[发明专利]音叉型晶体振子及其频率调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及音叉型晶体振子(以下，称为“音叉型振子”)及其振荡频率调整方法，特别是涉及提高频率调整精度的音叉型振子的频率调整方法。 

背景技术

(发明背景) 

音叉型振子，特别是被作为时钟的基准源使用，作为时钟功能部件被内藏于手表、手机和数码照相机等电子设备中。近年来，随着电子产品的普及和小型化，音叉型振子也通过采用照相平板(photolithograph)的蚀刻技术(etching)成形。 

(现有技术) 

图4为现有例的音叉型振子的除去外壳所见的平面图。另外，图5A及5B为该音叉型振子的详细示图，特别是，图5A为将电极配线也同时表示出的音叉型振子的斜视图，图5B为将沿图5A中线A-A的剖面图与振荡电路同时表示出的剖面图。 

现有音叉型振子如图4所示，具有从音叉基部1延伸出一对音叉腕2a、2b的音叉状晶体片3。在一对音叉腕2a、2b的除其头部前端面(顶面)的各四面上具有驱动电极4。并且，各驱动电极4、4被如图5B所示接线。即，各音叉腕2a、2b上的两主面间及两侧面间作为同电位、两主面和两侧面作为逆电位，一对音叉腕2a、2b间各两主面间及各两侧面间作为逆电位而接线。 

所述驱动电极4，各同电位彼此共通连接，如图5A所示，一对电极延伸到音叉基部1的主面下方。通常，如图4所示，调整频率用金属膜5a，5b形成于音叉腕2a、2b的上端侧主面。并且，这些包含驱动电极4等的外形加工是通过例如采用照相平板的蚀刻技术进行的，多数的音叉状晶体片3如后述图2所示与晶片(wafer)9一体化连结。 

图2所示晶片9分割为各音叉状晶体片3后，如图4所示，音叉状晶体片3为，音叉基部1的主面下方被固定安装并电性、机械连接于，例如剖面为凹状的表面安装容器6的一端侧的具有晶体端子的内壁台阶部7。并且，表面安装容器6的开口端面由图中未示的盖所封闭，密闭装入音叉状晶体片3。通常，装入为真空封装，能抑制小型化导致的晶体阻抗(CI)上升。 

如此，在音叉状晶体片3一体化连结于晶片9的状态下，通过YAG等激光熔融、飞散并去除上端主面的金属膜5a、5b的一部分。并且，从低到高调整音叉型振子(音叉状晶体片3)的振荡频率。此时，因为能够在晶片级(wafer level)总体调整音叉型振子的频率，所以能提高生产率。 

或者，将音叉状晶体片3收容进表面安装容器6内后，同样，通过除去金属膜5a、5b的一部分，调整音叉型振子的频率。此时，能够将常温下的振荡频率调整至标准内，所述常温下的振荡频率包含将音叉基部1固定安装在台阶部7后的振荡频率的变化量。另外，也能够在晶片9的状态下粗调各音叉晶体片3的振荡频率，分片(個片)并收容进表面安装容器6内后，微调振荡频率。 

此外，用波长适于切断晶体的激光逐步切断音叉型晶体片的振荡腕部的外侧角部，进行特性调整。 

(参考日本特开2004-201105号公报，日本特开2004-289237号公报，日本特开2007-57411号公报以及日本特开2000-278066号公报) 

(现有技术的问题) 

但是，具有所述结构的现有的音叉型振子中，因调整频率用金属膜5a、5b需形成于音叉腕2a、2b的上端，制造工序复杂。并且，调整频率时，因通过激光的热去除金属膜5a、5b，所以音叉腕2a、2b自身(音叉型振子自身)的温度也会升高。另外，音叉型振子具有常温附近作为极大值的2次函数频率温度特性。 

因此，尽管在常温下调整音叉型振子的频率，但随音叉腕2a、2b自身的温度上升，实际上成为在比常温高的温度下调整频率。因此，调整频率不足，有调整精度易低下的问题。 

图6说明所述问题，表示音叉型振子频率温度特性典型例。音叉 型振子的温度特性图，横轴表示温度，并且，纵轴表示各温度相对室温的频率变化量(单位：ppm)。 

音叉型振子，通常，被设计为25℃附近为顶点温度(温度系数平稳)。并且，要求频率调整精度未满±20ppm。但是，如上所述，通过激光的热去除金属膜的情况下，照射激光时，晶体的温度很高(至少100℃以上)。因此，频率变化为图6的100℃以上区域的值，比室温时的值低数百ppm。从而，激光调整结束晶体冷却后频率变高。结果不能维持频率调整时的频率，不能确保规定的频率调整精度。