JP3976135B2 - 水晶振動子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水晶振動子を産業上の技術分野とし、特に耐衝撃性に優れた水晶振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）水晶振動子は周波数制御素子として、周波数や時間の基準源やフィルタ素子に広く使用されている。近年では、携帯電話で代表されるように電子機器の小型化そして携帯化が普及し、これに伴い特に落下衝撃に対する信頼性が求められている。
【０００３】
（従来技術の一例）第１図は一従来例を説明する水晶振動子の断面図である。
水晶振動子は密閉容器１内に水晶片２を封入してなる。密閉容器１は実装端子３を有するベース４とカバー５とからなる。そして、実装端子３を含めていずれも鉄を主成分とした金属（コバール）として、例えば抵抗溶接によって封止される。実装端子３はベース４を絶縁貫通したガラス５を有する気密端子とする。水晶片２は両主面に励振電極６を有し、両端外周部に引出電極７を延出する。そして、引出電極７の延出した両端外周部を実装端子３に接続したサポータ８のスリットに挿入し、導電性接着剤等によって固着して電気的・機械的に接続する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
（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密閉容器１を構成する実装端子３を含めたベース４及びカバー５は、いずれも鉄を主成分とした金属からなる。なお、サポータ８も鉄を主成分とする。したがって、密閉容器１（水晶振動子）は非常に重くなり、水晶片２に対する重量は格段に大きい。このことから、水晶振動子の落下衝撃時には慣性重量が大きくなり、水晶片２に加わる衝撃も大きいものとなる。
【０００５】
例えば重量を０とした密閉容器１内に水晶片２を封入して落下させた場合と比較すると、上記構成のものでは水晶片２に加わる衝撃は格段に大きくなる。したがって、このようなものでは、衝撃によって水晶片２の破損等を引き起こし、耐衝撃性を悪化させる問題があった。特に、高周波化が進み厚みが小さくなって軽くなり、水晶片２に対する密閉容器１の重量比が増すほど顕著になる。
【０００６】
（発明の目的）本発明は耐衝撃性を向上した水晶振動子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（着目点）本発明は上記問題点に鑑み、水晶片に対する密閉容器の重量比が小さいほど、落下衝撃時に水晶片に与える衝撃は小さく破損を防止できる点に着目した。
【０００８】
（解決手段）本発明では、これらのことから密閉容器の素材としてＭgに添加物を混入したMg合金を選択して適用した。これにより、水晶片に対する重量比を小さくし、水晶片の破損を防止して耐衝撃性を向上できる。また、Mgは振動吸収性に優れることから、この点においても耐衝撃性を高める。
【０００９】
【第１実施例】
以下、本発明の実施例を前第１図を参照し、同一部分の説明は簡略及び省略して説明する。
水晶振動子は気密端子とした実装端子３を有するベース４とカバー５からなる密閉容器１内に、サポータ８に接続した水晶片２を封入してなる。そして、この例ではサポータ８及び密閉容器１を構成するすべての金属をMgに添加物を混入したMg合金とする。添加物は例えばＡｌ（アルミ）、Mn（マンガン）、Ａg（銀）、Ｃu（銅）、Ｚn（亜鉛）、Ｓi（シリコン）、Y（イットリウム）、Ｚr（ジルコニウム）及び希土類元素とする。
【００１０】
そして、ここでは実装端子３としての気密端子を形成する際、Mgの融点温度概ね650℃よりも低い例えば380℃及び435℃の低融点ガラスを使用する。さらに、ベース４とカバー５を抵抗溶接、電子ビームあるいはレーザ溶接等によって封止する。
【００１１】
このような構成であれば、Mg合金は鉄に対して約１／４の重量なので、水晶振動子の重量をも従来の１／４程度にできる。したがって、前述のように重量比を小さくしたことによって、落下衝撃時の水晶片２に与える衝撃を軽減して破損を防止し、耐衝撃性を向上できる。さらに、Mgは振動吸収性に優れて密閉容器１自体の衝撃も緩和するので、さらに耐衝撃性を高める。
【００１２】
また、Mgはリサイクル性に優れることから、水晶振動子が大量に使用される近年以降では地球環境に適した利用になる。なお、密閉容器１を構成するすべての部品にMg合金を適用したが、例えば実装端子３のみであってもよく、一部に適用できる。なお、例えばベース４の底面には図示しない台座を設け、実装端子３を接続して表面実装用としてもよい。
【００１３】
【第２実施例】
第２図は本発明の第２実施例を説明する水晶振動子の図である。前実施例と同一部分の説明は簡略及び省略する。
第２実施例では、水晶振動子はセラミック基板からなるベース４とMg合金としたカバー５からなる。セラミック基板は積層基板として内表面に水晶端子を有し、外表面に表面実装用の実装端子３を有する。水晶端子はスルーホール及び積層面を経て実装端子３に接続する。そして、例えば励振電極６から引出電極７の延出した一端部両側を導電性接着剤等によって水晶端子に電気的・機械的に接続する。
【００１４】
さらに、セラミック基板の外周には焼成時に金属膜を一体的に設け、その上に例えばＡuＳiの共晶合金９層を設ける。そして、高温下で共晶合金９層を溶融してカバー５を接合する。
【００１５】
この場合においても、カバー５をMg合金とするので重量を軽減した表面実装型の水晶振動子を得ることができる。なお、共晶合金９での接合としたが、ガラス封止や樹脂封止であったとしてもよい。
【００１６】
【他の事項】
上記第１実施例では、水晶片２を垂直方向に保持して実装端子３をそのまま延出したが、例えば第３図のようにしてもよい。すなわち、Mg合金としたベース４の裏面にエポキシ樹脂等によるコーティング層あるいは平板を設ける。そして、実装端子３を折曲して表面実装用とする。
【００１７】
また、内部の実装端子３を折曲して保持部を形成し水晶片２を水平に保持する。そして、凹状のカバー５を接合して密閉容器を形成する。このように、第１及び第２実施例の密閉容器に限らず、封止方法を含めていずれの密閉容器であっても適用でき、そこに使用する金属をMg合金に置換できる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、水晶片２の封入される密閉容器の素材としてMgに添加物を混入したMg合金を選択して適用したので、耐衝撃性を向上した水晶振動子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例及び従来例を説明する水晶振動子の断面図である。
【図２】本発明の第２実施例を説明する水晶振動子の断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を説明する水晶振動子の断面図である。
【符号の説明】
１ 密閉容器、２ 水晶片、３ 実装端子、４ ベース、５ ガラス、６ 励振電極、７ 引出電極、８ サポ−タ、９ 共晶合金、１０ エポキシ樹脂等．

Claims (1)

1. ガラスを有する気密端子が貫通したベースとカバーとからなる密閉容器内に水晶片を密閉封入してなる水晶振動子において、前記密閉容器の前記ベースとカバーと気密端子とにＭｇに添加物を混入したＭｇ合金を適用し、前記ガラスは前記Ｍｇ合金の融点温度より低い低融点ガラスとしたことを特徴とする水晶振動子。

Images