JP2001160730A - 圧電振動子および表面実装型圧電振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 気密封止の信頼性を高くし、低背化に対応し
たコスト安の圧電振動子または表面実装型圧電振動子を
提供する。 【解決手段】 ベースに固定されたリード端子１１，１
２はそれぞれ細長い円柱形状であり、ベース上部のイン
ナー側１１ａ，１２ａには互いに近接する方向に延びる
平板状搭載片１１１，１２１が設けられている。また当
該搭載片１１１，１２１の後方には突起１１２，１２２
が形成されている。ベースの平板状搭載片１１１，１２
１上に水晶振動板２を搭載し、導電性接合材Ｓで導電接
合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水晶振動子等の圧電振動
子に関するものであり、特に経時変化を抑制するととも
に低背化に対応した構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば水晶振動子は共振特性に優れるこ
とから、周波数、時間の基準源として広く用いられてい
るが、使用される電子機器の小型化に対応して、小型化
が要求され、また周波数変動が小さく、電気的特性の安
定した製品が求められている。

【０００３】従来の技術を水晶振動子を例にとり、図５
とともに説明する。図５に示すとおり、従来の水晶振動
子は、２本のリード端子６２，６３が絶縁材を介して植
設され、周縁にフランジ６１を有するベース６と、この
ベース上に突出したリード端子に溶接される平板状の支
持体６４，６５と、この支持体に平置き搭載され、導電
接合される水晶振動板８とからなる。水晶振動板８の表
裏面には、図示していないが励振電極が設けられ、励振
電極に続く引出電極により前記支持体と導電接合され
る。明示していないが、ベースのフランジ６１には金属
の周状の突起部が形成され、この突起部にキャップ７の
フランジ７１を当接させ、抵抗溶接を行い気密封止を行
う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成においては、
抵抗溶接による気密性に優れた封止を行うことができ、
また支持体を用いることで、その緩衝機能により水晶振
動子の耐衝撃性を向上させることができる。しかしなが
ら、緩衝機能を充分に発生させるためには、支持体用の
スペースを水晶振動子内に設ける必要があるが、この場
合、水晶振動子の全高が高くなり、電子機器側の要求す
る低背化に対応できないことがあった。

【０００５】また、実公昭５６−３１０７１号には、リ
ード端子のインナー側先端に段部を設け、当該段部によ
り振動子を支持する構成が開示されている。しかしなが
ら最近広く用いられているリード端子の線径は０．３〜
０．４５ｍｍφであり、上述の段部の加工は実質的に困
難であった。また形成できたとしても、当該段部の面積
が狭すぎるので振動子との接合領域が小さくなってしま
い、両者の接合強度が低下し、振動子の特性が低下する
ことがあった。

【０００６】さらに、最近よく用いられているセラミッ
クパッケージを用いた圧電振動子は比較的低背化に対応
できる構成であるが、上記図５に示した構成と比較して
気密封止の信頼性が若干劣ることがあり、また全体とし
てコスト高となる問題点を有していた。

【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、気密封止の信頼性を高くし、低背化に対応
したコスト安の圧電振動子または表面実装型圧電振動子
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は請求項１に示すように、金属製のシェルに
少なくとも２本の金属リード端子が絶縁材を介して貫通
植設されるとともに、周縁に金属製のフランジを設けて
なるベースと、前記金属リード端子のインナー側に搭載
され、かつ当該インナー側金属リード端子と電気的接続
がなされる励振電極が形成された圧電振動素子と、当該
圧電振動素子を気密的に被覆し、前記ベースのフランジ
と抵抗溶接あるいは冷間圧接されるフランジを有する金
属製のキャップとからなる圧電振動子であって、前記各
インナー側金属リード端子には、互いに近接する方向に
伸長する平板状搭載片が金属の延性により一体的に設け
られ、当該搭載片上に前記圧電振動素子が搭載されてい
ることを特徴としている。

【０００９】インナー側金属リード端子の長さ（高さ）
は低背化を実現する見地から、できるだけ短い（低い）
ほうが好ましいが、ベースのシェルと接触しない程度の
長さ（高さ）を確保する必要がある。また平板状搭載片
は薄くかつ長く形成することにより、緩衝機能を高める
ことができ、また圧電振動素子との接合強度を広くする
ことができるので好ましい。

【００１０】上記構成によれば、プレス加工等の手法に
より、金属の延性を利用して金属リード端子のインナー
側に、互いに近接する方向に延びる平板状搭載片を形成
しているので、圧電振動素子を支持するための広いスペ
ースを必要とせず、全体として圧電振動子の小型化、低
背化に寄与する。またベースのフランジとキャップを抵
抗溶接あるいは冷間圧接するので、気密封止の信頼性が
高い。また平板状搭載片は比較的広い面積をとることが
できるので、圧電振動素子との接合面積も広くとること
ができる。

【００１１】また請求項２に示すように、金属製のシェ
ルに少なくとも２本の金属金属リード端子が絶縁材を介
して貫通植設されるとともに、周縁に金属製のフランジ
を設けてなるベースと、前記金属リード端子のインナー
側に搭載され、かつ当該インナー側金属リード端子と電
気的接続がなされる励振電極が形成された圧電振動素子
と、この圧電振動素子を気密的に被覆し、前記ベースの
フランジと抵抗溶接あるいは冷間圧接されるフランジを
有する金属製のキャップとからなる圧電振動子であっ
て、前記各インナー側金属リード端子には金属の延性に
より一体的に円板状のつば部が設けられ、当該つば部上
に前記圧電振動素子が搭載されていることを特徴とする
構成としてもよい。

【００１２】請求項２によれば上記作用に加えて、イン
ナー側リード端子に形成されたつば部は圧電振動素子の
搭載において方向性を有しない構成であるので、リード
端子をシェルの貫通孔に位置決めする際、軸方向の位置
決めが不要になる。

【００１３】また請求項３に示すように、請求項１また
は２記載の圧電振動子において、圧電振動素子と搭載
片、または圧電振動素子とつば部との間に弾性に富んだ
導電性接合材が介在し、電気的機械的接合を行っている
ことを特徴とする構成としてもよい。弾性に富んだ導電
性接合材の例として、シリコン系樹脂接着剤やウレタン
系樹脂接着剤をあげることができる。

【００１４】請求項３によれば、上記各効果に加えて接
合材の弾性により圧電振動素子にかかる各種応力を緩和
することができる。

【００１５】さらに請求項４によれば、請求項１または
請求項２または請求項３記載の圧電振動子において、ベ
ースの底面に貫通孔の形成された絶縁板を取り付け、ア
ウター側の金属リード端子を当該絶縁板の貫通孔に貫通
させ、当該圧電振動子を実装する基板と平行となるよう
アウター側金属リード端子を屈曲させた構成としてもよ
い。

【００１６】請求項４によれば、上記各効果に加えて、
抵抗溶接あるいは冷間圧接等の金属間結合による接合を
行うため、気密性に優れた表面実装型圧電振動子を得る
ことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明による第１の実施の
形態を、水晶振動子を例にとり、図面を参照して説明す
る。図１は本発明の実施例を示す内部断面図、図２は図
１においてキャップ被覆前の平面図である。なお、図２
において水晶振動板２は点線で示しており、また励振電
極、導電性接合材の表示は割愛している。

【００１８】水晶振動板２はＡＴカット水晶振動板から
なり、矩形状に加工されている。その表裏面には励振電
極２１，２２（裏面の２２については図示せず）並びに
引出電極２１ａ，２２ａが真空蒸着法等の手段にて設け
られている。なお、図示していないが、後述の電気的接
続を確実に行うため引出電極を反対主面に回り込ませて
もよい。

【００１９】ベース１は全体として低背の長円柱形状で
あり、金属製のシェルを主とするベース本体１０に金属
リード端子１１，１２が貫通して植設された構成であ
り、絶縁ガラスＧがベース本体の一部に充填されること
により、これら金属リード端子１１，１２は電気的に独
立している。ベース本体の下部周縁部分には一体的に周
状のフランジ１０ａが設けられている。なお、フランジ
１０ａには、図示していないが周状の突起部（プロジェ
クション）が一体的に形成されている。

【００２０】リード端子１１，１２はそれぞれ細長い円
柱形状であり、ベース上部のインナー側１１ａ，１２ａ
には互いに近接する方向に延びる平板状搭載片１１１，
１２１が設けられている。また当該搭載片１１１，１２
１の後方には突起１１２，１２２が形成されている。こ
れら各搭載片、突起部は金属の延性を利用したプレスに
よる絞り加工等により形成している。リード端子部分の
具体的な寸法を例示すると、リード端子１１，１２の線
径が０．３２ｍｍであり、これに対し平板状搭載片の長
辺寸法が０．８ｍｍ、短辺寸法が０．４ｍｍ程度に形成
している。また突起１１２，１２２の高さは約０．１ｍ
ｍである。

【００２１】金属製のキャップ３は下面が開口した長円
柱形状であり、当該開口部分には前記ベースのフランジ
１０ａに対応するフランジ３１を有しており、ベース１
と抵抗溶接されることにより気密封止が行われる。

【００２２】図１に示すように、ベースの平板状搭載片
１１１，１２１上に水晶振動板２を搭載する。このとき
突起部１２１，１２２は水晶振動板を長辺方向に位置決
めする機能を有しており、水晶振動板の脱落を防止す
る。そして平板状搭載片１１１，１２１と引出電極１１
ａ，１２ａとを導電性接合材Ｓで導電接合する。当該導
電性接合材Ｓは比較的弾性に富んだシリコン系あるいは
ウレタン系接着剤を用いることが好ましく、この接着剤
を平板状搭載片１１１，１２１と水晶振動板２の間に介
在させる構成とすることにより、緩衝作用を発揮させる
ことができる。

【００２３】次に、導電性接合材を平板状搭載片１１
１，１２１と水晶振動板２の間に介在させる構成を例示
する。例えば、まず平板状搭載片に弾性に優れたシリコ
ン系導電性接着剤を塗布し、その後当該導電性接着剤上
に水晶振動板を搭載し、さらにその上に再度シリコン系
導電接着剤を塗布する構成としてもよいし、あるいは電
極形成された水晶振動板の引き出し電極形成部分（長辺
方向両端部）に導電性接着剤を予め塗布し、当該接着剤
の硬化前に平板状搭載片上に搭載してもよい。

【００２４】そして、アニール等の必要な処理を行った
後、ベースにキャップを被覆し、図示しないが、溶接電
極体をそれぞれ両フランジに当接させ、両者に圧力を加
えつつ通電し抵抗溶接を行うことにより、気密封止が完
了する。

【００２５】次に、本発明による第２の実施の形態を、
表面実装型水晶振動子を例にとり、図面を参照して説明
する。図３は本発明の実施例を示す内部断面図、図４は
図３においてキャップ被覆前の平面図である。なお、図
４において水晶振動板２は点線で示しており、また励振
電極、導電性接合材の表示は割愛している。また、上記
実施の形態と同じ構成部分については一部同番号を参照
して説明する。

【００２６】本実施の形態においては、上記実施の形態
に比べて、リード端子の構成とベース底部に絶縁板を取
り付け表面実装化に対応させた点が異なっている。

【００２７】ベース４は全体として低背の長円柱形状
で、金属製のシェルを主とするベース本体４０に金属リ
ード端子４１，４２が貫通して植設された構成であり、
絶縁ガラスがベース本体の一部に充填されることにより
これら金属リード端子４１，４２は電気的に独立してい
る。ベース本体の下部周縁部分には一体的に周状のフラ
ンジ４０ａが設けられている。

【００２８】リード端子４１，４２はそれぞれ細長い円
柱形状であり、ベース上部のインナー側４１ａ，４２ａ
には、円板状のつば部４１１，４２１が設けられてい
る。また当該つば部４１１，４２１の上方には突起４１
２，４２２が形成されている。これら各つば部、突起部
は金属の延性を利用したプレスによる絞り加工等により
形成している。アウター側４１ｂ、４２ｂはベース本体
から突出したやや下方部分で、プレス加工等の手法によ
り平板状に加工された平板部４３１，４４１を形成して
いる。

【００２９】金属製のキャップ３は下面が開口した長円
柱形状であり、当該開口部分には前記ベースのフランジ
４０ａに対応するフランジ３１を有しており、ベースと
抵抗溶接されることにより気密封止が行われる。

【００３０】図３に示すように、前記つば部４１１，４
１２に水晶振動板２を搭載し、つば部４１１，４１２と
引出電極２１ａ，２２ａとを導電性接合材Ｓで導電接合
する。その後、ベース４にキャップ３を被覆し、抵抗溶
接あるいは冷間圧接により気密封止を行う。なお、突起
４１２，４２２により水晶振動板２を長辺方向に位置決
めしている。

【００３１】絶縁板５はエポキシ樹脂等の絶縁材料から
なり、前記リード端子が貫通する貫通孔５１，５２が形
成され、当該貫通孔に続く溝５３，５４が絶縁板外周部
分まで引き出されている。

【００３２】前記気密封止の完了した水晶振動子の底面
（ベース底面）に、絶縁板５を取り付ける。このときリ
ード端子４１，４２は前記貫通孔５１，５２を貫通し、
前記平板部４３１，４４１は絶縁板の溝に沿って折り曲
げられる。平板部の先端部分は絶縁板の外周部分に突出
した構成となり、これにより表面実装化された水晶振動
子を得ている。

【００３３】

【発明の効果】請求項１によれば、プレス加工等の手法
により、金属の延性を利用して金属リード端子のインナ
ー側に平板状搭載片を形成しているので、従来例で示し
た支持体を有しない構成であるが、接合面積を十分とれ
る構成としている。よって圧電振動素子を支持するため
の広いスペースを必要とせず、全体として圧電振動子の
小型化、低背化に寄与するとともに、圧電振動素子の電
気的機械的接続を確実に行うことができる。またベース
のフランジとキャップを抵抗溶接あるいは冷間圧接する
ので、気密封止の信頼性が高い圧電振動子を得ることが
できる。

【００３４】請求項２によれば上記効果に加えて、イン
ナー側リード端子に形成されたつば部は圧電振動素子の
搭載において方向性を有しない構成であるので、リード
端子をシェルの貫通孔に位置決めする際、軸方向の位置
決めが不要になる。よって、製造が容易圧電振動子を得
ることができる。

【００３５】請求項３によれば、上記各効果に加えて接
合材の弾性により圧電振動素子にかかる各種応力を緩和
することができる。よって、低背化された構成でも耐衝
撃性の向上した圧電振動子を得ることができる。

【００３６】請求項４によれば、上記各効果に加えて、
抵抗溶接あるいは冷間圧接等の金属間結合による接合を
行うため、気密性に優れた表面実装型圧電振動子を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施の形態を示す内部断面
図。

【図２】図１におけるキャップ被覆前の平面図

【図３】本発明による第２の実施の形態を示す内部断面
図。

【図４】図３におけるキャップ被覆前の平面図

【図５】従来例を示す内部断面図。

【符号の説明】

、４，６ ベース １０、４０ ベース本体 １１，１２，４１，４２ リード端子 １１１，１２１ 搭載片 ４１１、４２１ つば部 ２、８ 圧電振動素子（水晶振動板） ３、７ キャップ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製のシェルに少なくとも２本の金属
   リード端子が絶縁材を介して貫通植設されるとともに、
   周縁に金属製のフランジを設けてなるベースと、前記金
   属リード端子のインナー側に搭載され、かつ当該インナ
   ー側金属リード端子と電気的接続がなされる励振電極が
   形成された圧電振動素子と、当該圧電振動素子を気密的
   に被覆し、前記ベースのフランジと抵抗溶接あるいは冷
   間圧接されるフランジを有する金属製のキャップとから
   なる圧電振動子であって、 前記各インナー側金属リード端子には、互いに近接する
   方向に伸長する平板状搭載片が金属の延性により一体的
   に設けられ、当該搭載片上に前記圧電振動素子が搭載さ
   れていることを特徴とする圧電振動子。
2. 【請求項２】 金属製のシェルに少なくとも２本の金属
   リード端子が絶縁材を介して貫通植設されるとともに、
   周縁に金属製のフランジを設けてなるベースと、前記金
   属リード端子のインナー側に搭載され、かつ当該インナ
   ー側金属リード端子と電気的接続がなされる励振電極が
   形成された圧電振動素子と、当該圧電振動素子を気密的
   に被覆し、前記ベースのフランジと抵抗溶接あるいは冷
   間圧接されるフランジを有する金属製のキャップとから
   なる圧電振動子であって、 前記各インナー側金属リード端子には、金属の延性によ
   り一体的に円板状のつば部が設けられ、当該つば部上に
   前記圧電振動素子が搭載されていることを特徴とする圧
   電振動子。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の圧電振動子にお
   いて、圧電振動素子と搭載片、または圧電振動素子とつ
   ば部との間に弾性に富んだ導電性接合材が介在し、電気
   的機械的接合を行っていることを特徴とする圧電振動
   子。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２または請求項３
   記載の圧電振動子において、ベースの底面に貫通孔の形
   成された絶縁板を取り付け、アウター側の金属リード端
   子を当該絶縁板の貫通孔に貫通させ、当該圧電振動子を
   実装する基板と平行となるようアウター側金属リード端
   子を屈曲させたことを特徴とする表面実装型圧電振動
   子。