電子部品
【課題】基板に設けられた複数の電極間におけるイオンマイグレーションが生じ難い、信頼性に優れた電子部品を提供する。
【解決手段】基板２の表面に複数の導電膜からなる複数の積層電極５Ａ〜５Ｄが形成されており、各積層電極５Ａ〜５Ｄが、マイグレーションが相対的に起こりやすい第１の導電膜８と、第１の導電膜８よりもマイグレーションが生じ難い第２の導電膜９とを有し、第１の導電膜８が積層電極５Ａ〜５Ｄの最上層以外の層として形成されており、かつ積層電極５Ａ〜５Ｄの外周縁において第１の導電膜８が外周縁よりも内側に後退されている、圧電共振部品１。
【解決手段】基板２の表面に複数の導電膜からなる複数の積層電極５Ａ〜５Ｄが形成されており、各積層電極５Ａ〜５Ｄが、マイグレーションが相対的に起こりやすい第１の導電膜８と、第１の導電膜８よりもマイグレーションが生じ難い第２の導電膜９とを有し、第１の導電膜８が積層電極５Ａ〜５Ｄの最上層以外の層として形成されており、かつ積層電極５Ａ〜５Ｄの外周縁において第１の導電膜８が外周縁よりも内側に後退されている、圧電共振部品１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の導電膜を積層してなる積層電極が基板上に形成されている電子部品に関し、より詳細には、複数の導電膜の積層構造が改良されている電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電共振部品などの様々な電子部品が、携帯電話機や各種電子機器に用いられている。電子部品の小型化が進むにつれて、複数の電極間の距離が小さくなってきている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、図６（ａ）に示す圧電共振部品が開示されている。圧電共振部品１０１では、絶縁性セラミックスからなる基板１０２上に、圧電共振子１０４が導電性接着剤１０１ａ〜１０１ｅを用いて実装される。また、コンデンサ１０３及び圧電共振子１０４を覆うように、下方に開いた開口を有するケース１０５が基板１０２に取り付けられる。コンデンサ１０３及び圧電共振子１０４を外部と電気的に接続するために、基板１０２の上面には、電極１０６，１０７，１０８が形成されている。電極１０６，１０７，１０８は、長手方向を有する基板１０２の幅方向全幅に至るように形成されている。
【０００４】
また、基板１０２の側面には、マザー基板に形成されたスルーホールを分割することにより形成された円筒曲面状の凹部１０２ａ〜１０２ｄが形成されている。凹部１０２ａ，１０２ｂは、電極１０６の両端に位置している。凹部１０２ａ，１０２ｂの内面には、積層金属膜からなる電極１０９，１１０が形成されている。凹部１０２ｃ，１０２ｄの内面にも同様に積層金属膜からなる電極１１１，１１２が形成されている。
【０００５】
特許文献１では図６（ｂ）に示すように、電極１０６と対向するように下面にも電極１１３が形成されている。電極１０６と電極１１３とが、上記電極１０９により電気的に接続されている。ところで、電極１０９により外部と電気的に接続するために、電極１０９の外表面には、半田層１１３が形成されている。
【０００６】
近年、電極１０９のように、半田により接合される電極では、電極１０９の半田食われを防止する必要がある。
【０００７】
従って、このような半田と接触する電極では、導電性に優れたＡｇまたはＡｇを主体する合金を用いた場合、半田食われが生じる。そこで、従来、Ａｇからなる電極膜上に、半田食われを防止するために、Ｎｉ膜を積層し、さらにＮｉ膜の表面に半田食われが生じがたいＡｕ膜や、半田付け性に優れたＳｎ膜などを積層することが広く試みられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２９３７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の圧電共振部品１０１では、基板１０２の外周方向に沿って、電極１０６〜１１２が配置されている。近年、電子部品の小型化に伴って、このような電極１０９，１１１間や電極１１１，１１２間などの距離が小さくなってきている。従って、Ａｇ膜を有する積層電極により電極１０６〜１１２を形成した場合、例えば電極１０９と電極１１１や、電極１１１と電極１１２間とで、Ａｇイオンによるマイグレーションが生じるおそれがあった。
【００１０】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、積層電極間のマイグレーションが生じ難い電極構造を備えた電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電子部品は、基板と、基板表面に形成されており、複数の導電膜からなる複数の積層電極とを備える。本発明においては、前記積層電極が、マイグレーションが相対的に起こりやすい第１の導電膜と、前記第１の導電膜よりもマイグレーションが生じ難い第２の導電膜とを有し、前記第１の導電膜が前記積層電極の最上層以外の層として形成されており、かつ前記積層電極の外周縁において、前記第１の導電膜が外周縁よりも内側に後退されている。
【００１２】
本発明に係る電子部品のある特定の局面では、上記第１の導電膜は、積層電極の最下層に位置している。この場合には、積層電極外周縁から後退されている第１の導電膜を基板表面に容易に形成することができる。
【００１３】
また、本発明に係る電子部品の他の特定の局面では、前記基板が、基板の側面に形成された複数の凹部を有し、該凹部の内面に沿うように前記積層電極が形成されている。前記積層電極の前記凹部と前記基板の側面との境界に至る積層電極外周縁部分において、前記第１の導電膜が積層電極の外周縁より後退されている。この場合には、複数の電子部品の小型化に伴って、複数の凹部間の距離が短くなった場合であっても、第１の導電膜が凹部に形成されている積層電極の外周縁よりも後退されているので、マイグレーションを確実に防止することができる。
【００１４】
本発明に係る電子部品のさらに他の特定の局面では、前記積層電極が、前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜の少なくとも一方に積層されており、前記第１の導電膜よりもマイグレーションが生じ難い少なくとも一層の第３の導電膜がさらに備えられている。このように、本発明では、第１の導電膜及び第２の導電膜以外に、１以上の第３の導電膜が形成されていてもよい。よって、半田食われを防止する機能を有する導電膜や、半田付け性に優れた導電膜などの他の導電膜を第３の導電膜として積層し、信頼性に優れた電極構造を有する電子部品を提供することができる。
【００１５】
本発明に係る電子部品のさらに別の特定の局面では、前記第１の導電膜がＡｇまたはＡｇを主体とする合金からなる。ＡｇまたはＡｇを主体とする合金はイオンマイグレーションが生じやすいが、本発明に従って第１の導電膜が積層電極の外周縁から後退されているので、マイグレーションを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る電子部品では、マイグレーションが相対的に起こりやすい第１の導電膜が積層電極の外周縁において、外周縁よりも内側に後退されて形成されているため、複数の積層電極間の距離が短い場合であっても、マイグレーションを確実に防止することができる。従って、電子部品の高密度化を進めた場合であっても、信頼性に優れた電子部品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電子部品としての圧電共振部品を示す斜視図であり、（ｂ）はその積層電極の構造を拡大して示す部分切欠平面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における積層電極の作用を説明するための略図的部分切欠断面図である。
【図３】本発明の実施例及び比較例のマイグレーションの試験結果を示す図である。
【図４】（ａ）は本発明の他の実施形態に係る圧電フィルタ素子を示す斜視図であり、（ｂ）はその上面の電極構造の要部を示す部分切欠正面断面図であり、（ｃ）はその下面の電極構造を説明するための部分切欠正面断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態の電子部品としての圧電共振子を示す正面断面図である。
【図６】（ａ）は、従来の圧電共振部品の分解斜視図であり、（ｂ）は該圧電共振部品の基板に形成されている電極構造を説明するための部分切欠断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１９】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る圧電共振部品を示す分解斜視図である。圧電共振部品１は、基板２を有する。基板２は、アルミナなどの絶縁性セラミックスまたは合成樹脂の適宜の絶縁性材料からなる。基板２は、長さ方向を有する矩形の平面形状を有する。この基板２の上面においては、基板２の幅方向全幅に至るように電極３ａ〜３ｃが形成されている。電極３ａ〜３ｃは、Ａｇ、Ｃｕなどの適宜の導電性材料からなる。電極３ａ〜３ｃは、複数の導電膜を積層してなる積層導電膜により形成されていてもよい。
【００２０】
図１（ａ）では明らかではないが、基板２の下面にも、電極３ａ〜３ｃと対向するように下面側の電極がそれぞれ形成されている。
【００２１】
基板２の側面には、凹部２ａ〜２ｆが形成されている。凹部２ａ，２ｂは、電極３ａの両端に位置している。凹部２ｃ，２ｄは電極３ｂの両端に位置している。凹部２ｅ，２ｆは、電極３ｃの両端に位置している。凹部２ａ〜２ｆ内では、積層導電膜からなる積層電極が形成されている。図１（ａ）では、これらの内、積層電極５Ａ〜５Ｄのみが現れている。
【００２２】
図１（ｂ）を参照して、積層電極５Ａの詳細を説明する。
【００２３】
積層電極５Ａは、基板２の表面から順に、第１の導電膜８，第２の導電膜９及び第３の導電膜１０が、積層された構造を有する。
【００２４】
第１の導電膜８は、Ａｇからなる。第２の導電膜９はＮｉからなる。
【００２５】
圧電共振部品１は、通常半田により回路基板等により実装される。Ａｇからなる第１の導電膜８の半田食われを防止するために、Ｎｉからなる第２の導電膜９が形成されている。この場合、Ｎｉに比べてＡｇがイオンマイグレーションを生じやすい。従って、本実施形態では、積層電極５Ａの外周縁より、Ａｇからなる第１の導電膜８の端縁８ａが後退されている。他方、第２の導電膜９及び第３の導電膜１０は、電極後の外周縁５ａに至るように形成されている。
【００２６】
上記第１〜第３の導電膜８〜１０は蒸着、めっきもしくはスパッタリングなどの薄膜形成方法により形成することができる。
【００２７】
なお、電極３ａ〜３ｃ及び基板２の下面に形成されている電極についても、上記積層電極５Ａと同様の積層構造を有していてもよい。もっとも、基板２をマザーの基板から製造するに際しては、上記電極３ａ〜３ｃ及び下面の電極が形成されているマザー基板に、上記積層電極５Ａ〜５Ｄが形成される部分にスルーホールを形成する。次に、スルーホールを分割するようにしてマザー基板を分割し、個々の基板２を得る。それによって凹部２ａ〜２ｆが形成される。しかる後、凹部２ａ〜２ｆに上記積層導電膜からなる積層電極５Ａ〜５Ｄを形成する。従って、電極３ａ〜３ｃと、積層電極５Ａ〜５Ｄとは、異なる導電性材料で形成されていてもよい。
【００２８】
上記凹部２ａ〜２ｆは、閉口形状が円形のスルーホールを分割することにより形成されている。従って、内周面は、半円筒曲面状の形状を有する。積層電極５Ａ〜５Ｄは、このような半円筒状曲面の内周面を覆うように形成されている。もっとも、上記積層電極５Ａ〜５Ｄの外周縁においては、特に、外周縁のうち基板２の下面に露出している外周縁部分においては、上記第１の導電膜８が外周縁５ａよりも後退されている。
【００２９】
従って、電子部品の小型化を進め、隣り合う上記積層電極５Ａ，５Ｃ間や積層電極５Ｃ，５Ｄ間の距離が短くなった場合であっても、第１の導電膜８が積層電極５Ａ〜５Ｄの外周縁から後退されているので、例えば積層電極５Ａ，５Ｃ間や積層電極５Ｃ，５Ｄ間におけるイオンマイグレーションを確実に抑制することができる。
【００３０】
本実施形態の圧電共振部品１では、上記電極３ａ〜３ｃ上に、導電性接着剤１１ａ〜１１ｃを介してコンデンサ１２が接合される。コンデンサ１２上に導電性接着剤１３ａ，１３ｂを介して圧電共振子１４が接続されている。圧電共振子１４は、周知の厚みすべりモードを利用したストリップ型の圧電共振子である。圧電共振子１４は、ストリップ型の圧電基板１５を有する。圧電基板１５の上面に励振電極１６が形成されており、圧電基板１５の下面に、励振電極１６と圧電基板１５の長さ方向中央において表裏対向するように励振電極が形成されている。励振電極１６が導電性接着剤１３ｂに電気的に接続され、下面の励振電極が導電性接着剤１３ａに電気的に接続される。
【００３１】
上記圧電共振子１４を覆うように、下方に開いた開口を有するケース１７が取り付けられる。
【００３２】
本実施形態の圧電共振部品１では、上記のように、基板２に形成されている複数の導電膜すなわち第１〜第３の導電膜８〜１０からなる積層電極５Ａ〜５Ｄが基板２の側面の外周方向に沿って複数形成されている。そして、上記第１の導電膜８が、積層電極５Ａ〜５Ｄの外周縁から後退されている構造を有するため、積層電極５Ａ，５Ｃ間の距離が短かった場合であっても、上記のように、積層電極５Ａ，５Ｃ間のイオンマイグレーションを確実に防止することができる。よって、圧電共振部品１の信頼性を高めることができる。
【００３３】
図２に示すように、第１の導電膜８が、積層電極５Ａの外周縁から後退されている。従って、積層電極５Ａと、異なる電位に接続される積層電極５Ｃとの間のマイグレーションを防止することができる。すなわち、矢印Ａで示す領域では、電界密度が低く、Ａｇイオンが基板２上を伝って隣接する積層電極に至り難い。よって、Ａｇイオンのマイグレーションを確実に抑制することができる。
【００３４】
上記基板２におけるイオンマイグレーションの発生状況を具体的な実験に基づき確認した。
【００３５】
すなわち、アルミナからなる基板２の凹部２ａ〜２ｆに、複数の積層電極５Ａ〜５Ｄを形成した。この場合、上記実施形態に従って、Ａｇ膜からなる第１の導電膜８上に、Ｎｉからなる第２の導電膜９の及びＡｕからなる第３の導電膜１０をめっき法により形成した。この場合、Ａｇからなる第１の導電膜８の厚みを１５μｍ、Ｎｉからなる第２の導電膜９の厚みを３μｍ、Ａｕからなる第３の導電膜１０の厚みを０．１μｍとした。ここで、積層電極５Ａ〜５Ｄの上記外周縁において、第１の導電膜８を、外周縁５ａから４０μｍ程度後退させ、上記実施形態の実施例を得た。
【００３６】
比較のために、第１の導電膜８の外周縁が、積層電極５Ａ〜５Ｄの外周縁に至っていることを除いては、上記と同様にして複数の積層電極５Ａ〜５Ｄが形成されている比較例を用意した。
【００３７】
試験前の積層電極５Ａ，５Ｃ間の絶縁抵抗ＩＲは実施例及び比較例のいずれにおいても１×１０１０Ω以上であった。上記実施例及び比較例の基板を、純水に浸漬し、直流５Ｖの電圧を印可し、マイグレーションを発生させるように試みた。マイグレーションにより、積層電極５Ａ，５Ｃ間の絶縁抵抗ＩＲが１．０×１０５Ω以下になるまでの時間を測定した。結果を図３に示す。
【００３８】
なお、上記実施例及び比較例の基板として、各７個の基板を用い、上記実験を行った。図３から明らかなように、比較例では、純水中で直流５Ｖの電圧を印可したところ、短時間でマイグレーションが生じ、７個のサンプルの平均では、８８秒であった。これに対して、上記実施例では、７個のサンプルの平均値は２９３４秒であった。従って、上記比較例に比べ、実施例によれば、マイグレーションに対し、約３３倍の延命効果のあることがわかる。
【００３９】
上記実施形態では、図１（ａ）に分解斜視図で示した圧電共振部品１を示したが、本発明の電子部品は、このような構造に限定されるものではない。図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の他の実施形態の電子部品を説明するための図である。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、本実施形態の圧電フィルタ素子２１は、圧電基板２２を有する。圧電基板２２は、圧電基板からなり、厚み方向に分極処理されている。圧電基板２２の上面には、第１，第２の共振電極２３，２４が形成されており、圧電基板２２の下面には、共振電極２３，２４と圧電基板２２を介して対向するように設けられた共振電極２５が形成されている。
【００４１】
本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、共振電極２３，２４は、それぞれ、第１の導電膜２６、第２の導電膜２７及び第３の導電膜２８をこの順序で圧電基板２２の上面から積層した構造を有する。すなわち、共振電極２３，２４は、積層導電膜からなる。同様に、圧電基板２２の下面側の共振電極２５も、第１〜第３の導電膜２６〜２８をこの順序で積層した構造を有する。
【００４２】
共振電極２３〜２５においても、共振電極２３〜２５の外周縁においては、第１の導電膜２６が外周縁よりも内側に後退されて最上層以外の層として形成されている。本実施形態では、第１の導電膜２６が、ＡｇまたはＡｇ合金からなり、イオンマイグレーションを生じやすい。これに対して、第２の導電膜２７はＡｇよりもイオンマイグレーションが生じ難いＮｉからなる。また、第３の導電膜２８は、第１の導電膜２６よりもマイグレーションが生じ難いＡｕからなる。従って、本実施形態の圧電フィルタ素子２１においても、第１の実施形態の圧電共振部品１と同様に、例えば共振電極２３，２４間や、共振電極２３，２５間あるいは共振電極２４，２５間のマイグレーションを確実に防止することができる。特に、Ａｇからなる第１の導電膜が形成されている場合には、圧電基板２２上面と下面との間でマイグレーションが生じ易い。しかしながら、上記のように最上層以外の層としてＡｇからなる第１の導電膜２６が形成されていたとしても、外周縁から後退されているので、マイグレーションを確実に抑制できる。
【００４３】
図５は、本発明のさらに他の実施形態の電子部品としての厚み滑り振動を利用した圧電共振子を示す正面断面図である。
【００４４】
図５に示す圧電共振子３１は、ストリップ状の圧電基板３２を有する。圧電基板３２は、圧電セラミックスからなり、その長さ方向に分極処理されている。圧電基板３２の上面に第１の励振電極３３が、下面に第２の励振電極３４が形成されている。第１，第２の励振電極３３，３４は、圧電基板３２の長さ方向中央において、圧電基板３２を介して表裏対向されている。第１，第２の励振電極３３，３４は、圧電基板３２の長さ方向中央から、圧電基板３２の一端に至るように形成されている。
【００４５】
圧電共振子３１の小型化を図った場合、第１の励振電極３３の先端の外周縁３３ａと、第２の励振電極３４との間の距離が近づく。また、第１，第２の励振電極３３，３４の幅方向両端すなわち図５の紙面−紙背方向端部においては、第１，第２の励振電極３３，３４が、圧電基板３２を介して近接している。従って、励振電極３３，３４がイオンマイグレーションを生じやすい金属からなる場合、小型化を図るとイオンマイグレーションが生じるおそれがある。
【００４６】
これに対して、本実施形態においても、第１，第２の励振電極３３，３４が、第１の実施形態と同様の材料からなる第１の導電膜３５、第２の導電膜３６及び第３の導電膜３７をこの順序で圧電基板３２の表面から順に積層した構造を有する。すなわち、第１の導電膜３５がＡｇからなり、第２の導電膜３６がＮｉからなり、第３の導電膜３７がＡｕからなる。
【００４７】
第１の導電膜３５の端部が、第１，第２の励振電極３３，３４の外周縁３３ａ，３４ａから内側に後退されている。従って、イオンマイグレーションを確実に防止することができる。
【００４８】
なお、上述してきた各実施形態では、第１の導電膜がＡｇからなり、第２の導電膜がＮｉにより形成されていたが、第１，第２の導電膜を構成する導電性材料の組み合わせはこれに限定されるものではない。すなわち、相対的にイオンマイグレーションが生じやすい金属により第１の導電膜が形成されており、相対的にイオンマイグレーションが生じ難い金属により第２の導電膜が形成されておれば、第１，第２の導電膜を構成する金属の組み合わせは特に限定されるものではない。
【００４９】
Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕにおけるイオンマイグレーションが生じ難い順序は、Ａｇ＜Ｐｂ＜＜Ｃｕ＜Ｓｎ＜Ａｕである。すなわち、Ａｇが最もイオンマイグレーションを生じさせ易い。従って、第１の導電膜をＡｇにより形成した場合、第２の導電膜は、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕにより形成されてもよい。
【００５０】
さらに、図４に示した実施形態において示したように、Ａｇに代えて、Ａｇを主体とする合金により第１の導電膜を形成してもよい。Ａｇを主体とする合金とは、合金組成中Ａｇが５０重量％を以上を占める合金を広く含むものとする。同様に、第１の導電膜をＡｇ以外の導電性材料により形成する場合においても、金属もしくは該金属を主体とする合金を適宜用いることができる。
【００５１】
なお、第３の導電膜は、本発明において必須ではないが、上記各実施形態において示したように、第２の導電膜上に第３の導電膜を積層してもよい。この場合、２層以上の第３の導電膜を積層した構造であってもよい。さらに、第１の導電膜と第２の導電膜との間に第３の導電膜を積層してもよい。第３の導電膜は、前述したように、第１の導電膜よりもイオンマイグレーションが生じ難い適宜の金属により構成することができる。第３の導電膜は１層に限るものではない。
【符号の説明】
【００５２】
１…圧電共振部品
２…基板
２ａ〜２ｆ…凹部
３ａ〜３ｃ…電極
５Ａ〜５Ｄ…積層電極
５ａ…外周縁
８…第１の導電膜
８ａ…端縁
９…第２の導電膜
１０…第３の導電膜
１１ａ〜１１ｃ…導電性接着剤
１２…コンデンサ
１３ａ，１３ｂ…導電性接着剤
１４…圧電共振子
１５…圧電基板
１６…励振電極
１７…ケース
２１…圧電フィルタ素子
２２…圧電基板
２３，２４，２５…共振電極
２６…第１の導電膜
２７…第２の導電膜
２８…第３の導電膜
３１…圧電共振子
３２…圧電基板
３３…第１の励振電極
３４…第２の励振電極
３３ａ，３４ａ…外周縁
３５…第１の導電膜
３６…第２の導電膜
３７…第３の導電膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の導電膜を積層してなる積層電極が基板上に形成されている電子部品に関し、より詳細には、複数の導電膜の積層構造が改良されている電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電共振部品などの様々な電子部品が、携帯電話機や各種電子機器に用いられている。電子部品の小型化が進むにつれて、複数の電極間の距離が小さくなってきている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、図６（ａ）に示す圧電共振部品が開示されている。圧電共振部品１０１では、絶縁性セラミックスからなる基板１０２上に、圧電共振子１０４が導電性接着剤１０１ａ〜１０１ｅを用いて実装される。また、コンデンサ１０３及び圧電共振子１０４を覆うように、下方に開いた開口を有するケース１０５が基板１０２に取り付けられる。コンデンサ１０３及び圧電共振子１０４を外部と電気的に接続するために、基板１０２の上面には、電極１０６，１０７，１０８が形成されている。電極１０６，１０７，１０８は、長手方向を有する基板１０２の幅方向全幅に至るように形成されている。
【０００４】
また、基板１０２の側面には、マザー基板に形成されたスルーホールを分割することにより形成された円筒曲面状の凹部１０２ａ〜１０２ｄが形成されている。凹部１０２ａ，１０２ｂは、電極１０６の両端に位置している。凹部１０２ａ，１０２ｂの内面には、積層金属膜からなる電極１０９，１１０が形成されている。凹部１０２ｃ，１０２ｄの内面にも同様に積層金属膜からなる電極１１１，１１２が形成されている。
【０００５】
特許文献１では図６（ｂ）に示すように、電極１０６と対向するように下面にも電極１１３が形成されている。電極１０６と電極１１３とが、上記電極１０９により電気的に接続されている。ところで、電極１０９により外部と電気的に接続するために、電極１０９の外表面には、半田層１１３が形成されている。
【０００６】
近年、電極１０９のように、半田により接合される電極では、電極１０９の半田食われを防止する必要がある。
【０００７】
従って、このような半田と接触する電極では、導電性に優れたＡｇまたはＡｇを主体する合金を用いた場合、半田食われが生じる。そこで、従来、Ａｇからなる電極膜上に、半田食われを防止するために、Ｎｉ膜を積層し、さらにＮｉ膜の表面に半田食われが生じがたいＡｕ膜や、半田付け性に優れたＳｎ膜などを積層することが広く試みられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２９３７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に記載の圧電共振部品１０１では、基板１０２の外周方向に沿って、電極１０６〜１１２が配置されている。近年、電子部品の小型化に伴って、このような電極１０９，１１１間や電極１１１，１１２間などの距離が小さくなってきている。従って、Ａｇ膜を有する積層電極により電極１０６〜１１２を形成した場合、例えば電極１０９と電極１１１や、電極１１１と電極１１２間とで、Ａｇイオンによるマイグレーションが生じるおそれがあった。
【００１０】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、積層電極間のマイグレーションが生じ難い電極構造を備えた電子部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電子部品は、基板と、基板表面に形成されており、複数の導電膜からなる複数の積層電極とを備える。本発明においては、前記積層電極が、マイグレーションが相対的に起こりやすい第１の導電膜と、前記第１の導電膜よりもマイグレーションが生じ難い第２の導電膜とを有し、前記第１の導電膜が前記積層電極の最上層以外の層として形成されており、かつ前記積層電極の外周縁において、前記第１の導電膜が外周縁よりも内側に後退されている。
【００１２】
本発明に係る電子部品のある特定の局面では、上記第１の導電膜は、積層電極の最下層に位置している。この場合には、積層電極外周縁から後退されている第１の導電膜を基板表面に容易に形成することができる。
【００１３】
また、本発明に係る電子部品の他の特定の局面では、前記基板が、基板の側面に形成された複数の凹部を有し、該凹部の内面に沿うように前記積層電極が形成されている。前記積層電極の前記凹部と前記基板の側面との境界に至る積層電極外周縁部分において、前記第１の導電膜が積層電極の外周縁より後退されている。この場合には、複数の電子部品の小型化に伴って、複数の凹部間の距離が短くなった場合であっても、第１の導電膜が凹部に形成されている積層電極の外周縁よりも後退されているので、マイグレーションを確実に防止することができる。
【００１４】
本発明に係る電子部品のさらに他の特定の局面では、前記積層電極が、前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜の少なくとも一方に積層されており、前記第１の導電膜よりもマイグレーションが生じ難い少なくとも一層の第３の導電膜がさらに備えられている。このように、本発明では、第１の導電膜及び第２の導電膜以外に、１以上の第３の導電膜が形成されていてもよい。よって、半田食われを防止する機能を有する導電膜や、半田付け性に優れた導電膜などの他の導電膜を第３の導電膜として積層し、信頼性に優れた電極構造を有する電子部品を提供することができる。
【００１５】
本発明に係る電子部品のさらに別の特定の局面では、前記第１の導電膜がＡｇまたはＡｇを主体とする合金からなる。ＡｇまたはＡｇを主体とする合金はイオンマイグレーションが生じやすいが、本発明に従って第１の導電膜が積層電極の外周縁から後退されているので、マイグレーションを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る電子部品では、マイグレーションが相対的に起こりやすい第１の導電膜が積層電極の外周縁において、外周縁よりも内側に後退されて形成されているため、複数の積層電極間の距離が短い場合であっても、マイグレーションを確実に防止することができる。従って、電子部品の高密度化を進めた場合であっても、信頼性に優れた電子部品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電子部品としての圧電共振部品を示す斜視図であり、（ｂ）はその積層電極の構造を拡大して示す部分切欠平面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における積層電極の作用を説明するための略図的部分切欠断面図である。
【図３】本発明の実施例及び比較例のマイグレーションの試験結果を示す図である。
【図４】（ａ）は本発明の他の実施形態に係る圧電フィルタ素子を示す斜視図であり、（ｂ）はその上面の電極構造の要部を示す部分切欠正面断面図であり、（ｃ）はその下面の電極構造を説明するための部分切欠正面断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態の電子部品としての圧電共振子を示す正面断面図である。
【図６】（ａ）は、従来の圧電共振部品の分解斜視図であり、（ｂ）は該圧電共振部品の基板に形成されている電極構造を説明するための部分切欠断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１９】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る圧電共振部品を示す分解斜視図である。圧電共振部品１は、基板２を有する。基板２は、アルミナなどの絶縁性セラミックスまたは合成樹脂の適宜の絶縁性材料からなる。基板２は、長さ方向を有する矩形の平面形状を有する。この基板２の上面においては、基板２の幅方向全幅に至るように電極３ａ〜３ｃが形成されている。電極３ａ〜３ｃは、Ａｇ、Ｃｕなどの適宜の導電性材料からなる。電極３ａ〜３ｃは、複数の導電膜を積層してなる積層導電膜により形成されていてもよい。
【００２０】
図１（ａ）では明らかではないが、基板２の下面にも、電極３ａ〜３ｃと対向するように下面側の電極がそれぞれ形成されている。
【００２１】
基板２の側面には、凹部２ａ〜２ｆが形成されている。凹部２ａ，２ｂは、電極３ａの両端に位置している。凹部２ｃ，２ｄは電極３ｂの両端に位置している。凹部２ｅ，２ｆは、電極３ｃの両端に位置している。凹部２ａ〜２ｆ内では、積層導電膜からなる積層電極が形成されている。図１（ａ）では、これらの内、積層電極５Ａ〜５Ｄのみが現れている。
【００２２】
図１（ｂ）を参照して、積層電極５Ａの詳細を説明する。
【００２３】
積層電極５Ａは、基板２の表面から順に、第１の導電膜８，第２の導電膜９及び第３の導電膜１０が、積層された構造を有する。
【００２４】
第１の導電膜８は、Ａｇからなる。第２の導電膜９はＮｉからなる。
【００２５】
圧電共振部品１は、通常半田により回路基板等により実装される。Ａｇからなる第１の導電膜８の半田食われを防止するために、Ｎｉからなる第２の導電膜９が形成されている。この場合、Ｎｉに比べてＡｇがイオンマイグレーションを生じやすい。従って、本実施形態では、積層電極５Ａの外周縁より、Ａｇからなる第１の導電膜８の端縁８ａが後退されている。他方、第２の導電膜９及び第３の導電膜１０は、電極後の外周縁５ａに至るように形成されている。
【００２６】
上記第１〜第３の導電膜８〜１０は蒸着、めっきもしくはスパッタリングなどの薄膜形成方法により形成することができる。
【００２７】
なお、電極３ａ〜３ｃ及び基板２の下面に形成されている電極についても、上記積層電極５Ａと同様の積層構造を有していてもよい。もっとも、基板２をマザーの基板から製造するに際しては、上記電極３ａ〜３ｃ及び下面の電極が形成されているマザー基板に、上記積層電極５Ａ〜５Ｄが形成される部分にスルーホールを形成する。次に、スルーホールを分割するようにしてマザー基板を分割し、個々の基板２を得る。それによって凹部２ａ〜２ｆが形成される。しかる後、凹部２ａ〜２ｆに上記積層導電膜からなる積層電極５Ａ〜５Ｄを形成する。従って、電極３ａ〜３ｃと、積層電極５Ａ〜５Ｄとは、異なる導電性材料で形成されていてもよい。
【００２８】
上記凹部２ａ〜２ｆは、閉口形状が円形のスルーホールを分割することにより形成されている。従って、内周面は、半円筒曲面状の形状を有する。積層電極５Ａ〜５Ｄは、このような半円筒状曲面の内周面を覆うように形成されている。もっとも、上記積層電極５Ａ〜５Ｄの外周縁においては、特に、外周縁のうち基板２の下面に露出している外周縁部分においては、上記第１の導電膜８が外周縁５ａよりも後退されている。
【００２９】
従って、電子部品の小型化を進め、隣り合う上記積層電極５Ａ，５Ｃ間や積層電極５Ｃ，５Ｄ間の距離が短くなった場合であっても、第１の導電膜８が積層電極５Ａ〜５Ｄの外周縁から後退されているので、例えば積層電極５Ａ，５Ｃ間や積層電極５Ｃ，５Ｄ間におけるイオンマイグレーションを確実に抑制することができる。
【００３０】
本実施形態の圧電共振部品１では、上記電極３ａ〜３ｃ上に、導電性接着剤１１ａ〜１１ｃを介してコンデンサ１２が接合される。コンデンサ１２上に導電性接着剤１３ａ，１３ｂを介して圧電共振子１４が接続されている。圧電共振子１４は、周知の厚みすべりモードを利用したストリップ型の圧電共振子である。圧電共振子１４は、ストリップ型の圧電基板１５を有する。圧電基板１５の上面に励振電極１６が形成されており、圧電基板１５の下面に、励振電極１６と圧電基板１５の長さ方向中央において表裏対向するように励振電極が形成されている。励振電極１６が導電性接着剤１３ｂに電気的に接続され、下面の励振電極が導電性接着剤１３ａに電気的に接続される。
【００３１】
上記圧電共振子１４を覆うように、下方に開いた開口を有するケース１７が取り付けられる。
【００３２】
本実施形態の圧電共振部品１では、上記のように、基板２に形成されている複数の導電膜すなわち第１〜第３の導電膜８〜１０からなる積層電極５Ａ〜５Ｄが基板２の側面の外周方向に沿って複数形成されている。そして、上記第１の導電膜８が、積層電極５Ａ〜５Ｄの外周縁から後退されている構造を有するため、積層電極５Ａ，５Ｃ間の距離が短かった場合であっても、上記のように、積層電極５Ａ，５Ｃ間のイオンマイグレーションを確実に防止することができる。よって、圧電共振部品１の信頼性を高めることができる。
【００３３】
図２に示すように、第１の導電膜８が、積層電極５Ａの外周縁から後退されている。従って、積層電極５Ａと、異なる電位に接続される積層電極５Ｃとの間のマイグレーションを防止することができる。すなわち、矢印Ａで示す領域では、電界密度が低く、Ａｇイオンが基板２上を伝って隣接する積層電極に至り難い。よって、Ａｇイオンのマイグレーションを確実に抑制することができる。
【００３４】
上記基板２におけるイオンマイグレーションの発生状況を具体的な実験に基づき確認した。
【００３５】
すなわち、アルミナからなる基板２の凹部２ａ〜２ｆに、複数の積層電極５Ａ〜５Ｄを形成した。この場合、上記実施形態に従って、Ａｇ膜からなる第１の導電膜８上に、Ｎｉからなる第２の導電膜９の及びＡｕからなる第３の導電膜１０をめっき法により形成した。この場合、Ａｇからなる第１の導電膜８の厚みを１５μｍ、Ｎｉからなる第２の導電膜９の厚みを３μｍ、Ａｕからなる第３の導電膜１０の厚みを０．１μｍとした。ここで、積層電極５Ａ〜５Ｄの上記外周縁において、第１の導電膜８を、外周縁５ａから４０μｍ程度後退させ、上記実施形態の実施例を得た。
【００３６】
比較のために、第１の導電膜８の外周縁が、積層電極５Ａ〜５Ｄの外周縁に至っていることを除いては、上記と同様にして複数の積層電極５Ａ〜５Ｄが形成されている比較例を用意した。
【００３７】
試験前の積層電極５Ａ，５Ｃ間の絶縁抵抗ＩＲは実施例及び比較例のいずれにおいても１×１０１０Ω以上であった。上記実施例及び比較例の基板を、純水に浸漬し、直流５Ｖの電圧を印可し、マイグレーションを発生させるように試みた。マイグレーションにより、積層電極５Ａ，５Ｃ間の絶縁抵抗ＩＲが１．０×１０５Ω以下になるまでの時間を測定した。結果を図３に示す。
【００３８】
なお、上記実施例及び比較例の基板として、各７個の基板を用い、上記実験を行った。図３から明らかなように、比較例では、純水中で直流５Ｖの電圧を印可したところ、短時間でマイグレーションが生じ、７個のサンプルの平均では、８８秒であった。これに対して、上記実施例では、７個のサンプルの平均値は２９３４秒であった。従って、上記比較例に比べ、実施例によれば、マイグレーションに対し、約３３倍の延命効果のあることがわかる。
【００３９】
上記実施形態では、図１（ａ）に分解斜視図で示した圧電共振部品１を示したが、本発明の電子部品は、このような構造に限定されるものではない。図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の他の実施形態の電子部品を説明するための図である。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、本実施形態の圧電フィルタ素子２１は、圧電基板２２を有する。圧電基板２２は、圧電基板からなり、厚み方向に分極処理されている。圧電基板２２の上面には、第１，第２の共振電極２３，２４が形成されており、圧電基板２２の下面には、共振電極２３，２４と圧電基板２２を介して対向するように設けられた共振電極２５が形成されている。
【００４１】
本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、共振電極２３，２４は、それぞれ、第１の導電膜２６、第２の導電膜２７及び第３の導電膜２８をこの順序で圧電基板２２の上面から積層した構造を有する。すなわち、共振電極２３，２４は、積層導電膜からなる。同様に、圧電基板２２の下面側の共振電極２５も、第１〜第３の導電膜２６〜２８をこの順序で積層した構造を有する。
【００４２】
共振電極２３〜２５においても、共振電極２３〜２５の外周縁においては、第１の導電膜２６が外周縁よりも内側に後退されて最上層以外の層として形成されている。本実施形態では、第１の導電膜２６が、ＡｇまたはＡｇ合金からなり、イオンマイグレーションを生じやすい。これに対して、第２の導電膜２７はＡｇよりもイオンマイグレーションが生じ難いＮｉからなる。また、第３の導電膜２８は、第１の導電膜２６よりもマイグレーションが生じ難いＡｕからなる。従って、本実施形態の圧電フィルタ素子２１においても、第１の実施形態の圧電共振部品１と同様に、例えば共振電極２３，２４間や、共振電極２３，２５間あるいは共振電極２４，２５間のマイグレーションを確実に防止することができる。特に、Ａｇからなる第１の導電膜が形成されている場合には、圧電基板２２上面と下面との間でマイグレーションが生じ易い。しかしながら、上記のように最上層以外の層としてＡｇからなる第１の導電膜２６が形成されていたとしても、外周縁から後退されているので、マイグレーションを確実に抑制できる。
【００４３】
図５は、本発明のさらに他の実施形態の電子部品としての厚み滑り振動を利用した圧電共振子を示す正面断面図である。
【００４４】
図５に示す圧電共振子３１は、ストリップ状の圧電基板３２を有する。圧電基板３２は、圧電セラミックスからなり、その長さ方向に分極処理されている。圧電基板３２の上面に第１の励振電極３３が、下面に第２の励振電極３４が形成されている。第１，第２の励振電極３３，３４は、圧電基板３２の長さ方向中央において、圧電基板３２を介して表裏対向されている。第１，第２の励振電極３３，３４は、圧電基板３２の長さ方向中央から、圧電基板３２の一端に至るように形成されている。
【００４５】
圧電共振子３１の小型化を図った場合、第１の励振電極３３の先端の外周縁３３ａと、第２の励振電極３４との間の距離が近づく。また、第１，第２の励振電極３３，３４の幅方向両端すなわち図５の紙面−紙背方向端部においては、第１，第２の励振電極３３，３４が、圧電基板３２を介して近接している。従って、励振電極３３，３４がイオンマイグレーションを生じやすい金属からなる場合、小型化を図るとイオンマイグレーションが生じるおそれがある。
【００４６】
これに対して、本実施形態においても、第１，第２の励振電極３３，３４が、第１の実施形態と同様の材料からなる第１の導電膜３５、第２の導電膜３６及び第３の導電膜３７をこの順序で圧電基板３２の表面から順に積層した構造を有する。すなわち、第１の導電膜３５がＡｇからなり、第２の導電膜３６がＮｉからなり、第３の導電膜３７がＡｕからなる。
【００４７】
第１の導電膜３５の端部が、第１，第２の励振電極３３，３４の外周縁３３ａ，３４ａから内側に後退されている。従って、イオンマイグレーションを確実に防止することができる。
【００４８】
なお、上述してきた各実施形態では、第１の導電膜がＡｇからなり、第２の導電膜がＮｉにより形成されていたが、第１，第２の導電膜を構成する導電性材料の組み合わせはこれに限定されるものではない。すなわち、相対的にイオンマイグレーションが生じやすい金属により第１の導電膜が形成されており、相対的にイオンマイグレーションが生じ難い金属により第２の導電膜が形成されておれば、第１，第２の導電膜を構成する金属の組み合わせは特に限定されるものではない。
【００４９】
Ａｇ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕにおけるイオンマイグレーションが生じ難い順序は、Ａｇ＜Ｐｂ＜＜Ｃｕ＜Ｓｎ＜Ａｕである。すなわち、Ａｇが最もイオンマイグレーションを生じさせ易い。従って、第１の導電膜をＡｇにより形成した場合、第２の導電膜は、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕにより形成されてもよい。
【００５０】
さらに、図４に示した実施形態において示したように、Ａｇに代えて、Ａｇを主体とする合金により第１の導電膜を形成してもよい。Ａｇを主体とする合金とは、合金組成中Ａｇが５０重量％を以上を占める合金を広く含むものとする。同様に、第１の導電膜をＡｇ以外の導電性材料により形成する場合においても、金属もしくは該金属を主体とする合金を適宜用いることができる。
【００５１】
なお、第３の導電膜は、本発明において必須ではないが、上記各実施形態において示したように、第２の導電膜上に第３の導電膜を積層してもよい。この場合、２層以上の第３の導電膜を積層した構造であってもよい。さらに、第１の導電膜と第２の導電膜との間に第３の導電膜を積層してもよい。第３の導電膜は、前述したように、第１の導電膜よりもイオンマイグレーションが生じ難い適宜の金属により構成することができる。第３の導電膜は１層に限るものではない。
【符号の説明】
【００５２】
１…圧電共振部品
２…基板
２ａ〜２ｆ…凹部
３ａ〜３ｃ…電極
５Ａ〜５Ｄ…積層電極
５ａ…外周縁
８…第１の導電膜
８ａ…端縁
９…第２の導電膜
１０…第３の導電膜
１１ａ〜１１ｃ…導電性接着剤
１２…コンデンサ
１３ａ，１３ｂ…導電性接着剤
１４…圧電共振子
１５…圧電基板
１６…励振電極
１７…ケース
２１…圧電フィルタ素子
２２…圧電基板
２３，２４，２５…共振電極
２６…第１の導電膜
２７…第２の導電膜
２８…第３の導電膜
３１…圧電共振子
３２…圧電基板
３３…第１の励振電極
３４…第２の励振電極
３３ａ，３４ａ…外周縁
３５…第１の導電膜
３６…第２の導電膜
３７…第３の導電膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の表面に形成されており、複数の導電膜からなる複数の積層電極とを備え、
前記積層電極が、マイグレーションが相対的に起こりやすい第１の導電膜と、前記第１の導電膜よりもマイグレーションが生じ難い第２の導電膜とを有し、前記第１の導電膜が前記積層電極の最上層以外の層として形成されており、かつ前記積層電極の外周縁において、前記第１の導電膜が外周縁よりも内側に後退されている、電子部品。
【請求項２】
前記第１の導電膜が、前記積層電極の最下層である、請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記基板が、基板の側面に形成された複数の凹部を有し、該凹部の内面に沿うように前記積層電極が形成されており、前記積層電極の前記凹部と前記基板の側面との境界に至る積層電極外周縁部分において、前記第１の導電膜が前記積層電極の外周縁より後退されている、請求項１または２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記積層電極が、前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜の少なくとも一方に積層されており、前記第１の導電膜よりもマイグレーションが生じ難い少なくとも一層の第３の導電膜をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品。
【請求項５】
前記第１の導電膜がＡｇまたはＡｇを主体とする合金からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子部品。
【請求項１】
基板と、
前記基板の表面に形成されており、複数の導電膜からなる複数の積層電極とを備え、
前記積層電極が、マイグレーションが相対的に起こりやすい第１の導電膜と、前記第１の導電膜よりもマイグレーションが生じ難い第２の導電膜とを有し、前記第１の導電膜が前記積層電極の最上層以外の層として形成されており、かつ前記積層電極の外周縁において、前記第１の導電膜が外周縁よりも内側に後退されている、電子部品。
【請求項２】
前記第１の導電膜が、前記積層電極の最下層である、請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記基板が、基板の側面に形成された複数の凹部を有し、該凹部の内面に沿うように前記積層電極が形成されており、前記積層電極の前記凹部と前記基板の側面との境界に至る積層電極外周縁部分において、前記第１の導電膜が前記積層電極の外周縁より後退されている、請求項１または２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記積層電極が、前記第１の導電膜及び前記第２の導電膜の少なくとも一方に積層されており、前記第１の導電膜よりもマイグレーションが生じ難い少なくとも一層の第３の導電膜をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子部品。
【請求項５】
前記第１の導電膜がＡｇまたはＡｇを主体とする合金からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１１４７７６（Ｐ２０１２−１１４７７６Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６３４１２（Ｐ２０１０−２６３４１２）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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