[發明專利]水晶振子

在審

• 申請號: 201310445143.9
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103716005A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 楠豊彰
• 申請（專利權）人: 日本電波工業株式會社
• 主分類號: H03H9/02
• 分類號: H03H9/02;H03H9/19
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

本發明涉及一種使用IT切割水晶片的水晶振子，尤其涉及一種能夠提高老化(aging)特性，降低耐環境特性的不均的水晶振子。

背景技術

[現有技術的說明]

使用IT切割水晶片的水晶振子用于恒溫槽型的水晶振蕩器(OCXO：Oven?Controlled?Crystal?Oscillator(恒溫控制水晶振蕩器))等。

IT切割的水晶振子是在經兩次旋轉的水晶片上形成電極而成，所述經兩次旋轉的水晶片是切取自如下的面，所述面是使晶體的與Y軸正交的面以X軸為中心沿逆時針方向旋轉約34°，然后自所述旋轉后的位置以Z軸為中心旋轉約19°而成的面。

[面內旋轉角度]

將經兩次旋轉而生成的Z軸設為Z″軸，所述兩次旋轉是自結晶軸(crystal?axis)的Z軸、X軸分別沿逆時針方向進行旋轉。

在使用圓形水晶片的水晶振子中，通常是在外周上的兩點處支撐水晶片，將連結所述兩點的直線(直徑)與Z″軸所成的角度設為面內旋轉角度。成為支撐點的兩點是形成有電極的位置。

而且，在經兩次旋轉切割的水晶振子中，存在：自Z″軸算起的面內旋轉角度ψ的大小，對振動特性造成影響的情況。

[現有的IT切割的水晶振子中的老化特性：圖8]

利用圖8，說明現有的IT切割的水晶振子中的老化特性。圖8是表示現有的IT切割的水晶振子的老化特性的示例的說明圖。

如圖8所示，橫軸表示自電源接通算起的天數，縱軸表示頻率變化的比例(Δf／f)，可知在現有的IT切割的水晶振子中，自電源接通后約10天期間，存在大幅度的頻率變化。

可認為其原因在于，制造水晶振子時所施加的應力，在振動開始后被慢慢放開。

再者，在圖8中，表示自Z″軸算起的面內旋轉角度ψ為0°的情況。

[水晶片的旋轉偏移]

而且，在現有的水晶振子中存在如下情況：對水晶片進行支撐固定時水晶片發生旋轉，從而水晶片的角度產生偏移，使得對熱循環(heat?cycle)或撞擊等環境的耐受性(耐環境特性)產生不均。

[環境試驗的示例：圖9、圖10]

在這里，利用圖9、圖10，說明：經兩次旋轉的水晶振子即SC切割的水晶振子中的、面內旋轉角度與頻率變化量的關系。圖9是表示熱循環試驗的結果的說明圖，圖10是表示落下試驗的結果的說明圖。

[熱循環試驗：圖9]

在熱循環試驗中，使面內旋轉角度在0°～90°的范圍內變化，測定在-55℃～+125℃的各溫度下，實施100次循環保持30分鐘時的頻率變化量。圖9表示其結果，關于經試驗的六個樣品，表示了頻率變化量的最大值、最低值、平均值。

如圖9所示，頻率變化量根據面內旋轉角度ψ而不同，在45°的情況下，+方向的頻率變化量最大。

[落下試驗：圖10]

在落下試驗中，使面內旋轉角度在0°～90°的范圍內變化，測定在自100cm的高度自由落下至硬質木板上時的頻率變化量。對各樣品進行了三次自然落下。

圖10表示其結果，關于經試驗的六個樣品，表示了頻率變化量的最大值、最低值、平均值。

如圖10所示，在面內旋轉角度ψ為45°時，頻率變化量最大。

[相關技術]

再者，作為水晶振子的相關技術，有日本專利特開2004-096568號公報“IT切割的水晶振子”(日本電波工業股份有限公司，專利文獻1)、日本專利特開2008-099230號公報“SC切割水晶振子及高穩定水晶振蕩器”(愛普生拓優科夢(Epson?Toyocom)股份有限公司，專利文獻2)。

專利文獻1中記載有如下構成：在IT切割的水晶振子中，保持自Z軸算起的旋轉角度為18°±18°及198°±18°的部分、與自Z軸算起的旋轉角度為108°±18°及288°±18°的部分中的彼此相對向的至少一組邊緣部分，作為水晶片的板面的位移少的部分。

此外，專利文獻2中記載有如下構成：在SC切割的水晶振子中，支撐著自ZZ′軸算起的旋轉角度為80°～90°、165°～180°、140°～150°、0°～5°中的兩點，所述ZZ′軸是自Z軸、X軸分別沿順時針方向旋轉180°而生成。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2004-096568號公報

[專利文獻2]日本專利特開2008-099230號公報

但是，在現有的IT切割的水晶振子中，存在電源接通后的頻率變化大，老化特性不均的問題。