(57)【要約】      （修正有）【課題】水晶振動子の回路近傍での容量変化、ノイズ発生による回路の非正常動作を防止した水晶振動子及びその製造方法を提供する。【解決手段】平面視矩形状のセラミックベース１の主面に水晶片を搭載する水晶振動子であって、主面に形成された水晶片の支持電極３ｂと、セラミックベース１の四隅部に設けられた切欠部に形成されたスルー端子２ｂ、２ｃと、セラミックベース１の外周縁の内側に形成された帯状の絶縁膜１０と、水晶片を覆って内部を気密封止するフランジを有する凹状の金属カバーとからなる。スルー端子２ｂ、２ｃの内のＧＮＤ端子として機能する２個のスルー端子２ｂに電気的に接続できる個所であり、かつ、絶縁膜１０が形成されていない個所であって金属カバーが固着・封止される個所に導電体１１を形成する。２個のスルー端子２ｂと金属カバーとが、導電体１１を介して電気的に接続する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視矩形状のセラミックベースの主面に水晶片を搭載する水晶振動子であって、前記主面に形成された前記水晶片の支持電極と、前記セラミックベースの四隅部に設けられた切欠部に形成されたスルー端子と、前記セラミックベースの外周部の内側に形成された帯状の絶縁膜と、前記水晶片を覆って内部を気密封止する金属カバーとからなる水晶振動子において、前記スルー端子の内のＧＮＤ端子として機能する少なくとも１個の前記スルー端子に電気的に接続でき、かつ、前記絶縁膜が形成されていない個所であって前記金属カバーが固着・封止される封止面に導電体を設けて、前記ＧＮＤ端子と前記金属カバーとが前記導電体を介して電気的に接続されるようにしたことを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
前記導電体が、前記スルー端子に接続する導電膜として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動子。
【請求項３】
請求項１から２に記載の水晶振動子の製造方法において、前記絶縁膜が形成されない個所であって前記金属カバーが固着・封止される個所に導電体を形成することを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子及びその製造方法に係り、特にセラミック等の絶縁体から形成されたベースに金属カバーを導電性樹脂等により接着して水晶片を金属カバー内に気密封止する水晶振動子において、ベースの外底面に設けられたＧＮＤ端子と金属カバーとを電気的に接続する導電体を封止面に設けて、水晶振動子の回路近傍での容量変化、ノイズ発生による回路の非正常動作を防止した水晶振動子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の水晶振動子では、図６と図７に示すように、平面視矩形状のセラミックベース１の表面１ｂに、支持電極下層部３ａと接続端子２ａがＡｇＰｄ合金（銀・パラジューム合金）により一体に形成され、セラミックベース１の四隅部に、シート状セラミック生地時に形成された貫通孔（スルーホール）１ａの壁面から構成されたキャスタレーション（切欠部）にＡｇＰｄからなるスルー端子２ｂ，２ｃがそれぞれ形成されている。
【０００３】
そして、セラミックベース１の表面１ｂに、スルー端子２ｃに接続して水晶片５を保持する支持電極３ｂの下層に形成されるＡｇＰｄ合金からなる支持電極下層部３ａを形成する。
【０００４】
さらに、この支持電極下層部３ａの上面に、水晶片５を導電性樹脂７により接合・保持する支持電極３ｂがＡｇＰｄで形成され、また、セラミックベース１の上面の外縁部の内側に金属カバー６が水晶片５の支持電極３ｂとが電気的に短絡しないようにする帯状の絶縁膜１０が形成される。
【０００５】
そして、この絶縁膜１０の上面に金属カバー６を搭載し、低融点ガラス、熱硬化性樹脂等の適当な封止材により絶縁膜１０に接合して、水晶片５を金属カバー６内に気密封止するようになっている。
【０００６】
また、セラミックベース１の外底面１ｃの四隅部に通常４個の実装端子４が設けられ、各スルー端子２ｂ，２ｃに接続される実装端子４の電極パターンがＡｇＰｄ合金により形成される。ここで、スルー端子２ｃに接続される実装端子４は、電圧が印加される電極となり、他方、スルー端子２ｂに接続される実装端子４は、グランドレベルに接続されるＧＮＤ電極となる（特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−７０３５７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１１６８１号公報
【特許文献３】特開２００９−１０５６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したセラミック材料のような絶縁体で形成されたベースに金属カバーを導電性樹脂で気密封止する樹脂封止用パッケージのベースでは、金属カバーを樹脂封止する面（封止面）には、水晶片を外部端子と接続する導電体が、同一の面に設けられている。このため、金属カバーを導電性樹脂で樹脂封止すると、水晶支持端子が電気的に金属カバーと短絡してしまうので、ガラス材料等からなる絶縁層が、封止面に形成されている。
【０００９】
また、外部端子がベースの外底面に４個設けられている水晶振動子の場合には、水晶片に接続されていない２個の端子（ＮＣ端子）が、この封止面と同一の面上に配設されないようにしていた。
【００１０】
しかし、これらの端子が同一面に配設される場合には、上述したように、絶縁層がベースの上面に形成されているので、封止に導電性樹脂を使用して金属カバーを固着しても、金属カバーとの電気的接続ができず、このため、水晶振動子の回路近傍での容量変化、ノイズ発生等による回路の非正常動作を防止できなかった。
【００１１】
このような従来の水晶振動子では、金属カバーがＧＮＤ端子に電気的に接続されていないので、このような水晶振動子が搭載される回路側から見ると、金属カバーが静電容量（Ｃ）あるいはアンテナと電気的に同じ状態になって機能していることになる。
【００１２】
そして、このような樹脂封止ベースを用いた水晶振動子では、水晶振動子を回路基板に搭載すると、一応、使用はできるが、例えば、人間の手が水晶振動子に接近したりすることによる容量変化、あるいは、回路近傍でノイズが発生により、回路基板に形成した回路が正常に動作・機能しなくなってしまうことがあった。
【００１３】
そのため、このような不具合をなくすために、シーム封止型の水晶振動子では、蓋（リッド）がシールリングを介して、セラミックベースの外底面に設けられたＧＮＤ端子と電気的に接続されている（特許文献３参照）。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、平面視矩形状のセラミックベースの主面に水晶片を搭載する水晶振動子であって、前記主面に形成された前記水晶片の支持電極と、前記セラミックベースの四隅部に設けられた切欠部に形成されたスルー端子と、前記セラミックベースの外周部の内側に形成された帯状の絶縁膜と、前記水晶片を覆って内部を気密封止する金属カバーとからなる水晶振動子において、前記スルー端子の内のＧＮＤ端子として機能する少なくとも１個の前記スルー端子に電気的に接続でき、かつ、前記絶縁膜が形成されていない個所であって前記金属カバーが固着・封止される封止面に導電体を設けて、前記ＧＮＤ端子と前記金属カバーとが前記導電体を介して電気的に接続されるようにしたことを特徴とする水晶振動子に関する。
【００１５】
また、本発明では、前記導電体が、２個の前記スルー端子に接続する導電膜として形成されていることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明は、前記水晶振動子の製造方法において、前記絶縁膜が形成されない個所であって前記金属カバーが固着・封止される個所に導電体を形成することを特徴とする水晶振動子の製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の水晶振動子によれば、水晶振動子に形成された回路近傍での容量変化、ノイズ発生による回路の非正常動作が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の水晶振動子の実施例である水晶振動子に適用される端子ランド接続図である。
【図２】本発明の水晶振動子の支持電極パターンを形成したセラミックベースの平面図である。
【図３】従来例及び本発明の水晶振動子のＮＣ端子部の部分断面を示し、（ａ）は、図７に示す従来例のＮＣ端子部のＩＩ−ＩＩ矢視部の部分断面を、（ｂ）は、図２に示す本発明のＮＣ端子部のＩ−Ｉ矢視部の部分断面を、それぞれ示す。
【図４】本発明の水晶振動子の製造方法の工程図である。
【図５】本発明の水晶振動子の製造に用いるシート状セラミック生地に貫通孔とブレイクラインを形成したシート状セラミック基板の平面図である。
【図６】従来の水晶振動子の縦断面図である。
【図７】図６に示した従来の水晶振動子の支持電極パターンを形成したセラミックベースの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の水晶振動子の実施例を添付した図面に基づいて説明する。
【００２０】
（水晶振動子の実施例）
まず、図１は、本発明の水晶振動子に適用される端子ランド接続図を示し、図１に示すように、ベースの外底面に４個の実装端子が設けられている水晶振動子では、これらの４個の実装端子の内の２個の実装端子は、接続端子＃１、＃３として水晶片に形成された電極と電気的に接続されている。しかし、残りの２個の実装端子は、端子が形成されているが、水晶片には接続されず、ＧＮＤ端子＃２、＃４として機能している。
【００２１】
本発明の水晶振動子では、上述した２個のＧＮＤ端子＃２、＃４と接続される位置に導電体をそれぞれ設けて、水晶片を密閉封止する金属カバーを封止面に設けた導電体に接合する導電性樹脂を介して、金属カバーとＧＮＤ端子＃２、＃４とが電気的に接続されるようにする。
【００２２】
本発明の水晶振動子は、図６及び図７に示した従来の水晶振動子と同じように、平面視矩形状のセラミックベース１の表面１ｂに、支持電極下層部３ａと接続端子２ａとがＡｇＰｄ合金により一体に形成され、セラミックベース１の四隅部にシート状セラミック生地時に形成された貫通孔（スルーホール）１ａを四分割した壁面から構成されるキャスタレーション（切欠部）が形成され、この切欠部にＡｇＰｄからなるスルー端子２ｂ，２ｃが、それぞれ形成されている。
【００２３】
そして、セラミックベース１の表面１ｂには、スルー端子２ｃに接続して水晶片５を保持する支持電極３ｂの下層に形成されるＡｇＰｄ合金からなる支持電極下層部３ａを形成する。
【００２４】
さらに、この支持電極下層部３ａの上面に、水晶片５を導電性樹脂７により接合・保持する支持電極３ｂがＡｇＰｄで形成され、また、セラミックベース１の上面の外周部の内側に帯状の絶縁膜１０が形成される。
【００２５】
そして、この絶縁膜１０の上面に金属カバー６を熱硬化性の導電性樹脂または高純度のＰｂ（鉛）を含む低融点ガラスを介して接合して搭載し、水晶片５を金属カバー６内に気密封止するようになっている。
【００２６】
ここで、低融点ガラスの融点は、通常、６００〜７００℃であるが、添加物により融点が変化する。本発明に用いる低融点ガラスは、鉛（Ｐｂ）を添加することで、その融点が３２０℃となっている。そのため、添加量が少なければ、低融点ガラスは絶縁体に近いが、本発明に用いる低融点ガラスでは、鉛（Ｐｂ）が多く含まれているため、導電体となっている。
【００２７】
また、セラミックベース１の外底面１ｃの四隅部に４個の実装端子４が設けられ、各スルー端子２ｂ，２ｃに接続される実装端子４の電極パターンがＡｇＰｄ合金により形成される。ここで、接続端子♯１，＃３として機能するスルー端子２ｃに接続される実装端子４は、電圧が印加される電極となり、他方、スルー端子２ｂに接続される実装端子４は、グランドレベルに接続されるＧＮＤ端子として機能する。
【００２８】
本発明の水晶振動子では、特に、図２と図２のＩ−Ｉ矢視断面図である図３（ｂ）に示すように、ＧＮＤ端子として機能する２個のスルー端子２ｂ上またはこれらのスルー端子２ｂに電気的に接続される位置に、適当な導電性材料からなる導電体１１をそれぞれ設け、この２個の導電体１１の上面及び絶縁膜１０上全体に亘って導電性接着剤または低融点ガラス６ｃにより金属カバー６のフランジ６ａの開口端面を接着して接合する。
【００２９】
ここで、導電体１１は、２個のＧＮＤ端子として機能するスルー端子と電気的に接続していればよく、その形状は、どのようなものでもよい。例えば、導電体１１を導電膜としてスルー端子２ｂに電気的に接続される位置に形成してもよく、また、図２に鎖線で示すように、セラミックベース１に形成した貫通電極等を介して、スルー端子２ｂから離間した位置に形成して電気的に金属カバー６に接続してもよい。ここで、導電体１１の材質は、伝導率の高い材料からなるもの、例えば、銅、導電性高分子材料等の安価なものでもよい。金銀等の高価な材料を用いる必要はない。
【００３０】
このように、導電体１１を導電性接着剤または低融点ガラス６ｃを介して金属カバー６に接合することにより、ＧＮＤ端子として機能する２個のスルー端子２ｂと金属カバー６とが電気的に接続され、水晶振動子の回路近傍での容量変化、ノイズ発生による回路の非正常動作が防止されるようになる。これにより、客先での水晶振動子の回路基板への搭載後にも良好な電気的特性を担保することができるようになる。
【００３１】
これに対して、図７に示した従来例の水晶振動子では、仮に金属カバー６のセラミックベース１への接合に導電性樹脂を用いても、前述したように、封止面に絶縁層が形成されているので、金属カバー６とＧＮＤ端子２ｂとが電気的に接続されることはない。
（水晶振動子の製造方法の実施例）
次に、本発明の水晶振動子の製造方法を図４及び図５に基いて説明する。
【００３２】
図４に示すように、本発明の水晶振動子の製造方法の第１工程（Ｓ１）では、先ず、多数個のセラミックベース１を製造できるシート状セラミック基板Ｓとなるシート状セラミック生地を形成する。次いで、図５に示すような、数百個の個々のセラミックベース１の四隅部に対応する位置に貫通孔１ａを及び四隅部を結ぶ位置に裁断線（ブレイクライン）Ｂを形成した後、シート状セラミック生地を焼成してシート状セラミック基板Ｂを得る。
【００３３】
第２工程（Ｓ２）では、シート状セラミック基板Ｂの個々のセラミックベース１の回路パターン形成面に、ＡｇＰｄ合金の金属ペーストを、スクリーンマスクを用いて印刷し回路パターンを形成する。
【００３４】
第３工程（Ｓ３）では、各セラミックベース１に形成された前記回路パターンの周囲を囲んで耐熱性樹脂またはガラスペーストにより、次工程で導電体を設ける個所を除いて、スクリーンマスクを用いて絶縁膜１０を形成する。
【００３５】
第４工程（Ｓ４）では、前工程で絶縁膜１０を形成しなかった個所に、適当な導電材料からなる導電体１１を設ける。通常、金属ペーストをスクリーンマスクを用いて印刷して導電膜を形成する。
【００３６】
第５工程（Ｓ５）では、回路パターンが形成された各セラミクベース１の回路形成面にＡｇＰｄからなる支持電極３ｂを形成する。
【００３７】
第６工程（Ｓ６）では、支持電極３ｂの上面に導電性接着剤７により水晶片５を固着して搭載し、電気的・機械的に支持電極３ｂに接続する。
【００３８】
第７工程（Ｓ７）では、シート状セラミック基板の各セラミックベース１に搭載された水晶片５の振動周波数を質量負荷効果により測定して調整する。
【００３９】
第８工程（Ｓ８）では、個々のセラミックベース１に対応した絶縁膜１０及び導電体１１の上に金属カバー６のフランジ６ａの開口端面（フランジ面）を導電性接着剤または低融点ガラス６ｃを用いて接合して水晶片５を金属カバー６内に密閉封止する。
【００４０】
第９工程（Ｓ９）では、シート状セラミック基板を裁断線（ブレイクライン）に沿って分割して、個々の水晶振動子を得る。
【符号の説明】
【００４１】
１．  セラミックベース
１ａ．貫通孔
２ａ．接続端子
２ｂ．スルー端子
２ｃ．スルー端子
３ａ．支持電極下層部
３ｂ．支持電極
４．実装端子
５．水晶片
６．金属カバー
６ａ．フランジ
６ｂ．熱硬化性樹脂
６ｃ．導電性接着剤
７．導電性樹脂
１０．絶縁膜
１１．導電体
Ｓ．シート状セラミック基板
Ｂ．裁断線
【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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