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公開番号2025119040
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2025088031,2024509736
出願日2025-05-27,2022-11-07
発明の名称水晶振動素子及びその製造方法
出願人株式会社村田製作所
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H03H 9/19 20060101AFI20250805BHJP(基本電子回路)
要約【課題】周波数の温度変化が小さくESR値の低い水晶振動素子及びその簡便な製造方法を提供する。
【解決手段】水晶振動素子(102)は、互いに対向する一対の主面(112、114)を有する水晶片(110)と、水晶片(110)の一対の主面(112、114)に設けられた一対の励振電極(120、130)とを備え、水晶の結晶軸であるX軸、Y軸及びZ軸について、Z軸を回転軸としてX軸及びY軸を回転角φで回転させた軸をそれぞれX’軸及びY’軸とし、X’軸を回転軸としてY’軸及びZ軸を回転角θで回転させた軸をそれぞれY’’軸及びZ’軸としたとき、水晶片(110)の一対の主面(112、114)のそれぞれは、Y’’軸に垂直であり、水晶片(110)の一対の主面(112、114)を平面視したときにX軸とX’軸とが成す角をψとしたとき、ψ=α×φ×θ、及びα=±0.0165±0.016の関係が成り立つ。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
互いに対向する一対の主面を有する水晶片と、前記水晶片の前記一対の主面に設けられた一対の励振電極とを備え、
水晶の結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸について、前記Ｚ軸を回転軸として前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸を回転角φで回転させた軸をそれぞれＸ’軸及びＹ’軸とし、
前記Ｘ’軸を回転軸として前記Ｙ’軸及び前記Ｚ軸を回転角θで回転させた軸をそれぞれＹ’’軸及びＺ’軸としたとき、
前記水晶片の前記一対の主面のそれぞれは、前記Ｙ’’軸に垂直であり、
前記水晶片の前記一対の主面を平面視したときに前記Ｘ軸と前記Ｘ’軸とが成す角をψとしたとき、
ψ＝α×φ×θ、及び
α＝±０．０１６５±０．０１６
の関係が成り立つ、
水晶振動素子。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記Ｚ軸の正方向側から視て反時計回りを正としたとき、
１度≦φ≦１４度
の関係が成り立つ、
請求項１に記載の水晶振動素子。
【請求項３】
前記Ｘ’軸の正方向側から視て反時計回りを正としたとき、
３０度≦θ≦４０度
の関係が成り立つ、
請求項１又は２に記載の水晶振動素子。
【請求項４】
前記水晶片の前記一対の主面のそれぞれは、前記Ｘ’軸及び前記Ｚ’軸と平行な辺を有する矩形状である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の水晶振動素子。
【請求項５】
主要振動は、厚みすべり振動モードである、
請求項１から４のいずれか１項に記載の水晶振動素子。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の水晶振動素子と、
ベース部材と、
前記ベース部材に接合された蓋部材と、
を備え、
前記水晶振動素子は前記ベース部材と前記蓋部材との間の内部空間に設けられた、水晶振動子。
【請求項７】
互いに対向する一対の主面を有する水晶片と、前記水晶片の前記一対の主面に設けられた一対の励振電極とを備える水晶振動素子の製造方法であって、
結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有する水晶を準備することと、
前記Ｚ軸を回転軸として前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸を回転角φで回転させたＸ’軸及びＹ’軸を特定することと、
前記Ｘ’軸に垂直な面で前記水晶を切断することと、
前記Ｘ’軸を回転軸として前記Ｙ’軸及び前記Ｚ軸を回転角θで回転させたＹ’’軸及びＺ’軸を特定することと、
前記Ｙ’’軸に垂直な面で前記水晶を切断することと
を含み、
前記水晶片の前記一対の主面のそれぞれは、前記Ｙ’’軸に垂直であり、
前記水晶片の前記一対の主面を平面視したときに前記Ｘ軸と前記Ｘ’軸とが成す角をψとしたとき、
ψ＝α×φ×θ、及び
α＝±０．０１６５±０．０１６
の関係が成り立つ、
水晶振動素子の製造方法。
【請求項８】
前記Ｚ軸の正方向側から視て反時計回りを正としたとき、
１度≦φ≦１４度
の関係が成り立つ、
請求項７に記載の水晶振動素子の製造方法。
【請求項９】
前記Ｘ’軸の正方向側から視て反時計回りを正としたとき、
３０度≦θ≦４０度
の関係が成り立つ、
請求項７又は８に記載の水晶振動素子の製造方法。
【請求項１０】
前記Ｚ’軸に垂直な面で前記水晶を切断することをさらに含み、
前記水晶片の前記一対の主面のそれぞれは、前記Ｘ’軸及び前記Ｚ’軸と平行な辺を有する矩形状である、
請求項７から９のいずれか１項に記載の水晶振動素子の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動素子及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
移動通信端末、通信基地局、家電などの各種電子機器において、タイミングデバイス、センサ又は発振器等の用途に水晶振動素子が用いられている。水晶振動素子は、一対の主面を有する水晶片と、水晶片の一対の主面に設けられた一対の励振電極を備える。
【０００３】
例えば、特許文献１には、水晶のＹ軸に垂直な面を水晶のＺ軸を回転中心としてφ度回転し、さらにその状態から水晶のＸ軸を回転中心としてθ度回転して生じるＸ′軸に沿う辺を第１の辺とし、Ｚ′軸に沿う辺を第２の辺とする平面形状が四角形状の２回回転の水晶片、を備えた水晶振動素子が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、水晶の結晶軸であるＺ軸を中心にして水晶の結晶軸であるＸ軸を１５度から２５度の範囲で回転したＸ’軸及び前記Ｘ’軸を中心にして前記Ｚ軸を３３度から３４度の範囲で回転したＺ’軸に平行な一対の主面を有する水晶片、を備えた水晶振動素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－７８０６２号公報
特開２０１７－１９２０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の水晶振動素子においては、水晶をθ度回転させるときに、水晶を傾けて角度測定する必要がるため、角度測定装置や水晶切断装置の機構が複雑になる場合があった。このため、水晶片の角度精度が低下し、副振動の増大によるＥＳＲ値の増大や、所定の温度範囲における周波数の温度変化の増大が生じる可能性があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載の水晶振動素子においては、水晶片の主面を平面視したときにＸ軸とＸ’軸とが成す角度が大きいため、副振動が増加して主振動と結合することでＥＳＲ値が悪化するという問題が生じていた。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、周波数の温度変化が小さくＥＳＲ値の低い水晶振動素子及びその簡便な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る水晶振動素子は、互いに対向する一対の主面を有する水晶片と、前記水晶片の前記一対の主面に設けられた一対の励振電極とを備え、水晶の結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸について、前記Ｚ軸を回転軸として前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸を回転角φで回転させた軸をそれぞれＸ’軸及びＹ’軸とし、前記Ｘ’軸を回転軸として前記Ｙ’軸及びＺ軸を回転角θで回転させた軸をそれぞれＹ’’軸及びＺ’軸としたとき、前記水晶片の前記一対の主面のそれぞれは、前記Ｙ’’軸に垂直であり、前記水晶片の前記一対の主面を平面視したときに前記Ｘ軸と前記Ｘ’軸とが成す角をψとしたとき、ψ＝α×φ×θ、及びα＝±０．０１６５±０．０１６の関係が成り立つ。
【００１０】
本発明の他の一態様に係る水晶振動素子の製造方法は、互いに対向する一対の主面を有する水晶片と、前記水晶片の前記一対の主面に設けられた一対の励振電極とを備える水晶振動素子の製造方法であって、結晶軸であるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有する水晶を準備することと、前記Ｚ軸を回転軸として前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸を回転角φで回転させたＸ’軸及びＹ’軸を特定することと、前記Ｘ’軸に垂直な面で前記水晶を切断することと、前記Ｘ’軸を回転軸として前記Ｙ’軸及びＺ軸を回転角θで回転させたＹ’’軸及びＺ’軸を特定することと、前記Ｙ’’軸に垂直な面で前記水晶を切断することとを含み、前記水晶片の前記一対の主面のそれぞれは、前記Ｙ’’軸に垂直であり、前記水晶片の前記一対の主面を平面視したときに前記Ｘ軸と前記Ｘ’軸とが成す角をψとしたとき、ψ＝α×φ×θ、及びα＝±０．０１６５±０．０１６の関係が成り立つ。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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