(57)【要約】【目的】小型化を促進して、振動特性及び耐衝撃性を良好に維持して設計を容易にした表面実装振動子を提供する。【構成】外部端子を有する容器内に水晶片を密閉封入してなる表面実装用の水晶振動子において、前記容器は表面実装用の外部端子と接続する一対の水晶端子を内部に有する平板状のシリコン基板と、可動イオンを有する凹状としたガラスからなり、前記シリコン基板と前記ガラスとを陽極接合し、前記水晶端子は前記シリコン基板の表面に設けられたポリシリコン（Ｐ＋Ｓｉ）層であり、前記ポリシリコン層の下面には電極貫通孔が形成されて前記外部端子と電気的に接続した構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部端子を有する容器内に水晶片を密閉封入してなる表面実装用の水晶振動子において、前記容器は表面実装用の外部端子と接続する一対の水晶端子を内部に有する平板状のシリコン基板と、可動イオンを有する凹状としたガラスからなり、前記シリコン基板と前記ガラスとを陽極接合し、前記水晶端子は前記シリコン基板の表面に設けられたポリシリコン（Ｐ＋Ｓｉ）層であり、前記ポリシリコン層の下面には電極貫通孔が形成されて前記外部端子と電気的に接続したことを特徴とする表面実装用の水晶振動子。
【請求項２】
前記水晶片は前記ポリシリコン層にバンプによって電気的に接続した請求項１の水晶振動子。
【請求項３】
前記可動イオンはＮａ＋又はＬｉ＋である請求項１の水晶振動子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面実装用の水晶振動子（以下、表面実装振動子とする）を産業上の技術分野とし、特に小型化を促進する表面実装振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）表面実装振動子は小型・軽量であることから、特に携帯型の電子機器に周波数及び時間の基準源として発振器等に広く採用される。近年では、ますますの小型化指向から、さらに小さな表面実装振動子が求められている。
【０００３】
（従来技術の一例）第５図は一従来例を説明する表面実装振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバーを除く平面図、同図（ｃ）は水晶片の平面図である。
【０００４】
表面実装振動子は実装基板１としての容器本体内に水晶片２を収容し、カバー３を被せて密閉封入してなる。容器本体は底壁４と枠壁５からなる積層セラミックからなる。そして、外表面に表面実装用の外部端子６を有し、内部に一対の水晶端子７を有する。一対の水晶端子７は積層面及び端面を経て外部端子６と電気的に接続する。
【０００５】
水晶片２は両主面に励振電極８を有し、例えば一端部両側に引出電極９を延出する。そして、引出電極９の延出した一端部両側を図示しない導電性接着剤等によって水晶端子７上に固着し、電気的・機械的に接続する。
【０００６】
カバー３は例えば金属からなり、例えば実装基板１の枠壁５上面に設けられた図示しない金属リングや金属膜にシームやビーム溶接によって接合される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の表面実装振動子では、実装基板１は積層セラミックからなるので、グリーンシートの積層及び焼成の製造工程上、枠壁５の厚みは一定値以上の幅を必要とする。したがって、容器内の内底面面積が損なわれる。
【０００８】
一方、水晶片２は板面面積が大きいほど、振動特性を良好にするとともに、例えば容量比Ｃ０／Ｃ１を小さくして設計の自由度を増し、その設計を容易にする。なお、Ｃ０は等価並列容量（電極間容量）、Ｃ１は等価直列容量である。このことから、実装基板１の外形寸法は小さくして、内底面面積は大きい容器が求められる。
【０００９】
また、第６図に示したように実装基板１を平板状として、凹状としたセラミックからなるカバー３をガラスや樹脂封止したものがある。符号１０はガラス又は樹脂材である。このようなものでは、一体成形なので絶縁カバー３の枠幅を小さくできて内底面面積を大きくできる。しかし、ガラス封止の場合には接合材として低融点ガラスを使用するので強度が小さく耐衝撃性に問題があり、樹脂封止の場合には湿気等の外気が侵入して振動特性を低下させる問題があった。
【００１０】
（発明の目的）本発明は小型化を促進して、振動特性及び耐衝撃性を良好に維持して設計を容易にした表面実装振動子を提供することを目的とする。
【００１１】
【非特許文献１】先端材料辞典、      年発行、Ｐ６２９〜６３０、Ｐ６３５．
【非特許文献２】豊田中央研究所Ｒ＆Ｄレビュー、Ｖｏｌ．２８、Ｎｏ４（１９９３．１２）Ｐ５３〜５４
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（着目点及び適用）本発明は上記の非特許文献１及び２で示される陽極接合技術に着目して、表面実装振動子の容器を形成した。
【００１３】
（解決手段）本発明の請求項１では、水晶片を密閉封入してなる表面実装用の容器は、表面実装用の外部端子と接続する一対の水晶端子を内部に有する平板状のシリコン基板と、可動イオンを有する凹状とした高融点のガラスからなり、前記シリコン基板と前記ガラスとを陽極接合し、前記水晶端子は前記シリコン基板の表面に設けられたポリシリコン（Ｐ＋Ｓｉ）層であり、前記ポリシリコン層の下面には電極貫通孔が形成されて前記外部端子と電気的に接続した構成とする。
【００１４】
これにより、凹状としたガラスの枠幅を小さくできて外形を小さくし、内底面面積を大きくできる。したがって、水晶片も大きくできて振動特性を良好にして設計を容易にする。また、低融点ガラスや樹脂による封止に比較して、低融点ガラスよりも高融点となるガラスを用いた陽極接合なので、接続強度を高めて湿気の侵入を防止する。これらにより、耐衝撃性を高めて振動特性を良好に維持する。
【００１５】
また、シリコン基板の表面にポリシリコン層を設けてその下面に電極貫通孔を設けるので、ポリシリコン層によって密閉を確実に維持できる。
【００１６】
請求項２では、前記水晶片は前記ポリシリコン層にバンプによって電気的に接続するので、水晶片が小さくなっても例えば導電性接着剤によっての接続に比較して水晶端子間の電気的絶縁を維持できる。請求項３では前記ガラスの可動イオンはＮａ＋又はＬｉ＋とするので、陽極接合を確実にする。
【００１７】
【実施例】
第１図は本発明の一実施例を説明する表面実装振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバーを除く平面図、同図（ｃ）は底面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００１８】
表面実装振動子は実装基板１と凹状としたカバー３からなる容器内に水晶片２を収容してなる。実装基板１はシリコン基板からなり、一端部両側の表面にポリシリコン（Ｐ＋Ｓｉ）層１１を設ける。そして、ポリシリコン層１１の下面には電極貫通孔１２を有し、一端部両側の外表面に設けられた外部端子と接続する。
【００１９】
また、他端部両側にはダミー用の外部端子を有する。水晶片２は、水晶端子として機能するポリシリコン層１１上に例えばＡｕメッキ（未図示）を設け、バンプ１３を用いた超音波熱圧着や熱圧着によって接続される。
【００２０】
これらは、先ず、図示しないシリコンウェハの一主面に多数のポリシリコン層１１を設けて全面に第１マスクを設ける。また、他主面には多数の孔を有する第２マスクを設ける。第２マスクの孔はポリシリコン層１１の下面に位置する。そして、例えばＫＯＨ（水酸化カリウム）液中にて水晶ウェハをエッチングする。これにより、ポリシリコン層１１に達する貫通孔が形成される。
【００２１】
なお、シリコン基板はＫＯＨに溶けるが、ポリシリコン層１１は溶けない。また、第１と第２マスクはＫＯＨには溶けない例えばＳｉＯ２，ＳｉＮ等とする。次に、貫通孔及び実装端子６となる各実装基板１となる４角部に蒸着やスパッタ等によってＣｒ、Ｃｕ及びＡｕ層を形成する。これにより、電極貫通孔１２及び実装端子６が形成される。そして、個々の実装基板（シリコン基板）１に分割する。
【００２２】
カバー３はここではパイレックス（登録商標）ガラスからなり、Ｎａ＋とした可動イオンを含む。そして、実装基板１の外周面にカバー３の枠壁上面を当接し、加熱（３００〜４００℃）しながらカバー側に５００Ｖ程度の負電圧を印加する。なお、実装基板１及びカバー３の当接面は鏡面研磨される。
【００２３】
このようなものでは、非特許文献１及び２に示されるように陽極接合が行われる。すなわち、カバー３（パイレックス（登録商標）ガラス）に含まれる可動イオンＮａ＋が移動して、実装基板１（シリコン基板）との界面にＮａ＋イオン欠乏層ができ、大きな静電引力を生じる。そして、両者の界面は化学結合に至る。したがって、結合強度は格段に上がる。
【００２４】
これらのことから、従来の実装基板１としての積層セラミックよりもカバー３の枠幅を小さくできるので、平面外形寸法を小さくして内底面面積を大幅に広げられる。したがって、大きな水晶片２を使用できて、振動特性を良好にして設計の自由度を増す。また、凹状としたカバー３をガラスや樹脂によって封止したものに比較すると、耐衝撃性を向上して外気の侵入を防止できる。
【００２５】
また、水晶片２の引出電極と電気的に接続する電極貫通孔１２は、シリコン基板の一主面に設けられたポリシリコン層１１によって遮蔽されるので、気密を確実にする。
【００２６】
【他の事項】
上記実施例では電極貫通孔１２はカバー３の内側に設けたが、例えば第２図に示したようにガラス（カバー３）との接合面に設けて気密をさらに確実にしてもよい。また、水晶端子（ポリシリコン層１１）と接続する外部端子は一端部両側の外表面に設けたが、ポリシリコン層１１を導電路として形成することによって例えば両端部に形成することも、対角部に形成することもできる。
【００２７】
また、カバー３はパイレックス（登録商標）ガラスとしたが、例えば特許文献２で示されるデビトロンガラスでもよく、基本的にはＮａ＋やＬｉ＋イオン等の可動イオンが含まれていれば良い。また、実装基板１の側面には必要に応じて外部端子６と接続する端面電極を形成できる。また、第３図に示したようにシリコン基板（実装基板１）の他主面にもポリシリコン層１１を形成して電極貫通孔１２との電気的接続を確実にしてもよい。また、水晶片２はバンプ１３によって接続したが、例えば共晶合金や導電性接着剤であったとしてもよく、適宜選択できる。
【００２８】
また、表面実装振動子として説明したが、例えば第４図に示したように実装基板１に水晶端子としての支持台１５を設けて水晶片２との間にＩＣチップ１４を搭載して表面実装発振器を構成する場合でも適用でき、要するに水晶片２を収容する場合に適用でき、本発明はこれを排除するものではない。なお、図では電極の導出構造は省略しており、外部端子６はＩＣチップの電源、出力、アース端子等と電気的に接続する。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、基本的に、水晶片を密閉封入してなる表面実装用の容器は、表面実装用の外部端子と接続する一対の水晶端子を内部に有する平板状のシリコン基板と、可動イオンを有する凹状とした高融点のガラスからなり、前記シリコン基板と前記ガラスとを陽極接合し、前記水晶端子は前記シリコン基板の表面に設けられたポリシリコン（Ｐ＋Ｓｉ）層であり、前記ポリシリコン層１１の下面には電極貫通孔１２が形成されて前記外部端子と電気的に接続した構成とする。
【００３０】
したがって、小型化を促進して、振動特性及び耐衝撃性を良好に維持して設計を容易にした表面実装振動子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明する表面実装振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバー３を除く平面図、同図（ｃ）は底面図である。
【図２】本発明の他の例を説明する表面実装振動子の一部断面図である。
【図３】本発明のさらに他の例を説明する表面実装振動子の断面図である。
【図４】本発明の他の適用例を示す表面実装発振器の断面図である。
【図５】従来例を説明する表面実装振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバー３を除く平面図、同図（ｃ）は水晶片２の図である。
【図６】従来例の他例を説明する表面実装振動子の図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）はカバー３を除く平面図である。
【符号の説明】
１  実装基板、２  水晶片、３  カバー、４  底壁、５  枠壁、６  外部端子、７  水晶端子、８  励振電極、９  引出電極、１０  ガラス又は樹脂材、１１ポリシリコン層、１２  電極貫通孔、１３  バンプ、１４  ＩＣチップ、１５支持台。
【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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