JP2003101367A - Crystal device - Google Patents

Crystal device

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JP2003101367A
JP2003101367A JP2001289021A JP2001289021A JP2003101367A JP 2003101367 A JP2003101367 A JP 2003101367A JP 2001289021 A JP2001289021 A JP 2001289021A JP 2001289021 A JP2001289021 A JP 2001289021A JP 2003101367 A JP2003101367 A JP 2003101367A
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JP
Japan
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wiring layer
crystal
quartz
substrate
enstatite
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Application number
JP2001289021A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuya Ouchi
卓也 大内
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent great attenuation of a reference signal in a wiring layer emitted from a crystal vibrator. SOLUTION: The crystal device includes a substrate 1 having a mount part 1a for a crystal vibrator 5 to be mounted thereon and a wiring layer 2, the crystal vibrator 5 fixed to the mount part 1a of the substrate 1 via a fixing member 7, and a lid member 3 for airtightly accommodating the vibrator 5. The substrate 1 is a sintered compact obtained by sintering a form containing 20-80 volume % of lithium silicate glass having 5-30 wt.% of Li2 O and having a yield point of 400-800 deg.C and 20-80 vol.% of filler component of at least one of types of quartz, cristobalite, tridymite, enstatite and forsterite, and containing crystalline phase of at least one of types of quartz, cristobalite, tridymite and enstatite. The wiring layer 2 is made of a metallic material having a specific electric resistance of 2.5 μΩ.cm. The fixing member 7 has an elastic modulus of 3.6 GPa or less.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ等の
情報処理装置や携帯電話等の電子装置において、時間お
よび周波数の基準源として使用される水晶デバイスに関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crystal device used as a reference source of time and frequency in an information processing device such as a computer and an electronic device such as a mobile phone.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンピュータ等の情報処理装置や携帯電
話等の電子装置において時間および周波数の基準源とし
て使用される水晶デバイスは、一般に、四角板状の水晶
基板に電圧印加用の電極を形成して成る水晶振動子を、
水晶振動子収納用パッケージ内に気密に収容することに
よって形成されている。
2. Description of the Related Art A crystal device used as a time and frequency reference source in an information processing device such as a computer or an electronic device such as a mobile phone generally has a square plate-shaped crystal substrate on which electrodes for voltage application are formed. A crystal unit
It is formed by hermetically housing in a crystal unit housing package.

【0003】前記水晶振動子収納用パッケージは、一般
に、酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁材料から成
り、上面中央部に水晶振動子を収容する空所を形成する
ための凹部、および凹部表面から外表面にかけて導出さ
れたタングステン、モリブデン等の高融点金属等の金属
材料から成る配線層を有する基体と、鉄−ニッケル−コ
バルト合金、鉄−ニッケル合金等の金属材料、または酸
化アルミニウム質焼結体等のセラミックス材料から成る
蓋体とから構成されている。
The crystal unit housing package is generally made of an electrically insulating material such as an aluminum oxide sintered body, and has a recess for forming a space for accommodating the crystal unit in the center of the upper surface and a recess surface. Substrate having a wiring layer made of a metal material such as a refractory metal such as tungsten or molybdenum, which is derived from the outer surface to the outer surface, and a metal material such as an iron-nickel-cobalt alloy or an iron-nickel alloy, or an aluminum oxide sintered material. And a lid made of a ceramic material such as a body.

【0004】そして、水晶振動子の電極を基体の凹部内
表面に露出する配線層及びその周辺の基体表面に固定材
を介して取着することにより、水晶振動子が凹部内に接
着固定されるとともに配線層に電気的に接続され、しか
る後、基体の上面に蓋体を接着材による接着やシーム溶
接等の接合手段により取着し、基体と蓋体とから成る容
器内部に水晶振動子を気密に収容することによって製品
としての水晶デバイスが完成する。
Then, the electrodes of the crystal unit are attached to the wiring layer exposed on the inner surface of the recess of the base body and the peripheral surface of the base body through a fixing material, whereby the crystal unit is adhered and fixed in the recess. It is electrically connected to the wiring layer together, and then the lid is attached to the upper surface of the base by a bonding means such as bonding with an adhesive or seam welding, and the crystal oscillator is placed inside the container composed of the base and the lid. The crystal device as a product is completed by hermetically containing it.

【0005】なお、水晶振動子を取着するための固定材
としては、一般に、エポキシ樹脂等の有機樹脂と、銀粉
末等の導電性粉末とを主材として混合して成る導電性接
着材が使用されている。
As a fixing material for mounting the crystal unit, a conductive adhesive material is generally used which is a mixture of an organic resin such as epoxy resin and a conductive powder such as silver powder as a main material. It is used.

【0006】また、蓋体を基体にシーム溶接で取着する
場合、通常、予め基体の凹部周囲に枠状のロウ付け用メ
タライズ層を形成しておくとともにこのメタライズ層に
金属枠体をロウ付けし、金属枠体に蓋体をシーム溶接す
る方法が用いられる。
When the lid is attached to the substrate by seam welding, a frame-shaped brazing metallization layer is usually formed in advance around the recess of the substrate, and the metal frame is brazed to the metallized layer. Then, a method of seam welding the lid to the metal frame is used.

【0007】更に前記水晶デバイスの外部電気回路基板
への実装は、基体の外表面に導出された配線層を外部電
気回路基板の配線導体に半田等の導電性接続材を介して
接続することによって行われ、水晶振動子は配線層を介
し外部電気回路に電気的に接続されるとともに外部電気
回路から印加される電圧に応じて所定の周波数で振動
し、基準信号を外部電気回路に供給する。
Further, the crystal device is mounted on an external electric circuit board by connecting the wiring layer led out to the outer surface of the substrate to the wiring conductor of the external electric circuit board through a conductive connecting material such as solder. The crystal oscillator is electrically connected to the external electric circuit via the wiring layer and vibrates at a predetermined frequency according to the voltage applied from the external electric circuit to supply the reference signal to the external electric circuit.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水晶デバイスは基体が酸化アルミニウム質焼結体で形成
されており、該酸化アルミニウム質焼結体の比誘電率は
9〜10(室温、1MHz)と高いことから基体に設け
た配線層を伝わる水晶振動子の基準信号の伝搬速度が遅
く、そのため基準信号を高周波とし信号の高速伝搬を要
求する水晶振動子は収容が不可となり、基準信号の周波
数が低いものに特定されるという欠点を有していた。
However, in the conventional crystal device, the base body is formed of an aluminum oxide sintered body, and the relative permittivity of the aluminum oxide sintered body is 9 to 10 (room temperature, 1 MHz). Therefore, the propagation speed of the reference signal of the crystal unit transmitted through the wiring layer provided on the substrate is slow, so that the crystal unit that sets the reference signal to a high frequency and requires high-speed signal transmission cannot be accommodated. Had a drawback that it was specified to be low.

【0009】またこの従来の水晶デバイスにおいては基
体に形成されている配線層はタングステンやモリブデ
ン、マンガン等の高融点金属材料により形成されてお
り、該タングステン等はその比電気抵抗が5.4μΩ・
cm(20℃)以上と高いことから配線層に基準信号を
伝搬させた場合、基準信号に大きな減衰が生じ、基準信
号を外部電気回路に正確、かつ確実に伝搬させることが
できないという欠点を有していた。
In this conventional crystal device, the wiring layer formed on the substrate is made of a refractory metal material such as tungsten, molybdenum or manganese, and the specific electrical resistance of the tungsten or the like is 5.4 μΩ.
Since it is as high as cm (20 ° C.) or more, when the reference signal is propagated to the wiring layer, the reference signal is greatly attenuated, and the reference signal cannot be accurately and surely propagated to the external electric circuit. Was.

【0010】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、水晶振動子の基準信号を外部電気回路
に高速かつ正確、確実に供給することができる水晶デバ
イスを提供することにある。
The present invention has been devised in view of the above-mentioned drawbacks, and an object thereof is to provide a crystal device capable of supplying a reference signal of a crystal resonator to an external electric circuit at high speed, accurately and surely. is there.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、水晶振動子が
搭載される搭載部を有し、該搭載部から外表面にかけて
導出される配線層を有する基体と、前記基体の搭載部に
固定材を介して固定され、電極が前記配線層に電気的に
接続されている水晶振動子と、前記基体に取着され、前
記水晶振動子を気密に収容する蓋体とから成る水晶デバ
イスであって、前記基体がLi2Oを5〜30重量%含
有する屈伏点が400〜800℃のリチウム珪酸ガラス
を20〜80体積%と、クォーツ、クリストバライト、
トリジマイト、エンスタタイト、フォルステライトの少
なくとも1種から成るフィラー成分を20〜80体積%
の割合で含む形成体を焼成して得られたクォーツ、クリ
ストバライト、トリジマイト、エンスタタイトの少なく
とも1種の結晶相を含有する焼結体で、配線層が2.5
μΩ・cm(20℃)以下の比電気抵抗を有する金属材
で形成されており、かつ前記固定材の弾性率が3.6G
Pa以下であることを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a mounting portion on which a crystal oscillator is mounted, a base having a wiring layer led out from the mounting portion to an outer surface, and fixed to the mounting portion of the base. A crystal device comprising a crystal unit, which is fixed through a material and whose electrodes are electrically connected to the wiring layer, and a lid, which is attached to the base body and hermetically houses the crystal unit. The substrate contains 20 to 80% by volume of lithium silicate glass containing 5 to 30% by weight of Li 2 O and having a yield point of 400 to 800 ° C., quartz, cristobalite,
20-80% by volume of a filler component consisting of at least one of tridymite, enstatite and forsterite
A sintered body containing at least one crystal phase of quartz, cristobalite, tridymite, and enstatite, which is obtained by firing a formed body containing at a ratio of
It is made of a metal material having a specific electric resistance of μΩ · cm (20 ° C.) or less, and the elastic modulus of the fixing material is 3.6 G.
It is characterized by being Pa or less.

【0012】また本発明は、前記固定材がゴム粒子を添
加したエポキシ樹脂から成ることを特徴とするものであ
る。
Further, the present invention is characterized in that the fixing material is made of an epoxy resin to which rubber particles are added.

【0013】本発明の水晶デバイスによれば、基体を、
Li2Oを5〜30重量%含有する屈伏点が400〜8
00℃のリチウム珪酸ガラスを20〜80体積%と、ク
ォーツ、クリストバライト、トリジマイト、エンスタタ
イト、フォルステライトの少なくとも1種から成るフィ
ラー成分を20〜80体積%の割合で含む形成体を焼成
して得られたクォーツ、クリストバライト、トリジマイ
ト、エンスタタイトの少なくとも1種の結晶相を含有す
る焼結体で形成し、かかる焼結体の比誘電率が約5(室
温1MHz)と低いことから、基体に設けた配線層を伝
わる水晶振動子の基準信号の伝搬速度を速いものとして
基準信号を高周波とし信号の高速伝搬を要求する水晶振
動子の収容が可能となって基準信号の周波数を非常に高
いものとなすことができる。
According to the crystal device of the present invention,
The yield point containing 5 to 30% by weight of Li 2 O is 400 to 8
Obtained by firing a formed body containing 20 to 80% by volume of lithium silicate glass at 00 ° C. and 20 to 80% by volume of a filler component consisting of at least one of quartz, cristobalite, tridymite, enstatite and forsterite. It is formed of a sintered body containing at least one crystal phase of quartz, cristobalite, tridymite, and enstatite, and the relative permittivity of the sintered body is as low as about 5 (room temperature 1 MHz). It is possible to accommodate a crystal resonator that requires high-speed signal propagation by setting the propagation speed of the reference signal of the crystal resonator that propagates through the wiring layer to be high, and the frequency of the reference signal to be very high. You can do it.

【0014】また同時に上記焼結体は焼成温度が850
〜1100℃と低いことから、基体と同時焼成により形
成される配線層を比電気抵抗が2.5μΩ・cm(20
℃)以下と低い銅や銀、金で形成することができ、その
結果、配線層に水晶振動子の基準信号を伝搬させた場
合、基準信号に大きな減衰が生じることはなく、基準信
号を外部電気回路に正確、かつ確実に伝搬させることが
可能となる。
At the same time, the sintered body has a firing temperature of 850.
Since it is as low as ~ 1100 ° C, the wiring layer formed by co-firing with the substrate has a specific electric resistance of 2.5 μΩ · cm (20
It can be made of copper, silver, or gold that is as low as ℃) or less, and as a result, when the reference signal of the crystal unit is propagated to the wiring layer, the reference signal is not greatly attenuated and the reference signal is It is possible to accurately and surely propagate the electric circuit.

【0015】更に本発明の水晶デバイスによれば、基体
に水晶振動子を固定する固定材として、例えば、ゴム粒
子を添加したエポキシ樹脂等から成る弾性率が3.6G
Pa以下のものを使用したことから外部環境の変化に伴
い基体と水晶振動子に熱が繰り返し作用し、基体と水晶
振動子との間に両者の熱膨張係数差に起因する熱応力が
繰り返し発生したとしても、その熱応力は固定材を適度
に変形させることによって吸収され、固定材に機械的な
破壊が招来することはなく、その結果、基体に水晶振動
子を長期間にわたり確実、強固に固定することが可能と
なり、水晶デバイスの長期信頼性を高いものとなすこと
ができる。
Further, according to the crystal device of the present invention, as the fixing material for fixing the crystal unit to the substrate, for example, an elastic modulus made of epoxy resin or the like with rubber particles added is 3.6 G.
Since a material having a pressure of Pa or less is used, heat repeatedly acts on the base body and the crystal unit with a change in the external environment, and thermal stress is repeatedly generated between the base body and the crystal unit due to the difference in thermal expansion coefficient between the base unit and the crystal unit. Even if it does, the thermal stress is absorbed by appropriately deforming the fixing material, and the fixing material is not mechanically broken.As a result, the crystal unit is securely and firmly attached to the substrate for a long period of time. Since it becomes possible to fix the crystal device, the long-term reliability of the crystal device can be improved.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】次に本発明の水晶デバイスについ
て添付の図面を基にして詳細に説明する。図1は本発明
の水晶デバイスの一実施例を示す断面図であり、図1に
おいて、1は基体、2は配線層、3は蓋体である。この
基体1と蓋体3とにより形成される容器4内に水晶振動
子5を気密に収容することにより水晶デバイス6が形成
される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, a crystal device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a sectional view showing an embodiment of the crystal device of the present invention. In FIG. 1, 1 is a base, 2 is a wiring layer, and 3 is a lid. A crystal device 6 is formed by hermetically accommodating a crystal resonator 5 in a container 4 formed by the base 1 and the lid 3.

【0017】前記基体1は、Li2Oを5〜30重量%
含有する屈伏点が400〜800℃のリチウム珪酸ガラ
スを20〜80体積%と、クォーツ、クリストバライ
ト、トリジマイト、エンスタタイト、フォルステライト
の少なくとも1種から成るフィラー成分を20〜80体
積%の割合で含む形成体を焼成して得られたクォーツ、
クリストバライト、トリジマイト、エンスタタイトの少
なくとも1種の結晶相を含有するガラス質の焼結体で形
成されており、その上面に水晶振動子5を収容するため
の空所となる凹部1aが設けてあり、該凹部1a内に水
晶振動子5が収容される。
The substrate 1 contains 5 to 30% by weight of Li 2 O.
Contains 20 to 80% by volume of lithium silicate glass having a yield point of 400 to 800 ° C. and 20 to 80% by volume of a filler component composed of at least one of quartz, cristobalite, tridymite, enstatite and forsterite. Quartz obtained by firing the formed body,
It is formed of a glassy sintered body containing at least one crystal phase of cristobalite, tridymite, and enstatite, and has a recess 1a which is a cavity for accommodating the crystal resonator 5 on the upper surface thereof. The crystal unit 5 is housed in the recess 1a.

【0018】また前記基体1は、凹部1aの表面から外
表面にかけて配線層2が導出されており、配線層2の凹
部1a表面に露出する部位に水晶振動子5の電極が導電
性接着材等の固定材7を介して接着固定され、外表面に
導出された部位は外部電気回路基板の配線導体に半田等
のロウ材を介して接続される。
The wiring layer 2 is led out from the surface of the concave portion 1a to the outer surface of the base body 1, and the electrode of the crystal resonator 5 is made of a conductive adhesive or the like at the portion of the wiring layer 2 exposed on the surface of the concave portion 1a. The portion that is adhesively fixed via the fixing material 7 and is led to the outer surface is connected to the wiring conductor of the external electric circuit board through a brazing material such as solder.

【0019】前記焼結体から成る基体1は、例えば、リ
チウム珪酸ガラスとクォーツ、クリストバライトなどの
フィラー成分にアクリル樹脂を主成分とするバインダー
及び分散剤、可塑剤、有機溶媒を加えて泥漿物を作ると
ともに該泥漿物をドクターブレード法やカレンダーロー
ル法を採用することによってグリーンシート(生シー
ト)となし、しかる後、前記グリーンシートに適当な打
ち抜き加工を施すとともにこれを複数枚積層し、約85
0〜1100℃の温度で焼成することによって製作され
る。
The base body 1 made of the above-mentioned sintered body is made by adding a binder containing acrylic resin as a main component and a dispersant, a plasticizer and an organic solvent to a filler component such as lithium silicate glass and quartz, cristobalite, etc. A green sheet (raw sheet) is made by using the doctor blade method or calender roll method while making the sludge, and thereafter, the green sheet is appropriately punched and a plurality of these are laminated to obtain a green sheet (about 85).
It is manufactured by firing at a temperature of 0 to 1100 ° C.

【0020】前記基体1をLi2Oを5〜30重量%含
有する屈伏点が400〜800℃のリチウム珪酸ガラス
を20〜80体積%と、クォーツ、クリストバライト、
トリジマイト、エンスタタイト、フォルステライトの少
なくとも1種から成るフィラー成分を20〜80体積%
の割合で含む形成体を焼成して得られたクォーツ、クリ
ストバライト、トリジマイト、エンスタタイトの少なく
とも1種の結晶相を含有する焼結体で形成すると基体1
の比誘電率が約5(室温1MHz)と低い値になり、そ
の結果、基体1に設けた配線層2を伝わる水晶振動子5
の基準信号の伝搬速度を速いものとして基準信号を高周
波とし信号の高速伝搬を要求する水晶振動子5の収容が
可能となって基準信号の周波数を非常に高いものとなす
ことができる。
The substrate 1 contains 20 to 80% by volume of lithium silicate glass containing 5 to 30% by weight of Li 2 O and having a yield point of 400 to 800 ° C., quartz, cristobalite,
20-80% by volume of a filler component consisting of at least one of tridymite, enstatite and forsterite
Substrate 1 when formed from a sintered body containing at least one crystal phase of quartz, cristobalite, tridymite, and enstatite obtained by firing a formed body containing
Has a low relative dielectric constant of about 5 (room temperature 1 MHz), and as a result, the crystal unit 5 transmitted through the wiring layer 2 provided on the substrate 1
It is possible to accommodate the crystal oscillator 5 that requires a high-speed propagation of the reference signal by setting the propagation speed of the reference signal to a high frequency, and the frequency of the reference signal can be made extremely high.

【0021】また上述の焼結体はその焼成温度が約85
0〜1100℃と低いことから、基体1と同時焼成によ
り形成される配線層2を比電気抵抗が2.5μΩ・cm
(20℃)以下と低い銅や銀、金で形成することがで
き、その結果、配線層2に水晶振動子5の基準信号を伝
搬させた場合、基準信号に大きな減衰が生じることはな
く、基準信号を外部電気回路に正確、かつ確実に伝搬さ
せることが可能となる。
The sintering temperature of the above-mentioned sintered body is about 85.
Since the temperature is as low as 0 to 1100 ° C., the wiring layer 2 formed by co-firing with the substrate 1 has a specific electric resistance of 2.5 μΩ · cm.
It can be formed of copper, silver, or gold as low as (20 ° C.) or lower, and as a result, when the reference signal of the crystal unit 5 is propagated to the wiring layer 2, the reference signal is not greatly attenuated. It is possible to accurately and reliably propagate the reference signal to the external electric circuit.

【0022】なお、前記基体1を形成する焼結体は、リ
チウム珪酸ガラスを20〜80体積%、フィラー成分を
20〜80体積%の割合とするのは、リチウム珪酸ガラ
スの量が20体積%より少ない、言い換えればフィラー
成分が80体積%より多いと液相焼結することができず
に高温で焼成する必要があり、その場合、配線層2を銅
や銀、金等の融点が低い金属材料で形成しようとしても
かかる金属材料は融点が低いことから焼成時に溶融して
しまって配線層2を基体1と同時焼成により形成するこ
とができなくなり、またリチウム珪酸ガラスの量が80
体積%を超える、言い換えればフィラー成分が20体積
%より少ないと焼結体の特性がリチウム珪酸ガラスの特
性に大きく依存し、材料特性の制御が困難となるととも
に焼結開始温度が低くなるために配線層2との同時焼成
が困難となってしまうためである。
In the sintered body forming the substrate 1, the proportion of lithium silicate glass is 20 to 80% by volume, and the filler component is 20 to 80% by volume because the amount of lithium silicate glass is 20% by volume. If it is less, in other words, if the filler component is more than 80% by volume, liquid phase sintering cannot be performed and it is necessary to fire at a high temperature. In that case, the wiring layer 2 is made of a metal such as copper, silver, or gold having a low melting point. Even if an attempt is made to form the material, such a metal material has a low melting point and thus melts during firing, making it impossible to form the wiring layer 2 by co-firing with the substrate 1, and the amount of lithium silicate glass is 80.
If the content of the filler is more than 20% by volume, that is, if the content of the filler is less than 20% by volume, the properties of the sintered body greatly depend on the properties of the lithium silicate glass, making it difficult to control the material properties and lowering the sintering start temperature. This is because it becomes difficult to perform simultaneous firing with the wiring layer 2.

【0023】また前記基体1に使用する焼結体は、Li
2Oを5〜30重量%、好適には5〜20重量%の割合
で含有するリチウム珪酸ガラスを用いることが重要であ
り、このようなリチウム珪酸ガラスを用いることにより
リチウム珪酸を析出させることができる。なお、Li2
Oの含有量が5重量%より少ないと、焼結時にリチウム
珪酸の結晶の生成が少なくなって高強度化が達成でき
ず、30重量%より多いと誘電正接が100×10-14
を超えるため基体1としての特性が劣化する。
The sintered body used for the substrate 1 is Li
It is important to use a lithium silicate glass containing 2 O in an amount of 5 to 30% by weight, preferably 5 to 20% by weight, and it is possible to precipitate lithium silicic acid by using such a lithium silicate glass. it can. In addition, Li 2
If the O content is less than 5% by weight, the generation of lithium silicic acid crystals during sintering is reduced, and high strength cannot be achieved. If the O content is more than 30% by weight, the dielectric loss tangent is 100 × 10 −14.
Therefore, the characteristics of the substrate 1 deteriorate.

【0024】また、この焼結体中にはPbを実質的に含
まないことが望ましい。これは、Pbが毒性を有するた
め、Pbを含有すると製造工程中での被毒を防止するた
めの格別な装置及び管理を必要とするため焼結体を安価
に製造することができないためである。なお、Pbが不
純物として不可避的に混入する場合を考慮すると、Pb
の量は0.05重量%以下であることが望ましい。
Further, it is desirable that the sintered body contains substantially no Pb. This is because Pb is toxic, and if Pb is contained, a special apparatus and management are required to prevent poisoning during the manufacturing process, and thus a sintered body cannot be manufactured at low cost. . Considering the case where Pb is unavoidably mixed as an impurity, Pb
The amount is preferably 0.05% by weight or less.

【0025】更に前記焼結体の屈伏点が400〜800
℃、特に400〜650℃であることも、リチウム珪酸
ガラス及びフィラー成分から成る混合物を成型する場合
に添加する有機バインダー、溶剤の焼成時における効率
的な除去及び基体1と同時に焼成される配線層2との焼
成条件のマッチングを図るために重要である。屈伏点が
400℃より低いとリチウム珪酸ガラスが低い温度で焼
結を開始するために、例えば、銀や銅等の焼結開始温度
が600〜800℃の金属材料を用いた配線層2との同
時焼成ができず、また成形体の緻密化が低温で開始する
ために有機バインダー、溶媒が分解揮散できなくなっ
て、焼結体中に残留し、焼結体の特性に悪影響を及ぼす
結果になるためである。一方、屈伏点が800℃より高
いと、リチウム珪酸ガラスを多くしないと焼結しにくく
なるためであり、高価なリチウム珪酸ガラスを大量に必
要とするために焼結体のコストを高めることにもなるた
めである。
Further, the yield point of the sintered body is 400 to 800.
C., especially 400 to 650.degree. C., an organic binder added when molding a mixture of lithium silicate glass and a filler component, efficient removal of the solvent during baking, and a wiring layer baked at the same time as the substrate 1. It is important to match the firing conditions with those of No. 2. When the deformation point is lower than 400 ° C., the lithium silicate glass starts to be sintered at a low temperature. Therefore, for example, with the wiring layer 2 made of a metal material having a sintering start temperature of 600 to 800 ° C. such as silver or copper. Since co-firing is not possible and the compaction of the compact starts at a low temperature, the organic binder and solvent cannot decompose and volatilize and remain in the sintered compact, which adversely affects the properties of the sintered compact. This is because. On the other hand, when the yield point is higher than 800 ° C, it becomes difficult to sinter unless the lithium silicate glass is increased, and the cost of the sintered body is increased because a large amount of expensive lithium silicate glass is required. This is because

【0026】上記特性を満足するリチウム珪酸ガラスと
しては、例えば、 SiO2−Li2O−Al23、 SiO2−Li2O−Al23−MgO−TiO2、 SiO2−Li2O−Al23−MgO−Na2O−F SiO2−Li2O−Al23−K2O−Na2O−Zn
O、 SiO2−Li2O−Al23−K2O−P25、 SiO2−Li2O−Al23−K2O−P25−ZnO
−Na2O、 SiO2−Li2O−MgO、 SiO2−Li2O−ZnO、 等の組成物が挙げられ、このうち、SiO2は、リチウ
ム珪酸を形成するために必須の成分であり、ガラス全量
中60〜85重量%の割合で存在し、SiO2とLi2
との合量がガラス全量中65〜95重量%であることが
リチウム珪酸結晶を析出させる上で望ましい。
Examples of the lithium silicate glass satisfying the above characteristics include, for example, SiO 2 —Li 2 O—Al 2 O 3 , SiO 2 —Li 2 O—Al 2 O 3 —MgO—TiO 2 , and SiO 2 —Li 2. O-Al 2 O 3 -MgO- Na 2 O-F SiO 2 -Li 2 O-Al 2 O 3 -K 2 O-Na 2 O-Zn
O, SiO 2 -Li 2 O- Al 2 O 3 -K 2 O-P 2 O 5, SiO 2 -Li 2 O-Al 2 O 3 -K 2 O-P 2 O 5 -ZnO
-Na 2 O, SiO 2 -Li 2 O-MgO, SiO 2 -Li 2 O-ZnO, composition etc., and these, SiO 2 is an essential component for forming a lithium silicate , SiO 2 and Li 2 O are present in a proportion of 60 to 85% by weight in the total amount of glass.
It is desirable for the total amount of glass to be 65 to 95% by weight in order to precipitate lithium silicate crystals.

【0027】一方、フィラー成分としては、クォーツ、
クリストバライト、トリジマイト、エンスタタイト、フ
ォルステライトの少なくとも1種を20〜80体積%、
特に30〜70体積%の割合で配合することが望まし
い。このようなフィラー成分の組合せにより焼結体の焼
結を促進することができ、中でもクォーツ、フォルステ
ライト比が0.427以上であれば、比誘電率が高いフ
ォルステライトを焼結中に比誘電率の低いエンスタタイ
トに変えることができる。
On the other hand, as the filler component, quartz,
20 to 80% by volume of at least one of cristobalite, tridymite, enstatite and forsterite,
In particular, it is desirable to mix it in a proportion of 30 to 70% by volume. The combination of such filler components can promote the sintering of the sintered body. Above all, if the quartz-forsterite ratio is 0.427 or more, the relative dielectric constant of the forsterite is high during the sintering. Can be changed to low enstatite.

【0028】上記のリチウム珪酸ガラスおよびフィラー
成分は、リチウム珪酸ガラスの屈伏点に応じ、その量を
適宜調整することが望ましい。すなわち、リチウム珪酸
ガラスの屈伏点が400℃〜600℃と低い場合、低温
での焼結性が高まるためフィラー成分の含有量は50〜
80体積%と比較的多く配合できる。これに対して、リ
チウム珪酸ガラスの屈伏点が650℃〜850℃と高い
場合、焼結性が低下するためフィラー成分の含有量は2
0〜50体積%と比較的少なく配合することが望まし
い。このリチウム珪酸ガラスの屈伏点は配線層2の焼成
条件に合わせて制御することが望ましい。
The amounts of the above lithium silicate glass and the filler component are preferably adjusted appropriately according to the yield point of the lithium silicate glass. That is, when the yield point of the lithium silicate glass is as low as 400 ° C. to 600 ° C., the sinterability at low temperature is increased, so the content of the filler component is 50
A relatively large amount of 80% by volume can be added. On the other hand, when the deformation point of the lithium silicate glass is as high as 650 ° C to 850 ° C, the sinterability is lowered and the content of the filler component is 2
It is desirable to add a relatively small amount of 0 to 50% by volume. It is desirable to control the sag point of this lithium silicate glass according to the firing conditions of the wiring layer 2.

【0029】さらにリチウム珪酸ガラスは、フィラー成
分無添加では収縮開始温度は700℃以下で、850℃
以上では溶融してしまい、配線層2を基体1に同時焼成
により被着形成することができない。しかし、フィラー
成分を20〜80体積%の割合で混合しておくと、焼成
温度を上昇させ、結晶の析出とフィラー成分を液相焼結
させるための液相を形成させることができる。このフィ
ラー成分の含有量の調整により基体1と配線層2との同
時焼成条件をマッチングさせることができる。さらに、
原料コストを下げるために高価なリチウム珪酸ガラスの
含有量を減少させることができる。
Further, the lithium silicate glass has a shrinkage initiation temperature of 700 ° C. or lower at 850 ° C. without addition of a filler component.
In the above case, the wiring layer 2 is melted, and the wiring layer 2 cannot be adhered to the substrate 1 by simultaneous firing. However, if the filler component is mixed in a proportion of 20 to 80% by volume, the firing temperature can be increased and a liquid phase for crystal precipitation and liquid phase sintering of the filler component can be formed. By adjusting the content of the filler component, the simultaneous firing conditions of the base 1 and the wiring layer 2 can be matched. further,
The content of expensive lithium silicate glass can be reduced to reduce the raw material cost.

【0030】例えば、配線層2として銅を主成分とする
金属材料により構成する場合、配線層2の焼成は600
〜1100℃で行なわれるため、同時焼成を行なうに
は、リチウム珪酸ガラスの屈伏点は400℃〜650℃
で、フィラー成分の含有量は50〜80体積%であるの
が好ましい。また、このように高価なリチウム珪酸ガラ
スの配合量を低減することにより焼結体のコストも低減
できる。
For example, when the wiring layer 2 is made of a metal material containing copper as a main component, the wiring layer 2 is baked at 600.
Since it is carried out at ˜1100 ° C., the yield point of lithium silicate glass is 400 ° C. to 650 ° C. for simultaneous firing.
Therefore, the content of the filler component is preferably 50 to 80% by volume. Further, the cost of the sintered body can be reduced by reducing the compounding amount of the expensive lithium silicate glass.

【0031】このリチウム珪酸ガラスとフィラー成分と
の混合物は、適当な成形用の有機バインダー、溶剤等を
添加した後、所望の成型手段、例えばドクターブレード
法・圧延法・金型プレス法等によりシート状等の任意の
形状に成形後、焼成する。
The mixture of the lithium silicate glass and the filler component is added to an appropriate molding organic binder, a solvent, etc., and then formed into a sheet by a desired molding means such as a doctor blade method, a rolling method or a die pressing method. After being formed into an arbitrary shape such as a shape, it is fired.

【0032】焼成にあたっては、まず、成形のために添
加した有機溶剤、溶媒成分を除去する。有機バインダ
ー、溶剤成分の除去は通常700℃前後の大気雰囲気中
で行なわれるが、配線層2として銅を用いる場合には、
水蒸気を含有する100〜700℃の窒素雰囲気中で行
なわれる。このとき、成形体の収縮開始温度は700〜
850℃程度であることが望ましく、かかる収縮開始温
度がこれより低いと有機バインダー、溶剤成分の除去が
困難となるため、成形体中のリチウム珪酸ガラスの特
性、特に屈伏点を前述したように制御することが必要と
なる。
In firing, first, the organic solvent and solvent components added for molding are removed. The removal of the organic binder and the solvent component is usually carried out in the atmosphere of about 700 ° C. When copper is used for the wiring layer 2,
It is carried out in a nitrogen atmosphere containing water vapor at 100 to 700 ° C. At this time, the shrinkage start temperature of the molded body is 700 to
It is desirable that the temperature is about 850 ° C., and if the shrinkage initiation temperature is lower than this, it becomes difficult to remove the organic binder and the solvent component. Therefore, the characteristics of the lithium silicate glass in the molded body, especially the sag point are controlled as described above. Will be required.

【0033】焼成は、850〜1100℃の酸化性雰囲
気中で、あるいは配線層2と同時焼成する場合には非酸
化性雰囲気中で行なわれ、これにより相対密度90%以
上まで緻密化される。このときの焼成温度が850℃よ
り低いと緻密化することができず、一方、1100℃を
超えると配線層2との同時焼成で配線層が溶融してしま
う。なお、配線層2として銅を用いる場合には、850
〜1100℃の非酸化性雰囲気中で行なわれる。
The firing is carried out in an oxidizing atmosphere at 850 to 1100 ° C., or in a non-oxidizing atmosphere in the case of simultaneous firing with the wiring layer 2, whereby the relative density is densified to 90% or more. If the firing temperature at this time is lower than 850 ° C., densification cannot be achieved. On the other hand, if the firing temperature is higher than 1100 ° C., the wiring layer is melted by simultaneous firing with the wiring layer 2. When copper is used for the wiring layer 2, 850
It is performed in a non-oxidizing atmosphere at ˜1100 ° C.

【0034】また前記基体1に形成されている配線層2
は、凹部1a内に収容される水晶振動子5と外部電気回
路基板の配線導体とを電気的に接続する作用をなし、例
えば、金、銀、銅等の比電気抵抗が2.5μΩ・cm
(20℃)以下の金属材により形成されており、銅から
成る場合であれば、銅粉末に適当な有機溶剤、有機バイ
ンダー等を添加混合して得た金属ペーストを、基体1と
なるグリーンシートの表面にスクリーン印刷法等で所定
パターンに印刷塗布しておくことによって形成される。
The wiring layer 2 formed on the substrate 1
Has a function of electrically connecting the crystal unit 5 housed in the recess 1a and the wiring conductor of the external electric circuit board, and has a specific electric resistance of 2.5 μΩ · cm such as gold, silver, or copper.
If it is formed of a metal material of (20 ° C.) or less and is made of copper, a metal sheet obtained by adding and mixing an appropriate organic solvent, an organic binder, etc. to copper powder is used as a green sheet for the base 1. It is formed by printing and applying a predetermined pattern on the surface of the film by screen printing or the like.

【0035】前記配線層2は、その露出する表面をニッ
ケル、金等の耐食性およびロウ材との濡れ性が良好な金
属から成るめっき層(不図示)で被覆しておくと、配線
層2の酸化腐食を良好に防止することができるととも
に、配線層2に対する半田等のロウ材の濡れ性を良好と
することができ、外部電気回路基板の配線導体に対する
配線層2の接続をより一層容易、かつ確実なものとする
ことができる。従って、前記配線層2は、その露出する
表面をニッケル、金等のめっき層、例えば、順次被着さ
れた厚み1μm〜10μmのニッケルまたはニッケル合
金めっき層、厚み0.1〜3μmの金めっき層で被覆し
ておくことが好ましい。
If the exposed surface of the wiring layer 2 is covered with a plating layer (not shown) made of a metal having good corrosion resistance such as nickel and gold and wettability with the brazing material, the wiring layer 2 will be covered. Oxidation and corrosion can be satisfactorily prevented, the soldering property of the brazing material such as solder to the wiring layer 2 can be improved, and the connection of the wiring layer 2 to the wiring conductor of the external electric circuit board can be further facilitated. And it can be assured. Therefore, the wiring layer 2 has a plating layer of nickel, gold or the like on its exposed surface, for example, a nickel or nickel alloy plating layer having a thickness of 1 μm to 10 μm and a gold plating layer having a thickness of 0.1 to 3 μm, which are sequentially deposited. It is preferable to coat with.

【0036】また前記配線層2の表面をニッケル、金等
のめっき層で被覆する場合、その最表面の算術平均粗さ
(Ra)を1.5μm以下、自乗平均平方根粗さ(Rm
s)を1.8μm以下としておくと最表面の光の反射率
が40%以上となって水晶振動子5を配線層2に固定材
7を介して固定する際、その位置決め等の作業が容易と
なる。従って、前記配線層2の表面をニッケル、金等の
めっき層で被覆する場合、その最表面の算術平均粗さ
(Ra)を1.5μm以下、自乗平均平方根粗さ(Rm
s)を1.8μm以下としておくことが好ましい。
When the surface of the wiring layer 2 is coated with a plating layer of nickel, gold or the like, the arithmetic mean roughness (Ra) of the outermost surface thereof is 1.5 μm or less and the root mean square roughness (Rm).
When s) is set to 1.8 μm or less, the reflectance of the light on the outermost surface becomes 40% or more, and when fixing the crystal unit 5 to the wiring layer 2 via the fixing material 7, the work such as positioning is easy. Becomes Therefore, when the surface of the wiring layer 2 is coated with a plating layer of nickel, gold or the like, the arithmetic mean roughness (Ra) of the outermost surface thereof is 1.5 μm or less, and the root mean square roughness (Rm).
It is preferable that s) is 1.8 μm or less.

【0037】更に前記配線層2の表面を被覆するニッケ
ル、金等からなるめっき層の最表面の算術平均粗さ(R
a)を1.5μm以下、自乗平均平方根粗さ(Rms)
を1.8μm以下とするには配線層2を従来周知のワッ
ト浴にイオウ化合物等の光沢剤を添加した電解ニッケル
めっき液に浸漬して配線層2の表面にニッケルめっき層
を被着させ、しかる後、シアン系の電解金めっき液中に
浸漬し、ニッケルめっき層表面に金めっき層を被着させ
ることによって行なわれる。
Further, the arithmetic mean roughness (R) of the outermost surface of the plating layer made of nickel, gold or the like covering the surface of the wiring layer 2
a) is 1.5 μm or less, root mean square roughness (Rms)
In order to reduce the thickness to 1.8 μm or less, the wiring layer 2 is immersed in an electrolytic nickel plating solution in which a brightening agent such as a sulfur compound is added to a conventionally well-known Watt bath to deposit a nickel plating layer on the surface of the wiring layer 2. After that, it is performed by immersing it in a cyan electrolytic gold plating solution and depositing the gold plating layer on the surface of the nickel plating layer.

【0038】前記配線層2はまたその一部(凹部1aの
内表面に露出している領域)に水晶振動子5が固定材7
を介して固定されており、該固定材7は例えば、ゴム粒
子を添加したエポキシ樹脂等の弾性率が3.6GPa以
下のもので形成されている。
In the wiring layer 2, a crystal oscillator 5 is fixed on a part thereof (a region exposed on the inner surface of the concave portion 1a) by a fixing material 7.
The fixing material 7 is made of, for example, an epoxy resin having rubber particles added thereto and having an elastic modulus of 3.6 GPa or less.

【0039】前記固定材7はその弾性率が3.6GPa
以下であり、変形し易いことから、外部環境の変化に伴
い基体1と水晶振動子5に熱が繰り返し作用し、基体1
と水晶振動子5との間に両者の熱膨張係数差に起因する
熱応力が繰り返し発生したとしても、その熱応力は固定
材7を適度に変形させることによって吸収され、固定材
7に機械的な破壊が招来することはなく、その結果、基
体1に水晶振動子5を長期間にわたり確実、強固に固定
することが可能となり、水晶デバイス6の長期信頼性を
高いものとなすことができる。
The elastic material of the fixing material 7 is 3.6 GPa.
It is the following, and since it is easily deformed, heat repeatedly acts on the substrate 1 and the crystal unit 5 as the external environment changes.
Even if the thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the two is repeatedly generated between the crystal oscillator 5 and the crystal unit 5, the thermal stress is absorbed by appropriately deforming the fixing material 7, and the fixing material 7 mechanically moves. As a result, the crystal unit 5 can be securely and firmly fixed to the base body 1 for a long period of time, and the long-term reliability of the crystal device 6 can be enhanced.

【0040】前記固定材7はその弾性率が3.6GPa
を超えると外部環境の変化に伴って基体1と水晶振動子
5の両者に繰り返し熱が作用すると基体1と水晶振動子
5との両者の熱膨張係数差に起因する熱応力が固定材7
に繰り返し作用し、固定材7に機械的な破壊を招来して
水晶振動子5の固定材7を介しての固定が破れ、水晶デ
バイス6の信頼性が大きく低下してしまう。従って、前
記固定材7はその弾性率が3.6GPa以下のものに特
定され、2.8GPa以下のものであることがより一層
好ましい。
The fixing material 7 has an elastic modulus of 3.6 GPa.
When the temperature exceeds 1.0, when heat is repeatedly applied to both the base 1 and the crystal unit 5 due to a change in the external environment, the thermal stress due to the difference in the thermal expansion coefficient between the base 1 and the crystal unit 5 causes the fixing member 7 to move.
Repeatedly, the fixing member 7 is mechanically broken, the fixing of the crystal unit 5 via the fixing member 7 is broken, and the reliability of the crystal device 6 is greatly reduced. Therefore, the fixing material 7 is specified to have an elastic modulus of 3.6 GPa or less, and more preferably 2.8 GPa or less.

【0041】前記弾性率が3.6GPa以下の固定材7
は、例えば、アクリルゴム、イソプレンゴム等のゴム粒
子を添加したエポキシ樹脂に対して、銀粉末等の導電性
粉末を15乃至60重量%の割合で添加したものが好適
に使用される。
Fixing material 7 having an elastic modulus of 3.6 GPa or less
For example, an epoxy resin containing rubber particles such as acrylic rubber or isoprene rubber to which conductive powder such as silver powder is added at a ratio of 15 to 60% by weight is preferably used.

【0042】また前記エポキシ樹脂としては、ビスフェ
ノールA型、ビスフェノールF型、ゴム変性型、ウレタ
ン変性型等のエポキシ樹脂、特に未硬化時に粘液状(室
温)のものが好適に使用される。
As the epoxy resin, epoxy resins of bisphenol A type, bisphenol F type, rubber modified type, urethane modified type, etc., particularly those which are viscous (room temperature) when uncured are preferably used.

【0043】この場合、エポキシ樹脂へのゴム粒子の添
加量を増加させることにより固定材7の弾性率を低下さ
せることができ、エポキシ樹脂の状態(構造、架橋度、
重合度、硬化剤の種類等)に応じて適宜ゴム粒子の添加
量を制御することにより固定材7の弾性率を3.6GP
a以下とすることができる。なお、エポキシ樹脂へのゴ
ム粒子の添加量が50重量%を超えると、未硬化の樹脂
組成物の流動性が大きく低下し、水晶振動子5の電極と
配線層2との間に固定材7を均一に介在させることが困
難となり、水晶振動子5を基体1に強固に固定すること
が困難となる傾向にある。従って、エポキシ樹脂中にゴ
ム粒子を添加する場合、その添加量は、固定材7の弾性
率を3.6GPa以下とする範囲で、50重量%以下と
しておくことが好ましい。
In this case, the elastic modulus of the fixing material 7 can be lowered by increasing the amount of rubber particles added to the epoxy resin, and the state of the epoxy resin (structure, degree of crosslinking,
The elastic modulus of the fixing material 7 can be 3.6 GP by controlling the addition amount of the rubber particles according to the degree of polymerization, the type of curing agent, etc.).
It can be a or less. When the amount of rubber particles added to the epoxy resin exceeds 50% by weight, the fluidity of the uncured resin composition is significantly reduced, and the fixing material 7 is provided between the electrode of the crystal unit 5 and the wiring layer 2. Tends to be difficult to intervene uniformly, and it becomes difficult to firmly fix the crystal unit 5 to the substrate 1. Therefore, when rubber particles are added to the epoxy resin, the amount of addition is preferably 50% by weight or less within a range in which the elastic modulus of the fixing material 7 is 3.6 GPa or less.

【0044】前記固定材7は、その弾性率が0.1GP
a未満になると、変形し易くなりすぎるため水晶振動子
5を基体1の凹部1a内の所定位置に確実に接着固定し
ておくことが困難となる傾向がある。従って、前記固定
材7はその弾性率を、3.6GPa以下の範囲で、0.
1GPa以上としておくことが好ましい。
The fixing member 7 has an elastic modulus of 0.1 GP.
If it is less than a, the crystal resonator 5 tends to be deformed too easily, and it tends to be difficult to securely bond and fix the crystal resonator 5 to a predetermined position in the recess 1 a of the base 1. Therefore, the fixing material 7 has an elastic modulus of 0. 0 in the range of 3.6 GPa or less.
It is preferably set to 1 GPa or more.

【0045】なお、前記弾性率が3.6GPa以下の固
定材7は、上述のエポキシ樹脂組成物に限らず、シリコ
ーン樹脂等の低弾性率の熱硬化性樹脂、またはシリコー
ン樹脂等にシリカ等のフィラー成分を添加した樹脂組成
物に導電性粉末を添加することにより形成してもよい。
The fixing material 7 having an elastic modulus of 3.6 GPa or less is not limited to the epoxy resin composition described above, but a thermosetting resin having a low elastic modulus such as silicone resin, or silicone resin such as silica. You may form by adding electroconductive powder to the resin composition which added the filler component.

【0046】また前記水晶振動子5が固定材7を介して
接着固定されている基体1は、その上面に蓋体3が取着
され、これによって基体1と蓋体3とから成る容器4内
部に水晶振動子5が気密に収容され、水晶デバイス6と
なる。
The base body 1 to which the crystal unit 5 is adhered and fixed via the fixing material 7 has the lid body 3 attached to its upper surface, whereby the inside of the container 4 composed of the base body 1 and the lid body 3. The crystal unit 5 is hermetically housed in the crystal unit 5 to form the crystal device 6.

【0047】前記蓋体3は、鉄−ニッケル−コバルト合
金、鉄−ニッケル合金等の金属材料や、酸化アルミニウ
ム質焼結体等のセラミック材料により形成され、例え
ば、鉄−ニッケル−コバルト合金のインゴット(塊)に
圧延加工、打ち抜き加工等の周知の金属加工を施すこと
によって形成される。
The lid 3 is made of a metal material such as an iron-nickel-cobalt alloy or an iron-nickel alloy, or a ceramic material such as an aluminum oxide sintered body. For example, an iron-nickel-cobalt alloy ingot. It is formed by subjecting the (lump) to well-known metal processing such as rolling and punching.

【0048】更に前記蓋体3の基体1への取着は、ロウ
材、ガラス、有機樹脂接着剤等の接合材を介して行う方
法や、シーム溶接等の溶接法により行うことができ、例
えば、蓋体3をシーム溶接にて取着する場合は通常、基
体1の凹部1a周囲に枠状のロウ付け用メタライズ層8
を配線層2と同様の方法で被着させておくとともに、該
ロウ付け用メタライズ層8に金属枠体9を銀ロウ等のロ
ウ材を介してロウ付けし、しかる後、前記金属枠体9に
金属製の蓋体3を載置させるとともに蓋体3の外縁部を
シーム溶接することによって行われる。この場合、金属
枠体9は、その上面と側面との間の角部に曲率半径が5
〜30μmの丸みを形成しておくと金属枠体9の上面側
にバリが形成されることがなく、この金属枠体9の上面
に蓋体3をシーム溶接する際に両者を信頼性高く気密
に、かつ強固に接合させることができる。従って、前記
金属枠体9はその上面と側面との間の角部を曲率半径が
5〜30μmの丸みをもたせるようにしておくことが好
ましい。
Further, the lid 3 can be attached to the base body 1 by a method using a joining material such as a brazing material, glass or an organic resin adhesive, or a welding method such as seam welding. When the lid 3 is attached by seam welding, a frame-shaped brazing metallization layer 8 is usually formed around the recess 1 a of the base 1.
And the metal frame 9 is brazed to the brazing metallization layer 8 through a brazing material such as silver brazing, and then the metal frame 9 is deposited. It is carried out by placing the metallic lid 3 on the plate and seam welding the outer edge of the lid 3. In this case, the metal frame body 9 has a radius of curvature of 5 at the corner between the upper surface and the side surface.
By forming a roundness of ˜30 μm, burrs are not formed on the upper surface side of the metal frame body 9, and when the lid body 3 is seam welded to the upper surface of the metal frame body 9, both are reliably and airtight. In addition, it can be firmly bonded. Therefore, it is preferable that the metal frame 9 has a rounded corner having a radius of curvature of 5 to 30 μm between the upper surface and the side surface.

【0049】また更に、前記金属枠体9は、その下面と
側面との間の角部に曲率半径が40〜80μmの丸みを
形成しておくと、該金属枠体9をロウ付け用メタライズ
層8にロウ材を介して接合する際、ロウ付け用メタライ
ズ層8と金属枠体9の下面側角部との間に空間が形成さ
れるとともに該空間にロウ材の大きな溜まりが形成され
て金属枠体9のロウ付け用メタライズ層8への接合が強
固となる。従って、前記金属枠体9をロウ付け用メタラ
イズ層8にロウ材を介して強固に接合させるには金属枠
体9の下面と側面との間の角部に曲率半径が40〜80
μmの丸みを形成しておくことが好ましい。
Furthermore, when the metal frame body 9 is rounded with a radius of curvature of 40 to 80 μm at the corner between the lower surface and the side surface, the metal frame body 9 is brazed with a metallizing layer. 8 is joined with a brazing material through a brazing material, a space is formed between the brazing metallization layer 8 and the corner portion on the lower surface side of the metal frame body 9, and a large pool of the brazing material is formed in the space. Bonding of the frame body 9 to the brazing metallization layer 8 is strengthened. Therefore, in order to firmly join the metal frame 9 to the brazing metallization layer 8 via the brazing material, the radius of curvature is 40 to 80 at the corner between the lower surface and the side surface of the metal frame 9.
It is preferable to form a roundness of μm.

【0050】かくして上述の水晶デバイス6によれば、
配線層2を外部電気回路に接続し、水晶振動子5の電極
に所定の電圧を印加させることによって水晶振動子5は
所定の振動数で振動し、コンピュータ等の情報処理装置
や携帯電話等の電子装置において時間および周波数の基
準源として使用される。
Thus, according to the above-mentioned crystal device 6,
By connecting the wiring layer 2 to an external electric circuit and applying a predetermined voltage to the electrodes of the crystal resonator 5, the crystal resonator 5 vibrates at a predetermined frequency, and an information processing device such as a computer or a mobile phone is used. Used as a time and frequency reference source in electronic devices.

【0051】なお、本発明は上述の実施例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば
種々の変更は可能であり、例えば、図2に示すように、
配線層2の一部に突起10を形成しておくと、この突起
10がスペーサーとなって配線層2と水晶振動子5との
間に一定のスペースが確保され、このスペースに十分な
固定材7が入り込んで水晶振動子5を配線層2に極めて
強固に接着固定することができる。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, as shown in FIG.
When the protrusion 10 is formed on a part of the wiring layer 2, the protrusion 10 serves as a spacer to secure a certain space between the wiring layer 2 and the crystal unit 5, and a sufficient fixing material for this space. The crystal resonator 5 can be extremely firmly adhered and fixed to the wiring layer 2 by inserting 7 therein.

【0052】また上述の水晶デバイス6では基体1に凹
部1aを設け、該凹部1a内に水晶振動子5を収容する
ようになしたが、これを図3に示す如く、平坦な基体1
上に水晶振動子5を搭載固定し、該固定された水晶振動
子5を椀状の蓋体3で気密に封止するようになした水晶
デバイス6にも適用し得る。
In the crystal device 6 described above, the concave portion 1a is provided in the base body 1 and the crystal resonator 5 is accommodated in the concave portion 1a. As shown in FIG.
The present invention can also be applied to a crystal device 6 in which a crystal resonator 5 is mounted and fixed thereon, and the fixed crystal resonator 5 is hermetically sealed with a bowl-shaped lid 3.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明の水晶デバイスによれば、基体
を、Li2Oを5〜30重量%含有する屈伏点が400
〜800℃のリチウム珪酸ガラスを20〜80体積%
と、クォーツ、クリストバライト、トリジマイト、エン
スタタイト、フォルステライトの少なくとも1種から成
るフィラー成分を20〜80体積%の割合で含む形成体
を焼成して得られたクォーツ、クリストバライト、トリ
ジマイト、エンスタタイトの少なくとも1種の結晶相を
含有する焼結体で形成し、かかる焼結体の比誘電率が約
5(室温1MHz)と低いことから、基体に設けた配線
層を伝わる水晶振動子の基準信号の伝搬速度を速いもの
として基準信号を高周波とし信号の高速伝搬を要求する
水晶振動子の収容が可能となって基準信号の周波数を非
常に高いものとなすことができる。
According to the crystal device of the present invention, the base has a yield point of 400 containing Li 2 O in an amount of 5 to 30% by weight.
20 ~ 80% by volume of lithium silicate glass at ~ 800 ° C
And at least one of quartz, cristobalite, tridymite and enstatite obtained by firing a formed body containing a filler component consisting of at least one of quartz, cristobalite, tridymite, enstatite and forsterite in a proportion of 20 to 80% by volume. It is formed of a sintered body containing one kind of crystal phase, and since the relative permittivity of such a sintered body is as low as about 5 (room temperature 1 MHz), the reference signal of the crystal oscillator transmitted through the wiring layer provided on the base is It is possible to accommodate a quartz oscillator that requires a high-speed propagation of a reference signal with a high propagation speed and a high-frequency reference signal, so that the frequency of the reference signal can be extremely high.

【0054】また同時に上記焼結体は焼成温度が850
〜1100℃と低いことから、基体と同時焼成により形
成される配線層を比電気抵抗が2.5μΩ・cm(20
℃)以下と低い銅や銀、金で形成することができ、その
結果、配線層に水晶振動子の基準信号を伝搬させた場
合、基準信号に大きな減衰が生じることはなく、基準信
号を外部電気回路に正確、かつ確実に伝搬させることが
可能となる。
At the same time, the sintering temperature of the sintered body is 850.
Since it is as low as ~ 1100 ° C, the wiring layer formed by co-firing with the substrate has a specific electric resistance of 2.5 μΩ · cm (20
It can be made of copper, silver, or gold that is as low as ℃) or less, and as a result, when the reference signal of the crystal unit is propagated to the wiring layer, the reference signal is not greatly attenuated and the reference signal is It is possible to accurately and surely propagate the electric circuit.

【0055】更に本発明の水晶デバイスによれば、基体
に水晶振動子を固定する固定材として、例えば、ゴム粒
子を添加したエポキシ樹脂等から成る弾性率が3.6G
Pa以下のものを使用したことから外部環境の変化に伴
い基体と水晶振動子に熱が繰り返し作用し、基体と水晶
振動子との間に両者の熱膨張係数差に起因する熱応力が
繰り返し発生したとしても、その熱応力は固定材を適度
に変形させることによって吸収され、固定材に機械的な
破壊が招来することはなく、その結果、基体に水晶振動
子を長期間にわたり確実、強固に固定することが可能と
なり、水晶デバイスの長期信頼性を高いものとなすこと
ができる。
Further, according to the crystal device of the present invention, as a fixing material for fixing the crystal unit to the base body, for example, an elastic modulus made of epoxy resin or the like containing rubber particles is 3.6 G.
Since a material having a pressure of Pa or less is used, heat repeatedly acts on the base body and the crystal unit with a change in the external environment, and thermal stress is repeatedly generated between the base body and the crystal unit due to the difference in thermal expansion coefficient between the base unit and the crystal unit. Even if it does, the thermal stress is absorbed by appropriately deforming the fixing material, and the fixing material is not mechanically broken.As a result, the crystal unit is securely and firmly attached to the substrate for a long period of time. Since it becomes possible to fix the crystal device, the long-term reliability of the crystal device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の水晶デバイスの一実施例を示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a crystal device of the present invention.

【図2】本発明の水晶デバイスの他の実施例を示す要部
断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part showing another embodiment of the crystal device of the present invention.

【図3】本発明の水晶デバイスの他の実施例を示す断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the crystal device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・・基体 1a・・・・凹部 2・・・・・配線層 3・・・・・蓋体 4・・・・・容器 5・・・・・水晶振動子 6・・・・・水晶デバイス 7・・・・・固定材 8・・・・・ロウ付け用メタライズ層 9・・・・・金属枠体 10・・・・突起 1 ... Base 1a ... Recess 2 ... Wiring layer 3 ... Lid 4 ... Container 5 ... Crystal oscillator 6 ... Crystal device 7 ... Fixing material 8 ... Brazing metallization layer 9: Metal frame 10 ... Protrusion

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水晶振動子が搭載される搭載部を有し、該
搭載部から外表面にかけて導出される配線層を有する基
体と、前記基体の搭載部に固定材を介して固定され、電
極が前記配線層に電気的に接続されている水晶振動子
と、前記基体に取着され、前記水晶振動子を気密に収容
する蓋体とから成る水晶デバイスであって、 前記基体がLi2Oを5〜30重量%含有する屈伏点が
400〜800℃のリチウム珪酸ガラスを20〜80体
積%と、クォーツ、クリストバライト、トリジマイト、
エンスタタイト、フォルステライトの少なくとも1種か
ら成るフィラー成分を20〜80体積%の割合で含む形
成体を焼成して得られたクォーツ、クリストバライト、
トリジマイト、エンスタタイトの少なくとも1種の結晶
相を含有する焼結体で、配線層が2.5μΩ・cm以下
の比電気抵抗を有する金属材で形成されており、かつ前
記固定材の弾性率が3.6GPa以下であることを特徴
とする水晶デバイス。
1. A base body having a mounting portion on which a crystal oscillator is mounted, and a wiring layer extending from the mounting portion to an outer surface, and an electrode fixed to the mounting portion of the base body with a fixing material. Is a crystal unit electrically connected to the wiring layer and a lid body attached to the base body and hermetically housing the crystal unit, wherein the base body is Li 2 O. 20 to 80% by volume of lithium silicate glass having a yield point of 400 to 800 ° C. containing 5 to 30% by weight of quartz, quartz, cristobalite, tridymite,
Quartz and cristobalite obtained by firing a formed body containing a filler component consisting of at least one of enstatite and forsterite in a proportion of 20 to 80% by volume,
A sintered body containing at least one crystal phase of tridymite and enstatite, the wiring layer is formed of a metal material having a specific electric resistance of 2.5 μΩ · cm or less, and the elastic modulus of the fixing material is A crystal device characterized by being 3.6 GPa or less.
【請求項2】前記固定材がゴム粒子を添加したエポキシ
樹脂から成ることを特徴とする請求項1に記載の水晶デ
バイス。
2. The crystal device according to claim 1, wherein the fixing material is made of an epoxy resin added with rubber particles.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008086004A (en) * 2006-08-30 2008-04-10 Seiko Instruments Inc Method of manufacturing electronic device, electronic device, oscillator, and electronic apparatus

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