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JP3937437B2 - Piezoelectric vibration device - Google Patents

Piezoelectric vibration device Download PDF

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JP3937437B2
JP3937437B2 JP2003179008A JP2003179008A JP3937437B2 JP 3937437 B2 JP3937437 B2 JP 3937437B2 JP 2003179008 A JP2003179008 A JP 2003179008A JP 2003179008 A JP2003179008 A JP 2003179008A JP 3937437 B2 JP3937437 B2 JP 3937437B2
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JP
Japan
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lead
element mounting
metal
piezoelectric vibration
support
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一彦 熊谷
直敏 中村
孝志 中村
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Daishinku Corp
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Daishinku Corp
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Publication date
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は水晶振動子などの圧電振動デバイスの保持構造に関するものであり、圧電振動板を保持するサポートの構造を改善するものである。
【0002】
【従来の技術】
圧電振動デバイスとして、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器等があげられるが、例えば水晶振動子は共振特性に優れることから、周波数、時間の基準源として広く用いられている。これらの圧電振動デバイスは、水晶振動板(圧電振動板)の表面に金属薄膜電極を形成し、この金属薄膜電極を外気から保護するため、パッケージ体により気密封止されている。
【0003】
従来、特許文献1に開示されるように、金属ベースにはガラスなどの絶縁材を介して一対の金属リード端子が植設されており、当該金属リード端子のインナーリード部分には、一対の金属平板のサポート部材が対向して取り付けられている。水晶振動板は、例えば、厚みすべり振動してなるATカット水晶振動板であり、表裏面には励振電極と、各励振電極からの引出電極が形成されている。そして、前記サポートの上に水晶振動板が搭載され、導電接合材により電気的機械的に接続されるとともに、前記金属ベースに金属製の蓋を被せ、これらをお互いに抵抗溶接などの手法により気密封止する構成となっている。
【0004】
この特許文献1では、セラミック容器を用いた表面実装型水晶振動子向けに普及している小型の水晶振動板を、リード端子付きの金属ベースに金属キャップを被せて気密封止する気密端子型の水晶振動子にも適用できるサポート構成を提案している。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−308669号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1の構成では、次のような問題点があり、実用的ではなかった。
【0007】
サポートのリード接続部分にリード端子のインナーリード側の上部に溶接する場合、当該インナーリード上部の位置が認識しにくく、リード端子の近接する方向のみに重心が偏っているので、サポートのずれ、傾き、偏向を招きやすい。
【0008】
また、このようなサポートがずれ、傾き、偏向を抑制する為にサポート自身を位置決めしにくい構造である。
【0009】
このため、サポートがずれ込んだまま圧電振動板が搭載され、導電性接合材で電気的機械的に接合すると圧電振動板に歪みを与え、圧電振動子の電気的特性に悪影響を与える。
【0010】
さらに、低背化のためにベース上面とのサポート面とを近接配置した場合、サポートとベース上面の間に治具の挿入ができないので、サポートの位置決めができず、サポートのリードフレームからの切り離しも困難となり、リード端子に安定した状態でサポートを溶接し、取り付けることができない。
【0011】
また、サポートのリード接続部分と素子搭載部分の識別がつきにくいので、サポートと圧電振動板の位置関係が認識しにくく、サポートへの圧電振動板の搭載すれ込みを招きやすい。
【0012】
さらに、サポートのリード接続部分の幅寸法に対して素子搭載部分の幅寸法がほぼ同一であれば、リード端子との溶接状態(接合状態)によって、サポートの傾斜やずれ込みの悪影響を受けやすい。
【0013】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、小型の水晶振動子を適用できる構造とするだけでなく、リード端子へのサポートの接合精度と接合安定性を高め、サポートへの圧電振動板の搭載精度、搭載安定性を同時に高めることができるより信頼性の高い圧電振動デバイスを提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、特許請求項1に示すように、少なくとも2本の金属リード端子が絶縁材を介して貫通植設されてなる金属ベースと、前記金属リード端子のインナー側に溶接される平板状の金属サポートと、当該金属サポートの板面と同方向にしてに搭載され、かつ電気的接続がなされる励振電極が形成された圧電振動板と、当該圧電振動板を気密的に被覆し、前記ベースのフランジと抵抗溶接あるいは冷間圧接されるフランジを有する金属製のキャップとからなる圧電デバイスであって、前記金属サポートは、前記リード端子と接合されるリード接続部と、当該リード接続部から互いに近接する方向に伸長し、かつリード接続部に対して幅狭の素子搭載部と、前記リード接続部から立ち上がり部を介して互いに隔離する方向に伸長、かつリード接続部に対して幅狭の位置決め部とを有することを特徴とする。
【0015】
また、特許請求項2に示すように、上述の構成において、前記リード接続部には、前記素子搭載部の中心点と前記位置決め部の中心点を結ぶ直線上にリード端子と接合される溶接領域と切り欠き部を形成し、前記溶接領域に前記切り欠き部を隣接して配置してなることを特徴とする。
【0016】
また、特許請求項3に示すように、上述の構成において、前記リード端子のインナーリード先端部が、釘頭形状であることを特徴とする。
【0017】
また、特許請求項4に示すように、上述の構成において、前記素子搭載部の表面には、Agフラッシュメッキが施されてなることを特徴とする。
【0018】
また、特許請求項5に示すように、上述の構成において、前記素子搭載部の表面には、粗面加工が施されてなることを特徴とする。
【0019】
【発明の効果】
特許請求項1によれば、気密封止の信頼性が高いリード端子付きの金属ベースに金属キャップを被せて気密封止する気密端子型の圧電振動デバイスにおいて、当該リード端子の間隔より狭い圧電振動板を搭載することができる。従って、表面実装型圧電振動デバイス向けに普及している小型の圧電振動板を気密端子型の圧電振動デバイスにも適用できるので、コスト低減に大きく寄与できる。
【0020】
また、素子搭載部と位置決め部がリード接続部を介してお互いに隔離する方向に伸長しているので、位置決め部により素子搭載部の伸長方向や位置を認識できる。このため、サポートをリード端子溶接する際に、位置決め部によって素子搭載部の方向性や位置精度を向上させるだけでなく、位置決め部を固定することで、リード接続部と素子搭載部の位置ずれをなくした状態で極めて安定して溶接できる。
【0021】
さらに、位置決め部がリード接続部から立ち上がり部を介して形成されているので、同一平面にあるリード接続部と素子搭載部を極力低く位置させた状態でも、サポートの位置決め部とベース上面の間に治具の挿入ができるので、サポートの位置決め、サポートのリードフレームからの切り離し等を極めて容易に行える。低背化や小型化に寄与できる構成である。
【0022】
また、リード接続部に対して素子搭載部と位置決め部を幅狭に形成しているので、各領域の識別がつき、サポートとリード端子との位置関係、サポートと圧電振動板の位置関係が認識しやすい。このため、画像認識技術によって、サポートをリード端子へ溶接する際に、リード接続部の位置精度を向上させるだけでなく、サポートへ圧電振動板を搭載する際に、圧電振動板の位置精度を向上させる。
【0023】
さらに、リード接続部に対して素子搭載部を幅狭に形成しているので、リード接続部と素子搭載部の間で分散効果が発生し衝撃の緩和ができるとともに、リード接続部におけるリード端子との溶接状態(接合状態)によって、素子搭載部のサポートの傾斜やずれ込みの悪影響を受けにくい。
【0024】
本発明により、小型の水晶振動子を適用できる構造とするだけでなく、リード端子へのサポートの接合精度と接合安定性を高め、サポートへの圧電振動板の搭載精度、搭載安定性を同時に高めることができるより信頼性の高い圧電振動デバイスを提供することができる。
【0025】
特許請求項2により、上述の作用効果に加え、前記素子搭載部の中心点と前記位置決め部の中心点を結ぶ直線上にリード端子と接合される溶接領域と切り欠き部を形成し、前記溶接領域に前記切り欠き部を隣接して配置しているので、サポートをリード端子へ溶接する際に、位置決め部の位置、または切り欠き部の位置によって、溶接領域の位置を合わせ込むことが容易になるとともに素子搭載部の方向性も合わせやすくなるのでより精度の高いサポートの取り付けが可能となる。また、前記素子搭載部の中心点と前記位置決め部の中心点を結ぶ直線上の前記溶接領域に近接して切り欠き部が形成されるので、位置決め部から素子搭載部へ、あるいはリード接続部から素子搭載部への外部衝撃の影響をより一層緩和することができる。
【0026】
特許請求項3により、上述の作用効果に加え、前記リード端子のインナーリード先端部が、釘頭形状であるので、サポートをリード端子に搭載する場合に傾く事なく水平に安定し搭載でき、サポートをリード端子溶接する際の信頼性が飛躍的に向上する。溶接面積も拡大するので接合強度が向上する。また、前記リード端子のインナーリード先端部が、釘頭形状であるので、衝撃によるサポートの振動振幅を小さくし、耐衝撃性の向上につながる。
【0027】
特許請求項4により、上述の作用効果に加え、前記素子搭載部の表面には、Agフラッシュメッキが施されているので、接合界面が改善され、圧電振動板とサポートとの導電性接合材による電気的機械的な接合強度が向上し、圧電振動デバイスの導通安定性と耐衝撃性の向上につながる。
【0028】
特許請求項5により、上述の作用効果に加え、前記素子搭載部の表面には、粗面加工が施されているので、接合界面が改善され、圧電振動板とサポートとの導電性接合材による電気的機械的な接合強度が向上し、圧電振動デバイスの導通安定性と耐衝撃性の向上につながる。
【0029】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による実施の形態を、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図であり、図2は、図1を組み立てた状態の内部断面図であり、図3は、図1のベースの平面図である。
【0030】
圧電振動板2はATカット水晶振動板からなり、矩形状に加工されている。その表裏面には励振電極21,22(裏面の22については図示せず)並びに引出電極21a,22aが真空蒸着法等の手段にて設けられている。なお、後述の電気的接続を確実に行うため引出電極を反対主面に回り込ませている。
【0031】
ベース1は全体として低背の長円柱形状であり、金属製のシェルを主とするベース本体10に金属リード端子11,12が貫通して植設された構成であり、絶縁ガラスGがベース本体の一部に充填されることにより、これら金属リード端子11,12は電気的に独立している。ベース本体の下部周縁部分には一体的に周状のフランジ10aが設けられている。なお、フランジ10aには、図示していないが周状の突起部(プロジェクション)が一体的に形成されている。
【0032】
リード端子11,12は細長い円柱形状であり、ベース上部のインナー側の先端部11a,12aは、幅広で上部が平らな釘頭形状に形成されている。このインナーリードの先端部には、後述する金属サポート13,14が溶接の手法(レーザー溶接、スポット溶接等)により対向して取り付けられている。
【0033】
金属サポート13,14は、Cu−Ni−Zn系合金、SUS、洋白、コバール、リン青銅、42アロイ等の金属平板からなり、前記リード端子と接合される幅広のリード接続部131,141と、当該リード接続部から互いに近接する方向に伸長する幅狭の素子搭載部132,142と、前記リード接続部から立ち上がり部133,143を介して互いに隔離する方向に伸長する幅狭の位置決め部134,144とを有している。前記素子搭載部の表面には、AgフラッシュメッキMが施されている。このAgフラッシュメッキに変えて、金メッキやニッケルメッキを施してもよい。さらに、これら金属メッキに変えて、前記素子搭載部の表面に粗面加工を施すことでも、素子搭載部の表面積が増大し、後述する導電性接合材との接合界面が改善され、接合強度が向上する。
【0034】
前記リード接続部131,141には、前記素子搭載部の中心点と前記位置決め部の中心点を結ぶ直線上に、リード端子と接合される溶接領域1311,1411と、当該溶接領域の一部を周設して形成された半円状の切り欠き1312,1412とが形成されており、前記リード接続部131,141から前記位置決め部134,144の接続領域は、次第に幅が狭くなるように面取部1313,1413が形成されている。この面取り部は、曲率状のR面に限らず、直線状のC面でもよい。
【0035】
本形態では、前記溶接領域に半円状の切り欠きを周設しているので、当該切り欠きの中央にリード端子の溶接領域が存在することが明確になり、耐衝撃性を向上するだけでなく、溶接領域を特定する目印としても機能している。
【0036】
また、本形態のサポートの素子搭載部は、圧電振動板の幅方向の中央に位置し、かつ前記圧電振動板の幅寸法W1に対して、前記素子搭載部の幅寸法W2を50%から90%とすることが好ましく、リード端子へ接合されたサポート傾きやばらつき等の影響が搭載された圧電振動板板へ生じにくくできる。
【0037】
金属製のキャップ3は下面が開口した長円柱形状であり、当該開口部分には前記ベースのフランジ10aに対応するフランジ31を有しており、ベース1と抵抗溶接されることにより気密封止が行われる。
【0038】
そして、サポートの素子搭載部132,142上に圧電振動板2を搭載し、素子搭載部132,142と引出電極11a,12aとを導電性接合材Sで導電接合する。当該導電性接合材Sは比較的弾性に富んだシリコン系あるいはウレタン系接着剤を用いることが好ましい。
【0039】
そして、アニール等の必要な処理を行った後、ベースにキャップを被覆し、図示しないが、溶接電極体をそれぞれ両フランジに当接させ、両者に圧力を加えつつ通電し抵抗溶接を行うことにより、気密封止が完了する。
【0040】
−その他の実施形態−
上記実施形態のサポート形状に限らず、図4に示すような構成であってもよい。なお、図面では、金属サポート14のみを図示していおり、同様の構成を示す部分には同番号を付すとともに説明の一部を割愛する。
【0041】
図4(a)は、本図の金属サポート14は、上記実施形態に比べて、溶接領域の素子搭載部側の一部に周設された略コ字状の切り欠き1412が形成されている点、前記リード接続部141から前記位置決め部144の接続領域と、前記リード接続部141から前記素子搭載部142の接続領域とに、次第に幅が狭くなるように面取部1413(直線状のC面)が形成されている点、Agフラッシュメッキに変えて、素子搭載部の表面に粗面加工(例えば、リンプル加工等)Rが施されている点で異なっている。この構成では、圧電振動板への外部衝撃をより緩和できる。また、Agフラッシュメッキに比べてより安価に、接合界面の改善し、接合強度を向上させることができる。
【0042】
図4(b)は、本図の金属サポート14は、上記実施形態に比べて、階段状の立ち上がり部をなくし、位置決め部144に傾斜を付けて立ち上がりとした点、溶接領域の少なくとも一部に周設された4つの切り欠き1412,1412,1412が形成されている点、前記リード接続部141の前記素子搭載部側に、圧電振動板の位置決め片1414が形成されている点で異なっている。この構成では、立ち上がりの高さを抑制できるので低背化に有利で、位置決め片による圧電振動板の搭載安定性がより向上する。
【0043】
上述の本発明の金属サポートでは、前記リード接続部のみが素子搭載部や位置決め部に対して幅広に形成されているので、当該金属サポートの重心を前記リード接続部の溶接領域にあわせて形成することが容易となり、より安定性の優れたサポート搭載が可能となる。
【0044】
なお、本発明の圧電振動デバイスの例として、水晶振動子を例示したが、水晶フィルタ、水晶発振器等であってもよい。また、前記リード端子のインナーリード先端部が、釘頭形状のもののみを例にしているが、通常のインナーリード形状のものにでも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す分解斜視図。
【図2】図1を組み立てた状態の内部断面図。
【図3】図1のベースの平面図。
【図4】本発明による他の実施の形態を示すサポートの斜視図。
【符号の説明】
1 ベース
10 ベース本体
11,12 リード端子
13,14 サポート
2 圧電振動板(水晶振動板)
3 キャップ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a holding structure for a piezoelectric vibration device such as a crystal resonator, and improves the structure of a support for holding a piezoelectric vibration plate.
[0002]
[Prior art]
Examples of the piezoelectric vibration device include a crystal resonator, a crystal filter, a crystal oscillator, and the like. For example, a crystal resonator is widely used as a reference source for frequency and time because it has excellent resonance characteristics. In these piezoelectric vibration devices, a metal thin film electrode is formed on the surface of a crystal vibration plate (piezoelectric vibration plate), and the metal thin film electrode is hermetically sealed by a package body in order to protect the metal thin film electrode from the outside air.
[0003]
Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, a pair of metal lead terminals are implanted in a metal base via an insulating material such as glass, and a pair of metals is provided in an inner lead portion of the metal lead terminal. Flat support members are attached to face each other. The quartz diaphragm is, for example, an AT-cut quartz diaphragm that vibrates through a thickness, and an excitation electrode and an extraction electrode from each excitation electrode are formed on the front and back surfaces. A quartz diaphragm is mounted on the support, and is electrically and mechanically connected by a conductive bonding material. The metal base is covered with a metal lid, and these are air-bonded to each other by a technique such as resistance welding. The structure is hermetically sealed.
[0004]
In Patent Document 1, an airtight terminal type in which a small crystal diaphragm that is widely used for a surface-mounted crystal resonator using a ceramic container is hermetically sealed by covering a metal base with a lead terminal with a metal cap. We have proposed a support structure that can also be applied to crystal units.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-308669 A [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the configuration of Patent Document 1 has the following problems and is not practical.
[0007]
When welding to the lead connection part of the support to the upper part on the inner lead side of the lead terminal, the position of the upper part of the inner lead is difficult to recognize, and the center of gravity is biased only in the direction in which the lead terminal is close. , Easy to be deflected.
[0008]
In addition, the support itself is difficult to position in order to suppress displacement, inclination, and deflection.
[0009]
For this reason, the piezoelectric diaphragm is mounted with the support displaced, and when the electromechanical joining is performed with the conductive bonding material, the piezoelectric diaphragm is distorted, and the electrical characteristics of the piezoelectric vibrator are adversely affected.
[0010]
Furthermore, if the support surface is placed close to the top surface of the base to reduce the height, a jig cannot be inserted between the support and the top surface of the base, so the support cannot be positioned and the support is separated from the lead frame. The support cannot be welded and attached to the lead terminal in a stable state.
[0011]
In addition, since it is difficult to distinguish between the lead connecting portion of the support and the element mounting portion, the positional relationship between the support and the piezoelectric diaphragm is difficult to recognize, and the piezoelectric diaphragm is likely to be mounted on the support.
[0012]
Furthermore, if the width dimension of the element mounting portion is substantially the same as the width dimension of the lead connecting portion of the support, the support is liable to be adversely affected by the inclination or displacement of the support depending on the welding state (joined state) with the lead terminal.
[0013]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and not only has a structure in which a small crystal unit can be applied, but also improves the bonding accuracy and bonding stability of the support to the lead terminal, and the piezoelectric to the support. An object of the present invention is to provide a more reliable piezoelectric vibration device capable of simultaneously improving the mounting accuracy and mounting stability of a diaphragm.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the present invention, as shown in claim 1, a metal base in which at least two metal lead terminals are implanted through an insulating material, and a flat plate welded to the inner side of the metal lead terminal A metal plate, a piezoelectric vibration plate mounted in the same direction as the plate surface of the metal support, and formed with an excitation electrode to be electrically connected, and the piezoelectric vibration plate is hermetically covered. A piezoelectric device comprising a flange of the base and a metal cap having a flange that is resistance-welded or cold-welded, wherein the metal support is connected to the lead terminal, and the lead connecting portion. Extending in a direction close to each other and having a narrow width with respect to the lead connection part, and extending in a direction separating from the lead connection part through the rising part, And having a narrow positioning portion with respect to the lead connecting portions.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the above-described configuration, the lead connection portion includes a welding region joined to a lead terminal on a straight line connecting a center point of the element mounting portion and a center point of the positioning portion. And a notch is formed, and the notch is disposed adjacent to the welding region.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the above-described configuration, the tip of the inner lead of the lead terminal has a nail head shape.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, in the above configuration, Ag flash plating is applied to the surface of the element mounting portion.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, in the above-described configuration, the surface of the element mounting portion is roughened.
[0019]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, in a hermetic terminal type piezoelectric vibration device in which a metal base with a lead terminal with high reliability of hermetic sealing is covered with a metal cap and hermetically sealed, the piezoelectric vibration narrower than the interval between the lead terminals. A board can be mounted. Therefore, a small piezoelectric diaphragm that is widely used for surface-mount type piezoelectric vibrating devices can be applied to an airtight terminal type piezoelectric vibrating device, which can greatly contribute to cost reduction.
[0020]
In addition, since the element mounting portion and the positioning portion extend in a direction to be separated from each other via the lead connection portion, the extension direction and position of the element mounting portion can be recognized by the positioning portion. For this reason, when the support is welded to the lead terminal, not only the directionality and position accuracy of the element mounting part is improved by the positioning part, but also the positional connection between the lead connecting part and the element mounting part is fixed by fixing the positioning part. It can be welded very stably in the lost state.
[0021]
Furthermore, since the positioning part is formed from the lead connection part through the rising part, even when the lead connection part and the element mounting part on the same plane are positioned as low as possible, it is between the support positioning part and the upper surface of the base. Since the jig can be inserted, the positioning of the support and the detachment of the support from the lead frame can be performed very easily. This configuration can contribute to a reduction in height and size.
[0022]
In addition, since the element mounting part and positioning part are formed narrower than the lead connection part, each region can be identified, and the positional relationship between the support and the lead terminal and the positional relationship between the support and the piezoelectric diaphragm are recognized. It's easy to do. Therefore, the image recognition technology not only improves the positional accuracy of the lead connection when welding the support to the lead terminal, but also improves the positional accuracy of the piezoelectric vibration plate when mounting the piezoelectric vibration plate on the support. Let
[0023]
Furthermore, since the element mounting portion is formed narrower than the lead connection portion, a dispersion effect is generated between the lead connection portion and the element mounting portion, and the impact can be reduced. Due to the welded state (joined state), it is difficult to be adversely affected by tilting or shifting of the support of the element mounting portion.
[0024]
According to the present invention, not only a structure capable of applying a small crystal unit is adopted, but also the bonding accuracy and bonding stability of the support to the lead terminal are improved, and the mounting accuracy and mounting stability of the piezoelectric diaphragm to the support are simultaneously increased. It is possible to provide a piezoelectric vibration device with higher reliability that can be achieved.
[0025]
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above-described effects, a welding region and a notch are formed on a straight line connecting a center point of the element mounting portion and a center point of the positioning portion, and the welding is performed. Since the notch is disposed adjacent to the area, it is easy to align the position of the welding area depending on the position of the positioning part or the position of the notch when the support is welded to the lead terminal. At the same time, the direction of the element mounting portion can be easily matched, so that a more accurate support can be attached. In addition, a notch is formed in the vicinity of the welding region on a straight line connecting the center point of the element mounting portion and the center point of the positioning portion, so that the positioning portion is connected to the element mounting portion, or from the lead connection portion. The influence of external impact on the element mounting portion can be further alleviated.
[0026]
According to the third aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned effects, the tip of the inner lead of the lead terminal has a nail head shape, so that when the support is mounted on the lead terminal, the support can be stably mounted horizontally without tilting. The reliability when welding lead terminals is dramatically improved. Since the welding area is expanded, the bonding strength is improved. In addition, since the tip of the inner lead of the lead terminal has a nail head shape, the vibration amplitude of the support due to the impact is reduced, leading to an improvement in impact resistance.
[0027]
According to the fourth aspect of the invention, in addition to the above-described effects, the surface of the element mounting portion is subjected to Ag flash plating, so that the bonding interface is improved, and the conductive bonding material between the piezoelectric diaphragm and the support is used. Electromechanical joint strength is improved, leading to improved conduction stability and impact resistance of the piezoelectric vibration device.
[0028]
According to claim 5, in addition to the above-described effects, the surface of the element mounting portion is roughened, so that the bonding interface is improved and the conductive bonding material between the piezoelectric diaphragm and the support is used. Electromechanical joint strength is improved, leading to improved conduction stability and impact resistance of the piezoelectric vibration device.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a crystal resonator as an example. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an internal sectional view of the assembled state of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of the base of FIG.
[0030]
The piezoelectric diaphragm 2 is made of an AT cut quartz diaphragm and is processed into a rectangular shape. Excitation electrodes 21 and 22 (the back surface 22 is not shown) and extraction electrodes 21a and 22a are provided on the front and back surfaces by means such as vacuum deposition. In addition, the extraction electrode is made to wrap around the opposite main surface in order to ensure electrical connection described later.
[0031]
The base 1 as a whole has a low-profile long cylindrical shape, and has a structure in which metal lead terminals 11 and 12 are planted through a base body 10 mainly including a metal shell, and an insulating glass G is used as a base body. These metal lead terminals 11 and 12 are electrically independent by being filled in a part. A circumferential flange 10a is integrally provided at the lower peripheral portion of the base body. In addition, although not shown in figure, the circumferential protrusion part (projection) is integrally formed in the flange 10a.
[0032]
The lead terminals 11 and 12 have a long and narrow cylindrical shape, and the tip portions 11a and 12a on the inner side of the upper portion of the base are formed in a wide and flat nail head shape. Metal supports 13 and 14, which will be described later, are attached to the tip of the inner lead so as to face each other by a welding method (laser welding, spot welding, etc.).
[0033]
The metal supports 13 and 14 are made of a metal flat plate such as a Cu—Ni—Zn alloy, SUS, white, Kovar, phosphor bronze, 42 alloy, etc., and wide lead connecting portions 131 and 141 joined to the lead terminals. The narrow element mounting portions 132 and 142 extending from the lead connection portion in a direction close to each other, and the narrow positioning portions 134 extending from the lead connection portion through the rising portions 133 and 143 to be separated from each other. , 144. Ag flash plating M is applied to the surface of the element mounting portion. Instead of this Ag flash plating, gold plating or nickel plating may be applied. Furthermore, instead of these metal platings, the surface of the element mounting portion is roughened to increase the surface area of the element mounting portion, improve the bonding interface with the conductive bonding material described later, and increase the bonding strength. improves.
[0034]
The lead connection portions 131 and 141 include welding regions 1311 and 1411 to be joined to lead terminals on a straight line connecting the center point of the element mounting portion and the center point of the positioning portion, and a part of the welding region. Circumferentially formed semicircular cutouts 1312, 1412 are formed, and the connection region from the lead connection portions 131, 141 to the positioning portions 134, 144 is a surface so that the width is gradually narrowed. The taking parts 1313 and 1413 are formed. The chamfered portion is not limited to the curved R surface, and may be a straight C surface.
[0035]
In this embodiment, since the semicircular cutout is provided in the weld area, it becomes clear that the weld area of the lead terminal exists in the center of the cutout, and only the impact resistance is improved. It also functions as a mark for specifying the welding region.
[0036]
Further, the element mounting portion of the support of the present embodiment is located at the center in the width direction of the piezoelectric diaphragm, and the width dimension W2 of the element mounting portion is 50% to 90% with respect to the width dimension W1 of the piezoelectric diaphragm. %, And it is difficult for the piezoelectric diaphragm plate mounted with the influence of the support inclination and variation joined to the lead terminal to be mounted.
[0037]
The metal cap 3 has a long cylindrical shape with an open bottom surface. The opening has a flange 31 corresponding to the flange 10a of the base, and is hermetically sealed by resistance welding to the base 1. Done.
[0038]
Then, the piezoelectric diaphragm 2 is mounted on the support element mounting portions 132 and 142, and the element mounting portions 132 and 142 and the extraction electrodes 11 a and 12 a are conductively bonded with the conductive bonding material S. The conductive bonding material S is preferably a silicon-based or urethane-based adhesive that is relatively elastic.
[0039]
Then, after performing necessary treatment such as annealing, the base is covered with a cap, and although not shown, the welding electrode body is brought into contact with both flanges, and energized while applying pressure to both to perform resistance welding. The hermetic sealing is completed.
[0040]
-Other embodiments-
Not only the support shape of the said embodiment but a structure as shown in FIG. 4 may be sufficient. In the drawing, only the metal support 14 is illustrated, and parts having the same configuration are denoted by the same reference numerals and part of the description is omitted.
[0041]
In FIG. 4A, the metal support 14 of this figure is formed with a substantially U-shaped notch 1412 provided around a part of the welding region on the element mounting portion side as compared with the above embodiment. On the other hand, a chamfered portion 1413 (linear C) is formed so that the width gradually decreases from the lead connecting portion 141 to the positioning portion 144 and from the lead connecting portion 141 to the element mounting portion 142. The surface is formed, and instead of Ag flash plating, the surface of the element mounting portion is subjected to a rough surface processing (for example, a rimple processing) R. With this configuration, external impact on the piezoelectric diaphragm can be further alleviated. In addition, the bonding interface can be improved and the bonding strength can be improved at a lower cost than Ag flash plating.
[0042]
FIG. 4B shows that the metal support 14 shown in this figure has a step-like rising portion as compared with the above embodiment, and the positioning portion 144 is inclined to rise, and at least part of the welding region. The difference is that four cutouts 1412, 1412, and 1412 are formed around the periphery, and a positioning piece 1414 of a piezoelectric diaphragm is formed on the element mounting portion side of the lead connection portion 141. . In this configuration, since the height of the rising can be suppressed, it is advantageous in reducing the height, and the mounting stability of the piezoelectric diaphragm by the positioning piece is further improved.
[0043]
In the above-described metal support of the present invention, since only the lead connection portion is formed wider than the element mounting portion and the positioning portion, the center of gravity of the metal support is formed in accordance with the welding region of the lead connection portion. This makes it easier to mount a support with better stability.
[0044]
In addition, although the crystal resonator was illustrated as an example of the piezoelectric vibration device of the present invention, a crystal filter, a crystal oscillator, or the like may be used. In addition, the tip of the inner lead of the lead terminal is exemplified only in the shape of a nail head, but the present invention can also be applied to a normal inner lead shape.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the present invention.
2 is an internal cross-sectional view of the assembled state of FIG. 1;
FIG. 3 is a plan view of the base of FIG. 1;
FIG. 4 is a perspective view of a support showing another embodiment according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Base 10 Base body 11, 12 Lead terminal 13, 14 Support 2 Piezoelectric diaphragm (crystal diaphragm)
3 cap

Claims (5)

少なくとも2本の金属リード端子が絶縁材を介して貫通植設されてなる金属ベースと、前記金属リード端子のインナー側に溶接される平板状の金属サポートと、当該金属サポートの板面と同方向にしてに搭載され、かつ電気的接続がなされる励振電極が形成された圧電振動板と、当該圧電振動板を気密的に被覆し、前記ベースのフランジと抵抗溶接あるいは冷間圧接されるフランジを有する金属製のキャップとからなる圧電デバイスであって、
前記金属サポートは、前記リード端子と接合されるリード接続部と、当該リード接続部から互いに近接する方向に伸長し、かつリード接続部に対して幅狭の素子搭載部と、前記リード接続部から立ち上がり部を介して互いに隔離する方向に伸長、かつリード接続部に対して幅狭の位置決め部とを有することを特徴とする圧電振動デバイス。
A metal base in which at least two metal lead terminals are embedded through an insulating material, a flat metal support welded to the inner side of the metal lead terminal, and the same direction as the plate surface of the metal support A piezoelectric diaphragm on which an excitation electrode that is mounted and electrically connected is formed, and a flange that is hermetically covered with the piezoelectric diaphragm and is resistance-welded or cold-welded to the flange of the base. A piezoelectric device comprising a metal cap having
The metal support includes a lead connecting portion joined to the lead terminal, an element mounting portion extending in a direction close to the lead connecting portion and narrow with respect to the lead connecting portion, and the lead connecting portion. A piezoelectric vibration device characterized by having a positioning portion that extends in a direction to be separated from each other via a rising portion and is narrow with respect to a lead connection portion.
前記リード接続部には、前記素子搭載部の中心点と前記位置決め部の中心点を結ぶ直線上にリード端子と接合される溶接領域と切り欠き部を形成し、前記溶接領域に前記切り欠き部を隣接して配置してなることを特徴とする特許請求項1記載の圧電振動デバイス。The lead connection portion is formed with a weld region and a cutout portion joined to a lead terminal on a straight line connecting a center point of the element mounting portion and a center point of the positioning portion, and the cutout portion is formed in the weld region. The piezoelectric vibration device according to claim 1, wherein the piezoelectric vibration devices are arranged adjacent to each other. 前記リード端子のインナーリード先端部が、釘頭形状であることを特徴とする特許請求項1、または2記載の圧電振動デバイス。The piezoelectric vibration device according to claim 1, wherein a tip portion of the inner lead of the lead terminal has a nail head shape. 前記素子搭載部の表面には、Agフラッシュメッキが施されてなることを特徴とする特許請求項1〜3のいずれか1項記載の圧電振動デバイス。The piezoelectric vibration device according to claim 1, wherein Ag flash plating is applied to a surface of the element mounting portion. 前記素子搭載部の表面には、粗面加工が施されてなることを特徴とする特許請求項1〜3のいずれか1項記載の圧電振動デバイス。The piezoelectric vibration device according to claim 1, wherein the surface of the element mounting portion is roughened.
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