JP2007274508A - 圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【目的】文字の視認を確実にして、Ｎi膜の厚みを小さくしてスプラッシュを防止した圧電デバイスを提供する。
【構成】主成分をＦeとした母体にＮi膜を形成した金属カバー８が少なくとも圧電片を保持した容器本体に抵抗溶接によって接合され、前記金属カバー８にはレーザによる穴７を点とした点線から文字が形成された圧電デバイスにおいて、前記点線は前記文字の筆順方向のみならず、前記筆順方向に対する幅方向にも複数の点を有して線幅を太くし、例えば前記金属カバーはフランジを有する凹状として、前記容器本体は前記圧電片と電気的に接続する一対の気密端子及び外周にフランジを有する金属ベースとし、前記金属カバーと前記金属ベースとの前記フランジを抵抗溶接によって接合した構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は金属カバーを有する圧電デバイスを技術分野として、特に金属カバーに対するレーザの印字に関する。

（発明の背景）
圧電デバイス例えば水晶振動子は周波数や時間の基準源として発振回路に組み込まれ、通信機器を含む各種の電子機器に不可欠部品として内蔵される。通常では、水晶片を密閉封入する金属カバーに周波数や製造元等が印字（表示）され、近年では生産性の点からレーザが用いられている。

（従来技術の一例）
第３図は一従来例を説明する図で、同図（ａ）は水晶振動子の断面図、同図（ｂ）は上面図、同図（ｃ）は文字の拡大図である。

水晶振動子は容器本体としての金属ベース１に水晶片２を保持し、金属カバー８を被せて密閉封入してなる。金属ベース１はサポート部３ａを有する一対の気密端子３が貫通してなり、外周にフランジを有する。フランジには溶接用の図示しない周回する環状突起を有する。符号４はガラスである。

水晶片２は両主面に励振電極５ａを有する。励振電極５ａからは両端側に引出電極５ｂが延出し、導電性接着剤６によって気密端子３のサポート部３ａに固着される。これにより、水晶片２は金属ベース１上に保持される。

金属カバー８は凹状としてフランジを有し、母材をＦe（鉄）として両主面（内周面及び外周面）にＮi膜を有する。Ｎi膜は電界メッキや無電界メッキによって、例えば厚みを５μｍとして形成される。そして、金属カバー８と金属ベース１とのフランジが抵抗溶接によって接合され、水晶片２を密閉封入する。そして、金属カバー８にはレーザによって例えば周波数や製造元及び不図示のロット番号が印字される。

四角で示す周波数は一般に算用数字が、製造元は略称としてのアルファベットからなる記号（ここではＮＤＫ）が印字される。なお、図では周波数は単位（ＭＨｚ）が示されているが、小型化に伴い省略される。そして、これらの印字は、各文字の筆順方向に沿ってレーザを順次に照射し、これによる穴７を点とした一本の点線によって形成される。

この場合、数字の４を例示したように、点となる穴７を比較的大きく例えば直径を６０μｍとして線幅を太くし、印字された文字の視認度を高める。なお、ここでの文字の筆順は任意である。なお、Ｎi膜はスパッタや蒸着によっても形成できるが、付着力が弱いのでメッキが採用される。

（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の水晶振動子では、金属カバー８に対する印字（文字）が視認されやすくするため、点となる穴７を大きくし、線幅を太くすることに起因して次の問題があった。

すなわち、穴（点）７の直径を大きくするにはレーザの出力レベルを高くするので、穴７の深さ（深度）も大きくなる。この場合、第４図（一部断面図）に示したように、符号Ｐで示すレーザによって、穴７がＮi膜層（約５μｍ）を突き抜けて母材であるＦeまでに到達する。そして、Ｆeが表面に露出する。したがって、母材のＦeは酸化等によって錆やすいため、経年変化を経て致命的欠陥となる気密漏れを生ずる問題があった。

そこで、Ｎi膜の厚みを大きくして母材（Ｆe）への穴７の到達を防止することが考えられた。しかし、この場合は、金属カバー８の両主面のいずれにも厚みの大きいＮi膜を有する。したがって、金属カバー８のフランジを金属ベース１の環状突起に抵抗溶接によって接合する際の金属屑、即ちＮi膜の溶融時に生じて飛散する金属屑（Ｎi屑）の量が多くなる問題があった（所謂スプラッシュ）。

なお、スプラッシュによる金属屑が水晶片２に付着すると振動特性を損ない、例えば周波数変動やクリスタルインピーダンスの増加、さらには質量負荷が過重となって振動自体が停止する。また、電解液中へ金属カバー８を投入してメッキするので、両主面にＮi膜が形成される。

このことから、インクを使用した捺印による一般的な表示も考えられたが、この場合はインクの乾燥等が必要で、レーザを使用した印字と比較して作業性が悪化する。また、レーザの出力レベルを小さくして穴７を小さくすればよいが、この場合は文字の線が細くなって視認を困難にする。

（発明の目的）
本発明は文字の視認を確実にして、Ｎi膜の厚みを小さくしてスプラッシュを防止した圧電デバイスを提供することを目的とする。

本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、主成分をＦeとした母体にＮi膜を形成した金属カバーが、少なくとも圧電片を保持した容器本体に抵抗溶接によって接合され、前記金属カバーにはレーザによる穴を点とした点線から文字が形成された圧電デバイスにおいて、前記点線は前記文字の筆順方向のみならず、前記筆順方向に対する幅方向にも複数の点を有して線幅を太くする構成とする。

このような構成であれば、印字される文字の線幅を太くするので、文字の視認を確実にする。また、線幅は複数の点によって太くするので、複数の点に対応したレーザによる穴の一つひとつは小さくできる。したがって、レーザの出力レベルは低レベルでもよく、穴の深さも小さくできる。

これにより、Ｎi膜の厚みを大きくすることなく、レーザによる穴が母材（Ｆe）にまで到達することなく、母材を露出させることがない。したがって、錆等を発生することもなく、経年変化による気密封止の漏れを防止できる。そして、Ｎi膜の厚みが小さいことによって、抵抗溶接時のスプラッシュによる問題も抑止できる。

（実施態様項）
本発明の請求項２に示したように、前記金属カバーはフランジを有する凹状として、前記容器本体は前記水晶片と電気的に接続する一対の気密端子及び外周にフランジを有する金属ベースとし、前記金属カバーと前記金属ベースとの前記フランジを抵抗溶接によって接合する。これにより、本発明による金属カバー及び金属ベースの一例を具体的にする。

第１図は本発明の一実施形態を説明する水晶振動子の金属カバーに印字される文字の一例を示す拡大図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。

水晶振動子は、前述したように一対の気密端子３のサポート部３ａに水晶片２を固着して金属ベース１上に保持し、電界又は無電界メッキによるＮi膜が母材（Ｆe）の両主面に形成された金属カバー８を膜抵抗溶接によって接合してなる（前第３図参照）。

そして、金属カバー８には周波数や製造元を表示する文字がレーザによる穴７によって点線として形成される。ここでの点線よる各文字（印字）は、各文字の筆順方向に対する幅方向にも複数の点としての穴７が設けられる。これにより、各文字の線幅を太くする。

数字の４を例にすると、筆順に沿って例えば二列の４を形成する。各穴７の直径３０μｍとして従来例（６０μｍ）の１／２とし、線幅をほぼ同等とする。そして、４の垂直部と水平部との交差箇所は、垂直部と水平部とを重畳させず、この例では垂直部を上下に分割する。これにより、交差箇所での穴７が二重にならず、穴７の深さを小さく維持する。４以外の８や、数字以外のＱやＸ及び漢字やかな等の文字であっても同様である。

このような構成であれば、レーザによる各穴７を小さくするので、穴７の深度も例えば３μｍ程度に浅くなる。これにより、第２図（一部断面図）に示したように、Ｎi膜層を厚くしなくとも、穴７が母材（Ｆe）に到達することなく、Ｎi膜の厚み内に穴７を形成できる。したがって、母材であるＦeが露出しないので、経年変化による錆を防止して気密漏れを防止できる。

そして、Ｎｉ膜の厚み（５μｍ）を従来同様として小さくしたままなので、抵抗溶接時のスプラッシュによる問題発生も抑止できる。また、前述のように各文字の筆順方向に対する幅方向即ち線幅方向にも２個の点を設けるので、穴７の線幅を太くできる。したがって、文字の視認を確実にする。

（他の事項）
上記実施形態では容器本体は金属ベースとしたが、例えば表面実装用と知られる開口端面に金属リング等を有する凹状のセラミックとし、シーム溶接によって接合された金属カバーに印字する場合でも同様に適用できる。この場合、平板状の金属カバーは母材をＦeを主成分としてコバルト等が混入されるのでＮｉ膜が破られても母材は錆にくいものの、同様の効果を期待できる。

また、圧電デバイスは水晶振動子としたが、これに限らず例えばフィルタとする場合や、容器本体内に例えは発振回路を形成するＩＣチップ等を収容して水晶発振器とした場合であっても、同様に適用できる。要は、シーム溶接を含んで抵抗溶接によって接合される金属カバーに印字する場合には基本的に適用できる。

本発明の一実施形態を説明する水晶振動子の金属カバーに印字される文字の一例を示す拡大図である。 本発明の一実施形態の作用を説明する金属カバーの一部断面である。 一従来例を説明する図で、同図（ａ）は水晶振動子の断面図、同図（ｂ）は上面図、同図（ｃ）は文字の拡大図である。 一従来例の問題点を説明する金属カバーの一部断面図である。

符号の説明

１ 金属ベース（容器本体）、２ 水晶片、３ 気密端子、３ａ サポート部、４ ガラス、５ａ 励振電極、５ｂ 引出電極、６ 導電性接着剤、７ 穴、８ 金属カバー。

Claims (2)

1. 主成分をＦeとした母体にＮi膜を形成した金属カバーが少なくとも圧電片を保持した容器本体に抵抗溶接によって接合され、前記金属カバーにはレーザによる穴を点とした点線から文字が形成された圧電デバイスにおいて、前記点線は前記文字の筆順方向のみならず、前記筆順方向に対する幅方向にも複数の点を有して線幅を太くしたことを特徴とする水晶デバイス。
2. 前記金属カバーはフランジを有する凹状として、前記容器本体は前記圧電片と電気的に接続する一対の気密端子及び外周にフランジを有する金属ベースとし、前記金属カバーと前記金属ベースとの前記フランジを抵抗溶接によって接合した請求項の圧電デバイス。