(57)【要約】【課題】水晶振動素子の外部の温度変化の仕方によって、周波数特性が大きく異なることを防ぎ、電極に備えられた下地層及び金属膜の電気抵抗の違いによって水晶振動素子のインピーダンスが悪化することを防ぐ、水晶振動素子を提供する。【解決手段】矩形形状の平板に設けられた水晶片と、この水晶片の両主面の中央部に設けられた下地層とこの下地層に設けられた金属膜とを備えた電極とから構成され、前記下地層がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、前記金属膜が金または銀からなることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶片と、前記水晶片の両主面に設けられた下地層と前記下地層に設けられた金属膜とを備えた電極と、から構成され、前記下地層がアルミニウムからなることを特徴とする水晶振動素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶デバイスに用いられる水晶振動素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯用通信機器や電子計算機等の電子機器を構成する電子部品の一つとして水晶デバイスが用いられる。
ここで、従来の水晶デバイスとして、水晶振動子を例に説明する。
【０００３】
従来の水晶振動子は、一般的に、水晶振動素子とこの水晶振動素子が搭載される素子搭載部材と素子搭載部材と接合され水晶振動素子を封止する蓋部材とから主に構成されている。
【０００４】
このような従来の水晶振動子に用いられる水晶振動素子は、電極と矩形形状の水晶片とから主に構成されている。
水晶片は、水晶が主に用いられている。また、水晶片は、例えば、矩形形状の平板に用いられている。
電極は、下地層と金属膜とを備えており、励振電極と引き回し電極とから構成されている。
励振電極は、例えば、水晶片の両主面の中央部に設けられている。また、励振電極は、水晶片の逆圧電効果により水晶片を振動させるために用いられる。
引き回し電極は、励振電極に外部から電圧を加えるために外部と励振電極とを接続させる機能を備えている。つまり、引き回し電極は、一方の端部が励振電極に接続され、他方の端部が水晶片の端部に位置するように設けられている。
【０００５】
下地層は、例えば、チタンが用いられている。また、下地層は、水晶片の両主面であって、励振電極及び引き回し電極となる位置に設けられている。また、下地層は、水晶片と後述する金属膜との密着強度を上げる役割を果たしている。
金属膜は、例えば、金が用いられている。また、金属膜は、励振電極及び引き回し電極となる位置であって、下地層に設けられている。
つまり、水晶振動素子は、チタンからなる下地層と、金からなる金属膜とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、水晶振動素子の電極には、一般的に、金属膜として、酸化反応や還元反応が生じにくく、電気抵抗率の低い金または銀が用いられる。
また、水晶振動素子の電極には、一般的に、下地層として、水晶片との密着強度があり、金または銀からなる金属膜とも密着強度がある、クロム、ニッケル等が用いられる。
つまり、水晶振動素子は、一般的に、クロムまたはニッケルが用いられた下地層と、金または銀が用いられた金属膜とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３１１３３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の水晶振動素子は、チタンからなる下地層が水晶片に設けられ、金からなる金属膜がこの下地層に設けられている。
下地層に用いられているチタンは、金属膜に用いられている金と比較すると、熱伝導率が約０．０７倍の値となっている。
つまり、従来の水晶振動素子は、チタンからなる下地層と金からなる金属膜とで熱の伝わり方が大きく異なるため、外部の温度変化の仕方によって応答が大きくことなる恐れがある。
従来の水晶振動素子は、外部の温度が同じであっても、加熱されてその温度になった場合と、冷却されてその温度となった場合とで、周波数特性が大きく異なる恐れがある。
【０００９】
従来の水晶振動素子は、クロムまたはニッケルからなる下地層が水晶片に設けられ、金からなる金属膜がこの下地層に設けられている。
下地層に用いられているクロムや、金属膜に用いられている金と比較すると、熱伝導率が約０．３倍の値となっている。また、下地層にニッケルを用いた場合、下地層に用いられるニッケルは、金属膜に用いられている金と比較すると、約０．３倍の値となっている
つまり、従来の水晶振動素子は、クロムまたはニッケルからなる下地層と金からなる金属膜とで熱の伝わり方が大きく異なるため、外部の温度変化の仕方によって応答が大きく異なる恐れがある。
また、金属膜に銀を用いた場合、下地層に用いられるクロムは、金属膜に用いられる銀と比較すると、熱伝導率が約０．２倍となっている。また、下地層にニッケルが用いた場合、下地層に用いられるニッケルは、金属膜に用いられる銀と比較すると、熱伝導率が約０．２倍となっている。つまり、従来の水晶振動素子は、クロムまたはニッケルからなる下地層と銀からなる金属膜とで熱の伝わり方が大きく異なるため、外部の温度変化の仕方によって応答が大きく異なる恐れがある。
従って、従来の水晶振動素子は、外部の温度が同じであっても、加熱されてその温度になった場合と、冷却されてその温度となった場合とで、周波数特性が大きく異なる恐れがある。
【００１０】
従来の水晶振動素子は、クロムまたはニッケルからなる下地層が水晶片に設けられ、金からなる金属膜がこの下地層に設けられた構造となっている。
下地層に用いられているクロムは、０℃に於いて、金属膜に用いられている金と比較すると、電気抵抗を表す体積抵抗率が約６倍の値となっている。また、下地層にニッケルを用いた場合、下地層に用いられるニッケルは、０℃に於いて、金属膜に用いられている金と比較すると、電気抵抗を表す体積抵抗率が約３倍の値となっている。
つまり、従来の水晶振動素子は、クロムまたはニッケルからなる下地層と金からなる金属膜と電気抵抗が大きく異なるため、電極でのエネルギーの損失が大きくなり、水晶振動素子のインピーダンスが悪くなる恐れがある。
【００１１】
そこで、本発明では、外部の温度変化の仕方によって周波数特性が大きく異なることを防ぎ、電気抵抗の違いによる水晶振動素子のインピーダンスが悪化することを防ぐ、水晶振動素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、水晶片と、前記水晶片の両主面に設けられた下地層と前記下地層に設けられた金属膜とを備えた電極と、から構成され、前記下地層がアルミニウムからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
このような水晶振動素子は、アルミニウムからなる下地層が水晶片に設けられ、金または銀からなる金属膜がこの下地層に設けられている。
下地層に用いられているアルミニウムは、金属膜に用いられている金と比較すると、熱伝導率が約０．７倍となっている。また、金属膜に銀が用いられている場合、下地層に用いられているアルミニウムは、金属膜に用いられている銀と比較すると熱伝導率が約０．６倍となっている。
つまり、このような水晶振動素子は、従来の水晶振動素子と比較して、アルミニウムからなる下地層と金または銀からなる金属膜とで熱の伝わり方の差を小さくすることができるので、外部の温度変化の仕方によって生じる応答の差を小さくすることができる。
従って、このような水晶振動素子は、外部の温度が同じであっても、加熱されてその温度になった場合と、冷却されてその温度となった場合とで、周波数特性が大きく異なることを防ぐことができる。
【００１４】
このような水晶振動素子は、アルミニウムからなる下地層が水晶片に設けられ、金または銀からなる金属膜がこの下地層に設けられている。
下地層に用いられているアルミニウムは、金属膜に用いられている金と比較すると、０℃に於いて、電気抵抗を表す体積抵抗率が約１．２倍となっている。また、金属膜に銀が用いられている場合、下地層に用いられているアルミニウムは、金属膜に用いられている銀と比較すると、０℃に於いて、電気抵抗を表す体積抵抗率が約１．７倍となっている。
つまり、このような水晶振動素子は、従来の水晶振動素子と比較して、アルミニウムからなる下地層と金または銀からなる金属膜との電気抵抗の差を小さくすることができるため、励振電極でのエネルギーの損失を抑えることができ、水晶振動素子のインピーダンスが悪くなることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る水晶振動素子状態の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、各図面において、各構成要素の状態をわかりやすくするために誇張して図示している。
【００１７】
本発明の実施形態に係る水晶振動素子について説明する。
ここで、本発明の実施形態に係る水晶振動素子１００は、図１に示すように、水晶片Ｓと電極１０とから主に構成されている。
【００１８】
水晶片Ｓは、水晶が主に用いられている。また、水晶片Ｓは、例えば、矩形形状の平板に用いられている。
【００１９】
電極１０は、励振電極１１（１１ａ，１１ｂ）と引き回し電極１２（１２ａ，１２ｂ）とから構成されている。
励振電極１１は、水晶片Ｓの両主面に設けられている。また、励振電極１１は、水晶の逆圧電効果により水晶片Ｓを振動させるために用いられる。また、励振電極１１は、例えば、２つ一対で設けられている。
引き回し電極１２は、励振電極１１に外部から電圧を加えるために外部と励振電極１１とを接続させる機能を備えている。つまり、引き回し電極１２は、一方の端部が励振電極１１に接続され、他方の端部が水晶片Ｓの端部に位置するように設けられている。
【００２０】
本発明の実施形態に係る水晶振動素子水晶振動素子１００の電極１０は、図１に示すように、アルミニウムからなる下地層１１ｂ，１２ｂと金からなる金属膜１１ａ，１２ａとを備えている。
【００２１】
アルミニウムからなる下地層１１ｂ，１２ｂは、水晶片Ｓの両主面であって、励振電極１１及び引き回し電極１２、つまり、電極１０が設けられる位置に設けられている。
このアルミニウムからなる下地層１１ｂ，１２ｂは、後述する金からなる金属層１１ａ，１２ａと水晶片Ｓとの密着強度を保つことのできる厚みとする。
下地層１１ｂ，１２ｂに用いられるアルミニウムは、０℃に於いて、熱伝導率が２３６Ｗ／ｍＫであり、電気抵抗を表す体積抵抗率が２．５×１０−８Ωｍとなっている。
【００２２】
金からなる金属膜１１ａ，１２ａは、図１に示すように、下地層１１ｂ，１２ｂ上に設けられている。つまり、金属膜１１ａ，１２ａは、下地層１１ｂ，１２ｂの水晶片と接していない主面に設けられ、水晶片Ｓとで下地層１１ｂ，１２ｂを挟んだ状態となっている。
金属膜に用いられている金は、０℃に於いて、熱伝導率が３１９Ｗ／ｍＫであり、電気抵抗を表す体積抵抗率が２．０５×１０−８Ωｍとなっている。
【００２３】
このような本発明の実施形態に係る水晶振動素子は、アルミニウムからなる下地層１１ｂ，１２ｂが水晶片Ｓに設けられ、金からなる金属膜１１ａ，１２ａがこの下地層１１ｂ，１２ｂに設けられている。
下地層１１ｂ，１２ｂに用いられているアルミニウムは、金属膜１１ａ，１２ａに用いられている金と比較すると、熱伝導率が約０．７倍となっている。
つまり、本発明の実施形態に係る水晶振動素子１００は、従来の水晶振動素子と比較して、アルミニウムからなる下地層１１ｂ，１２ｂと金からなる金属膜１１ａ，１２ａとで熱の伝わり方の差を小さくすることができるので、外部の温度変化の仕方によって生じる応答の差を小さくすることができる。
従って、本発明の実施形態に係る水晶振動素子１００は、外部の温度が同じであっても、加熱されてその温度になった場合と、冷却されてその温度となった場合とで、周波数特性が大きく異なるとことを防ぐことができる。
【００２４】
このような本発明の実施形態に係る水晶振動素子は、アルミニウムからなる下地層１１ｂ，１２ｂが水晶片Ｓに設けられ、金からなる金属膜１１ａ，１２ａがこの下地層１１ｂ，１２ｂに設けられている。
下地層１１ｂ，１２ｂに用いられているアルミニウムは、金属膜１１ａ，１２ａに用いられている金と比較すると、電気抵抗率が約１．７倍となっている。
つまり、本発明の実施形態に係る水晶振動素子１００は、従来の水晶振動素子と比較して、アルミニウムからなる下地層１１ｂ，１２ｂと金または銀からなる金属膜１１ａ，１２ａとの電気抵抗の差を小さくすることができるため、励振電極でのエネルギーの損失を抑えることができ、水晶振動素子のインピーダンスが悪くなることを防ぐことができる。
【００２５】
なお、ここでは、金属膜が金からなる場合について説明したが、例えば、金属膜に銀を用いてもよい。
ここで、金属膜に用いられている銀は、０℃に於いて、熱伝導率が４２８Ｗ／ｍＫであり、電気抵抗を表す体積抵抗率が１．４７×１０−８Ωｍとなっている。
つまり、金属膜１１ａ，１２ａに銀が用いられている場合、下地層に用いられているアルミニウムは、０℃に於いて、銀と比較すると熱伝導率が約０．６倍となっている。また、下地層１１ｂ，１２ｂに用いられているアルミニウムは、銀と比較すると、電気抵抗を表す体積抵抗率が約１．７倍となっている。
従って、金属膜に銀を用いても、同様の効果を奏する。
【００２６】
なお、ここでは下地層に用いられるアルミニウムが混合されていない状態で説明しているが、アルミニウムを主成分としたアルミニウム合金、例えば、アルミニウムに銅、マンガン、シリコン、マグネシウム、亜鉛のいずれか一つが含まれていてもよい。このようなアルミニウム合金は、アルミニウムが主成分となっているので、熱伝導率及び電気抵抗を表す体積抵抗率がアルミニウムと類似しているので、アルミニウムと同等に用いることができる。
【００２７】
アルミニウム合金を下地層に用いた場合、金属膜との熱の伝わり方の差を小さくすることができるので、外部の温度変化の仕方によって生じる応答の差を小さくすることができる。従って、アルミニウム合金が下地層に用いられている水晶振動素子は、外部の温度が同じであっても、加熱されてその温度になった場合と、冷却されてその温度になった場合とで、周波数特性が大きく異なることを防ぐことができる。
【００２８】
また、アルミニウム合金を下地層に用いた場合、金属膜との電気抵抗の差を小さくすることができるため、励振電極でのエネルギーの損失を抑えることができ、水晶振動素子のインピーダンスが悪くなることを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００２９】
１００  水晶振動素子
Ｓ  水晶片
１０  電極
１１ａ，１２ａ  金属膜
１１ｂ，１２ｂ  下地層
【図１】
2011066655.tif 000003