JP2613099B2 - 小型圧電振動子の気密封止方法 - Google Patents
小型圧電振動子の気密封止方法Info
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- JP2613099B2 JP2613099B2 JP63262534A JP26253488A JP2613099B2 JP 2613099 B2 JP2613099 B2 JP 2613099B2 JP 63262534 A JP63262534 A JP 63262534A JP 26253488 A JP26253488 A JP 26253488A JP 2613099 B2 JP2613099 B2 JP 2613099B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水晶等の圧電振動子を真空あるいは不活性ガ
スにて封入する面実装用の小型圧電振動子の気密封止方
法に関するものである。
スにて封入する面実装用の小型圧電振動子の気密封止方
法に関するものである。
圧電振動子、特に水晶振動子はその固有振動数が非常
に安定で、その用途は、昨今のエレクトロニクス、メカ
トロニクス分野におけるめざましい技術革新、特に高密
度実装技術の進歩と相まってますます広くなり、中でも
面実装用の水晶振動子の需要が高まっている。例えば水
晶腕時計においてはその薄型化、小型化、低廉化の波は
著しく、水晶振動子も例外ではない。昨今はICカードの
普及によって超薄型の面実装用圧電振動子の需要が伸び
ている。本発明は薄型で振動特性の優れた面実装用の小
型圧電振動子の気密封止の方法に関する。
に安定で、その用途は、昨今のエレクトロニクス、メカ
トロニクス分野におけるめざましい技術革新、特に高密
度実装技術の進歩と相まってますます広くなり、中でも
面実装用の水晶振動子の需要が高まっている。例えば水
晶腕時計においてはその薄型化、小型化、低廉化の波は
著しく、水晶振動子も例外ではない。昨今はICカードの
普及によって超薄型の面実装用圧電振動子の需要が伸び
ている。本発明は薄型で振動特性の優れた面実装用の小
型圧電振動子の気密封止の方法に関する。
本発明はセラミック等の容器の基底部に、真空中にて
容器と蓋とを離間した状態に容器を保持することができ
る突起部を設け、前記容器と蓋のシール部に、あらかじ
め半田材を施し、両者の隙間を保ち真空中で加熱、溶融
させ、そこから放出される蒸気あるいはガス等を十分取
り去ってから容器と蓋を重ね合わせて加圧し、その後、
即冷却して気密封止をすることにより、良好な真空度の
面実装用の小型圧電振動子を得るものである。
容器と蓋とを離間した状態に容器を保持することができ
る突起部を設け、前記容器と蓋のシール部に、あらかじ
め半田材を施し、両者の隙間を保ち真空中で加熱、溶融
させ、そこから放出される蒸気あるいはガス等を十分取
り去ってから容器と蓋を重ね合わせて加圧し、その後、
即冷却して気密封止をすることにより、良好な真空度の
面実装用の小型圧電振動子を得るものである。
従来、小型圧電振動子を収納する気密容器は特公昭57
−18371号公報に開示されているようにセラミック容器
にガラス蓋をハンダ、あるいは低融点ガラスで封止して
用いられるのが普通である。この気密封止方法は、例え
ばICカード用の超薄型面実装用のセラミック容器のシー
ル部をハンダの濡れ性の良いメタライズを設ける。又、
ガラス蓋にも同じようにハンダの濡れ性の良いメタライ
ズを設けて、前記セラミック容器とガラス蓋の間にハン
ダワッシャーを挟み込んで真空中で加熱し溶融しながら
圧着して気密封止していた。
−18371号公報に開示されているようにセラミック容器
にガラス蓋をハンダ、あるいは低融点ガラスで封止して
用いられるのが普通である。この気密封止方法は、例え
ばICカード用の超薄型面実装用のセラミック容器のシー
ル部をハンダの濡れ性の良いメタライズを設ける。又、
ガラス蓋にも同じようにハンダの濡れ性の良いメタライ
ズを設けて、前記セラミック容器とガラス蓋の間にハン
ダワッシャーを挟み込んで真空中で加熱し溶融しながら
圧着して気密封止していた。
また、前記気密容器は、薄型化、小型化することに重
点がおかれ、真空中で容器と蓋とを離間して保持するこ
とができるような容器の構造には全く配慮がなされてお
らず、薄型の容器を用いる場合でも、容器と蓋とを密着
して真空装置内に保持し、封止するという気密封止方法
を用いていた。
点がおかれ、真空中で容器と蓋とを離間して保持するこ
とができるような容器の構造には全く配慮がなされてお
らず、薄型の容器を用いる場合でも、容器と蓋とを密着
して真空装置内に保持し、封止するという気密封止方法
を用いていた。
そのため上記の気密封止方法においてはハンダワッシ
ャーの溶融時に放出するガス等が気密容器内に残留し真
空度が悪くなり、特性も安定せず、前記薄型の面実装用
の小型圧電振動子の薄型化の阻害とともに特性にも影響
を及ぼし問題であった。
ャーの溶融時に放出するガス等が気密容器内に残留し真
空度が悪くなり、特性も安定せず、前記薄型の面実装用
の小型圧電振動子の薄型化の阻害とともに特性にも影響
を及ぼし問題であった。
上記課題はセラミック容器あるいはガラス容器の基底
部に、真空中で容器と蓋とを離間して容器を保持するこ
とができる突起部を設け、前記容器のシール部あるいは
ガラス蓋のシール部の一方かあるいは双方にあらかじめ
ハンダ封止材を施しハンダワッシャーを用いず、双方を
真空環境の中で隙間を保って加熱し、溶融したまま数分
間経過した後、前記容器と蓋を重ね合わせて加圧し、そ
の後、即冷却して気密封止することにより解決されるも
のである。
部に、真空中で容器と蓋とを離間して容器を保持するこ
とができる突起部を設け、前記容器のシール部あるいは
ガラス蓋のシール部の一方かあるいは双方にあらかじめ
ハンダ封止材を施しハンダワッシャーを用いず、双方を
真空環境の中で隙間を保って加熱し、溶融したまま数分
間経過した後、前記容器と蓋を重ね合わせて加圧し、そ
の後、即冷却して気密封止することにより解決されるも
のである。
本発明に係わる面実装用の小型圧電振動子の収納容器
の容積は必然的に非常に小さく、ハンダ封止材の加熱溶
融の際に放出される蒸気やガス等により真空度が影響さ
れ易いので、本発明では前記容器の基底部に突起部を設
けて容器を蓋から離して保持し、双方の溶融から生じる
ガス等は真空引きされる環境で放出され、その後、封止
されるものである。
の容積は必然的に非常に小さく、ハンダ封止材の加熱溶
融の際に放出される蒸気やガス等により真空度が影響さ
れ易いので、本発明では前記容器の基底部に突起部を設
けて容器を蓋から離して保持し、双方の溶融から生じる
ガス等は真空引きされる環境で放出され、その後、封止
されるものである。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は、本発明の封止方法に適用される面実装用の小型
圧電振動子の一例で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面方
向からの断面図である。第２図は本発明に使われる封止
装置の断面図である。図に示すように、真空チャンバー
９内に上・下側ヒータ板７と８とが設けられている。上
側ヒータ板７には凹部が形成されており、セラミック容
器３はその凹部に置かれている。セラミック容器３の基
底部には突起部が設けられており、この突起部は上側ヒ
ータ板７の凹部に形成された支持部に係止してセラミッ
ク容器３を支持している。また、セラミック容器３は、
開口部のある収納部を有しており、その内部に支持台２
に取り付けられた水晶振動子１を収納している。
１図は、本発明の封止方法に適用される面実装用の小型
圧電振動子の一例で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面方
向からの断面図である。第２図は本発明に使われる封止
装置の断面図である。図に示すように、真空チャンバー
９内に上・下側ヒータ板７と８とが設けられている。上
側ヒータ板７には凹部が形成されており、セラミック容
器３はその凹部に置かれている。セラミック容器３の基
底部には突起部が設けられており、この突起部は上側ヒ
ータ板７の凹部に形成された支持部に係止してセラミッ
ク容器３を支持している。また、セラミック容器３は、
開口部のある収納部を有しており、その内部に支持台２
に取り付けられた水晶振動子１を収納している。
一方、下側ヒータ板８の上には、ガラス製の蓋４が固
定されている。ガラス製の蓋４の封止部５にはハンダ封
止材６が施されている。
定されている。ガラス製の蓋４の封止部５にはハンダ封
止材６が施されている。
このように、セラミック容器３とガラス製の蓋４と
は、それぞれ上側ヒータ板７と下側ヒータ板８とにそれ
ぞれ支持され、セラミック容器３の開口部と蓋４とが封
止部を離間させて対向配置されている。
は、それぞれ上側ヒータ板７と下側ヒータ板８とにそれ
ぞれ支持され、セラミック容器３の開口部と蓋４とが封
止部を離間させて対向配置されている。
この状態でチャンバー内を真空引きしながら、各ヒー
タ板のプレートヒータ（図示せず）に電流を流して加熱
し、ハンダ封止材６を溶融させる。そして２分間経過
後、下側ヒータ板８を矢示ａのように上昇させてセラミ
ック容器３のシール部５に圧着し、ただちにヒータの電
流を切る。これによりハンダ材は固化し、第１図（Ｂ）
に示すように、セラミック容器３内に水晶振動子片が気
密封止された小型圧電振動子が得られる。なお、実施例
はプレートヒータを上・下側ヒータ板７と８の双方に設
けているが、一方のみに設けてもよい。
タ板のプレートヒータ（図示せず）に電流を流して加熱
し、ハンダ封止材６を溶融させる。そして２分間経過
後、下側ヒータ板８を矢示ａのように上昇させてセラミ
ック容器３のシール部５に圧着し、ただちにヒータの電
流を切る。これによりハンダ材は固化し、第１図（Ｂ）
に示すように、セラミック容器３内に水晶振動子片が気
密封止された小型圧電振動子が得られる。なお、実施例
はプレートヒータを上・下側ヒータ板７と８の双方に設
けているが、一方のみに設けてもよい。
本実施例の効果をより明確にするため、第３図、第４
図、第５図を用いて説明する。
図、第５図を用いて説明する。
第４図は、本発明の対象となる小型の音叉型水晶振動
子を真空中で励振させた時の真空度と振動子の等価直列
抵抗値の関係で、真空度が低下すると等価直列抵抗値が
増大することがわかる。
子を真空中で励振させた時の真空度と振動子の等価直列
抵抗値の関係で、真空度が低下すると等価直列抵抗値が
増大することがわかる。
第５図は、第４図と同様の音叉型水晶振動子を従来の
方法、すなわち容器と蓋とを密着させておいて、真空中
で加熱と冷却を行い封止した場合と、本発明の方法、す
なわち容器と蓋とを第２図の如く離間させておいて、真
空中で加熱し、所定時間経過後容器と蓋とを密着させて
冷却して封止した場合との振動子の等価直列抵抗値の比
較をしたものである。
方法、すなわち容器と蓋とを密着させておいて、真空中
で加熱と冷却を行い封止した場合と、本発明の方法、す
なわち容器と蓋とを第２図の如く離間させておいて、真
空中で加熱し、所定時間経過後容器と蓋とを密着させて
冷却して封止した場合との振動子の等価直列抵抗値の比
較をしたものである。
ここで、T1は第３図に示す振動子の容器の深さに相当
する方法で、T2はハンダ封止材の厚みである。T2/T1が
0.1の時、従来の方法による等価直列抵抗値が本発明に
よる実施例より大きく、T2/T1が大きくなるほど、すな
わち、容器の深さが浅くなるほど両例での等価直列抵抗
値の差は大きくなる。すなわち、本発明による方法で製
造された水晶振動子は容器の深さを浅くしても良好な振
動特性を示すが、従来の方法により製造された水晶振動
子は容器の小型、薄型化に伴って振動特性が悪化し、そ
の傾向は、第４図における真空度の低下による振動特性
の悪化（等価直列抵抗値の上昇）に類似している。
する方法で、T2はハンダ封止材の厚みである。T2/T1が
0.1の時、従来の方法による等価直列抵抗値が本発明に
よる実施例より大きく、T2/T1が大きくなるほど、すな
わち、容器の深さが浅くなるほど両例での等価直列抵抗
値の差は大きくなる。すなわち、本発明による方法で製
造された水晶振動子は容器の深さを浅くしても良好な振
動特性を示すが、従来の方法により製造された水晶振動
子は容器の小型、薄型化に伴って振動特性が悪化し、そ
の傾向は、第４図における真空度の低下による振動特性
の悪化（等価直列抵抗値の上昇）に類似している。
なお、第３図の本発明の実施例は、ハンダ封止材を蓋
４と容器３の各シール部５に設けたことだけが、第２図
とは異なるが、発明の思想と効果は第２図と全く同様で
あることは明らかである。
４と容器３の各シール部５に設けたことだけが、第２図
とは異なるが、発明の思想と効果は第２図と全く同様で
あることは明らかである。
さらに、本発明のもう一つの効果を説明すると、第３
図の容器３の基底部3aの突起部3b、3cを設けて真空中で
第２図の如く容器を蓋と離間して保持するのを容易にし
たことにより、真空中で容器の側面に強い圧力をかけて
容器を保持する必要がなく、容器と蓋の封止を安定して
容易に行うことができるという量産上大きな効果を有す
るものである。特に、容器の厚みT3の値が0.7mm以下の
時、蓋の厚みT4の値が0.2mm以下の時に本発明の効果は
著しいものである。
図の容器３の基底部3aの突起部3b、3cを設けて真空中で
第２図の如く容器を蓋と離間して保持するのを容易にし
たことにより、真空中で容器の側面に強い圧力をかけて
容器を保持する必要がなく、容器と蓋の封止を安定して
容易に行うことができるという量産上大きな効果を有す
るものである。特に、容器の厚みT3の値が0.7mm以下の
時、蓋の厚みT4の値が0.2mm以下の時に本発明の効果は
著しいものである。
以上説明したように、本発明によって、前記容器の基
底部の少なくとも一部に突起部を設けて、真空中で容器
と蓋とを離間して保持するのを容易にしたことにより、
真空中で容器の側面と強い圧力をかけて容器を保持する
必要がなく、容器と蓋の封止を安定して行うことができ
るという量産上大きな効果をもたらし、その結果、面実
装用の小型圧電振動子の内部が高真空に保持され、良好
な特性が得られるものである。
底部の少なくとも一部に突起部を設けて、真空中で容器
と蓋とを離間して保持するのを容易にしたことにより、
真空中で容器の側面と強い圧力をかけて容器を保持する
必要がなく、容器と蓋の封止を安定して行うことができ
るという量産上大きな効果をもたらし、その結果、面実
装用の小型圧電振動子の内部が高真空に保持され、良好
な特性が得られるものである。
第１図は本発明の面実装用の小型圧電振動子の一例で、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面方向からの断面図であ
る。 第２図は本発明に適用される封止装置の真空チャンバー
内と被封止部品を示した断面図である。 第３図は本発明の効果を説明するための本発明の振動子
の断面図である。 第４図は本発明の例としての小型の音叉型水晶振動子の
真空度と等価直列抵抗値の関係を示す図である。 第５図は音叉型水晶振動子における本発明の実施例と従
来の方法による例での等価直列抵抗値の比較を示す図で
ある。 １……水晶振動子 ２……支持台 ３……容器 3a……容器の基底部 3b……突起部 3c……突起部 ４……蓋 ５……シール部 ６……ハンダ封止材 6a……ハンダ封止材 ７……上側ヒータ板 ８……下側ヒータ板 ９……真空チャンバー T1……容器の深さ T2……ハンダ封止材の厚み T3……容器の厚み T4……蓋の厚み
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面方向からの断面図であ
る。 第２図は本発明に適用される封止装置の真空チャンバー
内と被封止部品を示した断面図である。 第３図は本発明の効果を説明するための本発明の振動子
の断面図である。 第４図は本発明の例としての小型の音叉型水晶振動子の
真空度と等価直列抵抗値の関係を示す図である。 第５図は音叉型水晶振動子における本発明の実施例と従
来の方法による例での等価直列抵抗値の比較を示す図で
ある。 １……水晶振動子 ２……支持台 ３……容器 3a……容器の基底部 3b……突起部 3c……突起部 ４……蓋 ５……シール部 ６……ハンダ封止材 6a……ハンダ封止材 ７……上側ヒータ板 ８……下側ヒータ板 ９……真空チャンバー T1……容器の深さ T2……ハンダ封止材の厚み T3……容器の厚み T4……蓋の厚み
フロントページの続き (72)発明者 松野 亨 宮城県仙台市西多賀５丁目30番１号 セ イコー電子部品株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−93794（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−23607（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−84595（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−87192（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−107695（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−18371（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】外側に突起部が形成され、開口部を有し内
部に圧電振動子を取り付けた容器と、前記容器の開口を
封止する蓋であって、前記開口部または蓋の少なくとも
一方の封止部に封止材が形成された前記容器と前記蓋と
を準備する工程と、 真空チャンバー内に設けられ、前記容器の突起部を支持
する支持部を備えた板と、前記蓋を支持する板とからな
り、少なくとも一方の板がヒータ板である封止装置を準
備する工程と、 前記容器と前記蓋とをそれぞれの板に固定し、双方の封
止部を離間させて対向配置させ、真空下で前記ヒータ板
を加熱する工程と、 所定時間経過後に、前記板同士を接近させて前記容器と
前記蓋とを重ね合わせて加圧し、その後加熱を停止する
ことにより前記容器と前記蓋とを気密封止する工程とか
らなることを特徴とする小型圧電振動子の気密封止方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63262534A JP2613099B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 小型圧電振動子の気密封止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63262534A JP2613099B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 小型圧電振動子の気密封止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02108314A JPH02108314A (ja) | 1990-04-20 |
| JP2613099B2 true JP2613099B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=17377137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63262534A Expired - Fee Related JP2613099B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 小型圧電振動子の気密封止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2613099B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007013594A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Kyocera Kinseki Corp | 圧電デバイスの製造方法 |
| JP6030436B2 (ja) * | 2011-12-27 | 2016-11-24 | 京セラ株式会社 | 電子デバイスの製造方法および電子デバイス製造装置 |
| WO2013172444A1 (ja) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | 株式会社村田製作所 | 水晶振動子の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5393794A (en) * | 1977-01-26 | 1978-08-17 | Citizen Watch Co Ltd | Hermetic sealing method of crystal vibrator |
| JPS54107695A (en) * | 1978-02-10 | 1979-08-23 | Seiko Epson Corp | Sealing method for air-tight package for piezoelectric oscillator |
-
1988
- 1988-10-17 JP JP63262534A patent/JP2613099B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02108314A (ja) | 1990-04-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
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