表面実装水晶振動子及びその製造方法
【課題】 小型化を実現しつつ、品質を高め、製造コストを低減し、生産性を向上させることができる表面実装水晶振動子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 水晶片５を一方の短辺で保持する片持ちタイプであって、矩形のセラミック基板１の角部に形成された貫通孔の壁面にＡｇＰｄのスルー端子２ｂ，２ｃが形成され、基板１の表面にスルー端子２ｃに接続する接続端子２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3 と支持電極３ｂの下層を形成する支持電極下層部３ａの金属電極がＡｇＰｄで形成され、特に接続端子２ａ2 を水晶片５の裏側に隠れるよう基板１の中央側に形成し、支持電極下層部３ａの上に水晶片５を保持する支持電極３ｂがＡｇで形成され、基板１の周囲内側に形成された絶縁膜１０上にカバー６が搭載されて気密封止される表面実装水晶振動子及びその製造方法である。
【解決手段】 水晶片５を一方の短辺で保持する片持ちタイプであって、矩形のセラミック基板１の角部に形成された貫通孔の壁面にＡｇＰｄのスルー端子２ｂ，２ｃが形成され、基板１の表面にスルー端子２ｃに接続する接続端子２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3 と支持電極３ｂの下層を形成する支持電極下層部３ａの金属電極がＡｇＰｄで形成され、特に接続端子２ａ2 を水晶片５の裏側に隠れるよう基板１の中央側に形成し、支持電極下層部３ａの上に水晶片５を保持する支持電極３ｂがＡｇで形成され、基板１の周囲内側に形成された絶縁膜１０上にカバー６が搭載されて気密封止される表面実装水晶振動子及びその製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装用の水晶振動子に係り、特に、小型で生産性と信頼性を向上させた表面実装水晶振動子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
表面実装水晶振動子は小型・軽量であることから、特に携帯型の電子機器に周波数や時間の基準源として内蔵される。
従来の表面実装水晶振動子は、セラミック基板上に水晶片を搭載し、凹状のカバーを逆さまにして被せて密閉封入したものがある。近年では、周波数偏差Δｆ／ｆが比較的緩く、例えば±１５０〜±２５０ｐｐｍの安価な民生用がある。
【０００３】
特に、従来の表面実装水晶振動子の一般的な構成は、セラミック基板上に例えばＡｇＰｄ（銀・パラジウム）の金属電極のパターンが形成され、更に、水晶片を支持する部分にＡｇＰｄの支持電極が積層され、その支持電極で水晶片を持ち上げているようになっている。
【０００４】
これは、水晶片の中央部がセラミック基板（ベース）の面に接触すると、振動を妨げ、等価抵抗値の劣化を招くため、水晶片を搭載する支持電極はベース面からある程度嵩上げする必要がある。
尚、金属電極及び支持電極をＡｇＰｄで形成しているのは、酸化しづらいからである。
【０００５】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００７−１５８４１９号公報「表面実装水晶発振器」（日本電波工業株式会社）［特許文献１］、特開２００３−１７９４５６号公報「水晶製品用表面実装容器及びこれを用いた水晶製品」（日本電波工業株式会社）［特許文献２］、特開２００１−１１０９２５号公報「導電性キャップ、電子部品及び導電性キャップの絶縁被膜形成方法」（株式会社村田製作所）［特許文献３］がある。
【０００６】
特許文献１には、表面実装水晶発振器において、ＩＣチップ２上に水晶片３が搭載され、実装基板４上にＩＣチップ２等が形成され、金属カバー５が設けられた構成が示されている。
また、特許文献２には、水晶製品用表面実装容器において、単層基板１Ａ上に水晶端子６を介して水晶片３が設けられ、カバー２で密閉封入した構成が示されている。
また、特許文献３には、従来技術の［０００５］に、基板５１上には、金属キャップ５２の下方開口端面が基板５１の上面５１ａに接触する部分に、矩形枠状の絶縁膜５５が形成されていることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１５８４１９号公報
【特許文献２】特開２００３−１７９４５６号公報
【特許文献３】特開２００１−１１０９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の表面実装水晶振動子では、酸化しづらいとの理由で金属電極及び支持電極をＡｇＰｄで形成しているが、ベース面から水晶片を離すために支持電極に厚みが必要であるため、支持電極はスクリーン印刷でＡｇＰｄを例えば３回塗布して積層させることになり、表面実装水晶振動子の製造が複雑になるという問題点があった。
【０００９】
特に、ＡｇＰｄは粘度が低いため、一度に厚い膜を形成することはできず、薄く成膜して、更に薄い膜を積層する工程を繰り返す必要があった。
また、ＡｇＰｄは粘度が低いため、金属電極上に支持電極が形成されるが、支持電極のＡｇＰｄ膜がだれて金属電極の周囲にはみ出すこともあった。
更に、現在、Ｐｄ（パラジウム）はＡｇ（銀）に対して約２２倍のコストであり、Ｐｄの使用量が多くなれば、製造コストが高くなるという問題点があった。
【００１０】
また、従来の表面実装水晶振動子において、水晶片を一方の短辺の２箇所で保持する片持ちタイプがあるが、その２箇所における支持電極に接続する接続端子の引き回し配線が水晶片の上面から見た場合、水晶片より外側に出ている部位がある。
そして、製造工程における周波数調整で、水晶片の励振電極をアルゴン（Ａｒ）イオンで削ることになるが、水晶片より外側に出ている部位が削られてしまう可能性があり、調整機のイオンガンの位置だしが困難であるという問題点があった。
【００１１】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、小型化を実現しつつ、品質を高め、製造コストを低減し、生産性を向上させることができる表面実装水晶振動子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、矩形のセラミック基板上に水晶片が搭載される表面実装水晶振動子であって、水晶片を一方の短辺で保持する第１及び第２の支持電極と、基板の角部に形成された貫通孔の壁面に形成されたスルー端子と、基板の表面には第１及び第２の支持電極の下層に形成される第１及び第２の下層部と、第１の下層部の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第１の接続端子と、第２の下層部の端部と、第１の下層部が接続するスルー端子とは基板上で対角にある角部のスルー端子とを接続する第２の接続端子と、水晶片を覆い、内部を気密封止するカバーとを備え、スルー端子、下層部及び接続端子を、酸化防止の金属膜で形成し、第１及び第２の支持電極を銀で形成したことを特徴とする。
【００１３】
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、第２の接続端子が、第２の下層部における基板中央側の端部に一端が接続し、基板の長辺に沿って接続されるスルー端子方向に他端が延びる第１の部分と、第１の部分の他端に一端が接続し、スルー端子に他端が接続する第２の部分とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、基板周囲の内側に、カバーが搭載される帯状の絶縁膜を形成することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする合金で形成したことを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする、パラジウムとの合金で形成したことを特徴とする。
【００１７】
本発明は、矩形のセラミック基板上に水晶片が搭載される表面実装水晶振動子の製造方法であって、基板の角部に形成された貫通孔の壁面にスルー端子を形成すると共に、基板の表面には水晶片を一方の短辺で保持する第１及び第２の支持電極の下層に第１及び第２の下層部と、第１の下層部の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第１の接続端子と、第２の下層部の端部と、第１の下層が接続するスルー端子とは基板上で対角にある角部のスルー端子とを接続する第２の接続端子とを、酸化防止の金属膜で形成し、第１及び第２の下層部上に第１及び第２の支持電極を銀で形成し、水晶片を覆い、内部を気密封止するカバーを設けたことを特徴とする。
【００１８】
本発明は、上記表面実装水晶振動子の製造方法において、第２の接続端子が、第２の下層部における基板中央側の端部に一端が接続し、基板の長辺に沿って接続されるスルー端子方向に他端が延びる第１の部分と、第１の部分の他端に一端が接続し、スルー端子に他端が接続する第２の部分とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明は、上記表面実装水晶振動子の製造方法において、第１及び第２の支持電極が、メタルマスクを用いて１回で形成することを特徴とする。
【００２０】
本発明は、上記表面実装水晶振動子の製造方法において、酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする合金で形成したことを特徴とする。
【００２１】
本発明は、上記表面実装水晶振動子の製造方法において、酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする、パラジウムとの合金で形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、水晶片を一方の短辺で保持する第１及び第２の支持電極と、基板の角部に形成された貫通孔の壁面に形成されたスルー端子と、基板の表面には第１及び第２の支持電極の下層に形成される第１及び第２の下層部と、第１の下層部の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第１の接続端子と、第２の下層部の端部と、第１の下層部が接続するスルー端子とは基板上で対角にある角部のスルー端子とを接続する第２の接続端子と、水晶片を覆い、内部を気密封止するカバーとを備え、スルー端子、下層部及び接続端子を、酸化防止の金属膜で形成し、第１及び第２の支持電極を銀で形成した表面実装水晶振動子としているので、小型化を実現しつつ、品質を高め、製造コストを低減し、生産性を向上させることができる効果がある。
【００２３】
本発明によれば、第２の接続端子が、第２の下層部における基板中央側の端部に一端が接続し、基板の長辺に沿って接続されるスルー端子方向に他端が延びる第１の部分と、第１の部分の他端に一端が接続し、スルー端子に他端が接続する第２の部分とを有する表面実装水晶振動子としているので、第２の接続端子における第１の部分が搭載される水晶片の裏側に隠れる位置に形成されるため、周波数調整時のアルゴンイオンによって誤って第１の部分の配線パターンを削ることがなく、品質及び生産性を向上させることができる効果がある。
【００２４】
本発明によれば、基板の角部に形成された貫通孔の壁面にスルー端子を形成すると共に、基板の表面には水晶片を一方の短辺で保持する第１及び第２の支持電極の下層に第１及び第２の下層部と、第１の下層部の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第１の接続端子と、第２の下層部の端部と、第１の下層が接続するスルー端子とは基板上で対角にある角部のスルー端子とを接続する第２の接続端子とを、酸化防止の金属膜で形成し、第１及び第２の下層部上に第１及び第２の支持電極を銀で形成し、水晶片を覆い、内部を気密封止するカバーを設けた表面実装水晶振動子の製造方法としているので、小型化を実現しつつ、品質を高め、製造コストを低減し、生産性を向上させることができる効果がある。
【００２５】
本発明によれば、第２の接続端子が、第２の下層部における基板中央側の端部に一端が接続し、基板の長辺に沿って接続されるスルー端子方向に他端が延びる第１の部分と、第１の部分の他端に一端が接続し、スルー端子に他端が接続する第２の部分とを有する上記表面実装水晶振動子の製造方法としているので、第２の接続端子における第１の部分が搭載される水晶片の裏側に隠れる位置に形成されるため、周波数調整時のアルゴンイオンによって誤って第１の部分の配線パターンを削ることがなく、品質及び生産性を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本水晶振動子における電極パターンの平面説明図である。
【図２】本水晶振動子の支持電極パターンの平面説明図である。
【図３】本水晶振動子の水晶片搭載の平面説明図である。
【図４】本水晶振動子にカバーが搭載された状態の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る表面実装水晶振動子は、水晶片を短辺の一方で支持電極により保持する片持ちタイプであって、矩形のセラミック基板の角部に形成された貫通孔の壁面にＡｇＰｄのスルー端子が形成され、基板の表面にスルー端子に接続して支持電極の下層を形成するＡｇＰｄの金属電極が形成され、その金属電極の上に水晶片を保持するＡｇの支持電極が形成されたものであり、小型化を実現しつつ、製造コストを低減させ、生産性を向上させたものである。
【００２８】
特に、支持電極は、スクリーンマスクではなくメタルマスクを用いてＡｇ膜を１回で厚く形成するようにしているので、製造コストを低減でき、更に製造プロセスも簡略化できるものである。
【００２９】
更に、接続端子における基板長辺に平行な引き出し配線パターンを水晶片の裏側に隠れる位置に基板上に形成したものであり、周波数調整時のＡｒイオンによって誤って引き出し配線パターンを削ることがなく、品質及び生産性を向上させることができる。
【００３０】
［本実施の形態の前提］
従来、水晶片を保持する支持電極は、ＡｇＰｄで形成されてきたのは、ＡｇＰｄ印刷が耐環境性に優れ、ＡｇＰｄ膜が酸化しづらいためである。
本発明の実施の形態では、水晶片に金属カバーを被せ、パッケージ内をＮ2パージして気密封止するようにしているので、パッケージ内の支持電極をＡｇで形成したとしても酸化は起こりにくい。
尚、Ｎ2パージは、窒素をパッケージ内に送り込んで、酸素等を追い出す作業である。
但し、パッケージから引き出される金属電極及びスルー端子は空気にさらされるため、ＡｇＰｄで形成する必要がある。
【００３１】
［本水晶振動子の電極パターン：図１］
本発明の実施の形態に係る表面実装水晶振動子（本水晶振動子）について図１を参照しながら説明する。図１は、本水晶振動子における電極パターンの平面説明図である。
本水晶振動子の金属電極の電極パターンは、図１に示すように、セラミック基板（ベース）１上に、支持電極の下層となる支持電極下層部３ａのパターンと、ベース１の四隅に形成されたスルー端子２ｂ，２ｃと、支持電極下層部３ａとスルー端子２ｃを接続する接続端子２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3 のパターンとを基本的に有している。
ここで、接続端子２ａが接続するスルー端子を２ｃとし、接続端子２ａが接続しないスルー端子を２ｂとして、区別している。
【００３２】
また、本水晶振動子は、水晶片の短辺の一方のみで保持する片持ちタイプであるため、支持電極下層部３ａの２つがベース１の短辺の一方側に設けられている。そして、その短辺の反対側の短辺（基板１の他方の短辺）には、水晶片の短辺の他方で、水晶片を支持する支持部の下層部（支持下層部）３ａ′が形成されている。
【００３３】
ここで、電極パターンの各部について具体的に説明する。
スルー端子２ｂ，２ｃは、ベースに分離する前のセラミックシート状態で、個々の水晶振動子の領域を定めるブレイクラインの交点にスルーホール（貫通孔）が形成され、そのスルーホールの壁面に金属膜が形成されてベースの表裏を接続する電極となっている。
また、スルー端子２ｂ，２ｃは、スルーホールの壁面だけでなく、他の電極が接続しやすいように、ベースの表裏でスルーホール部分を除いて扇形のパターンとなっている。
【００３４】
接続端子２ａ1 は、支持電極下層部３ａ（図１の下側の支持電極下層部３ａ）の端部から最も近い角部のスルー端子２ｃ（図１の左下側のスルー端子２ｃ）に直線的に接続するようになっている。特に、支持電極下層部３ａにおいて、近いベース１の長辺の側から接続端子２ａ1 がスルー端子２ｃに引き出されている。
【００３５】
また、接続端子２ａ2 は、支持電極下層部３ａ（図１の上側の支持電極下層部３ａ）の端部からベース１の長辺に平行に引き出され、その後、接続端子２ａ3 の一端に接続し、接続端子２ａ3 の他端がスルー端子２ｃ（図１の右上側のスルー端子２ｃ）に接続している。具体的に、接続端子２ａ3 は、スルー端子２ｃからベース１のほぼ中央方向に斜めに形成されている。
【００３６】
そして、本水晶振動子の特徴として、接続端子２ａ2 は、支持電極下層部３ａの端部であっても、ベース１の中央側の端部から引き出されている。通常、支持電極下層部３ａにおいて、近いベース１の長辺側の端部から接続端子２ａ2 が引き出されるが、本水晶振動子では、長辺側の端部から特定の距離ｄだけ中央側に接続端子２ａ2 が形成される。
これは、その後の工程で、水晶片が搭載され、周波数調整のためＡｒイオンによって励振電極を削っても、接続端子２ａ2 が水晶片の裏側に隠れてしまうため、誤って接続端子２ａ2 が削られることがない構成となっている。
【００３７】
そして、ベース１の表面には、支持電極下層部３ａ、支持下層部３ａ′と接続端子２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3 が一体でＡｇＰｄにより形成されると共に、ベース１の表裏を接続するスルー端子２ｂ，２ｃも同時に形成される。
【００３８】
また、ベース１の裏面には、各スルー端子２ｂ，２ｃに接続する実装端子の電極パターンがＡｇＰｄにより形成される。
スルー端子２ｃに接続する実装端子は、電圧が印加される電極となり、スルー端子２ｂに接続する実装端子は、グランドレベルに接続するＧＮＤ電極となる。
【００３９】
また、ベース１には、ベース１の表面であって外周の内側を周回するよう帯状にガラス等で絶縁膜が形成され、ベース１上の接続端子２ａ1 ，２ａ3 を覆って横断している。
そして、絶縁膜は、ベース１の外周端からは離れて内側に形成され、スルー端子２ｂ，２ｃが形成されている角部までを覆うものとはなっていない。
但し、カバーのずれを考慮して絶縁膜１０をスルー端子２ｂ，２ｃの中心側に延ばすようにしてもよい。中心側とは、ベース１の角部を対角線で結んだ場合の線端の部分である。
【００４０】
［本水晶振動子の支持電極パターン：図２］
次に、本水晶振動子の支持電極パターンについて図２を参照しながら説明する。図２は、本水晶振動子の支持電極パターンの平面説明図である。
図２に示すように、支持電極３ｂは、支持電極下層部３ａの上に積層されてＡｇにより形成されるものである。尚、支持下層部３ａ′の上にもＡｇにより支持部３ｂ′が形成される。
【００４１】
支持電極３ｂ、支持部３ｂ′は、Ａｇを用いているため、粘度が高く、メタルマスクを用いて一度の塗布で厚みのある金属膜を形成できる。一度の塗布で形成される支持電極３ｂ、支持部３ｂ′の厚さは、従来のＡｇＰｄを用いた金属膜（粘度が低い）の三層分に相当する。
つまり、同じ厚みの支持電極３ｂを形成するのに、本実施の形態ではＡｇ膜を一度塗布すればよいが、従来のＡｇＰｄ膜では三度塗布する必要があり、多くのＰｄを使用してコスト高であり、作業工程も複雑になっている。
また、支持電極３ｂは、粘度の高いＡｇを用いているため、だれて支持電極下層部３ａからはみ出すことがなく、金属製のカバーがすれて搭載されてもショートする可能性を少なくできる。
【００４２】
［本水晶振動子の水晶片搭載：図３］
次に、本水晶振動子の水晶片搭載について図３を参照しながら説明する。図３は、本水晶振動子の水晶片搭載の平面説明図である。
水晶片５は、ＡＴカットとし、対向した励振電極５ａが両主面に形成されている。
また、水晶片５には、励振電極５ａからは互いに同じ方向の端部に延出して幅方向の全幅にわたって折り返された引出電極５ｂが形成されている。
そして、引出電極５ｂの延出した端部が導電材としての導電性接着剤によって支持電極３ｂに固着して、引出電極５ｂと支持電極３ｂとを電気的・機械的に接続している。
【００４３】
また、上述したように、接続端子２ａ2 は、水晶片５の裏側に隠れてしまうため、周波数調整のためＡｒイオンによって励振電極を削っても、誤って接続端子２ａ2 が削られることがないものである。
【００４４】
［本水晶振動子の断面：図４］
次に、本水晶振動子にカバーが搭載された状態の断面について図４を参照しながら説明する。図４は、本水晶振動子にカバーが搭載された状態の断面説明図である。特に、図４では、図３のＡ′−Ａ′部分の断面説明図となっている。
図４に示すように、ベース１の表面に支持電極下層部３ａ、支持下層部３ａ′、接続端子２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3 が、ベース１の四隅の角部にはスルー端子２ｂ，２ｃが、ベース１の裏面には実装端子４がＡｇＰｄで形成されている。
【００４５】
また、支持電極下層部３ａ上にＡｇの支持電極３ｂが形成され、更に水晶片５が導電性接着剤７で支持電極３ｂに接着されている。
また、ベース１の周囲には絶縁膜１０が形成され、その絶縁膜１０上に、絶縁性の封止材としての樹脂を介して金属製のカバー６が搭載される。
【００４６】
カバー６は、凹状の形状をしており、開口端面がＬ字状に折曲し、その凹状の形状を逆さまにして、そのＬ字状の部分が封止剤の樹脂を介して絶縁膜１０上に接合される。
カバー６で封止する場合には、Ｎ2パージにより気密封止するため、Ａｇで形成された支持電極３ｂ、支持部３ｂ′が酸化することがなく、品質的には問題はない。
【００４７】
［本水晶振動子の製造方法］
次に、本水晶振動子の製造方法について説明する。
［第１工程／シート状セラミック生地焼成］
先ず、シート状セラミックベースの元となるシート状セラミック生地を形成する。
シート状セラミック生地には、個々のセラミックベース１に対応して隣接する領域同士区切るブレイクラインを形成すると共にその四隅部（角部）に貫通孔を形成する。
そして、貫通孔が形成されたシート状セラミック生地を焼成し、シート状セラミックベースを得る。
【００４８】
［第２工程／回路パターン形成］
次に、シート状セラミックベースの回路パターンに対応した領域に、ＡｇＰｄ合金の金属ペーストを厚み約１０μｍ程度で、スクリーンマスクを用いた印刷によって形成する。
回路パターンは、一主面（表面）では、図１に示すように、金属パターンが形成され、他主面（裏面）では、実装端子４のパターンが形成され、更に、貫通孔の壁面にはスルー端子２ｂ，２ｃが形成される。
【００４９】
そして、ＡｇＰｄ合金とした金属ペーストを約８５０℃で焼成し、金属ペースト中のバインダを蒸発させると共にＡｇＰｄ合金を溶融して固体化し、金属パターンの形成されたシート状セラミックベースを得る。
尚、セラミックの焼成温度は約１５００〜１６００℃、ＡｇＰｄ合金はこれ以下の８５０℃となることから、セラミックの焼成後にＡｇＰｄ合金ペーストを塗布して、セラミックとともにＡｇＰｄ合金ペーストを焼成する。
これは、セラミック生地にＡｇＰｄ合金ペーストを塗布してセラミックの焼成温度で焼成すると、ＡｇＰｄ合金ペーストは高温過ぎて塊粒になって回路パターンを形成できないことに起因する。
【００５０】
［第３工程／絶縁膜１０形成］
次に、絶縁膜１０の形成について説明する。
金属パターン等が形成されたシート状セラミックベースの各矩形領域（各ベース１に相当）の周囲の内側に絶縁膜１０としてガラスペーストを印刷によって形成する。
そして、約８５０℃程度の温度で焼成してガラスを固体化する。
【００５１】
［第４工程／支持電極３ｂ形成］
次に、支持電極３ｂの形成について説明する。
支持電極３ｂ、支持部３ｂ′が、図２に示すように、ニッケル（Ｎｉ）のメタルマスクを用いて、ＡｇＰｄの支持電極下層部３ａ、支持下層部３ａ′の上にＡｇの金属膜により形成される。
支持電極３ｂ等は、Ａｇの金属膜であるため、粘度が高く、一度の成膜で厚みのある膜を形成することができる。従って、支持電極３ｂは、だれて支持電極下層部３ａからはみ出すことがない。
【００５２】
［第５工程／水晶片搭載］
次に、金属パターン等の形成されたシート状セラミックベースの各支持電極３ｂに、励振電極５ａから引出電極５ｂの延出した水晶片５を導電性接着剤７によって固着して搭載し、電気的・機械的に接続する。
【００５３】
［第６工程／周波数調整］
次に、シート状セラミックベースに搭載（固着）された水晶振動子としての各水晶片５の振動周波数を質量負荷効果によって調整する。
具体的には、シート状セラミックベースの裏面において、各水晶片５と電気的に接続した実装端子４に測定器からの測定端子（プローブ）を接触させる。そして、板面が露出した水晶片５の表面側の励振電極５ａにＡｒガスイオンを照射して表面を削り取り、励振電極５ａの質量を減じて振動周波数を低い方から高い方に調整する。
但し、例えば、蒸着やスパッタによって励振電極５ａ上に金属膜を付加して、振動周波数を高い方から低い方に調整することもできる。
【００５４】
［第７工程／金属カバー接合（密閉封入）］
次に、水晶片５が搭載されたシート状セラミックベース１Ａの個々のセラミックベース１に対応した矩形状領域の外周表面であって絶縁膜１０上に、凹状とした金属のカバー６の開口端面（フランジ下面）を、封止材を介して接合する。
ここでは、カバー６の開口端面に予め塗布又は転写された樹脂を封止材とし、加熱溶融して接合する。例えば、カバー６の開口端面をＬ字状として所謂シールパスを長くする。これにより、個々の水晶片５を密閉封入して集合化されたシート状の水晶振動子を形成する。
【００５５】
［第８工程／分割］
最後に、水晶振動子が集合化されたシート状セラミックベースをブレイクラインに従って縦横に分割して、個々の表面実装水晶振動子を得る。
【００５６】
また、ここでは、金属パターン等の形成されたシート状セラミックベースの状態で、水晶片５の搭載（第５工程）、周波数調整（第６工程）及びカバー６の接合（第７工程）の工程を連続的に行えるので、生産性を向上させることができる効果がある。
【００５７】
更に、本実施形態では、セラミックベース１の裏面の実装端子４は、それぞれが電気的に独立した４端子とする。一方、シート状セラミックベースの状態では、隣接する矩形状領域の４つの角部における各実装端子４（４個）はスルー端子２ｂ，２ｃを経て電気的に共通接続する。
従って、４つの角部の各実装端子４が共通接続された状態でも、各セラミックベース１の支持電極３ｂに接続する一組の対角部の実装端子４に測定端子を接触させて、水晶片５毎に振動周波数を調整できる効果がある。
【００５８】
また、絶縁膜１０をガラスとしたが、例えば、封止材の樹脂よりも耐熱性があれば樹脂であっても適用できる。
そして、金属パターンは、ＡｇＰｄ合金としたが、セラミックに対する付着力が比較的良好なＡｇを主とした例えばＡｇＰｔ（銀・白金）合金でもよく、Ａｇ系厚膜材料であれば適用できる。
【００５９】
［実施の形態の効果］
本水晶振動子によれば、片持ちタイプにおいて、支持電極下層部３ａ、支持下層部３ａ′、接続端子２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3 、スルー端子２ｂ，２ｃをＡｇＰｄ合金で一体的に形成し、支持電極下層部３ａ、支持下層部３ａ′の上にはＡｇの支持電極３ｂ、支持部３ｂ′を形成し、水晶片５を搭載後に、カバー６で気密封止するようにしているので、支持電極３ｂ、支持部３ｂ′が空気にさらされて酸化することがなく、粘度が高いＡｇのため一度の成膜でＡｇＰｄに比べて厚みのあるものにでき、しかもだれることがないため、小型化を実現しつつ、品質を向上させ、生産性を向上させることができる効果がある。
【００６０】
また、本水晶振動子によれば、支持電極３ｂ、支持部３ｂ′をＡｇ膜で形成するようにしているので、製造コストを低減できる効果がある。
【００６１】
また、本水晶振動子によれば、接続端子２ａ2 をベース１の長辺より中央側に形成するようにしているので、水晶片が搭載されると、水晶片５の裏側に隠れてしまうため、周波数調整のためＡｒイオンによって励振電極を削っても、誤って接続端子２ａ2 が削られることがなく、品質を向上させ、生産性を向上させることができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、小型化を実現しつつ、品質を高め、製造コストを低減し、生産性を向上させることができる表面実装水晶振動子及びその製造方法に好適である。
【符号の説明】
【００６３】
１...基板（ベース）、 ２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3 ...接続端子、 ２ｂ，２ｃ...スルー端子、 ３ａ...支持電極下層部、 ３ａ′...支持下層部、 ３ｂ...支持電極、 ３ｂ′...支持部、 ４...実装端子、 ５...水晶片、 ５ａ...励振電極、 ５ｂ...引出電極、 ６...カバー、 ７...導電性接着剤、 １０...絶縁膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装用の水晶振動子に係り、特に、小型で生産性と信頼性を向上させた表面実装水晶振動子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
表面実装水晶振動子は小型・軽量であることから、特に携帯型の電子機器に周波数や時間の基準源として内蔵される。
従来の表面実装水晶振動子は、セラミック基板上に水晶片を搭載し、凹状のカバーを逆さまにして被せて密閉封入したものがある。近年では、周波数偏差Δｆ／ｆが比較的緩く、例えば±１５０〜±２５０ｐｐｍの安価な民生用がある。
【０００３】
特に、従来の表面実装水晶振動子の一般的な構成は、セラミック基板上に例えばＡｇＰｄ（銀・パラジウム）の金属電極のパターンが形成され、更に、水晶片を支持する部分にＡｇＰｄの支持電極が積層され、その支持電極で水晶片を持ち上げているようになっている。
【０００４】
これは、水晶片の中央部がセラミック基板（ベース）の面に接触すると、振動を妨げ、等価抵抗値の劣化を招くため、水晶片を搭載する支持電極はベース面からある程度嵩上げする必要がある。
尚、金属電極及び支持電極をＡｇＰｄで形成しているのは、酸化しづらいからである。
【０００５】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００７−１５８４１９号公報「表面実装水晶発振器」（日本電波工業株式会社）［特許文献１］、特開２００３−１７９４５６号公報「水晶製品用表面実装容器及びこれを用いた水晶製品」（日本電波工業株式会社）［特許文献２］、特開２００１−１１０９２５号公報「導電性キャップ、電子部品及び導電性キャップの絶縁被膜形成方法」（株式会社村田製作所）［特許文献３］がある。
【０００６】
特許文献１には、表面実装水晶発振器において、ＩＣチップ２上に水晶片３が搭載され、実装基板４上にＩＣチップ２等が形成され、金属カバー５が設けられた構成が示されている。
また、特許文献２には、水晶製品用表面実装容器において、単層基板１Ａ上に水晶端子６を介して水晶片３が設けられ、カバー２で密閉封入した構成が示されている。
また、特許文献３には、従来技術の［０００５］に、基板５１上には、金属キャップ５２の下方開口端面が基板５１の上面５１ａに接触する部分に、矩形枠状の絶縁膜５５が形成されていることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１５８４１９号公報
【特許文献２】特開２００３−１７９４５６号公報
【特許文献３】特開２００１−１１０９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の表面実装水晶振動子では、酸化しづらいとの理由で金属電極及び支持電極をＡｇＰｄで形成しているが、ベース面から水晶片を離すために支持電極に厚みが必要であるため、支持電極はスクリーン印刷でＡｇＰｄを例えば３回塗布して積層させることになり、表面実装水晶振動子の製造が複雑になるという問題点があった。
【０００９】
特に、ＡｇＰｄは粘度が低いため、一度に厚い膜を形成することはできず、薄く成膜して、更に薄い膜を積層する工程を繰り返す必要があった。
また、ＡｇＰｄは粘度が低いため、金属電極上に支持電極が形成されるが、支持電極のＡｇＰｄ膜がだれて金属電極の周囲にはみ出すこともあった。
更に、現在、Ｐｄ（パラジウム）はＡｇ（銀）に対して約２２倍のコストであり、Ｐｄの使用量が多くなれば、製造コストが高くなるという問題点があった。
【００１０】
また、従来の表面実装水晶振動子において、水晶片を一方の短辺の２箇所で保持する片持ちタイプがあるが、その２箇所における支持電極に接続する接続端子の引き回し配線が水晶片の上面から見た場合、水晶片より外側に出ている部位がある。
そして、製造工程における周波数調整で、水晶片の励振電極をアルゴン（Ａｒ）イオンで削ることになるが、水晶片より外側に出ている部位が削られてしまう可能性があり、調整機のイオンガンの位置だしが困難であるという問題点があった。
【００１１】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、小型化を実現しつつ、品質を高め、製造コストを低減し、生産性を向上させることができる表面実装水晶振動子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、矩形のセラミック基板上に水晶片が搭載される表面実装水晶振動子であって、水晶片を一方の短辺で保持する第１及び第２の支持電極と、基板の角部に形成された貫通孔の壁面に形成されたスルー端子と、基板の表面には第１及び第２の支持電極の下層に形成される第１及び第２の下層部と、第１の下層部の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第１の接続端子と、第２の下層部の端部と、第１の下層部が接続するスルー端子とは基板上で対角にある角部のスルー端子とを接続する第２の接続端子と、水晶片を覆い、内部を気密封止するカバーとを備え、スルー端子、下層部及び接続端子を、酸化防止の金属膜で形成し、第１及び第２の支持電極を銀で形成したことを特徴とする。
【００１３】
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、第２の接続端子が、第２の下層部における基板中央側の端部に一端が接続し、基板の長辺に沿って接続されるスルー端子方向に他端が延びる第１の部分と、第１の部分の他端に一端が接続し、スルー端子に他端が接続する第２の部分とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、基板周囲の内側に、カバーが搭載される帯状の絶縁膜を形成することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする合金で形成したことを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする、パラジウムとの合金で形成したことを特徴とする。
【００１７】
本発明は、矩形のセラミック基板上に水晶片が搭載される表面実装水晶振動子の製造方法であって、基板の角部に形成された貫通孔の壁面にスルー端子を形成すると共に、基板の表面には水晶片を一方の短辺で保持する第１及び第２の支持電極の下層に第１及び第２の下層部と、第１の下層部の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第１の接続端子と、第２の下層部の端部と、第１の下層が接続するスルー端子とは基板上で対角にある角部のスルー端子とを接続する第２の接続端子とを、酸化防止の金属膜で形成し、第１及び第２の下層部上に第１及び第２の支持電極を銀で形成し、水晶片を覆い、内部を気密封止するカバーを設けたことを特徴とする。
【００１８】
本発明は、上記表面実装水晶振動子の製造方法において、第２の接続端子が、第２の下層部における基板中央側の端部に一端が接続し、基板の長辺に沿って接続されるスルー端子方向に他端が延びる第１の部分と、第１の部分の他端に一端が接続し、スルー端子に他端が接続する第２の部分とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明は、上記表面実装水晶振動子の製造方法において、第１及び第２の支持電極が、メタルマスクを用いて１回で形成することを特徴とする。
【００２０】
本発明は、上記表面実装水晶振動子の製造方法において、酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする合金で形成したことを特徴とする。
【００２１】
本発明は、上記表面実装水晶振動子の製造方法において、酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする、パラジウムとの合金で形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、水晶片を一方の短辺で保持する第１及び第２の支持電極と、基板の角部に形成された貫通孔の壁面に形成されたスルー端子と、基板の表面には第１及び第２の支持電極の下層に形成される第１及び第２の下層部と、第１の下層部の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第１の接続端子と、第２の下層部の端部と、第１の下層部が接続するスルー端子とは基板上で対角にある角部のスルー端子とを接続する第２の接続端子と、水晶片を覆い、内部を気密封止するカバーとを備え、スルー端子、下層部及び接続端子を、酸化防止の金属膜で形成し、第１及び第２の支持電極を銀で形成した表面実装水晶振動子としているので、小型化を実現しつつ、品質を高め、製造コストを低減し、生産性を向上させることができる効果がある。
【００２３】
本発明によれば、第２の接続端子が、第２の下層部における基板中央側の端部に一端が接続し、基板の長辺に沿って接続されるスルー端子方向に他端が延びる第１の部分と、第１の部分の他端に一端が接続し、スルー端子に他端が接続する第２の部分とを有する表面実装水晶振動子としているので、第２の接続端子における第１の部分が搭載される水晶片の裏側に隠れる位置に形成されるため、周波数調整時のアルゴンイオンによって誤って第１の部分の配線パターンを削ることがなく、品質及び生産性を向上させることができる効果がある。
【００２４】
本発明によれば、基板の角部に形成された貫通孔の壁面にスルー端子を形成すると共に、基板の表面には水晶片を一方の短辺で保持する第１及び第２の支持電極の下層に第１及び第２の下層部と、第１の下層部の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第１の接続端子と、第２の下層部の端部と、第１の下層が接続するスルー端子とは基板上で対角にある角部のスルー端子とを接続する第２の接続端子とを、酸化防止の金属膜で形成し、第１及び第２の下層部上に第１及び第２の支持電極を銀で形成し、水晶片を覆い、内部を気密封止するカバーを設けた表面実装水晶振動子の製造方法としているので、小型化を実現しつつ、品質を高め、製造コストを低減し、生産性を向上させることができる効果がある。
【００２５】
本発明によれば、第２の接続端子が、第２の下層部における基板中央側の端部に一端が接続し、基板の長辺に沿って接続されるスルー端子方向に他端が延びる第１の部分と、第１の部分の他端に一端が接続し、スルー端子に他端が接続する第２の部分とを有する上記表面実装水晶振動子の製造方法としているので、第２の接続端子における第１の部分が搭載される水晶片の裏側に隠れる位置に形成されるため、周波数調整時のアルゴンイオンによって誤って第１の部分の配線パターンを削ることがなく、品質及び生産性を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本水晶振動子における電極パターンの平面説明図である。
【図２】本水晶振動子の支持電極パターンの平面説明図である。
【図３】本水晶振動子の水晶片搭載の平面説明図である。
【図４】本水晶振動子にカバーが搭載された状態の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る表面実装水晶振動子は、水晶片を短辺の一方で支持電極により保持する片持ちタイプであって、矩形のセラミック基板の角部に形成された貫通孔の壁面にＡｇＰｄのスルー端子が形成され、基板の表面にスルー端子に接続して支持電極の下層を形成するＡｇＰｄの金属電極が形成され、その金属電極の上に水晶片を保持するＡｇの支持電極が形成されたものであり、小型化を実現しつつ、製造コストを低減させ、生産性を向上させたものである。
【００２８】
特に、支持電極は、スクリーンマスクではなくメタルマスクを用いてＡｇ膜を１回で厚く形成するようにしているので、製造コストを低減でき、更に製造プロセスも簡略化できるものである。
【００２９】
更に、接続端子における基板長辺に平行な引き出し配線パターンを水晶片の裏側に隠れる位置に基板上に形成したものであり、周波数調整時のＡｒイオンによって誤って引き出し配線パターンを削ることがなく、品質及び生産性を向上させることができる。
【００３０】
［本実施の形態の前提］
従来、水晶片を保持する支持電極は、ＡｇＰｄで形成されてきたのは、ＡｇＰｄ印刷が耐環境性に優れ、ＡｇＰｄ膜が酸化しづらいためである。
本発明の実施の形態では、水晶片に金属カバーを被せ、パッケージ内をＮ2パージして気密封止するようにしているので、パッケージ内の支持電極をＡｇで形成したとしても酸化は起こりにくい。
尚、Ｎ2パージは、窒素をパッケージ内に送り込んで、酸素等を追い出す作業である。
但し、パッケージから引き出される金属電極及びスルー端子は空気にさらされるため、ＡｇＰｄで形成する必要がある。
【００３１】
［本水晶振動子の電極パターン：図１］
本発明の実施の形態に係る表面実装水晶振動子（本水晶振動子）について図１を参照しながら説明する。図１は、本水晶振動子における電極パターンの平面説明図である。
本水晶振動子の金属電極の電極パターンは、図１に示すように、セラミック基板（ベース）１上に、支持電極の下層となる支持電極下層部３ａのパターンと、ベース１の四隅に形成されたスルー端子２ｂ，２ｃと、支持電極下層部３ａとスルー端子２ｃを接続する接続端子２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3 のパターンとを基本的に有している。
ここで、接続端子２ａが接続するスルー端子を２ｃとし、接続端子２ａが接続しないスルー端子を２ｂとして、区別している。
【００３２】
また、本水晶振動子は、水晶片の短辺の一方のみで保持する片持ちタイプであるため、支持電極下層部３ａの２つがベース１の短辺の一方側に設けられている。そして、その短辺の反対側の短辺（基板１の他方の短辺）には、水晶片の短辺の他方で、水晶片を支持する支持部の下層部（支持下層部）３ａ′が形成されている。
【００３３】
ここで、電極パターンの各部について具体的に説明する。
スルー端子２ｂ，２ｃは、ベースに分離する前のセラミックシート状態で、個々の水晶振動子の領域を定めるブレイクラインの交点にスルーホール（貫通孔）が形成され、そのスルーホールの壁面に金属膜が形成されてベースの表裏を接続する電極となっている。
また、スルー端子２ｂ，２ｃは、スルーホールの壁面だけでなく、他の電極が接続しやすいように、ベースの表裏でスルーホール部分を除いて扇形のパターンとなっている。
【００３４】
接続端子２ａ1 は、支持電極下層部３ａ（図１の下側の支持電極下層部３ａ）の端部から最も近い角部のスルー端子２ｃ（図１の左下側のスルー端子２ｃ）に直線的に接続するようになっている。特に、支持電極下層部３ａにおいて、近いベース１の長辺の側から接続端子２ａ1 がスルー端子２ｃに引き出されている。
【００３５】
また、接続端子２ａ2 は、支持電極下層部３ａ（図１の上側の支持電極下層部３ａ）の端部からベース１の長辺に平行に引き出され、その後、接続端子２ａ3 の一端に接続し、接続端子２ａ3 の他端がスルー端子２ｃ（図１の右上側のスルー端子２ｃ）に接続している。具体的に、接続端子２ａ3 は、スルー端子２ｃからベース１のほぼ中央方向に斜めに形成されている。
【００３６】
そして、本水晶振動子の特徴として、接続端子２ａ2 は、支持電極下層部３ａの端部であっても、ベース１の中央側の端部から引き出されている。通常、支持電極下層部３ａにおいて、近いベース１の長辺側の端部から接続端子２ａ2 が引き出されるが、本水晶振動子では、長辺側の端部から特定の距離ｄだけ中央側に接続端子２ａ2 が形成される。
これは、その後の工程で、水晶片が搭載され、周波数調整のためＡｒイオンによって励振電極を削っても、接続端子２ａ2 が水晶片の裏側に隠れてしまうため、誤って接続端子２ａ2 が削られることがない構成となっている。
【００３７】
そして、ベース１の表面には、支持電極下層部３ａ、支持下層部３ａ′と接続端子２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3 が一体でＡｇＰｄにより形成されると共に、ベース１の表裏を接続するスルー端子２ｂ，２ｃも同時に形成される。
【００３８】
また、ベース１の裏面には、各スルー端子２ｂ，２ｃに接続する実装端子の電極パターンがＡｇＰｄにより形成される。
スルー端子２ｃに接続する実装端子は、電圧が印加される電極となり、スルー端子２ｂに接続する実装端子は、グランドレベルに接続するＧＮＤ電極となる。
【００３９】
また、ベース１には、ベース１の表面であって外周の内側を周回するよう帯状にガラス等で絶縁膜が形成され、ベース１上の接続端子２ａ1 ，２ａ3 を覆って横断している。
そして、絶縁膜は、ベース１の外周端からは離れて内側に形成され、スルー端子２ｂ，２ｃが形成されている角部までを覆うものとはなっていない。
但し、カバーのずれを考慮して絶縁膜１０をスルー端子２ｂ，２ｃの中心側に延ばすようにしてもよい。中心側とは、ベース１の角部を対角線で結んだ場合の線端の部分である。
【００４０】
［本水晶振動子の支持電極パターン：図２］
次に、本水晶振動子の支持電極パターンについて図２を参照しながら説明する。図２は、本水晶振動子の支持電極パターンの平面説明図である。
図２に示すように、支持電極３ｂは、支持電極下層部３ａの上に積層されてＡｇにより形成されるものである。尚、支持下層部３ａ′の上にもＡｇにより支持部３ｂ′が形成される。
【００４１】
支持電極３ｂ、支持部３ｂ′は、Ａｇを用いているため、粘度が高く、メタルマスクを用いて一度の塗布で厚みのある金属膜を形成できる。一度の塗布で形成される支持電極３ｂ、支持部３ｂ′の厚さは、従来のＡｇＰｄを用いた金属膜（粘度が低い）の三層分に相当する。
つまり、同じ厚みの支持電極３ｂを形成するのに、本実施の形態ではＡｇ膜を一度塗布すればよいが、従来のＡｇＰｄ膜では三度塗布する必要があり、多くのＰｄを使用してコスト高であり、作業工程も複雑になっている。
また、支持電極３ｂは、粘度の高いＡｇを用いているため、だれて支持電極下層部３ａからはみ出すことがなく、金属製のカバーがすれて搭載されてもショートする可能性を少なくできる。
【００４２】
［本水晶振動子の水晶片搭載：図３］
次に、本水晶振動子の水晶片搭載について図３を参照しながら説明する。図３は、本水晶振動子の水晶片搭載の平面説明図である。
水晶片５は、ＡＴカットとし、対向した励振電極５ａが両主面に形成されている。
また、水晶片５には、励振電極５ａからは互いに同じ方向の端部に延出して幅方向の全幅にわたって折り返された引出電極５ｂが形成されている。
そして、引出電極５ｂの延出した端部が導電材としての導電性接着剤によって支持電極３ｂに固着して、引出電極５ｂと支持電極３ｂとを電気的・機械的に接続している。
【００４３】
また、上述したように、接続端子２ａ2 は、水晶片５の裏側に隠れてしまうため、周波数調整のためＡｒイオンによって励振電極を削っても、誤って接続端子２ａ2 が削られることがないものである。
【００４４】
［本水晶振動子の断面：図４］
次に、本水晶振動子にカバーが搭載された状態の断面について図４を参照しながら説明する。図４は、本水晶振動子にカバーが搭載された状態の断面説明図である。特に、図４では、図３のＡ′−Ａ′部分の断面説明図となっている。
図４に示すように、ベース１の表面に支持電極下層部３ａ、支持下層部３ａ′、接続端子２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3 が、ベース１の四隅の角部にはスルー端子２ｂ，２ｃが、ベース１の裏面には実装端子４がＡｇＰｄで形成されている。
【００４５】
また、支持電極下層部３ａ上にＡｇの支持電極３ｂが形成され、更に水晶片５が導電性接着剤７で支持電極３ｂに接着されている。
また、ベース１の周囲には絶縁膜１０が形成され、その絶縁膜１０上に、絶縁性の封止材としての樹脂を介して金属製のカバー６が搭載される。
【００４６】
カバー６は、凹状の形状をしており、開口端面がＬ字状に折曲し、その凹状の形状を逆さまにして、そのＬ字状の部分が封止剤の樹脂を介して絶縁膜１０上に接合される。
カバー６で封止する場合には、Ｎ2パージにより気密封止するため、Ａｇで形成された支持電極３ｂ、支持部３ｂ′が酸化することがなく、品質的には問題はない。
【００４７】
［本水晶振動子の製造方法］
次に、本水晶振動子の製造方法について説明する。
［第１工程／シート状セラミック生地焼成］
先ず、シート状セラミックベースの元となるシート状セラミック生地を形成する。
シート状セラミック生地には、個々のセラミックベース１に対応して隣接する領域同士区切るブレイクラインを形成すると共にその四隅部（角部）に貫通孔を形成する。
そして、貫通孔が形成されたシート状セラミック生地を焼成し、シート状セラミックベースを得る。
【００４８】
［第２工程／回路パターン形成］
次に、シート状セラミックベースの回路パターンに対応した領域に、ＡｇＰｄ合金の金属ペーストを厚み約１０μｍ程度で、スクリーンマスクを用いた印刷によって形成する。
回路パターンは、一主面（表面）では、図１に示すように、金属パターンが形成され、他主面（裏面）では、実装端子４のパターンが形成され、更に、貫通孔の壁面にはスルー端子２ｂ，２ｃが形成される。
【００４９】
そして、ＡｇＰｄ合金とした金属ペーストを約８５０℃で焼成し、金属ペースト中のバインダを蒸発させると共にＡｇＰｄ合金を溶融して固体化し、金属パターンの形成されたシート状セラミックベースを得る。
尚、セラミックの焼成温度は約１５００〜１６００℃、ＡｇＰｄ合金はこれ以下の８５０℃となることから、セラミックの焼成後にＡｇＰｄ合金ペーストを塗布して、セラミックとともにＡｇＰｄ合金ペーストを焼成する。
これは、セラミック生地にＡｇＰｄ合金ペーストを塗布してセラミックの焼成温度で焼成すると、ＡｇＰｄ合金ペーストは高温過ぎて塊粒になって回路パターンを形成できないことに起因する。
【００５０】
［第３工程／絶縁膜１０形成］
次に、絶縁膜１０の形成について説明する。
金属パターン等が形成されたシート状セラミックベースの各矩形領域（各ベース１に相当）の周囲の内側に絶縁膜１０としてガラスペーストを印刷によって形成する。
そして、約８５０℃程度の温度で焼成してガラスを固体化する。
【００５１】
［第４工程／支持電極３ｂ形成］
次に、支持電極３ｂの形成について説明する。
支持電極３ｂ、支持部３ｂ′が、図２に示すように、ニッケル（Ｎｉ）のメタルマスクを用いて、ＡｇＰｄの支持電極下層部３ａ、支持下層部３ａ′の上にＡｇの金属膜により形成される。
支持電極３ｂ等は、Ａｇの金属膜であるため、粘度が高く、一度の成膜で厚みのある膜を形成することができる。従って、支持電極３ｂは、だれて支持電極下層部３ａからはみ出すことがない。
【００５２】
［第５工程／水晶片搭載］
次に、金属パターン等の形成されたシート状セラミックベースの各支持電極３ｂに、励振電極５ａから引出電極５ｂの延出した水晶片５を導電性接着剤７によって固着して搭載し、電気的・機械的に接続する。
【００５３】
［第６工程／周波数調整］
次に、シート状セラミックベースに搭載（固着）された水晶振動子としての各水晶片５の振動周波数を質量負荷効果によって調整する。
具体的には、シート状セラミックベースの裏面において、各水晶片５と電気的に接続した実装端子４に測定器からの測定端子（プローブ）を接触させる。そして、板面が露出した水晶片５の表面側の励振電極５ａにＡｒガスイオンを照射して表面を削り取り、励振電極５ａの質量を減じて振動周波数を低い方から高い方に調整する。
但し、例えば、蒸着やスパッタによって励振電極５ａ上に金属膜を付加して、振動周波数を高い方から低い方に調整することもできる。
【００５４】
［第７工程／金属カバー接合（密閉封入）］
次に、水晶片５が搭載されたシート状セラミックベース１Ａの個々のセラミックベース１に対応した矩形状領域の外周表面であって絶縁膜１０上に、凹状とした金属のカバー６の開口端面（フランジ下面）を、封止材を介して接合する。
ここでは、カバー６の開口端面に予め塗布又は転写された樹脂を封止材とし、加熱溶融して接合する。例えば、カバー６の開口端面をＬ字状として所謂シールパスを長くする。これにより、個々の水晶片５を密閉封入して集合化されたシート状の水晶振動子を形成する。
【００５５】
［第８工程／分割］
最後に、水晶振動子が集合化されたシート状セラミックベースをブレイクラインに従って縦横に分割して、個々の表面実装水晶振動子を得る。
【００５６】
また、ここでは、金属パターン等の形成されたシート状セラミックベースの状態で、水晶片５の搭載（第５工程）、周波数調整（第６工程）及びカバー６の接合（第７工程）の工程を連続的に行えるので、生産性を向上させることができる効果がある。
【００５７】
更に、本実施形態では、セラミックベース１の裏面の実装端子４は、それぞれが電気的に独立した４端子とする。一方、シート状セラミックベースの状態では、隣接する矩形状領域の４つの角部における各実装端子４（４個）はスルー端子２ｂ，２ｃを経て電気的に共通接続する。
従って、４つの角部の各実装端子４が共通接続された状態でも、各セラミックベース１の支持電極３ｂに接続する一組の対角部の実装端子４に測定端子を接触させて、水晶片５毎に振動周波数を調整できる効果がある。
【００５８】
また、絶縁膜１０をガラスとしたが、例えば、封止材の樹脂よりも耐熱性があれば樹脂であっても適用できる。
そして、金属パターンは、ＡｇＰｄ合金としたが、セラミックに対する付着力が比較的良好なＡｇを主とした例えばＡｇＰｔ（銀・白金）合金でもよく、Ａｇ系厚膜材料であれば適用できる。
【００５９】
［実施の形態の効果］
本水晶振動子によれば、片持ちタイプにおいて、支持電極下層部３ａ、支持下層部３ａ′、接続端子２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3 、スルー端子２ｂ，２ｃをＡｇＰｄ合金で一体的に形成し、支持電極下層部３ａ、支持下層部３ａ′の上にはＡｇの支持電極３ｂ、支持部３ｂ′を形成し、水晶片５を搭載後に、カバー６で気密封止するようにしているので、支持電極３ｂ、支持部３ｂ′が空気にさらされて酸化することがなく、粘度が高いＡｇのため一度の成膜でＡｇＰｄに比べて厚みのあるものにでき、しかもだれることがないため、小型化を実現しつつ、品質を向上させ、生産性を向上させることができる効果がある。
【００６０】
また、本水晶振動子によれば、支持電極３ｂ、支持部３ｂ′をＡｇ膜で形成するようにしているので、製造コストを低減できる効果がある。
【００６１】
また、本水晶振動子によれば、接続端子２ａ2 をベース１の長辺より中央側に形成するようにしているので、水晶片が搭載されると、水晶片５の裏側に隠れてしまうため、周波数調整のためＡｒイオンによって励振電極を削っても、誤って接続端子２ａ2 が削られることがなく、品質を向上させ、生産性を向上させることができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、小型化を実現しつつ、品質を高め、製造コストを低減し、生産性を向上させることができる表面実装水晶振動子及びその製造方法に好適である。
【符号の説明】
【００６３】
１...基板（ベース）、 ２ａ1 ，２ａ2 ，２ａ3 ...接続端子、 ２ｂ，２ｃ...スルー端子、 ３ａ...支持電極下層部、 ３ａ′...支持下層部、 ３ｂ...支持電極、 ３ｂ′...支持部、 ４...実装端子、 ５...水晶片、 ５ａ...励振電極、 ５ｂ...引出電極、 ６...カバー、 ７...導電性接着剤、 １０...絶縁膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形のセラミック基板上に水晶片が搭載される表面実装水晶振動子であって、
水晶片を一方の短辺で保持する第１及び第２の支持電極と、
前記基板の角部に形成された貫通孔の壁面に形成されたスルー端子と、
前記基板の表面には前記第１及び第２の支持電極の下層に形成される第１及び第２の下層部と、
前記第１の下層部の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第１の接続端子と、
前記第２の下層部の端部と、前記第１の下層部が接続するスルー端子とは前記基板上で対角にある角部のスルー端子とを接続する第２の接続端子と、
前記水晶片を覆い、内部を気密封止するカバーとを備え、
前記スルー端子、前記下層部及び前記接続端子を、酸化防止の金属膜で形成し、前記第１及び第２の支持電極を銀で形成したことを特徴とする表面実装水晶振動子。
【請求項２】
第２の接続端子は、第２の下層部における基板中央側の端部に一端が接続し、前記基板の長辺に沿って接続されるスルー端子方向に他端が延びる第１の部分と、前記第１の部分の他端に一端が接続し、前記スルー端子に他端が接続する第２の部分とを有することを特徴とする請求項１記載の表面実装水晶振動子。
【請求項３】
基板周囲の内側に、カバーが搭載される帯状の絶縁膜を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の表面実装水晶振動子。
【請求項４】
酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする合金で形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の表面実装水晶振動子。
【請求項５】
酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする、パラジウムとの合金で形成したことを特徴とする請求項４記載の表面実装水晶振動子。
【請求項６】
矩形のセラミック基板上に水晶片が搭載される表面実装水晶振動子の製造方法であって、
前記基板の角部に形成された貫通孔の壁面にスルー端子を形成すると共に、前記基板の表面には前記水晶片を一方の短辺で保持する第１及び第２の支持電極の下層に第１及び第２の下層部と、前記第１の下層部の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第１の接続端子と、前記第２の下層部の端部と、前記第１の下層が接続するスルー端子とは前記基板上で対角にある角部のスルー端子とを接続する第２の接続端子とを、酸化防止の金属膜で形成し、
前記第１及び第２の下層部上に前記第１及び第２の支持電極を銀で形成し、前記水晶片を覆い、内部を気密封止するカバーを設けたことを特徴とする表面実装水晶振動子の製造方法。
【請求項７】
第２の接続端子は、第２の下層部における基板中央側の端部に一端が接続し、前記基板の長辺に沿って接続されるスルー端子方向に他端が延びる第１の部分と、前記第１の部分の他端に一端が接続し、前記スルー端子に他端が接続する第２の部分とを有することを特徴とする請求項６記載の表面実装水晶振動子の製造方法。
【請求項８】
第１及び第２の支持電極が、メタルマスクを用いて１回で形成することを特徴とする請求項６又は７記載の表面実装水晶振動子の製造方法。
【請求項９】
酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする合金で形成したことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか記載の表面実装水晶振動子の製造方法。
【請求項１０】
酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする、パラジウムとの合金で形成したことを特徴とする請求項９記載の表面実装水晶振動子の製造方法。
【請求項１】
矩形のセラミック基板上に水晶片が搭載される表面実装水晶振動子であって、
水晶片を一方の短辺で保持する第１及び第２の支持電極と、
前記基板の角部に形成された貫通孔の壁面に形成されたスルー端子と、
前記基板の表面には前記第１及び第２の支持電極の下層に形成される第１及び第２の下層部と、
前記第１の下層部の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第１の接続端子と、
前記第２の下層部の端部と、前記第１の下層部が接続するスルー端子とは前記基板上で対角にある角部のスルー端子とを接続する第２の接続端子と、
前記水晶片を覆い、内部を気密封止するカバーとを備え、
前記スルー端子、前記下層部及び前記接続端子を、酸化防止の金属膜で形成し、前記第１及び第２の支持電極を銀で形成したことを特徴とする表面実装水晶振動子。
【請求項２】
第２の接続端子は、第２の下層部における基板中央側の端部に一端が接続し、前記基板の長辺に沿って接続されるスルー端子方向に他端が延びる第１の部分と、前記第１の部分の他端に一端が接続し、前記スルー端子に他端が接続する第２の部分とを有することを特徴とする請求項１記載の表面実装水晶振動子。
【請求項３】
基板周囲の内側に、カバーが搭載される帯状の絶縁膜を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の表面実装水晶振動子。
【請求項４】
酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする合金で形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の表面実装水晶振動子。
【請求項５】
酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする、パラジウムとの合金で形成したことを特徴とする請求項４記載の表面実装水晶振動子。
【請求項６】
矩形のセラミック基板上に水晶片が搭載される表面実装水晶振動子の製造方法であって、
前記基板の角部に形成された貫通孔の壁面にスルー端子を形成すると共に、前記基板の表面には前記水晶片を一方の短辺で保持する第１及び第２の支持電極の下層に第１及び第２の下層部と、前記第１の下層部の端部と当該端部から最短の角部のスルー端子とを接続する第１の接続端子と、前記第２の下層部の端部と、前記第１の下層が接続するスルー端子とは前記基板上で対角にある角部のスルー端子とを接続する第２の接続端子とを、酸化防止の金属膜で形成し、
前記第１及び第２の下層部上に前記第１及び第２の支持電極を銀で形成し、前記水晶片を覆い、内部を気密封止するカバーを設けたことを特徴とする表面実装水晶振動子の製造方法。
【請求項７】
第２の接続端子は、第２の下層部における基板中央側の端部に一端が接続し、前記基板の長辺に沿って接続されるスルー端子方向に他端が延びる第１の部分と、前記第１の部分の他端に一端が接続し、前記スルー端子に他端が接続する第２の部分とを有することを特徴とする請求項６記載の表面実装水晶振動子の製造方法。
【請求項８】
第１及び第２の支持電極が、メタルマスクを用いて１回で形成することを特徴とする請求項６又は７記載の表面実装水晶振動子の製造方法。
【請求項９】
酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする合金で形成したことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか記載の表面実装水晶振動子の製造方法。
【請求項１０】
酸化防止の金属膜を、銀を主成分とする、パラジウムとの合金で形成したことを特徴とする請求項９記載の表面実装水晶振動子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−６２７１２（Ｐ２０１３−６２７１２Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２００３５５（Ｐ２０１１−２００３５５）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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