JP4430513B2 - 水晶振動子 - Google Patents
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Description
片を密閉封入する金属カバーに関する。
み込まれる。このようなものでは、水晶片を密閉封入する容器の密閉度が求められ、確実
な封止構造が求められている。
、同図(b)は金属カバーの一部拡大断面図である。
入してなる。容器本体1は積層セラミックからなり、外表面(底面及び側面)に図示しな
い表面実装用の外部端子を有する。そして、開口面にはシーム溶接用の金属リング4を有
する。あるいは、金属カバー3を直接に積層セラミック容器と溶接する金属厚膜4が形成
される。金属リングや金属厚膜4の表面には通常ではAu層が形成される。
る。そして、凹部内底面に設けられた水晶端子上に引出電極の延出した一端部両側を導電
性接着剤5によって固着してなる。水晶端子は容器本体1の外表面に設けられた外部端子
に電気的に接続する。
リアメタル層6として機能するNi層をクラッド材として両主面に施す。そして、一主面
のバリアメタル層6上に金属ロウとしての銀ロウ7が設けられる。そして、シーム溶接時
の電流によって特に金属カバー3の母体(コバール)にジュール熱を発生する。そして、
このジュール熱によって銀ロウ7を溶融して金属カバー3を容器本体1に接合し、水晶片
2を密閉封入する。
層6としたNi層がコバール(Kv)の腐食を防止する。なお、コバールは鉄(Fe)を
主成分とするので、腐食しやすい。また、仮に、コバールが腐食したとしても、Ni層(
バリアメタル層6)によって腐食を遮断し、気密封止を確実に維持する。
てのNi層を設けることによって次の問題があった。すなわち、Ni層は電気的に通電性
に欠けることから、シーム溶接時には高電流を要する。この場合、例えば高電流によって
スパークを生じやすいため、例えば回転ローラに損傷を引き起こしたり、劣化が早くなる
などの問題もあった。さらに、通電性等に欠けることに起因して電流値が規定の範囲内に
制限され、封止条件の設定が厳しい問題もあった。また、Niは貴金属でもあり、高価な
問題もあった。
ローラ間は、金属カバー3(コバール)よりも導電性の高い金属リング上のAuを経て通
電される。そして、一対の回転ローラと例えば金属リング上のAuとの間の電流によって
金属カバー3のコバールにジュール熱を発生し、両者間の銀ロウ7を溶融する。しかし、
バリアメタル層6としてのNi層が介在すると抵抗が増し、回転ローラと金属リング上の
Auとの間の溶接時における電流が制限される。
属カバー3の母体に発生したジュール熱はCu層を伝熱して銀ロウを加熱・溶融する。し
かし、Cu層は膨張係数が大きくて柔軟性であることから、シーム溶接前後での膨徴収縮
差によって容器本体1に応力を発生させる。したがって、加熱温度の制御を困難にして封
止条件が厳しくなる。これらは、Cu層の厚みが大きくなるほど、単なる伝熱ではなく熱
容量が大きくなるので、加熱温度の制御を困難にする。
器本体の外周側面にはみ出し、常温から加熱及び加熱から常温への温度変化時における膨
張収縮時に容器本体1に応力を発生させる。そして、容器本体1にクラックを発生して気
密性を妨げたり、導電性接着剤5による水晶片の保持状態(保持系)を変化させて発振周
波数を変化させたりする。
を損ねる問題を生ずる。これらのことから、いずれにしても、Cu層ではコバールの腐食
等を防止するメタルバリア層として機能してシーム溶接時の電流を小さくできても、Cu
層の膨張係数によって封止条件が厳しくなる問題があった。
動子を提供することを目的とする。
ウとの間に通電性が良好でメタルバリア層となるCu層を設ける点に着目し、さらにCu
の柔軟性をこれより膨張係数の小さいCu合金をバリアメタル層とすることにより克服し
た。
て通電性を高められる。したがって、低電流でのシーム溶接を可能にするので、回転ロー
ラの損傷や早期劣化を防止できる。そして、ここでは、Cuよりも膨張係数の小さいCu
合金とするので、シーム溶接前後での膨張収縮差を小さくできる。したがって、容器本体
に生ずる応力を軽減するので、加熱温度を制御しやすく封止条件を緩和できる。
なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
体1に水晶片2を収容して、金属カバー3をシーム溶接によって表面をAuとした容器本
体1の金属リングや金属厚膜4に接合し、水晶片2を密閉封入してなる。この実施例では
、コバールとした金属カバー3の一主面にはメッキやクラッドの方法によるバリアメタル
層6としてNi層が従来同様に設けられる。
り、主成分Cuの重量比が50%以上としたCu単体よりも熱膨張係数の小さいCu合金
を同様の方法により設ける。Cu合金はCuNiとする。ここでは、一般に、量産品と
して市販され、例えば海水中での配管等に使用されて耐腐食性に強い重量比が70:30
のCuNiを使用する。そして、CuNi層の厚みを2〜9μmとし、ここでは3μmと
する。
のように銀ロウ7が設けられる。また、一主面のNi層上には製造元や振動周波数等の表
記文字が例えばレーザーによる掘り込みによって形成される。
i層がバリアメタル層6として機能し、金属カバー3の母体であるコバールの腐食を防止
する。そして、仮にコバールが腐食してもCuNi層(バリアメタル層6)が腐食の進行
を遮断する。したがって、気密封止を確実に維持できる。
i層からCuNi層として通電率を高めるので、低電流駆動のシーム溶接を可能にして回
転ローラの損傷や早期劣化を防止する。そして、CuNi層は熱膨張係数が小さくてCu
自体の柔軟性を抑制して硬度を増すので、シーム溶接前後の熱によって膨張収縮差を小さ
くする。したがって、容器本体1に生ずる応力をも小さくして、クラックを防止して機密
を維持するとともに保持系に与える影響を軽減して周波数変化を防止する。これらから、
加熱温度の制御を容易にし、シーム溶接の封止条件を緩和できる。
熱容量を小さくして単なる熱伝導体として機能する。したがって、金属カバー3の母体(
コバール)に発生したジュール熱を銀ロウ7に単に伝熱するので、加熱温度の制御を容易
にする。このことから、CuNi層の潰れを抑制して外周側面へのはみ出しを防止し、封
止条件をさらに緩和する。なお、CuNi層の数値限定(2〜9μm)によって、特許文
献2での応力緩和のための10μm以上とはその趣旨が異なることを明確にする。
用したので、耐食性を良好にして融通性があって安価にする。また、金属カバー3におけ
る一主面のバリアメタル層6はNi層として表記文字を形成する。したがって、例えば両
主面ともにCuNi層としてレーザー等によって一主面に表記文字を形成した場合に比較
し、CuNiの酸化等による縞模様が発生せず表記文字を確実に認識できる。
バリアメタル層、7 銀ロウ。
Claims (1)
- 積層セラミックからなる凹状として水晶片が収容される容器本体と、母体をコバールとしてバリアメタル層を介在させて銀ロウが形成された金属カバーとを備え、前記容器本体に前記金属カバーをシーム溶接によって接合してなる水晶振動子において、前記母体と前記銀ロウとの間の前記バリアメタル層としてCuよりも熱膨張の小さいCuを主成分としたCu合金を適用し、前記Cu合金は重量比を70:30としたCuNiとして厚みtを2<t<9μmとしたことを特徴とする水晶振動子。
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