(57)【要約】【課題】水晶振動子の製造時間、製造コストの削減。【解決手段】水晶片３における励振電極５ａ，５ｂ表面の金属材料、引出電極６ａ，６ｂ表面の金属材料及び導電性接着剤７ａ，７ｂに含まれる金属材料を同一の金属材料を使用することにより、導通不良を無くすことができる。  これにより、内部抵抗の上昇を抑制することにつながり、検査等に係るコスト及び時間を削減することができる。【選択図】図１
2005191709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励振電極が形成されている水晶片と、
引出電極が設けられている容器と、
前記励振電極と前記引出電極を導電性接着剤により接続して前記水晶片を収納し、前記容器を気密封止して形成する表面実装型水晶振動子において、
前記励振電極の表面電極の金属材料、前記引出電極の金属材料、及び前記導電性接着剤に含まれる金属材料を同一の金属材料とすることを特徴とする表面実装型水晶振動子。
【請求項２】
前記金属材料は、銀であることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型水晶振動子。
【請求項３】
前記引出電極の接続面は、蒸着或いはスパッタリングにより形成されることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型水晶振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
表面実装型水晶振動子は、導電性接着剤を用いて、水晶片に形成された励振電極と気密容器内にある引出電極とを電気的、機械的に接続したうえで、気密容器内を真空状態、又は窒素などの不活性ガスを充填した状態で気密封止することで形成される。
表面実装型水晶振動子における水晶片の励振電極の材料としては、通常、金（Ａｕ）が用いられており、また上記した導電性接着剤としては、例えばシリコン樹脂に銀フィラー（銀粉）等を導電部材として混合した熱硬化タイプのものが使用されている。
【０００３】
このように水晶片の励振電極と気密容器内の引出電極とを導電性接着剤によって接着して形成するタイプのものは、シリコン系の導電性接着剤の焼成条件が適正でないと、水晶片の励振電極と導電性接着剤に含まれている銀フィラーとの界面にシリコン皮膜が形成され、このシリコン皮膜が水晶片の励振電極と導電性接着剤との間の導通を阻害するという問題点があった。
【０００４】
上記問題点を解決するため、本出願人が発案した特許文献１がある。特許文献１には、水晶片の励振電極（金電極）と導電性接着剤の導電性材料との間に形成されるシリコン皮膜を抑制するため、少なくとも、導電性接着剤が塗布される部分の金電極の表面に、導電性接着剤と相性の良い金属材料、例えば銀（Ａｇ）を使用した補助電極を形成し、この補助電極により、導電性接着剤の焼成条件が適正でない場合においても、導電性接着剤に含まれる導電性材料と、水晶片の金電極との界面にシリコン皮膜が形成されるのを抑制することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９４３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記したような表面実装型水晶振動子は、−４０℃〜１００℃前後の動作温度範囲内において、安定した動作が要求されている。
しかしながら、同一の製造工程で水晶振動子を製造しても、動作温度範囲内における水晶振動子の内部抵抗値は異なってしまうという不具合が見られ、特に、常温時の内部抵抗値に比べて、高温時の内部抵抗値が大きくなるという問題点が見られた。これは、シリコン系の導電性接着剤によるシリコン皮膜が原因であり、特許文献１によりシリコン皮膜の形成の抑制を行ってはいるものの、完全に抑えることはできず、シリコン皮膜が電極間に形成されてしまうためである。
このため、水晶振動子の製造工程において、全ての水晶振動子を対象にして、少なくとも常温時の内部抵抗値と高温時の内部抵抗値の検査を行う必要があり、製造時間の長期化、製造コストの上昇を招くという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明は上記したような点を鑑みてなされたものであり、温度変化による内部抵抗値の変化を防止し、水晶振動子の製造時間の短縮、及び製造コストの削減することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の表面実装型水晶振動子は、励振電極が形成されている水晶片と、引出電極が設けられている容器と、前記励振電極と前記引出電極を導電性接着剤により接続して前記水晶片を収納し、前記容器を気密封止して形成する表面実装型水晶振動子において、前記励振電極の表面電極の金属材料、前記引出電極の金属材料、及び前記導電性接着剤に含まれる金属材料を同一の金属材料とすることを特徴としている。
また、前記金属材料は、銀を用いており、前記引出電極の接続面は、蒸着或いはスパッタリングにより形成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、水晶片に設けられている励振電極の表面電極の金属材料と、容器本体の引出電極の金属材料、及び導電性接着剤に含まれる導電性の金属材料を同一の金属材料にすることで、励振電極と導電性接着剤の導電性材料、引出電極と導電性接着剤の導電性材料との間に電気抵抗となるシリコン皮膜が形成するのを防止することが可能となり、温度変化による内部抵抗値の変化を抑制することが可能になる。そのため、検査に費やす時間及びコストを削減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態として、図面に示す例に沿って説明する。
図１は、本例の表面実装型水晶振動子（以下、単に「水晶振動子」という）の構造の一例を概略的に示している。図１（ａ）は水晶振動子の上面から見た図を示し、図１（ｂ）には水晶振動子の側面から見た図を示している。また、図２（ａ）には、図１（ａ）に示した波線円Ａで囲った部分を水晶片を外した状態にして拡大して示した図である。また、図２（ｂ）には、図１（ｂ）に示した波線円Ｂで囲った部分を拡大して示した図である。
【００１１】
この図１に示す水晶振動子は、容器本体１と蓋２とからなる気密容器で構成されている。
この場合、容器本体１は例えばセラミックなどにより形成される。また蓋２は、例えばコバールなどの金属部材、又はこれらの金属部材にニッケル（Ｎｉ）メッキや金（Ａｕ）メッキを施したクラッド材によって形成されている。
なお、容器本体１は、底面１ａとなるベースセラミック層上に中間セラミック層１ｂを形成し、この中間セラミック層１ｂ上に側壁となる上層セラミック層１ｃ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１ａ、中間セラミック層１ｂ、上層セラミック層１ｃという３つのセラミック層を積層した３層構造となっており、容器本体１の内部形状は、水晶片３を収納できる程度のごく浅い箱型形状となっている。
【００１２】
容器本体１の上縁部には、蓋２を接合するため、接合面材としてシーリング４がロウ付け等により設けられている。
容器本体１の内部には水晶片３が収納され、該水晶片３は、例えば長方形の薄い板状とされる。そして、水晶片３の表面には、蒸着又はスパッタリングなどによって上面側に励振電極５ａ、下面側に励振電極５ｂが形成されている。この励振電極５ａ，５ｂはシリコン系の導電性接着剤７ａ，７ｂにより、容器本体１内に形成されている引出電極６ａ，６ｂに接続される。なお、これら励振電極５ａ，５ｂ及び引出電極６ａ，６ｂの詳細な構造については後述する。
【００１３】
また、容器本体１の外側底面には、例えば底面四隅に電極端子１３，１３・・が設けられており、電極端子１３，１３・・を、機器側の取付基板に設けられているランド（図示しない）にはんだ等で接続することにより、表面実装型のチップ部品として実装できるようになっている。
また、容器内部の底面両側には中間セラミック層１ｂを利用して凸部が形成され、水晶片３の励振電極５ａ，５ｂと接続される凸部上には引出電極６ａ，６ｂが形成されている。また引出電極６ａ，６ｂが形成されていない側の凸部は、水晶片３の他端側を保持する載置部８が設けられている。
【００１４】
ここで、図２（ａ）（ｂ）を用いて励振電極５ａ，５ｂ及び引出電極６ａ，６ｂの構造について説明する。
図２（ｂ）に示されているように、励振電極５ｂは、通常、水晶片３の表面に対してクロム（Ｃｒ）などの金属膜１０を蒸着等により形成し、その金属膜１０の表面に対して金（Ａｕ）１１を蒸着して形成するようにしている。このような形成作業は、金１１が水晶片３に対して付着しづらいという性質があるため、クロム（Ｃｒ）などの金属膜１０を先に水晶片３へ蒸着することにより、信頼性の高い励振電極５ｂを形成するものである。
【００１５】
なお、励振電極５ｂは、図２（ｂ）から分かるように、水晶片３の下面側に形成されているが、その一部が水晶片３の短辺側面を介して水晶片３の上面側まで形成されている。これにより、導電性接着剤７ａにより容器本体１の引出電極６ａと確実に接続することができるものとする。
【００１６】
そして、本実施の形態では、上記のように形成した励振電極５ｂの表面に、導電性接着剤７ａに含まれる導電性部材と同一の金属部材（銀：Ａｇ）を表面電極１２として蒸着する。つまり、本実施の形態では、励振電極５ｂを、クロム１０、金１１、表面電極１２の３層構造にして、導電性接着剤７ａにより接合される励振電極５ｂの表面に銀による表面電極１２を形成するようにしている。
【００１７】
なお、図示していないが、励振電極５ａも同様に３層構造により形成され、導電性接着剤７ｂにより接合される表面電極１２の金属部材を銀としている。また、この場合の励振電極５ａは水晶片３の上面側に形成されているが、励振電極５ａは水晶片３の短辺側面を介して水晶片３の下面側まで形成されている。
【００１８】
また、容器本体１に形成される引出電極６ａ，６ｂは、図２（ａ）に示されているように、通常、例えばタングステン等を硬化させ、その上面にニッケルメッキ（Ｎｉ）、金メッキ（Ａｕ）の順に塗布することにより形成される。しかしながら、引出電極６ａ，６ｂの表面は金（Ａｕ）となるため、シリコン樹脂に銀粉を混合した熱硬化タイプの導電性接着剤７ａ，７ｂを用いて接着すると、焼成条件が適正で無いと、引出電極６ａ，６ｂと導電性接着剤７ａ，７ｂとの間の抵抗値が大きくなることがある。
【００１９】
そこで、本実施の形態では、上記のような構造の引出電極６ａ，６ｂ表面に、少なくとも、導電性接着剤７ａ，７ｂを用いて、水晶片３の励振電極５ａ，５ｂと接続する部分を、導電性接着剤７ａ，７ｂに含まれる金属材料（銀：Ａｇ）と同一の金属材料（銀：Ａｇ）を蒸着又はスパッタリングにより成膜することで、引出電極６ａ，６ｂの表面にそれぞれ接続面９ａ，９ｂを形成するようにした。
【００２０】
このようにして、導電性接着剤７ａ，７ｂにより接続される水晶片３の励振電極５ａ，５ｂの表面電極１２と、引出電極６ａ，６ｂの接続面９ａ，９ｂと導電性接着剤７ａ，７ｂの導電性材料である金属材料を同じにすることにより、励振電極５ａ，５ｂと導電性接着剤７ａ，７ｂとの間、及び引出電極６ａ，６ｂと導電性接着剤７ａ，７ｂとの間にシリコン皮膜が形成されるのを防止することができる。換言すれば、抵抗となるシリコン皮膜の形成を抑えることにより、水晶振動子の温度変化による内部抵抗値の変化を防止することができるようになる。
【００２１】
実験によれば、従来、水晶振動子を製造するにあたっては、温度変化により内部抵抗値が数Ω程度変化する水晶振動子が２％程度の割合で発生していたのに対して、本実施の形態のような水晶振動子を製造した場合は、その割合を１〜１０ＰＰＭのレベルにまで低減できることが分かった。
これにより、水晶振動子の製造工程において、従来、全ての水晶振動子を対象に検査を行う必要があった温度変化に伴う内部抵抗値の検査を、所定数の中から不特定の一つを抜き取り、調査するという抜き取り検査にすることが可能となり、時間短縮に繋がる。加えて、例えば励振電極５ａ，５ｂや引出電極６ａ，６ｂの表面に、導電性接着剤と同一の金属膜を形成する工程を追加したとしても、水晶振動子の製造コストを低減することができる。
【００２２】
なお、本実施の形態では、励振電極５ａ，５ｂを３層構造にしたものを例に挙げたが、例えば金（Ａｕ）を直接水晶片３へ蒸着し、その上に銀（Ａｇ）を蒸着する２層構造、もしくは水晶片３へ銀（Ａｇ）を直接蒸着する１層構造に形成し、使用することも可能である。
また、引出電極６ａ，６ｂの表面を金メッキでは無く、銀メッキを施すようにすれば、引出電極６ａ、６ｂ上に接続面９ａ，９ｂを形成する必要は無くなり、さらに薄くすることが可能となる。
【００２３】
また、本実施の形態では、導電性接着剤に含まれる金属部材を銀としたが、この金属材料を励振電極または引出電極に合わせるようにしても良い。
要は、本発明の水晶振動子は、励振電極の表面電極、引出電極の接続面及び導電性接着剤に含まれる導電性部材とが同一の金属材料により構成されていれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】表面実装型水晶振動子の内部構造を説明するための上面図及び側面図である。
【図２】図１に示した図の一部を拡大して示した図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  容器本体、２  蓋、３  水晶片、４  シールリング、５ａ，５ｂ  励振電極、６ａ，６ｂ  引出電極、７ａ，７ｂ  導電性接着剤、８  載置部、９  接続面、１０  金属膜、１１  金、１２  表面電極
【図１】
2005191709.tif 000003
【図２】
2005191709.tif 000004