JP2006339840A

JP2006339840A - 水晶振動子

Info

Publication number: JP2006339840A
Application number: JP2005159888A
Authority: JP
Inventors: Akira Ito; 章伊藤; Kazuaki Minami; 和昭南
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】各容器体と水晶振動板に形成した接合膜とを陽極接合法により接合する場合、一般的に陽極接合法に有利な純粋なアルミニウム金属材により形成された接合膜を使用している。しかし、純粋なアルミニウム金属材を用いた接合膜では、耐電圧性が低く、低い電圧（数百Ｖ）での陽極接合しかできず、接合をより確実に行うために高い電圧（数ｋＶ）を印加した場合、接合膜が断線してしまう場合がある。
【解決手段】矩形状の水晶振動板と、この水晶振動板の側面全周を囲繞する帯状の枠体と、水晶振動板の一方の短辺の両角部と枠体とを接続する橋梁部とから構成される上記水晶板の枠体表面に接合膜が形成されており、この接合膜を形成する材質をアルミニウムに銅を含有させたアルミニウム合金である水晶振動子。
【選択図】図２

Description

本発明は、水晶振動子に関し、特にガラス製の容器体と水晶振動板との接合に陽極接合法を用いた水晶振動子に関する。

近年では、移動体通信機器等の機器類の著しい小型化に伴い、これら機器に用いられる水晶振動子等の電子部品についても更なる小型化が求められている。現在では、２．５ｍｍ×２．０ｍｍの外形サイズの水晶振動子が主流になっており、それ以下のサイズの水晶振動子も開発されている。電子部品の一つである水晶振動子に使用される水晶振動板は、水晶素板の表裏主面上に、水晶素板を励振させる励振電極と、水晶振動板を収納する絶縁性容器に形成される電極パッドとの接続をとるための引出電極とを形成して構成されている。水晶振動板形状として小型化に有利な短冊形状が主流となってきた。

従来技術の一例として、各種電極を形成した水晶振動板の外周部を絶縁性のガラス容器体で挟む形態で水晶振動板の振動領域部を気密封止した水晶振動子が知られている。即ち、水晶振動子は、水晶振動板の上下にそれぞれガラス製の容器体が貼り合わされており、貼り合わされた各容器体、及び水晶振動板の厚み方向の側面には、２つ容器体主面上にまで至る外部接続用電極端子が形成されている。水晶振動板の表裏両主面には励振用電極が形成されており、各容器体には水晶振動板の共振振動を妨げないように、水晶振動板に対向する面にそれぞれ凹部が形成されている。他に、前記外部接続用電極端子を下側容器体の外面底部に形成し且つ各該容器体と水晶振動板を直接接合法で気密接合した形態の水晶振動子も公知となっている。

前述のような水晶振動子或いは圧電振動子については、以下のような文献が開示されている。

特開２００３−１４２７４８号公報特開２００１−２４４７７５号公報特開平７−２４９９５７号公報

尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。

上述したようなガラス容器体で構成された水晶振動子において、各容器体と水晶振動板に形成した接合膜とを陽極接合法により接合する場合、一般的に陽極接合法に有利な純粋なアルミニウム金属材により形成された接合膜を使用している。しかし、純粋なアルミニウム金属材を用いた接合膜では、耐電圧性が低く、低い電圧（数百Ｖ）での陽極接合しかできず、接合をより確実に行うために高い電圧（数ｋＶ）を印加した場合、接合膜が断線してしまう場合がある。又、この高電圧に耐えうる接合膜をアルミニウム金属材のみで形成した場合、接合膜の厚みを厚くしなくてはならない。

又、純粋なアルミニウム金属材により形成された接合膜を使用した場合、接合強度が比較的弱いので、落下などの衝撃が加わった際に接合部分にクラック等の不具合が生じ、容器体内の気密性が無くなり、水晶振動子としての振動特性が不良となる恐れがある。

本発明は前述した問題点を解決するために成されたものであり、水晶板の表裏主面には接合膜が形成されており、この水晶板の一方の主面側の接合膜に、この水晶板に対向する面に第１の凹部が形成されている第１の容器体の第１の凹部の開口部を囲繞する側壁部頂面に形成した金属層を、陽極接合法により接合しており、又、水晶板の他方の主面側の接合膜に、この水晶板に対向する面に第２の凹部が形成されている第２の容器体の第２の凹部の開口部を囲繞する側壁部頂面に形成した金属層を、陽極接合法により接合していることで、該水晶板の励振振動領域を内包した第１の凹部及び第２の凹部で形成された空間が気密封止されている水晶振動子において、
矩形状の水晶振動板と、この水晶振動板の側面全周を囲繞する帯状の枠体と、水晶振動板の一方の短辺の両角部と枠体とを接続する橋梁部とから構成される上記水晶板の枠体表面に接合膜が形成されており、この接合膜を形成する材質がアルミニウム合金であることを特徴とする水晶振動子である。

又、上記アルミニウム合金は、アルミニウムに銅を含有させたものであることを特徴とする上記記載の水晶振動子でもある。

更に、上記アルミニウム合金に含有させる銅の量が、０．４重量％〜０．６重量％であることを特徴とする上記記載の水晶振動子でもある。

従って、本発明の水晶振動子により、各容器体と水晶振動板に形成した接合膜とを陽極接合法により接合する場合、アルミニウムに銅を含有させたアルミニウム合金により形成された接合膜を使用することにより、純粋なアルミニウム金属材を用いた接合膜に比べ、耐電圧性が高く、接合をより確実に行うために高い電圧（数ｋＶ）を印加した場合でも、接合膜が断線してしまうことがない。又、この高電圧に耐えうる接合膜をアルミニウム合金で形成した場合、アルミニウム単一の接合膜に比べ膜厚みを薄く形成することができ、陽極接合時に安定した接合作業が可能となる。

又、アルミニウム合金により形成された接合膜を使用した場合、アルミニウム単一の接合膜と比較して接合強度が強いのでので、落下などの衝撃が加わった際に接合部分にクラック等の不具合が生じる可能性が著しく低く、容器体内の気密性を保つことができ、水晶振動子としての振動特性が不良となる恐れがなくなる。

このことにより、ガラス容器体と水晶振動板とを陽極接合にて接合して形成される水晶振動子において、耐衝撃性が高く、振動特性の不具合の発生が極めて低い水晶振動子を提供する効果を奏する。

以下に、本発明における水晶振動子の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明における水晶振動子を構成する水晶板を示したものであり、（ａ）は水晶板の一方の主面側から図示した平面図であり、（ｂ）は水晶板の他方の主面側から図示した平面図である。図２は、本発明における水晶振動子の長さ方向に概略中心線で切断した場合の概略断面図である。尚、各図では、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。特に各部分の厚み寸法は誇張して図示している。

即ち、図１及び図２において、短冊平板状の外形形状の水晶素板１１の表裏主面上は、水晶素板１１のほぼ中央に略長方形の励振用電極１２が表裏主面で対向するように蒸着法により形成されており、水晶素板１１、励振用電極１２及び後述する引き出し電極１６により水晶振動板１３が構成されている。この水晶振動板１３は、水晶振動板１３の一方の短辺の両角部に形成された橋梁部１４により、水晶振動板１３の側面外側に水晶振動板１３を囲繞する形態の枠体１５と接続保持されている。尚、この水晶振動板１３、橋梁部１４及び枠体１５は水晶平板の一体成形となっている。この各々の励振用電極１２から水晶振動板１３の一方の短辺方向のそれぞれ異なる橋梁部１４表面に延設し、後述する接合膜１７ａ及び１７ｂと電気的に接続する引き出し電極１６が形成されており、これらによって水晶板１０が構成されている。

又、この水晶板１０を構成する枠体１５の表裏主面には、アルミニウムに銅を、アルミニウムとの重量比で０．５重量％含有させたアルミニウム合金を材質とする接合膜１７ａ及び１７ｂが形成されている。尚、銅の含有比率は０．５重量％が本発明の効果を奏するための最適値ではあるが、この最適値の±０．１重量％の範囲内でも、本発明と同等の効果を奏することが可能である。又、本発明における効果と同等の効果を奏するのであれば、アルミニウム合金を構成するアルミニウム以外の物質を、本実施例の銅に限定するものではなく、他の物質でも構わない。

水晶板１０の一方の主面に、この水晶板１０と対向する主面に第１の凹部１８を形成した、ガラスを形成材料とする第１の容器体１９と、水晶板１０の他方の主面に、この水晶板１０と対向する一方の主面に第２の凹部２０を形成した、ガラスを形成材料とする第２の容器体２１とが、水晶板１０を間に挟むような形態でそれぞれ組み合い配置されている。

このとき、第１の容器体１９における第１の凹部１８を囲繞する側壁部の接合側頂面と、水晶板１０を構成する枠体１５の一方の主面に形成されている接合膜１７ａとを、及び第２の容器体２１における第２の凹部２０を囲繞する側壁部の接合側頂面と、水晶板１０を構成する枠体１５の他方の主面に形成されている接合膜１７ｂとは、それぞれ陽極接合法（印可する電圧は数ｋＶ以下）により気密接合されており、第１の凹部１８及び第２の凹部２０により形成された、内部に水晶振動板１３を内包した空間が気密形成される。尚、第１の容器体１９及び第２の容器体２１を水晶板１０に陽極接合した後、水晶板１０の短辺側側面に露出したそれぞれの励振用電極１２と電気的に接続した接合膜１７ａ又は１７ｂに電気的に接続する形態で、第２の容器体２１の外側面から外底面に至る導体により形成された外部接続用電極端子２２が形成される。

このような形態の水晶振動子を形成することにより、ガラス製の第１の容器体１９及び第２の容器体２１と、水晶板１０に形成した接合膜１７ａ及び１７ｂとを陽極接合法により接合する場合、この接合膜１７ａ及び１７ｂを形成する材料として、アルミニウムに銅を含有させたアルミニウム合金により形成された接合膜１７ａ及び１７ｂを使用することにより、純粋なアルミニウム金属材を用いた接合膜に比べ、耐電圧性が高く、接合をより確実に行うために高い電圧を印加した場合でも、接合膜が断線してしまうことがない。又、この高電圧に耐えうる接合膜１７ａ及び１７ｂをアルミニウム合金で形成した場合、アルミニウム単一の接合膜に比べ膜厚みを薄く形成することができ、陽極接合時に安定した接合作業が可能となる。

図１は、本発明における水晶振動子を構成する水晶板を示したものであり、（ａ）は水晶板の一方の主面側から図示した平面図であり、（ｂ）は水晶板の他方の主面側から図示した平面図である。図２は、本発明における水晶振動子の長さ方向に概略中心で切断した場合の概略断面図である。

符号の説明

１０・・・水晶板
１１・・・水晶素板
１２・・・励振用電極
１３・・・水晶振動板
１４・・・橋梁部
１５・・・枠体
１６・・・引き出し電極
１７ａ，１７ｂ・・・接合膜
１８・・・第１の凹部
１９・・・第１の容器体
２０・・・第２の凹部
２１・・・第２の容器体
２２・・・外部接続用電極端子

Claims

水晶板の表裏主面には接合膜が形成されており、該水晶板の一方の主面側の該接合膜に、該水晶板に対向する面に第１の凹部が形成されている第１の容器体の、該第１の凹部の開口部を囲繞する側壁部頂面を陽極接合法により接合しており、又、該水晶板の他方の主面側の該接合膜に、該水晶板に対向する面に第２の凹部が形成されている第２の容器体の、該第２の凹部の開口部を囲繞する側壁部頂面を陽極接合法により接合していることで、水晶振動板を内包した該第１の凹部及び該第２の凹部で形成された空間が気密封止されている水晶振動子において、
矩形状の水晶振動板と、該水晶振動板の側面全周を囲繞する帯状の枠体と、該水晶振動板の一方の短辺の両角部と枠体とを接続する橋梁部とから構成される水晶板の該枠体表面に該接合膜が形成されており、該接合膜を形成する材質がアルミニウム合金であることを特徴とする水晶振動子。
該アルミニウム合金がアルミニウムに銅を含有させたものであることを特徴とする請求項１記載の水晶振動子。
該アルミニウム合金に含有している銅の量が、０．４重量％〜０．６重量％であることを特徴とする請求項２記載の水晶振動子。