(57)【要約】【課題】  耐衝撃性能を向上し、導通性能を向上させたコスト安の圧電振動デバイスを提供する。【解決手段】  金属リード端子を有する金属ベース１と、前記金属リード端子に搭載され、かつシリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓを介して電気的接続がなされる圧電振動板２と、金属製の蓋３とからなる圧電振動デバイスであって、前記金属リード端子と金属ベースの外表面には、腐食防止膜と当該腐食防止膜の最上面に腐食防止膜の酸化層が形成されているとともに、前記金属リード端子のインナー側には前記圧電振動板を搭載する搭載面が形成され、当該搭載面の少なくとも前記導電性樹脂接着剤の接合領域には、酸化膜に対する導電性を改善する導電性接合材Ｄが形成されており、前記ネールヘッド部の前記導電性接合材の上部で前記導電性樹脂接着剤を用いて前記圧電振動板の両端部が電気機械的に直接接合した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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てなる金属ベースと、前記金属リード端子に搭載され、かつシリコーン系の導電性樹脂接着剤を介して電気的接続がなされる励振電極が形成された圧電振動板と、当該圧電振動板を気密的に被覆してなる金属製の蓋とからなる圧電振動デバイスであって、
前記金属リード端子と金属ベースの外表面には、腐食防止膜と当該腐食防止膜の最上面に腐食防止膜の酸化層が形成されているとともに、
前記金属リード端子のインナー側には前記圧電振動板を搭載する搭載面が形成され、当該搭載面の少なくとも前記導電性樹脂接着剤の接合領域には、酸化膜に対する導電性を改善する導電性接合材が形成されており、
前記ネールヘッド部の前記導電性接合材の上部で前記導電性樹脂接着剤を用いて前記圧電振動板の両端部が電気機械的に直接接合されたことを特徴とする圧電振動デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶振動子等の圧電振動デバイスに関するものである。金属ベースに絶縁材を介在しながら金属リード端子が一体形成された気密端子構造を有する圧電振動デバイスの保持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動デバイスとして、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器等があげられるが、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。これらの圧電振動デバイスは、水晶振動板（圧電振動板）の表面に金属薄膜電極を形成し、この金属薄膜電極を外気から保護するため、パッケージ体により気密封止されている。
【０００３】
従来、気密端子構造を有する圧電振動デバイスでは、金属ベースにはガラスなどの絶縁材を介して一対の金属リード端子が植設されており、当該金属リード端子のインナー側には、一対の金属平板のサポート部材が対向して取り付けられている。圧電振動板は、例えば、厚みすべり振動してなるＡＴカット水晶振動板であり、表裏面には励振電極と、各励振電極からの引出電極が形成されている。そして、前記サポートの上に圧電振動板が搭載され、導電接合材により電気的機械的に接続されるとともに、前記金属ベースに金属製の蓋を被せ、これらをお互いに抵抗溶接などの手法により気密封止する構成となっている。しかしながら、上記圧電振動デバイスでは、サポート部材を構成することで、圧電振動デバイスの全高が高くなり、電子機器側の要求する低背化に対応できない。また、全体としてコスト高となる問題点を有していた。
【０００４】
そこで、特許文献１に示すように、サポート部材を割愛するとともに、金属リード端子の一部を加工して、当該金属リード端子に圧電振動板を直接保持する圧電振動デバイスが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−１６０７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に示すように、サポート部材を割愛するとともに、金属リード端子の一部を加工して、当該金属リード端子に圧電振動板を直接保持する圧電振動デバイスでは、サポート部材を介在させた保持構成に比べて耐衝撃性能が劣っており、シリコーン系の軟質の導電性樹脂接着剤を使用することが必要不可欠となっている。ところが、シリコーン系の導電性樹脂接着剤を用いた構成では、前記金属リード端子と金属ベースの外表面に形成されるニッケル等の腐食防止膜において、当該腐食防止膜の最上面に形成される酸化層の悪影響を受けるという問題があった。つまり、前記酸化層の影響により金属リード端子とシリコーン系の導電性樹脂接着剤との接合界面の導通抵抗が高くなり、圧電振動デバイスの導通性能が低下することがあった。その結果、圧電振動デバイスの直列共振抵抗値（ＣＩ値）などの電気的性能劣化が生じることがあった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、耐衝撃性能を向上し、導通性能を向上させたコスト安の圧電振動デバイス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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の圧電振動デバイスは、請求項１に示すように、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てなる金属ベースと、前記金属リード端子に搭載され、かつシリコーン系の導電性樹脂接着剤を介して電気的接続がなされる励振電極が形成された圧電振動板と、当該圧電振動板を気密的に被覆してなる金属製の蓋とからなる圧電振動デバイスであって、前記金属リード端子と金属ベースの外表面には、腐食防止膜と当該腐食防止膜の最上面に腐食防止膜の酸化層が形成されているとともに、前記金属リード端子のインナー側には前記圧電振動板を搭載する搭載面が形成され、当該搭載面の少なくとも前記導電性樹脂接着剤の接合領域には、酸化層に対する導電性を改善する導電性接合材が形成されており、前記ネールヘッド部の前記導電性接合材の上部で前記導電性樹脂接着剤を用いて前記圧電振動板の両端部が電気機械的に直接接合されたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成により、前記金属リード端子と金属ベースの外表面には、腐食防止膜と当該腐食防止膜の最上面に腐食防止膜の酸化層が形成されているとともに、前記金属リード端子のインナー側には前記圧電振動板を搭載する搭載面が形成され、当該搭載面の少なくとも導電性樹脂接着剤の接合領域には、酸化層に対する導電性を改善する導電性接合材が形成されており、前記ネールヘッド部の導電性接合材の上部シリコーン系の導電性樹脂接着剤を用いて前記圧電振動板の両端部が電気機械的に直接接合されているので、金属リード端子のインナー側での圧電振動板の電極とより確実な導通を確保することができる。結果として、耐衝撃性能を向上しながら、導通性能も向上させて圧電振動デバイスの直列共振抵抗値の上昇をなくし、電気的接続性の優れた安価な圧電振動デバイスを提供することができる。
【０００９】
つまり、サポートを割愛することによって緩衝作用が制限されたとしても、シリコーン系の導電性樹脂接着剤を介して搭載面へ圧電振動板を取り付けているので、耐衝撃性を向上させることができる。そして、シリコーン系の導電性樹脂接着剤の酸化層に対する導通性能低下の問題に対応するため、搭載面の少なくともシリコーン系の導電性樹脂接着剤の接合領域には酸化層に対する導電性を改善する導電性接合材が形成しているので、前記搭載面では前記導電性接合材の形成が容易かつ確実に行えるとともに、前記酸化層と直接接合しないシリコーン系の導電性樹脂接着剤は腐食防止膜の最上部に形成される酸化層の悪影響を受けることがなくなり、前記金属リード端子の搭載面と圧電振動板の電極間での導通性能が向上する。結果として、圧電振動デバイスの直列共振抵抗値（ＣＩ値）などの電気的特性の向上をはかることができる。
【００１０】
また、上述の構成に加え、前記金属リード端子のインナー側の搭載面は、幅広のネールヘッド部、幅広のつば部、あるいは幅広で平板状の先端部分が内側に折り曲げられた搭載部を形成することが好ましい。このように構成することで、上記作用効果に加え、リード端子のインナー側の搭載面に圧電振動板を接合する場合に搭載も安定し、圧電振動板と搭載面の接合強度が強化安定化され、耐衝撃時に前記圧電振動板の短辺部分でねじれることが抑制される。結果として、圧電振動板の割れ、導電性樹脂接着剤がリード端子のネールヘッド部から剥がれるという問題もなくなる。
【００１１】
また、上述の構成に加え、酸化層に対する導電性を改善する導電性接合材としてエポキシ系の導電性樹脂接着剤を用いて前記圧電振動板の両端部が前記ネールヘッド部に電気機械的に直接接合されたことを特徴とする。
【００１２】
このように構成することで、上述の作用効果に加え、前記酸化層の悪影響を受けないエポキシ系の導電性樹脂接着剤により接合界面の導通性能を向上させ、かつより柔軟性の高いシリコーン系の導電性樹脂接着剤により緩衝作用を向上させることができる。エポキシ系の導電性樹脂接着剤とシリコーン系の導電性樹脂接着剤の接合界面ではお互いに含有される金属フィラー成分により相互の導通性能を向上させることができる。なお、エポキシ系の導電性樹脂接着剤として、４Ｂより柔らかい変成エポキシ系の導電性樹脂接着剤を用いるとより好ましく、さらなる耐衝撃性と導通性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上により、耐衝撃性能を向上しながら、導通性能も向上させて圧電振動デバイスの 直列共振抵抗値の上昇をなくし、電気的接続性の優れた安価な圧電振動デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明による実施の形態を、水晶振動子を例にとり、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態を示す断面図であり、図２は、図１の蓋を被せる前の平面図であり、図３は、図２の圧電振動板を搭載する前の平面図である。
【００１５】
圧電振動板２はＡＴカット水晶振動板からなり、短辺と長辺からなる矩形状に加工されている。その表裏面には励振電極２１，２２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、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いる。上記電極材料としてクロムやニッケルの下地電極層の上部に、銀や金を主とした主電極層が少なくとも１層以上の積層構造で形成されている。
【００１６】
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。
【００１７】
リード端子１１，１２は、コバール等からなる細長い円柱形状であり、ベース上部のインナー側の先端部には、搭載面として幅広で平面視略円形状で上部が平らなネールヘッド部１１ａ，１２ａが形成されている。これらネールヘッド部１１ａ，１２ａは金属の延性を利用したプレス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０．３２〜０．４５ｍｍ程度であり、これに対しネールヘッド部１１ａ，１２ａの幅寸法ｄが０．７〜０．９ｍｍ程度に形成している。
【００１８】
上記ベース１とリード端子１１，１２の表面に露出した金属部分には、図示していないが、腐食防止のための安価で実用的なニッケルメッキ膜が施されている。特に、本形態では電解メッキの手法による電解ニッケルメッキ膜が４μ〜６μ程度に形成され、その上面に無電解メッキの手法による無電解ニッケルメッキ膜が２μ〜５μ程度に形成されている。電解ニッケルメッキ膜は、無電解ニッケルメッキに比べ融点が高く、前記絶縁ガラスＧの焼成前に形成することで前記焼成前後の腐食防止機能を得ることができる。無電解ニッケルメッキ膜は、電解ニッケルメッキ膜に比べて膜質がより均密な状態で形成されるのではんだ等のぬれ性を高めるだけでなく、最上面に還元剤に起因するりんやほう素などが共析して、非晶質構造となりより耐食性の優れた硬質の腐食防止膜が得られる。つまり、無電解ニッケルメッキ膜は、前記金属リード端子と金属ベースの最上面の腐食防止膜として、安価ながらも極めて実用的かつ信頼性の高いものであるが、酸化層の悪影響により導電性樹脂接着剤との接合界面の導通抵抗が高くなりやすいといった問題もあった。本発明では後述する導電性を改善する導電性接合材と組み合わせることでこれらの問題を改善することができるものである。
【００１９】
金属製の蓋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。
【００２０】
前記ネールヘッド部１１ａ，１２ａの上面で後述するシリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓの接合領域には、酸化層に対する導電性を改善する導電性接合材Ｄが塗布形成されている。当該導電性接合材Ｄの形成領域は、ネールヘッド部１１ａ，１２ａの上面のみに限らず、ネールヘッド部１１ａ，１２ａ全体に塗布形成してもよい。
【００２１】
また、前記金属リード端子のインナー側のネールヘッド部１１ａ，１２ａの上面で、導電性接合材Ｄが塗布形成された領域の上面には、鉛筆硬度６Ｂ程度のシリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓが塗布されている。この導電性樹脂接着剤Ｓが塗布された前記ネールヘッド部の重心付近に対して、前記圧電振動板２の短辺の中央部が近接した状態で搭載され、前記導電性樹脂接着剤Ｓを硬化することで前記圧電振動板２の長辺の両端部と前記ネールヘッド部１１ａ，１２ａとが電気機械的に直接接合され取り付けられる。
【００２２】
なお、前記導電性接合材Ｄとして、例えば、変成エポキシ系の導電性樹脂接着剤（鉛筆硬度４Ｂ程度）を用いており、変成エポキシ系の導電性樹脂接着剤が前記ネールヘッド部の上面に塗布され硬化して導電性接合材Ｄの固体物を形成する。その後、その上部に前記シリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓが塗布され、前記圧電振動板２を搭載した後に、硬化することで電気機械的に直接接合されている。
【００２３】
上記圧電振動板２の搭載後は、アニール等の必要な処理を行った後、ベース１に蓋３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。
【００２４】
本発明の実施形態では、金属リード端子１１，１２が絶縁ガラスＧを介して貫通植設されてなる金属ベース１と、当該金属ベースの平面と同方向でかつ前記金属リード端子に搭載され、かつシリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓを介して電気的接続がなされる励振電極が形成された矩形状の圧電振動板２と、当該圧電振動板を気密的に被覆してなる金属製の蓋３とからなる圧電振動デバイスであって、前記金属リード端子と金属ベースの外表面には、無電解ニッケルメッキ膜（腐食防止膜）と当該無電解ニッケルメッキ膜の最上面の酸化層が形成されているとともに、前記金属リード端子のインナー側には前記圧電振動板を搭載する幅広のネールヘッド部１１ａ，１２ａが形成され、当該ネールヘッド部の少なくとも前記シリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓの接合領域には、酸化層に対する導電性を改善する変成エポキシ系の導電性樹脂接着剤からなる導電性接合材Ｄが形成されており、前記ネールヘッド部の導電性接合材の上部で前記シリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓを用いて前記圧電振動板２の長辺の両端部が電気機械的に直接接合されている。
【００２５】
上記構成により、サポートを割愛することによって緩衝作用が制限されたとしても、柔らかいシリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓを介してネールヘッド部へ圧電振動板を取り付けているので、耐衝撃性を向上させることができる。そして、シリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓの前記酸化層に対する導通性能低下の問題に対応するため、ネールヘッド部１１ａ，１２ａの上面には酸化層に対する導電性を改善する変成エポキシ系の導電性樹脂接着剤からなる導電性接合材Ｄの固体物が形成しているので、前記酸化層と直接接合しないシリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓは前記酸化層の悪影響を受けることがなくなる。また、前記変成エポキシ系の導電性樹脂接着剤と前記シリコーン系の導電性樹脂接着剤の接合界面ではお互いに含有される金属フィラー成分が相互に食い込みあって、アンカー効果が生じ、機械的な接合強度が向上するだけでなく、電気的な導通経路も確保され導通性能を向上させることができる。結果として、前記金属リード端子のネールヘッド部１１ａ，１２ａと前記圧電振動板２の引出電極２１ａ，２２ａとの間での導通性能が向上し電気的機械的な接続性が高まる。本形態では４Ｂより柔らかい変成エポキシ系の導電性樹脂接着剤を用いるので、さらなる耐衝撃性と導通性能を向上させることができる。以上により、圧電振動デバイスの直列共振抵抗値（ＣＩ値）などの電気的特性の向上をはかることができる。
【００２６】
−その他の実施形態−
本実施形態では、金属リード端子のインナー側にネールヘッド部１１ａ，１２ａを形成しているが、図４に示すように、金属リード端子１１，１２のインナー側の搭載面として、互いに近接する方向に伸長するとともに漸次厚さが薄くかつ漸次幅広に形成された接続部１３，１４と、当該接続部の先端に形成されるリード端子よりも幅広で平板状の搭載部１５，１６とが形成された金属リード端子の構成（幅広で平板状の先端部分が内側に折り曲げられた搭載部）にも適用できる。この形態では、鉛筆硬度４Ｂより柔らかい変成エポキシ系の導電性樹脂接着剤Ｓが前記平板状の搭載部１５，１６の内方よりの先端部分で、その上面に塗布され硬化して導電性接合材Ｄの固体物を形成している。その固体物の上部と前記搭載部１５，１６の一部の上面に前記シリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓが塗布され、前記圧電振動板２を搭載した後に、硬化することで電気機械的に直接接合されている。このような構成では、前記搭載部１５，１６は、各インナー側金属リード端子１１ａ，１２ａが植設される内側部分に配置されているので、より小型の水晶振動板にも適用することができるだけでなく、前記接続部により応力の伝わり低減させ、緩衝機能を高めることができる。また、一部の導電性接合材Ｄにより導通確保をしながら搭載部１５，１６に対してシリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓが直接接合されるので、機械的な接合強度の向上が行える。
【００２７】
また、図５に示すように、搭載面として金属リード端子のインナー側に幅広のつば部１７，１８が形成された金属リード端子の構成にも適用できる。この形態では、鉛筆硬度４Ｂより柔らかい変成エポキシ系の導電性樹脂接着剤Ｓが前記幅広のつば部１７，１８の内方よりの部分で、その上面に塗布され硬化して導電性接合材Ｄの固体物を形成している。その固体物の上部と前記つば部１７，１８の一部の上面に前記シリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓが塗布され、前記圧電振動板２を搭載した後に、硬化することで電気機械的に直接接合されている。このような構成では、前記つば部１７，１８より外側に突起部１９，１９が形成されているので、圧電振動板の搭載する際の位置決めとして機能するので搭載精度向上構成である。また、一部の導電性接合材Ｄにより導通確保をしながら搭載部１５，１６に対してシリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓが直接接合されるので、機械的な接合強度の向上が行える。
【００２８】
本実施形態では、前記酸化層の悪影響を受けない導電性接合材Ｄとして４Ｂより柔らかい変成エポキシ系の導電性樹脂接着剤の固体物を用いているが、より硬質でも熱硬化後の導通性能に優れたエポキシ系の導電性樹脂接着剤、あるいはポリイミド系の導電性樹脂接着剤、ウレタン系の導電性樹脂接着剤、あるいは、銀ろうや金錫ろう等のろう材でからなる固体物であってもよい。さらに、前記シリコーン系の導電性樹脂接着剤Ｓと硬化温度が近接している導電性樹脂接着剤（導電性接合材Ｄ）であれば、固体物に限られるものでなく、ペースト状のものをあらかじめ塗布しておき、同時に硬化することも可能である。
【００２９】
また、少なくとも前記金属リード端子のインナー側の搭載面（ネールヘッド部１１ａ，１２ａ、搭載部１５，１６、幅広のつば部１７，１８等）の表面で、前記ニッケルメッキ層の上部には、銀フラシュメッキ、または金メッキ、あるいはこれらを組み合わせた積層メッキ層が形成してもよく、無電解ニッケルメッキなどの腐食防止膜上部に形成される酸化層の悪影響を軽減し、前記導電性樹脂接着剤との接合界面の導通性能を向上させることができる。
【００３０】
なお、上記実施形態で例示した構成は、相互に組み合わせることができる。本発明の圧電振動デバイスの例として、水晶振動子を例示したが、水晶フィルタ、水晶発振器等であってもよい。
【００３１】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施できので、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求範囲によって示すものであって、明細書本文に拘束されるものではない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図。
【図２】図１の蓋を被せる前の平面図。
【図３】図２の圧電振動板を搭載する前の平面図。
【図４】本発明の他の実施形態を示す断面図。
【図５】本発明の他の実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１  ベース
１０  ベース本体
１１，１２  リード端子
２  圧電振動板
３  蓋
【図１】
2008219393.tif 000003
【図２】
2008219393.tif 000004
【図３】
2008219393.tif 000005
【図４】
2008219393.tif 000006
【図５】
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