(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極を有する圧電振動片と前記圧電振動片の基部に接続され前記圧電振動片の外周を囲み前記圧電振動片と一体に形成された枠とからなる圧電振動基板（１１）と、
前記圧電振動片の上面と離間し、前記枠の上面に第１の金属膜（１３）を介して接合された蓋（１０）と、
前記圧電振動片の下面と離間し、前記枠の下面に第２の金属膜（１４）を介して接合され、かつ底部に前記電極と接続された一対の外部電極を有する容器（１２）と、
前記第１の金属膜（１３）と前記第２の金属膜（１４）の露出部を覆うガラス層（１５）からなり、
前記ガラス層（１５）が珪酸ソーダ、珪酸カリ、珪酸リチウムから選ばれる少なくとも一種である圧電振動子。
【請求項２】
一対の電極を有する圧電振動片と前記圧電振動片の基部に接続され前記圧電振動片の外周を囲み前記圧電振動片と一体に形成された枠とからなる圧電振動基板（１１）と、
前記圧電振動片の上面と離間し、前記枠の上面に形成された第１の金属膜（１３）を介し陽極接合された蓋（１０）と、
前記圧電振動片の下面と離間し、前記枠の下面に形成された第２の金属膜（１４）を介して陽極接合され、底部に前記電極と接続された一対の外部電極を有する容器（１２）と、
前記第１の金属膜（１３）と前記第２の金属膜（１４）の露出部を覆うガラス層（１５）からなり、
前記ガラス層（１５）が珪酸ソーダ、珪酸カリ、珪酸リチウムから選ばれる少なくとも一種である圧電振動子。
圧電振動子。
【請求項３】
前記珪酸カリの酸化カリに対する二酸化ケイ素のモル比が１．８から３．７である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記珪酸カリの酸化カリに対する二酸化ケイ素のモル比が１．８から２．２である請求項３記載の圧電振動子。
【請求項５】
前記珪酸カリの酸化カリに対する二酸化ケイ素のモル比が２．５から２．７である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項６】
前記珪酸カリの酸化カリに対する二酸化ケイ素のモル比が２．７から３．０である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項７】
前記珪酸カリの酸化カリに対する二酸化ケイ素のモル比が２．９から３．２である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項８】
前記珪酸カリの酸化カリに対する二酸化ケイ素のモル比が３．４から３．７である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項９】
前記珪酸カリの二酸化ケイ素が２７．５から２９ｗｔ％、酸化カリが２１から２３ｗｔ％である請求項３記載の圧電振動子。
【請求項１０】
前記珪酸カリの二酸化ケイ素が２８から３０ｗｔ％、酸化カリが１７から１８ｗｔ％である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項１１】
前記珪酸カリの二酸化ケイ素が２６から２９ｗｔ％、酸化カリが１３から１６ｗｔ％である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項１２】
前記珪酸カリの二酸化ケイ素が２５．５から２７．５ｗｔ％、酸化カリが１２．５から１４．５ｗｔ％である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項１３】
前記珪酸カリの二酸化ケイ素が１９．５から２１．５ｗｔ％、酸化カリが８．５から９．５ｗｔ％である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項１４】
前記珪酸ソーダが、テトラソディウムモノシリケート、ヘキサソディウムジシリケート、ジソディウムモノシリケートから選ばれる請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項１５】
前記珪酸ソーダが、ジソディウムジシリケート、テトラソディウムペンタシリケート、ジソディウムトリシリケート、ジソディウムテトラシリケートから選ばれる請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項１６】
前記珪酸ソーダが、二酸化珪素３５から３８ｗｔ％、酸化ナトリウム１７から１９ｗｔ％である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項１７】
前記珪酸ソーダが、二酸化珪素３４から３６ｗｔ％、酸化ナトリウム１４から１５ｗｔ％である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項１８】
前記珪酸ソーダが、二酸化珪素２８から３０ｗｔ％、酸化ナトリウム９から１０ｗｔ％である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項１９】
前記珪酸ソーダの酸化ナトリウムに対する二酸化ケイ素のモル比が、２．００から３．９０である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項２０】
前記珪酸ソーダの酸化ナトリウムに対する二酸化ケイ素のモル比が、３．００から３．３０である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項２１】
圧電振動片と前記圧電振動片の基部に接続され前記圧電振動片の外周を囲み前記圧電振動片と一体に形成された枠とからなる圧電振動基板と、
前記枠の上面に形成された第１の金属膜と、
前記第１の金属膜を介して接合された蓋と、
前記枠の下面に形成された第２の金属膜と、
前記第２の金属膜を介して接合された容器と、
前記第１の金属膜と前記枠及び前記蓋の接合部分の境界を含む前記第１の金属膜の露出部と、前記第２の金属膜と前記枠及び前記容器の接合部分の境界を含む前記第２の金属膜の露出部を全周に渡って覆うガラス層と、からなる圧電振動子。
【請求項２２】
前記ガラス層が１〜１０μｍである請求項２１に記載の圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯情報端末の発振回路に用いられる圧電振動子に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の圧電振動子は、一つの容器に一つの振動片を配置し、接続する方法が用いられていた。そこで、生産効率を高めるために、振動子片と容器を含めてウエハー単位の製造が検討され、振動子片にシリコンからなる容器を陽極接合で直接接合する方法や、振動子片に低融点金属を介して容器を接合する方法が考案されていた。
【０００３】
しかし、前者の方法では、振動子片とシリコンの熱膨張係数の差が大きいため、振動子片に応力が加わり、振動特性が低下する課題があった。また、後者の方法では、低融点金属の耐食性が低く、十分な耐環境性が得にくい課題があった。
【０００４】
【課題を解決する手段】
この発明では、ウエハー内に形成された圧電振動片の上下面に、それぞれ金属層を介して蓋１０と容器１２を接合し、圧電振動片を切断分離した後、断面から露出した金属層の表面及びその金属層と容器１２や蓋１０の界面を被うようにガラス層１５を形成した圧電振動子とした。
【０００５】
このように形成された圧電振動子では、従来側面部に露出していた金属層の表面に、比較的低温で緻密な保護膜として機能するガラス層１５が形成されるため、金属層の腐食や酸化が起こらず、かつ、特に蓋や容器がガラスの場合は熱膨張による歪の発生が少ないため耐環境性と振動特性に優れた圧電振動子を得ることが出来る。
【０００６】
またこの発明では、圧電材料からなるウエハー内に圧電振動片を形成し、圧電振動片の周囲の上面と下面に金属層を形成し、圧電振動片が振動可能なように上面と下に、空間のある蓋１０と容器１２を、圧電振動片を囲むように陽極接合し、圧電振動片を蓋１０と容器１２と共に切断、分離し側面に露出した金属層に水ガラスを塗布し、焼成しガラス層１５を形成する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明では、一対の電極を有する圧電振動片と圧電振動片の基部に接続され圧電振動片の外周を囲み圧電振動片と一体に形成された枠とからなる圧電振動基板１１と、圧電振動片の上面と離間し、枠の上面に第１の金属膜１３を介して接合された蓋１０と、圧電振動片の下面と離間し、枠の下面に第２の金属膜１４を介して接合され、かつ底部に電極と接続された一対の外部電極を有する容器１２と、第１の金属膜１３と第２の金属膜１４の露出部を覆うガラス層１５からなる圧電振動子とした。
【０００８】
また、一対の電極を有する圧電振動片と圧電振動片の基部に接続され圧電振動片の外周を囲み圧電振動片と一体に形成された枠とからなる圧電振動基板１１と、圧電振動片の上面と離間し、枠の上面に形成された第１の金属膜１３を介し陽極接合された蓋１０と、圧電振動片の下面と離間し、枠の下面に形成された第２の金属膜１４を介して陽極接合され、底部に電極と接続された一対の外部電極を有する容器１２と、第１の金属膜１３と第２の金属膜１４の露出部を覆うガラス層１５からなる圧電振動子とした。
【０００９】
ここで、ガラス層１５は珪酸ソーダまたは珪酸カリまたは珪酸リチウムが好ましく、ガラス層１５の膜厚としては１μｍから１０μｍが好ましい。ガラス層の膜厚が１μｍより薄いと、金属膜の耐食性を確保することが困難であり、また１０μｍを越すとガラス層の密着力が低下する。
【００１０】
そして、珪酸カリの酸化カリに対する二酸化ケイ素のモル比が１．８から３．７が好ましい。このモル比にすることにより、ガラス層形成時の粘度が好適な値となり、作業性が高くなる。
【００１１】
また、珪酸カリの酸化カリに対する二酸化ケイ素のモル比が１．８から２．２が好ましい。
【００１２】
または、珪酸カリの酸化カリに対する二酸化ケイ素のモル比が２．５から２．７が好ましい。
【００１３】
または、珪酸カリの酸化カリに対する二酸化ケイ素のモル比が２．７から３．０が好ましい。
【００１４】
または、前記珪酸カリの酸化カリに対する二酸化ケイ素のモル比が２．９から３．２が好ましい。
【００１５】
または、珪酸カリの酸化カリに対する二酸化ケイ素のモル比が３．４から３．７が好ましい。
【００１６】
また、珪酸カリの二酸化ケイ素が２７．５から２９ｗｔ％、酸化カリが２１から２３ｗｔ％が好ましい。その組成範囲では、好適な粘度が得られ、ガラス層の形成が容易になる。
【００１７】
また、珪酸カリの二酸化ケイ素が２８から３０ｗｔ％、酸化カリが１７から１８ｗｔ％が好ましい。
【００１８】
また、珪酸カリの二酸化ケイ素が２６から２９ｗｔ％、酸化カリが１３から１６ｗｔ％が好ましい。
【００１９】
また、珪酸カリの二酸化ケイ素が２５．５から２７．５ｗｔ％、酸化カリが１２．５から１４．５ｗｔ％が好ましい。
【００２０】
また、珪酸カリの二酸化ケイ素が１９．５から２１．５ｗｔ％、酸化カリが８．５から９．５ｗｔ％が好ましい。
【００２１】
ここで、珪酸ソーダは、テトラソディウムモノシリケート、ヘキサソディウムジシリケート、ジソディウムモノシリケートが使用可能である
また、珪酸ソーダは、ジソディウムジシリケート、テトラソディウムペンタシリケート、ジソディウムトリシリケート、ジソディウムテトラシリケートが使用可能である。
【００２２】
ここで、珪酸ソーダが、二酸化珪素３５から３８ｗｔ％、酸化ナトリウム１７から１９ｗｔ％であることが好ましい。
【００２３】
ここで、珪酸ソーダが、二酸化珪素３４から３６ｗｔ％、酸化ナトリウム１４から１５ｗｔ％であることが好ましい。
【００２４】
ここで、珪酸ソーダが、二酸化珪素２８から３０ｗｔ％、酸化ナトリウム９から１０ｗｔ％であることが好ましい。
【００２５】
ここで、珪酸ソーダの酸化ナトリウムに対する二酸化ケイ素のモル比が、２．００から３．９０であることが好ましい。
【００２６】
また、珪酸ソーダの酸化ナトリウムに対する二酸化ケイ素のモル比が、３．００から３．３０であることが好ましい。
【００２７】
【実施例】
図１に本発明による一実施例を示す。
図１に示す圧電振動子は以下のように形成される。従来の技術の応用により、ウエハー内に形成された圧電振動片の上下面に、それぞれ金属層を介して蓋１０と容器１２を接合し、外部電極１６をスパッタリングや蒸着または電解メッキや無電解メッキなどにより形成する。
【００２８】
次に、圧電振動片を切断し電気的に分離する。電気的に分離するとは、隣接する圧電振動片が金属層にて電気的に接続していないことを示す。接合された圧電振動片と蓋１０と容器１２の全てを切断分離しても良いし、圧電振動片と容器１２について切断し、蓋１０については若干の切り込みが入る位に切断をしても良い。
【００２９】
そして、断面から露出した金属層及び金属層と容器１２や蓋１０の界面を被うように表面にガラス層１５を形成する。この際には、圧電振動子を実装する際に接合部となる外部電極１６の底部については、少なくともガラス層１５を形成しない。
【００３０】
このように形成された圧電振動子では、従来側面部に露出していた金属層の表面に、比較的低温で緻密な保護膜として機能するガラス層１５が形成されるため、金属層の腐食や酸化が起こらず、かつ、特に蓋や容器がガラスの場合は熱膨張による歪の発生が少ないため耐環境性と振動特性に優れた圧電振動子を得ることが出来る。
【００３１】
次に、ガラス層１５を珪酸ソーダ水溶液にて形成する場合について説明する。珪酸ソーダは空気中に放置または脱水することにより強固な皮膜を形成する。また、皮膜を短時間に形成するには加熱処理が有効である。例えば、８５℃の雰囲気中では３０分以内で十分な皮膜を得ることができる。
【００３２】
モル比の高い濃厚熱溶液はアルミニウムやその合金などを侵食するが、その際に金属表面に珪酸または金属酸化物の皮膜を形成し、これにより耐食性が向上する。
【００３３】
また、珪酸カリ溶液は物理的にも化学的にも珪酸ソーダとほぼ同等の性質を示し、皮膜を形成する条件についても、その皮膜についても上述した珪酸ソーダと同等である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、薄い圧電振動基板を薄い蓋と容器で挟み、それぞれの層間を金属薄膜で接合した圧電振動子を形成することができるので、振動子全体の厚みを極めて小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における圧電振動子の一実施例
【符号の説明】
１０  蓋
１１  圧電振動基板
１２  容器
１３  第１の金属膜
１４  第２の金属膜
１５  ガラス層
１６  外部電極
【図１】
0003992962.tif 000002