JP2001024468A - 圧電振動子の電極膜構造 - Google Patents
圧電振動子の電極膜構造Info
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- JP2001024468A JP2001024468A JP11196196A JP19619699A JP2001024468A JP 2001024468 A JP2001024468 A JP 2001024468A JP 11196196 A JP11196196 A JP 11196196A JP 19619699 A JP19619699 A JP 19619699A JP 2001024468 A JP2001024468 A JP 2001024468A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 抵抗封止等の高温に対し、共振周波数の精度
を±5ppm程度と高精度化した電極膜を備えた圧電振動子
を得る。 【解決手段】 圧電基板の両主面に第１のニッケル層、
銀層、第２のニッケル層と順次積層した電極を付着した
圧電振動子の第2のニッケル層の少なくとも一方の層上
に第3のニッケル層を付着し共振周波数を所定の周波数
に調整した圧電振動子である。
を±5ppm程度と高精度化した電極膜を備えた圧電振動子
を得る。 【解決手段】 圧電基板の両主面に第１のニッケル層、
銀層、第２のニッケル層と順次積層した電極を付着した
圧電振動子の第2のニッケル層の少なくとも一方の層上
に第3のニッケル層を付着し共振周波数を所定の周波数
に調整した圧電振動子である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電振動子の電極膜
構造に関し、特にアニール、封止工程等の熱負荷による
共振周波数の変動を改善した圧電振動子の電極膜構造に
関する。
構造に関し、特にアニール、封止工程等の熱負荷による
共振周波数の変動を改善した圧電振動子の電極膜構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電振動子、例えばＡＴカット水晶振動
子は小型であること、高精度、高安定な周波数が容易に
得られること等のため、近年では携帯電話端末からパー
ソナルコンピュータまで広範囲に使用されている。図４
（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の表面実装型水晶振動子
（SMD水晶振動子）の構成を示す平面図及びQ−Qにおけ
る断面図である。短冊状に切り出されたＡＴカット水晶
基板11の両主面の対向する位置に部分電極12a、12bをそ
れぞれ付着すると共に、それぞれの電極12a、12bから基
板11の端部に向けてリード電極13a、13bを延在して、水
晶振動素子Ｘを形成する。そして、該水晶振動素子Ｘを
セラミックパッケージ（図示しない）に収容し、そのリ
ード電極13a、13bをパッケージの端子電極に導電性接着
剤等を用いて導通固定し、金属蓋を抵抗溶接等で気密封
止して水晶振動子を構成する。
子は小型であること、高精度、高安定な周波数が容易に
得られること等のため、近年では携帯電話端末からパー
ソナルコンピュータまで広範囲に使用されている。図４
（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の表面実装型水晶振動子
（SMD水晶振動子）の構成を示す平面図及びQ−Qにおけ
る断面図である。短冊状に切り出されたＡＴカット水晶
基板11の両主面の対向する位置に部分電極12a、12bをそ
れぞれ付着すると共に、それぞれの電極12a、12bから基
板11の端部に向けてリード電極13a、13bを延在して、水
晶振動素子Ｘを形成する。そして、該水晶振動素子Ｘを
セラミックパッケージ（図示しない）に収容し、そのリ
ード電極13a、13bをパッケージの端子電極に導電性接着
剤等を用いて導通固定し、金属蓋を抵抗溶接等で気密封
止して水晶振動子を構成する。
【０００３】近年、水晶振動子の小型化の要求に応え
て、水晶基板、パッケージの小型が図られた。このた
め、水晶振動素子とパッケージのシール部までの距離と
が極めて接近し、金属蓋をパッケージに抵抗溶接する際
に発生する熱が、水晶振動素子に伝わり易くなったた
め、共振周波数の変動量が増大する等の影響を受けると
いう問題が生じていた。この問題は、例えば特開平６−
１１２７５８に開示されているように水晶基板上の電極
を構成する銀の蒸着膜が熱によって蒸発・飛散すること
が原因と考えられ、この文献には銀の蒸発を防止するた
めの電極膜構造が提案されている。即ち、図５に示すよ
うに水晶基板11の上にニッケル（Ni）からなる下地メッ
キ層14を薄く形成し、その上に銀（Ag）からなる電極層
15が所定の厚さで形成される。そして、電極層15の上に
ニッケル（Ni）からなる被覆層16を薄く形成し、銀の電
極層15が被覆層16によって覆われる構造としている。
て、水晶基板、パッケージの小型が図られた。このた
め、水晶振動素子とパッケージのシール部までの距離と
が極めて接近し、金属蓋をパッケージに抵抗溶接する際
に発生する熱が、水晶振動素子に伝わり易くなったた
め、共振周波数の変動量が増大する等の影響を受けると
いう問題が生じていた。この問題は、例えば特開平６−
１１２７５８に開示されているように水晶基板上の電極
を構成する銀の蒸着膜が熱によって蒸発・飛散すること
が原因と考えられ、この文献には銀の蒸発を防止するた
めの電極膜構造が提案されている。即ち、図５に示すよ
うに水晶基板11の上にニッケル（Ni）からなる下地メッ
キ層14を薄く形成し、その上に銀（Ag）からなる電極層
15が所定の厚さで形成される。そして、電極層15の上に
ニッケル（Ni）からなる被覆層16を薄く形成し、銀の電
極層15が被覆層16によって覆われる構造としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のNi−Ag−Ni層か
らなる電極を備えた水晶振動素子においても、従来の水
晶振動子と同様に、電極を形成した後に共振周波数をチ
ェックするためのチェック工程を経て周波数微調工程へ
進む。そして微調工程では水晶振動素子の共振周波数を
所定の周波数に合わせるべく、銀（Ag）の薄膜を蒸着装
置等を用いて付着するのが一般的であった。しかしなが
ら、該水晶振動素子が封止工程等において熱負荷がかか
ると、上述した理由から銀が蒸発して共振周波数が若干
変動することになる。微調のために付着した銀はその量
がわずかであり、蒸発したとしてもこれまではさほど問
題とならなかったが、最近の米国セルラー電話システム
TDMA、PCS等で要求される±5ppm〜±7ppmという厳密な
周波数精度を必ずしも満足することができないという問
題があった。本発明は上記問題を解決するためになされ
たものであって、熱負荷に耐えられる電極膜の構造を提
供することを目的とする。
らなる電極を備えた水晶振動素子においても、従来の水
晶振動子と同様に、電極を形成した後に共振周波数をチ
ェックするためのチェック工程を経て周波数微調工程へ
進む。そして微調工程では水晶振動素子の共振周波数を
所定の周波数に合わせるべく、銀（Ag）の薄膜を蒸着装
置等を用いて付着するのが一般的であった。しかしなが
ら、該水晶振動素子が封止工程等において熱負荷がかか
ると、上述した理由から銀が蒸発して共振周波数が若干
変動することになる。微調のために付着した銀はその量
がわずかであり、蒸発したとしてもこれまではさほど問
題とならなかったが、最近の米国セルラー電話システム
TDMA、PCS等で要求される±5ppm〜±7ppmという厳密な
周波数精度を必ずしも満足することができないという問
題があった。本発明は上記問題を解決するためになされ
たものであって、熱負荷に耐えられる電極膜の構造を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る圧電振動子の電極膜構造の請求項１記載
の発明は、圧電基板の少なくとも一方の面に第１のニッ
ケル層、銀層、第２のニッケル層と順次積層した電極を
付着してなる圧電振動子において、第2のニッケル層の
上に第3のニッケル層を付着して前記圧電振動子の共振
周波数を所定の周波数に調整したことを特徴とする圧電
振動子の電極膜構造である。請求項２記載の発明は、前
記第3のニッケル層をスパッタにより形成したことを特
徴とする圧電振動子の電極膜構造である。
に本発明に係る圧電振動子の電極膜構造の請求項１記載
の発明は、圧電基板の少なくとも一方の面に第１のニッ
ケル層、銀層、第２のニッケル層と順次積層した電極を
付着してなる圧電振動子において、第2のニッケル層の
上に第3のニッケル層を付着して前記圧電振動子の共振
周波数を所定の周波数に調整したことを特徴とする圧電
振動子の電極膜構造である。請求項２記載の発明は、前
記第3のニッケル層をスパッタにより形成したことを特
徴とする圧電振動子の電極膜構造である。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）はそれぞれ本発明に係るSMD水晶振動子の構成を
示す平面図、Q−Qにおける断面図及び電極の積層構造を
示す部分断面図である。短冊状に切り出されたＡＴカッ
ト水晶基板1の両主面に対向する部分電極2a、2bを付着
すると共に、それぞれの電極2a、2bから基板1の端部に
向けてリード電極3a、3bを延在して、水晶振動素子Ｘを
形成する。該水晶振動素子Ｘをセラミックパッケージ
（図示しない）に収容し、そのリード電極3a、3bをパッ
ケージの端子電極に導電性接着剤等を用いて導通固定す
る。そして、パッケージに収容した水晶振動子を真空槽
に入れ、所定の周波数に微調整するためにニッケル膜を
付着し、パッケージ上部に金属蓋を抵抗溶接等で気密封
止して水晶振動子を構成する。
形態に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）はそれぞれ本発明に係るSMD水晶振動子の構成を
示す平面図、Q−Qにおける断面図及び電極の積層構造を
示す部分断面図である。短冊状に切り出されたＡＴカッ
ト水晶基板1の両主面に対向する部分電極2a、2bを付着
すると共に、それぞれの電極2a、2bから基板1の端部に
向けてリード電極3a、3bを延在して、水晶振動素子Ｘを
形成する。該水晶振動素子Ｘをセラミックパッケージ
（図示しない）に収容し、そのリード電極3a、3bをパッ
ケージの端子電極に導電性接着剤等を用いて導通固定す
る。そして、パッケージに収容した水晶振動子を真空槽
に入れ、所定の周波数に微調整するためにニッケル膜を
付着し、パッケージ上部に金属蓋を抵抗溶接等で気密封
止して水晶振動子を構成する。
【０００７】図１に示す電極2a、2bは、水晶基板1の上
に付着力の強いニッケルの薄い電極膜4を付着し、その
上に所定の量の銀の電極膜5を付着し、該銀電極膜５を
高熱から保護するため、その上に薄いニッケル電極膜6
で覆う。電極膜4、5、6は蒸着装置の中で順次、抵抗加
熱方式、電子ビーム方式等で付着形成する。あるいは、
電極膜4、5、6を強固にするためにはスパッタ方式、即
ち真空装置の真空度を５×１０-5Torr程度に排気し、ア
ルゴンガスを導入し内圧を３×１０-3Torr程度に保ちな
がら、高電圧を印加して電極膜を形成する方式を用いて
成膜する。本発明の特徴は図１（ｃ）に示すように電極
膜２ａ（4、5、6）の上に、該電極より幾分小さめの微
調用の電極7をニッケルを用いて形成したことである。
に付着力の強いニッケルの薄い電極膜4を付着し、その
上に所定の量の銀の電極膜5を付着し、該銀電極膜５を
高熱から保護するため、その上に薄いニッケル電極膜6
で覆う。電極膜4、5、6は蒸着装置の中で順次、抵抗加
熱方式、電子ビーム方式等で付着形成する。あるいは、
電極膜4、5、6を強固にするためにはスパッタ方式、即
ち真空装置の真空度を５×１０-5Torr程度に排気し、ア
ルゴンガスを導入し内圧を３×１０-3Torr程度に保ちな
がら、高電圧を印加して電極膜を形成する方式を用いて
成膜する。本発明の特徴は図１（ｃ）に示すように電極
膜２ａ（4、5、6）の上に、該電極より幾分小さめの微
調用の電極7をニッケルを用いて形成したことである。
【０００８】ニッケルの微調用の電極膜7を形成する手
段として、図２に示すようなイオンビーム・スパッタ装
置の中に水晶振動子（ワーク）を配置し、装置内を排気
し高真空（５×１０-5Torr程度）に達した段階でアルゴ
ンガスを導入し、１０-3程度のガス圧の雰囲気中にてイ
オンガンから出射するイオンビームをターゲット材（ニ
ッケル）に照射して、ニッケルをたたき出し、ワーク
（水晶振動子）にニッケルの薄膜を形成する。
段として、図２に示すようなイオンビーム・スパッタ装
置の中に水晶振動子（ワーク）を配置し、装置内を排気
し高真空（５×１０-5Torr程度）に達した段階でアルゴ
ンガスを導入し、１０-3程度のガス圧の雰囲気中にてイ
オンガンから出射するイオンビームをターゲット材（ニ
ッケル）に照射して、ニッケルをたたき出し、ワーク
（水晶振動子）にニッケルの薄膜を形成する。
【０００９】また、図３に示すようなイオンビーム・ス
パッタ／イオンビーム・エッチング装置を周波数の微調
整に用いれば、水晶振動子の共振周波数が所定の周波数
より低下した場合には、イオンガンのヘッドを回転し、
ワークに向けてイオンを発射すれば、アルゴン・イオン
がワークの電極膜を削って共振周波数を上昇させること
が可能である。
パッタ／イオンビーム・エッチング装置を周波数の微調
整に用いれば、水晶振動子の共振周波数が所定の周波数
より低下した場合には、イオンガンのヘッドを回転し、
ワークに向けてイオンを発射すれば、アルゴン・イオン
がワークの電極膜を削って共振周波数を上昇させること
が可能である。
【００１０】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、水晶振動素子が封止工程において抵抗溶接等によ
る高熱を受けても、周波数の変化量は±5ppm程度の精度
の高い水晶振動子を製作することができ、該振動子を周
波数精度が厳しく要求される米国TDMA等に用いれば、通
信品質を高めるという優れた効果を表す。
ので、水晶振動素子が封止工程において抵抗溶接等によ
る高熱を受けても、周波数の変化量は±5ppm程度の精度
の高い水晶振動子を製作することができ、該振動子を周
波数精度が厳しく要求される米国TDMA等に用いれば、通
信品質を高めるという優れた効果を表す。
【図１】（ａ）は本発明に係る水晶振動子の構成を示す
平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は電極膜の構成を示す
断面図である。
平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は電極膜の構成を示す
断面図である。
【図２】イオンビーム・スパッタ装置の概略を示す図で
ある。
ある。
【図３】イオンビーム・スパッタ／イオンビーム・エッ
チング装置の概略を示す図である。
チング装置の概略を示す図である。
【図４】（ａ）は従来の水晶振動子の構成を示す平面
図、（ｂ）は断面図である。
図、（ｂ）は断面図である。
【図５】従来の水晶振動子の電極膜の構成を示す断面図
である。
である。
１・・圧電基板 ２ａ、２ｂ・・電極 ３ａ、３ｂ・・リード電極 ４・・ニッケル層 ５・・銀層 ６・・ニッケル層 ７・・ニッケル層 Ｘ・・圧電振動素子
Claims (2)
- 【請求項１】 圧電基板の少なくとも一方の面に第１の
ニッケル層、銀層、第２のニッケル層と順次積層した電
極を付着してなる圧電振動子において、第2のニッケル
層の上に第3のニッケル層を付着して前記圧電振動子の
共振周波数を所定の周波数に調整したことを特徴とする
圧電振動子の電極膜構造。 - 【請求項２】 前記第3のニッケル層をスパッタにより
形成したことを特徴とする圧電振動子の電極膜構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11196196A JP2001024468A (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 圧電振動子の電極膜構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11196196A JP2001024468A (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 圧電振動子の電極膜構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001024468A true JP2001024468A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16353800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11196196A Pending JP2001024468A (ja) | 1999-07-09 | 1999-07-09 | 圧電振動子の電極膜構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001024468A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030072042A (ko) * | 2002-03-05 | 2003-09-13 | 주식회사 코스텍시스 | 수정진동자 및 수정진동자 리드의 제조방법 및 수정진동자리드의 접합방법 |
| US6982465B2 (en) | 2000-12-08 | 2006-01-03 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device with CMOS-field-effect transistors having improved drain current characteristics |
| US7109568B2 (en) | 2002-08-26 | 2006-09-19 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device including n-channel fets and p-channel fets with improved drain current characteristics |
| KR100973010B1 (ko) * | 2008-07-02 | 2010-07-30 | 삼성전기주식회사 | 압전 진동자 및 압전 진동자의 전극 구조 |
| JP2013255052A (ja) * | 2012-06-06 | 2013-12-19 | Seiko Epson Corp | 振動素子、振動子、電子デバイス、電子機器、移動体および振動素子の製造方法 |
| JP2017077029A (ja) * | 2017-01-20 | 2017-04-20 | セイコーエプソン株式会社 | 振動素子、振動子、電子デバイス、電子機器、および移動体 |
-
1999
- 1999-07-09 JP JP11196196A patent/JP2001024468A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6982465B2 (en) | 2000-12-08 | 2006-01-03 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device with CMOS-field-effect transistors having improved drain current characteristics |
| KR20030072042A (ko) * | 2002-03-05 | 2003-09-13 | 주식회사 코스텍시스 | 수정진동자 및 수정진동자 리드의 제조방법 및 수정진동자리드의 접합방법 |
| US7109568B2 (en) | 2002-08-26 | 2006-09-19 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device including n-channel fets and p-channel fets with improved drain current characteristics |
| KR100973010B1 (ko) * | 2008-07-02 | 2010-07-30 | 삼성전기주식회사 | 압전 진동자 및 압전 진동자의 전극 구조 |
| JP2013255052A (ja) * | 2012-06-06 | 2013-12-19 | Seiko Epson Corp | 振動素子、振動子、電子デバイス、電子機器、移動体および振動素子の製造方法 |
| US9450166B2 (en) | 2012-06-06 | 2016-09-20 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, electronic device, electronic apparatus, mobile body and method of manufacturing resonator element |
| US10147867B2 (en) | 2012-06-06 | 2018-12-04 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, electronic device, electronic apparatus, mobile body and method of manufacturing resonator element |
| US10680158B2 (en) | 2012-06-06 | 2020-06-09 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, electronic device, electronic apparatus, mobile body and method of manufacturing resonator element |
| US11495727B2 (en) | 2012-06-06 | 2022-11-08 | Seiko Epson Corporation | Resonator element, resonator, electronic device, electronic apparatus, mobile body and method of manufacturing resonator element |
| JP2017077029A (ja) * | 2017-01-20 | 2017-04-20 | セイコーエプソン株式会社 | 振動素子、振動子、電子デバイス、電子機器、および移動体 |
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