專利名稱：壓電諧振器及其電極結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種壓電諧振器及其電極結構，更具體地，涉及一種具有高可靠性和低制造成本的壓電諧振器的電極結構，以及包括該結構的壓電諧振器。
背景技術：
壓電諧振器通常具有諸如頻率振蕩器、頻率調節器、頻率轉換器等若干種用途。具有良好壓電特性的石英被用作壓電諧振器中的壓電材料。此石英用作穩定的機械振動發生器。在該情況下，被用作壓電材料的石英是在高壓釜中進行人工生長并基于晶軸方向被切割出來的，而且其尺寸和形狀被進行了處理使其具有所需要的特性，于是這種石英呈晶片狀。這里的石英需要具有低相位噪聲、高品質(Q)值、隨時間和環境的變化頻率變化率低等特性。在這里，Q值代表著諧振器、濾波器、振蕩器等的帶選擇特性，并被稱作品質因子。此外，Q值可被定義為中心頻率與3分貝(dB)帶寬的比值。Q值越大，振蕩器的頻率選擇特性就越好。作為用于根據現有技術的壓電諧振器的電極結構，一種雙層型電極已在被使用。在外部熱環境發生變化的情況下，比如在制造壓電諧振器時的焊接處理中，壓電諧振器的振蕩頻率也會改變。隨著時間的推移，改變后的頻率恢復到最初的頻率。根據熱環境的變化的頻率變化特性導致了產品交貨時間的增加，并限制了對壓電諧振器的頻率偏差精度有要求的產品的使用。因此，為了改善石英的頻率變化特性，已經做了各種嘗試。
發明內容
本發明的一個方面提供了一種通過改善根據外部熱環境的變化的頻率變化特性而具有高可靠性和低制造成本的壓電諧振器的電極結構，以及包括該結構的壓電諧振器。根據本發明的一個方面，提供了一種壓電諧振器，包括通過電信號來振動的壓電板；以及具有層疊在該壓電板的兩個表面上的第一至第四層的第一和第二電極，其中，第一和第三層由從Ti、Ni、Cr以及包含Ti的合金組成的組中選出的至少一種制成，且第二和第四層由Ag或包含Ag的合金制成。第一電極或第二電極的厚度與壓電板的厚度的比可以是1%以下。第一層可具有0. 3nm至50nm的厚度。第二層可具有IOnm至300nm的厚度。
第三層可具有0. 3nm至50nm的厚度。第四層可具有3nm以上的厚度。第一和第二電極可具有第一至第四層重復層疊在壓電板的兩個表面上的結構。根據本發明的另一個方面，提供了一種壓電諧振器的電極結構，該電極結構包括層疊在壓電板的主面上的第一至第四層，其中，第一和第三層由從Ti、Ni、Cr以及包含Ti的合金組成的組中選出的至少一種制成，而且第二和第四層由Ag或包含Ag的合金制成。電極的厚度與壓電板的厚度的比可以是1%以下。
第一至第四層可被重復層疊在壓電板的主面上。
結合附圖從下文的詳細描述中將會對本發明的上述和其他方面、特征以及其他優勢有更加清晰的理解，其中圖I是根據本發明實施方式的壓電諧振器封裝件的截面示意圖；圖2是圖I的局部放大圖，示出了根據本發明實施方式的壓電諧振器封裝件的壓電諧振器的電極結構；圖3是更具體地示出根據本發明實施方式的壓電諧振器的電極結構的截面示意圖；圖4是示出根據本發明另一實施方式的壓電諧振器的電極結構的截面示意圖；以及圖5A和圖5B是對使用根據對比實例的電極結構的壓電諧振器的回流特性和使用根據發明實例的電極結構的壓電諧振器的回流特性隨時間進行比較的曲線圖。
具體實施例方式將參照附圖對實施方式進行詳細描述，以使得本發明所屬領域的技術人員能夠容易地實施這些實施方式。然而，在描述本發明的實施方式中，將省略對公知的功能或結構的詳細敘述，以避免因不必要的細節而使得對本發明的描述變得模糊。另外，通篇附圖中相似的參考標號代表執行相似功能和操作的部件。此外，除非明確指出，否則“包括”任何組件將被理解為意味著包括其他組件而不排除任何其他組件。在下文中，將參照圖I至圖4對根據本發明實施方式的壓電諧振器及其電極結構進行詳細描述。圖I示出了根據本發明實施方式的壓電諧振器封裝件I的截面。參照圖1，壓電諧振器10包括具有石英片的壓電板11以及形成在壓電板11的兩個表面上的第一和第二電極12a和12b。具體地，第一和第二電極12a和12b可被對稱地形成在壓電板11的兩個表面上。因此，壓電諧振器10可具有諸如圖I所示的封裝結構。壓電諧振器封裝件I包括底層16a、形成在底層16a上的電極墊14、壓電板11以及凸塊15。通過形成在電極墊14上的導電膠13使壓電諧振器的一端在壓電板11的一端處固定，且凸塊15被配置在底層16a的上表面與壓電板11的另一端之間。在該情況下，壓電板11可具有形成在其上、下表面上的第一和第二電極12a和12b，且第一和第二電極12a和12b被電連接至電極墊14。底層16a可具有形成在其邊緣處的支撐層16b，且支撐層16b形成其內收納壓電板11的空間。此外，支撐層16b可具有配置在其上的蓋17，且蓋17密封該空間。圖2是圖I的壓電諧振器10的截面放大圖。根據本發明實施方式的壓電諧振器10包括壓電板11以及層疊在壓電板11的兩個表面上的第一和第二電極12a和12b。壓電板11在有電信號施加到其上時會產生壓電效應。作為壓電板11的材料，可使用由SiO2制成的石英片；然而，壓電板1 1的材料并不限于此。在該情況下，壓電板11可通過切割并加工石英晶片來形成。壓電板11具有層疊在其兩個表面上的第一和第二電極12a和12b。第一和第二電極12a和12b提供電信號至壓電板11從而在壓電板11中產生壓電效應，并用于輸出由壓電板11的壓電效應產生的電信號。第一和第二電極12a和12b可通過諸如下述的沉積處理的處理而形成在壓電板11的兩個表面上。壓電諧振器中的等效串聯電阻(ESR)值與電極的電阻值密切相關。電極的電阻值可通過下面的等式來表示
權利要求
1.一種壓電諧振器，包括 壓電板，通過電信號來振動；以及 第一電極和第二電極，具有層疊在所述壓電板的兩個表面上的第一層至第四層， 其中，第一層和第三層由從Ti、Ni、Cr以及包含Ti的合金組成的組中選出的至少一種制成，并且 第二層和第四層由Ag或包含Ag的合金制成。
2.根據權利要求I所述的壓電諧振器，其中，所述第一電極或所述第二電極的厚度與所述壓電板的厚度的比為1%以下。
3.根據權利要求I所述的壓電諧振器，其中，所述第一層具有0.3nm至50nm的厚度。
4.根據權利要求I所述的壓電諧振器，其中，所述第二層具有IOnm至300nm的厚度。
5.根據權利要求I所述的壓電諧振器，其中，所述第三層具有0.3nm至50nm的厚度。
6.根據權利要求I所述的壓電諧振器，其中，所述第四層具有3nm以上的厚度。
7.根據權利要求I所述的壓電諧振器，其中，所述第一電極和第二電極具有所述第一層至第四層被重復層疊在所述壓電板的兩個表面上的結構。
8.一種壓電諧振器的電極結構，所述電極結構包括層疊在壓電板的主面上的第一層至第四層， 其中，第一層和第三層由從Ti、Ni、Cr以及包含Ti的合金組成的組中選出的至少一種制成，并且 第二層和第四層由Ag或包含Ag的合金制成。
9.根據權利要求8所述的電極結構，其中，電極的厚度與所述壓電板的厚度的比為1%以下。
10.根據權利要求8所述的電極結構，其中，所述第一層至第四層被重復層疊在所述壓電板的主面上。
全文摘要
本發明提供了一種壓電諧振器及其電極結構。該壓電諧振器包括通過電信號來振動的壓電板；以及具有層疊在壓電層的兩個表面上的第一至第四層的第一和第二電極，其中，第一和第三層由從Ti、Ni、Cr以及包含Ti的合金組成的組中選出的至少一種制成，而且第二和第四層由Ag或包含Ag的合金制成。
文檔編號H03H9/125GK102739187SQ20111043978
公開日2012年10月17日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年4月14日
發明者樸章皓, 李鐘泌, 田鐘范 申請人:三星電機株式會社