JP2000134054A

JP2000134054A - 圧電体用気密容器

Info

Publication number: JP2000134054A
Application number: JP10302740A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Machida; 雄一町田
Original assignee: Tokyo Denpa Co Ltd
Current assignee: Tokyo Denpa Co Ltd
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2000-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】圧電体用気密容器の気密性や強度を確保しつ
つ、その薄型化１を実現すること。【解決手段】容器本体部２を金属部材により形成する
と共に、接続電極５ａと電極端子１４とを接続する接続
電極ライン１３を挿通する貫通孔２ａの上に、その両面
に絶縁膜１１を成膜した金属板１２を配設し、その膜厚
を厚くすると共に、接続電極ライン１３を容器本体部２
の底面と略平行方向に引き回すことで、容器本体部２の
薄型化、及びセラミックによって容器本体部を形成した
時と同等以上の強度を確保しつつ、接続電極ライン１３
での空気のリークの発生が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば水晶振動子
などの圧電素子を気密状態で収納することができる圧電
体用気密容器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から各種電子機器の周波数制御素子
として使用されている水晶振動子等の圧電素子は、一般
にその内部が真空状態、或いは窒素等の不活性ガスが充
填された状態の容器内に気密封止する必要がある。その
ため、各種圧電体用気密容器が提案されている。

【０００３】ここで、図４に従来の表面実装型水晶振動
子に用いられる気密容器の構造例を示す。この図４
（ａ）は、従来の表面実装型水晶振動子の気密容器の組
立斜視図、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一点破線Ｘ−Ｘ
を矢示方向から見た断面図である。これら図４（ａ），
（ｂ）に示す表面実装型水晶振動子の気密容器は、容器
本体部５０と蓋部６０とから構成される。

【０００４】容器本体部５０は、図示するようにセラミ
ックからなる底面部５１と、同じくセラミックからなる
側面部５２、５３によって構成されている。つまり、容
器本体部５０は、セラミックを積層することで、その形
状が箱形（凹形）となるように形成されている。

【０００５】この容器本体部５０内には、水晶片７０の
電極と接続される接続電極５５，５５が設けられてい
る。接続電極５５，５５は、例えば図４（ｂ）に示すよ
うに、その容器本体部５０内に突出している側面部５２
上に形成されており、この接続電極５５，５５上に例え
ば導電性接着剤５６により水晶片７０の電極が接続され
る。

【０００６】また、容器本体部５０の外側底面には、当
該表面実装型水晶振動子を取付基板に接続するための端
子５７，５７が設けられており、これらの端子５７，５
７は、図示しないが上記接続電極５５，５５や、グラン
ド（ＧＮＤ）と接続され、全体として表面実装型のチッ
プ部品として実装できるようになっている。

【０００７】一方、容器本体部５０の上方の開口部に接
合される蓋部６０は、例えばコバール（ＫＶ）等の金属
部材の表面にニッケル（Ｎｉ）メッキを施したものが用
いられる。そして、この蓋部６０を容器本体部５０に対
して接合することで、その内部が気密封止されることに
なる。

【０００８】ところで、容器本体部５０に蓋部６０を接
合し、その内部を気密封止する気密封止方法としては、
例えばハンダや金錫（高温ハンダ）等を用いて接合する
ハンダ溶融封止法や金錫溶融封止法、容器本体部５０と
蓋部６０との接合面に電子ビームを照射して接合する電
子ビーム溶着法、容器本体部５０と蓋部６０とを重ね合
わせた後、その接合面に対して負荷を加えながら通電し
て接合する抵抗溶接法など各種知られている。

【０００９】この図４に示す気密容器では、抵抗溶接法
の一種である例えばシーム溶接法を用いて容器本体部５
０と蓋部６０とを気密封止する例が示されており、その
場合、容器本体部５０の上方の周縁には、例えばコバー
ル（ＫＶ）リング等の金属部材の表面にニッケル（Ｎ
ｉ）のメッキを施し、さらにその表面に金（Ａｕ）メッ
キを施したような接合部材５４が設けられる。

【００１０】このような構造とされる容器本体部５０と
蓋部６０とをシーム溶接法により接合する場合は、真空
状態、或いは窒素等の不活性ガスが充填されている状態
のもとで、容器本体部５０上に蓋部６０を重ね合わせ、
溶接器のローラ接点の間を、ある程度（２００ｇ〜３０
０ｇ程度）の負荷を加えながら通過させる。これによ
り、接合部材５４の表面のニッケルメッキと、蓋部６０
の表面のニッケルメッキとが溶融し、その容器内が真空
状態又は不活性ガスが充填された状態で接合され、気密
封止されることになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、各種電子機
器の小型化に伴い、電子機器を構成する各種電子部品に
おいても、さらなる小型化が求められ、水晶振動子や水
晶フィルタといった圧電素子により構成される電子部品
もその例外ではない。特に、近年では電子部品のより一
層の薄型化が求められており、表面実装型水晶振動子で
あれば、例えば現状の厚さ（高さ）０．９ｍｍ〜１．１
ｍｍから０．７ｍｍ程度にまで薄型化することが求めら
れている。

【００１２】例えば表面実装型水晶振動子のより一層の
薄型化を実現する場合、水晶片７０が収納される容器本
体部５０内のスペースは、特性を維持するために或る程
度確保しておく必要があるので、必然的に容器本体部５
０の底面部５１や蓋部６０の薄型化を図る必要がある。

【００１３】即ち、上記図３に示したような気密容器で
あれば、気密容器全体の厚さ（高さ）を約０．９ｍｍか
ら約０．７ｍｍまで薄くする必要があり、その場合、底
面部５１の厚みは現状の約０．２５ｍｍから約０．１ｍ
ｍまで薄くする必要がある。

【００１４】しかしながら、セラミックにより形成され
ている容器本体部５０の底面部５１を薄くした場合は、
その強度が著しく低下したり、容器内部の気密性を確保
するのが困難であるといった問題が生じる。またセラミ
ックは、よく知られているように、焼成により形成され
るため、その厚みを薄くした場合は、焼成時に反りなど
が発生し、容器本体部５０を製造する際の歩留まりが悪
化するという問題もあった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題点を鑑みてなされたものであり、水晶振動子等の圧電
体に用いられる気密容器の強度を維持しつつ、その薄型
化を実現すると共に、容器内部の気密性を確保すること
ができる圧電体用気密容器を提供することを目的とす
る。

【００１６】上記目的を達成するため、容器本体と蓋体
とからなり、容器本体が金属部材により形成されている
と共に、その表面に絶縁膜が成膜された金属部材の内壁
側に接続電極用導電膜が成膜され、外壁側に電極端子用
導電膜が成膜されており、接続電極用導電膜と電極端子
用導電膜とが絶縁膜が形成された金属部材の貫通孔を通
して導電線路により接続されている圧電体用気密容器に
おいて、導電線路の一部を容器本体の内壁側で容器本体
底面と略平行方向に引き回すようにした。

【００１７】また、容器本体の底面と略平行方向に引き
回した導電線路部分より上にあるとされる絶縁膜は、金
属部材の表面に成膜された絶縁膜に対して、絶縁膜が成
膜された金属板を配設して形成するようにした。

【００１８】本発明によれば、容器本体を金属部材によ
り形成し、容器本体の強度を維持しつつ、その薄型化を
図るようにした場合でも、接続電極用導電膜と電極端子
用導電膜とを接続する導電線路の一部を容器本体の底面
と略平行方向に引き回すと共に、この導電線路より上の
絶縁膜を、絶縁膜が成膜された金属板を配設して形成す
ることで、容器内部の気密性を悪化させるような空気の
漏洩路が形成されるのを防止することができるようにな
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の圧電体用気密容器
の実施の形態を図１及び図２を参照しながら説明する。
なお、本実施の形態では本発明の圧電体用気密容器を用
いて水晶振動子を構成する場合を例にとって説明する。
図１は本実施の形態とされる水晶振動子１の組立前の外
観斜視図、図２は容器本体の上面図及び図１に示したＡ
−Ａ線を矢示方向に見た断面図である。

【００２０】これら図１及び図２に示すように本実施の
形態の圧電体用気密容器は、容器本体部２と蓋部３によ
って構成される。容器本体部２の基体は、例えばコバー
ル（ＫＶ）、４２−６合金（４２％Ｎｉ，６％Ｃｒ，残
りＦｅ等）といった金属部材によって形成されており、
その形状は箱形（凹形）とされている。また、この容器
本体部２を形成している金属部材の厚みは極めて薄く、
例えば約０．１ｍｍとされている。また、蓋部３が接合
される容器本体部２には、その接合面積を大きくするた
めにフランジ８が形成されている。なお、フランジ８に
は図２（ｂ）に示すように蓋部３の位置決め用の突起１
５が設けられている。

【００２１】容器本体部２は、金属部材によって形成さ
れているため、絶縁を図る目的で、その内側及び外側の
底面にコバールガラス、ガラスセラミック、樹脂等の絶
縁部材により、例えば膜厚が０．０１ｍｍの極めて薄い
絶縁膜１１が成膜されている。この絶縁膜１１上には、
例えばタングステン、モリブデンマンガン等の導電性部
材により接続電極用導電膜（以下、「接続電極」とい
う）５ａ，５ｂがメタライズ加工が施されていると共
に、容器本体部２の外側底面には、同様にして複数の電
極端子用導電膜（以下、「電極端子」という）１４ａ，
１４ｂ・・が成膜されている。

【００２２】接続電極５ａは、例えば水晶片１０の下面
側に形成されている下面電極（図示しない）が導電性接
着剤６によって接続され、接続電極５ｂには、水晶片１
０の上面側に形成されている上面電極１０ａ（図２
（ａ）の斜線部）が導電性接着剤６によって接続されて
いる。この接続電極５ａ，５ｂは、容器本体部２内の一
端側に配設されている電極用凸部４上にそれぞれ形成さ
れている。また、容器本体部２内の他端側には、水晶片
１０を載置するための台座７が配設されている。

【００２３】そして、電極端子１４ａと接続電極５ａと
は、容器本体部２の底面に形成されている貫通孔２ａを
介して導電線路（以下、「接続電極ライン」という）１
３により接続されている。接続電極ライン１３は、絶縁
膜１１により容器本体部２と絶縁されていると共に、機
械的に保持されている。また、容器本体部２の貫通孔２
ａは、絶縁膜１１により閉塞されている。

【００２４】一方、蓋部３は例えばコバール（ＫＶ）な
どの金属の表面に、ニッケル（Ｎｉ）メッキを施したも
のとされる。なお、この蓋部３が接合される容器本体部
２のフランジ８には、溶融しやすい例えば銀等のろう材
を接合部材として形成しても良い。

【００２５】本実施の形態のように圧電体用気密容器の
容器本体部２を金属部材により形成した場合は、容器本
体部２をセラミックにより形成した時と同等以上の強度
を確保しつつ、その底面の厚さを例えば０．１ｍｍ程度
まで極めて薄くすることができるようになる。

【００２６】ところが、容器本体部２に絶縁膜１１を成
膜する場合、貫通孔２ａに絶縁膜１１を十分充填するこ
とができない上に、容器本体部２の底面に成膜される絶
縁膜１１の厚みが極めて薄いため、貫通孔２ａに挿通さ
れる接続電極ライン１３と絶縁膜１１との間にリークパ
ス（空気の漏洩路）が形成されたり、貫通孔２ａに充填
されている絶縁膜１１自体にリークパスができることが
あり、容器本体部２内の気密性を悪化させる恐れがあっ
た。

【００２７】そこで、本実施の形態の圧電体用気密容器
では、容器本体部２の薄型化を実現しつつ、貫通孔２ａ
でのリークによる容器内の気密性の悪化を防止するた
め、図２（ｂ）に示すように、接続電極ライン１３の一
部を容器本体部２の底面と略平行方向に引き回すと共
に、貫通孔２ａを含め接続電極ライン１３を覆う絶縁膜
１１の膜厚を他の部分の絶縁膜１１の膜厚に比べて厚く
するようにした。

【００２８】即ち、本実施の形態では、接続電極ライン
１３の一部を容器本体部２の底面と略平行方向に引き回
すことで、容器本体部２を高く（厚く）することなく、
接続電極ライン１３と絶縁膜１１との接触面を長くし、
接続電極ライン１３と絶縁膜１１との間に形成されるリ
ークパスを防止するようにした。また、貫通孔２ａを含
め接続電極ライン１３を覆う絶縁膜１１の膜厚を厚くす
ることで、絶縁膜１１自体でリークが発生するのを防止
するようにした。これにより、容器本体部２をセラミッ
クにより形成したときと同等以上の強度を維持しつつ、
その薄型化を図るために容器本体部２を金属部材により
形成した場合でも容器本体部２内の気密性の悪化するの
を防止することができるようになる。

【００２９】ここで、上記したような本実施の形態の気
密容器の容器本体部２の作製方法の一例を図３を参照し
ながら簡単に説明する。図３は、本実施の形態の気密容
器の接続電極ラインの作製方法を模式的に示した図であ
る。

【００３０】本実施の形態の容器本体部２を作製する場
合は、予め所定の形状（箱形）に整形され、且つ、電極
端子１４と対応する位置に貫通孔２ａが形成された金属
部材の底面両側に、例えばガラス、或いはガラスセラミ
ック等の絶縁部材を蒸着やスパッタリングを行い、容器
本体部２に絶縁膜１１を成膜した後、例えばレーザトリ
ミング法により貫通孔２ａ内の絶縁膜１１を部分的に除
去して、同図（ａ）に示すような開口孔２１を形成す
る。

【００３１】そして、同図（ｂ）に示すように、この開
口孔２１に、例えばモリブデンマンガンやタングステン
といった導電性部材を充填して開口孔２１内の接続電極
ライン１３ａを形成した後、容器本体部２の底面外側の
絶縁膜１１上に、接続電極ライン１３ａと接続されるよ
うに電極端子１４ａとなる導電性部材を成膜すると共
に、底面内側の絶縁膜１１上に、接続電極ライン１３ａ
と接続されるように容器本体部２と略平行方向に導電性
部材により接続電極ライン１３ｂを成膜する。

【００３２】そして、同図（ｃ）に示すように、両面に
絶縁膜１１が成膜され、貫通孔２ａとは異なる位置に貫
通孔１２ａが形成された金属板１２を接続電極ライン１
３ｂ上に配置した後、金属板１２の貫通孔１２ａ内の絶
縁膜１１を、上記同様、レーザトリミング法等により部
分的に除去して開口孔２２を形成する。

【００３３】そして、同図（ｄ）に示すように、開口孔
２２に導電性部材を充填して接続電極ライン１３ｂと接
続された接続電極ライン１３ｃを形成した後、接続電極
ライン１３ｃと接続されるように導電性部材により接続
電極５ａを成膜する。そしてその後、８００度〜１００
０度の比較的低い温度で焼成することで、本実施の形態
の容器本体部２が作製するようにした。

【００３４】なお、上記図３においては、容器本体部２
の底面両側に絶縁膜１１を成膜した後、レーザトリミン
グ法により貫通孔１２ａ内の絶縁膜１１を部分的に除去
して開口孔２１を形成する場合を例に挙げたが、容器本
体部２に絶縁膜１１成膜する際に、予め開口孔２１と対
応する部分にマスキングを施して開口孔２１を形成する
ようにしても良い。

【００３５】また、本実施の形態では、接続電極ライン
１３ｂ（貫通孔２ａを含む）上に絶縁膜１１を形成する
ため、その両面に絶縁膜１１が成膜された金属板１２を
配設するようにしているが、金属板１２を用いずにリー
クパスが生じない程度の膜厚の絶縁膜１１を成膜できれ
ばそのようにしても良い。

【００３６】また、本実施の形態においては、本発明の
圧電体用気密容器を用いて表面実装型水晶振動子を構成
する場合を例にとって説明したが、これに限定されるも
のでなく、本発明の圧電体用気密容器は、圧電素子によ
り構成される水晶フィルタ等の各種電子部品の気密容器
として適用することが可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電体用
気密容器は、容器本体を金属部材により形成すること
で、従来のセラミックにより形成した時と同等以上の強
度を確保しつつ、容器本体部の薄型化を実現するため
に、導電線路の一部を容器本体部の底面と略平行方向に
引き回すことで、容器本体内の気密性を悪化させるリー
クパスが形成されるのを防止することができる。また、
容器本体の底面と略平行方向に引き回した導電線路部分
より上にあるとされる絶縁膜を、絶縁膜が成膜された金
属板を配設して形成することで、貫通孔を含めた導電線
路部分を覆う絶縁膜の膜厚が、他の部分の膜厚に比べて
厚くなるので絶縁膜自体で発生するリークパスも防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における圧電体用気密容器
の組立前の外観斜視図である。

【図２】本実施の形態における圧電体用気密容器の上面
図及び断面図である。

【図３】本実施の形態の気密容器の容器本体部の作製方
法の一例を模式的に示した図である。

【図４】従来の圧電体用気密容器の構造を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１水晶振動子、２容器本体部、２ａ１２ａ貫通
孔、３蓋部、４電極用凸部、５ａ５ｂ接続電
極、６導電性接着剤、７台座、８フランジ、１０
水晶片、１１絶縁膜、１２金属板、１３接続電
極ライン、１４電極端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器本体と蓋体とからなり、前記容器本体が金属部材により形成されていると共に、
その表面に絶縁膜が成膜された前記金属部材の内壁側に
接続電極用導電膜が成膜され、外壁側に電極端子用導電
膜が成膜されており、前記接続電極用導電膜と前記電極
端子用導電膜とが前記絶縁膜が形成された金属部材の貫
通孔を通して導電線路により接続されている圧電体用気
密容器において、前記導電線路の一部を容器本体の内壁側で容器本体底面
と略平行方向に引き回すようにしたことを特徴とする圧
電体用気密容器。
【請求項２】前記容器本体の底面と略平行方向に引き
回した前記導電線路部分より上にあるとされる絶縁膜
は、前記金属部材の表面に成膜された前記絶縁膜に対し
て、絶縁膜が成膜された金属板を配設して形成するよう
にしたことを特徴とする請求項１に記載の圧電体用気密
容器。