JP2001094386A - 水晶振動子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水晶板及びその支持部の損傷を防止するとと
もに、水晶振動子としての特性劣化を防止し、かつコス
トダウンを図るとともに、パッケージの小形化、低背化
を図る。 【解決手段】 水晶板３の両面に電極４及び電極４と接
続されるとともに同一端方向に伸びるリード電極５を形
成し、パッケージベース１上に水晶板３の一端をリード
電極５と接続されるように導電性接着剤２により固着支
持し、水晶板３の他端の一隅をパッケージベース１上に
シリコン系接着剤７により固着支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水晶振動子及び
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】安定な周波数を提供する重要な電子部品
である水晶振動子は、その安定な動作を保持するため
に、真空または不活性ガス雰囲気のパッケージに封入さ
れ、水晶板は導電性接着剤によりパッケージに固定され
る。又、水晶振動子は近年リードレス化が進み、表面実
装形に変化してきており、小形化や薄形化が進んでいる
中で薄形化を実現するためには、水晶板の保持を板サポ
ートやスプリングサポートでは無理があり、水晶板の片
持ち保持が主に行われている。

【０００３】水晶振動子の製造においては、まず、パッ
ケージベースの所定の位置（パッド部等）に導電性接着
剤をディスペンサー等を用いて伏せたお椀状に塗布す
る。現在使用されている導電性接着剤は、溶媒に樹脂
（接着剤成分）を溶かし、これに導電成分として銀粉を
分散させ、ペースト状としており、接着剤成分として
は、シリコン系及びエポキシ系、ポリイミド系等の熱硬
化性樹脂、そしてポリスルホン系等の熱可塑性樹脂が用
いられる。次に蒸着法やスパッタ法によってＡｕやＡｇ
等の電極膜が形成された水晶板を、所定の位置関係で導
電性接着剤に載せる。この水晶板の搭載後、リフロー炉
等を用い、所定のプロセスで導電性接着剤を乾燥する。
乾燥過程で導電性接着剤は固化し、水晶板はパッケージ
に強固に固定される。

【０００４】図８は従来の水晶振動子のキャップを除い
た状態での平面図を示し、１はパッケージベース、２は
パッケージベース１上に２個所塗布された導電性接着
剤、３は表面及び裏面に電極４及びこの電極４と接続さ
れるとともに長さ方向の同一端方向に伸びるリード電極
５が形成された水晶板であり、水晶板３の長さ方向一端
側の幅方向両端が２個所の導電性接着剤２により固着支
持（片持ち支持）されている。一対のリード電極５は導
電性接着剤２と電気的に接続される。

【０００５】図９も図８と同様に水晶板３の長さ方向一
端が導電性接着剤２により２個所で固着支持された従来
の水晶振動子である。図１０も従来の水晶振動子のキャ
ップを除いた平面図であり、水晶板３の両面に形成され
たリード電極５は相互に水晶板３の反対端方向に配設さ
れ、水晶板３の両端はパッケージベース１上に導電性接
着剤２により１個所ずつ固着支持（両持ち支持）され、
各リード電極５の端部は導電性接着剤２と電気的に接続
されている。図１１（ａ），（ｂ）も従来の水晶振動子
のキャップを除いた状態の平面図及び正面図を示し、パ
ッケージベース１上に一対の板ばね式保持台６のそれぞ
れの内端側を固着し、各板ばね式保持台６の自由端であ
る外端側上部に１個所ずつの導電性接着剤２を塗布し、
各導電性接着剤２上に水晶板３の長さ方向両端を固着支
持している。この図１１（ａ），（ｂ）に示した構造は
水晶板３の板厚が厚い場合に用いられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の携帯
機器や車載用部品には表面実装タイプの水晶振動子が使
用されており、耐落下衝撃試験や振動試験等が厳しくな
っている。図８及び図９に示したように水晶板３を導電
性接着剤２により片持ち支持した構造では、水晶板３の
支持されてない方の端部が落下等の衝撃により大きく振
れ、特に水晶板３の板厚が厚い低周波用のの水晶振動子
においては、水晶板３やその支持部の破損が起こり易
く、上記試験に対応できなかった。又、片持ち支持の場
合には、水晶板３がコンベックス形状の場合、導電性接
着剤２の硬化過程で導電性接着剤２が収縮すると、図１
２に示すように水晶板３の支持されてない側が持ち上が
り、キャップに当接する等の不具合があった。

【０００７】一方、図１０に示したように水晶板３を導
電性接着剤２により両持ち支持した場合には、落下等の
衝撃による水晶板３やその支持部の損傷、及び水晶板３
の支持されていない側の持ち上がりを防ぐことができ
る。しかし、パッケージベース１の熱膨張や熱収縮等が
水晶板３の特性に反映されてしまい、特性劣化を招く。
又、図１１に示したように水晶板３の両端を板ばね式保
持台６を介して導電性接着剤２により支持した場合に
は、板ばね式保持台６の可撓性により上記のような水晶
板３の特性劣化を抑制することができるが、コスト高で
パッケージ低背化の妨げとなる。

【０００８】又、ペースト状導電性接着剤２において
は、溶媒に接着剤成分が溶けており、乾燥工程では高温
で溶媒を除去しながら固化させる。従って、限られた乾
燥時間では溶媒は抜けきらずに導電性接着剤２内に残留
し、時間の経過に伴って少しずつパッケージ内にガスと
して拡散し、拡散した溶媒分子は水晶板３に付着し、水
晶振動子としての共振周波数を変化させ、結果としてエ
ージング特性の劣化を招く。又、ペースト状導電性接着
剤２は、乾燥、固化時において、高温での流動や溶媒が
抜けることにより、収縮（高さは約５０％減少す
る。）、変形する。これにより、水晶板３に応力歪が発
生し、水晶振動子の特性が劣化する。又、上記したよう
に水晶板３が大きく傾き、低背化パッケージでは水晶板
３がパッケージに接触することがある。

【０００９】又、ペースト状導電性接着剤２は、伏せた
お椀状に塗布するため、塗布面積が広くなり、小形の水
晶振動子には使用し難い。又、塗布の厚みが大きいた
め、水晶板３とパッケージベース１との間のギャップが
大きくなり、パッケージの低背化の障害になる。又、ペ
ースト状導電性接着剤２の場合、水晶板３を搭載後、リ
フロー炉等を用い、溶媒をとばして固化させる乾燥工程
を必要とし、コストアップとなった。さらに、ペースト
状導電性接着剤２の場合、塗布量がディスペンサーの駆
動時間によってコントロールされる。従って、外気温度
の変化等により導電性接着剤の粘性が変化したり、成分
が不均一になったりすると、塗布量や塗布面積が不安定
になった。

【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、水晶板やその支持部の損傷及
び水晶板の一端の持ち上がりを防止するとともに、特性
劣化を防止し、かつコストダウンを図るとともに、パッ
ケージの小形化、、低背化を可能とする水晶振動子及び
その製造方法を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る水晶振動子は、パッケージベースと、両面に電極及び
この電極と接続されるとともに同一端方向に伸びるリー
ド電極が形成された水晶板と、パッケージベース上に水
晶板の一端をリード電極と接続されるように固着支持す
る導電性接着剤と、パッケージベース上に水晶板の他端
の一隅を固着支持するシリコン系接着剤を設けたもので
ある。

【００１２】請求項２に係る水晶振動子は、パッケージ
ベースと、両面に電極及びこの電極と接続されるととも
に同一端方向または相互に反対端方向に伸びるリード電
極が形成された水晶板と、パッケージベース上に水晶板
の一端または両端をリード電極と接続されるように固着
支持するフィルムタイプ導電性接着剤を設けたものであ
る。

【００１３】請求項３に係る水晶振動子の製造方法は、
パッケージベース上の所定の位置にフイルムタイプ導電
性接着剤を載せ、その上に両面に電極及びこの電極と接
続されるとともに同一端方向または相互に反対端方向に
伸びるリード電極が形成された水晶板の一端または両端
をそのリード電極がフィルムタイプ導電性接着剤と接触
するように載せ、所定の温度及び押し圧を加えて水晶板
をフイルムタイプ導電性接着剤を介してパッケージベー
スに融着するものである。

【００１４】請求項４に係る水晶振動子は、パッケージ
ベースと、両面に電極及びこの電極と接続されるととも
に同一端方向に伸びるリード電極が形成された水晶板
と、パッケージベース上に水晶板の一端をリード電極と
接続されるように固着支持するフィルムタイプ導電性接
着剤と、パッケージベース上に水晶板の他端の一隅を固
着支持するシリコン系接着剤を設けたものである。

【００１５】請求項５に係る水晶振動子は、フイルムタ
イプ導電性接着剤の接着剤成分を熱可塑性樹脂としたも
のである。

【００１６】請求項６に係る水晶振動子は、パッケージ
ベースと、両面に電極及びこの電極と接続されるととも
に同一端方向に伸びるリード電極が形成された水晶板
と、パッケージベース上に水晶板の一端をリード電極と
接続されるように固着支持する導電性接着剤と、パッケ
ージベース上に水晶板の他端をポリイミドフィルムを介
して固着支持する接着剤を設けたものである。請求項７
に係る水晶振動子は、パッケージベースと、両面に電極
及びこの電極と接続されるとともに同一端方向に伸びる
リード電極が形成された水晶板と、パッケージベース上
に水晶板の一端をリード電極と接続されるように固着支
持する導電性接着剤と、パッケージベース上に接着剤に
より固着されたポリイミドフィルム上に水晶板の他端の
一隅を固着支持するシリコン系接着剤を設けたものであ
る。

【００１７】請求項８に係る水晶振動子は、導電性接着
剤をフィルムタイプとしたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施形態１ 以下、この発明の実施の形態を図面とともに説明する。
図１はこの発明の実施形態１による水晶振動子のキャッ
プを除いた状態の平面図を示し、水晶板３の一端を２個
所で導電性接着剤２によりパッケージベース１に固着し
た、いわゆる片持ち支持の場合において、水晶板３の他
端の一隅をシリコン系接着剤７によりパッケージベース
１に固着支持する。なお、水晶板３の両面に電極４及び
リード電極５を形成するとともに、リード電極５と導電
性接着剤２を接続することは、従来と同様である。

【００１９】実施形態１においては、水晶板３の一端を
導電性接着剤２により固着支持した水晶振動子におい
て、水晶板３の他端の一隅をシリコン系接着剤７により
固着支持しており、落下等の際に水晶板３の導電性接着
剤２により支持されていない側が大きく振れるようなこ
とがなくなり、水晶板３やその支持部に損傷は生じず、
耐落下衝撃試験や振動試験等に対応できるようになっ
た。又、導電性接着剤２の硬化収縮過程で水晶板３の導
電性接着剤２に支持されていない側が持ち上がってキャ
ップに当接することもなくなった。なお、水晶板３の導
電性接着剤２により支持されない側の一隅をシリコン系
接着剤７により固着支持したが、この支持されない側を
全面的に固着支持したり、あるいはシリコン系以外の接
着剤により固着支持すると、水晶振動子としての特性が
劣化した。 実施形態２ 図２は実施形態２による水晶振動子のキャップを除いた
状態の正面図を示し、水晶板３の両面には図示しないが
電極４及びリード電極５が形成され、リード電極５は水
晶板３の右端方向に伸びている。パッケージベース１上
の右端には一対のパッド８が取り付けられ、各パッド８
上にはフィルムタイプ導電性接着剤９を介して水晶板３
の右端が固着支持されている。リード電極５とフィルム
タイプ導電性接着剤８とは接続されている。フィルムタ
イプ導電性接着剤８は、接着剤成分としてのポリスルホ
ン系等の熱可塑性樹脂と銀粉とから形成されている。

【００２０】水晶振動子の製造に際しては、パッケージ
ベース１のパッド８上にフィルムタイプ導電性接着剤９
を載せ、その上に水晶板３の一端をリード電極５がフィ
ルムタイプ導電性接着剤９と接触するように載せ、所定
の温度及び押し圧を加えて、水晶板３の一端をフィルム
タイプ導電性接着剤９を介してパッド８に融着する。そ
の後、温度を下げることにより、水晶板３はパッド８に
強固に固定される。

【００２１】実施形態２においては、従来のペーストタ
イプ導電性接着剤２に代わってフィルムタイプ導電性接
着剤９を用いており、溶媒を用いないので、発生ガスが
少なく、水晶振動子としての特性が変化せず、エージン
グ特性が良好となる。又、フィルムタイプ導電性接着剤
９は、溶媒を用いないので、ほとんど収縮せず、変形は
小さい。従って、水晶板３に誘起される圧力歪が小さ
く、特性劣化は防止される。このことは、振動子として
の高精度化に有効である。又、水晶板３の傾きを小さく
できるので、低背化パッケージに有効である。さらに、
フィルムタイプ導電性接着剤９においては、所定の厚み
のフィルムを所定の大きさにカットして用いる。従っ
て、フィルム面積を小さくすることにより塗布面積が小
さくなり、フィルム厚さを小さくすることにより水晶板
３とパッケージベース１間のギャップが小さくなり、パ
ッケージの小形化、低背化に有効である。又塗布量や塗
布面積が一定化し、特性の再現性にも有効である。又、
フィルムタイプ導電性接着剤９は溶媒を用いないので、
乾燥工程を必要とせず、コストダウンに有効である。

【００２２】なお、水晶板３のフィルムタイプ導電性接
着剤９により支持されていない側の端部の一隅をシリコ
ン系接着剤７により固着支持すると、実施形態１と同様
の効果を奏する。 実施形態３ 図３は実施形態３による水晶振動子のキャップを除いた
状態の正面図を示し、水晶板３の両面には電極４及び水
晶板３の相互に反対端方向に伸びるリード電極５が形成
されている。パッケージベース１上の両端にはパッド８
が取り付けられ、各パッド８上にはフィルムタイプ導電
性接着剤９を介して水晶板３の両端が固着支持される。
各リード電極５はフィルムタイプ導電性接着剤９と接続
される。

【００２３】実施形態３においても、ペーストタイプ導
電性接着剤２の代わりにフィルムタイプ導電性接着剤９
を用いており、実施形態２と同様の効果を奏する。製造
方法も同様である。 実施形態４，５ 図４，５は実施形態４，５による水晶振動子のキャップ
を除いた状態の正面図を示し、実施形態２，３と比べて
パッド８を除去しただけであり、効果及び製造方法は実
施形態２，３と同様である。

【００２４】なお、実施形態２，４において水晶板３の
支持されない側の端部の一隅をシリコン系接着剤７によ
りパッケージベース１上に固着支持すれば、実施形態１
と同様の効果が付加される。 実施形態６ 図６は実施形態６による水晶振動子のキャップを除いた
状態の平面図を示し、水晶板３に形成された一対のリー
ド電極５は水晶板３の左端方向に伸び、水晶板３の左端
は一対の導電性接着剤２を介してパッケージベース１上
に固着支持される。一方、水晶板３の右端においては、
短冊状のポリイミドフィルム１０がパッケージベース１
上に幅方向に配置され、その長さ方向両端がシリコン系
等の接着剤１１を介してパッケージベース１上に固着さ
れる。又、水晶板３の右端は接着剤１１を介してポリイ
ミドフィルム１０に固着される。

【００２５】実施形態６においては、水晶板３の導電性
接着剤２により固着支持されていない側をポリイミドフ
ィルム１０を介して接着剤１１により固着支持したの
で、両持ち支持と同様の効果があり、落下等の衝撃によ
り水晶板３の導電性接着剤２により固着支持されていな
い方の端部が大きく振れることがなく、水晶板３やその
支持部の損傷が防止され、コンベックス形状の水晶板３
の持ち上がりも防止される。又、通常の両持ち支持の場
合、パッケージベース１の熱による膨張、収縮により、
水晶振動子としての特性が劣化するが、ポリイミドフィ
ルム１０を介在させたことによりパッケージベース１の
膨張、収縮が水晶板３に伝わり難くなり、特性劣化が防
止される。さらに、板ばね式保持台６を用いた場合にも
上記のような効果があるが、コストアップしパッケージ
の低背化の妨げになった。しかし、ポリイミドフィルム
１０を用いた場合には低コスト化やパッケージの低背化
にも有利である。 実施形態７ 図７は実施形態７による水晶振動子のキャップを除いた
状態の平面図を示し、パッケージベース１上に幅方向に
配置されたポリイミドフィルム１０の幅方向一端を接着
剤１１によりパッケージベース１上に固着し、水晶板３
の右端を接着剤１１によりポリイミドフィルム１０に固
着する。その他の構成及び効果は実施形態６と同様であ
る。

【００２６】なお、実施形態６，７においてペーストタ
イプ導電性接着剤２の代わりにフィルムタイプ導電性接
着剤９を用いれば、実施形態２と同様な効果も奏する。
又、水晶板３の他端をポリイミドフィルム１０に接着剤
１１によりほぼ全面的に接着したが、水晶板３の他端の
一隅をポリイミドフィルム１０にシリコン系接着剤７に
より固着支持するようにすれば、特性劣化を一層確実に
防止することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、一端が導電性接着剤により片持ち支持された水晶板
の他端の一隅をシリコン系接着剤により固着支持してお
り、落下試験等の際に水晶板の他端側が振れて水晶板や
その支持部が損傷することが防止され、また、導電性接
着剤の効果収縮により水晶板の他端側が持ち上がること
もない。なお、水晶板の他端を一隅のみしかもシリコン
系接着剤により支持したので、特性劣化が生じない。

【００２８】請求項２，３，５によれば、パッケージベ
ース上に水晶板の一端または両端をフィルムタイプ導電
性接着剤により固着支持しており、フィルムタイプ導電
性接着剤は溶媒を用いないので、特性劣化や水晶板の傾
きは生じず、乾燥工程がないのでコストダウンとなる。
又、フィルムタイプ導電性接着剤は所定の大きさ、厚さ
にすることが容易であり、パッケージの小形化、低背化
が可能であるとともに、特性を安定化させることができ
る。

【００２９】請求項４によれば、パッケージベース上に
一端がフィルムタイプ導電性接着剤により固着支持され
た水晶板の他端の一隅をシリコン系接着剤によりパッケ
ージベース上に固着支持しており、請求項１，２の効果
が同時に得られる。

【００３０】請求項６によれば、一端が導電性接着剤に
より固着支持された水晶板の他端をポリイミドフィルム
を介して接着剤により固着支持したので、請求項１と同
様に両持ち支持と同様な効果があり、またパッケージベ
ースの膨張、収縮による特性劣化が生じず、低コスト化
や低背化も可能である。

【００３１】請求項７によれば、パッケージベース上に
接着剤により固着されたポリイミドフィルム上に水晶板
の他端の一隅をシリコン系接着剤により固着支持してお
り、パッケージベースの膨張、収縮による特性劣化を一
層確実に防止することができる。

【００３２】請求項８によれば、水晶板の一端をフィル
ムタイプ導電性接着剤により固着支持したので、請求項
６または７の効果に請求項２の効果を付け加えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態１による水晶振動子のキャ
ップを除いた状態の平面図である。

【図２】実施形態２による水晶振動子のキャップを除い
た状態の正面図である。

【図３】実施形態３による水晶振動子のキャップを除い
た状態の正面図である。

【図４】実施形態４による水晶振動子のキャップを除い
た状態の正面図である。

【図５】実施形態５による水晶振動子のキャップを除い
た状態の正面図である。

【図６】実施形態６による水晶振動子のキャップを除い
た状態の平面図である。

【図７】実施形態７による水晶振動子のキャップを除い
た状態の平面図である。

【図８】従来の水晶振動子のキャップを除いた状態の平
面図である。

【図９】従来の他の水晶振動子のキャップを除いた状態
の平面図である。

【図１０】従来のさらに他の水晶振動子のキャップを除
いた状態の平面図である。

【図１１】従来のさらに別の水晶振動子のキャップを除
いた状態の平面図及び正面図である。

【図１２】従来の水晶振動子における水晶板の片側持ち
上がり状態を示す正面図である。

【符号の説明】

１…パッケージベース ２…導電性接着剤 ３…水晶板 ４…電極 ５…リード電極 ７…シリコン系接着剤 ９…フィルムタイプ導電性接着剤 １０…ポリイミドフィルム １１…接着剤

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パッケージベースと、両面に電極及びこ
   の電極と接続されるとともに同一端方向に伸びるリード
   電極が形成された水晶板と、パッケージベース上に水晶
   板の一端をリード電極と接続されるように固着支持する
   導電性接着剤と、パッケージベース上に水晶板の他端の
   一隅を固着支持するシリコン系接着剤を備えたことを特
   徴とする水晶振動子。
2. 【請求項２】 パッケージベースと、両面に電極及びこ
   の電極と接続されるとともに同一端方向または相互に反
   対端方向に伸びるリード電極が形成された水晶板と、パ
   ッケージベース上に水晶板の一端または両端をリード電
   極と接続されるように固着支持するフィルムタイプ導電
   性接着剤を備えたことを特徴とする水晶振動子。
3. 【請求項３】 パッケージベース上の所定の位置にフィ
   ルムタイプ導電性接着剤を載せ、その上に両面に電極及
   びこの電極と接続されるとともに同一端方向または相互
   に反対端方向に伸びるリード電極が形成された水晶板の
   一端または両端をそのリード電極がフィルムタイプ導電
   性接着剤と接触するように載せ、所定の温度及び押し圧
   を加えて水晶板をフィルムタイプ導電性接着剤を介して
   パッケージベースに融着することを特徴とする水晶振動
   子の製造方法。
4. 【請求項４】 パッケージベースと、両面に電極及びこ
   の電極と接続されるとともに同一端方向に伸びるリード
   電極が形成された水晶板と、パッケージベース上に水晶
   板の一端をリード電極と接続されるように固着支持する
   フィルムタイプ導電性接着剤と、パッケージベース上に
   水晶板の他端の一隅を固着支持するシリコン系接着剤を
   備えたことを特徴とする水晶振動子。
5. 【請求項５】 フィルムタイプ導電性接着剤の接着剤成
   分が熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項２また
   は４記載の水晶振動子。
6. 【請求項６】 パッケージベースと、両面に電極及びこ
   の電極と接続されるとともに同一端方向に伸びるリード
   電極が形成された水晶板と、パッケージベース上に水晶
   板の一端をリード電極と接続されるように固着支持する
   導電性接着剤と、パッケージベース上に水晶板の他端を
   ポリイミドフィルムを介して固着支持する接着剤を備え
   たことを特徴とする水晶振動子。
7. 【請求項７】 パッケージベースと、両面に電極及びこ
   の電極と接続されるとともに同一端方向に伸びるリード
   電極が形成された水晶板と、パッケージベース上に水晶
   板の一端をリード電極と接続されるように固着支持する
   導電性接着剤と、パッケージベース上に接着剤により固
   着されたポリイミドフィルム上に水晶板の他端の一隅を
   固着支持するシリコン系接着剤を備えたことを特徴とす
   る水晶振動子。
8. 【請求項８】 上記導電性接着剤をフィルムタイプとし
   たことを特徴とする請求項６，７記載の水晶振動子。