JPH02105710A - 水晶振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は水晶振動子に関する。

Ｂ１発明の概要 この発明は超薄形の水晶振動子において、水晶振動子片
の表裏面に電極を設けるとともに、その電極に接続され
る電極リード部を振動子片の同じ端部側に導いてセラミ
ック容器に形成したリード部に電気的に接続したことに
より、容器の熱膨張係数の違いによる影響を受けないの
で、振動子の良好な安定した特性が得られるとともに基
板上への実装も容易で、かつ基板上の実装高さを低くで
きるようにしたものである。

Ｃ９従来の技術 近年、プリント基板等の表面に直接ハンダ付は等によっ
て実装される所謂表面実装用（超薄形）の水晶振動子が
開発されるようになってきた。これは機器を小形化する
ためと、プリント基板上での実装高さを低くすることか
ら来ている。上記のような表面実装用水晶振動子はＩＣ
その他の各種実装部品をハンダとともにプリント基板上
に載置した後、リフロー炉内を通過させてその炉内の温
度で、ハンダを溶融させることによって実装部品ととも
にプリント基板上にハンダ付けされるが、水晶振動子を
超薄形に形成したときに、水晶振動子の特性を低下させ
ないようにしなければならなし）。これには水晶振動子
片をセラミック容器内に金属保持板を使用して保持させ
たり、あるいは軟質の接着剤を使用して特性低下が生じ
ないようにしている。しかし、金属保持板は最低でも厚
みが０．１〜０．２５ｘｍも必要であるため、超薄形水
晶振動子（容器を含めてｌｕｍ以下を超薄形と称してい
る）とするには無理がある。また、軟質の接着剤を使用
した場合には耐熱性に問題があるため、ＳＭＴ用として
リフロー炉での使用には無理がある。

なお、セラミック、アルミナに直接水晶振動子片を両端
支持すると、アルミナの方の温度による熱膨張係数と、
水晶振動子片の熱膨張係数の違いにより、水晶振動子の
良好な温度特性が得られなくなる。従って、上述のよう
に金属保持板や軟質の接着剤を用いて熱膨張差を吸収し
なければならなかった。

第６図、第７図は金属保持板としてリードフレームを使
用した水晶振動子の断面図および容器蓋を覆う前の状態
の平面図で、両図において、ｌは長方形状に形成された
水晶振動子片、２，３は水晶振動子片１の主面（表裏面
）に蒸着等の手段によって形成された電極である。電極
２．３は振動子片ｌの長手方向端部に向かって図示左右
の方向に形成された電極リード部２ａ、３ａに接続され
る。４，５はリードフレームで、このリードフレーム４
．５により水晶振動子片ｌは保持される。

リードフレーム４．５と電極リード部２ａ、３ａが接触
する部分には導電接着剤６．７を塗布してリードフレー
ム４．５と電極リード部２ａ、３ａとを固着する。８ａ
および８ｂはセラミックス等の容器おそびその蓋で、容
器８ａ内に水晶振動子片ｌを保持し、蓋８ｂを用いて封
入する。なお、容器８ａとその蓋８ｂとの合わせ目はリ
ードフレーム４．５の導出部を含めて、例えばガラス等
のシール材９で気密に封止する。１０は外部端子である
。

第８図、第９図Ａ、Ｂはセラミックス等の容器８ａ内に
直接水晶振動子片１を固着して封入した水晶振動子であ
る。この第８図、第９図Ａ、Ｂのものは容器８ａ内周に
は段部１１が形成してあり、この段部１１に水晶振動子
片■の長平方向両端部が接着剤または導電接着剤６．７
により固着される。なお、容器８ａの表面には予め端子
リード部１２ａ、１２ｂおよび外部端子１０を形成して
おいて、水晶振動子片ｌの一対の電極２．３とそれぞれ
導電接着剤を用いて接続する。その後、容器８ａと蓋８
ｂの合わせ目をガラスや低温ロウ材などのシール材９に
より気密に封止する。なお、第９図Ａ、Ｈにおいて、１
３は封止用の銀バラジュウムからなるメタライズ層であ
る。

Ｄ０発明が解決しようとする課題 上記した水晶振動子においては次に述べるような問題が
ある。

第６図、第７図に示した水晶振動子ではリードフレーム
４．５などの金属保持板を用いて水晶振動子片ｌを保持
するため、容器８ａの形状が大きくなってしまう。この
ため、水晶振動子の外形が大きくなったり、金属保持板
（リードフレーム）の厚み分により水晶振動子の外形高
さか高くなってしまって、高さを１ｍｍ以下にすること
が困難である。

また、第８図、第９図Ａ、Ｈに示す水晶振動子では容器
８ａおよびその流８ｂにアルミナ系等のセラミックスを
使用することが多い。このため、水晶振動子片とセラミ
ックスの熱膨張係数に差異があるため、水晶振動子片を
エボキノ系等の硬質の接着剤を使用して固着すると、上
記熱膨張差により、周囲温度の影響を受けて水晶振動子
片に応力が加わる。これにより、水晶振動子片の発振周
波数が異常に変動して、良好な特性が得られなくなる問
題がある。この熱膨張差を解消するために、第６図、第
７図に示した金属保持板を使用ケれば良いが、この場合
にら上記したような問題がある。

また、接着剤６．７としてウレタン系等の軟質の接着剤
を使用して水晶振動子片ｌを容器８２Ｌに固着するよう
にすれば、軟質の接着剤部分で熱膨張の差を吸収して前
記の問題点を解消することができる。しかし、リフロー
炉内を通過させてハンダ付は実装を行う場合にはりフロ
ー炉内を通過する際に水晶振動子全体が加熱されて昇温
される。

このとき、軟質の接着剤はエボキン系の硬質の接着剤に
比べて耐熱性が低いため、リフロー炉内でのハンダ付は
温度に対して耐熱性能が不充分であるため、固着部の信
頼性に欠けるという問題がある。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、熱膨張
差を解消するとともに基板上への実装高さも充分低くす
ることができる水晶振動子を提供することを目的とする
。

Ｅ１課題を解決するための手段 この発明は板状の水晶振動子片をセラミックス容器内に
封入してなる圧電形振動子において、前記水晶振動子片
の主面に一対の電極を設けるとともにそれぞれの電極と
電気的に接続される電極リード部を設け、その電極リー
ド部を水晶振動子片の主面の同じ端部に導き、該水晶振
動子片の片側の端部を前記セラミックス容器内の取付座
に固着するとともに、セラミックス容器の外面に設けた
一対の外部端子と前記水晶振動子片の一対の電極リード
部との間をセラミックス容器に設けたリード部にそれぞ
れ電気的に接続し、前記セラミックス容器とその蓋とを
シール材により気密に接合封入したことを特徴とするも
のである。

Ｆ１作用 水晶振動子片の主面の電極に接続される電極リード部を
水晶振動子片の同じ端部側に導いて、その端部を容器の
取付座に固着して、他方の端部を自由端とする。これに
よって、熱膨張係数の違いによる影響を受けなくするこ
とができる。

Ｇ、実施例 以下この発明の一実施例を第１図Ａ（容器の蓋を取り外
した平面図）、第１図Ｂ（断面図）および第２図（斜視
図・・・この図の振動子片２２では電極リード部を両端
部に向けて形成に基づいて説明する。

第１図Ａ、Ｂおよび第２図において、２１はセラミック
ス容器で、この容器２１は長方形状の箱形に形成され、
内部に水晶振動子片２２を収納する空間としての凹部２
１ａと水晶振動子片２２の片方の端部を導電接着剤２３
を使用して固着する取付座となる段部２１ｂとを有して
いる。前記水晶振動子片２２は、原石から例えばＡＴカ
ット等の所定の切り出し角度で長方形板状に切り出され
た乙ので、この水晶振動子片２２の表裏の主面には第４
図Ａ、Ｈに示すように一対の電極２４．２５が蒸着等の
手段で形成される。また、水晶振動子片２２の表裏の主
面には前記電極に接続される電極リード部２４ａ、２５
ａが同じ端部に向けて形成される。また、第６図に示す
ように水晶振動子片２２は両端部にベベル加工を施して
もよい。

なお、第５図に示すように電極リード部２４ａ。

２５ａは両方の端部に向けて形成してもよい。このよう
に形成することにより、製作時に端部の選択が容易にな
る。

前記セラミック容器２１には水晶振動子片２２を取り付
ける前に、第１図Ｂおよび第２図の図示右端下面に一対
の外部端子２６ａ、２６ｂを設けるとともに、第１図Ａ
、Ｂおよび第２図にて示すようにこの外部端子２６ａ、
２６ｂと前記段部２１ｂとの間に導電部として一対の端
子リード部２７ａ、２７ｂを形成する。外部端子２６と
端子リード部２７ａ、２７ｂの形成手段としては銀バラ
ジュウム合金層を容器２１の表面に焼き付けることによ
って行う。一対の端子リード部２７ａ、２７ｂが形成さ
れたセラミックス容器２１の縁部２８においては、前記
端子リード部２７ａ、２７ｂを覆うように絶縁層２９を
設ける。この絶縁層２９はガラスを溶着させて形成する
。更に、この絶縁層２９の表面上を含めてセラミックス
容器２１の縁部を一周してメタライズ層３０が設けられ
る。

このメタライズ層３０はセラミックス容器の蓋３１との
接合をシール材としての金属ロウ材で行うためのもので
あって、銀パラジュウム合金層を焼き付ける等によって
形成する。

なお、第１図Ｂに示す蓋３１の下部の前記メタライズ層
３０と対向する面にもメタライズ層３２を形成しておく
。

前記セラミックス容器２１の他方の端部（第１図Ｂおよ
び第２図において図示左端）の下面には固定用端子３３
が設けられる。この固定用端子３３も銀バラジュウム合
金を焼き付けることによって形成する。前記固定用端子
３３は水晶振動子をプリント基板等の表面に実装する際
に他端の一対の外部端子２ｂとともに、それぞれハンダ
付けすることによって安定して取り付けるためのハンダ
付は部である。この固定用端子３３は前記外部端子２６
をセラミックス容器２１の下面中央部へ向けて延在させ
て設けた場合や水晶振動子が小形である場合には省略し
てらよい。

次に水晶振動子片２２をセラミックス容器２１内に封入
して水晶振動子を形成するには、まず、水晶振動子片２
２の電極リード部２４ａ、２５ａが導出されている片側
の端部をセラミックス容器２１内の段部２１ｂに導電接
着剤２３を用いて固着する。このとき、一対の電極リー
ド部２４ａ。

２５ａをセラミックス容器２１に設けた一対の端子リー
ド部２７ａ、２７ｂとそれぞれ電気的に接続させる。こ
れとともに、互いの電極リード部２４ａ　　２５ａ同志
および端子リード部２７ａ、２７ｂ同志は電気的に非接
続状態となるように固着を行う。

これによって容器２Ｉ内の水晶振動子片２２の主面に設
けられている一対の電極２４．２５と一対の外部端子２
６ａ、２６ｂとはそれぞれ電気的に接続される。

その後、第１図Ｂに示すようにセラミックス容器２１の
縁部−周に設けたメタライズ層３０と、セラミックス容
器の蓋３１の前記セラミックス容器２１の縁部に対向す
る位置に設けたメタライズ層３２との間にシール材とし
て例えば低温銀ロウを介在させて加熱ロウ付けを行う。

これにより、セラミックス容器２１と蓋３１は気密に接
合され、水晶振動子片２２は容器２１内に気密封止され
る。

なお、セラミックス容器２１内の段部２１ｂへ水晶振動
子片２２を取り付けるには、非導電性の接着剤を使用し
て水晶振動子片２２の端部を固着した後、その非導電性
接着剤の上に更に導電性接着剤を塗布することによって
一対の電極リード部２４ａ、２５ａと一対の端子リード
部２７ａ、２７ｂ間をそれぞれ電気的に接続するように
してもよい。さらに、セラミックス容器２１と１Ｉ３１
の気密封止接合を行うにはシール材としてガラスを用い
て気密接合してもよい。この場合には容器２１と蓋３１
ともに予めメタライズ層３０．３２の形成は不要となる
。

上記のようにして構成された水晶振動子を基板上に実装
するには一対の外部端子２６ａ、２６ｂおよび固定用端
子３３を基板上の所定の位置に載置してハンダ付けして
固定すればよい。

Ｈ，発明の効果 以上述べたように、この発明によれば、水晶振動子片を
片持保持手段によりセラミックス容器内に保持させたの
で、熱膨張係数の違いによる影響を受けなくなって水晶
振動子の良好な特性が得られる。また、水晶振動子片を
金属保持体で保持しないため、水晶振動子を超薄形に形
成でき、基板上の実装高さを低くしかつ小形化とするこ
とができる。さらに基板上への実装に当たってリフロー
炉を用いたハンダ付けを実施しても同等支障は発生しな
い等の種々の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、Ｂはこの発明の一実施例を示すもので、第１
図Ａは蓋を取り外したときの平面図、第１図Ｂは蓋を付
けたときの第１図ＡのＸ−ｘ視断面図、第２図は蓋を外
したときの斜視図、第３図Ａ、Ｂおよび第４図は水晶振
動子片とその電極および電極リード部の形成手段を示す
もので、第３図Ａは平面図、第３図Ｂは第３図Ａの側面
図、第４図は電極リード部を両端に設けたときの側面図
、第５図は水晶振動子片をベベル加工したときの説明図
、第６図から第９図Ａ、Ｂは従来例を示すもので、第６
図は断面図、第７図は蓋を取り外したときの平面図、第
８図は断面図、第９図Ａは羨を取り外したときの平面図
、第９図Ｂは側面図である。 ２！・・・セラミックス容器、２１ｂ・・・段部、２２
・・水晶振動子片、２３・・導電接着剤、２４．２５・
電極、２４ａ、２５ａ・・・電極リード部、２６ａ。 ２６ｂ・・・外部端子、２７ａ、２７ｂ・・端子リード
部、２９・・・絶縁層、３０．３２・・・メタライズ層
、３１・・・蓋。 第１図 実施例の平面図、断面図 ２１　容器 ２１　ａ［！！ｉ部 ２＋！＋　　段部 ２２　水晶振動子片 ２３　導１接着剤 ２４．２５　　電極 ２４ａ２５ａ　　電極リード部 ２６ａ、２６ｂ　　外部端子 ２７ａ、２７ｂ・端子リード部 ２９　絶縁１ ３０３２−メタライズ層 ３１　ふた ３３　固定用端子 ３４　）＝ル材 第２図 他の実施例の斜視図、断面図 第６図 第７図 水晶振動子片の平面図、側面図 （Ａ） （Ｂ） 第８図 第９図 第４図 第５図 １・水晶振動子片 ２．３・電極 ５−・・リードフレーム ６・導電接着剤 ８ａ−・容器 ９・・・ノール材（ガラス） １、事件の表示 昭和６３年特許願第２５８９９９号 ２、発明の名称 水晶振動子 ３、Ｊｉ正をずろ者 事件との関係　　出願人 （６１０）株式会社　明 電

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）板状の水晶振動子片をセラミックス容器内に封入
   してなる圧電形振動子において、 前記水晶振動子片の主面に一対の電極を設けるとともに
   それぞれの電極と電気的に接続される電極リード部を設
   け、その電極リード部を水晶振動子片の主面の同じ端部
   に導き、該水晶振動子片の片側の端部を前記セラミック
   ス容器内の取付座に固着するとともに、セラミックス容
   器の外面に設けた一対の外部端子と前記水晶振動子片の
   一対の電極リード部との間をセラミックス容器に設けた
   リード部にそれぞれ電気的に接続し、前記セラミックス
   容器とその蓋とをシール材により気密に接合封入したこ
   とを特徴とする水晶振動子。