JP3810356B2 - 電子装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子や水晶振動子,半導体素子等の電子部品素子を気密封止するのに用いられる電子装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、圧電素子や水晶振動子,半導体素子等の電子部品素子を気密封止するのに電子装置が用いられている。
【0003】
かかる従来の電子装置としては、例えば図7に示す如く、セラミック基体52上に金属から成る略矩形状のシールリング524を取着させ、該シールリング524の内側に位置するセラミック基体52に電子部品素子53を配設させるとともに、シールリング524上に金属製の蓋体55を載置させ、シールリング524の上面と蓋体55の下面とを溶接してシールリング524の開口部を封止した構造のものが知られている。
【0004】
前記セラミック基体52は平板状セラミック基板521の上面にリング状セラミック基板522を一体的に取着させてあり、リング状セラミック基板522の内側に電子部品素子13を収容するためのキャビティが形成されている。
【0005】
また前記シールリング524や蓋体55の表面にはNi等からなるメッキ膜が被着されており、シールリング524の下面をリング状セラミック基板522の上面に被着させておいたメタライズ層に対してろう付けすることによりシールリング524がセラミック基体52上に取着され、また蓋体表面のメッキ膜とシールリング上面のメッキ膜を従来周知の抵抗溶接(シーム溶接)により溶融させ、両者を接合することによって蓋体55とシールリング524とが接合されていた。
【0006】
尚、同図に示した従来の電子装置においては、シールリング524及び蓋体55の全ての角部にはR加工(丸み加工)が施されており、両者の外形は略相似形をなすように形成されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の電子装置においては、蓋体55をシールリング524に抵抗溶接する際、抵抗溶接装置のローラ電極を蓋体55の各辺に沿って直線状に走査するようになっており、このような手法で溶接を行った場合、蓋体55の角部には抵抗溶接装置のローラ電極が2度ずつ接触することとなる。それ故、コーナー部における接合幅が他の部位に比し広くなってしまう傾向があり、シールリング524と蓋体55との当接幅が略一定である場合には、抵抗溶接の際に溶けた金属成分(異物)がキャビティ520の内部に飛散し易く、このような異物がキャビティ520内の電子部品素子53や回路配線等に付着すると、電子部品素子53の特性が大幅に変化したり、回路配線間で短絡を起こす等して、電子装置の生産性及び信頼性を大幅に低下させる欠点を有していた。
【0008】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、生産性及び信頼性を向上させることが可能な電子装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子装置は、セラミック基体上に金属から成る略矩形状のシールリングを取着させ、該シールリングの内側に位置するセラミック基体に電子部品素子を配設させるとともに、前記シールリング上に金属製の蓋体を載置させ、シールリング上面−蓋体下面の当接部外側領域を抵抗溶接により接合してシールリングの開口部を封止してなる電子装置において、前記シールリング上面と前記蓋体下面との当接幅をシールリングのコーナー部で他の部位よりも幅広になしたことを特徴とするものである。
また本発明の電子装置は、前記当接部には、接合部の内側に幅35μm〜200μmの非接合部が周設されていることを特徴とするものである。
【0010】
本発明の電子装置によれば、シールリング上面と蓋体下面との当接幅をシールリングのコーナー部で他の部位よりも幅広になしたことから、シールリングのコーナー部においても接合部の内側に非接合部を確保することができるようになる。従って、抵抗溶接装置のローラ電極を蓋体に接触させて蓋体とシールリングとを抵抗溶接する際、放電スパークによって溶けた金属成分(異物)がシールリングの内側に向かって飛散しようとしても、シールリングの内側に非接合部が確保されていることで異物の侵入が有効に防止さらえ、その内側に収容されている電子部品素子の特性を良好に維持するとともに、異物による回路配線間の短絡を少なくして、電子装置の生産性及び信頼性を向上させることが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1(a)は本発明の一実施形態に係る電子装置より蓋体を取り外して上方より見た平面図、図1(b)は図1(a)の電子装置の断面図、図2は図1(b)のZ1部拡大図、図3は図1の電子装置を上方より見た平面図、図4は図3のZ2部拡大図である。尚、本実施形態においては、電子部品素子として水晶振動子を用いた水晶発振器を例に説明するものとする。
【0012】
同図に示す電子装置1は、セラミック基体2上に金属から成る略矩形状のシールリング24を取着させるとともに、該シールリング24の内側に位置するセラミック基体2の上面に水晶振動子3を配設・搭載し、更にシールリング24の上面に金属から成る略矩形状の蓋体5Aを載置させた上、両者を従来周知の抵抗溶接にて接合することによりシールリング24の開口部を封止した構造を有している。
【0013】
前記セラミック基体2は、平板状セラミック基板21の上面にリング状セラミック基板22を一体的に取着させて成り、リング状セラミック基板22の内面と、その内側に位置する平板状セラミック基板21の上面とで囲まれる領域に、水晶振動子3を収容するためのキャビティ20が形成される。
【0014】
前記キャビティ20の内部に収容される水晶振動子3は、所定結晶軸でカットされた短冊状の水晶基板31と、水晶基板の両主面に形成される励振電極33と、該励振電極から水晶基板の一方の端部に向かって延びる引き出し電極32,34とを備え、前記引き出し電極32,34を平板状セラミック基板21の上面に設けられた電極パッド25に導電性接着材4を介して接合させることにより水晶振動子3がセラミック基体2に対して電気的・機械的に接続される。
【0015】
また前記リング状セラミック基板22の上面には、メタライズ層221が形成されており、このメタライズ層221とシールリング24とをろう材23でろう付けすることによりシールリング24がセラミック基体2上に取着される。
【0016】
尚、前記セラミック基体2の下面には、図示しないビアホール導体等を介して上述の電極パッド25と電気的に接続される端子電極26が設けられており、これらの端子電極26は、電子装置をマザーボードやモジュール基板等の実装基板上に実装する際、電子装置を実装基板上の電気回路と接続するための端子として機能するものである。
【0017】
このようなセラミック基体2は例えば従来周知のセラミックグリーンシート積層法やセラミック粉末を用いたプレス成形等によって製作され、セラミック基体2上の電極パッド25や端子電極26,メタライズ層221等はモリブデンやタングステンなどの高融点金属材料を含む導電性ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によってセラミック基体2やセラミックグリーンシートの表面に塗布し、これを高温で焼き付けることによって形成される。
【0018】
また前記セラミック基体2上に配されているシールリング24及び蓋体5Aは、例えば42アロイやコバール,リン青銅等の金属から成り、シールリング24は基材240の表面にNiメッキ層241及びAuメッキ層242が順次被着して形成され、蓋体5Aは基材50Aの表面にNiメッキ層51Aを被着して形成されている。
【0019】
そして上述したシールリング24及び蓋体5Aの外形は、シールリング24の角部に全てR加工(丸み加工)が施されているのに対し、蓋体5Aの角部には外方へ張り出す張出部5CNが形成されており、シールリング24上に蓋体5Aを載置させた際、シールリング上面と蓋体下面との当接幅がシールリング24のコーナー部で他の部位よりも幅広となるようになしてある。これを換言すれば、電子装置を平面視したとき、シールリング24の内周と蓋体5Aの外周との間の最短距離がシールリング24のコーナー部で他の部位よりも大となしてある。
【0020】
従って、このようなシールリング24と蓋体5Aとを蓋体5Aの外周に沿って抵抗溶接する際、抵抗溶接装置のローラ電極が蓋体5Aの角部に2度ずつ接触することによりコーナー部での接合幅が他の部位に比べ広くなったとしても、シールリング24と蓋体5Aとの当接幅はコーナー部で幅広となしてあるため、図5に示す如く接合部の内側に十分な広さの非接合部を確保することができ、抵抗溶接の際に溶けた金属成分(異物)がキャビティ20内に侵入するのを有効に防止することができる。これにより、キャビティ20内に収容される水晶振動子3の特性が良好に維持されるとともに、異物による回路配線間の短絡を極力少なくして、電子装置の生産性及び信頼性を大幅に向上させることが可能となる。
【0021】
尚、上記非接合部は、接合部の内側に幅35μm〜200μmの幅で周設しておくことが好ましい。
【0022】
また前記シールリング24と前記蓋体5Aとを溶接する際は、抵抗溶接装置のローラ電極を蓋体5Aの外周部端面に上方より当接・走査させながら、蓋体5A及びシールリング24にローラ電極を介して大きな電力を印加し、蓋体5Aとシールリング24との間で多量のジュール熱を発生させるとともに、該熱エネルギーによって蓋体表面のNiメッキ層51やシールリング表面のAuメッキ層242,Niメッキ層241を溶融させることによって行われる。
【0023】
更に本実施形態のように、電子部品素子として水晶振動子3を用いる場合には、水晶振動子3の腐食等を有効に防止するために、キャビティ20内に窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを封入しておくことが好ましく、その場合、上述の溶接作業は不活性ガス雰囲気中で行なわれる。
【0024】
尚、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【0025】
例えば、上述の実施形態においてはシールリング24をセラミック基体上面のメタライズ層221にろう付けすることによってシールリング24をセラミック基体2上に取着させるようにしたが、これに代えて、図6に示す如く、セラミック基体2の上面に直接的にパターン形成したメタライズ層25をそのままシールシングとして用いても構わない。その場合、メタライズ層25は、タングステンやモリブデン等の金属により形成しておくことが好ましく、その表面には蓋体5Bとの溶接のためにNiメッキ、Auメッキ等が施される。
【0026】
また上述の実施形態においては電子部品素子として水晶振動子を用いるようにしたが、これに代えて、電子部品素子として弾性表面波発振子等の圧電振動子や半導体素子,コンデンサ等の他の電子部品素子を用いるようにしても良く、そのような場合においても上述の実施形態と全く同様の効果が得られる。
【0027】
【発明の効果】
本発明の電子装置によれば、シールリング上面と蓋体下面との当接幅をシールリングのコーナー部で他の部位よりも幅広になしたことから、シールリングのコーナー部においても接合部の内側に非接合部を確保することができるようになる。従って、抵抗溶接装置のローラ電極を蓋体に接触させて蓋体とシールリングとを抵抗溶接する際、放電スパークによって溶けた金属成分(異物)がシールリングの内側に向かって飛散しようとしても、シールリングの内側に非接合部が確保されていることで異物の侵入が有効に防止さらえ、その内側に収容されている電子部品素子の特性を良好に維持するとともに、異物による回路配線間の短絡を少なくして、電子装置の生産性及び信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の一実施形態に係る電子装置の蓋体を取り外して上方より見た平面図、(b)は(a)の電子装置の断面図である。
【図2】図1の電子装置のZ1部拡大図である。
【図3】図1の電子装置を上方より見た平面図である。
【図4】図3のZ2部拡大図である。
【図5】図1の電子装置の接合部を示す平面図である。
【図6】本発明の他の実施形態に係る電子装置の断面図である。
【図7】(a)は従来の電子装置の断面図、(b)は(a)の電子装置を上方より見た平面図である。
【図8】図7の電子装置の接合部を示す平面図である。
【符号の説明】
1・・・電子装置(水晶発振器)
2・・・セラミック基体
20・・・キャビティ
21・・・平板状セラミック基板
22・・・リング状セラミック基板
24・・・シールリング
242・・・Niメッキ層
243・・・Auメッキ層
3・・・電子部品素子(水晶振動子)
5・・・蓋体
5CN・・・張出部
Claims (2)
- セラミック基体上に金属から成る略矩形状のシールリングを取着させ、該シールリングの内側に位置するセラミック基体に電子部品素子を配設させるとともに、前記シールリング上に金属製の蓋体を載置させ、シールリング上面−蓋体下面の当接部外側領域を抵抗溶接により接合してシールリングの開口部を封止してなる電子装置において、
前記シールリング上面と前記蓋体下面との当接幅をシールリングのコーナー部で他の部位よりも幅広になしたことを特徴とする電子装置。 - 前記当接部には、接合部の内側に幅35μm〜200μmの非接合部が周設されていることを特徴とする請求項1に記載の電子装置。
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