JPH03226105A - 電子部品用気密容器及びこれを用いた圧電振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子部品用気密容器及びこれを泪いた圧電振動
子を利用分野とし、特に気密漏れを防止して経年変化特
性を良好とした表面実装用の圧電振動子に関する。

（発明の背景） 圧電振動子特に水晶振動子は時間あるいは周波数の基準
源又はフィルタ素子等に不可欠部品として有用されてい
る。近年では、抵抗、コンデンサ等のチップ素子に代表
されるように表面実装用のものが望まれている０例えば
このようなものの一つに、本出麿人がすでに提案したよ
うなものがある（参照：実開昭６４−３２１４号公報）
。

（従来技術） １１２図はこのような従来例を説明する水晶振動子の分
解斜視図である。

水晶振動子は水晶片１．セラミック基板２．セラミック
カバー３及び接合材４からなる。水晶片１は例えば矩形
状のＡＴカットとし、鍔端部に電極５を延出する。そし
て、セラミック基板２に固着された保持部材６に両端部
を電気的・機械的に接続される。但し、セラミック基板
２の両端側にはｊ［１，第２及び第３の導電路７（ａｂ
ｃ）が形成される。第１導電ＪＩ７　ａは保持具と接続
し、第２導電路７ｂはこれから外周部に延出する。Ｉ！
３導電路７ｃはスルーホール加工（１１面）により第２
導電路と接続して裏面に設けられる（第３図新Ｗｒｌｌ
Ｊ）　、　　そして、導電ｊＩ７は通常セラミックとの
付着強度を良好とするＷ（タングステン）層を下地とし
、半田等とによる接合のためにＮｉを二層目あるいは更
にＡｕを三層目として積層する。セラミックカバー３は
周壁上面をセラミック基板２の外周に接合される。接合
材４は低融点ガラスとする０例えば、低融点ガラスをセ
ラミックカバー３の周壁上面に塗着してセラミック基板
２上に当接させる。そして、約４００乃至５００℃の雰
囲気中で低融点ガラスを溶融して接合面を気密に封止す
る。そして１通常では経年変化特性を良好とするため、
窒素等の不活性ガスを封入した構成とする。

（従来技術の８８点） しかしながら、上記構成の水晶振動子では１次のような
間原点の生ずることが判明した。すなわち、セラミック
基板２の外周部にはｗ２導電ＪＩ７ｂが延出する。そし
て、第４１３Ｎの断面図に示したように、低融点ガラス
による封止の際、セラミック基板２とセラミックカバー
３との接合面には第２導電ｊＩ７　ｃのＮ　ｉ　ＩＩが
露出して介在する。そして、リーク試験の結果、この部
分ではＮ　ｉ　＠と低融点ガラスとのなじみが悪く、Ｎ
ｉｇの厚みに応じてリーク不良を起こすことが判明した
。但し。

リーク試験はＨｅガスを４ｋｇ−Ｆに加圧した状態で封
入し、４時間後のリーク量をＨｅディタクタで検出して
計測される。

第５図は気密漏れと経年変化による周波数変化特性を示
す図である。すなわち、リーク試験において３Ｘ１０−
”ａｔｍ−ｃｃ／ｓｅｅのリーク（曲線口乃至ホ）があ
った場合には、１００００時間後には約５ｐｐｍ以上の
周波数変化を生ずる。

このようなことから１周波数基準源等の高安定を要求さ
れる分野では通常上記リーク量のあったものを不良品（
リーク不良）とする、但し、経年変化特性は通常電子部
品で用いられる最も高温の１２５℃で測定される。

１１１６図は上記のＮｉ膜厚（横軸μｍ）とリーク不良
率（縦軸％）との関係を示す図である。なお。

Ｎｉメツキは印刷焼成された１０〜２０μｍ程度のＷ（
タングステン）上に形成される。そして−Ｎｉ膜厚は１
μｍから６μｍの問として試料数はそれぞれ１０００個
としたときのリーク試験結果である。この図から明かな
ように−Ｎｉｊｌ厚は約１．５μｍ以上では約５〜２５
％以上の不良率を示して信頼性を損ねる。また−　１．
　５μｍ以下では不良率をＯとし気密性を良好とする。

しかし、このような厚みでは、基板上に表面実装する場
合、例えば半田食われを生じて接続不良を引き起こす。

したがフて、このようなものでは、Ｎｉ膜厚を１゜５μ
ｍ以下にできず、その結果リーク不良に起因した外囲気
の侵入等により経年変化特性を劣化させて信頼性に欠け
る問題があった。なお、Ｎｉ膜厚を１．５μｍ、Ｂ上と
してもリーク度を３Ｘ１０−９ａｔｍ−ｃｃ／ｓｅｅと
なるものも発生するが。

その頻度は少なく同一厚みでも再現性に欠ける。

（発明の目的） 本ＲｔＡは気密性を維持して経年変化特性を良好として
高信顆性の電子部品用容器及びこれを用いた圧電振動子
を提供することを目的とする。

（解決手段） 本発明は、導電路をセラミック基板に設けた貫通孔から
気密を維持して外表面に延出し、前記セラミック基板と
セラミックカバーとの接合面を全面的にセラミックとし
たことをとしたことを解決手段とする。以下、本発明の
一実施例を説明する。

（実施例） １！１１１は本発明の一実施例を説明する水晶振動子の
要部を示す図で、同図（ａ）はセラミック基板の図、同
ＩＩ　（ｂ）はＲ図（ａ）の点縁枠イで示す部分の拡大
断面図である。なお、前従来例図と同一部分には同番号
を付与してその説明は簡略する。

水晶振動子は前従来例同様に水晶片１の両端部をセラミ
ック基板２上の保持部材に接続し、接合材４を低融点ガ
ラスとしてセラミックカバー３を被せてなる（前第６図
参照）、そして、この実施例では＋　　＊ｉ導電路７ａ
と第３導電路７Ｃとを貫通孔８を設けて気密を維持した
スルーホール加工により直接的に接続する（すなわち、
第２導電路７ｂは外周部に存在しない）０貫通孔８は直
径的（ｌ　　１ｍｍ１ｉ度で、各ＩＩＩ導電路７ｅ（コ
字状）の先端側に２箇所づつの計４箇所に設けられる。

スルーホール加工は、例えば、先ず、焼成前のグリーン
シートに貫通孔８を設ける。次に、Ｉｌｌ及び１１３の
導電路の下地となるＷ膜の印刷時にこれを貫通孔８にも
充填する。そして、これを焼成し、貫通孔８を気密に維
持して形成される。なお、焼成後、１１１及び第３導電
路７ａ、７ｂ上にはＮｉ膜がメツキにより形成される。

また、裏面側の第３導電路７ｃはそれぞれ側面に延出す
る。

このようなものでは、Ｉｌｌ導電路７ａを貫通孔８によ
り外表面に延出したので、セラミック基板２とセラミッ
クカバー３との接合面に第２導電路（Ｎ　ｉ膜）７ｂを
設ける必要がない、したがって、セラミック基板２とセ
ラミックカバー３との接合面を全面的にセラミックとす
る。そして、セラミックは低融点ガラスと同様に酸化物
であってなじみがよく、接合面の全てにおいて気密封止
を確実にする０例えば前述したＨｅガスによるリーク試
験の結果では４時間後のリーク度は５Ｘ１０−’ａｔ　
ｍ−ｃ　ｃ　／　ｓ　ｅ　ｃ以下とする。そして、再現
性も良好とした上で充分な気密度を維持することが確認
された。その結果、経年変化特性も１００００啼間後に
その周波数変化量を５ｐｐｍ以内にすることができた（
前置５１１曲線イ参照）、このようなことから５本実施
例のものでは、従来例の中でも最も頻度の少ない前第５
図の曲線口と比較してもリーク度を１／１０以下にして
経年変化特性も向上し、高信頼性の水晶振動子を得るこ
とができる。

（他の事項） なお、上記実施例では、セラミック基板及びセラミック
カバーは単にセラミックとしたが、具体的にはアルミナ
セラミック（Ａ１２０３）を主成分とする。また、電子
部品用容器はＡＴカットの水晶振動子を一例として説明
したが、これに限らず他のカットあるいは他の圧電材（
例えばＬ　ｉ　Ｔ　Ａ０３）からなる圧電振動子であっ
ても、また気密を要する他の電子部品にも適用できるこ
とはいうまでもない。

（発明の効果） 本発明は、導電路をセラミック基板に設けた貫通孔から
気密を維持して外表面に延出し、前記セラミック基板と
セラミックカバーとの接合面を全面的にセラミックとし
たので、気密性を維持して経年変化特性を良好とした高
信頼性の電子部品用容量及びこれを用いた圧電振動子を
提供でき、その実際的な価値は極めて高い。

【図面の簡単な説明】

１１１１１は本発明の一実施例を説明する水晶振動子の
要部を示す図で、同図（ａ）はセラミック基板の図、同
図（ｂ）は同図（ａ）の点線枠イで示す部分の拡大断面
図である。 第２図は従来例を説明する水晶振動子の分解斜視図、第
３図は同セラミック基板の側面図、Ｉｒ４図は同新面図
、１１５図は気密漏れと経年変化による一般的な周波数
特性図、１１６図は同問題点を説明するリーク不良率を
示す図である。 第１図 ８３図 ｖ３４（２Ｉ 報 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子素子を装着して導電路を外表面に延出したセ
   ラミック基板とセラミックカバーとを低融点ガラスによ
   り接合して気密に封止した電子部品用容器において、前
   記導電路をセラミック基板に設けた貫通孔から気密を維
   持して外表面に延出し、前記セラミック基板とセラミッ
   クカバーとの接合面を全面的にセラミックとしたことを
   特徴とする電子部品用気密容器。
2. （２）前記電子素子を圧電片として構成したことを特徴
   とする圧電振動子。