专利名称：石英晶体元件和制造该元件的方法
技术领域：
本发明涉及厚度剪切模式石英晶体元件，它可以具有非常精巧的形状，及提供良好的振动特性，以及涉及用于制造此元件的方法。
现在，压电元件常常在各种类型的电子器件中被用作为频率和时间的基准。在压电元件中间，用人造石英制做的石英晶体元件因为其物理上和电气上的卓越特性及可大量提供而在许多类型的电子器件中获得广泛应用。由于对更精巧和更轻的电子器件需求的增加，已需要石英晶体元件做得更精巧。用于石英晶体元件的精巧石英半成品传统上是带状的或圆形的。
石英晶体元件可按照石英半成品从石英单晶的切割方向而被分类为AT-切割型，BT-切割型等。而且，按照石英半成品的切割方向，石英晶体元件可被分类为诸如厚度剪切、延伸和音叉模式那样的振动模式。特别地，AT-切割型石英晶体元件可被容易地制造，给出方便的谐振频率，及具有接近于零的温度系数，因此它被最广泛地使用。AT-切割石英晶体元件工作在厚度剪切模式。众所周知，X，Y和Z轴是对于石英按结晶定义的。AT-切割型石英半成品是从X-Z′平面切割的，X-Z′平面是通过把石英晶体的X-Z平面围绕石英的X轴旋转约+35°而得出的。在这样的石英半成品中，已得知，从Z′轴向X轴旋转约28°的方向是零应力灵敏度的轴向，在此方向上，频率对于从外面加上的应力的变化成为最小。具体地，AT-切割型石英晶体元件包括使用长方形石英半成品的石英晶体元件，其对角线之一是以上的零应力灵敏度的轴并且在该对角线的两端对其进行支撑。
据信所希望的是，AT-切割型石英晶体元件的石英半成品的面积很大，以提供理想的振动特性。在AT-切割型石英晶体元件中，为小型化而减小石英半成品尺寸可导致振动特性的恶化，例如，具有与主谐振频率不同的频率的一个不想要的响应点、Q(品质因数)值的显著减小、和由于某些温度变化引起的谐振频率突然跳变。因而，过度减小石英半成品尺寸常常可导致不实用的石英晶体元件。
诸如不想要的响应和谐振频率跳变那样的问题并不限于AT-切割型石英晶体元件，而它可在一般石英晶体元件中观察到。石英半成品越小，对不想要的响应的控制越难，可由于温度变化引起的谐振频率的跳变越容易；以及电阻抗越高，则使得难于提供合适的振动。对于用带状的石英半成品制成的石英晶体元件，其长边尺寸减小到约5mm会使得提供良好的振动特性相当困难，且易于引起很强的不想要的响应。所以，在制造小尺寸的石英晶体元件时，必须寻找能提供良好振动特性(例如通过逐渐改变石英半成品的宽度)的石英半成品，这可能需要大量时间和劳力。
而且，传统的石英晶体元件在把石英半成品封装在外壳中时具有安装问题。
图1是传统的石英晶体元件的结构的透视图，其中石英半成品被封装在金属外壳中。一对引线2被插入在基座上，且互相绝缘。在引线2的顶端处，由条状的金属片构成且互相对置的支撑件3例如通过焊接被粘结住。在每个支撑件3上沿其纵向形成具有一定宽度的缝隙4。
石英半成品5被做成例如圆形，并按照想要的谐振频率被磨成一个厚度。激励电极6分别被做在石英半成品5的主面上。激励电极6向互相相反方向上延伸，并被引到石英半成品5的石英片边缘。引线端被插入到并用导电胶粘结在支撑件3的缝隙4中。这样，石英半成品5被支撑件3所支持。然后，装上外壳8，然后其中充以惰性气体后封装在基座1上，从而提供石英晶体元件。
对于带形或方形的石英半成品，由缝隙支持的长度比圆形的短。当由缝隙支持的长度短且缝隙宽度相对于石英半成品厚度较宽时，石英半成品变成为只由导电胶非直接支持。在这种情况下，可能呈现很差的抗振动性、很差的抗冲击性、和老化恶化。
这样，最好使石英半成品被夹在缝隙中，且用导电胶粘结到缝隙上，以确保机械支撑和导电，从而得到良好的抗振动性、良好的抗冲击性、和小的老化恶化。所以，希望缝隙宽度相应于石英半成品厚度。
然而，在厚度剪切模式石英晶体元件中，谐振频率取决于石英半成品厚度。这样，如果想要使用具有对应于石英半成品厚度的缝隙宽度的支撑件，则应当预备许多其缝隙宽度取决于给定谐振频率而不同的支撑件，这是不实际的。
最近，表面封装类型的电子元件由于电子设备的小型化和它们组装过程自动化的增长而被大量使用。因而，更精巧的表面封装类型的石英晶体元件变成很希望要的。然而，为得到精巧的表面封装类型的石英晶体元件，需要解决某些问题。
由于石英晶体元件利用石英的压电振动，所以，石英半成品应当被支持在一个空间内，且被放置在化学上和物理上稳定的环境中。因此，石英半成品应当被包容在具有适当容积的外壳中，且该外壳应当被紧密地密封。然而，现在很难把小的石英半成品精确地放置和支持在精巧的表面封装类型的外壳中，并确保外壳密封。而且，为了得到表面封装类型的石英晶体元件，石英半成品尺寸应当比现有技术的任何的石英半成品尺寸小得多。然而，在这样的石英半成品尺寸上，如以上所述，很难提供良好的振动特性。
本发明的第一个目的是提供精巧的石英晶体元件，它具有良好的振动特性和适合于大规模生产。
本发明的第二个目的是提供一种石英晶体元件，其中的多角形厚度剪切模式石英半成品可被牢固地支撑；它可提供良好的抗振动性、良好的抗冲击性、和减小的老化恶化；并且部件的制造被合理地控制，从而造成成本降低。
本发明的第三个目的是提供具有良好的振动特性的、精巧的表面封装类型石英晶体元件。
本发明的另一个目的是提供一种厚度剪切型石英晶体元件，它在利用从石英晶体部材上取用的石英片的面积方面具有改进的效率。
本发明的再一个目的是提供用于制造厚度剪切型石英晶体元件的方法，该方法在利用从石英晶体上取用的石英片的面积方面具有改进的效率。
本发明的发明者广泛地研究了把具有良好的振动特性的小型石英晶体元件付之实际使用。这样，我们发现，没有振动特性恶化的精巧的石英晶体元件可通过把石英半成品做成六角形而不是现有技术的平行四边形，将零应力灵敏度的轴向用来作为厚度剪切模式石英半成品的基准线。如在后面所描述的，垂直于零应力灵敏度的轴向的方向可被选择为基准线。
特别是，石英半成品可被事先做成六角形。或者，在平行四边形石英半成品的四个角中，可将不在以上基准线上的两个角沿着离开基准线一给定距离并平行于基准线的线一起被去除，从而提供六角形。而且，如在后面所描述的，四个六角形石英半成品可从一个圆形石英平面取得。当这样的六角形石英半成品被用作为石英晶体元件时，优选地在基准线的末端对它进行支撑。
当然，不一定需要使零应力灵敏度的轴向和基准线完全相同或正交。实际上，可允许基准线是在零应力灵敏度的轴向或在垂直于轴向的方向的±15°内；优选地在±10°内和更优选地在±5°内。
在本发明中，不一定需要石英半成品的形状几何上是正六角形。换句话说，六角形的六条边的有些边可以是诸如圆弧那样的曲线而不是直线。在本发明中，平行于已知物体的曲边是指在该边的两端点之间的线段平行于物体。此处，曲边的端点是六角形的顶点。
现在将详细地描述本发明。图2显示了当小石英半成品被使用在AT-切割型石英晶体元件中时的位移分布。在石英半成品10的中心部分出现主位移11。主位移11是石英半成品的想要的响应，且是在石英半成品10的表面上产生的最大位移。符号12表示对石英晶体元件具有最有害影响的轮廓振动模式的不想要的响应。相对较强的不想要的响应12存在在离石英半成品10的中心的几乎相同距离的四个点中的每个点上。考虑一条通过石英半成品10的中心和向零应力灵敏度的轴向延伸的直线L，不想要的响应12的位置对于该线L是对称地布置的。所以，一个几乎不受不想要的响应12影响的石英晶体元件，可通过如上所述地获取六角形石英半成品13以及选择线L或垂直于直线L的直线为基准线，从而得以提供。
在AT-切割型石英半成品10中，直线L与Z′轴有28°的夹角。这样，可以明白，石英半成品13以这样的方式被构成，以使支撑端之间的直线与石英片表面的Z′轴有28°±15°或118°±15°的夹角。
图1是传统的石英晶体元件的透视图，其中石英半成品被装在金属外壳中；图2是显示在AT-切割型石英平面中的振动位移分布的视图；图3是显示作为本发明优选实施例的石英晶体元件的前视图；图4是显示作为本发明的另一个优选实施例的石英晶体元件的前视图；图5是显示从人造石英取AT-切割型石英平面的过程的透视图；图6是显示从石英平面取石英半成品的过程的前视图7是显示按照改进的方法从石英片取石英半成品的过程的视图；图8是显示按照该进的方法从石英片取石英半成品的过程的视图；图9是显示按照改进的方法从石英片取石英半成品的过程的视图；图10是显示使用按照改进的方法从石英片取到的石英半成品的石英晶体元件的前视图；图11是显示石英半成品的支撑区的放大视图；图12是显示作为按照本发明的另一个优选实施例的石英晶体元件的前视图；图13是显示用于按照本发明的表面封装石英晶体元件的外壳的透视图；图14是显示图13的石英晶体元件在安装石英半成品的外壳中的结构的顶视图；图15是显示图13所示的石英晶体元件的截面图。
图3所示的石英晶体元件使用AT-切割型石英半成品21。石英半成品21是具有三对互相平行边的六角形。平行于零应力灵敏度的轴向的对角线是上述的基准线，对角线的端点是支撑端。实际上，不一定需要使基准线完全等同于零应力灵敏度的轴向。具体地，可以有约+15°的容差。基准线可以是垂直于零应力灵敏度的轴向的方向。在本实施例中，由于石英21是AT-切割型，基准线的方向与Z′轴的夹角为28°。
通过使用其一条对角线等同于以上的基准线的方形石英片，在垂直于基准线的两个角上、在平行于并且离基准线等距离的直线上切割方形石英片，从而将石英半成品21构成为六角形。在此图上，方形石英片中的切割区域以虚线表示。
在石英半成品21的主面的接近中心部分，互相面对的圆形激励电极23例如通过蒸发而被形成。在一个主面上的激励电极23以引线另件22a延伸到一个支撑端，而在另一个主面上的激励电极被延伸到另一个支撑端。
当这样形状的石英半成品21被用于石英晶体元件的石英半成品时，它应当通过支撑其一个或多个部分而被安装在支撑件上。在所示的石英晶体元件中，石英半成品21在其支撑端上被支撑件22支撑。支撑石英半成品21的两个支撑件的每一个由导电材料制成，并被固定在插入到引向基座24的金属引线25的一端。基座24由绝缘材料制成，它确保支撑件22之间的电绝缘。支撑件22可以是例如互相面对的薄金属条，沿着纵向具有支撑槽。石英半成品21被这样地安装，以使支撑部分的末端插入支撑槽，且通过使用导电胶被粘结到槽上。这样，石英半成品21在电气上和物理上被支持。如上所述，每个激励电极23通过支撑件22和金属引线25在电气上被引到外面。
在这个石英晶体元件中，金属罩被安放在基座24上，紧密地密封石英半成品21，如对于图1所示传统的石英晶体元件所描述的。
借助于准备如上所述的石英半成品21，图2中实线所表示的石英半成品13能从一个可提供主要的和不想要的响应的石英片中被取得。所以，振动特性是稳定的，因为在本实施例的石英晶体元件中，石英半成品21没有其中可能产生强的不想要的响应的部分。而且，在本实施例中，被支撑的是对角线的端点，该对角线的方向与AT-切割型石英半成品的Z′轴的夹角在28°±15°以内，也就是，零应力灵敏度的轴向的两个端点被支撑住。这使得来自支撑件22的应力对振动特性的影响最小。或者，可以在垂直于与AT-切割型石英半成品的Z′轴的夹角为28°±15°以内的方向的对角线的端点上进行支撑。所希望的是，支撑位置是在与Z′轴的夹角为28°的方向。然而，实际满意的特性可通过选择一个其夹角在28°±15°以内的方向而达到。
现在将描述石英半成品21的尺寸。
从消除产生不想要的响应区域来看，最好是石英半成品21在支撑端点处的顶角是直角或锐角(小于90°)，然而当顶角过小时，在支撑端点处的机械强度可能降低。在支撑端点之间的距离典型地可大到5mm，以使整个的石英晶体元件小型化。
在石英半成品21中，垂直于基准线的方向的宽度W最好是在支撑端点之间的距离的至少10％到大到60％。如果W小于10％，则晶体阻抗可能太高而不能提供一个实际的石英晶体元件。如果W大于60％，则可能容易产生二次振动。
本实施例的石英晶体元件并不限于以上的特定的石英晶体元件。例如，支撑件可以不是薄片形的，而是通过弯曲具有弹性的金属线而构成的夹子形的。石英半成品形状并不限于通过从方形石英片(即，其四边具有相等长度及其四个顶角中的每个顶角是直角的平行四边形)切割两个角而形成的形状。图4显示了使用相邻边的长度不同的平行四边形构成的六角形的石英半成品26的石英晶体元件。通过使用具有三对平行边的变形的六角形石英半成品26，甚至在不想要的响应的位置对于零应力灵敏度的轴向的直线不对称的情况下，也可提供具有良好振动特性的石英晶体元件。
如上所述，本实施例的石英晶体元件甚至当使用纵向尺寸最多是5mm的显著很小的石英半成品时，也可控制不想要的响应的产生，从而提供了相对高的Q值而在温度改变时不发生频率跳变。由于石英半成品在零应力灵敏度的轴向上被支撑，来自支撑件的应力对振动特性的影响可被大大减小，导致更加改善的振动特性。
在这种类型的石英晶体元件中，石英半成品是垂直支撑的，并被封闭在金属外壳中。由于按照本实施例的石英晶体元件通过垂直于纵向切割棱角而被构成为六角形，所以，当石英半成品是被垂直支撑时，石英半成品的高度可被降低。因此，这样地来降低石英半成品的高度可导致石英晶体元件小型化和减低石英晶体元件。
现在将描述以上石英晶体元件的制造过程。众所周知，AT-切割石英片(即所谓的旋转的Y片)例如可被取为从X-Z′平面围绕人造石英晶体的X轴旋转约35°得出的平面。
如图5所示，准备了沿Y轴向延伸的人造石英晶体棒31。在人造石英晶体棒31的中心部分，还有沿Y轴向延伸的种子石英33。人造石英31在平行于X轴和与Z轴形成夹角θ(约36°)的方向被对角地切割，以便取得如图6所示的石英片32。由于在石英片32的中心还有种子石英33，所以，石英片应当沿中心线被纵向地分割成两部分，避开种子。多个分割开的片被顺序地堆积以形成为一根棒，然后它通过研磨被成形为园棒。从这根棒取下每个片，以提供出圆形石英片34。圆形石英片34在厚度方向用研磨机磨成相应于想要的谐振频率的厚度，然后，通过切割石英片的外围部分而被形成为如上所述的六角形以提供出石英半成品35。这样，可以提供出六角形石英半成品。
然而，在这种过程中，石英片面积的利用效率很低；石英片的相当大的部分变成为切割和磨削的碎片。
因此，本发明者想出下面所描述的处理方法作为改进的制造方法。
在图7中，参考数字41是圆形石英片。石英片41是从图5所示的沿Y轴向延伸的人造石英晶体棒取得的。人造石英在平行于轴和与轴形成夹角θ(约36°)的方向被对角地切割，以便取得如图8所示的石英片42。由于在石英片42的中心还有种子石英43，所以石英片应当沿中心线被纵向地分割成两部分，避开种子。多个分割开的片被顺序地堆积以形成为一根棒，然后它通过研磨被成形为园棒。从这根棒取下每个片，以提供出圆形石英片44。
圆形石英片44在其厚度方向被磨成相应于想要的谐振频率的厚度。再次地，多个片被堆积成为一根园棒，它的四个外围部分按这样的方式被研磨成或切割成平面，以使得研磨面平行于纵方向及每个研磨部分的中心线被安排成从截面园的中心的每90°处。在图7中，研磨面被表示为直线P1到P4。这样，园棒被形成为具有在每个棱角处为弧形部分的方形截面。
然后，通过沿平行于上面的方形的各个边并穿过石英片44的中心的的平面切割园棒，把园棒分成四个部分。切割面被表示为图7中的直线Q1和Q2。如上述的处理可提供方形的截面形状，它具有一个弧形棱角44a，代替了方形的一个尖顶部分。
换句话说，截面形状是方形ABCD，其中相应于尖顶A的棱角是圆弧44a，如图9所示。在该图所示的实施例中，圆弧44a从线段AB的接近的中点延伸到线段AD的接近的中点。线段BD的方向是在零应力灵敏度的轴向或在垂直于零应力灵敏度的轴向的方向。在本实施例中，由于石英片44是AT-切割型石英片，所以，BD线的方向被设置为与Z′轴向的夹角为28°±15°或118°±15°。另外，在方形ABCD中的四个顶角部分之间，面向着弧形44a的顶角部分44c的一个已知量通过研磨或切割被去除。该去除的部分在图9中以阴影区表示。然后，每个石英片被从棒上取下，以提供出基本上为六角形的石英半成品48。
石英半成品48具有其一条边是被弧线44a代替的六角形的形状。即使六条边的有些条边以某些类型的曲线来代替，本发明的效果也不可能受影响，且可通过控制不想要的响应而达到良好的振动特性。
如图10所示，互相面对的激励电极45被形成在石英半成品48的两个主面上。在前表面的激励电极45被引到顶点B，而在后表面的激励电极被引到顶点D。顶点B和D由被安放入到基座46上的一对支撑件47支撑。
在通过图5和6描述的处理中，一个六角形石英半成品从一个圆形石英片得到，而按照刚描述的处理过程，一个圆形石英片被分割成四个石英半成品，生产率提高到四倍。而且，在以上的处理中，堆叠为一根棒的石英片被分成四个部分，它们可提供良好的可加工性，并使石英片能通过例如切割和研磨而被有效地处理。
现在将描述石英半成品的优选的支撑方法。在本发明中，石英半成品在棱角处优选地以锐角进行支撑。当石英半成品在棱角处以锐角被支撑时，由支撑件的裂缝所支撑的长度短于在支撑圆形石英半成品时的被支撑长度，在后者情况下会导致作为石英晶体时的抗冲击性下降。这样，支撑件的槽可被形成为这样的形状在其较低部位处比较窄。
在图11中，支撑件51由上部向内弯曲的薄金属条组成。支撑件51具有一个纵槽52，它穿过弯曲部位，并具有变尖的形状，在本图中，它在较低部位比较窄。当t1和t2分别表示槽52在底部的宽度和插入到槽52中的石英半成品53厚度时，存在着关系式t1＜t2，然而，在支撑件51的弯曲部位附近，槽52的宽度大于厚度t2。
如图12所示，在基座54上安装有插入其中的一对引线55。每个支撑件51的底端例如通过焊接被固定在引线55的顶部。这样，一对支撑件51互相面对地放置。
石英半成品53被插入在如上述放置的一对支撑件51互相面对的侧面之间，其中石英半成品53的每一端被插入在槽52中。石英半成品53可以是如上所述的六角形。当使用其端点之间的距离约为5mm的超小型石英半成品时，相应于槽52的端点之间的方向最好等同于零应力灵敏度的轴向。使用具有这样的轴向的石英半成品53可消除包含着靠近支撑端所产生的不想要的响应的可能的中心的区域，这导致抑制不想要的响应，因而导致良好的振动特性。
互相面对的激励电极56被形成在石英半成品53的两个主面上。激励电极56具有被拉伸的圆形。在前面上的激励电极56被引到相应于一个支撑件51的石英片端，而在背面上的激励电极56被引到相应于另一个支撑件的石英片端。从激励电极56延伸的两端被插入槽52中。
其两端被插入一对槽52中的石英半成品53靠它自身的重量向下滑动直到两端进入槽52为止，然后被固定。然后把导电胶57加到在槽52和石英半成品53之间的接触部位，以确保把石英半成品53固定在槽52中，以及确保在激励电极56和穿过支撑件51的引线55之间的电连接。
当然，在如上所描述地支撑石英半成品53后，外罩(图上未示出)被安放在基座54之上，紧密地密封石英半成品53。
当支撑六角形石英半成品53时，特别是当在锐角顶角上支撑石英半成品时，由支撑件的槽支撑的宽度比当支撑圆形石英半成品时的宽度窄。然而，按照以上支撑方法的、具有带适当变尖的角度的槽的支撑件使得容易牢固地支撑具有宽范围的厚度的石英半成品、也就是具有宽范围的频率的石英半成品。严格地说，在基座54和石英半成品53的底边之间的距离可根据石英半成品53的厚度而改变。然而，石英半成品53可通过适当地选择在槽52中形成的变尖的角度而在适当的位置被支撑而不论其厚度如何。
这样，使用带有变尖的形状的其较低部较窄的支撑件的槽可提供具有良好的抗振动性、良好的抗冲击性、和减小的老化恶化的石英晶体元件。这可使支撑件的标准化成为可能，从而导致容易控制部件的制造和降低成本。
六角形石英半成品的支撑方法并不限于石英半成品被一对支撑件垂直支撑的情况。当石英晶体元件是在印刷线路板上进行表面封装时，就必须减小石英晶体元件的高度。在这样的情况下，最好是把石英半成品水平地固定在外壳中。图13到15显示了这样的表面封装类型的石英晶体元件。
一个接近长方体的外壳61由诸如陶瓷那样的绝缘材料制成。长方形凹槽62被做成在外壳的顶面。凹槽62的深度适当地大于要被封装在外壳中的石英半成品63的厚度。凹槽62的较长边的长度多少地短于在六角形石英半成品63的支撑端之间的距离。两上浅于凹槽62而深于石英半成品63的厚度的接近三角形凹口65被分别形成在凹槽62的每个较短边的接近中心位置。当凹槽62的每个较短边被定义为凹槽的侧壁时，凹口65被做成为侧壁的台阶。凹口65的形状适配于石英半成品63的支撑件的形状。在凹口65的顶尖之间的距离等于或稍大于石英半成品63的支撑端之间的长度。
对于这样的外壳61，其每个支撑端和凹口65相啮合的石英半成品63被固定在凹槽62的空间内，并被封闭在外壳61中。
在外壳61的外底面上，形成一对外部电极64。当石英晶体元件被表面封装在印刷线路板上时，外部电极64被用来电连接印刷线路板的导电图形和石英晶体元件。支撑电极66被做在每个凹口65的底部，也就是说，与石英半成品63的支撑端相接触的表面。每个支撑电极66例如通过过孔连线层与外部电极64进行电连接。
石英半成品63可以是例如从人造石英得到的AT-切割型，且其中通过两个支撑端的直线方向是在与Z′轴的夹角为28°±15°的范围内或118°±15°的范围内。在石英半成品63的两个主面上，互相面对的激励电极67例如通过真空蒸发淀积被构成。在顶面上的激励电极67被引到相应于一个支撑端的石英片端，而在背面上的激励电极56被引到相应于另一个支撑端的石英片端。此处，激励电极67是六角形，它基本上和石英半成品63的形状相同。此处，“基本上相同”是指除了它的到支撑端的引线以外，它的形状和石英半成品63的形状相同。
在石英晶体元件中，石英半成品63的支撑端被凹口65支持，且应用导电胶68以确保石英半成品63的激励电极67的引线端和支撑电极66之间的电连接。
最后，外罩69被安放在外壳61的凹槽62上，并使用例如熔化的玻璃进行密封，以便紧密地密封在凹槽62中的石英半成品63，从而提供表面封装型石英晶体元件。
由于石英半成品63被相应于支撑端形状的凹口65支撑及将导电胶施加到这个石英晶体元件上，所以，很容易精确地定位石英半成品63。而且，由于外罩69被安放在外壳61的顶面上形成的凹槽的开孔上并例如用胶固定，所以，石英晶体元件可被设计成使得在外壳61的顶面上存在有相对较宽的粘结区。这使得更容易以可靠的紧密度来密封外壳。
上述的表面封装型石英晶体元件可容易地和廉价地被制造成具有良好振动特性的超小型元件。在表面封装型石英晶体元件中，外壳可以用低成本的材料制成，例如用玻璃，而不用陶瓷。另外，外罩可采用缝焊接法来密封，而不用胶粘。
权利要求
1一种石英晶体元件，包括从厚度剪切振动模式石英片获取的基本上呈六角形的石英半成品。
2.按照权利要求1的石英晶体元件，其特征在于，还包括一对支撑件，用于在石英半成品的支撑端处支撑石英半成品，其中石英半成品的三对对边的每一对边互相平行，且支撑端是石英半成品的最长对角线的两端。
3.按照权利要求2的石英晶体元件，其特征在于，其中连接石英半成品支撑端的直线方向是在以零应力灵敏度的轴向为中心的±15°的范围内，或在以垂直于轴向的方向为中心的±15°的范围内。
4.石英晶体元件包括从AT-切割型石英片获取的基本上呈六角形的石英半成品；一对支撑件，用于支撑石英半成品；第一激励电极，被形成在石英半成品的第一主面的中心部分；以及第二激励电极，被形成在石英半成品的第二主面的中心部分；其中石英半成品的三对对边的每一对边互相平行，石英半成品的三对对边中的一对对边平行于石英半成品的最长对角线，最长对角线的方向是在与石英半成品的Z′轴向的夹角为28°±15°的范围内，支撑件在是最长对角线的两端的支撑端处支撑石英半成品，第一激励电极被引到最长对角线的一端，和第二激励电极被引到最长对角线的另一端。
5.按照权利要求4的石英晶体元件，其特征在于，还包括用于保持支撑件互相面对面的基座，其中每个支撑件由导电金属组成并具有透孔，且石英半成品通过把支撑端插入透孔和在透孔区域周围施加导电胶而被固定。
6.按照权利要求4的石英晶体元件，其特征在于，其中至少一条平行于最长对角线的边具有园弧形。
7.按照权利要求6的石英晶体元件，其特征在于，还包括用于保持支撑件互相面对面的基座，其中每个支撑件由导电金属组成并具有透孔，且石英半成品通过把支撑端插入透孔和在透孔区域周围施加导电胶而被固定。
8.按照权利要求4的石英晶体元件，其特征在于，其中石英半成品的最长对角线的长度长达5mm。
9.按照权利要求4的石英晶体元件，其特征在于，其中还包括，平行于最长对角线的一对对边之间的长度是最长对角线的长度的至少10％直到60％。
10.按照权利要求4的石英晶体元件，其特征在于，其中每个激励电极具有和石英半成品基本同样的形状。
11.一种石英晶体元件，包括基座；一对插入基座的引线；支撑件，每个支撑件被固定在每条引线的一端，支撑件由条形金属片组成，并具有纵向槽；基本上呈多角形的石英半成品；第一激励电极，被形成在石英半成品的第一主面的中心部分；以及第二激励电极，被形成在石英半成品的第二主面的中心部分；其中第一激励电极被引到石英半成品的第一顶点，而第二激励电极被引到石英半成品的第二顶点；在槽的较低端处的槽宽比石英半成品的厚度窄，且该槽在其较低部分处较窄，和在其较高部分处较宽，从而具有一个其宽度比石英半成品的厚度宽的部分；以及石英半成品通过把第一和第二顶点插入槽中然后向槽周围施加导电胶而被固定。
12.按照权利要求11的石英晶体元件，其特征在于，其中石英半成品基本上呈六角形，其中石英半成品的最长对角线的端点是第一和第二顶点。
13.按照权利要求12的石英晶体元件，其特征在于，其中最长对角线的方向在与Z′轴向的夹角为28°±15°的范围内。
14.一种石英晶体元件，包括基本上呈六角形的石英半成品，具有第一顶角和第二顶角；由绝缘材料制成的、在其顶面有一开孔的外壳，它包括具有用来容纳第一顶角的第一台阶的第一内侧壁、以及面对第一内侧壁并具有用来容纳第二顶角的第二台阶的第二内侧壁；第一激励电极，被形成在石英半成品的第一主面上和被引到石英半成品的第一顶角；第二激励电极，被形成在石英半成品的第二主面上和被引到石英半成品的第二顶角；第一安装电极，被形成在外壳的外底面上；第二安装电极，被形成在外壳的外底面上；传导第一安装电极的第一支撑电极，它被形成在第一台阶的表面上；传导第二安装电极的第二支撑电极，它被形成在第二台阶的表面上；以及紧密密封外壳顶面的罩子；其中通过采用导电胶分别把第一顶角和第二顶角粘结到第一台阶和第二台阶上，以使第一台阶和第二台阶共同支撑处在外壳中的空间内的石英半成品，藉此，第一支撑电极和第二支撑电极分别导通到第一激励电极和第二激励电极。
15.按照权利要求14的石英晶体元件，其特征在于，其中外壳由陶瓷制成。
16.按照权利要求14的石英晶体元件，其特征在于，其中连接第一顶角和第二顶角的直线是在与Z′轴向的夹角为28°±15°的范围内。
17.按照权利要求16的石英晶体元件，其特征在于，其中石英半成品具有三对互相平行的对边，其中的一对对边平行于连接第一顶角和第二顶角的对角线。
18.一种用于制造厚度剪切模式石英晶体元件的方法，包括以下步骤制备一块接近方形的石英片，其中第一、第二、第三和第四顶角被顺序地安排在其四周；通过把靠近第一顶角的区域形成为弧形来去除包含第一顶角的区域；沿平行于连接第二顶角与第四顶角的对角线、并且相对于该对角线处在第三顶边一侧的直线，去除包含第三顶角的区域，以形成石英半成品；在石英半成品的第一主面的中心部分形成第一激励电极，然后将它引到第二顶角；在石英半成品的第二主面的中心部分形成第二激励电极，然后将它引到第四顶角；在第二顶角和第四顶角处支撑其中包含有第一和第三顶角的区域已被去除的石英半成品。
19.按照权利要求18的用于制造石英晶体元件的方法，其特征在于，其中石英半成品取自AT-切割型石英片，及连接第二顶角和第四顶角的直线方向是在与石英半成品的Z′轴向的夹角为28°±15°或118°±15°的范围内。
20.按照权利要求的用于制造厚度剪切模式石英晶体元件的方法，其特征在于包括以下步骤从人造石英获取具有圆形的第一石英片；在互相以直角相交的四个部分去除第一石英片的外围，以形成具有方形的第二石英片，它们的每个顶角用弧形来代替；把第二石英片沿通过第二石英片的中心、并且平行于其任一对边的两条直线分成四个石英半成品；沿平行于其余两个顶角的直线去除三个直角顶角中的一个顶角；以及在石英半成品的其余顶角处支撑石英半成品。
21.按照权利要求20的用于制造厚度剪切模式石英晶体元件的方法，其特征在于，其中第一石英半成品取自AT-切割型石英片，及连接石英半成品的其余的两个顶角的直线方向是在与Z′轴向的夹角为28°±15°或118°±15°的范围内。
全文摘要
石英晶体元件包括厚度剪切模式石英半成品,例如AT－切割型。其中不想要的响应幅度很强的区域可通过把石英半成品做成接近六角形而消除。三对对边的第一对边互相平行,且一对对边平行于石英半成品的最长对角线。对于AT－切割型,石英半成品的最长对角线方向是在与其Z′轴向的夹角为28°±15°或118°±15°的范围内,且在其最长对角线的两端被支撑。
文档编号H03H9/19GK1195229SQ9810593
公开日1998年10月7日 申请日期1998年3月31日 优先权日1997年3月31日
发明者小山光明, 宫下圭介, 渡边重德, 加藤千秋, 民谷雅, 大沢秀二 申请人:日本电波工业株式会社