(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上に金属製のシールリング２４Ａを取着させるとともに、該シールリング２４Ａの内側に位置するセラミック基体２の上面に電子部品素子３を配設し、前記シールリング２４Ａの上面に平板状の金属蓋体５を接合してシールリング２４Ａの開口部を封止してなる電子装置において、前記シールリング上面の上面に傾斜部２４ａを周設するとともに、該傾斜部２４ａと前記蓋体５の下面角部とを抵抗溶接により接合させる。【選択図】図３
2004153024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基体上に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平板状の金属蓋体を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、
前記シールリングの上面に、該シールリングの内側に向かって下降する傾斜部を周設するとともに、該傾斜部に前記金属蓋体の下面角部を当接させ、この当接部近傍で金属蓋体とシールリングとを抵抗溶接により接合し、該接合部よりも内側に位置する金属蓋体−シールリング間に空隙を設けたことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記空隙の金属蓋体−シールリング間距離が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、前記金属蓋体の下面に対して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】
前記シールリングの上面で、前記傾斜部よりも内側に、金属蓋体の下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の上面全体が平面状に形成されていることから、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ている。それ故、蓋体５５をシールリング５２４に抵抗溶接すると、シールリング５２４の内周付近でも溶接が行なわれ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平板状の金属蓋体を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、前記シールリングの上面に、該シールリングの内側に向かって下降する傾斜部を周設するとともに、該傾斜部に前記金属蓋体の下面角部を当接させ、この当接部近傍で金属蓋体とシールリングとを抵抗溶接により接合し、該接合部よりも内側に位置する金属蓋体−シールリング間に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、前記空隙の金属蓋体−シールリング間距離が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、前記金属蓋体の下面に対して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、前記シールリングの上面で、前記傾斜部よりも内側に、金属蓋体の下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、シールリングの上面に、該シールリングの内側に向かって下降する傾斜部を周設するとともに、該傾斜部に前記金属蓋体の下面角部を当接させ、この当接部近傍で金属蓋体とシールリングとを抵抗溶接により接合するようにしたことから、シールリングと蓋体との溶接幅を良好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、前記接合部よりも内側に位置する金属蓋体−シールリング間には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その内側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、前記シールリングの上面の前記傾斜部よりも内側に金属蓋体の下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。
（第１実施例）
図１は本発明の第１実施例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シールリングの要部拡大図、図３（ｂ）は図１のＺ部拡大図である。尚、本実施例においては、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２４Ａを取着させるとともに、該シールリング２４Ａ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２４Ａの上面に金属製の蓋体５を接合してシールリング２４Ａ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２４Ａとをろう材２３でろう付けすることによりシールリング２４Ａ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２４Ａ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２４Ａ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２４Ａの上面には、シールリング２４Ａの内側に向かって下降する傾斜部２４ａが周設されており、この傾斜部２４ａに蓋体５の下面角部が当接されているとともに、該当接部近傍の狭い領域（Ｗ部）においてのみ前記蓋体５と前記シールリング２４ａとが抵抗溶接により接合されている。
【００２７】
前記シールリング２４Ａの傾斜部２４ａは凸曲面状をなすように形成され、また蓋体５は平板状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２４Ａ間には、例えば１μｍ〜１３μｍの空隙Ｈが設けられる。
【００２８】
このように、シールリング２４Ａの上面に、シールリング２４Ａの内側に向かって下降する傾斜部２４ａを周設するとともに、該傾斜部２４ａに蓋体５の下面角部を当接させ、この当接部近傍で蓋体５とシールリング２４Ａとを抵抗溶接により接合するようにしたことから、シールリング２４Ａと蓋体５との溶接幅を良好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、前記接合部よりも内側に位置する蓋体５−シールリング２４Ａ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、異物による回路配線間の短絡を有効に防止して、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。
【００２９】
上述した第１実施例の電子装置を製造する場合は、まず、上面の内側に向かって下降する傾斜部２４ａが周設されたシールリング２４Ａをセラミック基体２上に取着させるとともに、前記シールリング２４Ａ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２４Ａの上面に、平板状に形成された金属蓋体５を、金属蓋体５の下面端部がシールリング２４Ａの傾斜部２４ａに当接されるようにして載置させ，最後に蓋体５の下面端部とシールリング２４Ａの傾斜部２４ａとを抵抗溶接にて接合し、シールリング２４Ａ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。
【００３０】
また、シールリング２４Ａ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の端部に外側から当接・走査させながら、蓋体５及びシールリング２４Ａ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２４Ａの傾斜部２４ａ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。
【００３１】
なお、本実施例のように、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。
【００３２】
（第２実施例）
次に本発明の第２実施例に係る電子装置について図５（ａ）（ｂ）を用いて説明する。尚、先に述べた第１実施例と同様の構成要素については同一の符号を用い、重複する説明を省略するものとする。
【００３３】
第２実施例の電子装置が第１実施例のものと相違する点は、第１実施例の電子装置におけるシールリング２４Ａの傾斜部２４ａが凸曲面状であったのに対し、第２実施例の電子装置ではシールリング２４Ｂの傾斜部２４ｂが平面状になっている点である。
【００３４】
このような平面状傾斜部２４ｂは、蓋体５の下面に対して角度θ（例えば、θ＝１°〜１５°）だけ傾斜させてあり、かかるシールリング２４Ｂと蓋体５とは、先に述べた第１実施例と同様に、蓋体５の下面角部とシールリング２４Ｂの傾斜部２４ｂとの当接部近傍（Ｗ１部）でのみ接合され、該接合部よりも内側には、蓋体５とシールリング２４Ｂとの間に微小な空隙が設けられている。
【００３５】
かかる第２実施例の電子装置においても、シールリング２４Ｂと蓋体５との溶接幅を良好かつ簡単に制御して接合部の内側に非接合部を確実に設けることができるとともに、接合部よりも内側に位置する蓋体５−シールリング２４Ｂ間に微小な空隙が設けられるため、蓋体５とシールリング２４Ｂとを抵抗溶接する際に溶けた金属がこの微小な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。従って、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して、電子装置の生産性及び信頼性を向上させることができる。
【００３６】
尚、上述したキャビティ内部への異物の飛散をより有効に防止するには、シールリング２４Ｂと蓋体５の接合部よりも内側の空隙が形成される領域（ＵＷ部）の幅は２０μｍ以上確保しておくことが好ましく、また接合部よりも内側に位置する蓋体５−シールリング２４Ｂ間の距離は１μｍ〜１３μｍに設定しておくことが好ましい。例えば、前記空隙が形成される領域の幅を３５μｍとした場合、傾斜部２４ｂと蓋体５の下面との角度θを１°〜１５°の範囲内に設定することにより、シールリング２４Ｂと蓋体５との間の間隙幅を１μｍ〜１３μｍに設定することができる。
【００３７】
尚、本発明は上述した第１実施形態及び第２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。
【００３８】
例えば、図６（ａ）に示す如く、シールリング２４Ｃの上面に傾斜部２４ｃを部分的に設け、その内側に蓋体５の下面と略平行な平面部２４ｃｉを周設しておけば、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、シールリングの上面に設けられる傾斜部の内側には蓋体の下面と略平行な平面部を周設しておくことが好ましい。
【００３９】
また上述した第１実施例、第２実施例においては、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第１実施例、第２実施例と同様の効果が得られる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の電子装置によれば、シールリングの上面に、該シールリングの内側に向かって下降する傾斜部を周設するとともに、該傾斜部に前記金属蓋体の下面角部を当接させ、この当接部近傍で金属蓋体とシールリングとを抵抗溶接により接合するようにしたことから、シールリングと蓋体との溶接幅を良好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、前記接合部よりも内側に位置する金属蓋体−シールリング間には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その内側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。
【００４１】
また、本発明の電子装置によれば、前記シールリングの上面の前記傾斜部よりも内側に金属蓋体の下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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例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シールリングの要部拡大図、（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】（ａ）は本発明の第２実施例に係る電子装置に用いられるシールリングの要部拡大図、（ｂ）は（ａ）に示す電子装置の要部断面図である。
【図６】（ａ）は本発明の他の実施例に係る電子装置に用いられるシールリングの要部拡大図、（ｂ）は（ａ）に示す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）
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ・・・シールリング
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ・・・傾斜部
２４ｃｉ・・・平面部
２４２・・・Ｎｉメッキ層
２４３・・・Ａｕメッキ層
５・・・金属蓋体（蓋体）
２０・・・キャビティ
Ｒ・・・抵抗溶接装置のローラ電極
【図１】
2004153024.tif 000003
【図２】
2004153024.tif 000004
【図３】
2004153024.tif 000005
【図４】
2004153024.tif 000006
【図５】
2004153024.tif 000007
【図６】
2004153024.tif 000008
【図７】
2004153024.tif 000009