JP3068150B2 - 電子部品用気密容器及びこれを用いた圧電振動子 - Google Patents
電子部品用気密容器及びこれを用いた圧電振動子Info
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- JP3068150B2 JP3068150B2 JP2020967A JP2096790A JP3068150B2 JP 3068150 B2 JP3068150 B2 JP 3068150B2 JP 2020967 A JP2020967 A JP 2020967A JP 2096790 A JP2096790 A JP 2096790A JP 3068150 B2 JP3068150 B2 JP 3068150B2
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- ceramic
- ceramic substrate
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- piezoelectric vibrator
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子部品用気密容器及びこれを用いた圧電振
動子を利用分野とし、特に気密漏れを防止して経年変化
特性を良好とした表面実装用の圧電振動子に関する。
動子を利用分野とし、特に気密漏れを防止して経年変化
特性を良好とした表面実装用の圧電振動子に関する。
（発明の背景） 圧電振動子特に水晶振動子は時間あるいは周波数の基
準源又はフィルタ素子等に不可欠部品として有用されて
いる。近年では、抵抗、コンデンサ等のチップ素子に代
表されるように表面実装用のものが望まれている。例え
ばこのようなものの一つに、本出願人がすでに提案した
ようなものがある（参照：実開昭64−3214号公報）。
準源又はフィルタ素子等に不可欠部品として有用されて
いる。近年では、抵抗、コンデンサ等のチップ素子に代
表されるように表面実装用のものが望まれている。例え
ばこのようなものの一つに、本出願人がすでに提案した
ようなものがある（参照：実開昭64−3214号公報）。
（従来技術） 第２図はこのような従来例を説明する水晶振動子の分
解斜視図である。
解斜視図である。
水晶振動子は水晶片１、セラミック基板２、セラミッ
クカバー３及び接合材４からなる。水晶片１は例えば矩
形状のATカットとし、両端部に電極５を延出する。そし
て、セラミック基板２に固着された保持部材６に両端部
を電気的・機械的に接続される。但し、セラミック基板
２の両端側には第１、第２及び第３の導電路７（abc）
が形成される。第１導電路7aは保持具と接続し、第２導
電路7bはこれから外周部に延出する。第３導電路7cはス
ルーホール加工（側面）により第２導電路と接続して裏
面に設けられる（第３図断面図）。そして、各導電路７
は通常セラミックとの付着強度を良好とするＷ（タング
ステン）層を下地とし、半田等とによる接合のためにNi
を二層目あるいはAuを更に三層目として積層する。セラ
ミックカバー３は周壁上面をセラミック基板２の外周に
接合される。接合材４は低融点ガラスとする。例えば、
低融点ガラスをセラミックカバー３の周壁上面に塗着し
てセラミック基板２上に当接させる。そして、約400乃
至500℃の雰囲気中で低融点ガラスを溶融して接合面を
気密に封止する。そして、通常では経年変化特性を良好
とするため、窒素等の不活性ガスを封入した構成とす
る。
クカバー３及び接合材４からなる。水晶片１は例えば矩
形状のATカットとし、両端部に電極５を延出する。そし
て、セラミック基板２に固着された保持部材６に両端部
を電気的・機械的に接続される。但し、セラミック基板
２の両端側には第１、第２及び第３の導電路７（abc）
が形成される。第１導電路7aは保持具と接続し、第２導
電路7bはこれから外周部に延出する。第３導電路7cはス
ルーホール加工（側面）により第２導電路と接続して裏
面に設けられる（第３図断面図）。そして、各導電路７
は通常セラミックとの付着強度を良好とするＷ（タング
ステン）層を下地とし、半田等とによる接合のためにNi
を二層目あるいはAuを更に三層目として積層する。セラ
ミックカバー３は周壁上面をセラミック基板２の外周に
接合される。接合材４は低融点ガラスとする。例えば、
低融点ガラスをセラミックカバー３の周壁上面に塗着し
てセラミック基板２上に当接させる。そして、約400乃
至500℃の雰囲気中で低融点ガラスを溶融して接合面を
気密に封止する。そして、通常では経年変化特性を良好
とするため、窒素等の不活性ガスを封入した構成とす
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、次のよう
な問題点が生ずることが判明した。すなわち、セラミッ
ク基板２の外周部には第２導電路7bが延出する。そし
て、第４図の断面図に示したように、低融点ガラスによ
る封止の際、セラミック基板２とセラミックカバー３と
の接合面には第２導電路7cのNi膜が露出して介在する。
そして、リーク試験の結果、この部分ではNi膜と低融点
ガラスとのなじみが悪く、Ni膜の厚みに応じてリーク不
良を起こすことが判明した。但し、リーク試験はHeガス
を4Kg・F/cm2に加圧した状態で封入し、４時間後のリー
ク量をHeディタクタで検出して計測される。
な問題点が生ずることが判明した。すなわち、セラミッ
ク基板２の外周部には第２導電路7bが延出する。そし
て、第４図の断面図に示したように、低融点ガラスによ
る封止の際、セラミック基板２とセラミックカバー３と
の接合面には第２導電路7cのNi膜が露出して介在する。
そして、リーク試験の結果、この部分ではNi膜と低融点
ガラスとのなじみが悪く、Ni膜の厚みに応じてリーク不
良を起こすことが判明した。但し、リーク試験はHeガス
を4Kg・F/cm2に加圧した状態で封入し、４時間後のリー
ク量をHeディタクタで検出して計測される。
第５図はリーク量をパラメータとした経年変化による
周波数変化特性を示す図である。すなわち、リーク試験
において３×10-8atm・cc/sec（曲線ロ乃至ホ）のリー
クがあった場合には、10000時間後には約5ppm以上の周
波数変化を生ずる。このようなことから、周波数基準源
等の高安定度を要求される分野では、通常上記リーク量
のあったものを不良品（リーク不良）とする。但し、経
年変化特性は通常電子部品で用いられる最も高温の125
℃で測定される。
周波数変化特性を示す図である。すなわち、リーク試験
において３×10-8atm・cc/sec（曲線ロ乃至ホ）のリー
クがあった場合には、10000時間後には約5ppm以上の周
波数変化を生ずる。このようなことから、周波数基準源
等の高安定度を要求される分野では、通常上記リーク量
のあったものを不良品（リーク不良）とする。但し、経
年変化特性は通常電子部品で用いられる最も高温の125
℃で測定される。
第６図は上記のNi膜厚（横軸μｍ）とリーク不良率
（縦軸％）との関係を示す図である。なお、Niメッキは
印刷焼成された10〜20μｍ程度のＷ（タングステン）上
に形成される。そして、Ni膜厚は１μｍから６μｍの間
として試料数はそれぞれ1000個としたときのリーク試験
結果である。
（縦軸％）との関係を示す図である。なお、Niメッキは
印刷焼成された10〜20μｍ程度のＷ（タングステン）上
に形成される。そして、Ni膜厚は１μｍから６μｍの間
として試料数はそれぞれ1000個としたときのリーク試験
結果である。
この図から明かなように、Ni膜厚は約1.5μｍ以上で
は約５〜25％以上の 不良率を示して信頼性を損ねる。また、1.5μｍ以下で
は不良率を０として気密性を良好とする。しかし、この
ような厚みでは、図示しない基板上に表面実装する場
合、例えば半田食われを生じて接続不良を引き起こす。
したがって、このようなものでは、Ni膜厚を1.5μｍ以
下にできず、その結果リーク不良に起因した外囲気の侵
入等により経年変化特性を劣化させて信頼性に欠け、生
産性を低下させる問題があった。なお、Ni膜厚を1.5μ
ｍ以上としてリーク度を３×10-8atm・cc/sec以内（第
５図の曲線ロ）にするものも発生するが、その頻度は少
なく同一厚みでも均一性に（再現性）に欠ける。
は約５〜25％以上の 不良率を示して信頼性を損ねる。また、1.5μｍ以下で
は不良率を０として気密性を良好とする。しかし、この
ような厚みでは、図示しない基板上に表面実装する場
合、例えば半田食われを生じて接続不良を引き起こす。
したがって、このようなものでは、Ni膜厚を1.5μｍ以
下にできず、その結果リーク不良に起因した外囲気の侵
入等により経年変化特性を劣化させて信頼性に欠け、生
産性を低下させる問題があった。なお、Ni膜厚を1.5μ
ｍ以上としてリーク度を３×10-8atm・cc/sec以内（第
５図の曲線ロ）にするものも発生するが、その頻度は少
なく同一厚みでも均一性に（再現性）に欠ける。
（発明の目的） 本発明は気密性を維持して経年変化特性を良好として
高信頼性の電子部品用容器及びこれを用いた圧電振動子
を提供することを目的とする。
高信頼性の電子部品用容器及びこれを用いた圧電振動子
を提供することを目的とする。
（解決手段） 本発明は、セラミック基板とセラミックカバーとの接
合面に介在する導電路の一層目上にセラミック層を形成
し、前記セラミック基板とセラミックカバーとの接合面
を全面的にセラミックとしたことを解決手段とする。以
下、本発明の一実施例を説明する。
合面に介在する導電路の一層目上にセラミック層を形成
し、前記セラミック基板とセラミックカバーとの接合面
を全面的にセラミックとしたことを解決手段とする。以
下、本発明の一実施例を説明する。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例を説明する水晶振動子の要
部を示す断面図である。なお、前従来例図と同一部分に
は同番号を付与してその説明は簡略する。
部を示す断面図である。なお、前従来例図と同一部分に
は同番号を付与してその説明は簡略する。
水晶振動子は前従来例同様に水晶片１の両端部をセラ
ミック基板２上の保持部材に接続し、接合材４を低融点
ガラスとしてセラミックカバー３を被せてなる（前第６
図参照）。そして、この実施例では、セラミック基板２
における導電路７の一層目をＷ膜とする。次に、セラミ
ック基板２とセラミックカバー３との接合面を横断して
介在する第２導電路7b上から、これを覆って例えば焼成
によりセラミック層８を形成する。そして、セラミック
層８の部分を除く一層目のＷ膜上にNi膜をメッキ等によ
り積層した構成とする。
ミック基板２上の保持部材に接続し、接合材４を低融点
ガラスとしてセラミックカバー３を被せてなる（前第６
図参照）。そして、この実施例では、セラミック基板２
における導電路７の一層目をＷ膜とする。次に、セラミ
ック基板２とセラミックカバー３との接合面を横断して
介在する第２導電路7b上から、これを覆って例えば焼成
によりセラミック層８を形成する。そして、セラミック
層８の部分を除く一層目のＷ膜上にNi膜をメッキ等によ
り積層した構成とする。
このようなものでは、セラミック基板２とセラミック
カバー３との接合面には、セラミック層８によりNi膜は
露出することがない。そして、両者の接合面を全面的に
セラミックとする。したがって、セラミックは低融点ガ
ラスと同様に酸化物であってなじみがよく、接合面の全
てにおいて気密封止を確実にする。例えば前述したHeガ
スによるリーク試験の結果では４時間後のリーク度は５
×10-9atm・cc/sec以下とすることが再現性をもって確
認された。そして、これに起因して経年変化特性も1000
0時間後にその周波数変化量を5pp以内とする（前第５図
曲線イ参照）。
カバー３との接合面には、セラミック層８によりNi膜は
露出することがない。そして、両者の接合面を全面的に
セラミックとする。したがって、セラミックは低融点ガ
ラスと同様に酸化物であってなじみがよく、接合面の全
てにおいて気密封止を確実にする。例えば前述したHeガ
スによるリーク試験の結果では４時間後のリーク度は５
×10-9atm・cc/sec以下とすることが再現性をもって確
認された。そして、これに起因して経年変化特性も1000
0時間後にその周波数変化量を5pp以内とする（前第５図
曲線イ参照）。
このようなことから、本実施例のものでは、従来例の
中でも最も頻度の少ない曲線ロのものと比較しても、リ
ーク度を1/10以下にして経年変化特性も向上し、高信頼
性の水晶振動子を得ることができる。
中でも最も頻度の少ない曲線ロのものと比較しても、リ
ーク度を1/10以下にして経年変化特性も向上し、高信頼
性の水晶振動子を得ることができる。
（他の事項） なお、上記実施例では、セラミック基板２、セラミッ
クカバー３、及びセラミック層８は単にセラミックとし
たが、具体的には何れもアルミナセラミック（Al2O3）
を主成分とする。また、セラミック層を第２導電路7b上
を覆ってのみ形成したが、セラミック基板の接合面の全
てに周回してセラミック層を形成してもよい。また、電
子部品要容器はATカットの水晶振動子を一例として説明
したが、これに限らず他のカットあるいは他の圧電材
（例えばLiTaO3）からなる圧電振動子であっても、また
気密を要する他の電子部品にも適用できることはいうま
でもない。また、第一層目上にセラミック層を直接形成
したが、要は一層目がＷ又はMoであって接合面となる最
上部がセラミック層であって、その間に気密を漏れを生
じない他のものが積層されてあってもよいものである。
クカバー３、及びセラミック層８は単にセラミックとし
たが、具体的には何れもアルミナセラミック（Al2O3）
を主成分とする。また、セラミック層を第２導電路7b上
を覆ってのみ形成したが、セラミック基板の接合面の全
てに周回してセラミック層を形成してもよい。また、電
子部品要容器はATカットの水晶振動子を一例として説明
したが、これに限らず他のカットあるいは他の圧電材
（例えばLiTaO3）からなる圧電振動子であっても、また
気密を要する他の電子部品にも適用できることはいうま
でもない。また、第一層目上にセラミック層を直接形成
したが、要は一層目がＷ又はMoであって接合面となる最
上部がセラミック層であって、その間に気密を漏れを生
じない他のものが積層されてあってもよいものである。
（発明の効果） 本発明は、セラミック基板とセラミックカバーとの接
合面となる導電路の一層目上にセラミック層を形成し、
前記セラミック基板とセラミックカバーとの接合面を全
面的にセラミックとして低融点ガラスにより接合したの
で、気密性を維持して経年変化特性を良好として高信頼
性の電子部品用容器及びこれを用いた圧電振動子を提供
でき、その実際的な価値は極めて高い。
合面となる導電路の一層目上にセラミック層を形成し、
前記セラミック基板とセラミックカバーとの接合面を全
面的にセラミックとして低融点ガラスにより接合したの
で、気密性を維持して経年変化特性を良好として高信頼
性の電子部品用容器及びこれを用いた圧電振動子を提供
でき、その実際的な価値は極めて高い。
第１図は本発明の一実施例を説明する水晶振動子の要部
断面図である。 第２図は従来例を説明する水晶振動子の分解斜視図、第
３図は同セラミック基板の側面図、第４図は同断面図、
第５図は気密漏れと経年変化による一般的な周波数変化
特性図、第６図は同問題点を説明するリーク不良率を示
す図である。
断面図である。 第２図は従来例を説明する水晶振動子の分解斜視図、第
３図は同セラミック基板の側面図、第４図は同断面図、
第５図は気密漏れと経年変化による一般的な周波数変化
特性図、第６図は同問題点を説明するリーク不良率を示
す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 9/00 - 9/76 H01L 23/02 - 23/10
Claims (2)
- 【請求項１】電子素子を装着するとともに一層目をＷ又
はMoとした導電路を外周部に延出したセラミック基板
と、前記導電路を横断してセラミック基板に接合される
セラミックカバーと、両者を気密に封止する接合用の低
融点ガラスとを具備してなる電子部品用気密容器におい
て、前記セラミック基板とセラミックカバーとの少なく
とも接合面に介在する前記導電路の一層目上にセラミッ
ク層を形成し、前記セラミック基板とセラミックカバー
との接合面を全面的にセラミックとしたことを特徴とす
る電子部品用気密容器。 - 【請求項２】前記電子素子を圧電片として構成したこと
を特徴とする圧電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020967A JP3068150B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 電子部品用気密容器及びこれを用いた圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020967A JP3068150B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 電子部品用気密容器及びこれを用いた圧電振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03226104A JPH03226104A (ja) | 1991-10-07 |
| JP3068150B2 true JP3068150B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=12041942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020967A Expired - Lifetime JP3068150B2 (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | 電子部品用気密容器及びこれを用いた圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3068150B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0443017U (ja) * | 1990-08-07 | 1992-04-13 | ||
| JPH0597124U (ja) * | 1992-05-21 | 1993-12-27 | 株式会社大真空 | 表面実装型水晶振動子 |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2020967A patent/JP3068150B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03226104A (ja) | 1991-10-07 |
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