JPH02149446A

JPH02149446A - 封着用組成物および水晶振動子

Info

Publication number: JPH02149446A
Application number: JP30117588A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Mizuno; 水野　康男; Atsushi Nishino; 敦西野; Masaki Ikeda; 正樹池田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-11-29
Filing date: 1988-11-29
Publication date: 1990-06-08

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】産業上の利用分野本発明はガラス封着が必要な製品に使用される封着用組
成物、及び前記封着用組成物を用いた水晶振動子に関す
るものである。

従来の技術被封着物の封着部分を低軟化点のガラスを主成分とする
封着用組成物で結合する方法は、古くから管球、ＣＲＴ
管等において用いられてきたが、近年エレクトロニクス
の発達により、シリコン半導体、ＩＣなどの接着やパッ
ケージ用液晶デイスプレィ用セル組み立て、磁気ヘッド
のギャップ用等にも用途を広げつつある。以下では従来
例として水晶振動子に用いたものについて説明する。

近年、水晶振動子はＶＴＲ１時計、通信機、電話機など
のほとんどすべての電気製品に用いられている。第１図
に従来の水晶振動子の分解措成図、また第２図に水晶振
動子の水晶板の周りの分解斜視図を示す。１は水晶板で
あり、その表裏には金属蒸着膜よりなる励振用電極２　
ａ　、２　ｂを有し、これらの電極に接続するリート線
３　ａ　、３　ｂを導電性接着剤により固着している。

４は水晶板１を納める箱型のケース、５はその開口を封
じる蓋であり、ケースと蓋との接合面にはあらかじめ封
着用組成物６を塗布しである。

水晶板１をケース４に納め、リード線３　ａ　、３　ｂ
を第２図のようにケース外に引き出した状態で蓋５をか
ぶせ、真空加熱炉内で封着用組成物を軟化させることに
より封着が完了する。

発−明が解決しようとする課題従来のようにして構成された水晶振動子はしばしば振動
数の大幅な変化（ΔＦ）を生じることがあり、この傾向
は特に高い振動数の水晶振動子（たとえば２０Ｍ１（ｚ
、３０ＭＨｚの水晶振動子）に顕著で、しばしば△Ｆが
±２０ｐｐｍを逸脱することがあった。この原因は明確
ではないが、水晶板上に導電性接着剤や封着用組成物の
揮発物が付着したり、水晶板に応力がかかったりするこ
とが考えられている。

そこで封着後、振動数が調整できれば上記課題が解決で
きると考えられる。すなわち一方法として、蓋として内
側に金属コート膜を施した透明ガラス製蓋を用い、封着
後蓋を通してレーザにより金属コート膜を蒸発させ、振
動数の微調整を行うという方法が挙げられる。このため
にはケース内を１０〜’Ｔｏｒｒ以下の真空状態にして
おく必要があるが、従来真空中で封着すると封着用組成
物に非常に多くの気泡を生じ、その結果封着用組成物の
厚みが薄くなって封着が不完全になることがしばしばあ
った。これは真空状態におかれたことによって、封着用
組成物中のガラスやバインダ中に含まれている空気が出
てきたものである。

特に、従来の封着用組成物用ガラスは主として硼珪酸鉛
系ガラス、あるいは硼珪酸鉛タリウム系ガラス、あるい
はこれらにセラミンク粉末を混合したものが多かったが
、これらのガラスは、ガラスが易流動化する温度である
作業温度における流動性に乏しいため空気が抜けにくか
ったり、ガラス中のタリウムが揮発して水晶板に付着し
ΔＦを大きくしたりする等の問題点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、封着が完全で気密性の高い
封着用組成物及び水晶振動子を提供するものである。

課題を解決するための手段上記問題点を解決するために本発明の封着用組成物は、
組成が重ｆｆｉ　％　テ、Ｖ２０５が５５〜７．０％、
　　ＰｂＯ。

Ｂ１２Ｏ３の少なくとも１つが５〜２５％、　　Ｂ２５
３が０〜ｌＯ％。

Ｐ２Ｏ５力月Ｏ〜２０％、　　Ｓｂ２Ｏ３が０〜１０％
である低軟化点ガラスを少なくとも含有してなるもので
ある。

さらに、前記封着用組成物はセラミック粉末を含有する
ものが好ましい。

作用本発明の封着用組成物は、前記の組成のガラスを含有す
ることにより、作業温度における流動性が大幅に改善さ
れ、気泡の抜けが容易になり、封着部分の気密性を向上
させることが可能となる。

さらに、前記封着用組成物にセラミック粉末を含有させ
ることにより、封着後の封着用組成物の熱膨張係数を被
封着物よりも小さくてきるため、封着部分に圧縮応力が
生じ、封着部分の気密性をさらに向上させることができ
る。

また、本発明の封着用組成物を用いて封着を行なうと、
水晶振動子内部を高い真空に保つことが可能となるため
、金属コート膜を水晶振動子内部で蒸発させる等の方法
により、封着後に水晶振動子の振動数の微調整を行なう
ことができる。

実施例以下、本発明の実施例について説明する。

第１表に本発明の封着用組成物に用いる低軟化点ガラス
の組成と熱膨張係数（３０〜２５０°Ｃにおける値の平
均値、以下αと略す）及び軟化点を挙げる。

（以下余白）第１表（その１）第１表（その３）第１表（その２）第１表（その４）第１表（その５）第１表において、番号１〜１８は本発明の請求項１に開
示した組成の範囲内のガラス、番号！９〜２３は組成の
範囲外の比較例のガラスである。ｖ２０５は低軟化点の
ガラスを形成する成分であり、重量％で５５％より少な
いとガラスが高軟化点（３８１″Ｃを越える）となり作
業温度における流動性が低下する（番号１９）。また７
０％を越えると軟化点は下がるがガラスが不安定となり
、結晶化しやすくなる（番号２０）。

Ｐ２Ｏ５はｖ２０５と共にガラスを形成する成分である
が、１０％より少ないとガラスが不安定になり（同じく
番号２０）、２０％を越えると高軟化点となる（番号２
１）。

ＰｂＯ、Ｂ　１２０ｓ　、　Ｂ２０３はガラスの安定化
に寄与している。

ＰｂＯ，ＢＩ２０ｚは互いに置換が可能であり、５％よ
り少ないとガラスを安定化する効果がなく、’２！ｄを
越えると高軟化点になる（番号２２）。またＢ２　（ｈ
は１０％を越えると高軟化点になる（番号２３）。Ｓｂ
２０ａは清澄剤であり１０％以下でよく、これを越える
と高軟化点化する。

実施例１１は水晶板、２ａ、２ｂは金属蒸着膜よりなる励振用電
極、３　ａ　、３　ｂは５０合金（ａ　＝　９５Ｘ　１
Ｇ−７／”Ｃ）からなるリード線、４はフォルステライ
ト（（Ｘ　＝　１０１　Ｘ　１０り／’Ｃ）からなるケ
ース、５はソーダガラス（α：　９３Ｘ　１０〜７／”
Ｃ）からなる蓋である。

封着用組成物８に用いる低軟化点ガラスとして第１表の
番号ｌの組成のものを用いた。前記低軟化点ガラスは粉
末とした後、前記低軟化点ガラス粉末１００部（以下総
て重１部）、アクリル樹脂１部及びターピネオール１０
部とを混合してペースト吠にし、封着用組成物とした。

上述の水晶振動子の製造方法は以下の通りである。まず
水晶板１の表裏の表面に励振用電極２ａ。

２ｂとして銀を蒸着し、これを導電性接着剤を用いてリ
ード線３　ａ　、３　ｂの保持部７に固着させる。

これらをケース４に納め、ケース４の縁に封着用組成物
を塗布し、４２０°Ｃまで加熱してリード線３ａ。

３ｂを仮接着する。一方蓋５は周囲の縁に封着用組成物
を塗布し、４２０’Ｃまで加熱して仮接着する。

次に、前記ケース４と前記蓋５とを対向させて真空加熱
炉に設置し、真空度１０〜’　Ｔｏｒｒまで排気するこ
とにより、ケース４内部の空気は、ケース４と蓋５との
隙間より排気される。さらに真空に保ったまま４３０°
Ｃまで加熱し、封着用組成物６を軟化させて封着を完了
すると水晶振動子が完成する。封着完了後、封着部分を
観察したところ、気泡は認められなかった。また、Ｈｅ
’）−クチストにより本実施例の水晶振動子の気密性を
確認したところ、リークは認められず、気密性は十分で
あることが確認された。

実施例２第３図は第１表の番号ｌの組成のガラス粉末１００部に
対して溶融シリカを５．１０．２０部添加した場合の、
溶融シリカ添加量と熱膨張係数及びガラスの作業温度と
の関係を示すものである。溶融シリカの添加量を増加し
て行くにつれて熱膨張係数は低下し、ある量以上添加す
ることによりケースや蓋の熱１膨張係数よりも小さくな
る。この場合封着部分に圧縮応力がかかり、封着部分の
気密性が向上する。

しかし逆に作業温度が上昇し、製品にとっては好ましく
ないため、ここでは溶融シリカの添加量は１０部が最適
とした。

実施例３リード線３ａ、３ｂとして４２６合金（α＝８０×＋ｏ
−７７”Ｃ）、ケース４としてアルミナ（αニア０×１
０〜７／”Ｃ）、蓋５として実施例１とは別種のソーダ
ガラス（α＝　８０Ｘ　１０〜７／’Ｃ）を用い、封着
用組成物６として実施例２で得た溶融シリカ１０部、第
１表の番号１の組成のガラス粉末１００部、アクリル樹
脂１部及びターピネオール１０部の組成のものを用い、
これら以外は実施例１と同様にして水晶振動子を作成し
た。Ｈｅリークテストにより本実施例の水晶振動子の気
密性を確認したところ、リークは認められなかった。

なお、蓋５としてソーダガラスの代わりに硼硅酸ガラス
（α：ｌ１ｉ５．５Ｘ　１０〜７／”Ｃ）を使用しても
同様な結果が得られた。

実施例４第１表の番号ｌの組成のガラス粉末１００部に、セラミ
ック粉末として酸化ジルコニウム、チタン酸鉛、酸化チ
タン、珪酸ジルコニウム、アルミナを１０部添加した場
合の熱膨張係数α及び作業温度を第２表に示す。

第２表第２表より明らかなように、いずれのセラミック粉末を
添加してもａ　１ｔＧ５Ｘ　１０〜’／”Ｃ〜８０Ｘ　
１０〜７／℃の範囲内にあるため、実施例２における溶
融シリカと同様に用いることが可能である。

なお、第１表の番号２〜１８の組成のガラスについても
、組み合わされるケース、苦に応じてそのまま、あるい
は適宜セラミック粉末を添加することにより実施例１．
２もしくは３と同様な効果を得ることが可能である。

比較例第１図及び第２図を用いて、比較例の封着方法による水
晶振動子の製造方法について以下に示す。

まず水晶板１の表裏の表面に励振用電極２　ａ　、２　
ｂとして銀を蒸着し、これを導電性接着剤を用いてリー
ト線３ａ、３ｂの保持部７に固着させる。これらをケー
ス４に納め、ケース４の縁に日本電気硝子（株）製の硼
珪酸鉛タリウム系ガラス粉末ＬＳ−１１０２（Ｕ　＝　
７０．５Ｘ　１０〜７／’Ｃ１軟化点３ＧＯ”Ｃ）　１
００部、アクリル樹脂１部及びターピネオール１０部よ
りなる封着用組成物をゆ布し、４２０°Ｃまで加熱して
リード線３　ａ　、３　ｂを仮接着する。一方、蓋５は
周囲の縁に前記封着用組成物をゆ布し、４２０°Ｃまで
加熱して仮接着する。次に、前記ケース４と前記蓋５と
を対向させてｒ１空加熱炉に設置し、真空度１Ｏ−５Ｔ
ｏｒｒまでり［気する。しかるのち４３０°Ｃまで加熱
し、封着を完了すると、本比較例の水晶振動子が完成す
る。

封着完了後、封着部分を観察したところ、多数の気泡が
認められた。また、Ｈｅリークテストにより本比較例の
水晶振動子の気密性を確認したところ、リークが発生し
、気密性が不十分であることが確認された。また、振動
数の変化量ΔＦは±２０ｐｐｍより大きかった。さらに
、水晶板１の表面をオージェ分光分析したところタリウ
ムの付着が確認され、これがΔＦを大きくした原因であ
ることが判った。

なお、以上の実施例では本発明の封着用組成物は、真空
中での封着が必要な水晶振動子について適用したが、本
発明の封着用組成物は真空中での封着もしくは水晶振動
子に限定されるものではなく、ガラス封着が必要なあら
ゆる製品、特に電子部品等に適用し得る。

発明の効果以上のように本発明の封着用組成物は、気密性に優れた
封着を可能にするものである。また、これを用いて封着
を行なった水晶振動子は気密性に優れているため、真空
中での封着後金属コート膜を内部で蒸発させる等の方法
により、封着後に水晶振動子の振動数の微調整を行なう
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の水晶振動子の分解斜視図、
第３図は本発明の実施例２においてガラス粉末に溶融シ
リカを添加したときの溶融シリカの添加量と熱膨張係数
及び作業温度との関係を示す特性曲線図である。１・・・水晶板、２ａ、２ｂ＠・会励振用電極、３　ａ
　、３　ｂ・・・リード線、　４・　・　・ケース、５
・・・蓋、６・・・封着用組成物。代理人の氏名　弁理士　栗野重孝　はか１８第　１　図第２図Ｖ肩Ｅ”Ｆｆｉ展

Claims

【特許請求の範囲】

（１）組成が重量％で、Ｖ＿２Ｏ＿５が５５〜７０％、
ＰｂＯ、Ｂｉ＿２Ｏ＿３の少なくとも１つが５〜２５％
、Ｂ＿２Ｏ＿３が０〜１０％、Ｐ＿２Ｏ＿５が１０〜２
０％、Ｓｂ＿２Ｏ＿３が０〜１０％である低軟化点ガラ
スを少なくとも含有する封着用組成物。
（２）セラミック粉末を含有する請求項１に記載の封着
用組成物。
（３）セラミック粉末が溶融シリカ、酸化ジルコニウム
、チタン酸鉛、酸化チタン、珪酸ジルコニウム及びアル
ミナよりなる群から少なくとも１つ選ばれてなる請求項
２に記載の封着用組成物。
（４）請求項１、２もしくは３に記載の封着用組成物を
被封着体の封着部分に塗布し、被封着体を貼り合わせた
後、封着用組成物中のガラスの軟化点以上に加熱するこ
とにより封着を行なう封着方法。
（５）表裏に励振用電極を配した水晶板と、前記水晶板
と導電性を有しつつ導電性接着剤により固着されたリー
ド線と、前記水晶板及び前記リード線を組み込むケース
と、前記ケースの蓋とを備え、前記ケースと前記蓋とを
請求項１、２もしくは３に記載の封着用組成物を用いて
封着する水晶振動子。