(57)【要約】【課題】生産性及び信頼性を向上させることが可能な電子装置を提供する。【解決手段】セラミック基体２上に、上面を前記セラミック基体２の上面と略平行な平坦面になした金属製のシールリング２４を取着させるとともに、該シールリング２４の内側に位置するセラミック基体の上面に電子部品素子３を配設し、前記シールリング２４の上面に金属製の蓋体５を抵抗溶接により接合してシールリング２４の開口部を封止してなる電子装置において、下面外周部とシールリング２４とを抵抗溶接により接合させるとともに、前記蓋体５の中央部側に向かって上昇する傾斜部を周設し、この傾斜部と前記シールリングとの間に所定の空隙を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基体上に、上面を前記セラミック基体の上面と略平行な平坦面になした金属製のシールリングを取着させるとともに、該シールリングの内側に位置するセラミック基体の上面に電子部品素子を配設し、前記シールリングの上面に金属製の蓋体を抵抗溶接により接合してシールリングの開口部を封止してなる電子装置において、
前記蓋体を、その下面外周部が前記シールリングの一部上面に当接した状態で、シールリングに対し接合するとともに、該接合部よりも前記蓋体の中央部側で、前記シールリング上に位置する蓋体の下面に、蓋体の中央部側に向かって上昇する傾斜部を周設し、この傾斜部と前記シールリングとの間に所定の空隙を設けたことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記シールリングの内周面上における前記空隙の開口高さが１μｍ〜１３μｍであることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記傾斜部が、前記シールリングの上面に対して１°〜１５°傾斜した平面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記シールリング上に位置する蓋体の下面で、前記傾斜部よりも内側に、シールリングの上面と略平行な平面部が周設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器や通信機器等に組み込まれて用いられる電子装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、圧電素子や水晶振動子，半導体素子等の電子部品素子を気密封止するのに電子装置が用いられている。
【０００３】
かかる従来の電子装置としては、例えば図７に示す如く、セラミック基体５２の上面に設けられているキャビティ５２０の内部に水晶振動子等の電子部品素子５３を収容させるとともに、前記キャビティ５２０の開口部を金属製の蓋体５５で塞ぐことにより電子部品素子５３を気密封止した構造のものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００４】
前記セラミック基体５２は平板状セラミック基板５２１の上面にリング状セラミック基板５２２を一体的に取着させてあり、リング状セラミック基板５２２の内側に前記キャビティ５２０が形成されている。
【０００５】
また前記キャビティ部５２０の底面、即ち、リング状セラミック基板５２２の内側に位置する平板状セラミック基板５２１の上面には、電子部品素子５３の電極に接合される電極パッド５２５が設けられており、この電極パッド５２５と電子部品素子５３の電極とを導電性接着材５４で接合することにより水晶振動子５３がセラミック基体５２に対して電気的・機械的に接続される。
【０００６】
更に前記セラミック基体５２と蓋体５５との間には、金属製のシールリング５２４が介在されている。このようなシールリング５２４や蓋体５５の表面にはＮｉ等からなるメッキ膜が被着されており、シールリング５２４の下面をリング状セラミック基板５２２の上面に被着させておいたメタライズ層５２３にろう付けすることによりセラミック基体５２に取着させ、また蓋体表面のメッキ膜とシールリング上面のメッキ膜を従来周知の抵抗溶接（シーム溶接）によって溶解させ、両者を接合させることによって蓋体５５をシールリング５２４に取着させていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−７７６５６号公報
【特許文献２】
特開２００２−３３６３６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の電子装置においては、シールリング５２４の上面全体及び蓋体５５の下面全体が平面状を成していることから、蓋体５５をシールリング５２４上に載置させた際、蓋体５５の下面はシールリング５２４の上面全体に対して面当接されることとなる。それ故、蓋体５５をシールリング５２４に抵抗溶接すると、溶接領域がシールリング５２４の内周付近へ広がってしまうことがあり、その場合、溶けた金属成分（異物）がキャビティ５２０の内部に飛散し易く、このような異物がキャビティ５２０内の電子部品素子５３や回路配線等に付着すると、電子部品素子５３の特性が大幅に変化したり、回路配線間で短絡を起こすという不都合があり、生産性及び信頼性の低下を招く欠点を有していた。
【０００９】
そこで上記欠点を解消するために、シールリング５２４がその外周側でのみ蓋体５５と溶接されるように、抵抗溶接の際に印加される電力を調整する等して最適な条件で溶接作業を行うことが考えられる。
【００１０】
しかしながら、抵抗溶接の際に印加される電力の調整等で溶接幅を制御する場合、最適な溶接条件を求めるには、製造バラツキ等を考慮しつつ個々の製品毎に多くの実験を繰り返さなければならず、その場合、高度の生産技術が要求される上に、条件出しの作業が極めて煩雑であるという欠点を有していた。
【００１１】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、生産性及び信頼性を向上させることが可能な電子装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子装置は、セラミック基体上に、上面を前記セラミック基体の上面と略平行な平坦面になした金属製のシールリングを取着させるとともに、該シールリングの内側に位置するセラミック基体の上面に電子部品素子を配設し、前記シールリングの上面に金属製の蓋体を抵抗溶接により接合してシールリングの開口部を封止してなる電子装置において、前記蓋体を、その下面外周部が前記シールリングの一部上面に当接した状態で、シールリングに対し接合するとともに、該接合部よりも前記蓋体の中央部側で、前記シールリング上に位置する蓋体の下面に、蓋体の中央部側に向かって上昇する傾斜部を周設し、この傾斜部と前記シールリングとの間に所定の空隙を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明の電子装置は、前記シールリングの内周面上における前記空隙の開口高さが１μｍ〜１３μｍであることを特徴とするものである。
【００１４】
更に本発明の電子装置は、前記傾斜部が、前記シールリングの上面に対して１°〜１５°傾斜した平面であることを特徴とするものである。
【００１５】
また更に本発明の電子装置は、前記シールリング上に位置する蓋体の下面で、前記傾斜部よりも内側に、シールリングの上面と略平行な平面部が周設されていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の電子装置によれば、前記蓋体の下面外周部をシールリングの一部上面に当接させてシールリング及び蓋体を前記当接部近傍で接合するとともに、該接合部よりも前記蓋体の中央部側で、前記シールリング上に位置する蓋体の下面に、蓋体の中央部側に向かって上昇する傾斜部を周設したことから、シールリングと蓋体との溶接幅を良好にかつ簡単に制御することができるようになり、接合部の内側に非接合部を確実に設けることができる。しかも、前記シールリングの内周面上における前記空隙の開口高さは例えば１μｍ〜１３μｍ程度で、傾斜部−シールリング間には極めて狭い空隙が存在していることから、溶接の際に溶けた金属がこの狭い空隙を介してその内側に侵入することは殆どない。従って、溶接作業に係る極めて煩雑な条件出し等を行うことなく、異物がシールリングの内側に配されている電子部品素子や回路配線等に付着するのを有効に防止することができ、電子装置の生産性及び信頼性を向上させることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の電子装置によれば、前記シールリング上に位置する蓋体の下面の前記傾斜部よりも内側に、シールリングの上面と略平行な平面部を周設しておくことにより、抵抗溶接の際に溶けた金属がシールリングの内側に侵入しようとするのをより確実に防止することができ、これによって生産性及び信頼性の更なる向上に供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る電子装置の断面図、図２は図１の電子装置より蓋体を取り外して上方より見た平面図、図３（ａ）は図１の電子装置に用いられる蓋体の斜視図、図３（ｂ）は図１のＺ部拡大図である。尚、本実施形態においては、電子部品素子として水晶振動子を用いた水晶発振器を例に説明するものとする。
【００１９】
同図に示す電子装置１は、セラミック基体２上に金属製のシールリング２４を取着させるとともに、該シールリング２４の内側に位置するセラミック基体２の上面に水晶振動子３を配設させ、更にシールリング２４の上面に金属製の蓋体５を接合してシールリング２４の開口部を封止した構造を有している。
【００２０】
前記セラミック基体２は、平板状セラミック基板２１の上面にリング状セラミック基板２２を一体的に取着させて成り、リング状セラミック基板２２の内面と、その内側に位置する平板状セラミック基板２１の上面とで囲まれる領域にキャビティ２０が形成される。
【００２１】
前記キャビティ２０の内部に収容される水晶振動子３は、所定結晶軸でカットされた短冊状の水晶基板３０と、水晶基板の両主面に形成される励振電極３１、３３と、該励振電極から水晶基板の一方の端部に向かって延びる引き出し電極３２、３４とを備え、前記引き出し電極３２、３４を平板状セラミック基板２１の上面に設けられた電極パッド２５に導電性接着材４を介して接合させることにより水晶振動子３がセラミック基体２に対して電気的・機械的に接続される。
【００２２】
また前記リング状セラミック基板２２の上面には、メタライズ層２２１が形成されており、このメタライズ層２２１とシールリング２４とをろう材２３でろう付けすることによりシールリング２４がセラミック基体２上に取着される。
【００２３】
尚、前記セラミック基体２の下面には、図示しないビアホール導体等を介して上述の電極パッド２５と電気的に接続される端子電極２６が設けられており、これらの端子電極２６は、電子装置をマザーボードやモジュール基板等の実装基板上に実装する際、電子装置を実装基板上の電気回路と接続するための端子として機能するものである。
【００２４】
このようなセラミック基体２は例えば従来周知のセラミックグリーンシート積層法やセラミック粉末を用いたプレス成形等によって製作され、セラミック基体２上の電極パッド２５や端子電極２６，メタライズ層２２１等はモリブデンやタングステンなどの高融点金属材料を含む導電性ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によってセラミック基体２やセラミックグリーンシートの表面に塗布し、これを高温で焼き付けることによって形成される。
【００２５】
また更に前記セラミック基体２上に取着されるシールリング２４及び蓋体５は、例えば４２アロイやコバール，リン青銅等の金属から成り、シールリング２４の表面にはＮｉメッキ層２４２及びＡｕメッキ層２４３が順次被着され、蓋体５の表面にはＮｉメッキ層５２が被着されている。
【００２６】
そして、このようなシールリング２４上に位置する蓋体の下面には、蓋体５の中央部側に向かって上昇する傾斜部５ｓが周設されており、この蓋体５の下面外周部がシールリング２４の一部上面に当接されているとともに、該当接部近傍の狭い領域（Ｗ部）でのみ前記蓋体５と前記シールリング２４とが抵抗溶接により接合されている。
【００２７】
前記蓋体５の傾斜部５ｓは平板状にまたは凸曲面状をなすように形成され、一方、前記シールリング２４は上面が平坦面をなすように形成されていることから、前記接合部よりも内側に位置する蓋体５−シールリング２４間には、例えば１μｍ〜１３μｍの空隙が設けられる。
【００２８】
このように、蓋体５の下面外周部をシールリング２４の一部上面に当接させてシールリング２４及び蓋体５を前記当接部近傍で接合するとともに、該接合部よりも前記蓋体５の中央部側で、前記シールリング２４上に位置する蓋体５の下面に、蓋体５の中央部側に向かって上昇する傾斜部５ｓを周設したことから、シールリング２４と蓋体５とを蓋体外周部でのみ当接させ、両者の溶接領域をシールリング外周部の狭い領域にのみ制限することができるようになる。これにより、接合部の内側に非接合部を確実に設けることができる。
【００２９】
しかも、前記傾斜部５ｓと前記シールリング２４との間には１μｍ〜１３μｍ程度の極めて狭い空隙が存在し、溶接の際に溶けた金属がこの狭い空隙を介してキャビティ２０内に侵入することは殆どないことから、溶接作業に係る極めて煩雑な条件出し等を行うことなく、異物がキャビティ２０内に配置されている水晶振動子３や回路配線等に付着するのを有効に防止することができる。従って、水晶振動子３の特性を良好に維持するとともに、異物の付着による回路配線間の短絡等を有効に防止して、電子装置の生産性及び信頼性を向上させることが可能となる。
【００３０】
このような電子装置を製造する場合は、まず、上面をセラミック基体２の上面と略平行な平坦面になしたシールリング２４を前記セラミック基体２上に取着させるとともに、前記シールリング２４の内側に位置するセラミック基体２の上面に水晶振動子３を搭載し、次に前記シールリング２４の上面に、上述の蓋体５を、その下面外周部がシールリング２４の上面に当接されるようにして載置させ、最後に蓋体５とシールリング２４との当接部を抵抗溶接にて接合し、シールリング２４の開口部を封止することによって製品としての電子装置が完成する。
【００３１】
また、シールリング２４と蓋体５とを溶接する際は、図４に示す如く、抵抗溶接装置のローラ電極Ｒを蓋体５の端部に外側より当接・走査させながら、蓋体５及びシールリング２４にローラ電極Ｒを介して大きな電流を印加し、蓋体５の端部とシールリング２４の傾斜部５ｓとの間で多量のジュール熱を発生させるとともに、該熱エネルギーによって蓋体表面のＮｉメッキ層５２やシールリング表面のＡｕメッキ層２４３，Ｎｉメッキ層２４２を溶融させることによって行われる。
【００３２】
尚、前記蓋体５の傾斜部５ｓを平板状をなすように形成した場合、傾斜部５ｓの傾斜角θはシールリング２４の上面に対して例えば、１°〜１５°だけ傾斜するように形成される。
【００３３】
また、上述した第１実施例のように、電子部品素子として水晶振動子３を用いる場合には、水晶振動子３の腐食等を有効に防止するために、キャビティ２０内に窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを封入しておくことが好ましく、その場合、上述の溶接作業は不活性ガス雰囲気中で行なわれる。
【００３４】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００３５】
例えば図５、図６に示す如く、シールリング２４上に位置する蓋体５の下面で、傾斜部５ｓよりも内側の領域に、シールリング２４の上面と略平行な平面部５ａを周設しておくことにより、抵抗溶接の際に溶けた金属がシールリングの内側に侵入しようとするのをより確実に防止することができ、これによって生産性及び信頼性の更なる向上に供することができる。従って、シールリング２４上に位置する蓋体５の下面で、傾斜部５ｓよりも内側の領域に、シールリング２４の上面と略平行な平面部５ａを周設しておくことが好ましい。
【００３６】
また、上述の実施形態では蓋体５の下面をシールリング２４の上面に対して蓋体５の下面角部でのみ当接・接合させるようにしたが、これに代えて、図６に示す如く、蓋体５の外周部にシールリング２４の上面と平行な平面部５ｆｏを設け、この平面部５ｆｏをシールリング２４の上面に面当接させた状態で溶接接合させるようにしても構わない。
【００３７】
更に、上述の実施形態においては蓋体５の傾斜部５ｓを平板状と成すようにしたが、これに代えて、蓋体５の傾斜部５ｓを凸曲面状と成しても構わない。
【００３８】
また更に、上述の実施形態においては、電子部品素子として水晶振動子を用いるようにしたが、これに代えて、電子部品素子として弾性表面波発振子等の圧電振動子や半導体素子，コンデンサ等の他の電子部品素子を用いるようにしても良く、そのような場合においても上述の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の電子装置によれば、前記蓋体の下面外周部をシールリングの一部上面に当接させてシールリング及び蓋体を前記当接部近傍で接合するとともに、該接合部よりも前記蓋体の中央部側で、前記シールリング上に位置する蓋体の下面に、蓋体の中央部側に向かって上昇する傾斜部を周設したことから、シールリングと蓋体との溶接幅を良好にかつ簡単に制御することができるようになり、接合部の内側に非接合部を確実に設けることができる。しかも、前記シールリングの内周面上における前記空隙の開口高さは例えば１μｍ〜１３μｍ程度で、傾斜部−シールリング間には極めて狭い空隙が存在していることから、溶接の際に溶けた金属がこの狭い空隙を介してその内側に侵入することは殆どない。従って、溶接作業に係る極めて煩雑な条件出し等を行うことなく、異物がシールリングの内側に配されている電子部品素子や回路配線等に付着するのを有効に防止することができ、電子装置の生産性及び信頼性を向上させることが可能となる。
【００４０】
また、本発明の電子装置によれば、前記シールリング上に位置する蓋体の下面の前記傾斜部よりも内側に、シールリングの上面と略平行な平面部が周設しておくことにより、抵抗溶接の際に溶けた金属がシールリングの内側に侵入しようとするのをより確実に防止することができ、これによって生産性及び信頼性の更なる向上に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子装置の断面図である。
【図２】図１の電子装置より蓋体を取り外して上方より見た平面図である。
【図３】（ａ）は図１の電子装置に用いられる蓋体の斜視図、（ｂ）は図１のＺ部拡大図である。
【図４】図１の電子装置を製造する際の溶接作業を説明するための図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電子装置の要部断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る電子装置の要部断面図である。
【図７】従来の電子装置の断面図である。
【符号の説明】
１・・・電子装置（水晶発振器）
２・・・セラミック基体
２１・・・平板状セラミック基板
２２・・・リング状セラミック基板
３・・・電子部品素子（水晶振動子）
２４・・・シールリング
２４２・・・Ｎｉメッキ層
２４３・・・Ａｕメッキ層
５・・・蓋体（蓋体）
５ｓ・・・傾斜部
５ａ・・・平面部
５ｆｉ・・・平面部
５ｆｏ・・・外周平面部
２０・・・キャビティ
Ｒ・・・抵抗溶接装置のローラ電極
【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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