠適用使用陶瓷基座與金屬制蓋體，密封材料使用銀釬料等釬料的激光密封、電子束密封的密封等。進(jìn)而，本發(fā)明的實(shí)施方式以表面貼裝型晶體振子為例，但也能夠適用于晶體濾波器、晶體振蕩器等電子設(shè)備中使用的其他表面貼裝型壓電振動器件。本發(fā)明能夠不脫離其精神或主要特征而以其他各種形態(tài)實(shí)施。因此，上述的實(shí)施方式在所有方面僅為示例，并不能進(jìn)行限定性解釋。本發(fā)明的范圍為權(quán)利要求書所示的范圍，說明書正文中并沒有任何約束。進(jìn)而，屬于權(quán)利要求書的等同范圍內(nèi)的變形和變更全部在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種晶振片，其中，棱部經(jīng)倒角加工，且俯視形狀為大致矩形，諧振頻率為7MHz以上且9MHz以下，所述矩形的長邊和短邊的各尺寸為I. 5mm以上且2. 4mm以下的范圍， 在相對于主振動高975kHz以上且1015kHz以下的范圍的頻率區(qū)域存在副振動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶振片，其中，在相對于主振動高995kHz以上且1015kHz以下的范圍的頻率區(qū)域存在副振動。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的晶振片，其中，長邊被設(shè)定為所述晶振片的Z’軸方向，短邊被設(shè)定為X軸方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的晶振片，其中，所述晶振片的長邊尺寸為2.Imm以上且2. 4mm以下，短邊尺寸為I. 5mm以上且I. 75mm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶振片，其中，所述晶振片的短邊尺寸為I.61mm以上且I.75mm 以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶振片，其中，Y方向的所述晶振片的側(cè)面厚度方向的棱線為如下形狀將Z’軸方向的所述晶振片的長邊尺寸設(shè)為L，從長邊中央到向各長邊端部方向各(1/4)L的第一區(qū)域具有第一曲率R1，從兩個(gè)長邊端部向中心方向內(nèi)側(cè)各(1/4)L的第二區(qū)域具有第二曲率R2，其中Rl為26mm以上且27mm以下，R2為7. 9mm以上且8. 9mm以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶振片，其中，將所述晶振片的俯視大致矩形中V軸方向的長邊尺寸設(shè)為L，將短邊尺寸設(shè)為W，從X軸方向的短邊端部向所述晶振片的中心方向內(nèi)側(cè)各(1/4)L的區(qū)域、以及從長邊端部向所述晶振片的中心方向內(nèi)側(cè)各(1/4)W的區(qū)域被弄薄，且在對角線方向上，將倒角加工前的對角線方向的兩個(gè)角部設(shè)為虛擬點(diǎn)P，將兩個(gè)虛擬點(diǎn)P間的距離設(shè)為D，從所述兩個(gè)虛擬點(diǎn)的每ー個(gè)向晶振片中心方向內(nèi)側(cè)(3/8) D的區(qū)域被弄薄。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶振片，其中，在所述晶振片的俯視大致矩形的四角部中，將倒角加工前的長邊方向的邊長設(shè)為L，將去除具有倒角加工后的曲率的區(qū)域以外的長邊方向的邊長設(shè)為L’，(L’/L)為0. 45以上且0.5以下，并且，將倒角加工前的短邊方向的邊長設(shè)為W，將去除具有倒角加工后的曲率的區(qū)域以外的短邊方向的邊長設(shè)為W’，(W’ /ff)為0. 27以上且0. 34以下，并且，四角具有曲率的部分的曲率半徑為0. 55mm以上且0. 6mm以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶振片，其中，將倒角加工后的所述晶振片的俯視矩形的中央的厚度設(shè)為a，將短邊部中央的厚度設(shè)為b，(b/a)為0. 62以上且0. 79以下，將倒角加工前的所述晶振片的角部設(shè)為虛擬點(diǎn)P，將從自點(diǎn)P向長邊和短邊的各方向各相距0. Imm的點(diǎn)引出的垂線的交點(diǎn)上的厚度設(shè)為c，(c/a)為0. 29以上且0. 37以下。
10.一種晶體振子，其特征在于，具備權(quán)利要求1、2、6、7、8或9的任ー項(xiàng)所述的晶振片， 在所述晶振片的表面和背面， 形成激勵電極以及從該激勵電極至少向所述晶振片的一端側(cè)延伸出的連接電扱， 并且將所述晶振片收容在容器體內(nèi)部，將所述連接電極與所述容器體內(nèi)部的搭載電極導(dǎo)電粘結(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及晶振片以及使用該晶振片的晶體振子。晶振片為棱部經(jīng)倒角加工的俯視大致矩形的AT切割晶振片，諧振頻率為7MHz以上且9MHz以下，所述矩形的長邊和短邊的各尺寸為1.5mm以上且2.4mm以下的范圍，其中，至少主振動與副振動的頻率差滿足975kHz以上且1015kH以下的范圍。
文檔編號H03H9/02GK102868381SQ201210211358
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者中西健太郎 申請人:株式會社 大真空