JP2003188677A - 圧電デバイスとその製造方法及び圧電デバイスを利用した携帯電話装置及び圧電デバイスを利用した電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パッケージ内における圧電振動片と電極の接合
構造において、耐衝撃性に優れると共に、接着力を向上
させること。 【解決手段】パッケージ３６の内部空間Ｓに圧電振動片
３２を収容し、このパッケージの内側に設けた電極３
１，３１と前記圧電振動片の引出し電極７１，７１とが
シリコーン系の導電性接着剤によって接合されることに
より、前記圧電振動片の一部を固定するようにした圧電
デバイスであって、前記引出し電極が、前記圧電振動片
を構成する材料の表面側に設けた下地層７３と、この下
地層の表面側に設けた貴金属による表面貴金属層７２と
を有しており、前記引出し電極の少なくとも前記パッケ
ージ側の電極と対向する前記表面貴金属層７２には、部
分的に前記下地層７３が露出されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動片をパッ
ケージに内蔵した圧電デバイスの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドラ
イブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等
の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、あるいは
ページングシステム等の移動体通信機器において装置の
小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電デバ
イスも小型薄型化が要求されている。また、それととも
に、装置の回路基板に表面実装が可能な表面実装タイプ
の圧電デバイスが求められている。図１６及び図１７
は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略図であ
り、図１６は、圧電デバイスの構成を示す概略平面図、
図１７は、図１６の圧電デバイスのＡ−Ａ線概略断面図
である。

【０００３】図１６及び図１７において、従来の圧電デ
バイス１は、パッケージ６の内部に、圧電振動片２を収
容している。この圧電振動片２は、例えば水晶基板を利
用して形成されている。この圧電振動片２は、パッケー
ジ６の電極部に接合される基部１１と、この基部１１か
ら平行に延びる一対の振動腕４，５を有する音叉型に形
成され、その表面に図示しない駆動用の金属電極が形成
されている。

【０００４】パッケージ６は、セラミック製の２枚のシ
ート１２，１３を積層して内側に所定の内部空間Ｓを形
成するようにし、その全体が矩形状に形成されている。
この内部空間Ｓにおいて、パッケージ６の内側の底部に
は、導電性の接着剤７等を介して、上述した圧電振動片
２の基部１１の引出し電極１２，１２が電極部３，３上
に接合固定されている。そして、この引出し電極１２，
１２は、上述した図示しない駆動用の金属電極と、それ
ぞれ一体に連続して形成されている。また、圧電振動片
２の先端部は自由端とされている。パッケージ６の開放
された上端には、低融点ガラス等のロウ材８を介して、
ガラス製の蓋体９が接合されることにより、封止されて
いる。

【０００５】圧電デバイス１は、以上のように構成され
ており、外部からの駆動電圧が、電極部３と導電性接着
剤７及び引出し電極１２，１２を介して、圧電振動片２
に伝えられる。これにより、圧電振動片２の図示しない
励振電極からの電圧が圧電材料に伝えられることで、一
対の振動腕４，５が屈曲振動を生じ、所定の周波数で振
動する。この振動周波数を外部に取り出すことによっ
て、所定の周波数の出力を得ることができるようになっ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
圧電デバイス１において、圧電振動片２の引出し電極１
２，１２と、パッケージ側の電極部３，３を接合するた
めに使用される導電性接着剤７，７としては、シリコー
ン系の導電性接着剤が使用されている。このシリコーン
系の導電性接着剤は、シリコーン系の樹脂中に、銀粒子
等の導電材料を含有することで、導電性を備えるように
構成されている。そして、シリコーン系の導電性接着剤
は、エポキシ系の接着剤やポリイミド系の接着剤と比べ
て、衝撃力を吸収する能力が高く、このため、落下衝撃
等に対して強いという性能を発揮することができる。

【０００７】しかしながら、図１８（ａ）に示す圧電振
動片２の引出し電極１２，１２は、図１８（ｂ）にその
下面の構造を示すように、下地層としてのクロム（Ｃ
ｒ）１３，１３の下面に金（Ａｕ）被覆部１４，１４を
設けている。このため、上記シリコーン系の導電性接着
剤７，７は、この金被覆部１４，１４と接着される必要
がある。ところが、金被覆部１４，１４は、シリコーン
系の導電性接着剤７，７との接着界面での硬化反応が他
の部分と比較して遅く、このため、接合工程における乾
燥状態の管理が難しくて、接着強度が不足する問題があ
った。

【０００８】そこで、シリコーン系の導電性接着剤７，
７との接着面に金を露出させるのではなく、図１９
（ａ）に示すように、圧電振動片２の表面側に、下地層
１３を形成し、その表面側に金被覆部１４を設け、この
金被覆部１４のさらに表面側にクロム膜１５を形成する
方法が考えられる。あるいは、もっと単純には、図１９
（ｂ）に示すように、圧電振動片２の表面にクロム膜１
５を形成する方法が考えられる。

【０００９】しかし、シリコーン系の導電性接着剤７，
７との接着面を、上述のようにクロム面とすると、接着
剤の濡れ性が良すぎるために、接着面で滑ってしまい、
圧電振動片２を正しく位置決めしにくく、安定して接合
させることが困難となる。

【００１０】本発明の目的は、上述の問題を解決するた
めになされたものであり、パッケージ内における圧電振
動片と電極の接合構造において、耐衝撃性に優れると共
に、接着力を向上させることができる圧電デバイスと、
その製造方法及びこの圧電デバイスを利用した携帯電話
装置及び電子機器を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的は、請求項１
の発明によれば、パッケージの内部空間に圧電振動片を
収容し、このパッケージの内側に設けた電極と前記圧電
振動片の引出し電極とがシリコーン系の導電性接着剤に
よって接合されることにより、前記圧電振動片の一部を
固定するようにした圧電デバイスであって、前記引出し
電極が、前記圧電振動片を構成する材料の表面側に設け
た下地層と、この下地層の表面側に設けた貴金属による
表面貴金属層とを有しており、前記引出し電極の少なく
とも前記パッケージ側の電極と対向する前記表面貴金属
層には、部分的に前記下地層が露出されている、圧電デ
バイスにより、達成される。請求項１の構成によれば、
圧電振動片の引出し電極の少なくともパッケージ側の電
極と対向する前記表面貴金属層には、その全面ではな
く、部分的に下地層を露出させている。これにより、下
地層を露出させた領域に関しては、導電性接着剤に対し
て、濡れ性が向上し、このため、接着力がより強くな
る。すなわち、導電性接着剤にシリコーン系の導電性接
着剤を使用することで、本発明の圧電デバイスは、耐衝
撃性に優れしかも、接着力を向上させた接合構造とする
ことができる。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記表面貴金属層には、前記下地層に代えて、部分
的に前記圧電振動片の材料層が露出されていることを特
徴とする。請求項２の構成によれば、圧電振動片の引出
し電極の少なくともパッケージ側の電極と対向する前記
表面貴金属層には、その全面ではなく、部分的に圧電振
動片の材料層が露出されている。これにより、圧電振動
片の材料層を露出させた領域に関しては、導電性接着剤
に対して、濡れ性が向上し、このため、接着力がより強
くなる。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１または２のい
ずれかの構成において、前記表面貴金属層に部分的に露
出された前記下地層または前記圧電振動片の材料層と、
前記表面貴金属層とが、規則正しい幾何学形状に形成さ
れていることを特徴とする。請求項３の構成によれば、
引出し電極を形成するプロセスで使用するフォトマスク
に規則正しい幾何学形状のパターンを形成しやすい。ま
た、前記下地層または前記圧電振動片の材料層の各領域
の面積比が、必要とされる割合となるように正しく設定
し易い。しかも、引出し電極形成における水晶基板とフ
ォトマスクの位置合わせが正しくおこなわれたか否か
を、形成された引出し電極の幾何学形状の外観を評価す
るだけで、容易に判定することができる。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１ないし３のい
ずれかの構成において、前記圧電振動片の材料層が水晶
であり、前記下地層がクロム（Ｃｒ）またはクロム合金
であることを特徴とする。請求項４の構成によれば、圧
電振動片の材料層として、水晶を選択すると、下地層と
して選定されるクロムの成膜に適している。そして、こ
の水晶またはクロムは、引出し電極の表面に部分的に露
出させた場合に、シリコーン系の導電性接着剤を使用す
ると、高い接着力を発揮できる。

【００１５】請求項５の発明は、請求項１ないし４のい
ずれかの構成において、前記圧電振動片の材料層が水晶
であり、前記表面貴金属層が金（Ａｕ）または金合金で
あることを特徴とする。請求項５の構成によれば、圧電
振動片の材料層として、水晶を選択し、前記表面貴金属
層が金（Ａｕ）または金合金を選択すると、エージング
特性のよい圧電振動片を得ることができる。また、前記
表面貴金属層が金（Ａｕ）または金合金である場合に、
この表面貴金属層について部分的に前記クロムや材料層
を露出させることで、特に、シリコーン系の導電性接着
剤を使用した場合の接合力の向上という効果が期待でき
る。

【００１６】また、上述の目的は、請求項６の発明によ
れば、パッケージの内部空間に圧電振動片を収容し、こ
のパッケージの内側に設けた電極と前記圧電振動片とを
接合する工程を含む圧電デバイスの製造方法であって、
前記圧電振動片の引出し電極が、前記圧電振動片の材料
層の表面側に下地層を形成し、次いで、この下地層の表
面側に表面貴金属層を形成し、さらに、前記表面貴金属
層を部分的に剥離することにより、前記引出し電極の少
なくとも前記パッケージ側の電極と対向する面には、部
分的に前記下地層が露出されるように形成され、前記圧
電振動片の接合工程では、前記パッケージ側の電極面
と、前記引出し電極の前記部分的に前記下地層が露出さ
れた面の間には、シリコーン系の導電性接着剤が適用さ
れることにより、前記パッケージ側の電極と前記圧電振
動片の引出し電極とが接合される、圧電デバイスの製造
方法により、達成される。請求項６の構成によれば、こ
の方法によるプロセスを用いることで、容易に表面貴金
属層に、部分的に下地層を露出させることができる。ま
た、これにより、下地層を露出させた領域に関しては、
導電性接着剤に対して、濡れ性が向上し、このため、接
着力を向上させることができる。

【００１７】請求項７の発明は、請求項６の構成におい
て、前記引出し電極の少なくとも前記パッケージ側の電
極と対向する面には、前記下地層の代わりに、部分的に
前記圧電振動片の材料層が露出されるようにしたことを
特徴とする。請求項７の構成によれば、この方法による
プロセスを用いることで、容易に表面貴金属層に、部分
的に圧電振動片の材料層を露出させることができる。

【００１８】請求項８の発明は、請求項６または７のい
ずれかの構成において、前記表面貴金属層に部分的に露
出された前記下地層または前記圧電振動片の材料層と、
前記表面貴金属層とが、規則正しい幾何学形状に形成さ
れることを特徴とする。

【００１９】請求項９の発明は、請求項６ないし８のい
ずれかの構成において、前記圧電振動片の材料層が水晶
であり、前記下地層がクロム（Ｃｒ）またはクロム合金
であることを特徴とする。

【００２０】請求項１０の発明は、請求項６ないし９の
いずれかの構成において、前記圧電振動片の材料層が水
晶であり、前記表面貴金属層が金（Ａｕ）または金合金
であることを特徴とする、請求項６ないし９のいずれか
に記載の圧電デバイスの製造方法。

【００２１】また、上述の目的は、請求項１１の発明に
よれば、パッケージの内部空間に圧電振動片を収容し、
このパッケージの内側に設けた電極と前記圧電振動片の
引出し電極とがシリコーン系の導電性接着剤によって接
合されることにより、前記圧電振動片の一部を固定する
ようにした圧電デバイスを利用した携帯電話装置であっ
て、前記引出し電極が、前記圧電振動片を構成する材料
の表面側に設けた下地層と、この下地層の表面側に設け
た貴金属による表面貴金属層とを有しており、前記引出
し電極の少なくとも前記パッケージ側の電極と対向する
前記表面貴金属層には、部分的に前記下地層が露出され
ている圧電デバイス、もしくは、部分的に前記圧電振動
片の材料層が露出されている圧電デバイスにより、制御
用のクロック信号を得るようにしたことを特徴とする、
携帯電話装置により、達成される。

【００２２】また、上述の目的は、請求項１２の発明に
よれば、パッケージの内部空間に圧電振動片を収容し、
このパッケージの内側に設けた電極と前記圧電振動片の
引出し電極とがシリコーン系の導電性接着剤によって接
合されることにより、前記圧電振動片の一部を固定する
ようにした圧電デバイスを利用した電子機器であって、
前記引出し電極が、前記圧電振動片を構成する材料の表
面側に設けた下地層と、この下地層の表面側に設けた貴
金属による表面貴金属層とを有しており、前記引出し電
極の少なくとも前記パッケージ側の電極と対向する前記
表面貴金属層には、部分的に前記下地層が露出されてい
る圧電デバイス、もしくは、部分的に前記圧電振動片の
材料層が露出されている圧電デバイスにより、制御用の
クロック信号を得るようにしたことを特徴とする、電子
機器により、達成される。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１ないし図３は、本発明の圧電
デバイスの第１の実施の形態を示しており、図１はその
概略斜視図、図２はその概略平面図、図３は図２のＣ−
Ｃ線概略断面図である。これらの図において、圧電デバ
イス３０は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧
電デバイス３０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２
を収容している。パッケージ３６は、例えば、酸化アル
ミニウムのセラミックグリーンシートを積層後に焼成し
て、浅い箱状に形成されている。各積層基板（図示せ
ず）は、その内側に所定の孔を形成することで、積層し
た場合に内側に所定の内部空間Ｓを形成するようにされ
ている。

【００２４】パッケージ３６の内部空間Ｓ内の図におい
て左端部付近において、内部空間Ｓに露出された底部に
は、Ａｕ及びＮｉメッキが施された電極部３１，３１が
図２に示すように所定の間隔を隔てて形成されている。
電極部３１，３１は、外部と接続されて、駆動電圧を供
給するものである。この各電極部３１，３１の上に導電
性接着剤４３，４３が塗布されており、この導電性接着
剤４３，４３の上に圧電振動片３２の基部５１が載置さ
れて、導電性接着剤４３，４３が硬化されることにより
接合されている。この導電性接着剤４３，４３は、この
実施形態では、シリコーン系樹脂内に銀粒子を含有させ
た、シリコーン系の導電性接着剤が使用されている。こ
のシリコーン系の導電性接着剤は、硬化後において、衝
撃を吸収できる性質を有している。

【００２５】圧電振動片３２は、例えば水晶で形成され
ており、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リ
チウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形
態の場合、圧電振動片３２は、パッケージ３６側と後述
するようにして固定される基部５１と、この基部５１を
基端として、図において右方に向けて、二股に別れて平
行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えており、全体
が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片
が利用されている。本発明の圧電振動片は、このような
音叉型の形状のものに限らず、例えば、水晶等の圧電材
料を矩形状にカットした、所謂、ＡＴカット振動片を利
用するようにしてもよい。

【００２６】圧電振動片３２の基部５１の導電性接着剤
４３，４３と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための
引出し電極７１，７１が形成されており、これにより、
圧電振動片３２は、駆動用電極がパッケージ３６側の電
極部３１，３１と導電性接着剤４３，４３を介して、電
気的に接続されている。この電極部３１，３１は、外部
から、圧電振動片３２に対して、駆動電圧を印加するた
めのものである。すなわち、圧電振動片３２の表面に
は、この圧電振動片３２の励振に必要な複雑なパターン
の図示しない駆動電極または励振電極が形成されてい
る。そして、圧電振動片３２の基部５１の長さ方向の端
部であって、幅方向の両端付近には、図３に示すよう
に、表面７１ａ，及び裏面７１ｂの表裏にわたって、上
記駆動電極または励振電極に対して、駆動電圧を伝える
ために、パッケージ３６側の電極部３１，３１と電気的
に接続される引出し電極７１，７１が形成されている。
この引出し電極７１，７１の詳しい構成は後で説明す
る。

【００２７】パッケージ３６の開放された上端には、低
融点ガラス等のロウ材３３を介して、蓋体３９が接合さ
れることにより、封止されている。蓋体３９は、この蓋
体３９を透過させたレーザ光等により周波数調整を行う
ために、光を透過する材料，例えば、ガラスで形成され
ている。

【００２８】また、この実施形態では、パッケージ３６
を構成する積層基板の中間の基板（図示せず）、図２及
び図３において右端部付近に孔を形成することにより、
この積層基板の厚みに対応した凹部４２が形成されてい
る。この凹部４２は、圧電振動片３２の自由端３２ｂの
下方に位置している。これにより、パッケージ３６に外
部から衝撃が加わった場合に、圧電振動片３２の自由端
３２ｂが矢印方向に振れた場合に、パッケージ３６の内
側底面と当接されることを有効に防止している。

【００２９】図４（ａ）は、圧電振動片３２の基部５１
付近を示す拡大平面図であり、図４（ｂ）は、図４
（ａ）のＢ−Ｂ線切断端面図である。これらの図におい
て、引出し電極７１，７１は、上述したように、実際
は、圧電振動片３２の表面に形成された電極（図示せ
ず）の一部を構成するものであり、その構造は、図４
（ｂ）に示されているように、圧電振動片３２の水晶材
料７５の表面に、下地層としてのクロム（Ｃｒ）層７３
を備えている。このクロム層７３の上には、貴金属膜と
しての金（Ａｕ）被覆層７２を備えている。

【００３０】ここで、通常は、下地層であるクロム層７
３の表面側の全面に貴金属層である金被覆層７２を形成
するのであるが、この実施形態では、図示されているよ
うに、金被覆層７２には、部分的に、その下層であるク
ロム層７３を露出している。具体的には、図４（ａ）に
示されているように、引出し電極７１，７１の表面は、
規則正しい幾何学模様になるように、金被覆層７２とク
ロム層７３が露出されており、図示の場合は、特に、そ
れぞれの引出し電極７１，７１の表面を等しい面積で４
分割して、対角方向に金被覆層７２，７２と、クロム層
７３，７３が並ぶような四角格子状もしくは碁盤目の形
態とされている。これにより、金被覆層７２とクロム層
７３がそれぞれ露出された面積は互いに等しくなってい
る。

【００３１】本実施形態は、以上のように構成されてお
り、圧電デバイス３０では、圧電振動片３２の引出し電
極７１，７１は、部分的にクロム層７３，７３を露出さ
せている。これにより、クロム層７３，７３を露出させ
た領域に関しては、図２及び図３で説明した導電性接着
剤４３，４３に対して、濡れ性が向上し、このため、接
着力がより強くなる。しかも、導電性接着剤４３，４３
にシリコーン系の導電性接着剤を使用することで、圧電
デバイス３０は、耐衝撃性に優れしかも、接着力を向上
させた接合構造とすることができる。

【００３２】ここで、図４においては、引出し電極７
１，７１の表面７１ａと裏面７１ｂの両面に関して、部
分的にクロム層７３，７３を露出させているが、図４に
おける裏面７１ｂについてだけ、クロム層７３を露出さ
せてもよい。すなわち、導電性接着剤４３，４３との主
たる接合面である、引出し電極７１，７１の少なくとも
パッケージ３６側の電極部３１，３１と対向する裏面７
１ｂ，７１ｂにだけ、クロム層７３の露出箇所を形成す
れば、上述した作用効果を得ることができる。また、金
被覆層７２とクロム層７３がそれぞれ露出された面積は
必ずしも互いに等しくする必要はなく、部分的にクロム
層７３が露出されていればよい。さらにまた、金被覆層
７２とクロム層７３の領域分割数は、ひとつの引出し電
極７１において、最低４分割することで、所期の効果を
得ることができる。そして、貴金属層としての金被覆層
７２は、例えば、金合金や銀あるいは銀合金を用いても
よい。下地層としてのクロム層７３は、クロム合金やニ
ッケルあるいはニッケル合金でもよい。

【００３３】図５は、本実施形態の第１の変形例を示し
ている。この第１の変形例では、引出し電極の構成だけ
が、上述の引出し電極７１，７１と異なっており、他の
構成は同じであるから、重複する説明は省略し、相違点
だけを説明する。図５の圧電振動片３２の引出し電極８
１，８１は、その層構造を構成するクロムと金は同じで
あるが、金被覆層７２とクロム層７３が露出されている
形状だけが異なっている。すなわち、引出し電極８１，
８１の表面は、規則正しい幾何学模様になるように、金
被覆層７２とクロム層７３が露出されており、図４
（ａ）の場合と比べると、より細かい四角格子状または
碁盤目模様となるようにされている。したがって、この
第１の変形例の場合も、図４（ａ）の引出し電極７１，
７１を利用した接合構造と同様の作用効果を発揮するこ
とができる。

【００３４】図６及び図７は、圧電デバイス３０の圧電
振動片３２について、の引出し電極７１，７１の製造方
法を示す工程図である。図６（ａ）において、圧電振動
片３２を構成する水晶材料７５の表面に、蒸着またはス
パッタリングもしくはメッキにより、クロム層７３と、
その表面に金被覆層７２を順次形成する。次に、図６
（ｂ）に示すように、金被覆層７２の表面に、レジスト
７６を塗布し、図６（ｃ）に示すように、圧電振動片３
２の外形形状（図２参照）と対応したマスク７７を配置
して、露光する。この場合、マスク７７は、図示されて
いるように、上述した引出し電極７１，７１の間を分離
するための開口を有している。

【００３５】次いで、図６（ｄ）に示すように、露光さ
れたレジスト７６を除去し、続いて、図６（ｅ）に示す
ように、剥離されたレジスト７６の領域に対応する金被
覆層７２とクロム層７３とを、それぞれエッチング液を
用いて除去する。次に、図７（ｆ）に示すように、マス
ク７７及びレジスト７６を除去し、図７（ｇ）に示すよ
うに、再度レジスト７８を全面に塗布する。

【００３６】続いて、図７（ｈ）に示すように、マスク
７９を用意する。このマスク７９は、例えば、図４
（ａ）に示した金被覆層７２，７２の各領域に対応した
箇所を覆う形状とされている。したがって、フォトリソ
グラフィーの手法で、引出し電極７１，７１を形成する
場合において、その表面が、規則正しい幾何学模様にな
るように、金被覆層７２とクロム層７３が露出される形
態とすれば、ここで用いるマスク７９を精密に形成しや
すい。

【００３７】次に、図７（ｉ）に示すように、マスク７
９に隠されていないレジスト７８を露光して、除去す
る。続いて、露出した金被覆層７２を対応するエッチン
グ液で除去して、図７（ｊ）に示すように、残ったレジ
ストを剥離する。以上により、フォトリソグラフィーを
使用したプロセスにより、図４で説明した引出し電極７
１，７１を形成することができる。このように、図６及
び図７の製造工程を実行することで、圧電振動片３２の
引出し電極７１，７１の表面に容易にクロム層７３を部
分的に露出させることができる。また、これにより、ク
ロム層７３を露出させた領域に関しては、導電性接着剤
４３に対して、濡れ性が向上し、このため、接着力を向
上させることができる。

【００３８】図８（ａ）は、圧電デバイス３０の第１の
実施形態に関する第２の変形例を示している。この第２
の変形例では、引出し電極の構成だけが、図４で説明し
た引出し電極７１，７１と異なっており、他の構成は同
じであるから、重複する説明は省略し、相違点だけを説
明する。図８の圧電振動片３２の引出し電極８２，８２
は、その層構造を構成するクロムと金は同じであるが、
金被覆層７２とクロム層７３が露出されている形状だけ
が異なっている。すなわち、引出し電極８２，８２の表
面は、規則正しい幾何学模様になるように、金被覆層７
２とクロム層７３が露出されており、例えば、金被覆層
７２の形状は正方形で、他の金被覆層７２ａの形状は三
角形とされ、金被覆層が二種類の異なる形状とされてい
る。そして、三角形の金被覆層７２ａは、その頂点が、
各引出し電極８２，８２の両側縁に位置して並ぶような
模様とされている。したがって、この第２の変形例の場
合も、図４（ａ）の引出し電極７１，７１を利用した接
合構造と同様の作用効果を発揮することができる。

【００３９】図８（ｂ）は、図８（ａ）の構造の引出し
電極８２，８２を形成するプロセスにおいて、例えば、
マスクのずれにより、引出し電極８２，８２が正しく形
成されなかった場合を示している。図８（ａ）の構造の
引出し電極８２，８２も、図６及び図７で説明したのと
同様の製造工程により形成されるものであり、例えば、
図７（ｈ）で説明したマスクの配置位置が、図８（ｂ）
の矢印Ｂ及びＣの方向の僅かにずれた場合のできあがり
状態を示している。

【００４０】図８（ｂ）によれば、矢印Ｂ方向のずれに
よって、正方形の金被覆層７２とクロム層７３の図にお
ける上下位置のならびが、ずれてしまっていることがわ
かる。また、矢印Ｃ方向のずれにより、左側の引出し電
極８２の側縁において、三角形の金被覆層７２ａの頂点
が切れてしまっていることが観察される。このように、
クロム層７３と、金被覆層７２，７２ａとが、規則正し
い幾何学形状に形成されていることで、クロム層７３と
金被覆層７２の領域がそれぞれ占める面積が、必要とさ
れる面積分だけ形成されているかや、引出し電極８２，
８２形成のプロセスが正しくおこなわれたか否かを、形
成された幾何学形状の外観を評価するだけで、容易に判
定することに利用することができる。さらに、簡易に判
断する手法として、例えば、三角形の金被覆層７２ａの
大きさ自体を製品の公差の範囲として決めておき、引出
し電極８２の端部において、金被覆層７２ａが消えてい
る場合には、不良とするという基準を設けてもよい。

【００４１】図９は、圧電デバイス３０の第１の実施形
態に関する第３の変形例を示している。この第３の変形
例では、引出し電極の構成だけが、図４で説明した引出
し電極７１，７１と異なっており、他の構成は同じであ
るから、重複する説明は省略し、相違点だけを説明す
る。図９の圧電振動片３２の引出し電極８３，８３は、
その層構造を構成するクロムと金は同じであるが、金被
覆層７２とクロム層７３が露出されている形状だけが異
なっている。すなわち、引出し電極８３，８３の表面
は、規則正しい幾何学模様になるように、金被覆層７２
とクロム層７３が露出されており、例えば、金被覆層７
２の形状は正方形で、他の金被覆層７２ｂの形状は回転
させた大きな正方形とされ、金被覆層が二種類の異なる
形状とされている。そして、回転させた大きな正方形の
金被覆層７２ｂは、その頂点が、各引出し電極８３，８
３の両側縁に位置して並ぶような模様とされている。し
たがって、この第３の変形例の場合も、図８（ｂ）と同
様の手法で、引出し電極８３，８３が正しく形成された
か否かについてを判定することができる。

【００４２】図１０は、圧電デバイス３０の第１の実施
形態に関する第４の変形例を示している。この第４の変
形例では、引出し電極の構成だけが、図４で説明した引
出し電極７１，７１と異なっており、他の構成は同じで
あるから、重複する説明は省略し、相違点だけを説明す
る。図１０の圧電振動片３２の引出し電極８４，８４
は、その層構造を構成するクロムと金は同じであるが、
金被覆層７２とクロム層７３が露出されている形状だけ
が異なっている。すなわち、引出し電極８４，８４の表
面は、規則正しい幾何学模様になるように、金被覆層７
２とクロム層７３が露出されており、例えば、金被覆層
７２の形状は正方形で、他の金被覆層７２ｃの形状は、
小さな三角形の頂点どうしを突き合わせたような形状と
され、金被覆層が二種類の異なる形状とされている。そ
して、小さな三角形の頂点どうしを突き合わせたような
形状の金被覆層７２ｃは、各引出し電極８４，８４の両
側縁に位置して並ぶような模様とされている。したがっ
て、この第４の変形例の場合も、図８（ｂ）と同様の手
法で、引出し電極８４，８４が正しく形成されたか否か
を判定することができる。

【００４３】図１１（ａ）は、圧電デバイス３０の第１
の実施形態に関する第５の変形例を示している。この第
５の変形例では、引出し電極の構成だけが、図１０で説
明した引出し電極８４，８４と異なっており、他の構成
は同じであるから、重複する説明は省略し、相違点だけ
を説明する。すなわち、引出し電極８５，８５の表面
は、規則正しい幾何学模様になるように、金被覆層７２
とクロム層７３が露出されており、例えば、金被覆層７
２の形状は正方形で、他の金被覆層７２ｃの形状は、小
さな三角形の頂点どうしを突き合わせたような形状とさ
れ、金被覆層が二種類の異なる形状とされている。そし
て、小さな三角形の頂点どうしを突き合わせたような形
状の金被覆層７２ｃは、各引出し電極８５，８５の両側
縁だけでなく、図において、下側の端縁にも並ぶような
模様とされている。

【００４４】図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の構造の引
出し電極８５，８５を形成するプロセスにおいて、例え
ば、マスクのずれにより、引出し電極８５，８５が正し
く形成されなかった場合を示している。図１１（ｂ）か
ら理解されるように、左側の引出し電極８５の側縁に配
置された金被覆層７２ｃの形状と、右側の引出し電極８
５の側縁に配置された金被覆層７２ｃの形状が異なって
いることから、矢印Ｃ方向のパターンずれであることが
容易に判別される。

【００４５】図１２は、本発明の圧電デバイスの第２の
実施形態を示している。図１２（ａ）は、圧電振動片３
２の基部５１付近を示す拡大平面図であり、図１２
（ｂ）は、図１２（ａ）のＤ−Ｄ線切断端面図である。
これらの図において、図４と同じ符号を付した箇所は同
一の構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相
違点を中心に説明する。引出し電極２１，２１は、実際
は、圧電振動片３２の表面に形成された電極（図示せ
ず）の一部を構成するものであり、その構造は、図１２
（ｂ）に示されているように、圧電振動片３２の水晶材
料７５の表面に、下地層としてのクロム（Ｃｒ）層７３
を備えている。このクロム層７３の上には、貴金属膜と
しての金（Ａｕ）被覆層７２を備えている。

【００４６】ここで、通常は、下地層であるクロム層７
３の表面側の全面に貴金属層である金被覆層７２を形成
するのであるが、この実施形態では、図示されているよ
うに、部分的に、材料層である水晶材料７５を露出して
いる。具体的には、図１２（ａ）に示されているよう
に、引出し電極２１，２１の表面は、規則正しい幾何学
模様になるように、金被覆層７２と水晶材料７５が露出
されており、図示の場合は、特に、それぞれの引出し電
極２１，２１の表面を等しい面積で４分割して、対角方
向に金被覆層７２，７２と、水晶材料７５，７５が並ぶ
ような四角格子状または碁盤目の形態とされている。こ
れにより、金被覆層７２と水晶材料７５がそれぞれ露出
された面積は互いに等しくなっている。

【００４７】本実施形態は、以上のように構成されてお
り、圧電デバイス２０では、圧電振動片３２の引出し電
極２１，２１は、部分的に水晶材料７５，７５を露出さ
せている。これにより、水晶材料７５，７５を露出させ
た領域に関しては、図２及び図３で説明した導電性接着
剤４３，４３に対して、濡れ性が向上し、このため、接
着力がより強くなる。しかも、導電性接着剤４３，４３
にシリコーン系の導電性接着剤を使用することで、圧電
デバイス２０は、耐衝撃性に優れしかも、接着力を向上
させた接合構造とすることができる点は、第１の実施形
態と同じである。

【００４８】図１３は、圧電デバイス２０の圧電振動片
３２について、の引出し電極２１，２１の製造方法を示
す工程図である。図１３（ａ）において、圧電振動片３
２を構成する水晶材料７５の表面に、蒸着またはスパッ
タリングもしくはメッキにより、クロム層７３と、その
表面に金被覆層７２を順次形成する。次に、図１３
（ｂ）に示すように、金被覆層７２の表面に、レジスト
２５を塗布し、図１３（ｃ）に示すように、圧電振動片
３２の外形形状（図２参照）と対応したマスク２６を配
置して、露光する。このマスク２６は、例えば、図１２
（ａ）に示した金被覆層７２，７２の各領域に対応した
箇所を覆う形状とされている。したがって、フォトリソ
グラフィーの手法で、引出し電極２１，２１を形成する
場合において、その表面が、規則正しい幾何学模様にな
るように、金被覆層７２と水晶材料７５が露出される形
態とすれば、ここで用いるマスク２６を精密に形成しや
すい。

【００４９】次に、図１３（ｄ）に示すように、マスク
２６に隠されていないレジスト２５を露光して、除去す
る。続いて、露出した金被覆層７２とクロム層７３を対
応するエッチング液で除去して、図１３（ｅ）に示す状
態となる。次いで、レジストを剥離する。以上により、
図１３（ｆ）に示すように、フォトリソグラフィーを使
用したプロセスにより、図１２で説明した引出し電極２
１，２１を形成することができる。このように、図１３
の製造工程では、圧電振動片３２の引出し電極２１，２
１の表面に容易に、材料層である水晶材料７５を部分的
に露出させることができる。また、これにより、水晶材
料７５を露出させた領域に関しては、導電性接着剤４３
に対して、濡れ性が向上し、このため、接着力を向上さ
せることができる。

【００５０】また、以上の製造工程を応用することによ
り、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様
に、図８や図９ないし図１１で説明したように、引出し
電極２１，２１の表面が、各種の規則正しい幾何学模様
になるようにすることで、それぞれで説明したような製
品検査等を行うことができる。

【００５１】図１４は、本発明の圧電デバイスの第３の
実施形態の構成を示す概略平面図である。図において、
圧電デバイス９０は、圧電振動片３２を用いて、圧電発
振器を形成した例を示しており、第１の実施の形態と同
一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複
した説明は省略し、相違点を中心に説明する。

【００５２】図１４は、圧電デバイス９０の概略断面図
であり、パッケージ８６は、その製造の際に、第１の実
施形態のパッケージ３６よりも多くのセラミックシート
の積層基板を用いて製造されている。これにより、パッ
ケージ８６には、図１４に示すように、増えた分の積層
基板を利用して中央付近に凹部８７が形成されており、
その内側底部には、図示しない電極が設けられている。
この電極上には、集積回路８８が実装されている。集積
回路８８は、所定の分周回路等を構成していて、圧電振
動片３２の駆動電極と電気的に接続され、集積回路８８
から出力された駆動電圧が圧電振動片３２に与えられる
ようになっている。

【００５３】圧電デバイス９０に収容されている圧電振
動片３２の引出し電極７１は、第１の実施形態で説明し
た構成、または第１の実施形態の各変形例の構成や第２
の実施形態の引出し電極と同一の構成とすることができ
る。これにより、これらの構成に基づく共通の作用効果
を発揮することができる。このように、本発明は、圧電
振動子に限らず、図１４のような圧電発振器やフィルタ
等、その名称に係わらず、パッケージ内に圧電振動片を
収容して、蓋体により封止する構成のあらゆる圧電デバ
イスに適用できる。

【００５４】図１５は、本発明の上述した実施形態に係
る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジ
タル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。図にお
いて、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及
び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備
えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続
された制御部としての集積回路等でなるコントローラ３
０１を備えている。コントローラ３０１は、送受信信号
の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報
入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２
や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段３０３の制御
を行うようになっている。このため、コントローラ３０
１には、例えば、圧電デバイス３０が取り付けられて、
その出力周波数をコントローラ３０１に内蔵された所定
の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合した
クロック信号として利用するようにされている。このコ
ントローラ３０１に取付けられる圧電デバイス３０は、
圧電デバイス３０単体でなくても、圧電デバイス３０
と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器である図
１４のような圧電デバイス９０であってもよい。

【００５５】コントローラ３０１は、さらに、温度補償
水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水
晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続
されている。これにより、コントローラ３０１からの基
本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、
温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３
０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。

【００５６】このように、制御部を備えた携帯電話装置
３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧
電デバイスを利用することにより、パッケージ内におけ
る圧電振動片と電極の接合構造において、耐衝撃性に優
れると共に、接着力を向上させることができるため、圧
電デバイスの性能が向上し、正確なクロック信号を生成
することができる。

【００５７】本発明は上述の実施形態に限定されない。
圧電振動片の構成は、音叉型やＡＴ振動片等種々のもの
が使用できる。また、各実施形態の各構成はこれらを適
宜相互に組み合わせたり、その一部を省略し、図示しな
い他の構成と組み合わせることができる。

【００５８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、パ
ッケージ内における圧電振動片と電極の接合構造におい
て、耐衝撃性に優れると共に、接着力を向上させること
ができる圧電デバイスと、その製造方法及びこの圧電デ
バイスを利用した携帯電話装置及び電子機器を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態を示
す概略斜視図。

【図２】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態を示
す概略平面図。

【図３】 図２のＣ−Ｃ線概略断面図。

【図４】 図１の圧電デバイスの圧電振動片の部分拡大
図であり、（ａ）は部分拡大平面図、（ｂ）は図４
（ａ）のＢ−Ｂ線切断端面図。

【図５】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態の第
１の変形例を示す図であり、その圧電振動片の部分拡大
平面図。

【図６】 図１の圧電デバイスの圧電振動片に引出し電
極を形成するための製造工程図。

【図７】 図１の圧電デバイスの圧電振動片に引出し電
極を形成するための製造工程図。

【図８】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態の第
２の変形例を示す図であり、（ａ）はその圧電振動片の
引出し電極が適正に形成された場合の部分拡大平面図、
（ｂ）はその圧電振動片の引出し電極の形成が不適切で
ある場合の部分拡大平面図。

【図９】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態の第
３の変形例を示す図であり、その圧電振動片の部分拡大
平面図。

【図１０】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態の
第４の変形例を示す図であり、その圧電振動片の部分拡
大平面図。

【図１１】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態の
第５の変形例を示す図であり、（ａ）はその圧電振動片
の引出し電極が適正に形成された場合の部分拡大平面
図、（ｂ）はその圧電振動片の引出し電極の形成が不適
切である場合の部分拡大平面図。

【図１２】 本発明の圧電デバイスの第２の実施形態の
圧電振動片の部分拡大図であり、（ａ）は部分拡大平面
図、（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線切断端面図。

【図１３】 図１２の圧電デバイスの圧電振動片に引出
し電極を形成するための製造工程図。

【図１４】 本発明の圧電デバイスの第３の実施形態の
概略平面図。

【図１５】 本発明の各実施形態に係る圧電デバイスを
利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装
置の概略構成を示す図。

【図１６】 従来の圧電デバイスの一例を示す概略平面
図。

【図１７】 図１６のＡ−Ａ線概略断面図。

【図１８】 図１６の圧電デバイスの圧電振動片の部分
拡大図であり、（ａ）は部分拡大平面図、（ｂ）は図１
８（ａ）のＥ−Ｅ線切断端面図。

【図１９】 図１８の圧電デバイスとは異なる構造とし
て検討された圧電振動片の部分拡大図であり、（ａ）は
その検討例の部分拡大断面図、（ｂ）は別の検討例の部
分拡大断面図。

【符号の説明】

２０，３０，９０・・・圧電デバイス、３１・・・電極
部、３２・・・圧電振動片、３６，８６・・・パッケー
ジ、４３・・・導電性接着剤、７１，８１，８２，８
３，８４，８５・・・引出し電極、３９・・・蓋体。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パッケージの内部空間に圧電振動片を収
   容し、このパッケージの内側に設けた電極と前記圧電振
   動片の引出し電極とがシリコーン系の導電性接着剤によ
   って接合されることにより、前記圧電振動片の一部を固
   定するようにした圧電デバイスであって、 前記引出し電極が、前記圧電振動片を構成する材料の表
   面側に設けた下地層と、この下地層の表面側に設けた貴
   金属による表面貴金属層とを有しており、 前記引出し電極の少なくとも前記パッケージ側の電極と
   対向する前記表面貴金属層には、部分的に前記下地層が
   露出されていることを特徴とする、圧電デバイス。
2. 【請求項２】 前記表面貴金属層には、前記下地層に代
   えて、部分的に前記圧電振動片の材料層が露出されてい
   ることを特徴とする、請求項１に記載の圧電デバイス。
3. 【請求項３】 前記表面貴金属層に部分的に露出された
   前記下地層または前記圧電振動片の材料層と、前記表面
   貴金属層とが、規則正しい幾何学形状に形成されている
   ことを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載
   の圧電デバイス。
4. 【請求項４】 前記圧電振動片の材料層が水晶であり、
   前記下地層がクロム（Ｃｒ）またはクロム合金であるこ
   とを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の
   圧電デバイス。
5. 【請求項５】 前記圧電振動片の材料層が水晶であり、
   前記表面貴金属層が金（Ａｕ）または金合金であること
   を特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の圧
   電デバイス。
6. 【請求項６】 パッケージの内部空間に圧電振動片を収
   容し、このパッケージの内側に設けた電極と前記圧電振
   動片とを接合する工程を含む圧電デバイスの製造方法で
   あって、 前記圧電振動片の引出し電極が、 前記圧電振動片の材料層の表面側に下地層を形成し、 次いで、この下地層の表面側に表面貴金属層を形成し、 さらに、前記表面貴金属層を部分的に剥離することによ
   り、前記引出し電極の少なくとも前記パッケージ側の電
   極と対向する面には、部分的に前記下地層が露出される
   ように形成され、 前記圧電振動片の接合工程では、 前記パッケージ側の電極面と、前記引出し電極の前記部
   分的に前記下地層が露出された面の間には、シリコーン
   系の導電性接着剤が適用されることにより、前記パッケ
   ージ側の電極と前記圧電振動片の引出し電極とが接合さ
   れることを特徴とする、圧電デバイスの製造方法。
7. 【請求項７】 前記引出し電極の少なくとも前記パッケ
   ージ側の電極と対向する面には、前記下地層の代わり
   に、部分的に前記圧電振動片の材料層が露出されるよう
   にしたことを特徴とする、請求項６に記載の圧電デバイ
   スの製造方法。
8. 【請求項８】 前記表面貴金属層に部分的に露出された
   前記下地層または前記圧電振動片の材料層と、前記表面
   貴金属層とが、規則正しい幾何学形状に形成されること
   を特徴とする、請求項６または７のいずれかに記載の圧
   電デバイスの製造方法。
9. 【請求項９】 前記圧電振動片の材料層が水晶であり、
   前記下地層がクロム（Ｃｒ）またはクロム合金であるこ
   とを特徴とする、請求項６ないし８のいずれかに記載の
   圧電デバイスの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記圧電振動片の材料層が水晶であ
    り、前記表面貴金属層が金（Ａｕ）または金合金である
    ことを特徴とする、請求項６ないし９のいずれかに記載
    の圧電デバイスの製造方法。
11. 【請求項１１】 パッケージの内部空間に圧電振動片を
    収容し、このパッケージの内側に設けた電極と前記圧電
    振動片の引出し電極とがシリコーン系の導電性接着剤に
    よって接合されることにより、前記圧電振動片の一部を
    固定するようにした圧電デバイスを利用した携帯電話装
    置であって、 前記引出し電極が、前記圧電振動片を構成する材料の表
    面側に設けた下地層と、この下地層の表面側に設けた貴
    金属による表面貴金属層とを有しており、 前記引出し電極の少なくとも前記パッケージ側の電極と
    対向する前記表面貴金属層には、部分的に前記下地層が
    露出されている圧電デバイス、もしくは、部分的に前記
    圧電振動片の材料層が露出されている圧電デバイスによ
    り、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴
    とする、携帯電話装置。
12. 【請求項１２】 パッケージの内部空間に圧電振動片を
    収容し、このパッケージの内側に設けた電極と前記圧電
    振動片の引出し電極とがシリコーン系の導電性接着剤に
    よって接合されることにより、前記圧電振動片の一部を
    固定するようにした圧電デバイスを利用した電子機器で
    あって、 前記引出し電極が、前記圧電振動片を構成する材料の表
    面側に設けた下地層と、この下地層の表面側に設けた貴
    金属による表面貴金属層とを有しており、 前記引出し電極の少なくとも前記パッケージ側の電極と
    対向する前記表面貴金属層には、部分的に前記下地層が
    露出されている圧電デバイス、もしくは、部分的に前記
    圧電振動片の材料層が露出されている圧電デバイスによ
    り、制御用のクロック信号を得るようにしたことを特徴
    とする、電子機器。