JP2003152493A - 耐熱水晶振動子 - Google Patents
耐熱水晶振動子Info
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Abstract
動子を提供する。 【解決手段】 ベース1と一対の保持部材5と、板状水
晶片6と、低融点ガラス、金属フィラーを混合したフィ
レットを加熱溶融して水晶片端部に形成した第1、第2
の接続部7,8及び同様形成で両側板面にまたがった第
3の接続部9と、上記保持部材に上記第1、第2の接続
部を固着する金・ゲルマのロー材と、上記ベースに対面
する一側板面に形成され引き出し部分を上記第3の接続
部に導通させた一方の励振電極10と、この一方の励振
電極に相対面して上記水晶片の他側板面に形成され引き
出し部を上記第1の接続部に所定の間隙を存して形成し
た他方の励振電極11と、上記水晶片の他側板面側から
蒸着によって形成され上記水晶片の他側板面側の励振電
極の引き出し部と第1の接続部の間及び第2,第3の接
続部の間をそれぞれ導通させる金属薄膜とを具備する耐
熱水晶振動子。
Description
耐熱水晶振動子に関する。
波数は安定なことで知られている。この発振周波数を変
動させる原因としては温度変化による影響が最も大き
い。たとえば最も多用されているATカットの水晶振動
子を用いた水晶発振器の場合−30℃〜80℃の温度変
化に対して数十ppm〜数百ppmの周波数変化を生じ
る。
定な周波数源を要求される用途では水晶振動子を恒温槽
に収納した恒温槽型の水晶発振器が用いられている。こ
の恒温槽型の水晶発振器では、水晶振動子を80℃程度
の一定温度に加熱した恒温槽に収納することにより温度
変化による発振周波数の変化を生じないようにしてい
る。
発振器に用いる水晶振動子は80℃程度の高温の環境で
使用される。一方、常温付近の温度で使用される水晶振
動子では、水晶片の板面に形成した励振電極を、板面の
縁部まで延出し、この延出端部を先端部にクリップを形
成したワイヤ、金属薄板等からなる保持部材で保持し、
この保持部位に導電性接着剤を塗布して固着するととも
に電気的な導通を図るようにしている。
着剤に銀の薄片、粒等を混ぜ合わせたものである。しか
しながら導電性接着剤を使用した水晶振動子を高温環境
におくと、特に接着剤の有機成分から発生したガスが励
振電極に付着して、発振周波数を経時的に変化させる問
題がある。
は図3に示すような構造のものが考えられている。この
水晶振動子ではベース21に2本の端子22を植設し、
端子22の先端部に保持部材23を取り付けている。
スと銀フィラーを混ぜ合わせたフィレットを塗りつけて
400℃を超える温度まで加熱して溶融し接続部25を
形成する。低融点ガラスは、水晶と成分が類似している
ため水晶片3の所定位置に接続部5を強固に固着して形
成することができる。
対面して励振電極25を蒸着で形成し、この励振電極2
5を互いに反対方向に板面の端部の接続部26に所定の
間隔を存する位置まで延出させる。そして保持部材23
で水晶片24の接続部26を保持し、金・ゲルマのロー
材を用いて350℃程度に加熱して共晶合金を形成して
接合する。
状態で、金・ゲルマのロー材で接合すると、励振電極に
電解腐食により食われ現象を発生する。このため電極が
変質して共振周波数が徐々に変化したり、極端な場合は
水晶片3が保持部材から脱落してしまう問題があり好ま
しくない。しかしながら、接続部26の主成分は銀であ
り、かつ励振電極25とは間隙を存して形成することに
より、金・ゲルマのロー材を用いて接続部26と保持部
材23とを確実に接合することができ、かつ励振電極2
5に悪影響を与えることもない。
25の導出端部と接続部26とを覆うように金属薄膜を
蒸着して導通させる。なお励振電極25には、さらに微
量の金属膜を重ねて蒸着し、その質量付加効果により共
振周波数を微調整して目的周波数に合わせ込む。そし
て、励振電極25の延出端部と対向する接続部26との
間に蒸着を行って蒸着金属27によって両者を導通させ
る。
21にかぶせて、不活性ガス、真空等の雰囲気で開口端
部をベース21の周縁のフランジ部分に、半田付け、冷
間圧接等により接合し気密に封止する。
立工程の自動化、形状の小型化等の目的で表面実装型の
部品が多用される傾向がある。このため水晶振動子も表
面実装型のものが求められている。このように表面実装
型の水晶振動子では、たとえば外形は矩形で上面に水晶
片を収納する凹所を形成したセラミック製のベースの開
口に金属製の蓋をシーム溶接により封止した容器が用い
られる。
ベースの凹所の底面に平行に収納することになる。この
ため凹所の底面に形成した保持電極に、水晶片の保持部
を金・ゲルマのロー材で固着すると、水晶片の下側の電
極に対しては蒸着等を行うことができない。このため下
側の励振電極を保持部材に電気的に接続することができ
ない問題を生じる。
ベースに設けた保持部材に水晶片を水平に保持するもの
があり、このような水晶振動子でも、保持部材で水晶片
を保持した状態では、水晶片の下側の板面に蒸着等を行
うことはできない。したがってこのような場合も下側の
励振電極を保持部材に電気的に接続することができない
問題がある。
鑑みてなされたもので、水晶片をベースに水平に保持す
る水晶振動子において、水晶片を金・ゲルマのロー材で
保持部材に固着して保持し、かつ表裏板面の励振電極を
蒸着によって保持部材に接続するようにして、良好な耐
熱性を得ることができる耐熱水晶振動子を提供すること
を目的とするものである。
ースと、このベースに設けた一対の保持部材と、板状に
成形され圧電振動を励振される水晶片と、低融点ガラス
と金属フィラーを混ぜ合わせたフィレットを加熱溶融し
て上記水晶片の端部に塗着して形成した第1、第2の接
続部と、低融点ガラスと金属フィラーを混ぜ合わせたフ
ィレットを加熱溶融して上記水晶片の端部に塗着して両
側板面にまたがって形成した第3の接続部と、上記水晶
片を上記ベースに平行に保持するように上記保持部材に
上記第1、第2の接続部を固着する金・ゲルマのロー材
と、上記水晶片の上記ベースに対面する一側板面に形成
され引き出し部分を上記第3の接続部に導通させた一方
の励振電極と、この一方の励振電極に相対面して上記水
晶片の他側板面に形成され引き出し部を上記第1の接続
部に所定の間隙を存して形成した他方の励振電極と、上
記水晶片の他側板面側から蒸着によって形成され上記水
晶片の他側板面側の励振電極の引き出し部と第1の接続
部の間及び第2,第3の接続部の間をそれぞれ導通させ
る金属薄膜と、を具備することを特徴とする耐熱水晶振
動子である。
載のものにおいて、ベースは一対の端子が貫通し、端子
の先端部に保持部材を形成したことを特徴とする耐熱水
晶振動子であり、本発明の請求項3は、請求項1に記載
のものにおいて、ベースはセラミック製の表面実装用の
容器であることを特徴とする耐熱水晶振動子である。
ド端子を有する振動子を例として図1に示す組立斜視図
を参照して詳細に説明する。1は略円盤状のベースであ
り、金属板を加工して外周縁にフランジ2を形成し中心
部分にはハーメガラス3を充填して一対の端子4を互い
に絶縁して貫装している。端子4の先端部分には釘の頭
状の保持部材5を形成している。
て所定角度に切断して丸板状に成型した水晶片である。
この水晶片6の周縁部の上記保持部材5に対応する位置
には低融点ガラスと金属フィラーを混ぜ合わせたフィレ
ットを塗着して、加熱溶融させて第1、第2の接続部
7、8を形成している。
部8に所定の間隙を存して、かつ水晶片6の両側板面に
またがって低融点ガラスと金属フィラーを混ぜ合わせた
フィレットを塗着して、加熱溶融させて第3の接続部9
を形成している。そして水晶片6の一側板面には、引き
出し部分が上記第3の接続部9に導通するように一方の
励振電極10を形成している。
の励振電極10に相対面して他方の励振電極11を形成
し、他方の励振電極の引き出し部を上記第1の接続部7
に所定の間隙を存するように形成している。これらの励
振電極10、11はたとえば蒸着を行って形成すればよ
い。
面に平行かつ対面するように、保持部材5と第1、第2
の接続部とを金・ゲルマのロー材を用いて固着する。そ
して、水晶片6の他側板面側から、一方の励振電極10
の引き出し部と第1の接続部7との間を覆うように蒸着
を行い、これらの間を蒸着金属12により電気的に導通
させる。
間を覆うように蒸着を行い、これらの間を蒸着金属13
により電気的に導通させる。なお、必要に応じて水晶片
6の他方の励振電極11に対して微量の蒸着金属を蒸着
して、その質量付加効果により共振周波数を正確に調整
する。
ンジ14を形成したカバー15をベース1にかぶせて両
者のフランジ2、14部分を半田付け、圧接等の手段で
接合して水晶片6を気密に封止する。なお封止は、真
空、不活性ガス雰囲気等で行い、封止後の励振電極等の
化学的な変化を生じないようにする。
10は第3の接続部9、蒸着金属13、第2の接続部
8、金・ゲルマのロー材、保持部材5を介して端子4に
接続することができる。また他方の励振電極11は蒸着
金属12、第1の接続部7、金・ゲルマのロー材、保持
部材5を介して端子4に接続することができる。
に接続することにより水晶片6に圧電振動を励振させて
安定な発振周波数を得ることができる。また水晶片を封
止した空間には、有機接着剤のように高温でガスを発生
する虞のある材料は用いていないため、80℃程度の恒
温で用いても極めて高い安定度を得ることができる。
るものではなく、たとえば図1と同一部材に同一符号を
付与して図2に示す組立斜視図のような表面実装型の水
晶振動子にも適用することができる。
を焼成して上面に開口を有する箱形に成形し内部空間の
底面に一対の保持部材5を設けている。この保持部材5
はベース1の外側側底面に設けた図示しない実装電極に
導通させている。この実装電極は、たとえば半田付け等
でプリント基板に実装するために用いる。
て第1、第2の接続部7、8を低融点ガラスと金属フィ
ラーを混ぜ合わせたフィレットを加熱溶融して形成す
る。また第2の接続部8に所定の間隙を存して同様にフ
ィレットを加熱溶融して第3の接続部9を形成する。
振電極10を蒸着して引き出し部を第3の接続部9に導
通するように引き出す。また水晶片6の他方の板面に他
方の励振電極11を蒸着し、引き出し部を第1の接続部
7に所定の間隙を存して形成する。
ベース1の底面に対面させて第1、第2の接続部7、8
を金・ゲルマのロー材で保持部材5に固着して保持し、
かつ電気的に接続する。そしてベース1の上面、すなわ
ち水晶片6の他方の励振電極側から蒸着を行い、他方の
励振電極11と第1の接続部7との間を蒸着による金属
薄膜12により導通させる。
着を行い、蒸着による金属薄膜13によって導通させ
る。さらに他方の励振電極11に微量の蒸着金属を蒸着
してその質量付加効果により共振周波数を正確に調整す
る。
囲気中でベースの上面開口にカバー15をかぶせて気密
に封止する。このような表面実装型の水晶振動子の場合
も、図1に示す端子を有する水晶振動子と同様の効果を
奏することは勿論である。
ベース面に平行に水晶片の板面を保持するものにおい
て、耐熱性が高く、一定温度に加熱した恒温槽における
使用に適した耐熱水晶振動子を提供することができる。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】ベースと、 このベースに設けた一対の保持部材と、 板状に成形され圧電振動を励振される水晶片と、 低融点ガラスと金属フィラーを混ぜ合わせたフィレット
を加熱溶融して上記水晶片の端部に塗着して形成した第
1、第2の接続部と、 低融点ガラスと金属フィラーを混ぜ合わせたフィレット
を加熱溶融して上記水晶片の端部に塗着して両側板面に
またがって形成した第3の接続部と、 上記水晶片を上記ベースに平行に保持するように上記保
持部材に上記第1、第2の接続部を固着する金・ゲルマ
のロー材と、 上記水晶片の上記ベースに対面する一側板面に形成され
引き出し部分を上記第3の接続部に導通させた一方の励
振電極と、 この一方の励振電極に相対面して上記水晶片の他側板面
に形成され引き出し部を上記第1の接続部に所定の間隙
を存して形成した他方の励振電極と、 上記水晶片の他側板面側から蒸着によって形成され上記
水晶片の他側板面側の励振電極の引き出し部と第1の接
続部の間及び第2,第3の接続部の間をそれぞれ導通さ
せる金属薄膜と、 を具備することを特徴とする耐熱水晶振動子。 - 【請求項2】特許請求の範囲第1項に記載のものにおい
て、ベースは一対の端子が貫通し、端子の先端部に保持
部材を形成したことを特徴とする耐熱水晶振動子。 - 【請求項3】特許請求の範囲第1項に記載のものにおい
て、ベースはセラミック製の表面実装用の容器であるこ
とを特徴とする耐熱水晶振動子。
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