[发明专利]晶体振子

说明书

本发明提供一种晶体振子，所述晶体振子可不对振动特性造成不良影响地设置小型且结构简单的支撑部，频率温度特性优异且设计的自由度高。使晶体的结晶学上的X轴、Y轴和Z轴绕X轴旋转+37°～+51.5°而形成X′轴、Y′轴、Z′轴，使X′轴与Z′轴绕Y′轴旋转45°而形成X″轴及Z″轴。使用如下晶体板(31)，所述晶体板(31)为将具有分别与X″轴及Z″轴平行的边的长方形设为基准长方形，而使该基准长方形的至少一对相向的边分别向基准长方形的外方凸出而成的形状，且在X″轴方向及Z″轴方向上分别具有纵向振动模式。在两个纵向振动模式结合时，将对晶体板(31)进行支撑的支撑部(32)连接于基准长方形的顶点附近的位置且X″轴方向或Z″轴方向的振动位移极小的位置。

技术领域

本发明涉及一种晶体振子。

背景技术

被用作频率或时间的基准源的晶体振子，依据将构成晶体振子的振动板即晶体板从晶体的单晶切出时的结晶学上的方位，而被分为几种“切割(cut)”。关于所述切割，以前，例如AT切割、SC切割等已广为人知。其中，GT切割的晶体板具有优良的频率温度特性，周围温度变化时的共振频率的变化非常小，因而期待被应用于高精度高稳定的晶体振荡器等中。长方形状的GT切割的晶体振子在低频带(例如，2MHz～10MHz)下可实现小型化，且具有常温(25℃左右)下的一次温度系数为0的频率温度特性。

在晶体中，众所周知结晶学上规定有X轴、Y轴及Z轴这3个结晶轴。包含如下晶体板的切割为GT切割(例如参照专利文献1)，该晶体板通过将沿与Y轴正交的面(即，与X轴及Z轴平行的面)切出所得的晶体板称作Y板，将Y板绕X轴旋转+51.5°(即θ＝+51.5°)、且使板在该板的面内进一步旋转+45°(即β＝+45°)而形成。θ及β一般是为了确定晶体的切割方位而使用的参数。为了指定GT切割的晶体板内的方位，将使X轴、Y轴及Z轴绕X轴旋转所述+51.5°所得的轴分别设为X′轴、Y′轴及Z′轴。因绕X轴旋转，所以当然X′轴与X轴一致。而且，将使X′轴及Z′轴绕Y′轴而向从Z′轴朝向X′轴的方向旋转45°所得的轴分别设为X″轴及Z″轴。

此处，对GT切割的晶体板的振动模式进行说明。如图1所示，GT切割的晶体板11的振动模式为X″轴方向的纵向振动(伸缩振动)模式与Z″轴方向的纵向振动模式结合而成的振动模式(也称作宽度·长度纵向耦合振动模式)。图1中，伸缩振动的方向由箭头来表示，利用振动而位移的轮廓由虚线来表示。其中，为了说明，位移的轮廓以远大于晶体板11的实际位移量的位移来进行描述。因为是2个纵向振动模式结合而成的振动模式，所以，以前GT切割的晶体板形成为一对边与X″轴平行而另一对边与Z″轴平行的长方形或方型的形状，且被用作晶体振子中的振动板即晶体片。用以激振作为振动板的晶体板的激振电极分别设置于晶体板的两个主面上。因将纵向振动模式用作主振动，所以GT切割的晶体板即便在共振频率处于低频带时也可形成为小型。另外，GT切割的振子在使各边的长度相等而形成正方形的振动板时，以与宽度·长度纵向耦合振动模式不同的被称作拉梅(Lame)振动模式的振动模式来进行振动，因而原则上GT切割的振子的平面形状并非为正方形。

晶体板的振动模式因切割而异。例如，在为以前所广泛使用的AT切割的晶体板的情况下，振动模式为厚度剪切(thickness shear)振动模式，仅根据该厚度来决定共振频率。因此，AT切割的晶体板中，可将平面形状设定为任意形状，由此，可设为在成为厚度剪切振动下的固定点的位置对晶体片进行支撑的构成。然而，在为GT切割的晶体片的情况下，振动模式为宽度·长度纵向耦合振动模式，且共振频率根据宽度或长度等的平面形状或尺寸而变化，并且需要确实地引起相互结合的2个振动模式的振动双方，因而无法将平面形状设定为任意，或无法在任意的位置配置支撑部。尤其在长方形状的GT切割的晶体板的外周部，一般来说并不存在振动位移的固定点。