(57)【要約】【課題】     本発明の目的は、主として水晶振動子といった圧電振動子の電極構造を提供することである。【解決手段】     上記の目的を達成するため本発明は圧電振動子の励振電極構造において、圧電素板上に窒化チタン層を下地電極としその上に主電極層が積層されたことを特徴とし、また圧電素板上に酸化チタン層を下地電極としてその上に主電極層が積層されたことを特徴とし、また圧電素板上にチタン層を下地電極として、その上に主電極層が積層されたことを特徴とし、また圧電素板上に第一の下地電極として酸化、乃至窒化チタン層もしくはチタン材のいずれか一方の層を有し、第二の下地電極として第一の下地電極でない他方の材料より成る電極層を有し、その上に主電極層が積層された三層電極構造を有することを特徴として課題を解決する。【選択図】      図１
2005136801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動子の励振電極構造において、
圧電素板上にチタン層を下地電極としてその上に主電極層が積層されたことを特徴とする圧電振動子の励振電極構造。
【請求項２】
圧電振動子の励振電極構造において、
圧電素板上に酸化チタン層を下地電極としてその上に主電極層が積層された二層構造であることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子の励振電極構造。
【請求項３】
圧電振動子の励振電極構造において、
圧電素板上に窒化チタン層を下地電極としてその上に主電極層が積層された二層構造であることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子の励振電極構造。
【請求項４】
圧電振動子の励振電極構造において、
圧電素板上に第一の下地電極として窒化チタン層もしくはチタン材のいずれか一方の層を有し、第二の下地電極として第一の下地電極ではない他方の材料より成る電極層を有し、その上に主電極層が積層された三層構造であることを特徴とする圧電振動子の励振電極構造。
【請求項５】
圧電振動子の励振電極構造において、
圧電素板上に第一の下地電極として酸化チタン層もしくはチタン材のいずれか一方の層を有し、第二の下地電極として第一の下地電極ではない他方の材料より成る電極層を有し、その上に主電極層が積層された三層構造であることを特徴とする請求項４に記載の圧電振動子の励振電極構造。
【請求項６】
圧電振動子の励振電極構造において、主電極層に金、銀、またはアルミニウムやプラチナ（Ｐｔ）あるいはそれから成る合金を使用したことを特徴とする、請求項１乃至５に記載の圧電振動子の励振電極構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主として水晶振動子といった圧電振動子の電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来においては、水晶振動子の内部の励振電極と水晶素板の密着度をあげる手段として、まず水晶素板にニッケル（Ni）、クロム（Cr）、ニッケルクロム合金（NiCr）などの金属を、蒸着により水晶素板に所望の電極形状の孔をもったマスクを通して下地材料としてつけた後、さらにその上から金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）といった金属を前記の下地材料の上から同じくマスクを通して主電極として蒸着によりつけていた。
【０００３】
一方、最近の傾向では通信分野の伝送系装置等を中核として、その搭載部品について非常に急激な市場からの小型化や低背化の要求、更に加えて軽量化や低価格化の要求があるのが現状であるが、そのために水晶振動子の内部に収納される先述の水晶素板の外形も非常に小型となり、発振する周波数の値もより高く高周波化しているのが実際である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１０１３７２号公報
【０００５】
なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、水晶振動子の内部の励振電極下地材料に前記のような材料を使用した場合、熱処理によって材料の熱膨張係数の差による下地電極と主電極の２の電極層とのあいだに熱ストレスに対する違いがみられ、質量負荷効果によって励振電極組成の変化が起こり、先述の例えばアニールといった熱処理の後に発振周波数の変動がみられるといった問題があった。
【０００７】
また、一般に１００ＭＨｚを超える高周波水晶振動子の場合、質量負荷効果に対する周波数変動の感度が高いために、不具合モードとして室温偏差不良が多くなるおそれがあり、その結果、製造歩留まり悪化によるコスト高の問題が生じ、またエージング特性などの特性劣化もみられるなど製造工程ごとでの周波数管理が難しいといった問題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような技術的背景のもとでなされたものであり、従がってその目的は主として水晶振動子といった圧電振動子の励振電極構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、圧電振動子の励振電極構造において、圧電素板上にチタン層を下地電極としてその上に主電極層が積層された二層構造であることを特徴とする。
【００１０】
また、圧電振動子の励振電極構造において、圧電素板上に窒化チタン層を下地電極としてその上に主電極層が積層された二層構造であることを特徴とする。
【００１１】
また、圧電振動子の励振電極構造において、圧電素板上に酸化チタン層を下地電極としてその上に主電極層が積層された二層構造であることを特徴とする。
【００１２】
また、圧電振動子の励振電極構造において、圧電素板上に第一の下地電極として窒化チタン層もしくはチタン材のいずれか一方の層を有し、第二の下地電極として第一の下地電極ではない他方の材料より成る電極層を有し、その上に主電極層が積層された三層構造であることを特徴とする。
【００１３】
また、圧電振動子の励振電極構造において、圧電素板上に第一の下地電極として酸化チタン層もしくはチタン材のいずれか一方の層を有し、第二の下地電極として第一の下地電極ではない他方の材料より成る電極層を有し、その上に主電極層が積層された三層構造であることを特徴とする。
【００１４】
また、圧電振動子の励振電極構造において、主電極層には金、銀、またはアルミニウムやプラチナ（Ｐｔ）、アルミニウム（Al）もしくプラチナ（Pt）,
及びそれらの合金といったあるいはそれから成る合金を使用したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の圧電振動子の電極構造により、熱伝導率がアルミニウム(Al）や金(Au)に比べて一桁大きく、熱伝達遅れによる、また温度変化による振動子の挙動変化の遅れを改善出来て、製造工程ごとでの周波数管理を簡単にして著しくその製造歩留まりを高めることが出来る。
【００１６】
また、本発明の圧電振動子の電極構造により、チタンを酸素や窒素との結合化合物とすることにより親和性が良くなり特に水晶素板と励振電極の下地層との密着性を向上することが出来、ここでも歩留まりを高めて著しく圧電振動子の信頼性を高めることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の一形態について説明する。
なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の電極構造を、水晶素板薄板の振動部とその周囲を囲う水晶素板厚板の補強部とが一体になった水晶振動子に使用した場合の上面からみた概略の模式図である。電極には図１の水晶素板薄板の振動部の中央付近に点線の円で囲った励振電極２部分とそれ以外の引き回し電極部分があるが、本発明の電極構造は励振電極２部分の構造を指し、以下の図においても引き回し電極部分は本図１と図６以外では省略している。
【実施例２】
【００１９】
図２は本発明の二層の電極構造を主に水晶振動子といった圧電振動子１に用いた側面からみた概略の側面模式図である。励振電極２の圧電素板３に接する下地電極５には窒化チタン層４を用いている。窒化チタン層４は所望の電極形状の孔をもったマスクを通して蒸着により圧電素板３上に形成され、その形成の後、金（Au）や銀（Ag）、アルミニウム（Al）もしくプラチナ（Pt）及び、それらの合金といった主電極層６が同様に電極形状の孔をもったマスクを通して蒸着により形成される。発振周波数が１５０MHzの場合、概ね窒化チタン層４は１００オングストローム、また主電極層６は１０００オングストローム程度の厚さである。
【実施例３】
【００２０】
図３は本発明の二層の電極構造を主に水晶振動子といった圧電振動子１に用いた別の実施例を側面からみた概略の側面模式図である。励振電極２の圧電素板３に接する下地電極５には酸化チタン層７を用いている。酸化チタン層７は所望の電極形状の孔をもったマスクを通して蒸着により圧電素板上に形成され、その形成の後、金（Au）や銀（Ag）、アルミニウム（Al）もしくプラチナ（Pt）、及びそれらの合金といったといった物質から成る主電極層６が同様に電極形状の孔をもったマスクを通して蒸着により形成される。
【実施例４】
【００２１】
図４は本発明の三層の電極構造を、側面からみた概略の側面模式図である。第一の下地電極５に窒化チタン層４、第二の下地電極にチタン層８を用いている。第一の下地電極の窒化チタン層４は所望の電極形状の孔をもったマスクを通して蒸着により圧電素板３上に形成され、その形成の後、同様に所望の電極形状の孔をもったマスクを通して第二の下地電極を蒸着により形成する。その後再び所望の電極形状の孔をもったマスクを通して蒸着により金（Au）や銀（Ag）、アルミニウム（Al）もしくプラチナ（Pt）,及びそれらの合金といったといった物質から成る主電極層６が、同様に電極形状の孔をもったマスクを通して蒸着により第二の下地電極のチタン層８上に形成される。
【実施例５】
【００２２】
図５は本発明の三層の電極構造を、側面からみた概略の側面模式図である。第一の下地電極に酸化チタン層７、第二の下地電極にチタン層８を用いている。第一の下地電極の酸化チタン層７は所望の電極形状の孔をもったマスクを通して蒸着により圧電素板３上に形成され、その形成の後、同様に所望の電極形状の孔をもったマスクを通して第二の下地電極のチタン層８を蒸着により形成する。その後再び所望の電極形状の孔をもったマスクを通して蒸着により金（Au）や銀（Ag）といった物質から成る主電極層６が、同様に電極形状の孔をもったマスクを通して蒸着により第二の下地電極のチタン層８上に形成される。
【実施例６】
【００２３】
図６は本発明の電極構造を、水晶素板薄板の振動部とその周囲を囲う水晶素板厚板の補強部とが一体になった圧晶振動子１に使用した場合の水晶振動子を斜め上方からみた概略の斜視図である。なお、前記したように本図６には矩形状の電極部分のほかに、振動出力を取り出す引き回し電極部分も示されている。電極の構造は前記したような二層または三層の構造と成っている。チタンは電気抵抗値についてはクロム（Cr）の倍程度あるが、密度がクロムよりも小さい金属材料であるために、本発明の下地電極５としてチタンを使用した場合その上に形成される主電極層６の膜厚を厚くとることが出来、高周波デバイスに適している。またチタンは熱伝導率がアルミニウム(Al）や金(Au)に比べて一桁大きく、熱伝達遅れによる、また温度変化による振動子の挙動変化の遅れを改善出来る。さらに、チタンは酸素や窒素との結合化合物にすることで、親和性が良くなり特に水晶素板３との密着性の向上も良い。加えてチタンはその熱膨張係数が水晶結晶のC軸に対しての熱膨張係数がC軸に対して垂直の場合と、C軸に対して平行の場合の中間に位置する値を持ち、従って使用されることの多い水晶の回転Y板から切り出した水晶素板に適した金属でもある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の電極構造を、水晶素板薄板の振動部とその周囲を囲う水晶素板厚板の補強部とが一体になった水晶振動子に使用した場合の上面からみた概略の上面模式図である。
【図２】本発明の二層の電極構造を、側面からみた概略の側面模式図である。励振電極の下地電極に窒化チタン層を用いている。
【図３】本発明の二層の電極構造を、側面からみた概略の側面模式図である。励振電極の下地電極に酸化チタン層を用いている。
【図４】本発明の三層の電極構造を、側面からみた概略の側面模式図である。第一の下地電極に窒化チタン層、第二の下地電極にチタン層を用いている。
【図５】本発明の三層の電極構造を、側面からみた概略の側面模式図である。第一の下地電極に酸化チタン層、第二の下地電極にチタン層を用いている。
【図６】本発明の電極構造を、水晶素板薄板の振動部とその周囲を囲う水晶素板厚板の補強部とが一体になった水晶振動子に使用した場合の水晶振動子を斜め上方からみた概略の斜視図である。
【図７】従来の圧電振動子上に形成される電極構造を側面からみた概略の側面模式図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  圧電振動子
２  励振電極
３  圧電素板
４  窒化チタン層
５  下地電極
６  主電極層
７  酸化チタン層
８  チタン層
９  導電性接着剤
１０  支持台
【図１】
2005136801.tif 000003
【図２】
2005136801.tif 000004
【図３】
2005136801.tif 000005
【図４】
2005136801.tif 000006
【図５】
2005136801.tif 000007
【図６】
2005136801.tif 000008
【図７】
2005136801.tif 000009