JP2015139012A - 水晶振動子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属カバーの位置合わせを容易にし、生産効率を向上させることができる水晶振動子及びその製造方法を提供する。【解決手段】 水晶素子がセラミックベースに搭載され、金属カバーによって封止される水晶振動子であって、セラミックベース１１上において金属カバー２１の開口部端面が搭載される位置に溝４１を備え、金属カバー２１の開口部端面が当該溝４１に挿入されており、金属カバー２１の開口部端面と溝４１との間に合金３から成る封止部を備え、焼成によりベース１１と金属カバー２１とが接着されて密封封止されたものであり、金属カバー２１の搭載時に、縁が溝内に収まって固定されるため、特別な治工具を用いなくても金属カバー２１の位置合わせを容易に行うことができ、生産効率を向上させるものである。【選択図】 図１

Description

本発明は、水晶振動子及びその製造方法に係り、特に、気密性を向上させ、カバーを搭載する際の位置合わせを容易にし、生産効率を向上させることができる水晶振動子及びその製造方法に関する。

［先行技術の説明］
水晶振動子の製造は、安価で生産効率の高いシート工法で行われることが多い。
シート工法は、ブレイクラインで区切られた複数の領域を備えたシート状のセラミックベース上で、各領域に電極等を形成してその上に水晶素子を搭載し、それぞれの領域に金属等から成るカバーを載せて気密封止することで水晶振動子の個片を形成し、その後、シート状セラミックベースをブレイクラインで切断して個々の水晶振動子を得る方法である。

ところで、シート状セラミックベース上で個片カバーを搭載する際には、位置決めが必要となる。
特に、気密性を向上させるために、合金等の常温で粘度の小さい封止材を用いた場合、カバーを載せただけでは固定することができず、少しの振動でカバーずれが発生してしまう。
また、セラミックベースシート状でカバーの位置決めを治工具で行う場合、焼成によるセラミックシートの収縮を想定して、正確に搭載位置を決めるのは困難であった。

［関連技術］
尚、水晶振動子のベース及びカバーの構成に関する技術としては、特開２０１１−００９８０８号公報「水晶振動子」（日本電波工業株式会社、特許文献１）、特開２００３−３１８６９０号公報「表面実装用の水晶振動子」（日本電波工業株式会社、特許文献２）、特開２０１３−１４５９６４号公報「圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法」（日本電波工業、特許文献３）がある。

特許文献１には、水晶振動子において、金属カバーの開口端面に少なくとも２個の突起を有し、平板ベースの外周表面には、当該２個の突起に対応した溝が形成されていることが記載されている。

特許文献２には、表面実装用の水晶振動子において、凹状の金属カバーを平板基板に接合して、有効面積を大きくすることが記載されている。

また、特許文献３には、圧電デバイスにおいて、セラミック基板に環状溝を形成し、金属カバーの開口部端面が環状溝に入るように搭載され、ポリイミド等の樹脂又は低融点ガラスを封止材として封止することが記載されている。

特開２０１１−００９８０８号公報 特開２００３−３１８６９０号公報 特開２０１３−１４５９６４号公報

上述したように、従来の水晶振動子では、気密性を向上させるために金属封止によってセラミックベース上にカバーを接着する際に、位置合わせが困難であるという問題点があった。

尚、特許文献１〜３には、セラミックベースに溝を形成し、金属カバーの縁部を溝に挿入して、合金から成る封止材で金属封止した構成については記載されていない。

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、金属封止によって気密性を向上させ、金属カバーの位置合わせを容易にし、生産効率を向上させることができる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、セラミック基板に、水晶素子と、開口部を有し水晶素子を覆う金属カバーとが搭載され、セラミック基板と金属カバーとが接着されて密封封止される水晶振動子であって、セラミック基板は、金属カバーの開口部端面と接する位置に溝を備え、金属カバーの開口部端面は当該溝に挿入されており、金属カバーの開口部端面と溝との間に合金から成る封止部が設けられ、溝と金属カバーの開口部端面とが金属封止によって接着されていることを特徴としている。

また、本発明は、セラミック基板に、水晶素子と、開口部を有し水晶素子を覆う金属カバーとが搭載され、セラミック基板と金属カバーとが接着されて密封封止される水晶振動子であって、セラミック基板は、金属カバーの開口部端面と接する部分及び当該部分の内側全体を含む領域に凹部を備え、金属カバーの開口部端面は凹部に挿入されており、金属カバーの開口部端面と凹部との間に合金から成る封止部が設けられ、凹部と金属カバーの開口部端面とが金属封止によって接着されていることを特徴としている。

また、本発明は、上記水晶振動子において、封止部が、予めセラミック基板側に形成されていることを特徴としている。

また、本発明は、上記水晶振動子において、封止部が、予め金属カバーの開口部端面に形成されていることを特徴としている。

また、本発明は、上記水晶振動子において、金属カバーの開口部端面が、フランジ形状であることを特徴としている。

また、本発明は、上記水晶振動子において、金属カバーの開口部端面が、突出部を備えた形状であることを特徴としている。

また、本発明は、ブレイクラインで区切られた複数の領域を備えたシート状セラミック基板において水晶振動子を製造する製造方法であって、各領域において、金属カバーの開口部端面と接する位置に溝を形成する処理と、各領域に貫通ビア及び電極パターンを形成する処理と、溝に合金から成る封止部を形成する処理と、各領域に水晶素子を搭載する処理と、水晶素子を覆う金属カバーの開口部端面を溝に挿入して設置する処理と、溝と金属カバーの開口部端面とを金属封止により接着する処理と、各処理が施されたシート状セラミック基板をブレイクラインに基づいて切断する処理とを備えたことを特徴としている。

また、本発明は、ブレイクラインで区切られた複数の領域を備えたシート状セラミック基板において水晶振動子を製造する製造方法であって、各領域において、金属カバーの開口部端面と接する位置に溝を形成する処理と、各領域に貫通ビア及び電極パターンを形成する処理と、各領域に水晶素子を搭載する処理と、金属カバーの開口部端面に合金から成る封止部を形成する処理と、水晶素子を覆う金属カバーの開口部端面を溝に挿入して設置する処理と、溝と金属カバーの開口部端面とを金属封止により接着する処理と、各処理が施されたシート状セラミック基板をブレイクラインに基づいて切断する処理とを備えたことを特徴としている。

また、本発明は、ブレイクラインで区切られた複数の領域を備えたシート状セラミック基板において水晶振動子を製造する製造方法であって、各領域において、金属カバーの開口部端面と接する部分及び当該部分の内側全体を含む領域に凹部を形成する処理と、各領域に貫通ビア及び電極パターンを形成する処理と、凹部の底面の外周部分に合金から成る封止部を形成する処理と、各領域に水晶素子を搭載する処理と、水晶素子を覆う金属カバーの開口部端面を前記凹部に挿入して設置する処理と、凹部と金属カバーの開口部端面とを金属封止により接着する処理と、各処理が施されたシート状セラミック基板をブレイクラインに基づいて切断する処理とを備えたことを特徴としている。

また、本発明は、ブレイクラインで区切られた複数の領域を備えたシート状セラミック基板において水晶振動子を製造する製造方法であって、各領域において、金属カバーの開口部端面と接する部分及び当該部分の内側全体を含む領域に凹部を形成する処理と、各領域に貫通ビア及び電極パターンを形成する処理と、各領域に水晶素子を搭載する処理と、金属カバーの開口部端面に合金から成る封止部を形成する処理と、水晶素子を覆う金属カバーの開口部端面を凹部に挿入して設置する処理と、凹部と金属カバーの開口部端面とを金属封止により接着する処理と、各処理が施されたシート状セラミック基板をブレイクラインに基づいて切断する処理とを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、セラミック基板に、水晶素子と、開口部を有し水晶素子を覆う金属カバーとが搭載され、セラミック基板と金属カバーとが接着されて密封封止される水晶振動子であって、セラミック基板は、金属カバーの開口部端面と接する位置に溝を備え、金属カバーの開口部端面は当該溝に挿入されており、金属カバーの開口部端面と溝との間に合金から成る封止部が設けられ、溝と金属カバーの開口部端面とが金属封止によって接着されている水晶振動子としているので、封止材として粘度の低い合金を使う場合でも、特別な治工具を用いずに金属カバーの位置決めを容易に行うことができ、生産効率を向上させると共に、金属封止によって長期に亘って気密性を保持することができ、信頼性を向上させることができる効果がある。

また、本発明によれば、ブレイクラインで区切られた複数の領域を備えたシート状セラミック基板において水晶振動子を製造する製造方法であって、各領域において、金属カバーの開口部端面と接する位置に溝を形成する処理と、各領域に貫通ビア及び電極パターンを形成する処理と、溝に合金から成る封止部を形成する処理と、各領域に水晶素子を搭載する処理と、水晶素子を覆う金属カバーの開口部端面を溝に挿入して設置する処理と、溝と金属カバーの開口部端面とを金属封止により接着する処理と、各処理が施されたシート状セラミック基板をブレイクラインに基づいて切断する処理とを備えたとしているので、シート工法において、粘度の低い合金を封止材として用いる場合でも、金属カバーの位置合わせを容易に行うことができ、生産効率を向上させると共に、金属封止によって長期に亘って気密性を保持することができ、信頼性の高い水晶振動子を実現することができる効果がある。

本発明の実施の形態に係る第１の水晶振動子の概略断面図である。 第１の水晶振動子におけるベース１１の構成を示す概略平面図である。 第１の水晶振動子のシート状態における模式説明図である。 本発明の実施の形態に係る第２の水晶振動子の説明図である。 本発明の実施の形態に係る第３の水晶振動子の構成を示す説明図である。 第４の水晶振動子の概略断面図である。 第５の水晶振動子の構成を示す説明図である。 第６の水晶振動子の概略断面図である。 両持ちタイプの水晶振動子に用いられるベースの構成を示す概略平面図である。

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水晶振動子は、水晶素子がセラミックベースに搭載され、金属カバーによって封止される水晶振動子であって、セラミックベース上において金属カバーの開口部の縁（開口部端面）が搭載される位置に溝を備え、金属カバーの開口部端面が当該溝に挿入され、当該溝と開口部端面との間に合金から成る封止部が設けられ、金属封止によってベースと金属カバーとが接着されて密封封止されたものであり、金属カバーの搭載時に、縁が溝内に収まって固定されるため、特別な治工具を用いなくても金属カバーの位置合わせを容易に行うことができ、生産効率を向上させると共に、長期に亘って気密性を保持して信頼性を向上させることができるものである。

また、本発明の実施の形態に係る水晶振動子の製造方法は、シート状セラミックベースにおいて、個々の水晶振動子が形成される領域毎に、当該領域において金属カバーの開口部の縁が搭載される位置に溝を形成し、当該溝の内部に合金から成る封止部を形成し、金属カバーの開口部端面を当該溝に挿入して、金属封止するものであり、シート工法を用いた場合でも金属カバーの位置合わせを容易に行うことができ、生産効率を向上させると共に、気密性を向上させて信頼性の高い水晶振動子を実現することができるものである。

［第１の水晶振動子の構成：図１］
本発明の実施の形態に係る第１の水晶振動子について図１を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る第１の水晶振動子の概略断面図である。
尚、本実施の形態に係る水晶振動子は、ベースとカバーの形状が特徴となっており、図１及び以降の断面図では電極や水晶素子等は省略して説明する。
図１に示すように、第１の水晶振動子は、セラミック等から成るベース１１の上部に金属製のカバー２１が搭載され、内部の空間に水晶素子（図示省略）が封入された構成である。ベース１１と金属カバー２１とは、合金３によって金属封止されている。ベース１１は、請求項におけるセラミック基板に相当し、合金３は、封止部に相当している。
また、水晶素子としては、例えば矩形の水晶片から成るものや音叉型のものがある。

第１の水晶振動子では、金属カバー２１は、開口部を下に向けた略箱型の形状となっている。
また、ベース１１には、金属カバー２１の縁に相当する開口部端面が挿入される溝４１が形成されている。
溝４１は、ベース１１上に金属カバー２１が正常な位置に搭載された場合に、金属カバー２１の開口部端面と接する位置に形成されたものであり、焼成処理によってベース１１が収縮してもよいように、開口部端面の幅より若干広めの幅に形成されている。

更に、ベース１１の溝４１と、金属カバー２１の開口部端面との間には、合金３から成る封止部が形成されている。
そして、ベース１１上に金属カバー２１を搭載する際には、金属カバー２１の開口部端面が溝４１に挿入されて金属封止されることにより、合金３が融けてベース１１と金属カバー２１とが接着されるものである。
金属封止の処理としては、レーザ、電子ビーム、真空リフロー等があり、合金３を溶融して金属カバー２１をベース１１上に密着させるものである。

そして、第１の水晶振動子では、ベース１１に金属カバー２１を搭載する際に、金属カバー２１の縁を溝４１に入れるだけで、所定の位置に固定され、更にずれにくいため、金属カバー２１の位置合わせを容易に行うことができるものである。
また、それにより、金属カバー２１の位置ずれを防ぐと共に、金属封止により気密性の高い水晶振動子を提供することができるものである。

［第１の水晶振動子のベース１１：図２］
第１の水晶振動子におけるベース１１の構成について図２を用いて説明する。図２は、第１の水晶振動子におけるベース１１の構成を示す概略平面図である。
図２に示すように、第１の水晶振動子のベース１１は、外周に近い部分に環状の溝４１が形成され、溝４１の内側の領域には、ベースの上面と下面とを電気的に接続する貫通ビア５１と、水晶素子を保持する水晶保持端子５２ａ、５２ｂ、５２ｃとが形成されている。図２の例は、片持ちタイプの水晶振動子の場合の電極配置を示している。
そして、溝４１で囲まれた領域内に水晶素子が搭載された後、金属カバー１１の開口部端面が溝４１にはめ込まれて合金３により接着され、図１の状態となるものである。

［実施の形態に係る水晶振動子の製造方法：図３］
次に、本発明の実施の形態に係る水晶振動子の製造方法（本製造方法）について、第１の水晶振動子の場合を図３を用いて説明する。図３は、第１の水晶振動子のシート状態における模式説明図である。
図３に示すように、本製造方法では、シート状セラミックベース１０を用いてシート工法により水晶振動子を形成する。
シート状セラミックベース１０は、ブレイクライン１１１によってマトリクス状に分割された複数の領域（図３では４つの領域）を備えており、各領域に水晶振動子を形成する。当該各領域は、図１及び図２に示したベース１１となるものである。

まず、シート状セラミックベース１０の各領域において、エッチング等によりビアホールを形成する。
そして、エッチング等により所定の位置に溝４１を形成する。
その後、シート状セラミックベースを焼成する。

次に、蒸着又はスパッタリング等により金属膜を形成後エッチングして、ビアホール内及びその周囲の電極を形成して貫通ビア５１を形成すると共に、水晶保持端子５２ａ、５２ｂ、５２ｃ等の金属パターンを形成する。貫通ビア５１は、気密性が保持されるよう形成する。
図３の左上、左下、右下の領域は、貫通ビア５１及び水晶保持端子５２ａ、５２ｂ、５２ｃが形成された状態を示している。

次に、溝４１の内部に合金３から成る封止部を形成する。
合金３としては、金スズ（ＡｕＳｎ）、銀スズ（ＡｇＳｎ）等の合金が用いられ、印刷又はメッキ（電解又は無電解）で封止部が形成される。

本水晶振動子及び本製造方法では、封止部として合金３を用いている点が特徴となっている。
先行技術では、封止部を樹脂又は低融点ガラスで形成した構成が記載されているが、樹脂は水分に対する耐性が小さく、多湿環境では水分が水晶振動子内に浸入して特性が劣化してしまう。
また、低融点ガラスは衝撃に弱く、振動が多い車載用等にはあまり適していない。

これらに比べて、本水晶振動子は、合金３によって金属封止することにより、真空状態を長期間保持することができ、長期に亘って高精度の周波数を出力する信頼性の高い水晶振動子を実現できるものである。
また、ここでは封止部を溝４１の内部に形成しているが、金属カバー２１の開口部端面側に形成してもよい。

そして、水晶保持端子５２ａ、５２ｂ、５２ｃの上に、導電性接着剤等を介して水晶素子を搭載する。
更に、水晶素子及び電極パターンを覆うように、各領域に金属カバー２１を搭載する。図３の右上の領域は、金属カバー２１が搭載された状態を示している。
その際、図１に示したように、金属カバー２１の開口部端面を溝４１に挿入して搭載し、その状態でレーザ照射処理等の金属封止処理を行う。
金属封止処理により合金３が融けて、ベース１１と金属製カバー２１とが接着され、水晶素子が気密封止される。

第１の水晶振動子では、ベース１１に金属カバー２１の位置決めのガイドとなる溝４１を形成していることにより、金属カバー２１の搭載時には、金属カバー２１の縁を溝４１に挿入するだけで正しい位置に搭載することができ、特別な治工具を不要とし、作業効率を向上させることができるものである。

尚、図３では、金属カバー２１の形状と溝４１の形状とが一致していないが、金属カバー２１の形状及び溝４１の形状及び寸法は、金属カバー２１の開口部端面が溝４１に挿入可能となる形状及び寸法としており、焼成時のシート状セラミックベース１０の収縮も考慮して決定されている。

そして、金属封止後のシート状セラミックベース１０をブレイクライン１１１に沿って切断することにより、個々の水晶振動子が形成される。
このようにして、本製造方法が行われる。

［第２の水晶振動子：図４］
次に、本発明の実施の形態に係る第２の水晶振動子について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る第２の水晶振動子の説明図であり、（ａ）は概略断面図、（ｂ）はベースの概略平面図である。
図４（ａ）に示すように、第２の水晶振動子では、金属カバー２１は、図１に示した第１の水晶振動子と同一形状であるが、ベース１２の形状が第１の水晶振動子とは異なっている。

第２の水晶振動子のベース１２について説明する。
図４（ａ）に示すように、第２の水晶振動子のベース１２は、外周部を除く内側の領域全体に凹部７１を備えた形状である。
また、図４（ｂ）に示すように、ベース１２の凹部７１は、図１〜３に示したベース１１における溝４１及びその内側の領域全体を含むように形成されており、凹部７１内に貫通ビア５１、水晶保持端子５２ａ、５２ｂ、５２ｃが形成される。

第２の水晶振動子の製造方法は、第１の水晶振動子と同様である。
凹部７１は、シート状セラミックベースの収縮を考慮して、金属カバー２１の開口部より若干大きめに形成されている。
更に、凹部７１の底面の外周部分には、合金３から成る封止部が形成されており、この合金３の上に金属ケース２１が搭載されて、金属封止によって接着される。封止部は、金属カバー２１の開口部端面の側に形成しておいてもよい。

そして、金属カバー２１が搭載される際には、凹部７１の内側面に沿って金属カバー２１の端面が凹部の底面に接するように搭載される。
第２の水晶振動子においても、凹部７１からはみ出さないように金属カバー２１を搭載すれば、特別な治工具が無くても、容易に所定の位置に搭載することができるものである。

また、シート状セラミックベースとして２層構造のものを用いた場合には、下層部上面が凹部７１の底面となるよう、下層部の上に、凹部７１に相当する部分に貫通孔を備えた上層部を搭載して形成することも可能である。

［第３の水晶振動子：図５］
次に、本発明の実施の形態に係る第３の水晶振動子について図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態に係る第３の水晶振動子の構成を示す説明図であり、（ａ）は、金属カバーの概略断面図であり、（ｂ）は、ベースの概略平面図であり、（ｃ）はベースに金属カバーが搭載された状態の概略断面図である。
図５（ａ）に示すように、第３の水晶振動子の金属カバー２２は、開口部の周囲が外側に折り曲げられてフランジ２２ａを備えた形状となっている。フランジ２２ａの下面を開口部端面とする。
また、図５（ｂ）に示すように、ベース１２には、金属カバー２２のフランジ２２ａが搭載される位置に、フランジ２２ａが収まる幅を備えた溝４２が形成されている。尚、金属パターンは省略するが、溝４２の内側の領域に形成されている。

そして、図５（ｃ）に示すように、ベース１２の溝４２の内部又はフランジ２２ａの下面には、合金３から成る封止部が形成され、金属カバー２２のフランジ２２ａがベースの溝４２に挿入されて金属封止の処理によって、金属カバー２２とベース１３とが接着される。
第３の水晶振動子においても、金属カバー２２のフランジ２２ａが溝４２に収まって固定されるため、金属カバー２２の搭載時に容易に位置決めすることができるものである。

［第４の水晶振動子：図６］
次に、本発明の実施の形態に係る第４の水晶振動子について図６を用いて説明する。図６は、第４の水晶振動子の概略断面図である。
図６に示すように、第４の水晶振動子は、図５（ａ）に示した金属カバー２２と、凹部７２を備えたベース１４とを組み合わせた構成である。
第４の水晶振動子では、凹部７２は、金属カバー２２のフランジ２２ａの高さとほぼ同等の深さであり、開口部に形成されたフランジ２２ａの外周部が完全に収まる大きさに形成されている。
また、貫通ビアや水晶保持端子等の金属パターンは、凹部７２内において、フランジ２２ａが搭載される領域を除く中心寄りの部分に形成されている。

凹部７２の周辺部又はフランジ２２ａの下部には、合金３から成る封止部が形成されており、金属カバー２２がベース１４の凹部７２内に搭載されて金属封止され、金属カバー２２とベース１４とが位置ずれすることなく接着される。

［第５の水晶振動子：図７］
次に本発明の実施の形態に係る第５の水晶振動子について図７を用いて説明する。図７は、第５の水晶振動子の構成を示す説明図であり、（ａ）は、金属カバーの概略断面図であり、（ｂ）は、ベースの概略平面図であり、（ｃ）はベースに金属カバーが搭載された状態の概略断面図である。
図７（ａ）に示すように、第５の水晶振動子の金属カバー２３は、開口部の縁に、突出部２３ａを備えている。突出部２３ａは、開口部の縁から下向きに細く突出した部分であり、ここでは、突出部２３ａの先端下面を開口部端面とする。
また、図５（ｂ）に示すように、ベース１５には、金属カバー２３の突出部２３ａが搭載される位置に、突出部２３ａが挿入可能な幅を備えた溝４３が形成されている。金属パターンは、溝４３の内側の領域に形成されている。

そして、図７（ｃ）に示すように、ベース１５の溝４３の内部又は金属カバー２３の突出部２３ａの先端部分に、合金３から成る封止部が形成され、突出部２３ａが溝４３に挿入されて金属封止され、金属カバー２３とベース１５とが接着される。
第５の水晶振動子では、金属カバー２３の突出部２３ａを溝４３に挿入すれば、ずれが生じないので、容易に位置決め可能となるものである。

［第６の水晶振動子：図８］
次に、本発明の実施の形態に係る第６の水晶振動子について図８を用いて説明する。図８は、第６の水晶振動子の概略断面図である。
図８に示すように、第６の水晶振動子は、図７（ａ）に示した金属カバー２３と、凹部７３を備えたベース１６とを組み合わせた構成である。
第６の水晶振動子では、凹部７３の深さは、金属カバー２３の突出部２３ａの高さとほぼ同等であり、金属カバー２３の開口部の縁に形成された突出部２３ａが収まる大きさに形成されている。

合金３は、ベース１６の凹部の周辺部、又は金属カバー２３の突出部２３ａの先端部分に形成され、金属カバー２３が凹部７３内に搭載されて金属封止され、金属カバー２３とベース１５とが接着されるものである。

［両持ちタイプのベース：図９］
上述した水晶振動子は、いずれも片持ちタイプであったが、両持ちタイプとしてもよい。
図９は、両持ちタイプの水晶振動子に用いられるベースの構成を示す概略平面図である。図９では、上述した第１の水晶振動子を、両持ちタイプの水晶振動子として構成する場合のベースを示している。
図９に示すように、両持ちタイプ用のベースは、図２に示したベース１１と同様に、金属カバーの開口部端面が搭載される位置に、当該開口部端面が挿入される溝４１を備えており、溝４１に囲まれた領域に貫通ビア５１及び水晶保持端子５２が形成されている。
水晶保持端子５２の形状及び配置が、図２のベース１１とは異なっており、同一形状の水晶保持端子５２が、ベース１７の中心に対して点対称となるよう配置されている。
第２〜第６の水晶振動子についても、同様に両持ちタイプに適用することができるものである。

［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る水晶振動子によれば、水晶素子がセラミックベースに搭載され、金属カバーによって封止される水晶振動子であって、セラミックベース１１上において金属カバー２１の開口部の縁が搭載される位置に溝４１を備え、金属カバー２１の開口部端面が当該溝４１に挿入されており、金属カバー２１の開口部端面と溝４１との間に合金３から成る封止部を備え、金属封止によりベース１１と金属カバー２１とが接着されて密封封止されたものであり、金属カバー２１の搭載時に、縁が溝内に収まって固定されるため、特別な治工具を用いなくても金属カバー２１の位置合わせを容易に行うことができ、生産効率を向上させると共に、金属封止によって長期に亘って気密性を保持することができ、信頼性を向上させることができる効果がある。

また、本発明の実施の形態に係る水晶振動子の製造方法によれば、シート状セラミックベース１０において、個々の水晶振動子が形成される領域毎に、当該領域において金属カバー２１の開口部の縁が搭載される位置に溝４１を形成し、溝４１の内部に合金３から成る封止材を形成し、金属カバー２１の開口部端面を当該溝に挿入して、金属封止するものであり、シート工法を用いた場合でも金属カバー２１の位置合わせを容易に行うことができ、生産効率を向上させると共に、金属封止によって長期に亘って気密性を保持することができ、信頼性の高い水晶振動子を実現することができる効果がある。

本発明は、金属封止によって気密性を向上させ、カバーを搭載する際の位置合わせを容易にし、生産効率を向上させることができる水晶振動子及びその製造方法に適している。

１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７...ベース、 ２１，２２，２３...金属カバー、 ２２ａ...フランジ、 ２３ａ...突出部、 ３...合金、 ４１，４２，４３...溝、 ５１...貫通ビア、 ５２...水晶保持端子、 ７１，７２，７３...凹部

Claims (10)

1. セラミック基板に、水晶素子と、開口部を有し前記水晶素子を覆う金属カバーとが搭載され、前記セラミック基板と前記金属カバーとが接着されて密封封止される水晶振動子であって、
   前記セラミック基板は、前記金属カバーの開口部端面と接する位置に溝を備え、
   前記金属カバーの開口部端面は前記溝に挿入されており、
   前記金属カバーの開口部端面と前記溝との間に合金から成る封止部が設けられ、
   前記溝と前記金属カバーの開口部端面とが金属封止によって接着されていることを特徴とする水晶振動子。
2. セラミック基板に、水晶素子と、開口部を有し前記水晶素子を覆う金属カバーとが搭載され、前記セラミック基板と前記金属カバーとが接着されて密封封止される水晶振動子であって、
   前記セラミック基板は、前記金属カバーの開口部端面と接する部分及び前記部分の内側全体を含む領域に凹部を備え、
   前記金属カバーの開口部端面は前記凹部に挿入されており、
   前記金属カバーの開口部端面と前記凹部との間に合金から成る封止部が設けられ、
   前記凹部と前記金属カバーの開口部端面とが金属封止によって接着されていることを特徴とする水晶振動子。
3. 封止部が、予めセラミック基板側に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の水晶振動子。
4. 封止部が、予め金属カバーの開口部端面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の水晶振動子。
5. 金属カバーの開口部端面が、フランジ形状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の水晶振動子。
6. 金属カバーの開口部端面が、突出部を備えた形状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の水晶振動子。
7. ブレイクラインで区切られた複数の領域を備えたシート状セラミック基板において水晶振動子を製造する製造方法であって、
   前記各領域において、前記金属カバーの開口部端面と接する位置に溝を形成する処理と、
   前記各領域に貫通ビア及び電極パターンを形成する処理と、
   前記溝に合金から成る封止部を形成する処理と、
   前記各領域に水晶素子を搭載する処理と、
   前記水晶素子を覆う金属カバーの開口部端面を前記溝に挿入して設置する処理と、
   前記溝と前記金属カバーの開口部端面とを金属封止により接着する処理と、
   前記各処理が施されたシート状セラミック基板を前記ブレイクラインに基づいて切断する処理とを備えたことを特徴とする水晶振動子の製造方法。
8. ブレイクラインで区切られた複数の領域を備えたシート状セラミック基板において水晶振動子を製造する製造方法であって、
   前記各領域において、前記金属カバーの開口部端面と接する位置に溝を形成する処理と、
   前記各領域に貫通ビア及び電極パターンを形成する処理と、
   前記各領域に水晶素子を搭載する処理と、
   前記金属カバーの開口部端面に合金から成る封止部を形成する処理と、
   前記水晶素子を覆う金属カバーの開口部端面を前記溝に挿入して設置する処理と、
   前記溝と前記金属カバーの開口部端面とを金属封止により接着する処理と、
   前記各処理が施されたシート状セラミック基板を前記ブレイクラインに基づいて切断する処理とを備えたことを特徴とする水晶振動子の製造方法。
9. ブレイクラインで区切られた複数の領域を備えたシート状セラミック基板において水晶振動子を製造する製造方法であって、
   前記各領域において、前記金属カバーの開口部端面と接する部分及び前記部分の内側全体を含む領域に凹部を形成する処理と、
   前記各領域に貫通ビア及び電極パターンを形成する処理と、
   前記凹部の底面の外周部分に合金から成る封止部を形成する処理と、
   前記各領域に水晶素子を搭載する処理と、
   前記水晶素子を覆う金属カバーの開口部端面を前記凹部に挿入して設置する処理と、
   前記凹部と前記金属カバーの開口部端面とを金属封止により接着する処理と、
   前記各処理が施されたシート状セラミック基板を前記ブレイクラインに基づいて切断する処理とを備えたことを特徴とする水晶振動子の製造方法。
10. ブレイクラインで区切られた複数の領域を備えたシート状セラミック基板において水晶振動子を製造する製造方法であって、
    前記各領域において、前記金属カバーの開口部端面と接する部分及び前記部分の内側全体を含む領域に凹部を形成する処理と、
    前記各領域に貫通ビア及び電極パターンを形成する処理と、
    前記各領域に水晶素子を搭載する処理と、
    前記金属カバーの開口部端面に合金から成る封止部を形成する処理と、
    前記水晶素子を覆う金属カバーの開口部端面を前記凹部に挿入して設置する処理と、
    前記凹部と前記金属カバーの開口部端面とを金属封止により接着する処理と、
    前記各処理が施されたシート状セラミック基板を前記ブレイクラインに基づいて切断する処理とを備えたことを特徴とする水晶振動子の製造方法。

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