專利名稱：壓電諧振器及其電極結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓電諧振器及其電極結(jié)構(gòu)，更具體地，涉及一種具有高可靠性和低制造成本的壓電諧振器的電極結(jié)構(gòu)，以及包括該結(jié)構(gòu)的壓電諧振器。
背景技術(shù)：
壓電諧振器通常具有諸如頻率振蕩器、頻率調(diào)節(jié)器、頻率轉(zhuǎn)換器等若干種用途。具有良好壓電特性的石英被用作壓電諧振器中的壓電材料。此石英用作穩(wěn)定的機(jī)械振動(dòng)發(fā)生器。在該情況下，被用作壓電材料的石英是在高壓釜中進(jìn)行人工生長(zhǎng)并基于晶軸方向被切割出來(lái)的，而且其尺寸和形狀被進(jìn)行了處理使其具有所需要的特性，于是這種石英呈晶片狀。這里的石英需要具有低相位噪聲、高品質(zhì)(Q)值、隨時(shí)間和環(huán)境的變化頻率變化率低等特性。在這里，Q值代表著諧振器、濾波器、振蕩器等的帶選擇特性，并被稱作品質(zhì)因子。此外，Q值可被定義為中心頻率與3分貝(dB)帶寬的比值。Q值越大，振蕩器的頻率選擇特性就越好。作為用于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的壓電諧振器的電極結(jié)構(gòu)，一種雙層型電極已在被使用。在外部熱環(huán)境發(fā)生變化的情況下，比如在制造壓電諧振器時(shí)的焊接處理中，壓電諧振器的振蕩頻率也會(huì)改變。隨著時(shí)間的推移，改變后的頻率恢復(fù)到最初的頻率。根據(jù)熱環(huán)境的變化的頻率變化特性導(dǎo)致了產(chǎn)品交貨時(shí)間的增加，并限制了對(duì)壓電諧振器的頻率偏差精度有要求的產(chǎn)品的使用。因此，為了改善石英的頻率變化特性，已經(jīng)做了各種嘗試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種通過(guò)改善根據(jù)外部熱環(huán)境的變化的頻率變化特性而具有高可靠性和低制造成本的壓電諧振器的電極結(jié)構(gòu)，以及包括該結(jié)構(gòu)的壓電諧振器。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種壓電諧振器，包括通過(guò)電信號(hào)來(lái)振動(dòng)的壓電板；以及具有層疊在該壓電板的兩個(gè)表面上的第一至第四層的第一和第二電極，其中，第一和第三層由從Ti、Ni、Cr以及包含Ti的合金組成的組中選出的至少一種制成，且第二和第四層由Ag或包含Ag的合金制成。第一電極或第二電極的厚度與壓電板的厚度的比可以是1%以下。第一層可具有0. 3nm至50nm的厚度。第二層可具有IOnm至300nm的厚度。
第三層可具有0. 3nm至50nm的厚度。第四層可具有3nm以上的厚度。第一和第二電極可具有第一至第四層重復(fù)層疊在壓電板的兩個(gè)表面上的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種壓電諧振器的電極結(jié)構(gòu)，該電極結(jié)構(gòu)包括層疊在壓電板的主面上的第一至第四層，其中，第一和第三層由從Ti、Ni、Cr以及包含Ti的合金組成的組中選出的至少一種制成，而且第二和第四層由Ag或包含Ag的合金制成。電極的厚度與壓電板的厚度的比可以是1%以下。
第一至第四層可被重復(fù)層疊在壓電板的主面上。


結(jié)合附圖從下文的詳細(xì)描述中將會(huì)對(duì)本發(fā)明的上述和其他方面、特征以及其他優(yōu)勢(shì)有更加清晰的理解，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的壓電諧振器封裝件的截面示意圖；圖2是圖I的局部放大圖，示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的壓電諧振器封裝件的壓電諧振器的電極結(jié)構(gòu)；圖3是更具體地示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的壓電諧振器的電極結(jié)構(gòu)的截面示意圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的壓電諧振器的電極結(jié)構(gòu)的截面示意圖；以及圖5A和圖5B是對(duì)使用根據(jù)對(duì)比實(shí)例的電極結(jié)構(gòu)的壓電諧振器的回流特性和使用根據(jù)發(fā)明實(shí)例的電極結(jié)構(gòu)的壓電諧振器的回流特性隨時(shí)間進(jìn)行比較的曲線圖。
具體實(shí)施例方式將參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，以使得本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠容易地實(shí)施這些實(shí)施方式。然而，在描述本發(fā)明的實(shí)施方式中，將省略對(duì)公知的功能或結(jié)構(gòu)的詳細(xì)敘述，以避免因不必要的細(xì)節(jié)而使得對(duì)本發(fā)明的描述變得模糊。另外，通篇附圖中相似的參考標(biāo)號(hào)代表執(zhí)行相似功能和操作的部件。此外，除非明確指出，否則“包括”任何組件將被理解為意味著包括其他組件而不排除任何其他組件。在下文中，將參照?qǐng)DI至圖4對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的壓電諧振器及其電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)描述。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的壓電諧振器封裝件I的截面。參照?qǐng)D1，壓電諧振器10包括具有石英片的壓電板11以及形成在壓電板11的兩個(gè)表面上的第一和第二電極12a和12b。具體地，第一和第二電極12a和12b可被對(duì)稱地形成在壓電板11的兩個(gè)表面上。因此，壓電諧振器10可具有諸如圖I所示的封裝結(jié)構(gòu)。壓電諧振器封裝件I包括底層16a、形成在底層16a上的電極墊14、壓電板11以及凸塊15。通過(guò)形成在電極墊14上的導(dǎo)電膠13使壓電諧振器的一端在壓電板11的一端處固定，且凸塊15被配置在底層16a的上表面與壓電板11的另一端之間。在該情況下，壓電板11可具有形成在其上、下表面上的第一和第二電極12a和12b，且第一和第二電極12a和12b被電連接至電極墊14。底層16a可具有形成在其邊緣處的支撐層16b，且支撐層16b形成其內(nèi)收納壓電板11的空間。此外，支撐層16b可具有配置在其上的蓋17，且蓋17密封該空間。圖2是圖I的壓電諧振器10的截面放大圖。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的壓電諧振器10包括壓電板11以及層疊在壓電板11的兩個(gè)表面上的第一和第二電極12a和12b。壓電板11在有電信號(hào)施加到其上時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓電效應(yīng)。作為壓電板11的材料，可使用由SiO2制成的石英片；然而，壓電板1 1的材料并不限于此。在該情況下，壓電板11可通過(guò)切割并加工石英晶片來(lái)形成。壓電板11具有層疊在其兩個(gè)表面上的第一和第二電極12a和12b。第一和第二電極12a和12b提供電信號(hào)至壓電板11從而在壓電板11中產(chǎn)生壓電效應(yīng)，并用于輸出由壓電板11的壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電信號(hào)。第一和第二電極12a和12b可通過(guò)諸如下述的沉積處理的處理而形成在壓電板11的兩個(gè)表面上。壓電諧振器中的等效串聯(lián)電阻(ESR)值與電極的電阻值密切相關(guān)。電極的電阻值可通過(guò)下面的等式來(lái)表示
權(quán)利要求
1.一種壓電諧振器，包括 壓電板，通過(guò)電信號(hào)來(lái)振動(dòng)；以及 第一電極和第二電極，具有層疊在所述壓電板的兩個(gè)表面上的第一層至第四層， 其中，第一層和第三層由從Ti、Ni、Cr以及包含Ti的合金組成的組中選出的至少一種制成，并且 第二層和第四層由Ag或包含Ag的合金制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓電諧振器，其中，所述第一電極或所述第二電極的厚度與所述壓電板的厚度的比為1%以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓電諧振器，其中，所述第一層具有0.3nm至50nm的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓電諧振器，其中，所述第二層具有IOnm至300nm的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓電諧振器，其中，所述第三層具有0.3nm至50nm的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓電諧振器，其中，所述第四層具有3nm以上的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓電諧振器，其中，所述第一電極和第二電極具有所述第一層至第四層被重復(fù)層疊在所述壓電板的兩個(gè)表面上的結(jié)構(gòu)。
8.一種壓電諧振器的電極結(jié)構(gòu)，所述電極結(jié)構(gòu)包括層疊在壓電板的主面上的第一層至第四層， 其中，第一層和第三層由從Ti、Ni、Cr以及包含Ti的合金組成的組中選出的至少一種制成，并且 第二層和第四層由Ag或包含Ag的合金制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，電極的厚度與所述壓電板的厚度的比為1%以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電極結(jié)構(gòu)，其中，所述第一層至第四層被重復(fù)層疊在所述壓電板的主面上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種壓電諧振器及其電極結(jié)構(gòu)。該壓電諧振器包括通過(guò)電信號(hào)來(lái)振動(dòng)的壓電板；以及具有層疊在壓電層的兩個(gè)表面上的第一至第四層的第一和第二電極，其中，第一和第三層由從Ti、Ni、Cr以及包含Ti的合金組成的組中選出的至少一種制成，而且第二和第四層由Ag或包含Ag的合金制成。
文檔編號(hào)H03H9/125GK102739187SQ20111043978
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者樸章皓, 李鐘泌, 田鐘范 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社