JP2531297Y2 - 圧電振動子収納用容器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は水晶や圧電セラミックス等から成る圧電振動
子を収容するための圧電振動子収納用容器の改良に関す
るものである。

（従来技術） 従来、圧電振動子を収容するための圧電振動子収納用
容器は、一般に酸化アルミニウム質焼結体等の電気絶縁
材料から成り、その上面に圧電振動子を収容するための
段状の凹部及び該凹部周辺より底面にかけて導出された
タングステン（Ｗ）、モリブデン（Mo）、マンガン（M
n）等の高融点金属粉末から成るメタライズ配線層を有
する絶縁基体と、同じく酸化アルミニウム質焼結体やガ
ラス等の電気絶縁材料から成る蓋体とから構成されてお
り、真空中において絶縁基体の凹部段状上面に圧電振動
子の一端をポリイミド導電性樹脂から成る接着材を介し
て接着固定するとともに圧電振動子の各電極をメタライ
ズ配線層に電気的に接続し、しかる後、前記絶縁基体の
上面に蓋体を半田等の低融点ロウ材や有機樹脂から成る
封止部材を介して接合させ、絶縁基体と蓋体とから成る
容器内部に圧電振動子を気密に封入することによって最
終製品としての圧電振動素子となる。

（考案が解決しようとする課題） しかし乍ら、この従来の圧電振動子収納用容器は一般
に絶縁基体上面に蓋体を接合させる封止部材として有機
樹脂や半田等の低融点ロウ材が使用されており、有機樹
脂を封止部材として使用した場合、該有機樹脂は耐湿性
に劣るため大気中に含まれる水分が封止部材を通して絶
縁基体と蓋体とから成る容器内部に入り込んでしまい、
その結果、容器内部に収容する圧電振動子表面に水分が
付着し、圧電振動子表面の電極を酸化腐食して圧電振動
子の振動周波数にバラツキを発生させてしまうという欠
点を有していた。

また前記封止部材として低融点ロウ材を使用した場
合、圧電振動素子を外部電気回路基板の配線導体に半田
リフローにより接続すると該半田リフローの熱によって
封止部材が軟化溶融し、これが絶縁基体と蓋体とから成
る容器の内部が真空であり、外部に比べ低圧であるため
容器内部に押し込まれ、その結果、容器の気密封止が破
れ、容器内部に収容する圧電振動子の振動周波数にバラ
ツキが発生してしまうという欠点を有していた。

（考案の目的） 本考案は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的
は絶縁基体と蓋体とから成る容器内部の気密封止を完全
とし、容器内部に収容する圧電振動子を長期間にわたり
所望する振動周波数で振動させることができる圧電振動
子収納用容器を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本考案は圧電振動子の電極を外部電気回路に接続する
ためのメタライズ配線層を有する絶縁基体と蓋体とから
成り、絶縁基体に蓋体を封止部材を介し接合させること
によって内部に圧電振動子を封入するようになした圧電
振動子収納用容器において、前記封止部材が酸化鉛65.0
乃至80.0重量％、酸化ホウ素5.0乃至15.0重量％に、フ
ィラーとしてジルコン5.0乃至15.0重量％及びチタン酸
鉛5.0乃至15.0重量％を含有させたガラスから成ること
を特徴とするものである。

（実施例） 次に本考案を添付図面に示す実施例に基づき詳細に説
明する。

第１図は本考案の圧電振動子収納用容器の一実施例を
示す断面図であり、１は電気絶縁材料より成る絶縁基
体、２は同じく電気絶縁材料より成る蓋体である。この
絶縁基体１と蓋体２とで圧電振動子４を収容するための
容器３が構成される。

前記絶縁基体１は酸化アルミニウム質焼結体、ムライ
ト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体等のセラミック
スから成り、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る
場合には、アルミナ、マグネシウム、カルシア、シリカ
等の原料粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して泥
漿状となすとともにこれをドクターブレード法を採用す
ることによってセラミックスグリーンシート（セラミッ
ク生シート）を得、しかる後、前記セラミックグリーン
シートに適当な打抜き加工を施すとともに複数枚積層
し、高温（約1600℃）で焼成することによって製作され
る。

また前記絶縁基体１はその上面に圧電振動子４を収容
するための空所を形成する段状の凹部1aが設けてあり、
該凹部1aの段状上面には圧電振動子４が接着材５を介し
て接着固定される。

尚、前記接着材５は、例えばポリイミド系導電性樹脂
より成り、絶縁基体１の凹部1a段状上面に接着材５を介
して圧電振動子４を載置させ、しかる後、前記接着材５
に熱硬化処理を施し、熱硬化させることによって圧電振
動子４を絶縁基体１に接着固定する。

また前記絶縁基体１には凹部1a段状上面より底面にか
けて導出するメタライズ配線層６が形成されており、該
メタライズ配線層６の凹部1a段状上面は圧電振動子４の
各電極がポリイミド系導電性樹脂から成る接着材５を介
して電気的に接続され、また絶縁基体１の底面に導出さ
れた部位は外部電気回路基板の配線導体に半田等のロウ
材を介しロウ付けされる。

前記メタライズ配線層６はタングステン、モリブデ
ン、マンガン等の高融点金属粉末から成り、該金属粉末
に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペース
トを絶縁基体１の凹部1a段状上面より底面にかけて従来
周知のスクリーン印刷法より印刷塗布するとともにこれ
を還元雰囲気中、約1600℃の温度で焼成し絶縁基体１に
焼き付けることによって被着形成される。

尚、前記メタライズ配線層６はその露出する外表面に
ニッケル、金等の耐蝕性に優れ、且つ良導電性である金
属をメッキにより1.0乃至20.0μｍの厚さに層着させて
おくとメタライズ配線層６の酸化腐食を有効に防止する
とともにメタライズ配線層６を外部電気回路基板の配線
導体に半田等のロウ材を介しロウ付けする際、そのロウ
付け強度を強固となすことができる。そのためメタライ
ズ配線層６はその露出する外表面にニッケル、金等の金
属を1.0乃至20.0μｍの厚さに層着させておくことが好
ましい。

前記絶縁基体１はまたその上面に電気絶縁材料から成
る蓋体２が封止部材７を介して接合され、これによって
容器３の内部に圧電振動子４が気密に封入される。

前記蓋体２は酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質
焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、サファイア、ガラ
ス等から成り、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成
る場合には、アルミナ、シリカ、カルシア、マグネシア
等の原料粉末を従来周知のプレス成形法により椀状に成
形するともとに該成形物を約1600℃の温度で焼結するこ
とによって製作される。

また前記蓋体２を絶縁基体１に接合させる封止部材７
は酸化鉛65.0乃至80.0重量％、酸化ホウ素5.0乃至15.0
重量％に、フィラーとしてジルコン5.0乃至15.0重量％
及びチタン酸鉛5.0乃至15.0重量％を含有させたガラス
から成り、絶縁素体１と蓋体２との間に封止部材７を挟
むとともに該封止部材７を加熱溶融させることによって
絶縁基体１と蓋体２とを接合させる。

尚、前記封止部材７はガラスから成り、耐湿性に優れ
ていることから大気中に含まれる水分が封止部材７を通
して容器３内に入り込もうとしてもその入り込みは封止
部材７によって完全に阻止され、その結果、容器３内に
収容する圧電振動子４表面に水分が付着し、圧電振動子
４表面の電極が酸化腐食するのを皆無として圧電振動子
４を所定の振動周波数に振動させることが可能となる。

また前記封止部材７を構成するガラスはその軟化溶融
温度が約400℃であり、半田の融点より高いことから圧
電振動素子を外部電気回路基板の配線導体に半田リフロ
ーにより接続する際、半田リフローの熱が封止部材７に
印加されたとしても該封止部材７が軟化溶融することは
なく、その結果、容器３の気密封止を完全として容器３
内部に収容する圧電振動子４を所定の振動周波数で振動
させることも可能となる。

前記封止部材７はそれを構成するガラスに含まれる酸
化鉛（Pb0）の量が65.0重量％未満であると封止部材７
の加熱溶融温度が高いものとなって絶縁基体１と蓋体２
とを接合させる作業性が悪くなり、また80.0重量％を越
えると封止部材７の熱膨張係数が絶縁基体１及び蓋体２
の熱膨張係数と合わなくなり、絶縁基体１と蓋体２とを
強固に接合させることができなくなる。従って、酸化鉛
の含有量は65.0乃至80.0重量％の範囲に特定される。

また酸化ホウ素（B₂O₃）はその含有良が5.0重量％未
満であると封止部材７の熱膨張係数が絶縁素体１及び蓋
体２の熱膨張係数と合わなくなって絶縁基体１と蓋体２
とを強固に接合させることができなくなり、また15.0重
量％を越えると封止部材７の耐薬品性が劣化し、容器３
の気密封止の信頼性が大きく低下してしまう。従って、
酸化ホウ素の含有量は5.0乃至15.0重量％の範囲に特定
される。

更にフィラーとして含有されるジルコン（ZrSiO₄）は
その含有量が5.0重量％未満であると封止部材７の熱膨
張係数が絶縁基体１及び蓋体２の熱膨張係数と合わなく
なって絶縁基体１と蓋体２とを強固に接合させることが
できなくなり、また15.0重量％を越えると封止部材７の
加熱溶融温度が高いものとなり絶縁基体１と蓋体２とを
接合させる作業性が悪いものとなってしまう。従って、
ジルコンの含有量は5.0乃至15.0重量％の範囲に特定さ
れる。

更にまたチタン酸鉛（PbTiO₃）はその含有量が5.0重
量％未満であると封止部材７の熱膨張係数が絶縁基体１
及び蓋体２の熱膨張係数と合わなくなって絶縁基体１と
蓋体２とを強固に接合させることができなくなり、また
15.0重量％を越えると封止部材７の加熱溶融温度が高い
ものとなり絶縁基体１と蓋体２とを接合させる作業性が
悪いものとなってしまう。従って、チタン酸鉛の含有量
は5.0乃至15.0重量％の範囲に特定される。

かくして本考案の圧電振動子収納用容器によれば真空
中において絶縁基体１の凹部1a段状上面に圧電振動子４
の一端をポリイミド系導電性樹脂から成る接着材５で接
着固定するとともに圧電振動子４の各電極をメタライズ
配線層６に電気的に接続し、最後に前記絶縁基体１上面
に蓋体２を封止部材７により接合させ、容器３内部に圧
電振動子４を気密に封入することによって最終製品とし
ての圧電振動素子となる。

（考案の効果） 本考案の圧電振動子収納用容器においては、絶縁基体
に蓋体を接合させる封止部材として酸化鉛65.0乃至80.0
重量％、酸化ホウ素5.0乃至15.0重量％に、フィラーで
あるジルコン5.0乃至15.0重量％及びチタン酸鉛5.0乃至
15.0重量％を含有させたガラスを使用したことから封止
部材の耐湿性を極めて優れたものとなすことができ、大
気中に含まれる水分が封止部材を通して圧電振動子が収
容される容器内部に入り込もうとしてもその入り込みは
封止部材で完全に阻止され、その結果、容器内部に収容
する圧電振動子に水分が付着し、圧電振動子の表面に被
着させた電極が酸化腐食されるの皆無となして圧電振動
子に長期間にわたり所定の振動周波数で振動させること
が可能となる。

また前記封止部材はその融点が半田より高いことから
圧電振動素子を外部電気回路基板の配線導体に半田リフ
ローにより接続する際、半田リフローの熱膨張係数が封
止部材に印加されたとしても該封止部材が軟化溶融する
ことは一切なく、その結果、容器の気密封止を常に完全
として容器内部に収容する圧電振動子を長期間にわたり
所定の振動周波数で振動させるも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る圧電振動子収納用容器の一実施例
を示す断面図である。 １……絶縁基体 ２……蓋体 ３……容器 ４……圧電振動子 ６……メタライズ配線層 ７……封止部材

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電振動子の電極を外部電気回路に接続す
   るためのメタライズ配線層を有する絶縁基体と蓋体とか
   ら成り、絶縁基体に蓋体を封止部材を介し接合させるこ
   とによって内部に圧電振動子を封入するようになした圧
   電振動子収納用容器において、前記封止部材が酸化鉛6
   5.0乃至80.0重量％、酸化ホウ素5.0乃至15.0重量％に、
   フィラーとしてジルコン5.0乃至15.0重量％及びチタン
   酸鉛5.0乃至15.0重量％を含有させたガラスから成るこ
   とを特徴とする圧電振動子収納用容器。