(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、前記ベースに設けた一対の保持部材と、板状に成形され圧電振動を励振されて一側板面が前記ベースの上面に対向した水晶片と、低融点ガラスと金属フィラーを混ぜ合わせたフィレットを加熱溶融して前記水晶片の端部に塗着して形成し、前記保持部材に対応する位置に設けられた第１、第２の接続部と、
低融点ガラスと金属フィラーを混ぜ合わせたフィレットを加熱溶融して前記水晶片の端部に塗着して両側板面にまたがって形成し、前記水晶片の周縁部であって前記水晶片の他側板面に形成された金属薄膜によって前記第２の接続部と導通させた第３の接続部と、
前記水晶片を前記ベースに平行に保持するように前記保持部材に前記第１、第２の接続部を固着する金・ゲルマのロー材と、
前記水晶片の一側板面に形成され、第１の引き出し部が前記第３の接続部に導通した一方の励振電極と、
前記一方の励振電極に相対面して前記水晶片の他側板面に形成され、第２の引き出し部が前記第１の接続部に対して間隙をもって形成され、金属薄膜によって前記第２の引き出し部と前記第１の接続部を導通させた他方の励振電極と、
を具備することを特徴とする耐熱水晶振動子。
【請求項２】
特許請求の範囲第１項に記載のものにおいて、ベースは一対の端子が貫通し、端子の先端部に保持部材を形成したことを特徴とする耐熱水晶振動子。
【請求項３】
特許請求の範囲第１項に記載のものにおいて、ベースはセラミック製の表面実装用の容器であることを特徴とする耐熱水晶振動子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱性を向上した耐熱水晶振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水晶振動子を用いた水晶発振器の発振周波数は安定なことで知られている。
この発振周波数を変動させる原因としては温度変化による影響が最も大きい。
たとえば最も多用されているＡＴカットの水晶振動子を用いた水晶発振器の場合−３０℃〜８０℃の温度変化に対して数十ｐｐｍ〜数百ｐｐｍの周波数変化を生じる。
【０００３】
このため計測器、移動通信の基地局等の安定な周波数源を要求される用途では水晶振動子を恒温槽に収納した恒温槽型の水晶発振器が用いられている。
この恒温槽型の水晶発振器では、水晶振動子を８０℃程度の一定温度に加熱した恒温槽に収納することにより温度変化による発振周波数の変化を生じないようにしている。
【０００４】
しかしながら、このような恒温槽型の水晶発振器に用いる水晶振動子は８０℃程度の高温の環境で使用される。
一方、常温付近の温度で使用される水晶振動子では、水晶片の板面に形成した励振電極を、板面の縁部まで延出し、この延出端部を先端部にクリップを形成したワイヤ、金属薄板等からなる保持部材で保持し、この保持部位に導電性接着剤を塗布して固着するとともに電気的な導通を図るようにしている。
【０００５】
この導電性接着剤は、たとえばエポキシ接着剤に銀の薄片、粒等を混ぜ合わせたものである。
しかしながら導電性接着剤を使用した水晶振動子を高温環境におくと、特に接着剤の有機成分から発生したガスが励振電極に付着して、発振周波数を経時的に変化させる問題がある。
【０００６】
このため、恒温槽で使用する水晶振動子では図３に示すような構造のものが考えられている。
この水晶振動子ではベース２１に２本の端子２２を植設し、端子２２の先端部に保持部材２３を取り付けている。
【０００７】
一方、水晶片２４の両側端部に低融点ガラスと銀フィラーを混ぜ合わせたフィレットを塗りつけて４００℃を超える温度まで加熱して溶融し接続部２６を形成する。低融点ガラスは、水晶と成分が類似しているため水晶片３の所定位置に接続部５を強固に固着して形成することができる。
【０００８】
そして水晶片２４の表裏板面の中心部に相対面して励振電極２５を蒸着で形成し、この励振電極２５を互いに反対方向に板面の端部の接続部２６に所定の間隔を存する位置まで延出させる。
そして保持部材２３で水晶片２４の接続部２６を保持し、金・ゲルマのロー材を用いて３５０℃程度に加熱して共晶合金を形成して接合する。
【０００９】
なお、励振電極を保持部材間で延在させた状態で、金・ゲルマのロー材で接合すると、励振電極に電解腐食により食われ現象を発生する。このため電極が変質して共振周波数が徐々に変化したり、極端な場合は水晶片３が保持部材から脱落してしまう問題があり好ましくない。
しかしながら、接続部２６の主成分は銀であり、かつ励振電極２５とは間隙を存して形成することにより、金・ゲルマのロー材を用いて接続部２６と保持部材２３とを確実に接合することができ、かつ励振電極２５に悪影響を与えることもない。
【００１０】
そして水晶片２４の表裏板面で、励振電極２５の導出端部と接続部２６とを覆うように金属薄膜を蒸着して導通させる。
なお励振電極２５には、さらに微量の金属膜を重ねて蒸着し、その質量付加効果により共振周波数を微調整して目的周波数に合わせ込む。
そして、励振電極２５の延出端部と対向する接続部２６との間に蒸着を行って蒸着金属２７によって両者を導通させる。
【００１１】
そして下端が開口したカバー２８をベース２１にかぶせて、不活性ガス、真空等の雰囲気で開口端部をベース２１の周縁のフランジ部分に、半田付け、冷間圧接等により接合し気密に封止する。
【００１２】
しかしながら、近時種々の電気機器では組立工程の自動化、形状の小型化等の目的で表面実装型の部品が多用される傾向がある。
このため水晶振動子も表面実装型のものが求められている。
このように表面実装型の水晶振動子では、たとえば外形は矩形で上面に水晶片を収納する凹所を形成したセラミック製のベースの開口に金属製の蓋をシーム溶接により封止した容器が用いられる。
【００１３】
したがってこのようなものでは、水晶片はベースの凹所の底面に平行に収納することになる。
このため凹所の底面に形成した保持電極に、水晶片の保持部を金・ゲルマのロー材で固着すると、水晶片の下側の電極に対しては蒸着等を行うことができない。このため下側の励振電極を保持部材に電気的に接続することができない問題を生じる。
【００１４】
また、リード線を有する水晶振動子でも、ベースに設けた保持部材に水晶片を水平に保持するものがあり、このような水晶振動子でも、保持部材で水晶片を保持した状態では、水晶片の下側の板面に蒸着等を行うことはできない。したがってこのような場合も下側の励振電極を保持部材に電気的に接続することができない問題がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、水晶片をベースに水平に保持する水晶振動子において、水晶片を金・ゲルマのロー材で保持部材に固着して保持し、かつ表裏板面の励振電極を蒸着によって保持部材に接続するようにして、良好な耐熱性を得ることができる耐熱水晶振動子を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、ベースと、前記ベースに設けた一対の保持部材と、板状に成形され圧電振動を励振されて一側板面が前記ベースの上面に対向した水晶片と、低融点ガラスと金属フィラーを混ぜ合わせたフィレットを加熱溶融して前記水晶片の端部に塗着して形成し、前記保持部材に対応する位置に設けられた第１、第２の接続部と、
低融点ガラスと金属フィラーを混ぜ合わせたフィレットを加熱溶融して前記水晶片の端部に塗着して両側板面にまたがって形成し、前記水晶片の周縁部であって前記水晶片の他側板面に形成された金属薄膜によって前記第２の接続部と導通させた第３の接続部と、前記水晶片を前記ベースに平行に保持するように前記保持部材に前記第１、第２の接続部を固着する金・ゲルマのロー材と、前記水晶片の一側板面に形成され、第１の引き出し部が前記第３の接続部に導通した一方の励振電極と、前記一方の励振電極に相対面して前記水晶片の他側板面に形成され、第２の引き出し部が前記第１の接続部に対して間隙をもって形成され、金属薄膜によって前記第２の引き出し部と前記第１の接続部を導通させた他方の励振電極と、を具備することを特徴とする耐熱水晶振動子である。
【００１７】
そして本発明の請求項２は、請求項１に記載のものにおいて、ベースは一対の端子が貫通し、端子の先端部に保持部材を形成したことを特徴とする耐熱水晶振動子であり、本発明の請求項３は、請求項１に記載のものにおいて、ベースはセラミック製の表面実装用の容器であることを特徴とする耐熱水晶振動子である。
【発明の実施の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態をベースにリード端子を有する振動子を例として図１に示す組立斜視図を参照して詳細に説明する。
１は略円盤状のベースであり、金属板を加工して外周縁にフランジ２を形成し中心部分にはハーメガラス３を充填して一対の端子４を互いに絶縁して貫装している。端子４の先端部分には釘の頭状の保持部材５を形成している。
【００１９】
そして６は人工水晶の結晶を結晶軸に対して所定角度に切断して丸板状に成型した水晶片である。
この水晶片６の周縁部の上記保持部材５に対応する位置には低融点ガラスと金属フィラーを混ぜ合わせたフィレットを塗着して、加熱溶融させて第１、第２の接続部７、８を形成している。
【００２０】
また水晶片６の周縁部に、上記第２の接続部８に所定の間隙を存して、かつ水晶片６の両側板面にまたがって低融点ガラスと金属フィラーを混ぜ合わせたフィレットを塗着して、加熱溶融させて第３の接続部９を形成している。
そして水晶片６の一側板面には、引き出し部分が上記第３の接続部９に導通するように一方の励振電極１０を形成している。
【００２１】
さらに水晶片６の他側板面には、上記一方の励振電極１０に相対面して他方の励振電極１１を形成し、他方の励振電極の引き出し部を上記第１の接続部７に所定の間隙を存するように形成している。
これらの励振電極１０、１１はたとえば蒸着を行って形成すればよい。
【００２２】
そして水晶片６の一側板面側がベースの上面に平行かつ対面するように、保持部材５と第１、第２の接続部とを金・ゲルマのロー材を用いて固着する。
そして、水晶片６の他側板面側から、一方の励振電極１０の引き出し部と第１の接続部７との間を覆うように蒸着を行い、これらの間を蒸着金属１２により電気的に導通させる。
【００２３】
同様に第２の接続部８と第３の接続部９の間を覆うように蒸着を行い、これらの間を蒸着金属１３により電気的に導通させる。
なお、必要に応じて水晶片６の他方の励振電極１１に対して微量の蒸着金属を蒸着して、その質量付加効果により共振周波数を正確に調整する。
【００２４】
そして、下端面に開口を有し開口縁にフランジ１４を形成したカバー１５をベース１にかぶせて両者のフランジ２、１４部分を半田付け、圧接等の手段で接合して水晶片６を気密に封止する。
なお封止は、真空、不活性ガス雰囲気等で行い、封止後の励振電極等の化学的な変化を生じないようにする。
【００２５】
このような構成であれば、一方の励振電極１０は第３の接続部９、蒸着金属１３、第２の接続部８、金・ゲルマのロー材、保持部材５を介して端子４に接続することができる。
また他方の励振電極１１は蒸着金属１２、第１の接続部７、金・ゲルマのロー材、保持部材５を介して端子４に接続することができる。
【００２６】
したがって端子４を、適宜な水晶発振回路に接続することにより水晶片６に圧電振動を励振させて安定な発振周波数を得ることができる。
また水晶片を封止した空間には、有機接着剤のように高温でガスを発生する虞のある材料は用いていないため、８０℃程度の恒温で用いても極めて高い安定度を得ることができる。
【００２７】
なお本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば図１と同一部材に同一符号を付与して図２に示す組立斜視図のような表面実装型の水晶振動子にも適用することができる。
【００２８】
すなわちベース１は、たとえばセラミックを焼成して上面に開口を有する箱形に成形し内部空間の底面に一対の保持部材５を設けている。
この保持部材５はベース１の外側側底面に設けた図示しない実装電極に導通させている。
この実装電極は、たとえば半田付け等でプリント基板に実装するために用いる。
【００２９】
そして水晶片６に、上記保持部材に対応して第１、第２の接続部７、８を低融点ガラスと金属フィラーを混ぜ合わせたフィレットを加熱溶融して形成する。
また第２の接続部８に所定の間隙を存して同様にフィレットを加熱溶融して第３の接続部９を形成する。
【００３０】
そして水晶片６の一方の板面に、一方の励振電極１０を蒸着して引き出し部を第３の接続部９に導通するように引き出す。
また水晶片６の他方の板面に他方の励振電極１１を蒸着し、引き出し部を第１の接続部７に所定の間隙を存して形成する。
【００３１】
そして水晶片６の一方の励振電極１０側をベース１の底面に対面させて第１、第２の接続部７、８を金・ゲルマのロー材で保持部材５に固着して保持し、かつ電気的に接続する。
そしてベース１の上面、すなわち水晶片６の他方の励振電極側から蒸着を行い、他方の励振電極１１と第１の接続部７との間を蒸着による金属薄膜１２により導通させる。
【００３２】
同様に第２、第３の接続部８、９の間に蒸着を行い、蒸着による金属薄膜１３によって導通させる。
さらに他方の励振電極１１に微量の蒸着金属を蒸着してその質量付加効果により共振周波数を正確に調整する。
【００３３】
そして真空、窒素ガス、不活性ガス等の雰囲気中でベースの上面開口にカバー１５をかぶせて気密に封止する。
このような表面実装型の水晶振動子の場合も、図１に示す端子を有する水晶振動子と同様の効果を奏することは勿論である。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ベース面に平行に水晶片の板面を保持するものにおいて、耐熱性が高く、一定温度に加熱した恒温槽における使用に適した耐熱水晶振動子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の組立斜視図である。
【図２】本発明の他の実施形態の組立斜視図である。
【図３】従来の耐熱水晶振動子の一例を示す組立斜視図である。
【符号の説明】
１            ・・  ベース
５            ・・  保持部材
７、８、９    ・・  接続部
１０、１１    ・・  励振電極
１２、１３    ・・  金属薄膜
【図１】
0004022055.tif 000002
【図２】
0004022055.tif 000003
【図３】
0004022055.tif 000004