[发明专利]压电谐振器及其电极结构

说明书

本申请要求于2011年3月31日提交到韩国知识产权局的第10-2011-0029191号韩国专利申请的优先权，该申请公开的内容通过引用被包含于此。

技术领域

本发明涉及一种压电谐振器及一种压电谐振器的电极结构，更具体地讲，涉及这样一种压电谐振器的电极结构及一种具有该电极结构的压电谐振器，所述电极结构能够在满足高可靠性和低成本的要求的同时稳定地运行。

背景技术

通常，压电谐振器广泛应用于(例如)频率振荡器、频率调节器、变频器或类似物中。利用压电特性优良的石英作为压电材料来提供这样的压电谐振器，这里，石英用作稳定的机械振荡发生器。

用于压电应用的石英在高压釜(high pressure autoclave)中人工培育，并以石英轴(Quartz axis)为基准进行切割，考虑到期望的特性来确定将被制造成晶片形式的石英的尺寸和形状。这里，要求石英随着时间和环境的变化而具有低的相位噪声、高的质量(Q)值和低的频率变化率。

这里，Q值表示谐振器、滤波器、振荡器或类似物中的频带选择特性，Q值也被称为质量系数。Q值被计算为中心频率与3dB带宽之比，并且随着Q值的增加，振荡器的频率选择特性更好。

作为在现有技术的压电谐振器中使用的电极结构，已经使用了双层(或两层)式电极结构。可选地，已经使用了包括排列成两行的双层式电极的四层式电极结构。

就降低成本而言，当通过利用传导性良好的银(Ag)电极而不是利用金(Au)电极来制造压电谐振器时，当诸如在焊接过程中外部热环境发生变化时，压电谐振器的振荡频率发生变化。这种变化了的频率随着时间的推移而恢复到初始频率。因此，诸如移动电话射频(RF)通信用的需要高精度的频率偏差的产品之前已经使用了Au电极，而Ag电极已被用作通用电极。

为了在使用高价金属的情况下降低单位成本，已经采用了通过减小电极的厚度或者通过改变石英的设计来减少在电极中使用的Au和Ag的量的方法。

迄今为止，尚未充分考虑或研究由于热影响(thermal impact)而导致压电谐振器产生频率偏移的原因，然而，尽管Au和Ag导致高成本，但是考虑到导电性、高的质量效应、氧化作用和类似物，仍继续使用Au和Ag作为电极材料。

发明内容

本发明的一方面提供一种压电谐振器的电极结构及一种具有该电极结构的压电谐振器，所述电极结构能够在满足高可靠性和廉价的同时稳定地运行。

根据本发明的一方面，提供一种压电谐振器，该压电谐振器包括：压电体，根据电信号而进行振荡；第一电极和第二电极，均包括第一电极层和第二电极层，第一电极层和第二电极层堆叠在压电体的两表面中的每个表面上，其中，第一电极层包括从由铬(Cr)、镍(Ni)、钛(Ti)以及包含铬(Cr)、镍(Ni)、钛(Ti)中的任何一种的合金组成的组中选择的一种或多种，第一电极层的厚度与第一电极或第二电极的厚度的比率是3％至30％；第二电极层包括铜(Cu)或者包含铜(Cu)的合金，第二电极层的厚度与第一电极或第二电极的厚度的比率是70％至97％。

包含铜(Cu)的合金可包括铜(Cu)以及从由金(Au)、锰(Mn)、镍(Ni)、锌(Zn)、铝(Al)、锡(Sn)、铅(Pb)和铬(Cr)组成的组中选择的任何一种。

铜(Cu)与包含铜(Cu)的合金的原子比可小于或等于30％，或者等于或大于60％。

铜(Cu)与包含铜(Cu)的合金的原子比可小于或等于20％。

铜(Cu)与包含铜(Cu)的合金的原子比可等于或大于90％。

第一电极和第二电极可具有双层电极结构，该双层电极结构包括由第一电极层形成的第一层以及由第二电极层形成的第二层。

第一层的厚度与第一电极或第二电极的厚度的比率可以是3％至15％，第二层的厚度与第一电极或第二电极的厚度的比率可以是85％至97％。

第一电极和第二电极均可具有第一电极层和第二电极层以交替的方式重复地堆叠的结构。

第一电极和第二电极可具有四层电极结构，该四层电极结构包括构成第一电极层的第一层和第三层以及构成第二电极层的第二层和第四层。

第二层的厚度与第一电极或第二电极的厚度的比率可以是17％至80％，第四层的厚度与第一电极或第二电极的厚度的比率可以是17％至80％。