(57)【要約】【課題】  水晶片を固定する端子部に錫を主成分とする合金を使用する水晶振動子の錫が水晶片の電極に拡散するのを防止する。【解決手段】  少なくとも、励振電極と引出電極を形成した水晶片と、水晶片を固定する端子部を有する容器と、水晶片を固定した容器を密封する蓋とで構成される水晶振動子であって、水晶片を固定する端子部には第１層として錫を主成分とする半田をメッキをし、その上に第２層としてニッケル、クロム、チタンのいずれかをメッキし、第３層として銀または金をメッキした水晶振動子とする。【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、励振電極と引出電極を形成した水晶片と、水晶片を固定する端子部を有する容器と、水晶片を固定した容器を密封する蓋とで構成される水晶振動子であって、水晶片を固定する端子部には第１層として錫を主成分とする半田をメッキをし、その上に第２層としてニッケル、クロム、チタンのいずれかをメッキし、第３層として銀または金をメッキしたことを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
前記第１層の下地として銅またはニッケルをメッキしたことを特徴とする請求項１記載の水晶振動子。
【請求項３】
前記水晶片と前記端子部の固定は導電性接着剤であることを特徴とする請求項１または２記載の水晶振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶振動子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子は基準周波数を得る電子部品として多くの分野で使用されている。水晶振動子は種々の形状を有するが、基本的には励振電極と引出電極を形成された水晶片と、水晶片を固定する端子部を有する容器と、水晶片が固定された容器を密閉する蓋とで構成されている。水晶片を端子部に固定する材料としては導電性接着剤や半田が使用され、完成した水晶振動子は回路基板等に半田付けされるのが一般的である。
【０００３】
水晶振動子を回路基板に半田付けする手法としてリフロー炉の中の高温下（約２６０℃）で半田付けするのが一般化しており、水晶振動子に使用する半田は鉛成分の多い（８５％以上）高温半田が使用されていた。しかし、近年、鉛の環境への悪影響を避ける努力が行われ、将来的には鉛の使用が禁止されるため、鉛を使用しない半田への移行が始まってきている。
【０００４】
図２は無鉛化に対応する、従来技術によるシリンダータイプの音叉型水晶振動子の分解斜視図（キャップは点線表示）である。金属製のシェル４に絶縁ガラス５が充填され、当該絶縁ガラス５にリード端子６、７が貫通固定されたベース１と、当該ベース１に搭載される電子素子２と、前記ベース１に軟質金属を介して圧入されることにより前記電子素子２を気密封止するキャップ３とからなる電子部品において、少なくとも前記金属製シェル４には銅またはニッケルの下地層を介して、錫−銅の軟質合金層が形成され、前記キャップにはニッケル層のみが形成されている。電子素子２は音叉型水晶振動片であり、表面に励振電極と引出電極が形成されており、リード端子６、７に半田等により固定されている。無鉛半田として錫−銅合金を使用する例は数多く開示されている。（例えば特許文献１、特許文献２参照）
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４２６１４号公報
【特許文献２】特開２００２−３０２７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在開発され使用されている錫を主成分とした半田は融点が２００〜２３０℃であるため、リフロー炉の高温により錫が振動片に形成された電極に拡散し、振動子の重要な電気特性である周波数とクリスタルインピーダンスが変化する特性不良が発生することがあった。水晶片とリード端子との固定に導電性接着剤を使用した場合でもフィラーである銀を通して錫が振動片に形成された電極に拡散することも確認された。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
少なくとも、励振電極と引出電極を形成した水晶片と、水晶片を固定する端子部を有する容器と、水晶片を固定した容器を密封する蓋とで構成される水晶振動子であって、水晶片を固定する端子部には第１層として錫を主成分とする半田をメッキをし、その上に第２層としてニッケル、クロム、チタンのいずれかをメッキし、第３層として銀または金をメッキした水晶振動子とする。
【０００８】
前記第１層の下地として銅またはニッケルをメッキをした水晶振動子とする。
【０００９】
前記水晶片と前記端子部の固定は導電性接着剤である水晶振動子とする。
【発明の効果】
【００１０】
錫合金の表面にニッケル、クロム、チタンのいずれかのメッキ層を形成することで、錫の拡散を防止でき、水晶振動子の周波数、クリスタルインピーダンスが変化することを防止できた。錫を主成分とする合金の下地として銅またはニッケルメッキをすることで金属シェルと錫を主成分とする合金の密着性を向上できた。また、第３層として銀または金メッキすることで半田付けの品質が向上した。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
少なくとも、励振電極と引出電極を形成した水晶片と、水晶片を固定する端子部を有する容器と、水晶片を固定した容器を密封する蓋とで構成される水晶振動子であって、水晶片を固定する端子部には第１層として錫を主成分とする半田をメッキをし、その上に第２層としてニッケル、クロム、チタンのいずれかをメッキし、第３層として銀または金をメッキした水晶振動子とする。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明の水晶振動子に使用する容器の断面図である。基本的には図２に示されたベースと同じであり、金属製のシェル４に絶縁ガラス５が充填され、当該絶縁ガラス５にリード端子６、７が貫通固定されている。リード端子６、７はコバール（鉄−ニッケル−コバルト系）であり、表面には第１層８として錫を主成分とした合金を５〜１５μｍ、第２層９としてニッケル、クロム、チタンのいずれかを０．１〜２μｍ、第３層１０として金または銀を０．５〜３μｍメッキしてある。軟質合金である錫を主成分とした合金のメッキ厚はキャップ３との嵌合代を考慮して決められる。
【００１３】
金属製シェル４と第１層の錫を主成分とする合金の密着強度を上げるためには下地として銅またはニッケルメッキを１〜５μｍ施すとよい。
【００１４】
錫を主成分とした合金としては錫−ビスマス、錫−銀、錫−銅等が半田として適しているが、錫以外の比率は融点を考慮して決められる。
【００１５】
前記容器の端子部６ａ、７ａに電極膜（一般にはクロムの上に銀）を形成した水晶片２を半田付けまたは導電性接着剤で固定する。更にキャップ３で封止して水晶振動子は完成する。完成した水晶振動子は回路基板にリフローによって実装されるが、従来技術で問題になった錫の電極への拡散は、錫を主成分とした合金の表面に形成されたニッケル、クロムまたはチタン層により防止される。よって、水晶振動子の周波数、クリスタルインピーダンスが変化することは防止できた。
【００１６】
以上はシリンダータイプの音叉型水晶振動子の例で本発明を説明したが、水晶片は音叉型に限定されるものではなく、また容器もシリンダータイプに限定されるものではない。本発明は、水晶片を固定する端子部に錫を主成分とする合金を使用する容器に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の水晶振動子に使用する容器の断面図
【図２】従来技術によるシリンダータイプの音叉型水晶振動子の分解斜視図
【符号の説明】
【００１８】
１    ベース
２    電子素子（音叉型水晶振動片）
３    キャップ
４    金属製シェル
５    絶縁ガラス
６    リード端子
６ａ  端子部
７    リード端子
７ａ  端子部
８    第１層
９    第２層
１０    第３層
【図１】
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【図２】
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