[发明专利]压电陶瓷振子的制造方法

说明书

本发明涉及压电陶瓷振子的制造方法，尤其涉及例如为获得所需谐振频率的压电陶瓷振子的制造方法。

人们早已知道，厚度切变振动模的振子具有谐振频率由器件厚度决定的特性，即器件厚度t与谐振频率f_r的积为一定值C(t×f_r＝C)。因此，在制造作压电单晶的晶体振子时，为了获得具有所需谐振频率的晶体片，利用众所周知的行星齿轮式研磨装置(图中未示出)对晶体片进行研磨，以调整晶体片的器件厚度。

也就是说，这时的晶(体)片研磨作业，如特开平3-251365号公报所公开的那样，把行星齿轮状的工件定位夹具放入恒星齿轮和内齿轮之间，该定位夹具对应当研磨的晶片进行定位并且夹具厚度小于晶片厚度，而且在该定位夹具的上面和下面分别配置研磨盘，然后一边注入磨料浆，一边驱动定位夹具旋转，以此对晶片进行研磨使其达到要求的谐振频率。

并且，在这样研磨时，通过预先安装到研磨盘上的电极来测量晶片在研磨过程中的谐振频率，当达到要求的谐振频率时就停止晶片研磨。

然而，上述现有制造方法的例子尽管是在制造晶体(石英)振子时实际采用的方法，但是在制造压电陶瓷振子时这种现有的方法难以适用。

难以适用的原因是，与晶片相比，压电陶瓷片的机电耦合系数K非常大，也就是极化强度大，并且机械品质因数Q_m小。

也就是说，当采用对谐振频率边测量边调整的现有方法，对压电陶瓷片进行研磨时，由于谐振频率受外部容量变化的影响会发生巨大变化，结果使研磨过程中的谐振频率与要求的谐振频率的关系未必能保持一定。

为解决这一问题，本发明人认真进行了研究，结果发现：如果压电陶瓷片的材质一致性良好(没有误差)，该压电陶瓷片的器件厚度t与反谐振频率f_a之间存在这样一种关系，即二者的乘积为一定值(t×f_a＝N)，并且该反谐振频率不易受外部容量变化的影响。另外，也已发现，当把谐振频率定为f_r时，存在着Δf＝f_a-f_r的关系。

因此，考虑到这些关系，如果Δf为一定值，则C和N的差也为一定值。所以，通过边测量反谐振频率，边调整反谐振频率的方法，可以获得要求的谐振频率。

本发明是根据这些实际发现的关系式而创造的，本发明的主要目的在于提供一种极为简便而且很实用的压电陶瓷振子制造方法。

涉及本发明的压电陶瓷振子的制造方法，其特征在于：为实现上述目的而包括以下步骤：对压电陶瓷片进行准备处理的步骤、对压电陶瓷片进行极化处理的步骤、一边测量压电陶瓷片反谐振频率，一边进行调整压电陶瓷片厚度的研磨作业，以此来调整压电陶瓷片反谐振频率的步骤。在这种情况下最好采用材质一致性良好的压电陶瓷片。

如果采用涉及本发明的压电陶瓷振子制造方法，那么，在研磨过程中测量压电陶瓷片反谐振频率，当其反谐振频率达到要求值时即结束研磨作业，这样即可获得具有要求谐振频率的压电陶瓷片。

并且，在研磨作业中，因为反谐振频率不易受外部容量变化的影响，所以，研磨作业结束后的压电陶瓷片可以达到要求的反谐振频率，并且具有要求的谐振频率。

所以，利用本发明可以获得这样一种效果，即采用极为简便而且实用的方法即可制造出压电陶瓷振子。

本发明的上述目的和其它目的、特征、形式以及优点，可以参照附图进行的实例详细说明中更进一步看清楚。

图1是研磨压电陶瓷片时所用的研磨装置的基本结构说明图。

图1是研磨压电陶瓷片时所使用的研磨装置的基本结构说明图。该研磨装置10是研磨压电陶瓷片1，对压电陶瓷片1的厚度进行调整，以此来对压电陶瓷片1的反谐振频率进行调整所需的研磨装置。在该实施例中，压电陶瓷片1采用例如由锆钛酸铅或钛酸钡制成的、材质一致性良好的瓷片。并且该压电陶瓷片1采用预先经过极化处理的瓷片。

该研磨装置10包括上研磨盘3和下研磨盘4。在上研磨盘3和下研磨盘4之间设置恒星齿轮(图中未示出)和内齿轮(图中未示出)。在恒星齿轮和内齿轮之间设置定位夹具2作为工件支座，对被研磨物压电陶瓷片1进行支持和定位。在这种情况下，在定位夹具2上设置了工件孔(图中未示出)，孔的形状与压电陶瓷片1相对应，压电陶瓷片1保持在该孔内。定位夹具2，厚度比压电陶瓷片1薄，呈行星齿轮状。定位夹具2配置在恒星齿轮和内齿轮之间并且能与恒星齿轮和内齿轮互相啮合，可以在独立的状态下受驱动而进行旋转。