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C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

(1)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 14 条によって準用する第 12 条第 1 項の規定に基づき,日本水晶デバイス

工業会(QIAJ)/財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を改正すべきとの申

出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日本工業規格である。

これによって,JIS C 6701:1999 は改正され,この規格に置き換えられる。

改正に当たっては,日本工業規格と国際規格との対比,国際規格に一致した日本工業規格の作成及び日

本工業規格を基礎にした国際規格原案の提案を容易にするために,IEC 60122-1:2002,Quartz crystal units of

assessed quality−Part 1: Generic specification を基礎とし,IEC 60444-1-5-6-7 の水晶振動子測定法に関

する項目だけを要約し,それぞれ四つの

附属書(参考)とした。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に

抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許

権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に係る確認について,責任は

もたない。

JIS C 6701 には,次に示す附属書がある。

附属書 1(参考)π 回路を使用したゼロ位相法による水晶振動子の共振周波数及び等価抵抗の

基本測定法

附属書 2(参考)自動ネットワークアナライザによる等価定数の決定法と補正方法

附属書 3(参考)励振レベル依存性の測定方法

附属書 4(参考)アクティブティ及び周波数ディップの測定方法


C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

(2)

目  次

ページ

序文

1

1.  一般

1

1.1  適用範囲

1

1.2  引用規格

1

1.3  優先順位

3

2.  用語及び一般的要求事項

3

2.1  一般的事項

3

2.2  定義

3

2.3  推奨定格及び特性

15

2.4  表示

16

3.  品質認証の手順

17

3.1  製造の初期工程

17

3.2  構造上の類似部品

17

3.3  外注契約

17

3.4  製造業者の認証

17

3.5  認証手続

17

3.6  能力認証の手続

17

3.7  品質認証の手続

18

3.8  試験手順

18

3.9  スクリーニングの要求

18

3.10  手直し及び修理

18

3.11  試験成績証明書

18

3.12  出荷の妥当性

18

3.13  出荷

18

3.14  未確認検査項目

18

4.  試験及び測定手順

19

4.1  一般

19

4.2  代替試験方法

19

4.3  測定精度

19

4.4  標準試験条件

19

4.5  目視検査

19

4.6  寸法及び計測手順

19

4.7  電気的試験手順

19

4.8  機械的及び環境試験手順

21

4.9  耐久試験手順

24


C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)  目次

(3)

ページ

附属書 1(参考)π

回路を使用したゼロ位相法による水晶振動子の共振周波数及び等価抵抗の

基本測定法

25

附属書 2(参考)自動ネットワークアナライザによる等価定数の決定法と補正方法

27

附属書 3(参考)励振レベル依存性の測定方法

31

附属書 4(参考)アクティブティ及び周波数ディップの測定方法

33


C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

(4)

白      紙


日本工業規格

JIS

 C

6701

:2007

(IEC 60122-1

:2002

)

水晶振動子通則

Generic specification of quartz crystal units

序文  この規格は,2002 年に第 3 版として発行された IEC 60122-1: Quartz crystal units of assessed quality−

Part 1: Generic specification を翻訳し,技術的内容を変更することなく作成した日本工業規格である。点線

を施してある参考事項及び

附属書 1の参考は,原国際規格にはない事項である。

1.  一般   
1.1

適用範囲  この規格は,能力認証及び/又は品質認証を適用する水晶振動子に対する試験方法及び一

般要求事項について規定する。

備考  この規格の対応国際規格を,次に示す。

なお,対応の程度を表す記号は,ISO/IEC Guide 21 に基づき,IDT(一致している)

,MOD

(修正している)

,NEQ(同等でない)とする。

IEC 60122-1:2002,Quartz crystal units of assessed quality−Part 1: Generic specification (IDT)

1.2

引用規格  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成

する。これらの引用規格のうちで発効年又は発行年を付記してあるものは,記載の年の版だけがこの規格

の規定を構成するものであって,その後の改正版・追補には適用しない。発効年又は発行年を付記してい

ない引用規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS C 0025  環境試験方法(電気・電子)温度変化試験方法

備考  IEC 60068-2-14:1984  Environmental testing−Part 2: Tests−Test N: Change of temperature から

の引用事項は,この規格の該当事項と同等である。

JIS C 60068-1  環境試験方法−電気・電子−通則

備考  IEC 60068-1:1988  Environmental testing−Part 1: General and guidance が,この規格と一致し

ている。

JIS C 60068-2-1  環境試験方法−電気・電子−低温(耐寒性)試験方法

備考  IEC 60068-2-1:1990  Environmental testing−Part 2: Tests−Tests A: Cold が,この規格と一致し

ている。

JIS C 60068-2-2  環境試験方法−電気・電子−高温(耐熱性)−試験方法

備考  IEC 60068-2-2:1974  Environmental testing−Part 2: Tests−Tests B: Dry heat が,この規格と一

致している。

JIS C 60068-2-3  環境試験方法(電気・電子)高温高湿(定常)試験方法

備考  IEC 60068-2-3:1969  Environmental testing−Part 2: Tests−Test Ca: Damp heat, steady state が,

この規格と一致している。

JIS C 60068-2-6  環境試験方法−電気・電子−正弦波振動試験方法


2

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

備考  IEC 60068-2-6:1995  Environmental testing−Part 2: Tests−Test Fc: Vibration (sinusoidal)

が,こ

の規格と一致している。

JIS C 60068-2-7  環境試験方法−電気・電子−加速度(定常)試験方法

備考  IEC 60068-2-7:1983  Environmental testing−Part 2: Tests−Test Ga: Acceleration, steady state が,

この規格と一致している。

JIS C 60068-2-13  環境試験方法(電気・電子)減圧試験方法

備考  IEC 60068-2-13:1983  Environmental testing−Part 2: Tests−Test M: Low air pressure が,この規

格と一致している。

JIS C 60068-2-17  環境試験方法−電気・電子−封止(気密性)試験方法

備考  IEC 60068-2-17:1994  Basic environmental testing procedures−Part 2: Tests−Test Q: Sealing が,

この規格と一致している。

JIS C 60068-2-20  環境試験方法−電気・電子−はんだ付け試験方法

備考  IEC 60068-2-20:1979  Environmental testing−Part 2: Tests−Test T: Soldering が,この規格と一

致している。

JIS C 60068-2-21  環境試験方法−電気・電子−端子強度試験方法

備考  IEC 60068-2-21:1999  Environmental testing−Part 2-21: Tests−Test U: Robustness of terminations

and integral mounting devices からの引用事項は,この規格の該当事項と同等である。

JIS C 60068-2-27  環境試験方法−電気・電子−衝撃試験方法

備考  IEC 60068-2-27:1987  Environmental testing−Part 2: Tests−Test Ea and guidance: Shock が,こ

の規格と一致している。

JIS C 60068-2-29  環境試験方法−電気・電子−バンプ試験方法

備考  IEC 60068-2-29:1987  Environmental testing−Part 2: Tests−Test Eb and guidance: Bump が,こ

の規格と一致している。

JIS C 60068-2-30  環境試験方法(電気・電子)温湿度サイクル(12+12 時間サイクル)試験方法

備考  IEC 60068-2-30:1980  Environmental testing−Part 2: Tests−Test Db and guidance: Damp heat,

cyclic (12+12-hour cycle)

が,この規格と一致している。

JIS C 60068-2-32  環境試験方法−電気・電子−自然落下試験方法

備考  IEC 60068-2-32:1975  Environmental testing−Part 2: Tests−Test Ed: Free fall (Procedure 1)

が,

この規格と一致している。

JIS C 60068-2-45  環境試験方法−電気・電子−耐溶剤性(洗浄溶剤浸せき)試験方法

備考  IEC 60068-2-45:1980  Environmental testing−Part 2: Tests−Test XA and guidance: Immersion in

cleaning solvents が,この規格と一致している。

IEC 60027  Letter symbols to be used in electrical technology

IEC 60050-561:1991  International Electrotechnical Vocabulary (IEV)−Chapter 561: Piezoelectric devices of

frequency control and selection

IEC 60122-3:2001  Quartz crystal units of assessed quality−Part 3: Standard outlines and lead connections

IEC 60444-1:1986  Measurement of quartz crystal unit parameters by zero phase technique in a π-network. Part

1: Basic method for the measurement of resonance frequency and resonance resistance of quartz crystal

units by zero phase technique in a π-network

IEC 60444-2:1980  Measurement of quartz crystal unit parameters by zero phase technique in a π-network.


3

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

Part 2: Phase offset method for measurement of motional capacitance of quartz crystal units

IEC 60444-4:1988  Measurement of quartz crystal unit parameters by zero phase technique in a π-network.

Part 4: Method for the measurement of the load resonance frequency f

L

, load resonance resistance R

L

 and

the calculation of other derived values of quartz crystal units, up to 30 MHz

IEC 60444-5:1995  Measurement of quartz crystal units parameters−Part 5: Methods for the determination

of equivalent electrical parameters using automatic network analyzer techniques and error correction

IEC 60444-6:1995  Measurement of quartz crystal unit parameters−Part 6: Measurement of drive level

dependence (DLD)

IEC 60444-7:2004  Measurement of quartz crystal unit parameters−Part 7: Measurement of activity and

frequency dips of quartz crystal units

IEC 60444-8:2003  Measurement of quartz crystal unit parameters−Part 8: Test fixture for surface mounted

quartz crystal units

IEC 60617  Graphical symbols for diagrams

IEC 61178-2:1993  Quartz crystal units−A specification in the IEC Quality Assessment System for Electronic

Components (IECQ)−Part 2: Sectional specification. Capability approval

IEC 61178-3:1993  Quartz crystal units−A specification in the IEC Quality Assessment System for Electronic

Components(IECQ)−Part3: Sectional specification−Qualification approval

IEC QC 001001:2000  IEC Quality Assessment System for Electronic Components (IECQ)−Basic Rules

IEC QC 001002-2:1998  IEC Quality Assessment System for Electronic Components (IECQ)−Rules of

Procedure−Part 2: Documentation

IEC QC 001002-3:1998  IEC Quality Assessment System for Electronic Components (IECQ)−Rules of

Procedure−Part 3: Approval procedures

IEC QC 001005:2000  Register of Firms, products and services approved under the IECQ System, including

ISO 9000

ISO 1000:1992  SI units and recommendations for the use of their multiples and of certain other units

1.3

優先順位  仕様書は,何らかの理由によって矛盾が生じた場合,次に示す優先順位によって確定す

る。同じ優先順位は,同等の国内規格にも適用する。

−  個別規格

−  品種別通則

−  品目別通則

−  引用したその他の国際規格類(例えば IEC)

2.  用語及び一般的要求事項   
2.1

一般的事項  単位,図記号,文字記号及び用語は,できる限り次の規格から引用する。

−  IEC 60027

−  IEC 60050561

−  IEC 60617

−  ISO 1000

2.2

定義  この規格で用いる主な用語の定義は,次による。


4

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

2.2.1

水晶片(水晶ブランク)[crystal elementcrystal blank)]  水晶の結晶軸に対して,決められた幾

何学的形状,寸法及び角度に切断した圧電材料。

2.2.2

電極(electrodes)  水晶片の一つの面に密着又は接近して配置した導電性の板又は薄膜。これに

よって水晶片に電界がかけられる。

2.2.3

水晶振動素子(crystal resonator)  電極間に交流電界が存在するときに振動する支持された水晶片。

2.2.4

支持方法(mounting)  水晶振動素子を保持器内部で支持する方法。

2.2.5

保持器(enclosure)  水晶振動素子及び支持機構を保護する容器。

2.2.6

保持器の形名(enclosure type)  特定の外形寸法で,決められた封じ方法に適合した材料の容器

の形名。

2.2.7

水晶振動子(crystal unit)  保持器内に水晶振動素子を組み込んだもの。

2.2.8

ソケット(socket)  水晶振動子を挿入してそれを保持し,電気的に接続するための部品。

2.2.9

振動モード(mode of vibration)  振動体に加えられる応力,発振周波数及び境界条件によって生

じる,個々の分子からなる振動体中の振動姿態。

一般的な振動モードは次による。

−  屈曲

−  伸長

−  輪郭すべり

−  厚みすべり

2.2.10  基本波水晶振動子(fundamental crystal unit)  与えられた振動モードの中で,最も低い次数で動

作するように設計した水晶振動子。

2.2.11  オーバトーン水晶振動子(overtone crystal unit)  与えられた最も低い振動モードよりも高い次数

で動作するように設計した水晶振動子。

2.2.12  オーバトーン次数(overtone order)  与えられた振動モードで,基本波振動を 1 として相次いで

存在するオーバトーン振動に対して,順次増大していく整数。すべり及び伸長モードのオーバトーン次数

は,基本波周波数の整数倍であり,オーバトーン周波数は,基本波周波数の整数倍に近似する。

2.2.13  水晶振動子の等価回路(crystal unit equivalent circuit)  共振及び並列共振周波数の領域で,水晶

振動子と同じインピーダンスをもつ電気回路。インダクタンス,容量及び抵抗の直列回路に,水晶振動子

の端子間容量を並列に接続した回路で表す。直列アームのインダクタンス,容量及び抵抗のパラメータは,

それぞれ L

1

C

1

及び R

1

で示す。これらのものを水晶振動子の“動作パラメータ”という。並列容量は C

0

で表す(

図 参照)。

一般的に,動作パラメータは,独立した振動モードの周波数に依存しない。このため,この振動モード

は,この仮定を認め他のモードから十分に独立している。これが独立していない場合には,ここに示す等

価回路及び計測方法などは適用しない。この規格の中に使用する記号は,

表 による。

備考1.  等価回路は,水晶振動子の特性のすべては表していない。

2.  次に示す R

e

X

e

G

p

及び B

p

のそれぞれの値は,共振周波数の回りで急速に変化する。

R

e

は, 水晶振動子の等価回路の直列抵抗。

X

e

は, 水晶振動子の等価回路の直列リアクタンス。

G

p

は,水晶振動子の等価回路の並列コンダクタンス。

B

p

は,水晶振動子の等価回路の並列サセプタンス。


5

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

  1  記号及び共振点付近での水晶振動子の電気的等価回路

2.2.14  直列抵抗(R

1

motional resistanceR

1

]  等価回路の直列アームの抵抗。

2.2.15  直列インダクタンス(L

1

motional inductanceL

1

]  等価回路の直列アームのインダクタンス。

2.2.16  直列容量(C

1

motional capacitanceC

1

]  等価回路の直列アームの容量。

2.2.17  並列容量(C

0

shunt capacitanceC

0

]  等価回路の直列アームと並列の容量。

2.2.18  圧電振動子のパラメータ(parameters of piezoelectric resonators)  図 に示す電気的等価回路の
C

1

L

1

R

1

及び C

0

で定義するパラメータ。他のすべてのパラメータは基本的なパラメータによって導き出

せる。ある一つの周波数が決まったとき,電気的等価回路のパラメータは,実験によってだけ測定できる。

インピーダンス 及びアドミタンス は,次の式で表される。

δ

δ

ω

j

j

C

j

Y

Z

+

×

=

=

1

1

0

 (1)

圧電振動子の電気的等価回路は,色々なパラメータの間で次のような基本的関係がある。

2

s

2

p

2

s

2

f

f

f

f

=

及び

1

0

2

R

C

f

π

δ

=

この式は,標準化した周波数ファクタとダンピングファクタを示す。 f

p

f

s

,及び式

(1)

に使用したその

他の記号及び重要なパラメータは

表 を参照する。式

(1)

の周波数特性は,

表 に定義した。

電気的等価回路のインピーダンス(|Z|)は,直列抵抗(R

e

)とリアクタンス(X

e

)で構成される。リ

アクタンス X

1

は,L

1

と C

1

によって決定される。これらの周波数特性を,

図 に示す。

Z

m

|と|Z

n

|は最小と最大のインピーダンスを表す。そして,R

r

R

a

はゼロ位相角度でのインピーダ

ンスを表す。これらの曲線は,一般的な圧電振動子の特性を示すものである。

圧電振動子のインピーダンスとアドミタンスの円線図を

図 に示す。その条件は,圧電振動子のインピ

ーダンス又はアドミタンスの円線図の直径が,2 π f C

0

の変化より大きい場合,又は rQ

2

の場合に満足す

る。

もし,この条件が満足されない場合には,アドミタンスカーブは偏った特性となる。説明を容易にする

目的から,圧電振動子のインピーダンス(又はアドミタンス)は,円線図に表すことができると仮定する。

表 はこの仮定に基づいた,一般的な圧電振動子の Q及び Q

2

/r に関するデータを示す。

実用的な式を導き出すために,近似式を作成する必要がある。そのために,次の条件を仮定する。

C

0

C

1

L

1

R

1

R

e

X

e

G

p

B

p


6

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

s

r

m

f

f

f

=

=

  及び

p

n

a

f

f

f

=

=

は性能指数(figure of merit  Q/r)という。振動子の共振周波数

 

f

m

f

r

f

a

f

p

f

n

及び直列共振周

波数

f

s

の関係は,性能指数 >10 及び容量比 >10 のときに成立し,

表 のとおりとなる。これらの関

係は,≫1 という条件の下に導き出された。

並列共振周波数と直列共振周波数との差は,次のようになる。

r

C

C

f

f

f

1

0

1

2

s

2

s

2

p

=

=

 (2)

その近似式は

1

1

1

s

s

p

+

=

r

f

f

f

r

r

r

2

1

...

4

1

1

2

1

÷

ø

ö

ç

è

æ

+

=

0

1

2

1

C

C

=

 (3)

この近似式は,が大きいときに用いられる(例えば,が 25 以上であれば,そのエラーは 1

%以下で

ある。

  2  圧電振動子のインピーダンス|Z|,コンダクタンス R

e

サセプタンス X

e

直列アームのリアクタンス X

1

の周波数特性


7

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

  3  圧電振動子のインピーダンス図,アドミタンス図


8

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

2.2.19

  直列共振周波数( f

r

resonance frequency( f

r

]  規定条件のもとで,水晶振動子単体の電気的

インピーダンスが抵抗性となる二つの周波数のうち,低い方の周波数。

2.2.20

  直列共振抵抗(R

r

resonance resistanceR

r

]  水晶振動子単体の直列共振周波数

f

r

における抵

抗。

2.2.21

  並列共振周波数( f

a

anti-resonance frequency( f

a

]  規定条件のもとで,水晶振動子単体の電

気的インピーダンスが抵抗性となる二つの周波数のうち,高い方の周波数。

2.2.22

  負荷容量(C

L

load capacitanceC

L

]  水晶振動子の負荷時共振周波数

f

L

を決定する実効的な

外部容量。

2.2.23

  負荷時共振周波数( f

L

load resonance frequency( f

L

]  指定条件のもとで,水晶振動子が直列

又は並列に負荷容量を接続したとき,その電気的インピーダンスが抵抗性となる二つの周波数のうち,い

ずれか一方の周波数。この周波数は,負荷容量を直列に接続した場合には,二つの周波数のうち低い方の

周波数であり,並列に接続した場合には,高い方の周波数である(

図 参照)。

与えられた負荷容量値 C

L

に関して,これらの周波数は,すべての実際的な用途に対して全く同じであり,

次の式で示される(

図 参照)。

(

)

L

0

1

L

0

1

1

L

2

1

C

C

C

C

C

C

L

f

+

+

+

= π

 (4)

備考1.  2.2.182.2.20 及び 2.2.22 で定義する周波数は,一般的に使用されている用語を規定した。水

晶振動子に関する周波数は数多くあるので,詳細な説明は,

表 及び表 による。

2.

  さらに,高い確度が要求される場合又は周波数の測定から得られる派生的なデータ(例えば,

水晶振動子の動作時のパラメータなど)は,

表 1IEC 60444-1IEC 60444-5,及び IEC 60444-8

による。


9

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

備考1.  b)及び c)の負荷容量の値は等しい。

2.  2.2.192.2.21 及び 2.2.23 を参照。

  4  直列共振,並列共振及び負荷時共振周波数

2.2.24

  負荷時等価抵抗(R

L

load resonance resistanceR

L

]  水晶振動子に,指定された外部容量を直

列に接続したときの,負荷時共振周波数

f

L

での等価抵抗(

図 参照)。

備考  R

L

の値と R

r

の値との関係は,近似値として次の式で表せる。

2

L

0

r

L

1

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

C

C

R

R

 (5)

2.2.25

公称周波数( f

nom

nominal frequency( f

nom

]  製造業者によって水晶振動子に指定される周波数。

2.2.26

動作周波数( f

w

working frequency( f

w

]  発振回路と組み合わせて,動作させたときの水晶振

動子の発振周波数。

Ω

Ω

+

+

+

0

0

a

b

c

C

L

C

L

リア

リア

リア

Ω

f

a

f

a

f

r

f

r

f

L

f

L


10

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

2.2.27

負荷時共振周波数オフセット(Δf

L

load resonance frequency offset

Δf

L

]  負荷時共振周波数

f

L

と直列共振周波数

  f

r

との差。

r

L

L

f

f

f

=

Δ

 (6)

近似的に,

(

)

L

0

1

r

L

2

C

C

C

f

f

+

Δ

 (7)

として算出できる。慣例上,与えられた負荷容量値に対する負荷時共振周波数オフセット

Δ f

L

は,負荷容

量の実際値をピコファラッドで表し,例えば

Δ f

30

又は

Δ f

20

のように表す。

2.2.28

  負荷時共振周波数オフセット(D

L

fractional load resonance frequency offsetD

L

]  負荷時共振

周波数オフセット

Δ f

L

と直列共振周波数

f

r

との比。

r

r

L

L

f

f

f

D

=

 (8)

近似的に,

(

)

L

0

1

L

2

C

C

C

D

+

 (9)

として算出できる。これも同様に,例えば,30 pF の負荷容量値に対する負荷時共振周波数オフセットを示

すのに D

30

のように表す。

2.2.29

  周波数可変範囲(Δf

L1, L2

Frequency pulling range

Δf

L1, L2

]  任意の負荷容量間の負荷時共振

周波数との差。

L2

L1

L2

L1,

f

f

f

=

Δ

 (10)

近似的に,

(

)

(

)(

)

L2

0

L1

0

L1

L2

1

r

L2

L1,

2

C

C

C

C

C

C

C

f

f

+

+

=

Δ

(11)

として算出できる。これも同様に,例えば,20 pF と 30 pF との間の微小周波数可変範囲を示すのに

Δ

f

20,

30

のように表す。

2.2.30

  微小周波数可変範囲(D

L1, L2

Fractional pulling rangeD

L1, L2

]  周波数可変範囲

f

L1, L2

と直列

共振周波数

f

r

との比。

L2

L1

r

L2

L1

L2

L1,

D

D

f

f

f

D

=

=

 (12)

近似的に,

(

)

(

)(

)

L2

0

L1

0

L1

L2

1

L2

L1,

2

C

C

C

C

C

C

C

D

+

+

=

 (13)

として算出できる。これも同様に,例えば,20 pF と 30 pF との間の微小周波数可変範囲を示すのに

D

20,

30

のように表す。

2.2.31

  周波数可変感度(S)[Pulling sensitivityS)]  単位容量当たりの周波数の変化量。

(

)

2

L

0

1

L

L

2

d

d

C

C

C

C

D

S

+

=

 (14)

これは,例えば,負荷容量 30 pF での周波数可変感度を示すのに

S

30

のように表す。


11

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

2.2.32

  動作温度範囲(operating temperature range)  水晶振動子の保持器上で測定した温度範囲。

2.2.33

  動作可能温度範囲(operable temperature range)  水晶振動子が規定の許容偏差内で動作する必要

はないが,永久的な損傷を受けることがない保持器上で測定した温度範囲。

2.2.34

  保存温度範囲(storage temperature range)  水晶振動子がその性能に劣化及び/又は損傷を受け

ることがなく保存できる保持器上の温度範囲。

2.2.35

  基準温度(reference temperature)  非温度制御形の水晶振動子については,基準温度は通常,25

±2

℃。

2.2.36

  励振レベル(level of drive)  水晶振動子に負荷をかける励振条件の尺度。これは水晶片に流れる

電流又は消費される電力によって表してもよい。

2.2.37

  励振レベル依存性(DLD)(drive level dependency)  水晶振動子の直列共振抵抗についての励振

レベルの条件変化による影響。このパラメータは,規定された二つの励振レベルの間で直列共振抵抗の比

を定義することによって規定することができる。この比は,次のように表す。

r2

r1

R

R

ここに,

R

r1

: 低励振レベルでの直列共振抵抗

R

r2

: 比較的高い励振レベルでの直列共振抵抗

2.2.38

  副振動(unwanted response)  動作周波数以外の水晶振動子の共振状態。

2.2.39

  周波数許容偏差(frequency tolerance)  規定条件又は幾つかの条件の組合せに基づく動作周波数

の最大許容偏差。周波数許容偏差は,通常,公称周波数の百万分率(1×10

6

)で表す。

備考  通常,使用される許容偏差は,次による。

−  規定条件の基準温度での公称周波数からの偏差

−  使用温度範囲にわたる規定基準温度の周波数からの偏差

−  規定条件のエージング結果としての偏差

−  すべての条件の公称周波数からの偏差(オーバオール許容偏差)


12

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

  1  圧電振動子の電気的等価回路で使用される記号の一覧表

参照

記号

意味

単位

B

p

振動子の等価回路の並列サセプタンス S

2

1

C

0

 

電気的等価回路の並列容量 F

2,3

1,5

C

1

 

電気的等価回路の直列容量 F

2,3

1,5

周波数 Hz

3

f

a

 

並列共振周波数,ゼロサセプタンス Hz

2,4 2,3

f

m

 

最大アドミタンス時の周波数(最小インピーダンス)

 Hz  2,4 2,3

f

n

 

最小アドミタンス時の周波数(最大インピーダンス)

 Hz  2,4 2,3

f

p

並列共振周波数(ロスレス)

0

1

0

1

1

2

1

C

C

C

C

L

+

π

Hz 2,3

2,4 2,3

f

r

 

直列共振周波数,ゼロサセプタンス Hz

2,4 2,3,4

f

s

直列共振周波数

1

1

2

1

C

L

π

Hz 2,3

2,4 2,3

G

p

 

振動子の等価回路の並列コンダクタンス

1

L

1

 

電気的等価回路の直列インダクタンス H

1,5

M

振動子のフィギュアオブメリット

r

Q

M

=

無次元

 
 

3,4

Q

1

1

s

R

L

Q

ω

=

無次元

 
 

3

 

r

容量比

1

0

C

C

r

=

無次元

2,3 2,3,4

 
 

R

a

 

並列共振近傍の零位相角でのインピーダンス

Ω

2,3

R

e

 

振動子の等価直列抵抗

Ω

1,2

R

r

 

f

r

でのインピーダンス,ゼロ位相角

Ω

2,3

R

1

 

電気的等価回路における直列抵抗 

Ω 15  2 1,3,5

X

e

 

振動子の等価直列リアクタンス

Ω

1,2

X

0

直列共振時の並列容量リアクタンス

0

s

0

1

C

X

ω

=

Ω

 
 

 
 

3

X

1

振動子の直列アームのリアクタンス

1

1

1

1

C

L

X

ω

ω

=

Ω

 
 

2 2

Y

振動子のアドミタンス

Z

jB

G

Y

1

P

P

=

+

=

S 1

Y

m

 

振動子の最大アドミタンス S

3

Y

n

 

振動子の最小アドミタンス S

3

Z

振動子のインピーダンス

e

e

jX

R

Z

+

=

Ω 1

 

 


13

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

  1  圧電振動子の電気的等価回路で使用される記号の一覧表(続き)

参照

記号

意味

単位

Z

m

 

振動子の最小インピーダンス

Ω

2,3

Z

n

 

振動子の最大インピーダンス

Ω

2,3

振動子のインピーダンスの絶対値

2

e

2

e

X

R

Z

+

=

Ω

 
 

2 2

m

Z

f

m

時インピーダンス(最小インピーダンス)の絶対値

Ω

2

n

Z

f

n

時インピーダンス(最大インピーダンス)の絶対値

Ω

2

δ 

正規化されたダンピングファクタ

1

0

R

C

ω

=

δ

無次元

1 2

Ω 

正規化周波数

2

s

2

p

2

s

2

f

f

f

f

=

無次元

1 2

 
 

ω

角周波数

f

π

2

=

ω

rad/s

 

2

 

ω

s

角周波数

s

s

f

π

=

ω

rad/s

 

 

 

C

L

負荷容量 F

4,15

1 4,5

f

L

振動子と C

L

を結合した場合の負荷周波数

1

0

1

s

L

1

C

C

C

f

f

+

+

=

Hz 15  1

4

  2  特有の周波数についての構成等式

特有の周波数

意味

条件

周波数の構成等式

f

m

最大アドミタンス(最
小インピーダンス)の

周波数

0

d

d

=

ω

Z

(

)

(

)

( )

0

1

2

2

2

2

2

2

2

=

+

+

Ωr

r

δ

δ

f

s

直列共振周波数

0

1

=

X

0

=

f

r

共振周波数

0

p

e

=

B

X

( )

0

1

2

=

δ

f

a

反共振周波数

0

p

e

=

B

X

( )

0

1

2

=

δ

f

p

並列共振周波数

(ロスなし)

=

e

X

0

1

=

R

1

=

f

n

最小アドミタンス(最
大インピーダンス)の

周波数

0

d

d

=

ω

Z

(

)

(

)

( )

0

1

2

2

2

2

2

2

2

=

+

+

Ωr

r

δ

δ

  3  圧電振動子の様々なタイプで予想される Q

2

/r

比の最小値

圧電振動子のタイプ

Q= Mr r Q

2

/r  最小

圧電セラミック

水溶性圧電結晶

水晶

90∼500

200∼50 000

10

4

∼10

7

2∼40 
3∼500

100∼50 000

200

80

2 000


14

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

  4  圧電振動子の直列共振周波数

f

s

と特有の周波数との間の近似関係

一次近似

二次近似

特有の周波数

s

f

f

より正確な値から

の偏差

s

f

f

Δ

s

f

f

より正確な値から

の偏差

s

f

f

Δ

f

m

1

s

m

=

f

f

r

M

2

2

1

ú

û

ù

ê

ë

é

+

+

=

2

s

m

4

1

1

2

1

1

M

r

f

f

2

4

2

1

r

M

f

r

1

s

r

=

f

f

r

M

2

2

1

ú

û

ù

ê

ë

é

+

=

2

s

r

4

1

1

2

1

1

M

r

f

f

2

4

2

1

r

M

f

a

r

f

f

2

1

1

s

a

+

=

÷

ø

ö

ç

è

æ +

1

1

2

1

2

r

r

M

ú

û

ù

ê

ë

é

+

+

=

2

s

a

4

1

1

2

1

1

M

r

f

f

r

r

M

1

2

1

2

×

f

n

r

f

f

2

1

1

s

n

+

=

÷

ø

ö

ç

è

æ +1

1

2

1

2

r

r

M

ú

û

ù

ê

ë

é

+

+

+

=

2

s

n

4

1

1

2

1

1

M

r

f

f

r

r

M

1

2

1

2

×

f

p

r

f

f

2

1

1

s

p

+

=

2

8

1

r

r

f

f

1

1

s

p

+

=

0

  5  負荷容量 C

L

のついたときの圧電振動子の等価回路

2

L

0

1

1

1

'

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

=

C

C

L

L

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

+

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

=

L

0

1

2

1

0

1

1

1

1

1

'

C

C

C

C

C

C

C

 (15)

2

L

0

1

1

1

'

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

=

C

C

R

R

C

L

C

1

L

1

R

1

C

0

C

0

'

C

1

'

L

1

'

R

1

'


15

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

=

L

0

L

0

0

'

C

C

C

C

C

(

)

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

+

+

+

+

=

L

0

1

s

L

0

1

s

L

2

1

1

C

C

C

f

C

C

C

f

f

2.3

推奨定格及び特性  各数値は,できる限り次の項から選ぶよう推奨する。

2.3.1

周囲の動作条件に適合した温度範囲(℃)

55

∼+

125

  −

30

∼+

80

  −

10

∼+

60

55

∼+

105

  −

30

∼+

70

  −

10

∼+

50

55

∼+

100

  −

25

∼+

80

  0

∼+

60

55

∼+

90

  −

20

∼+

85

  0

∼+

50

40

∼+

90

  −

20

∼+

80

5

∼+

55

40

∼+

85

  −

20

∼+

70

  +

10

∼+

40

40

∼+

80

  −

20

∼+

60

  +

15

∼+

50

40

∼+

70

  −

10

∼+

70

2.3.2

恒温槽制御に適合した高い温度範囲(℃)

60

±

5

65

±

5

70

±

5

75

±

5

80

±

5

85

±

5

2.3.3

周波数許容偏差(1×10

6

±

200

  ±

25

  ±

7.5

±

100

  ±

20

  ±

5

±

50

  ±

15

  ±

4

±

40

  ±

10

  ±

2.5

±

30

        ±

1

2.3.4

回路条件

10 pF

負荷容量

15 pF

負荷容量

20 pF

負荷容量

30 pF

負荷容量

50 pF

負荷容量  直列共振

2.3.5

励振レベル

厚みすべり/

AT

電流(

µ

A

150

200

1 000

2 000

電力(

µ

W

1

10

100

500

屈曲及び面すべり

電流(

µ

A

100

200

伸張

電流(

µ

A

500

1 000


16

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

2.3.6

励振レベル依存性

直列共振抵抗  Ω

抵抗比

r2

r1

R

R

    < 5

2.2

  5∼10 2.0 
10∼20 1.8 
20∼35 1.5 
35∼50 1.3 
    >50 1.2

2.3.7

耐候性のカテゴリー

55/105/56

水晶振動子の動作温度範囲が−

55

℃から+

105

℃よりも広い場合の要求に対しては,動作温度範囲に応

じた耐候性のカテゴリーを規定する。

2.3.8

バンプの厳しさ  互いに直交する

3

軸方向に

390 m/s

2

のピーク加速度で各

4 000

回±

10

回のバンプ

4.8.6 参照)

パルス持続時間

6 ms

2.3.9

振動の厳しさ

周波数

10 Hz

から

55 Hz

までは振幅

0.75 mm

(ピーク値)

周波数

55 Hz

から

500 Hz

まで,又は

55 Hz

から

2 000 Hz

までは,加速度振幅

98.1 m/s

2

(ピーク値)

1

オクターブ

/min

で,互いに直交する

3

軸各々に

30

分間振動を加える(4.8.7 参照)

周波数

10 Hz

から

55 Hz

までは振幅

1.5 mm

(ピーク値)

周波数

55 Hz

から

500 Hz

までは

196.2 m/s

2

(ピーク値)

1

オクターブ

/min

で,互いに直交する

3

軸各々に

30

分間振動を加える(4.8.7 参照)

ランダム振動の厳しさ:検討中

2.3.10

衝撃の厳しさ  個別規格に規定がない場合には,ピーク加速度

981 m/s

2

,持続時間

6 ms

;互いに直

交する

3

軸各々に

3

回(4.8.8 参照)

,半波正弦波。

2.3.11

リーク率

10

3

 Pa

cm

3

/s

10

8

bar

cm

3

/s

2.4

表示

2.4.1

表示する内容は次の項目から選ぶ。各行の相対的な重要度は,記載の順とする。

a

)

個別規格で定めている形名

b

)

キロヘルツ(

kHz

)又はメガヘルツ(

MHz

)で表した公称周波数

c

)

製造の年及び週(

4

文字)

d

)

工場識別コード

e

)

製造業者名又はその略号

f

)

適合マーク(適合証明書を使用しないとき)

2.4.2

水晶振動子には,2.4.1 の a

)

b

)

及び c

)

を表示するとともに,2.4.1 の d

)

f

)

の必要と考えられる項

目についても,できるだけ多くを表示する。水晶振動子の表示には,どのような内容の重複も避けること

を推奨する。

小形水晶保持器では,有効表面領域に対する表示量が実際的に制限される場合には,適用する表示につ


17

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

いて個別規格に規定する。

2.4.3

水晶振動子の直接の包装には,2.4.1 に規定のすべての項目を表示する。

2.4.4

どのような表示の追加も識別できるようにする。

3.

品質認証の手順  水晶振動子の認証に関して,二通りの方法が有効である。それらは,品質認証及び

能力認証である。

3.1

製造の初期工程  IEC QC 001002-3 の 3.1.1.2 に従って,製造の初期工程は水晶片の最終表面仕上げ

である。

備考

研磨される水晶片は,次の作業のいずれも水晶片の最終表面仕上げとなる。

ラッピング,ポリッシング,エッチング,洗浄

3.2

構造上の類似部品  品質認証,能力認証及び品質確認検査のために,構造上の類似部品のグループ

分けは,関連品種別通則による。

3.3

外注契約  これらの手続は,IEC QC 001002-3 の 3.1.2 に従う。ただし,水晶片の最終表面仕上げ及

びこれに続くすべての工程は,認証を付与されている製造業者によって行う。

3.4

製造業者の認証  製造業者の認証を得るためには,製造業者は IEC QC 001002-3 の箇条 の要件を

満たしていなければならない。

3.5

認証手続

3.5.1

一般  水晶振動子の品質評価をするために,能力認証又は品質認証のいずれか一方の手続を用いて

もよい。これらの手続は,IEC QC 001001 及び IEC QC 001002-3 の規定による。

3.5.2

能力認証  能力認証は,共通の設計基準に基づいた構造的に類似の水晶振動子が,一群の共通の工

程によって製造されている場合には適用する。

能力認証では,個別規格は次の三つの種類に分かれる。

a

)

能力認証用部品(CQCs)  認証機関との合意に基づき,各々の

CQC

に対して個別規格を適用する。

それは

CQC

の目的を明らかにし,関連するストレス水準及び試験限界値を規定している。

b

)

標準カタログ品  能力認証手続による水晶振動子を標準カタログ部品とする場合には,ブランク個別

規格に従う個別規格を作成すること。このような仕様書は IECQ に登録し,その水晶振動子は IEC QC 

001005 の認定部品一覧表に載せてもよい。

c

)

顧客注文水晶振動子  個別規格の内容は,IEC QC 001002-3 の 4.3.3 に従って,製造業者と顧客間との

合意に基づいて作成される。

個別規格について,詳細は品種別通則 IEC 61178-2 による。

製品及び能力認証用部品(CQCs)は一緒に試験され,認証は正当と認められる設計基準,工程及び品

質管理手順に基づいて製造施設に与えられる。詳細は 3.6 及び品種別通則 IEC 61178-2 による。

3.5.3

品質認証  品質認証は標準設計及び確立された生産工程で製造され,発行された個別規格に適合し

た部品に対して適用する。

適用評価について個別規格に定められている試験の計画及び厳しさの水準は,3.7 の記載事項及び品種

別通則 IEC 61178-3 に規定されているように認証される水晶振動子に直接適用する。

3.6

能力認証の手続

3.6.1

一般  能力認証に関する手続は,IEC QC 001002-3 による。

3.6.2

能力認証の資格  製造業者は,IEC QC 001002-3 の 4.2.1 及びこの規格の 3.1 に定めた製造の初期

工程についての要求を満たしていなければならない。


18

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

3.6.3

能力認証の適用  能力認証を取得するため,製造業者は IEC QC 001002-3 の箇条 に規定された

手続の規則を適用する。

3.6.4

能力認証の付与  能力認証は,IEC QC 001002-3 の箇条 に規定された手続が完了したときに付与

される。

3.6.5

能力マニュアル  能力マニュアルの内容は,品種別通則の要求事項による。

認証機関は,能力マニュアルを秘密文書として取り扱う。製造業者が希望するならば,その一部又はす

べてを第三者に公開してもよい。

3.7

品質認証の手続

3.7.1

一般  品質認証の手続は,IEC QC 001002-3 の箇条 に従うこと。

3.7.2

品質認証を得る資格  製造業者は,IEC QC 001002-3 の 3.1.1 及びこの規格の 3.1 で定義した製造

初期工程の要求事項を満たすこと。

3.7.3

品質認定の申請  品質認証を得るために製造業者は,IEC QC 001002-3 の 3.1.3 で規定された手続

の規則を適用する。

3.7.4

品質認証の付与  品質認証は,IEC QC 001002-3 の 3.1.5 に規定された手続が成功り(裡)に完了

したときに付与される。

3.7.5

品質確認検査  品種別通則と関連するブランク個別規格には,品質確認検査についての試験日程に

ついて規定する。

3.8

試験手順  使用する試験手順はこの規格から選択する。もし,要求する試験が含まれていない場合

には個別規格に規定する。

3.9

スクリーニングの要求  顧客から水晶振動子に対するスクリーニングを要求された場合には,これ

を個別規格に規定する。

3.10

手直し及び修理

3.10.1

手直し  手直しは工程中の過失の矯正であり,品種別通則で禁止されている場合には,これを実施

してはならない。特定部品に手直しが行われる回数が限定されている場合には,品種別通則に規定する。

すべての手直しは,個別規格の要求内容を検査するために提出される検査ロットを構成する前に実施す

る。

手直しの手順は,製造業者が作成する関連文書に十分に記述し,検査責任者の直接管理の下で行う。手

直しの外注は禁止する。

3.10.2

修理  修理は,顧客へ出荷した後に確認された部品の欠陥を修正することである。修理された部品

は,もはや製造業者の製品の代表品ではないので,IECQ システムの適合品として出荷してはならない。

3.11

試験成績証明書  IEC QC 001002-2 の 1.5 を適用する。品質認証に関して,試験成績証明書が品種別

通則に規定されている場合及び顧客から要求がある場合には,規定された試験結果をまとめる。

3.12

出荷の妥当性  受入検査後

2

年間以上経過している水晶振動子は,出荷に先立ち,この規格の 4.8.3

の a

)

の抜取り試験及び 4.7.1 と 4.7.3 に規定された電気的試験を再度行う。

3.13

出荷  水晶振動子は,IEC QC 001002-3 の 3.2.6 及び 4.3.2 に従って出荷する。

3.14

未確認検査項目  個別規格に規定され,かつ,試験を受けた項目だけが,その部品のパラメータと

して規定された範囲内にあると推測できる。規定されていないすべてのパラメータは,どの部品において

も変わらないものであると推測すべきではない。さらに,管理する項目が必要な場合には,他の適切な個

別規格を使用する。追加試験方法には,規定された限界値,

AQL

,検査水準を網羅していなければならな

い。


19

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

4.

試験及び測定手順

4.1

一般  試験及び測定手順は,関連個別規格によって行う。

4.2

代替試験方法  測定はなるべく規定された方法を用いて実施する。同等の結果が得られるのであれ

ば,疑義が生じない限り,その他のどんな方法を用いてもよい。

備考

“同等”とは,その他の方法によって確定された特性値が,規定された方法で測定したとき,

規定限界値内に入ることを意味する。

4.3

測定精度  結果を評価するとき,測定の不確さを考慮する。測定誤差を最小限に減らすよう事前に

注意する。

4.4

標準試験条件  個別規格に規定がない場合には,すべての試験は,JIS C 60068-1 の 5.3[測定及び試

験のための標準大気条件(標準状態)

]による。

気温

 15

℃∼

35

相対湿度

 45

%∼

75

気圧

 86

kPa

106 kPa

860 mbar

1 060 mbar

疑義が生じた場合は,次による。

気温

 25

℃±

1

相対湿度

 48

%∼

52

気圧

 86

kPa

106 kPa

860 mbar

1 060 mbar

測定を行う前に,水晶振動子は,それ自身が測定温度に到達するに十分な時間,測定温度に放置する。

管理された回復条件及び予備乾燥の標準条件は,JIS C 60068-1 の 5.4 及び 5.5 による。測定中の周囲温

度は,試験報告書に記載する。

4.5

目視検査  個別規格に規定がない場合には,外観目視検査は,通常の工場の照明及び目視条件で行

う。

4.5.1

目視検査 A  水晶振動子は状態,出来映え及び仕上げが十分であることを確認するために目視によ

って検査する。表示は明りょう(瞭)でなければならない。

4.5.2

目視検査 B  水晶振動子は,

10

倍の倍率で目視によって検査する。ガラス部のクラック又は端子

の損傷がないこととする。ガラス部のミニスカス先端での小さな欠けはクラックとみなさない。

4.5.3

目視検査 C  水晶振動子は,目視で検査する。腐食又は満足な動作を損なうようなその他の劣化が

なく,表示は明りょう(瞭)であること。

4.6

寸法及び計測手順

4.6.1

寸法,試験 A  末端の寸法・間隔及び配列は,IEC 60122-3 に規定のゲージを用いて検査する。寸

法・間隔及び配列は,規定値を満足しなければならない。

4.6.2

寸法,試験 B  測定された寸法は,規定値を満足しなければならない。寸法は,IEC 60122-3 に規

定の計測手順とともに規定するか又は個別規格に規定する。

4.7

電気的試験手順

4.7.1

周波数及び直列共振抵抗  個別規格に規定がなければ,測定は非温度制御形の水晶振動子につい

ては

25

℃±

2

℃;温度制御形の水晶振動子については中心温度±

1

℃で行う。

備考

推奨する測定方法は,IEC 60444-1IEC 60444-2IEC 60444-4IEC 60444-5IEC 60444-6

IEC 60444-7 及び IEC 60444-8 に規定されている。推奨する方法で得られる結果と相関があれ

ば,その他のどの測定方法を用いてもよい。

参考

IEC 60444-1IEC 60444 -5IEC 60444-6 及び IEC 60444-7 の要約を附属書 1に示す。


20

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

4.7.2

励振レベル依存性  励振レベル依存性試験が規定されている場合には,重要事項であり,この試験

は最終の励振後,最低

5

日間放置した後に実施する。

4.7.1 に規定の試験は,

2

点の励振レベルで実施する。その励振レベルは,通常低い励振レベルで測定後,

高い励振レベルで行う。個別規格に規定がない場合には,低い励振レベルは

50

µ

A

以下,高い励振レベル

1 000

µ

A

以上とする。直列共振抵抗の変化は,個別規格の規定値以内とする。

4.7.3

周波数及び直列共振抵抗の温度特性

備考

連続的に温度を変化して試験

A

を実施する場合には,動作温度範囲の低い方の値か又は−

30

のいずれか低い値で開始したとき,試験

A

B

とは同時に実施してもよい。励振レベル及び

負荷容量値は,基準温度で,個別規格の規定値に設定する。試験中,測定器は再調整してはな

らない。

試験 A  動作温度範囲の一方から開始する。周波数と直列共振抵抗はそれぞれの温度で,水晶振動子が

温度安定に達していることを確認し,

1.5

℃を超えない温度間隔を設定し測定する。

水晶振動子は,設定された温度変化の割合によって,連続的に変化する温度条件で測定する。その結果

は,温度の段階変化に対応した測定値である。

試験

B

  水晶振動子の容器の温度を

1

分間以内に,−

30

℃から+

20

℃まで上昇させる。

この試験の間,周波数及び直列共振抵抗は,不連続な変動があってはならない。このような不連続性は,

水晶振動子容器内部に湿気の存在を示している。

備考

湿気の存在は,温度をプラスに変化させることによって確認できる。

4.7.4

副振動  個別規格の規定励振レベルで主振動の直列共振抵抗を測定しながら,個別規格の規定周波

数範囲を掃引する。副振動及び主振動の直列共振抵抗との比は,個別規格の規定値よりも小さくてはなら

ない。副振動の直列共振抵抗は,個別規格の規定値より大きくなければならない。

4.7.5

並列容量  並列容量

C

0

図 参照)は,その水晶振動子の基本波より低く,発振応答が見られな

い周波数で測定する。

特に個別規格に規定がない場合には,水晶振動子の容器(金属であれば)は接地する。

備考1.

精密に

C

0

を測定する直接的な方法はない。しかし,実際には,共振周波数を中心として,水

晶インピーダンスにどのような応答にも影響を受けないために,上下等間隔で

f

r

より十分離

れた二つの周波数で得られた並列容量の平均値を

C

0

とみなすことができる。

2.

  C

0

は水晶振動子の

2

電極間の並列容量であるが,電極両面とアース間の容量は,多くの回路

網と周波数制御の応用分野で重要な要素であることが指摘されている。

3.

このために,一般的な場合,水晶振動子は

3

端子回路網として考え,

C

0

と二つの電極とアー

ス間の浮遊容量を

2

端子素子として測定する場合には,通常の技術的手法で採用されている

オープン・ショート回路測定で評価することが必要である。

水晶振動子パラメータ評価の測定に当たって,個別規格に規定がない場合には,水晶振動子容器はアー

スと同電位とする。このために,ガラス製水晶振動子は,金属シールドを施す。

4.7.6

負荷時共振周波数及び負荷時共振抵抗  負荷時共振周波数及び負荷時共振抵抗の測定法は,IEC 

60444-4 の規定による。

参考

IEC 60444-4 の基である IEC 60444-1 の要約を附属書 に示す。

4.7.7

周波数可変範囲( f

L1

,  f

L2

)  規定された

2

種類の負荷容量での共振周波数の差は,IEC 60444-4 

規定の手順,又は要求される同程度の周波数精度が得られる代替方法を使用して決定する。


21

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

4.7.8

動作パラメータ  動作パラメータの測定に対する試験法は,IEC 60444-1IEC 60444-2 及び IEC 

60444-5 の規定による。

4.7.9

絶縁抵抗  個別規格に規定がなければ,絶縁抵抗は,

DC100 V

±

15 V 60

秒間又は,読みが安定し

ている状態であれば,それ以下の時間で測定する。

印加電圧は次による。

ケースと絶縁されているターミナルとの間

絶縁されている端子を一括したものとケースの金属部分との間

絶縁抵抗値は

500 MΩ

より小さくてはならない。

備考

この試験を行うときに,これ以前の試験での湿気が容器に残っていないことを確認する。

4.8

機械的及び環境試験手順

4.8.1

端子強度(破壊)

a

)

端子の引張り及び押し試験  この試験は,JIS C 60068-2-21 の試験

U

a1

(引張り)及び試験

U

a2

(押し)

に従って行う。個別規格に規定がなければ,負荷荷重は次による。

ピン端子(プラグイン)については

            20 N

押し

ピン端子(プラグイン)については

            20 N

引張り

ピン端子(はんだ)については

                    10 N

引張り

b

)

リ−ド端子の曲げ性  この試験は,JIS C 60068-2-21 の試験

U

b

(曲げ)に従って行う。個別規格に規

定がない場合には,負荷は水晶振動子本体から

2.5 mm

±

0.5 mm

の位置で曲がり始めるようにする。

負荷荷重は

5 N

とし,曲げの回数は

3

回とする。

c

)

端子曲げ試験(アンダ−カットピンだけに適用)  水晶振動子のベース又は本体を適切な方法で固定

する。また,

図 に示す折曲げジグを使用する。

備考

基本的には曲げは,ピン端子を入れる二つの穴があるプレートをピンの上にかぶせて,アンダ

カット部分で折り曲げる。このプレートの厚さは,ピンのアンダカット部分よりも長いものを

用意する。

一方向に

15

°±

2

°曲げ,逆に

30

°±

2

°曲げる。そして,元の位置に

15

°±

2

°戻す。その早さは

1

間に

5

°の速さで曲げる。

この試験後,ピン端子は破断してはならない。

4.8.2

気密試験(非破壊)

a

)

グロス・リーク試験  この試験は,JIS C 60068-2-17 の試験

Q

c

の試験方法

1

又は試験方法

2

に規定さ

れている手順によって行う。

方法 1  液はガス抜きした水とし,水の上面の空気圧は

8.5 kPA

85 mbar

)又はそれ以下に減圧する。

復圧する前に,試料を取り出したり,排水したりしてはならない。

方法 2  液温は,

125

℃±

5

℃に保つ。個別規格に規定がなければ,浸せき時間は

30

秒間とする。

1

間経過した後,試料は容器から取り出し,JIS C 60068-1 の 5.4.1(管理された後処理条件)に規定され

た制御された回復条件中に放置する。試験中,水晶振動子内部から気体又は空気のリークこん跡があ

ってはならない。連続気泡の発生はリークの証拠である。


22

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

単位  mm

  6  端子曲げ試験ジグ

b

)

ファインリーク試験  この試験は,JIS C 60068-2-17 の試験

Q

k

の 8.4(試験方法

1

)に準じて行う。個

別規格に規定がない場合には,加圧容器の圧力は

200 kPA

2 bar

)とする。最大リーク率は,個別規

格に規格がない場合には,2.3.11 の規定値を超えてはならない。

c

)

真空封止水晶振動子(ガラス管形限定)に対する真空度試験  真空度は,テスラコイルによって

15 kV

を超えないピ−ク電圧を印加してチェックする。水晶振動子の破損を避けるため,試験電極を近づけ

る場所は,振動体及び接続端子から可能な限り離れたところとする。放電の状態を見やすくするため,

やや暗い場所で試験する。保持器内にアーク放電の発生があってはならない。一様な放電が生じてい

る場合には青白い放電となる。

備考

この試験は,水晶振動子の発振(共振)周波数を変化させる可能性があるため,可能な限り短

時間に行うようにする。

4.8.3

はんだ付け(はんだ付け性及びはんだ耐熱性)(破壊)

a

)

はんだ付け性  この試験は,JIS C 60068-2-20 の試験

Ta

の方法

1

に従って行う。はんだ槽から水晶振

動子への直接熱放射を遮断するため断熱材の熱遮へい板を使用する。個別規格に規定がない場合には,

端子は本体根元部から

2 mm

離れたところまで浸せきする。試験後,端子表面のはんだ付着状態を検

φ公称値

A±0.1

B±0.1

1.02

4.877

1.320

1.27 12.344

1.600


23

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

査して,端子のはんだのぬれ状態が滑らかに流れていることを確認する。

b

)

はんだ耐熱性  この試験は,JIS 60068-2-20 の試験

Tb

の方法

1A

によって行う。個別規格に規定がな

い場合には,浸せき時間は

5

秒±

1

秒とする。はんだ槽から部品への直接熱輻射を遮断するため断熱

材のスクリ−ンを使用する。個別規格に規定がなければ,端子は本体根元部から

2 mm

離れたところ

まで浸せきすればよい。

4.8.4

温度変化,二液層法(非破壊)  この試験は,JIS C 0025 の試験

Nc

によって行う。水晶振動子は,

液温

98

℃±

3

℃の槽に

15

秒間浸した後,液温

1

℃±

1

℃の槽に

5

秒間浸す。これを

1

サイクルとする。

4.8.5

移動時間が規定された温度変化(非破壊)  この試験は,JIS C 0025 の試験

Na

によって行う。非

温度制御水晶振動子については,試験槽の低温及び高温の温度を各々,個別規格に規定された動作温度範

囲の下限及び上限に設定する。

温度制御水晶振動子では,試験槽の低温及び高温の温度設定を,各々−

40

℃±

3

℃,+

100

℃±

3

℃に

する。水晶振動子は,個別規格に規定がなければ,各温度環境に

15

分間放置する。

水晶振動子は,完全な

10

回の温度サイクル試験を行い,回復のため少なくとも

2

時間以上標準状態の環

境条件に放置する。

4.8.6

バンプ(破壊)  この試験は,JIS C 60068-2-29 の試験

Eb

によって行う。水晶振動子は,ジグにし

っかり固定する。

バンプの方向は,次の方向を含む互いに直交する

3

軸方向とする。

端子に平行な方向

水晶片の支持構造に垂直な方向

個別規格に規定がなければ,試験の厳しさは,2.3.8 による。

4.8.7

振動(破壊)

a

)

振動(正弦波)  この試験は,JIS C 60068-2-6 の試験

Fc

によって行う。水晶振動子は,ジグにしっか

り固定する。加速度の印加は,次の方向を含む互いに直交する

3

軸方向とする。

端子に平行な方向

水晶片の支持構造に垂直な方向

試験の厳しさは,個別規格の規定による。

b

)

ランダム振動  検討中

4.8.8

衝撃(破壊)  この試験は,JIS C 60068-2-27 の試験

Ea

によって行う。水晶振動子は,ジグにし

っかり固定する。衝撃の印加は,次の方向を含む互いに直交する

3

軸方向とする。

端子に平行な方向

水晶片の支持構造に垂直な方向

個別規格に規定がなければ,試験の厳しさは 2.3.10 による。

4.8.9

自由落下(破壊)  この試験は,JIS C 60068-2-32 の試験

Ed

手順

1

によって行う。水晶振動子はそ

の端子によって

1 000 mm

の高さにつり上げ,個別規格に規定がなければ,落下回数は

2

回とする。

4.8.10

加速,定常状態(非破壊)  この試験は,JIS C 60068-2-7 の試験

Ga

によって行う。水晶振動子は,

ジグにしっかり固定する。手順及び厳しさは,個別規格の規定による。この試験はある厳しさで破壊試験

となる。

4.8.11

高温(非破壊)  この試験は,JIS C 60068-2-2 の試験

Ba

によって行う。条件は耐候性カテゴリー

によって示される上限温度で

16

時間行う。


24

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

4.8.12

温湿度サイクル(破壊)  この試験は,JIS C 60068-2-30 の試験

Db

方法

1

によって,厳しさ b

)

55

℃,

6

サイクルで行う。

4.8.13

低温(非破壊)  この試験は,JIS C 60068-2-1 の試験

Aa

によって行う。条件は,耐候性カテゴリ

ーによって示される下限温度で

2

時間行う。

4.8.14

一連耐候性(破壊)  この試験及び測定は,次の順序で行う。

高温            4.8.11 参照

温湿度サイクル  4.8.12 参照(初回サイクルだけ)

低温            4.8.13 参照

温湿度サイクル  4.8.12 参照(残り

5

サイクル)

一連耐候性で,温湿度(初回サイクル)と低温との間を除き,これらの試験の間隔は

3

日以上あけては

ならない。ただし,温湿度サイクル試験で規定された回復期間のすぐ後に低温試験を続ける。

4.8.15

高温高湿,定常状態(破壊)  この試験は,個別規格に規定がなければ,JIS C 60068-2-3 の試験

Ca

によって

56

日間行う。

4.8.16

洗浄液への浸せき(非破壊)  この試験は,表面の表示だけに適用する。表示の不変性を立証する

ために,この試験は,JIS C 60068-2-45 の試験

XA

方法

1

によって行う。

個別規格に,使用する溶液を規定する。

表示は明りょうでなければならない。

4.9

耐久試験手順

4.9.1

エージング(非破壊)  水晶振動子は,連続した

30

日間,

85

℃±

2

℃で非動作状態に保持する。

周波数及び直列共振抵抗は,

1

週間を超えない間隔で測定する。周波数及び直列共振抵抗の初回測定を最

初の

24

時間終了時に行い,最終測定を

30

日試験の終了時に行う。

初回のエージング測定温度と後に続く測定の温度の差は,±

0.5

℃を超えないこととする。励振レベル

は個別規格に規定する。測定は,

85

℃±

2

℃で行うことを除き,4.7.1 によって実施する。

周波数の最高測定値と最低測定値との差は規定した値を超えてはならない。

直列共振抵抗は個別規格で規定した値より大きくてはならない。

測定システムの周波数再現精度は±

5

×

10

7

,又は許容エージングの

10

%のいずれか小さい方とする。

4.9.2

長期エージング(非破壊)  この試験は,個別規格の規定のように,継続時間が

1 000

時間,

2 000

時間,又は

8 000

時間であることを除いて,4.9.1 によって行い,情報としての目的だけに用いる。測定は,

25

℃±

2

℃,又はそのほかに定める基準温度で行うことを除き,4.7.1 によって行う。

備考

これらの試験は,情報だけのために行われる。これらの試験に使用された試料は,顧客に供給

してはならない。


25

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

附属書 1(参考)π

回路を使用したゼロ位相法による水晶振動子の

共振周波数及び等価抵抗の基本測定法

序文  この附属書は,IEC 60444-1

: 1986

Measurement of quartz crystal unit parameters by zero phase technique

in a π-network

Part 1: Basic method for the measurement of resonance frequency and resonance resistance of

quartz crystal units by zero phase technique in a π-network

を翻訳し,本体に関連する事柄を要約したもので,

規定の一部ではない。

なお,リード線のない水晶振動子は,IEC 60444-8

:2003  Measurement of quartz crystal unit parameters

Part

8: Test fixture for surface mounted quartz crystal units

に規定される

π 回路を使用してもよい。

1.

測定方法

1.1

π 回路の初期較正

1.1.1

短絡片を

π 回路に挿入する。

1.1.2

信号発生器の周波数を

100 MHz

に調整し,出力レベルを調整して

B

チャンネルの電圧

V

BS

100 mV

にする。

1.1.3

短絡片を取り除く。

1.1.4

B

チャンネルの電圧

V

BO

を記録する。

1.1.5

算出:

a

c

20 log

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

BO

BS

V

V

a

c

60 dB

1.1.6

π 回路のトリミング静電容量

C

t1

及び

C

t2

を最大にする。

1.1.7

π 回路に

25 Ω

の基準抵抗を挿入する。

1.1.8

信号発生器の周波数を

200 MHz

に調整し,出力レベルを調整して励振レベルを

0.5 mW

にする。

1.1.9

位相計を調整して指示をゼロにする。

1.1.10

 25

の基準抵抗を

75 Ω

の基準抵抗に取り換える。

1.1.11

位相計がゼロを示すまで,トリミング静電容量を同時に調整する

1.1.12

1.1.9 及び 1.1.11 での位相ゼロ位置の違いが

ψ

 ±

0.1

゜となるまで 1.1.71.1.11 の操作を繰り返す。

1.1.13

位相が,IEC 60444-1 の 5.1.1.4 に示される要求に従っていることを確認する。

1.1.14

信号発生器を

1 MHz

に調整する。

1.1.15

π 回路に

25 Ω

の基準抵抗を挿入する。

1.1.16

位相計を調整して指示をゼロにする。

1.1.17

信号発生器を

150 MHz

に調整する。

1.1.18

位相計の読みが 1.1.16 の値の±

0.1°

になるようにラインストレッチャ/ラインイコライザを調整す

る。

1.1.19

周波数に対する位相変化が IEC 60444-1 の 5.1.1.4 に示される要求に従っていることを確認する。


26

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

1.1.20

励振レベルに対する位相変化が IEC 60444-1 の 5.1.1.6 に示される要求に従っていることを確認す

る。

1.1.21

IEC 60444-1 の 5.1.1.6 による抵抗変化の要求を満足していることを確認する。

1.1.22

システムを検査するために,

π 回路測定を双方向で,つまり,入力と出力を入れ換えて行うのがよ

い。

1.2

周波数及び抵抗測定

1.2.1

初期較正

1.2.1.1

π 回路に

25 Ω

の基準抵抗を挿入する。

1.2.1.2

個別規格に規定がない場合には,信号発生器を公称周波数の±

0.1

%に調整し,励振レベルが

0.5

mW

になるように出力を調整する。

1.2.1.3

A

チャンネル及び

B

チャンネル電圧を各々

V

An

及び

V

Bn

として記録する。

算出:

An

Bn

n

V

V

K

=

1.2.2

測定

1.2.2.1

π 回路に

25 Ω

の基準抵抗を挿入する。

1.2.2.2

位相計を調整して指示をゼロにする。

1.2.2.3

基準抵抗を被測定水晶振動子に取り換え,金属容器を接地するかシールドを施す。

1.2.2.4

周波数を調整してゼロ位相とする。

1.2.2.5

周波数を測定する。

1.2.2.6

A

チャンネル及び

B

チャンネル電圧

V

AC

及び

V

BC

を測定する。

1.2.2.7

共振抵抗は,次の式によって算出する。

25

1

2

BC

AC

n

r

×

÷

÷
ø

ö

ç

ç
è

æ

=

V

V

K

R


27

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

附属書 2(参考)自動ネットワークアナライザによる

等価定数の決定法と補正方法

序文  この附属書は,水晶振動子に関する測定方法を記載するもので,規定の一部ではない。

この附属書は,IEC 60444-5

:1995

Measurement of quartz crystal units parameters

Part 5: Methods for the

determination of equivalent electrical parameters using automatic network analyzer techniques and error correction

を翻訳し,本体に関連する事柄を要約したものである。

1.

装置

1.1

装置の構成  装置の構成は附属書 図 1の例に示すいずれかによる。測定系は大きく分けて,ベ

クトルネットワークアナライザ(測定方法によって反射測定器,

S

パラメータ測定器などを含む。

)と測定

ジグからなる。

1

ポート及び

2

ポート測定法には,方向性結合器を用いた反射特性測定器及び

S

パラメー

タ測定器を,直接伝送法には

π 回路を用いる。

1.1.1

ベクトルネットワークアナライザ  ベクトルネットワークアナライザは,内部に測定値の数値演算

処理による誤差校正機能をもっており,測定器本体及び接続される測定ジグによる誤差要因を有効に取り

除くことができるものとする。

1

ポート測定用及び

2

ポート測定用の測定器を接続して,それぞれ反射及

び伝送特性を測定することができるものを用いる。

1.1.2

反射特性測定器  等価的に附属書 図 で表されるもの。三つの誤差パラメータを校正することに

よって,ポートに接続した被測定物の反射特性を求めることができるもの。ただし,測定周波数が低い場

合には,方向性結合器を用いた測定器は方向性結合器の検出効率が低下するため,一般に

100 kHz

以下で

の測定は困難であるので使用しない。

1.1.3

パラメータ測定器  等価的に附属書 図 で表されるもの。

S

12

の誤差パラメータを校正するこ

とによって,

2

ポート間に接続された被測定回路網の伝送特性を求めることができるもの。ただし,測定

周波数が低い場合には,方向性結合器を用いた測定器は方向性結合器の検出効率が低下するため,一般に

100 kHz

以下での測定は困難であるので使用しない。

1.1.4

ポート測定時のジグ  水晶振動子を同軸の測定ポートに附属書 図 のように接続するジグ。

1.1.5

ポート測定時のジグ  水晶振動子を同軸の測定ポートに附属書 図 のように接続するジグ。こ

れらジグは,測定及び校正の定義面をもつこととする。校正時には,定義面に直接校正標準を接続できる

こととする。校正後に測定時に水晶振動子に接続するための付加的なジグを用いない。水晶振動子への接

続は最短距離で行い,接触抵抗がきん(僅)少な電極を用いる。

1.1.6

π 回路  ネットワークアナライザとは附属書 図 のように接続する。

2.

試験手順

2.1

ネットワークアナライザの設定  測定に先立って,周波数と信号レベルの選択を行う。ネットワー

クアナライザは,一般的に,あらかじめ設定された複数の周波数点で,誤差校正及び測定を行う。高確度

測定を行うためには測定周波数点を多くとることが望ましい。測定周波数範囲は,基本的には公称周波数

(直列共振周波数)付近とするが,等価回路素子パラメータを求める場合には,直列共振点のほか並列共

振点も含めて,共振(副共振も含めて)の影響が無視できる程度の範囲を測定周波数範囲として設定する


28

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

附属書 図 8)。共振の影響の少ない周波数(共振周波数から離れた周波数)のアドミタンスの虚数成分

から並列容量を求める場合には,その周波数も含める。共振周波数が

30 MHz

以下の振動子の場合は,

30

MHz

より若干上の

5

点(すなわち,

30.1 MHz

30.2 MHz

,・・・,

30.5 MHz

30 MHz

以上の振動子の場合

は,共振周波数の上下

3

組[すなわち,

f

s

1

±

0.05

f

s

1

±

0.06

f

s

1

±

0.07

]を用いて測定すること

が推奨されている。

ネットワークアナライザの出力ポートでの設計電力及び被測定物に印可される電力は,次の式で算出す

る。ネットワークアザライザと被測定物の間に測定器及び/又は

π

 回路が挿入されている場合は,挿入損

失から測定ポートでの電力を求めて式中の出力レベルとする。

(

)

2

/

4

0

0

0

×

+

×

×

×

Z

Z

P

Z

z

ここに,

Z

: 水晶振動子のインピーダンス

Z

0

: 測定ポートの規定インピーダンス

P

0

: ネットワークアナライザ出力レベル(測定ポートでの)

3.

校正

1

ポート測定の場合,測定ポートの既知の

3

種の校正標準を接続してネットワークアナライザ

の所定の操作によって誤差パラメータの採取を行う。校正標準としては,通常,オープン・ショート・標

準抵抗(通常

50 Ω

)が用いられる。測定システムで規定されている場合が多い。

2

ポート測定の場合,各々

の測定ポートに対して

3

種の校正標準を接続するほかに,ポート間の誤差パラメータの採取も行う。これ

に要する操作は,ネットワークアナライザに規定されている。直接伝送法の場合にも,

1

ポート測定の場

合と同様に

3

種の校正標準を接続してネットワークアナライザの所定の操作によって誤差パラメータの採

取を行う。

4.

試験  校正終了後,水晶振動子をジグに挿入して測定を行う。通常,校正終了後は自動的に校正され

た測定値が得られるので,次の関係を用いて所要のパラメータに変換する。

( ) ( )

S

S

Y

Y

+

×

=

1

/

1

0

2

ポート測定の場合には,四つの

S

パラメータが得られるので,

としてアドミタンスを得る。

直接伝送法の場合には,伝送特性からネットワークアナライザ内蔵の校正機能によって,インピーダン

ス又はアドミタンスを得る。各測定周波数点に対して得られたアドミタンスの絶対値と相位変化から直列

共振周波数,直列共振時のインピーダンスなどを求める。このときのアドミタンス変化はアドミタンス円

線図で,

附属書 図 のようになる。この円線図から,所要の等価パラメータを求める。

(

)(

)

[

]

21

12

22

11

12

0

1

1

/

2

S

S

S

S

S

Y

Y

+

+

×

=


29

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

DUT

DUT

DUT

方向性結合器

方向性結合器

 

S

11

 S

21

 

S

12

 S

22

附属書   4  測定周波数範囲

附属書   5  パラメータ測定器

附属書   7  ポート測定時の接続

附属書   6  ポート測定時の接続

附属書   1  ポート測定時

の装置構成

附属書   2  ポート測定時

の装置構成

附属書   3  π 回路を用いた

直接伝送時の装置構成


30

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

附属書   8  測定周波数範囲

附属書   9  アドミタンス円線図


31

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

附属書 3(参考)励振レベル依存性の測定方法

序文  この附属書は,水晶振動子に関する測定方法を記載するもので,規定の一部ではない。

この附属書は,IEC 60444-6

:1995

Measurement of quartz crystal unit parameters

Part 6: Measurement of

drive level dependence (DLD)

を翻訳し,本体に関連する事柄を要約したものである。

1.

DLD 測定のための励振レベル

DLD

測定のため,励振レベルの低いレベル及び高いレベル(又は,

更に,上のレベル)を加える。高いレベルは,定常状態時のレベルに等しい公称励振レベルである。

このレベルは,最大定格レベルよりも低いレベルとする。規定がなければ,

AT

カット水晶振動子の速度

V

max

0.2 m/s

に対応する水晶電流の標準値

1 mA

を使用する。ワットで表される励振レベルは,規定され

た最大及び最小抵抗の平均値を用いて算出する。

発振起動時に生じる最小励振レベルを能動的又は受動的測定方法によって決定できるのはほんのわずか

な場合だけである。これは測定機器のノイズ限界によることである(IEC 60444-1 又は IEC 60444-8 に従っ

た測定では,約

1 nW

又は

10

µ

A

AT

カット水晶の

50

µ

A

に対する速度

V

max

0.01 m/s

は,

π

 回路測定の実際値であることが立証されてい

る。

この方法は,IEC 60444-1 又は IEC 60444-8 に従った方法に基づいたもので,この規格によって対象とな

る全周波数範囲にわたって使用可能である。一連の

3

回の測定によって,励振レベル依存性がある水晶振

動子を早く選択することができる。

附属書 図 に示される共振抵抗の許容変化量は,異なる製造業者による水晶振動子の長期にわたる調

査に基づくもので,起動問題を示す水晶振動子のための信頼にたる指標であることが立証されている。も

し,必要であれば,この方法は多くの異なった励振レベルで測定することによって拡張することができる。

しかし,多くの場合,拡張する必要はない[2.1 b

)

参照]

2.

試験方法

2.1

試験方法(

π

回路法)

a

)

二つの励振レベルでの試験  試験は,IEC 60444-1 又は IEC 60444-8 に従い,周波数測定と等価抵抗を

用いて,次に示すように低励振レベル及び高励振レベルで行う。許容差は,電流のレベルに対し±

10

%,電力のレベルに対し±

20

%である。

1

) 105

℃に少なくとも

1

日放置し,その後常温に少なくとも

2

時間放置又は常温に

1

週間放置。

2

)

低励振レベル(

50

µ

A

)で測定:

f

r

f

r1

R

r

R

r1

3

)

高励振レベル(

1 mA

で測定:

f

r

f

r2

R

r

R

r2

4

)

低励振レベル(

50

µ

A

)で測定:

f

r

f

r3

R

r

R

r3

5

)  γ

12

R

r1

/R

r2

の計算。

γ

12

の値は,

附属書 図 に示されるラインから得られる

γ

の最大値よりも小さ

い(横座標=

R

r2

。個別規格に規定がなければ,許容できる周波数変動|

f

r3

f

r1

|は,

2.5

×

10

6

×

F

r1

である。

6

)  γ

13

R

r1

/R

r3

の計算。

γ

13

の値は(

γ+1

/2

より小さくなる。ここで,

γ

の値は

附属書 図 から得られる

(横座標=

R

r3

。個別規格に規定がなければ,許容できる周波数変動|

f

r3

f

r1

|は,

2.5

×

10

6

×

F

r1


32

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

である。

b

)

規格に従った試験  試験は a

)

に示しているように,低励振レベルから高励振レベルへ,そして再び低

励振レベルに戻して行われる。もし,必要ならば,公差を定めた更に上のレベルで,周波数許容偏差,

抵抗値及び保管条件に関しても個別規格に規定する。

備考

記載の

γ

曲線は,複数の水晶振動子を多種類の発振器に使用した長年の経験によって得られた

結果から確かめられている。多くの場合,起動時に問題はないであろうが,厳しい回路構成の

発振器の場合には,問題が生じる可能性がある。

どのような励振レベルでも,一定の抵抗をもつ水晶振動子を製造するのは不可能であるので,許容可能

な関係を

γ

曲線で示す。

2.4

2.2

2.0

1.4

1.2

1.6

1.8

1.0

1

2

3

4

5

8 10

20

30 40 50

80 100

200

300 400

附属書   1  抵抗 R

r2

又は R

r3

の関数とした励振レベル依存性に関する最大抵抗比

γ

(

γ

)

抵抗値  R  (Ω)


33

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

附属書 4(参考)アクティブティ及び周波数ディップの測定方法

序文  この附属書は,水晶振動子に関する測定方法を記載するもので,規定の一部ではない。

この附属書は,IEC 60444-7

:2004

Measurement of quartz crystal unit parameters

Part 7: Measurement of

activity and frequency dips of quartz crystal units

の要約である。したがって,内容の詳細については同規格に

よる。

1.

アクティブティ及び周波数ディップ

アクティブティ及び周波数ディップは,

附属書 図 又は附属書 図 に示した現象であり,仕様書に

基づいた温度範囲における抵抗又は周波数の急激な変化である。これらの急激な変化の判定方法には,線

形最小二乗法を適用する。

2.

測定

a

)

仕様書には,次の事項を明記しなければならない。

1

)

温度範囲

2

)

負荷容量

3

)

励振レベル

b

)

測定時間は測定される保持器の大きさに依存するため,これを適切に決定する必要がある。

c

)

仕様に基づいて,励振レベルを正確に設定する必要がある。

d

)

検査方法は下記の項目から選択し,仕様書に定める。

1

)

製造管理補償とし,検査は行わない

2

)

抜取検査

3

)

全数検査

2.1

基準となる測定

測定系は,IEC 60444-1 に従った方法を用いる。高精密な温度槽も必要である。

水晶振動子に与える温度は低温から高温まで,一定の割合で増加させる。

備考

槽内の温度分布やリップルには十分配慮すること。

温度は,仕様で指定された低温側の温度よりも

5 K

低くし,また,高温側の温度よりも

10 K

高くして測

定する。

測定ポイントの温度間隔は,

0.2 K

より少ないか,又は等しいこと。

温度変化速度は,全体の温度範囲内で

2 K/min

±

10

%とする。

温度測定位置は,水晶振動子の近傍とする。

周波数及び抵抗は,指定された励振レベルに設定し,指定された共振条件で測定する。

評価には,動作温度範囲内のデータを使用する。

実際の測定は,次の方法が実用的である。

2.2

測定方法  測定系は,IEC 60444 で規定される

π

 回路法,及び可変温度槽からなる。

この測定方法では,多くの水晶振動子を温度槽の中で順番に測定する。各水晶振動子は,仕様書で指定

した最も低い温度で始まり,各温度で順番に測定する。その後,指定した最高温度になるまで段階的に増


34

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

加させる。推薦される温度ステップは

2 K

である。

備考1.

小さいディップに対して,高精度温度槽を使用し及びより小さな温度ステップに設定する場

合がある。

2.

温度槽内の温度安定度は適切であること。ただし,絶対温度精度はそれほど重要ではない。

仕様で指定された最大及び最小の温度に対して,測定温度を最小の温度に対して

5 K

低くし,また最大

温度に対しては

5 K

高くすることを推奨する。

2.3

評価

測定データを評価する場合,測定結果として得られた曲線に適合する回帰式の次数は,

附属書 表 

ら選ぶ。

附属書   1  回帰式用次数

Order No.

ΔT

OTR

F(T)*

R(T)

≦40 K

3

2

40 K<ΔT<120 K

4

2

≧120 K

5

3

注*  F

 

(T)

が二次となる BT カットや低周波用のカットでは,1

は十分ではない。

線形最小二乗法を使用して,温度と周波数の関係を表す正確な回帰式を作る。回帰式の順序及びデータ・

ポイントの数は,仕様に定義する。次の式を用いて周波数データ(

F

m

)と計算された周波数データ(

F

c

)の

間の差を計算する。

Δ

F(T)

F

m

(T)

F

c

(T)

線形最小二乗法を使用して,温度と共振抵抗の関係を表す正確な回帰式を作る。次の式を用いて共振抵

抗(

R

m

)及び計算された抵抗(

R

c

)の差を計算する。

Δ

R(T)

R

m

(T)

R

c

(T)

仕様書個々に基づく共振周波数及び共振抵抗の評価条件は,次のとおりである。

周波数ディップの場合

a

) Max

( )

i

T

F

Δ

<ΔF

dip

ppm

1

×

10

6

b

) Max

i

i

i

i

T

T

F

F

+

+

1

1

Δ

Δ

≦ΔF

slope

ppm/K

1

×

10

6

/K

アクティブティディップの場合

c

) Max

( )

(

)

i

T

R

m

≦ΔR

max

d

) Max

i

i

i

i

T

T

R

R

+

+

1

1

Δ

Δ

≦ΔR

slope

備考

測定中の確率的,かつ,系統的な雑音によって,誤解を招きやすい測定結果となる場合がある。

このため,測定結果を滑らかにする回帰式を選択する。


35

C 6701

:2007 (IEC 60122-1:2002)

附属書   1  直列共振周波数又は負荷時共振周波数の残差

附属書   2  直列抵抗又は負荷時等価抵抗の残差