(57)【要約】【目的】金属カバーの接合後における容器本体の変形を防止し、振動特性を良好に維持した水晶デバイスを提供する。【構成】少なくとも一対の水晶保持端子４を有するとともに枠壁１ａ及び底壁１ｂからなる凹状とした容器本体１と、前記一対の水晶保持端子４に一対の引出電極７の延出した外周部が固着された水晶片２と、前記容器本体１の開口端面に接合された金属カバー３とを有する水晶デバイスにおいて、前記一対の水晶保持端子４の外周には前記枠壁１ａとの機械的結合度を小さくする溝１０が設けられた構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対の水晶保持端子を有するとともに枠壁及び底壁からなる凹状とした容器本体と、前記一対の水晶保持端子に一対の引出電極の延出した外周部が固着された水晶片と、前記容器本体の開口端面に接合された金属カバーとを有する水晶デバイスにおいて、前記一対の水晶保持端子の外周には前記枠壁との機械的結合度を小さくする溝が設けられたことを特徴とする水晶デバイス。
【請求項２】
前記一対の水晶保持端子は前記容器本体の内底面に設けられた水晶デバイス。
【請求項３】
前記一対の水晶保持端子は前記容器本体の内壁段部に設けられた水晶デバイス。
【請求項４】
前記一対の水晶保持端子は前記容器本体の一端部両側であって、前記引出電極は前記水晶片の一端部両側である水晶デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面実装用の水晶振動子や水晶発振器等の水晶デバイスを技術分野とし、特に容器本体に少なくとも水晶片を収容して金属カバーを接合してなる水晶デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
水晶デバイスはフィルタ等を含めて周波数制御素子として知られ、水晶振動子や発振器は時間の基準源として各種の電子機器に内蔵される。このようなものの一つに、水晶片を収容した容器本体に例えばシーム溶接によって、金属カバーを接合した表面実装用の水晶振動子（以下、表面実装振動子という）がある。
【０００３】
（従来技術の一例）
第５図は一従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子の断面図、同図（ｂ）は金属リングを除く容器本体の平面図、同図（ｃ）は水晶片の平面図である。
【０００４】
表面実装振動子は積層セラミックからなる凹状とした容器本体１に水晶片２を収容し、金属カバー３を被せてなる。容器本体１は開口部を有する枠壁１ａを底壁１ｂに積層してなる。凹部の内底面となる底壁１ｂの表面の一端部両側には一対の水晶保持端子４を有し、枠壁１ａとの積層面を経て例えば一組の対角部に設けた実装電極５と接続する。
【０００５】
水晶片２は両主面に励振電極６を有し、一端部両側の外周部に引出電極７を延出してなる。そして、引出電極７の延出した一端部両側が導電性接着剤８によって水晶保持端子４に固着する。金属カバー３は平板状として、容器本体１の開口端面に設けられた図示しない金属厚膜を含む金属リング９にシーム溶接によって接合される。なお、金属カバー３は枠壁１ａに設けられた図示しない電極貫通孔（スルーホール、ビアホール）によって、容器本体１の外底面の他組の対角部に設けたアース端子としての実装電極５に接続する。
【０００６】
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３の一組の対向辺に当接して通電し、回転しながら進行する。これにより、金属カバー３の表面に設けられたニッケルメッキをジュール熱によって溶融し、一組の対向辺を溶接する。そして、他組の対向辺を同様にして接合し、水晶片２を密閉封入する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の表面実装振動子ではシーム溶接によって金属カバー３を接合することに起因して次の問題があった。すなわち、シーム溶接ではジュール熱によって金属カバー３が膨張した状態で、容器本体１（セラミック）の開口面に接合される。この場合、金属カバー３の方がセラミックよりも膨張係数が大きい。
【０００８】
このことから、特に、接合後の金属カバー３の収縮時に、第６図（ａ）に示したように容器本体１の開口端面が内方に引っ張られる。したがって、容器本体１の底壁１ｂ層が凹面状にたわんで変形し、水晶片２の保持部に応力を生ずる「第６図（ｂ）」。そして、水晶振動子の振動周波数や周波数温度特性等の振動特性に悪影響を及ぼす。この場合、水晶片２の一端部両側が固着されるので、特に幅方向の応力によって振動特性に悪影響を及ぼす問題があった。
【０００９】
（発明の目的）
本発明は金属カバーの接合後における容器本体の変形を防止し、振動特性を良好に維持した水晶デバイス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】
【００１０】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、少なくとも一対の水晶保持端子を有するとともに枠壁及び底壁からなる凹状とした容器本体と、前記一対の水晶保持端子に一対の引出電極の延出した外周部が固着された水晶片と、前記容器本体の開口端面に接合された金属カバーとを有する水晶デバイスにおいて、前記一対の水晶保持端子の外周には前記枠壁との機械的結合度を小さくする溝が設けられた構成とする。
【発明の効果】
【００１１】
このような構成であれば、一対の水晶保持端子の外周に設けた溝によって枠壁との機械的強度が小さくなる。したがって、例えば金属カバーの収縮によって、容器本体の開口端面が内方に引っ張られても、溝によって引っ張り力が吸収される。これにより、水晶片の保持部に生ずる応力を軽減して振振動特性を良好に維持できる。
【００１２】
（実施態様）
本発明の請求項２では、前記一対の水晶保持端子は前記容器本体の内底面に設けられる。同請求項３では、前記一対の水晶保持端子は前記容器本体の内壁段部に設けられる。同請求項４では、前記一対の水晶保持端子は前記容器本体の一端部両側であって、前記引出電極は前記水晶片の一端部両側とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施形態）
第１図は本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子の断面図、同図（ｂ）は枠壁の二層目の平面図、同図（ｃ）は金属リングを除く容器本体の平面図である。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。
【００１４】
表面実装振動子は、前述したように、枠壁１ａを底壁１ｂに積層して凹状とした容器本体１における内底面の水晶保持端子４に引出電極７の延出した水晶片２の一端部両側を固着し、容器本体１の開口端面に金属カバー３をシーム溶接によって接合してなる。
【００１５】
ここでは、容器本体１の底壁１ｂを例えば二層として、一層目１b1の外底面に実装電極５を、二層目１b2の表面に一対の水晶保持端子４を形成する。そして、一対の水晶保持端子４を取り囲む外周にはコ字状の溝１０が設けられる。また、この例では、一層目１ｂ1と二層目１ｂ2との積層面にはアース端子と接続するシールド電極１１を設ける。
【００１６】
これらは、一層目１b1、二層目１ｂ2及び枠壁１ａのいずれもシート状のセラミック生地とし、印刷による電極パターン（下地電極）も含めて一体的に焼成される。そして、表面に露出した電極パターンに例えばＮi及びＡuメッキを施した後、個々の容器本体１に分割される。なお、図では電極パターンのうちの水晶保持端子４のみを示している。
【００１７】
このような構成であれば、一対の水晶保持端子４の設けられた水晶保持領域の外周には溝１０が設けられるので、水晶保持領域と枠壁１ａとの機械的結合強度は小さくなる。したがって、シーム溶接後の金属カバー３の収縮によって開口端面（枠壁１ａ）が内方に引っ張られても、溝１０によって引っ張り力が吸収される。
【００１８】
これにより、水晶保持領域が湾曲するのを防止し、水晶片２の保持部に生ずる応力を軽減して振動周波数や周波数温度特性の振動特性を良好に維持できる。この場合は、特に、水晶片２の一端部両側が固着される幅方向の両側に溝１０が設けられているので、同方向の応力が吸収されて振動特性を良好に維持する。
【００１９】
また、付随的に、水晶保持端子４に塗布される導電性接着剤８の余剰分が溝１０に流入して、水晶片２の中央部に進行することを防止するので、これによっても振動特性を良好に維持する。この場合、水晶保持端子４の間となる二層目１ｂ２に溝を設けることもできる。また、この例では、一層目１b1と二層目１b2との積層面にシールド電極を設けたアース端子（実装電極５）に接続するので、両主面側からの雑音の侵入や放出を防止する。したがって、雑音が少なくＥＭＩ対策にもなる。
【００２０】
なお、容器本体１の底壁１ｂは二層としたが、例えば第２図（ａ）の断面図に示したように底壁１ｂを一層として例えば型押しによって、一対の水晶保持端子４の外周に前述同様のコ字状とした溝１０を設けることもできる。この場合、積層数を少なくするので、この分安価になる。また、一端部両側を保持して幅方向の応力が水晶片２を歪ませて振動特性を悪化させるので、例えば第２図（ｂ）の二層目１ｂ2の平面図に示したように幅方向の両側にのみ直線上の溝を形成してもよい。
【００２１】
そして、容器本体１（底壁１ｂ）の底面にアース端子に接続したシールド電極を設けて、例えばアース端子を除くシールド電極上に絶縁膜を設けてもよい。この場合、前述した積層面にシールド電極を設けた場合に比較し、シールド電極と水晶片２と電気的に接続した実装電極５との間の容量を排除できるので、振動周波数のバラツキを小さくできる。
【００２２】
（第２実施形態）
第３図は本発明の第２実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の断面図、同図（ｂ）は金属リングを除く容器本体の平面図である。なお、第１実施形態と同一部分の説明は省略又は簡略する。
【００２３】
第２実施形態では、容器本体１内に水晶片２のみならず、発振回路を集積化したＩＣチップ１２を収容して表面実装発振器を形成する例である。容器本体１は内壁段部を有する枠壁１ａを底壁１ｂに積層してなる。枠壁１ａは枠幅の大きい一層目１a1とこれより小さい二層目１a2からなり、内壁段部を形成する。内壁段部となる一層目１a1の表面上に一対の水晶保持端子４を有する。
【００２４】
そして、内壁段部の外周には鉤状の溝１０が設けられる。また、凹部底面にはＩＣチップ１２の固着される図示しない回路端子が設けられる。これらは、前述のようにシート状のセラミック生地を一体的に焼成した後、個々の容器本体１に分割される。
【００２５】
水晶片２は段部の水晶保持端子４に導電性接着剤８によって固着され、ＩＣチップ１２は凹部底面の回路端子に例えばバンプを用いた超音波熱圧着によって固着される。そして、水晶保持端子４はＩＣチップ１２の水晶端子に接続し、ＩＣチップの電源、アース及び出力等は容器本体１の外底面に設けた実装電極５と電気的に接続する。容器本体１の開口端面は前述同様に金属カバー３がシーム溶接によって金属リング９に接合される。
【００２６】
このような構成であっても、第１実施形態と同様に、金属カバー３の接合後の特に幅方向の収縮力が溝１０によって吸収され、水晶片２の保持部に生ずる応力を軽減するので、振動特性を良好に維持する。したがって、封止後における水晶振動子の振動特性を良好に維持できる。
【００２７】
なお、この実施形態において、凹部にはＩＣチップを収容することなく、水晶片２のみを収容して水晶振動子とした場合であっても適用できることは勿論である。この場合、段部によって水晶片２の主面（励振電極６部）と底面との間隔を確実に維持できる。また、溝１０は積層後に前述のように型押しによって形成することもできる。
【００２８】
（他の事項）
上記実施形態ではいずれの場合でも水晶片の一端部両側を保持する例を示したが、例えば第1実施形態に対応する第４図に示したように、図示しない引出電極の延出した水晶片の両端部を保持する場合でも適用できる。すなわち、第２底壁層の両端側に設けた水晶保持端子４の長さ方向の外周にそれぞれコ字状の溝１０を設ける。
【００２９】
この場合であっても、同様にして金属カバー３の溶接後の収縮によって、特に長さ方向の応力を溝１０によって緩和するので、振動特性を良好に維持できる。そして、この場合は、長さ方向の応力を基本的に緩和すればよいので、長さ方向の両側にのみ溝１０を設けてもよい。また、溝１０は型押しでも、ＩＣチップを収容して表面実装発振器とする場合でも同様に適用できる。
【００３０】
また、容器本体１は例えば両主面に凹部を有する断面Ｈ構造とし、一方の凹部に水晶片２を、他方の凹部にＩＣチップを収容して、一方の凹部の開口端面に金属カバー３をシーム溶接した場合でも、第１実施形態と同様にして一方の凹部に設けた水晶保持端子４の外周に溝１０を形成することによって同様な効果を得る。
【００３１】
また、枠壁１ａを底壁１ｂに積層した凹部を有する積層セラミックから容器本体１を形成したが、例えば底壁１ｂにシーム溶接用の枠状とした金属リング９を設け凹部を形成する場合でも同様に適用できる。そして、金属カバー３はシーム溶接によって容器本体１の開口端面に設けたが、例えば電子ビームを照射するビーム溶接や、共晶合金を用いた溶着であっても適用でき、要は熱の発生による膨張係数差によって凹状や平板状の容器本体１の底面が湾曲して振動特性に影響を与える水晶デバイスに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子の断面図、同図（ｂ）は枠壁の二層目の平面図、同図（ｃ）は金属リングを除く容器本体の平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の他の例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子の断面図、同図（ｂ）は底壁の二層目の平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装発振器の断面図、同図（ｂ）は金属リングを除く容器本体の平面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子の断面図、同図（ｂ）は枠壁の二層目の平面図、同図（ｃ）は金属リングを除く容器本体の平面図である。
【図５】従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子の断面図、同図（ｂ）は金属リングを除く容器本体の平面図、同図（ｃ）は水晶片の平面図である。
【図６】従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子の断面図、同図（ｂ）は一部拡大図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  容器本体、２  水晶片、３  金属カバー、４  水晶保持端子、５  実装電極、６  励振電極、７  引出電極、８  導電性接着剤、９  金属リング、１０  溝、１１  シールド電極、１２  ＩＣチップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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