JPH06196959A - 水晶振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 環境にやさしい洗浄液を用いて回路基板への
半田付けの際に付着したフラックスを十分に除去しうる
と共に、耐錆性に優れ、また、組立時にフラックスのガ
スを容器内に侵入させないようにした水晶振動子を提供
する。 【構成】 鉄からなるハーメチックベース３２に２つの
透孔３３が形成され、これらの透孔３３を貫通する２本
のリード線３４が配される。各リード線３４上に導電性
の保持部材３５が一体的に設けられ、その上に水晶振動
子片３７が固定される。ハーメチックベース３２上のフ
ランジ部３２ａにキャップ３８が載置され、気密的に接
合される。ハーメチックベース３２の回路基板Ｐに対向
する面の両端部には、２つの絶縁性の突起３９が設けら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水晶振動子に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、水晶振動子は、その固有機械振
動と水晶の持つ圧電効果、逆圧電効果を利用して電気回
路と組合せることにより、電気的な基準周波数発生や周
波数選択等に利用されている。

【０００３】従来の水晶振動子は、図１５に示すよう
に、金属製の基台、いわゆるハーメチックベース１に２
つの透孔２を穿設し、これら透孔２を貫通する２本のリ
ード線（インナーリード）３上に、それぞれ階段状の導
電性の保持部材４を介して水晶振動子片５を取付け、さ
らに、キャップ６で気密封止して構成される。この場
合、ハーメチックベース１は全周にわたって突起部８を
形成したフランジ部１ａを一体に有した形状をなし、ま
た、キャップ６もこれに対応してフランジ部６ａを有す
る形状に形成されている。このハーメチックベース１の
フランジ部１ａとキャップ６のフランジ部６ａを対接さ
せ、キャップ６のフランジ部６ａとハーメチックベース
１のフランジ部１ａの突起部８とを抵抗溶接で接合し、
水晶振動子片５の気密封止を行っている。

【０００４】尚、リード線３はハーメチックベース１の
透孔２内においてガラス融着により固定されてハーメチ
ックベース１との絶縁を図るようになされている。リー
ド線３はガラス９との相性のよい、例えば、コバール
（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金）又はＦｅＮｉ合金等で形成さ
れる。また、ハーメチックベース１は金属で形成され
る。そして、水晶振動子片５は、導電性接着剤１０によ
り保持部材４上に載置固定される。

【０００５】このような水晶振動子１１は、プリント配
線基板等の回路基板に実装される。例えば、両面に配線
パターンを有する両面プリント配線基板に水晶振動子１
１を実装するときには、ハーメチックベース１が金属製
であるため、配線パターンに短絡しないようにハーメチ
ックベース１の裏面に絶縁シートを設けるか、或いはリ
ード線３の中間に折曲部を設けてリード線３をプリント
配線基板のリード挿通孔に挿通したとき、折曲部の位置
で止め、ハーメチックベース１をプリント配線基板より
浮かすようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる水晶
振動子１１は、通常半田によって回路基板上に密着する
ように固定されるが、その際に主に溶剤として用いられ
るフラックスを除去するため、従来では、例えば、フロ
ン、トリクロロエタン等の洗浄液を用いて洗浄を行うよ
うにしている。

【０００７】しかしながら、近年、フロン等の溶剤によ
る環境破壊が問題となっていることから、これらに代わ
るものとして、例えば、塩素系溶剤や水、温水等を用い
て水晶振動子１１の洗浄を行うことが提案されている。
ところが、塩素系溶剤等はフロン等に比べると洗浄力が
弱いため、特に、水晶振動子１１と回路基板との密着部
分に付着したフラックス等を十分に除去することができ
ないという課題があった。

【０００８】また、塩素系溶剤や水、温水等を用いて水
晶振動子１１の洗浄を行うようにすると、基台及びキャ
ップが金属製であったため、洗浄工程における基台、キ
ャップの防錆対策が必要になるという課題もあった。

【０００９】一方、本出願人は、先に図１６に示すよう
な構成の水晶振動子２１を出願した（特願平４−２４６
８３２号参照）。この水晶振動子２１は、基台２２の反
りを防止するため、基台２２がセラミックスで構成され
ている。そして、かかる水晶振動子２１においては、キ
ャップ２３を構成する枠状体２４と蓋体２５とを封止す
る必要があるが、例えば、シーム溶接やレーザ溶接によ
る装置費がかさむと共に処理能力が少ないことから、装
置費が安くかつ処理能力の大きい高周波誘導加熱によっ
て封止を行うことが提案されている。

【００１０】しかしながら、高周波誘導加熱によって封
止を行うと、次のような問題が生ずる。即ち、この方法
は、タングステンＷ，モリブデンＭｏ又は銀Ａｇ／パラ
ジウムＰｄからなるメタライズ層がセラミックス上に形
成された枠状体２４の接合面と、蓋体２５の接合面との
間に半田を配し、高周波誘導加熱によってこの半田を溶
かして封止を行うものであるが、その際、半田付けに用
いられるフラックスが気化して容器内に侵入、残留し、
水晶振動子片５に悪影響を及ぼしてしまう。この場合、
フラックスの含有量が少ない半田を用いることも考えら
れるが、その場合でも水晶振動子片５への影響は完全に
除去できない。

【００１１】本発明は、従来例のかかる点に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、環境にやさしい
洗浄液を用いて回路基板への半田付けの際に付着したフ
ラックスを十分に除去し得ると共に、耐錆性に優れ、ま
た、組立時にフラックスのガスを容器内に侵入させない
ようにした水晶振動子を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、例えば、
図１に示すように、基台３２を貫通するリード線３４に
保持された水晶振動子片３７がこの基台３２とキャップ
３８により気密封止されてなる水晶振動子において、こ
の基台３２に、実装すべき回路基板Ｐとの間に隙間を形
成するための複数の突起３９を設けたものである。

【００１３】また、例えば、図６に示すように、基台４
０及びキャップ７１をセラミックス等の絶縁材料で形成
し、これら基台４０及びキャップ７１間を接着剤７５で
接着するとよい。

【００１４】第２の発明は、例えば、図８に示すよう
に、基台６０を貫通するリード線３４に保持された水晶
振動子片３７がこの基台６０とキャップ６１により構成
される容器６２内部に配され、この基台６０とキャップ
６１の接合部を半田付けすることにより気密封止されて
なる水晶振動子において、この基台６０とキャップ６１
の接合部に、半田６４を配すべき部分と容器６２内部と
を遮断するためのパッキン６３を配したものである。

【００１５】

【作用】第１の発明にあっては、図１〜図３に示すよう
に、基台３２に複数の突起３９を設けたことから、回路
基板Ｐ上に実装した場合に、基台３２と回路基板Ｐとの
間に隙間が形成され、この隙間内を洗浄液が流れるよう
になる。

【００１６】また、セラミックス等の絶縁材料で形成さ
れた基台４０及びキャップ７１間を接着剤７５で接着す
ることから、錆に対する耐久性を向上させると共に、接
着面積が広くなり基台４０及びキャップ７１間の接着力
が増大される。

【００１７】第２の発明にあっては、パッキン６３によ
って半田６４を配すべき部分と容器６２内部とが遮断さ
れるため、例えば、高周波加熱によって半田６４を溶か
した場合に、半田付け用フラックスのガスの容器６２内
部への侵入が防止される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明に係わる水晶振動子の実施例に
ついて図面を参照して説明する。

【００１９】図１〜図３は、第１の発明の一実施例を示
すものである。これら図に示すように、本実施例の水晶
振動子３１においては、例えば、鉄等の金属からなる基
台としてのハーメチックベース３２に２つの透孔３３が
形成され、これらの透孔３３を貫通する２本のリード線
３４が配される。そして、２本のリード線３４は、ガラ
スＧの融着により気密的に絶縁封止される。さらに、各
リード線３４上には階段状の導電性の保持部材３５が一
体的に設けられ、これら保持部材３５上には導電性接着
剤３６により水晶振動子片３７が固定される。

【００２０】また、ハーメチックベース３２のフランジ
部３２ａには、例えば、鉄等の金属からなり且つフラン
ジ部３８ａを有するキャップ３８が載置され、これらは
気密的に接合される。尚、ハーメチックベース３２及び
キャップ３８は共に細長形状を有し、その両端部は円弧
状に形成される。

【００２１】一方、ハーメチックベース３２の裏面、即
ち、水晶振動子３１を実装すべき回路基板（例えば、プ
リント配線板等）Ｐに対向する面の両端部には、２つの
突起３９が設けられる。これらの突起３９は、例えば、
セラミックス等の絶縁性の材料からなり、ハーメチック
ベース３２の形状に合わせるように扇形状の平板部材か
ら構成される。この場合、各突起３９のハーメチックベ
ース３２への固定は、例えば、各突起３９の接合面にメ
タライズ層を形成し、このメタライズ層とハーメチック
ベース３２の接合面とを半田で溶着することにより行
う。

【００２２】かかる構成を有する本実施例によれば、ハ
ーメチックベース３２の裏面に２つの突起３９を設けた
ので、回路基板Ｐ上に実装した場合に、ハーメチックベ
ース３２との間に隙間が形成される。この結果、洗浄工
程において洗浄液を供給した場合に、ハーメチックベー
ス３２及び回路基板Ｐ間に十分に洗浄液が流れるため、
例えば、塩素系溶剤や水、温水など洗浄力のあまり強く
ない洗浄液を用いた場合であっても、半田付け用のフラ
ックスをほぼ完全に除去することができるようになる。

【００２３】なお、上述の実施例においては、突起の材
料としてセラミックスを用いたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、絶縁性の材料であれば耐熱性の接
着テープや、四フッ化エチレン樹脂の液状体を塗布して
硬化させたものを用いることもできる。また、片面（裏
面）に配線が施された回路基板上に実装する場合には、
突起の材料として金属等の導電性の材料を用いることも
できる。

【００２４】さらに、突起の位置、形状、数についても
上述の実施例に限られず、任意とすることができる。も
っとも、回路基板に実装した場合に安定するように構成
することが好ましい。

【００２５】次に、第１の発明の他の実施例について、
上記実施例と対応する部分には同一の符号を付して説明
する。

【００２６】図４は、本発明の他の実施例を示すもので
ある。同図に示すように、本実施例においては、ハーメ
チックベース４０がセラミックスで構成され、その下部
に上記実施例と同様の形状を有する突起４１が一体に形
成されている。そして、ハーメチックベース４０上に水
晶振動子片３７を囲うように枠状体４２が気密的に接合
され、この枠状体４２上に蓋体４３が気密的に接合され
る。この場合、枠状体４２及び蓋体４３は、共にセラミ
ックス、ガラス又は金属のいずれを用いてもよく、ま
た、枠状体４２及び蓋体４３を金属で一体に構成するこ
ともできる。

【００２７】本実施例の気密封止は、特に、枠状体４２
及び蓋体４３の少なくとも一方がセラミックス、ガラス
等の絶縁材料である場合には、エポキシ系樹脂接着剤、
ポリイミド系接着剤等の接着剤を用いて行われる。即
ち、枠状体４２の一側の周縁端面とハーメチックベース
４０との間に当該周縁端面の全周にわたって接着剤を介
在させると共に、枠状体４２の他側の周縁端面と蓋体４
３との間に当該周縁端面の全周にわたって接着剤を介在
させる。そして、これら接着剤の接着力でハーメチック
ベース４０と枠状体４２との間、及び、枠状体４２と蓋
体４３との間をそれぞれ接着している。その他の構成及
び作用については、上記実施例と同様であるのでその説
明を省略する。

【００２８】かかる構成を有する本実施例によれば、特
に、ハーメチックベース４０と枠状体４２と蓋体４３と
を共にセラミックスで形成し、これらハーメチックベー
ス４０と枠状体４２と蓋体４３とを接着剤で接着する構
成とした場合には、錆びることのない容器を提供するこ
とができ、この種の水晶振動子３１における耐錆性を大
幅に向上できると共に、金属製ハーメチックベースで使
用されている絶縁シートを不要とすることができ、使用
部品の削減を図ることができる。また、気密封止する際
に、金属製容器では抵抗溶接を用いて接合するため、水
晶振動子片が溶接圧による影響を受け易く、振動子の特
性を若干変化させるおそれがあるが、本実施例によれ
ば、かかるおそれを生ずることがない。しかも、抵抗溶
接では接合面の全面を接着することはできないが、接着
剤を用いた場合には、接合面の全面を接着することがで
きるため、ハーメチックベース４０と枠状体４２との間
の接着力を大幅に向上できる。

【００２９】図５は、第１の実施例のさらに他の実施例
を示すもので、いわゆるチップタイプの水晶振動子に適
用したものである。本実施例においては、図４に示す実
施例と同様にセラミックスからなるハーメチックベース
５０の下部に突起５１が形成され、その突起５１の部分
近傍にリード部が形成される。即ち、ハーメチックベー
ス５０の上面に保持部材３５と接続するＡｇ／Ｐｄ層５
２が形成され、このＡｇ／Ｐｄ層５２は、ハーメチック
ベース５０を貫通して形成されたＡｇ／Ｐｄ層５３を介
してハーメチックベース５０の突起５１のＡｇ／Ｐｄ層
５４に接続される。そして、このＡｇ／Ｐｄ層５４上に
はＮｉめっき層５５及び半田層５６が形成され、回路基
板Ｐとの接続部分を構成する。その他の構成及び作用に
ついては、上記実施例と同様であるのでその説明を省略
する。

【００３０】図６〜図７は、第１の実施例のさらにまた
他の実施例を示すものである。この実施例は、図４に示
した実施例の枠状体４２と蓋体４３とをセラミックス等
の絶縁材料で一体に形成してキャップ７１を構成したも
のである。ハーメチックベース４０とキャップ７１とは
共にセラミックスからなり、これらハーメチックベース
４０とキャップ７１とからなるセラミックス製容器７２
の内部に水晶振動子片７３が気密封止される。

【００３１】本実施例の気密封止は、上記実施例と同様
に、エポキシ系樹脂接着剤、ポリイミド系接着剤等の接
着剤７５を用いて行われる。接着剤７５は、キャップ７
１の開口側の周縁端面とハーメチックベース４０との間
に全周にわたって介在され、この接着剤７５の接着力に
よりキャップ７１がハーメチックベース４０に接着され
る。本実施例の場合、キャップ７１は、水晶振動子片７
３等を収納できる凹陥部７４が開口された１個の蓋付枠
状体から構成されているが、ハーメチックベース４０及
びその裏面の両端部に設けた２つの突起４１は図４に示
したものと同一である。なお、水晶振動子片７３は、凸
レンズ状の断面形状をなしており、上記実施例と同様
に、導電性の保持部材３５上に導電性接着剤３６によっ
て接着固定される。

【００３２】かかる構成を有する本実施例によれば、キ
ャップ７１とハーメチックベース４０がセラミックスで
あると共に、これらキャップ７１及びハーメチックベー
ス４０間を接着剤７５で接着する構成としたので、上記
図４に示した実施例と同様に、錆びることのない容器７
２を提供することができ、この種の水晶振動子３１にお
ける耐錆性を大幅に向上できる等の効果を得ることがで
きる。しかも、本実施例では、予めキャップ７１が一体
に構成されているため、枠状体４２と蓋体４３とを接合
する手間が不要となり、組立工数が削減され、生産性が
向上される。

【００３３】図８〜図１０は、第２の発明の実施例を示
すものであり、以下、上記第１の発明の各実施例と対応
する部分には同一の符号を付して説明する。本実施例に
おいては、セラミックスからなるハーメチックベース６
０と鉄等の金属からなるキャップ６１から容器６２が構
成され、この容器６２内に水晶振動子片３７が気密封止
される。本実施例の場合、ハーメチックベース６０の側
壁上部の内側に傾斜面６０ａが形成される。一方、キャ
ップ６１は概ね平板状に形成されるが、その周縁部は、
ハーメチックベース６０の側壁上部の形状に対応して折
曲形成される。

【００３４】本実施例の気密封止は、半田を用いて行わ
れる。即ち、ハーメチックベース６０の側壁上部には、
図１１に拡大して示すように、Ｗ，Ｍｏ又はＡｇ／Ｐｄ
のメタライズ層６０ｂが形成され、このメタライズ層６
０ｂ上に半田６４が配される。そして、ハーメチックベ
ース６０及びキャップ６１の傾斜面６０ａ，６１ａ間か
らキャップ６１の中央部に向かってパッキン６３が配さ
れる。このパッキン６３は、例えば、シリコーン樹脂か
らなるものが用いられ、半田６４と容器６２内部とが遮
断されるように全周にわたって配される。

【００３５】かかる構成を有する本実施例によれば、パ
ッキン６３によって半田６４を配すべき部分と容器６２
内部とが遮断されるので、例えば、高周波加熱によって
半田６４を溶かした場合に、フラックスのガスは容器６
２内部に侵入せず、水晶振動子片３７に対する悪影響が
防止される。

【００３６】尚、上記実施例においては、ハーメチック
ベース６０及びキャップ６１の接合部に傾斜面６０ａ，
６１ａを形成し、両傾斜面６０ａ，６１ａに挟まれる部
分から中央に向かってパッキン６３を配するようにした
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、
図１２に示すように、平板状のキャップ６５を用いると
共に、ハーメチックベース６０との接合面に傾斜面を形
成せず、ハーメチックベース６０とキャップ６１とのコ
ーナー部にパッキン６３を配することもできる。この場
合、図１３，図１４に示すように、キャップ６５には上
下いずれかの方向に段部を形成してもよい。

【００３７】また、本発明は、以上の実施例に限られ
ず、上述した第１の発明と第２の発明を組み合わせるこ
とも可能である。即ち、例えば、図８〜図１０に示す水
晶振動子のハーメチックベース６０の下面に、例えば、
図４に示すような突起４１を設けることもできる。この
ように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変
更できるものである。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、第１の発明にあって
は、実装すべき回路基板との間に隙間を形成するための
複数の突起を基台に設けたことから、水や温水等の環境
にやさしい洗浄液を用いた場合であっても、回路基板へ
の半田付けの際に付着したフラックスを十分に除去する
ことができるという効果が得られる。

【００３９】そして、基台とキャップとをセラミックス
等の絶縁材料で形成すると共に、これら基台及びキャッ
プ間を、接着剤を用いて接着して気密封止したことか
ら、錆びることのない容器を提供することができ、この
種の水晶振動子における耐錆性を大幅に向上できると共
に、従来の金属製ハーメチックベースで使用されていた
絶縁シートを不要として、使用部品の削減を図ることが
できる。

【００４０】また、第２の発明にあっては、基台とキャ
ップとの接合部に、半田を配すべき部分と容器内部とを
遮断するためのパッキンを設けたことから、組立時にフ
ラックスのガスの容器内への侵入を阻止して水晶振動子
片への悪影響を防止することができるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係る水晶振動子の実施例を示す構
成図である。

【図２】同、底面図である。

【図３】同、キャップを断面した側面図である。

【図４】第１の発明に係る水晶振動子の他の実施例を示
す構成図である。

【図５】第１の発明に係る水晶振動子のさらに他の実施
例を示す構成図である。

【図６】第１の発明に係る水晶振動子のさらにまた他の
実施例を示す構成図である。

【図７】同、平面図である。

【図８】第２の発明に係る水晶振動子の実施例を示す構
成図である。

【図９】同、平面図である。

【図１０】同、縦断面図である。

【図１１】同、要部を拡大して示す構成図である。

【図１２】第２の発明に係る水晶振動子の他の実施例の
要部を示す構成図である。

【図１３】同、さらに他の実施例の要部を示す構成図で
ある。

【図１４】同、さらにまた他の実施例の要部を示す構成
図である。

【図１５】従来例に係る水晶振動子の構成図である。

【図１６】他の従来例に係る水晶振動子の構成図であ
る。

【符号の説明】

３２，４０，５０，６０ ハーメチックベース ３２ａ フランジ部 ３３ 透孔 ３４ リード線 ３５ 保持部材 ３７，７３ 水晶振動子片 ３８，６１，６５，７１ キャップ ３８ａ フランジ部 ３９，４１，５１ 突起 ６０ａ，６１ａ 傾斜面 ６０ｂ メタライズ層 ６２，７２ 容器 ６３ パッキン ６４ 半田 ７４ 凹陥部 ７５ 接着剤 Ｐ 回路基板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台を貫通するリード線に保持された水
   晶振動子片が上記基台とキャップにより気密に封止され
   てなる水晶振動子において、 上記基台に、実装すべき回路基板との間に隙間を形成す
   るための複数の突起を設けたことを特徴とする水晶振動
   子。
2. 【請求項２】 上記基台及び上記キャップはセラミック
   ス等の絶縁材料からなり、これら基台及びキャップ間を
   接着剤により接着したことを特徴とする請求項１記載の
   水晶振動子。
3. 【請求項３】 基台を貫通するリード線に保持された水
   晶振動子片が上記基台とキャップにより構成される容器
   内部に配され、上記基台と上記キャップの接合部を半田
   付けすることにより気密封止されてなる水晶振動子にお
   いて、 上記基台と上記キャップの接合部に、半田を配すべき部
   分と上記容器内部とを遮断するためのパッキンを配した
   ことを特徴とする水晶振動子。