説明

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】 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に接続して支持電極3bの下層を形成するAgPdの支持電極下層部3aの金属電極が形成され、その支持電極下層部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、生産性を向上させ、小型化を実現できる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皮膜形成方法」(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はAg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】
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】
【0011】
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の下層部の端部と当該端部から最短の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。
【0012】
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、基板の対角のスルー端子に第1の接続端子と第2の接続端子を接続させ、第1及び第2の接続端子が接続する第1及び第2の下層部の端部に比べて、第1及び第2の接続端子が接続していない第1及び第2の下層部の端部を短く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、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。
【0014】
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。
【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、パラジウムとの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、水晶片が、ベベル加工され、短辺が傾斜を有し、第1及び第2の支持電極は、第1及び第2の下層部の上で、下層部の中央部分に空間部が形成されるよう、2つに分離して下層部の端部に形成されることを特徴とする。
【0017】
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、第1及び第2の接続端子に接続する第1及び第2の下層部の端部上に形成される分離された一方の支持電極の上に導電性接着剤を介してベベル加工された水晶片が固定されることを特徴とする。
【0018】
本発明は、上記表面実装水晶振動子において、一方の支持電極の表面積を、第1及び第2の接続端子に接続されない第1及び第2の下層部の端部上に形成される分離された他方の支持電極の表面積より大きくしたことを特徴とする。
【0019】
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の下層部の端部と当該端部から最短の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。
【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、基板の対角のスルー端子に第1の接続端子と第2の接続端子を接続させ、第1及び第2の接続端子が接続する第1及び第2の下層部の端部に比べて、第1及び第2の接続端子が接続していない第1及び第2の下層部の端部を短く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、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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
本発明は、上記表面実装水晶振動子の製造方法において、ベベル加工され、短辺が傾斜を有する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り、第1及び第2の支持電極が、第1及び第2の下層部の上で、下層部の中央部分に空間部が形成されるよう、2つに分離して下層部の端部に形成されることを特徴とする。
【0025】
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の接続端子に接続する第1及び第2の下層部の端部上に形成される分離された一方の支持電極の上に導電性接着剤を介してベベル加工された水晶片が固定されることを特徴とする。
【0026】
本発明は、上記表面実装水晶振動子の製造方法において、一方の支持電極の表面積を、第1及び第2の接続端子に接続されない第1及び第2の下層部の端部上に形成される分離された他方の支持電極の表面積より大きくしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、水晶片を保持する第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の下層部の端部と当該端部から最短の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。
【0028】
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の下層部の端部と当該端部から最短の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。
【0029】
本発明によれば、水晶片が、ベベル加工され、短辺が傾斜を有し、第1及び第2の支持電極は、第1及び第2の下層部の上で、下層部の中央部分に空間部が形成されるよう、2つに分離して下層部の端部に形成される上記表面実装水晶振動子及びその製造方法としているので、空間部に水晶片のレンズ状の腹部が押し出るようになるため、支持電極における導電性接着剤の押し付けが十分となり、水晶片の接着強度を増大させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【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】本水晶振動子における電極パターンが形成された状態の断面説明図である。
【図3】本水晶振動子の絶縁膜パターンの平面説明図である。
【図4】本水晶振動子における絶縁膜が形成された状態の断面説明図である。
【図5】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6】本水晶振動子における支持電極パターンが形成された状態の断面説明図である。
【図7】本水晶振動子における水晶片搭載の平面説明図である。
【図8】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。
【図9】別の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10】別の水晶振動子における水晶片搭載の平面説明図である。
【図11】別の水晶振動子の短辺における断面説明図である。
【図12】別の水晶振動子にカバーが搭載された状態の長辺における断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
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、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。
【0032】
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。
【0033】
[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。
【0034】
[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2a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。
【0035】
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。
【0036】
接続端子2aは、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に直線的に接続するようになっている。
更に、接続端子2aは、各々対角に位置するスルー端子2cに接続する。図1では、左下のスルー端子2cに一方の接続端子2aが接続し、右上のスルー端子2cに他方の接続端子2aが接続している。
接続端子2aを対角にすることで、カバーが図1の上下方向にずれたとしても、接続端子2aが接続していない支持電極下層部3aの端部に、カバーが接触することを防止でき、品質を向上させることができる。
【0037】
更に、支持電極下層部3aは、接続端子2aが接続する端部に比べて接続端子2aが接続しない端部が短くなっている。
つまり、接続端子2aが接続する支持電極下層部3aの端部と近接するベースの長辺までの距離(A)と接続端子2aが接続しない支持電極下層部3aの端部と近接するベースの長辺までの距離(B)とを比較すると、距離(A)に対して距離(B)が長くなっている。
【0038】
従って、図1の左上及び右下において、支持電極下層部3aの端部(接続端子2aが接続しない端部)と近接する長辺までのスペースを広くすることで、その後に搭載するカバーが図1の上下方向で多少ずれたとしても、その端部に接触することがなく、品質を向上させることができる。
【0039】
[本水晶振動子の電極パターンの断面:図2]
ベース1に電極パターンが形成された状態の断面説明図を図2に示す。図2は、本水晶振動子における電極パターンが形成された状態の断面説明図である。
図2に示すように、ベース1の表面には、支持電極下層部3aと接続端子2a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。
【0040】
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4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4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4は、グランドレベルに接続するGND電極となる。
【0041】
[本水晶振動子の絶縁膜形成:図3]
次に、本水晶振動子の絶縁膜形成について図3を参照しながら説明する。図3は、本水晶振動子の絶縁膜パターンの平面説明図である。
図3に示すように、絶縁膜10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形成され、ベース1上の接続端子2aを覆って横断している。
そして、絶縁膜10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。
【0042】
[本水晶振動子の絶縁膜形成の断面:図4]
絶縁膜が形成された状態の断面説明図を図4に示す。図4は、本水晶振動子における絶縁膜が形成された状態の断面説明図である。
図4に示すように、ベース1の表面において外周の内側を周回するよう絶縁膜10が形成される。尚、接続端子2aの上にも絶縁膜10は形成される。
【0043】
[本水晶振動子の支持電極パターン:図5]
次に、本水晶振動子の支持電極パターンについて図5を参照しながら説明する。図5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5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。
【0044】
支持電極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。
【0045】
[本水晶振動子の支持電極パターンの断面:図6]
支持電極パターンが形成された状態の断面説明図を図6に示す。図6は、本水晶振動子における支持電極パターンが形成された状態の断面説明図である。
図6に示すように、支持電極下層部3aの上に支持電極3bが、支持電極下層部3aより厚く形成されている。
【0046】
[本水晶振動子の水晶片搭載:図7]
次に、本水晶振動子の水晶片搭載について図7を参照しながら説明する。図7は、本水晶振動子における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は、励振電極5aからは互いに反対方向の両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の延出した一組の対角部(端部)が導電材としての導電性接着剤7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。
【0047】
[本水晶振動子の断面:図8]
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8を参照しながら説明する。図8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。
図8に示すように、支持電極3bの上に、導電性接着剤7を介して水晶片5が搭載され、更に、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。
【0048】
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が酸化することがなく、品質的には問題はない。
【0049】
[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。
【0050】
[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。
【0051】
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。
【0052】
[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。
【0053】
[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が、図5,6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の上にAgの金属膜により形成される。
支持電極3b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。
【0054】
[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。
【0055】
[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。
【0056】
[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。
【0057】
[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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
[実施の形態の効果]
本水晶振動子によれば、支持電極下層部3a、接続端子2a、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の上にはAgの支持電極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。
【0062】
また、本水晶振動子は、支持電極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。
【0063】
[別の実施の形態]
次に、別の実施の形態に係る水晶振動子(別の水晶振動子)について説明する。
本実施の形態では、水晶片5を板状としたが、低周波でCI(Crystal Impedance:等価直列抵抗)の数値を下げるために、水晶片にベベル加工を行っている。
ベベル加工とは、面取り加工で、水晶片の端面を傾斜部にする加工処理である。このベベル加工により、水晶片の腹部がレンズ状に形成される。
【0064】
支持電極3b上にベベル加工された水晶片が搭載されると、そのレンズ状の腹部が接触することになり、支持電極3bの端部では水晶片が浮き上がってしまい、導電性接着剤による押し付けが不十分となることがある。
導電性接着剤の押し付けが不十分となれば、水晶片の接着強度不足を引き起こすことになる。
【0065】
そこで、別の水晶振動子では、支持電極3bの中央部分を形成しないようにして両端に分離した形状として、中央部分に空間部を形成し、両端の支持電極3bで水晶片を支持することで、その空間部に水晶片のレンズ状の腹部を収めるようにし、両端の支持電極3bとベベル加工の水晶片の端面が浮き上がることなく接触できるので、導電性接着剤の押し付けが十分となり、水晶片の接着強度を満足できるものである。
尚、支持電極下層部3aも二分割してもよいが、支持電極3bを安定的に形成するために、支持電極下層部3aは分割しないで残すようにする。
【0066】
[別の水晶振動子の電極パターン:図9]
次に、別の水晶振動子の電極パターンについて図9を参照しながら説明する。図9は、別の水晶振動子における電極パターンの平面説明図である。
別の水晶振動子は、図9に示すように、図5の本水晶振動子と比べて、支持電極3bが分離されて部分的に形成されている。
具体的には、接続端子2aが接続されない側の支持電極下層部3a上には第1の支持電極3b1が形成され、接続端子2aが接続する側の支持電極下層部3a上に第2の支持電極3b2が形成されている。
【0067】
尚、水晶片に接触する第1の支持電極3b1の面積より第2の支持電極3b2の面積を大きくしている。これは、第2の支持電極3b2の上面に導電性接着剤7を塗布して水晶片を搭載するためである。
よって、第1の支持電極3b1の上面には導電性接着剤は塗布されず、水晶片が単に搭載されている構成となっている。
【0068】
[別の水晶振動子の水晶片搭載:図10]
次に、別の水晶振動子の水晶片搭載について図10を参照しながら説明する。図10は、別の水晶振動子における水晶片搭載の平面説明図である。
別の水晶振動子における水晶片5′は、ベベル加工処理により端面が面取り加工されて、レンズ状の腹部を備えた構成となっている。
別の水晶振動子は、図10に示すように、基本的には図7の本水晶振動子と同様であるが、水晶片5′が分離された第1の支持電極3b1と第2の支持電極3b2の上に搭載され、水晶片5′と第2の支持電極3b2とが導電性接着剤7で接合され、電気的かつ物理的に接続している。
【0069】
[別の水晶振動子の短辺における断面:図11]
次に、別の水晶振動子の短辺における断面について図11を参照しながら説明する。図11は、別の水晶振動子の短辺における断面説明図である。
図11に示すように、第1,2の支持電極3b1,3b2が存在する基板1の短辺における断面は、基板1の中央に支持電極下層部3aが形成され、基板1の周辺内側には絶縁膜10が形成され、支持電極下層部3a上に第1の支持電極3b1と第2の支持電極3b2が形成され、レンズ状の水晶片5′が導電性接着剤7により第2の支持電極3b2に固定されている。
【0070】
従って、水晶片5′は、第1の支持電極3b1上に載っているだけで、固定されてはいない。
水晶片5′は、両方の短辺に沿って形成された2つの第2の支持電極3b2で導電性接着剤7により固定される。但し、水晶片5′は下方向に押し付けられているので、第1の支持電極3b1に接触するようになっている。
【0071】
[別の水晶振動子の長辺における断面:図12]
次に、別の水晶振動子にカバーが搭載された状態の長辺における断面について図12を参照しながら説明する。図12は、別の水晶振動子にカバーが搭載された状態の長辺における断面説明図である。
図12に示すように、2つの第2の支持電極3b2上に、導電性接着剤7を介してベベル加工されたレンズ状の水晶片5′が搭載され、更に、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。
その他の基本的構成は、図8の本水晶振動子と同様である。
【0072】
[別の水晶振動子の製造方法]
別の水晶振動子の製造方法は、本水晶振動子の製造方法と基本的に同様である。
相違する点は、水晶片5′がベベル加工されている点、支持電極を形成するときに、中央部に空間部を設けて、分割された第1の支持電極3b1と第2の支持電極3b2をメタルマスクにより形成する点と、第2の支持電極3b2上で導電性接着剤により水晶片5′を固定する点である。
【0073】
[別の水晶振動子の効果]
別の水晶振動子によれば、基本的には本水晶振動子の構成を備えるものであるから、本水晶振動子の効果を備えるものであり、加えて、分離された第1の支持電極3b1と第2の支持電極3b2により中央部に空間部を設け、ベベル加工された水晶片5′を搭載した場合に、その空間部に水晶片5′のレンズ状の腹部が押し出るようになるため、第2の支持電極3b2における導電性接着剤7の押し付けが十分となり、水晶片5′の接着強度を増大させる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【0074】
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】
【0075】
1...基板(ベース)、 2a...接続端子、 2b,2c...スルー端子、 3a...支持電極下層部、 3b...支持電極、 3b1...第1の支持電極、 3b2...第2の支持電極、 4...実装端子、 5,5′...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、
前記水晶片を保持する第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の下層部の端部と当該端部から最短の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】
基板の対角のスルー端子に第1の接続端子と第2の接続端子を接続させ、前記第1及び第2の接続端子が接続する第1及び第2の下層部の端部に比べて、前記第1及び第2の接続端子が接続していない前記第1及び第2の下層部の端部を短くした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】
水晶片は、ベベル加工され、短辺が傾斜を有し、
第1及び第2の支持電極は、第1及び第2の下層部の上で、前記下層部の中央部分に空間部が形成されるよう、2つに分離して前記下層部の端部に形成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の表面実装水晶振動子。
【請求項7】
第1及び第2の接続端子に接続する第1及び第2の下層部の端部上に形成される分離された一方の支持電極の上に導電性接着剤を介してベベル加工された水晶片が固定され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。
【請求項8】
一方の支持電極の表面積を、第1及び第2の接続端子に接続されない第1及び第2の下層部の端部上に形成される分離された他方の支持電極の表面積より大きくしたことを特徴とする請求項7記載の表面実装水晶振動子。
【請求項9】
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の下層部の端部と当該端部から最短の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10】
基板の対角のスルー端子に第1の接続端子と第2の接続端子を接続させ、前記第1及び第2の接続端子が接続する第1及び第2の下層部の端部に比べて、前記第1及び第2の接続端子が接続していない前記第1及び第2の下層部の端部を短く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11】
第1及び第2の支持電極は、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9又は10記載の表面実装水晶振動子の製造方法。
【請求項12】
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9乃至11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13】
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12記載の表面実装水晶振動子の製造方法。
【請求項14】
ベベル加工され、短辺が傾斜を有する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、
第1及び第2の支持電極が、第1及び第2の下層部の上で、前記下層部の中央部分に空間部が形成されるよう、2つに分離して前記下層部の端部に形成されることを特徴とする請求項9乃至13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15】
第1及び第2の接続端子に接続する第1及び第2の下層部の端部上に形成される分離された一方の支持電極の上に導電性接着剤を介してベベル加工された水晶片が固定されることを特徴とする請求項14記載の表面実装水晶振動子の製造方法。
【請求項16】
一方の支持電極の表面積を、第1及び第2の接続端子に接続されない第1及び第2の下層部の端部上に形成される分離された他方の支持電極の表面積より大きくしたことを特徴とする請求項15記載の表面実装水晶振動子の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【公開番号】特開2013−70357(P2013−70357A)
【公開日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−87407(P2012−87407)
【出願日】平成24年4月6日(2012.4.6)
【出願人】(000232483)日本電波工業株式会社 (1,148)
【Fターム(参考)】