来自日本的爱普生晶振公司，是全球影响力最大的频率元件制造商，在业界里拥有领军者的地位，他们总是能先一步的探测到，并利用创新的，有效率的石英晶振制造技术，使自家量产的音叉晶体和有源晶振，比别家的更受市场认可，和世界各地客户的喜欢。AT切割方式是近代各国的晶振厂家，用于石英水晶组件中最重要的一项技术，在此之前，一直频繁使用的是BT切割方式。BT切割使得晶体单元易于制造，因为只要具有相同的频率，石英衬底可以制造得更厚。另一个主要优点是频率热特性对切角变化的相对低的灵敏度。然而，防守范围是一个低频带，很难产生更高的频率。要跟上目前的趋势，他们需要切换到AT切晶体单元。

爱普生晶振公司大概是从上个世纪50年代，开始研究AT切割方式并加以应用的，这中间还有一段略微波折，结局完美的故事。Shotaro Okano在他高中的无线电俱乐部首次接触到无线技术。在那里，他了解了水晶收音机的原理，nami-yon（四管再生接收器和超外差收音机，以及如何制作它们）。第二次世界大战后，失败的阴影在街道上持续了一段时间然而，年轻的冈野先生的眼睛却闪闪发亮，他觉得这些小盒子能够将远处的人们的声音传递出去，可能成为一个充满希望的未来的钥匙，他致力于学习他所能做的一切，日子很快过去了，结果，他很快就熟练掌握了无线技术。
    1954年4月，随着盛开的樱花，冈野先生不幸开始上班到东洋通信设备公司石英部所在的川崎。

在他加入公司六个月后，他突然有机会在日本电报电话公司（现称为“NTT”）的通信研究实验室中接受实用指导性教育。他的目标是了解采用线缆安装系统的晶体单元技术* 1）。

那时候，采用这种技术的石英晶体单元是电话系统不可或缺的组成元素。换句话说，这项工作对东洋通信设备公司来说非常重要。尽管承担了这项重要职责，但冈野先生仍然无法放弃使用无线技术的梦想。他发现很难被激励，并以复杂的感情出发去东京武藏野市。

当时的电话网络需要一次传输大量信息，因此需要增加多样性。因此，可以实现陡峭特性的信道滤波器至关重要。这导致全球的研究机构竞相开发一种包含晶体单元的通道滤波器。虽然欧洲和美国的研究机构处于领先地位，但日本当然不会落后。据高原先生介绍，当时欧洲或美国和日本的石英技术几乎没有任何区别。事实上，它们或多或少相等。因此，如果他们的团队在这项任务中表现良好，那么他们就可以在全球舞台上大放异彩。突然，冈野先生找到了一个有动力的理由。

在此之前，东洋通信设备公司以其专利的BT切割晶体单元而自豪。BT切割使得晶体单元易于制造，因为只要具有相同的频率，石英衬底可以制造得更厚。另一个主要优点是频率热特性对切角变化的相对低的灵敏度。然而，防守范围是一个低频带，很难产生更高的频率。要跟上目前的趋势，他们需要切换到AT切音叉晶振单元。尽管仍处于二十多岁，但是在NTTPC电气通信实验室研究了晶体单元技术的基础知识后，由Okano先生负责这项新开发项目。

开发于1957年开始，对AT切石英晶振基板进行了彻底调查。这些基材具有很多吸引冈野先生的特征，并且在他被完全迷住之前不久。AT切石英基板的五大优点如下：（1）性能抵抗周围环境的变化，（2）热性能用三次曲线表示，（3）来自石英基板轮廓状态的影响（4）由于零振幅和失真的部分，石英基板可以稳定地支撑，（5）通过斜切工艺增强了性能，导致较低的缺陷率。

冈野先生在对AT切石英基板的调查中继续取得进展。有一天，他的老板兼英国电信公司的发明人Hiroshi Yoda先生从美国出差回国，带着他旅行中的特别纪念品。它是1MHz贴片晶振频率标准，采用AT切割石英基板，由美国的James Knight公司制造（图2）。当他离开实验室时，尤达先生对冈野先生的离别话只是：“研究这个。”

图2 James Knight公司的1MHz频率标准。

冈野先生以他在这个1MHz频率标准上的发展为基础。（日本石英晶体谐振器工业协会档案材料（QIAJ））。

这个制造过程存在一个主要问题。AT切割的石英基板的顶表面和底表面都没有固定到电极上。简单地将石英基板松散地放置在下表面的顶部上。至于顶面，差距* 4在盘形电极和石英基板之间建立了信号，使得信号可以通过电场传输。由于顶面和底面都没有被牢固地固定，所以无论何时发生振动或冲击，基板都会移动，并且这导致其性质改变。由于尚未实施振荡区域的概念，因此不可能固定基板。另外，不能消除不稳定的，不必要的温度振荡模式。因此，对于需要高精度的应用来说，恒温箱是必不可少的。这在维护时需要非常小心，而且任务非常困难。

图3用于广播等目的的晶体单元

广播网络受到这个问题的困扰。寻找解决方案后，他们转向采用4MHz同轴电缆的晶体单元，这是Toyo通信设备公司为电话系统制造的。该晶体单元具有牢固地固定在电极上的石英基板，并且其玻璃管被真空密封。其机械稳定性清楚地表明维护将大大改善。广播网络给我留下了深刻的印象。东洋通信设备公司立即受到一波要求，开发带真空密封玻璃管的AT切水晶单元。

然而，制造这些石英谐振器单元是困难的，因为上部和下部曲面的中心轴需要以绝对精度对准。除非这种对齐是完美的，否则这些单位表现不佳。他们决定获得专业镜片制造商的帮助。虽然这些入围的专业人员确实熟悉制造玻璃基板，但这是他们第一次使用石英，所以最初的合作过程是一系列令人沮丧的反复失败。这似乎是一个几乎不可能的壮举，以确保上下表面完美对齐，但随着他们获得制造任务的经验，他们的熟练程度也提高了。结果，它们最终能够获得具有令人满意的先进性能的石英衬底。

在他们最初努力制造石英基板之后，整体发展进展顺利。他们能够完成他们的时钟晶体单元开发，从550kHz开始一直延伸到900kHz左右，没有任何重大障碍。他们的下一个目标是尝试1MHz的晶体单元。大约在这个时候，冈野先生开始觉得很快他们可能会合并一个平凸形状。

“平凸”石英基板在一侧是平坦的而在另一侧是凸透镜形状。不再需要对齐两个表面的中心轴，这将使制造过程变得更简单。但是，仍存在一个主要障碍。如果只有一面需要处理，石英基片的直径会变得更大。双面基板更加紧凑，因为双面都经过处理。但是，如果增加频率，则可以使基板的直径更小。因此，Okano先生开始着手发现晶振频率需要多高才能切换到平凸基板，并且仍然能够实现足够小的直径。

那时，双凸形状可以切换到平凸的频率在理论上仍然不明确，所以这是世界上第一次发现它的尝试。他的立场是“没有冒险，没有任何收获，”冈野先生开始他的使命，彻底调查平凸石英基板的振荡模式* 5）。他发现理论上，双凸和平凸之间的阈值是1MHz。

如果他们可以采用平凸形状，制造将变得更加容易。此外，他们将能够达到与双凸基板相同的性能水平。一旦完成，带有真空密封玻璃管的AT切水晶单元就被送到广播网络。这些新型基材机械稳定，无需恒温烘箱即可获得稳定的频率输出。他们得到了非常好的接待，他们的顾客留下了深刻的印象。因此，他们成功地将AT切割音叉晶体单元业务用于远离其竞争对手的多个广播网络。

这将是艰难的，但唯一的出路是继续前进一脚。他们首先开发他们首先使用的无源晶振单元。他们的目标是生产一个可以安装在HC-6/U包装中的设备（图4）。为了配合，石英衬底需要具有大约15mm或更小的直径。然而，为广播网络制造的前述晶体单元的直径为25mm。这个大小问题是另一个需要解决的问题。

图4 HC-6 / U封装

外部尺寸：20mmx19mmx9mm。里面放置一个圆形的石英基板。

这些努力最终使他们能够获得直径为14mm的石英衬底，可以安装在HC-6/U封装内。最后要解决的问题是恒温烤箱，他们仍然不确定如何开发。他们必须检查并决定各个方面的内容，例如烤箱的形状，要使用的材料以及热敏电阻的位置。他们的耐心经常被测试，但冈野先生的开发团队从未考虑过放弃。他们每天工作到深夜，直到最后他们的恒温烤箱完成。使用冷焊技术在含有晶体单元的HC-6/U封装内部形成真空并将其密封。然后将包装放入镂空的铝块内，然后将加热线缠绕在其周围。

重现性和时间变化特征都非常好。测量仪器制造商根据是否在1小时，1天和10天过后观察到频率发生了任何变化，准备了重现性标准的详细值。他们开发的石英晶体振荡器成功通过了这些值的测试（图5），仪器制造商的工程师们完全惊讶。

图5开启OCXO 后的频率特性

在烤箱控制的恒温晶振（OCXO）接通后，只允许极小的频率变化。资料来源：“Okano先生”（1995年由Techno出版）撰写的'Crystal Frequency Control Devices（Suisho Shuuhasuu Seigyo Debaisu in Japanese）'。

创造'振荡区域'的概念

AT切晶体单元和烤箱控制的恒温晶体振荡器（OCXO）成为冈野先生最伟大的胜利之一。虽然普通人可能会认为这种不起眼的创新看起来无关紧要，但可以毫不夸张地说，这些技术已经奠定了当今石英设备技术的基石，并且是非常重要的。

此外，“晶体振荡区域”的概念导致了改进的技术，使得谐振器器件更加紧凑，并且提高了制造时平坦度和平行平坦度重要性的意识。换句话说，这个概念成为了东洋通信设备公司和精工爱普生公司整合后诞生“QMEMS”技术的基础。