[发明专利]压电振动元件、压电振子及其制造方法、频率稳定方法

说明书

本申请是原案申请号为No.200610003716.2的发明专利申请（申请日：2006年2月5日，发明名称：压电振动元件、压电振子、压电振荡器、频率稳定方法和压电振子的制造方法）的分案申请。

技术领域

本发明涉及压电振动元件、压电振子、压电振荡器、频率稳定方法和压电振子的制造方法，可有效解决压电振动元件的谐振频率随着时间推移而下降的缺陷而不会导致生产性能下降，其中该压电振动元件在绝缘容器内在利用硅类导电性粘接剂进行固定的状态下被气密地密封。

背景技术

将石英振子等压电振动元件气密性密封于绝缘容器内的结构的表面安装型压电器件在便携电话机、寻呼机等通信设备或计算机等电子设备等中，被用作基准频率发生源、滤波器等，但对应于这些各种设备的小型化，要求压电器件也小型化。

另外，作为表面安装用压电器件的压电振荡器具有如下结构：在形成于例如由陶瓷等构成的绝缘容器主体上表面的凹部内，在收纳着压电振动元件与构成振荡电路的电路部件的状态下，利用金属盖来密封凹部开口。

压电振动元件具有在压电基板面上形成有构成激励电极、引出电极的金属膜的结构，具有在使用硅类导电性粘接剂(下面称为硅粘接剂)将压电振动元件保持在表面安装用绝缘容器内的内部电极上的状态下、将该容器气密性密封的结构。

图4表示气密性密封于绝缘容器内的石英振动元件的谐振频率降低的现象，如图所示，可知频率降低不是急剧地产生的，而是随着时间推移，频率缓慢下降。

即，在压电器件制造商制造石英振子的阶段，基本上不出现该倾向，但在组装制造商将压电器件装到印刷电路板上，在市场上出售产品时，出现频率降低表现出来等的不良情况。

另外，已经判明，在组装制造商进行回流处理以将压电器件装到印刷电路板上之后，频率降低的趋势变得强烈。另外，由于近年来的小型化要求，石英振子的容器也小型化，随此，频率降低的发生频度增加也是事实。

但是，尽管对这些现象的原因进行了各种推论，但实际情况是还没有找出明确的原因，不能从根本上解决。

例如，日本特开平7-154187号公报中公开了以解决石英振子的频率随着时间推移下降的现象为目标的技术。

在该公报中，认为石英振子的经年频率降低现象的产生原因在于在构成电极的金属膜表层发生的氧化现象，公开了如下解决方法，即利用蒸镀或溅射方法在金属膜表层上附着绝缘性膜(SiO₂膜)，覆盖其整个表面，或预先对金属膜的表层进行氧化处理、氮化处理或碳化处理，来形成保护膜。

另外，当在金膜下方设置镍基底膜时，仅有析出至金膜表层的镍部分产生氧化现象。由于镍部分以外的金部分稳定，所以不氧化。

但是，在该现有技术中，产生如下多个问题。即，当通过蒸镀等在金属膜表面形成SiO₂膜而进行覆盖时，需要严密的厚度管理控制。SiO₂膜由于缺乏与金的密合性，所以容易剥离，另一方面，若增加膜厚以使SiO₂膜不从金表面剥离，则由于膜应力，而在振子中产生残留应力。即，由于温度变化，产生变形，导致温度特性恶化。另外，在金膜表面形成氧化膜、氮化膜或碳化膜等保护膜的情况下，如上所述，仅在镍析出的部分形成膜，但镍析出的区域的面积随个体而存在偏差，所以在保护膜所带来的质量附加中产生偏差，必须进行频率调节。由于在镍未析出的金膜部分未形成保护膜，所以根据实施方式的说明中叙述的理由，不能消除密封后的经年频率降低现象(硅分子会缓慢地化学吸附到金膜部分中)。

即，在金膜表面局部地、不规则地析出的镍部分的氧化是频率降低的一个因素，但已知不是根本的原因。因此，不能说上述公报所提出的解决方案是充分的。

另外，为了使气密性密封后的谐振频率降低的速度变慢，考虑在密封前从绝缘容器内抽取硅蒸气(所谓退火)，但即便一度实施了气体抽取，只要硅粘接剂存在于容器内，就会产生硅蒸气，缓慢附着于激励电极膜上，导致频率变动。另外，还考虑了改变粘接剂的种类，但为了满足抗冲击性等的标准，硅粘接剂是极有用的，现状下不存在胜过硅粘接剂的粘接剂。

专利文献1：日本特开平7-154187号公报

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其课题在于掌握压电振子的经年频率降低现象的原因，谋求用于防止该频率降低的根本解决之道，提供一种随着时间推移频率稳定的石英振子。