(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、この振動板の表、裏面を覆うとともにその外周部で前記振動板の外周部を挟持した第１、第２のカバーと、これらの第１または第２のカバーの少なくとも一方の振動板とは反対側面に設けた第１、第２の外部電極とを備え、前記振動板は前記第１、第２のカバーによる挟持部内方に舌片状の振動部を有し、この振動部の表、裏面には励振用電極を形成し、これらの表、裏面の励振用電極からはそれぞれ振動部の根元部分を介してリード電極を引出し、これら表、裏のリード電極の一方は第１の接続部を形成し、他方のリード電極は前記一方のリード電極側に貫通後第２の接続部を形成し、これらの第１、第２の接続部は第１あるいは第２のカバーの貫通孔内面に設けた導電体を介してそれぞれ前記第１、第２の外部電極と導通させ、前記第１、第２の外部電極は、前記貫通孔内において、前記導電体を覆った共晶組成半田よりも高融点の高温半田膜と、この高温半田膜上に、導電性金属粉末に硬化型樹脂を混練した導電性樹脂ペーストを塗布して形成された下地電極と、この下地電極上に形成した半田層とで構成した振動子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種通信機器などに用いられる水晶等の振動子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種振動子は、振動板とこの振動板の表、裏面を覆うとともにその外周部で前記振動板の外周部を挟持した第１、第２のカバーとを備え、前記振動板は前記第１、第２のカバーによる挟持部内方に舌片状の振動部を有し、この振動部の表、裏面には励振用電極を形成していた。
【０００３】
従来の振動部の表、裏の励振用電極のリード電極と第１または第２のカバー外の第１、第２の外部電極との接続は、第１あるいは第２のカバーの貫通孔内に設けた導電体を介して行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
信頼性項目の１つとして、プリント基板に実装した場合の振動子のたわみ強度が要求されている。具体的には、少なくとも３ｍｍまでのたわみ量において振動子の割れや特性変化があってはならない。しかしながら上記従来例ではプリント基板がたわんだ時の応力が直接振動子に伝わり割れてしまうという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は振動子のたわみ強度を向上させることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そしてこの目的を達成するために本発明は、振動板と、この振動板の表、裏面を覆うとともにその外周部で前記振動板の外周部を挟持した第１、第２のカバーと、これらの第１または第２のカバーの少なくとも一方の振動板とは反対側面に設けた第１、第２の外部電極とを備え、前記振動板は前記第１、第２のカバーによる挟持部内方に舌片状の振動部を有し、この振動部の表、裏面には励振用電極を形成し、これらの表、裏面の励振用電極からはそれぞれ振動部の根元部分を介してリード電極を引出し、これら表、裏のリード電極の一方は第１の接続部を形成し、他方のリード電極は前記一方のリード電極側に貫通後第２の接続部を形成し、これらの第１、第２の接続部は第１あるいは第２のカバーの貫通孔内面に設けた導電体を介してそれぞれ前記第１、第２の外部電極と導通させ、前記第１、第２の外部電極は、前記貫通孔内において、前記導電体を覆った共晶組成半田よりも高融点の高温半田膜と、この高温半田膜上に、導電性金属粉末に硬化型樹脂を混練した導電性樹脂ペーストを塗布して形成された下地電極と、この下地電極上に形成した半田層とで構成したものである。
【０００７】
以上の構成とすれば、振動子のたわみ強度と気密性が向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、振動板と、この振動板の表、裏面を覆うとともにその外周部で前記振動板の外周部を挟持した第１、第２のカバーと、これらの第１または第２のカバーの少なくとも一方の振動板とは反対側面に設けた第１、第２の外部電極とを備え、前記振動板は前記第１、第２のカバーによる挟持部内方に舌片状の振動部を有し、この振動部の表、裏面には励振用電極を形成し、これらの表、裏面の励振用電極からはそれぞれ振動部の根元部分を介してリード電極を引出し、これら表、裏のリード電極の一方は第１の接続部を形成し、他方のリード電極は前記一方のリード電極側に貫通後第２の接続部を形成し、これらの第１、第２の接続部は第１あるいは第２のカバーの貫通孔内面に設けた導電体を介してそれぞれ前記第１、第２の外部電極と導通させ、前記第１、第２の外部電極は、前記貫通孔内において、前記導電体を覆った共晶組成半田よりも高融点の高温半田膜と、この高温半田膜上に、導電性金属粉末に硬化型樹脂を混練した導電性樹脂ペーストを塗布して形成された下地電極と、この下地電極上に形成した半田層とで構成したものであり、振動子を実装したプリント基板がたわんでも第１、第２の外部電極の一部の導電性樹脂ペーストの下地電極が緩衝材となって応力が抑圧され、振動子のたわみ強度が向上するという作用を有する。
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１において１は振動板で、板厚１００μｍの水晶板で構成されている。振動板１の表、裏面には、板厚４００μｍの水晶板よりなるカバー２，３が直接接合されている。尚、この図１における４，５は、外部電極でカバー３の裏面の対角線部分に配置されている。前記振動板１は、図２及び図３に示すように、その内方にＵ字状の切溝６が形成され、これにより舌片状の振動部７が形成されている。
【００１１】
この振動部７の表、裏面には、励振用電極８，９が形成され、各々振動部７の根元部１０を介してそのリード電極１１，１２が引き出されている。この内リード電極１１の端部は、図２から図５に示すように、振動板１をスルーホール１３により貫通し、その後図３に示すように振動部７の側方を通って根元部１０の反対側に延長されて接続部１４を形成している。またリード電極１２は、根元部１０側において接続部１５を形成している。そしてこれらの接続部１４，１５に対応するカバー３に形成された貫通孔１６，１７内の導電体１８を介して各々外部電極４，５に接続されている。
【００１２】
尚カバー２，３は、その外周部で振動板１の表、裏面の外周部を挟持し、また直接接合されているものであるが、それは振動板１の切溝６の外周部において接合されているのであって、リード電極１１が振動部７の側方を通過している部分については、その外方においてカバー３と接合されている。そして、このように振動板１の裏面側において、振動部７の側方に、リード電極１１を形成するために、図５、図６から明らかなように、振動板１は、カバー２，３との挟持部分だけを板厚を厚くし、振動部７及びリード電極１１，１２を形成する部分などはエッチングによりその板厚を薄くしている。
【００１３】
図４は、このエッチング工程後の振動板１を明確に表しており、枠線１９に対応する裏面部分がエッチングによりその板厚が薄くなっているのである。また、この枠線１９の外周部分がカバー２，３によって挟持接合される部分であり、この図４からも明らかなように、振動板１の長手方向側の挟持幅２０は、短方向の挟持幅２１よりも広くしている。
【００１４】
また図３のようにリード電極１１を振動部７の側方に設けたので、当然のこととして、振動部７は、振動板１の中心部より一方側へずれている。
【００１５】
尚、根元部１０における切溝６の切込みは図４のごとく、半円形状となっており、これにより過大な衝撃が加わった際にも、クラックが生じにくくなるのである。
【００１６】
また、図５、図６に示すようにカバー３に設けた貫通孔１６，１７は振動板１側が径小となった円錐形状をしており、この内面にクロムを下地にして銅または銅と金を蒸着あるいはスパッタリングにより付着させ、導電体１８を形成している。このときクロムは水晶と銅の接着力を高めるために数百オングストローム付着させ、銅は数千オングストローム〜数μｍ付着させる。また製造工程内での銅の酸化を防ぐため金を数百〜数千オングストローム付着する場合もある。
【００１７】
この導電体１８の上方は貫通孔１６，１７の上方径小部分を封口するとともに上記接続部１４，１５に電気的に接続され、またこの導電体１８の下方は、カバー３の振動板１とは反対側面において貫通孔１６，１７の開口縁に広がっている。
【００１８】
更に、貫通孔１６，１７の気密性を向上させる目的で図７に示すように前記貫通孔１６，１７の上方径小部を覆った導電体１８部分を覆うように貫通孔１６，１７内に流動状態とした共晶組成半田よりも高融点の高温半田が流入され（この時カバー３は図５、図６とは反転されて上方に位置している。）、高温半田膜２２となる。このとき高温半田膜２２は印刷や注入などの工法により形成される。
【００１９】
それでは本発明の実施の形態における特徴部分について説明する。すなわち、図５、図６に示すようにカバー３の裏面および貫通孔１６，１７の高温半田膜２２上に、銅を導電性金属粉末として硬化型樹脂と混練した導電性樹脂ペーストをスクリーン印刷等により塗布して硬化させた下地電極２３，２４上に半田膜２５，２６を形成した構造の外部電極４，５になっている。
【００２０】
（実施の形態２）
次に端面にも外部電極を形成した振動子について説明する。基本的には、図８、図９、図１０、図１１に示すように実施の形態１の構造において端面に導電性金属粉末に硬化型樹脂を混練した導電性樹脂ペーストを印刷またはディッピングによって端面下地電極２７，２８を塗布形成し、その上に半田膜２５，２６を形成して外部電極としたものである。形状的には２端子電極と４端子電極の場合があるが、構造的にはいずれも同じである。
【００２１】
ここで重要なのは、端面下地電極２７，２８を塗布形成する時に、下地電極２３，２４と導通をとるためにオーバーラップさせる必要がある。そのために印刷条件やディッピング条件または導電性樹脂ペースト粘度などを調整して行う。しかし、振動子のたわみ強度は、５面電極より３面電極、３面電極より２面電極と面数が少ない程有利になる。そこで、端面下地電極２７，２８の形成時のカバー２，３の表面へのまわり込みは極力抑える必要があり、その量としてはカバー３上の下地電極２３，２４と十分接触する０．３ｍｍ以下とする。
【００２２】
また、振動子の稜線をバレル研磨により丸みを形成することにより端面下地電極形成時、稜線部分で切れることを抑え、更には振動子が落下など衝撃に対してチッピング発生防止にもなる。
【００２３】
（実施の形態３）
次に、実施の形態１，２において下地電極２３，２４および端面下地電極２７，２８とカバー３、および振動子端面２９，３０との密着力向上の方法を述べる。半田膜２５，２６は半田ディップやクリーム半田を塗布し溶融することにより形成できる。しかし、半田膜形成の時溶融した半田がポーラス状の下地電極２３，２４および端面下地電極２７，２８にしみ込んできてカバー３の表面および振動子端面２９，３０との界面にまで達し、下地電極２３，２４および端面下地電極２７，２８の密着力を低下させる。
【００２４】
この現象を抑えるには下地電極２３，２４および端面下地電極２７，２８の膜厚を４０μｍ以上とすれば良い。更に、導電性金属粉にニッケルを用いた導電性樹脂ペースト形成膜をバリヤ層として下地電極を２重構造とすることにより効果は上がる。
【００２５】
また、カバー３の表面はポリッシュした後エッチングした平滑な面であるため、下地電極とカバー３の表面との密着についてはアンカー効果がほとんど作用しないと考えられる。そこで少なくともカバー３の表面をサンドブラストにより粗面化することによりアンカー効果を発生させ密着力の向上につながる。
【００２６】
更には、通信用の振動子は長時間の耐湿性が要求される。しかし、下地電極２３，２４とカバー３の表面とはアンカー効果および水酸基による共有結合で密着していると考えられ、水分が下地電極２３，２４とカバー３の界面に入り込むと共有結合が切れて下地電極２３，２４がはく離して導通がとれなくなる恐れがある。
【００２７】
そこで少なくともカバー３の表面に疎水性の表面処理を施せば、密着力の耐湿性が向上し信頼性の高い振動子となる。端面下地電極２７，２８についても同様のことは言え、振動子端面２９，３０にも疎水性の表面処理を行えば更に信頼性の高いものとなる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明は、振動板と、この振動板の表、裏面を覆うとともにその外周部で前記振動板の外周部を挟持した第１、第２のカバーと、これらの第１、または第２のカバーの少なくとも一方の振動板とは反対側面に設けた第１、第２の外部電極とを備え、前記振動板は、前記第１、第２のカバーによる挟持部内方に舌片状の振動部を有し、この振動部の表、裏面には励振用電極を形成し、これらの表、裏面の励振用電極からはそれぞれ振動部の根元部分を介してリード電極を引出し、これら表、裏のリード電極の一方は第１の接続部を形成し、他方のリード電極は、前記一方のリード電極側に貫通後、第２の接続部を形成し、これらの第１、第２の接続部は第１、あるいは第２のカバーの貫通孔内面に設けた導電体を介してそれぞれ前記第１、第２の外部電極と導通させ、前記第１、第２の外部電極は、前記貫通孔内において、前記導電体を覆った共晶組成半田よりも高融点の高温半田膜と、この高温半田膜上に、導電性金属粉末に硬化型樹脂を混練した導電性樹脂ペーストを塗布して形成された下地電極と、この下地電極上に形成した半田層とで構成されたものである。
【００２９】
そして以上の構成とすれば、プリント基板がたわんだ時にも第１、第２の外部電極の一部である導電性樹脂ペーストで形成された下地電極が緩衝材となって応力が振動子に伝わるのを抑圧するので、振動子のたわみ強度が向上する。さらに、貫通孔内において導電体を覆う高温半田膜により気密性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態の振動子の斜視図
【図２】  図１の振動板の表面状態を説明するための分解斜視図
【図３】  図１の振動板の裏面状態を説明するための分解斜視図
【図４】  振動板の上面図
【図５】  図４の振動板にカバー２，３を接合した振動子のＡ−Ａ断面図
【図６】  図４の振動板にカバー２，３を接合した振動子のＢ−Ｂ断面図
【図７】  他の実施の形態の要部拡大断面図
【図８】  他の実施の形態の振動子の斜視図
【図９】  他の実施の形態の振動子の斜視図
【図１０】  他の実施の形態の振動子のＡ−Ａ断面図
【図１１】  他の実施の形態の振動子のＢ−Ｂ断面図
【符号の説明】
１  振動板
２  カバー
３  カバー
４  外部電極
５  外部電極
７  振動部
９  励振用電極
１０  根元部
１１  リード電極
１２  リード電極
１４  接続部
１５  接続部
１６  貫通孔
１７  貫通孔
１８  導電体
２２  高温半田膜
２３  下地電極
２４  下地電極
２５  半田膜
２６  半田膜
２７  端面下地電極
２８  端面下地電極
２９  振動子端面
３０  振動子端面
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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