JP2003198312A - 圧電デバイスとその製造方法、及び圧電デバイスを利用した携帯電話装置ならびに圧電デバイスを利用した電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧電デバイスの耐衝撃性を損なうことなく、圧
電振動片の接合強度を向上させ、引出し電極に対する導
通性を改善することができる圧電デバイスと、製造方
法、圧電デバイスを利用した携帯電話装置及び電子機器
を提供すること。 【解決手段】 圧電振動片３２の一部を内部に支持固定
したパッケージ３６に光透過性または不透過性の蓋体３
９を接合するようにした圧電デバイスであって、前記圧
電振動片が、その表面に形成された励振電極５３と、そ
の端部に設けられ、前記励振電極と接続された引出し電
極５２とを備えており、この引出し電極と、前記励振電
極の前記パッケージの内側底面に対向した面に形成され
る電極膜とが、クロムによる下地層５４と、金貴金属層
５５と、前記下地層と同じ金属による最表面層５６とを
有していて、前記引出し電極５２と、前記パッケージ内
側底面に設けた電極部３１とが、シリコーン系の導電性
接着剤４３により接合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動片をパッ
ケージに内蔵した圧電デバイスとその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライ
ブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の
小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはペー
ジングシステム等の移動体通信機器において、近年、装
置の小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電
デバイスも小型薄型化が要求されている。また、それと
ともに、装置の回路基板に表面実装が可能な表面実装タ
イプの圧電デバイスが求められている。図１８及び図１
９は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略図で
あり、図１８は、圧電デバイスの構成を示す概略平面
図、図１９は、図１８の圧電デバイスのＡ−Ａ線概略断
面図である。

【０００３】図１８及び図１９において、従来の圧電デ
バイス１は、パッケージ６の内部に、圧電振動片２を収
容している。この圧電振動片２は、例えば水晶基板を利
用して形成されている。この圧電振動片２は、厚みの薄
い矩形状に形成された、所謂ＡＴカット振動片が使用さ
れ、パッケージ６の電極部に対して、その基部１１が固
定されていると共に、先端側４が自由端とされている。
この圧電振動片２の表面（図１９の上面及び下面を含む
表面）には駆動用の金属電極として、励振電極５が形成
されており、また、圧電振動片２の左端部の幅方向両端
部には、上記励振電極５と接続された引出し電極１２，
１２が形成されている。

【０００４】パッケージ６は、セラミック製の複数の基
板を積層して内側に所定の内部空間Ｓを形成するように
されている。この内部空間Ｓにおいて、パッケージ６の
内側の底部には、導電性の接着剤７，７を介して、上述
した引出し電極１２，１２が電極部３，３上に接合固定
されている。そして、パッケージ６の開放された上端に
は、低融点ガラス等のロウ材８を介して、ガラス等の光
を透過する材料，すなわち光透過性の材料で形成された
蓋体９が接合されることにより、封止されている。

【０００５】圧電デバイス１は、以上のように構成され
ており、外部からの駆動電圧が、電極部３及び導電性接
着剤７を介して、励振電極５に伝えられると、励振電極
５からの電圧が圧電材料に伝えられることで、励振部が
所定の周波数で振動する。この振動周波数を外部に取り
出すことによって、所定の周波数の出力を得ることがで
きるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような圧電デバイ
ス１では、上述したように、圧電デバイス１のパッケー
ジ６内部に、導電性接着剤７を用いて圧電振動片２をマ
ウント作業と呼ばれる接合工程により行っているが、そ
の接合構造においては以下のような問題がある。図２０
は、圧電振動片２に形成された電極の層構造を明らかに
するために、図１９のＢで示す領域を拡大して示してお
り、理解の便宜のため、電極の層構造を実際の厚みより
厚くして示している。

【０００７】図において、圧電振動片２の基部１１に
は、引出し電極１２，１２が形成されている。この引出
し電極１２，１２は、図９に示されているように、基部
１１の左端部の幅方向の両側にそれぞれ設けられてお
り、図２０に示すように、基部１１の表裏に回りこんで
いると共に、上述した圧電振動片２の表面に形成された
励振電極５と電気的に接続するために一体に形成されて
いる。

【０００８】この引出し電極１２，１２は、圧電振動片
２の基部１１を構成する水晶材料の表面に、クロム（Ｃ
ｒ）の下地層１３を形成しその上に金（Ａｕ）１４を被
覆して形成されている。同様に、励振電極５も、圧電振
動片２の基部１１を構成する水晶材料の表面に、クロム
（Ｃｒ）の下地層１３を形成しその上に金（Ａｕ）１４
を被覆して形成されており、引出し電極１２と励振電極
５は、製造工程において、同時に形成されている。

【０００９】そして、圧電振動片２をパッケージ６内で
圧電振動片の一部を支持すると共に、パッケージ側の電
極部３と、圧電振動片２の基部１１の引出し電極１２，
１２を電気的に固定するためには、上述した導電性接着
剤７が使用されている。ここで、導電性接着剤７は、接
合力を発揮する接着剤成分（バインダー）としての合成
樹脂剤に、導電性の粒子を含有させたもので、従来は、
特に、シリコーン系導電性接着剤が使用されていた。シ
リコーン系の導電性接着剤は、圧電振動片２のマウント
構造において、衝撃吸収能力が高く、パッケージ６の外
部から衝撃が加わった場合に、その衝撃を吸収して、圧
電振動片２側に伝えにくい性質を有している。これによ
り、外部からの衝撃により、圧電振動片２が破壊されに
くくなり、耐衝撃性を良好にする機能がある。

【００１０】しかしながら、シリコーン系の導電性接着
剤は、金または金合金で形成した電極である圧電振動片
２の引出し電極１２，１２との導通性が悪く、そのた
め、圧電デバイス１のＣＩ（クリスタルインピーダン
ス）値を増大させてしまうという問題があった。

【００１１】本発明の目的は、圧電デバイスの耐衝撃性
を損なうことなく、圧電振動片の接合強度を向上させ、
引出し電極に対する導通性を改善することができる圧電
デバイスと、この圧電デバイスの製造方法及びこの圧電
デバイスを利用した携帯電話装置及び電子機器を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的は、請求項１
の発明によれば、圧電振動片の一部を支持固定して内部
に収容するようにしたパッケージに蓋体を接合するよう
にした圧電デバイスの製造方法であって、前記圧電振動
片の表面及び裏面の励振電極と、引出し電極とを形成す
べき領域に関して、先ずクロム（Ｃｒ）による下地層を
形成し、この下地層の表面側に、金（Ａｕ）または銀
（Ａｇ）もしくはこれらの合金による貴金属層を形成
し、前記励振電極の前記蓋体と対向する面を除いて、前
記貴金属層の表面側に前記下地層と同じ金属による最表
面層を形成し、次いで、前記圧電振動片の前記引出し電
極と、前記パッケージ内側底面に設けた電極部とを、シ
リコーン系の導電性接着剤により接合固定する、圧電デ
バイスの製造方法により、達成される。

【００１３】請求項１の構成によれば、引出し電極の下
地層は、その表面の貴金属層が圧電材料の表面に結合し
にくいことから、貴金属層を結合する上で必要である。
貴金属層の表面の最表面層は、圧電振動片の接合に用い
る前記シリコーン系導電性接着剤に対して、接着力を向
上させ、導通性を向上させるために必要である。請求項
１の発明では、これらの各層を形成する工程は、引出し
電極と、励振電極とで同時に行うことができる。つま
り、単に引出し電極だけでなく、前記励振電極の前記蓋
体と対向する面を除いて、励振電極にも、最表面層を同
時に形成することができる利点がある。電極を形成し、
周波数を調整した後で、圧電振動片に熱が作用すると、
２層（Ｃｒ−Ａｕ）構造の励振電極において、下地金属
のＣｒが拡散し、Ａｕ層表面に析出し電極膜の状態が変
化する。ここで、前記励振電極の前記蓋体と対向する面
を除いて、励振電極にも、最表面層を同時に形成する理
由は、電極膜の状態が変化すると、周波数変化の要因と
なることから、周波数調整後の周波数変動を極力抑制す
るため、予め電極最表面にＣｒ層を形成し、ＣｒがＡｕ
表面に析出した状態を形成し、振動周波数が変化するこ
とを防止するためである。つまり、電極形成時に予め、
貴金属層の表面に、最表面層として、クロムを被覆して
おけば、周波数変動を防止することができる。一方、前
記励振電極の前記蓋体と対向する面にも、最表面層を形
成すると、例えば、透明に形成した蓋体を透過させてレ
ーザ光を照射することで、周波数調整を行う際の障害と
なることから、予め、励振電極の前記蓋体と対向する面
には最表面層を形成しないようにする。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記圧電振動片をパッケージ内に固定した後、光透
過性の材料で形成した前記蓋体を前記パッケージに対し
て接合し、封止後において、前記蓋体を透過させて前記
圧電振動片の前記励振電極の一部にレーザ光を照射し
て、金属成分を蒸散させることにより質量削減方式によ
る周波数調整を行うことを特徴とする。請求項２の構成
によれば、上述したように、励振電極の前記蓋体と対向
する面には最表面層を形成しないようにしているので、
支障なく励振電極をエッチングし、周波数調整を行うこ
とができる。

【００１５】上述の目的は、請求項３の発明によれば、
圧電振動片の一部を支持固定して内部に収容するように
したパッケージに蓋体を接合するようにした圧電デバイ
スであって、前記圧電振動片が、その表面に形成された
励振電極と、その端部に設けられ、前記励振電極と接続
された引出し電極とを備えており、この引出し電極と、
前記励振電極の前記パッケージの内側底面に対向した面
に形成される電極膜とが、クロム（Ｃｒ）による下地層
と、この下地層の表面側に設けられる金（Ａｕ）または
銀（Ａｇ）もしくはこれらの合金による貴金属層と、こ
の貴金属層の表面側に設けられる前記下地層と同じ金属
による最表面層とを有していて、前記引出し電極と、前
記パッケージ内側底面に設けた電極部とが、シリコーン
系の導電性接着剤により接合されている、圧電デバイス
により、達成される。

【００１６】前記引出し電極の下地層は、その表面の貴
金属層が圧電材料の表面に結合しにくいことから、貴金
属層を結合する上で必要である。貴金属層の表面の最表
面層は、圧電振動片の接合に用いる前記シリコーン系導
電性接着剤に対して、接着力を向上させ、導通性を向上
させる。また、励振電極にも、最表面層を設けたので、
電極を形成した後で、圧電振動片に熱が作用し、励振電
極の表面にクロムの下地層成分が拡散，析出し、振動周
波数が変化することを防止することができる。つまり、
電極形成時に予め、貴金属層の表面に、最表面層とし
て、クロムを被覆しておけば、周波数変動を防止するこ
とができる。しかも、励振電極の前記蓋体と対向する面
には最表面層を形成しないようにすることで、前記圧電
振動片の前記励振電極に対し、プラズマ方式、イオンビ
ーム方式、レーザ方式等の質量削減方式による周波数調
整を行う際の障害となることがない。

【００１７】請求項４の発明は、請求項３の構成におい
て、前記圧電振動片が水晶により形成されていることを
特徴とする。

【００１８】請求項５の発明は、請求項３または４のい
ずれかの構成において、前記圧電振動片がＡＴカット水
晶片であることを特徴とする。請求項６の発明は、請求
項３または４のいずれかの構成において、前記圧電振動
片が基部と、この基部から平行に延びる一対の振動腕を
有する音叉型の振動片であることを特徴とする。

【００１９】請求項７の発明は、請求項３または４のい
ずれかの構成において、前記圧電振動片の表面と裏面と
に形成される電極膜の形状が、互いに異なることを特徴
とする。請求項７の構成によれば、圧電振動片の表裏の
電極膜の形状を異ならせることで、表裏で異なる構造の
電極膜を視覚的に識別できる。これにより、電極膜形成
後において、圧電振動片を誤りなく取り扱うことがで
き、パッケージ内に圧電振動片を接合する際に、下地金
属層と同じ金属による最表面層を形成していない励振電
極面を、蓋体に対して、確実に対面させることができ
る。

【００２０】上述の目的は、請求項８の発明によれば、
圧電振動片の一部を支持固定して内部に収容するように
したパッケージに蓋体を接合するようにした圧電デバイ
スを利用した携帯電話装置であって、前記圧電振動片
が、その表面に形成された励振電極と、その端部に設け
られ、前記励振電極と接続された引出し電極とを備えて
おり、この引出し電極と、前記励振電極の前記パッケー
ジの内側底面に対向した面に形成される電極膜とが、ク
ロム（Ｃｒ）による下地層と、この下地層の表面側に設
けられる金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）もしくはこれらの
合金による貴金属層と、この貴金属層の表面側に設けら
れる前記下地層と同じ金属による最表面層とを有してい
て、前記引出し電極と、前記パッケージ内側底面に設け
た電極部とが、シリコーン系の導電性接着剤により接合
されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号
を得るようにした、携帯電話装置により、達成される。

【００２１】上述の目的は、請求項９の発明によれば、
圧電振動片の一部を支持固定して内部に収容するように
したパッケージに蓋体を接合するようにした圧電デバイ
スを利用した電子機器であって、前記圧電振動片が、そ
の表面に形成された励振電極と、その端部に設けられ、
前記励振電極と接続された引出し電極とを備えており、
この引出し電極と、前記励振電極の前記パッケージの内
側底面に対向した面に形成される電極膜とが、クロム
（Ｃｒ）による下地層と、この下地層の表面側に設けら
れる金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）もしくはこれらの合金
による貴金属層と、この貴金属層の表面側に設けられる
前記下地層と同じ金属による最表面層とを有していて、
前記引出し電極と、前記パッケージ内側底面に設けた電
極部とが、シリコーン系の導電性接着剤により接合され
ている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得
るようにした、電子機器により、達成される。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の圧電デバイスの
第１の実施の形態を示しており、図１はその概略平面
図、図２は図１のＣ−Ｃ線概略断面図である。これらの
図において、圧電デバイス３０は、圧電振動子を構成し
た例を示しており、圧電デバイス３０は、パッケージ３
６内に圧電振動片３２を収容している。パッケージ３６
は、例えば、セラミックグリーンシートを成形して焼結
した酸化アルミニウム質焼結体等を利用した複数の基板
を積層して形成されている。複数の各基板は、その内側
に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所
定の内部空間Ｓを形成するようにされている。

【００２３】パッケージ３６の内部空間Ｓ内の図におい
て左端部付近において、内部空間Ｓに露出して底部を構
成するベースとなる積層基板には、Ｎｉメッキの上にＡ
ｕまたはＡｕ合金が施された電極部３１，３１が設けら
れている。この電極部３１，３１は、外部と接続され
て、駆動電圧を供給するものである。この各電極部３
１，３１の上に導電性接着剤４３，４３が塗布され、こ
の導電性接着剤４３，４３の上に圧電振動片３２の基部
５１が載置されて、導電性接着剤４３，４３が硬化され
るようになっている。

【００２４】圧電振動片３２は、例えば水晶で形成され
ており、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リ
チウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形
態の場合、圧電振動片３２は、長方形で、厚みの薄い矩
形状に形成された所謂ＡＴ振動片が使用されている。す
なわち、圧電振動片３２は、パッケージ３６側と後述す
るようにして固定される基部５１を有し、先端側が自由
端３４とされている。

【００２５】圧電振動片３２の基部５１の導電性接着剤
４３，４３と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための
引出電極５２，５２が形成されており、これにより、圧
電振動片３２は、駆動用電極がパッケージ３６側の電極
部３１，３１と導電性接着剤４３，４３を介して、電気
的に接続されている。この引出し電極５２，５２は、圧
電振動片３２の表面に形成された励振電極５３と図１に
示す接続部５２ａにより一体に接続されるように形成さ
れて、励振電極に駆動電圧を伝えるためのものである。
このため、引出し電極５２，５２は、後述する圧電振動
片３２の製造工程において、圧電振動片３２の励振電極
の形成時に同時に形成される。また、導電性接着剤４
３，４３は、シリコーン系のバインダーに、絶縁被膜を
施した銀の細粒等の導電粒子を含有させて、形成したも
ので、パッケージ側の電極部３１，３１にそれぞれ適用
されて、上から圧電振動片３２の各引出し電極５２，５
２の部分が載置され、軽く加重をかけて、硬化される。

【００２６】これにより、バインダー内の導電粒子は、
互いに接触するとともに、絶縁被覆が剥がれて、導通す
るようにされ、バインダー成分が接着剤として機能する
ことで、電極部３１，３１と、圧電振動片３２とが電気
的に接続され、かつ所定の接着強度で接合される。ここ
で、シリコーン系接着剤は、特に、衝撃吸収能力が高
く、外部から衝撃が加わった場合に、その衝撃が圧電振
動片３２に伝えられて、圧電振動片３２が破壊されるこ
とを有効に防止できる。

【００２７】パッケージ３６の開放された上端には、例
えば、低融点ガラス等のロウ材３３を介して、蓋体３９
が接合されることにより、封止されている。蓋体３９
は、後述する周波数調整を行うために、光を透過する材
料，例えば、ガラスで形成されている。

【００２８】また、パッケージ３６の底面のほぼ中央付
近には、パッケージ３６を構成する２枚の積層基板（図
示せず）に連続する貫通孔３７ａ，３７ｂを形成するこ
とにより、開口３７が設けられている。この開口３７を
構成する２つの貫通孔のうち、パッケージ内部に開口す
る第１の孔３７ａに対して、第２の孔である外側の貫通
孔３７ｂは、より大きな内径を備えるようにされてい
る。これにより、開口３７は段つき開口とされており、
好ましくは、第２の孔である貫通孔３７ｂの段部と、貫
通孔３７ａの孔内周面には金属が被覆されている。

【００２９】すなわち、パッケージ３６内に圧電振動片
３２を固定した後で、開口３７には、金属製封止材３８
が充填されることにより、パッケージ３６内を気密状態
に封止する。その後、透明な蓋体３９を介して、外部か
らレーザ光Ｌ１を圧電振動片３２の励振電極５３の一部
あるいは、励振電極５３とは別に形成される周波数調整
用の金属皮膜に照射し、その一部を蒸散させることによ
り、質量削減方式の周波数調整を行うことができるよう
にされている。

【００３０】ここで、開口３７に充填される金属製封止
材３８としては、例えば、金（Ａｕ）と錫（Ｓｎ）によ
る合金が用いられ、第２の孔３７ｂの段部と、貫通孔３
７ａの内周面の金属被覆部には、ニッケルメッキによる
下地層の上に金メッキを被覆した構成が適している。

【００３１】さらに、この実施形態では、パッケージ３
６を構成する積層基板の最下層の基板には、図において
右端部付近に孔を形成することにより、この積層基板の
厚みに対応した凹部４２が形成されている。この凹部４
２は、圧電振動片３２の自由端３４の下方に位置してい
る。これにより、本実施形態では、パッケージ３６に外
部から衝撃が加わった場合に、圧電振動片３２の自由端
３４が、矢印Ｄ方向に変位して振れた場合においても、
パッケージ３６の内側底面と当接されることを有効に防
止されるようになっている。

【００３２】次に、本実施形態における特徴的構成を詳
しく説明する。図３は、図２の鎖線で囲んだ箇所Ｅを拡
大して示した図である。図３では、圧電振動片３２に形
成された電極の層構造を明らかにするために、理解しや
すいように、電極の層構造を実際の厚みより厚くして示
している。

【００３３】圧電振動片３２には、上述したように、引
出し電極５２と、励振電極５３が形成されている。この
引出し電極５２と励振電極５３は、圧電材料に接する位
置、つまり最も内側に、クロム（Ｃｒ）による下地層５
４が形成されている。そして、下地層５４の表面側（外
側）に金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）もしくはこれらの合
金による貴金属層５５と、この貴金属層５４の表面側
（外側）に下地層５４と同じ金属、すなわち、クロム
（Ｃｒ）による最表面層５６とを有している。

【００３４】しかしながら、図示されているように、励
振電極５３においては、パッケージの内側底面に対向し
た面、すなわち、図３の下面に限定して形成されてお
り、励振電極５３の図２において、蓋体３９と対向する
面全体、もしくは、少なくとも、周波数調整において、
レーザ光Ｌ１が照射される領域は、最表面層５６が形成
されていない。

【００３５】本実施形態は以上のように構成されてお
り、引出し電極５２は、下地層５４の上に貴金属層５５
を備えている。そして、貴金属層５５の上の最表面層５
６は、圧電振動片３２の接合に用いるシリコーン系導電
性接着剤４３に対して、耐衝撃性を備えつつ、接着力を
向上させ、導通性を向上させることができる。さらに、
励振電極５３にも、最表面層５６を設けたので、電極を
形成した後で、圧電振動片３２に、例えば蓋体３９の封
止工程等において、熱が作用し、励振電極５３の表面に
クロム等の下地層５４の成分が拡散，析出し、振動周波
数が変化することを防止することができる。つまり、電
極形成時に予め、貴金属層５５の表面に、最表面層５６
として、クロム等を被覆しているから、上述した周波数
変動を防止することができる。

【００３６】また、この実施形態の圧電デバイス３０で
は、パッケージ３６に接合される蓋体３９が、ガラスで
形成されていることから、蓋体３９をパッケージ３６に
固定した後においても、蓋体３９を透過させてレーザ光
Ｌ１を圧電振動片３２の励振電極５３の一部、または、
励振電極５３とは別に形成した周波数調整用の金属被膜
（図示せず）に照射し、図２に示すようにして、周波数
調整を行うことができる。

【００３７】ここで、励振電極５３の蓋体３９と対向す
る面（図２において、上面）に最表面層５６を形成して
いると、蓋体３９をパッケージ３６に対して接合し、封
止後において、蓋体３９を透過させて圧電振動片３２の
励振電極５３の一部にレーザ光Ｌ１を照射して周波数調
整しようとした場合に、エッチングレートが低下し、加
工速度が低下したり、加工不能となる場合がある。しか
しながら、好ましくは、上述したように、励振電極５３
の蓋体３９と対向する面（図２において、上面）には最
表面層５６を形成しないようにすることで、蓋体３９を
パッケージ３６に対して接合し、封止後において、蓋体
３９を透過させて圧電振動片３２の励振電極５３の一部
にレーザ光Ｌ１を照射して、金属成分を蒸散させること
により行う質量削減方式による周波数調整で、上述のよ
うな障害が生じることを回避することができる。このよ
うに、本実施形態の圧電デバイス３０は、耐衝撃性を備
えつつ、圧電振動片３２の導通性を向上させることがで
きる。

【００３８】次に、圧電デバイス３０の製造方法の実施
形態を説明する。図４において、符号６１は、圧電振動
片３２の材料となる水晶材料の一例を示しており、ＡＴ
カット型水晶片を示している。図５は、この水晶片６１
に電極を形成する工程の一部を概略的に示す断面図であ
り、図において、水晶片６１の周縁部は、所定の治具６
６，６６により保持される。

【００３９】図５及び図６に示すように、水晶片６１の
上面にマスク６４，６５、下面にマスク６２，６３をセ
ットする。この場合、上側マスク６４と６５は一体で、
開口７２と開口７４を有している。下側マスク６２と６
３は一体で、開口７１と開口７３を有している。この各
開口７２，７４と開口７１，７３により開放された領域
が、図１ないし図３で説明した圧電振動片３２の引出し
電極５２及び励振電極５３の外形形状と一致されてい
る。

【００４０】この状態において、図７に示すように、例
えば、クロムを蒸着またはスパッタリング等の手法によ
り成膜して、下地層５４を形成し、次いで、下地層５４
の上、すなわち、表面側に、金を蒸着またはスパッタリ
ング等の手法により成膜して、貴金属層５５を形成す
る。

【００４１】次いで、図８に示すように、上側のマスク
６４，６５に重ねて、励振電極５３を覆う形態とした部
分遮蔽用マスク６７を配置する。この部分遮蔽用マスク
６７は、図８の上面側である励振電極５３の蓋体３９と
対向する面だけを覆う形態とされている。そして、図９
に示すように、例えば、クロムを蒸着またはスパッタリ
ング等の手法により成膜して、引出し電極５２の全体
と、励振電極５３の図９における下面だけに、最表面層
５６を形成する。このようにして、得られた圧電振動片
３２は、必要により周波数調整を行った後で、図３に示
すように、その引出し電極５２を、予め導電性接着剤４
３が塗布されたパッケージ内側底面に設けた電極部３１
の上に載置され、軽く加重をかけて、乾燥，硬化される
ことにより、接合固定される。

【００４２】次いで、図２に示すように、真空雰囲気中
で、パッケージ３６の上端と蓋体３９との間にロウ材３
３を介在させて、このロウ材３３により蓋体３９を固定
し、開口３７を金属製封止材３８を充填して封止する。
次いで、圧電振動片３２に外部から、電極部３１を介し
て、駆動電圧を印加し、振動周波数をモニタしながら、
蓋体３９を透過させて圧電振動片３２の励振電極５３の
最表面層を形成しなかった上面にレーザ光Ｌ１を照射
し、金属成分を蒸散させることにより質量削減方式によ
る周波数調整を行う。以上により、圧電デバイス３０が
製造されるので、所定の試験工程へ送られる。

【００４３】かくして、上述の製造方法によれば、圧電
振動片３２に下地層５４、貴金属層５５、最表面層５６
の各層を形成する工程が、引出し電極５２と、励振電極
５３とで同時に進行させることができる。つまり、単に
引出し電極５２だけでなく、励振電極５３の蓋体３９と
対向する面を除いて、励振電極５３にも、最表面層５６
を同時に形成することができる利点がある。そして、引
出し電極５２だけでなく、励振電極５３においても、電
極形成時に予め、貴金属層５５の表面に、最表面層５６
として、クロム等を被覆しておけば、周波数変動を防止
することができる。この場合、励振電極５３の蓋体と対
向する面にも、最表面層５６を形成すると、蓋体３９を
透過させてレーザ光Ｌ１を照射することで、周波数調整
を行う際の障害となることから、図８，図９に示す手法
により、予め、励振電極の前記蓋体と対向する面には最
表面層５６を形成しない工程を実現できる。

【００４４】図１０は、圧電デバイスにおいて、常温
（摂氏２５度程度）から、高温（摂氏８５度程度）の温
度変化に対応して、従来の二層構造の引出し電極を備え
たものと、本実施形態の３層構造の引出し電極５２を備
えたものについて、抵抗値の変化を比較した表であり、
上段が従来のもの、下段が本実施形態のものを示してい
る。従来の圧電デバイスでは、抵抗値（ＣＩ値）が２０
パーセント以上上昇したものが７．１パーセントあり、
３０パーセント以上上昇したものが２．４パーセント見
られた。これに対して、本実施形態の圧電デバイス３０
では、抵抗値（ＣＩ値）が２０パーセント以上上昇した
ものが４．７パーセントあり、３０パーセント以上上昇
したものは無かった。

【００４５】図１１及び図１２は、本実施形態の圧電デ
バイス３０に関して、圧電振動片３２の導電性接着剤４
３による接合強度の向上を確認するために、従来の圧電
デバイスと本実施形態の圧電デバイス３０の各圧電振動
片の引き剥がし強度を測定したもので、図１１が、引き
剥がし強度の最大値と最小値を示す表、図１２が、引き
剥がし強度の分布を示すグラフである。

【００４６】これらの図に示されているように、従来の
圧電デバイスでは、引き剥がし強度が、１１．０グラム
から１５．０グラムで、平均して１３．０グラム程度で
あったのに対して、本実施形態の圧電デバイス３０で
は、引き剥がし強度が、１２．０グラムから２０．０グ
ラムで、平均して１６．４グラムに向上していることが
確認された。

【００４７】図１３は、本発明の圧電デバイスの第２の
実施の形態の構成を示す概略断面図である。図におい
て、圧電デバイス８０は、圧電振動片３２を用いて、圧
電発振器を形成した例を示しており、第１の実施の形態
と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、
重複した説明は省略し、相違点を中心に説明する。

【００４８】図において、パッケージ８２は、その製造
の際に、第１の実施形態のパッケージ３６よりも多くの
セラミックシート等で形成した積層基板を用いて製造さ
れている。パッケージ８２には、図１３に示すように、
中央付近に凹部８７が形成されており、その内側底部に
は、図示しない電極が設けられている。この電極上に
は、集積回路８８が実装されており、集積回路８８は、
所定の分周回路等を構成していて、圧電振動片３２の駆
動電極と電気的に接続され、集積回路８８から出力され
た駆動電圧が圧電振動片３２に与えられるようになって
いる。第２の実施形態は以上のように構成されており、
第１の実施形態と同様の作用効果を発揮することができ
る。

【００４９】図１４は、本発明に使用される圧電振動片
の変形例を示している。圧電振動片は、第１の実施形態
で説明したようなＡＴカット振動片に限らず、図１４の
ような圧電振動片９０を利用するようにしてもよい。す
なわち、圧電振動片９０は、圧電材料で形成された基部
９１と、この基部９１から平行に延びる一対の振動腕９
２，９３を有する音叉型の振動片である。この圧電振動
片９０の基部の左端部の幅方向両端には、第１の実施形
態と同様に引出し電極５２，５２が形成されており、第
１の実施形態と同様の層構造を有している。また、図示
しない複雑な形状の励振電極にも、その一面に最表面層
が形成されている。

【００５０】図１５及び図１６は、本発明に使用される
圧電振動片の他の変形例を示している。図示の圧電振動
片１０２は、第１の実施形態で説明したＡＴカット振動
片と基本的には、同じ構造であり、その電極の形状だけ
が異なっている。この圧電振動片１０２では、電極膜の
一部の形状、例えば、引出し電極５２の形状を、表面と
裏面とで、異ならせた例を示している。すなわち、図１
５では、例えば、表面側の片方の引出し電極５２の端部
に、例えば、５２ｂで示すような異形の領域を設けてい
る。これに対して、図１６に示すように、圧電振動片１
０２の裏面の引出し電極５２，５２には、どちらにもこ
のような形状の箇所はない。

【００５１】これにより、圧電振動片の表裏の電極膜の
形状を異ならせることで、表裏で異なる構造の電極膜を
視覚的に識別できる。これにより、電極膜形成後におい
て、圧電振動片を誤りなく取り扱うことができ、パッケ
ージ内に圧電振動片を接合する際に、下地金属層と同じ
金属による最表面層を形成していない励振電極面を、蓋
体に対して、確実に対面させることができる。尚、この
ような圧電振動片の表裏の電極膜の形状を異ならせる形
態は、図１４のような音叉型の圧電振動片の電極の一
部、例えば、引出し電極においても実現できることは言
うまでもない。

【００５２】図１７は、本発明の上述した実施形態に係
る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジ
タル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。図にお
いて、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及
び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備
えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続
された制御部としての集積回路等でなるコントローラ３
０１を備えている。コントローラ３０１は、送受信信号
の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報
入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２
や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段３０３の制御
を行うようになっている。このため、コントローラ３０
１には、圧電デバイス３０が取り付けられて、その出力
周波数をコントローラ３０１に内蔵された所定の分周回
路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック
信号として利用するようにされている。このコントロー
ラ３０１に取付けられる圧電デバイス３０は、圧電デバ
イス３０単体でなくても、圧電デバイス３０と、所定の
分周回路等とを組み合わせた発振器である図１３のよう
な圧電デバイス８０であってもよい。

【００５３】コントローラ３０１は、さらに、温度補償
水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水
晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続
されている。これにより、コントローラ３０１からの基
本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、
温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３
０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。

【００５４】このように、制御部を備えた携帯電話装置
３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧
電デバイスを利用することにより、耐衝撃性を備えつ
つ、圧電振動片の導通性を向上させて、ＣＩ値を向上さ
せることができる圧電デバイスを使用していることによ
って、正確なクロック信号を生成することができる。

【００５５】本発明は上述の実施形態に限定されない。
各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省
略し、図示しない他の構成と組み合わせることができ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、圧
電デバイスの耐衝撃性を損なうことなく、圧電振動片の
接合強度を向上させ、引出し電極に対する導通性を改善
することができる圧電デバイスと、この圧電デバイスの
製造方法及びこの圧電デバイスを利用した携帯電話装置
及び電子機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態を示
す概略平面図。

【図２】 図１のＣ−Ｃ線概略断面図。

【図３】 図２の鎖線で囲んだ箇所Ｅを拡大して示した
図。

【図４】 図１の圧電デバイスの製造工程の一部を示
し、製造工程で使用する水晶片の概略斜視図。

【図５】 図４の水晶片を電極形成治具にセットした状
態を示す概略断面図。

【図６】 図４の水晶片を電極形成治具にセットしマス
クを配置した状態を示す概略断面図。

【図７】 図４の水晶片に下地層と、貴金属層を形成し
た状態を示す概略断面図。

【図８】 図４の水晶片に下地層と、貴金属層を形成し
た後、部分遮蔽用マスクを配置した状態を示す概略断面
図。

【図９】 図４の水晶片に下地層と、貴金属層と、最表
面層を形成した状態を示す概略断面図。

【図１０】 圧電デバイスにおいて、常温から高温の温
度変化に対応して、従来の二層構造の引出し電極を備え
たものと、本実施形態の３層構造の引出し電極を備えた
ものについて、抵抗値の変化を比較した表。

【図１１】 本実施形態の圧電デバイスに関して、圧電
振動片の導電性接着剤による接合強度の向上を確認する
ための測定結果を示す表。

【図１２】 従来の圧電デバイスと本実施形態の圧電デ
バイスの各圧電振動片の引き剥がし強度を測定したもの
で、引き剥がし強度の分布を示すグラフ。

【図１３】 本発明の圧電デバイスの第２の実施形態を
示す概略断面図。

【図１４】 本発明の圧電デバイスに利用される圧電振
動片の変形例を示す概略平面図。

【図１５】 本発明の圧電デバイスに利用される圧電振
動片の他変形例の表面側を示す概略平面図。

【図１６】 本発明の圧電デバイスに利用される圧電振
動片の他変形例の裏面側を示す概略平面図。

【図１７】 本発明の各実施形態に係る圧電デバイスを
利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装
置の概略構成を示す図。

【図１８】 従来の圧電デバイスの一例を示す概略平面
図。

【図１９】 図１８のＡ−Ａ線概略断面図。

【図２０】 図１９の鎖線で囲んだ箇所Ｂを拡大して示
した図。

【符号の説明】

３０，８０・・・圧電デバイス、３２・・・圧電振動
片、３６，８２・・・パッケージ、３９・・・蓋体、４
２・・・凹部、４３・・・導電性接着剤、５１・・・基
部。５２・・・引出し電極、５３・・・励振電極、５４
・・・下地層、５５・・・貴金属層、５６・・・最表面
層。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０３Ｈ 9/19 Ｈ０３Ｈ 9/19 Ｌ (72)発明者 笠原 賢一 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 佐藤 敏章 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 5J079 AA04 BA43 BA44 HA03 HA07 HA09 HA16 HA28 HA29 5J108 AA02 BB02 CC04 DD02 EE03 FF02 FF03 FF07 FF08 FF11 FF14 GG03 HH04 HH06 KK03 MM14 NA03 NB05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電振動片の一部を支持固定して内部に
   収容するようにしたパッケージに蓋体を接合するように
   した圧電デバイスの製造方法であって、 前記圧電振動片の表面及び裏面の励振電極と、引出し電
   極とを形成すべき領域に関して、先ずクロム（Ｃｒ）に
   よる下地層を形成し、 この下地層の表面側に、金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）も
   しくはこれらの合金による貴金属層を形成し、 前記励振電極の前記蓋体と対向する面を除いて、前記貴
   金属層の表面側に前記下地層と同じ金属による最表面層
   を形成し、 次いで、前記圧電振動片の前記引出し電極と、前記パッ
   ケージ内側底面に設けた電極部とを、シリコーン系の導
   電性接着剤により接合固定することを特徴とする、圧電
   デバイスの製造方法。
2. 【請求項２】 前記圧電振動片をパッケージ内に固定し
   た後、光透過性の材料で形成した前記蓋体を前記パッケ
   ージに対して接合し、封止後において、前記蓋体を透過
   させて前記圧電振動片の前記励振電極の一部にレーザ光
   を照射して、金属成分を蒸散させることにより質量削減
   方式による周波数調整を行うことを特徴とする、請求項
   １に記載の圧電デバイスの製造方法。
3. 【請求項３】 圧電振動片の一部を支持固定して内部に
   収容するようにしたパッケージに蓋体を接合するように
   した圧電デバイスであって、 前記圧電振動片が、 その表面に形成された励振電極と、 その端部に設けられ、前記励振電極と接続された引出し
   電極とを備えており、 この引出し電極と、前記励振電極の前記パッケージの内
   側底面に対向した面に形成される電極膜とが、クロム
   （Ｃｒ）による下地層と、この下地層の表面側に設けら
   れる金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）もしくはこれらの合金
   による貴金属層と、この貴金属層の表面側に設けられる
   前記下地層と同じ金属による最表面層とを有していて、 前記引出し電極と、前記パッケージ内側底面に設けた電
   極部とが、シリコーン系の導電性接着剤により接合され
   ていることを特徴とする、圧電デバイス。
4. 【請求項４】 前記圧電振動片が水晶により形成されて
   いることを特徴とする、請求項３に記載の圧電デバイ
   ス。
5. 【請求項５】 前記圧電振動片がＡＴカット水晶片であ
   ることを特徴とする、請求項３または４のいずれかに記
   載の圧電デバイス。
6. 【請求項６】 前記圧電振動片が基部と、この基部から
   平行に延びる一対の振動腕を有する音叉型の振動片であ
   ることを特徴とする、請求項３または４のいずれかに記
   載の圧電デバイス。
7. 【請求項７】 前記圧電振動片の表面と裏面とに形成さ
   れる電極膜の形状が、互いに異なることを特徴とする請
   求項３ないし６のいずれかに記載の圧電デバイス。
8. 【請求項８】 圧電振動片の一部を支持固定して内部に
   収容するようにしたパッケージに蓋体を接合するように
   した圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、 前記圧電振動片が、 その表面に形成された励振電極と、 その端部に設けられ、前記励振電極と接続された引出し
   電極とを備えており、 この引出し電極と、前記励振電極の前記パッケージの内
   側底面に対向した面に形成される電極膜とが、クロム
   （Ｃｒ）による下地層と、この下地層の表面側に設けら
   れる金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）もしくはこれらの合金
   による貴金属層と、この貴金属層の表面側に設けられる
   前記下地層と同じ金属による最表面層とを有していて、 前記引出し電極と、前記パッケージ内側底面に設けた電
   極部とが、シリコーン系の導電性接着剤により接合され
   ている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得
   るようにしたことを特徴とする、携帯電話装置。
9. 【請求項９】 圧電振動片の一部を支持固定して内部に
   収容するようにしたパッケージに蓋体を接合するように
   した圧電デバイスを利用した電子機器であって、 前記圧電振動片が、 その表面に形成された励振電極と、 その端部に設けられ、前記励振電極と接続された引出し
   電極とを備えており、 この引出し電極と、前記励振電極の前記パッケージの内
   側底面に対向した面に形成される電極膜とが、クロム
   （Ｃｒ）による下地層と、この下地層の表面側に設けら
   れる金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）もしくはこれらの合金
   による貴金属層と、この貴金属層の表面側に設けられる
   前記下地層と同じ金属による最表面層とを有していて、 前記引出し電極と、前記パッケージ内側底面に設けた電
   極部とが、シリコーン系の導電性接着剤により接合され
   ている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得
   るようにしたことを特徴とする、電子機器。