JPH0437603B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高周波圧電共振器、特にフイルタ
と、そのような共振器の製造方法とに関するもの
である。

米国特許第3694677号は、水晶円板にダイヤフ
ラムを形成する薄くされた中央領域が設けられ、
そしてその薄くされた領域が、段部を形成してい
る区域を介して薄くされていない領域に結合して
いる圧電共振器を開示している。その圧電共振器
においては、電極が、水晶円板の外から段部区域
を横切つて、薄くされた領域の中央部へ延びてい
る。そして、水晶円板の反対側の面には、水晶円
板の周囲から薄くされた領域の中央へ同様に延び
ているもう１つの電極が置かれている。その反対
側の面は、平らでもよく、または、段部区域を同
様に有していてもよい。しかし、後者の場合、電
極がその上を通らねばならない。

実際上、金属フイルム層のスパツタリング又は
蒸着による電極の形成は、満足するものでないこ
とがわかつた。実際、電極の形成は、多くの重要
な要件を満たさねばならない。その第１は、電極
が出来る限り低い電気抵抗を持つていなければな
らないことと水晶が受ける振動に耐えることがで
きなければならないことである。第２は、水晶の
周波数を相当量変化させる危険を防止するように
過剰の質量を有してはならないことである。

実際、使用される電極は、銀、または、好まし
くは、十分な導電度を持つ軽量材料であるところ
からアルミニウムでつくられる。そして、電極の
厚さは、高いＱを持つ共振器が得られるように、
約1000オングストロームのオーダである。

しかし、米国特許第3694677号に教示されてい
る方法に従つて電極を形成するならば、電極の段
部の部分に脆弱点があることがわかつた。これ
は、或る使用期間後、そしてしばしば、共振器を
安定化するために通常行われるエイジング処理の
まさに直後に、断線の結果使用不能になることを
意味している。

それ故、信頼性のある圧電共振器の製造のため
には、電極の形成方法を変えて、電極が満足でき
る寿命を持てるようにする必要がある。

更に本願出願人は、段部付区域の部分での材料
のいかなる蓄積も、水晶板の薄くされた部分に応
力を生じさせることを発見した。そして、その応
力は、水晶板の温度ドリフトを悪化させる。

従つて、本発明の目的は、共振器の特性に影響
することなく長期間にわたつて信頼できる電極を
有する高周波共振器を提供することである。

本発明は、また、ダイヤフラムを形成している
薄くされた領域を薄くされていない領域が囲むよ
うになされた水晶（又は同様な圧電材料）の板か
らなる型式の高周波圧電共振器に係わるものであ
る。そして、その薄くされた領域は、段部を形成
している少なくとも１つの区域を介して薄くされ
ていない領域に結合されており、また、薄くされ
ていない領域から段部を横切つて薄くされた領域
へ延びる少なくとも１つの電極が設けられてい
る。そして、この共振器は、段部区域に付着され
た金属フイルムにより形成された導電性舌状体が
前記電極に付属していることを特徴とする。

好ましくは、上記の金属フイルム層はスパツタ
リング又は真空蒸着により付着される。

そして、上記の導電性舌状体は、電極の下に置
かれ、金でつくられてもよい。

この導電性舌状体は、1000オングストロームの
オーダの平均厚さを有していてもよい。

１つの電極は、銀でつくられてもよい。

また、１つの電極は、500から1000オングスト
ロームの範囲内の厚さを有していてもよい。

導電性舌状体は、より広い幅でもよい。

更に、上記の導電性舌状体は、薄くされていな
い領域から、薄くされた領域の前記段部区域に隣
接する部分まで延びていてもよい。

本発明は更に、フイルタを構成するように一緒
に結合された２つの単位共振器からなる共振器に
係わるものである。

最後に、本発明は、水晶板の中央をイオンビー
ム加工して、段部を形成している区域によつて薄
くされていない領域から分けられている厚さの薄
くされた領域を形成する予備段階を含む上記型式
の共振器の製造方法に係わるものである。その本
発明の方法は、次の工程から主に成るものであ
る。

(a) 段部区域を横切つて延びる導電性舌状体を付
着させる工程、 (b) 導電性接合剤によつて少なくとも２つの導電
性支持体上に水晶板を取付ける工程、 (c) １つの電極が前記導電性舌状体を少なくとも
部分的に覆うように配置されると共に、上記の
導電性支持体が各々１つの電極に接触している
ように、スパツタリングにより電極を付着させ
る工程。

好ましい実施例にあつては、上記の方法におい
て、所望の共振周波数が得られたとき即座に電極
の付着工程を中止するように電極の付着工程中共
振器の共振周波数を測定する。

本発明のほかの特徴は、以下の詳細な説明及び
添付図面からより明らかであろう。

第１図及び第２図において、圧電円板は、薄く
された領域２を囲む薄くされていない周辺領域１
を有しており、これら２つの領域間の結合部は、
イオンビーム加工の結果として段部を形成してい
る区域によつて構成されている。表面から見るな
らば、その段部は、円錐領域３がそのあとに続く
円筒領域４によつて構成されている。例えば、ダ
イヤフラムの厚さが５から10ミクロンのオーダの
厚さオーダの厚さ50ミクロンの円板の場合、円筒
領域４の深さは約10ミクロンである。一方の電極
５は、円板の平らな下面上に置かれ、円板の周縁
からダイヤフラム２の中心へ延びて円形中央部１
１で終端している。電極５は、底辺が円板の周縁
に位置し頂点がダイヤフラム２の中心に位置する
ほぼ三角形の形をしている。この形状により、ダ
イヤフラム２の部分での付加材料の量を最も少な
くすると共に電極の周縁での電極の電気接続が容
易になる。

他方の電極６も同様に、円板の周縁からダイヤ
フラム２の中心へ延びて、円形中央部１１の反対
側に位置する円形中央部１２で終端している。同
様に、この電極も、底辺が円板の周縁に位置する
ほぼ三角形の形をしている。そして、導電性舌状
体８が電極６の下に好ましくは置かれ、その導電
性舌状体は、円板の周辺から、段部区域３に隣接
するダイヤフラム２の外側部分まで延びている。
上記の導電性舌状体８は、円板上に付着された金
属層であり、上から見たとき矩形をしている。こ
の実施例にあつてな、導電性舌状体８は電極より
幅が広く、従つて、段部区域の部分で電気的な接
触がつくられる面積を増大している。更に、導電
性舌状体８は、段部での電気的接続を容易にする
にちようど十分な距離ダイヤフラム部分に延びて
いる。導電性舌状体の有効な部分は、段部に置か
れた部分即ち換言すれば参照番号９に示した部分
と、ダイヤフラム２上に最小距離だけ延在してい
る部分１０と、電極６の平らな部分に接合してい
る部分７とであることがわかろう。

第３図を参照するならば、導電性舌状体を形成
するためのマスク装置２０は基板１５と、複数の
穴１７（１つのみ図示）が設けられた中板１６
と、ダイヤフラム２が設けられた圧電円板上に形
成されるべき導電性舌状体の形に対応した開口１
９（１つのみ図示）が設けられた上板１８とを具
備している。穴１７は、その径が圧電円板の直径
に対応している。そして、中板１６の厚さは、圧
電円板の厚さより実質的に厚く、基板１５と上板
１８との間に締めつけることにより圧電円板が適
正位置に保持されるようになされている。基板１
５、中板１６、上板１８は、孔２３内に挿入され
てナツト２２′と協働する締めつけネジ２２によ
つて一緒に保持される。

第４図に示されるように、圧電円板が装着され
たマスク装置２０は、スパツタリング又は蒸着の
方向に対して角度α傾斜したプレート２１上に取
付けられる。

第５図に詳細に示す如く、段部区域３の導電性
舌状体が形成される部分は、上述した傾斜角度の
ためにスパツタリング又は蒸着の方向に対して実
質的に直角に置かれることができる。従つて、導
電性舌状体８の有効部分の最大厚さは、蒸着によ
つて得ることができる。そして、その導電性舌状
体８は、スパツタリングによつても蒸着によつて
も付着させることができるどのような金属でもよ
い。しかし、この目的には金が特に適している。
また、その厚さ（例えば1000オングストロームの
オーダ）は、段部部分に過剰な量の材料を付加す
ることなく電極の補強ができる程度である。

次いで、導電性舌状体８が設けられた各圧電円
板の薄くされていない領域１上に、具体的には、
薄くされていない領域１の電極５が形成されるべ
き区域と、薄くされていない領域１上の導電性舌
状体８部分とに、２つのリード線のような端子導
体を導電性接着剤によりそれぞれ取りつける。そ
のあと、電極５及び６が、２つの端子導体の対応
する１つにそれぞれに接触しているように、電極
５及び６を付着させる。このとき、段部区域を横
切つて延在する電極６は、導電性舌状体８を少な
くとも部分的に覆つている。かくして、第１図及
び第２図に示す状態において、電極５及び６の各
周縁部から端子導体が延長している共振器が得ら
れる。

電極の付着工程中、共振器の周波数測定が電極
の厚さから許されるようになつたならば即座に共
振器の周波数が測定される。電極の付着の結果と
してダイヤフラム部分に材料が付加されると、水
晶板の周波数が低くなる。そこで、水晶板の所望
周波数が正確に達成されたとき電極付着動作を中
止する。

それに引き続いて、水晶板は真空気密室内に置
かれて（95℃台の温度下で数時間放置されて）エ
イジング処理される。

第６ａ図及び第６ｂ図に示されるように、圧電
フイルタは、２つの共振器を結合してダイヤフラ
ム２の部分につくることができる。このために、
ダイヤフラムの一方の面上に２つの電極を一緒に
近接させて配置し、１つの設置電極を反対側の面
に配置し、その先端を、一方の面上の２つの電極
間の間隙部分の反対側に位置するようにする。か
くして、１つの電極２７が、水晶板の頂面上に配
置され、その水晶板の周縁からダイヤフラム２の
中心へ延びてその中心に円形終端部３２を有して
いる。その電極２７の下には、上述した第１図及
び第２図の実施例と同様に、導電性舌状体２６が
置かれている。一方、電極２７に対してほぼ直角
に置かれた電極２４及び２５は、圧電円板下面の
周縁からダイヤフラム２の中心へ延びている。そ
して、その中心部には、電極２４と２５との間に
間隙３３が残され、その間隙の幅が、２つの共振
器間の結合度を決定している。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、それぞれ、本発明による
共振器を図解する垂直断面図と頂面図である。第
３図は、本発明により導電性舌状体を形成するた
めのマスク装置を図解する図である。第４図及び
第５図は、本発明による導電性舌状体の形成にお
ける付着動作を図解する図である。そして、第６
ａ図及び第６ｂ図は、フイルタを形成するように
電極が配置された本発明による共振器を示す、互
いに90度の角度ずらして見た垂直断面図である。 （主な参照番号）、１……薄くされていない領
域、２……薄くされた領域、３……円錐領域、４
……円筒領域、５……一方の電極、６……他方の
電極、８……導電性舌状体、１１，１２……円形
中央部、１５……基板、１６……中板、１７……
穴、１８……上板、１９……開口、２０……マス
ク装置、２４，２５……電極、２６……導電性舌
状体、２７……電極、３２……円形終端部、３３
……間隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ダイヤフラムを形成している薄くされた領域
   を薄くされていない領域が囲んでおり、そして、
   その薄くされた領域が、段部を形成している少な
   くとも１つの区域を介して前記薄くされていない
   領域に結合されている圧電材料の板を具備し、少
   なくとも１つの電極が、前記薄くされていない領
   域から前記薄くされた領域へ前記段部を横切つて
   延びている高周波圧電共振器にして、金属フイル
   ム層により形成された導電性舌状体が、前記段部
   区域上に付着されており、該導電性舌状体上に前
   記電極が付着されていることを特徴とする高周波
   圧電共振器。 ２ 前記金属フイルム層は、スパツタリング又は
   真空蒸着により付着された特許請求の範囲第１項
   記載の高周波圧電共振器。 ３ 前記導電性舌状体は金でつくられている特許
   請求の範囲第２項記載の高周波圧電共振器。 ４ 前記導電性舌状体は、1000オングストローム
   のオーダの平均厚さを有している特許請求の範囲
   第１項記載の高周波圧電共振器。 ５ 前記１つの電極はアルミニウムでつくられて
   いる特許請求の範囲第１項記載の高周波圧電共振
   器。 ６ 前記１つの電極は、500から1000オングスト
   ロームの範囲内の厚さを有している特許請求の範
   囲第１項記載の高周波圧電共振器。 ７ 前記導電性舌状体は前記電極より幅が広い特
   許請求の範囲第１項記載の高周波圧電共振器。 ８ 前記導電性舌状体は、前記薄くされていない
   領域から、段部区域に隣接する前記薄くされた領
   域の外側部分まで延在する特許請求の範囲第１項
   または第７項記載の高周波圧電共振器。 ９ 水晶板の中央をイオンビーム加工して、段部
   を形成している区域によつて薄くされていない領
   域から分けられている厚さの薄くされた領域を形
   成する予備段階を含む共振器の製造方法にして、 段部区域を横切つて延びる導電性舌状体を付着
   させ、 導電性接着剤によつて少なくとも２つの端子導
   体を水晶板に取付け、 １つの電極が前記導電性舌状体を少なくとも部
   分的に覆うように配置されると共に、電極の各々
   が上記端子導体の対応する１つに接触しているよ
   うに、スパツタリングにより電極を付着させるこ
   とを含むことを特徴とする共振器の製造方法。 １０ 所望の共振器周波数が得られたとき即座に
   電極の付着工程を中止するように電極の付着工程
   中共振器周波数を測定することを含む特許請求の
   範囲第９項記載の共振器の製造方法。