JP2001352225A - 水晶振動子の気密封止構造 - Google Patents

水晶振動子の気密封止構造

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JP2001352225A
JP2001352225A JP2000172669A JP2000172669A JP2001352225A JP 2001352225 A JP2001352225 A JP 2001352225A JP 2000172669 A JP2000172669 A JP 2000172669A JP 2000172669 A JP2000172669 A JP 2000172669A JP 2001352225 A JP2001352225 A JP 2001352225A
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cap
metal
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groove
side wall
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JP2000172669A
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English (en)
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Akira Haruta
暁 治田
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Daishinku Corp
Original Assignee
Daishinku Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16152Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap

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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気的特性が安定し、またコスト安の水晶振
動子を提供する。 【解決手段】 ベース本体10の周縁近傍には周状の溝
部10aが形成されている。金属製のキャップ3は下面
が開口した長円柱形状であり、前記溝部に嵌合する開口
端部31を有している。水晶振動板搭載後、前記ベース
に形成された溝部10aに前記キャップの開口端部31
を嵌合させ、溝部側壁10bとキャップの外側壁を近接
させる。この状態で当該近接部分にレーザービームを照
射し、溶融接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は金属ベースと金属キャッ
プにより気密封止した水晶振動子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】水晶振動子は共振特性に優れることか
ら、例えば周波数、時間の基準源として広く用いられて
いるが、使用される電子機器の小型化に対応して、小型
化が要求され、また周波数変動が小さく、電気的特性の
安定した製品が求められている。
【0003】従来の技術を水晶振動子を例にとり、図5
とともに説明する。図5に示すとおり、従来の水晶振動
子は、2本のリード端子62,63が絶縁材を介して植
設され、周縁にフランジ61を有する金属製のベース6
と、このベース上に突出したリード端子に設けられた平
板状搭載片621,631と、この平板状搭載片62
1,631に平置き搭載され、導電接合される水晶振動
板8とからなる。水晶振動板8の表裏面には、励振電極
が設けられ、励振電極に続く引出電極と前記平板状搭載
片とが導電接合される。明示していないが、ベースのフ
ランジ61には金属の周状の突起部が形成され、この突
起部に金属製のキャップ7のフランジ71を当接させ、
抵抗溶接により気密封止を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記構成においては、
抵抗溶接による気密性に優れた封止を行うことができる
が、溶接部の接触状況、溶接電流等の溶接条件によって
は、スプラッシュ(溶融金属の飛散)が発生し、これが
キャップ内部に入り込むことによって、水晶振動子の特
性を大きく変化させてしまうことがあった。
【0005】また上述の構成において、ベースとキャッ
プの接合をレーザー等のビーム溶接にて行うことも考え
られているが、同様に溶融金属がキャップ内部に入り込
むことがあった。
【0006】さらに、最近よく用いられているセラミッ
クパッケージにおいても、ビーム溶接による気密封止が
出願されている。例えば、特開平9−246415号、
特開平11−150199号等があるが、ビーム溶接に
よるスプラッシュが発生することに変わりはなく、また
スプラッシュ対策について何ら開示されていない。また
セラミックパッケージは、上記図5に示した金属製のベ
ースとキャップによる構成と比較して気密封止の信頼性
が若干劣ることがあり、またセラミックを用いることに
よる材料コストも無視できず、全体としてコスト高とな
る問題点を有していた。
【0007】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、気密封止時に発生していた溶融飛散金属の
パッケージ内部への飛散を防止することにより、電気的
特性が安定し、またコスト安の水晶振動子を提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は請求項1に示す水晶振動子の気密封止構造
は、周縁近傍に周状の溝部が形成された金属製のシェル
に、少なくとも2本の金属リード端子が絶縁材を介して
貫通植設されたベースと、前記金属リード端子のインナ
ー側に搭載され、かつ当該インナー側金属リード端子と
電気的接続がなされる励振電極が形成された水晶振動素
子と、当該水晶振動素子を気密的に被覆し、前記ベース
と接合してなる金属製のキャップとからなる水晶振動子
であって、前記キャップは前記溝部に嵌合され、当該嵌
合状態でキャップ側壁下部と溝部側壁とをビーム溶接し
たことを特徴としている。
【0009】また請求項2に示すように、周縁近傍に周
状の溝部が形成された金属製のシェルに、少なくとも2
本の金属リード端子が絶縁材を介して貫通植設されたベ
ースと、前記金属リード端子のインナー側に搭載され、
かつ当該インナー側金属リード端子と電気的接続がなさ
れる励振電極が形成された水晶振動素子と、当該水晶振
動素子を気密的に被覆し、前記ベースと接合してなる金
属製のキャップとからなる水晶振動子であって、上方に
延びた立ち上げ部が形成され、当該立ち上げ部と前記溝
部側壁とが近接した状態で両者をビーム溶接したことを
特徴とする水晶振動子の気密封止構造であってもよい。
【0010】上記構成によれば、キャップとベースが金
属接合するので気密性に優れ、またキャップがベースの
溝部に嵌合した状態において、キャップ側壁下部と溝部
側壁とが近接した構成とすることができ、当該部分に対
しレーザービームあるいは電子ビーム等のビーム溶接を
行うことにより、効率よく溶接を行うことができる。溶
接にあたっては、キャップ側壁下部と溝部側壁との近接
部分が溶融するので、キャップ自体が障壁となり、たと
えスプラッシュが発生したとしても、キャップ内部に溶
融飛散金属が入り込むことがなくなる。
【0011】また請求項2によれば、キャップは前記溝
部に嵌り込むフランジ部を有するとともに、当該フラン
ジ部先端が上方に延びた立ち上げ部が形成され、当該立
ち上げ部と前記溝部側壁とが近接した状態で両者をビー
ム溶接するので、フランジ部とキャップ側壁それぞれが
障壁になり、スプラッシュによる溶融金属の侵入をより
確実に防止できる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明による第1の実施の形態
を、水晶振動子を例にとり、図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施例を示す内部断面図、図2は図1に
おいてキャップ被覆前の平面図である。なお、図2にお
いて水晶振動板2は点線で示しており、また励振電極、
導電性接合材の表示は割愛している。
【0013】水晶振動板2はATカット水晶振動板から
なり、矩形状に加工されている。その表裏面には励振電
極21,22並びに引出電極21a,22aが真空蒸着
法等の手段にて設けられている。なお、図示していない
が、後述の電気的接続を確実に行うため引出電極を反対
主面に回り込ませてもよい。
【0014】ベース1は全体として低背の長円柱形状で
あり、金属製のシェルを主とするベース本体10に金属
リード端子11,12が貫通して植設された構成であ
り、絶縁ガラスGがベース本体の一部に充填されること
により、これら金属リード端子11,12は電気的に独
立している。またベース本体10の周縁近傍には周状の
溝部10aが形成されている。
【0015】リード端子11,12はそれぞれ細長い円
柱形状であり、ベース上部のインナー側11a,12a
には互いに近接する方向に延びる平板状搭載片111,
121が設けられている。また当該搭載片111,12
1の後方には突起112,122が形成されている。こ
れら各搭載片、突起部は金属の延性を利用したプレスに
よる絞り加工等により形成している。リード端子部分の
具体的な寸法を例示すると、リード端子11,12の線
径が0.32mmであり、これに対し平板状搭載片の長
辺寸法が0.8mm、短辺寸法が0.4mm程度に形成
している。また突起112,122の高さは約0.1m
mである。
【0016】金属製のキャップ3は下面が開口した長円
柱形状であり、前記溝部に嵌合する開口端部31を有し
ている。
【0017】図1に示すように、ベースの平板状搭載片
111,121上に水晶振動板2を搭載する。このとき
突起部112,122は水晶振動板を長辺方向に位置決
めする機能を有しており、水晶振動板の脱落を防止す
る。そして平板状搭載片111,121と引出電極21
a,22aとを導電性接合材Sで導電接合する。当該導
電性接合材Sは比較的弾性に富んだシリコン系あるいは
ウレタン系接着剤を用いることが好ましく、この接着剤
を平板状搭載片111,121と水晶振動板2の間に介
在させる構成とすることにより、より緩衝作用を発揮さ
せることができる。
【0018】上述の導電接合後、アニール等の必要な処
理を行い、そして真空雰囲気中でベースにキャップを被
覆し、両者をレーザービームにより溶接する。より詳し
くは、前記ベースに形成された溝部10aに前記キャッ
プの開口端部31を嵌合させ、溝部側壁10bとキャッ
プの外側壁を近接させる。この状態で当該近接部分にレ
ーザービームを照射し、溶融接合する。溶接自体はキャ
ップの外壁部分で行われるため、スプラッシュが発生し
たとしても溶融飛散金属はキャップ内部には入り込まな
い。
【0019】次に、本発明による第2の実施の形態を、
表面実装型水晶振動子を例にとり、図面を参照して説明
する。図3は本発明の実施例を示す内部断面図、図4は
図3においてキャップ被覆前の平面図である。なお、図
4において水晶振動板2は点線で示しており、また励振
電極、導電性接合材の表示は割愛している。また、上記
実施の形態と同じ構成部分については一部同番号を参照
して説明する。
【0020】本実施の形態においては、上記実施の形態
に比べて、ベースの溝部の構成とキャップの開口部分の
構成が一部異なっている。
【0021】ベース1は全体として低背の長円柱形状で
あり、金属製のシェルを主とするベース本体10に金属
リード端子11,12が貫通して植設された構成であ
り、絶縁ガラスGがベース本体の一部に充填されること
により、これら金属リード端子11,12は電気的に独
立している。またベース本体10の周縁近傍には周状の
溝部10cが形成されている。
【0022】リード端子11,12はそれぞれ細長い円
柱形状であり、ベース上部のインナー側11a,12a
には互いに近接する方向に延びる平板状搭載片111,
121が設けられている。また当該搭載片111,12
1の後方には突起112,122が形成されている。こ
れら各搭載片、突起部は金属の延性を利用したプレスに
よる絞り加工等により形成している。
【0023】金属製のキャップ3は下面が開口した長円
柱形状であり、前記溝部10cに嵌合するフランジ部3
2を有しており、かつ当該フランジ部の先端が上方に延
びた立ち上げ部33が形成されている。
【0024】第1の実施の形態と同じように、ベースの
平板状搭載片111,121上に水晶振動板2を搭載
し、導電性接合材により両者を導電接合する。導電接合
後、アニール等の必要な処理を行い、そして真空雰囲気
中でベースにキャップを被覆し、両者をレーザービーム
により溶接する。より詳しくは、前記ベースに形成され
た溝部10cに前記キャップのフランジ部32を嵌合さ
せ、溝部側壁10dとキャップの立ち上げ部33を近接
させる。この状態で当該近接部分に例えば電子ビームを
照射し、溶融接合する。溶接は基本的に溝部側壁10d
と立ち上げ部33が近接した領域で行われ、キャップの
外壁部分から比較的離れた領域で行われるため、スプラ
ッシュが発生したとしても溶融飛散金属はキャップ内部
には入り込まない。
【0025】なお、上記各実施例において水晶振動板を
両持ち支持した水晶振動子を例示したが、水晶振動板の
長辺方向の一端部側のみで支持する構成を採用してもよ
い。また水晶振動子のみならず、水晶フィルタや水晶発
振器等のパッケージ構成としても適用できる。
【0026】
【発明の効果】上記構成によれば、キャップとベースが
金属接合するので気密性に優れた水晶振動子を得ること
ができる。また、キャップがベースの溝部に嵌合した状
態において、キャップ側壁下部と溝部側壁とが近接した
構成とすることができ、当該部分に対しレーザービーム
あるいは電子ビーム等のビーム溶接を行うことにより、
効率よく溶接を行うことができる。溶接にあたっては、
キャップ側壁下部と溝部側壁との近接部分が溶融するの
で、キャップ自体が障壁となり、たとえスプラッシュが
発生したとしても、キャップ内部に溶融金属が入り込む
ことがなくなる。よって、気密性に優れ、溶融金属によ
る弊害もないので電気的特性が安定した、コスト安の水
晶振動子を得ることができる。
【0027】また請求項2によれば、キャップは前記溝
部に嵌り込むフランジ部を有するとともに、当該フラン
ジ部先端が上方に延びた立ち上げ部が形成され、当該立
ち上げ部と前記溝部側壁とが近接した状態で両者をビー
ム溶接するので、フランジ部とキャップ側壁により、ス
プラッシュによる溶融金属の侵入をより確実に防止でき
る。よって、気密性に優れ、溶融金属による弊害もない
ので電気的特性が安定した、コスト安の水晶振動子を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1の実施の形態を示す内部断面
図。
【図2】図1におけるキャップ被覆前の平面図
【図3】本発明による第2の実施の形態を示す内部断面
図。
【図4】図3におけるキャップ被覆前の平面図
【図5】従来例を示す内部断面図。
【符号の説明】
1,6 ベース 10 ベース本体 11,12,62,63 リード端子 111,121 搭載片 2、8 水晶振動素子(水晶振動板) 3、7 キャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03H 9/10 H01L 41/08 C 9/19 41/18 101A

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周縁近傍に周状の溝部が形成された金属
    製のシェルに、少なくとも2本の金属リード端子が絶縁
    材を介して貫通植設されたベースと、前記金属リード端
    子のインナー側に搭載され、かつ当該インナー側金属リ
    ード端子と電気的接続がなされる励振電極が形成された
    水晶振動素子と、当該水晶振動素子を気密的に被覆し、
    前記ベースと接合してなる金属製のキャップとからなる
    水晶振動子であって、 前記キャップは前記溝部に嵌合され、当該嵌合状態でキ
    ャップ側壁下部と溝部側壁とをビーム溶接したことを特
    徴とする水晶振動子の気密封止構造。
  2. 【請求項2】 周縁近傍に周状の溝部が形成された金属
    製のシェルに、少なくとも2本の金属リード端子が絶縁
    材を介して貫通植設されたベースと、前記金属リード端
    子のインナー側に搭載され、かつ当該インナー側金属リ
    ード端子と電気的接続がなされる励振電極が形成された
    水晶振動素子と、当該水晶振動素子を気密的に被覆し、
    前記ベースと接合してなる金属製のキャップとからなる
    水晶振動子であって、 前記キャップは前記溝部に嵌り込むフランジ部を有する
    とともに、当該フランジ部先端が上方に延びた立ち上げ
    部が形成され、当該立ち上げ部と前記溝部側壁とが近接
    した状態で両者をビーム溶接したことを特徴とする水晶
    振動子の気密封止構造。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104917485A (zh) * 2015-04-09 2015-09-16 珠海东精大电子科技有限公司 一种49s/smd石英晶体谐振器
CN110719082A (zh) * 2018-07-13 2020-01-21 三星电机株式会社 声波谐振器封装件

Cited By (3)

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CN104917485A (zh) * 2015-04-09 2015-09-16 珠海东精大电子科技有限公司 一种49s/smd石英晶体谐振器
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