專利名稱：壓電振動(dòng)片、壓電振子和壓電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用壓電效應(yīng)的振動(dòng)片，具體地說(shuō)，涉及使用所謂新切削水晶板的壓電振動(dòng)片、壓電振子和壓電裝置。
由該AT切削板形成的壓電振子(水晶振子)的頻率溫度特性用

圖11表示。圖11中，橫軸為溫度(單位℃)，縱軸表示以溫度為25℃時(shí)的頻率作為基準(zhǔn)的頻率偏差(單位ppm)。
專利第3218537號(hào)公報(bào)[非專利文獻(xiàn)1]P.C.Y.Lee、Y.K.Yong著，“Frequency-temperature behavior ofthickness vibrations of doubly rotated quartz plates affected by platedimensions and orientations”，Vol.60，No.7，(美國(guó))，Journal of AppliedPhysics，1986年10月1日，p.2340從以前一直廣泛使用的AT切削板，如圖11所示，表示頻率溫度特性的對(duì)應(yīng)于25℃時(shí)的頻率的頻率偏差在100℃附近急劇變大。因此，例如采用從-25℃到+120℃的溫度范圍，則不存在頻率偏差的變化幅度為30ppm以內(nèi)的切角。因此，如汽車(chē)零件這樣在大溫度范圍內(nèi)使用的裝置上安裝由AT切削板形成的水晶振子時(shí)，很難高精度地控制。從而，人們尋求在大的溫度范圍，特別是從-25℃到+120℃的溫度范圍內(nèi)可發(fā)出頻率偏差為±15ppm以內(nèi)的穩(wěn)定的振蕩頻率的水晶振子。
以前，如上所述，由于在從-25℃到+120℃的范圍內(nèi)頻率偏差的變化幅度比30ppm大，因此，作為汽車(chē)零件等使用時(shí)，通過(guò)設(shè)置溫度補(bǔ)償電路得到使頻率較穩(wěn)定的振蕩器。但是，如果設(shè)置溫度補(bǔ)償電路，隨著零件數(shù)和工時(shí)數(shù)的增加，成本將增大。
本發(fā)明是為了克服所述的傳統(tǒng)技術(shù)的缺點(diǎn)而形成，以在大的溫度范圍內(nèi)可得到穩(wěn)定的頻率為目的。
由此形成的本發(fā)明，在-25℃～+120℃的溫度范圍內(nèi)可使頻率溫度特性的頻率偏差的變化幅度限定在30ppm以內(nèi)，在大的溫度范圍內(nèi)可得到穩(wěn)定的頻率。
另外，本發(fā)明中的“圍繞軸的順時(shí)針?lè)较颉笔侵笍脑撦S的負(fù)軸側(cè)向正軸側(cè)看時(shí)為基準(zhǔn)。從而，例如“圍繞Z軸的順時(shí)針?lè)较颉笔侵浮皬?Z方向往+Z方向看時(shí)的順時(shí)針?lè)较颉薄?br> 壓電振動(dòng)片的頻率溫度特性也根據(jù)坯料的形狀，例如坯料的X邊比(坯料的X’軸方向的長(zhǎng)度除以坯料的厚度所得到的值)變化。因此，發(fā)明人對(duì)在大的溫度范圍內(nèi)可得到穩(wěn)定的頻率的坯料的X邊比與切角的關(guān)系進(jìn)行了調(diào)查。在所述的壓電振動(dòng)片中，其特征在于，所述X’軸方向的長(zhǎng)度相對(duì)于厚度的倍數(shù)為大于等于15且小于22，假設(shè)圍繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)值為φ、圍繞X’軸的旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)值為θ時(shí)，φ°＝(-1.0222350×102×θ3+1.0670709×104×θ2-3.7128983×105×θ+4.3063628×106±3)°(式中，34.6≤θ≤35.1)式4借此，在-25℃～+120℃的大溫度范圍內(nèi)，可使X邊比為大于等于15且小于22的壓電振動(dòng)片的頻率穩(wěn)定。
另外，在所述的壓電振動(dòng)片中，其特征在于，水晶板的所述X’軸方向的長(zhǎng)度相對(duì)于厚度的倍數(shù)為小于15，假設(shè)圍繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)值為φ、圍繞X’軸的旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)值為θ時(shí)，φ°＝(-1.7916667×102×θ3+1.8731250×104×θ2-6.5277908×105×θ+7.5832595×106±3)°(式中，34.6≤θ≤35.1)式5借此，在-25℃～+120℃的大溫度范圍內(nèi)，可使X邊比為比15小的小型壓電振動(dòng)片的頻率穩(wěn)定。
另外，本發(fā)明的壓電振動(dòng)片，其特征在于由水晶板構(gòu)成，該水晶板將水晶的電軸作為X軸、機(jī)械軸作為Y軸、光學(xué)軸作為Z軸，其具有與X’軸平行的邊，所述X’軸是圍繞所述Z軸將所述X軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)大于等于-15.9度且小于等于-5.0度的角度而設(shè)定的；與Z’軸平行的邊，所述Z’軸是圍繞所述X’軸將所述Z軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)大于等于34.2度且小于等于35.3度的角度而設(shè)定的。
由此形成的本發(fā)明，在-25℃～+120℃的溫度范圍內(nèi)可使頻率溫度特性的頻率偏差的變化幅度集中在30ppm以內(nèi)，在大的溫度范圍內(nèi)可得到穩(wěn)定的頻率。
在其它的實(shí)施例中，其特征在于，水晶板的所述X’軸方向的長(zhǎng)度相對(duì)于厚度的倍數(shù)為小于80，假設(shè)圍繞所述Z軸的旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)值為φ、圍繞所述X’軸的旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)值為θ時(shí)，θ＝-2.91652×10-3×φ2+1.39515×10-4×φ+35.1541±0.2(式中，-15.9≤φ≤-5)式6借此，在-25℃～+120℃的大溫度范圍內(nèi)，可使X邊比為大于等于10的壓電振動(dòng)片的頻率穩(wěn)定。
本發(fā)明的壓電振子，其特征在于是由如上任一所述的壓電振動(dòng)片形成。由此，在-25℃～+120℃的大溫度范圍內(nèi)，可得到頻率穩(wěn)定的壓電振子。
另外，本發(fā)明的壓電裝置，其特征在于具備所述的壓電振子。由此，即使是使用于如汽車(chē)零件等在溫度范圍大的情況下，不需要設(shè)置溫度補(bǔ)償電路，可使頻率穩(wěn)定且避免零件數(shù)和工時(shí)數(shù)的增加，可降低成本。
圖2是說(shuō)明X邊比為10的壓電振子的頻率溫度特性于與切角φ的相關(guān)性的圖。
圖3是表示由X邊比的不同而產(chǎn)生的最適合切角的差異的圖。
圖4是表示由電極膜厚(極板反向量プレ一トバック量)的不同而產(chǎn)生的頻率溫度特性差異的圖。
圖5是表示X邊比為大于等于15且小于22的壓電振子可得到良好的頻率溫度特性的切角的范圍的圖。
圖6是表示X邊比小于15的壓電振子可得到良好的頻率溫度特性的切角的范圍的圖。
圖7是說(shuō)明X邊比為10的壓電振子的θ＝34.5°時(shí)的頻率溫度特性與φ的相關(guān)性的圖。
圖8是說(shuō)明X邊比為25.0的壓電振子的θ＝-10°時(shí)的頻率溫度特性與φ的相關(guān)性的圖。
圖9是表示X邊比小于10～80的壓電振子可得到良好的頻率溫度特性的切角的范圍的圖。
圖10是實(shí)施例的壓電振子的說(shuō)明圖，(1)是沿(2)的B-B線的截面圖，(2)是沿(1)的A-A線的截面圖。
圖11是表示使用AT切削水晶板的壓電振子的頻率溫度特性的圖。
符號(hào)說(shuō)明10 水晶結(jié)晶、12 水晶板、20 壓電振子、22 外殼、24 壓電振動(dòng)片、30 電極、36 激勵(lì)電極理論上證明若在水晶的結(jié)晶軸(電軸、機(jī)械軸、光學(xué)軸)中使用根據(jù)對(duì)應(yīng)兩軸旋轉(zhuǎn)的切角切割出的水晶板(基板)，則頻率偏差的拐點(diǎn)向高溫側(cè)偏移(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在-25℃～+120℃的溫度范圍內(nèi)，頻率穩(wěn)定的切角也存在。
但是，根據(jù)坯料的形狀，頻率溫度特性曲線也容易產(chǎn)生變化。因此，僅僅通過(guò)確定切角，不能夠特別指定頻率穩(wěn)定的切角區(qū)域。例如，圖11中表示頻率溫度特性的由AT切削板形成的水晶振子，即使是在切角相同的情況下，隨著坯料的X邊比(坯料的X’軸方向的長(zhǎng)度除以坯料的厚度所得的值)變大，如同一圖面的箭頭A、B所示，以溫度的三次函數(shù)表示的頻率溫度特性曲線在溫度的線性系數(shù)變大的方向上變化。我們已知，其即使是對(duì)于具有以圍繞兩軸旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)軸的水晶板，也顯示同樣的趨勢(shì)(例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。因此，有必要設(shè)定考慮了坯料的X邊比的切角。
另外，溫度特性也受到形成在坯料上的電極的厚度的影響，即電極的厚度變厚與坯料的X邊比變短同樣地使線性系數(shù)變小。在此，與切角同樣地，必須考慮電極膜厚。
圖1是說(shuō)明為了得到本發(fā)明的壓電振動(dòng)片即水晶振動(dòng)片的水晶切角的圖。圖1中，與水晶結(jié)晶10垂直的三軸，即電軸作為X軸、與其垂直的機(jī)械軸作為Y軸、與X軸和Y軸垂直的光學(xué)軸作為Z軸。為了得到本發(fā)明的水晶振動(dòng)片的水晶板(水晶基板)12的切角，首先，設(shè)定圍繞Z軸把X軸順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)φ的X’軸，并具有與該X’軸平行的邊。并且，水晶板12具有與圍繞X’軸把Z軸順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)φ的Z’軸平行的邊。
發(fā)明人通過(guò)對(duì)分別圍繞水晶結(jié)晶10的X軸和Z軸旋轉(zhuǎn)的所謂雙旋轉(zhuǎn)切角進(jìn)行各種討論的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了在-25℃～+120℃的溫度范圍內(nèi)可得到比較穩(wěn)定頻率的切角。
圖2中，在X邊比(由圖1所示的水晶板12得到的坯料的X’方向的長(zhǎng)度除以板厚度所得到的值(以下同))為10.0、Z邊比(由圖1所示的水晶板12得到的坯料的Z’方向的長(zhǎng)度除以板厚度所得到的值(以下同))為6.2的矩形平板形狀中，測(cè)定了使用主振蕩頻率為10MHz的水晶振子的切角的頻率溫度特性，并研究了把Z軸圍繞X’軸順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)34.7度(θ＝34.7°)設(shè)定時(shí)與φ的相關(guān)性。電極的極板反向量為2.5％。
圖2中，橫軸為溫度(單位℃)，縱軸為以溫度為25℃時(shí)的頻率作為基準(zhǔn)的頻率偏差(單位ppm)。如圖2中所示，φ＝8.3°時(shí)，可得到以溫度為25℃時(shí)的頻率作為基準(zhǔn)的頻率偏差的變化幅度在-25℃～+120℃的溫度范圍內(nèi)，其頻率偏差的變化幅度為30ppm以內(nèi)的振子。因此，可得到與如汽車(chē)零件等在大溫度范圍內(nèi)使用的裝置上不設(shè)置溫度補(bǔ)償電路相對(duì)應(yīng)的壓電裝置。
但是，當(dāng)φ＝16°以上時(shí)，由于中心溫度(如圖11中的C點(diǎn)所示的頻率溫度特性曲線中低溫側(cè)的拐點(diǎn)與高溫側(cè)的拐點(diǎn)中間的點(diǎn))變成60℃以上，因此，在低溫區(qū)域頻率明顯下降，頻率偏差的變化幅度不能限制在30ppm以內(nèi)。同樣地，φ大于等于為-1度小于等于+1度時(shí)，中心溫度與AT切削同樣處在25℃，因此，在高溫區(qū)域頻率明顯上升。因此，最好使φ的適用范圍為大于等于-5.0度、小于-1度、或比+1度大(不包含+1)、小于等于+15.9度。即，最好切角φ為-5≤φ＜-1 式7或1＜φ≤15.9 式8另外，根據(jù)發(fā)明人的研究可知，通過(guò)把φ值設(shè)定成從8.3度的偏移不大于3度的值，可準(zhǔn)確得到在-25℃～+120℃的溫度范圍內(nèi)頻率偏差的變化幅度為30ppm以內(nèi)的振子。
如上所述，水晶振子的頻率溫度特性根據(jù)坯料的形狀、特別是根據(jù)X邊比變化。由此，發(fā)明人對(duì)所述的X邊比為10.0、Z邊比為6.2、主振蕩頻率為10MHz的水晶振子和X邊比為20、Z邊比為13、主振蕩頻率為16MHz的水晶振子，進(jìn)行溫度范圍在-25℃～+120℃的頻率溫度特性的最佳切角的比較。其結(jié)果如圖3所示。
圖3中，橫軸為溫度(單位℃)，縱軸為以溫度為25℃時(shí)的頻率作為基準(zhǔn)的頻率偏差(單位ppm)。如圖3中用實(shí)線表示的，在X邊比為10.0的小型振子的情況下，表示最合適的頻率溫度特性的切角為φ＝8.3°、θ＝34.7°。與此相對(duì)的，在同一附圖中用虛線表示的X邊比為20的大的振子的情況下，切角為φ＝6.1°、θ＝34.7°時(shí)，可得到最合適的頻率溫度特性。
很顯然，根據(jù)X邊比的差異，可得到最合適的頻率溫度特性的切角也不同，在-25℃～+120℃的溫度范圍內(nèi)，頻率偏差的變化幅度在30ppm以內(nèi)的切角范圍可根據(jù)X邊比產(chǎn)生很大的不同。
而且，在圖4中表示了對(duì)具有相同的切角(θ＝35°、φ＝4.5°)、相同的形狀的坯料，在使電極膜厚(極板反向量)從1％變化到4％而形成時(shí)的頻率溫度特性的比較。該圖4中，橫軸為溫度(單位℃)，縱軸為以溫度為25℃時(shí)的頻率作為基準(zhǔn)的頻率偏差(單位ppm)，用實(shí)線表示的曲線為電極膜厚1％時(shí)的情況，用虛線表示的曲線為電極膜厚4％時(shí)的情況。從圖中清楚地看到，即使在改變電極膜厚的條件下，最適合區(qū)域也會(huì)偏移。
在此，對(duì)所述的兩個(gè)水晶振子，進(jìn)行了頻率偏差的變化幅度在30ppm以內(nèi)的可得到良好頻率溫度特性的切角范圍的調(diào)查。
圖5中，對(duì)X邊比為20、Z邊比為13、極板反向量為2.5％、主振蕩頻率為16MHz的振子，可得到良好頻率溫度特性的切角用●表示。可知，這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在于用實(shí)線表示的函數(shù)曲線上。橫軸為圍繞X’軸順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的角度θ(單位度)，縱軸為圍繞Z軸順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的角度φ(單位度)。但是，就像前面所說(shuō)明的，X邊比改變或者電極膜厚改變，則最適合區(qū)域也改變，因此，重新將X邊比變化到15～22、極板反向量也變化到1～6％而探索最適合區(qū)域。其結(jié)果，通過(guò)改變條件發(fā)現(xiàn)了在用Δ表示的點(diǎn)上存在最適合值。即，在夾著實(shí)線的虛線區(qū)域內(nèi)存在最適合值。
因此，X邊比為大于等于15且小于22時(shí)，相對(duì)于可得到良好頻率溫度特性的θ數(shù)值的φ為如下。
φ＝-1.0222350×102×θ3+1.0670709×104×θ2-3.7128983×105×θ+4.3063628×106±3式9
可知在該區(qū)域中，對(duì)應(yīng)角度偏離的可得到良好頻率溫度特性的區(qū)域的范圍，特別是對(duì)于θ＝35.1°以下的區(qū)域，即使θ稍微有偏離，只要φ值一定，就可得到具有良好頻率溫度特性的水晶振子。因此，考慮批量生產(chǎn)時(shí)，最好θ≤35.1°。但是，如上所述，表示振子的溫度特性受X邊比和電極膜厚的影響很大。在除所述實(shí)施例以外的X邊比為大于等于22、或電極膜厚薄時(shí)即極板反向量為小于等于1％時(shí)、或者滿足該兩者條件時(shí)，也存在脫離圖5或后述的圖6中所示的區(qū)域的情況。因此，為了對(duì)大范圍的制造條件得到穩(wěn)定的頻率溫度特性，φ必須大于等于-0.5度且小于-1.0度，或比+1.0度大(不包括1.0度。)且小于等于15.9度，θ必須大于等于34.6度且小于等于35.1度。但φ在小于等于±1度的條件下，因?yàn)橹槐硎九cAT切削振子大致同樣的頻率溫度特性，所以除去。
圖6求出了X邊比為10.0、Z邊比為6.2、極板反向量為2.5％、主振蕩頻率為10MHz的水晶振子在-25℃～+120℃的溫度范圍內(nèi)、頻率偏差的變化幅度在30ppm以內(nèi)的切角。用●表示?？芍?，這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在于用實(shí)線表示的函數(shù)曲線上。與上一段所述同樣地將X邊比在5～15的范圍變化、極板反向量也變化到0.5～4％范圍而探索最適合值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了在圖6中用Δ表示的點(diǎn)上存在最適合值。即，在夾著實(shí)線的虛線區(qū)域內(nèi)存在最適合值。
因此，在X邊比小于15的水晶振子時(shí)，具有良好頻率溫度特性的θ與φ之間的關(guān)系為如下。
φ＝-1.7916667×102×θ3+1.8731250×104×θ2-6.5277908×105×θ+7.5832595×106±3式10式中，θ值最好為與上述相同，小于等于35.1度。該所期望的切角的范圍可適用于X邊比比15小的水晶振子。
圖7是表示X邊比為10的水晶振子的θ＝34.5°時(shí)的頻率溫度特性的圖。圖7中，橫軸為溫度(單位℃)，縱軸為溫度為25℃時(shí)的頻率的頻率偏差(單位ppm)。圖中實(shí)線為φ＝12°時(shí)的頻率溫度特性，虛線為φ＝13°時(shí)的頻率溫度特性。
如圖中所示，在X邊比為10的條件下θ＝34.5°時(shí)，對(duì)所有的φ，在-25℃～+120℃的溫度范圍內(nèi)均不能得到良好的頻率溫度特性。這是因?yàn)楣拯c(diǎn)過(guò)高的原因。因此，θ的區(qū)域以34.5度為下限。但不包括θ＝34.5°。即θ的范圍最好為34.6≤θ≤35.1° 式11如上所說(shuō)明，在φ＝-5°～15.9°的區(qū)域中可得到溫度特性良好的壓電振子片。發(fā)明人同樣地認(rèn)為在把φ旋轉(zhuǎn)到-5度以下區(qū)域時(shí)也存在溫度特性良好的區(qū)域而進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。圖8中，測(cè)定了使用X邊比為25.0、Z邊比為16.5、主振蕩頻率為21MHz的水晶振子的切角的頻率溫度特性，研究將以Z軸為中心向負(fù)方向(從-Z方向往+Z方向看上去時(shí)為基準(zhǔn)的逆時(shí)針?lè)较?旋轉(zhuǎn)10度形成的面圍繞X’軸順時(shí)針?lè)较驈?4.0度旋轉(zhuǎn)到35.5度(θ＝34.0°～35.5°)時(shí)的溫度特性與θ的相關(guān)性。而且，電極的極板反向量為2.0％。
圖8中，橫軸為溫度(單位℃)，縱軸為以溫度為25℃時(shí)的頻率作為基準(zhǔn)的頻率偏差(單位ppm)。如圖8中所示的，φ＝-10°、θ＝34.9°時(shí)，可得到以溫度25℃時(shí)的頻率作為基準(zhǔn)的頻率偏差的變化幅度在-25℃～+120℃的溫度范圍內(nèi)，其頻率偏差的變化幅度為30ppm以內(nèi)的振子。因此，可得到在汽車(chē)零件等在大溫度范圍內(nèi)使用的裝置上不設(shè)置溫度補(bǔ)償電路也可對(duì)應(yīng)的壓電裝置。根據(jù)發(fā)明人的研究可知，圖8中所示的水晶振子的頻率溫度特性，如果θ值從34.9度偏離0.3度以上，如圖8中的點(diǎn)劃線φ＝-10°、θ＝34.6°所示，溫度的線性系數(shù)過(guò)大；或者如同一圖中虛線φ＝-10°、θ＝35.2°所示，變得接近于二次曲線的特性，不能得到滿意的特性。
圖9中，對(duì)X邊比為25.0、Z邊比為16.5、極板反向量為2.0％、主振蕩頻率為20MHz的水晶振子，在-25℃～+120℃的溫度范圍內(nèi)，頻率偏差的變化幅度在30ppm以內(nèi)的切角用●表示?？芍?，這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在于用實(shí)線表示的函數(shù)曲線上。與上一段所示同樣地將X邊比變化到10～80，探索最適合值。結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了在圖9中用Δ表示的點(diǎn)上存在最適合值。也就是，在夾著實(shí)線的虛線區(qū)域內(nèi)存在最適合值。
因此X邊比為10～80的水晶振子，具有良好頻率溫度特性的θ與φ之間的關(guān)系條件最好為如下。
θ＝-2.91652×10-3×φ2+1.39515×10-4×φ+35.1541±0.2式12在該區(qū)域中，對(duì)應(yīng)角度的偏離的可得到良好頻率溫度特性的區(qū)域的范圍，當(dāng)φ＝-16°以下時(shí)，由于中心溫度變成60℃以上，所以，在低溫區(qū)域頻率明顯下降。因此，φ下限最好是-16°。但不包括φ＝-16°。因此，φ的范圍最好為-15.9≤φ≤-5 式13另外，在θ的區(qū)域中θ＝35.4°時(shí)，對(duì)區(qū)域內(nèi)的所有的φ均不能滿足良好的溫度特性。這是因?yàn)槭茏⒁獾臏囟葏^(qū)域內(nèi)表示了二次特性的原因。另一方面，在θ＝34.1°時(shí)，對(duì)區(qū)域內(nèi)的所有的φ在-25℃～+120℃的溫度范圍內(nèi)均不能得到良好的頻率溫度特性。這是因?yàn)榫€性系數(shù)過(guò)高的原因。因此，θ的區(qū)域最好為34.2≤θ≤35.3°式14如上所述，根據(jù)所謂雙旋轉(zhuǎn)得到的切角切割出的水晶板12形成的壓電振子(水晶振動(dòng)片)通過(guò)封入外殼內(nèi)，可作為壓電振子使用。圖10是壓電振子的說(shuō)明圖。同圖(1)是沿同圖(2)的B-B線的平面截面圖，同圖(2)是沿A-A線的側(cè)面截面圖。
圖10中，壓電振子20的外殼22是由陶瓷等材料形成。外殼22形成有收納壓電振動(dòng)片24的內(nèi)腔26。另外，外殼22在內(nèi)腔26的底面形成電極30和布線圖案(圖中未表示)，可與形成在外殼22里面的外部端子(圖中未表示)導(dǎo)通。然后，壓電振動(dòng)片24以懸臂形式安裝在內(nèi)腔26內(nèi)。具體的說(shuō)，在電極30上涂導(dǎo)電膠32，在其上配置壓電振動(dòng)片24的接觸電極34并固定。由此，從外殼22的底面的外部端子到壓電振動(dòng)片24的激振電極36可通電。另外，在外殼22的上部安裝蓋形構(gòu)件38，使外殼22的內(nèi)部保持氮?dú)猸h(huán)境等。
另外，本實(shí)施例的壓電振動(dòng)片，通過(guò)與集成電路元件組合形成振蕩電路，可作為壓電振蕩器使用。例如，通過(guò)使圖10表示的壓電振子20和圖中未表示的集成電路元件安裝在形成布線圖案的模塊基片上，可形成壓電振蕩器模塊。另外，通過(guò)把集成電路元件連同壓電振動(dòng)片24一起封入圖10所示的外殼22的內(nèi)部，可形成封裝壓電振蕩器。
另外，本發(fā)明的壓電振動(dòng)片，可以是平板狀，也可以是凸式形狀，或者，也可以是壓電振動(dòng)片的中央部為凹部的逆臺(tái)面型。
如以上所述，通過(guò)采用所謂雙旋轉(zhuǎn)的切角，在大的溫度范圍內(nèi)可使頻率穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種壓電振動(dòng)片，其特征在于由水晶板構(gòu)成，該水晶板以水晶的電軸作為X軸、機(jī)械軸作為Y軸、光學(xué)軸作為Z軸，其具有與X’軸平行的邊，所述X’軸是圍繞所述Z軸將所述X軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)大于等于-5.0度且小于-1.0度、或大于+1.0度(不包括1.0度)且小于等于15.9度的角度而設(shè)定的；與Z’軸平行的邊，所述Z’軸是圍繞所述X’軸將所述Z軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)大于等于34.6度且小于等于35.1度的角度而設(shè)定的。
2.如權(quán)利要求1所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于，所述水晶板的所述X’軸方向的長(zhǎng)度相對(duì)于厚度的倍數(shù)為大于等于15且小于22，若假設(shè)圍繞所述Z軸的旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)值為φ、圍繞所述X’軸的旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)值為θ時(shí)，φ°＝(-1.0222350×102×θ3+1.0670709×104×θ2-3.7128983×105×θ+4.3063628×106±3)°...式1(式中，34.6≤θ≤35.1)
3.如權(quán)利要求1所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于，所述水晶板的所述X’軸方向的長(zhǎng)度相對(duì)于厚度的倍數(shù)為小于15，若假設(shè)圍繞所述Z軸的旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)值為φ、圍繞所述X’軸的旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)值為θ時(shí)，φ°＝(-1.7916667×102×θ3+1.8731250×104×θ2-6.5277908×105×θ+7.5832595×106±3)°...式2(式中，34.6≤θ≤35.1)
4.一種壓電振動(dòng)片，其特征在于由水晶板構(gòu)成，該水晶板以水晶的電軸作為X軸、機(jī)械軸作為Y軸、光學(xué)軸作為Z軸，其具有與X’軸平行的邊，所述X’軸是圍繞所述Z軸將所述X軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)大于等于-15.9度且小于等于-5.0度的角度而設(shè)定的；與Z’軸平行的邊，所述Z’軸是圍繞所述X’軸將所述Z軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)大于等于34.2度且小于等于35.3度的角度而設(shè)定的。
5.如權(quán)利要求4所述的壓電振動(dòng)片，其特征在于，所述水晶板的所述X’軸方向的長(zhǎng)度相對(duì)于厚度的倍數(shù)為小于80，若假設(shè)圍繞所述Z軸的旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)值為φ、圍繞所述X’軸的旋轉(zhuǎn)角度的數(shù)值為θ時(shí)，θ°＝(-2.91652×10-3×φ2+1.39515×10-4×φ+35.1541±0.2)° ...式3(式中，-15.9≤φ≤-5)
6.一種壓電振子，其特征在于由如權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一所述的壓電振動(dòng)片形成。
7.一種壓電裝置，其特征在于具備如權(quán)利要求6所述的壓電振子。
全文摘要
一種壓電振動(dòng)片，由水晶板構(gòu)成，該水晶板將水晶的電軸作為X軸、機(jī)械軸作為Y軸、光學(xué)軸作為Z軸時(shí)，其具有與X’軸平行的邊，所述X’軸是圍繞所述Z軸將所述X軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)大于等于－5.0度且小于－1.0度、或大于+1.0度(不包括1.0度)且小于等于15.9度的角度而設(shè)定的；與Z’軸平行的邊，所述Z’軸是圍繞所述X’軸將所述Z軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)大于等于34.6度且小于等于35.1度的角度而設(shè)定的?；蛘呔哂信cX’軸平行的邊，所述X’軸是圍繞所述Z軸將所述X軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)大于等于－15.9度且小于等于－5.0度的角度而設(shè)定的；與Z’軸平行的邊，所述Z’軸是圍繞所述X’軸將所述Z軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)大于等于34.2度且小于等于35.3度的角度而設(shè)定的。
文檔編號(hào)H03H9/19GK1447524SQ0310884
公開(kāi)日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2003年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月26日
發(fā)明者張國(guó)慶, 田中雅子, 唐木榮二, 海野幸浩 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社