(57)【要約】【課題】リード端子へのサポートの接合精度と接合安定性を高め、サポートへの圧電振動板の搭載精度、搭載安定性を同時に高める。【解決手段】金属リード端子が植設されてなる金属ベース１と、前記金属リード端子のインナー側に溶接される平板状の金属サポート１３，１４と、当該金属サポートの板面と同方向にしてに搭載される圧電振動板２と、金属製のキャップ３とからなる圧電デバイスであって、前記金属サポートは、前記リード端子と接合されるリード接続部と、当該リード接続部から互いに近接する方向に伸長し、かつリード接続部に対して幅狭の素子搭載部と、前記リード接続部から立ち上がり部を介して互いに隔離する方向に伸長、かつリード接続部に対して幅狭の位置決め部とを有することを特徴とする。【選択図】  図１
2005020123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２本の金属リード端子が絶縁材を介して貫通植設されてなる金属ベースと、前記金属リード端子のインナー側に溶接される平板状の金属サポートと、当該金属サポートの板面と同方向にしてに搭載され、かつ電気的接続がなされる励振電極が形成された圧電振動板と、当該圧電振動板を気密的に被覆し、前記ベースのフランジと抵抗溶接あるいは冷間圧接されるフランジを有する金属製のキャップとからなる圧電デバイスであって、
前記金属サポートは、前記リード端子と接合されるリード接続部と、当該リード接続部から互いに近接する方向に伸長し、かつリード接続部に対して幅狭の素子搭載部と、前記リード接続部から立ち上がり部を介して互いに隔離する方向に伸長、かつリード接続部に対して幅狭の位置決め部とを有することを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項２】
前記リード接続部には、前記素子搭載部の中心点と前記位置決め部の中心点を結ぶ直線上にリード端子と接合される溶接領域と切り欠き部を形成し、前記溶接領域に前記切り欠き部を隣接して配置してなることを特徴とする特許請求項１記載の圧電振動デバイス。
【請求項３】
前記リード端子のインナーリード先端部が、釘頭形状であることを特徴とする特許請求項１、または２記載の圧電振動デバイス。
【請求項４】
前記素子搭載部の表面には、Ａｇフラッシュメッキが施されてなることを特徴とする特許請求項１〜３のいずれか１項記載の圧電振動デバイス。
【請求項５】
前記素子搭載部の表面には、粗面加工が施されてなることを特徴とする特許請求項１〜３のいずれか１項記載の圧電振動デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水晶振動子などの圧電振動デバイスの保持構造に関するものであり、圧電振動板を保持するサポートの構造を改善するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧電振動デバイスとして、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器等があげられるが、例えば水晶振動子は共振特性に優れることから、周波数、時間の基準源として広く用いられている。これらの圧電振動デバイスは、水晶振動板（圧電振動板）の表面に金属薄膜電極を形成し、この金属薄膜電極を外気から保護するため、パッケージ体により気密封止されている。
【０００３】
従来、特許文献１に開示されるように、金属ベースにはガラスなどの絶縁材を介して一対の金属リード端子が植設されており、当該金属リード端子のインナーリード部分には、一対の金属平板のサポート部材が対向して取り付けられている。水晶振動板は、例えば、厚みすべり振動してなるＡＴカット水晶振動板であり、表裏面には励振電極と、各励振電極からの引出電極が形成されている。そして、前記サポートの上に水晶振動板が搭載され、導電接合材により電気的機械的に接続されるとともに、前記金属ベースに金属製の蓋を被せ、これらをお互いに抵抗溶接などの手法により気密封止する構成となっている。
【０００４】
この特許文献１では、セラミック容器を用いた表面実装型水晶振動子向けに普及している小型の水晶振動板を、リード端子付きの金属ベースに金属キャップを被せて気密封止する気密端子型の水晶振動子にも適用できるサポート構成を提案している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３０８６６９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の構成では、次のような問題点があり、実用的ではなかった。
【０００７】
サポートのリード接続部分にリード端子のインナーリード側の上部に溶接する場合、当該インナーリード上部の位置が認識しにくく、リード端子の近接する方向のみに重心が偏っているので、サポートのずれ、傾き、偏向を招きやすい。
【０００８】
また、このようなサポートがずれ、傾き、偏向を抑制する為にサポート自身を位置決めしにくい構造である。
【０００９】
このため、サポートがずれ込んだまま圧電振動板が搭載され、導電性接合材で電気的機械的に接合すると圧電振動板に歪みを与え、圧電振動子の電気的特性に悪影響を与える。
【００１０】
さらに、低背化のためにベース上面とのサポート面とを近接配置した場合、サポートとベース上面の間に治具の挿入ができないので、サポートの位置決めができず、サポートのリードフレームからの切り離しも困難となり、リード端子に安定した状態でサポートを溶接し、取り付けることができない。
【００１１】
また、サポートのリード接続部分と素子搭載部分の識別がつきにくいので、サポートと圧電振動板の位置関係が認識しにくく、サポートへの圧電振動板の搭載すれ込みを招きやすい。
【００１２】
さらに、サポートのリード接続部分の幅寸法に対して素子搭載部分の幅寸法がほぼ同一であれば、リード端子との溶接状態（接合状態）によって、サポートの傾斜やずれ込みの悪影響を受けやすい。
【００１３】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、小型の水晶振動子を適用できる構造とするだけでなく、リード端子へのサポートの接合精度と接合安定性を高め、サポートへの圧電振動板の搭載精度、搭載安定性を同時に高めることができるより信頼性の高い圧電振動デバイスを提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、特許請求項１に示すように、少なくとも２本の金属リード端子が絶縁材を介して貫通植設されてなる金属ベースと、前記金属リード端子のインナー側に溶接される平板状の金属サポートと、当該金属サポートの板面と同方向にしてに搭載され、かつ電気的接続がなされる励振電極が形成された圧電振動板と、当該圧電振動板を気密的に被覆し、前記ベースのフランジと抵抗溶接あるいは冷間圧接されるフランジを有する金属製のキャップとからなる圧電デバイスであって、前記金属サポートは、前記リード端子と接合されるリード接続部と、当該リード接続部から互いに近接する方向に伸長し、かつリード接続部に対して幅狭の素子搭載部と、前記リード接続部から立ち上がり部を介して互いに隔離する方向に伸長、かつリード接続部に対して幅狭の位置決め部とを有することを特徴とする。
【００１５】
また、特許請求項２に示すように、上述の構成において、前記リード接続部には、前記素子搭載部の中心点と前記位置決め部の中心点を結ぶ直線上にリード端子と接合される溶接領域と切り欠き部を形成し、前記溶接領域に前記切り欠き部を隣接して配置してなることを特徴とする。
【００１６】
また、特許請求項３に示すように、上述の構成において、前記リード端子のインナーリード先端部が、釘頭形状であることを特徴とする。
【００１７】
また、特許請求項４に示すように、上述の構成において、前記素子搭載部の表面には、Ａｇフラッシュメッキが施されてなることを特徴とする。
【００１８】
また、特許請求項５に示すように、上述の構成において、前記素子搭載部の表面には、粗面加工が施されてなることを特徴とする。
【００１９】
【発明の効果】
特許請求項１によれば、気密封止の信頼性が高いリード端子付きの金属ベースに金属キャップを被せて気密封止する気密端子型の圧電振動デバイスにおいて、当該リード端子の間隔より狭い圧電振動板を搭載することができる。従って、表面実装型圧電振動デバイス向けに普及している小型の圧電振動板を気密端子型の圧電振動デバイスにも適用できるので、コスト低減に大きく寄与できる。
【００２０】
また、素子搭載部と位置決め部がリード接続部を介してお互いに隔離する方向に伸長しているので、位置決め部により素子搭載部の伸長方向や位置を認識できる。このため、サポートをリード端子溶接する際に、位置決め部によって素子搭載部の方向性や位置精度を向上させるだけでなく、位置決め部を固定することで、リード接続部と素子搭載部の位置ずれをなくした状態で極めて安定して溶接できる。
【００２１】
さらに、位置決め部がリード接続部から立ち上がり部を介して形成されているので、同一平面にあるリード接続部と素子搭載部を極力低く位置させた状態でも、サポートの位置決め部とベース上面の間に治具の挿入ができるので、サポートの位置決め、サポートのリードフレームからの切り離し等を極めて容易に行える。低背化や小型化に寄与できる構成である。
【００２２】
また、リード接続部に対して素子搭載部と位置決め部を幅狭に形成しているので、各領域の識別がつき、サポートとリード端子との位置関係、サポートと圧電振動板の位置関係が認識しやすい。このため、画像認識技術によって、サポートをリード端子へ溶接する際に、リード接続部の位置精度を向上させるだけでなく、サポートへ圧電振動板を搭載する際に、圧電振動板の位置精度を向上させる。
【００２３】
さらに、リード接続部に対して素子搭載部を幅狭に形成しているので、リード接続部と素子搭載部の間で分散効果が発生し衝撃の緩和ができるとともに、リード接続部におけるリード端子との溶接状態（接合状態）によって、素子搭載部のサポートの傾斜やずれ込みの悪影響を受けにくい。
【００２４】
本発明により、小型の水晶振動子を適用できる構造とするだけでなく、リード端子へのサポートの接合精度と接合安定性を高め、サポートへの圧電振動板の搭載精度、搭載安定性を同時に高めることができるより信頼性の高い圧電振動デバイスを提供することができる。
【００２５】
特許請求項２により、上述の作用効果に加え、前記素子搭載部の中心点と前記位置決め部の中心点を結ぶ直線上にリード端子と接合される溶接領域と切り欠き部を形成し、前記溶接領域に前記切り欠き部を隣接して配置しているので、サポートをリード端子へ溶接する際に、位置決め部の位置、または切り欠き部の位置によって、溶接領域の位置を合わせ込むことが容易になるとともに素子搭載部の方向性も合わせやすくなるのでより精度の高いサポートの取り付けが可能となる。また、前記素子搭載部の中心点と前記位置決め部の中心点を結ぶ直線上の前記溶接領域に近接して切り欠き部が形成されるので、位置決め部から素子搭載部へ、あるいはリード接続部から素子搭載部への外部衝撃の影響をより一層緩和することができる。
【００２６】
特許請求項３により、上述の作用効果に加え、前記リード端子のインナーリード先端部が、釘頭形状であるので、サポートをリード端子に搭載する場合に傾く事なく水平に安定し搭載でき、サポートをリード端子溶接する際の信頼性が飛躍的に向上する。溶接面積も拡大するので接合強度が向上する。また、前記リード端子のインナーリード先端部が、釘頭形状であるので、衝撃によるサポートの振動振幅を小さくし、耐衝撃性の向上につながる。
【００２７】
特許請求項４により、上述の作用効果に加え、前記素子搭載部の表面には、Ａｇフラッシュメッキが施されているので、接合界面が改善され、圧電振動板とサポートとの導電性接合材による電気的機械的な接合強度が向上し、圧電振動デバイスの導通安定性と耐衝撃性の向上につながる。
【００２８】
特許請求項５により、上述の作用効果に加え、前記素子搭載部の表面には、粗面加工が施されているので、接合界面が改善され、圧電振動板とサポートとの導電性接合材による電気的機械的な接合強度が向上し、圧電振動デバイスの導通安定性と耐衝撃性の向上につながる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による実施の形態を、水晶振動子を例にとり、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施例を示す分解斜図であり、図２は、図１を組み立てた状態の内部断面図であり、図３は、図１のベースの平面図である。
【００３０】
圧電振動板２はＡＴカット水晶振動板からなり、矩形状に加工されている。その表裏面には励振電極２１，２２（裏面の２２については図示せず）並びに引出電極２１ａ，２２ａが真空蒸着法等の手段にて設けられている。なお、後述の電気的接続を確実に行うため引出電極を反対主面に回り込ませている。
【００３１】
ベース１は全体として低背の長円柱形状であり、金属製のシェルを主とするベース本体１０に金属リード端子１１，１２が貫通して植設された構成であり、絶縁ガラスＧがベース本体の一部に充填されることにより、これら金属リード端子１１，１２は電気的に独立している。ベース本体の下部周縁部分には一体的に周状のフランジ１０ａが設けられている。なお、フランジ１０ａには、図示していないが周状の突起部（プロジェクション）が一体的に形成されている。
【００３２】
リード端子１１，１２は細長い円柱形状であり、ベース上部のインナー側の先端部１１ａ，１２ａは、幅広で上部が平らな釘頭形状に形成されている。このインナーリードの先端部には、後述する金属サポート１３，１４が溶接の手法（レーザー溶接、スポット溶接等）により対向して取り付けられている。
【００３３】
金属サポート１３，１４は、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎ系合金、ＳＵＳ、洋白、コバール、リン青銅、４２アロイ等の金属平板からなり、前記リード端子と接合される幅広のリード接続部１３１，１４１と、当該リード接続部から互いに近接する方向に伸長する幅狭の素子搭載部１３２，１４２と、前記リード接続部から立ち上がり部１３３，１４３を介して互いに隔離する方向に伸長する幅狭の位置決め部１３４，１４４とを有している。前記素子搭載部の表面には、ＡｇフラッシュメッキＭが施されている。このＡｇフラッシュメッキに変えて、金メッキやニッケルメッキを施してもよい。さらに、これら金属メッキに変えて、前記素子搭載部の表面に粗面加工を施すことでも、素子搭載部の表面積が増大し、後述する導電性接合材との接合界面が改善され、接合強度が向上する。
【００３４】
前記リード接続部１３１，１４１には、前記素子搭載部の中心点と前記位置決め部の中心点を結ぶ直線上に、リード端子と接合される溶接領域１３１１，１４１１と、当該溶接領域の一部を周設して形成された半円状の切り欠き１３１２，１４１２とが形成されており、前記リード接続部１３１，１４１から前記位置決め部１３４，１４４の接続領域は、次第に幅が狭くなるように面取部１３１３，１４１３が形成されている。この面取り部は、曲率状のＲ面に限らず、直線状のＣ面でもよい。
【００３５】
本形態では、前記溶接領域に半円状の切り欠きを周設しているので、当該切り欠きの中央にリード端子の溶接領域が存在することが明確になり、耐衝撃性を向上するだけでなく、溶接領域を特定する目印としても機能している。
【００３６】
また、本形態のサポートの素子搭載部は、圧電振動板の幅方向の中央に位置し、かつ前記圧電振動板の幅寸法Ｗ１に対して、前記素子搭載部の幅寸法Ｗ２を５０％から９０％とすることが好ましく、リード端子へ接合されたサポート傾きやばらつき等の影響が搭載された圧電振動板板へ生じにくくできる。
【００３７】
金属製のキャップ３は下面が開口した長円柱形状であり、当該開口部分には前記ベースのフランジ１０ａに対応するフランジ３１を有しており、ベース１と抵抗溶接されることにより気密封止が行われる。
【００３８】
そして、サポートの素子搭載部１３２，１４２上に圧電振動板２を搭載し、素子搭載部１３２，１４２と引出電極１１ａ，１２ａとを導電性接合材Ｓで導電接合する。当該導電性接合材Ｓは比較的弾性に富んだシリコン系あるいはウレタン系接着剤を用いることが好ましい。
【００３９】
そして、アニール等の必要な処理を行った後、ベースにキャップを被覆し、図示しないが、溶接電極体をそれぞれ両フランジに当接させ、両者に圧力を加えつつ通電し抵抗溶接を行うことにより、気密封止が完了する。
【００４０】
−その他の実施形態−
上記実施形態のサポート形状に限らず、図４に示すような構成であってもよい。なお、図面では、金属サポート１４のみを図示していおり、同様の構成を示す部分には同番号を付すとともに説明の一部を割愛する。
【００４１】
図４（ａ）は、本図の金属サポート１４は、上記実施形態に比べて、溶接領域の素子搭載部側の一部に周設された略コ字状の切り欠き１４１２が形成されている点、前記リード接続部１４１から前記位置決め部１４４の接続領域と、前記リード接続部１４１から前記素子搭載部１４２の接続領域とに、次第に幅が狭くなるように面取部１４１３（直線状のＣ面）が形成されている点、Ａｇフラッシュメッキに変えて、素子搭載部の表面に粗面加工（例えば、リンプル加工等）Ｒが施されている点で異なっている。この構成では、圧電振動板への外部衝撃をより緩和できる。また、Ａｇフラッシュメッキに比べてより安価に、接合界面の改善し、接合強度を向上させることができる。
【００４２】
図４（ｂ）は、本図の金属サポート１４は、上記実施形態に比べて、階段状の立ち上がり部をなくし、位置決め部１４４に傾斜を付けて立ち上がりとした点、溶接領域の少なくとも一部に周設された４つの切り欠き１４１２，１４１２，１４１２が形成されている点、前記リード接続部１４１の前記素子搭載部側に、圧電振動板の位置決め片１４１４が形成されている点で異なっている。この構成では、立ち上がりの高さを抑制できるので低背化に有利で、位置決め片による圧電振動板の搭載安定性がより向上する。
【００４３】
上述の本発明の金属サポートでは、前記リード接続部のみが素子搭載部や位置決め部に対して幅広に形成されているので、当該金属サポートの重心を前記リード接続部の溶接領域にあわせて形成することが容易となり、より安定性の優れたサポート搭載が可能となる。
【００４４】
なお、本発明の圧電振動デバイスの例として、水晶振動子を例示したが、水晶フィルタ、水晶発振器等であってもよい。また、前記リード端子のインナーリード先端部が、釘頭形状のもののみを例にしているが、通常のインナーリード形状のものにでも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す分解斜視図。
【図２】図１を組み立てた状態の内部断面図。
【図３】図１のベースの平面図。
【図４】本発明による他の実施の形態を示すサポートの斜視図。
【符号の説明】
１  ベース
１０  ベース本体
１１，１２  リード端子
１３，１４  サポート
２  圧電振動板（水晶振動板）
３  キャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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