JPH0568124U - 圧電振動子の電極構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 圧電振動子の電極膜は、アルミニウム、ある
いはアルミニウム合金で構成する。 【効果】 アルミニウム、あるいはアルミニウム合金か
らなる電極膜は、圧電振動子を振動させるための励振層
の役割と、圧電振動板との密着力を高める密着層の役割
とをあわせ持つことができるので、圧電振動子の電極膜
を形成する工程が簡単になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は圧電振動子の電極構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来技術における圧電振動子の電極構造としては、図２に示すように圧電振動 板２０上にニッケル（Ｎｉ）あるいはクロム（Ｃｒ）からなる第１の電極膜２１ と、金（Ａｕ）あるいは銀（Ａｇ）からなる第２の電極膜２２との二重層で構成 する電極膜が広く利用されている。一般的には、第１の電極膜２１は圧電振動板 ２０と第２電極膜２２との密着を高める密着層としての役割を持ち、第２の電極 膜２２は圧電振動板２０を振動させるための励振層としての役割をそれぞれ持っ ている。

【０００３】 圧電振動子を安定に振動させるためには、圧電振動子の基本特性の一つである クリスタルインピーダンスの値を低くする必要がある。このクリスタルインピー ダンスは電極膜、とくに圧電振動子を振動させるための励振層の役割を持つ、第 ２の電極膜２２の電気的な抵抗値に大きく起因する。

【０００４】 このため、上述のように電気抵抗が低い材料である金あるいは銀が第２の電極 膜２２として用いられているが、両者の電気抵抗を比べると金よりも銀の方が電 気抵抗値が低い。このため、近年は第２の電極膜２２として銀が用いられること が多い。

【０００５】 さらに、第２の電極膜２２としては、金、銀いずれの材料を用いるとしても、 その厚さは数百ｎｍ必要であり、金よりも銀の方が価格的にも安いことから、圧 電振動子の製造コストの面でも銀の方に利点がある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、第２の電極膜２２である金および銀は、圧電振動板２０に対す る密着力が弱い。このため、密着力が弱ければ、圧電振動板から一気にあるいは 徐々に剥離する。このような剥離が発生すれば、圧電振動子の発振周波数が大き くずれるか、あるいは発振しなくなるという現象が起こってしまう。

【０００７】 これは、すなわちクリスタルインピーダンス以外の圧電振動子の基本特性を示 す重要な項目である、経時変化の程度に大きく影響を及ぼすことになる。なお、 ここでの経時変化とは、ある一定期間前後の圧電振動子の発振周波数のずれを示 すもので、もちろん発振周波数のずれは少ないほど圧電振動子の性能は良いこと になる。

【０００８】 そこで、やむを得ず圧電振動板２０と第２の電極膜２２との強固な密着を得る ために、圧電振動板２０と第２の電極膜２２との間に、密着層の役割を持つ第１ の電極膜２１として活性な金属であるニッケルあるいはクロムの膜を形成しなけ ればならず、電極膜を形成する工程が複雑になってしまう欠点がある。

【０００９】 そこで、本考案の目的は、励振層としての役割を持つ電極膜と圧電振動板とを 強固に密着させるために、励振層の役割を持つ電極膜と圧電振動板との間に密着 層の役割を持つ電極膜を用いず、圧電振動子の電極膜を形成する工程が簡単な、 しかも、圧電振動子の基本特性の劣化ならびに経時変化の悪化がなく安定に発振 させることのできる圧電振動子の電極構造を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明の圧電振動子の電極膜としては、アルミニウ ム、あるいはアルミニウム合金を用いる。

【００１１】

【実施例】

以下図面により本考案の一実施例を説明する。図１は本考案における電極構造 を示す断面図である。

【００１２】 本考案の圧電振動子の電極膜は、図１に示すように、圧電振動板１０の上に設 ける電極膜１１は、アルミニウム、あるいはアルミニウム合金で構成する。

【００１３】 本考案の電極構造を得るためには、図１に示すように圧電振動板１０上に電極 膜１１として、アルミニウムを真空蒸着装置あるいはスパッタリング装置を用い て数百ｎｍの厚さに形成するだけで良い。

【００１４】 電極膜１１として用いるアルミニウムは、ニッケルやクロムと比べてはるかに 活性な金属であり、また、電気抵抗も銀と同程度であるので、圧電振動子の電極 構造における密着層の役割と励振層との役割とを兼ねることができる。

【００１５】 アルミニウムは半導体集積回路装置の製造工程でも頻繁に用いられているよう に、外気と接触する層に利用しても電気的接触には支障をきたすことはなく、む しろ図１には示していないが、アルミニウム表面に薄く形成されるアルミニウム 酸化膜により、電極膜１１の内部が外気から保護されるため、経時変化を抑える ことができる。

【００１６】 アルミニウム酸化膜の生成を防ぎたいときには、図３に示すように、圧電振動 板３０上に形成する第１の電極膜３１の上に、化学的に安定な材料、たとえば金 などの膜を第２の電極膜３２として形成しても、図１に示すようにアルミニウム だけで、電極膜１１を形成した場合と同様な効果が得られる。

【００１７】 なお、ワイヤーボンディング法によって、圧電振動子と外部電極との接続を行 うときには、電極膜１１のワイヤーボンディングを行う領域の厚さが数百ｎｍで は、ワイヤーボンディングの際、力が加わったときに電極膜１１のワイヤーボン ディング領域が剥離する可能性がある。

【００１８】 このため、電極膜１１のワイヤーボンディング領域にのみ、膜厚が１μｍ程度 のアルミニウムをさらに形成すれば、接続不良を起こすことはなくなり、安定な 接続が可能となる。

【００１９】 また、はんだによって厚電振動子と外部電極との接続を行うときは、はんだは アルミニウムに直接つかないため、はんだづけが可能な材料を電極膜１１の外部 接続電極部分に形成するればよい。

【００２０】 このときには、アルミニウム、あるいはアルミニウム合金からなる電極膜１１ 上に、たとえば、クロムからなる密着層と、銅（Ｃｕ）あるいはニッケルからな る拡散防止層と、金あるいはパラジウム（Ｐｄ）などの貴金属からなるはんだづ け層から成る積層膜とを電極膜１１の外部接続電極部分に形成すれば良い。

【００２１】 最表面の金あるいはパラジウムにははんだが直接つくが、下地との密着が弱い ので密着層として、クロムからなる密着層を導入する必要があり、またさらに、 はんだづけ時の熱により密着層とはんだづけ層との相互拡散を防ぐため、その間 に拡散防止層として銅あるいはニッケルの膜を形成する。このような積層膜を電 極膜１１の引き出し電極部分に形成すれば、はんだづけ不良のない接続が可能と なる。

【００２２】 さらに、図１においては電極膜１１として、アルミニウムを用いた場合を示し たが、電極膜１１はアルミニウム合金を用いても同様な効果が得られる。

【００２３】

【考案の効果】

上記の説明のように、本考案の厚電振動子の電極構造は、圧電振動板にアルミ ニウム、あるいはアルミニウム合金からなる電極膜を設けている。このため、圧 電振動子を振動させるための励振層の役割と、圧電振動板との密着力を高める密 着層の役割とをあわせ持つことができるので、圧電振動子の電極膜を形成する工 程が簡単になる。しかも、本考案の電極構造は、圧電振動子の基本特性の劣化、 および経時変化の悪化がなく、安定に発振させることのできるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案における圧電振動子の電極構造を示す断
面図である。

【図２】従来の圧電振動子の電極構造を示す断面図であ
る。

【図３】本考案の他の実施例における圧電振動子の電極
構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 圧電振動板 １１ 電極膜

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電振動子の電極膜は、アルミニウムも
   しくはアルミニウム合金の被膜で構成することを特徴と
   する圧電振動子の電極構造。