(57)【要約】【課題】  加熱・冷却によって基体に亀裂が生じるのを防ぐ。【解決手段】  圧電振動素子１０とこの圧電振動素子１０が実装される凹部２１が形成された基体２０と凹部２１を塞ぐ蓋体３０と、圧電振動素子１０と接続する基体２０の隅部に設けられる外部端子Ｇとを備える圧電振動子１００であって、蓋体３０は、一方の主面が平坦に形成され、凹部２１側を向く他方の主面に凹部２１の縁の近傍に沿って形成される溝部３１を備えて構成されることを特徴とする。【選択図】      図１
2008005331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動素子とこの圧電振動素子が実装される凹部が形成された基体と前記凹部を塞ぐ蓋体と、前記圧電振動素子と接続する前記基体の隅部に設けられる外部端子とを備える圧電振動子であって、
前記蓋体は、一方の主面が平坦に形成され、前記凹部側を向く他方の主面に前記凹部の縁の近傍に沿って形成される溝部を備えて構成されることを特徴とする圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品に用いられる圧電振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器、例えば、携帯情報端末装置等の移動体通信機は、単なる通話機能に加えて様々な付加的機能が組み込まれつつも小型化が進んでいる。これに伴いこの移動体通信機に用いられる電子部品もさらなる小型化が求められている。ここで、電子部品の一例として圧電振動子について説明する。
図３は従来の圧電振動子の一例を示す図であり、（ａ）は気密封止後の圧電振動子の状態を示す図であり、（ｂ）はリフローを行った状態を示す図であり、（ｃ）はリフロー後に冷却した状態を示す図である。
図３（ａ）に示すように、従来の圧電振動子２００は、例えば、水晶からなる圧電片の両主面に励振電極が設けられた圧電振動素子（図示せず）と、この圧電振動素子を収納するための凹部（図示せず）が形成されたセラミックからなる基体２２０と、基体２２０に形成された凹部を気密封止する金属からなる蓋体２３０と、圧電振動素子の励振電極と接続するために基体２２０に設けられた外部端子（図示せず）とから構成され、圧電振動素子を基体２２０に設けられた凹部内に収納して基体２２０に実装し、その後、凹部を気密封止するためにこの凹部を蓋体２３０で塞いでいる。
ここで、基体２２０の蓋体２３０が接触する部分には、メタライズ層を予め設けておき、かつ、蓋体２３０の基体２２０と接触する部分に封止材を設けておき、基体２２０のメタライズ層と蓋体２３０の封止材とを当接させた状態で、例えば、シーム溶接を行う。これにより、基体２２０のメタライズ層と蓋体２３０の封止材とが接合されるので、蓋体２３０で基体２２０に設けられた凹部を気密封止することができる。その後、リフローを行う。このリフローは、所定の温度で圧電振動子を加熱する工程である。
【０００３】
また、基体２２０の凹部を蓋体２３０で気密封止すると、例えば、シーム溶接等の溶接やエージング等の加熱時に、金属板と封止材との熱膨張率の違いにより蓋体２２０に反りや歪が生じてしまう場合がある。
そこで、蓋体２３０の反りや歪を防ぐために、基体の凹部側を向く蓋体２３０の一方の主面に突起（図示せず）を設けている。この突起は、しぼり加工により形成されるため、蓋体の他方の主面には溝（図示せず）が形成されることとなる。これにより、蓋体２３０の断面性能が向上することとなり、反りや歪を防ぐことができる。
【特許文献１】特開２００６−０７３６７１号公報（段落００１９〜００３０、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようにして形成される圧電振動子２００は、例えばシーム溶接で溶接電流が過大となる場合、凹部を封止した後に、蓋体２３０及び基体２２０が反りや歪を起こしている場合がある（図３（ａ）参照）。この状態で、リフローを行うと、蓋体２３０と基体２２０とはリフロー時の熱により膨張し、反りや歪が一端、修正される（図３（ｂ）参照）が、リフロー後に熱が冷めると、再び蓋体２３０と基体２２０とが反りや歪を起こすことがある。このとき、基体２２０において、各辺の中央側で変形量が多くなるため、この部分で亀裂を生じることがある（図３（ｃ）参照）。
また、蓋体２３０のみを反りや歪を防ぐ対象とした場合、基体２２０は、接合されている蓋体２３０により拘束され、熱による反りや歪によって応力がかかり亀裂が入りやすくなっていた。
【０００５】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、加熱・冷却によって基体に亀裂が生じるのを防ぐ圧電振動子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、圧電振動素子とこの圧電振動素子が実装される凹部が形成された基体と前記凹部を塞ぐ蓋体と、前記圧電振動素子と接続する基体の隅部に設けられる外部端子とを備える圧電振動子であって、前記蓋体は、一方の主面が平坦に形成され、前記凹部側を向く他方の主面に前記凹部の縁の近傍に沿って形成される溝部を備えて構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このような圧電振動子によれば、蓋体の一方の主面が平坦に形成され、前記凹部側を向く他方の主面に前記凹部の縁の近傍に沿って形成される溝部を備えたので、溝部の厚さが他の蓋体の厚さより薄くなっていることにより、熱による膨張・収縮を、溝部を基点としてその内側で変形を起こすので、基体に亀裂が生じるのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「実施形態」という。）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態において、圧電振動素子が水晶からなる場合について説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す分解斜視図である。図２（ａ）は本発明の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す図であり、（ｂ）は蓋体が変形した状態の一例を示す図である。
【００１０】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る圧電振動子１００は、圧電振動素子１０と基体２０と蓋体３０と外部端子Ｇとから主に構成されている。
【００１１】
図１に示す圧電振動素子１０は、所定の結晶軸でカットした水晶片の両主面に一対の振動電極１１を被着・形成してなり、外部からの変動電圧が一対の振動電極１１を介して水晶片に印加されると、所定の周波数で厚みすべり振動を起こすようになっている。
【００１２】
図１に示すように、基体２０は、一方の主面側に圧電振動素子１０を収納するための凹部２１が形成され、他方の主面側であって基体２０の隅部に外部端子（電源電圧端子、グランド端子、発振出力端子、発振制御端子）Ｇが設けられている。この基体２０は、例えば、ガラス−セラミック、アルミナセラミックス等のセラミック材料が用いられ、平面視矩形形状に形成されている。
また、基体２０には、圧電振動素子１０に設けられた一対の振動電極１１に対応して凹部２１の底面に配線導体Ｄが設けられており、圧電振動素子１０の一対の振動電極１１と一対の配線導体とが導電性接着材Ｊを介して電気的に接続されている。
なお、導電性接着材Ｊは、シリコン樹脂やポリイミド樹脂等から成る樹脂材料中にＡｇ等から成る導電性粒子を所定量、添加・混合してなるものである。
【００１３】
この配線導体Ｄは基体２０の内部を通って、基体２０の配線導体Ｄが設けられる面とは反対側の面に形成される外部端子Ｇと接続している。
これにより、圧電振動素子１０の励振電極１１に外部から変動電圧を印加させることができるようになっている。
また、基体２０の凹部２１が形成される主面において、この主面には所定の厚さのメタライズ層Ｍが形成されており、後述する蓋体３０と重なる程度の面積を有している。
【００１４】
図１に示す蓋体３０は、導電性を有する４２アロイやコバール，リン青銅等が用いられ基体２の凹部２１を塞ぐ大きさで、かつ、基体２０の凹部２１が形成される主面よりも小さい面積となるように板状に形成されている。この蓋体３０の表面には、Ｎｉ、Ａｕの金属層が形成されている。この蓋体３０の基体２０と接合する面、つまり裏面には、環状に金錫（Ａｕ−Ｓｎ）等の封止材Ｆが被着されている。
また、蓋体３０に設けられた封止材Ｆから所定の間隔を空けて溝部３１が環状に設けられている。つまり、この蓋体３０は、一方の主面が平坦に形成され、凹部２１側を向く他方の主面に凹部２１の縁の近傍に沿って形成される溝部３１が形成されることとなる。
【００１５】
図２（ａ）に示すように、このように構成される蓋体３０で基体２０の凹部２１を塞いで気密封止する。
このとき、蓋体３０の溝部３１を基体２０の凹部２１側に向けて、基体２０のメタライズ層Ｍと蓋体３０の封止材Ｆと当接させた状態にし、例えば、シーム溶接で基体２０のメタライズ層Ｍと蓋体３０の封止材Ｆとを接合させる。これにより、蓋体３０は基体２０に接合されて、基体２０の凹部２１を気密封止することができる。
【００１６】
このように、本発明の圧電振動子１００を構成したので、図２（ｂ）に示すように、蓋体３０を基体２０に例えばシーム溶接等で接合した後にリフローを行い、さらに冷却しても、加熱・冷却による基体２０及び蓋体３０の膨張・収縮で生じる応力が、蓋体３０に設けた厚みの薄い溝部３１から内部側に作用して、蓋体３０に設けた溝部３１から内部側のいずれかの位置で変形が生じる。つまり、基体２０に亀裂が生じる前に蓋体３０を変形させることができるので、基体２０に亀裂が生じるのを防ぐことができる。
【００１７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、蓋体３０に設ける溝部の断面形状は、Ｕ字型や略Ｃ字型に形成すれば、蓋体３０が変形する際に、溝部からの亀裂を防ぐことができる。
また、圧電振動素子１０に変えて集積回路素子を基体に実装して蓋体３０を基体２０に接合する場合にも適用することができる。このように構成しても本実施形態と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係る圧電振動子の一例を示す図であり、（ｂ）は蓋体が変形した状態の一例を示す図である。
【図３】従来の圧電振動子の一例を示す図であり、（ａ）は気密封止後の圧電振動子の状態を示す図であり、（ｂ）はリフローを行った状態を示す図であり、（ｃ）はリフロー後に冷却した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１００  圧電振動子
１０    圧電振動素子
１１    励振電極
２０    基体
２１    凹部
３０    蓋体
３１    溝部
Ｄ      配線導体
Ｆ      封止材
Ｇ      外部端子
【図１】
2008005331.tif 000003
【図２】
2008005331.tif 000004
【図３】
2008005331.tif 000005