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JP4751074B2 - Piezoelectric vibrator, oscillator, and electronic device - Google Patents

Piezoelectric vibrator, oscillator, and electronic device Download PDF

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JP4751074B2 JP2005031636A JP2005031636A JP4751074B2 JP 4751074 B2 JP4751074 B2 JP 4751074B2 JP 2005031636 A JP2005031636 A JP 2005031636A JP 2005031636 A JP2005031636 A JP 2005031636A JP 4751074 B2 JP4751074 B2 JP 4751074B2
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

本発明は、圧電振動子、発振器、及び電子機器に関し、例えば、水晶片に周波数調整用の重り部を備えた音叉型水晶振動子などに関する。   The present invention relates to a piezoelectric vibrator, an oscillator, and an electronic device. For example, the present invention relates to a tuning fork type crystal vibrator having a crystal piece having a frequency adjusting weight.

水晶振動子は工業製品の製造に不可欠な電子素子であり、発振器、情報通信装置や携帯機器などの電子機器、家電などに、時計機能や周波数制御機構として広く用いられている。   A crystal resonator is an electronic element indispensable for manufacturing industrial products, and is widely used as a clock function or a frequency control mechanism in electronic devices such as oscillators, information communication devices and portable devices, and home appliances.

水晶振動子の種類は各種あるが、この中に水晶片を音叉型に加工した音叉型の水晶振動子がある。   There are various types of crystal resonators. Among them, there is a tuning fork type crystal resonator in which a crystal piece is processed into a tuning fork shape.

音叉型の水晶振動子(以下、単に水晶振動子と記す)は、1対の振動部分(腕)を備えた水晶振動片を真空ケースに密封して構成されており、圧電効果にてこの振動部分を対称に振動させることにより発振する。   A tuning fork-type crystal resonator (hereinafter simply referred to as a crystal resonator) is configured by sealing a crystal resonator element having a pair of vibrating portions (arms) in a vacuum case. Oscillates by vibrating the part symmetrically.

音叉型の場合、水晶振動子の周波数調整は、製造工程において振動部分に予め重り材料を付着して重り部を形成しておき、これをレーザビームで除去することにより行っている。   In the case of the tuning fork type, the frequency of the crystal resonator is adjusted by previously attaching a weight material to the vibration portion in the manufacturing process to form the weight portion and removing it with a laser beam.

ここで、図9を用いて従来の重り部の構成について説明する。   Here, the structure of the conventional weight part is demonstrated using FIG.

図9(a)は、水晶振動片の振動部分を音叉の腕方向に見た断面を示しており、図9(b)のB−B断面図である。一方、図9(b)は、図9(a)におけるA−A断面図である。   FIG. 9A shows a cross section of the vibrating part of the quartz crystal vibrating piece viewed in the arm direction of the tuning fork, and is a BB cross sectional view of FIG. 9B. On the other hand, FIG.9 (b) is AA sectional drawing in Fig.9 (a).

水晶振動片の振動部分は水晶92で構成されており、その表面にCr(クロム)薄膜であるCr層93が形成され、更にCr層93の表面にAu(金)薄膜であるAu層94が形成されている。Cr層93とAu層94は、重り部を形成するための下地金属を構成している。   The vibrating portion of the quartz crystal vibrating piece is constituted by a quartz crystal 92, a Cr layer 93 that is a Cr (chrome) thin film is formed on the surface thereof, and an Au layer 94 that is an Au (gold) thin film is further formed on the surface of the Cr layer 93. Is formed. The Cr layer 93 and the Au layer 94 constitute a base metal for forming the weight portion.

下地金属は、水晶92の表面に励振電極(図示せず)を形成する際に共に形成される。   The base metal is formed together when an excitation electrode (not shown) is formed on the surface of the crystal 92.

Crは水晶との付着性が良いが半田との合金を形成せず、一方、Auは半田との合金は形成するが水晶との付着性が良くないという性質がある。   Cr has good adhesion to quartz but does not form an alloy with solder, while Au forms an alloy with solder but has poor adhesion to quartz.

このため、下地金属をこのようにCrとAuの2層構造とすることにより、水晶との付着性を確保し、かつ、良好な半田付けを行うことが可能となる。   For this reason, by making the base metal in this way a two-layer structure of Cr and Au, it becomes possible to ensure adhesion to the crystal and to perform good soldering.

水晶振動片は振動片を気密容器に固定するための基部(図示せず)と、前記基部から連続して形成される振動部分よりなる。振動部分の先端には、下地金属の表面にAg層95で構成された重り部が形成されており、Ag層95の質量により、振動部分の周波数が調整される。   The quartz crystal vibrating piece includes a base portion (not shown) for fixing the vibrating piece to the airtight container and a vibrating portion formed continuously from the base portion. At the tip of the vibration part, a weight part composed of an Ag layer 95 is formed on the surface of the base metal, and the frequency of the vibration part is adjusted by the mass of the Ag layer 95.

Ag層95をレーザビームなどにより部分的に削除すると、周波数の微調整を行うことができる。   If the Ag layer 95 is partially deleted by a laser beam or the like, the frequency can be finely adjusted.

重り部をAuで構成することも可能であるが、Auは高価であるため、このように化学的な安定性、耐酸化に欠けるが安価な物質であるAgによって構成することが一般に行われている。   Although the weight portion can be made of Au, since Au is expensive, it is generally made of Ag, which is an inexpensive substance that lacks chemical stability and oxidation resistance. Yes.

なお、図示しないが、Ag層95の表面をAuの薄膜で覆うことにより酸化やガス吸着によるAg層95の劣化を防ぐことも行われている。   Although not shown, the surface of the Ag layer 95 is covered with an Au thin film to prevent deterioration of the Ag layer 95 due to oxidation or gas adsorption.

このような水晶振動子の重り部に関する技術としては、次の文献がある。
特開2003−133885号公報 この技術は、複数の重り部を予め振動部分上に形成しておき、これら重り部を除去することにより周波数の微調整を容易にするものである。
There are the following documents as techniques related to the weight part of such a crystal resonator.
In this technique, a plurality of weight portions are formed in advance on the vibration portion, and the weight portions are removed to facilitate fine adjustment of the frequency.

ここで、本発明が解決しようとする課題について図10を参照して説明する。図10は、重り部を構成する成分が、下地の電極膜に拡散する現象を模式的に示したものである。   Here, the problem to be solved by the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 schematically shows a phenomenon in which components constituting the weight portion diffuse into the underlying electrode film.

重り部を構成する元素(図10では、膜95のAg元素を示す)と下地金属材料(表面がAu層94であり、下層の面がCr層93である)間で界面85を通して時間の経過と共に金属間拡散が生じる。これについて簡潔に説明する。   The passage of time through the interface 85 between the element constituting the weight part (showing the Ag element of the film 95 in FIG. 10) and the underlying metal material (the surface is the Au layer 94 and the lower layer is the Cr layer 93) At the same time, intermetallic diffusion occurs. This will be briefly described.

重り部を構成するAg元素は、周波数調整用重り部の直下の領域、即ち、重り部と直接対向して界面を形成する領域(以後、直接対向界面形成領域と称し、符号86で示した)に拡散する。符号88で示す矢印はこの拡散を表している。拡散は、該当領域の温度の関数であり、温度が高いとより活発に起こる。また、拡散を引き起こす原動力は、注目している元素の濃度差に基づいている。従って、重り部を構成するAg元素は、時間の経過に従って、Ag濃度の薄い直接界面形成領域86に向かって長期に渡って拡散し続ける。時間とともに、直接対向界面形成領域のAg元素の濃度は高くなり、そのAgは更に基部側の領域に符号89で示すようにAg濃度差に基づいて拡散していく。これにより、重り部近傍領域87のAu層94もAg元素の濃度が徐々に高くなる。   The Ag element constituting the weight portion is a region immediately below the frequency adjusting weight portion, that is, a region that directly faces the weight portion and forms an interface (hereinafter referred to as a direct facing interface forming region, and denoted by reference numeral 86). To spread. An arrow indicated by reference numeral 88 represents this diffusion. Diffusion is a function of the temperature of the region in question and occurs more actively at higher temperatures. The driving force for causing diffusion is based on the concentration difference of the element of interest. Therefore, the Ag element constituting the weight part continues to diffuse over a long period of time toward the direct interface formation region 86 with a low Ag concentration as time passes. As time passes, the concentration of the Ag element in the directly facing interface formation region increases, and the Ag further diffuses in the region on the base side based on the Ag concentration difference as indicated by reference numeral 89. As a result, the concentration of the Ag element in the Au layer 94 in the weight vicinity region 87 also gradually increases.

一方、図10には省略されているが、界面85を通して、直接界面形成領域のAu元素も、Au元素の濃度差に基づいて重り部の方向へ拡散していく。   On the other hand, although omitted in FIG. 10, the Au element in the interface forming region directly diffuses through the interface 85 in the direction of the weight based on the concentration difference of the Au element.

これにより、重り部と重り部近傍領域での重心の移動や変形などが生じ、周波数の長期安定性を確保するのが困難な場合がある。   As a result, the center of gravity moves and deforms in the weight part and the vicinity of the weight part, and it may be difficult to ensure long-term stability of the frequency.

また、Ag層95の表面を図示しないAuの薄膜で覆った場合、Ag層95と前記Au薄膜との間でも金属間拡散が生じる。   Further, when the surface of the Ag layer 95 is covered with an Au thin film (not shown), intermetallic diffusion occurs between the Ag layer 95 and the Au thin film.

そこで、本発明の目的は、重り材料のAgと下地金属のAuとの金属間拡散の影響を受けにくい周波数調整用の重り部の構造及び重り部周辺の下地金属の構造を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a structure of a weight part for frequency adjustment and a structure of a base metal around the weight part that are not easily affected by intermetallic diffusion between Ag as a weight material and Au as a base metal. .

本発明は、前記目的を達成するために、励振電極が形成された一対の振動部分を有する音叉型の圧電振動片と、前記振動部分の表面に形成され、表面が金で構成された下地金属と、前記振動部分の両側の面の下地金属上に同一の膜構造を有するように形成された周波数調整用重り部と、前記圧電振動片を封入する密閉容器と、前記励振電極と接続し、前記密閉容器の外部に形成された外部電極と、を具備したことを特徴とする圧電振動子とした。   In order to achieve the above object, the present invention provides a tuning-fork type piezoelectric vibrating piece having a pair of vibrating portions on which excitation electrodes are formed, and a base metal formed on the surface of the vibrating portion and made of gold. A frequency adjusting weight formed on the base metal on both sides of the vibrating portion so as to have the same film structure, a sealed container enclosing the piezoelectric vibrating piece, and the excitation electrode, The piezoelectric vibrator is provided with an external electrode formed outside the sealed container.

また、前記目的を達成するために、励振電極が形成された一対の振動部分を有する音叉型の圧電振動片と、前記振動部分の表面に形成され、表面が金で構成された下地金属と、前記振動部分の片側の面の下地金属上に形成された周波数調整用の重り部と、前記周波数調整重り部に隣接した基部側の前記下地金属に形成された拡散防止部と、前記圧電振動片を封入する密閉容器と、前記励振電極と接続し、前記密閉容器の外部に形成された外部電極と、を具備したことを特徴とする圧電振動子とした。   In order to achieve the above object, a tuning-fork type piezoelectric vibrating piece having a pair of vibrating parts on which excitation electrodes are formed, a base metal formed on the surface of the vibrating part and having a surface made of gold, A frequency adjusting weight portion formed on a base metal on one surface of the vibrating portion; a diffusion preventing portion formed on the base metal on the base side adjacent to the frequency adjusting weight portion; and the piezoelectric vibrating piece. A piezoelectric vibrator comprising: a sealed container that encloses and an external electrode connected to the excitation electrode and formed outside the sealed container.

更に、前記目的を達成するために、上記2つの発明を同時に組み合わせたものも有効である。即ち、励振電極が形成された一対の振動部分を有する音叉型の圧電振動片と、前記振動部分の表面に形成され、表面が金で構成された下地金属と、前記振動部分の両側の面の下地金属上に同一の膜構造を有するように形成された周波数調整用重り部と、前記周波数調整重り部に隣接した基部側の前記下地金属に形成された拡散防止部と、前記圧電振動片を封入する密閉容器と、前記励振電極と接続し、前記密閉容器の外部に形成された外部電極と、を具備したことを特徴とする圧電振動子とした。   Further, in order to achieve the above object, a combination of the above two inventions at the same time is also effective. That is, a tuning-fork type piezoelectric vibrating piece having a pair of vibrating parts on which excitation electrodes are formed, a base metal formed on the surface of the vibrating part and having a surface made of gold, and surfaces on both sides of the vibrating part. A frequency adjusting weight portion formed on the base metal so as to have the same film structure; a diffusion prevention portion formed on the base metal adjacent to the frequency adjusting weight portion; and the piezoelectric vibrating piece. A piezoelectric vibrator comprising: a sealed container to be sealed; and an external electrode connected to the excitation electrode and formed outside the sealed container.

また、前記拡散防止部が主面に金属膜を有しない無金属膜領域からなることを特徴とする圧電振動子とした。ここで、主面とは重り部が構成される面のことである。   Further, the piezoelectric vibrator is characterized in that the diffusion preventing portion is formed of a metal-free film region having no metal film on the main surface. Here, the main surface is a surface on which the weight portion is formed.

また、上述の圧電振動子を発振子として集積回路に接続して用いることを特徴とする発振器とした。   In addition, an oscillator is characterized in that the above-described piezoelectric vibrator is used as an oscillator connected to an integrated circuit.

更に、上述の圧電振動子を計時部に接続して用いることを特徴とする電子機器とした。   Furthermore, an electronic apparatus is characterized in that the above-described piezoelectric vibrator is connected to a timer unit.

本発明によると、低コストで音叉型水晶振動子の周波数の長期安定を図ることができる。   According to the present invention, the long-term stability of the frequency of the tuning fork type crystal resonator can be achieved at low cost.

従来、振動腕部の片側のみに周波数調整用の重り部を形成していた。この重りの部を構成するAgと下地金属Auの間で金属間の拡散が発生して、重り部の重心位置が、振動腕部の振動する方向と垂直を成す方向に僅かに変化して周波数の変動を引き起こしている。従って、周波数変動を引き起こす要因である重心移動の影響をキャンセルできる構造とした。即ち、振動腕部の両側に同一構造の重り部を配置した。これにより、水晶の振動腕部を挟んで配置された2つの重り部は略同じ熱的影響を受けるから、2つに重り部では略同じ拡散が発生する。これにより、片面の重りの重心の移動は、もう片面の重心の逆方向への移動によってキャンセルされ、2つの重り全体としてみれば、重心の移動は無いのと同じと見なせる。結果として、周波数の変動が抑制される。   Conventionally, a weight portion for frequency adjustment has been formed only on one side of the vibrating arm portion. A diffusion between metals occurs between Ag constituting the weight part and the base metal Au, and the center of gravity position of the weight part slightly changes in a direction perpendicular to the vibrating direction of the vibrating arm part. Is causing fluctuations. Therefore, a structure that can cancel the influence of the movement of the center of gravity, which is a factor causing the frequency fluctuation, is adopted. That is, weight portions having the same structure are arranged on both sides of the vibrating arm portion. As a result, the two weight portions arranged across the vibrating arm portion of the crystal are subjected to substantially the same thermal influence, so that substantially the same diffusion occurs in the two weight portions. As a result, the movement of the center of gravity of the weight on one side is canceled by the movement of the center of gravity on the other side in the opposite direction, and it can be considered that the movement of the center of gravity is the same as the movement of the two weights as a whole. As a result, frequency fluctuations are suppressed.

更に、重り部のAgとその表面を覆うAuの薄膜との間に発生する拡散に基づく重心位置の移動でも、振動腕部の両面に同一構造の重り部を配置することで、重心の移動の影響を同じ理由でキャンセルできる。   Furthermore, even if the center of gravity moves based on the diffusion generated between the weight Ag and the Au thin film covering the surface, the center of gravity can be moved by arranging the weights of the same structure on both sides of the vibrating arm. The effect can be canceled for the same reason.

また、振動腕部の両側に同一構造の重り部を作成することは、大きな工程変更や新たな設備の導入を図らずに可能である。   In addition, it is possible to create weight portions having the same structure on both sides of the vibrating arm portion without major process changes or introduction of new equipment.

図1(a)は、本発明に係る第1の実施形態の水晶振動片の外形を示した斜視図である。   FIG. 1A is a perspective view showing the outer shape of the quartz crystal resonator element according to the first embodiment of the present invention.

水晶振動片1は、音叉形状を有する平板状の水晶の単結晶からできた圧電振動片であり、一対の腕状に伸び、振動部分を構成する振動腕部20と、これら振動腕部20の一端と連続する基部30から構成されている。振動腕部20の他端側は開放端となっている。   The quartz crystal vibrating piece 1 is a piezoelectric vibrating piece made of a flat crystal single crystal having a tuning fork shape. The quartz vibrating piece 1 extends in a pair of arms and forms a vibrating portion. It is composed of a base 30 that is continuous with one end. The other end side of the vibrating arm portion 20 is an open end.

振動腕部20の外寸は略、長さ1700[μm]、幅320[μm]、厚さ130[μm]程度である。   The outer dimensions of the vibrating arm 20 are approximately 1700 [μm] in length, 320 [μm] in width, and 130 [μm] in thickness.

図示しないが、振動腕部20には、振動腕部20に電圧を印可して振動させるための励振電極が形成されている。   Although not shown, the vibrating arm portion 20 is formed with excitation electrodes for applying a voltage to the vibrating arm portion 20 to vibrate.

励振電極は、水晶の表面に蒸着したCr層と、このCr層の表面に更に蒸着したAu層の2層構造を有している。   The excitation electrode has a two-layer structure of a Cr layer deposited on the surface of quartz and an Au layer further deposited on the surface of this Cr layer.

振動腕部20の開放端側の両側の表面に、周波数を調節するための重り部3が形成されている。   Weight portions 3 for adjusting the frequency are formed on both surfaces of the vibrating arm portion 20 on the open end side.

図1(b)、及び図1(c)は、振動腕部20の断面を示した図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A断面を示しており、図1(c)は、図1(a)のB−Bにおける振動腕部20の片側のみの断面を示している。もう一方の振動腕部20の構造も同じであるため図示を省略した。   1 (b) and 1 (c) are views showing a cross section of the vibrating arm portion 20, and FIG. 1 (b) is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 (a). 1 (c) shows a cross section of only one side of the vibrating arm portion 20 along BB in FIG. 1 (a). Since the other vibrating arm portion 20 has the same structure, the illustration thereof is omitted.

図に示したように、水晶5の表面にはCr層6とAu層7の2層構造を有する下地金属4が形成されている。Cr層6は、水晶5の表面に形成されており、Au層7はCr層6の表面に形成されている。   As shown in the figure, a base metal 4 having a two-layer structure of a Cr layer 6 and an Au layer 7 is formed on the surface of the crystal 5. The Cr layer 6 is formed on the surface of the crystal 5, and the Au layer 7 is formed on the surface of the Cr layer 6.

下地金属4は、スパッタリングや蒸着などによって成膜することにより励振電極と共に形成される。   The base metal 4 is formed together with the excitation electrode by forming a film by sputtering or vapor deposition.

重り部3は、図1(c)に示す様にAu層7の表面に形成されたAg層9から成る。図1(d)と図1(e)は、重り部3の変形例を示す図であり、図1(c)と同様に、図1(a)のB−Bにおける振動腕部20の片側のみの断面を示している。もう一方の振動腕部20の構造も同じであるため図示を省略した。図1(c)、図1(d)、図1(e)に示す断面図において、上下の面を主面と称し、左右の面を側面と称する。   The weight 3 is composed of an Ag layer 9 formed on the surface of the Au layer 7 as shown in FIG. 1 (d) and 1 (e) are views showing a modification of the weight portion 3, and, like FIG. 1 (c), one side of the vibrating arm portion 20 in BB of FIG. 1 (a). Only the cross section is shown. Since the other vibrating arm portion 20 has the same structure, the illustration thereof is omitted. In the cross-sectional views shown in FIGS. 1C, 1D, and 1E, the upper and lower surfaces are referred to as main surfaces, and the left and right surfaces are referred to as side surfaces.

図1(d)は、Ag層9の表面をCrの薄膜10で覆った場合を示しており、Ag層9の酸化やガスの吸着を防止したものである。Cr薄膜10は、これをAuで形成しても良い。また、図1(e)は、Ag層9をCr薄膜8とCr薄膜10で挟み込んだ構造を有するものである。Cr薄膜8の役割は、後述するようにCr膜中をAgやAuが拡散する速度が極めて小さいことを利用したものである。   FIG. 1 (d) shows a case where the surface of the Ag layer 9 is covered with a Cr thin film 10, which prevents oxidation of the Ag layer 9 and gas adsorption. The Cr thin film 10 may be formed of Au. FIG. 1E shows a structure in which an Ag layer 9 is sandwiched between a Cr thin film 8 and a Cr thin film 10. The role of the Cr thin film 8 utilizes the fact that the rate at which Ag and Au diffuse in the Cr film is extremely small as will be described later.

重り部3の長さ(腕方向)の長さは600μm程度であり、Ag層9の厚さは3乃至4μm程度である。
〔水晶振動子製造工程〕
次に、水晶振動片1を用いた水晶振動子の製造工程を図2のフローチャートを参照しながら説明する。
The length of the weight part 3 (arm direction) is about 600 μm, and the thickness of the Ag layer 9 is about 3 to 4 μm.
[Quartz crystal manufacturing process]
Next, a manufacturing process of a crystal resonator using the crystal vibrating piece 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、水晶の単結晶から水晶振動片1の外形を形成する(ステップ5)。この外形形成は、水晶の単結晶から切り出して研磨したウエハを、音叉形状にエッチングすることにより行う。   First, the external shape of the crystal vibrating piece 1 is formed from a single crystal of crystal (step 5). The outer shape is formed by etching a wafer cut and polished from a single crystal crystal into a tuning fork shape.

次に、外形が形成された水晶片に励振電極を形成する(ステップ10)。この電極形成は、水晶振動片1の表面にCrとAuをスパッタリングや蒸着にて成膜して下地金属4を形成し、これを電極形状にエッチングすることにより行われる。   Next, an excitation electrode is formed on the crystal piece on which the outer shape is formed (step 10). This electrode formation is performed by forming Cr and Au on the surface of the crystal vibrating piece 1 by sputtering or vapor deposition to form the base metal 4 and etching it into an electrode shape.

次に、水晶振動片1の先端部分の両側に同一構造を有する重り部3を形成する(ステップ15)。この工程は、水晶振動片1の振動腕部20の表裏面にAgを例えば蒸着法により形成する。蒸着法においては、蒸着治具にセットした水晶ウエハを、成膜室の中で、自転及び公転をさせながら膜を形成するので、振動片の表裏で重り部を成すAg層の厚さを略一致させることが可能である。また、図1(e)のようなCr層でAg層を挟み込む場合も、CrとAgの原材料を準備したそれぞれの蒸着ポート切替えればよく容易に形成可能である。   Next, the weight portions 3 having the same structure are formed on both sides of the tip portion of the crystal vibrating piece 1 (step 15). In this step, Ag is formed on the front and back surfaces of the vibrating arm portion 20 of the crystal vibrating piece 1 by, for example, a vapor deposition method. In the vapor deposition method, the quartz wafer set in the vapor deposition jig is formed while rotating and revolving in the film formation chamber, so the thickness of the Ag layer that forms the weight part on the front and back of the vibrating piece is reduced. It is possible to match. In addition, even when the Ag layer is sandwiched between Cr layers as shown in FIG. 1 (e), it can be easily formed by switching the respective vapor deposition ports prepared with Cr and Ag raw materials.

次に、水晶振動片1の周波数を調整する(ステップ20)。この周波数調整は、水晶振動片1を駆動して周波数を計測しながら、周波数が設計値の範囲に入るように重り部3の一部をレーザにて除去することにより行われる。重り部は、振動片の両面に形成されているが、レーザによって2つの重りともに略同じ形状に加工されるので、重りの形状は対称性を維持している。   Next, the frequency of the crystal vibrating piece 1 is adjusted (step 20). This frequency adjustment is performed by removing a part of the weight 3 with a laser so that the frequency falls within the range of the design value while driving the crystal vibrating piece 1 and measuring the frequency. Although the weight portions are formed on both surfaces of the resonator element, since the two weights are processed into substantially the same shape by the laser, the shape of the weight maintains symmetry.

このようにして製造された水晶振動片1は、水晶振動子の基底部を構成する部材(プラグ)に半田付けされた後、真空状態で密封容器に封入されてキャッピングされる(ステップ25)。密閉容器にはリード端子や表面実装端子などの外部電極が設けられており、水晶振動片1に形成された励振電極と接続している。   The quartz crystal vibrating piece 1 manufactured in this way is soldered to a member (plug) constituting the base of the quartz crystal resonator, and then sealed in a sealed container in a vacuum state and capped (step 25). The sealed container is provided with external electrodes such as lead terminals and surface mount terminals, and is connected to the excitation electrodes formed on the crystal vibrating piece 1.

キャッピングされて外形ができた水晶振動子は、スクリーニングを経た後(ステップ30)、電気特性の検査を受けて(ステップ35)完成品となる。   The crystal resonator that has been capped and has an outer shape undergoes screening (step 30), and then undergoes an electrical property test (step 35) to become a finished product.

スクリーニング(熱枯らし)とは、水晶振動子を一定時間加熱し、水晶振動子に生じる変化を予め出してしまう処理である。   Screening (heat depletion) is a process in which the crystal resonator is heated for a certain period of time and a change that occurs in the crystal resonator is preliminarily issued.

以上の工程により本実施の形態の水晶振動子が製造される。   The crystal resonator of the present embodiment is manufactured through the above steps.

次に、拡散による周波数変動を低減する第2の実施形態について述べる。本実施形態は、水晶振動片の重り部に隣接する重り部近傍領域に拡散を防止する構造を設定したものである。図10を参照して説明した様に、重り部のAg元素は直接界面形成領域86に拡散し、更に、Au層94の中を基部側に向かって拡散する(符号89に示す)。第2の実施形態はこの拡散を防止する方法を提供するものである。   Next, a second embodiment for reducing frequency fluctuation due to spreading will be described. In the present embodiment, a structure for preventing diffusion is set in the vicinity of the weight portion adjacent to the weight portion of the crystal vibrating piece. As described with reference to FIG. 10, the Ag element in the weight portion diffuses directly into the interface formation region 86 and further diffuses in the Au layer 94 toward the base side (indicated by reference numeral 89). The second embodiment provides a method for preventing this diffusion.

図3は、第2の実施形態を説明する図である。図3は、重り部近傍領域15に配置した拡散防止部14の具体的構造を示している。図3においては、下地金属をなすCr層6とAu層7の膜構造において、上層のAu層7を所定の幅W1だけ取り去った構造を示す。この構造により、重り部のAg層と直接対向して界面を形成する領域12の励振電極のAu層7と連続する重り部近傍領域15の方向にAu層中を拡散するAgの影響を無くすことが可能となる。   FIG. 3 is a diagram for explaining the second embodiment. FIG. 3 shows a specific structure of the diffusion preventing unit 14 disposed in the weight vicinity region 15. FIG. 3 shows a structure in which the upper Au layer 7 is removed by a predetermined width W1 in the film structure of the Cr layer 6 and the Au layer 7 that form the base metal. With this structure, the influence of Ag diffusing in the Au layer in the direction of the weight adjacent region 15 that is continuous with the Au layer 7 of the excitation electrode in the region 12 that forms the interface directly opposite to the Ag layer in the weight portion is eliminated. Is possible.

尚、ここで、図10を参照して下地金属4の下層の膜であるCr層93とAg元素との拡散について簡潔に述べる。   Here, with reference to FIG. 10, diffusion of the Cr layer 93, which is the lower layer film of the base metal 4, and the Ag element will be briefly described.

直接対向界面形成領域86から下層のCr層93の方向へ、Ag元素の拡散が濃度差に基づいて符号90に示すように起こる。しかしながら、Cr層中をAgが拡散する現象は、Au層中にAg元素が拡散する場合に比較してその速度が極めて遅い。同様に、Cr層中をAg元素が基部側に拡散する現象(符号91に示す)もその速度が極めて遅い。従って、実用上、Cr層93中にAgが拡散することの影響は無視して考えてよい場合がある。本実施例は、このような場合に特に有効である。   From the direct facing interface forming region 86 to the lower Cr layer 93, Ag element diffusion occurs as indicated by reference numeral 90 based on the concentration difference. However, the phenomenon in which Ag diffuses in the Cr layer is extremely slow compared to the case where Ag element diffuses in the Au layer. Similarly, the phenomenon in which the Ag element diffuses in the Cr layer toward the base side (indicated by reference numeral 91) is very slow. Therefore, in practice, the influence of Ag diffusion in the Cr layer 93 may be ignored. This embodiment is particularly effective in such a case.

上述の構造を持つ拡散防止部14を備えた水晶振動子の製造は、前述した水晶振動子の製造フローチャートに従って製造できるが、次の2点を補足する。   The crystal resonator including the diffusion preventing unit 14 having the above-described structure can be manufactured according to the above-described crystal resonator manufacturing flowchart, but supplements the following two points.

製造フローチャートのステップ10の電極形成において、重り部近傍領域15に前記拡散防止部14を配置する。Au層7をW1の幅で取り去る構造は、例えば、リソグラフィ等の手段により容易に実現できる。尚、W1の数値は、次工程で形成される重り部の形成位置の誤差を勘案して、数十μmから100μmの幅が好適である。   In the electrode formation in step 10 of the manufacturing flowchart, the diffusion preventing portion 14 is disposed in the weight portion vicinity region 15. The structure in which the Au layer 7 is removed with the width W1 can be easily realized by means such as lithography. The value of W1 is preferably a width of several tens of μm to 100 μm in consideration of an error in the formation position of the weight portion formed in the next process.

また、本実施形態は、重り部は、図3が示すように従来のように片側のみに配置された場合に有効であるほか、重り部が両側にある場合も有効である。   In addition, the present embodiment is effective when the weight portion is disposed only on one side as in the prior art as shown in FIG. 3, and is also effective when the weight portion is on both sides.

また、重り部の構成は、実施例1に示した図1(d)、図1(e)も当然適用される。他の工程は、前記第1の実施形態と同一であり、従って説明を省略する。   Moreover, as for the structure of a weight part, FIG.1 (d) shown in Example 1 and FIG.1 (e) are also applied naturally. The other steps are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、第2の実施形態で示された拡散防止部14の構造の変形例として、重り部3が構成される主面に金属膜を有しない無金属膜領域16を配置した圧電振動子を提供する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, as a modification of the structure of the diffusion prevention unit 14 shown in the second embodiment, a metal-free film region 16 that does not have a metal film is disposed on the main surface on which the weight 3 is configured. A piezoelectric vibrator is provided.

図4は、第3の実施形態を説明する模式図である。図4において、重り部近傍領域15に配置された拡散防止部14は、重り部3が構成される上下の主面上に、W2の幅でCr層6及びAu層7を有しない構造である。ここでは、これを無金属膜領域とし、符号16で表す。これにより、重り部のAg層と直接対向して界面を形成する領域12から重り部近郊領域15の方向に主面上を拡散する経路がないために金属間拡散は発生せず、従って安定した周波数を維持できる。   FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the third embodiment. In FIG. 4, the diffusion preventing portion 14 disposed in the weight vicinity region 15 has a structure in which the Cr layer 6 and the Au layer 7 are not formed on the upper and lower main surfaces in which the weight portion 3 is formed, with a width of W2. . Here, this is defined as a metal-free film region and is represented by reference numeral 16. As a result, there is no path for diffusion on the main surface in the direction from the region 12 that forms the interface directly opposite to the Ag layer of the weight portion to the vicinity of the weight portion 15, so that no intermetallic diffusion occurs, and thus stable. The frequency can be maintained.

拡散防止部として上記の無金属膜領域を有する圧電振動子の製造は、第2の実施形態で説明したものと基本的に同一であり、重り部は第2の実施例のように水晶振動片の両面に配置されても、片側に配置されても良い。また、重り部の構成も、実施例1に示した図1(d)、図1(e)も当然適用される。   The manufacture of the piezoelectric vibrator having the above-described metal-free film region as the diffusion preventing portion is basically the same as that described in the second embodiment, and the weight portion is a crystal vibrating piece as in the second embodiment. It may be arranged on both sides or on one side. Further, the configuration of the weight portion is naturally applied to FIGS. 1D and 1E shown in the first embodiment.

無金属膜領域16の形成方法は、前記リソグラフィ等の手段のほか、レーザを利用できる。図2の製造工程のフローチャートのステップ15において重り部が形成された後にステップ20で周波数調整(粗調)が実施されるが、粗調の工程において、粗調の作業を開始する前に拡散防止部にレーザを照射し、照射面である主面の金属膜を蒸発させて、無金属膜領域16を形成できる。無金属膜領域を形成後に引き続き従来の粗調作業を実行すれば良い。粗調作業は、水晶振動片がウエハに連結された段階で実施するので、無金属膜形成を行う場合も新たに位置決めをする必要はなく、又、レーザビームの軌跡の制御も容易である。従って、新たな設備の準備も必要なく、かつ製造のサイクルタイムが大きく増加することもなく、容易に実施可能である。   The metal-free film region 16 can be formed by using a laser in addition to the lithography method. The frequency adjustment (coarse adjustment) is performed in step 20 after the weight part is formed in step 15 of the manufacturing process flowchart of FIG. 2, but in the coarse adjustment process, before the coarse adjustment operation is started, diffusion prevention is performed. The metal-free film region 16 can be formed by irradiating the part with laser and evaporating the metal film on the main surface which is the irradiated surface. After the formation of the metal-free film region, the conventional roughening operation may be performed subsequently. Since the coarse tuning operation is performed at the stage where the quartz crystal vibrating piece is connected to the wafer, it is not necessary to perform new positioning even when a metal-free film is formed, and the laser beam trajectory can be easily controlled. Therefore, it is possible to easily carry out without preparing new equipment and without greatly increasing the manufacturing cycle time.

前述した製造工程により製造された圧電振動子の実施形態の1例として、音叉型の水晶振動片を有底円筒状のケースで密閉したシリンダータイプの圧電振動子の構成について、図面を参照して説明する。   As an example of an embodiment of a piezoelectric vibrator manufactured by the manufacturing process described above, a configuration of a cylinder-type piezoelectric vibrator in which a tuning-fork type crystal vibrating piece is sealed with a bottomed cylindrical case will be described with reference to the drawings. explain.

図5は、本実施形態に係る圧電振動子の1例を示す概略構成図である。図5において、この圧電振動子は、音叉型の水晶振動片1を有している。この水晶振動片1の表面には、図示しない励振電極が形成されている。この励振電極は、CrとAuとで構成されている。さらに水晶振動片1の2本の振動腕部20の表面と裏面に、図示しない同一の膜構造を有する重りが備えられている。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an example of the piezoelectric vibrator according to the present embodiment. In FIG. 5, this piezoelectric vibrator has a tuning-fork type crystal vibrating piece 1. An excitation electrode (not shown) is formed on the surface of the crystal vibrating piece 1. This excitation electrode is made of Cr and Au. Furthermore, weights having the same film structure (not shown) are provided on the front and back surfaces of the two vibrating arm portions 20 of the crystal vibrating piece 1.

水晶振動片1のマウント部1aは、プラグと呼ばれる略円筒状の気密端子40を貫通する2本のリード42に半田付けされ固定されている。水晶振動片1を覆うように想像線(一点鎖線)で示すケース44が被せられており、このケース44は気密端子40の外周と嵌合されている。ケース44と気密端子40の外周との嵌合は、真空雰囲気下で行われているため、ケース44内の水晶振動片1を囲む空間は、真空状態に保たれて密閉されている。   The mount portion 1a of the quartz crystal resonator element 1 is soldered and fixed to two leads 42 that pass through a substantially cylindrical airtight terminal 40 called a plug. A case 44 indicated by an imaginary line (one-dot chain line) is covered so as to cover the crystal vibrating piece 1, and this case 44 is fitted to the outer periphery of the airtight terminal 40. Since the case 44 and the outer periphery of the hermetic terminal 40 are fitted in a vacuum atmosphere, the space surrounding the crystal vibrating piece 1 in the case 44 is kept sealed in a vacuum state.

そして、水晶振動片1の表面に形成された図示しない励振電極は、マウント部1aを通して2本のリード42に接続されている。該リード42は密閉容器の外へ延長されて外部電極42aを形成している。   An excitation electrode (not shown) formed on the surface of the quartz crystal vibrating piece 1 is connected to the two leads 42 through the mount portion 1a. The lead 42 is extended outside the sealed container to form an external electrode 42a.

図6は、本実施形態に係る圧電振動子を別の密閉容器を用いて構成した概略構成図である。図6(a)は、構成を示す概略平面図であり、図6(b)は、(a)のAA断面を示す図である。圧電振動子は、音叉型の水晶振動片1を有している。この水晶振動片1の表面には、図示しない励振電極が形成されている。この励振電極は、CrとAuとで構成されている。さらに水晶振動片1の2本の振動腕部20の片側表面には、図示しない同一の膜構造を有する重りが備えられている。   FIG. 6 is a schematic configuration diagram in which the piezoelectric vibrator according to the present embodiment is configured using another sealed container. FIG. 6A is a schematic plan view showing the configuration, and FIG. 6B is a diagram showing an AA cross section of FIG. The piezoelectric vibrator has a tuning-fork type crystal vibrating piece 1. An excitation electrode (not shown) is formed on the surface of the crystal vibrating piece 1. This excitation electrode is made of Cr and Au. Furthermore, a weight having the same film structure (not shown) is provided on one surface of the two vibrating arm portions 20 of the crystal vibrating piece 1.

水晶振動片1は、箱型のセラミックパッケージのベース45の接合部46に、導電性接着剤47で固着されて固定している。ベース45は、金属製のリッド48により真空中で、電子ビーム溶接や真空シーム溶接などの手段を用いて真空気密封止されている。水晶振動片1の表面に形成された図示しない励振電極は、接合部46を通して内部接続(図示せず)によりベースの外側の外部電極49と接続されている。   The quartz crystal resonator element 1 is fixed and fixed to the joint 46 of the base 45 of the box-shaped ceramic package with a conductive adhesive 47. The base 45 is hermetically sealed in a vacuum with a metal lid 48 using means such as electron beam welding or vacuum seam welding. An excitation electrode (not shown) formed on the surface of the crystal vibrating piece 1 is connected to an external electrode 49 outside the base through an internal connection (not shown) through a joint 46.

次に、本発明に係る第4の実施形態として、前述した実施形態1から3のいずれかに係る圧電振動子を発振子として用い、集積回路に接続した発振器の例について説明する。   Next, as a fourth embodiment according to the present invention, an example of an oscillator using the piezoelectric vibrator according to any of the first to third embodiments described above as an oscillator and connected to an integrated circuit will be described.

図7は、圧電振動子として音叉型の水晶振動子を用いた音叉型水晶発振器の構成の1例を示す平面図であり、音叉型水晶振動子を利用した表面実装型圧電発振器を示している。   FIG. 7 is a plan view showing an example of the configuration of a tuning fork type crystal oscillator using a tuning fork type crystal resonator as a piezoelectric vibrator, and shows a surface mount type piezoelectric oscillator using the tuning fork type crystal resonator. .

図7において、音叉型水晶振動子51は、基板52の所定の位置に設定され、発振器用の集積回路(IC)53が該水晶振動子に隣接されて設置されている。またコンデンサなどの電子部品54も実装される。これらの各部品は、図示しない配線パターンで電気的に接続されている。   In FIG. 7, a tuning fork type crystal resonator 51 is set at a predetermined position on a substrate 52, and an integrated circuit (IC) 53 for an oscillator is disposed adjacent to the crystal resonator. An electronic component 54 such as a capacitor is also mounted. These components are electrically connected by a wiring pattern (not shown).

音叉型水晶振動子51の振動片の機械的振動は、水晶の持つ圧電特性により電気信号に変換されて集積回路53に入力される。集積回路53内では、信号処理が行われ、周波数信号が出力され発振器として機能する。これらの各構成部品は図示しない樹脂でモールドされている。   The mechanical vibration of the vibrating piece of the tuning fork type crystal resonator 51 is converted into an electric signal by the piezoelectric characteristics of the crystal and input to the integrated circuit 53. In the integrated circuit 53, signal processing is performed, and a frequency signal is output to function as an oscillator. Each of these components is molded with a resin (not shown).

集積回路53を適切に選択することにより、時計用単機能発振器の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、使用者に時刻やカレンダー情報を提供したりする機能を有する。   By appropriately selecting the integrated circuit 53, in addition to the single-function oscillator for a clock, there are functions for controlling the operation date and time of the device and external device, and providing the user with time and calendar information.

本実施形態に係る圧電振動子を発振子として集積回路53に接続して発振器を構成したことにより、本発振器が厳しい環境下で長期間使用されても、圧電振動子の周波数特性が変化しにくいため、発振器を高精度に維持することができる。   Since the oscillator is configured by connecting the piezoelectric vibrator according to the present embodiment as an oscillator to the integrated circuit 53, the frequency characteristics of the piezoelectric vibrator hardly change even when the oscillator is used for a long time in a severe environment. Therefore, the oscillator can be maintained with high accuracy.

次に、本発明に係る第5の実施形態として、前述した実施形態1から3のいずれかに係る圧電振動子を計時部に接続した電子機器の例について説明する。ここでは、電子機器の例として、携帯電話に代表される携帯情報機器での好適な実施の形態を詳細に説明する。   Next, as a fifth embodiment according to the present invention, an example of an electronic device in which the piezoelectric vibrator according to any one of the first to third embodiments described above is connected to a timer unit will be described. Here, as an example of an electronic device, a preferred embodiment in a portable information device represented by a mobile phone will be described in detail.

まず前提として、本実施の形態にかかる携帯情報機器は、従来技術における腕時計を発展・改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在時刻等を表示させることができる。   First, as a premise, the portable information device according to the present embodiment is a development and improvement of a wrist watch in the prior art. The appearance is similar to that of a wristwatch, and a liquid crystal display is arranged in a portion corresponding to the dial so that the current time and the like can be displayed on this screen.

通信機として使用する時は、手首から外し、バンド部内側に内蔵されたスピーカおよびマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信をおこなうことができる。しかし、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化・軽量化されている。   When used as a communication device, it can be removed from the wrist and communicated in the same manner as a conventional mobile phone by a speaker and a microphone built in the band. However, it is much smaller and lighter than conventional mobile phones.

次に、本実施形態に係る携帯情報機器の機能的構成について図面を参照して説明する。   Next, a functional configuration of the portable information device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図8は、本実施形態に係る携帯情報機器の構成の1例を機能的に示すブロック図である。
図8において、電源部101は後述する各機能部に対して電力を供給する電源部であり、具体的にはリチウムイオン二次電池によって実現される。
FIG. 8 is a block diagram functionally showing an example of the configuration of the portable information device according to the present embodiment.
In FIG. 8, a power supply unit 101 is a power supply unit that supplies power to each functional unit described later, and is specifically realized by a lithium ion secondary battery.

電源部101には後述する制御部102、計時部103、通信部104、電圧検出部105および表示部108が並列に接続され、各々の機能部に対して電源部101から電力が供給される。   A control unit 102, a timing unit 103, a communication unit 104, a voltage detection unit 105, and a display unit 108, which will be described later, are connected in parallel to the power supply unit 101, and power is supplied from the power supply unit 101 to each functional unit.

制御部102は、後述する各機能部を制御して、音声データの送信や受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御をおこなう。制御部102は、具体的にはROMにあらかじめ書き込まれたプログラムと、当該プログラムを読み出して実行するCPU、および当該CPUのワークエリアとして使用されるRAM等によって実現される。   The control unit 102 controls each function unit to be described later, and performs operation control of the entire system such as transmission and reception of audio data, measurement and display of the current time, and the like. Specifically, the control unit 102 is realized by a program written in advance in a ROM, a CPU that reads and executes the program, a RAM that is used as a work area of the CPU, and the like.

計時部103は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路、インターフェイス回路等を内蔵する集積回路、及び図2に示した製造工程で製造された音叉型水晶振動子より構成される。   The time measuring unit 103 includes an integrated circuit including an oscillation circuit, a register circuit, a counter circuit, an interface circuit, and the like, and a tuning fork type crystal resonator manufactured in the manufacturing process shown in FIG.

音叉型水晶振動子の機械的な振動は、水晶の持つ圧電特性により電気信号に変換され、トランジスタとコンデンサで形成される発振回路に入力される。発振回路の出力は2値化され、レジスタ回路とカウンタ回路により計数される。インターフェイス回路を介して制御部と信号の送受信が行われ、表示部107に、現在時刻や現在日付あるいはカレンダー情報が表示される。   The mechanical vibration of the tuning fork type crystal resonator is converted into an electric signal by the piezoelectric characteristics of the crystal and input to an oscillation circuit formed by a transistor and a capacitor. The output of the oscillation circuit is binarized and counted by a register circuit and a counter circuit. Signals are transmitted to and received from the control unit through the interface circuit, and the current time, current date, or calendar information is displayed on the display unit 107.

通信部104は、従来技術の携帯電話と同様の機能を有し、無線部104a、音声処理部104b、増幅部104c、音声入出力部104d、着信音発生部104e、切替部104f、呼制御メモリ部104gおよび電話番号入力部104hから構成される。   The communication unit 104 has functions similar to those of a conventional mobile phone, and includes a radio unit 104a, a voice processing unit 104b, an amplification unit 104c, a voice input / output unit 104d, a ring tone generation unit 104e, a switching unit 104f, and a call control memory. Part 104g and telephone number input part 104h.

無線部104aは、アンテナを介して基地局と音声データ等の各種データを送受信する。音声処理部104bは無線部104aまたは後述する増幅部104cから入力した音声信号を符号化/復号化する。増幅部104cは音声処理部104bまたは後述する音声入出力部104dから入力した信号を所定のレベルまで増幅する。音声入出力部104dは具体的にはスピーカおよびマイクロフォンであり、着信音や受話音声を拡声したり、話者音声を集音したりする。   The wireless unit 104a transmits and receives various data such as voice data to and from the base station via the antenna. The audio processing unit 104b encodes / decodes an audio signal input from the radio unit 104a or an amplification unit 104c described later. The amplifying unit 104c amplifies the signal input from the audio processing unit 104b or the audio input / output unit 104d described later to a predetermined level. The voice input / output unit 104d is specifically a speaker and a microphone, and amplifies a ringtone and a received voice or collects a speaker voice.

また、着信音発生部104eは、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部104fは着信時に限って、音声処理部104bに接続されている増幅部104cを着信音発生部104eにつなぎかえることで、生成された着信音が増幅部104cを介して音声入出力部104dに出力されるようにする。   In addition, the ring tone generator 104e generates a ring tone in response to a call from the base station. The switching unit 104f switches the amplifying unit 104c connected to the voice processing unit 104b to the ringing tone generating unit 104e only when an incoming call is received, so that the generated ringing tone is transmitted to the voice input / output unit 104d via the amplifying unit 104c. To be output.

なお呼制御メモリ104gは、通信の発着呼制御にかかわるプログラムを格納する。また、電話番号入力部104hは、具体的には0から9の番号キーおよびその他の若干のキーからなり、通話先の電話番号等を入力する。   The call control memory 104g stores a program related to incoming / outgoing call control of communication. The telephone number input unit 104h is specifically composed of 0 to 9 number keys and some other keys, and inputs the telephone number of the destination.

電圧検出部105は、電源部101により制御部102をはじめとする各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に当該電圧降下を検出して制御部102に通知する。   The voltage detection unit 105 detects the voltage drop and notifies the control unit 102 when the voltage applied to each functional unit including the control unit 102 by the power supply unit 101 falls below a predetermined value. To do.

この所定の電圧値は、通信部104を安定して動作させるために必要な最低限の電圧としてあらかじめ設定されている値であり、例えば3V程度の電圧である。電圧検出部105から電圧降下の通知を受けた制御部102は、無線部104a、音声処理部104b、切替部104f、着信音発生部104eの動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部104aの動作停止は必須である。と同時に表示部107には、通信部104が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。   The predetermined voltage value is a value set in advance as a minimum voltage necessary for stably operating the communication unit 104, and is, for example, a voltage of about 3V. Upon receiving the voltage drop notification from the voltage detection unit 105, the control unit 102 prohibits the operations of the radio unit 104a, the voice processing unit 104b, the switching unit 104f, and the ring tone generation unit 104e. In particular, it is essential to stop the operation of the wireless unit 104a with high power consumption. At the same time, the display unit 107 displays that the communication unit 104 has become unusable due to insufficient battery power.

電圧検出部105と制御部102の働きにより通信部104の動作を禁止し、更にその旨を表示部107へ表示する事が可能である。
本実施の形態として、通信部の機能に係る部分の電源を選択的に遮断可能な電源遮断部106を設ける事で、より完全な形で通信部の機能を停止させる事が出来る。
The operation of the communication unit 104 can be prohibited by the functions of the voltage detection unit 105 and the control unit 102, and a message to that effect can be displayed on the display unit 107.
As the present embodiment, the function of the communication unit can be stopped in a more complete form by providing the power cutoff unit 106 that can selectively cut off the power supply of the part related to the function of the communication unit.

なお、通信部104が使用不能になった旨の表示は、文字メッセージによりおこなってもよいが、より直感的に、表示部107上の電話アイコンに×(バツ)印を付ける等の方法によってもよい。   The display indicating that the communication unit 104 has become unusable may be made by a text message, but more intuitively by a method such as marking the phone icon on the display unit 107 with a cross (X). Good.

上記のような携帯情報機器をはじめとする電子機器に、本実施形態に係る圧電振動子を使用することにより、その電子機器が厳しい環境下で長期間使用されても、圧電振動子の周波数特性が変化しにくいため、電子機器を高精度に維持することができる。   By using the piezoelectric vibrator according to the present embodiment for electronic devices such as portable information devices as described above, the frequency characteristics of the piezoelectric vibrator can be obtained even if the electronic device is used for a long period of time in a harsh environment. Since it is difficult to change, the electronic device can be maintained with high accuracy.

第1の実施形態を説明する図である。It is a figure explaining 1st Embodiment. 本実施形態に係る水晶振動子の製造工程を説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for explaining a manufacturing process of the crystal resonator according to the embodiment. 第2の実施形態を説明する図である。It is a figure explaining 2nd Embodiment. 第3の実施形態を説明する図である。It is a figure explaining 3rd Embodiment. 本実施形態に係る圧電振動子の1例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the piezoelectric vibrator which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る圧電振動子の別の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows another example of the piezoelectric vibrator which concerns on this embodiment. 第4の実施形態に係る発振器の構成の1例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a structure of the oscillator which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施形態に係る電子機器の構成の1例を機能的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows one example of a structure of the electronic device which concerns on 5th Embodiment functionally. 従来の重り部について説明する図である。It is a figure explaining the conventional weight part. 重り部構成元素の拡散を説明する図である。It is a figure explaining diffusion of a weight part constituent element.

符号の説明Explanation of symbols

1 水晶振動片
1a マウント部
3 重り部
4 下地金属
5 水晶
6 Cr層
7 Au層
8 Cr薄膜
9 Ag層
10 Cr薄膜
12 直接対向界面形成領域
14 拡散防止部
15 重り部近傍領域
16 無金属膜領域
20 振動腕部(振動部分)
30 基部
40 気密端子(プラグ)
42 リード
42a 外部電極
44 ケース
45 ベース
46 接合部
47 導電性接着剤
48 リッド
49 外部電極
51 音叉型水晶振動子
52 基板
53 集積回路
54 電子部品
85 重り部と下地金属の表面との界面
86 直接対向界面形成領域
87 重り部近傍領域
88 重り部から直接界面形成領域への拡散
89 界面形成領域から基部側への拡散
90 直接界面形成領域から下地金属の下層膜への重り部構成元素の拡散
91 下地金属の下層膜の基部側への重り部構成元素の拡散
92 水晶
93 Cr層
94 Au層
95 Ag層
101 電源部
102 制御部
103 計時部
104 通信部
104a 無線部
104b 音声処理部
104c 増幅部
104d 音声入力部
104e 着信音発生部
104f 切替部
104g 呼制御メモリ部
104h 電話番号入力部
105 電圧検出部
106 電源遮断部
107 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crystal resonator element 1a Mount part 3 Weight part 4 Base metal 5 Crystal 6 Cr layer 7 Au layer 8 Cr thin film 9 Ag layer 10 Cr thin film 12 Direct opposing interface formation area 14 Diffusion prevention part 15 Weight part vicinity area 16 Non-metal film area 20 Vibrating arm (vibrating part)
30 Base 40 Airtight terminal (plug)
42 Lead 42a External electrode 44 Case 45 Base 46 Joining portion 47 Conductive adhesive 48 Lid 49 External electrode 51 Tuning fork type crystal resonator 52 Substrate 53 Integrated circuit 54 Electronic component 85 Interface between the weight portion and the surface of the base metal 86 Directly facing Interface formation region 87 Weight region vicinity 88 Diffusion from the weight portion directly to the interface formation region 89 Diffusion from the interface formation region to the base side 90 Diffusion of elements constituting the weight portion from the direct interface formation region to the lower layer film of the base metal 91 Base Diffusion of constituent elements of the weight part to the base side of the metal lower layer film 92 Crystal 93 Cr layer 94 Au layer 95 Ag layer 101 Power supply part 102 Control part 103 Timing part 104 Communication part 104a Radio part 104b Sound processing part 104c Amplifying part 104d Voice Input unit 104e Ring tone generation unit 104f Switching unit 104g Call control memory unit 104 Telephone number input section 105 voltage detection unit 106 power-off unit 107 display unit

Claims (6)

励振電極が形成された一対の振動部分を有する音叉型の圧電振動片と、
前記振動部分の表面に形成され、表面が金で構成された下地金属と、
前記振動部分の片側または両側の面の下地金属上に形成された周波数調整用重り部と、
前記周波数調整用重り部に隣接した基部側の前記下地金属のうち、前記金のみを所定の幅だけ取り去った拡散防止部と、
前記圧電振動片を封入する密閉容器と、
前記励振電極と接続し、前記密閉容器の外部に形成された外部電極と、
を具備したことを特徴とする圧電振動子。
A tuning-fork type piezoelectric vibrating piece having a pair of vibrating portions formed with excitation electrodes;
A base metal formed on the surface of the vibrating portion, the surface of which is composed of gold;
A frequency adjusting weight formed on the base metal on one or both sides of the vibrating portion;
Of the base metal on the base side adjacent to the frequency adjusting weight portion, a diffusion preventing portion in which only the gold is removed by a predetermined width, and
A sealed container enclosing the piezoelectric vibrating piece;
An external electrode connected to the excitation electrode and formed outside the sealed container;
A piezoelectric vibrator characterized by comprising:
前記下地金属はクロムと前記クロムの表面に形成された前記金とからなり、前記周波数調整用重り部は銀からなる請求項1に記載の圧電振動子。   2. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the base metal is made of chromium and the gold formed on the surface of the chromium, and the frequency adjusting weight is made of silver. 前記周波数調整用重り部の表面に形成されたクロム薄膜または金薄膜を有する請求項2に記載の圧電振動子。   The piezoelectric vibrator according to claim 2, further comprising a chromium thin film or a gold thin film formed on a surface of the frequency adjusting weight portion. 前記下地金属と前記周波数調整用重り部の間にCr膜を有する請求項3に記載の圧電振動子。   The piezoelectric vibrator according to claim 3, further comprising a Cr film between the base metal and the frequency adjusting weight. 請求項1から請求項4までのうちの何れか1の請求項に記載の圧電振動子を発振子として集積回路に接続して用いることを特徴とする発振器。   An oscillator using the piezoelectric vibrator according to any one of claims 1 to 4 as an oscillator connected to an integrated circuit. 請求項1から請求項4までのうちの何れか1の請求項に記載の圧電振動子を計時部に接続して用いることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus using the piezoelectric vibrator according to any one of claims 1 to 4 connected to a timer unit.
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