JP2014175899A - 圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】引出電極の腐食等を防ぐことにより、破損の防止や、動作信頼性を確保することが可能な圧電デバイスを提供する。
【解決手段】振動部１３１を囲んだ枠部１３２を有し、振動部１３１に設けられた励振電極１３４ａ、１３４ｂと電気的に接続された引出電極１３５ａ、１３５ｂを枠部に備える圧電振動片１３０と、圧電振動片１３０の表面に接合材１４１を介して接合されるリッド部１１０と、圧電振動片１３０の裏面に接合材１４２を介して接合され、引出電極１３５ａ、１３５ｂと電気的に接続される接続電極１２３を備えるベース部１２０と、を備え、枠部１３２の表面１３２ａ及び裏面１３２ｂの少なくとも一方であって引出電極１３５ａ、１３５ｂに対応する外周縁部分１３７、１３８に、不動態を形成可能な金属層１５１、１５２が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧電デバイスに関する。

圧電デバイスとしては、水晶振動片などの圧電振動片の表面（一方の主面）に接合材を介してリッド部が接合されるとともに、裏面（他方の主面）に同じく接合材を介してベース部が接合されたタイプが知られている。このタイプで用いられる圧電振動片は、所定の振動数で振動する振動部と、振動部を囲むように形成される枠部と、振動部及び枠部を連結する連結部と、を有している。また、圧電振動片の振動部の表面及び裏面にはそれぞれ励振電極が形成され、各励振電極から枠部までそれぞれ引出電極が形成されるとともに、この引出電極がベース部の外部電極に電気的に接続されている。

例えば、特許文献１には、励振電極から枠部に引き出された引出電極を備える圧電振動片をリッド部及びベース部で挟んだ圧電デバイスが開示されている。そして、この圧電振動片に備える引出電極は、枠部の最外周まで形成されており、圧電振動片にリッド部やベース部を接合した状態（すなわち圧電デバイスとして完成した状態）であっても引出電極の側面が外部に露出した状態となっている。

特開２０１０−２００１１８号公報

特許文献１に示される圧電デバイスは、引出電極の側面が外部に露出しているため、外気に晒された状態となっており、引出電極に用いた金属が大気中の水分によって腐食（溶解）する場合がある。この腐食に起因して、圧電振動片に対するリッド部やベース部の接合強度が低下し、リッド部やベース部が圧電振動片から剥離する等、圧電デバイスの破損を招くおそれがある。また、一般に圧電デバイスの内部空間（振動部を保持している空間）内は真空等の所定雰囲気で形成されているが、腐食した引出電極を介して外気が内部空間に入り込み、振動数の変動や励振電極の破損等を引き起こすといった、圧電デバイスの信頼性の低下に繋がるおそれがある。

以上のような事情に鑑み、本発明では、引出電極の腐食等を防ぐことにより、破損の防止や、動作信頼性を確保することが可能な圧電デバイスを提供することを目的とする。

本発明では、振動部を囲んだ枠部を有し、振動部に設けられた励振電極と電気的に接続された引出電極を枠部に備える圧電振動片と、圧電振動片の表面に接合されるリッド部と、圧電振動片の裏面に接合され、引出電極と電気的に接続される外部電極を備えるベース部と、を備え、枠部の表面及び裏面の少なくとも一方であって引出電極に対応する外周縁部分に、不動態を形成可能な金属層が設けられる。

また、金属層は、枠部と引出電極との間に積層状態で配置されてもよい。また、引出電極は、枠部の外周縁から離間して形成され、金属層は、引出電極の端部を覆った状態で形成されてもよい。また、引出電極は、枠部の外周縁から離間して形成され、金属層は、枠部の外周縁と、引出電極の端部との間に配置されてもよい。また、引出電極は、枠部の外周縁から離間して形成され、ベース部は、外部電極から引出電極に接続する接続配線を形成するための切り欠きが四隅に形成され、金属層は、切り欠きによって露出する引出電極に対応して形成されてもよい。また、金属層は、外周縁部分を含み、かつ励振電極を除いた引出電極に対応して形成されてもよい。

本発明によれば、引出電極の外周縁部分において金属層により不動態を形成するため、不動態の被膜によって大気中の水分から保護されることにより引出電極の腐食等が抑制される。これにより、リッド部等の接合不良といった圧電デバイスの破損を防止するとともに、接合部分のシールを維持するので内部空間の雰囲気が保持され、動作信頼性を確保することができる。

第１実施形態に係る圧電デバイスを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は表面側から見た圧電振動片の表面の平面図、（ｃ）は表面側から見た圧電振動片の裏面の平面図である。 第１実施形態に係る圧電デバイスの分解斜視図である。 第２実施形態に係る圧電デバイスを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は表面側から見た圧電振動片の表面の平面図、（ｃ）は表面側から見た圧電振動片の裏面の平面図である。 第３実施形態に係る圧電デバイスを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は表面側から見た圧電振動片の表面の平面図、（ｃ）は表面側から見た圧電振動片の裏面の平面図である。 第４実施形態に係る圧電デバイスを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は表面側から見た圧電振動片の表面の平面図、（ｃ）は表面側から見た圧電振動片の裏面の平面図である。 第５実施形態に係る圧電デバイスを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は表面側から見た圧電振動片の表面の平面図、（ｃ）は表面側から見た圧電振動片の裏面の平面図である。 第６実施形態に係る圧電デバイスを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は表面側から見た圧電振動片の表面の平面図、（ｃ）は表面側から見た圧電振動片の裏面の平面図である。

以下、実施形態に係る圧電デバイスについて図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではない。また、以下の実施形態では、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、図１（ａ）、図３（ａ）、図４（ａ）、図５（ａ）、図６（ａ）、及び図７（ａ）などの断面図を除いた図面において、ハッチングした部分は導電性の膜を表している。

＜第１実施形態＞
図１（ａ）及び図２に示すように、圧電デバイス１００は、リッド部１１０と、ベース部１２０と、圧電振動片１３０とを備えている。なお、図１（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ断面に沿った構成を示している。以下の説明では、圧電デバイス１００の長辺方向をＸ軸方向とし、圧電デバイス１００の高さ方向をＹ軸方向とし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に垂直な方向をＺ軸方向として説明する。

圧電振動片１３０、リッド部１１０及びベース部１２０には、例えばＡＴカットの水晶材が用いられている。ＡＴカットは、広い温度範囲で安定した周波数特性が得られる等の利点があり、人工水晶の３つの結晶軸である電気軸、機械軸及び光学軸のうち、光学軸に対して結晶軸周りに３５°１５′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。

圧電振動片１３０は、所定の振動数で振動する振動部１３１と、振動部１３１を囲む枠部１３２と、振動部１３１と枠部１３２とを連結する連結部１３３と、を有している。振動部１３１の表面（＋Ｙ側の面）１３１ａ及び裏面（−Ｙ側の面）１３１ｂには、それぞれ励振電極１３４ａ、１３４ｂが形成されている。励振電極１３４ａ、１３４ｂからは、連結部１３３の表面（＋Ｙ側の面）１３３ａ及び裏面（−Ｙ側の面）１３３ｂを介して、枠部１３２の表面１３２ａ及び裏面１３２ｂに、それぞれ引出電極１３５ａ、１３５ｂが形成されている。振動部１３１と枠部１３２との間であって連結部１３３を除いた部分には、圧電振動片１３０をＹ軸方向に貫通する貫通穴１３６が形成されている。

ベース部１２０は、図１（ａ）及び図２に示すように、矩形の板状に形成されており、表面（＋Ｙ側の面）に形成された凹部１２１と、凹部１２１を囲む接合面１２２と、接合面１２２の４つの角部のうち対角となる２つの角部に設けられた接続電極１２３と、を有している。接合面１２２は、接合材１４２を介して、圧電振動片１３０の枠部１３２の裏面１３２ｂに接合されている。

ベース部１２０の裏面（−Ｙ側の面）には、一対の実装端子としての外部電極１２４がそれぞれ設けられている。ベース部１２０の４つの角部の側面には、キャスタレーション（切り欠き部）１２６が形成されている。４つのキャスタレーション１２６のうち、接続電極１２３が設けられた２つには、それぞれキャスタレーション電極１２５が形成されている。キャスタレーション電極１２５は、接続電極１２３と外部電極１２４とを電気的に接続する。２つの接続電極１２３のうち一方は、圧電振動片１３０の引出電極１３５ａに電気的に接続される。接続電極１２３のうち他方は、圧電振動片１３０の引出電極１３５ｂに電気的に接続される。

リッド部１１０は、図１（ａ）及び図２に示すように、矩形の板状に形成されており、裏面（−Ｙ側の面）に形成された凹部１１１と、凹部１１１を囲む接合面１１２とを有している。接合面１１２は、接合材１４１を介して、圧電振動片１３０の枠部１３２の表面１３２ａに接合されている。

このように、圧電デバイス１００は、圧電振動片１３０の表面側にリッド部１１０が配置され、裏面側にベース部１２０が配置されている。圧電デバイス１００の内部には、リッド部１１０の凹部１１１及びベース部１２０の凹部１２１により、キャビティ１４０が形成されている。キャビティ１４０には、圧電振動片１３０の振動部１３１が配置される。キャビティ１４０は、リッド部１１０の接合面１１２と枠部１３２の表面１３２ａとの間に配置された接合材１４１と、ベース部１２０の接合面１２２と枠部１３２の裏面１３２ｂとの間に配置された接合材１４２とによってシールされており、例えば真空雰囲気や窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気などに設定されている。

また、ベース部１２０を圧電振動片１３０に接合した際、枠部１３２に形成される引出電極１３５ａ、１３５ｂがベース部１２０に形成された２つの接続電極１２３にそれぞれ電気的に接続される。従って、励振電極１３４ａ、１３４ｂのそれぞれは、接続電極１２３及びキャスタレーション電極１２５を介して外部電極１２４のそれぞれと電気的に接続されている。接続電極１２３及びキャスタレーション電極１２５は、励振電極１３４ａ、１３４ｂと外部電極１２４とを接続する接続配線である。

圧電振動片１３０に形成される各電極は、圧電振動片１３０を構成する水晶片の表面に形成される第１金属層と、この第１金属層の表面に形成される第２金属層と、を有する二層構造となっている。第１金属層は、圧電振動片１３０を構成する水晶片に対する各電極の密着性を向上させる役割を有するものであり、例えばニッケルタングステン（ＮｉＷ）などを用いて形成されている。なお、第１金属層としては、ニッケルタングステン以外に、ニッケル（Ｎｉ）を含む他の合金（例えばニッケルとチタン（Ｔｉ）の合金や、ニッケルと銅（Ｃｕ）の合金など）の他に、ニッケル単体が用いられてもよい。また、このような第1金属層は、第１実施形態以外に、後述する他の第２実施形態〜第６実施形態においても適用可能である。第２金属層は、導電性を確保しつつ、電極を保護する役割を有するものであり、例えば金（Ａｕ）などを用いて形成されている。金（Ａｕ）は、化学的に安定であるため、各電極を腐食等から保護する。

また、引出電極１３５ａは、図１（ｂ）に示すように、励振電極１３４ａと電気的に接続された状態で、圧電振動片１３０の表面において＋Ｚ側かつ−Ｘ側に寄った矩形の領域（図１（ｂ）では左下の領域）に形成されている。この領域には、貫通穴１３６の一部も含んでいる。この引出電極１３５ａは、励振電極１３４ａから帯状に引き出され、振動部１３１の表面１３１ａの一部、連結部１３３の表面１３３ａの一部、枠部１３２の表面１３２ａの一部にわたって形成されている。

さらに、引出電極１３５ａは、振動部１３１のうち＋Ｚ側の端面１３１ｃの一部領域１３１ｄ、振動部１３１のうち−Ｘ側の端面１３１ｅ、連結部１３３のうち＋Ｚ側の端面１３３ｃ、枠部１３２の内側の側面１３２ｃのうち一部領域１３１ｄ及び端面１３１ｅに対向する対向領域１３２ｄにおいてもそれぞれ形成されている。また、引出電極１３５ａは、枠部１３２の裏面１３２ｂの一部領域にも形成されている（図１（ｃ）参照）。枠部１３２の表面１３２ａ及び裏面１３２ｂに設けられた引出電極１３５ａは、一部領域１３１ｄ等を介して電気的に接続されている。なお、引出電極１３５ａは、枠部１３２の表面１３２ａ等に設けられた領域と、裏面１３２ｂに設けられた領域とが、励振電極１３４ａから延びる帯状部分を除いて、Ｙ方向から見たときにほぼ重なっている。また、この引出電極１３５ａは、圧電振動片１３０の裏面に設けられる励振電極１３４ｂ及び引出電極１３５ｂと電気的に接続されない。

一方、引出電極１３５ｂは、図１（ｃ）に示すように、励振電極１３４ｂと電気的に接続された状態で、圧電振動片１３０の裏面において−Ｚ側の領域（図１（ｃ）では上側の領域）に形成されている。この引出電極１３５ｂは、振動部１３１の裏面１３１ｂの一部、連結部１３３の裏面１３３ｂの一部、枠部１３２の裏面１３２ｂの一部にわたってされている。

さらに、引出電極１３５ｂは、励振電極１３４ｂの−Ｘ側の辺から−Ｘ方向に向けて帯状に形成され、枠部１３２に沿って−Ｚ方向から＋Ｘ方向、続けて＋Ｚ方向に折り返されるように形成されている。引出電極１３５ｂは、圧電振動片１３０の裏面のみに形成されており、表面には形成されていない。なお、上述したように、この引出電極１３５ｂは、励振電極１３４ａ及び引出電極１３５ａと電気的に接続されない。

また、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、引出電極１３５ａ、１３５ｂは、それぞれ表面１３２ａ及び裏面１３２ｂにおいて枠部１３２の幅Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３のほぼ全体にわたって形成されている。幅Ｗ１は、枠部１３２のうち−Ｘ側の部分においてＸ方向の長さで表しており、幅Ｗ２は、枠部１３２のうち＋Ｚ側の部分においてＺ方向の長さで表しており、幅Ｗ３は、−Ｚ側の部分においてＺ方向の長さで表している。このように広い領域を用いることから、引出電極１３５ａ、１３５ｂに起因する電気抵抗の上昇が抑えられており、圧電振動片１３０のクリスタルインピーダンス値の上昇が抑えられている。

圧電振動片１３０の外周縁には、図１（ａ）に示すように、枠部１３２の表面１３２ａ及び裏面１３２ｂと引出電極１３５ａ、１３５ｂとの間に、例えばクロム（Ｃｒ）など不動態を形成可能な金属材料によって金属層１５１、１５２がそれぞれ形成されている。金属層１５１、１５２を構成する金属材料としては、クロム（Ｃｒ）の他に、例えばアルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）、またはそれらの合金などを用いることができる。

金属層１５１は、枠部１３２の表面１３２ａ及び裏面１３２ｂのうち引出電極１３５ａに対応する外周縁部分１３７に形成されている。金属層１５１が外周縁部分１３７に形成されるメリットは次のとおりである。金属層１５１に用いられるクロムは、金などと比べて抵抗値が大きく、さらにニッケルタングステンや金へ拡散する性質がある。このため、例えばクロムが励振電極１３４ａや引出電極１３５ａ、１３５ｂの下面全体に形成されると、電極全体としての抵抗値が大きくなり、ＣＩ値の上昇を招いてしまう。一方、クロムが外周縁部分１３７のみに形成されることにより、クロムの使用量を減らすことができ、電極全体の抵抗値が大きくなることを回避し、ＣＩの劣化が防止される。

外周縁部分１３７は、表側領域１３７ａと裏側領域１３７ｂとを有している。表側領域１３７ａには、図１（ｂ）に示すように、表面１３２ａのうち−Ｘ側の辺に沿って＋Ｚ方向に角部まで延びる帯状の領域と、この角部から＋Ｚ側の辺に沿って＋Ｘ方向に途中まで延びる帯状の領域とが含まれる。また、裏側領域１３７ｂには、図１（ｃ）に示すように、裏面１３２ｂのうち−Ｘ側の辺に沿って＋Ｚ方向に角部まで延びる帯状の領域と、この角部から＋Ｚ側の辺に沿って＋Ｘ方向に延びる帯状の領域とが含まれる。なお、表側領域１３７ａと裏側領域１３７ｂとは、Ｙ方向から見たときに重なるように配置されている。

金属層１５２は、枠部１３２の裏面１３２ｂのうち引出電極１３５ｂに対応する外周縁部分１３８に形成されている。この外周縁部分１３８は、裏面１３２ｂのうち−Ｘ側の辺に沿って−Ｚ方向に角部まで延びる帯状の領域と、この角部から−Ｚ側の辺に沿って＋Ｘ方向に角部まで延びる帯状の領域と、当該角部から＋Ｘ側端辺に沿って＋Ｚ方向に途中まで延びる帯状の領域とが含まれる。このように、金属層１５１、１５２は、枠部１３２の外周縁部分１３７、１３８に配置されているため、例えば図１（ａ）に示すように、引出電極１３５ａ、１３５ｂとともに端面が圧電デバイス１００の外側面１００ａに露出している。

金属層１５１、１５２と引出電極１３５ａ、１３５ｂとは、外周縁部分１３７、１３８において積層されていることから、金属層１５１、１５２を構成する金属原子（例、クロム原子）の一部は、時間の経過と共に引出電極１３５ａ、１３５ｂの内部に拡散する（特に第１金属層のＮｉＷ中に拡散する）。その後、引出電極１３５ａ、１３５ｂの内部に拡散した金属原子の一部は、圧電デバイス１００の側面１００ａに達することにより外気に触れて酸化被膜を形成する。これにより、引出電極１３５ａ、１３５ｂの外側の端面には、腐食作用等に抵抗する酸化被膜が生じた状態すなわち不動態が形成された状態となり、引出電極１３５ａ、１３５ｂの端面（特にＮｉＷ等の第１金属層の端面）は不動態によって外気から被覆されることになる。

以上のように、第１実施形態によれば、引出電極１３５ａ、１３５ｂの外周縁部分１３７、１３８に形成された金属層１５１、１５２が、引出電極１３５ａ、１３５ｂの端面で不動態を形成するため、引出電極１３５ａ、１３５ｂ（特にＮｉＷ等の第１金属層）の腐食等が抑制される。これにより、リッド部１１０やベース部１２０の接合不良といった圧電デバイス１００の破損を防止するとともに、接合部分のシールを維持するのでキャビティ１４０内の雰囲気が保持され、圧電デバイス１００の動作信頼性を確保することができる。

次に、上記のように構成された圧電デバイス１００の製造方法を説明する。
圧電振動片１３０を製造する場合、例えば人工水晶をＡＴカットして作成されたウエハから個々の圧電振動片１３０を切り出す多面取りが行われる。このとき、圧電振動片１３０を構成する振動部１３１が所望の周波数特性を備えるように、ウエハの厚さが調整される。この厚さ調整は、例えば、ウエハのうち振動部１３１を含んだ領域をエッチングすること等により行うことができる。その後、フォトリソグラフィ法及びエッチングによって、振動部１３１、枠部１３２及び連結部１３３をウエハに形成する。

続いて、振動部１３１、枠部１３２及び連結部１３３に対して、励振電極１３４ａ、１３４ｂ、引出電極１３５ａ、１３５ｂ、金属層１５１、１５２が形成される。まず、枠部１３２の表面１３２ａ及び裏面１３２ｂにクロム（Ｃｒ）による層を形成し、フォトリソグラフィ法によって金属層１５１、１５２が形成されるようにパターニングする。その後、振動部１３１、枠部１３２及び連結部１３３に例えば導電性膜を形成した後、フォトリソグラフィ法によって表面側及び裏面側のそれぞれに導電性膜が形成されるようにパターニングする。この導電性膜として、下層側にニッケルタングステン（ＮｉＷ）による第１金属層が配置され、上層側に金（Ａｕ）による第２金属層が配置された二層構造とする。この導電性膜は、例えばウエハの表面及び裏面側から蒸着あるいはスパッタリングにより形成する。なお、予めウエハに溝や切り込みなどが形成されているので、例えば連結部１３３の側面等にも導電性膜が形成される。

圧電振動片１３０の製造と並行して、リッド部１１０及びベース部１２０も製造される。これらリッド部１１０及びベース部１２０においても、圧電振動片１３０と同様にそれぞれのウエハから個々を切り出す多面取りが行われる。リッド部１１０では、ウエハの裏面に、フォトリソグラフィ法及びエッチングによって凹部１１１が形成される。ベース部１２０では、ウエハの表面に、フォトリソグラフィ法及びエッチングによって凹部１２１及びキャスタレーション（切り欠き部）１２６が形成されるとともに、所定箇所に接続電極１２３、外部電極１２４、キャスタレーション電極１２５がそれぞれ形成される。

続いて、真空雰囲気下において、圧電振動片１３０を形成したウエハの表面にリッド部１１０を形成したウエハを接合材１４１を介して接合させ、圧電振動片１３０を形成したウエハの裏面にベース部１２０を形成したウエハを接合材１４２を介して接合させる。その後、予め設定されたスクライブラインに沿って切断することにより、個々の圧電デバイス１００が完成する。なお、圧電デバイス１００の製造方法としては、以上の方法に限定されず、種々の手法が用いられる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る圧電デバイス２００について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。

図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、圧電デバイス２００は、圧電振動片２３０に形成される引出電極２３５ａ、２３５ｂが枠部１３２の外周縁まで形成されておらず、これら引出電極２３５ａ、２３５ｂの外周縁が、表面１３２ａ及び裏面１３２ｂにおいていずれも枠部１３２の外周縁から離間して形成されている。金属層２５１、２５２は、枠部１３２の表面１３２ａ及び裏面１３２ｂの外周縁部分２３７、２３８に形成されている。金属層２５１、２５２の外周縁は、枠部１３２の外周縁まで形成されるとともに、それぞれの内側部分２５３、２５４は、引出電極２３５ａ、２３５ｂの外周縁を覆って形成される。なお、引出電極２３５ａ、２３５ｂは、枠部１３２の外周縁付近の形状を除いて、第1実施形態に示す引出電極１３５ａ、１３５ｂと同様である。

なお、外周縁部分２３７は、第１実施形態と同様に、表側領域２３７ａと裏側領域２３７ｂとを有しており、この表側領域２３７ａ及び裏側領域２３７ｂの双方に金属層２５１が形成されている。また、金属層２５１、２５２の内側部分２５３、２５４は、引出電極２３５ａ、２３５ｂと積層した状態となっている。なお、金属層２５１、２５２は、第1実施形態の金属層１５１、１５２と同様の金属材料が用いられる。また、金属層２５１、２５２は、圧電デバイス２００の側面２００ａにおいて露出しており、大気中の水分によって露出表面が酸化し、不動態の被膜を形成する。

このように、第２実施形態によれば、引出電極２３５ａ、２３５ｂの外周縁が枠部１３２の外周縁から離間し、かつ金属層２５１、２５２によって覆われるため、引出電極２３５ａ、２３５ｂの腐食等が抑制される。また、金属層２５１、２５２の露出面には不動態の被膜が形成されるため、より一層外気による影響を低減でき、引出電極２３５ａ、２３５ｂの腐食等を抑制できる。これにより、第１実施形態と同様、リッド部１１０等の接合不良を防止するとともに、接合部分のシールを維持することができる。

この圧電デバイス２００の製造方法は、引出電極２３５ａ、２３５ｂ及び金属層２５１、２５２の形成を除いて、第１実施形態とほぼ同様である。圧電振動片２３０の作成に際して、先ず、振動部１３１、枠部１３２、連結部１３３を形成する点は第１実施形態と同様である。次に、引出電極２３５ａ、２３５ｂが、励振電極１３４ａ、１３４ｂとともにパターニングされ、次いで、金属層２５１、２５２が外周縁部分２３７、２３８に形成される。その後、圧電振動片２３０にリッド部１１０及びベース部１２０が接合材１４１、１４２を介して接合される点や、スクライブラインに沿って切断される点は第１実施形態と同様である。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る圧電デバイス３００について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。

図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、圧電デバイス３００は、圧電振動片３３０に形成される引出電極３３５ａ、３３５ｂの外周縁が、第２実施形態と同様に、枠部１３２の外周縁から離間して形成されている。金属層３５１、３５２は、枠部１３２の表面１３２ａ及び裏面１３２ｂの外周縁部分３３７、３３８に形成されている。金属層３５１、３５２の外周縁は、枠部１３２の外周縁まで形成されるとともに、金属層３５１、３５２の内側端面は、引出電極３３５ａ、３３５ｂの外側端面３３５ｃ、３３５ｄと接した状態で形成されている。ただし、金属層３５１、３５２の内側端面と、引出電極３３５ａ、３３５ｂの外側端面３３５ｃ、３３５ｄとが接することに限定されず、両者が離れていてもよい。なお、引出電極３３５ａ、３３５ｂは、枠部１３２の外周縁付近の形状を除いて、第1実施形態に示す引出電極１３５ａ、１３５ｂと同様である。

なお、外周縁部分３３７は、第１実施形態と同様に、表側領域３３７ａと裏側領域３３７ｂとを有しており、この表側領域３３７ａ及び裏側領域３３７ｂの双方に金属層３５１が形成されている。また、金属層３５１、３５２は、第1実施形態の金属層１５１、１５２と同様の金属材料が用いられる。また、引出電極３３５ａ、３３５ｂの膜厚と金属層３５１、３５２の膜厚とは同一に形成されているが、互いに異なってもよい。金属層３５１、３５２は、圧電デバイス３００の側面３００ａにおいて露出しており、大気中の水分によって露出表面が酸化し、不動態の被膜を形成する。

このように、第３実施形態によれば、引出電極３３５ａ、３３５ｂの外周縁が枠部１３２の外周縁から離間し、かつこの離間した部分に金属層３５１、３５２が形成されるため、引出電極３３５ａ、３３５ｂの腐食等が抑制される。また、金属層３５１、３５２の露出面には不動態の被膜が形成されるため、より一層外気による影響を低減でき、引出電極３３５ａ、３３５ｂの腐食等を抑制できる。これにより、第１実施形態と同様、リッド部１１０等の接合不良を防止するとともに、接合部分のシールを維持することができる。

この圧電デバイス３００の製造方法は、引出電極３３５ａ、３３５ｂ及び金属層３５１、３５２の形成を除いて、第１実施形態とほぼ同様である。圧電振動片３３０の作成に際して、先ず、振動部１３１、枠部１３２、連結部１３３を形成する点は第１実施形態と同様である。次に、引出電極３３５ａ、３３５ｂ（励振電極１３４ａ、１３４ｂを含む）、金属層３５１、３５２のうち、いずれか一方が形成された後に他方が形成される。その形成順序は特に限定されない。その後、圧電振動片３３０にリッド部１１０及びベース部１２０が接合材１４１、１４２を介して接合される点や、スクライブラインに沿って切断される点は第１実施形態と同様である。

＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係る圧電デバイス４００について説明する。以下の説明において、上記実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。

図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、圧電デバイス４００は、圧電振動片４３０に形成される引出電極４３５ａ、４３５ｂの外周縁が、第２実施形態と同様に、枠部１３２の外周縁から離間して形成されている。金属層４５１、４５２は、枠部１３２の表面１３２ａ及び裏面１３２ｂにおいて、枠部１３２の外周縁から離間しかつ枠部１３２の外周縁と並行する外周縁部分４３７、４３８に形成されている。金属層４５１、４５２は、枠部１３２の外周縁まで形成されておらず、枠部１３２と引出電極４３５ａ、４３５ｂとの間に挟まれている。すなわち、外周縁部分４３７、４３８において、引出電極４３５ａ、４３５ｂと金属層４５１、４５２とは積層した状態となっている。なお、金属層４５１と金属層４５２とは、Ｙ方向から見たときに重なった状態となっている。また、引出電極４３５ａ、４３５ｂは、枠部１３２の外周縁付近の形状を除いて、第1実施形態に示す引出電極１３５ａ、１３５ｂと同様である。

なお、外周縁部分４３７は、第１実施形態と同様に、表側領域４３７ａと裏側領域４３７ｂとを有しており、この表側領域４３７ａ及び裏側領域４３７ｂの双方に金属層４５１が形成されている。また、金属層４５１、４５２は、第1実施形態の金属層１５１、１５２と同様の金属材料が用いられる。金属層４５１、４５２の外周縁は、接合材１４１、１４２によって覆われており、圧電デバイス４００の側面４００ａにおいて露出していない。なお、キャスタレーション１２６の部分では引出電極４３５ａ、４３５ｂが露出しているが（図５（ａ）参照）、第１実施形態で説明したように、金属層４５１、４５２を構成する金属原子が引出電極４３５ａ、４３５ｂの内部に拡散して、引出電極４３５ａ、４３５ｂの露出面に不動態を形成している。

このように、第４実施形態によれば、引出電極４３５ａ、４３５ｂの外周縁が枠部１３２の外周縁から離間し、かつ接合材１４１，１４２によって被覆されるため、引出電極４３５ａ、４３５ｂの腐食等が抑制される。また、接合材１４１，１４２によるシールが損なわれた場合でも、金属層４５１、４５２（もしくは引出電極４３５ａ、４３５ｂの表面まで拡散している金属層４５１、４５２を構成する金属原子）が外気と接触することにより酸化して不動態の被膜を形成するため、引出電極４３５ａ、４３５ｂの腐食等を抑制できる。これにより、第１実施形態と同様、リッド部１１０等の接合不良を防止するとともに、接合部分のシールを維持することができる。

この圧電デバイス４００の製造方法は、引出電極４３５ａ、４３５ｂ及び金属層４５１、４５２の形成を除いて、第１実施形態とほぼ同様である。また、圧電振動片４３０にリッド部１１０及びベース部１２０が接合材１４１、１４２を介して接合される点や、スクライブラインに沿って切断される点は第１実施形態と同様である。なお、第４実施形態では、枠部１３２の外周縁から離間した位置に、引出電極４３５ａ、４３５ｂと金属層４５１、４５２とを積層しているが、これに代えて、同様の位置に、第２実施形態のような引出電極の外周縁を金属層で覆うものや、第３実施形態のような引出電極の外側端面に金属層が接するものであってもよい。

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態に係る圧電デバイス５００について説明する。以下の説明において、上記実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。

図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、圧電デバイス５００は、圧電振動片５３０に形成される引出電極５３５ａ、５３５ｂの外周縁が、第２実施形態と同様に、枠部１３２の外周縁から離間して形成されている。金属層５５１、５５２は、枠部１３２の裏面１３２ｂにおいて、枠部１３２の外周縁から離間し、かつキャスタレーション１２６に対応する矩形の領域（外周縁部分）５３７、５３８に形成されている。なお、金属層５５１、５５２は、枠部１３２の外周縁まで形成されておらず、枠部１３２と引出電極５３５ａ、５３５ｂとの間に挟まれている。すなわち、領域５３７、５３８において、引出電極５３５ａ、５３５ｂと金属層５５１、５５２とは積層した状態となっている。なお、金属層５５１は枠部１３２の表面１３２ａには形成されていない。また、引出電極５３５ａ、５３５ｂは、枠部１３２の外周縁付近の形状を除いて、第１実施形態に示す引出電極１３５ａ、１３５ｂと同様である。

また、金属層５５１、５５２は、第1実施形態の金属層１５１、１５２と同様の金属材料が用いられる。引出電極５３５ａ、５３５ｂ及び金属層５５１、５５２の外周縁は、キャスタレーション１２６の部分を除いて接合材１４１、１４２によって覆われており、圧電デバイス５００の側面５００ａにおいて露出していない。キャスタレーション１２６の部分では引出電極５３５ａ、５３５ｂが露出しているが（図６（ａ）参照）、第１実施形態で説明したように、金属層５５１、５５２を構成する金属原子が引出電極５３５ａ、５３５ｂの内部に拡散して、引出電極５３５ａ、５３５ｂの露出面に不動態を形成している。

このように、第５実施形態によれば、引出電極５３５ａ、５３５ｂの外周縁が枠部１３２の外周縁から離間し、かつ接合材１４１，１４２によって被覆されるため、引出電極５３５ａ、５３５ｂの腐食等が抑制される。また、キャスタレーション１２６の部分では引出電極５３５ａ、５３５ｂの表面に不動態の被膜が生じているため、引出電極４３５ａ、４３５ｂの腐食等を抑制できる。これにより、第１実施形態と同様、リッド部１１０等の接合不良を防止するとともに、接合部分のシールを維持することができる。なお、金属層５５１、５５２を形成する領域５３７、５３８が他の実施形態と比較して小さいため、金属層５５１、５５２に用いる金属の量を減少できる。また、領域５３７、５３８は、矩形状といった簡単な形状であるためパターニングが容易であり、容易に製造することができる。

この圧電デバイス５００の製造方法は、引出電極５３５ａ、５３５ｂ及び金属層５５１、５５２の形成を除いて、第１実施形態とほぼ同様である。圧電振動片５３０の作成に際して、先ず、振動部１３１、枠部１３２、連結部１３３を形成する点は第１実施形態と同様である。次に、金属層５５１、５５２が領域５３７、５３８に形成される。次いで、引出電極５３５ａ、５３５ｂが、励振電極１３４ａ、１３４ｂとともに形成される。その後、圧電振動片５３０にリッド部１１０及びベース部１２０が接合材１４１、１４２を介して接合される点や、スクライブラインに沿って切断される点は第１実施形態と同様である。なお、第５実施形態では、枠部１３２の外周縁から離間した位置に、引出電極５３５ａ、５３５ｂと金属層５５１、５５２とを積層しているが、これに代えて、同様の位置に、第２実施形態のような引出電極の外周縁を金属層で覆うものであってもよい。

＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態に係る圧電デバイス６００について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。

図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、圧電デバイス６００は、圧電振動片６３０に形成される引出電極６３５ａ、６３５ｂが、第１実施形態の圧電振動片１３０と同様に、枠部１３２の表面１３２ａ及び裏面１３２ｂにおいて、いずれも外周縁まで形成されている。これら引出電極６３５ａ、６３５ｂの形状は、第1実施形態に示す引出電極１３５ａ、１３５ｂと同様である。

金属層６５１、６５２は、励振電極１３４ａ、１３４ｂを除いて、引出電極６３５ａ、６３５ｂと同一の領域に形成されている。ずなわち、金属層６５１、６５２は、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、振動部１３１の表面１３１ａ及び裏面１３１ｂの一部、連結部１３３の表面１３３ａ及び裏面１３３ｂ、並びに枠部１３２の表面１３２ａ及び裏面１３２ｂにおいて形成され、この金属層６５１、６５２と引出電極６３５ａ、６３５ｂのそれぞれとが積層した状態となっている。従って、金属層６５１、６５２は、引出電極６３５ａ、６３５ｂの下地膜となっている。なお、この金属層６５１、６５２は、枠部１３２の外周縁部分６３７、６３８を含んで形成されている。

また、引出電極６３５ａは、第１実施形態と同様に、振動部１３１の端面１３１ｃの一部領域１３１ｄ、及び端面１３１ｅ、連結部１３３の端面１３３ｃ、枠部１３２の内側の側面１３２ｃの対向領域１３２ｄにおいてもそれぞれ形成されている。これら一部領域１３１ｄ、端面１３１ｅ、端面１３３ｃ、及び対向領域１３２ｄにおいても、金属層６５１が下地膜として形成されている。なお、金属層６５１、６５２は、第1実施形態の金属層１５１、１５２と同様の金属材料が用いられる。

金属層６５１、６５２と引出電極６３５ａ、６３５ｂとが積層されているので、金属層６５１、６５２を構成する金属原子が引出電極６３５ａ、６３５ｂの内部に拡散する。その後、引出電極６３５ａ、６３５ｂの内部に拡散した金属原子の一部は、圧電デバイス６００の側面６００ａに達することにより外気に触れて大気中の水分により酸化被膜を形成する。これにより、引出電極６３５ａ、６３５ｂの外側の端面には、腐食作用等に抵抗する酸化被膜が生じた状態すなわち不動態が形成された状態となり、引出電極６３５ａ、６３５ｂは不動態の膜によって外気から被覆される。

このように、第６実施形態によれば、第１実施形態と同様に、引出電極６３５ａ、６３５ｂの外周縁が不動態の膜で被覆されるため、引出電極６３５ａ、６３５ｂの腐食等が抑制される。また、金属層６５１、６５２が引出電極６３５ａ、６３５ｂの下地膜として広く形成されているため、引出電極６３５ａ、６３５ｂに十分に拡散させることができ、不動態の膜を確実に形成させることができる。なお、金属層６５１、６５２は励振電極１３４ａ、１３４ｂには形成されていないので、振動部１３１の振動特性に与える影響を小さくできる。

この圧電デバイス６００の製造方法は、引出電極６３５ａ、６３５ｂ及び金属層６５１、６５２の形成を除いて、第１実施形態とほぼ同様である。圧電振動片６３０の作成に際して、先ず、振動部１３１、枠部１３２、連結部１３３を形成する点は第１実施形態と同様である。次に、引出電極６３５ａ、６３５ｂが形成される領域に金属層６５１、６５２が形成される。次に、励振電極１３４ａ、１３４ｂ及び引出電極６３５ａ、６３５ｂが形成される。このとき、引出電極６３５ａ、６３５ｂは、金属層６５１、６５２に積層した状態で形成される。なお、先に金属層６５１、６５２が形成され、次いで、励振電極１３４ａ、１３４ｂ及び引出電極６３５ａ、６３５ｂが形成されることに限定されず、例えば、先ず励振電極１３４ａ、１３４ｂが形成され、次いで金属層６５１、６５２が形成され、その後、この金属層６５１、６５２に積層させるように引出電極６３５ａ、６３５ｂが形成されてもよい。この場合、金属層６５１、６５２と引出電極６３５ａ、６３５ｂとは同一の領域に形成されるので、同一のメタルマスクを用いたスパッタリングや蒸着により形成される。その後、圧電振動片６３０にリッド部１１０及びベース部１２０が接合材１４１、１４２を介して接合される点や、スクライブラインに沿って切断される点は第１実施形態と同様である。

以上、第１〜第６実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、第１〜第６実施形態で説明した内容を適宜組み合わせることも可能である。例えば、圧電振動片の表面に第１実施形態を適用するとともに、裏面に第２実施形態を適用してもよい。また、第１〜第６実施形態では、圧電振動片１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０とリッド部１１０またはベース部１２０との接合に、接合材１４１、１４２が用いられているが、これに限定されない。例えば、圧電振動片１３０等とリッド部１１０との間や、圧電振動片１３０等とベース部１２０との間が、接合材１４１、１４２を用いることなく、ガラス接合等により直接接合されたものでもよい。

また、上記した実施形態では、圧電デバイスとして水晶振動子（圧電振動子）を示しているが、発振器であってもよい。発振器の場合は、ベース部１２０にＩＣ等が搭載され、圧電振動片１３０の引出電極１３５ａ等、及びベース部１２０の外部電極１２４がそれぞれＩＣに接続される。また、上記した実施形態は、圧電振動片１３０として水晶振動片を用いているが、これに代えて、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等から形成された圧電振動片を用いてもよい。また、リッド部１１０及びベース部１２０として水晶材を用いているが、これに代えて、ガラスやセラミックス等を用いてもよい。

１００、２００、３００、４００、５００、６００…圧電デバイス
１１０…リッド部
１２０…ベース部
１２３…接続電極（接続配線）
１２５…キャスタレーション電極（接続配線）
１２６…キャスタレーション（切り欠き部）
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０…圧電振動片
１３１…振動部
１３２…枠部
１３２ａ…表面
１３２ｂ…裏面
１３３…連結部
１３４ａ、１３４ｂ…励振電極
１３５ａ、１３５ｂ、２３５ａ、２３５ｂ、３３５ａ、３３５ｂ、４３５ａ、４３５ｂ、５３５ａ、５３５ｂ、６３５ａ、６３５ｂ…引出電極
１３６…貫通穴
１３７、１３８、２３７、２３８、３３７、３３８、４３７、４３８、６３７、６３８…外周縁部分
５３７、５３８…領域（外周縁部分）
１５１、１５２、２５１、２５２、３５１、３５２、４５１、４５２、５５１、５５２、６５１、６５２…金属層

Claims (6)

1. 振動部を囲んだ枠部を有し、前記振動部に設けられた励振電極と電気的に接続された引出電極を前記枠部に備える圧電振動片と、
   前記圧電振動片の表面に接合されるリッド部と、
   前記圧電振動片の裏面に接合され、前記引出電極と電気的に接続される外部電極を備えるベース部と、を備える圧電デバイスにおいて、
   前記枠部の表面及び裏面の少なくとも一方であって前記引出電極に対応する外周縁部分に、不動態を形成可能な金属層が設けられる圧電デバイス。
2. 前記金属層は、前記枠部と前記引出電極との間に積層状態で配置される請求項1記載の圧電デバイス。
3. 前記引出電極は、前記枠部の外周縁から離間して形成され、
   前記金属層は、前記引出電極の端部を覆った状態で形成される請求項1記載の圧電デバイス。
4. 前記引出電極は、前記枠部の外周縁から離間して形成され、
   前記金属層は、前記枠部の外周縁と、前記引出電極の端部との間に配置される請求項1記載の圧電デバイス。
5. 前記引出電極は、前記枠部の外周縁から離間して形成され、
   前記ベース部は、前記外部電極から前記引出電極に接続する接続配線を形成するための切り欠き部が四隅に形成され、
   前記金属層は、前記切り欠き部によって露出する前記引出電極に対応して形成される請求項1記載の圧電デバイス。
6. 前記金属層は、前記外周縁部分を含み、かつ前記励振電極を除いた前記引出電極に対応して形成される請求項1記載の圧電デバイス。

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