JP2000223993A - 圧電振動子 - Google Patents

圧電振動子

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JP2000223993A
JP2000223993A JP11023080A JP2308099A JP2000223993A JP 2000223993 A JP2000223993 A JP 2000223993A JP 11023080 A JP11023080 A JP 11023080A JP 2308099 A JP2308099 A JP 2308099A JP 2000223993 A JP2000223993 A JP 2000223993A
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film
frequency
electrode film
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vibrating piece
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Kiyoshi Aratake
潔 荒武
Mitsuo Tomiyama
光男 富山
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動特性の信頼性を向上し、且つ周波数の調
整を容易に行うことのできる圧電振動子を提供する。 【解決手段】 一端部が容器12に固定されると共に当
該容器12内に気密封止される圧電振動片11と、当該
圧電振動片11の表裏両面及び側面にそれぞれ独立して
設けられると共に外部端子を接続する接続部30を有す
る励振電極膜17と、該励振電極膜17の先端側に設け
られた周波数微調整部36とを具備する圧電振動子にお
いて、前記周波数微調整部36に、前記励振電極膜17
を構成するCr膜と一緒に形成されたCr膜と最上層に
Au膜が形成された積層膜37とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話及びコン
ピューターなどの情報機器に用いる圧電振動子に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図8に示すように、従来の表面実装型の
圧電振動子50は、圧電振動片51とこの圧電振動片5
1の一端を固定する容器52と、容器52を封止する蓋
体53とからなる。圧電振動片51が固定される容器5
2は、圧電振動片51の振動を妨げない程度の空間を画
成する凹部54を有し、この凹部53内には他の部分よ
りも深さの浅い段差部55が設けられている。また、圧
電振動片51上には、例えば、Cr膜及びAu膜等から
なる励振電極膜56が設けられている。そして、圧電振
動片51は、この励振電極膜56を介して、容器52の
段差部55の上面に半田材又は導電性接着剤等の接着層
57によって固定される。また、この容器52は、上部
に圧電振動片51の固定と同様の接着層57によって蓋
体53が接合され、圧電振動片51が容器52の凹部5
3内に気密封止される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
圧電振動子では、励振電極膜56はCr膜及びAu膜で
構成され、その最上層にAu膜を全面的に使用している
ため、接着層57として半田材を用いて圧電振動片を固
定する場合、又は半田材を用いて外部配線を接続する場
合、半田材に含まれる錫(Sn)が励振電極膜56の最
上層を構成するAu膜の中に拡散されてしまい励振電極
膜56に経時変化を与えるという問題がある。すなわ
ち、Au膜の抵抗値が変化してしまい、圧電振動片の周
波数が変化してしまうという問題がある。
【0004】この問題を解決するために、励振電極膜を
Cr膜単層で形成した圧電振動子が考えられるが、励振
電極膜をCr膜のみとすると、軽量すぎて圧電振動片の
周波数の調整が難しいという問題がある。本発明は、こ
のような事情に鑑み、振動特性の信頼性を向上し、且つ
周波数の調整を容易に行うことのできる圧電振動子を提
供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の態様は、一端部が容器に固定されると共に当該容器
内に気密封止される圧電振動片と、当該圧電振動片の表
裏両面及び側面にそれぞれ独立して設けられると共に外
部端子を接続する接続部を有する励振電極膜と、該励振
電極膜の先端側に設けられた周波数微調整部とを具備す
る圧電振動子において、前記周波数微調整部は、前記励
振電極膜を構成するCr膜と一緒に形成されたCr膜と
最上層にAu膜が形成された積層膜とを有することを特
徴とする圧電振動子にある。
【0006】かかる本発明では、半田の拡散の原因とな
るAuがマウント部から遠くなり、半田が飛散しても付
着しない距離となり、振動特性の劣化がなくなる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明を詳
細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る水晶
振動子の断面図であり、図2は、水晶振動片の平面図及
びそのA−A鋳f面、B−B鋳f面図及びC−C鋳f面で
ある。本実施形態の圧電振動子は、例えば、水晶(Si
2)からなる水晶振動片を有する水晶振動子である。
その構造は、基本的には、従来の圧電振動子の構造と同
様であり、図1に示すように、水晶振動片11とこの水
晶振動片11の一端が固定される容器12と、この容器
12を気密封止する蓋体13とを有する。
【0008】この水晶振動片11は、容器12の凹部1
4内に設けられた段差部15に半田材等の接着層16を
介して固定されている。また、この水晶振動片11が固
定された容器12の上部には、水晶振動片11と同様の
接着層16によって蓋体13が接合され、これにより水
晶振動片11が容器12の凹部14内に気密封止されて
いる。
【0009】また、図2に示すように、水晶振動片11
の上面、下面及び側面には、クロム(Cr)からなる金
属膜をパターニングすることにより、励振電極膜17が
それぞれ独立して形成されている。この励振電極膜17
は、水晶振動片11の長手方向端部まで延設されてお
り、その長手方向端部近傍は、外部端子を接続する接続
部30となっている。すなわち、励振電極膜17の長手
方向端部は、水晶振動片11の幅方向略中央部で分離さ
れた2つの第1の電極膜21となっており、それぞれ、
水晶振動片11の幅方向側面を介して上下面に連続的に
形成されている。そして、水晶振動片11上面側の第1
の電極膜21上には、さらに、Crからなる第2の電極
膜22とAuからなる第3の電極膜23とが形成され
て、外部端子を接続する接続部30となっている。
【0010】また、水晶振動片11の先端部は、水晶振
動片11の周波数を調整するための周波数調整部34と
なっており、水晶振動片11の一方面側に、第1の電極
膜21を介して周波数調整用重り35が設けられてい
る。この周波数調整用重り35は、詳しくは後述するよ
うに、レーザトリミングによってこの重さを調整して、
水晶振動片11の周波数を調整するためのものである。
【0011】また、水晶振動片11の周波数調整用重り
35とは反対側の面の基端部側は、水晶振動片11の周
波数の微調整を行うための周波数微調整部36となって
おり、本実施形態では、接続部30と同様にCrからな
る第1の電極膜21上に、Crからなる第2の電極膜2
2とAuからなる第3の電極膜23とからなる周波数調
整用膜37が形成されている。これらの膜は、周波数調
整用重り35と同様に、これらの膜の重さを調整して水
晶振動片11の周波数を調整するものである。
【0012】ここで、水晶振動片11上への各電極膜の
製造工程について説明する。なお、図3は、それぞれ各
電極膜の製造工程を示す断面図であり、断面図であり、
図4は、B−B鋳f面図である。まず、図3(a)に示
すように、水晶振動片11の全面に、Crからなる金属
膜20をスパッタリング等によって成膜する。
【0013】次に、図3(c)に示すように、金属膜2
0をパターニングして、励振電極膜16を形成すると共
に、接続部となる部分及び水晶振動片11の上下面の先
端部に第1の電極膜21を形成する。次いで、図3
(d)に示すように、水晶振動片11の上面側の第1の
電極膜21上に第2の電極膜22及び第3の電極膜23
を形成する。本実施形態では、周囲をマスキング材等の
マスク部材24によって覆い、第2の電極膜22及び第
3の電極膜23を、順次、スパッタリングによって成膜
し、水晶振動片11の基端部を接続部30とすると共
に、先端部の周波数微調整部36に周波数調整用膜37
を形成する。なお、マスキング部材24は、その後除去
すればよい。
【0014】次いで、図3(e)に示すように、水晶振
動片11先端部の周波数調整部34に、すなわち、周波
数調整用膜37とは反対側の第1の電極膜21上に、例
えば、銀(Ag)等の金属材料からなる周波数調整用重
り35を形成する。次に、水晶振動片11の周波数を測
定し、その測定値に基づいて周波数調整用重り35及び
周波数調整用膜37の一部をレーザトリミングして重さ
を調整することにより、水晶振動片11を目的の周波数
に調整する。例えば、本実施形態では、図4に示すよう
に、周波数調整用重り35及び周波数調整用膜37に、
その厚さ方向にレーザ光を照射して貫通孔38を形成す
ることにより重さを調整している。すなわち、まず、周
波数調整用重り35に貫通孔38を形成することによ
り、水晶振動片11の周波数を概略調整し、その後、周
波数調整用膜37に貫通孔39を形成することにより、
水晶振動片11の周波数の微調整を行う。
【0015】また、周波数調整用重り35に貫通孔38
を形成する際、本実施形態では、周波数調整用重り35
が水晶振動片11の垂直下方に位置するようにして、水
晶振動片11の周波数調整用重り35とは逆側、すなわ
ち上方からレーザ光を照射することによって形成した。
これにより、周波数調整用重り35等から万が一金属が
飛散した場合でも、その飛散した金属は下方に落下し、
水晶振動片11への再付着を抑えることができる。な
お、照射されたレーザ光は、水晶振動片11を透過する
ため、周波数調整用重り35のみに貫通孔38が形成さ
れる。
【0016】このように水晶振動片11の周波数を調整
すると、その後、この水晶振動片11を容器12の凹部
14に固定し、この容器12を蓋体13によって気密封
止して圧電振動子とする。このように、本実施形態で
は、水晶振動片11の基端部近傍にAuからなる第3の
電極膜23を最上層とした積層膜を設けて接続部30と
すると共に、水晶振動片11の先端部の周波数微調整部
36にも質量の大きいAuからなる第3の電極膜23を
含む積層膜からなる周波数調整膜37を形成するように
したので、上述のようなレーザトリミングによる質量調
整により周波数調整量を大きくすることができる。した
がって、水晶振動片11の振動特性を向上することがで
きる。また、励振電極膜17は、Cr単層で形成してい
るため、接続部30に外部端子を半田付けした際に、半
田が飛散しても励振電極膜17に半田が拡散することが
ない。
【0017】また、さらに、接続部30以外の励振電極
膜17上に、各励振電極膜17の短絡を防止するため
の、例えば、SiO2からなる保護膜を設けるようにし
てもよい。これにより、より確実に励振電極膜17への
半田の拡散が防止できる。また、保護膜によって、各励
振電極膜17間での短絡を確実に防止することができる
と共に、励振電極膜17の酸化も防止することができ
る。したがって、水晶振動片11の振動特性を低下させ
ることがなく、信頼性を向上することができる。
【0018】なお、上述の実施形態では、周波数調整膜
37を周波数微調整部36、すなわち、水晶振動片11
に周波数調整用膜37を周波数調整用重り35より基端
部側に設けるようにしたが、これに限定されず、例え
ば、図5に示すように、周波数調整用膜37の一部を周
波数調整用重り35と対向する領域まで延設するように
してもよい。
【0019】また、上述の実施形態では、周波数調整用
膜37を周波数調整用重り35とは反対側の面に設ける
ようにしたが、これに限定されず、例えば、図6に示す
ように、これらを水晶振動片11の同一面に設けるよう
にしてもよい。何れにの構成であっても、水晶振動片1
1の先端部の周波数微調整部36に、Auからなる第3
の電極膜を最上層とした周波数調整用膜37を設けるこ
とにより、水晶振動片11の周波数調整の範囲が大きく
なり、且つ周波数をより細かく調整することができる。
【0020】また、本実施形態の水晶振動子10は、凹
部14を有する容器12内に圧電振動片11を固定した
構造であるが、このような構造に限定されず、例えば、
図7に示すように、水晶振動片41と枠42とが一体的
に形成された水晶振動板43の上下面に、水晶振動片4
1の振動を妨げない程度の空間を画成する凹部44を有
する一対の蓋体45を接合した構造であってもよい。こ
のような構造であっても、上述と同様の効果を得ること
ができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、接続
部と水晶振動片の先端部の周波数微調整部にAuからな
る電極膜を設けるようにしたので、水晶振動片の周波数
調整の範囲が広くなり、水晶振動片の周波数をより細か
く調整することができる。また、接続部の半田付け時に
半田が飛散しても励振電極膜に半田が拡散することがな
く振動特性の安定した水晶振動子が得られるという効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る水晶振動子の断面図
である。
【図2】本発明の一実施形態に係る水晶振動片の平面図
及び断面図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る水晶振動片の製造工
程を示す断面図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る水晶振動片の要部断
面図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る水晶振動片の他の例
を示す要部断面図である。
【図6】本発明の一実施形態に係る水晶振動片の他の例
を示す要部断面図である。
【図7】本発明の他の実施形態に係る水晶振動子の断面
図である。
【図8】従来技術に係る水晶振動子の断面図である。
【符号の説明】
10 水晶振動子 11 水晶振動片 12 容器 13 蓋体 17 励振電極膜 21 第1の電極膜 22 第2の電極膜 23 第3の電極膜 30 接続部 34 周波数調整部 35 周波数調整用重り 36 周波数微調整部 37 周波数調整用膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端部が容器に固定されると共に当該容
    器内に気密封止される圧電振動片と、当該圧電振動片の
    表裏両面及び側面にそれぞれ独立して設けられると共に
    外部端子を接続する接続部を有する励振電極膜と、該励
    振電極膜の先端側に設けられた周波数微調整部とを具備
    する圧電振動子において、 前記周波数微調整部は、前記励振電極膜を構成するCr
    膜と一緒に形成されたCr膜と最上層にAu膜が形成さ
    れた積層膜とを有することを特徴とする圧電振動子。
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