压电晶体振荡元件及其使用的电极制造技术

本发明专利技术涉及一种电极及其应用与制造方法，尤其是涉及一种用于压电晶体振荡元件的电极、采用该电极的压电晶体振荡元件及各自的制造方法。压电晶体振荡元件包括基底及电极，所述的电极位于基底之上，电极具有一晶片，所述的晶片上形成至少二层薄膜，第二薄膜的主要成分由含重量百分率占１～４０ｗｔ．％金原子的合金所组成。第一薄膜与第二薄膜形成的方法为蒸镀或溅镀。本发明专利技术的压电晶体振荡元件可具有较优异的热稳定性，使得压电晶体振荡元件在组装生产过程中即使历经１５０～３５０℃的热制程后，仍可保持良好的电性表现与频率控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电极及其应用与制造方法，尤其是涉及一种用于压电晶体振荡元件的电极、采用该电极的压电晶体振荡元件及各自的制造方法。
技术介绍
压电晶体振荡元件可分为压电晶体与压电晶体振荡器，一般所知的石英晶体或石英振荡器皆属此类。压电晶体是使用压电晶片所制造的电子被动元件，而压电晶体振荡器是电子主动元件。压电晶体振荡元件具备振荡时高频率、高精度和高稳定度特征，可于电路系统中用做周期、频率、时间等主要参考依据，目前广泛运用于频率选择与控制器件等各类电子产品或系统之上，举凡军事、机械、通讯、电子、医疗，消费及汽车等市场，都有使用压电晶体振荡元件的各类应用产品。压电晶体振荡元件结构中，主要是在压电晶体的晶片的两面的各个表面镀上电极，经由外加电压而产生频率振荡，一般而言，当上述的电极使用的材料不同时，对于整体的振荡器电性与热稳定性皆有显著的影响，其中，因为电极是可为多层的结构，内层结构通常为镍、铬、金、铝等金属，而有关于外层结构材料的种类与应用，已有许多的文献提出相关的说明，例如，台湾专利第I494627号中提供以银、釟-银、铝或是铜所构成的电极结构；台湾第I441174号中提供以金、银、以金或是银为主成分的金属所构成的电极结构；美国专利第6744183号中提供以金、铝、锌、铜、锡所构成的电极结构；美国专利第6619785号中提供以铝-铜、铝-镍、铬、金所构成的电极结构；美国专利第6609785号中提供以铝、镍、銦、金所构成的电极结构；美国专利第6556103号中提供以铝、银、金所构成的电极结构；美国专利第6545395号中提供以铂、釟-银、镍所构成的电极结构；美国专利第6541898号中提供以金、铝、锌、铜、锡所构成的电极结构美国专利第5235238号中提供以金、铂、釟、锌、铜、镍、鈷、铁、银、或是其他合金、碳材、有机导电材料或是导电陶瓷所构成的电极结构；美国专利第4218631号中提供以金、铝、银所构成的电极结构。基于上述的专利内容而言，并未对于电极结构所使用的材料加以明确地定义其中的组成成分，然而，在实际的应用中，材料特性对于元件表现的关是随著精确的材料组成比例改变而有不同程度的影响，举例而言，对于纯金的金属电极而言，虽可提供良好的物理、化学稳定性与热稳定性，但其电学性质的控制则显得较为不足，对于纯银的金属电极而言，虽可提供良好的电学特性，但其物理、化学稳定性与热稳定性却又相对地降低，而对于金-银二元金属的电极而言，其中，当金的含量不同时，所形成的金-银二元金属的相变化温度、延展性、电阻率等等材料特性皆有所不同，因此，由不同组成所构成的合金材料所形成的电极结构，具有完全不同的电性与热稳定性，进而影响到元件频率讯号的控制能力。
技术实现思路
本专利技术主要是解决现有技术所存在的热稳定性与化学稳定性差，导电性能不好等的技术问题，而提出一种压电晶体振荡元件的电极，以使压电晶体振荡元件可具有较为稳定的电性与热稳定性的表现。本专利技术也提供一种制造该压电晶体振荡元件的电极的方法。本专利技术还提供一种应用该压电晶体振荡元件电极的振荡元件，该振荡元件所提供电极的特殊性能，解决了现有振荡元件稳定性、导电性差等技术问题。本专利技术也提供一种制造该压电晶体振荡元件的方法。本主专利技术主要提出一种压电晶体振荡元件的电极，其中，此电极为以在铬或是镍上形成一金银合金的电极结构，其中，金银合金组成为重量百分率1～40wt.％的金原子。利用金银合金良好的热稳定性以提高电极的热稳定性与其电性表现，因而使得压电晶体振荡元件可具有较佳及高可靠性的频率特性。所述的电极的结构由至少二层的薄膜所构成，其可藉由蒸镀或是溅镀制程以形成在一压电晶片上，其中，压电晶片的材料可为石英，而电极结构中的第一层薄膜为镍或铬所构成的金属薄膜，第二层薄膜则为金银合金所构成的合金金属薄膜，其中金原子的重量百分率控制在1～40wt.％之间；且，本专利技术更提供一种压电晶体振荡器，其利用一基底以承载一双面镀有电极的压电晶片，且，电极的结构由至少二层的薄膜所构成，其中，基底的材料可为陶瓷，晶片的材料可为石英，而电极结构中的第一层薄膜形成于基底上，且其为镍或铬所构成的金属薄膜，第二层薄膜则形成于第一层薄膜上，其为金银合金所构成的合金金属薄膜，此外，在基底上更可设置至少一积体电路晶片，最终，使用一封套将上述所有的元件封装在其中以形成完整的压电晶体振荡元件，并再藉由至少一导线端子以将此压电晶体振荡元件与周边的元件相互连接。因此，本专利技术具有结构合理，生产方便等特点，尤其是使用的电极材料为以金银合金覆盖在铬金属或是镍金属上方为结构的电极，且其中，在金银合金中的金原子重量百分率占1～40wt.％，因而使得本专利技术的压电晶体振荡元件可具有较优异的热稳定性，使得压电晶体振荡元件在组装生产过程中即使历经150～350℃的热制程后，仍可保持良好的电性表现与频率控制。附图说明图1为本专利技术压电晶体振荡元件的电极结构示意图。图2为本专利技术压电晶体振荡元件的电极结构分解示意图。图3为本专利技术压电晶体振荡元件的电极实际应用在压电晶体振荡元件中的结构分解示意图。图4为以纯金电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在初镀膜程序中的片电阻等高线图。图5为以纯金电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在银胶固化程序中的片电阻等高线图。图6为以纯金电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在退火程序中的片电阻等高线图。图7为以纯金电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在老化处理程序中的片电阻等高线图。图8为以纯金电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在回流程序中的片电阻等高线图。图9为以纯银电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在初镀膜程序中的片电阻等高线图。图10为以纯银电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在高温固化程序中的片电阻等高线图。图11为以纯银电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在退火程序中的片电阻等高线图。图12为以纯银电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在老化处理程序中的片电阻等高线图。图13为以纯银电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在回流程序中的片电阻等高线图。图14为以金银合金电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在初镀膜程序中的片电阻等高线图。图15为以金银合金电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在银胶固化程序中的片电阻等高线图。图16为以金银合金电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在退火程序中的片电阻等高线图。图17为以金银合金电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在老化处理程序中的片电阻等高线图。图18为以金银合金电极薄膜为电极材料的压电晶体振荡元件在回流程序中的片电阻等高线图。具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。对于压电晶体振荡元件而言，具有稳定性高的电极结构直接关系到其元件的可靠性，例如，采用热稳定性高的电极材料的压电晶体振荡元件可保证该压电晶体振荡元件在较高温的操作环境下，仍可保持优异的电性特征与稳定的频率输出。因此，本专利技术揭示一种压电晶体振荡元件的电极，以使得压电晶体振荡元件可具有更稳定的频率控制能力。如图1、图2所示分别为本专利技术的压电晶体振荡元件的电极结构示意图与电极结构分解示意图。在图1中可看出一晶片电极20包括一压电晶片26，于此压电晶片26的上下两表面上先形成有一金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电晶体振荡元件的电极，包括第一薄膜及第二薄膜，第二薄膜形成于第一薄膜之上，其特征在于：所述的第二薄膜的主要成分由含重量百分率介于１～４０ｗｔ．％金原子之合金所组成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林启文，赵岷江，罗中仑，沈俊男，
申请(专利权)人：台晶宁波电子有限公司，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]