JPH09102727A - 振動子とその製造方法 - Google Patents

振動子とその製造方法

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JPH09102727A
JPH09102727A JP25845195A JP25845195A JPH09102727A JP H09102727 A JPH09102727 A JP H09102727A JP 25845195 A JP25845195 A JP 25845195A JP 25845195 A JP25845195 A JP 25845195A JP H09102727 A JPH09102727 A JP H09102727A
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JP
Japan
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layer
layers
vibrator
diaphragm
electrodes
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Application number
JP25845195A
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English (en)
Inventor
Mitsuhiro Furukawa
光弘 古川
Hideki Higashiya
秀樹 東谷
Seiichiro Sakaguchi
誠一郎 坂口
Zenichi Tsuru
善一 鶴
Keizaburo Kuramasu
敬三郎 倉増
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は振動子とその製造方法に関するもの
で、振動特性の劣化を防ぐことを目的とする。 【解決手段】 そしてこの目的を達成するために本発明
は、振動部7の励振用電極8,9を、Au層8a,9a
下にTi層8b,9b、その下にTiN層8c,9c、
さらにその下にTiO層8d,9dを設けて構成したも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は通信機器などに用い
られる水晶などの振動子とその製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の振動子は、振動板と、こ
の振動板の表、裏面を覆うとともに、その外周部で前記
振動板の外周部を挟持した第1、第2のカバーとを備
え、前記振動板は、前記第1、第2のカバーによる挟持
部内方に舌片状の振動部を有し、この振動板の表、裏面
には励振用電極を形成していた。また、励振用電極はA
u層の下に、Auと振動板との密着性を向上させるため
にCr層を設けて形成されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例における振
動板と、第1または第2のカバーとの接合、あるいは振
動板と接合された第1または第2のカバーのアニール
は、振動板として水晶を用いた場合、その相転移点より
も低い500℃の雰囲気中で加熱することにより行うの
であるが、この加熱時に励振用電極の下層のCrが激し
く上層のAu中に拡散し、CrがAuの表面で酸化し、
この時に表面に3000〜5000オングストロームの
高さを持つ突起物が形成される。この突起物は振動子の
振動特性を劣化させる原因となり、また、励振用電極の
表面に酸化膜層ができるため、カバーに設けられた貫通
孔を通して外部に電極を取り出す際の抵抗値が大きくな
り、結果的にCi値を大きくしてしまう。
【0004】そこで本発明は振動特性の劣化がなく、し
かもCi値も大きくならないようにすることを目的とす
るものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】そしてこの目的を達成す
るために本発明は、励振用電極を、Au層下にTiN層
をさらにその下にTiO層を設けることによって、加熱
処理による表面での酸化を抑え、加熱処理後の励振用電
極の表面に突起物ができず、振動子の振動特性の劣化を
防ぐことができる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、振動板と、この振動板の表、裏面を覆うとともに、
その外周部で前記振動板の外周部を挟持した第1、第2
のカバーとを備え、前記振動板は、前記第1、第2のカ
バーによる挟持部内方に舌片状の振動部を有し、この振
動部の表、裏面には励振用電極を形成し、これらの表、
裏面の励振用電極からはそれぞれ振動部の根元部分を介
してリード電極を引き出し、これら表、裏のリード電極
は前記第1あるいは第2のカバーの貫通孔内に設けた導
体を介してそれぞれ第1、第2の外部電極と導通させた
振動子において、前記励振用電極はAu層の下に少なく
ともTiN層とさらにその下にTiO層を設けて形成し
たものであり、加熱処理による表面での酸化を抑え、振
動子の振動特性の劣化を防ぐことができる。
【0007】請求項2に記載の発明は、Au層とTiN
層の間にTi層を介在させたものであり、Au層とTi
N層との密着性を高め耐環境性に優れたものとできる。
【0008】請求項3に記載の発明は、TiO層を2.
0×10-6Torr以下の真空内に窒素と少なくともO
2またはH2Oを含むガスを導入し、略1.0×10-5
orrでTiを1オングストローム/Sで蒸着すること
によって形成し、その後酸素の導入を止めてTi層を形
成するもので、励振用電極が効率的に形成できることに
なる。
【0009】請求項4に記載の発明は、窒素と酸素の混
合ガスとしてその酸素の比率を5%以下として蒸着する
ものであり、これによって高品質なTiN層の形成が可
能となる。
【0010】請求項5に記載の発明は、TiO層を2.
0×10-6Torr以下の真空内に窒素と少なくとも酸
素またはH2Oを含むガスを導入し、略1.0×10-5
TorrでTiを1オングストローム/Sで蒸着するこ
とによって形成し、その後、酸素の導入を止めTiN層
を形成し、さらにその後窒素の導入を止め、Ti層を形
成するものであり、効率的に励振用電極を形成すること
ができる。
【0011】さらに請求項6に記載の発明は、窒素と酸
素の混合ガスを酸素の比率を5%以下としてTiO層を
蒸着形成するもので、高品質な励振用電極の形成が行え
ることになる。
【0012】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。 (実施の形態1)図1において1は振動板で、板厚10
0μmの水晶板で構成されている。振動板1の表、裏面
には、板厚400μmの水晶板よりなるカバー2,3が
水晶の相転移点より低い温度で加熱、加圧した状態で水
晶どうしの直接接合により接合されている。尚、この図
1における4,5は、外部電極でカバー3の裏面の両側
部分に配置されている。
【0013】前記振動板1は、図2及び図3に示すよう
にその内方にU字状の切溝6が形成され、これにより舌
片状の振動部7が形成されている。この振動部7の表、
裏面には、励振用電極8,9が形成され、各々振動部7
の根元部分10を介してそのリード電極11,12が引
き出されている。この内リード電極11の端部は、図2
から図5に示すごとく振動板1をスルーホール13によ
り貫通し、その後図3に示すごとく振動部7の側方を通
って根元部10の反対側に延長されて接続部14を形成
している。またリード電極12は、根元部10側におい
て接続部15を形成している。
【0014】そしてこれらの接続部14,15に対応す
るカバー3に形成された貫通孔16,17内の導体18
を介して各々外部電極4,5に接続されている。尚、カ
バー2,3は、その外周部で振動板1の表、裏面の外周
部を挟持し、また直接接合されているものであるが、そ
れは振動板1の切溝6の外周部において接合されている
のであって、リード電極11が振動部7の側方を通過し
ている部分については、その外方においてカバー3と接
合されている。
【0015】そして、このように振動板1の裏面側にお
いて、振動部7の側方にリード電極11を形成するため
に、図5、図6から明らかなように振動板1はカバー
2,3との挟持部分だけを板厚を厚くし、振動部7及び
リード電極11,12を形成する部分などはエッチング
によりその板厚を薄くしている。図4は、このエッチン
グ工程後の振動板1を明確に表しており、枠線19に対
応する裏面部分がエッチングによりその板厚が薄くなっ
ているのである。また、この枠線19の外周部分がカバ
ー2,3によって挟持接合される部分であり、この図4
からも明らかなように、振動板1の長手方向側の挟持幅
20は、短方向の挟持幅21よりも広くしている。
【0016】また図3のごとくリード電極11を振動部
7の側方に設けたので、当然のこととして、振動部7は
振動板1の中心部より一方側へずれている。
【0017】尚、根元部10における切溝6の切り込み
は、図4のごとく半円形状となっており、これにより過
大な衝撃が加わった際にもクラックが生じにくくなるの
である。
【0018】貫通孔16,17はカバー3の単板状態で
サンドブラスト加工により設けられたものであって、略
円錐台形状をしている。このカバー3は上記サンドブラ
スト加工後に純水で洗浄し、表面及び貫通孔16,17
内の埃等を除去する。そして次にこのカバー3と水晶製
の振動板1とを接合し、その後水晶製のカバー3の相転
移点である573℃よりも低い500℃で1時間加熱処
理(この場合はアニールの表現の方が適切で、以下アニ
ールという)を行った。このアニールの結果、貫通孔1
6,17形成時にその内壁面に形成されたクラックは消
失することとなる。
【0019】このアニールの際5.0×10-5Torr
以下の高真空でアニールすることによって励振用電極
8,9の表面での酸化を抑え、振動子特性の劣化を防い
でいる。
【0020】図7は振動板1の振動部7、励振用電極
8,9の要部断面図であり、Au層8a,9aとその下
のTi層8b,9bとその下のTiN層8c,9cとそ
の下のTiO層8d,9dの積層構造によって励振用電
極8,9を構成することによって、アニール処理によっ
て励振用電極8,9の比抵抗が大きくなるのを防ぎ、C
i値の劣化を防ぎ、Auの水晶界面への拡散による密着
性の低下を防ぎ、耐環境性の低下を防ぐことができる。
【0021】また水晶との密着層として設けたTiO層
8d,9dは、Ti蒸着中に窒素と酸素の混合ガスを導
入し、Tiの蒸発レートと真空度と窒素と酸素の混合比
率を制御することによって得ることができ、Auの拡散
防止および、TiO層とTi層の接着層として設けたT
iN層8c,9cは、Ti蒸着中に窒素を導入し、Ti
蒸発レートと真空度を制御することによって得ることが
できる。
【0022】このときのTi蒸着レートは1オングスト
ローム/S、真空度は初め2.0×10-6Torrまで
真空に引き、後に窒素に約3%の酸素を混入したガスを
導入して、1.0×10-5Torrに保つ。このように
して、TiO層8d,9dを形成し、この後、酸素の供
給を止め、1.0×10-5Torrに再度保ちながら、
TiN層8c,9cを形成し、この後、窒素の導入を止
めTi層8b,9bを設けても良く、このようにしてT
i層8b,9bを設ければAu層8a,9aとの密着を
さらに向上させ、耐環境性に優れた励振用電極8,9を
形成できる。
【0023】または、水晶との密着層として設けたTi
O層8d,9dは、5.0×10-5Torr真空に到達
した後、窒素のみを導入し、Tiの蒸着レートを1オン
グストローム/Sとして蒸着することで得ることがで
き、その後TiN層8c,9cは窒素の導入量を増加さ
せ、1.0×10-5Torrに保ち、Tiの蒸着レート
を1オングストローム/Sとして蒸着することで得るこ
とができる。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明は、振動部の励振用
電極は、Au層以下に、Ti層をさらにその下にTiO
層を設けて構成したので、加熱処理後の励振用電極の表
面での酸化を抑え、この励振用電極の表面に突起物がで
きるのを防ぐことができ、また、Auの水晶界面への拡
散を抑え、密着性の低下を防ぐことができ、この結果、
振動子の特性の劣化を防ぐことができ、Ci値の低下を
防ぐこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の斜視図
【図2】その分解斜視図
【図3】その分解斜視図
【図4】振動板の上面図
【図5】図4の振動板にカバーを接合した振動子のA−
A断面図
【図6】図4の振動板にカバーを接合した振動子のB−
B断面図
【図7】振動板の振動部、励振用電極の要部断面図
【符号の説明】
1 振動板 2 カバー 3 カバー 4 外部電極 5 外部電極 6 切溝 7 振動部 8 励振用電極 8a Au層 8b Ti層 8c TiN層 8d TiO層 9 励振用電極 9a Au層 9b Ti層 9c TiN層 9d TiO層 10 根元部 11 リード電極 12 リード電極 13 スルーホール 14 接続部 15 接続部 16 貫通孔 17 貫通孔 18 導体
フロントページの続き (72)発明者 鶴 善一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 倉増 敬三郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 振動板と、この振動板の表、裏面を覆う
    とともに、その外周部で前記振動板の外周部を挟持した
    第1、第2のカバーとを備え、前記振動板は、前記第
    1、第2のカバーによる挟持部内方に舌片状の振動部を
    有し、この振動部の表、裏面には励振用電極を形成し、
    これらの表、裏面の励振用電極からはそれぞれ振動部の
    根元部分を介してリード電極を引き出し、これら表、裏
    のリード電極は前記第1あるいは第2のカバーの貫通孔
    内に設けた導体を介してそれぞれ第1、第2の外部電極
    と導通させた振動子において、前記励振用電極はAu層
    の下に少なくともTiN層とさらにその下にTiO層を
    設けて形成した振動子。
  2. 【請求項2】 Au層とTiN層の間にTi層を介在さ
    せた請求項1に記載の振動子。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の振動子のTiO層は
    2.0×10-6Torr以下の真空内に窒素と少なくと
    もO2またはH2Oを含むガスを導入し、略1.0×10
    -5TorrでTiを1オングストローム/Sで蒸着する
    ことによって形成し、その後、酸素の導入を止めてTi
    N層を形成する振動子の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の窒素と酸素の混合ガス
    は、その酸素の比率を5%以下として蒸着することによ
    って形成する振動子の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項2に記載の振動子のTiO層は、
    2.0×10-6Torr以下の真空内に窒素と少なくと
    も酸素またはH2Oを含むガスを導入し、略1.0×1
    -5TorrでTiを1オングストローム/Sで蒸着す
    ることによって形成し、その後、酸素の導入を止めTi
    N層を形成し、さらにその後、窒素の導入を止め、Ti
    層を形成する振動子の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の窒素と酸素の混合ガス
    は、その酸素比率を5%以下として蒸着することによっ
    て形成する振動子の製造方法。
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