壓電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種壓電裝置，能夠抑制引出電極的腐蝕等，并且抑制對(duì)振動(dòng)特性的影響或激振電極等的電阻值的上升。本發(fā)明的壓電裝置包括：壓電振動(dòng)片，具有包圍振動(dòng)部的框部，且在框部具備與設(shè)置于振動(dòng)部的激振電極電連接的引出電極；蓋部，經(jīng)由接合材料而接合于壓電振動(dòng)片的表面；以及底部，經(jīng)由接合材料而接合于壓電振動(dòng)片的背面，且底部具備與引出電極電連接的外部電極。激振電極及引出電極包括：由能夠形成鈍態(tài)的金屬所形成的基底膜，以及積層于基底膜的第一金屬膜及第二金屬膜，基底膜將其膜厚設(shè)定為1.0nm～8.0nm。
【專利說(shuō)明】壓電裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓電裝置(piezoelectric device)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為壓電裝置，已知有如下類型:在晶體振動(dòng)片等的壓電振動(dòng)片的表面(一方的主面)上經(jīng)由接合材料而接合蓋(Iid)部，并且在背面(另一方的主面)同樣地經(jīng)由接合材料而接合底(base)部。該類型中所使用的壓電振動(dòng)片包括:以規(guī)定的振動(dòng)頻率而振動(dòng)的振動(dòng)部，以包圍振動(dòng)部的方式而形成的框部，以及連結(jié)振動(dòng)部及框部的連結(jié)部。而且，在壓電振動(dòng)片的振動(dòng)部的表面及背面分別形成著激振電極，從各激振電極到框部為止分別形成著引出電極，并且該引出電極與底部的外部電極電連接。
[0003]例如，專利文獻(xiàn)I中公開了一種壓電裝置，該壓電裝置是由蓋部及底部夾著壓電振動(dòng)片，所述壓電振動(dòng)片具備:從激振電極引出到框部的引出電極。而且，該壓電振動(dòng)片中所具備的引出電極是形成到框部的最外周為止，即便在壓電振動(dòng)片上接合蓋部或底部的狀態(tài)(也就是作為壓電裝置而完成的狀態(tài))下，也成為引出電極的側(cè)面露出在外部的狀態(tài)。
[0004][現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0005][專利文獻(xiàn)]
[0006][專利文獻(xiàn)I]日本專利特開2010-200118號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)I所示的壓電裝置因引出電極的側(cè)面露出于外部，所以成為暴露在外部氣體的狀態(tài)，從而有時(shí)引出電極中使用的金屬因`大氣中的水分而受到腐蝕(溶解)。因該腐蝕，而蓋部或底部對(duì)壓電振動(dòng)片的接合強(qiáng)度降低，從而有蓋部或底部從壓電振動(dòng)片剝離等、導(dǎo)致壓電裝置的破損的可能。而且，一般來(lái)說(shuō)，壓電裝置的內(nèi)部空間(保持振動(dòng)部的空間)內(nèi)，是由真空等的規(guī)定環(huán)境氣體而形成,但外部氣體經(jīng)由腐蝕的引出電極而進(jìn)入到內(nèi)部空間，從而有引起振動(dòng)頻率的變動(dòng)或激振電極的破損等、這樣的導(dǎo)致壓電裝置的可靠性降低的可能。
[0008]而且，如專利文獻(xiàn)I那樣，在由蓋部及底部夾著壓電振動(dòng)片的類型的壓電裝置中，振動(dòng)部的激振電極與框部的引出電極為大致同時(shí)地形成。因此，為了防止引出電極的腐蝕等，也考慮將這些電極設(shè)為由多個(gè)金屬膜構(gòu)成的積層構(gòu)造。然而，有因所使用的金屬而對(duì)振動(dòng)部的振動(dòng)特性造成影響、或?qū)е码娮柚?晶體阻抗值，Cl值(Crystal Impedancevalue))的上升的可能，從而要求找到由多個(gè)金屬構(gòu)成的適當(dāng)?shù)姆e層構(gòu)造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于以上的情況，本發(fā)明的目的在于提供一種防止引出電極的腐蝕等而可防止破損或確保動(dòng)作可靠性，并且可抑制對(duì)振動(dòng)特性的影響或電阻值的上升的壓電裝置。
[0010]本發(fā)明為一種壓電裝置，包括:壓電振動(dòng)片，具有包圍振動(dòng)部的框部，且在框部具備與設(shè)置于振動(dòng)部的激振電極電連接的引出電極；蓋部，經(jīng)由接合材料而接合于壓電振動(dòng)片的表面；以及底部，經(jīng)由接合材料而接合于壓電振動(dòng)片的背面，且具備與引出電極電連接的外部電極，所述壓電裝置的特征在于:激振電極及引出電極包括:由能夠形成鈍態(tài)的金屬所形成的基底膜，以及積層于基底膜的第一金屬膜及第二金屬膜，基底膜將其膜厚設(shè)定為 1.0nm ?8.0nm0
[0011]而且，基底膜可將其膜厚設(shè)定為3.0nm?7.5nm。而且，激振電極及所述引出電極可按照基底膜、第一金屬膜、第二金屬膜的順序積層，第一金屬膜可為抑制基底膜的金屬原子向第二金屬膜擴(kuò)散的阻擋膜，且其膜厚設(shè)定為0.5nm?12.5nm。而且，第一金屬膜可將其膜厚設(shè)定為2.5nm?10.0nm。而且，引出電極可與所述框部的外周緣隔開而形成。
[0012][發(fā)明的效果]
[0013]根據(jù)本發(fā)明，因由基底膜的金屬而在引出電極的外周緣部分形成鈍態(tài)的覆膜，所以可保護(hù)其不受大氣中的水分的影響，由此抑制引出電極的腐蝕等并防止壓電裝置的破損，從而能夠確保動(dòng)作可靠性。此外，通過(guò)對(duì)基底膜或第一金屬膜的膜厚加以規(guī)定，而可抑制對(duì)振動(dòng)部的振動(dòng)特性的影響或激振電極等的電阻值的上升。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是第一實(shí)施方式的壓電裝置的分解立體圖。
[0015]圖2是沿著圖1的A-A線的剖面圖。
[0016]圖3是將圖2的區(qū)域B放大所得的剖面圖。
[0017]圖4是評(píng)估用試樣的平面圖。
[0018]圖5是將熱處理前的電阻值的測(cè)定結(jié)果表示為曲線圖所得的圖。
[0019]圖6是將熱處理后的電阻值的測(cè)定結(jié)果表示為曲線圖所得的圖。
[0020]附圖標(biāo)記:
[0021]100:壓電裝置
[0022]110:蓋部
[0023]111、121:凹部
[0024]112、122:接合面
[0025]120:底部
[0026]123:城堡形結(jié)構(gòu)(切口部)
[0027]124:外部電極
[0028]125:城堡形結(jié)構(gòu)電極
[0029]126:連接電極
[0030]130:壓電振動(dòng)片
[0031]131:振動(dòng)部
[0032]131a:振動(dòng)部的表面
[0033]131b:振動(dòng)部的背面
[0034]132:框部
[0035]132a:框部132的表面
[0036]132b:框部132的背面
[0037]133:連結(jié)部
[0038]133a:連結(jié)部133的表面[0039]133b:連結(jié)部133的背面
[0040]134:貫通孔
[0041]135、136:激振電極
[0042]137、137a、137b、137c、138:引出電極
[0043]141、142:接合劑
[0044]201:基底膜
[0045]202:第一金屬膜
[0046]203:第二金屬膜
[0047]230:評(píng)估用試樣
[0048]231:PL 晶片
[0049]232:中央部電極
[0050]233:周邊部電極
[0051]234:矩形狀電極
[0052]H1、H2、H3:膜厚
[0053]S:周邊部電極233上的區(qū)域
[0054]T:中央部電極232上的區(qū)域
【具體實(shí)施方式】
[0055]以下，一邊參照附圖，一邊對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。然而，本發(fā)明并不限定于此。而且，附圖中為了說(shuō)明實(shí)施方式，而將一部分放大或強(qiáng)調(diào)而進(jìn)行記載等，以適當(dāng)變更比例尺來(lái)表現(xiàn)。而且，附圖中附上影線(hatching)的部分，表示導(dǎo)電性的金屬膜及接合材料。
[0056](壓電裝置100的構(gòu)成)
[0057]對(duì)本實(shí)施方式的壓電裝置100進(jìn)行說(shuō)明。
[0058]如圖1及圖2所示，壓電裝置100包括:蓋部110、壓電振動(dòng)片130、及底部120。另夕卜，以下的說(shuō)明中，以壓電振動(dòng)片130的軸方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，將壓電裝置100的長(zhǎng)邊方向設(shè)為X軸方向，壓電裝置100的高度方向設(shè)為Y軸方向，將與X軸方向、Y軸方向垂直的方向、也就是壓電裝置100的短邊方向設(shè)為Z軸方向來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0059]蓋部110、底部120及壓電振動(dòng)片130例如是使用AT切割(AT cut)的晶體材料。AT切割是如下的加工方法，也就是，具有當(dāng)在常溫附近使用晶體振蕩器等的壓電裝置時(shí)獲得良好的頻率特性等優(yōu)點(diǎn)，而對(duì)人工晶體的3個(gè)結(jié)晶軸即電軸、機(jī)械軸及光學(xué)軸中，對(duì)光學(xué)軸以繞結(jié)晶軸而僅傾斜35° 15'的角度進(jìn)行切割。
[0060]如圖1及圖2所示，蓋部110形成為矩形的板狀，且蓋部110包括:形成于背面(-Y側(cè)的面)的凹部111、及包圍凹部111的接合面112。接合面112與后述的壓電振動(dòng)片130的框部132的表面132a相向。蓋部110如圖2所示，利用配置于接合面112與框部132的表面132a之間的接合材料141，而接合于壓電振動(dòng)片130的表面(+Y側(cè)的面)。
[0061]如圖1及圖2所示，底部120形成為矩形的板狀，且底部120包括:形成于表面(+Y側(cè)的面)的凹部121、及包圍凹部121的接合面122。接合面122與后述的壓電振動(dòng)片130的框部132的背面132b相向。底部120如圖2所示，利用配置于接合面122與框部132的背面132b之間的接合材料142，而接合于壓電振動(dòng)片130的背面(-Y側(cè)的面)。
[0062]此外，在底部120的4個(gè)角部中，在成為對(duì)角的2個(gè)角部(+X側(cè)且+Z側(cè)的角部，及-X側(cè)且-Z側(cè)的角部)，形成著城堡形結(jié)構(gòu)(castellation)(切口部)123。而且，在底部120的背面(-Y側(cè)的面)，分別設(shè)置著作為一對(duì)安裝端子的外部電極124。在城堡形結(jié)構(gòu)123的表面，形成著城堡形結(jié)構(gòu)電極125。此外，在底部120的表面且包圍城堡形結(jié)構(gòu)123的區(qū)域，形成著連接電極126。該連接電極126與外部電極124是經(jīng)由城堡形結(jié)構(gòu)電極125而電連接。
[0063]外部電極124、城堡形結(jié)構(gòu)電極125、及連接電極126是由導(dǎo)電性的金屬膜而形成。導(dǎo)電性的金屬膜例如具有:按照鉻(Cr)層、鎳鎢(N1-W)層、金(Au)層的順序積層而成的3層構(gòu)造。該情況下，鉻層與底部120中使用的晶體材料的密接性優(yōu)異，并且，成膜后向鎳鎢層擴(kuò)散而在鎳鎢層的露出面形成鈍態(tài)的膜(氧化覆膜)，從而被用于提高金屬膜的耐腐蝕性。鎳鎢層則被用于抑制鉻原子向金層擴(kuò)散。金層被用于提高金屬膜的導(dǎo)電性及穩(wěn)定性。
[0064]而且，作為導(dǎo)電性的金屬膜，可為按照鎳鎢層、金層的順序成膜而成的2層的構(gòu)成。而且，在將金屬膜設(shè)為3層構(gòu)造的情況下，也可代替鉻，而例如使用鋁(Al)或鈦(Ti)或者它們的合金等。而且，還可代替鎳鎢，而例如使用鎳(Ni)或鎢(W)等。而且，還可代替金，而例如使用銀(Ag)等。
[0065]外部電極124、城堡形結(jié)構(gòu)電極125、及連接電極126，是例如由使用了金屬遮罩(metal mask)等的派射(sputtering)而成膜，由此形成為一體。然而，外部電極124、城堡形結(jié)構(gòu)電極125、及連接電極126也可分別分開形成。例如，也可預(yù)先在底部120的背面形成外部電極124，然后，以與該外部電極124連接的方式設(shè)置城堡形結(jié)構(gòu)電極125及連接電極126。另外，對(duì)于金屬膜而言，也可代替由濺射而成膜，而使用真空蒸鍍。
[0066]另外，形成于底部120的連接電極126，是與后述的壓電振動(dòng)片130的引出電極137b、引出電極138連接，并將該引出電極137b、引出電極138與外部電極124，經(jīng)由連接電極126及城堡形結(jié)構(gòu)電極125而電連接。然而，并不限定于使用了此種連接電極126的連接形態(tài)。例如，也可為使用如下金屬膜的連接形態(tài)，也就是，在將底部120接合于壓電振動(dòng)片130后，所述金屬膜隨著外部電極124的形成的同時(shí)，而從該外部電極124經(jīng)由城堡形結(jié)構(gòu)123延伸到引出電極137b、引出電極138為止。
[0067]壓電振動(dòng)片130包括:以規(guī)定的振動(dòng)頻率而振動(dòng)的振動(dòng)部131、包圍振動(dòng)部131的框部132、以及連結(jié)振動(dòng)部131與框部132的連結(jié)部133，并且，在振動(dòng)部131與框部132之間形成著在Y軸方向上貫通的貫通孔134。振動(dòng)部131及連結(jié)部133的Y軸方向的厚度與框部132相比，形成得較薄。而且，壓電振動(dòng)片130整體形成為:在X軸方向上具有長(zhǎng)邊、在Z軸方向上具有短邊的矩形狀。
[0068]在壓電振動(dòng)片130的振動(dòng)部的表面(+Y側(cè)的面)131a及背面(_Y側(cè)的面)131b，分別形成著激振電極135、激振電極136。而且，在壓電振動(dòng)片130的框部132的表面(+Y側(cè)的面)132a及背面(-Y側(cè)的面)132b，分別形成著與激振電極135、激振電極136電連接的引出電極137、引出電極138。如圖1所示，引出電極137具有引出電極137a，該引出電極137a從激振電極135通過(guò)連結(jié)部133的表面(+Y側(cè)的面)133a而向-X軸方向引出，直至框部132的表面132a為止，接著，將該表面132a向+Z軸方向延伸后彎折而向+X軸方向引出，并形成至表面132a的+X側(cè)且+Z側(cè)的區(qū)域?yàn)橹埂４送?，引出電極137具有矩形的引出電極137b，該矩形的引出電極137b從引出電極137a經(jīng)由形成于框部132的內(nèi)側(cè)的面的引出電極137c，而形成于框部132的背面132b。另外，該引出電極137是與框部132的外周緣隔開而形成。
[0069]而且，如圖1所示，引出電極138是從激振電極136通過(guò)連結(jié)部的背面(_Y側(cè)的面)133b而向-X軸方向引出，直至框部132的背面132b為止，接著，將該背面132b向-Z軸方向引出，并引出到背面132b的-X側(cè)且-Z側(cè)的區(qū)域?yàn)橹埂Ａ硗?，該引出電極138與引出電極137同樣地，是與框部132的外周緣隔開而形成。
[0070]另外，如圖2所示，引出電極137a在將蓋部110接合于壓電振動(dòng)片130時(shí)，由接合材料141所覆蓋，并不露出于外部。而且，在將底部120接合于壓電振動(dòng)片130時(shí)，除了與連接電極126連接的部分之外，引出電極138是由接合材料142所覆蓋。
[0071]形成于壓電振動(dòng)片130的激振電極135、激振電極136及引出電極137、引出電極138，是由導(dǎo)電性的金屬膜而形成。另外，激振電極135及引出電極137、與激振電極136及引出電極138，是分別形成為一體的金屬膜。如圖3所示，該金屬膜成為3層構(gòu)造，具有:形成于作為壓電振動(dòng)片130的晶體材料的表面的基底膜201、積層于該基底膜201的第一金屬膜202、及積層于該第一金屬膜202的第二金屬膜203。激振電極135、激振電極136及引出電極137、引出電極138，是由相同的膜構(gòu)成而形成。
[0072]基底膜201使用可形成鈍態(tài)的金屬材料，且用作提高對(duì)構(gòu)成壓電振動(dòng)片130的晶體片的密接性的膜。作為可形成鈍態(tài)的金屬材料，而使用鉻(Cr)。而且，也可代替鉻(Cr)，而例如使用鋁(Al)或鈦(Ti)或者它們的合金等?；啄?01中所含的金屬(例如鉻原子)向第一金屬膜202擴(kuò)散，而在第一金屬膜202的露出面形成鈍態(tài)的膜(氧化覆膜)，從而可提高第一金屬膜202的耐腐蝕性。
[0073]第一金屬膜202作為所謂的阻擋膜而發(fā)揮功能，抑制了基底膜201中所含的金屬原子向第二金屬膜203進(jìn)行擴(kuò)散。作為構(gòu)成第一金屬膜202的金屬材料，使用鎳鎢(N1-W)。而且，也可代替鎳鎢(N1-W)，而例如使用鎳(Ni)或鎢(W)等。
[0074]第二金屬膜203具有:確保激振電極135、激振電極136或引出電極137、引出電極138的導(dǎo)電性，且保護(hù)電極的作用。作為構(gòu)成第二金屬膜203的金屬材料，使用金(Au)。而且，也可代替金(Au)，而例如使用銀(Ag)等。這些基底膜201、第一金屬膜202、及第二金屬膜203，例如使用金屬遮罩、或利用了光刻法的抗蝕劑的遮罩，而由濺射成膜。另外，也可代替利用濺射的成膜，而使用真空蒸鍍。
[0075]如圖3所示，基底膜201、第一金屬膜202、及第二金屬膜203分別設(shè)定為膜厚Hl、膜厚H2、膜厚H3。這些膜厚H1、膜厚H2、膜厚H3在激振電極135、激振電極136及引出電極137、引出電極138中設(shè)定為相同，但不限定于此，也可部分地不同。例如，也可在激振電極135、激振電極136中將基底膜201的膜厚Hl設(shè)定得薄，并且在引出電極137、引出電極138中將基底膜201的膜厚Hl設(shè)定得厚。另外，各膜厚Hl、膜厚H2、膜厚H3在激振電極135、激振電極136及引出電極137a、引出電極137b、引出電極138中為Y軸方向的長(zhǎng)度，在引出電極137c中為X軸方向及Z軸方向的長(zhǎng)度。
[0076]基底膜201的膜厚Hl設(shè)定為1.0nm?8.0nm。在膜厚Hl不滿1.0nm的情況下,難以形成均勻且穩(wěn)定的膜來(lái)作為基底膜201，從而有無(wú)法維持與晶體材料的密接性的可能性。此外，因構(gòu)成基底膜201的金屬(例如鉻)的絕對(duì)量不足，所以從基底膜201向第一金屬膜202擴(kuò)散的金屬原子(例如鉻原子)的量減少，從而有在第一金屬膜202的露出面形成的鈍態(tài)的膜(氧化膜)也無(wú)法充分地形成的可能性。因此，導(dǎo)致如下結(jié)果:無(wú)法確保第一金屬膜202的耐腐蝕性(也就是侵蝕強(qiáng)度低)，金屬膜(尤其引出電極137b或引出電極138)的耐久性被破壞，壓電裝置100的可靠性降低。而且，認(rèn)為:如果構(gòu)成基底膜201的金屬少，則通過(guò)該金屬原子向第一金屬膜202擴(kuò)散而殘留于基底膜201的金屬減少,從而也會(huì)破壞與晶體材料的密接性。
[0077]另一方面，當(dāng)基底膜201的膜厚Hl為1.0nm以上時(shí)，可形成穩(wěn)定的膜來(lái)作為基底膜201，且可維持與晶體材料的密接性。此外，因構(gòu)成基底膜201的金屬原子向第一金屬膜202充分地?cái)U(kuò)散,所以在第一金屬膜202的露出面形成鈍態(tài)的膜，從而可確保第一金屬膜202的耐腐蝕性(也就是可提高侵蝕強(qiáng)度)。
[0078]而且，在基底膜201的膜厚Hl超過(guò)8.0nm的情況下，因構(gòu)成基底膜201的金屬的量增多，所以從基底膜201向第一金屬膜202擴(kuò)散的金屬原子的量增大。結(jié)果是，基底膜201的金屬原子越過(guò)第一金屬膜202而大量地進(jìn)入到第二金屬膜203中，使激振電極135、激振電極136及引出電極137、引出電極138的電阻值上升，并導(dǎo)致晶體阻抗值(Cl值)的上升，從而使壓電裝置100的特性劣化。此外，如果基底膜201的膜厚Hl厚，則激振電極135、激振電極136的膜厚也變得厚，從而使振動(dòng)部131的振動(dòng)特性發(fā)生變化。
[0079]另一方面，當(dāng)基底膜201的膜厚Hl為8.0nm以下時(shí)，因向第一金屬膜202擴(kuò)散的金屬原子的量被抑制，所以進(jìn)入到第二金屬膜203中的金屬原子的量減少，從而激振電極135、激振電極136及引出電極137、引出電極138的電阻值的上升得到抑制，而不會(huì)導(dǎo)致壓電裝置100的特性劣化。此外，形成于振動(dòng)部131的激振電極135、激振電極136的膜厚也不會(huì)厚至必要以上，因而對(duì)振動(dòng)部131的振動(dòng)特性的影響少。
[0080]這樣,通過(guò)將基底膜201的膜厚Hl設(shè)定為1.0nm?8.0nm,而可維持與晶體材料的密接性，且在第一金屬膜202的露出面形成鈍態(tài)的膜(氧化膜)，從而確保第一金屬膜202的耐腐蝕性。除此之外，抑制基底膜201的金屬原子向第一金屬膜202及第二金屬膜203中擴(kuò)散的量，且抑制激振電極135、激振電極136及引出電極137、引出電極138的電阻值上升，而可防止壓電裝置100的特性劣化。
[0081]另外，基底膜201的膜厚Hl也可設(shè)定為3.0nm?7.5nm。通過(guò)將膜厚Hl設(shè)為3.0nm以上，而構(gòu)成基底膜201的金屬原子充分且確實(shí)地向第一金屬膜202擴(kuò)散，因而能夠更確實(shí)地在第一金屬膜202的露出面形成鈍態(tài)的膜。另外，通過(guò)將膜厚Hl設(shè)為3.0nm以上，而對(duì)晶體材料的密接性得以充分確保。
[0082]而且，通過(guò)將基底膜201的膜厚Hl設(shè)為7.5nm以下，而進(jìn)一步抑制基底膜201的金屬原子向第一金屬膜202或第二金屬膜203中擴(kuò)散的量，因而激振電極135、激振電極136及引出電極137、引出電極138的電阻值的上升確實(shí)地得到抑制，從而可確實(shí)地防止壓電裝置100的特性劣化。因此，可抑制到一般可作為壓電裝置100而提供的電阻值的范圍內(nèi)。此夕卜，形成于振動(dòng)部131的激振電極135、激振電極136的膜厚也變薄，因而可進(jìn)一步減少對(duì)振動(dòng)部131的振動(dòng)特性造成的影響。
[0083]接著，第一金屬膜202的膜厚H2設(shè)定為0.5nm?12.5nm。在膜厚H2不滿0.5nm的情況下，第一金屬膜202的成膜步驟中難以形成均勻的金屬膜(例如鎳鎢的膜)，不僅成膜后的膜厚不均勻，且容易產(chǎn)生部分未能成膜的狀態(tài)。因此，第一金屬膜202無(wú)法有效地發(fā)揮:作為抑制形成基底膜201的金屬原子向第二金屬膜203進(jìn)行擴(kuò)散的、所謂的阻擋膜的功倉(cāng)泛。
[0084]另一方面，在第一金屬膜202的膜厚H2為0.5nm以上的情況下，因形成均勻的第一金屬膜202，所以有效地作為所謂的阻擋膜而發(fā)揮功能，抑制了構(gòu)成基底膜201的金屬原子向第二金屬膜203進(jìn)行擴(kuò)散。另外，通過(guò)基底膜201的金屬原子向第一金屬膜202進(jìn)行擴(kuò)散，而在第一金屬膜202的露出面形成著鈍態(tài)的膜(氧化膜)，從而確保耐腐蝕性。
[0085]而且，在第一金屬膜202的膜厚H2超過(guò)12.5nm的情況下，即便構(gòu)成基底膜201的金屬原子向第一金屬膜202進(jìn)行擴(kuò)散，因膜厚H2厚，所以無(wú)法使得足夠量的金屬原子到達(dá)第一金屬膜202的露出面為止,從而在第一金屬膜202的露出面形成的鈍態(tài)的膜也不足。結(jié)果是，無(wú)法確保第一金屬膜202的耐腐蝕性(也就是侵蝕強(qiáng)度低)，從而破壞壓電裝置100的可靠性。
[0086]另一方面，在第一金屬膜202的膜厚H2為12.5nm以下的情況下,構(gòu)成基底膜201的金屬原子向第一金屬膜202進(jìn)行擴(kuò)散，而可使足夠量的金屬原子到達(dá)第一金屬膜202的露出面為止，且可在第一金屬膜202的露出面形成鈍態(tài)的膜。因此，可確保第一金屬膜202的耐腐蝕性(也就是侵蝕強(qiáng)度高)，且可確保壓電裝置100的可靠性。
[0087]這樣，通過(guò)將第一金屬膜202的膜厚H2設(shè)定為0.5nm?12.5nm,而可在第一金屬膜202的露出面形成鈍態(tài)的膜，可確保第一金屬膜202的耐腐蝕性，因而可提高壓電裝置100的可靠性。
[0088]另外，第一金屬膜202的膜厚H2也可設(shè)定為2.5nm?10.0nm。在膜厚H2為2.5nm以上的情況下，可確實(shí)地形成均勻的第一金屬膜202，因而可進(jìn)一步有效地發(fā)揮:確實(shí)抑制構(gòu)成基底膜201的金屬原子向第二金屬膜203擴(kuò)散的、所謂的阻擋膜的功能。另外，在第一金屬膜202的膜厚H2為2.5nm以上的情況下,也利用基底膜201的金屬原子向第一金屬膜202進(jìn)行擴(kuò)散,而在第一金屬膜202的露出面形成鈍態(tài)的膜(氧化膜)，來(lái)確保耐腐蝕性。
[0089]而且,利用將第一金屬膜202的膜厚H2設(shè)為10.0nm以下,構(gòu)成基底膜201的金屬原子向第一金屬膜202進(jìn)行擴(kuò)散,而容易到達(dá)第一金屬膜202的露出面為止,從而可確實(shí)地在該露出面形成鈍態(tài)的膜。因此，充分確保第一金屬膜202的耐腐蝕性，從而可確保壓電裝置100的可靠性。
[0090]這樣，通過(guò)將第一金屬膜202的膜厚H2設(shè)定為2.5nm?10.0nm,而可在第一金屬膜202的露出面確實(shí)地形成鈍態(tài)的膜，從而可充分確保第一金屬膜202的耐腐蝕性，因而可進(jìn)一步提高壓電裝置100的可靠性。另外，第二金屬膜203 (例如金膜)的膜厚H3設(shè)定為100.0nm或128.0nm。另外，膜厚H3的值只要在可獲得作為激振電極135、激振電極136及引出電極137、引出電極138的功能、效果的范圍內(nèi)，則不作特別限定。
[0091]根據(jù)本實(shí)施方式的壓電裝置100的構(gòu)成，可利用對(duì)基底膜201的膜厚Hl加以規(guī)定，而在第一金屬膜202的露出面形成鈍態(tài)的膜、并提高金屬膜的耐腐蝕性，且抑制該金屬膜的密接性的下降或電阻值的上升、對(duì)振動(dòng)部131的振動(dòng)特性的影響，從而可防止壓電裝置100的特性劣化。而且，利用對(duì)第一金屬膜202的膜厚H2加以規(guī)定,而使形成在第一金屬膜202的露出面的鈍態(tài)的膜成為確實(shí)的膜，由此提高引出電極137、引出電極138等的耐腐蝕性(也就是提高侵蝕強(qiáng)度)，從而可提高壓電裝置100的可靠性。而且，在引出電極137、引出電極138與框部132的外周緣隔開而形成的情況下，除了與連接電極126連接的部分之外，第一金屬膜202是由接合材料141、接合材料142所包覆，因而保護(hù)第一金屬膜202不受大氣中的水分影響。另外，即便接合材料141等破損，由于第一金屬膜202與外部氣體接觸而形成鈍態(tài)的膜，因而維持第一金屬膜202的耐腐蝕性。
[0092](壓電裝置100的制造方法)
[0093]接著，對(duì)如所述般構(gòu)成的壓電裝置100的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0094]壓電振動(dòng)片130是:進(jìn)行例如從對(duì)人工晶體進(jìn)行AT切割制作而成的壓電晶片(piezoelectric wafer)中，切出各個(gè)壓電振動(dòng)片130的多倒角。同樣地,對(duì)于蓋部110及底部120而言,進(jìn)行從AT切割制作而成的蓋晶片(lid wafer)及底晶片(base wafer)中，切出各個(gè)的多倒角。另外，對(duì)壓電晶片、蓋晶片、底晶片的各自的加工，例如是同時(shí)進(jìn)行。
[0095]壓電晶片是以構(gòu)成壓電振動(dòng)片130的振動(dòng)部131具備所需的頻率特性的方式，來(lái)調(diào)整包含振動(dòng)部131的區(qū)域的厚度。該厚度調(diào)整例如是利用對(duì)壓電晶片中的包含振動(dòng)部131的區(qū)域進(jìn)行蝕刻來(lái)進(jìn)行。然后，利用光刻法及蝕刻，將振動(dòng)部131、框部132及連結(jié)部133形成于壓電晶片上。
[0096]然后，在壓電晶片的振動(dòng)部131、框部132及連結(jié)部133上，形成激振電極135、激振電極136及引出電極137、引出電極138。這些電極首先例如將鉻在壓電晶片(晶體片)的表面，以膜厚Hl (1.0nm?8.0nm的范圍或3.0nm?7.5nm的范圍)成膜，而作為基底層201。然后，例如將鎳鎢在基底層201的表面，以膜厚H2(0.5nm?12.5nm的范圍或2.5nm?
10.0nm的范圍)成膜，而作為第一金屬膜202。接著,例如將金在第一金屬膜202的表面，以膜厚H3(例如100.0nm?128.0nm的范圍)成膜，而作為第二金屬膜203。
[0097]作為這些基底層201、第一金屬膜202、第二金屬膜203的形成方法，除了例如由使用了金屬遮罩的濺射或真空蒸鍍而依次形成金屬膜的方法之外，還可使用通過(guò)光刻法及蝕刻而將各金屬膜進(jìn)行圖案化的方法等各種方法。
[0098]在蓋晶片上通過(guò)光刻法及蝕刻，而分別形成著凹部111。而且，在底晶片上，通過(guò)光刻法及蝕刻分別形成著凹部121，并且形成著用以形成城堡形結(jié)構(gòu)123的開口部。此外，在底晶片的規(guī)定部位，例如由使用了金屬遮罩的濺射等，形成著外部電極124、城堡形結(jié)構(gòu)電極125、連接電極126。
[0099]然后，在真空環(huán)境氣體下，經(jīng)由接合材料141使蓋晶片接合于壓電晶片的表面，此外，經(jīng)由接合材料142使底晶片接合于壓電晶片的背面。然后，沿著預(yù)先設(shè)定的劃線(scribe line)而切斷，由此完成各個(gè)壓電裝置100。另外,作為壓電裝置100的制造方法，并不限定為以上的方法，而可使用各種方法。
[0100]以上，對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于所述說(shuō)明，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變更。所述實(shí)施方式中，將晶體振蕩器(壓電振蕩器)表示作為壓電裝置，但也可為振蕩器。在為振蕩器的情況下，例如在底部120搭載集成電路(integrated circuit, IC)等,將壓電振動(dòng)片130的引出電極137、引出電極138等、或底部120的外部電極150分別連接于集成電路。而且，所述實(shí)施方式中，使用晶體振動(dòng)片作為壓電振動(dòng)片130，但也可代替此，而使用由鉭酸鋰、鈮酸鋰等形成的壓電振動(dòng)片。而且，使用晶體材料作為蓋部110及底部120，但也可代替此，而使用玻璃或陶瓷等。
[0101][實(shí)例]
[0102]以下，通過(guò)實(shí)例進(jìn)行具體說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)例。另外，實(shí)例及比較例的評(píng)估，如以下般進(jìn)行。
[0103]如圖4所示，本評(píng)估中使用的評(píng)估用試樣230是使用由晶體材料形成為矩形的板狀的PL晶片(PL wafer) 231，在PL晶片231的表面使金屬膜進(jìn)行圖案化。該金屬膜包括:形成于PL晶片231的中央?yún)^(qū)域的中央部電極232、從中央部電極232引出而形成于中央?yún)^(qū)域的周邊的周邊部電極233、以及矩形狀電極234。另外，這些電極是將圖1所示的壓電振動(dòng)片130的背面?zhèn)?-Y側(cè)的面)進(jìn)行模型化(model)所得，中央部電極232相當(dāng)于激振電極136，周邊部電極233相當(dāng)于引出電極138，矩形狀電極234相當(dāng)于引出電極137b。
[0104]中央部電極232、周邊部電極233、及矩形狀電極234為:按照基底膜、第一金屬膜、第二金屬膜的順序積層而成的3層構(gòu)造的金屬膜，例如，由使用了金屬遮罩的濺射等而形成。這些中央部電極232、周邊部電極233、及矩形狀電極234中的各金屬厚度的構(gòu)成為相同。作為基底膜而使用鉻(Cr)，作為第一金屬膜而使用鎳鎢(NiW)，作為第二金屬膜而使用金(Au)ο
[0105]表1中，表示變更了鉻的膜厚、鎳鎢的膜厚、金的膜厚的實(shí)例I~實(shí)例11，與比較例
O、比較例12、比較例13。如表1所示，關(guān)于膜構(gòu)成，從晶體側(cè)開始，分別對(duì)鉻(Cr)的膜厚/鎳鎢(NiW)的膜厚/金(Au)的膜厚進(jìn)行記載。另外，比較例O中未形成鉻作為基底膜，且為在PL晶片230上按照鎳鎢、金的順序積層而成的2層構(gòu)造的金屬膜。另外，表1的左列僅記載編號(hào)。
[0106][表 I]
[0107]
【權(quán)利要求】
1.一種壓電裝置，其特征在于包括: 壓電振動(dòng)片，具有:包圍振動(dòng)部的框部，且在所述框部具備與設(shè)置于所述振動(dòng)部的激振電極電連接的引出電極； 蓋部，經(jīng)由接合材料而接合于所述壓電振動(dòng)片的表面；以及 底部，經(jīng)由接合材料而接合于所述壓電振動(dòng)片的背面，且所述底部具備與所述引出電極電連接的外部電極， 其中，所述激振電極及所述引出電極包括:由能夠形成鈍態(tài)的金屬所形成的基底膜，以及積層于所述基底膜的第一金屬膜及第二金屬膜， 所述基底膜將其膜厚設(shè)定為1.0nm?8.0nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電裝置，其特征在于: 所述基底膜將其膜厚設(shè)定為3.0nm?7.5nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電裝置，其特征在于: 所述激振電極及所述引出電極，是按照所述基底膜、所述第一金屬膜、所述第二金屬膜的順序進(jìn)行積層， 所述第一金屬膜為:抑制所述基底膜的金屬原子向所述第二金屬膜進(jìn)行擴(kuò)散的阻擋膜，且 所述第一金屬膜的膜厚設(shè)定為0.5nm?12.5nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電裝置，其特征在于: 所述第一金屬膜將其膜厚設(shè)定為2.5nm?10.0nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電裝置，其特征在于: 所述引出電極是與所述框部的外周緣隔開而形成。
【文檔編號(hào)】H03H9/125GK103825572SQ201310542595
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月19日
【發(fā)明者】有路巧, 中武裕允, 高橋岳寬 申請(qǐng)人:日本電波工業(yè)株式會(huì)社