(57)【要約】【課題】  振動片と接続電極の接合に使用されるハンダが接続電極に付着することで発生する特性不良を防止し、信頼性の高い水晶振動子を提供する。【解決手段】  圧電振動片と、前記圧電振動片をハンダにより接合するリード線を有する気密端子と、前記圧電振動片を搭載した気密端子を気密封止する封止管からなる圧電振動子において、前記圧電振動片上には、励振電極と、前記リード線と前記圧電振動片を接合する固定用電極と、この固定用電極と前記励振電極を電気的に接続する接続電極が形成されており、前記励振電極と前記固定用電極との間に位置する前記接続電極の少なくとも一部が前記ハンダとぬれ性の悪い金属層により形成されている圧電振動子とする。【選択図】図１
2007037003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片と、前記圧電振動片をハンダにより接合するリード線を有する気密端子と、前記圧電振動片を搭載した気密端子を気密封止する封止管からなる圧電振動子において、
前記圧電振動片上には、励振電極と、前記リード線と前記圧電振動片を接合する固定用電極と、この固定用電極と前記励振電極を電気的に接続する接続電極が形成されており、前記励振電極と前記固定用電極との間に位置する前記接続電極の少なくとも一部が前記ハンダとぬれ性の悪い金属層により形成されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
前記励振電極、固定用電極および接続電極は、少なくとも前記圧電振動片表面に形成された下地金属層と、この下地金属層表面に形成された表面金属層により構成されており、前記励振電極と前記固定用電極との間に位置する前記接続電極の少なくとも一部が前記下地金属層のみで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記圧電振動片と前記気密端子を非導電性接着剤で固定したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電振動子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電振動子は、水晶の圧電現象を利用した振動子であり、水晶特有な安定した発振源であるため、時計用の基準発振源として多くの分野で使用されている。近年、ユーザーからは信頼性の高い圧電振動子の要求が強くなってきている。
【０００３】
図４は圧電振動子の斜視図であり、図５は圧電振動片の斜視図である。音叉型の水晶からなる振動片１は、その表面に電極が形成されており、気密端子４の２本のリード線２と振動片１上に形成された電極とがハンダ３により固定される。振動片１に形成される電極は、振動片１の主面および側面の枝部に形成される励振電極６と音叉の基部に形成され固定用電極７、音叉の基部に形成され励振電極６と固定用電極７を電気的に接続する接続電極８で構成されている。電極の材料としては例えば下地の金属層としてクロム、表面の金属層としては金等が用いられる。
【０００４】
音叉型圧電振動子の製造方法を説明する。図６は圧電振動子の製造方法を説明するための図である。まず、気密端子４の２本のリード線２間のガラス５上面にハンダ３をスクリーン印刷等の手段により塗布する。次に、振動片１を２本のリード線２の間に載置する。この状態では振動片１がハンダ３上に載った状態となる。そして、この状態でハンダ３を加熱すると、ハンダ３は溶融されその表面張力とぬれ性によりリード線２や振動片１に形成された電極に付着し、振動片１とリード線２とが接合される。次いで、振動片１上の電極の一部を除去する等の手段により周波数の調整をし、真空中あるいは窒素ガス中で振動片１が搭載された気密端子４を封止管（不図示）により気密封止して圧電振動子の完成となる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、このようなハンダ等の金属ロー材によりリード線と振動片が接合された圧電振動子は、ハンダ３を溶融し振動片１とリード線２を接合する際に、ハンダ３が振動片１上の励振電極６にぬれ上がり、圧電振動子の振動バランスが崩れ、Ｑ値、発振周波数の安定性、耐衝撃性等の特性劣化が課題となっている。特に、回路実装時のリフローに対応した高融点タイプの圧電振動子においては、高融点の錫−鉛ハンダに代わり鉛フリー化に対応した錫−銀ハンダや錫−銅ハンダ等の鉛フリーハンダを使用した場合、そのリフロー工程においてハンダが溶融され、励振電極にぬれ上がってしまいリフローの前後で周波数の変化が発生することが課題となっている。
【０００６】
このような励振電極へのハンダのぬれ上がりを防止する手段としては、例えば、リード線と振動片の接合部周囲の電極を、クロム等のハンダのぬれ性が悪い金属層で形成する構成が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３３５９７１号公報
【特許文献２】特開平２−２９８１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで特許文献２に記載されるように、振動片とリード線の接合部周囲の電極をハンダのぬれ性の悪い金属層とすることで、接合部のハンダが励振電極へぬれ上がることは防止できるが、例えば図５に示されるような励振電極と固定用電極の間に振動片の巾方向と平行な接続電極が配設された電極パターンが存在している圧電振動子の場合、基部には固定用電極と振動片の巾方向と平行に配設された接続電極が狭ピッチで配設されていることから、振動片とリード線の接合に使用するハンダの量が多いと、固定用電極上にのみに付着すべきハンダが、励振電極と固定用電極の間の振動片の巾方向と平行な接続電極に付着してしまい、このハンダが励振電極にぬれ上がることで圧電振動子の特性を悪化させるという問題が発生していた。
【０００９】
そこで本発明は上記課題に鑑み、振動片と接続電極の接合に使用されるハンダが接続電極に付着することで発生する特性不良を防止し、信頼性の高い水晶振動子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
圧電振動片と、前記圧電振動片をハンダにより接合するリード線を有する気密端子と、前記圧電振動片を搭載した気密端子を気密封止する封止管からなる圧電振動子において、前記圧電振動片上には、励振電極と、前記リード線と前記圧電振動片を接合する固定用電極と、この固定用電極と前記励振電極を電気的に接続する接続電極が形成されており、前記励振電極と前記固定用電極との間に位置する前記接続電極の少なくとも一部が前記ハンダとぬれ性の悪い金属層により形成されている圧電振動子とする。
【００１１】
前記励振電極、固定用電極および接続電極は、前記圧電振動片表面に形成された下地金属層と、この下地金属層表面に形成された表面金属層により構成されており、前記励振電極と前記固定用電極との間に位置する前記接続電極の少なくとも一部が前記下地金属層で形成されている圧電振動子とする。
【００１２】
前記圧電振動片と前記気密端子を非導電性接着剤で固定した圧電振動子とする。
【発明の効果】
【００１３】
接続電極の少なくとも一部をハンダとぬれ性の悪い金属により形成したことにより、振動片とリード線を接合する際のハンダの量の如何に関わらず、ハンダの接続電極への付着を防ぐことができ、信頼性の高い圧電振動子を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
圧電振動片と、前記圧電振動片をハンダにより接合するリード線を有する気密端子と、前記圧電振動片を搭載した気密端子を気密封止する封止管からなる圧電振動子において、前記圧電振動片上には、励振電極と、前記リード線と前記圧電振動片を接合する固定用電極と、この固定用電極と前記励振電極を電気的に接続する接続電極が形成されており、前記励振電極と前記固定用電極との間に位置する前記接続電極の少なくとも一部が前記ハンダとぬれ性の悪い金属層により形成されていることを特徴とする圧電振動子。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の実施例における圧電振動子を示す図であり、図２は本発明の実施例における圧電振動子の接合部を示す断面図である。水晶からなる振動片１１は、基部１２から平行に延びる２つの音叉脚部１３の主面と側面に励振電極１４と、固定用電極１５、励振電極１４と固定用電極１５を電気的に接続する接続電極１６、および周波数調整用電極１７を有する。励振電極１４、固定用電極１５、接続電極１６、および周波数調整用電極１７は、振動片１１表面にクロムよりなる下地金属層と、この金属層の表面に錫の中間金属層、さらにその表面に銀の表面金属層とにより構成される。また接続電極１６の一部には、クロムからなる下地金属層のみで形成された下地金属層露出部１６ａが形成されている。
【００１６】
振動片１１上の電極は次のような工程により形成される。まず第１工程として、振動片１１上の下地金属層露出部１６ａおよび下地金属層露出部１６ａと繋がる接続電極の一部にクロムの金属層を蒸着する。次に第２の工程として、下地金属層露出部１６ａ以外の電極パターン部にクロムよりなる下地金属層、錫の中間金属層、銀の表面金属層を順次蒸着する。ここで、第１工程において下地金属層露出部１６ａと繋がる接続電極の一部まで金属層を形成し、第２工程で下地金属層露出部１６ａ以外の電極パターン部に金属層を蒸着することで、第１工程と第２工程で重複して金属層が形成される部分ができ、第１工程で形成した金属層と第２工程で形成した金属層の電気的接続を確実にすることができる。
【００１７】
このように形成された振動片１１は、従来技術に示される製造方法により気密端子１８に搭載され、封止管（不図示）により気密封止され圧電振動子が完成される。本発明の圧電振動子によれば、接続電極１６の一部にハンダのぬれ性が悪い金属からなる下地金属層露出部１６ａが形成されているので、固定用電極１５から励振電極１４へのハンダ２０のぬれ上がりが防止でき、また振動片１１と気密端子１８のリード線１９を接合する際のハンダ２０の量が多くとも、接続電極１６の一部である下地金属層露出部１６ａにハンダ２０が付着しないので、信頼性の高い圧電振動子を提供できる。
【００１８】
なお、本実施例では下地金属層の材料としてクロムを挙げているが、振動片の母材と密着し、チタンやニッケルのようにハンダのぬれ性が悪い導電材料の中から適宜選択すれば良く、中間金属層、表面電極層についても本実施例に限定されるものではない。さらに電極は、下地金属層、中間金属層、表面金属層からなる３層構造ではなく、下地金属層と表面金属層の２層構造としても良い。
【００１９】
また、本実施例で示すように接続電極の一部のみならず励振電極もクロム等の金属層１層で構成することも可能であるが、励振電極まで金属層１層とすると圧電振動子の重要な特性の一つである共振抵抗値が増加してしまうので、好ましくは接続電極の一部のみを金属層１層とすることが好ましい。
【実施例２】
【００２０】
図３は本発明の別の実施例を示す図である。本実施例は、実施例１における振動片１１と気密端子１８のリード線１９を鉛フリーハンダ２１にて接合し、振動片１１と気密端子１８の間に非導電性接着剤２２を塗布し、振動片１１と気密端子１８を固定している。非導電性接着剤２２としては、シリコン系接着剤をニードル等の手段により固定部へ塗布し固化させる。このように鉛フリーハンダ２１にて振動片１１とリード線１９を接合した場合は、圧電振動子をリフローした際に鉛フリーハンダ２１が溶融してしまうことがあるが、実施例１と同様に、リフローの際に鉛フリーハンダ２１が溶融してしまったとしても下地金属層露出部１６ａにより励振電極１４への鉛フリーハンダ２１のぬれ上がりを防止することができる。さらに、振動片１１と気密端子１８の機械的支持が鉛フリーハンダ２１だけでなく非導電性接着剤２２によりなされることで、リフローの際に鉛フリーハンダ２１が溶融したとしても、非導電性接着剤２２により振動片１１は気密端子１８に支持され、振動片１１の倒れを防止することができ、リフローに対応した高融点タイプ鉛フリー圧電振動子を提供することができる。
【００２１】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明の圧電振動子は実施例に記載の形態に限定されるものではなく、振動片と気密端子の接合部の周囲だけでなく、接続電極の少なくとも一部をハンダとぬれ性の悪い金属層により形成することで、ハンダの励振電極へのぬれ上がりを防止することができれば、その用途に応じて適宜その形態を変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例における圧電振動子を示す図。（実施例１）
【図２】本発明の実施例における圧電振動子の接合部を示す断面図。（実施例１）
【図３】本発明の別の実施例を示す図。（実施例２）
【図４】圧電振動子の斜視図。
【図５】圧電振動片の斜視図。
【図６】圧電振動子の製造方法を説明するための図。
【符号の説明】
【００２３】
１    振動片
２    リード線
３    ハンダ
４    気密端子
５    ガラス
６    励振電極
７    固定用電極
８    接続電極
１１    振動片
１２    基部
１３    音叉脚部
１４    励振電極
１５    固定用電極
１６    接続電極
１６ａ  下地金属層露出部
１７    周波数調整用電極
１８    気密端子
１９    リード線
２０    ハンダ
２１    鉛フリーハンダ
２２    非導電性接着剤
【図１】
2007037003.tif 000003
【図２】
2007037003.tif 000004
【図３】
2007037003.tif 000005
【図４】
2007037003.tif 000006
【図５】
2007037003.tif 000007
【図６】
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