JPH0739118U - 圧電振動子の電極構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性を向上させた信頼性の高い圧電振動子
を提供する。 【構成】 圧電基板１の表裏面に多層電極２１，３１を
設け、前記電極の第１層目を銀または金からなる電極層
２１ａ，３１ａを、第２層目を膜厚３〜８オングストロ
ームのクロムからなる電極層２１ｂ，３１ｂを設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、厚みすべり振動を行う水晶等の圧電振動子の電極構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の一般的な厚みすべり圧電振動子の電極構造を図９，図１０とともに説明 する。圧電基板１はＡＴカットの水晶板からなり、例えば、円盤形状に加工され ている。圧電基板１の表裏面中央部に金属蒸着等の手段を用いて、励振電極であ る表面電極２及び裏面電極３を設けており、表面電極２から圧電基板１の一端部 まで図示しない引出電極が形成され、裏面電極３からは圧電基板１の反対側の端 部まで図示しない引出電極が形成されている。これら励振電極並びに引出電極は 、銀、金、アルミ等の単一層２ａ，３ａで形成されるか（図９）、あるいは、第 １層目をクロム等の水晶となじみが良好な付着層２ｂ，３ｂを形成し、第２層目 を銀あるいは金等の導電性に優れた導電層２ｃ，３ｃを形成した多層膜で形成さ れていた（図１０）。以上のように構成された圧電基板は図示しない支持構体（ サポートや電極パッド等）により電気的機械的な固着がなされ、図示しない外装 構体（金属ケースや、セラミックパッケージ等）により気密封止し最終的な圧電 振動子として機能を持たせている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記構成による電極構造では、耐熱性に問題があり、耐熱性が悪いた めに酸化しやすくなったり、吸着する水分やガス等の影響を受けやすくなってい た。そしてこれらの影響により周波数特性のばらつき、エージング特性の劣化を 招いていた。図３は銀の単一電極層により形成された圧電振動子を、１８０℃の 環境下で２時間の耐熱試験を行った後、電極表面の状態を示すＳＥＭ写真である 。この図が示すように、電極表面が凸凹状になっているのがわかる。そして、こ の表面凸凹が、電極の表面積を大きくし、結果として、酸化しやすくなったり、 吸着する水分やガス等の影響を受けやすくなる原因となっていた。

【０００４】 本考案の目的は、耐熱性を向上させた信頼性の高い圧電振動子を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

そこで、本考案は、圧電基板の表裏面に多層電極を設け、前記電極の第１層目 を銀または金からなる電極層、第２層目を膜厚３〜８オングストロームのクロム からなる電極層を設けた。

【０００６】

【作用】

銀または金からなる導電層の上面に、クロムからなる保護電極層を設けたこと により、耐熱性を向上させて、酸化しにくくするため、吸着する水分やガス等の 影響を受けない。また、保護電極層としてのクロムの膜厚を３〜８オングストロ ームとしたため、クロムの熱膨張等による圧電基板の応力を小さくするとともに 、膜厚による周波数低下量を少なくする。

【０００７】 図４は銀の導電層の上面に、膜厚３オングストロームのクロムからなるを保護 電極層を形成された圧電振動子を、１８０℃の環境下で２時間の耐熱試験を行っ た後、電極表面の状態を示すＳＥＭ写真である。この図４を前記図３と比較する と、明らかに表面凸凹がなく緻密な状態で膜形成が維持されているのがわかる。

【０００８】 以下、クロムの膜厚ごとによる１２５℃で１０００時間までのエージング特性 を示す。図５は銀層のみを施した場合の周波数エージング特性グラフであり、図 ６は銀層に膜厚３オングストロームのクロム層を施した場合の周波数エージング 特性グラフであり、図７銀層に膜厚８オングストロームのクロム層を施した場合 の周波数エージング特性グラフであり、図８は銀層に膜厚５０オングストローム のクロム層を施した場合の周波数エージング特性グラフである。これらのグラフ が示すように、図５は電極表面の凸凹により周波数がばらつく傾向にあるが、図 ６並びに図７はそれら周波数のばらつきが改善されている。これに対して、図８ はクロム層の厚みが厚いため酸化クロム反応が進み、周波数が低くなる傾向が顕 著にみられるようになっており、保護電極層としては好ましくはない。

【０００９】

【実施例】

次に、本発明の実施例について、図１、図２を参照にして説明する。図１は本 考案の実施例を示す圧電基板の正面図であり、図２は図１のＹ−Ｙ線に沿う断面 図である。尚、従来と同様の部分については同番号を付した。 圧電基板１はＡＴカットの水晶板からなり、例えば、円盤形状に加工されてい る。圧電基板１の表裏面中央部にスパッタリング法等の手段を用いて、励振電極 である表面電極２１及び裏面電極３１を設けており、表面電極２１から圧電基板 １の一端部まで引出電極２２が形成され、裏面電極３１からは圧電基板１の反対 側の端部まで引出電極３２が形成されている。これら励振電極並びに引出電極は 、第１層目を銀あるいは金等の導電性の優れた導電層２１ａ，３１ａを形成する 。例えば銀の場合は片面で５００〜５０００オングストローム、金の場合は片面 で３００〜３０００オングストロームとした。そして、第２層目をクロム等の保 護層２１ｂ，３１ｂを形成し、その膜厚を３〜８オングストロームとした。以上 のように構成された圧電基板はサポート４，５に導電性接合材により電気的機械 的な固着がなされ、図示しない外装構体により気密封止し最終的な圧電振動子と して機能を持たせている。

【００１０】

【考案の効果】

銀または金からなる導電層の上面に、クロムからなるを保護電極層を設けたこ とにより、耐熱性を向上させて、酸化しにくくするため、吸着する水分やガス等 の影響を受にくい。また、保護電極層としてのクロムの膜厚を３〜８オングスト ロームとしたため、クロムの熱膨張等による圧電基板の応力を小さくするととも に、膜厚による周波数低下量を少なくする。したがって、これらの影響により周 波数特性のばらつき、エージング特性の良好なより信頼性の高い圧電振動子を提 供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す圧電基板の正面図であ
る。

【図２】図１のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。

【図３】従来の電極表面の状態を示すＳＥＭ写真であ
る。

【図４】本考案の電極表面の状態を示すＳＥＭ写真であ
る。

【図５】従来の周波数エージング特性を示すグラフであ
る。

【図６】銀層に膜厚３オングストロームのクロム層を施
した場合の周波数エージング特性を示すグラフである。

【図７】銀層に膜厚８オングストロームのクロム層を施
した場合の周波数エージング特性を示すグラフである。

【図８】銀層に膜厚５０オングストロームのクロム層を
施した場合の周波数エージング特性を示すグラフであ
る。

【図９】従来の実施例を示す圧電基板の断面図である。

【図９】従来の他の実施例を示す圧電基板の断面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・圧電基板 ２，２１・・・表面電極 ３，３１・・・裏面電極 ４，５・・・サポート

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【手続補正書】

【提出日】平成６年４月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す圧電基板の正面図であ
る。

【図２】図１のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。

【図３】従来の電極表面の金属薄膜の状態を示すＳＥＭ
写真である。

【図４】本考案の電極表面の金属薄膜の状態を示すＳＥ
Ｍ写真である。

【図５】従来の周波数エージング特性を示すグラフであ
る。

【図６】銀層に膜厚３オングストロームのクロム層を施
した場合の周波数エージング特性を示すグラフである。

【図７】銀層に膜厚８オングストロームのクロム層を施
した場合の周波数エージング特性を示すグラフである。

【図８】銀層に膜厚５０オングストロームのクロム層を
施した場合の周波数エージング特性を示すグラフであ
る。

【図９】従来の実施例を示す圧電基板の断面図である。

【図１０】従来の他の実施例を示す圧電基板の断面図で
ある。

【符号の説明】 １・・・圧電基板 ２，２１・・・表面電極 ３，３１・・・裏面電極 ４，５・・・サポート

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電基板の表裏面に多層電極を設け、前
   記電極の第１層目を銀または金からなる電極層、第２層
   目をクロムからなる電極層を設けた圧電振動子の電極構
   造において、前記クロム層の膜厚を３〜８オングストロ
   ームとしたことを特徴とする圧電振動子の電極構造。