JP2000124756A - 圧電振動子及び圧電発振器とこれらの封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製品内部の真空度を適切に確保し、安定した
周波数性能を得られるようにした圧電振動子及び圧電発
振器の封止方法を提供すること。 【解決手段】 圧電振動素子２１と、前記圧電振動素子
を収納するためのベース２２と、前記圧電振動素子がベ
ースに収納された状態で前記ベースを密封するための蓋
部２３とを備え、前記蓋部と前記ベースとを密封封止す
る方法であって、密封前においては、前記ベース２２に
対して前記蓋部を載置した状態では、これらの間に空隙
Ｇを設けるようにし、封止工程にて、少なくとも前記蓋
部２３と前記ベース２３とを固定すべき箇所の近傍を加
熱手段により加熱し、この封止工程において前記空隙を
溶融金属により塞ぐ封止方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動素子を収
納するためのベース部及びこのベース部を密封するため
の蓋部とを接合して圧電振動素子を封止した圧電振動子
または圧電発振器の封止方法の改良とこのような封止方
法により封止した圧電振動子及び圧電発振器に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１６は、一般的な圧電振動子の一例を
示す一部切断斜視図である。

【０００３】この圧電振動子１０は、板状の圧電振動素
子１１を収納する空間部１２ａが形成された箱状のベー
ス部１２と、空間部１２ａを密封するようにベース部１
２に接合された板状の蓋部１３を備えている。圧電振動
素子１１は、一端部１１ａが空間部１２ａ内に一体に設
けた段部に配設されている電極１４上に図示しない接着
剤を介して接続固定され、他端部１１ｂが自由端とされ
ている。ベース部１２と蓋部１３は、封止材（ロウ材）
１５を介して接合されている。

【０００４】ここで、圧電振動素子１１の材料として
は、例えば水晶が用いられ、ベース部１２の材料として
は、アルミナ等のセラミックが用いられ、蓋部１３の材
料としては、コバール等の金属あるいはアルミナ等のセ
ラミックが用いられる。また、封止材１５の材料として
は、低融点ガラスまたは銀ロウや半田等が用いられる。
低融点ガラスを除くこのような構成の圧電振動子１０内
に圧電振動素子１１を収容して封止する封止工程は、例
えば図１７に示すような加熱手段である電子ビーム照射
装置１６が用いられる。

【０００５】電子ビーム照射装置１６は、電子ビームＥ
を照射するための電子銃１７と、電子銃１７から発射さ
れた電子ビームＥを収束させる収束レンズ１８と、収束
させた電子ビームＥに所定の磁界を加えてその照射方向
を制御する偏向器１９とを備えている。

【０００６】これにより、電子ビーム照射装置１６は、
偏向器１９の機能に基づいて、試料に対して適切に電子
ビームＥを照射することができるようになっている。

【０００７】このような電子ビーム照射装置１６を用い
て、上記封止工程は、図１８に示すように行われてい
る。

【０００８】先ず、所定の形状に形成した蓋部１３の接
合面側に封止材１５を配置する。この封止材１５は例え
ば銀ロウである。そして、電子ビーム照射装置１６内に
治具を用いてベース１２を保持して、このベース１２上
に、封止材１５が配置された蓋部１３の接合面を向けて
載置する。

【０００９】ここで、ベース１２の上記蓋部１３に対す
る接合面には、複数の種類の金属を積層することにより
形成した金属被覆層１２ｅが設けられている。この金属
被覆層１２ｅは、上からニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａ
ｕ）による被覆層１２ｂと、タングステン（Ｗ）による
タングステン被覆層１２ｃとでなっている。

【００１０】そして、図１８では、この蓋部１３の上面
を図示しない押さえ板により加圧しながら押さえる。

【００１１】この状態で、蓋部１３は、ベース１２に対
して位置決めされて保持されており、上方より電子ビー
ムＥが照射されて封止材１５とニッケル（Ｎｉ）及び金
（Ａｕ）による被覆層１２ｂとが加熱溶融されて、ベー
ス部１２と蓋部１３が接合される。

【００１２】具体的には、電子ビームＥを蓋部１３の上
面に対して照射し、加熱された熱がビーム照射位置の直
下の封止材１５とニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）によ
る被覆層１２ｂとに伝えられ、この電子ビームＥが照射
された領域Ｐを中心として蓋部１３の下面とベース１２
の上端面との間で溶融されて固定される。

【００１３】以上により、圧電振動素子１１が気密封止
された圧電振動子１０を得ることができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に電子ビームを用いて、圧電振動素子１１を封止する場
合には、上述したように蓋部１３の上方から電子ビーム
Ｅを照射することにより加熱封止している。

【００１５】すなわち、ベース１２の上端面１２ｆに対
応する蓋部１３の上面の封止領域を数回周回するように
電子ビームＥを照射して加熱している。

【００１６】この場合、図示したように、ベース１２の
上端と蓋部１３の接合面である下面が密着状態にある。
そして、上記電子ビームＥによる加熱時間が約０．１秒
程度と短い時間で行われる。ところが、この加熱封止工
程では、電子ビームＥが照射された領域Ｐで発生する熱
が封止材１５や金属被覆層１２ｅの一部を溶融した際に
これらの一部を揮発蒸発させて、ガスが発生する。この
ガスは、加熱時間が短いこと等を理由として、空間Ｓ内
に閉じ込められた状態で封止されてしまうことがあっ
た。

【００１７】このため、圧電振動素子１１を真空状態で
収容すべき空間Ｓ内に上述したような熱により発生する
ガスが閉じ込められるため、真空度が低下してしまう場
合がある。

【００１８】また、上記ガスが圧電振動素子１１の表面
に付着すると、その重さが増加してしまう場合がある。

【００１９】ここで、圧電振動素子１１が所謂音叉型の
ものである場合には、上記真空度の低下を起因として周
波数変動が起こるだけでなく、圧電振動素子にガスの粒
子が付着すると重くなって周波数が低下する場合があ
る。

【００２０】一方、圧電振動素子１１が所謂ＡＴ振動子
である場合には、窒素等の不活性気体による封止の場合
と、真空封止の場合とがあるが、後者の場合には、封止
後の真空度の低下及び圧電振動素子に対するガス粒子の
付着により、上記と同様に周波数変動を生じる場合があ
る。

【００２１】本発明の目的は、上記課題を解消して、容
器内での熱に起因する発生ガスによる真空度の低下や、
ガス粒子の圧電振動素子への付着を起因とする周波数変
化を防止して、製品内部の真空度を適切に確保し、安定
した周波数特性を得られるようにした圧電振動子及び圧
電発振器の封止方法とこの封止方法により封止した圧電
振動子及び圧電発振器を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明によれば、圧電振動素子と、前記圧電振動素子を収
納するためのベースと、前記圧電振動素子がベースに収
納された状態で前記ベースを密封するための蓋部とを備
え、前記蓋部と前記ベースとを密封封止する方法であっ
て、密封前においては、前記ベースに対して前記蓋部を
載置した状態では、これらの間に空隙を設けるように
し、封止工程にて、少なくとも前記蓋部と前記ベースと
を固定すべき箇所の近傍を加熱手段により加熱し、この
封止工程において前記空隙を溶融金属により塞ぐように
した、圧電振動子の封止方法により、達成される。

【００２３】請求項１の構成によれば、封止前には、蓋
部とベースとの間には空隙が存在している。そして、封
止作業において、加熱を行うと溶融金属がこの空隙を埋
めるようにしたので、封止作業中の熱により、ベース内
等の接着箇所の接着剤等からガスが発生しても、このガ
スは封止工程において空隙から外部に排出される。そし
て、この封止工程にて空隙が塞がれると、内部にガスを
残さない状態で封止が完了する。

【００２４】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記蓋部の一面に配置した封止材の表面に凹凸を設
けることにより、前記空隙が形成されるようにしたこと
を特徴とする。

【００２５】請求項２の構成によれば、蓋部とベースの
間に請求項１の作用を発揮するのに適切な機能を備える
空隙を適切に形成することができる。

【００２６】請求項３の発明は、請求項１の構成におい
て、前記ベースの前記蓋部と固定される面には金属被覆
層が設けられており、この金属被覆層の表面に凹凸を設
けることにより、前記空隙が形成されることを特徴とす
る。

【００２７】請求項３の構成によれば、蓋部とベースの
間に請求項１の作用を発揮するのに適切な機能を備える
空隙を適切に形成することができる。

【００２８】請求項４の発明は、請求項３の構成におい
て、前記金属被覆層はニッケル層を含む複数種類の金属
層でなり、このニッケル層に金属フィラーを混入させ
て、金属被覆層の表面に凹凸を設けることにより、前記
空隙が形成されるようにしたことを特徴とする。

【００２９】請求項４の構成によれば、蓋部とベースの
間に請求項３における空隙を適切に形成することができ
る。

【００３０】また、上記目的は、請求項５の発明によれ
ば、圧電振動素子と、前記圧電振動素子を収納するため
のベースと、前記圧電振動素子がベースに収納された状
態で前記ベースを密封するための蓋部とを備え、対向面
の少なくとも一方の面に予め凹凸が形成された前記蓋部
と前記ベースとを加熱して封止固定した、圧電振動子に
より、達成される。

【００３１】また、上記目的は、請求項６の発明によれ
ば、圧電振動素子と、表面に形成した導電パターンに集
積回路を実装するとともに前記圧電振動素子を収納する
ためのベースと、前記圧電振動素子がベースに収納され
た状態で前記ベースを密封するための蓋部とを備え、前
記蓋部と前記ベースとを密封封止する方法であって、密
封前においては、前記ベースに対して前記蓋部を載置し
た状態では、これらの間に空隙を設けるようにし、封止
工程にて、少なくとも前記蓋部と前記ベースとを固定す
べき箇所の近傍を加熱手段により加熱し、この封止工程
において前記空隙を溶融金属により塞ぐようにした、圧
電発振器の封止方法により、達成される。

【００３２】請求項７の発明は、請求項６の構成におい
て、前記蓋部の一面に配置した封止材の表面に凹凸を設
けることにより、前記空隙が形成されるようにしたこと
を特徴とする。

【００３３】請求項８の発明は、請求項６の構成におい
て、前記ベースの前記蓋部と固定される面には金属被覆
層が設けられており、この金属被覆層の表面に凹凸を設
けることにより、前記空隙が形成されることを特徴とす
る。

【００３４】請求項９の発明は、請求項８の構成におい
て、前記金属被覆層はニッケル層を含む複数種類の金属
層でなり、このニッケル層に金属フィラーを混入させ
て、金属被覆層の表面に凹凸を設けることにより、前記
空隙が形成されるようにしたことを特徴とする。

【００３５】また、上記目的は、請求項１０の発明によ
れば、圧電振動素子と、表面に形成した導電パターンに
集積回路を実装するとともに前記圧電振動素子を収納す
るためのベースと、前記圧電振動素子を収納するための
ベースと、前記圧電振動素子がベースに収納された状態
で前記ベースを密封するための蓋部とを備え、対向面の
少なくとも一方の面に予め凹凸が形成された前記蓋部と
前記ベースとを加熱して封止固定した、圧電発振器によ
り、達成される。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。

【００３７】図１は、本発明の圧電振動子（本例では水
晶振動子）の実施形態を示す斜視図である。

【００３８】この圧電振動子２０は、板状の圧電振動素
子２１を収納する空間部２２ａが形成された箱状のベー
ス２２と、空間部２２ａを密封するようにベース２２に
接合された板状の蓋部２３を備えている。

【００３９】ベース２２には、図２に示すように電極２
４が設けられており、圧電振動素子２１は、一端部２１
ａが空間部２２ａ内に配設されている電極２４の上部２
４ａに導電性接着剤３２を介して接続固定されていて、
他端部２１ｂは自由端となっている。これにより、電極
２４から印加される駆動電圧によって、所定の振動数で
振動できるようになっている。

【００４０】ベース２２と蓋部２３は、後述する封止方
法により、封止材２５を介して接合されている。ここ
で、圧電振動素子２１の材料としては、例えば水晶が用
いられ、ベース２２の材料としては、アルミナ等のセラ
ミックが用いられ、蓋部２３の材料としては、アルミナ
等のセラミックの線膨張係数に近いコバール等の金属あ
るいはアルミナ等のセラミックが用いられる。

【００４１】ベース２２の上端面である接合面上には、
金属被覆層３１が設けられている。この金属被覆層３１
は複数種類の金属を積層して形成されており、例えば、
図１の一部に拡大して示すように、順次下からタングス
テンメタライズ２２ｂ、ニッケルメッキ２２ｃ、金メッ
キ２２ｄでなっている。

【００４２】図３は、本発明の圧電発振器の構造を示す
概略断面図である。

【００４３】図３において、図２と同一の符号を付した
箇所は同じ構成である。

【００４４】図において、圧電発振器４０のベース２２
では、図１と比べると空間部２２ａの下にさらに段部を
設けて、もうひとつの一段低い空間部４２を形成してい
る。そして、ベース２２の上面に形成した導電パターン
上に集積回路４１を上記空間部４２に収容し、電極部４
３と接続している。これにより、圧電振動素子２１に所
定の駆動電圧を与えて、振動させ、その出力を上記集積
回路４１に入力することにより、所定の周波数の信号を
取り出すようになっている。

【００４５】この圧電発振器４０においても、ベース２
２の上端面には、図１と同じ金属被覆層が形成されてお
り、蓋部２３の下面には、銀ロウ等のロウ材が設けられ
ており、後述するように圧電振動子２０と共通の封止方
法が適用されるようになっている。

【００４６】図４は、圧電振動子２０及び圧電発振器４
０の製造方法を概略的に示したフローチャートである。

【００４７】先ず、圧電振動片の表裏面に励振電極およ
びベース２２の電極２４の上部２４ａに接続される接続
電極とを、例えば蒸着により形成して圧電振動素子２１
を完成する（ＳＴ１）。

【００４８】次にベース２２の電極２４の上部２４ａに
圧電振動素子２１を図２及び図３に示すように導電性接
着剤３２を介してマウントする（ＳＴ２）。次に、圧電
振動素子２１の励振電極表面に蒸着等により銀を付加し
たり、スパッタ等によりこの励振電極の表面を薄く削る
等の処理によって重さを調整することにより、周波数調
整を行う（ＳＴ３）。

【００４９】次いで、上記ベース２２上に図１ないし図
３に示すように蓋部２３を載せて、例えば蓋部２３の上
方から電子ビームを照射することにより、封止を行う。
この封止工程については、後述する（ＳＴ４）。

【００５０】封止完了後には、蓋部２３の表面等に印刷
等の手段により必要な文字等を記入するマーキングを行
い（ＳＴ５）、検査工程へ送られる（ＳＴ６）。そし
て、必要な検査により合格判定されることで、圧電振動
子または圧電発振器が完成する。

【００５１】図５は、図４におけるＳＴ４にて封止され
る蓋部２３の製造工程を示している。

【００５２】蓋部２３は、先ずコバール等の板材を用意
し（ＳＴ１１）、その表面を研磨し、封止材としてのロ
ウ材２５を圧接できるように表面処理を行う（ＳＴ１
２）。次に、表面研磨を行った蓋部２３の処理面に銀ロ
ウ等のロウ材を重ねて、冷間圧接により接合する（ＳＴ
１３）。この場合、図６に示すように、例えばローラ４
５によりロウ材２５に凹凸処理を行う。

【００５３】次いで、蓋部２３にロウ材を接合したもの
を熱処理して、ＳＴ１３における圧接作業による応力を
緩和して、残留応力を除去する（ＳＴ１４）。そして、
熱処理した板材に関して幅方向の切断を行い（ＳＴ１
５）、そして、ＳＴ１３にて凹凸処理を行わなかった場
合には、プレスを用いて凹凸処理し、板材が所定の製品
単位の長さになるように切断する（ＳＴ１６）。これに
より、蓋部２３が完成する（ＳＴ１７）。この凹凸処理
については、後で詳しく説明する。

【００５４】図７及び図８は、図４の工程で説明したＳ
Ｔ２で用意するベース２２の製造工程を示している。

【００５５】図７に示すように、例えばアルミナ等のセ
ラミック材料を一方向に長いテープ状に成形し（図７
（ａ）），これを作業単位毎の長さに対応するようにカ
ットして板状にする（図７（ｂ））。

【００５６】次に、上記板状のベース材料に、導電パタ
ーンのスルーホールを形成するための貫通孔を必要な数
だけ形成し（図７（ｃ））、各貫通孔に導体を充填する
（図７（ｄ））。

【００５７】（図７（ｅ））では、上記板状の部材を複
数用意する場合を示している。すなわち、例えばベース
２２を構成する部材が複数の板材でなる場合には、必要
な枚数の板材を用意する。例えば図３に示す圧電発振器
４０では、ベース部２２は、集積回路４１を載置する下
層としての板材の上に、集積回路４１を収容する空間部
４２を有する中層としての板材を重ね、さらに、圧電振
動素子２１を収容する空間部２２ａを備えた最上層とし
ての板材を重ねるために、複数のセラミック板材を用意
し、これを下の層から上の層へと重ねて固定するように
している。このような場合には、図示するように複数の
板材を用意し、これらには、後の工程でそれぞれ必要な
導電パターンや電極を形成するようにしている。

【００５８】次いで、図８（ａ）に示すように、板材
（最上層のもの）の上面にメッシュ状の溝を形成するこ
とによって凹凸を形成する。この凹凸が形成される面
は、上述の蓋部２３との接合面であり、この凹凸が後述
する空隙を形成する。

【００５９】そして、板材を複数使用する製品の場合に
は、ここで、順次板材を積層して固定する（図８
（ｂ））。

【００６０】次に、複数の層からなる板材を重ねて固定
したベース材料の厚み方向に、製品単位の大きさにハー
フカットして切り込みをいれた後に、後で適当な作業単
位となるように縦横に切断し（図８（ｃ））、さらに、
セラミック材料であるこれら板材を焼成して（図８
（ｄ））、電気メッキにより金属被覆層を形成する。こ
の金属被覆層は、図１にて説明した符号３１のものに対
応している。最後に上記切り込みを利用して製品単位に
切断してベース２２を完成する（図８（ｅ））。

【００６１】図９は、図５のＳＴ１３またはＳＴ１６で
説明した凹凸処理の例を示しており、本発明の第１の実
施形態を説明する図である。

【００６２】尚、図９（ａ）では、内部構造としての圧
電振動素子等を省略してベース２２と蓋部２３だけの要
部を示しており、図１ないし図３と同一の符号を付した
箇所は同一の構成であるから、重複する説明は省略す
る。図９（ｂ）は、その接合部付近の拡大図である。

【００６３】図において、封止材である銀ロウ２５の下
面（接合面側）２５ａに図示するような凹凸が設けられ
ることにより細かい空隙Ｇが設けられている。このよう
な凹凸は、図５のＳＴ１３またはＳＴ１６にて説明した
ように蓋部２３を形成する際に、ローラで挟んだり、プ
レスを用いたりすることにより形成される。この凹凸の
高さｄは、好ましくは、１０ないし４０μｍ程度であ
る。

【００６４】このような凹凸は、図５のＳＴ１３で説明
したローラまたはＳＴ１６で説明したプレス等を用いて
形成される。この場合、例えばローラ面またはプレス面
の一面（封止材２５側）の面粗度を基準長さ０．８ｍｍ
に対してＲｍａｘ３０μｍ程度としておくことによっ
て、銀ロウ２５の下面に対してその表面粗さを転写する
ことにより、図示のような凹凸が形成される。

【００６５】これにより、例えば図１８にて説明した手
法により電子ビームを照射して、加熱すると、ベース２
２の内部空間に収容された圧電振動素子２１を固定して
いる導電性接着剤３２（図２参照）等の成分が熱により
揮発してガスを発生しても、このガスが空隙Ｇから外部
に排出される。そして、銀ロウ２５が熱により溶融され
て蓋部２３とベース２２とが封止されるときには、この
溶融した銀ロウ２５及び／または金属被覆層３１の被覆
金属の一部が上記空隙Ｇを塞ぐことになる。

【００６６】これにより、圧電振動子２０または圧電発
振器４０の内部に、上記のようなアウトガスがたまった
まま封止されることがないので、このようなガスによ
り、製品内部の真空状態が阻害されることがない。この
ため、圧電振動子２０または圧電発振器４０の周波数特
性が悪影響を受けずに、初期の周波数が変化することな
く動作することができる。

【００６７】図１０は、蓋部２３とベース２２との間に
空隙を形成する凹凸を設ける別の手法を示しており、本
発明の第２の実施形態を説明する図である。図１０にお
いて図１ないし図３と同一の符号を付した箇所は同一の
構成であるから、重複する説明は省略する。

【００６８】尚、図１０（ａ）では、内部構造としての
圧電振動素子等を省略してベース２２と蓋部２３だけの
要部を示しており、図１０（ｂ）は、その接合部付近の
拡大図である。

【００６９】この実施形態は、図８にて説明したベース
２２の製造工程において、凹凸を形成する方法を示して
いる。

【００７０】図８で説明したベース２２の製造工程にお
いて、図８（ａ）に示すように、最上層の板材（ベース
用セラミック材）の表面にタングステンメタライズを行
う際には、通常スクリーン印刷の手法により行う。この
時に、このスクリーン印刷で用いるメッシュの目を粗く
しておくと、このメッシュに対応してタングステン被覆
部２２ｂの表面には、縦横のメッシュ状の溝が形成され
る。そして、その上にニッケル層２２ｃと、金層２２ｄ
を被覆すると、図１０（ｂ）に示すように各層の上面は
凹凸となり、この結果、蓋部２３の封止材２５の下面と
の間には、空隙Ｇが形成されることになる。

【００７１】これにより、第１の実施形態と同じ方法で
加熱封止を行うことにより、製品内部にガスが閉じ込め
られないで封止することができる。したがって、この第
２の実施形態では、第１の実施形態と同じ作用効果を発
揮することができる。

【００７２】図１１は、蓋部２３とベース２２との間に
空隙を形成する凹凸を設ける別の手法を示しており、本
発明の第３の実施形態を説明する図である。図１１にお
いて図１ないし図３と同一の符号を付した箇所は同一の
構成であるから、重複する説明は省略する。

【００７３】尚、図１１（ａ）では、内部構造としての
圧電振動素子等を省略してベース２２と蓋部２３だけの
要部を示しており、図１１（ｂ）は、その接合部付近の
拡大図である。

【００７４】この実施形態は、図８にて説明したベース
２２の製造工程において、凹凸を形成する別の方法を示
している。つまり、この方法では、ベース２２の金属被
覆部３１側に凹凸を形成する点では、図１０の場合と同
じだが、この方法では、ニッケル層２２ｃ内に粒状物と
して、フィラー５１（例えば銀フィラー）を添加する。
これにより、ニッケル層２２ｃの上面に凹凸を形成し、
さらに、その上に形成される金層２２ｄの上面に凹凸を
形成することで、蓋部２３との間に空隙Ｇを設けるよう
にしている。

【００７５】図１２は、このようなフィラー５１を利用
する方法の一例を説明するための工程図である。

【００７６】上述した図８の工程図の図８（ｅ）におい
て、ベース２２の上面（接合面側）には図１２（ａ）に
示すように、タングステン（Ｗ）がこれより前の工程
（図８（ａ）の工程）にてスクリーン印刷により被覆さ
れている。次に、図１２（ｂ）に示すように、水平な基
準面ＧＤ上に銀フィラー５１を並べて、その上に、図１
２（ａ）のベース２２を逆さにしてタングステン被覆部
２２ｂ側を下にして、図１２（ｃ）に示すように、フィ
ラー５１に対して押しつける。

【００７７】次いで、図１２（ｄ）に示すように、タン
グステン被覆部２２ｂ上にフィラー５１が載った状態
で、その上にニッケルメッキを施してニッケル被覆部２
２ｃを形成し、その後、その上に金をメッキするように
している。

【００７８】この場合、図１２（ｅ）に示すように、フ
ィラー５１の直径Ｌ１を１０μｍ程度とすると、凹凸の
高さｄが１０μｍ程度となる。そして、凹凸間のピッチ
Ｐを２０μｍ程度とすると好ましい。

【００７９】かくして、上述の方法によりフィラー５１
を利用して、図１１に示すように、凹凸が形成され、金
属被覆部３１と蓋部２３との間に空隙Ｇを形成すること
ができる。

【００８０】したがって、封止工程においては、この空
隙Ｇからアウトガスを排出することができ、溶融した金
属により、この空隙Ｇを塞ぐことにより、第３の実施形
態の場合も、第１の実施形態と同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００８１】図１３は、蓋部２３とベース２２との間に
空隙を形成する凹凸を設ける別の手法を示しており、本
発明の第４の実施形態を説明する図である。図１３にお
いて図１ないし図３と同一の符号を付した箇所は同一の
構成であるから、重複する説明は省略する。

【００８２】尚、図１３（ａ）では、内部構造としての
圧電振動素子等を省略してベース２２と蓋部２３だけの
要部を示しており、図１３（ｂ）は、その接合部付近の
拡大図である。

【００８３】この場合、蓋部２３と、ベース２２側の金
属被覆部３１の両方に凹凸を形成している。すなわち、
図９で説明した手法により、蓋部２３側に凹凸を形成
し、図１０で説明した手法を用いてベース２２側に凹凸
を形成する。これにより、蓋部２３とベース２２との間
に空隙Ｇを形成することができる。

【００８４】したがって、封止工程においては、この空
隙Ｇからアウトガスを排出することができ、溶融した金
属により、この空隙Ｇを塞ぐことにより、第４の実施形
態の場合も、第１の実施形態と同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００８５】図１４は、上述した各実施形態における空
隙Ｇを形成するための凹凸の大きさｄと封止不良率を実
験により確認したものである。また、図１５は、凹凸の
大きさｄと高温放置１０００時間後の場合の周波数変化
量Δｆを実験により確認したものである。

【００８６】図１５より、Ｒｍａｘが１０μｍ以上であ
ると、高温放置試験を１０００時間行った後の周波数変
化量Δｆが１ｐｐｍ以内となり、封止で発生したアウト
ガスが、内部に残留せず、圧電振動子や圧電発振器の周
波数特性に悪影響を及ぼしていないことがわかる。

【００８７】また、図１４より、Ｒｍａｘが４０μｍ以
下であると、封止不良率が０となり、圧電振動子や圧電
発振器の性能が発揮できないという不具合を回避するこ
とができる。

【００８８】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１及び６の発
明によれば、封止作業中の熱により、ベース内等の接着
箇所の接着剤等からガスが発生しても、このガスは封止
工程において空隙から外部に排出される。この封止工程
にて空隙が塞がれると、内部にガスを残さない状態で封
止が完了する。このため、製品内部の真空状態が適切に
確保され、ガス粒子が圧電振動素子に付着することが有
効に防止されるので、周波数特性に悪影響を与えること
がなく、安定した性能を備えた圧電振動子または圧電発
振器の封止方法を提供することができる。

【００８９】請求項２または７の発明によれば、請求項
１または６の効果を得る上で、蓋部とベースとの接合部
に請求項１または６の作用を発揮するのに適切な機能を
備える空隙を適切に形成することができる。

【００９０】請求項３または８の発明によれば、請求項
１または６の効果を得る上で、前記金属被覆層の表面に
凹凸を設けることにより、前記空隙を適切に形成するこ
とができる。

【００９１】請求項４または９の発明によれば、請求項
１または７の効果を得る上で、蓋部とベースの間に請求
項３または８における空隙を適切に形成することができ
る。請求項５及び１０の発明によれば、封止作業中の熱
により、ベース内等の接着箇所の接着剤等からガスが発
生しても、このガスは封止工程において空隙から外部に
排出され、この封止工程にて空隙が塞がれると、内部に
ガスを残さない状態で封止が完了する。このため、製品
内部の真空状態が適切に確保され、ガス粒子が圧電振動
素子に付着することが有効に防止されるので、周波数特
性に悪影響を与えることがなく、安定した性能を備えた
圧電振動子または圧電発振器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の圧電振動子の実施形態を示す斜視
図。

【図２】 図１の圧電振動子の概略断面図。

【図３】 本発明の圧電発振器の実施形態を示す概略断
面図。

【図４】 図１の圧電振動子の製造方法の概略を示すフ
ローチャート。

【図５】 図１の圧電振動子または図３の圧電発振器の
蓋部を製造方法の概略を示すフローチャート。

【図６】 図５のローラ工程を示す説明図。

【図７】 図１の圧電振動子または図３の圧電発振器の
ベースを製造する前半工程を示す工程図。

【図８】 図１の圧電振動子または図３の圧電発振器の
ベースを製造する後半工程を示す工程図。

【図９】 本発明の封止方法の第１の実施形態の要部を
説明するための概略図。

【図１０】 本発明の封止方法の第２の実施形態の要部
を説明するための概略図。

【図１１】 本発明の封止方法の第３の実施形態の要部
を説明するための概略図。

【図１２】 図１１の封止方法における凹凸を形成する
工程を説明するための工程図。

【図１３】 本発明の封止方法の第４の実施形態の要部
を説明するための概略図。

【図１４】 本発明の各実施形態における空隙Ｇを形成
するための面粗度Ｒｍａｘと封止不良率の関係を示すグ
ラフ。

【図１５】 本発明の各実施形態における空隙Ｇを形成
するための凹凸の大きさｄと１０００時間後の高温放置
した場合の周波数変化量Δｆを示すグラフ。

【図１６】 一般的な圧電振動子の一例を示す一部切断
斜視図。

【図１７】 図１６の圧電振動子の封止工程で利用する
電子ビーム装置の構成を示す概略図。

【図１８】 図１６の圧電振動子の封止工程の要部を示
す拡大図。

【符号の説明】

２０ 圧電振動子 ２１ 圧電振動素子 ２２ ベース（収納部） ２２ａ 空間部 ２２ｂ タングステン被覆部 ２２ｃ ニッケル被覆部 ２２ｄ 金被覆部 ２３ 蓋部 ２４ 電極 ２５ 封止材 ３１ 金属被覆部 ３２ 導電性接着剤 Ｓ 空隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０３Ｈ 9/10 Ｈ０４Ｒ 17/00 Ｈ０４Ｒ 17/00 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｒ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電振動素子と、 前記圧電振動素子を収納するためのベースと、 前記圧電振動素子がベースに収納された状態で前記ベー
   スを密封するための蓋部とを備え、 前記蓋部と前記ベースとを密封封止する方法であって、 密封前においては、前記ベースに対して前記蓋部を載置
   した状態では、これらの間に空隙を設けるようにし、 封止工程にて、少なくとも前記蓋部と前記ベースとを固
   定すべき箇所の近傍を加熱手段により加熱し、 この封止工程において前記空隙を溶融金属により塞ぐよ
   うにしたことを特徴とする、圧電振動子の封止方法。
2. 【請求項２】 前記蓋部の一面に配置した封止材の表面
   に凹凸を設けることにより、前記空隙が形成されるよう
   にした請求項１に記載の圧電振動子の封止方法。
3. 【請求項３】 前記ベースの前記蓋部と固定される面に
   は金属被覆層が設けられており、この金属被覆層の表面
   に凹凸を設けることにより、前記空隙が形成されるよう
   にした請求項１に記載の圧電振動子の封止方法。
4. 【請求項４】 前記金属被覆層はニッケル層を含む複数
   種類の金属層でなり、このニッケル層に金属フィラーを
   混入させて、金属被覆層の表面に凹凸を設けることによ
   り、前記空隙が形成されるようにした請求項３に記載の
   圧電振動子の封止方法。
5. 【請求項５】 圧電振動素子と、 前記圧電振動素子を収納するためのベースと、前記圧電
   振動素子がベースに収納された状態で前記ベースを密封
   するための蓋部とを備え、 対向面の少なくとも一方の面に予め凹凸が形成された前
   記蓋部と前記ベースとを加熱して封止固定したことを特
   徴とする、圧電振動子。
6. 【請求項６】 圧電振動素子と、 表面に形成した導電パターンに集積回路を実装するとと
   もに前記圧電振動素子を収納するためのベースと、 前記圧電振動素子がベースに収納された状態で前記ベー
   スを密封するための蓋部とを備え、 前記蓋部と前記ベースとを密封封止する方法であって、 密封前においては、前記ベースに対して前記蓋部を載置
   した状態では、これらの間に空隙を設けるようにし、 封止工程にて、少なくとも前記蓋部と前記ベースとを固
   定すべき箇所の近傍を加熱手段により加熱し、 この封止工程において前記空隙を溶融金属により塞ぐよ
   うにしたことを特徴とする、圧電発振器の封止方法。
7. 【請求項７】 前記蓋部の一面に配置した封止の表面に
   凹凸を設けることにより、前記空隙が形成されるように
   した請求項６に記載の圧電発振器の封止方法。
8. 【請求項８】 前記ベースの前記蓋部と固定される面に
   は金属被覆層が設けられており、この金属被覆層の表面
   に凹凸を設けることにより、前記空隙が形成されるよう
   にした請求項６に記載の圧電発振器の封止方法。
9. 【請求項９】 前記金属被覆層はニッケル層を含む複数
   種類の金属層でなり、このニッケル層に金属フィラーを
   混入させて、金属被覆層の表面に凹凸を設けることによ
   り、前記空隙が形成されるようにした請求項８に記載の
   圧電発振器の封止方法。
10. 【請求項１０】 圧電振動素子と、 表面に形成した導電パターンに集積回路を実装するとと
    もに前記圧電振動素子を収納するためのベースと、 前記圧電振動素子を収納するためのベースと、前記圧電
    振動素子がベースに収納された状態で前記ベースを密封
    するための蓋部とを備え、 対向面の少なくとも一方の面に予め凹凸が形成された前
    記蓋部と前記ベースとを加熱して封止固定したことを特
    徴とする、圧電発振器。