JP2015128276A - 表面実装水晶振動子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セラミックシートと金属リッドとが金属材料により封着する構成の場合に、金属リッドの外側から金属リッド内部の水晶振動素子に対するノイズを除去し、気密性を向上させて電気的特性を向上させることができる表面実装水晶振動子及びその製造方法を提供する。【解決手段】セラミック基板１の表面で水晶片を保持する保持端子２と基板１の裏面に形成された信号線端子６ｂとが基板１内に形成された信号線用貫通ビア８ｂで接続され、金属カバー５が接触する部分に形成された金属層７と基板１の裏面に形成されたグランド端子６ａとが基板１内に形成されたグランド用貫通ビア８ａで接続される。【選択図】図６

Description

本発明は、表面実装水晶振動子に係り、特に、金属カバー内部の水晶振動子に対して外部からのノイズを除去できる表面実装水晶振動子及びその製造方法に関する。

［従来の技術］
従来の水晶振動子は、売価の低下が著しく、原価低減として単層のセラミックシートを用いた水晶振動子などが量産されている。
しかしながら、金属カバー（リッド）とセラミック基板（ベース）との封着には樹脂が使用されているため、エージングによる電気的特性の劣化が見られる。

高気密の封着には、ガラス若しくは金属が用いられるが、セラミックシートの場合、リッドの位置決めとブレイク時の応力を考慮すると、ガラスを使用するのは適正ではない。
そこで、セラミックシートと金属リッドを金属材料にて封着する構成を採用することが適正と考えられる。

［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２０１１−１５５１７２号公報「電子装置、および、電子装置の製造方法」（セイコーエプソン株式会社）［特許文献１］、特開２０１３−１４０８７６号公報「電子デバイスの製造方法、電子デバイス、圧電発振器、及び電子機器」（セイコーエプソン株式会社）［特許文献２］、特許第３５４１６８２号公報「圧電振動子」（セイコーエプソン株式会社）［特許文献３］がある。

特許文献１には、電子デバイスにおいて、セラミックベースと金属リッドの接合を、金属を用いてろう付けすることが示されている。
特許文献２には、電子装置において、セラミックベースと金属リッドの接合を、金属を用いてレーザで溶接することが示されている。
特許文献３には、圧電素子において、セラミックベースと金属リッドの接合を、金属を用いてレーザ又は電子ビームで金又は銀の封止材を溶かすことが示されている。

特開２０１１−１５５１７２号公報 特開２０１３−１４０８７６号公報 特許第３５４１６８２号公報

しかしながら、上記従来の水晶振動子では、セラミックシートと金属リッドを金属材料で封着する場合に、金属リッドの外部からのノイズが内部の水晶振動素子に影響を及ぼさないようにすることが十分配慮されていないという問題点があった。

また、特許文献１〜３には、金属カバーの外部からのノイズを内部の水晶振動素子に影響しないようにする配慮は記載されていない。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、セラミックシートと金属リッドとが金属材料により封着する構成の場合に、金属リッドの外側から金属リッド内部の水晶振動素子に対するノイズを除去し、気密性を向上させて電気的特性を向上させることができる表面実装水晶振動子及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、セラミック基板と、基板上で水晶振動素子を保持する保持端子と、水晶振動素子を覆うように形成される金属カバーとを有する表面実装水晶振動子であって、基板の裏面には、信号線端子と、グランド端子とが形成され、基板の表面で、金属カバーが接触する部分に基板と金属カバーを接合する金属層が形成され、保持端子と信号線端子とが基板内に形成された第１の貫通ビアで接続され、金属層とグランド端子とが基板内に形成された第２の貫通ビアで接続されていることを特徴とする。

本発明は、上記表面実装水晶振動子において、第２の貫通ビアの基板表面における接続部は、金属層の角部又は当該角部近辺で金属層の下に形成されることを特徴とする。

本発明は、セラミック基板と、基板上で水晶振動素子を保持する保持端子と、水晶振動素子を覆うように形成される金属カバーとを有する表面実装水晶振動子であって、基板の裏面には、信号線端子と、グランド端子とが形成され、基板の表面で、金属カバーが接触する部分に基板と金属カバーを接合する金属層が形成され、保持端子と信号線端子とが基板内に形成された第１の貫通ビアで接続され、金属層とグランド端子とが基板の角部で側面に形成されたスルー端子により接続されていることを特徴とする。

本発明は、上記表面実装水晶振動子において、スルー端子の基板表面における接続部は、金属層の角部又は当該角部近辺で金属層に接続するよう形成されることを特徴とする。

本発明は、上記表面実装水晶振動子において、水晶振動素子の対向する２辺を保持する両持ちタイプとしたことを特徴とする。

本発明は、上記表面実装水晶振動子において、保持端子は、水晶振動素子の一辺の２箇所を保持する片持ちタイプとしたことを特徴とする。

本発明は、上記表面実装水晶振動子において、水晶振動素子が、矩形型であることを特徴とする。

本発明は、上記表面実装水晶振動子において、水晶振動素子が、音叉型であることを特徴とする。

本発明は、セラミック基板と、基板上で水晶振動素子を保持する保持端子と、水晶振動素子を覆うように形成される金属カバーとを有する表面実装水晶振動子であって、基板の裏面には、信号線端子と、グランド端子とが形成され、基板の表面で、金属カバーが接触する部分に基板と金属カバーを接合する金属層が形成され、保持端子と信号線端子とが基板内に形成された第１の貫通ビアで接続され、金属層とグランド端子とが基板内に形成された第２の貫通ビアで接続され、金属カバーは、金属層との接触面で、仮止め用の溶剤層が形成されていることを特徴とする。

本発明は、上記表面実装水晶振動子において、溶剤層が、金属カバーの金属層の接着面に対して、部分的に形成されていることを特徴とする。

本発明は、上記表面実装水晶振動子において、金属カバーがセラミック基板に搭載され、金属層によって基板に接合された状態で表面全体を覆うように耐熱性樹脂層を形成したことを特徴とする。

本発明は、上記表面実装水晶振動子において、金属カバーがセラミック基板に搭載され、金属層によって基板に接合された状態で金属カバーの表面と側面、金属層の側面を覆うようにメッキ層を形成したことを特徴とする。

本発明は、上記表面実装水晶振動子において、金属カバーがフランジを有する構造としたことを特徴とする。

本発明は、上記表面実装水晶振動子において、金属カバーがフランジを有さないコの字型の構造としたことを特徴とする。

本発明は、表面実装水晶振動子の製造方法であって、セラミック基板の表面と裏面を貫通し、基板の表面と裏面とを電気的に接続する第１の貫通ビアと第２の貫通ビアを形成し、基板の裏面に、第１の貫通ビアに接続する信号線端子と、第２の貫通ビアに接続するグランド端子とを形成し、基板の表面に、第１の貫通ビアに接続する保持端子を形成し、基板の表面に、第２の貫通ビアに接続し、金属カバーが接触する部分に基板と金属カバーを接合する金属層を形成することを特徴とする。

本発明は、上記表面実装水晶振動子の製造方法において、第２の貫通ビアの基板表面における接続部は、金属層の角部又は当該角部近辺で金属層の下に形成されることを特徴とする。

本発明は、表面実装水晶振動子の製造方法であって、セラミック基板の表面と裏面を貫通し、基板の表面と裏面とを電気的に接続する第１の貫通ビアと第２の貫通ビアを形成し、基板の裏面に、第１の貫通ビアに接続する信号線端子と、第２の貫通ビアに接続するグランド端子とを形成し、基板の表面に、第１の貫通ビアに接続する保持端子を形成し、基板の表面に、第２の貫通ビアに接続し、金属カバーが接触する部分に基板と金属カバーを接合する金属層を形成し、保持端子に水晶振動素子を搭載し、接触面には溶剤層が形成された金属カバーを、水晶振動素子を覆って金属層に溶剤層が接触するよう設置して、金属カバーを金属層に仮止めし、金属カバーを基板に封止することを特徴とする。

本発明は、上記表面実装水晶振動子の製造方法において、溶剤層が、金属カバーの金属層の接着面に対して、部分的に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、基板の裏面には、信号線端子と、グランド端子とが形成され、基板の表面で、金属カバーが接触する部分に基板と金属カバーを接合する金属層が形成され、保持端子と信号線端子とが基板内に形成された第１の貫通ビアで接続され、金属層とグランド端子とが基板内に形成された第２の貫通ビアで接続されている表面実装水晶振動子としているので、セラミックシートと金属カバーとが金属層により封着する構成の場合に、金属カバーの外側から金属カバー内部の水晶振動素子に対するノイズを除去し、気密性を向上させて電気的特性を向上させることができる効果がある。

本振動子の金属カバーを開状態とした斜視図である。 本振動子の断面説明図である。 本振動子の平面説明図である。 図３におけるＡ−Ａ´部分の断面説明図である。 図３におけるＢ−Ｂ´部分の断面説明図である。 図３におけるＣ−Ｃ´部分の断面説明図である。 本振動子の製造方法を示す断面説明図である。 両持ちタイプの平面説明図である。 別の両持ちタイプの平面説明図である。 コの字型の金属リッドを用いた場合の断面説明図である。 音叉型水晶振動子の金属カバーを開状態とした斜視図である。 仮止め前における応用例２の振動子の断面説明図である。 仮止め後における応用例２の振動子の断面説明図である。 封止処理後における応用例２の振動子の断面説明図である。 応用例２における金属カバーの平面説明図である。 応用例３の振動子の断面説明図である。 応用例４の振動子の断面説明図である。

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。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る表面実装水晶振動子は、セラミック基板の表面で水晶片を保持する保持端子と基板の裏面に形成された信号線端子とが基板内に形成された第１の貫通ビアで接続され、金属カバーが接触する部分に形成された金属層と基板裏面に形成されたグランド端子とが基板内に形成された第２の貫通ビアで接続されるようにしているので、金属カバーがクランド端子に接続された状態になり、金属カバーの外側からのノイズが金属カバー内に及ぶのを防止でき、金属カバーとセラミック基板とを金属層で封着しているので、気密性を向上させることができる。

［本振動子：図１、図２、図３］
本発明の実施の形態に係る表面実装水晶振動子（本振動子）について図１、図２、図３を参照しながら説明する。図１は、本振動子の金属カバーを開状態とした斜視図である。図２は、本振動子の断面説明図であり、図３は、本振動子の平面説明図である。尚、図３（ａ）では、特徴部分を分かり易くするために、金属カバー、水晶片等を取り除き、図３（ｂ）では水晶片を搭載した図を描いている。また、図２では、セラミックシートを２層とした実施例を示している。
本振動子は、図１、図２、図３に示すように、セラミック基板１と、保持端子２と、導電接着剤３と、水晶片４と、金属カバー（金属リッド）５と、グランド端子６ａと、信号線端子６ｂ（図５に図示）と、金属層７と、グランド用貫通ビア８ａと、信号線用貫通ビア８ｂとから構成されている。
尚、グランド用貫通ビア８ａが請求項での第２の貫通ビアであり、信号線用貫通ビア８ｂが請求項での第１の貫通ビアである。

［本振動子の各部］
セラミック基板１は、表面に保持端子２、導電性接着剤３を介して水晶片４が搭載され、更に金属カバー５が設けられ、裏面にグランド端子６ａと、信号線端子６ｂが形成され、内部にグランド用貫通ビア８ａと、信号線用貫通ビア８ｂが形成される。
セラミック基板１は、セラミックシートを複数に分割して形成されるもので、シートは、１層、２層、３層のいずれかになる。

保持端子２は、基板１上に金属膜で形成され、信号線用貫通ビア８ｂに接続している。
図３（ｂ）においては、水晶片４を一方の短辺で保持する片持ちタイプを示しており、保持端子２の一方が基板１の短辺で信号用貫通ビア８ｂに接続し、保持端子２の他方が基板１の長辺に沿って反対側の短辺に引き出され、そこで信号用貫通ビア８ｂに接続している。また、水晶片４には、その表裏に励振電極４ａが形成されている。
後述するが、片持ちタイプに限らず、両持ちタイプの水晶振動子に応用してもよい。

導電性接着剤３は、保持端子２に水晶片４を接着するための導電性の接着剤である。
水晶片４は、水晶振動子であって、表面と裏面にそれぞれ電極が形成されており、各電極が異なる保持端子２に導電性接着剤３で接着されている。

金属カバー（金属リッド）５は、搭載された水晶片４を覆うように形成されている。尚、金属リッドは、絞り加工でキャビティ（水晶片４を収容する空間）が作成される。本振動子では、金属リッド５は、セラミック基板１に対してＬ字形状のフランジを有する構造となっている。
リッドも材料は、コバール、洋白、４２アロイ、ＳＵＳ（Special Use Stainless steel）等を用いる。
グランド端子６ａは、基板１の裏面に２箇所形成されている。その２箇所のグランド端子６ａが、グランド用貫通ビア８ａに接続している。
信号線端子６ｂは、基板１の裏面に２箇所形成されている。その２箇所の信号線端子６ｂが信号線用貫通ビア８ｂに接続している。

金属層７は、封止材料として、例えば、金錫（Ａｕ−Ｓｎ）、金ゲルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）、銀ロー、銀錫（Ａｇ−Ｓｎ）等の合金が用いられる。これらの封止材料は、接合する部材よりも融点の低い合金（ろう）を溶かして一種の接着剤として用いるものである。
これら封止材料は、プリフォーム、メッキ、クラッド材、ペーストによって形成される。
封止方法は、レーザ、電子ビームの他に、一括加熱加工、真空リフロー等が用いられる。
また、金属層７をメタライズによって形成してもよい。メタライズとは、セラミック基板１の表面に金属膜を形成して、その後に金属蝋付けして非金属の表面を金属膜化することである。

グランド用貫通ビア８ａは、基板１内にビアホールを形成し、その内側に導体をメッキによって形成したものであり、金属層７とグランド端子６ａを導電体で接続するものである。
従って、グランド端子６ａがグランドレベルに接続するため、グランド端子６ａ、グランド用貫通ビア８ａ、金属層７、金属リッド５は、全てグランドレベルになる。
信号線用貫通ビア８ｂは、基板１内にビアホールを形成し、その内側に導体をメッキによって形成したものであり、保持端子２と信号線端子６ｂを導電体で接続するものである。

［各種断面：図４〜６］
次に、本振動子の各種断面について図４〜６を参照しながら説明する。図４は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ´部分の断面説明図であり、図５は、図３（ａ）におけるＢ−Ｂ´部分の断面説明図であり、図６は、図３（ａ）におけるＣ−Ｃ´部分の断面説明図である。特に、図４〜６は、セラミックシートを２層とした場合の実施例である。

［Ａ−Ａ´部分の断面説明図：図４］
図４では、金属リッド５に接触する金属層７が、基板１においてその下に形成されたグランド用貫通ビア８ａに接続し、グランド用貫通ビア８ａがグランド端子６ａに接続している状態を示している。

［Ｂ−Ｂ´部分の断面説明図：図５］
図５では、保持端子２が、基板１においてその下に形成された信号線用貫通ビア８ｂに接続し、信号線用貫通ビア８ｂが信号線端子６ｂに接続している状態を示している。

［Ｃ−Ｃ´部分の断面説明図：図６］
図６の右側では、金属リッド５に接触する金属層７が、基板１においてその下に形成されたグランド用貫通ビア８ａに接続し、グランド用貫通ビア８ａがグランド端子６ａに接続している状態を示している。
また、図６の左側では、保持端子２が、基板１においてその下に形成された信号線用貫通ビア８ｂに接続し、信号線用貫通ビア８ｂが信号線端子６ｂに接続している状態を示している。

［本振動子の製造方法：図７］
次に、本振動子の製造方法について図７を参照しながら説明する。図７は、本振動子の製造方法を示す断面説明図である。尚、図７の製造方法は、図６の断面説明図を参考にして説明するものである。
図７（ａ）に示すように、基板１内にグランド用貫通ビア８ａと信号線用貫通ビア８ｂが形成される。基板１の裏面に４端子を備える構成であれば、グランド用貫通ビア８ａが２本、信号線用貫通ビア８ｂが２本が形成されることになる。

図７（ｂ）に示すように、基板１の裏面にはグランド端子６ａと信号線端子６ｂが形成され、基板１の表面には保持端子２が形成される。
図７（ｃ）に示すように、基板１の表面で金属リッド５が接触する部分に金属層７を形成する。金属層７は、基板１の内周に帯状で形成される。
金属層７を封止材料とした場合に、プリフォーム、メッキ、クラッド材、ペーストによって形成する。
また、金属層７をメタライズによって形成してもよい。

その後、保持端子２に水晶片４を導電性接着材３で接着して搭載し、金属層７の上に金属リッド５の接触面を位置合わせして設定し、レーザ、電子ビームの他に、一括加熱加工、真空リフロー等によって金属リッド５を基板１に封止する。
封止後に、ブレードダイシング、レーザダイシング、セラミックシートに形成されたスクライブライン（ブレイクライン）に沿ってブレイクする等の分割処理を行い、個別の表面実装水晶振動子を得る。

［封止工法］
封止工法として、セラミックシートに複数の水晶片４が搭載された状態で、水晶片４が下側に向くように設定し、複数の金属リッド５を整列パレットに整列させ、パレットとセラミックシートとの位置決めを行い、加熱・加圧を行い一括で封止する。
この場合、セラミックシートと金属リッド５との間に隙間を設けることで、封止処理において発生するアウトガスを外部に放出できる。

［別の封止工法］
また、別の封止工法としては、金属リッド５を１個づつ、水晶片４が搭載されたセラミックシートに仮止めする。仮止めには、超音波、加熱、レーザ等を用いるが、仮止め時に完全に気密されると内部ガスが放出されないことになるので、金属リッド５と金属層７との間に若干の隙間を形成しておく。隙間を形成する方法としては、金属層７の厚みを均一にするのではなく、部分的に変更して意図的に隙間を形成する。
レーザによる仮止めは、レーザによって局所加熱して仮固定する。

仮止めの後に、セラミックシートを真空リフローで加熱し、封止材料の金属層７を溶融させて封止を行う。真空リフローの前に、ギ酸リフローを行うことで、封止材料の漏れ性（気密性）を向上させると共に、セルフアライメント性を増加させることができる。
ギ酸リフローは、１５０℃から２００℃程度で還元が可能であるので、封止材料の軟化前に還元させることができる。

［両持ちタイプ：図８］
次に、本発明の実施の形態に係る表面実装水晶振動子について、両持ちタイプの例を説明する。図８は、両持ちタイプの平面説明図である。図８（ａ）では、金属カバーと水晶片を取り除き、図８（ｂ）では、水晶片を搭載した図を描いている。
両持ちタイプは、図８に示すように、セラミック基板１内にグランド用貫通ビア８ａと信号線用貫通ビア８ｂが形成され、信号線用貫通ビア８ｂ上に水晶片４の短辺の一方を保持する保持端子２´と水晶片４の短辺の他方を保持する保持端子２´が形成される。そして、水晶片４には、その表裏に励振電極４ａが形成されている。
また、グランド用貫通ビア８ａ上には、金属層７が形成される。

金属層７は、図３と同様に基板１の内周に帯状に形成される。
また、保持端子２´は、信号線用貫通ビア８ｂに接続する側とは反対側の端部が短辺方向に短く形成されている。これは、金属リッド５の搭載位置がずれたとしても、保持端子２´に金属リッド５が接触するのを防止するためである。

［別の両持ちタイプの平面説明図：図９］
次に、別の両持ちタイプの表面実装水晶振動子について図９を参照しながら説明する。図９は、別の両持ちタイプの平面説明図である。特に、図９（ａ）では、その表面を示し、図９（ｂ）では、その裏面を示している。
図９（ａ）に示すように、別の両持ちタイプは、基板１の四隅にスルーホールが形成され、そのスルーホールの側面（側壁）にスルー端子９が形成されている。

特に、基板１の四隅内の２箇所がグランド用接続端子８ｃに接続し、図９（ｂ）のグランド端子６ａ´にスルー端子９を介して接続している。但し、保持端子２´は、信号線用貫通ビア８ｂを介して裏面の信号線端子６ｂに接続している。
図９の例では、グランド接続を基板１のビアで行うのではなく、基板１の角部のスルー端子９で行うようにしている。この構成が片持ちタイプの表面実装水晶振動子にも適用できる。

［応用例１：図１０］
次に、金属リッドの形状がコの字型のものであっても適用可能である。図１０は、コの字型の金属リッドを用いた場合の断面説明図である。
図１０の場合、金属リッド５´をフランジを有さないコの字型とすることで、図１、図２の金属リッド５がフランジの開口端面を備えた構造と比較して内部空間を広くとることができるので、表面実装水晶振動子の更なる小型化を実現できる効果がある。
尚、金属リッド５´の金属層７に対する接触面を広くするために、水平方向の天板部分の厚みに比べて垂直方向の側壁の厚みを厚くしている。

［音叉型水晶振動子：図１１］
以上、表面実装水晶振動子について説明したが、図１１に示すように、音叉型水晶振動子に適用してもよい。図１１は、音叉型水晶振動子の金属カバーを開状態とした斜視図である。
図１１に示すように、音叉型水晶振動子は、セラミック基板１上に金属層７が形成されると共に保持端子２が形成され、保持端子２上に導電接着剤３を介して音叉型の水晶片（水晶振動素子）４´が搭載されている。
尚、保持端子２は、セラミック基板１の長辺に沿って引き出され、端部で信号線用貫通ビア８ｂに接続し、セラミック基板１の裏面に形成された信号線端子に接続している。

［応用例２（溶剤層）：図１２〜１５］
次に、本発明の実施の形態に係る表面実装水晶振動子の応用例２について図１２〜１４を参照しながら説明する。図１２は、仮止め前における応用例２の振動子の断面説明図であり、図１３は、仮止め後における応用例２の振動子の断面説明図であり、図１４は、封止処理後における応用例２の振動子の断面説明図であり、図１５は、応用例２における金属カバーの平面説明図である。
応用例２の振動子は、図１２〜１４に示すように、本振動子と基本的に同様であり、相違する点は、金属カバー（金属リッド）５において金属層７との接着面に溶剤層１１が形成されている点である。

応用例２の振動子において、溶剤層１１について説明する。応用例２の振動子における、その他の構成は、本振動子と同様であるため、説明を省略する。
溶剤層１１は、粘度の高い有機溶剤を用い、金属リッド５の金属層７との接触面に塗布しておく。

尚、図１５（ａ）に示すように、金属リッド５の金属層７との接触面全体に溶剤層１１を形成してもよいが、図１５（ｂ）に示すように、金属リッド５の金属層７との接触面において部分的に溶剤層１１を形成するようにしてもよい。

応用例２の振動子では、図１２に示すように、金属層７上に、溶剤層１１が接触面に塗布された金属リッド５が搭載されると、図１３に示すように、溶剤層１１が金属層７に仮止めされ、金属リッド５が金属層７に仮固定される。
応用例２の振動子では、真空リフロー等の封止処理により、図１４に示すように、溶剤層１１は揮発し、金属リッド５が金属層７に密着して封止される。

応用例２の振動子において、金属リッド５を金属層７に搭載した状態では、金属リッド５が金属層７に接着していないため、封止処理の際に発生するアウトガスを金属リッド５の外部に放出することができる。
尚、溶剤層１１は、封止処理で揮発するものの、残渣が周辺に少しは残る。

［応用例２の振動子の効果］
応用例２の振動子によれば、セラミック基板１の表面で、金属リッド５が接触する部分に、セラミック基板１と金属リッド５とを接合するための金属層７を形成し、金属リッド５には金属層７との接触面で溶剤層１１が形成され、金属層７に溶剤層１１が接触するよう設置して、金属リッド５を金属層７に仮止めし、金属リッド５をセラミック基板１に金属層７により封止するようにしているので、セラミック基板１と金属リッド５を金属材料で封止する場合に、金属リッド５をセラミック基板１に溶剤層１１で仮固定でき、更に、封止処理によって発生するアウトガスを効果的に完全に放出できる効果がある。
それにより、応用例２の振動子では、金属封止により気密性を実現しつつ、高品質の振動子を実現できる効果がある。

［応用例３：図１６］
次に、本発明の実施の形態に係る表面実装水晶振動子の応用例３について図１６を参照しながら説明する。図１６は、応用例３の振動子の断面説明図である。
応用例３の振動子は、図１６に示すように、本振動子の金属封止後に、表面側全面に耐熱性樹脂をコーティングして耐熱性樹脂層１２を形成したものである。

耐熱性樹脂層１２としては、３５０℃程度まで耐熱性があるポリイミド等を用い、スプレーで塗布する。
スプレーの塗布により、セラミック基板１の表面全体にコンフォーマル（形状適用的）に耐熱性樹脂の樹脂膜（耐熱性樹脂層１２）を形成できる。
耐熱性樹脂層１２の形成は、セラミックシートに保持端子２の金属パターンが形成され、水晶片４等の振動素子が形成されて金属リッド５が搭載され、金属封止が為された後に行われるものである。
耐熱性樹脂層１２の形成後に、セラミックシートをブレイクラインで分離して、個別の振動子に分割される。

本振動子において、金属層７の封止金属（封止材）はは金合金が理想であるが、原価低減のために銀錫等の金以外の材料を使用することがある。この場合、金以外の封止金属の融点が３００℃以下になるので、お客様先でのリフローで封止材の再溶融が懸念される。
例えば、金錫は３００℃では溶融しないが、ハンダ、銀錫は２８０℃程度で溶融する。
これに対してポリイミド等の耐熱性樹脂では、３５０℃までは転移しない。ただし、ガスが発生するが、金属リッド５はセラミック基板１に金属封止されているため、金属リッド５内にガスが入り込むことはない。

［応用例３の効果］
応用例３の振動子によれば、金属リッド５を金属層７で金属封止して、表面全体を耐熱性樹脂層でコーティングして耐熱性樹脂層１２を形成したものとしているので、お客様先でのリフローで封止材の再溶融を防止できる効果がある。

［応用例４：図１７］
次に、本発明の実施の形態に係る表面実装水晶振動子の応用例４について図１７を参照しながら説明する。図１７は、応用例４の振動子の断面説明図である。
応用例４の振動子は、図１７に示すように、本振動子の金属封止後に、金属リッド５と金属層（金属接合部）７を覆うようにメッキしてメッキ層１３を形成したものである。

メッキ層１３は、ニッケル、銅等を使用して、例えば、電解メッキで金属リッド５の表面と側面、金属層７の側面を覆うように形成する。
金以外の材料を金属封止に用いると、お客様先でのリフローで封止材の再溶融が懸念されるが、金属カバー５と金属層７を覆うメッキ層１３を形成することで、封止材が再溶融することがない。

メッキ層１３の形成は、セラミックシートに保持端子２の金属パターンが形成され、水晶片４等の振動素子が形成されて金属リッド５が搭載され、金属封止が為された後に行われるものである。
メッキ層１３の形成後に、セラミックシートをブレイクラインで分離して、個別の振動子に分割される。

［応用例４の効果］
応用例４の振動子によれば、金属リッド５を金属層７で金属封止して、金属リッド５の表面と側面、金属層７の側面を覆うようにメッキ層１３を形成したものとしているので、お客様先でのリフローで封止材の再溶融を防止できる効果がある。

［組合せ］
本振動子及び応用例１〜４について説明したが、これらの実施例を可能な限り任意に組み合わせて表面実装水晶振動子を構成することが可能である。

［実施の形態の効果］
以上説明した表面実装水晶振動子及び音叉型水晶振動子によれば、セラミックシートと金属リッド５，５´とが金属層７により封着する構成の場合に、金属リッド５，５´の外側から金属リッド５，５´の内部の水晶片４に対するノイズを除去し、気密性を向上させて電気的特性を向上させることができる効果がある。

本発明は、セラミックシートと金属リッドとが金属層により封着する構成の場合に、金属リッドの外側から金属リッド内部の水晶振動素子に対するノイズを除去し、気密性を向上させて電気的特性を向上させることができる表面実装水晶振動子及びその製造方法に好適である。

１...セラミック基板、 ２...保持端子、 ３...導電接着剤、 ４...水晶片、 ５...金属カバー（金属リッド）、 ６ａ...グランド端子、 ６ｂ...信号線端子、 ７...金属層、 ８ａ...グランド用貫通ビア、 ８ｂ...信号線用貫通ビア、 ９...スルー端子、 １１...溶剤層、 １２...耐熱性樹脂層、 １３...メッキ層、

Claims (18)

1. セラミック基板と、前記基板上で水晶振動素子を保持する保持端子と、前記水晶振動素子を覆うように形成される金属カバーとを有する表面実装水晶振動子であって、
   前記基板の裏面には、信号線端子と、グランド端子とが形成され、
   前記基板の表面で、前記金属カバーが接触する部分に前記基板と前記金属カバーを接合する金属層が形成され、
   前記保持端子と前記信号線端子とが前記基板内に形成された第１の貫通ビアで接続され、
   前記金属層と前記グランド端子とが前記基板内に形成された第２の貫通ビアで接続されていることを特徴とする表面実装水晶振動子。
2. 第２の貫通ビアの基板表面における接続部は、金属層の角部又は当該角部近辺で前記金属層の下に形成されることを特徴とする請求項１記載の表面実装水晶振動子。
3. セラミック基板と、前記基板上で水晶振動素子を保持する保持端子と、前記水晶振動素子を覆うように形成される金属カバーとを有する表面実装水晶振動子であって、
   前記基板の裏面には、信号線端子と、グランド端子とが形成され、
   前記基板の表面で、前記金属カバーが接触する部分に前記基板と前記金属カバーを接合する金属層が形成され、
   前記保持端子と前記信号線端子とが前記基板内に形成された第１の貫通ビアで接続され、
   前記金属層と前記グランド端子とが前記基板の角部で側面に形成されたスルー端子により接続されていることを特徴とする表面実装水晶振動子。
4. スルー端子の基板表面における接続部は、金属層の角部又は当該角部近辺で前記金属層に接続するよう形成されることを特徴とする請求項３記載の表面実装水晶振動子。
5. 保持端子は、水晶振動素子の対向する２辺を保持する両持ちタイプとしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の表面実装水晶振動子。
6. 保持端子は、水晶振動素子の一辺の２箇所を保持する片持ちタイプとしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の表面実装水晶振動子。
7. 水晶振動素子が、矩形型であることを特徴とする請求項５又は６記載の表面実装水晶振動子。
8. 水晶振動素子が、音叉型であることを特徴とする請求項６記載の表面実装水晶振動子。
9. セラミック基板と、前記基板上で水晶振動素子を保持する保持端子と、前記水晶振動素子を覆うように形成される金属カバーとを有する表面実装水晶振動子であって、
   前記基板の裏面には、信号線端子と、グランド端子とが形成され、
   前記基板の表面で、前記金属カバーが接触する部分に前記基板と前記金属カバーを接合する金属層が形成され、
   前記保持端子と前記信号線端子とが前記基板内に形成された第１の貫通ビアで接続され、
   前記金属層と前記グランド端子とが前記基板内に形成された第２の貫通ビアで接続され、
   前記金属カバーは、前記金属層との接触面で、仮止め用の溶剤層が形成されていることを特徴とする表面実装水晶振動子。
10. 溶剤層は、金属カバーの金属層の接着面に対して、部分的に形成されていることを特徴とする請求項９記載の表面実装水晶振動子。
11. 金属カバーがセラミック基板に搭載され、金属層によって前記基板に接合された状態で表面全体を覆うように耐熱性樹脂層を形成したことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか記載の表面実装水晶振動子。
12. 金属カバーがセラミック基板に搭載され、金属層によって前記基板に接合された状態で前記金属カバーの表面と側面、前記金属層の側面を覆うようにメッキ層を形成したことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか記載の表面実装水晶振動子。
13. 金属カバーがフランジを有する構造としたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか記載の表面実装水晶振動子。
14. 金属カバーがフランジを有さないコの字型の構造としたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか記載の表面実装水晶振動子。
15. 表面実装水晶振動子の製造方法であって、
    セラミック基板の表面と裏面を貫通し、前記基板の表面と裏面とを電気的に接続する第１の貫通ビアと第２の貫通ビアを形成し、
    前記基板の裏面に、前記第１の貫通ビアに接続する信号線端子と、前記第２の貫通ビアに接続するグランド端子とを形成し、
    前記基板の表面に、前記第１の貫通ビアに接続する保持端子を形成し、
    前記基板の表面に、前記第２の貫通ビアに接続し、金属カバーが接触する部分に前記基板と前記金属カバーを接合する金属層を形成することを特徴とする表面実装水晶振動子の製造方法。
16. 第２の貫通ビアの基板表面における接続部は、金属層の角部又は当該角部近辺で前記金属層の下に形成されることを特徴とする請求項１５記載の表面実装水晶振動子の製造方法。
17. 表面実装水晶振動子の製造方法であって、
    セラミック基板の表面と裏面を貫通し、前記基板の表面と裏面とを電気的に接続する第１の貫通ビアと第２の貫通ビアを形成し、
    前記基板の裏面に、前記第１の貫通ビアに接続する信号線端子と、前記第２の貫通ビアに接続するグランド端子とを形成し、
    前記基板の表面に、前記第１の貫通ビアに接続する保持端子を形成し、
    前記基板の表面に、前記第２の貫通ビアに接続し、金属カバーが接触する部分に前記基板と前記金属カバーを接合する金属層を形成し、
    前記保持端子に水晶振動素子を搭載し、
    接触面には溶剤層が形成された金属カバーを、前記水晶振動素子を覆って前記金属層に前記溶剤層が接触するよう設置して、前記金属カバーを前記金属層に仮止めし、
    前記金属カバーを前記基板に封止することを特徴とする表面実装水晶振動子の製造方法。
18. 溶剤層は、金属カバーの金属層の接着面に対して、部分的に形成されていることを特徴とする請求項１７記載の水晶振動子の製造方法。

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