(57)【要約】【課題】励振電極の材料を選択して生産性を高めた水晶振動子を提供する。【解決手段】下地電極６ａ上に本電極６ｂの設けられた励振電極６を水晶片２の両主面に有し、前記水晶片２の一主面の励振電極６に対する質量負荷効果によって振動周波数を調整した水晶振動子において、前記一主面の励振電極６は下地電極６ａ上にＡuを設け、前記他主面の励振電極６は下地電極６ａ上にＡgを設けた構成とし、例えば前記下地電極の膜厚は同一として、前記他主面の本電極であるＡgの膜厚は前記一主面の本電極であるＡuよりも大きくした構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地電極上に本電極の設けられた励振電極を水晶片の両主面に有し、前記水晶片の一主面の励振電極に対する質量負荷効果によって振動周波数を調整した水晶振動子において、前記一主面の励振電極は前記本電極をＡuとし、前記他主面の励振電極は前記本電極をＡgとしたことを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
請求項１において、前記下地電極の膜厚は同一として、前記他主面の本電極であるＡgの膜厚は前記一主面の本電極であるＡuよりも大きくした水晶振動子。
【請求項３】
請求項１において、前記一主面の励振電極は前記他主面の励振電極よりも小さくした水晶振動子。
【請求項４】
請求項１において、前記下地電極はＣr、Ｎi又はＮiＣrとした水晶振動子。
【請求項５】
請求項１において、前記質量負荷効果による振動周波数の調整は、前記水晶片の一主面の本電極がガスイオンの照射によって質量を減じられて振動周波数が高くなる調整とした水晶振動子。
【請求項６】
請求項１において、前記水晶片は凹状とした容器本体に収容され、前記容器本体の開口面側に前記水晶片の一主面を露出した水晶振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶振動子を技術分野とし、特に生産性を向上した表面実装用の水晶振動子（以下、表面実装振動子とする）に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
表面実装振動子は小型・軽量であることから、例えば携帯電話で代表される携帯型の電子機器に周波数や時間の基準源として内蔵される。このようなものの一つに、水晶片の両主面に励振電極を形成して質量負荷によって振動周波数を調整した例えばＡＴカットのものがある。
【０００３】
（従来技術の一例）
以下、第３図（表面実装振動子の断面図）及び第４図（水晶片の平面図、断面図）により、一従来例を説明する。
【０００４】
表面実装振動子は積層セラミックからなる凹状とした容器本体１に水晶片２を収容し、金属カバー３を接合して密閉封入する。容器本体１は底壁と枠壁を積層してなり、内底面の一端側に一対の水晶保持端子４ａを、外底面の４角部には実装端子４ｂを、開口端面（枠壁上面）には金属膜４ｃを有する。そして、金属膜４ｃ上には例えば封止用の金属リング５が銀ロウによって接合する。
【０００５】
水晶片２は両主面に励振電極６を有し、例えば一端部両側に引出電極７を延出する。引出電極７はそれぞれ反対面に折り返して形成される。励振電極６は下地電極６ａをＣr（クロム）、Ｎi（ニッケル）あるいはＮiＣrとし、これに積層した本電極６ｂを一般にＡu（金）とする。これらの下地電極６ａ及び本電極は、真空中での蒸着やスパッタリングによって形成される。なお、引出電極７も同様とする。引出電極７の延出した水晶片２の一端部両側を内底面の水晶保持端子４ａに導電性接着剤８によって固着し、電気的・機械的に接続する。
【０００６】
そして、通常では、容器本体１に水晶片２を収容した後、容器本体１の開口面から水晶片２の露出した一主面に、イオンガンからの矢印Ｐで示すガスイオンを真空中で照射する（第５図）。これにより、一主面の本電極６ｂ（Ａu）を表面から望ましくは均一に切削し、質量を減じて振動周波数を調整する。この場合、水晶片２の振動周波数は厚みに反比例するので、振動周波数は低い方から高い方向に向かって調整される。したがって、調整前は目的周波数よりも低く設定される。
【０００７】
但し、例えば蒸着やスパッタによって一主面の励振電極６にＡu等を付加して、振動周波数を低い方から高い方へ調整することもできる。これらの場合、いずれも質量の増減によって振動周波数を調整するので、質量負荷効果による周波数調整と呼ぶ。金属カバー３は例えばコバールを母材として表面をＮiメッキとする。そして、前述した振動周波数の調整後に、容器本体１（開口端面）の金属リング５にシーム溶接によって接合し、水晶片２を密閉封入する。
【０００８】
なお、第４図では両主面の励振電極６（ＡＢ）は同一大きさとしたが、例えば第６図に示したように、一主面の励振電極６Ａは他主面の励振電極６Ｂよりも小さくして非対称とする。これにより、電極形成時に両主面間でズレがあっても対向面積を一定するので、振動特性等を安定にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３３２８７６号公報（第４図）
【特許文献２】特公昭６０−１９８４３号公報（第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の表面実装振動子では、励振電極６及び引出電極７の本電極６ｂをいずれもＡuとするので高価となって生産性を悪化させる問題があった。そこで、
Ａuよりも安価で、例えば導電性がこれより優れたＡgの適用が考えられる。ちなみに、ＡuはＡgよりも数十倍以上の値段であり、現時点での値段はＡuが２７６９円／ｇ、Ａgが３９円／ｇである。
【００１１】
しかし、励振電極（本電極６ｂ）をＡgとすると、蒸着等による真空中での形成時には純銀であり、容器本体１に対する水晶片２の固着作業時には大気中で表面が酸化する。この場合、大気中で、Ａgの表面が酸化するとこれ以上の酸化の進行は抑止され、化学的には安定化する。
【００１２】
次に、イオンガンによる切削とした周波数調整時は真空中なので、本電極６ｂの露出面は再度純銀になって活性化する。そして、真空中での周波数調整後は再び大気中にさらされるので、本電極Ａgの露出面は再度酸化される。したがって、周波数調整したにも拘わらず、調整後は、酸化物によって質量が増加するので、振動周波数が増加して規格外になる。
【００１３】
これに対して、Ａuの場合は基本的に酸化しない化学的に安定な金属であることから、周波数調整後に大気中にさらされても質量の増加はない。したがって、真空中での周波数調整時の振動周波数を維持することから、励振電極（本電極６ｂ）として適用される。
【００１４】
（発明の目的）
本発明は励振電極の材料を選択して生産性を高めた水晶振動子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、下地電極上に本電極の設けられた励振電極を水晶片の両主面に有し、前記水晶片の一主面の励振電極に対する質量負荷効果によって振動周波数を調整した水晶振動子において、前記一主面の励振電極は前記本電極をＡuとし、前記他主面の励振電極は前記本電極をＡgとした構成とする。
【発明の効果】
【００１６】
このような構成であれば、振動周波数の調整される一主面の励振電極の本電極はＡuとするので、周波数調整後においても露出面は物理的（化学的）に安定して酸化等は抑制される。また、他主面の励振電極の本電極はＡｇとするので、搬送等を含む前工程で大気中にさらされ酸化した状態で安定する。そして、他主面の本電極Ａgは振動周波数の調整面ではないのでそのまま安定化した状態を維持する。したがって、振動周波数の調整後においても、両主面の励振電極（本電極）の質量は変化しないので、調整時の振動周波数を維持して規格を満足する。
【００１７】
（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記下地電極の膜厚は同一として、前記他主面の本電極であるＡgの膜厚は前記一主面の本電極であるＡuよりも大きくする。これにより、両主面間での励振電極の質量を接近するので、振動特性を良好にする。なお、Ａuの比重は１９．３で、Ａgのそれは１０．５であり、約２倍の厚みとする。
【００１８】
同請求項３では、請求項１において、前記一主面の励振電極は前記他主面の励振電極よりも小さくする。これにより、周波数調整される一主面の励振電極（本電極）をＡuとして他主面の励振電極よりも小さくするので、その分安価にできる。なお、両主面間での励振電極の大きさを非対称とするので、両主面間での励振電極の対向面積を一定にする。
【００１９】
本発明の請求項４では、請求項１において、前記下地電極はＣr、Ｎi又はＮiＣrとする。これにより、下地電極を明確にして本電極の接合強度を高められる。なお、水晶片に対する本電極の馴染みが悪いので、水晶片に対する馴染みの良好な下地電極を形成する。
【００２０】
同請求項５では、請求項１において、前記質量負荷効果による振動周波数の調整は、前記水晶片の一主面の本電極がガスイオンの照射によって質量を減じられて振動周波数が高くなる調整とする。これにより、質量負荷効果による振動周波数の調整を明確にする。但し、水晶片の励振電極上にＡｕを蒸着やスパッタリングで付加して振動周波数を下げて調整する場合でも適用されることは勿論である。
【００２１】
同請求項６では、請求項１において、前記水晶片は凹状とした容器本体に収容され、前記容器本体の開口面側に前記水晶片の一主面を露出する。これにより、前記水晶片の一主面の励振電極に対する質量負荷効果による振動周波数の調整を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態を説明するガスイオンの照射方向を示す特に水晶片の電極厚みを誇張した断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を説明するガスイオンの照射方向を示す特に水晶片の電極厚みを誇張した断面図である。
【図３】一従来例を説明する表面実装振動子の断面図である。
【図４】一従来例を説明する水晶片の図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は電極厚みを誇張した断面図である。
【図５】一従来例を説明するガスイオンの照射方向を示す表面実装振動子の断面図である。
【図６】一従来例の他例を説明する水晶片の図で、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は電極厚みを誇張した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、第１図（水晶片２の断面図）によって、本発明の第１実施形態である表面実装振動子を説明する。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００２４】
表面実装振動子は、前述したように、凹状とした容器本体１の内底面に設けた水晶保持端子４ａに、励振電極６から引出電極７の延出した水晶片２の一端部両側を固着する。そして、開口面側に露出した水晶片２の一主面の励振電極６にガスイオンを照射して振動周波数を調整した後、開口端面に金属カバー３を接合して密閉封入する（前第３図〜５図参照）。
【００２５】
ここでの水晶片２は（第１図）、下地電極６ａを前述同様に両主面ともにＣr、ＮiあるいはＮiＣrとする。そして、本実施形態での下地電極６ａ上の本電極６ｂは、水晶片２の一主面でＡuとし、他主面ではＡgとする。具体的には、水晶片２は３．４×１．７ｍｍとし、励振電極６（ＡＢ）はいずれも２．３×１．２ｍｍとして、同一寸法とする。
【００２６】
両主面の下地電極６ａの膜厚はいずれも  １００Åの同一厚みとする。そして、一主面の本電極６ｂ（Ａu）の膜厚は２０００Åとして、他主面の本電極６ｂ（Ａg）の膜厚を  ４０００Åとし、他主面の膜厚を一主面の約２倍とする。これにより、水晶片２の両主面の励振電極６（ＡＢ）の質量をほぼ同じにして質量不均衡による振動特性の悪化を抑止する。
【００２７】
これらは、いずれも水晶片２にマスクを設けて、真空中での蒸着やスパッタリングによって形成される。そして、大気中での容器本体１への水晶片２の固着後に、真空中でガスイオン（矢印Ｐ）によって周波数調整する。さらに、周波数調整後に真空中から大気中に取り出した後、不活性ガス例えば窒素ガスや真空中で金属カバー３を接合する。
【００２８】
このような構成であれば、ガスイオンを照射される一主面の励振電極６（本電極６ｂ）はＡuとして化学的に安定なので、周波数調整後に大気中にさらされても基本的に酸化しない。したがって、一主面の本電極６ｂ（Ａu）の表面に変化はなく質量も一定のままとなる。
【００２９】
また、水晶片２の他主面の励振電極６（本電極６ｂ）はＡgとして、真空中での蒸着やスパッタリングによる形成後に大気中にさらされて酸化するものの、その状態で安定する。そして、真空中での周波数調整時には、ガスイオンは照射されないので、Ａgとした本電極６ｂの表面は酸化した状態を維持する。したがって、周波数調整後に大気中にさらされてもこれ以上の酸化は抑制されて質量に変化はない。
【００３０】
これらのことから、真空中での周波数調整後では、一主面及び他主面の励振電極６（本電極６ｂ）としたＡu、Ａgのいずれにも質量変化はないので、周波数調整時の振動周波数をそのまま維持できる。したがって、水晶片２の他主面の励振電極６（本電極６ｂ）をＡgとしても特性を満足するので、両主面の励振電極６（本電極６ｂ）をいずれもＡuとした場合に比較して材料費を安価にして、生産性を高められる。
【００３１】
そして、この実施形態では、一主面の励振電極６Ａの本電極６ｂ（Ａu）よりも、他主面の本電極６ｂ（Ａg）の厚みを約２倍とし、両主面における励振電極６（ＡＢ）の質量を同じにする。したがって、両主面間での電極材料を異にしても、振動特性を良好に維持する。
【００３２】
（第２実施形態）
以下、第２図（水晶片２の断面図）によって、本発明の第２実施形態である表面実装振動子を説明する。なお、第１実施形態と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００３３】
第２実施形態では、水晶片２の両主面に設けた励振電極６（ＡＢ）は非対称とし、一主面の励振電極６Ａを他主面の励振電極６Ｂよりも小さくする。例えば両主面の励振電極６（ＡＢ）の中心を一致させ、一主面の励振電極６Ａは他主面の励振電極６Ｂよりも小さくする。具体的には一主面の励振電極６Ａは前述同様に２．３×１．２ｍｍとし、他主面の励振電極６Ｂは２．５×１．４ｍｍとする。
【００３４】
そして、ここでも、励振電極６（ＡＢ）は下地電極をＣr、ＮiあるいはＮiＣrとし、一主面の本電極６ｂはＡuとして、他主面の本電極６ｂをＡgとする。そして、下地電極６ａの厚みをいずれも１００Åとし、一主面の本電極６ｂ（Ａu）は２０００Å、他主面の本電極６ｂ（Ａg）は３２００Åとする。これにより、両主面の励振電極６（ＡＢ）の質量を均等にする。
【００３５】
このような構成であっても、第１実施形態と同様に、ガスイオンによって周波数調整される水晶片の一主面の励振電極６Ａ（本電極６ｂ、Ａu）は基本的に酸化することなく、質量を一定に維持する。そして、他主面の本電極６ｂ（Ａg）は酸化した状態で安定するので、周波数調整後においても質量に変化はない。したがって、周波数調整時の振動周波数を維持して、他主面の本電極６ｂをＡgとしたことによって、材料費を安価にして生産性を高める。
【００３６】
そして、ここでは、励振電極６（ＡＢ）を非対称として周波数調整される一主面の本電極６ｂ（Ａu）を小さくする。したがって、励振電極６（ＡＢ）の位置ずれによる振動特性の劣化を防止した上で、一主面の小さい本電極６ｂをＡuとするので、さらに材料費を安価にして生産性を高める。
【００３７】
（他の事項）
上記実施形態では表面実装振動子として説明したが、これに限らず、質量負荷効果による周波数調整を要する水晶振動子であれば適用できる。そして、水晶振動子単体のみならず、例えば水晶片とＩＣチップとを一体化した表面実装発振器等にも適用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００３８】
１  容器本体、２  水晶片、３  カバー、４ａ  水晶保持端子、４ｂ  実装端子、４ｃ  金属膜、５  金属リング、６  励振電極、６ａ  下地電極、６ｂ  本電極、７  引出電極、８  導電性接着剤。
【図３】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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