JP2005057520A

JP2005057520A - 超小型水晶振動子パッケージ

Info

Publication number: JP2005057520A
Application number: JP2003286671A
Authority: JP
Inventors: Takumi Usui; 巧臼井; Shigeki Nakamura; 重樹中村; Tomoyuki Futagawa; 智之二川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】強度に優れたガラス製の超小型水晶振動子パッケージを提供すること。
【解決手段】板ガラスの第一主面に水晶振動子を接続する第一接続電極と、板ガラスの第二主面に外部回路と接続する第二接続電極と、第一接続電極と第二接続電極とを導通接続する導電部材とからなるベース部材に、水晶振動子を密閉するために被せるキャップ部材が接着剤により接着された、さらに第一接続電極を厚膜導体により備え、ベース部材と水晶振動子との間に厚膜導体によりクリアランスを３０μｍ以上設けることができ、且つ強度に優れたガラス製の超小型水晶振動子パッケージとなる。
【選択図】図１

Description

本発明は超小型水晶振動子パッケージに関するものである。

従来から、水晶振動子は周波数および時間の基準源として、様々な電子機器に用いられている。最近では、ダイオードやコンデンサなどの電子部品同様に、小型化および表面実装化が要求されている。

従来の水晶振動子パッケージとしては、ベース部材と水晶振動子を密閉するためのキャップ部材とをガラス製成型品で構成しているものがあった（例えば、特許文献１参照）。

図３は、前記特許文献１に記載された従来の水晶振動子パッケージの断面を示すものである。

図３において、１０１は水晶振動子パッケージ、１０２はガラス製成型品のベース部材、１０３はベース部材１０２に形成された水晶接続用電極、１０４はベース部材に形成された外部接続電極、１０５はベース部材１０２に垂直方向に貫通するスルーホール、１０６は水晶接続用電極１０３と外部接続電極１０４とをスルーホール１０５で導通接続する銀ペーストなどの導電部材、１０７は水晶接続用電極１０３に接続された水晶振動子、１０８はベース部材１０２に形成された凹部、１０９は水晶振動子１０７を気密保持するためにベース部材を覆うキャップ部材、１１０はベース部材１０２とキャップ部材１０９とを接着するガラス系接着剤である。

水晶振動子パッケージ１０１は、透過率の高いガラスで製造したベース部材１０２と、このベース部材１０２の水晶接続用電極１０３に接着し且つ片持ち支持状態で載せた水晶振動子１０７と、この水晶振動子１０７を密閉するためにベース部材１０２に被せるキャップ部材１０９とからなる。

そして、ベース部材１０２は、上面に凹部１０８、下面に電極１０４を備え、且つ上下面を貫通するスルーホール１０５を備えた成形体で構成されていた。
特開２００２−１２４８４５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、水晶振動子１０７の周波数調整を容易に行うため、ベース部材１０２と水晶振動子１０７との間に、少なくとも５０μｍのクリアランスを設けられている。これは５０μｍ未満では水晶振動子１０７の加えた熱がベース部材１０２に移動することになり、作業性が低下すると共に、ベース部材１０２も溶ける可能性があるためである。

この従来の構成では、ベース部材１０２と水晶振動子１０７との間にクリアランスを５０μｍ以上設けるために、ベース部材１０２上面に凹部１０８が形成されることになる。

この場合、水晶振動子パッケージ１０１に加わる実装機械による衝撃や、基板から受けるたわみなどで割れが生じないよう凹部１０８に一定のガラス厚を確保する必要があるので、どうしてもベース部材１０２材厚が厚くなり、水晶振動子パッケージ１０１自体の高さも必然的に高くなるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、水晶振動子パッケージの強度に優れたガラス製の超小型水晶振動子パッケージを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の超小型水晶振動子パッケージは、板ガラスの第一主面に水晶振動子を接続する第一接続電極と、板ガラスの第二主面に外部回路と接続する第二接続電極と、第一接続電極と第二接続電極とを導通接続する導電部材とからなるベース部材に、水晶振動子を密閉するために被せるキャップ部材が接着剤により接着された、さらに第一接続電極を厚膜導体により形成するものである。これによれば、ベース部材と水晶振動子との間に厚膜導体によりクリアランスを設けることができる。

本発明の超小型水晶振動子パッケージによれば、水晶振動子パッケージの強度に優れたガラス製の超小型水晶振動子パッケージを提供することを目的とする。ベース部材を薄く構成し、全高が非常に薄い超水晶振動子パッケージであり、且つ実装後のたわみなど外部から受ける応力の影響を受け難い構成にすることができる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１における超小型水晶振動子パッケージのベース部材を示した断面図であり、図１（ｂ）はキャップ部材を示した断面図であり、図１（ｃ）は超小型水晶振動子パッケージを示したものである。

図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、図３と同じ構成要素については説明を省略する。

図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、１は水晶振動子パッケージ、２はガラス板からなるベース部材、３はベース部材２の第一主面に導電ペーストやめっきにより３０μｍから５０μｍの厚さに焼成された水晶接続用電極、４はベース部材２の第二主面に水晶接続用電極３と同じ構成の厚膜が１０μｍから３０μｍの厚さに焼成された外部接続電極、５はベース部材２の水晶接続用電極３から外部接続電極４まで連続したスルーホール、６はスルーホール内に充填され、且つ水晶接続用電極３と外部接続電極４とを導通接続する導電部材、７は水晶振動子、９は水晶振動子７を密閉する側壁（図示せず。）と天板（図示せず。）を有したキャップ部材、１０はベース部材２とキャップ部材とを密閉するガラス系接着剤として例えば融点が４００℃位の低融点ガラス、好ましくはＰｂＯＢ₂Ｏ₃からなる低融点ガラスである。

詳細な構成を以下に説明する。

ベース部材２は、長胴方向長さが１．６ｍｍ、短胴方向長さが１．０ｍｍ、板厚が０．２ｍｍのガラス板からなり、その第一主面に膜厚が３０μｍから５０μｍの水晶接続用電極３が少なくとも２箇所設けられている。また、第一主面の背面側に位置する第二主面には膜厚が１０μｍから３０μｍの外部接続電極４が水晶接続用電極３に対応し設けられている。水晶接続用電極３と外部接続電極４とはスルーホール５に充填されたＡｇ−Ｐｄからなる導電部材６を介して導通接続されている。このとき、ベース部材２を構成するガラス板は、ソーダライム系ガラス、硼珪酸ガラスなどで、絶縁性および透過率を確保することができれば特に制限されるものではないが、好ましくは微小加工に優れた硼珪酸ガラスが良い。また、水晶接続用電極３はガラス板表面にパターン印刷されたＡｇ−Ｐｄからなる厚膜ペーストが焼成された後、まずはＰｄ、つぎにＮｉ、つぎにＡｕからなるめっき被膜が施されている。これによれば、凹部を設けることなくベース部材２と水晶振動子７との間に３０μｍから５０μｍのクリアランスを設けることが可能となり、ベース部材２を薄く構成することが出来る。このことは、水晶振動子パッケージ自体の薄型化に非常に有用である。

水晶振動子７の両端と水晶接続電極３とが導電性ペーストやＡｕバンプにより搭載されている。水晶振動子７を密閉するためにベース部材２の第一主面側を覆う様にキャップ部材９をガラス系接着剤１０として例えばＰｂＯＢ₂Ｏ₃からなるフリットガラスを介して接着され水晶振動子パッケージ１が構成されている。

この水晶振動子パッケージ１は１．６ｍｍ×１．０ｍｍ×０．４ｍｍ以下という超小型パッケージであることから、実装後のたわみなど外部から受ける応力の影響を受け難い。

なお、本実施の形態において、電極の構成として水晶接続用電極３を用いて説明したが、外部接続電極４も同様に構成すれば良い。また、厚膜ペーストを焼成した後、めっき被膜を設けたが、蒸着膜を形成した後、めっき被膜を設けても良い。

（実施の形態２）
図２（ａ）は、本発明の実施の形態２における超小型水晶振動子パッケージのベース部材を示した断面図であり、図２（ｂ）はキャップ部材を示した断面図であり、図２（ｃ）は超小型水晶振動子パッケージを示したものである。

図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、図１と同じ構成要素については説明を省略する。

図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、１は水晶振動子パッケージ、２はガラス板からなるベース部材、３はベース部材２の第一主面に導電ペーストやめっきにより３０μｍから５０μｍの厚さに焼成された水晶接続用電極、４はベース部材２の第二主面に水晶接続用電極３と同じ構成の厚膜が１０μｍから３０μｍの厚さに焼成された外部接続電極、７は水晶振動子、９は水晶振動子７を密閉する側壁（図示せず。）と天板（図示せず。）を有したキャップ部材、１０はベース部材２とキャップ部材とを密閉するガラス系接着剤として例えば融点が４００℃位の低融点ガラス、好ましくはＰｂＯＢ₂Ｏ₃からなる低融点ガラスである。以上の構成は実施の形態１の構成と同様である。

ベース部材２の表面に導電ペーストやめっきにより形成された引き出し電極１１によって、水晶接続用電極３と外部接続電極４とが導通接続している点が実施の形態１の構成と異なる。

詳細な構成を以下に説明する。

ベース部材２は、長胴方向長さが１．６ｍｍ、短胴方向長さが１．０ｍｍ、板厚が０．２ｍｍのガラス板からなり、その第一主面に膜厚が３０μｍから５０μｍの厚膜で水晶接続用電極３が少なくとも２箇所設けられている。また、第一主面の背面側に位置する第二主面には膜厚が１０μｍから３０μｍの外部接続電極４が水晶接続用電極３に対応し設けられている。ベース部材２の表面には膜厚が１０μｍから３０μｍの引き出し電極１１によって、水晶接続用電極３と外部接続電極４とを導通接続している。このとき、ベース部材２を構成するガラス板は、ソーダライム系ガラス、硼珪酸ガラスなどで、絶縁性および透過率を確保することができれば特に制限されるものではないが、実施の形態１同様、好ましくは微小加工に優れた硼珪酸ガラスが良い。また、水晶接続用電極３はガラス板表面にはパターン印刷されたＡｇ−Ｐｄからなる厚膜ペーストが焼成されている。これによれば、凹部を設けることなくベース部材２と水晶振動子７との間に３０μｍから５０μｍのクリアランスを設けることが可能となり、ベース部材２を薄く構成することが出来る。このことは、水晶振動子パッケージ自体の薄型化に非常に有用である。あとの水晶振動子７およびキャップ部材９の接着は、実施の形態１と同様であるので説明は省略する。これによれば、実施の形態１の作用効果に加えスルーホールを設けることの無い構成となり、製造工程の簡素化に繋がるとともに、ベース部材２の強度に優れる。

なお、本実施の形態において、電極の構成として水晶接続用電極３を用いて説明したが、外部接続電極４も同様に構成すれば良い、また、厚膜ペーストを焼成した後、めっき被膜を設けたが、蒸着膜またはスパッタ膜を形成した後、めっき被膜を設けても良い。

さらに、水晶振動子７が一方端で保持した片持ちの場合を説明したが、これに限ることなく、水晶振動子７の両端を保持する両持ちとしても良い。

気密性を必要とする電子部品の容器として有用であり、特に超小型水晶振動子パッケージに適している。

（ａ）本発明の実施の形態１における超小型水晶振動子パッケージのベース部材の断面図、（ｂ）本発明の実施の形態１における超小型水晶振動子パッケージのキャップ部材の断面図、（ｃ）本発明の実施の形態１における超小型水晶振動子パッケージの断面図（ａ）本発明の実施の形態２における超小型水晶振動子パッケージのベース部材の断面図、（ｂ）本発明の実施の形態２における超小型水晶振動子パッケージのキャップ部材の断面図、（ｃ）本発明の実施の形態２における超小型水晶振動子パッケージの断面図従来の水晶振動子パッケージの断面図

符号の説明

１水晶振動子パッケージ
２ベース部材
３水晶接続用電極
４外部接続電極
５スルーホール
６導電部材
７水晶振動子
９キャップ部材
１０ガラス系接着剤
１１引き出し電極
１０１水晶振動子パッケージ
１０２ベース部材
１０３水晶接続用電極
１０４外部接続電極
１０５スルーホール
１０６導電部材
１０７水晶振動子
１０８凹部
１０９キャップ部材
１１０ガラス系接着剤

Claims

矩形に形成された板ガラスの第一主面に水晶振動子を接続する電極と、前記板ガラスの第二主面に外部回路と接続する外部接続電極と、前記水晶接続用電極と前記外部接続電極とを導通接続する導電部材とからなるベース部材に、前記水晶振動子を密閉するために被せるキャップ部材が接着剤により接着されたことを特徴とする超小型水晶振動子パッケージ。
前記水晶接続用電極を厚膜導体により前記第一主面と前記水晶振動子との間に空間が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の超小型水晶振動子パッケージ。
前記空間が少なくとも３０μｍ設けたことを特徴とする請求項２に記載の超小型水晶振動子パッケージ。
矩形に形成された前記ベース部材の平面視外形寸法が、長胴方向長さが２．０ｍｍから１．０ｍｍ、短胴方向長さが１．６ｍｍから０．６ｍｍであることを特徴とする請求項２または３に記載の超小型水晶振動子パッケージ。