(57)【要約】【目的】容器本体の貫通部を閉塞して真空度を良好に維持した水晶デバイス特に音叉型振動子を提供する。【構成】絶縁性の容器本体２に少なくとも水晶片１を収容してカバーを被せ、前記容器本体２に設けられた段差を有する貫通部７を真空雰囲気中で金属にて閉塞し、真空封止とした水晶デバイスにおいて、前記貫通部７における前記段差の表面にはＡuからなる金属膜が設けられ、前記金属膜上にはＮiメッキされた金属板９の外周に設けられた周回する環状突起９ａを当接し、前記金属膜と前記金属板９との間を通電する抵抗溶接によって前記金属膜と前記金属板９の環状突起９ａとを接合して、前記貫通部７を閉塞する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層セラミックからなる容器本体に少なくとも水晶片を収容してカバーを被せ、前記容器本体に設けられた段差を有する貫通部を真空雰囲気中で金属にて閉塞し、真空封止とした水晶デバイスにおいて、前記貫通部における前記段差の表面にはＡuからなる金属膜が設けられ、前記金属膜上にはＮiメッキされた金属板の外周に設けられた周回する環状突起を当接し、前記金属膜と前記金属板との間を通電する抵抗溶接によって前記金属膜と前記金属板の環状突起とを接合して、前記貫通部を閉塞したことを特徴とする水晶デバイス。
【請求項２】
請求項１において、前記金属板の中央領域には位置決用の突出部が設けられた水晶デバイス。
【請求項３】
請求項１において、前記容器本体には水晶片のみが収容された水晶振動子である水晶デバイス。
【請求項４】
請求項３において、前記水晶片は音叉状とした音叉型水晶振動子である水晶デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空封止（真空封入）とした水晶デバイスに関し、特に水晶片を音叉状とした音叉型水晶振動子（以下、音叉型振動子とする）に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
音叉型振動子は特に歩度を刻む基準源として知られる一方で、同期信号源としても利用される。このようなものでは、一対の音叉腕が水平方向に音叉振動することから、例えば気体内に封入した場合は摩擦抵抗を生じて、クリスタルインピーダンス（ＣＩ）を悪化させる。このことから、真空封止とすることによって、ＣＩを小さくすることが行われている。
【０００３】
（第１及び第２従来技術の一例）
第３図（ａ）は第１従来技術の、同図（ｂ）は第２従来技術の一例を示す音叉型振動子の断面図、同図（ｃ）は水晶片の正面図である。
【０００４】
第１及び第２従来技術のいずれの場合も、音叉型振動子は音叉状とした水晶片１を容器本体２に収容する。容器本体２は積層セラミックからなり、凹状として内壁段部を有する。水晶片１は例えばＺカットとし、一対の音叉腕１（ａｂ）が音叉基部１ｃから延出してなる。各音叉腕の４面には音叉振動を励起する励振電極３が形成される。
【０００５】
音叉基部１ｃの一主面には励振電極３から延出して共通接続された図示しない一対の引出電極を有する。各引出電極の延出した音叉基部１ｃの一主面は、容器本体１の内壁段部上に導電性接着剤４によって固着される。各引出電極は容器本体２の外底面の実装端子５に積層面を経て電気的に接続する。
【０００６】
（第１従来技術）
そして、第１従来技術では、容器本体２の開口端面に設けられた金属リング２ａに、真空雰囲気中でのシーム溶接によって金属カバー６が接合される。シーム溶接は図示しない一対の電極ローラを金属カバー６の対向する両辺に当接して押圧するとともに、一対の電極ローラ間を通電する。
【０００７】
そして、金属ローラを相対的に進行させ、通電によるジュール熱によって金属カバー６の一組の両辺を接合した後、他組の両辺を同様に接合する。通常では、金属カバー６の母材は膨張係数が容器本体２（セラミック)と接近したコバールとし、表面をＮiメッキとする。そして、Ｎiメッキがジュール熱によって溶融して接合される。これにより、密閉容器内に水晶片１を真空封入する。
【０００８】
（第２従来技術）
また、第２従来技術では、大気中でのシーム溶接によって金属カバー６を容器本体２に接合する。そして、容器本体２内の大気を排気しての真空雰囲気中で、容器本体２の底面に設けられた貫通部７を金属８によって閉塞する。貫通部７は外表面側の第１貫通孔７ａと、これより直径の小さい内底面側の第２貫通孔７ｂからなり、これにより段差を形成する。そして、Ｗ（タングステン）やＭo（モリブテン）等のセラミックとの馴染みのよい金属膜が形成される。
【０００９】
そして、銀ロウや半田等の封止剤を溶融して金属板を接合する。あるいは、金属自体を加熱溶融して閉塞する。これらは、例えばレーザや電子ビームの照射によって、加熱装置によって封止剤や金属を溶融する。これにより、密閉容器内に水晶片１を真空封入する。
【特許文献１】特開平１１−３１２９４８号公報（段落0041、0076、図１、図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
（従来技術の問題点）
しかしながら、第１従来技術の音叉型振動子では、一対の金属ローラを回転して順次に接合する真空雰囲気中でのシーム溶接とする。したがって、ジュール熱によって金属カバー６が加熱され、不要ガスが発生する。そして、不要ガスは密閉容器内に閉じ込められ、真空度を低下させる問題があった。
【００１１】
第２従来技術では、シーム溶接時の金属カバー６からの不要ガスによる影響は軽減されるものの、封止剤や金属自体を溶融する。したがって、これらから発生する不要ガスによって依然として真空度を低下させる問題があった。これらにより、いずれの場合でも、音叉型振動子のＣＩを上昇させてしまう問題があった。
【００１２】
（発明の目的）
本発明は貫通部を閉塞して真空度を良好に維持した水晶デバイス特に音叉型振動子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、積層セラミックからなる容器本体に少なくとも水晶片を収容してカバーを被せ、前記容器本体に設けられた段差を有する貫通部を真空雰囲気中で金属にて閉塞し、真空封止とした水晶デバイスにおいて、前記貫通部における前記段差の表面にはＡuからなる金属膜が設けられ、前記金属膜上にはＮiメッキされた金属板の外周に設けられた周回する環状突起を当接し、前記金属膜と前記金属板との間を通電する抵抗溶接によって前記金属膜と前記金属板の環状突起とを接合して、前記貫通部を閉塞した構成とする。
【発明の効果】
【００１４】
このような構成であれば、抵抗溶接によって金属板の環状突起のＮiメッキが溶融して金属膜に接合するので、銀ロウや半田等の封止剤及び金属自体を加熱溶融した場合に比較し、不要ガスの発生をさらに抑制する。したがって、真空度を良好に維持して、音叉型振動子のＣＩを小さくできる。
【００１５】
（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記金属板の中央領域には位置決用の突出部が設けられる。同請求項３では、請求項１において、前記容器本体には水晶片のみが収容された水晶振動子とする。また、同請求項４では、請求項３において、前記水晶片は音叉状とした音叉型水晶振動子とする。これらにより、本発明がさらに具体的になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第１図は本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は音叉型振動子の断面図、同図（ｂ）は点線丸で示す部分の拡大断面図、同図（ｃ）は抵抗溶接を説明する一部拡大断面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００１７】
音叉型振動子は前述したように容器本体２の内壁段部に引出電極の延出した音叉基部１ｃの一主面を固着し、シーム溶接等によって金属カバー６を接合する。そして、本発明では、容器本体２の底面に設けられた段差を有する貫通部７を金属板９の抵抗溶接によって閉塞する。貫通部７は前述のように第１貫通孔７ａと第２貫通孔７ｂからなり、これにより段差を形成する。
【００１８】
ここでは、容器本体２の貫通部７の段差表面にはＷやＭoを下地層として、メッキによるＮi及びＡuの金属膜１０を積層する。金属膜１０は貫通部７を周回する環状とする。ＷやＭoの下地層は積層セラミックを形成するグリーンシートの状態で印刷によって形成され、一体的に焼成される。
【００１９】
金属板９は円板状とし、一主面の外周に周回する環状突起９ａを有する。そして、中央部には第２貫通孔７ｂの直径と同等以下の突出部９ｂが設けられる。これらは、金属平板のプレス加工やエッチングによって形成される。金属板９は母材をコバールとして表面をＮiメッキとする。
【００２０】
このようなものでは、先ず、金属板９の突出部９ｂを第２貫通孔７ｂに挿入して、外周の環状突起９ａを貫通部７の段差表面上の金属膜１０に当接する。この場合、突出部９ｂによって、金属板９の位置決めを容易にする。次に、棒状の中央電極１１ａと円筒状の外周電極１１ｂとからなる溶接電極棒１１を貫通部７の段差表面に当接して押圧するとともに通電する。但し、溶接電極棒１１の中央電極１０ａの先端は金属板９に、外周電極１１ｂの先端は金属膜１０に当接する。
【００２１】
これにより、金属板９の外周と電極膜１０との間には電流が生じ、特に環状突起９ａに電流が集中して表面のＮiメッキがジュール熱によって溶融する。そして、金属板９の環状突起９ａと金属膜１０とを接合する。この場合、環状突起９ａのＮiメッキが瞬間的に溶融して接合される。
【００２２】
したがって、従来例のように、封止材としての半田や銀ロウを加熱によって溶融した場合や、金属自体を溶融した場合に比較して、不要ガスの発生を抑制する。これにより、密閉容器の真空度を高めて音叉型振動子のＣＩを小さくできる。なお、位置決用の突出部９ｂの外径が第２貫通孔７ｂの内径に接近するほど、例えば抵抗溶接によって金属屑が発生しても密閉容器内への侵入を防止できる。
【００２３】
（他の事項）
上記実施形態では金属板９の中央部には位置決用とした突出部９ｂを設けたが、例えば第２図に示したようにしてもよい。すなわち、段差表面の金属膜１０を第２貫通孔７ｂから離間して無電極部１０ａを形成し、金属板９の中央領域に第１突出部９ｂと第２突出部９ｃを設ける。
【００２４】
そして、第１突出部９ｂを第２貫通孔７ｂに挿入し、第２突出部９ｃの表面を無電極部１０ａに当接する。このようにすれば、第２突出部９ｃは無電極部１０ａに当接して電流は生じないので、第２突出部９ｃから金属屑は発生しない。したがって、環状突起９ａを金属膜１０に抵抗溶接し、環状突起９ａから金属屑が発生しても密閉容器内への侵入を防止できる（所謂スプラッシュ対策）。
【００２５】
音叉型振動子を例として説明したが、例えばＡＴカットとした厚みすべり振動子であってもよく、いずれの振動子であっても適用できる。さらには、水晶片とともにＩＣチップを密閉封入して例えば発振器を構成した場合であってもよく、少なくとも水晶片を密閉封入した水晶デバイスに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は音叉型振動子の断面図、同図（ｂ）は点線丸で示す部分の拡大断面図、同図（ｃ）は抵抗溶接を説明する一部拡大断面図である。
【図２】本発明の他の例を説明する音叉型振動子の一部拡大断面図である。
【図３】同図（ａ）は第１従来技術の、同図（ｂ）は第２従来技術の一例を示す音叉型振動子の断面図、同図（ｃ）は水晶片の正面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  水晶片、２  容器本体、３  励振電極、４  導電性接着剤、５  実装端子、６  金属カバー、７  貫通部、８  金属、９  金属板、１０  金属膜、１１  溶接電極棒。
【図２】
2007306068.tif 000003
【図１】
2007306068.tif 000004
【図３】
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