圧電振動子
【課題】 接合安定性のよい錫を主成分とした低融点金属ろう材を用いながら、低融点金属ろう材の錫の成分の拡散を抑制し、電極膜の膜食われや励振電極への流れ出しを抑制することができるより信頼性の高い電極構造が得られる鉛フリー対応した圧電振動子を提供する。
【解決手段】 リード端子２１，２２が植設された気密端子用のベース２と、励振電極１３，１４と電極パッド１６，１７とこれらを接続する引出電極とが形成された圧電振動片１とを有し、前記リード端子の先端部分に対して圧電振動片の電極パッドを錫が含有された鉛フリー低融点金属ろう材により電気機械的に接合してベースに圧電振動片を搭載してなる圧電振動子であって、前記電極パッドには、前記引出電極と比較して錫が拡散しやすい拡散電極部１７２，１８２を形成し、当該拡散電極部を前記引出電極の形成領域外に形成した。
【解決手段】 リード端子２１，２２が植設された気密端子用のベース２と、励振電極１３，１４と電極パッド１６，１７とこれらを接続する引出電極とが形成された圧電振動片１とを有し、前記リード端子の先端部分に対して圧電振動片の電極パッドを錫が含有された鉛フリー低融点金属ろう材により電気機械的に接合してベースに圧電振動片を搭載してなる圧電振動子であって、前記電極パッドには、前記引出電極と比較して錫が拡散しやすい拡散電極部１７２，１８２を形成し、当該拡散電極部を前記引出電極の形成領域外に形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動子は、通信機器の基準発振源、あるいはマイクロコンピュータのクロック源として用いられる。例えば特許文献１に示すようなシリンダー型の圧電振動子では、金属製のシェルに絶縁ガラスが充填され、当該絶縁ガラスにリード端子が貫通固定されたベースを用い、ベース上面に圧電振動片を取着し、キャップをベースに圧入することにより、圧電振動片等を気密封止する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−６８００７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年の電子部品の鉛フリー要請により、上述の圧電振動子においても鉛フリー製品が求められている。このような要請に対応して、圧電振動片を支持する低融点金属ろう材も鉛フリー製品が採用されるようになっている。このような低融点金属ろう材としては、電極膜に対する濡れ性が高く接合の安定性がよい錫（Ｓｎ）を主成分としたものが用いられる。錫（Ｓｎ）を主成分とした低融点金属ろう材は鉛はんだ材に対してより電極での拡散が生じやすい。特に、例えば銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）などの導通性の高い電極膜の上部に対して、錫（Ｓｎ）を主成分として構成される鉛フリーはんだ材や鉛フリー低融点金属ろう材を用いると、前記導電性の高い電極膜（電極パッド）の厚み方向に対して、錫（Ｓｎ）成分が拡散（膜拡散）して膜食われ現象を引き起こすことがあった。さらに前記導電性の高い電極膜上面を錫（Ｓｎ）成分が拡散（平面拡散）する現象が生じやすくなるという問題が顕著であった。熱履歴によって錫（Ｓｎ）成分の膜拡散が進行すると電極パッドなどの電極膜が食われて電極膜の剥がれが生じやすくなり、結果としてリード端子との断線が生じることがあった。錫（Ｓｎ）成分の平面拡散が進行して励振電極の領域におよぶと、周波数変動などの電気的な不具合が生じることがあった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、接合安定性のよい錫を主成分とした低融点金属ろう材を用いながら、低融点金属ろう材の錫の成分の拡散を抑制し、電極膜の膜食われや励振電極への流れ出しを抑制することができるより信頼性の高い電極構造が得られる鉛フリー対応した圧電振動子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、請求項１に示すように、リード端子が植設された気密端子用のベースと、励振電極と電極パッドとこれらを接続する引出電極とが形成された圧電振動片とを有し、前記リード端子の先端部分に対して圧電振動片の電極パッドを錫が含有された鉛フリー低融点金属ろう材により電気機械的に接合してベースに圧電振動片を搭載してなる圧電振動子であって、前記電極パッドには、前記引出電極と比較して錫が拡散しやすい拡散電極部を形成し、当該拡散電極部を前記引出電極の形成領域外に形成したことを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、前記電極パッドには、前記引出電極と比較して錫が拡散しやすい拡散電極部を形成し、当該拡散電極部を前記引出電極の形成領域外に形成しているので、低融点金属ろう材に含有された錫を拡散電極部に拡散させることで電極パッドの電極膜の膜食われを抑制するとともに電極パッドから励振電極へ錫が拡散するのを抑制することができる。結果として電極膜の剥がれによるリード端子との断線が生じることがなくなり、錫が励振電極に拡散することによる周波数変動が生じたり、電気的特性が低下するといった問題もなくすことができる。
【０００８】
また請求項２に示すように、上記請求項１の構成において、前記電極パッドには、前記リード端子の先端部分が直接接合される接合電極部と、当該接合電極部に隣接する拡散電極部を形成したことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、前記電極パッドには、前記リード端子の先端部分が直接接合される接合電極部と、当該接合電極部に隣接する拡散電極部を形成しているので、低融点金属ろう材に含有された錫の余剰分を接合に直接寄与しない隣接した拡散電極部に平面拡散させることができる。特に錫の拡散は電極の平面方向に沿って平面拡散させることで、電極の厚み方向に膜拡散する場合に比べてより拡散速度を高めることができるため、接合電極部に隣接する位置に拡散電極部を形成することで、錫の拡散をより俊敏に効果的なものとし、接合電極部内部への膜拡散や励振電極など不要な電極領域への平面拡散を抑制するのに望ましい構成となる。加えて拡散電極部へ錫を拡散させることで、接合電極部の電極膜の膜食われを抑制し、電極膜の剥がれをなくすのに好ましい。
【００１０】
また請求項３に示すように、上記請求項２の構成において、前記拡散電極部は電極パッドのうちの前記引出電極と離隔された位置に形成してもよい。
【００１１】
上記構成によれば、上述の作用効果に加え、前記拡散電極部を電極パッドのうちの前記引出電極と離隔された位置に形成していることで、引出電極に向かって錫が平面拡散するのが抑制される。結果として励振電極への錫の平面拡散を抑制するのにより望ましい構成となる。
【００１２】
また請求項４に示すように、上記構成において、前記拡散電極部の上面が金層でもよい。
【００１３】
上記構成によれば、上述の作用効果に加え、錫の平面拡散が促進され、電極としての安定性に優れた最適な拡散電極部として好ましい電極材料となる。特に拡散電極部へ錫を拡散させることで、接合電極部の電極膜の膜食われを抑制し、電極膜の剥がれをなくすのに好ましい。
【００１４】
また請求項５に示すように、上記構成において、前記接合電極部の上面が銅層でもよい。
【００１５】
上記構成によれば、上述の作用効果に加え、低融点金属ろう材の接合性を低下させることなく、錫の膜拡散を抑えるのに好ましい電極材料となる。特に接合電極部自身の電極膜の膜食われを抑制し、電極膜の剥がれをなくすのに好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、接合安定性のよい錫を主成分とした低融点金属ろう材を用いながら、低融点金属ろう材の錫の成分の拡散を抑制し、電極膜の膜食われや励振電極への流れ出しを抑制することができるより信頼性の高い電極構造が得られる鉛フリー対応した圧電振動子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による実施形態を示す圧電振動子の分解側面図。
【図２】図１の圧電振動片をベースに搭載した状態の斜視図。
【図３】図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図。
【図４】図１のＹ−Ｙ線に沿った断面図。
【図５】図１のＹ−Ｙ線に沿った変形例の断面図。
【図６】図１のＹ−Ｙ線に沿った変形例の断面図。
【図７】図１のＹ−Ｙ線に沿った変形例の断面図。
【図８】図１のＹ−Ｙ線に沿った変形例の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明による好ましい実施形態について音叉型圧電振動子を例にとり、図面に基づいて説明する。図１は本実施形態による音叉型圧電振動子の分解側面図であり、図２は図１の圧電振動片をベースに搭載した状態の斜視図、図３は図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図であり、図４は図１のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。また図５〜図８は他の変形例を示す断面図である。
【００１９】
本発明の音叉型圧電振動子は、音叉型振動片（圧電振動片）１と、この音叉型振動片が搭載され接合されるリード端子２１，２２（２２については図示せず）を有するベース２と、音叉型振動片１とリード端子２１，２２とを接合する錫（Ｓｎ）が含有された鉛フリー低融点金属ろう材としての鉛フリーはんだ材Ｈ、図示しないキャップとから構成されている。
【００２０】
音叉型振動片１は、水晶からなりＸＹカットやＮＴカットなどの屈曲振動する切断角度のものが用いられ、基部１０と当該基部の一端部側１０１から同一方向へ平行にのびる２本の脚部１１，１２を構成している。基部１０は脚部１１，１２とつながる２つの主面１０３，１０４（１０４については図示せず）と２つの側面１０５，１０６とを有している。
【００２１】
脚部１１，１２には異極の励振電極である第１励振電極１３と第２励振電極１４とが形成されている。脚部１１には表裏主面に第１励振電極１３ａ，１３ｂと両側面に第２励振電極１４ｃ，１４ｄが形成され、脚部１２には表裏主面に第２励振電極１４ａ，１４ｂと両側面に第１励振電極１３ｃ，１３ｄが形成されている。このうち脚部１１の表裏主面の第１励振電極１３ａ，１３ｂと脚部１２の両側面の第１励振電極１３ｃ，１３ｄとが後述する引き回し電極（引出電極）や接続電極（引出電極）により同極で共通接続され、脚部１２の表裏主面の第２励振電極１４ａ，１４ｂと脚部１１の両側面の第２励振電極１４ｃ，１４ｄとが後述する引き回し電極（引出電極）や接続電極（引出電極）により同極で共通接続されている。
【００２２】
基部１０には表裏主面に後述するベース２のリード端子２１，２２と鉛フリーはんだ材Ｈを用いて導電接合されるとともに前記第１励振電極と第２励振電極とを個別に導出する電極パッド１７，１８（１８については図示せず）が基部の主面１０３，１０４（１０４については図示せず）のうち他端部側１０２の端部に接した状態かあるいは端部近傍（基部他端部あたり）のみに形成されている。図１では基部端部近傍に形成している。
【００２３】
上述の各励振電極と各電極パッドとはお互いが離間した状態で以下に説明する複数の引き回し電極（引出電極）と接続電極（引出電極）により共通接続されている。また図１に示す音叉型振動片１の基部１０を下側に配置した状態から表裏反転した状態に配置される裏面側の各電極は、図１に示す表面側の各電極と同様の配置や同様の形状で構成しているので、反転させた際に同位置に配置される電極については図中括弧書きで補足的に記載している。
【００２４】
第１励振電極１３は脚部１１の表裏主面の第１励振電極１３ａ，１３ｂと脚部１２の両側面の第１励振電極１３ｃ，１３ｄにより構成されており、脚部１１，１２から離間した基部１０に形成された電極パッド１７へと導出されている。このうち表裏主面の第１励振電極１３ａと第１励振電極１３ｂとは脚部１１の先端付近に形成された引き回し電極１５ａ，１５ｂにより接続されており、第１励振電極１３ａと第１励振電極１３ｃとは脚部１２の付根付近に形成された引き回し電極１５ｃにより接続され、第１励振電極１３ａと第１励振電極１３ｄとは基部１０に形成された引き回し電極１５ｄにより接続されている。また、接続電極１５ｅはお互いに離間した側面１０６の第１励振電極１３ｄと主面１０３の電極パッド１７との上面に一部が重なった状態でお互いを接続している。
【００２５】
接続電極１５ｅは基部の主面１０３から側面１０６に面方向が変更された状態で形成されているとともに、基部の他端部側１０２の側面１０６にはその他端部に接した状態かあるいはその他端部近傍に（基部他端部あたりに）接続電極１５ｅのみが形成されている。図１では接続電極１５ｅを基部他端部近傍に形成している。
【００２６】
第２励振電極１４は脚部１２の表裏主面の第２励振電極１４ａ，１４ｂと脚部１１の両側面の第２励振電極１４ｃ，１４ｄにより構成されており、脚部１１，１２から離間した基部１０に形成された電極パッド１８（図示せず）へと導出されている。このうち表裏主面の第２励振電極１４ａと第２励振電極１４ｂとは脚部１２の先端付近に形成された引き回し電極１６ａ，１６ｂにより接続されており、第２励振電極１４ｂと第２励振電極１４ｄとは脚部１１の付根付近に形成された引き回し電極１６ｃ（図示せず）により接続され、第２励振電極１４ｂと第２励振電極１４ｃとは基部１０に形成された引き回し電極１６ｄ（図示せず）により接続されている。また、図示していないが、接続電極１６ｅはお互いに離間した側面１０５の第１励振電極１３ｄと主面１０３の電極パッド１７との上面に一部が重なった状態でお互いを接続している。
【００２７】
接続電極１６ｅは基部の主面１０４（図示せず）から側面１０５に面方向が変更された状態で形成されているとともに、基部の他端部側１０２の側面１０５にはその他端部に接した状態かあるいはその他端部近傍に（他端部あたりに）接続電極１６ｅのみが形成されている。
【００２８】
上述の各励振電極や各引き回し電極、各電極パッドは、マスク治具を用いるパターンニングによる手法やフォトリソグラフィー技術によるメタルエッチングなどによる手法で、例えば、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の下地電極層に銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）の上部電極から構成された薄膜であり、真空蒸着法やスパッタリング法などにより形成されている。これらは導通性の高い電極膜として形成されている。これに対して接続電極１５ｅ，１６ｅは、マスク治具を用いる手法で、例えば、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の電極層のみから構成された薄膜であり、真空蒸着法やスパッタリング法などにより形成されている。これははんだ材の濡れ性の低い電極膜として形成されている。
【００２９】
このように構成された音叉型振動片１（圧電振動片）に対して、本形態では、電極パッド１７，１８には、引出電極の一部であるクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の電極層のみから構成された接続電極１５ｅ，１６ｅと比較して、後述する錫系の鉛フリーはんだ材Ｈの錫（Ｓｎ）成分が拡散しやすい上面が銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）から構成された拡散電極部１７２，１８２を有しており、接続電極１５ｅ，１６ｅが形成されていない形成領域外に形成していることに特徴点がある。
【００３０】
すなわち、図１に示すように、電極パッド１７，１８には、リード端子２１，２２の先端部分２１ａ，２２ａが直接接合される接合電極部１７１，１８１（１８１については図示せず）と、当該接合電極部１７１，１８１に隣接する接合に直接寄与しない拡散電極部１７２，１８２を形成されている。加えて、拡散電極部１７２，１８２は電極パッド１７，１８のうちの接続電極１５ｅ，１６ｅと離隔された反対側の位置（対向する位置）に引き出されて形成されている。図４は図１のＹ−Ｙ断面図であり、電極パッド１７，１８と接続電極１５ｅ，１６ｅの電極層の構成を示している。本形態では接合電極部１７１，１８１と拡散電極部１７２，１８２とは、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の下地電極層Ｄ１に銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）の上部電極Ｄ２から構成された同じ層構成としている。これに対して接続電極１５ｅ，１６ｅは、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の下地電極層Ｄ１のみで構成されている。
【００３１】
ベース２は、金属製のシェルと、当該シェル内に充填された図示しない絶縁ガラスＧと、当該絶縁ガラスに貫通固定されたリード端子２１，２２とからなる。シェルは例えば４２アロイを基体としており、上下に貫通した円筒形状を有している。なお、このシェルの材料は４２アロイ以外に、コバールあるいは鉄ニッケル系合金を用いてもよい。
【００３２】
リード端子２１，２２は例えばコバールを基体とし、線状に加工されている。これらリード端子は前記シェル内に所定の間隔をもって貫通配置されている。シェル内に充填された絶縁ガラスＧは例えばホウケイ酸ガラスからなり、前記シェルとリード端子２１，２２とを各々電気的に独立させた状態で固定されている。
【００３３】
ベースのシェルおよびリード端子２１，２２の表面には次の金属膜が形成される。シェルの基体表面およびリード端子の基体表面には、図示していないが、それぞれＣｕ層からなる下地金属層が形成され、その上面にはＳｎ−Ｃｕ層が形成されている。上記Ｃｕ層は例えば２〜５μｍの厚さで形成され、上記Ｓｎ−Ｃｕ層は９〜１５μｍの厚さで形成される。これら層厚は一例であり、実施形態により適宜調整変更すればよい。なお、下地金属層としてＮｉ層を用いてもよい。このようなＳｎ−Ｃｕ層により鉛フリー（無鉛）対応ができ、また耐熱性を確保することができる。
【００３４】
図２に示すように、このようなベース２のリード端子のインナー側２１ａ，２２ａには前記音叉型水晶振動子片１が電気的機械的に接合される。すなわち基部１０に形成された電極パッドの接合電極部１７１，１８１とリード端子のインナー側２１ａ，２２ａとがＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ等の錫系の鉛フリーはんだ材Ｈを用いたろう付け等により導電接合される。なお、錫系の鉛フリーはんだ材としては他の材料のものでもよい。
【００３５】
図示しないキャップは洋白（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎ系合金）からなり、有底の円筒状を有している。キャップの外周および内周面にはニッケル層が３〜９μｍの厚さでメッキ等の手段により形成されている。
【００３６】
キャップの内径は前記ベースのシェル部分よりも若干小さく設計されており、例えば２〜５％小さな内径に設定されている。このようなキャップを真空雰囲気中で前記音叉型振動片１を被覆し、キャップ開口部をベース２に圧入することにより、ベース２とキャップが強く密着しキャップ内部が真空状態に保たれた気密封止を行うことができる。
【００３７】
なお、上記実施形態に限らず、接合電極部１７１，１８１の上面材料を引出電極の一部である接続電極１５ｅ，１６ｅの上面材料と比較して錫（Ｓｎ）成分が拡散しやすい材料を選択しながら、拡散電極部１７２，１８２の上面材料を接合電極部１７１，１８１の上面材料より錫（Ｓｎ）成分が拡散しやすい材料を選択してもよい。この構成により本発明の拡散電極部１７２，１８２の機能をより一層高めるうえで好ましい構成とすることができる。
【００３８】
具体的には、上記図４と同一箇所の断面図であり、別形態の図５、図６の断面図に示すように、接続電極１５ｅ，１６ｅの上面材料をクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）としながら、拡散電極部１７２，１８２の上面材料を金（Ａｕ）とした場合、接合電極部１７１，１８１の上面材料を銀（Ａｇ）とする。
【００３９】
この場合、図５に示すように、下地電極層Ｄ１は共通としながら、上部電極Ｄ２のみを異ならせる構成としてもよい。例えば、接合電極部１７１，１８１と拡散電極部１７２，１８２とはクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の共通の下地電極層Ｄ１とし、接合電極部１７１，１８１は銀（Ａｇ）の上部電極Ｄ２を構成し、拡散電極部１７２，１８２は金（Ａｕ）の上部電極Ｄ２を構成してもよい。
【００４０】
または、図６に示すように、下地電極層Ｄ１と一部の上部電極Ｄ２は共通としながら、拡散電極部のみさらに第２の上部電極Ｄ３を形成した構成としてもよい。例えば、接合電極部１７１，１８１と拡散電極部１７２，１８２とはクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の共通の下地電極層Ｄ１とし、その上面に共通の銀（Ａｇ）の上部電極Ｄ２を構成し、拡散電極部１７２，１８２の上面にのみ金（Ａｕ）の第２の上部電極Ｄ３を構成してもよい。
【００４１】
また、上記実施形態に限らず、接合電極部１７１，１８１の上面材料を引出電極の一部である接続電極１５ｅ，１６ｅの上面材料と比較して錫（Ｓｎ）成分が拡散しやすい材料を選択しながら、接合電極部１７１，１８１の上面材料を部１７２，１８２の上面材料より錫（Ｓｎ）成分が拡散しにくい材料を選択してもよい。この構成により本発明の拡散電極部１７２，１８２の機能をより一層高めるうえで好ましい構成とすることができる。
【００４２】
具体的には、上記図４と同一箇所の断面図であり、別形態の図７、図８の断面図に示すように、接続電極１５ｅ，１６ｅの上面材料をクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）としながら、拡散電極部１７２，１８２の上面材料を銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）とした場合、接合電極部１７１，１８１の上面材料を銅（Ｃｕ）とする。
【００４３】
この場合、図７に示すように、下地電極層Ｄ１は共通としながら、上部電極Ｄ２のみを異ならせる構成としてもよい。例えば、接合電極部１７１，１８１と拡散電極部１７２，１８２とはクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の共通の下地電極層Ｄ１とし、接合電極部１７１，１８１は銅（Ｃｕ）の上部電極Ｄ２を構成し、拡散電極部１７２，１８２は銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）の上部電極Ｄ２を構成してもよい。
【００４４】
または、図８に示すように、下地電極層Ｄ１と一部の上部電極Ｄ２は共通としながら、接合電極のみさらに第２の上部電極Ｄ３を形成した構成としてもよい。例えば、接合電極部１７１，１８１と拡散電極部１７２，１８２とはクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の共通の下地電極層Ｄ１とし、その上面に共通の銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）の上部電極Ｄ２を構成し、接合電極部１７１，１８１の上面にのみ銅（Ｃｕ）の第２の上部電極Ｄ３を構成してもよい。
【００４５】
なお、図７と図８に示す銅（Ｃｕ）の接合電極部を構成する実施形態では、銅を含有した厚膜ペーストを印刷することにより１μｍ以上で形成してもよい。この構成では、比較的安価で容易に１μｍ以上の銅（Ｃｕ）の厚膜を形成することができるので、拡散電極部１７２，１８２の面積を増大させることなく、錫（Ｓｎ）の拡散を接合電極部１７１，１８１の厚み方向の拡散（膜拡散）で抑えることができる。結果として、電極パッド１７，１８全体としての電極面積も小さくでき、電極形成に伴う設計自由度が高まる。
【００４６】
また、図５乃至図８に実施形態は単独で構成するだけでなく相互に組み合わせて構成してもよい。
【００４７】
上記実施形態により、励振電極１３，１４と第１電極パッド１７，１８とはお互いが離間した状態で銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）などの導通性の高い電極膜により形成しているので、直列共振抵抗値などの圧電振動子の電気的特性を向上させながら錫（Ｓｎ）を主成分として構成される鉛フリー低融点金属ろう材Ｈが電極パッド１７，１８の内部でのみ濡れ拡がり、リード端子２１，２２との接合強度も安定する。
【００４８】
また、電極パッド１７，１８には、引出電極の一部である接続電極１５ｅ，１６ｅと比較して錫（Ｓｎ）が拡散しやすい拡散電極部１７２，１８２を形成し、拡散電極部１７２，１８２を引出電極の一部である接続電極１５ｅ，１６ｅの形成領域外に形成しているので、鉛フリー低融点金属ろう材Ｈに含有された錫（Ｓｎ）を拡散電極部１７２，１８２に拡散させることで電極パッド１７，１８の電極膜の膜食われを抑制するとともに電極パッド１７，１８から励振電極１３，１４へ錫（Ｓｎ）が拡散するのを抑制することができる。結果として電極膜の剥がれによるリード端子２１，２２との断線が生じることがなくなり、錫（Ｓｎ）が励振電極１３，１４に拡散することによる周波数変動が生じたり電気的特性が低下したりするといった問題もなくすことができる。
【００４９】
また、電極パッド１７，１８には、リード端子２１，２２の先端部分２１ａ，２２ａが直接接合される接合電極部１７１，１８１と、当該接合電極部１７１，１８１に隣接する接合に直接寄与しない拡散電極部１７２，１８２を形成されているので、鉛フリー低融点金属ろう材Ｈに含有された錫（Ｓｎ）の余剰分を接合に直接寄与しない隣接した拡散電極部１７２，１８２に平面拡散させることができる。特に錫（Ｓｎ）の拡散は電極の平面方向に沿って平面拡散させることで、電極の厚み方向に膜拡散する場合に比べてより拡散速度を高めることができるため、接合電極部１７１，１８１に隣接する位置に拡散電極部１７２，１８２を形成することで、錫の拡散をより俊敏に効果的なものとし、接合電極部１７１，１８１の厚み方向の内部への膜拡散や励振電極１３，１４など不要な電極領域への平面拡散を抑制するのに望ましい構成となる。加えて拡散電極部１７２，１８２へ錫（Ｓｎ）を拡散させることで、接合電極部１７１，１８１の電極膜の膜食われを抑制し、電極膜の剥がれをなくすのに好ましい。
【００５０】
また、拡散電極部１７２，１８２は電極パッド１７，１８のうちの接続電極１５ｅ，１６ｅと離隔された反対側の位置（対向する位置）に引き出されて形成されているので、引出電極の一部である接続電極１５ｅ，１６ｅに向かって錫（Ｓｎ）が平面拡散するのが抑制される。結果として励振電極１３，１４への錫（Ｓｎ）の平面拡散を抑制するのにより望ましい構成となる。
【００５１】
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。例えば、音叉型圧電振動子に限らず、ＡＴカット振動片を使用した厚みすべり振動子に本発明を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
水晶振動子等の圧電振動デバイスの量産に適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 音叉型振動片（圧電振動片）
２ ベース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動子は、通信機器の基準発振源、あるいはマイクロコンピュータのクロック源として用いられる。例えば特許文献１に示すようなシリンダー型の圧電振動子では、金属製のシェルに絶縁ガラスが充填され、当該絶縁ガラスにリード端子が貫通固定されたベースを用い、ベース上面に圧電振動片を取着し、キャップをベースに圧入することにより、圧電振動片等を気密封止する構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−６８００７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年の電子部品の鉛フリー要請により、上述の圧電振動子においても鉛フリー製品が求められている。このような要請に対応して、圧電振動片を支持する低融点金属ろう材も鉛フリー製品が採用されるようになっている。このような低融点金属ろう材としては、電極膜に対する濡れ性が高く接合の安定性がよい錫（Ｓｎ）を主成分としたものが用いられる。錫（Ｓｎ）を主成分とした低融点金属ろう材は鉛はんだ材に対してより電極での拡散が生じやすい。特に、例えば銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）などの導通性の高い電極膜の上部に対して、錫（Ｓｎ）を主成分として構成される鉛フリーはんだ材や鉛フリー低融点金属ろう材を用いると、前記導電性の高い電極膜（電極パッド）の厚み方向に対して、錫（Ｓｎ）成分が拡散（膜拡散）して膜食われ現象を引き起こすことがあった。さらに前記導電性の高い電極膜上面を錫（Ｓｎ）成分が拡散（平面拡散）する現象が生じやすくなるという問題が顕著であった。熱履歴によって錫（Ｓｎ）成分の膜拡散が進行すると電極パッドなどの電極膜が食われて電極膜の剥がれが生じやすくなり、結果としてリード端子との断線が生じることがあった。錫（Ｓｎ）成分の平面拡散が進行して励振電極の領域におよぶと、周波数変動などの電気的な不具合が生じることがあった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、接合安定性のよい錫を主成分とした低融点金属ろう材を用いながら、低融点金属ろう材の錫の成分の拡散を抑制し、電極膜の膜食われや励振電極への流れ出しを抑制することができるより信頼性の高い電極構造が得られる鉛フリー対応した圧電振動子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、請求項１に示すように、リード端子が植設された気密端子用のベースと、励振電極と電極パッドとこれらを接続する引出電極とが形成された圧電振動片とを有し、前記リード端子の先端部分に対して圧電振動片の電極パッドを錫が含有された鉛フリー低融点金属ろう材により電気機械的に接合してベースに圧電振動片を搭載してなる圧電振動子であって、前記電極パッドには、前記引出電極と比較して錫が拡散しやすい拡散電極部を形成し、当該拡散電極部を前記引出電極の形成領域外に形成したことを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、前記電極パッドには、前記引出電極と比較して錫が拡散しやすい拡散電極部を形成し、当該拡散電極部を前記引出電極の形成領域外に形成しているので、低融点金属ろう材に含有された錫を拡散電極部に拡散させることで電極パッドの電極膜の膜食われを抑制するとともに電極パッドから励振電極へ錫が拡散するのを抑制することができる。結果として電極膜の剥がれによるリード端子との断線が生じることがなくなり、錫が励振電極に拡散することによる周波数変動が生じたり、電気的特性が低下するといった問題もなくすことができる。
【０００８】
また請求項２に示すように、上記請求項１の構成において、前記電極パッドには、前記リード端子の先端部分が直接接合される接合電極部と、当該接合電極部に隣接する拡散電極部を形成したことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、前記電極パッドには、前記リード端子の先端部分が直接接合される接合電極部と、当該接合電極部に隣接する拡散電極部を形成しているので、低融点金属ろう材に含有された錫の余剰分を接合に直接寄与しない隣接した拡散電極部に平面拡散させることができる。特に錫の拡散は電極の平面方向に沿って平面拡散させることで、電極の厚み方向に膜拡散する場合に比べてより拡散速度を高めることができるため、接合電極部に隣接する位置に拡散電極部を形成することで、錫の拡散をより俊敏に効果的なものとし、接合電極部内部への膜拡散や励振電極など不要な電極領域への平面拡散を抑制するのに望ましい構成となる。加えて拡散電極部へ錫を拡散させることで、接合電極部の電極膜の膜食われを抑制し、電極膜の剥がれをなくすのに好ましい。
【００１０】
また請求項３に示すように、上記請求項２の構成において、前記拡散電極部は電極パッドのうちの前記引出電極と離隔された位置に形成してもよい。
【００１１】
上記構成によれば、上述の作用効果に加え、前記拡散電極部を電極パッドのうちの前記引出電極と離隔された位置に形成していることで、引出電極に向かって錫が平面拡散するのが抑制される。結果として励振電極への錫の平面拡散を抑制するのにより望ましい構成となる。
【００１２】
また請求項４に示すように、上記構成において、前記拡散電極部の上面が金層でもよい。
【００１３】
上記構成によれば、上述の作用効果に加え、錫の平面拡散が促進され、電極としての安定性に優れた最適な拡散電極部として好ましい電極材料となる。特に拡散電極部へ錫を拡散させることで、接合電極部の電極膜の膜食われを抑制し、電極膜の剥がれをなくすのに好ましい。
【００１４】
また請求項５に示すように、上記構成において、前記接合電極部の上面が銅層でもよい。
【００１５】
上記構成によれば、上述の作用効果に加え、低融点金属ろう材の接合性を低下させることなく、錫の膜拡散を抑えるのに好ましい電極材料となる。特に接合電極部自身の電極膜の膜食われを抑制し、電極膜の剥がれをなくすのに好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、接合安定性のよい錫を主成分とした低融点金属ろう材を用いながら、低融点金属ろう材の錫の成分の拡散を抑制し、電極膜の膜食われや励振電極への流れ出しを抑制することができるより信頼性の高い電極構造が得られる鉛フリー対応した圧電振動子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による実施形態を示す圧電振動子の分解側面図。
【図２】図１の圧電振動片をベースに搭載した状態の斜視図。
【図３】図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図。
【図４】図１のＹ−Ｙ線に沿った断面図。
【図５】図１のＹ−Ｙ線に沿った変形例の断面図。
【図６】図１のＹ−Ｙ線に沿った変形例の断面図。
【図７】図１のＹ−Ｙ線に沿った変形例の断面図。
【図８】図１のＹ−Ｙ線に沿った変形例の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明による好ましい実施形態について音叉型圧電振動子を例にとり、図面に基づいて説明する。図１は本実施形態による音叉型圧電振動子の分解側面図であり、図２は図１の圧電振動片をベースに搭載した状態の斜視図、図３は図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図であり、図４は図１のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。また図５〜図８は他の変形例を示す断面図である。
【００１９】
本発明の音叉型圧電振動子は、音叉型振動片（圧電振動片）１と、この音叉型振動片が搭載され接合されるリード端子２１，２２（２２については図示せず）を有するベース２と、音叉型振動片１とリード端子２１，２２とを接合する錫（Ｓｎ）が含有された鉛フリー低融点金属ろう材としての鉛フリーはんだ材Ｈ、図示しないキャップとから構成されている。
【００２０】
音叉型振動片１は、水晶からなりＸＹカットやＮＴカットなどの屈曲振動する切断角度のものが用いられ、基部１０と当該基部の一端部側１０１から同一方向へ平行にのびる２本の脚部１１，１２を構成している。基部１０は脚部１１，１２とつながる２つの主面１０３，１０４（１０４については図示せず）と２つの側面１０５，１０６とを有している。
【００２１】
脚部１１，１２には異極の励振電極である第１励振電極１３と第２励振電極１４とが形成されている。脚部１１には表裏主面に第１励振電極１３ａ，１３ｂと両側面に第２励振電極１４ｃ，１４ｄが形成され、脚部１２には表裏主面に第２励振電極１４ａ，１４ｂと両側面に第１励振電極１３ｃ，１３ｄが形成されている。このうち脚部１１の表裏主面の第１励振電極１３ａ，１３ｂと脚部１２の両側面の第１励振電極１３ｃ，１３ｄとが後述する引き回し電極（引出電極）や接続電極（引出電極）により同極で共通接続され、脚部１２の表裏主面の第２励振電極１４ａ，１４ｂと脚部１１の両側面の第２励振電極１４ｃ，１４ｄとが後述する引き回し電極（引出電極）や接続電極（引出電極）により同極で共通接続されている。
【００２２】
基部１０には表裏主面に後述するベース２のリード端子２１，２２と鉛フリーはんだ材Ｈを用いて導電接合されるとともに前記第１励振電極と第２励振電極とを個別に導出する電極パッド１７，１８（１８については図示せず）が基部の主面１０３，１０４（１０４については図示せず）のうち他端部側１０２の端部に接した状態かあるいは端部近傍（基部他端部あたり）のみに形成されている。図１では基部端部近傍に形成している。
【００２３】
上述の各励振電極と各電極パッドとはお互いが離間した状態で以下に説明する複数の引き回し電極（引出電極）と接続電極（引出電極）により共通接続されている。また図１に示す音叉型振動片１の基部１０を下側に配置した状態から表裏反転した状態に配置される裏面側の各電極は、図１に示す表面側の各電極と同様の配置や同様の形状で構成しているので、反転させた際に同位置に配置される電極については図中括弧書きで補足的に記載している。
【００２４】
第１励振電極１３は脚部１１の表裏主面の第１励振電極１３ａ，１３ｂと脚部１２の両側面の第１励振電極１３ｃ，１３ｄにより構成されており、脚部１１，１２から離間した基部１０に形成された電極パッド１７へと導出されている。このうち表裏主面の第１励振電極１３ａと第１励振電極１３ｂとは脚部１１の先端付近に形成された引き回し電極１５ａ，１５ｂにより接続されており、第１励振電極１３ａと第１励振電極１３ｃとは脚部１２の付根付近に形成された引き回し電極１５ｃにより接続され、第１励振電極１３ａと第１励振電極１３ｄとは基部１０に形成された引き回し電極１５ｄにより接続されている。また、接続電極１５ｅはお互いに離間した側面１０６の第１励振電極１３ｄと主面１０３の電極パッド１７との上面に一部が重なった状態でお互いを接続している。
【００２５】
接続電極１５ｅは基部の主面１０３から側面１０６に面方向が変更された状態で形成されているとともに、基部の他端部側１０２の側面１０６にはその他端部に接した状態かあるいはその他端部近傍に（基部他端部あたりに）接続電極１５ｅのみが形成されている。図１では接続電極１５ｅを基部他端部近傍に形成している。
【００２６】
第２励振電極１４は脚部１２の表裏主面の第２励振電極１４ａ，１４ｂと脚部１１の両側面の第２励振電極１４ｃ，１４ｄにより構成されており、脚部１１，１２から離間した基部１０に形成された電極パッド１８（図示せず）へと導出されている。このうち表裏主面の第２励振電極１４ａと第２励振電極１４ｂとは脚部１２の先端付近に形成された引き回し電極１６ａ，１６ｂにより接続されており、第２励振電極１４ｂと第２励振電極１４ｄとは脚部１１の付根付近に形成された引き回し電極１６ｃ（図示せず）により接続され、第２励振電極１４ｂと第２励振電極１４ｃとは基部１０に形成された引き回し電極１６ｄ（図示せず）により接続されている。また、図示していないが、接続電極１６ｅはお互いに離間した側面１０５の第１励振電極１３ｄと主面１０３の電極パッド１７との上面に一部が重なった状態でお互いを接続している。
【００２７】
接続電極１６ｅは基部の主面１０４（図示せず）から側面１０５に面方向が変更された状態で形成されているとともに、基部の他端部側１０２の側面１０５にはその他端部に接した状態かあるいはその他端部近傍に（他端部あたりに）接続電極１６ｅのみが形成されている。
【００２８】
上述の各励振電極や各引き回し電極、各電極パッドは、マスク治具を用いるパターンニングによる手法やフォトリソグラフィー技術によるメタルエッチングなどによる手法で、例えば、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の下地電極層に銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）の上部電極から構成された薄膜であり、真空蒸着法やスパッタリング法などにより形成されている。これらは導通性の高い電極膜として形成されている。これに対して接続電極１５ｅ，１６ｅは、マスク治具を用いる手法で、例えば、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の電極層のみから構成された薄膜であり、真空蒸着法やスパッタリング法などにより形成されている。これははんだ材の濡れ性の低い電極膜として形成されている。
【００２９】
このように構成された音叉型振動片１（圧電振動片）に対して、本形態では、電極パッド１７，１８には、引出電極の一部であるクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の電極層のみから構成された接続電極１５ｅ，１６ｅと比較して、後述する錫系の鉛フリーはんだ材Ｈの錫（Ｓｎ）成分が拡散しやすい上面が銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）から構成された拡散電極部１７２，１８２を有しており、接続電極１５ｅ，１６ｅが形成されていない形成領域外に形成していることに特徴点がある。
【００３０】
すなわち、図１に示すように、電極パッド１７，１８には、リード端子２１，２２の先端部分２１ａ，２２ａが直接接合される接合電極部１７１，１８１（１８１については図示せず）と、当該接合電極部１７１，１８１に隣接する接合に直接寄与しない拡散電極部１７２，１８２を形成されている。加えて、拡散電極部１７２，１８２は電極パッド１７，１８のうちの接続電極１５ｅ，１６ｅと離隔された反対側の位置（対向する位置）に引き出されて形成されている。図４は図１のＹ−Ｙ断面図であり、電極パッド１７，１８と接続電極１５ｅ，１６ｅの電極層の構成を示している。本形態では接合電極部１７１，１８１と拡散電極部１７２，１８２とは、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の下地電極層Ｄ１に銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）の上部電極Ｄ２から構成された同じ層構成としている。これに対して接続電極１５ｅ，１６ｅは、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の下地電極層Ｄ１のみで構成されている。
【００３１】
ベース２は、金属製のシェルと、当該シェル内に充填された図示しない絶縁ガラスＧと、当該絶縁ガラスに貫通固定されたリード端子２１，２２とからなる。シェルは例えば４２アロイを基体としており、上下に貫通した円筒形状を有している。なお、このシェルの材料は４２アロイ以外に、コバールあるいは鉄ニッケル系合金を用いてもよい。
【００３２】
リード端子２１，２２は例えばコバールを基体とし、線状に加工されている。これらリード端子は前記シェル内に所定の間隔をもって貫通配置されている。シェル内に充填された絶縁ガラスＧは例えばホウケイ酸ガラスからなり、前記シェルとリード端子２１，２２とを各々電気的に独立させた状態で固定されている。
【００３３】
ベースのシェルおよびリード端子２１，２２の表面には次の金属膜が形成される。シェルの基体表面およびリード端子の基体表面には、図示していないが、それぞれＣｕ層からなる下地金属層が形成され、その上面にはＳｎ−Ｃｕ層が形成されている。上記Ｃｕ層は例えば２〜５μｍの厚さで形成され、上記Ｓｎ−Ｃｕ層は９〜１５μｍの厚さで形成される。これら層厚は一例であり、実施形態により適宜調整変更すればよい。なお、下地金属層としてＮｉ層を用いてもよい。このようなＳｎ−Ｃｕ層により鉛フリー（無鉛）対応ができ、また耐熱性を確保することができる。
【００３４】
図２に示すように、このようなベース２のリード端子のインナー側２１ａ，２２ａには前記音叉型水晶振動子片１が電気的機械的に接合される。すなわち基部１０に形成された電極パッドの接合電極部１７１，１８１とリード端子のインナー側２１ａ，２２ａとがＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ等の錫系の鉛フリーはんだ材Ｈを用いたろう付け等により導電接合される。なお、錫系の鉛フリーはんだ材としては他の材料のものでもよい。
【００３５】
図示しないキャップは洋白（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎ系合金）からなり、有底の円筒状を有している。キャップの外周および内周面にはニッケル層が３〜９μｍの厚さでメッキ等の手段により形成されている。
【００３６】
キャップの内径は前記ベースのシェル部分よりも若干小さく設計されており、例えば２〜５％小さな内径に設定されている。このようなキャップを真空雰囲気中で前記音叉型振動片１を被覆し、キャップ開口部をベース２に圧入することにより、ベース２とキャップが強く密着しキャップ内部が真空状態に保たれた気密封止を行うことができる。
【００３７】
なお、上記実施形態に限らず、接合電極部１７１，１８１の上面材料を引出電極の一部である接続電極１５ｅ，１６ｅの上面材料と比較して錫（Ｓｎ）成分が拡散しやすい材料を選択しながら、拡散電極部１７２，１８２の上面材料を接合電極部１７１，１８１の上面材料より錫（Ｓｎ）成分が拡散しやすい材料を選択してもよい。この構成により本発明の拡散電極部１７２，１８２の機能をより一層高めるうえで好ましい構成とすることができる。
【００３８】
具体的には、上記図４と同一箇所の断面図であり、別形態の図５、図６の断面図に示すように、接続電極１５ｅ，１６ｅの上面材料をクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）としながら、拡散電極部１７２，１８２の上面材料を金（Ａｕ）とした場合、接合電極部１７１，１８１の上面材料を銀（Ａｇ）とする。
【００３９】
この場合、図５に示すように、下地電極層Ｄ１は共通としながら、上部電極Ｄ２のみを異ならせる構成としてもよい。例えば、接合電極部１７１，１８１と拡散電極部１７２，１８２とはクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の共通の下地電極層Ｄ１とし、接合電極部１７１，１８１は銀（Ａｇ）の上部電極Ｄ２を構成し、拡散電極部１７２，１８２は金（Ａｕ）の上部電極Ｄ２を構成してもよい。
【００４０】
または、図６に示すように、下地電極層Ｄ１と一部の上部電極Ｄ２は共通としながら、拡散電極部のみさらに第２の上部電極Ｄ３を形成した構成としてもよい。例えば、接合電極部１７１，１８１と拡散電極部１７２，１８２とはクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の共通の下地電極層Ｄ１とし、その上面に共通の銀（Ａｇ）の上部電極Ｄ２を構成し、拡散電極部１７２，１８２の上面にのみ金（Ａｕ）の第２の上部電極Ｄ３を構成してもよい。
【００４１】
また、上記実施形態に限らず、接合電極部１７１，１８１の上面材料を引出電極の一部である接続電極１５ｅ，１６ｅの上面材料と比較して錫（Ｓｎ）成分が拡散しやすい材料を選択しながら、接合電極部１７１，１８１の上面材料を部１７２，１８２の上面材料より錫（Ｓｎ）成分が拡散しにくい材料を選択してもよい。この構成により本発明の拡散電極部１７２，１８２の機能をより一層高めるうえで好ましい構成とすることができる。
【００４２】
具体的には、上記図４と同一箇所の断面図であり、別形態の図７、図８の断面図に示すように、接続電極１５ｅ，１６ｅの上面材料をクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）としながら、拡散電極部１７２，１８２の上面材料を銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）とした場合、接合電極部１７１，１８１の上面材料を銅（Ｃｕ）とする。
【００４３】
この場合、図７に示すように、下地電極層Ｄ１は共通としながら、上部電極Ｄ２のみを異ならせる構成としてもよい。例えば、接合電極部１７１，１８１と拡散電極部１７２，１８２とはクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の共通の下地電極層Ｄ１とし、接合電極部１７１，１８１は銅（Ｃｕ）の上部電極Ｄ２を構成し、拡散電極部１７２，１８２は銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）の上部電極Ｄ２を構成してもよい。
【００４４】
または、図８に示すように、下地電極層Ｄ１と一部の上部電極Ｄ２は共通としながら、接合電極のみさらに第２の上部電極Ｄ３を形成した構成としてもよい。例えば、接合電極部１７１，１８１と拡散電極部１７２，１８２とはクロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）の共通の下地電極層Ｄ１とし、その上面に共通の銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）の上部電極Ｄ２を構成し、接合電極部１７１，１８１の上面にのみ銅（Ｃｕ）の第２の上部電極Ｄ３を構成してもよい。
【００４５】
なお、図７と図８に示す銅（Ｃｕ）の接合電極部を構成する実施形態では、銅を含有した厚膜ペーストを印刷することにより１μｍ以上で形成してもよい。この構成では、比較的安価で容易に１μｍ以上の銅（Ｃｕ）の厚膜を形成することができるので、拡散電極部１７２，１８２の面積を増大させることなく、錫（Ｓｎ）の拡散を接合電極部１７１，１８１の厚み方向の拡散（膜拡散）で抑えることができる。結果として、電極パッド１７，１８全体としての電極面積も小さくでき、電極形成に伴う設計自由度が高まる。
【００４６】
また、図５乃至図８に実施形態は単独で構成するだけでなく相互に組み合わせて構成してもよい。
【００４７】
上記実施形態により、励振電極１３，１４と第１電極パッド１７，１８とはお互いが離間した状態で銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）などの導通性の高い電極膜により形成しているので、直列共振抵抗値などの圧電振動子の電気的特性を向上させながら錫（Ｓｎ）を主成分として構成される鉛フリー低融点金属ろう材Ｈが電極パッド１７，１８の内部でのみ濡れ拡がり、リード端子２１，２２との接合強度も安定する。
【００４８】
また、電極パッド１７，１８には、引出電極の一部である接続電極１５ｅ，１６ｅと比較して錫（Ｓｎ）が拡散しやすい拡散電極部１７２，１８２を形成し、拡散電極部１７２，１８２を引出電極の一部である接続電極１５ｅ，１６ｅの形成領域外に形成しているので、鉛フリー低融点金属ろう材Ｈに含有された錫（Ｓｎ）を拡散電極部１７２，１８２に拡散させることで電極パッド１７，１８の電極膜の膜食われを抑制するとともに電極パッド１７，１８から励振電極１３，１４へ錫（Ｓｎ）が拡散するのを抑制することができる。結果として電極膜の剥がれによるリード端子２１，２２との断線が生じることがなくなり、錫（Ｓｎ）が励振電極１３，１４に拡散することによる周波数変動が生じたり電気的特性が低下したりするといった問題もなくすことができる。
【００４９】
また、電極パッド１７，１８には、リード端子２１，２２の先端部分２１ａ，２２ａが直接接合される接合電極部１７１，１８１と、当該接合電極部１７１，１８１に隣接する接合に直接寄与しない拡散電極部１７２，１８２を形成されているので、鉛フリー低融点金属ろう材Ｈに含有された錫（Ｓｎ）の余剰分を接合に直接寄与しない隣接した拡散電極部１７２，１８２に平面拡散させることができる。特に錫（Ｓｎ）の拡散は電極の平面方向に沿って平面拡散させることで、電極の厚み方向に膜拡散する場合に比べてより拡散速度を高めることができるため、接合電極部１７１，１８１に隣接する位置に拡散電極部１７２，１８２を形成することで、錫の拡散をより俊敏に効果的なものとし、接合電極部１７１，１８１の厚み方向の内部への膜拡散や励振電極１３，１４など不要な電極領域への平面拡散を抑制するのに望ましい構成となる。加えて拡散電極部１７２，１８２へ錫（Ｓｎ）を拡散させることで、接合電極部１７１，１８１の電極膜の膜食われを抑制し、電極膜の剥がれをなくすのに好ましい。
【００５０】
また、拡散電極部１７２，１８２は電極パッド１７，１８のうちの接続電極１５ｅ，１６ｅと離隔された反対側の位置（対向する位置）に引き出されて形成されているので、引出電極の一部である接続電極１５ｅ，１６ｅに向かって錫（Ｓｎ）が平面拡散するのが抑制される。結果として励振電極１３，１４への錫（Ｓｎ）の平面拡散を抑制するのにより望ましい構成となる。
【００５１】
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。例えば、音叉型圧電振動子に限らず、ＡＴカット振動片を使用した厚みすべり振動子に本発明を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
水晶振動子等の圧電振動デバイスの量産に適用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１ 音叉型振動片（圧電振動片）
２ ベース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リード端子が植設された気密端子用のベースと、励振電極と電極パッドとこれらを接続する引出電極とが形成された圧電振動片とを有し、前記リード端子の先端部分に対して圧電振動片の電極パッドを錫が含有された鉛フリー低融点金属ろう材により電気機械的に接合してベースに圧電振動片を搭載してなる圧電振動子であって、
前記電極パッドには、前記引出電極と比較して錫が拡散しやすい拡散電極部を形成し、当該拡散電極部を前記引出電極の形成領域外に形成したことを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
前記電極パッドには、前記リード端子の先端部分が直接接合される接合電極部と、当該接合電極部に隣接する拡散電極部を形成したことを特徴とする特許請求項１記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記拡散電極部は電極パッドのうちの前記引出電極と離隔された位置に形成したことを特徴とする特許請求項２記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記拡散電極部の上面が金層からなることを特徴とする特許請求項１乃至３記載の圧電振動子。
【請求項５】
前記接合電極部の上面が銅層からなることを特徴とする特許請求項１乃至４記載の圧電振動子。
【請求項１】
リード端子が植設された気密端子用のベースと、励振電極と電極パッドとこれらを接続する引出電極とが形成された圧電振動片とを有し、前記リード端子の先端部分に対して圧電振動片の電極パッドを錫が含有された鉛フリー低融点金属ろう材により電気機械的に接合してベースに圧電振動片を搭載してなる圧電振動子であって、
前記電極パッドには、前記引出電極と比較して錫が拡散しやすい拡散電極部を形成し、当該拡散電極部を前記引出電極の形成領域外に形成したことを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
前記電極パッドには、前記リード端子の先端部分が直接接合される接合電極部と、当該接合電極部に隣接する拡散電極部を形成したことを特徴とする特許請求項１記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記拡散電極部は電極パッドのうちの前記引出電極と離隔された位置に形成したことを特徴とする特許請求項２記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記拡散電極部の上面が金層からなることを特徴とする特許請求項１乃至３記載の圧電振動子。
【請求項５】
前記接合電極部の上面が銅層からなることを特徴とする特許請求項１乃至４記載の圧電振動子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−３８７１８（Ｐ２０１３−３８７１８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５３２３（Ｐ２０１１−１７５３２３）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
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