JP2007036896A - 圧電部品用容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧電振動子、圧電発振器、弾性表面波素子、センサ素子、半導体素子などの圧電部品、圧電部品を収納する密閉構造を持った安価な樹脂成形の圧電部品容器で、特に封止部分の密着効率を高めた封止構造を目的とする。
【解決手段】 課題を解決するために本発明は、樹脂材料から成る凹部開口形状を持つ容器に、樹脂材料から成る蓋体により被うことで密閉構造を実現する圧電部品用容器において、前記開口部と前記蓋体とは超音波振動により接合されている圧電部品用容器の接合である。そして本発明においては、樹脂材料の容器と樹脂材料の蓋体とが直接接合されていることにより課題を解決する。
【選択図】 図１

Description

圧電振動子、圧電発振器、弾性表面波素子、センサ素子、半導体素子などの圧電部品、圧電部品を収納する密閉構造を持った安価な樹脂成形の圧電部品容器で、特に封止部分の密着効率を高めた樹脂封止構造の容器に関する。

昨今の電子機器の高機能、高精度化、小型化、軽量化に伴い、これらの電子機器に搭載する圧電部品にも同様の課題が要求されてきている。例えば圧電部品の容器構造をとってみても、従来の金属容器に代わり、セラミック材料を用いたものへの展開で前述する要求課題の改善に取り組んできている現状にある。

最近の圧電部品容器はセラミック材料を用いて気密容器を構成するのが主流で、セラミック材料を積層しコバール金属フタにニッケルメッキ処理を施したもをシーム溶接やレーザ光の照射で溶着したものが気密性の観点からみても最も安定しており、一般的な手法で気密容器を構成している。

ところで、前述する昨今の要求課題に加えて部品価格自体の大幅な下落の波が押し寄せている。このため従来に用いられるセラミック容器と金属フタとをシーム溶接で溶着した気密容器では、シーム溶接する溶着部にあたる凹状のセラミック容器にタングステンのメタライズ処理を行い、その上にニッケルメッキ処理し、更にその上に金メッキ処理を行い、金メッキの上にコバールリングを配置し、銀ろう付けによるコバールリングを配置し、金属フタと接する面にもニッケルメッキ処理とその上に金メッキ処理を必要としたのでは、金属フタはコバール材の全面にニッケルメッキ処理を必要とするなど構成材料費用が掛かり容器自体の単価を安価にすることが難しい現状にある。

これに代わり容器自体の材料費用を大幅に低減するために容器材料に樹脂材料を用いたものが考えられる。最近では樹脂材料を使用した容器でも前述する要求課題を満足するだけの形成技術が進み、セラミック容器に代わる圧電部品容器へと変貌している。

特開平１１−３１２８８９号公報 特開２００１−１１９１３１号公報 なお、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。

従来の課題にも記載したように、最近の圧電部品に課せされる課題（高機能、高精度化、小型化、軽量化）に加え、電子機器の低価格に伴い部品単価の値下げ要求も激化し、部品を供給する部品メーカ各社はコストダウンを強いられる情勢下にある。今日まで一般的に使われているセラミック容器は前述する気密容器構造を成すことからコストダウンは難しく、セラミック容器に代わり樹脂容器を用いることで容器自体のコストダウンは大幅に実現することができる。

しかしながら、樹脂材料で圧電部品容器を形成すると、その成形過程で金型成形機を用いることから、少なくとも成形工程で離型剤を用いたり、あるいは樹脂材料の中に離型剤成分を混入することにより、成形工程がなされている。

本発明では、樹脂材料による圧電部品容器を主題とすることから、従来の容器であるセラミック容器と金属フタとの組合せと同等の気密環境を得るために、樹脂容器に樹脂でできた蓋体との組合せを考えた場合、樹脂材料の圧電部品容器の成形時の離型剤は、樹脂成形時には必要不可欠ではあるものの、樹脂容器と樹脂のフタとの接合に対しては、離型剤の皮膜の存在が気密性や、樹脂容器とフタとの接合強度を低下させてしまうという課題が挙げられる。

そのため、樹脂材料の容器と蓋体とを直接接合することは難しく、樹脂容器では十分な気密性を確保できないために、容器と蓋体との間に金属材料などを介在させ間接的に気密環境を作り、金属材料の上から更に被うように樹脂の蓋体を配置することで気密性を確保しなけばならいなという課題がある。

以上のような課題を解決するために本発明は、樹脂材料から成る凹部開口形状を持つ容器に、樹脂材料から成る蓋体により被うことで密閉構造を実現する圧電部品用容器において、前記開口部と前記蓋体とは超音波振動による熱、圧力、振動の３要素により接合されている圧電部品用容器である。そして本発明においては、樹脂材料の容器と樹脂材料の蓋体とが直接接合されていることを特徴とする圧電部品用容器である。

上述する接合により圧電振動子、圧電発振器などの圧電部品を収納する密閉構造を持った安価な圧電部品容器を提供するものであり、特に樹脂材料同士の容器とフタとの接合強度を向上し、封止での気密性と接合強度を改善するものである。

要するに本発明は、樹脂容器と樹脂を成形したフタあるいは、液状の樹脂材料をフタ部として密閉構造にする圧電部品容器における、樹脂同士の接合、食いつき具合を改善し、気密性と接合強度を向上するとで課題を解決する。

以上のように本発明の圧電部品用容器により、樹脂材料による容器部品、フタ部品との接合（封止）時の接合面を粗す効果と作用により、接合時の気密性と接合強度を向上し、封止工程の歩留まり改善と作業工数の低減により、品質改善と工程費の削減を実現する。また、一度に複数の容器を接合処理できることから、製造工程における作業効率の改善も実現する。

以下、添付図面に従ってこの発明の実施例を説明する。なお、各図において同一の符号は同様の対象を示すものとする。図１は本発明の圧電部品容器４の概要を説明する斜視図である。図１は圧電部品容器３を構成する容器１と蓋体２を中心として容器の構成を説明したもので、収納部品は図示していない。

図１の圧電部品容器３は、容器部１の内部に凹部を有しており、後述する蓋体と接合し密閉することで、容器に中空構造を持った圧電部品容器３を実現する。従って、容器の内部に、水晶振動子、弾性表面波素子、センサ素子あるいは、これらの部品と半導体部品をモジュール化した応用製品を収納することができる。

図２は本発明の圧電部品用容器の接合方法を説明するフロー図である。容器１と蓋体２とは共に一例として熱硬化性樹脂からできていて、容器１に蓋体２を載せる格好で封止の準備を行う。その後、容器側の開口部と蓋体とは超音波振動による熱、圧力、振動の３要素により接合することで圧電部品用容器を接合するものである。このとき、樹脂材料の容器と樹脂材料の蓋体とが直接接合されていることを特徴とする。

図３は図２のフローで、接合時の様子を概念図として描画した図である。容器１と蓋体２と方向、則ち紙面では上下方向から圧力を加えながら、同時に約微細振幅の振動で発生する熱とにより直接接合するものである。接合に要する時間は僅か数秒あるいは瞬時で、容器１と蓋体２の間には金属材料などを介すこと無く接合を実現するものである。

以上のように、本発明では樹脂材料により成形した容器１、蓋体２での樹脂容器１と樹脂のフタ部２との接合に対する樹脂材料表面の離型剤の皮膜の存在や、金属材料を介すること無く気密性を高めた樹脂容器を得るものであるが、図４に示すように、容器１と蓋体２との接触する部分、則ち接合面を事前に樹脂成形時に凸を設ける（図４（ａ））か、既存状態にサンドブラストなどにより表面粗し（図４（ｂ））処理することにより更に気密性や接合強度を向上することができる。

なお、本発明では樹脂成形時に凸処理をしたものや、サンドブラストにより表面粗しを実現しているが、樹脂表面をヤスリで研削したり、薬品で浸食する他の手法であっても同様の効果を奏することは言うまでなく、前述する容器の樹脂材料についても熱可塑性であっても構わない。

本発明の圧電部品容器の概念図を示す斜視図である。 本発明の封止工程を説明するフロー図である。 本発明の封止状態を描画する概念図である。 本発明の接合部の形状を示す概念図である。

符号の説明

１ 容器部品
２ 蓋体（フタ部）
３ 圧電部品容器

Claims (2)

1. 樹脂材料から成る凹部開口形状を持つ容器に、樹脂材料から成る蓋体により被うことで密閉構造を実現する圧電部品用容器において、
   前記開口部と前記蓋体とは超音波振動により接合し、前記樹脂材料の容器と樹脂材料の蓋体とが直接接合されていることを特徴とする圧電部品用容器。
2. 請求項１記載の容器あるいは蓋体の接合面には凸、または表面粗しを施してあることを特徴とする圧電部品用容器。
   

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