JPH09162323A - セラミックパッケージ、及び、表面実装型圧電振動子、並びに、セラミックパッケージの電極形成方法 - Google Patents

セラミックパッケージ、及び、表面実装型圧電振動子、並びに、セラミックパッケージの電極形成方法

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JPH09162323A
JPH09162323A JP7344850A JP34485095A JPH09162323A JP H09162323 A JPH09162323 A JP H09162323A JP 7344850 A JP7344850 A JP 7344850A JP 34485095 A JP34485095 A JP 34485095A JP H09162323 A JPH09162323 A JP H09162323A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 サポート等の金属部材の接合強度を落とすこ
となく、かつ、その接合強度ばらつきを生じさせないよ
り信頼性の高いセラミックパッケージ、及び、表面実装
型圧電振動子、並びに、セラミックパッケージの電極形
成方法を提供する。 【解決手段】 本発明によるセラミックパッケージ、及
び、表面実装型圧電振動子は、接続電極3,4の一部を
セラミックパッケージ1に埋め込み、接続電極3,4の
厚みを20μm以上とした。そして、接続電極3,4の
一部を埋め込む方法としてプレスにより行うことを特徴
としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は通信機器の基準発振
源、あるいはマイクロコンピュータのクロック源として
用いられる水晶振動子や圧電単結晶振動子、圧電セラミ
ック振動子等に関し、特にプリント配線基板への実装を
考慮した表面実装型圧電振動子等のセラミックパッケー
ジの電極形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の技術について水晶振動子を例にし
て説明する。セラミックパッケージを用いた表面実装型
水晶振動子は、セラミック基板の上面に接続電極が設け
られており、これら接続電極は、例えばタングステンを
メタライズしこの上面にニッケルメッキ並びに金メッキ
を行った構成である。そして、この接続電極の上に、レ
ーザー溶接、あるいはスポット溶接等の手法により、金
属製のサポートが搭載され、さらに、この上に矩形状の
ATカット水晶板が搭載されて導電性接合材により電気
的機械的に接合する。そして、キャップをかぶせて気密
封止していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記セ
ラミック基板の接続電極上にレーザー溶接、又はスポッ
ト溶接等によりサポートを搭載する場合、接続電極の強
度、接続電極の厚みばらつきが原因で以下のような問題
点があった。すなわち、セラミック基板上の接続電極の
厚みが薄いために(例えば、10μm以下。これはスク
リーン印刷により接続電極のメタライズを1度だけ塗布
して金属メッキしたときの接続電極の厚みが約10μm
ぐらいである。)、接合物であるサポートの接合強度が
弱くなったり、あるいは被接合物であるセラミック基板
の損傷、破壊を生じる事があった。また、反対にセラミ
ック基板上の接続電極の厚みを増やすことにより(例え
ば、20μm以上。これは前記スクリーン印刷を2回以
上施した。)、上記問題点は解決するものの、接続電極
上面であるサポート溶接面の平面度が悪化して凹凸部が
形成され(特に中央部分が周部分に対して低くなり、そ
の高低差は約10μm)、このサポート溶接面の凹凸
が、接合物であるサポートと被接合物であるセラミック
基板の接続電極との間にギャップを生じさせることにな
り、溶接時にスプラッシュ現象が発生する等の理由でサ
ポートの接合強度ばらつきを招いていた。これは、焼成
前のグリーンシート上にメタライズ電極を形成する際、
グリーンシート上のメタライズ電極は周辺部から中心部
へと、徐々に焼成が進む事が要因と考えられ、従来では
解決できないものとされていた。
【0004】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、サポート等の金属部材の接合強度を落とす
ことなく、かつ、その接合強度ばらつきを生じさせない
より信頼性の高いセラミックパッケージ、及び、表面実
装型圧電振動子、並びに、セラミックパッケージの電極
形成方法を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明によるセラミックパッケージ、及び、表面
実装型圧電振動子は、接続電極の一部をセラミックパッ
ケージに埋め込み、接続電極の厚みを20μm以上とし
た。そして、接続電極の一部を埋め込む方法としてプレ
スにより行うことを特徴としている。
【0006】そして、接続電極の一部をセラミックパッ
ケージに埋め込んだことにより、セラミックパッケージ
とメタライズとの接合面を増加(表面積の増加)させ、
セラミックパッケージとメタライズ(接続電極)の接合
強度が向上して被接合物である金属部材(サポート)の
接合強度も安定する。接続電極の厚みを20μm以上と
したことにより、接合物である金属部材(サポート)の
溶接強度を向上させることができるため、金属部材(サ
ポート)の接合強度も向上させ、かつ、被接合物である
セラミックパッケージの損傷、破壊を生じる事がない。
プレスを行うことにより、セラミックパッケージとメタ
ライズとの界面の密着性を高められるとともにセラミッ
クパッケージの上面の接続電極が平滑化され、その後の
金属部材(サポート)搭載する際に、溶接強度ばらつき
が抑えられる。以上の理由により、セラミックパッケー
ジとしての耐衝撃性の向上が行える。また、圧電振動子
としての電気的特性の安定化、表面実装型圧電振動子と
しての耐衝撃性能の向上が行える。
【0007】
【実施例】次に、本発明の実施例についてセラミックパ
ッケージを用いた表面実装型水晶振動子を例にとり、図
面を参照して説明する。図1は本発明の実施例を示す分
解斜視図であり、図2は本発明の製造工程の一部を示す
図である。
【0008】図1に示すように、セラミックパッケージ
としてのセラミック基板1は長方形状のアルミナからな
り、薄板状に加工され、かつその側面に切り欠きが設け
られている。このセラミック基板1の外周近傍には、例
えば、周状で厚さ約30μmのアルミナコート2が設け
られている。このアルミナコートの内方においては、接
続電極3,4が設けられている。この接続電極3,4に
は、この電極をセラミック基板1の裏面へ導くビア3
1,41(貫通孔を設けこれに金属の電極材料を充填し
たもの)が設けられている。このビア31,41により
表面の接続電極3,4は裏面電極(図示せず)と導通し
ている。これら接続電極、裏面電極は例えばタングステ
ンをメタライズし、この上面にニッケルメッキ並びに金
メッキを行った構成であり、例えば、電極の膜厚は約3
0μmと接続電極の厚みを前記アルミナコートの膜厚と
等しくしている。そしてサポート5,6はCu−Ni−
Zn系合金、洋白、SUS等の金属板からなり、基板結
合部51,61と素子搭載部52,62と連結部53,
63とを有する構造となっている。このサポートの5,
6の基板結合部51,61を、例えばレーザー溶接、ス
ポット溶接により接続電極3,4に電気的機械的な接合
を施す。このようにしてサポート5,6はセラミック基
板1上に対向して設けられる。そして励振電極71(表
面のみ図示)が形成された矩形状のATカット水晶板7
をサポート5,6の素子搭載部52,62に搭載し、導
電性接合材(図示せず)により電気的機械的な接続が施
される。キャップ8はセラミック基板と同じアルミナ製
で、逆凹型でその外周寸法は前記アルミナコートの寸法
と等しく設計されており、封止ガラス(図示せず)に
て、このアルミナコートとキャップを接合することによ
り気密封止される。
【0009】次に、上記のような表面実装型水晶振動子
のセラミックパッケージの製造方法について説明する。
(図2参照) (a)セラミック原料であるセラミック粉体とバインダ
ーを混練し、シート状に成形することにより、グリーン
シート(セラミック基板)を作製する。そして、貫通孔
を設けこれに金属の電極材料(例えばタングステン)を
充填してビアを形成する。 (b)その後、このグリーンシート面のビア近傍に、接
続電極及び裏面電極の一部であるメタライズを形成す
る。このメタライズは金属微粉末(例えばタングステ
ン)を有機バインダに混合し、ペースト状にしたものを
スクリーン印刷等により塗布することにより形成され
る。 (c)その後、これらのメタライズのうち特に接続電極
部分の平面度を補正するためにプレス(特に平滑プレス
が好ましい)する。これは、メタライズが形成されたグ
リーンシートを少なくとも上方向から加圧して平滑化さ
せる。このように接続電極部分のメタライズ電極を平滑
プレスすることにより、従来では、メタライズ電極の厚
みをある程度増やすと、必ず、平面度(特に中央部分が
周部分に対して低くなる)が悪化していたものが改善さ
れて平面度が極めて良好になるとともに、グリーンシー
ト(焼成後のセラミック基板)に対してメタライズの一
部が埋め込まれた状態で形成される。 (d)そして、メタライズ電極が形成されたグリーンシ
ートを所望の寸法に切断して、例えば加湿水素または加
湿フォーミングガス中において焼成する(テレフンケン
法)ことによりセラミック基板とメタライズ電極の機械
的接合が行える。 (e)そして、前記メタライズ電極のうち少なくとも接
続電極部分にはニッケルメッキ並びに金メッキを施す。
【0010】尚、メタライズ電極としては、タングステ
ンに限らずモリブデン、Mo−Mn、Mo−MnにT
i,Zr,FeあるいはSiO2、CaO等を添加した
構成であってもよい。また、金属メッキは、ニッケルの
代わりにニッケルコバールを用いたもの、金の代わりに
銀、銅、銀パラジュウムを用いたものであってもよい。
また、接続電極の一部を埋め込む方法として平滑プレス
に限らず他のプレス形態でもよく、予めセラミック基板
の接続電極の領域に凹部を形成し、その凹部にメタライ
ズを充填して構成であってもよい。
【0011】尚、本発明の実施例では表面実装型水晶振
動子についてのみ例にしたが、同様のパッケージを用い
ることにより、圧電単結晶振動子、圧電セラミック振動
子についても同様に実施することができる。また、表面
実装型水晶フィルタに転用する事や水晶発振器等に応用
する事も可能である。すなわち、接続電極上にサポート
等の金属部材を溶接し、その金属部材に素子を搭載する
構成のあらゆる電子部品に実施することが可能である。
また、本発明の実施例では、ガラス封止のセラミックパ
ッケージについて説明したが、シーム封止のパッケージ
にも適用できる事は言うまでもない。
【0012】
【発明の効果】本発明により、接続電極とセラミックパ
ッケージの接合強度を向上した信頼性の高いセラミック
パッケージを提供するとともに、圧電振動子としての電
気的特性の安定化、表面実装型圧電振動子としての耐衝
撃性能の向上が行える信頼性の高い表面実装型圧電振動
子、並びに圧電振動子用セラミックパッケージの電極形
成方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す分解斜視図である。
【図2】本発明の製造工程の一部を示す図である。
【符号の説明】 1 セラミック基板 2 アルミナコート 3,4 接続電極 5,6 サポート 7 水晶板 8 キャップ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属部材が溶接される接続電極が形成さ
    れたセラミックパッケージであって、前記接続電極はそ
    の一部がセラミックパッケージに埋め込まれた状態で形
    成されていることを特徴とするセラミックパッケージ。
  2. 【請求項2】 接続電極を有するセラミックパッケージ
    と、前記セラミックパッケージの接続電極と溶接接合さ
    れる支持具と、圧電振動板と、封止する蓋体とからなる
    表面実装型圧電振動子であって、前記セラミックパッケ
    ージには接続電極と引き出し電極を形成し、少なくとも
    前記接続電極は、メタライズ上に金属メッキが施されて
    おり、前記セラミックパッケージに対して前記メタライ
    ズの一部が埋め込まれた状態で形成されている事を特徴
    とする表面実装型圧電振動子。
  3. 【請求項3】 少なくとも接続電極の厚みが、少なくと
    も20μm以上であることを特徴とするセラミックパッ
    ケージ、又は、表面実装型圧電振動子。
  4. 【請求項4】 少なくとも接続電極の厚みが、少なくと
    も20μm以上であることを特徴とする特許請求項1記
    載、又は、特許請求項2記載の表面実装型圧電振動子。
  5. 【請求項5】 セラミック原料とバインダーをシート状
    に成形することにより、グリーンシートを作製する工程
    と、このグリーンシート面に、接続電極及び引き出し電
    極の一部であるメタライズを形成する工程と、前記メタ
    ライズをプレスする工程と、前記メタライズが形成され
    たグリーンシートを所望の寸法に切断して、焼成する工
    程と、前記メタライズに金属メッキを形成する工程とか
    らなるセラミックパッケージの電極形成方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007158918A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 表面実装用の水晶発振器
JP2010087928A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Citizen Finetech Miyota Co Ltd 圧電デバイス

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JP2007158918A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 表面実装用の水晶発振器
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