(57)【要約】【課題】水晶片を薄く構成した際、安定した振動を提供することができる表面実装型水晶振動子を提供すること。【解決手段】底板１６に対し、内部導体８、異部材２、引出電極４，５と積層し、焼成することにより、水晶片１０との接続を平面に接続することができるようになる。なお、異部材２は、内部導体８及び引出電極４，５とは異なる部材で形成する。この製法により、薄く構成した水晶振動子において、安定した振動を提供することができるようになる。【選択図】  図１
2005033479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が取り付けられている水晶片と、
上記水晶片を収容するとともに、少なくとも、その内部に電極を有して構成される容器と、
電極部材と、その電極部材と異なる部材を積層し、所定の厚みを形成させた接続電極を備え、
上記接続電極により上記容器の内部の電極と上記水晶片の電極とを接続した構造とされていることを特徴とする表面実装型水晶振動子。
【請求項２】
内部に電極を有して構成される容器内に、電極が取り付けられた水晶片を収納する表面実装型水晶振動子の製造方法として、
上記容器の内部の電極上に導電性材料を塗布する第１工程と、
上記塗布された導電性材料とは異なる異部材を上記導電性材料の上部に塗布する第２工程と、
上記異部材の上部にさらに導電性材料を塗布するという第３工程と、
上記第３工程で塗布された導電性材料と上記水晶片の電極を接着することで、上記容器内に上記水晶片を固定する第４工程と、
を有することを特徴とする表面実装型水晶振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリント配線基板の表面に実装可能な表面実装型水晶振動子と、その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献】特願２００１−３５４８５６
近年、例えば移動体通信機器等の各種電子機器では、表面実装タイプの水晶振動子が広く利用されている。上記特許文献には水晶振動子の構造が開示されている。
図４は、従来の表面実装タイプの水晶振動子の内部構造を示した図であり、図４（ａ）には、水晶振動子の上面図が、図４（ｂ）には、その断面図がそれぞれ示されている。なお、同図（ｂ）に示す断面図は、同図（ａ）に示す一点鎖線で水晶振動子を切断した時の断面を矢示Ｘ−Ｘ方向から見た図である。
【０００３】
この図４（ａ）（ｂ）に示すように、従来の表面実装型水晶振動子（以下、単に「水晶振動子」という）は、容器本体１００と蓋１１０からなる気密容器の内部に水晶片１０を収容して構成される。
容器本体１００は、例えばセラミックにより形成され、その内部の底面両側に載置用凸部１０２，１０３が設けられている。
【０００４】
載置用凸部１０２には、水晶片１０を接続する引出電極１０４，１０５が形成されている。この引出電極１０４，１０５と水晶片１０の接続には導電性接着剤１０６ａ，１０６ｂが用いられている。
載置用凸部１０３は、水晶片１０の他端側を保持する受台面として設けられている。
【０００５】
ところで、近年、移動体通信機器等の薄型化に伴い、その機器内で使用されている水晶振動子の薄型化を求められた。そこで図４の構造よりも薄型化を実現するものとして、図５に示した水晶振動子が提案された。
【０００６】
図５は、従来の表面実装タイプの水晶振動子より載置用凸部を取り除いた水晶振動子の内部構造を示した図であり、図５（ａ）には、水晶振動子の上面図が、図５（ｂ）には、その断面図がそれぞれ示されている。なお、同図（ｂ）に示す断面図は、同図（ａ）に示す一点鎖線で水晶振動子を切断した時の断面を矢示Ｙ−Ｙ方向から見た図である。
【０００７】
この図５（ａ）（ｂ）に示す水晶振動子において、底板１０７の上に引出電極１０４，１０５を形成し、導電性接着剤１０６ａ，１０６ｂを用いて水晶片１０を接続したものが構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示したような水晶振動子において、載置用凸部を無くしたことにより、水晶片１０と底板１０７の間隔ｔ１が短くなり、振動する際に必要な振幅を得ることができなくなってしまった。尚、このｔ１は最低でも４０μｍを必要とする。
【０００９】
そのため、底板にタングステンなどの導電性材料を厚塗りし、硬化させ、その上にまたタングステンを塗布するという工程を複数回行い、電極を形成する方法が試された。しかし同じ材質を積層すると、脇に滲みが出てしまい、電極が盛り上がった状態、つまり、凸形になってしまう。そのため、水晶片と接続する箇所が点接続されることになり、とても不安定な状態となった。そのため、水晶片との接続強度が低下してしまった。
この不安定な状態を無くすには、どうしても接触面を平面状態にしなければ成らない。
【００１０】
そこで、本発明はこのようなことを鑑みてなされたものであり、薄い容器内において、水晶片を安定した状態で接続できるよう、水晶片と電極面との接触面を平面状態に形成することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的のため本発明の表面実装型水晶振動子は、電極が取り付けられている水晶片と、上記水晶片を収容するとともに、少なくとも、その内部に電極を有して構成される容器と、電極部材及びその電極部材と異なる部材を積層して所定の厚みを形成させた接続電極とを有し、上記接続電極により上記容器の内部の電極と上記水晶片の電極とを接続した構造とされていることを特徴とする。
また本発明の表面実装型水晶振動子の製造方法は、内部に電極を有して構成される容器内に、電極が取り付けられた水晶片を収納する表面実装型水晶振動子の製造方法として、上記容器の内部の電極上に導電性材料を塗布する第１工程と、上記塗布された導電性材料とは異なる異部材を上記導電性材料の上部に塗布する第２工程と、上記異部材の上部にさらに導電性材料を塗布するという第３工程と、上記第３工程で塗布された導電性材料と上記水晶片の電極を接着することで、上記容器内に上記水晶片を固定する第４工程と、を有する。
即ち、本発明は薄い容器内でも、水晶片と底板との間にある程度の高さを持たせ、且つ接触面を平面にする。これにより、水晶片に安定した振動をもたらすようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態としての表面実装型水晶振動子について説明する。
図１は、表面実装型水晶振動子（以下、単に「水晶振動子」という）の内部構造を示した図であり、図１（ａ）には上面図、図１（ｂ）には断面図がそれぞれ示されている。なお、同図（ｂ）に示す断面図は、同図（ａ）に示す一点鎖線で水晶振動子を切断した時の断面を矢示Ａ−Ａ方向から見た図である。
【００１３】
この図１に示す水晶振動子は、容器本体１と蓋９とからなる気密容器の内部に水晶片１０を収容して構成される。
容器本体１は、セラミックなどにより形成され、底板１６となるベースセラミック層を形成し、ベースセラミック層の周縁部に側壁となる上層セラミック層を形成した構造となっている。つまり、容器本体１は、ベースセラミック層、上層セラミック層という２つのセラミック層を積層した２層構造となっている。
この場合、容器本体１の内部形状は、水晶片１０を収容できる程度のごく浅い箱形形状とされる。
【００１４】
容器本体１の上縁部には、蓋９を接合する接合面６として、セラミックをメタライズ化（金属化）したメタライズ面が形成されている。なお、この接合面６は、例えば金属シールリングなどを接合面材としてロウ付けして形成するようにしても良い。
【００１５】
容器本体１の外側底面には、例えばその四隅に４つの電極端子１４，１４，１５，１５が設けられており、これら４つの電極端子１４，１４，１５，１５の内、引出電極４，５の下方に位置する２つの電極端子１４，１４が、それぞれ図１（ｂ）のように、導電線路７，７によって、容器本体１内の内部導体８に接続されることになる。
そして、これらの４つの電極端子１４，１４，１５，１５を、機器側の取付基板１２に設けられている４つのランド１１，１１・・に、はんだ１３，１３・・等により接続することで、水晶振動子を取付基板１２の表面に実装できるようになっている。
【００１６】
内部導体８と引出電極４，５の間には、異なる材質である部材（以下、異部材と記す）２を層となるように挟み込む。この積層した電極部材が平面を生み出すことになる。これは、同質の物質同士で起きていた滲みによる凸形の電極を、異なる物質を間に挟み、焼成することにより、物質同士の滲みが起こらず、異部材２は平らになる。そのため、上にある引出電極４，５も平面になる。また、異部材２の厚さを調節することにより、必要な厚さを得ることができる。尚、この異部材２には貫通孔１８があり、内部導体８と引出電極４，５とはその貫通孔１８を通し、電気的に接続されている。この構造及び製造方法については後述する。
【００１７】
引出電極４，５と水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂとは、接続部材である導電性接着剤１７ａ，１７ｂにより接続され、引出電極４，５と水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂとが電気的に接続されると共に、その内部に水晶片１０が機械的に保持される。
接続部材は、例えば熱収縮タイプで、しかも接続対象である水晶片１０に与える衝撃を吸収することができる比較的柔らかいシリコン系の接着剤が用いられている。勿論、引出電極４，５と電極１０ａ，１０ｂとを電気的、機械的に接続することができれば、シリコン系以外の接着剤を接続部材として用いることは可能である。
【００１８】
尚、図１（ｂ）に示すように、水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂは、図面上、水晶片１０の下面側及び上面側に形成される。下面側の電極１０ａについては、引出電極４に対向し、引出電極５には対向しないようなパターン形状とされる。また、上面側の電極１０ｂは、例えば水晶片１０の側面に連続されて下面側に折り返され、引出電極５に対向する部分が形成されるものである。これによって、導電性接着剤により、電極１０ａと引出電極４が接続され、電極１０ｂと引出電極５が接続される。
【００１９】
水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂと引出電極４，５に接続する際に、引出電極４，５に接続されない水晶片１０の他端側を保持するために、保持台３が設けられている。尚、この保持台３は、電極４，５と同等の高さを必要とする。
【００２０】
以上のように、形成された表面実装型水晶振動子は、水晶振動子を薄型化した際も、振動に必要な高さを得られ、且つ、水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂと引出電極４，５との接続面を平面にすることを可能とするため、安定した振動を提供することができるようになる。
【００２１】
図２、図３を用いて、上記した接続電極の構造及び製造方法を説明する。
図２は、接続電極を拡大した詳細図である。この図２からわかるように、一番下の底板１６には、導電線路７，７があり、導電線路７，７の上に来るように内部導体８を形成する。内部導体８上には、内部導体８と異なる部材で形成された異部材２をのせる。異部材２には貫通孔１８があり、その上に引出電極４，５を形成する。
【００２２】
図３は、製造方法の一例を示す断面図であり、この図３を用いて以下に製造方法を説明する。
先ず、図３（ａ）に示すように、底板１６となるグリーンシートに導電線路７を形成する。尚、この導電線路７はパンチングマシーンなどにより貫通孔を開け、その内部に導電性金属材料を充填することにより形成することができる。さらに底板１６の表面に、タングステンなどの導電性金属材料を塗布し、導体層として内部導体８を形成する。尚、グリーンシートとは、例えば酸化アルミニウム粉末を溶剤、可塑剤等に懸濁させてシート状にして乾燥させたものである。
【００２３】
次に、図３（ｂ）に示すように、内部導体８の上に、内部導体８を形成する際に使用された材料以外の部材である、アルミナなどの非導電性金属材料を積層するように塗布し、異部材２を形成する。これは、異なる部材を使うことにより、同質部材時に起こる接続部の凸形化を防ぎ、接続面を平面にすることができる。また、異部材２の厚さを調整することにより、水晶片１０が振動する際に適した高さ（４０μｍ以上）を作り出すことができる。このとき、アルミナで積層した異部材２の所定位置には、導体層として、抜き打ち型やパンチングマシーンなどを用いて貫通孔１８を形成する。この貫通孔１８内部には、導電性接続部材、例えばクロム等が塗られている。
なお、この積層する異部材２は、内部導体８で使用された部材と異なり、８００度以上で焼成可能な部材であればアルミナで無くても良い。
また、内部導体８、及び後述する引出電極４，５と異なる部材であれば、導電性金属材料を積層するように塗布しても構わない。
【００２４】
図３（ｃ）に示すように、上記により形成された積層の上にタングステンなどの導電性金属材料を、上記にて形成した貫通孔１８，１８に合わせるように塗布し、引出電極４，５を形成する。この引出電極４，５と内部導体８とは、貫通孔１８により電気的に接続される。
【００２５】
さらに、図３（ｄ）に示すように、底板１６となるグリーンシートの周縁部に側壁となるグリーンシートを積層し、その上部に蓋９との接合する接合面６を設ける。また、底板１６の底面４隅に対して、引出電極４，５側に電極端子１４，１４、他端側に電極端子１５，１５を取り付ける。
【００２６】
最後に、図３（ｅ）に示すように、上記にて作成した積層体を８００度以上の温度で焼成することにより、容器本体１が形成される。
また、保持台３の作成方法の一例として、上記接続部材の作成方法と同様の手順で作成することにより、同じ高さを作り上げることが可能である。
このように形成することにより、引出電極４，５と水晶片１０の電極１０ａ，１０ｂを接続する際、平面状態で接続することが可能となり、また振動に必要な高さを作り上げることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の表面実装型水晶振動子は、水晶振動子を薄型化した際も、水晶片の平面固定を可能とし、また振動に必要な高さを作り上げることにより、安定した振動を提供することができるようになる。
従って、このような本発明の水晶振動子を、薄型化される移動体通信機器に適用させるため水晶振動子を薄型化する場合でも、品質の良い水晶振動子を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水晶振動子の内部構造を説明するための上面図及び断面図である。
【図２】図１に示した接続電極を拡大した図である。
【図３】図１の容器本体の作成手順を模式的に示した断面図である。
【図４】従来の水晶振動子の内部構造を説明するための上面図及び断面図である。
【図５】従来の水晶振動子より載置用凸部を取り除いた水晶振動子の内部構造を説明するための上面図及び断面図である。
【符号の説明】
１  容器本体、２  異部材、３  保持台、４  引出電極、５  引出電極、６  接合面、７  導電線路、８  内部導体、９  蓋、１０  水晶片、１０ａ  １０ｂ  電極、１１  ランド、１２  取付基板、１４  １５  電極端子、１６  底板、１７ａ  １７ｂ  導電性接着剤、１８  貫通孔
【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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