TW201436310A - 壓電元件 - Google Patents
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Abstract
一種壓電元件，包括：壓電振動片、蓋體部、及基體部。所述壓電振動片具有：振動部；包圍振動部的框部；設置在所述振動部的激振電極；及設置在所述框部、且與所述激振電極電連接的引出電極。蓋體部接合於壓電振動片的表面。基體部接合於壓電振動片的背面，且具有與引出電極電連接的外部電極。所述框部是：在所述框部的表面及背面中的至少一方、且與引出電極相對應的外周緣部分，設置著能夠形成鈍態的金屬層。
Description
本申請案主張在日本專利局申請的日本專利申請號為2013-047714，申請日為2013年3月11日的優先權，藉由參照將全部內容編入至本申請案中。
本揭露涉及一種壓電元件(piezoelectric device)。
作為壓電元件，經由接合材料將蓋體部接合於水晶振動片等壓電振動片的表面(一主面)，並且同樣地經由接合材料將基體部接合於背面(另一主面)這一類型已為人所知。該類型中所使用的壓電振動片包括：以規定的振動數進行振動的振動部；以包圍振動部的方式而形成的框部；以及將振動部及框部予以連結的連結部。而且，在壓電振動片的振動部的表面及背面分別形成著激振電極，從各激振電極到框部為止分別形成著引出電極。並且，該引出電極電連接於基體部的外部電極。
例如，日本專利特開2010-200118號公報中公開了一種壓電元件，其蓋體部及基體部夾著壓電振動片，所述壓電振動片包括從激振電極引出到框部的引出電極。而且，該壓電振動片中具備的引出電極形成到框部的最外周為止。即便在將蓋體部或基體部接合於壓電振動片的狀態(也就是作為壓電元件而完成的狀態)下，也成為引出電極的側面露出在外部
的狀態。
日本專利特開2010-200118號公報所示的壓電元件是：引出電極的側面露出在外部。因此，成為暴露於外部氣體的狀態。有時引出電極中所使用的金屬會因大氣中的水分而腐蝕(溶解)。由於該腐蝕，蓋體部或基體部對壓電振動片的接合強度下降。結果是，有著蓋體部或基體部從壓電振動片剝離等、導致壓電元件的破損的可能。而且，一般來說，壓電元件的內部空間(保持振動部的空間)內是由真空等規定環境而形成。然而，外部氣體會經由腐蝕的引出電極進入到內部空間，從而有引起振動數的變動或激振電極的破損等、導致壓電元件的可靠性降低的可能。
因此，需要有一種壓電元件，不容易受到上述缺點的影響。
本揭露的壓電元件包括：壓電振動片、蓋體部、及基體部。所述壓電振動片具有：振動部；包圍振動部的框部；設置在所述振動部的激振電極；及設置在所述框部、且與所述激振電極電連接的引出電極。蓋體部接合於壓電振動片的表面。基體部接合於壓電振動片的背面，且具有與引出電極電連接的外部電極。所述框部是：在所述框部的表面及背面中的至少一方、且與引出電極相對應的外周緣部分，設置著能夠形成鈍態的金屬層。
100、200、300、400、500、600‧‧‧壓電元件
100a、200a、300a、400a、500a、600a‧‧‧側面
110‧‧‧蓋體部
111、121‧‧‧凹部
112、122‧‧‧接合面
120‧‧‧基體部
123‧‧‧連接電極(連接配線)
124‧‧‧外部電極
125‧‧‧凹陷部電極(連接配線)
126‧‧‧凹陷部(切口部)
130、230、330、430、530、630‧‧‧壓電振動片
131‧‧‧振動部
131a‧‧‧振動部的表面(+Y側的面)
131b‧‧‧振動部的背面(-Y側的面)
131c‧‧‧振動部的+Z側的端面
131d‧‧‧一部分區域
131e‧‧‧振動部的-X側的端面
132‧‧‧框部
132a‧‧‧表面
132b‧‧‧背面
132c‧‧‧框部的內側的側面
132d‧‧‧相向區域
133‧‧‧連結部
133a‧‧‧連結部的表面(+Y側的面)
133b‧‧‧連結部的背面(-Y側的面)
133c‧‧‧連結部的+Z側的端面
134a、134b‧‧‧激振電極
135a、135b、235a、235b、335a、335b、435a、435b、535a、535b、635a、635b‧‧‧引出電極
136‧‧‧貫通孔
137、138、237、238、337、338、437、438、637、638‧‧‧外周緣部分
137a、237a、337a、437a‧‧‧表側區域
137b、237b、337b、437b‧‧‧背側區域
140‧‧‧空腔
141、142‧‧‧接合材料
151、152、251、252、351、352、451、452、551、552、651、652‧‧‧金屬層
253、254‧‧‧內側部分
335c、335d‧‧‧外側端面
537、538‧‧‧區域(外周緣部分)
W1：W2、W3‧‧‧寬度
X、Y、Z‧‧‧軸
圖1A表示第一實施方式的壓電元件的剖面圖。
圖1B是從表面側觀察的壓電振動片的表面的平面圖。
圖1C是從表面側觀察的壓電振動片的背面的平面圖。
圖2是第一實施方式的壓電元件的分解立體圖。
圖3A表示第二實施方式的壓電元件的剖面圖。
圖3B是從表面側觀察的壓電振動片的表面的平面圖。
圖3C是從表面側觀察的壓電振動片的背面的平面圖。
圖4A表示第三實施方式的壓電元件的剖面圖。
圖4B是從表面側觀察的壓電振動片的表面的平面圖。
圖4C是從表面側觀察的壓電振動片的背面的平面圖。
圖5A表示第四實施方式的壓電元件的剖面圖。
圖5B是從表面側觀察的壓電振動片的表面的平面圖。
圖5C是從表面側觀察的壓電振動片的背面的平面圖。
圖6A表示第五實施方式的壓電元件的剖面圖。
圖6B是從表面側觀察的壓電振動片的表面的平面圖。
圖6C是從表面側觀察的壓電振動片的背面的平面圖。
圖7A表示第六實施方式的壓電元件的剖面圖。
圖7B是從表面側觀察的壓電振動片的表面的平面圖。
圖7C是從表面側觀察的壓電振動片的背面的平面圖。
以下，一邊參照附圖，一邊對實施方式的壓電元件進行說明。但是，本揭露並不限定為以下說明的內容。而且，以下的實施方式中，在附圖中為了說明實施方式，將一部分放大或加強地進行記載等而適當地變更比例尺來表現。而且，在除圖1A、圖3A、圖4A、圖5A、圖6A、及圖7A等剖面圖之外的附圖中，附影線部分表示導電性的膜。
<第一實施方式>
如圖1A及圖2所示，壓電元件100包括：蓋體部110、基體部120、以及壓電振動片130。另外，圖1A表示沿著圖2的IA-IA剖面的構成。以下的說明中，將壓電元件100的長邊方向設為X軸方向，壓電元件100的高度方向設為Y軸方向，與X軸方向及Y軸方向垂直的方向設為Z軸方向來進行說明。
壓電振動片130、蓋體部110及基體部120中，使用例如AT切割的水晶材料。AT切割為如下的加工方法，即，具有在廣溫度範圍內獲得穩定的頻率特性等優點。AT切割是：在作為人工水晶的3個結晶軸的電軸、機械軸及光學軸中，相對於光學軸、以繞結晶軸傾斜35°15'的角度進行切割。
壓電振動片130包括：以規定的振動數進行振動的振動部131；包圍振動部131的框部132；以及將振動部131與框部132予以連結的連結部133。在振動部131的表面(+Y側的面)131a及背面(-Y側的面)131b，分別形成著激振電極134a、激振電極134b。從激振電極134a、激振電極134b開始，經由連結部133的表面(+Y側的面)133a及背面(-Y側的面)133b，到框部132的表面132a及背面132b分別形成著引出電極135a、引出電極135b。在振動部131與框部132之間且除連結部133外的部分，形成著沿Y軸方向貫通壓電振動片130的貫通孔136。
基體部120如圖1A及圖2所示形成為矩形的板狀。基體部120包括：形成在表面(+Y側的面)的凹部121；包圍凹部121的接合面122；以及設置在接合面122的4個角部中、成為對角的2個角部的連接電極123。接合面122是經由接合材料142，而接合於壓電振動片130的框部132的背面132b。
在基體部120的背面(-Y側的面)，分別設置著作為一對安裝端子的外部電極124。在基體部120的4個角部的側面形成著凹陷部
(castellation)(切口部)126。在4個凹陷部126中的設置著連接電極123的2個凹陷部126中，分別形成著凹陷部電極125。凹陷部電極125將連接電極123與外部電極124進行電連接。2個連接電極123中的其中一個與壓電振動片130的引出電極135a電連接。連接電極123中的另一個與壓電振動片130的引出電極135b電連接。
蓋體部110如圖1A及圖2所示形成為矩形的板狀。蓋體部110包括：形成在背面(-Y側的面)的凹部111；以及包圍凹部111的接合面112。接合面112是經由接合材料141，而接合於壓電振動片130的框部132的表面132a。
這樣，壓電元件100在壓電振動片130的表面側配置著蓋體部110，在背面側配置著基體部120。在壓電元件100的內部，由蓋體部110的凹部111及基體部120的凹部121，而形成著空腔140。空腔140中配置著壓電振動片130的振動部131。空腔140是由配置在蓋體部110的接合面112與框部132的表面132a之間的接合材料141、及配置在基體部120的接合面122與框部132的背面132b之間的接合材料142而密封。空腔140是設定為：例如真空環境或氮氣或氬氣等惰性氣體環境等。
而且，在將基體部120接合於壓電振動片130時，形成於框部132的引出電極135a、引出電極135b分別與形成於基體部120的2個連接電極123電連接。因此，各個激振電極134a、激振電極134b經由連接電極123及凹陷部電極125而與各個外部電極124電連接。連接電極123及凹陷部電極125為將激振電極134a、激振電極134b與外部電極124予以連接的連接配線。
形成於壓電振動片130的各電極成為具有如下兩層的兩層結構，即，形成於構成壓電振動片130的水晶片的表面的第一金屬層、與形成於
該第一金屬層的表面的第二金屬層。第一金屬層具有提高各電極對構成壓電振動片130的水晶片的密接性的作用。第一金屬層例如是使用鎢酸鎳(NiW)等而形成。另外，作為第一金屬層，除使用鎢酸鎳以外，也可使用包含鎳(Ni)的其他合金(例如鎳與鈦(Ti)的合金、或鎳與銅(Cu)的合金等)，還可使用鎳單體。而且，所述第一金屬層除第一實施方式以外，也可應用於後述的其他第二實施方式~第六實施方式。第二金屬層具有確保導電性且保護電極的作用，例如使用金(Au)等而形成。金(Au)的化學性穩定，因而可保護各電極以免受腐蝕等。
而且，引出電極135a如圖1B所示，在與激振電極134a電連接的狀態下，在壓電振動片130的表面形成於靠近+Z側及-X側的矩形的區域(圖1B中為左下的區域)。在該區域中，也包含貫通孔136的一部分。該引出電極135a從激振電極134a以帶狀引出，跨越振動部131的表面131a的一部分、連結部133的表面133a的一部分、框部132的表面132a的一部分而形成。
進而，引出電極135a也分別形成在振動部131中的+Z側的端面131c的一部分區域131d、振動部131中的-X側的端面131e、連結部133中的+Z側的端面133c、以及框部132的內側的側面132c中的與一部分區域131d及端面131e相向的相向區域132d。而且，引出電極135a也形成在框部132的背面132b的一部分區域(參照圖1C)。設置在框部132的表面132a及背面132b的引出電極135a經由一部分區域131d等而電連接。另外，引出電極135a中，設置於框部132的表面132a等的區域、與設置於背面132b的區域，除從激振電極134a延伸的帶狀部分外，在從Y方向觀察時大致重疊。而且，該引出電極135a不與設置於壓電振動片130的背面的激振電極134b及引出電極135b電連接。
另一方面，引出電極135b如圖1C所示，在與激振電極134b電連接的狀態下，在壓電振動片130的背面形成於-Z側的區域(圖1C中為上側的區域)。該引出電極135b跨越振動部131的背面131b的一部分、連結部133的背面133b的一部分、以及框部132的背面132b的一部分。
此外，引出電極135b從激振電極134b的-X側的邊朝向-X方向而形成為帶狀，且以沿著框部132從-Z方向而向+X方向、並繼續向+Z方向折返的方式形成。引出電極135b僅形成於壓電振動片130的背面，而未形成於表面。另外，如所述那樣，該引出電極135b不與激振電極134a及引出電極135a電連接。
而且，如圖1B及圖1C所示，引出電極135a、引出電極135b分別在表面132a及背面132b跨越框部132的寬度W1、寬度W2、寬度W3的大致整體而形成。寬度W1在框部132中的-X側的部分由X方向的長度表示，寬度W2在框部132中的+Z側的部分由Z方向的長度表示，寬度W3在-Z側的部分由Z方向的長度表示。由於如所述那樣使用廣區域，所以由引出電極135a、引出電極135b引起的電阻的上升得到抑制，從而壓電振動片130的晶體阻抗(crystal impedance)值的上升得到抑制。
在壓電振動片130的外周緣，如圖1A所示，在框部132的表面132a及背面132b與引出電極135a、引出電極135b之間，分別由例如鉻(Cr)等可形成鈍態的金屬材料而形成著金屬層151、金屬層152。作為構成金屬層151、金屬層152的金屬材料，除鉻(Cr)之外，可使用例如鋁(Al)或鈦(Ti)、或它們的合金等。
金屬層151是形成於框部132的表面132a及背面132b中的、與引出電極135a相對應的外周緣部分137。金屬層151形成於外周緣部分137的優點為如下所示。金屬層151中使用的鉻的電阻值比金等大，此外還具
有向鎢酸鎳或金擴散的性質。因此，如果例如鉻形成於激振電極134a或引出電極135a、引出電極135b的整個下表面，則作為電極整體的電阻值會增大，從而會導致晶體阻抗(crystal impedance，CI)值的上升。另一方面，鉻僅形成於外周緣部分137，由此可減少鉻的使用量，從而可避免電極整體的電阻值增大而防止CI的劣化。
外周緣部分137具有：表側區域137a與背側區域137b。如圖1B所示，在表側區域137a包含：沿著表面132a中-X側的邊而向+Z方向延伸至角部為止的帶狀的區域；以及從該角部沿著+Z側的邊而向+X方向延伸至中途為止的帶狀的區域。而且，如圖1C所示，在背側區域137b包含：沿著背面132b中-X側的邊而向+Z方向延伸至角部為止的帶狀的區域；以及從該角部沿著+Z側的邊而向+X方向延伸的帶狀的區域。另外，表側區域137a與背側區域137b是以從Y方向觀察時重疊的方式而配置。
金屬層152是形成於框部132的背面132b中的、與引出電極135b相對應的外周緣部分138。該外周緣部分138包含：沿著背面132b中-X側的邊而向-Z方向延伸至角部為止的帶狀的區域；從該角部沿著-Z側的邊而向+X方向延伸至角部為止的帶狀的區域；以及從該角部沿著+X側端邊而向+Z方向延伸至中途為止的帶狀的區域。這樣，金屬層151、金屬層152配置在框部132的外周緣部分137、外周緣部分138，因此，如例如圖1A所示，端面連同引出電極135a、引出電極135b而一起露出在壓電元件100的側面100a。
金屬層151、金屬層152與引出電極135a、引出電極135b在外周緣部分137、外周緣部分138積層，因而，構成金屬層151、金屬層152的金屬原子(例，鉻原子)的一部分隨時間的經過，而向引出電極135a、引出電極135b的內部擴散(尤其向第一金屬層的NiW中擴散)。然後，擴
散至引出電極135a、引出電極135b的內部的金屬原子的一部分因到達壓電元件100的側面100a而與外部氣體接觸，從而形成氧化被覆膜。由此，成為在引出電極135a、引出電極135b的外側的端面，產生阻礙腐蝕作用等的氧化被覆膜的狀態、也就是形成鈍態的狀態，引出電極135a、引出電極135b的端面(尤其NiW等第一金屬層的端面)由鈍態而被覆，從而不與外部氣體接觸。
如以上那樣，根據第一實施方式，形成於引出電極135a、引出電極135b的外周緣部分137、外周緣部分138的金屬層151、金屬層152，在引出電極135a、引出電極135b的端面形成鈍態，因而，引出電極135a、引出電極135b(尤其NiW等第一金屬層)的腐蝕等得到抑制。由此，防止蓋體部110或基體部120的接合不良等壓電元件100的破損，並且維持接合部分的密封，因而可保持空腔140內的環境，且確保壓電元件100的動作可靠性。
然後，對所述那樣構成的壓電元件100的製造方法進行說明。在製造壓電振動片130的情況下，進行了：從例如對人工水晶進行AT切割製作而成的晶圓(wafer)，切割出各個壓電振動片130的多倒角。此時，為了使構成壓電振動片130的振動部131具備所需的頻率特性，而調整晶圓的厚度。該厚度調整例如可通過對晶圓中包含振動部131的區域進行蝕刻等來進行。然後，利用光刻(photolithography)法及蝕刻，在晶圓形成振動部131、框部132及連結部133。
然後，對振動部131、框部132及連結部133，形成激振電極134a、激振電極134b、引出電極135a、引出電極135b、金屬層151、金屬層152。首先，在框部132的表面132a及背面132b形成鉻(Cr)層，並以利用光刻法形成金屬層151、金屬層152的方式而圖案化。然後，在振動部131、
框部132及連結部133例如形成導電性膜後，以利用光刻法在表面側及背面側分別形成導電性膜的方式而圖案化。作為該導電性膜，設為如下的兩層構造，即，在下層側配置由鎢酸鎳(NiW)形成的第一金屬層，在上層側配置著由金(Au)形成的第二金屬層。該導電性膜例如利用蒸鍍或者濺射而從晶圓的表面及背面側形成。另外，因預先在晶圓上形成著溝槽或切口等，所以，例如在連結部133的側面等也形成著導電性膜。
在壓電振動片130的製造的同時，也製造蓋體部110及基體部120。就所述蓋體部110及基體部120而言，也與壓電振動片130同樣地進行從各個晶圓切割出各個蓋體部及基體部的多倒角。在蓋體部110，在晶圓的背面利用光刻法及蝕刻形成著凹部111。在基體部120，在晶圓的表面利用光刻法及蝕刻形成著凹部121及凹陷部(切口部)126，並且在規定部位分別形成著連接電極123、外部電極124、凹陷部電極125。
然後，在真空環境下，將形成著蓋體部110的晶圓經由接合材料141而接合於形成著壓電振動片130的晶圓的表面，將形成著基體部120的晶圓經由接合材料142而接合於形成著壓電振動片130的晶圓的背面。然後，沿著預先設定的劃線進行切斷，由此各個壓電元件100完成。另外，作為壓電元件100的製造方法，並不限定於以上的方法，可使用各種方法。
<第二實施方式>
然後，對第二實施方式的壓電元件200進行說明。以下的說明中，對與第一實施方式相同或同等的構成部分，附上相同符號並省略或簡化說明。
如圖3A~圖3C所示，壓電元件200中，形成於壓電振動片230的引出電極235a、引出電極235b並未形成至框部132的外周緣。所述引出電極235a、引出電極235b的外周緣在表面132a及背面132b均與框部132
的外周緣隔開而形成。金屬層251、金屬層252形成於框部132的表面132a的外周緣部分237及背面132b的外周緣部分238。金屬層251、金屬層252的外周緣形成至框部132的外周緣為止。金屬層251、金屬層252的外周緣的內側部分253、內側部分254是：覆蓋引出電極235a、引出電極235b的外周緣而形成。另外，引出電極235a、引出電極235b中，除框部132的外周緣附近的形狀以外，與第一實施方式所示的引出電極135a、引出電極135b相同。
另外，外周緣部分237與第一實施方式同樣地具有表側區域237a與背側區域237b。在外周緣部分237的表側區域237a及背側區域237b的雙方形成著金屬層251。而且，金屬層251的內側部分253、金屬層252的內側部分254成為：與引出電極235a、引出電極235b積層的狀態。另外，金屬層251、金屬層252使用與第一實施方式的金屬層151、金屬層152相同的金屬材料。而且，金屬層251、金屬層252在壓電元件200的側面200a露出。所露出的表面會因大氣中的水分而氧化，從而形成鈍態的被覆膜(passivation)。
如所述那樣，根據第二實施方式，引出電極235a、引出電極235b的外周緣與框部132的外周緣隔開，且由金屬層251、金屬層252所覆蓋。因此，引出電極235a、引出電極235b的腐蝕等得到抑制。而且，因在金屬層251、金屬層252的露出面形成鈍態的被覆膜，所以可進一步降低由外部氣體造成的影響，從而可抑制引出電極235a、引出電極235b的腐蝕等。由此，與第一實施方式同樣地，可防止蓋體部110等的接合不良，並且可維持接合部分的密封。
該壓電元件200的製造方法中除引出電極235a、引出電極235b及金屬層251、金屬層252的形成以外，與第一實施方式大致相同。當製作
壓電振動片230時，首先，在形成振動部131、框部132、連結部133的方面與第一實施方式相同。然後，引出電極235a、引出電極235b與激振電極134a、激振電極134b一起得到圖案化，接著金屬層251、金屬層252形成於外周緣部分237、外周緣部分238。然後，在蓋體部110及基體部120經由接合材料141、接合材料142而接合於壓電振動片230的方面或沿著劃線被切斷的方面，與第一實施方式相同。
<第三實施方式>
然後，對第三實施方式的壓電元件300進行說明。以下的說明中，對與第一實施方式相同或同等的構成部分，附上相同符號並省略或者簡化說明。
如圖4A~圖4C所示，壓電元件300中，形成於壓電振動片330的引出電極335a、引出電極335b的外周緣與第二實施方式同樣地，與框部132的外周緣隔開而形成。金屬層351、金屬層352形成於框部132的表面132a的外周緣部分337及背面132b的外周緣部分338。金屬層351、金屬層352的外周緣形成至框部132的外周緣為止。金屬層351、金屬層352的內側端面以與引出電極335a、引出電極335b的外側端面335c、外側端面335d接觸的狀態而形成。然而，並不限定為金屬層351、金屬層352的內側端面與引出電極335a、引出電極335b的外側端面335c、外側端面335d接觸，兩者也可隔開。另外，引出電極335a、引出電極335b除框部132的外周緣附近的形狀外，與第一實施方式所示的引出電極135a、引出電極135b相同。
另外，外周緣部分337與第一實施方式同樣地具有表側區域337a與背側區域337b。金屬層351形成於外周緣部分337的表側區域337a及背側區域337b的雙方。而且，金屬層351、金屬層352使用與第一實施方式
的金屬層151、金屬層152相同的金屬材料。而且，引出電極335a、引出電極335b的膜厚與金屬層351、金屬層352的膜厚形成為相同，但也可彼此不同。金屬層351、金屬層352在壓電元件300的側面300a露出。所露出的表面會因大氣中的水分而氧化，從而形成鈍態的被覆膜。
如所述那樣，根據第三實施方式，引出電極335a、引出電極335b的外周緣與框部132的外周緣隔開，且在該隔開的部分形成著金屬層351、金屬層352。因此，引出電極335a、引出電極335b的腐蝕等得到抑制。而且，在金屬層351、金屬層352的露出面形成著鈍態的被覆膜，因而可進一步減輕由外部氣體造成的影響。借此，可抑制引出電極335a、引出電極335b的腐蝕等。由此，與第一實施方式同樣地，可防止蓋體部110等的接合不良，並且可維持接合部分的密封。
該壓電元件300的製造方法中，除引出電極335a、引出電極335b及金屬層351、金屬層352的形成以外，與第一實施方式大致相同。當製作壓電振動片330時，首先，在形成振動部131、框部132、連結部133的方面與第一實施方式相同。然後，於形成引出電極335a、引出電極335b(包含激振電極134a、激振電極134b)、金屬層351、金屬層352中的任一者之後形成另一者。該形成順序不作特別限定。接著，在蓋體部110及基體部120經由接合材料141、接合材料142而接合於壓電振動片330的方面、或沿著劃線被切斷的方面，與第一實施方式相同。
<第四實施方式>
然後，對第四實施方式的壓電元件400進行說明。以下的說明中，對與所述實施方式相同或同等的構成部分，附上相同符號並省略或簡化說明。
如圖5A~圖5C所示，壓電元件400中，形成於壓電振動片430
的引出電極435a、引出電極435b的外周緣與第二實施方式同樣地，是與框部132的外周緣隔開而形成。金屬層451、金屬層452在框部132的表面132a及背面132b，形成於與框部132的外周緣隔開且與框部132的外周緣平行的外周緣部分437、外周緣部分438。金屬層451、金屬層452並未形成至框部132的外周緣，而是夾在框部132與引出電極435a、引出電極435b之間。也就是，在外周緣部分437、外周緣部分438，引出電極435a、引出電極435b與金屬層451、金屬層452成為積層的狀態。另外，金屬層451與金屬層452成為從Y方向觀察時重疊的狀態。而且，引出電極435a、引出電極435b除框部132的外周緣附近的形狀以外，與第一實施方式所示的引出電極135a、引出電極135b相同。
另外，外周緣部分437與第一實施方式同樣地具有表側區域437a與背側區域437b。在外周緣部分437的表側區域437a及背側區域437b的雙方形成著金屬層451。而且，金屬層451、金屬層452使用與第一實施方式的金屬層151、金屬層152相同的金屬材料。金屬層451、金屬層452的外周緣由接合材料141、接合材料142所覆蓋，並未在壓電元件400的側面400a露出。另外，在凹陷部126的部分，引出電極435a、引出電極435b露出(參照圖5A)，如第一實施方式中所說明的那樣，構成金屬層451、金屬層452的金屬原子向引出電極435a、引出電極435b的內部擴散，在引出電極435a、引出電極435b的露出面形成鈍態。
這樣，根據第四實施方式，引出電極435a、引出電極435b的外周緣與框部132的外周緣隔開，且由接合材料141、接合材料142所被覆。因此，引出電極435a、引出電極435b的腐蝕等得到抑制。而且，即便在接合材料141、接合材料142的密封被破壞的情況下，金屬層451、金屬層452(或者擴散至引出電極435a、引出電極435b的表面為止的構成金屬層451、
金屬層452的金屬原子)因與外部氣體接觸而氧化，從而形成鈍態的被覆膜。因此，可抑制引出電極435a、引出電極435b的腐蝕等。由此，與第一實施方式同樣地，可防止蓋體部110等的接合不良，並且可維持接合部分的密封。
該壓電元件400的製造方法中，除引出電極435a、引出電極435b及金屬層451、金屬層452的形成外，與第一實施方式大致相同。而且，在蓋體部110及基體部120經由接合材料141、接合材料142而接合於壓電振動片430的方面、或沿著劃線被切斷的方面，與第一實施方式相同。另外，第四實施方式中，在與框部132的外周緣隔開的位置，對引出電極435a、引出電極435b與金屬層451、金屬層452進行積層。也可取而代之，在相同的位置，如第二實施方式那樣由金屬層覆蓋引出電極的外周緣、或如第三實施方式那樣金屬層與引出電極的外側端面接觸。
<第五實施方式>
然後，對第五實施方式的壓電元件500進行說明。在以下的說明中，對與所述實施方式相同或同等的構成部分，附上相同符號並省略或簡化說明。
如圖6A~圖6C所示，壓電元件500中，形成於壓電振動片530的引出電極535a、引出電極535b的外周緣與第二實施方式同樣地，與框部132的外周緣隔開而形成。金屬層551、金屬層552在框部132的背面132b，形成於與框部132的外周緣隔開且與凹陷部126相對應的矩形的區域(外周緣部分)537、區域538。另外，金屬層551、金屬層552未形成至框部132的外周緣，而是夾在框部132與引出電極535a、引出電極535b之間。也就是在區域537、區域538，引出電極535a、引出電極535b與金屬層551、金屬層552成為積層的狀態。另外，金屬層551未形成於框部132的表面
132a。而且，引出電極535a、引出電極535b除框部132的外周緣附近的形狀外，與第一實施方式所示的引出電極135a、引出電極135b相同。
而且，金屬層551、金屬層552使用與第一實施方式的金屬層151、金屬層152相同的金屬材料。引出電極535a、引出電極535b及金屬層551、金屬層552的外周緣除凹陷部126的部分外，由接合材料141、接合材料142所覆蓋，從而並未露出在壓電元件500的側面500a。在凹陷部126的部分，引出電極535a、引出電極535b露出(參照圖6A)，如第一實施方式中說明的那樣，構成金屬層551、金屬層552的金屬原子向引出電極535a、引出電極535b的內部擴散，在引出電極535a、引出電極535b的露出面形成鈍態。
這樣，根據第五實施方式，引出電極535a、引出電極535b的外周緣與框部132的外周緣隔開，且由接合材料141、接合材料142所被覆。因此，引出電極535a、引出電極535b的腐蝕得到抑制。而且，因在凹陷部126的部分，在引出電極535a、引出電極535b的表面產生鈍態的被覆膜，所以可抑制引出電極435a、引出電極435b的腐蝕等。由此，可與第一實施方式同樣地，防止蓋體部110等的接合不良，並且可維持接合部分的密封。另外，與其他實施方式相比，形成金屬層551、金屬層552的區域537、區域538較小，因而可減少金屬層551、金屬層552中使用的金屬的量。而且，區域537、區域538為矩形這樣的簡單形狀，因而容易圖案化，且可容易製造。
該壓電元件500的製造方法中，除引出電極535a、引出電極535b及金屬層551、金屬層552的形成外，與第一實施方式大致相同。當製作壓電振動片530時，首先，在形成振動部131、框部132、連結部133的方面與第一實施方式相同。然後，金屬層551、金屬層552形成於區域537、區
域538。接著，引出電極535a、引出電極535b與激振電極134a、激振電極134b一起形成。然後，在蓋體部110及基體部120經由接合材料141、接合材料142而接合於壓電振動片530的方面、或沿著劃線被切斷的方面，與第一實施方式相同。另外，第五實施方式中，在與框部132的外周緣隔開的位置，積層引出電極535a、引出電極535b與金屬層551、金屬層552。也可取而代之，在相同的位置，如第二實施方式那樣由金屬層來覆蓋引出電極的外周緣。
<第六實施方式>
然後，對第六實施方式的壓電元件600進行說明。以下的說明中，對與第一實施方式相同或同等的構成部分附上相同符號並省略或簡化說明。
如圖7A~圖7C所示，壓電元件600中，形成於壓電振動片630的引出電極635a、引出電極635b與第一實施方式的壓電振動片130同樣地，在框部132的表面132a及背面132b，均形成至外周緣為止。所述引出電極635a、引出電極635b的形狀與第一實施方式所示的引出電極135a、引出電極135b相同。
金屬層651、金屬層652除激振電極134a、激振電極134b外，與引出電極635a、引出電極635b形成在相同的區域。亦即，金屬層651、金屬層652如圖7B及圖7C所示，形成於振動部131的表面131a及背面131b的一部分、連結部133的表面133a及背面133b、以及框部132的表面132a及背面132b，從而成為該金屬層651、金屬層652與各個引出電極635a、引出電極635b積層的狀態。因此，金屬層651、金屬層652成為引出電極635a、引出電極635b的基底膜。另外，該金屬層651、金屬層652包含框部132的外周緣部分637、外周緣部分638而形成。
而且，引出電極635a與第一實施方式同樣地，分別形成於振動部131的端面131c的一部分區域131d及端面131e、連結部133的端面133c、框部132的內側的側面132c的相向區域132d。在所述一部分區域131d、端面131e、端面133c、及相向區域132d，也形成著金屬層651作為基底膜。另外，金屬層651、金屬層652使用與第一實施方式的金屬層151、金屬層152相同的金屬材料。
由於積層金屬層651、金屬層652與引出電極635a、引出電極635b，所以構成金屬層651、金屬層652的金屬原子向引出電極635a、引出電極635b的內部擴散。然後，向引出電極635a、引出電極635b的內部擴散的金屬原子的一部分因到達壓電元件600的側面600a而與外部氣體接觸，從而由大氣中的水分形成氧化被覆膜。由此，成為在引出電極635a、引出電極635b的外側的端面，產生阻礙腐蝕作用等的氧化被覆膜的狀態也就是形成鈍態的狀態，引出電極635a、引出電極635b由鈍態的膜被覆而不與外部氣體接觸。
這樣，根據第六實施方式，與第一實施方式同樣地，引出電極635a、引出電極635b的外周緣由鈍態的膜被覆。因此，引出電極635a、引出電極635b的腐蝕得到抑制。而且，金屬層651、金屬層652作為引出電極635a、引出電極635b的基底膜而形成得廣。因此，可充分擴散至引出電極635a、引出電極635b，從而可確實地形成鈍態的膜。另外，金屬層651、金屬層652並未形成在激振電極134a、激振電極134b，因而可減小對振動部131的振動特性造成的影響。
該壓電元件600的製造方法中，除引出電極635a、引出電極635b及金屬層651、金屬層652的形成外，與第一實施方式大致相同。當製作壓電振動片630時，首先，在形成振動部131、框部132、連結部133的方面
與第一實施方式相同。然後，在形成著引出電極635a、引出電極635b的區域形成金屬層651、金屬層652。然後，形成激振電極134a、激振電極134b及引出電極635a、引出電極635b。此時，引出電極635a、引出電極635b以積層於金屬層651、金屬層652的狀態而形成。另外，並不限定於首先形成金屬層651、金屬層652，然後形成激振電極134a、激振電極134b及引出電極635a、引出電極635b。例如，也可以如下方式形成引出電極635a、引出電極635b，即，首先形成激振電極134a、激振電極134b，然後形成金屬層651、金屬層652，接著使引出電極635a、引出電極635b積層於該金屬層651、金屬層652。該情況下，金屬層651、金屬層652與引出電極635a、引出電極635b形成於相同的區域，因而利用使用了相同的金屬遮罩的濺射或蒸鍍而形成。然後，在蓋體部110及基體部120經由接合材料141、接合材料142接合於壓電振動片630的方面、或沿著劃線被切斷的方面，與第一實施方式相同。
以上，已對第一實施方式~第六實施方式進行了說明，但本揭露並不限定於所述說明，在不脫離本揭露的主旨的範圍內可進行各種變更。而且，也可適當組合第一實施方式~第六實施方式中說明的內容。例如，也可將第一實施方式應用於壓電振動片的表面，並將第二實施方式應用於背面。而且，第一實施方式~第六實施方式中，在壓電振動片130、壓電振動片230、壓電振動片330、壓電振動片430、壓電振動片530、壓電振動片630與蓋體部110或基體部120的接合中使用接合材料141、接合材料142，但並不限定於此。例如，壓電振動片130等與蓋體部110之間、或壓電振動片130等與基體部120之間也可不使用接合材料141、接合材料142，而利用玻璃接合等直接進行接合。
而且，所述實施方式中，表示水晶振子(壓電振子)來作為壓電
元件，但也可為振盪器。在為振盪器的情況下，在基體部120搭載著積體電路(integrated circuit，IC)等，壓電振動片130的引出電極135a等及基體部120的外部電極124分別連接於IC。而且，所述實施方式中使用水晶振動片作為壓電振動片130。也可取而代之，使用由鉭酸鋰、鈮酸鋰等形成的壓電振動片。而且，使用水晶材料作為蓋體部110及基體部120，也可取而代之，使用玻璃或陶瓷等。
而且，金屬層也可以積層狀態配置在框部與引出電極之間。而且，引出電極也可與框部的外周緣隔開而形成，金屬層也可以覆蓋引出電極的端部的狀態而形成。而且，引出電極也可與框部的外周緣隔開而形成。金屬層也可配置在框部的外周緣與引出電極的端部之間。而且，引出電極也可與框部的外周緣隔開而形成。基體部也可在四個角部形成著用以形成從外部電極連接到引出電極的連接配線的切口部。金屬層也可與經由切口部而露出的引出電極相對應地形成。而且，金屬層也可包含外周緣部分，且與除激振電極外的引出電極相對應地形成。
如根據本實施方式，在引出電極的外周緣部分由金屬層形成鈍態。因此，利用鈍態的被覆膜進行保護而不受大氣中的水分的影響，而引出電極的腐蝕等得到抑制。由此，防止蓋體部等的接合不良等壓電元件的破損，並且維持接合部分的密封，因而內部空間的環境得以保持，從而可確保動作可靠性。
在前述的說明書中，已經說明了本發明的原理、較佳實施方式、與操作模式。然而，所意圖保護的本發明並非被解釋為限制到所揭露的特定實施方式。再者，此處所描述的實施方式僅被視為舉例，而非作為限制。在不脫離發明的主旨的範圍內，能夠進行變形、改變、與均等。據此，所有的變形、改變或均等物均包含在本發明的申請專利範圍所定義的主旨與
範圍中。
100‧‧‧壓電元件
100a‧‧‧側面
110‧‧‧蓋體部
121‧‧‧凹部
112、122‧‧‧接合面
120‧‧‧基體部
123‧‧‧連接電極(連接配線)
124‧‧‧外部電極
125‧‧‧凹陷部電極(連接配線)
126‧‧‧凹陷部(切口部)
130‧‧‧壓電振動片
131‧‧‧振動部
131a‧‧‧振動部的表面(+Y側的面)
131b‧‧‧振動部的背面(-Y側的面)
132‧‧‧框部
132a‧‧‧表面
132b‧‧‧背面
133‧‧‧連結部
133a‧‧‧連結部的表面(+Y側的面)
133b‧‧‧連結部的背面(-Y側的面)
134a、134b‧‧‧激振電極
135a、135b‧‧‧引出電極
136‧‧‧貫通孔
140‧‧‧空腔
141、142‧‧‧接合材料
151、152‧‧‧金屬層
X、Y、Z‧‧‧軸
Claims (9)
- 一種壓電元件，包括：壓電振動片，具有：振動部；包圍所述振動部的框部；設置在所述振動部的激振電極；及設置在所述框部、且與所述激振電極電連接的引出電極；蓋體部，接合於所述壓電振動片的表面；以及基體部，接合於所述壓電振動片的背面，且具有與所述引出電極電連接的外部電極，所述壓電元件的特徵在於：在所述框部的表面及背面中的至少一方、且與所述引出電極相對應的外周緣部分，設置著能夠形成鈍態的金屬層。
- 如申請專利範圍第1項所述的壓電元件，其中：所述金屬層是由鉻、鋁、鈦、鉻合金、鋁合金、鈦合金的群組所選擇的材料而構成。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的壓電元件，其中：所述金屬層是：以積層狀態配置在所述框部與所述引出電極之間。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的壓電元件，其中：所述引出電極與所述框部的外周緣隔開而形成，所述金屬層覆蓋所述引出電極的端部。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的壓電元件，其中：所述引出電極與所述框部的外周緣隔開而形成，所述金屬層配置在所述框部的外周緣與所述引出電極的端部之間。
- 如申請專利範圍第5項所述的壓電元件，其中： 所述金屬層具有端部，所述端部接觸所述引出電極的端部。
- 如申請專利範圍第5項所述的壓電元件，其中：所述金屬層具有：與所述引出電極的膜厚為相同的膜厚。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的壓電元件，其中：所述引出電極與所述框部的外周緣隔開而形成，所述基體部在四個角部形成著切口部，所述切口部用以形成從所述外部電極連接到所述引出電極的連接配線，所述金屬層與經由所述切口部而露出的所述引出電極相對應地形成。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的壓電元件，其中：所述金屬層包含所述外周緣部分，且與除所述激振電極之外的所述引出電極相對應地形成。
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