[发明专利]压电振子

说明书

本发明涉及具有对晶体振子等压电振动体进行密封保持的气密容器的压电振子以及构成气密容器的气密端子，尤其涉及其结构和制造方法。

                      现有技术

已知的压电振子具有被密封在气密(密封)容器内的压电振动体、以及一端与该压电振动体相连接，另一端露出在密封容器外面的引线。压电振动体采用音叉型振动体和矩型AT板型振动体等。并且，密封容器具有一端开口的大体上呈园筒形的柱帽、以及外周形状与该柱帽的开口端内径相嵌合并被压入柱帽内的基座。柱帽由科瓦铁镍钴合金(コバ-ル)或铜镍锌合金(洋白)制成。另一方面，基座是在玻璃材料的外园上安装金属环，由科瓦铁镍钴合等制成的多条引线穿入上述玻璃材料内。通过焊接使引线前端连接和支承压电振动体，如上所述，把基座压入柱帽内，使压电振动体在柱帽内保持气密封状态。这样，基座就成为对压电振动体进行密封并与外部相连接的气密封端子。

这种压电振子的一般制造方法如下。首先，在柱帽的入口内园部分，基座的外园部分和引线上分别镀敷共晶系焊料。然后，向置于密封容器内侧的引线部分上供给共晶系焊料和助焊剂互相混合的焊膏，使压电振动体表面上所形成的表面电极与该部分相搭接。另外，再进行加热使焊膏熔化把压电振动体固定到基座上，制成压电振子。在基座的外园部分和柱帽入口内园部分上镀敷软金属的焊料，这样，在压入基座时能堵塞该部分的间隙。并且在引线表面上镀敷焊料，以此来改善压电振动体表面上所形成的电极和外部电路的焊接性能。而且，所谓共晶焊料是指含有62％重量比的锡，其余为铅的焊料。在以下的说明中，把铅的重量比为60％以下的焊料，包括该共晶焊料在内，称为低温焊料。低温焊料中的其余部分全部或大部分是锡，也可以包含2-3％的银等添加剂。该低温焊料的熔点为锡熔点232℃以下。

这种结构的压电振子在有些应用中要求更高的耐热性。例如，作为电路基板上的SMD(表面安装元件)元件使用时，因为在密封后装配时进行回流焊，所以要求在240℃下约5秒时间(或者260℃下10秒或10秒以上时间)内密封部位的气密性不受影响，压电振动体的支架部分不熔化。即使在这些部分采用低温焊料的情况下，如果回流焊(リフロ-)条件是较低的温度或较短的时间，那么由于柱帽的机械紧固效应能保持密封部分的气密性，所以也是比较安全的。但是，支架部分由于其热容量较大也可能出现焊料不能熔化的情况。这就不能说是比较安全。总之，由于用户的设定条件不同，有可能出现耐热性差的危险。

为了提高压电振子的耐热性，过去曾对压电振子采用含铅率高的焊料。例如，特开昭64-68007号公报所公开的技术，在压电振动体的支架部分以及基座和柱帽的密封部分均采用高温焊料。所谓高温焊料，根据该文献是指熔点为从260℃-327℃，Sn与Pb的比例大体上是1∶9。另外，特开昭64-62909号公报所公开的技术是：仅在构成基座的金属环外园部分上形成由铅合金构成的铅系镀层，进一步为了防止加热时产生铅蒸气，必要时在其上面形成银镀层。

其次，还存在与耐冲击性有关的问题：近几年，晶体振子被广泛用于大哥大电话机等以手持方式使用的便携式机器。因此，市场上对耐冲击性的要求越来越严格。例如，单机必须能经受从100～150cm的高处向木板上自由跌落数次。

关于耐冲击性过去也曾提出过多种改进方案。特开昭61-247775号公报所公开的技术是：利用肖式硬度为D级(スヶ-ル)90以下的感光粘合剂把晶体振子片固定在基座面上。特开平4-78211号公报的技术是：在短的内引线上安装扬氏模量为5.0×10GPa以下的材料制成的附加引线，在其端头上粘接晶体振子片。并且，附加引线在实施例中是把1.95×10GPa的焊料制成短板状。在特公平7-14132号公报中利用含有环氧树脂、聚丁二烯(ポリブタジェン)树脂、石油系树脂和导体性粉末、具有挠性的导电性粘合剂来粘接固定晶体片电极和向外部引出的导体。

再者，在耐热性要求不严格时，也有许多采用低温焊料膏来支承压电振动体的例子。在此情况下，由于在固定压电振动体时急剧加热而造成焊锡(料)球或极小的焊锡颗粒飞溅，残存在容器内或附着到压电振动体上。因而造成CI(晶体界面)值不合格或在低激励电平下振荡不良等产品合格率下降的问题。