JP2002094352A - Crystal vibrator - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は表面実装型水晶振動
子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface mount type crystal unit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から各種電子機器の周波数制御素子
として水晶振動子が広く使用されている。近年、携帯電
話装置等の電子機器では、その形状の小型化、高密度化
に伴い、例えばプリント基板の表面に実装することがで
きる表面実装型の水晶振動子が使用されている。2. Description of the Related Art Quartz resonators have been widely used as frequency control elements for various electronic devices. 2. Description of the Related Art In recent years, as electronic devices such as mobile telephone devices have been downsized and densified, for example, surface mount type crystal units that can be mounted on the surface of a printed circuit board have been used.
【０００３】表面実装型水晶振動子は、水晶片に形成さ
れた電極と気密容器の内側に形成された引出電極とを電
気的に接続したうえで、気密容器の内部を真空状態、又
は窒素などの不活性ガスを充填した状態で気密封止する
ことで形成される。この時、水晶片に形成された電極
と、気密容器の内側に形成された引出電極との接続に
は、シリコン系の導電性接着剤が使用されている。シリ
コン系の導電性接着剤としては、一般にシリコン樹脂に
銀粉を混合した熱硬化タイプのものが使用される。[0003] A surface mount type crystal unit electrically connects an electrode formed on a crystal blank and an extraction electrode formed inside the hermetic container, and then evacuates the inside of the hermetic container to a vacuum state or nitrogen. It is formed by hermetically sealing in a state filled with the inert gas. At this time, a silicon-based conductive adhesive is used for connection between the electrode formed on the crystal blank and the extraction electrode formed inside the airtight container. As the silicon-based conductive adhesive, a thermosetting type in which silver powder is mixed with a silicon resin is generally used.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、水晶片に形
成する電極には、水晶片の周波数特性などに影響を与え
ないような金属材料を用いる必要があるため、通常は、
その純度が９９．９９％とされる金（Ａｕ）が用いられ
ている。しかしながら、このような水晶片の金電極と、
気密容器内に形成された引出電極とを、シリコン系の導
電性接着剤によって接着する場合は、シリコン系の導電
性接着剤の焼成条件が適正でないと、水晶片の金電極
と、導電性接着剤に含まれている導電性部材である銀フ
ィラー（銀粉）との界面にシリコン皮膜が形成され、こ
のシリコン皮膜が水晶片の金電極と導電性接着剤との間
の導通を阻害するという欠点があった。By the way, it is necessary to use a metal material which does not affect the frequency characteristics of the crystal blank for the electrode formed on the crystal blank.
Gold (Au) whose purity is 99.99% is used. However, with such a crystal piece gold electrode,
When the extraction electrode formed in the airtight container is bonded with a silicon-based conductive adhesive, if the firing conditions of the silicon-based conductive adhesive are not appropriate, the gold electrode of the quartz piece and the conductive bonding The disadvantage is that a silicon film is formed at the interface with the silver filler (silver powder), which is a conductive member contained in the agent, and this silicon film hinders conduction between the gold electrode of the quartz piece and the conductive adhesive. was there.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明はこのよ
うな問題点を解決するためになされたものであり、水晶
片に形成された金電極と、気密容器内の内部に形成され
た引出電極とを導電性接着剤により接続したうえで、気
密容器を気密封止することで形成される表面実装型水晶
振動子において、少なくとも、導電性接着剤が塗布され
る部分の金電極の表面に補助電極を形成するようにし
た。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and includes a gold electrode formed on a crystal blank and a drawer formed inside an airtight container. After connecting the electrodes with a conductive adhesive, in a surface-mounted crystal resonator formed by hermetically sealing the airtight container, at least the surface of the gold electrode where the conductive adhesive is applied An auxiliary electrode was formed.
【０００６】そして、上記補助電極は銀を蒸着又はスパ
ッタリングすることで形成される銀電極とし、上記導電
性接着剤は、導電性材料として銀粉を含んだ熱硬化タイ
プのシリコン系の導電性接着剤を用いるようにした。The auxiliary electrode is a silver electrode formed by depositing or sputtering silver, and the conductive adhesive is a thermosetting silicone conductive adhesive containing silver powder as a conductive material. Was used.
【０００７】本発明によれば、少なくとも、導電性接着
剤が塗布される部分の金電極の表面に補助電極として、
例えばシリコン系の導電性接着剤と相性の良い銀電極を
形成することで、導電性接着剤の焼成条件が適正でない
場合においても、導電性接着剤に含まれる導電性材料
と、水晶片の金電極との界面にシリコン皮膜が形成され
るのを抑制することが可能になる。According to the present invention, at least a part of the surface of the gold electrode to which the conductive adhesive is applied is provided as an auxiliary electrode.
For example, by forming a silver electrode that is compatible with a silicon-based conductive adhesive, the conductive material included in the conductive adhesive and the gold of the quartz piece can be used even when the firing conditions of the conductive adhesive are not appropriate. It is possible to suppress the formation of a silicon film at the interface with the electrode.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図３を参照しながら説明する。先ず、図１を参照しな
がら本発明の実施の形態とされる表面実装型水晶振動子
の概略構造について説明する。本実施の形態とされる表
面実装型水晶振動子（以下、単に「水晶振動子」とい
う）１は、図１（ａ）に示すように、例えばセラミック
などによって形成された容器本体（以下、「セラミック
ベース」という）２と、コバールなどの金属部材、また
は、これらの金属部材にニッケル（Ｎｉ）メッキや、金
（Ａｕ）メッキを施したクラッド材によって形成された
蓋（以下「リッド」という）３とからなる気密容器によ
って構成される。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. First, a schematic structure of a surface mount type crystal unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1A, a surface-mount type crystal unit (hereinafter, simply referred to as a “crystal unit”) 1 according to the present embodiment has a container body (hereinafter, referred to as “crystal unit”) formed of, for example, ceramic. 2) and a metal member such as Kovar, or a lid (hereinafter referred to as a “lid”) formed of a clad material obtained by plating these metal members with nickel (Ni) or gold (Au). (3).
【０００９】セラミックベース２は、同図（ｂ）に示す
ように、浅い箱形形状とされ、その内部に水晶片５を収
納できるように構成されている。また、その上縁部には
リッド３を接合するための接合面として、セラミックを
メタライズ（金属化）したメタライズ面４が形成され、
このメタライズ面４に対して、リッド３がシーム溶接や
ろう付け等により接合される。なお、メタライズ面４
は、例えばニッケルメッキ（Ｎｉ）などが施されてい
る。As shown in FIG. 1B, the ceramic base 2 is formed in a shallow box shape, and is configured so that the crystal blank 5 can be housed therein. Further, a metallized surface 4 formed by metallizing (metallizing) ceramic is formed on the upper edge portion as a bonding surface for bonding the lid 3.
The lid 3 is joined to the metallized surface 4 by seam welding, brazing, or the like. The metallized surface 4
Is plated with, for example, nickel (Ni).
【００１０】セラミックベース２の内部には水晶片５が
収納されている。水晶片５の詳細な構造について後述す
るが、水晶片５の両面には、それぞれ電極６ａ，６ｂが
形成されていると共に、少なくとも、この電極６ａ，６
ｂの一部に本発明の特徴である補助電極７ａ，７ｂが形
成されている。そして、この補助電極７ａ，７ｂが後述
するセラミックベース２の内部に設けられている引出電
極に接続されることになる。A crystal blank 5 is housed inside the ceramic base 2. Although the detailed structure of the crystal blank 5 will be described later, electrodes 6a and 6b are formed on both surfaces of the crystal blank 5 and at least these electrodes 6a and 6b are formed.
Auxiliary electrodes 7a and 7b, which are features of the present invention, are formed in a part of b. The auxiliary electrodes 7a and 7b are connected to an extraction electrode provided inside the ceramic base 2 described later.
【００１１】なお、図示していないが、セラミックベー
ス２の外側底面には、水晶片５の電極６ａ，６ｂと接続
された電極端子や、グランド端子などが設けられてお
り、全体として表面実装型のチップ部品として実装でき
るようになっている。Although not shown, an electrode terminal connected to the electrodes 6a and 6b of the crystal blank 5, a ground terminal, and the like are provided on the outer bottom surface of the ceramic base 2, and the surface mount type as a whole is provided. It can be mounted as a chip component.
【００１２】以下、図２、図３を用いて本実施の形態と
される水晶振動子１に収納される水晶片５の電極構造の
一例について説明する。図２（ａ），（ｂ）には、本実
施の形態とされる水晶振動子１の内部構造を説明するた
めの上面図、及び側面図が示され、図３（ａ）には図２
（ａ）に示した破線円Ａで囲った部分の拡大図、図３
（ｂ）には図２（ｂ）に示した破線円Ｂで囲った部分の
拡大図がそれぞれ示されている。Hereinafter, an example of the electrode structure of the crystal piece 5 housed in the crystal unit 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIGS. 2A and 2B are a top view and a side view for explaining the internal structure of the crystal unit 1 according to the present embodiment, and FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a portion surrounded by a broken line circle A shown in FIG.
FIG. 2B is an enlarged view of a portion surrounded by a dashed circle B shown in FIG. 2B.
【００１３】これら図２（ａ），（ｂ）に示すように、
セラミックベース２内に収納される水晶片５は、例えば
長方形の薄い板状とされ、その表面には蒸着、またはス
パッタリングなどによって、それぞれ電極６ａ，６ｂが
形成されている。この場合、水晶片５の上面側に電極６
ｂが、その裏面側に電極６ａが形成される。このような
電極６ａ，６ｂは、水晶片５の周波数特性などに影響を
与えない金属材料、例えばその純度が９９．９９％とさ
れる金（Ａｕ）が用いられている。なお、以下本明細書
においては、水晶片５に形成した電極６ａ，６ｂのこと
を金電極６ａ，６ｂと表記する。As shown in FIGS. 2A and 2B,
The quartz piece 5 housed in the ceramic base 2 is, for example, in the shape of a thin rectangular plate, and has electrodes 6a and 6b formed on its surface by vapor deposition or sputtering. In this case, the electrode 6 is
b, the electrode 6a is formed on the back surface side. The electrodes 6a and 6b are made of a metal material that does not affect the frequency characteristics of the crystal blank 5, for example, gold (Au) whose purity is 99.99%. Hereinafter, in the present specification, the electrodes 6a and 6b formed on the crystal blank 5 are referred to as gold electrodes 6a and 6b.
【００１４】そして、このような水晶片５に形成されて
いる金電極６ａ，６ｂは、図３（ａ）に拡大して示され
ているように、それぞれ水晶片５の一方の短辺の角まで
引き出されて、セラミックベース２に形成されている引
出電極８ａ，８ｂに、それぞれシリコン系の導電性接着
剤９ａ，９ｂにより接着されることになる。しかしなが
ら、この場合は、先にも説明したように、水晶片５の金
電極６ａ、６ｂが、その純度が９９．９９％と高い金
（Ａｕ）によって形成されているため、例えばシリコン
樹脂に銀粉を混合した熱硬化タイプのシリコン系の導電
性接着剤９ａ，９ｂを用いて接着する場合は、導電性接
着剤９ａ，９ｂの焼成条件が適正でないと、金電極６
ａ，６ｂと導電性接着剤９ａ，９ｂとの間で導通不良が
発生する。The gold electrodes 6a and 6b formed on the crystal blank 5 have corners of one short side of the crystal blank 5 as shown in an enlarged view in FIG. And is bonded to the lead electrodes 8a and 8b formed on the ceramic base 2 by silicon-based conductive adhesives 9a and 9b, respectively. However, in this case, as described above, the gold electrodes 6a and 6b of the crystal blank 5 are formed of gold (Au) having a high purity of 99.99%. In the case of bonding using a thermosetting type silicon-based conductive adhesive 9a, 9b mixed with a conductive material, if the firing conditions of the conductive adhesive 9a, 9b are not appropriate, the gold electrode 6
A conduction failure occurs between the conductive adhesives 9a and 9b and the conductive adhesives 9a and 9b.
【００１５】そこで、本実施の形態においては、少なく
とも導電性接着剤９ａ，９ｂが塗布される金電極６ａ，
６ｂの表面に対して、補助電極７ａ，７ｂを形成するよ
うにした。即ち、本実施の形態においては、図３（ｂ）
に示すように、水晶片５の表面に対してクロム（Ｃｒ）
などの金属膜１１を蒸着等によって形成し、その金属膜
１１の表面に対して金（Ａｕ）を蒸着して金電極６ｂを
形成した後、少なくとも導電性接着剤９ｂが接着される
金電極６ｂ部分に、シリコン系の導電性接着剤９ｂに含
まれる導電性部材（銀粉）と同一金属とされる金属部材
（銀；Ａｇ）を蒸着して補助電極（銀電極）７ｂを形成
するようにした。Therefore, in the present embodiment, at least the gold electrodes 6a, 6a to which the conductive adhesives 9a, 9b are applied.
Auxiliary electrodes 7a and 7b are formed on the surface of 6b. That is, in the present embodiment, FIG.
As shown in FIG.
Is formed by vapor deposition or the like, and gold (Au) is vapor-deposited on the surface of the metal film 11 to form the gold electrode 6b, and then the gold electrode 6b to which at least the conductive adhesive 9b is adhered. An auxiliary electrode (silver electrode) 7b is formed by depositing a metal member (silver; Ag) made of the same metal as the conductive member (silver powder) contained in the silicon-based conductive adhesive 9b on the portion. .
【００１６】なお、金電極６ｂは、水晶片５の上面側
（紙面上方）に形成されるものであるが、金電極６ｂは
水晶片５の下面側において導電性接着剤９ｂにより引出
電極８ｂと接続されることから、水晶片５の短辺側面を
介して水晶片５の下面側まで形成されている。また、補
助電極７ａ，７ｂは、補助電極７ａ，７ｂを確実に成膜
できる膜厚（例えば１２００Å程度）を確保すればよい
ものとされる。The gold electrode 6b is formed on the upper surface side (upper side of the paper) of the crystal blank 5, and the gold electrode 6b is connected to the extraction electrode 8b by the conductive adhesive 9b on the lower surface side of the crystal blank 5. Because of the connection, it is formed up to the lower surface side of the crystal blank 5 via the short side surface of the crystal blank 5. Further, the auxiliary electrodes 7a and 7b only need to secure a film thickness (for example, about 1200 °) that can reliably form the auxiliary electrodes 7a and 7b.
【００１７】このようにすれば、例えばシリコン系の導
電性接着剤９ａ，９ｂの焼成条件が適正でない場合で
も、導電性接着剤９ａ，９ｂの硬化時において、補助電
極７ａ，７ｂとシリコン系の導電性接着剤９ａ，９ｂと
の界面にシリコン被膜が形成されることなく、補助電極
（銀電極）７ａ，７ｂと導電性接着剤９ａ，９ｂとの間
の導通不良を確実に防止することができる。また、この
場合は水晶片５の短辺側面に形成される金電極６ｂの表
面にも補助電極７ｂが形成されるため、その内部抵抗値
を低くすることができるという利点もある。In this way, even when the firing conditions of the silicon-based conductive adhesives 9a and 9b are not appropriate, for example, the auxiliary electrodes 7a and 7b and the silicon-based conductive adhesives 9a and 9b are hardened when the conductive adhesives 9a and 9b are cured. It is possible to reliably prevent poor conduction between the auxiliary electrodes (silver electrodes) 7a, 7b and the conductive adhesives 9a, 9b without forming a silicon film on the interface with the conductive adhesives 9a, 9b. it can. In this case, since the auxiliary electrode 7b is also formed on the surface of the gold electrode 6b formed on the short side surface of the crystal piece 5, there is an advantage that the internal resistance value can be reduced.
【００１８】なお、本実施の形態では、表面実装型水晶
振動子を例に挙げて説明したが、これおはあくまでも一
例であり、本発明としては例えばリード足を有するタイ
プの水晶振動子などに適用することはもちろん可能であ
る。Although the present embodiment has been described by taking a surface-mount type crystal unit as an example, this is merely an example, and the present invention is applied to, for example, a crystal unit having a lead foot. It is of course possible to apply.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、少なく
とも導電性接着剤が塗布される部分の金電極の表面に補
助電極として、例えばシリコン系の導電性接着剤と相性
の良い銀電極を形成することで、例えば導電性接着剤の
焼成条件が適正でない場合においても、導電性接着剤に
含まれる導電性材料と、水晶片の金電極との界面にシリ
コン皮膜が形成されるのを抑制することが可能になる。
これにより、水晶片の金電極と本体に電極を導電性接着
剤に接続する際に、水晶片の電極と導電性接着剤との間
で発生する導通不良を確実に防止することができる。As described above, according to the present invention, a silver electrode having good compatibility with a silicon-based conductive adhesive is provided as an auxiliary electrode on at least the surface of the gold electrode to which the conductive adhesive is applied. By forming, for example, even when the firing conditions of the conductive adhesive are not appropriate, it is possible to suppress the formation of the silicon film at the interface between the conductive material included in the conductive adhesive and the gold electrode of the crystal blank. It becomes possible to do.
Thus, when the electrodes are connected to the gold electrode and the main body of the crystal piece with the conductive adhesive, conduction failure generated between the electrode of the crystal piece and the conductive adhesive can be reliably prevented.
【図１】本発明の実施の形態とされる表面実装型水晶振
動子の外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view of a surface-mount type crystal unit according to an embodiment of the present invention.
【図２】本実施の形態とされる表面実装型水晶振動子の
上面図及び側面図である。FIGS. 2A and 2B are a top view and a side view of the surface-mounted crystal resonator according to the embodiment. FIGS.
【図３】本実施の形態とされる表面実装型水晶振動子の
一部を拡大して示した図である。FIG. 3 is an enlarged view of a part of the surface-mounted crystal resonator according to the present embodiment.
１ 水晶振動子、２ セラミックベース、３ リッド、
４ メタライズ面、５水晶片、６ａ ６ｂ 金電極、７
ａ ７ｂ 補助電極、８ａ ８ｂ 引出電極、９ａ ９
ｂ 導電性接着剤、1 crystal oscillator, 2 ceramic base, 3 lid,
4 Metallized surface, 5 quartz pieces, 6a 6b gold electrode, 7
a 7b auxiliary electrode, 8a 8b extraction electrode, 9a 9
b conductive adhesive,
Claims (3)
の内部に形成された引出電極とを導電性接着剤により接
続したうえで、上記気密容器を気密封止することで形成
される表面実装型水晶振動子において、 少なくとも、上記導電性接着剤が塗布される部分の上記
金電極の表面に、補助電極を形成するようにしたことを
特徴とする水晶振動子。1. A method in which a gold electrode formed on a crystal blank and an extraction electrode formed inside an airtight container are connected by a conductive adhesive, and the airtight container is hermetically sealed. A surface-mount type crystal unit, wherein an auxiliary electrode is formed at least on a surface of the gold electrode at a portion where the conductive adhesive is applied.
リングすることで形成される銀電極であることを特徴と
する請求項１に記載の水晶振動子。2. The crystal unit according to claim 1, wherein the auxiliary electrode is a silver electrode formed by depositing or sputtering silver.
銀粉を含んだ熱硬化タイプのシリコン系の接着剤である
ことを特徴とする請求項１に記載の水晶振動子。3. The crystal unit according to claim 1, wherein the conductive adhesive is a thermosetting silicone adhesive containing silver powder as a conductive material.
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