JP2010093544A - 表面実装用の水晶振動子 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接用ロー材の凹状容器本体への流入を防止し、振動特性を良好に維持する表面実装振動子を提供する。
【解決手段】底壁１ａ及び枠壁１ｂからなる凹状とした容器本体１に水晶片２を収容し、容器本体１の開口端面に金属膜３を設け、溶接用ロー材４を用いたシーム溶接によって容器本体１と金属カバー５とを接合し、水晶片２を密閉封入した表面実装用の水晶振動子において、金属膜３が前記容器本体１における開口端面の内周及び外周から離間して設けられた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は表面実装用の水晶振動子（以下、表面実装振動子とする）を技術分野とし、特にシーム溶接によって封止した表面実装振動子に関する。

（発明の背景）
表面実装振動子は小型・軽量であることから、特に携帯型の電子機器に周波数や時間の基準源として広く採用される。近年では、情報化社会に応じて表面実装振動子の消費量も多く、生産性が求められている。このようなものの一つに、凹状とした容器本体に水晶片を収容し、開口端面に封止用金属リングを設置してパラレルシーム溶接により封止したものがある。しかし、この方法は封止用金属リングを要して表面実装振動子の小型化（低背化）が妨げられるため、封止用金属リングに代えて溶接用ロー材を用いたパラレルシーム溶接（所謂ダイレクトシーム）が提案されている（特許文献１）。
（従来技術の一例）

第３図は一従来例を説明する表面実装振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図、同図（ｃ）は底面図である。なお、説明の便宜上、断面図の封止部における金属膜等の厚みは誇張して描かれている。

表面実装振動子は、底壁１ａ及び枠壁１ｂを有して凹状とした容器本体１に水晶片２を収容する。容器本体１は積層セラミックからなり、開口端面（枠壁上面）に金属膜３を有する。金属膜３は、下地としての印刷による第一層のＷ（タングステン）膜３ａ及びメッキによる第二層のＮｉ（ニッケル）膜３ｂ、第三層のＡｕ（金）膜３ｃを積層してなる。

この場合、金属膜３は容器本体１の開口端面の内周に一致し、外周から離間して形成される。そして、溶接用ロー材としての例えばＡｇロー（銀ロー）４を用いたパラレルシーム溶接によって、容器本体１の開口端面（枠壁上面）に金属カバー５を接合し、水晶片２を密閉封入してなる。

水晶片２は例えばＡＴカットからなり、第４図に示したように、両主面の励振電極６ａから例えば一端部両側に引出電極６ｂを延出する。そして、引出電極６ｂの延出した一端部両側が導電性接着剤７によって底壁１ａの内底面に設けた水晶端子８に固着される。これにより、水晶片２は、水晶端子８と電気的・機械的に接続する。

水晶端子８は、底壁1の角部に設けた電極貫通孔（所謂スルーホール）９ａを含む導電路１０によって、外底面の一組の対角部に設けた実装端子１１ａと電気的に接続する。なお、外底面の他組に設けた実装端子１１ｂは枠壁１ｂに設けた電極貫通孔９ｂを含む導電路１０によって枠壁上面の金属膜３に電気的に接続し、金属カバー５をアース電位に接地する。そして、これらの水晶端子８、導電路１０及び実装端子１１も金属膜３と同様に三層構造となる。

このようなものでは、第５図に示すように、先ず、セラミックからなる底壁１ａ及び枠壁１ｂの集合体としてのシート状底壁１Ａ及び枠壁１Ｂを積層する。シート状底壁１Ａ及び枠壁１Ｂには電極貫通孔９（ａｂ）となる図示しない貫通孔が予め設けられる。また、シート状枠壁１Ｂには縦横となる分割線Ｘ−Ｘ、Ｙ−Ｙとしての図示しないＶ字溝が設けられる。

そして、シート状底壁１Ａには水晶端子８、導電路１０及び実装端子１１の、また、シート状枠壁１Ｂには金属膜３の一層目（Ｗ）が印刷によって形成される。そして、印刷時のＷが各貫通孔に流入して電極貫通孔９（ａｂ）を形成する。この場合、分割線としてのＶ字溝を含んで各容器本体１の間にはＷは印刷せず、セラミック生地を露出する。

次に、シート状底壁１Ａとシート状枠壁１Ｂとを積層後に焼成し、表面に露出したＷ膜３ａに電解メッキ又は無電解メッキによって、Ｎｉ膜３ｂ及びＡｕ膜３ｃを順次に積層する。次に、Ｗ膜３ａ及びＮｉ膜３ｂ及びＡｕ膜３ｃからなる金属膜３の表面にＡｇロー４を塗布し、Ｖ字溝に沿って個々の容器本体１に分割する。最後に、容器本体１に水晶片２を収容し、パラレルシーム溶接により金属カバー５を接合する。これにより、水晶片２を密閉封入した表面実装振動子を形成する。

または、Ｗ膜３ａ及びＮｉ膜３ｂ及びＡｕ膜３ｃからなる金属膜３上にＡｇロー４を塗布する前に、Ｖ字溝に沿って予め個々の容器本体１に分割する。そして、外周にＡｇロー４が塗布された金属カバー５を、水晶片２を収容した容器本体１の開口端面に当接してパラレルシーム溶接する。これにより前述同様に表面実装振動子を形成する。

これらの場合、分割線となるＶ字溝には金属膜３が形成されないので、シート状からの個々の容器本体１への分割を容易にする。特に、Ａｇロー４を金属膜３に塗布した後に分割する場合は、Ｖ字溝（分割線上）にはＡｇロー４が流入しないので、分割を容易にする。なお、金属カバー５は母材を熱膨張係数が容器本体（セラミック）に接近したコバールとして、腐食防止用のＮｉメッキとする。
２００３−８６７２３号公報

（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の表面実装振動子では、容器本体1の金属膜３が開口端面の内周端に一致して形成される。したがって、容器本体1の開口端面にＡｇロー４を塗布する際又はパラレルシーム溶接する際、Ａｇロー４が容器本体内に流入する。そして、水晶端子８に付着して電気的短絡を生ずる。さらには、パラレルシーム溶接の際に流入したＡｇロー４が導電性接着剤７や水晶片２に付着し、振動特性に影響を及ぼす問題があった。これらは、表面実装振動子が小型化例えば平面外形が２．０×１．６ｍｍ、厚みが０．５ｍｍ以下となって、容器本体1の内積に対する水晶片２が相対的に大きくなるほど問題が顕著になる。

（発明の目的）
本発明は、溶接用ロー材の凹状とした容器本体内への流入を防止し、振動特性を良好に維持した表面実装振動子の提供を目的とする。

本発明は、請求項１に示したように、底壁及び枠壁からなる凹状とした容器本体に水晶片を収容し、前記容器本体の開口端面に金属膜を設け、溶接用ロー材を用いたシーム溶接によって前記容器本体と金属カバーとを接合し、前記水晶片を密閉封入した表面実装用の水晶振動子において、前記金属膜は前記容器本体における開口端面の内周及び外周から離間して設けられた構成とする。

このような構成であれば、容器本体の金属膜は開口端面の内周から離間して形成されるので、シーム溶接時や塗布時に溶融した溶接用ロー材が開口端面から容器本体内に流入することを防止する。したがって、溶接用ロー材が例えば水晶片と電気的に接続する内底面の水晶端子や、水晶片を固着する導電性接着剤、さらには水晶片に付着しない。これにより、表面実装振動子の振動特性を良好に維持できる。また、金属膜は開口端面の外周からも離間するので、シート状とした容器本体から個々の容器本体への分割を容易にする。

（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記溶接用ロー材は前記容器本体における開口端面の金属膜上に予め設けられる。これにより、金属カバーの表裏を判別することなく、シーム溶接できるので作業性を良好にする。なお、金属カバーの一主面に溶接用ロー材を設けた場合は、金属カバーの表裏面を判別する必要があることから作業性を悪化させる。

同請求項３では、請求項１において、前記溶接用ロー材はＡｇロー（銀ロー）からなる。これにより、溶接用ロー材を明確にしてシーム溶接を確実にする。但し、これ以外の例えばＡｕＳｎ等であっても適用できる。

同請求項４では、前記水晶片はＡＴカットからなる。同請求項５では、前記金属膜はＷ（タングステン）を下地として、Ｎｉ（ニッケル）及びＡｕ（金）を順次に積層してなる。同請求項６では、前記金属カバーは母材をコバールとしてＮｉ膜が設けられる。これらにより、本発明の構成をさらに明確にする。

第１図は本発明の一実施形態を説明する表面実装振動子の断面図である。なお、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。

表面実装振動子は、前述したように、底壁１ａと枠壁１ｂとを有して積層セラミックからなる凹状とした容器本体1に水晶片２を収容する。そして、パラレルシーム溶接によって、母材をコバールとしたＮｉメッキの金属カバー５を接合し、ＡＴカットの水晶片２を密閉封入してなる。ここでは、容器本体1の金属膜３は開口端面（枠壁上面）の外周のみならず、内周からも離間して形成される。

例えば第２図に示すように、前述同様、シート状枠壁１Ｂに縦横となる分割線Ｘ−Ｘ、Ｙ−Ｙに図示しないＶ字溝を形成する。そして、容器本体１の外周となるＶ字溝の先端（分割線）から離間して、さらに、ここでは、容器本体1における開口端面の内周から離間して、枠壁上面に第一層のＷ膜３ａを印刷によって形成する。

次に、シート状底壁１Ａとシート状枠壁１Ｂとを積層して焼成した後、第二層のＮｉ膜３ｂ及び第三層のＡｕ膜３ｃを順次にメッキする。この場合、Ｎｉ膜３ｂ及びＡｕ膜３ｃはＷ膜３ａ上にメッキされるので、金属膜３はＶ字溝や容器本体1の開口端面の内周から離間して形成される。

次に、Ｗ膜３ａ及びＮｉ膜３ｂ、Ａｕ膜３ｃからなる金属膜３上に溶接用ロー材としてのＡｇロー４を溶融によって塗布する。そして、分割線（Ｖ字溝）に沿って個々の容器本体１に分割する。最後に、水晶片２を容器本体１に収容し、パラレルシーム溶接によって金属カバー５を接合する。

このような構成であれば、発明の効果の欄でも記載したように、容器本体1の金属膜３は開口端面の内周から離間して形成される。したがって、シーム溶接時や塗布時に溶融したＡｇロー４が開口端面から容器本体内に流入することを防止する。これにより、Ａｇロー４が例えば水晶片２と電気的に接続する内底面の水晶端子６や、水晶片２を固着する導電性接着剤７、さらには水晶片２に付着しないので、表面実装振動子の振動特性を良好に維持できる。

また、金属膜３は開口端面の外周からも離間するので、従来例同様にシート状とした容器本体１からの分割を容易にする。そして、Ａｇロー４は容器本体１における開口端面の金属膜３上に予め設けられる。したがって、金属カバー５の表裏を判別することなく、シーム溶接できるので作業性を良好にする。

（他の事項）
上記実施形態では表面実装振動子を例示したが、これに限らず、ＩＣチップ及び水晶片を収容して密封された表面実装発振器においても適用できることは勿論である。

本発明の一実施形態を説明する表面実装振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図である。 本発明の一実施形態を説明する、枠壁の集合体としてのシート状枠壁をシート状底壁に積層した平面図である。 従来例を説明する表面実装振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は平面図、同図（ｃ）は底面図である。 従来例を説明する水晶片の平面図である。 従来例を説明する枠壁の集合体としてのシート状枠壁をシート状底壁に積層した平面図である。

符号の説明

１ 容器本体、１ａ 底壁、１Ａ シート状底壁、１ｂ 枠壁、１Ｂ シート状枠壁、２ 水晶片、３ 金属膜、３ａ Ｗ膜、３ｂ Ｎｉ膜、３ｃ Ａｕ膜、４ 溶接用ロー材（例えばＡｇロー）、５ 金属カバー、６ａ 励振電極、６ｂ 引出電極、７ 導電性接着剤、８ 水晶端子、９ 電極貫通孔、１０ 導電路、１１ 実装端子。

Claims (6)

1. 底壁及び枠壁からなる凹状とした容器本体に水晶片を収容し、前記容器本体の開口端面に金属膜を設けて、溶接用ロー材を用いたシーム溶接によって前記容器本体と金属カバーとを接合し、前記水晶片を密閉封入した表面実装用の水晶振動子において、前記金属膜は前記容器本体における開口端面の内周及び外周から離間して設けられたことを特徴とする表面実装用の水晶振動子。
2. 前記溶接用ロー材は前記容器本体における開口端面の金属膜上に予め設けられた請求項１に記載する表面実装用の水晶振動子。
3. 前記溶接用ロー材はＡｇロー（銀ロー）からなる請求項１に記載した表面実装用の水晶振動子。
4. 前記水晶片はＡＴカットからなる請求項１に記載した表面実装用の水晶振動子。
5. 前記金属膜はＷ（タングステン）を下地として、Ｎｉ（ニッケル）及びＡｕ（金）を順次に積層してなる請求項１に記載した表面実装用の水晶振動子。
6. 前記金属カバーは母材をコバールとしてＮｉ膜が設けられた請求項１に記載する表面実装用の水晶振動子。