JP2000244274A - 圧電振動子 - Google Patents
圧電振動子Info
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- JP2000244274A JP2000244274A JP11043732A JP4373299A JP2000244274A JP 2000244274 A JP2000244274 A JP 2000244274A JP 11043732 A JP11043732 A JP 11043732A JP 4373299 A JP4373299 A JP 4373299A JP 2000244274 A JP2000244274 A JP 2000244274A
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- Japan
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- coating film
- piezoelectric vibrator
- bonding
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- container
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の振動子を製造する方法では、気密封止
するときに加熱し、ろう材などの接合部材を溶融して封
止するが、溶融する際に接合部材からガスが発生し、容
器内の圧力が高くなり、気密性がたもたれないという問
題があった。 【解決手段】 スパッタ法やＣＶＤ法などの乾式方法で
作成した金属膜は緻密な性質の膜が作成でき、現状使用
されている接合部材に被覆することで加熱時の接合部材
から発生するガスが抑制できると考えられ、接合時の接
合界面近傍からのガス発生も被覆膜を２層以上かぶせる
ことで防ぐことがる。
するときに加熱し、ろう材などの接合部材を溶融して封
止するが、溶融する際に接合部材からガスが発生し、容
器内の圧力が高くなり、気密性がたもたれないという問
題があった。 【解決手段】 スパッタ法やＣＶＤ法などの乾式方法で
作成した金属膜は緻密な性質の膜が作成でき、現状使用
されている接合部材に被覆することで加熱時の接合部材
から発生するガスが抑制できると考えられ、接合時の接
合界面近傍からのガス発生も被覆膜を２層以上かぶせる
ことで防ぐことがる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水晶振動子などの
圧電振動子の気密容器内への封止する構成と、圧電振動
子体とケースとの固定支持に関する構成に関するもので
ある。
圧電振動子の気密容器内への封止する構成と、圧電振動
子体とケースとの固定支持に関する構成に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、水晶振動子は図１４に示すように
水晶振動子２をプラグ１３と呼ばれるハーメチックシー
ルのリード端子１４にろう付けし、真空中で金属ケース
１５に圧入して製造されている。大半の水晶振動子はこ
のように製造されているが、近年の小型携帯機器の進展
により、薄型化の要求により図１５に示す水晶振動子の
要求が増している。図１５は図１６に示すような枠付水
晶振動子１６を、箱型にエッチングした水晶製の上ケー
ス１７と下ケース１８にはさみ、接合部材５としてろう
材を用いて封止した水晶振動子である。
水晶振動子２をプラグ１３と呼ばれるハーメチックシー
ルのリード端子１４にろう付けし、真空中で金属ケース
１５に圧入して製造されている。大半の水晶振動子はこ
のように製造されているが、近年の小型携帯機器の進展
により、薄型化の要求により図１５に示す水晶振動子の
要求が増している。図１５は図１６に示すような枠付水
晶振動子１６を、箱型にエッチングした水晶製の上ケー
ス１７と下ケース１８にはさみ、接合部材５としてろう
材を用いて封止した水晶振動子である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１４に示す従来の水
晶振動子では、プラグ１３、金属ケース１５が高価であ
り、円筒形であるため薄型化には水晶音叉の巾という限
界があった。これを改善するために図１５に示す水晶振
動子が考案されたが、水晶振動子の熱膨張係数と合わせ
るためケース１７、１８に振動子と同一の材料である高
価な水晶を用いたため薄型化には成功したがきわめて高
価なものになるという問題点があった。
晶振動子では、プラグ１３、金属ケース１５が高価であ
り、円筒形であるため薄型化には水晶音叉の巾という限
界があった。これを改善するために図１５に示す水晶振
動子が考案されたが、水晶振動子の熱膨張係数と合わせ
るためケース１７、１８に振動子と同一の材料である高
価な水晶を用いたため薄型化には成功したがきわめて高
価なものになるという問題点があった。
【０００４】さらに、従来の方法では、気密封止すると
きに加熱し、ろう材などの接合部材を溶融して封止する
が、はんだなどのろう材が溶融する際にろう材からガス
が発生し、容器内の圧力が高くなり、気密性がたもたれ
ないという問題点があった。また、気密性が保たれて
も、ガスによって、振動に影響を与え、振動子の動きに
影響を与えてしまうという問題点があった。また、従来
の図１４のようなケースの空間に比べ薄型化した図１５
のような水晶振動子の容器内の空間がかなり小さくな
り、発生したガスが空間に占める割合は高くなり、上記
問題点は顕著になっている。また、上記問題点を解決す
るためには、接合部材からのガスの発生を押さえること
が、ポイントとなる。そのためには、まず接合部材を新
たなものにすることが考えられる。しかし、この方法は
開発に時間がかかるうえ、さらにコスト的にも優位にな
るか課題を有していた。
きに加熱し、ろう材などの接合部材を溶融して封止する
が、はんだなどのろう材が溶融する際にろう材からガス
が発生し、容器内の圧力が高くなり、気密性がたもたれ
ないという問題点があった。また、気密性が保たれて
も、ガスによって、振動に影響を与え、振動子の動きに
影響を与えてしまうという問題点があった。また、従来
の図１４のようなケースの空間に比べ薄型化した図１５
のような水晶振動子の容器内の空間がかなり小さくな
り、発生したガスが空間に占める割合は高くなり、上記
問題点は顕著になっている。また、上記問題点を解決す
るためには、接合部材からのガスの発生を押さえること
が、ポイントとなる。そのためには、まず接合部材を新
たなものにすることが考えられる。しかし、この方法は
開発に時間がかかるうえ、さらにコスト的にも優位にな
るか課題を有していた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】スパッタ法やＣＶＤ法な
どの乾式方法で作成した金属膜は緻密な性質の膜が作成
でき、現状使用されている接合部材に被覆することで加
熱時の接合部材から発生するガスが抑制できると考えら
れる。そこで、上記課題を解決するために、現状の接合
部材に金属材の被覆膜を作成することで、接合部材から
のガスの発生を押さえ、さらに前記被覆膜とは異種金属
材の開口部を有する被覆膜を作成することで、真空封止
時に接合界面から漏れ出てくるガスを封じこめる方法を
取ったものである。この方法は現状の圧電振動子作製工
程を大きく変更することなく圧電振動子が作製可能なた
め、コストもわずかな上昇で押さえることができる。
どの乾式方法で作成した金属膜は緻密な性質の膜が作成
でき、現状使用されている接合部材に被覆することで加
熱時の接合部材から発生するガスが抑制できると考えら
れる。そこで、上記課題を解決するために、現状の接合
部材に金属材の被覆膜を作成することで、接合部材から
のガスの発生を押さえ、さらに前記被覆膜とは異種金属
材の開口部を有する被覆膜を作成することで、真空封止
時に接合界面から漏れ出てくるガスを封じこめる方法を
取ったものである。この方法は現状の圧電振動子作製工
程を大きく変更することなく圧電振動子が作製可能なた
め、コストもわずかな上昇で押さえることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】容器内に圧電振動子が固定された
容器内と蓋が接合部材によって接合される構造で、接合
部材に被覆膜を形成することにより、接合部材からのガ
ス発生を抑制し、さらに開口部を有する被覆膜を形成す
ることにより接合界面近傍からのガス漏れを防止するこ
とで、真空封子する際に容器内の真空度が保たれる。
容器内と蓋が接合部材によって接合される構造で、接合
部材に被覆膜を形成することにより、接合部材からのガ
ス発生を抑制し、さらに開口部を有する被覆膜を形成す
ることにより接合界面近傍からのガス漏れを防止するこ
とで、真空封子する際に容器内の真空度が保たれる。
【０００７】
【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説
明する。 （実施例１）実施例１を図１に示す。振動子２が容器１
に固定され、容器１に被覆膜を有する接合部材４が形成
され、蓋３にも被覆膜を有する接合部材４が形成されて
いるものである。接合部材４は図２に示すように、蓋３
もしくは容器１上にメッキ法によって金属材の接合部材
５が1μｍ以上５μｍ以下で形成され、さらに接合部材
を覆うようにスパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法などの乾式
方法によって金属材が被覆膜６として１００Å以上１μ
ｍ以下で形成されている。接合部材５と容器１もしくは
蓋３との密着性を確保するため、スパッタ法によりクロ
ムが形成されている。クロムは接合部材５によっては拡
散が起こり、共晶金属を形成し、クロムとしての働きで
ある密着性を失ってしまうため、拡散防止層として、ニ
ッケル、金、まれに銀を形成する。また、この拡散防止
層はクロムの酸化防止の役目もしている。さらに、スパ
ッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法などの乾式方法によって金属
材が被覆層を重ねて覆うように開口部を有する被覆膜７
が１００Å以上１μｍ以下で形成されている。これは、
被覆膜６及び７が１００Åより薄い場合ピンポールが多
く、被覆膜６及び７によってガス発生を押さえることが
できなく、また１μｍより厚い場合微細な亀裂が生じや
すく、気密封止時の工程で亀裂からガスが漏れることが
あるためである。被覆膜７は接合部材を覆う被覆膜６を
形成した後に形成する。開口部はあらかじめパターニン
グしたレジストを用いてリフトオフするか、接合部材全
体に被覆膜を形成後エッチングして、開口部を形成す
る。真空封止時に被覆膜６は接合部材と拡散して、接合
界面近傍の被覆膜６は消失するため、そこからガスが漏
れる可能性がある。被覆膜７は封止時に被覆膜７同士に
よって消失する接合界面近傍を覆うように存在するた
め、ガス漏れを防止できる。このため、被覆膜６と被覆
膜７では異種金属を使用する。これは被覆膜６と被覆膜
７が同一金属である場合被覆膜７が熱拡散によって消失
してしまうからである。また、被覆膜７は被覆膜６と接
合時の熱によって熱拡散しないことが求められる。蓋に
樹脂性の基板を用いるときなど、蓋からガス発生がある
恐れのある場合は、図３のように接合部材に接する被覆
膜６を蓋全面に形成する場合と図４のように２層目の被
覆膜７を蓋全面に形成する場合がある。どちらの構造を
選択するかは被覆膜の材料によって決めることができ
る。
明する。 （実施例１）実施例１を図１に示す。振動子２が容器１
に固定され、容器１に被覆膜を有する接合部材４が形成
され、蓋３にも被覆膜を有する接合部材４が形成されて
いるものである。接合部材４は図２に示すように、蓋３
もしくは容器１上にメッキ法によって金属材の接合部材
５が1μｍ以上５μｍ以下で形成され、さらに接合部材
を覆うようにスパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法などの乾式
方法によって金属材が被覆膜６として１００Å以上１μ
ｍ以下で形成されている。接合部材５と容器１もしくは
蓋３との密着性を確保するため、スパッタ法によりクロ
ムが形成されている。クロムは接合部材５によっては拡
散が起こり、共晶金属を形成し、クロムとしての働きで
ある密着性を失ってしまうため、拡散防止層として、ニ
ッケル、金、まれに銀を形成する。また、この拡散防止
層はクロムの酸化防止の役目もしている。さらに、スパ
ッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法などの乾式方法によって金属
材が被覆層を重ねて覆うように開口部を有する被覆膜７
が１００Å以上１μｍ以下で形成されている。これは、
被覆膜６及び７が１００Åより薄い場合ピンポールが多
く、被覆膜６及び７によってガス発生を押さえることが
できなく、また１μｍより厚い場合微細な亀裂が生じや
すく、気密封止時の工程で亀裂からガスが漏れることが
あるためである。被覆膜７は接合部材を覆う被覆膜６を
形成した後に形成する。開口部はあらかじめパターニン
グしたレジストを用いてリフトオフするか、接合部材全
体に被覆膜を形成後エッチングして、開口部を形成す
る。真空封止時に被覆膜６は接合部材と拡散して、接合
界面近傍の被覆膜６は消失するため、そこからガスが漏
れる可能性がある。被覆膜７は封止時に被覆膜７同士に
よって消失する接合界面近傍を覆うように存在するた
め、ガス漏れを防止できる。このため、被覆膜６と被覆
膜７では異種金属を使用する。これは被覆膜６と被覆膜
７が同一金属である場合被覆膜７が熱拡散によって消失
してしまうからである。また、被覆膜７は被覆膜６と接
合時の熱によって熱拡散しないことが求められる。蓋に
樹脂性の基板を用いるときなど、蓋からガス発生がある
恐れのある場合は、図３のように接合部材に接する被覆
膜６を蓋全面に形成する場合と図４のように２層目の被
覆膜７を蓋全面に形成する場合がある。どちらの構造を
選択するかは被覆膜の材料によって決めることができ
る。
【０００８】接合部材５の厚みはメッキで成形するため
１μｍ以下の制御は難しく、また接合部材５を厚くする
と材料費が高くなり、製品コストが必要以上にあがって
しまう。本発明では接合部材の厚みは５μｍ以下でも十
分な接合強度があり、５μｍ以上厚くする必要性はな
い。接合部材５の材質には、錫鉛系はんだの他に、錫亜
鉛系はんだ、錫銀系はんだなどの鉛フリーはんだをはじ
めとして、錫、金、銅、銀、アルミが使用される。接合
部材に金属材を用いるのは、内部に含有するガスの絶対
量が、水ガラスや有機系接着剤に比べて圧倒的にすくな
いため、被覆膜による制御が可能なためである。
１μｍ以下の制御は難しく、また接合部材５を厚くする
と材料費が高くなり、製品コストが必要以上にあがって
しまう。本発明では接合部材の厚みは５μｍ以下でも十
分な接合強度があり、５μｍ以上厚くする必要性はな
い。接合部材５の材質には、錫鉛系はんだの他に、錫亜
鉛系はんだ、錫銀系はんだなどの鉛フリーはんだをはじ
めとして、錫、金、銅、銀、アルミが使用される。接合
部材に金属材を用いるのは、内部に含有するガスの絶対
量が、水ガラスや有機系接着剤に比べて圧倒的にすくな
いため、被覆膜による制御が可能なためである。
【０００９】被覆膜の材質には、金、白金、などの耐腐
食性の高い金属や、クロム、ニッケル、銅、チタン・タ
ングステン合金、などが使用される。例えば、被覆膜６
にガス封止、及び、接合部材の表面酸化防止を目的とし
て金を、被覆膜７に真空封止時の接合界面からのガス漏
れ防止として銅を用いる。図１では、蓋もしくは容器上
にスパッタ法によってクロムを、さらに金を作製し、そ
の上に被覆層を有する接合部材を形成している。図１に
おいて容器１の材質は、セラミック、ガラスセラミッ
ク、シリコンが用いられ、蓋３には平板形状のガラス、
水晶などの透明体の他、シリコン、ＳＵＳ、アルミ、銅
などの金属板が用いられる。この構成の場合、ある程度
の空間は構造的に確保されるため、気密封止時の加熱に
よるガス発生量を少しでも押さえるために容器１もしく
は蓋３のどちらかに被覆層を有する接合部材を形成する
こともある。
食性の高い金属や、クロム、ニッケル、銅、チタン・タ
ングステン合金、などが使用される。例えば、被覆膜６
にガス封止、及び、接合部材の表面酸化防止を目的とし
て金を、被覆膜７に真空封止時の接合界面からのガス漏
れ防止として銅を用いる。図１では、蓋もしくは容器上
にスパッタ法によってクロムを、さらに金を作製し、そ
の上に被覆層を有する接合部材を形成している。図１に
おいて容器１の材質は、セラミック、ガラスセラミッ
ク、シリコンが用いられ、蓋３には平板形状のガラス、
水晶などの透明体の他、シリコン、ＳＵＳ、アルミ、銅
などの金属板が用いられる。この構成の場合、ある程度
の空間は構造的に確保されるため、気密封止時の加熱に
よるガス発生量を少しでも押さえるために容器１もしく
は蓋３のどちらかに被覆層を有する接合部材を形成する
こともある。
【００１０】また、圧電振動子と容器の接合方法はいろ
いろあるが、被覆層を有する接合部材を用いることによ
り、圧電振動子と容器の接合部からのガス発生も抑制で
きる。気密封止時に加熱加圧され圧電振動子は作製され
る。この状態を図５に示す。接合界面上の被覆膜６は接
合時に拡散され消失することで接合される。接合部材５
を取り囲む被覆膜６によって接合部材周囲からのガス発
生を、被覆膜７によって接合時の接合界面近傍からのガ
ス発生を抑制している。これによって容器内の真空度が
保たれる。
いろあるが、被覆層を有する接合部材を用いることによ
り、圧電振動子と容器の接合部からのガス発生も抑制で
きる。気密封止時に加熱加圧され圧電振動子は作製され
る。この状態を図５に示す。接合界面上の被覆膜６は接
合時に拡散され消失することで接合される。接合部材５
を取り囲む被覆膜６によって接合部材周囲からのガス発
生を、被覆膜７によって接合時の接合界面近傍からのガ
ス発生を抑制している。これによって容器内の真空度が
保たれる。
【００１１】被覆膜を有する接合部材４が蓋のみに形成
され、容器には接合部材が形成されていない時の接合後
の状態を図６に示す。被覆膜７に覆われていない部分の
被覆膜６は接合部材５に拡散され消失し、接合部材５は
容器と接合される。被覆膜６によって接合部材周囲から
のガス発生を、被覆膜７によって接合時の接合界面近傍
からのガス発生を抑制している。これによって容器内の
真空度が保たれる。 （実施例２）実施例２を図７に示す。枠付圧電振動子体
１０を上ケース１１と下ケース１２ではさむ構成であ
り、上ケース１１及び下ケース１２及び枠付圧電振動子
体１０に被覆層を有する接合部材４を形成している。上
ケース１１及び下ケース１２は平板状もしくは凹形状を
している。凹形状にするのは、振動特性に影響を与えな
いように、意図しないガス発生があっても、真空度を少
しでも高く保つためである。平板でも接合部材によって
２〜２０μｍの隙間が確保され、圧電振動子の振幅は設
計にも関係するが１μｍ以下であるので、振動子として
問題無く使用可能な状態である。凹形状の作製はケース
の材質によってことなり、ケース材質がガラスや水晶で
ある場合はふっ酸を用いたエッチング法やサンドブラス
トなどの研削法によって、ケース材質が金属であるとき
は打ち抜き加工法やＮＣなどを用いた切削法によって、
樹脂基板、セラミックである場合は印刷、絞り加工後焼
成して、凹形状のケースを作製する。振動子周辺の空間
がある程度確保されるため、また、コストや厚みの制限
によって、被覆層を有する接合部材４が、圧電振動子体
周辺か上下ケースかの一方に構成されることもある。振
動子体に水晶を用いる場合熱膨張係数を合わせる上で上
下ケースにも水晶を用いることが多いが、前記したよう
にコストが高くなる。コストをおさえるために、ガラス
を用いることもあるが、熱膨張係数が同一でないため、
ウェハで多数個取りの製造しようとすると熱応力によっ
て割れなどの問題が起こり、製造できない。上下ケース
に水晶と同じ熱膨張係数をもつものとして、ＳＵＳなど
の金属がある。ＳＵＳなどの金属を用いることでコスト
が安くできる。水晶以外の圧電振動子体でもその圧電振
動子体と熱膨張係数が同じ金属材料を選定できる。ま
た、コストを特に気にする場合、ケース材質にガラスエ
ポキシ樹脂や紙フェノール樹脂や液晶ポリマーのような
樹脂基板を用いることもある。図８に示すように、被覆
膜を有する接合部材４は上ケース１１もしくは下ケース
１２もしくは枠付圧電振動子体上１０にメッキ法によっ
て金属材の接合部材５が1μｍ以上５μｍ以下で形成さ
れ、さらに接合部材を覆うようにスパッタ法、ＣＶＤ
法、蒸着法などの乾式方法によって金属材が被覆膜６と
して１００Å以上１μｍ以下で形成されている。さら
に、被覆膜７および被覆膜８として１００Å以上１μｍ
以下で形成されている。被覆膜７は主に被覆膜６と被覆
膜８の密着性を高めるために形成される。
され、容器には接合部材が形成されていない時の接合後
の状態を図６に示す。被覆膜７に覆われていない部分の
被覆膜６は接合部材５に拡散され消失し、接合部材５は
容器と接合される。被覆膜６によって接合部材周囲から
のガス発生を、被覆膜７によって接合時の接合界面近傍
からのガス発生を抑制している。これによって容器内の
真空度が保たれる。 （実施例２）実施例２を図７に示す。枠付圧電振動子体
１０を上ケース１１と下ケース１２ではさむ構成であ
り、上ケース１１及び下ケース１２及び枠付圧電振動子
体１０に被覆層を有する接合部材４を形成している。上
ケース１１及び下ケース１２は平板状もしくは凹形状を
している。凹形状にするのは、振動特性に影響を与えな
いように、意図しないガス発生があっても、真空度を少
しでも高く保つためである。平板でも接合部材によって
２〜２０μｍの隙間が確保され、圧電振動子の振幅は設
計にも関係するが１μｍ以下であるので、振動子として
問題無く使用可能な状態である。凹形状の作製はケース
の材質によってことなり、ケース材質がガラスや水晶で
ある場合はふっ酸を用いたエッチング法やサンドブラス
トなどの研削法によって、ケース材質が金属であるとき
は打ち抜き加工法やＮＣなどを用いた切削法によって、
樹脂基板、セラミックである場合は印刷、絞り加工後焼
成して、凹形状のケースを作製する。振動子周辺の空間
がある程度確保されるため、また、コストや厚みの制限
によって、被覆層を有する接合部材４が、圧電振動子体
周辺か上下ケースかの一方に構成されることもある。振
動子体に水晶を用いる場合熱膨張係数を合わせる上で上
下ケースにも水晶を用いることが多いが、前記したよう
にコストが高くなる。コストをおさえるために、ガラス
を用いることもあるが、熱膨張係数が同一でないため、
ウェハで多数個取りの製造しようとすると熱応力によっ
て割れなどの問題が起こり、製造できない。上下ケース
に水晶と同じ熱膨張係数をもつものとして、ＳＵＳなど
の金属がある。ＳＵＳなどの金属を用いることでコスト
が安くできる。水晶以外の圧電振動子体でもその圧電振
動子体と熱膨張係数が同じ金属材料を選定できる。ま
た、コストを特に気にする場合、ケース材質にガラスエ
ポキシ樹脂や紙フェノール樹脂や液晶ポリマーのような
樹脂基板を用いることもある。図８に示すように、被覆
膜を有する接合部材４は上ケース１１もしくは下ケース
１２もしくは枠付圧電振動子体上１０にメッキ法によっ
て金属材の接合部材５が1μｍ以上５μｍ以下で形成さ
れ、さらに接合部材を覆うようにスパッタ法、ＣＶＤ
法、蒸着法などの乾式方法によって金属材が被覆膜６と
して１００Å以上１μｍ以下で形成されている。さら
に、被覆膜７および被覆膜８として１００Å以上１μｍ
以下で形成されている。被覆膜７は主に被覆膜６と被覆
膜８の密着性を高めるために形成される。
【００１２】これは、被覆膜が１００Åより薄い場合ピ
ンポールが多く、被覆膜によってガス発生を押さえるこ
とができなく、また１μｍより厚い場合微細な亀裂が生
じやすく、気密封止時の工程で亀裂からガスが漏れるこ
とがあるためである。被覆層は接合部材を覆うために作
製するが、ケース上の接合部材の場合、特にケースに樹
脂性の基板を用いるときなど、ケースからガス発生があ
る恐れのある場合は図９に示すように全面に被覆膜を形
成する。図９は、凹形状の上ケース１１もしくは下ケー
ス１２に接合部材５がメッキで形成され、被覆膜６が接
合部材５と上ケース１１または下ケース１２の全面を覆
っている。図１０、図１１に示すように全面に成形する
被覆膜を選択することができる。接合時の真空度を保つ
ため、被覆膜６と被覆膜７、被覆膜７と被覆膜８では異
種金属を使用する。これは接する被覆膜同士が同一金属
である場合接合時の熱によって熱拡散を起こし、消失し
てしまうためである。
ンポールが多く、被覆膜によってガス発生を押さえるこ
とができなく、また１μｍより厚い場合微細な亀裂が生
じやすく、気密封止時の工程で亀裂からガスが漏れるこ
とがあるためである。被覆層は接合部材を覆うために作
製するが、ケース上の接合部材の場合、特にケースに樹
脂性の基板を用いるときなど、ケースからガス発生があ
る恐れのある場合は図９に示すように全面に被覆膜を形
成する。図９は、凹形状の上ケース１１もしくは下ケー
ス１２に接合部材５がメッキで形成され、被覆膜６が接
合部材５と上ケース１１または下ケース１２の全面を覆
っている。図１０、図１１に示すように全面に成形する
被覆膜を選択することができる。接合時の真空度を保つ
ため、被覆膜６と被覆膜７、被覆膜７と被覆膜８では異
種金属を使用する。これは接する被覆膜同士が同一金属
である場合接合時の熱によって熱拡散を起こし、消失し
てしまうためである。
【００１３】被覆膜の材質には、金、白金、などの耐腐
食性の高い金属や、クロム、ニッケル、銅、チタン・タ
ングステン合金、などが使用される。例えば被覆膜６に
接合部材の酸化防止と接合部材からのガス発生防止とし
て白金を、被覆膜８に接合界面近傍からのガス漏れ防止
として銅を、被覆膜７に被覆膜６と被覆膜８の密着性を
高めるためにクロムを形成する場合や、被覆膜６に接合
部材の酸化防止と接合部材からのガス発生防止として白
金を、被覆膜７に接合界面近傍からのガス漏れ防止とし
て銅を、被覆膜８に被覆膜７の表面酸化防止として金を
形成する場合がある。
食性の高い金属や、クロム、ニッケル、銅、チタン・タ
ングステン合金、などが使用される。例えば被覆膜６に
接合部材の酸化防止と接合部材からのガス発生防止とし
て白金を、被覆膜８に接合界面近傍からのガス漏れ防止
として銅を、被覆膜７に被覆膜６と被覆膜８の密着性を
高めるためにクロムを形成する場合や、被覆膜６に接合
部材の酸化防止と接合部材からのガス発生防止として白
金を、被覆膜７に接合界面近傍からのガス漏れ防止とし
て銅を、被覆膜８に被覆膜７の表面酸化防止として金を
形成する場合がある。
【００１４】接合部材の厚みはメッキで成形するため１
μｍ以下の制御は難しく、また接合部材５を厚くすると
材料費が高くなり、製品コストが上がってしまう。本発
明では接合部材の厚みは５μｍ以下でも十分な接合強度
がでる。接合部材５の材質には、錫鉛系はんだの他に、
金錫系はんだ、錫亜鉛系はんだ、錫銀系はんだなどの鉛
フリーはんだをはじめとして、錫、金、銅、銀、アルミ
が使用される。接合部材５と上ケース１１または下ケー
ス１２もしくは枠付圧電振動子体１０との密着性を確保
するため、スパッタ法によりクロムが形成されている。
クロムは接合部材５によっては拡散が起こり、共晶金属
を形成し、クロムとしての働きである密着性を失ってし
まうため、拡散防止層として、ニッケル、金、まれに銀
を形成する。また、この拡散防止層はクロムの酸化防止
の役目もしている。
μｍ以下の制御は難しく、また接合部材５を厚くすると
材料費が高くなり、製品コストが上がってしまう。本発
明では接合部材の厚みは５μｍ以下でも十分な接合強度
がでる。接合部材５の材質には、錫鉛系はんだの他に、
金錫系はんだ、錫亜鉛系はんだ、錫銀系はんだなどの鉛
フリーはんだをはじめとして、錫、金、銅、銀、アルミ
が使用される。接合部材５と上ケース１１または下ケー
ス１２もしくは枠付圧電振動子体１０との密着性を確保
するため、スパッタ法によりクロムが形成されている。
クロムは接合部材５によっては拡散が起こり、共晶金属
を形成し、クロムとしての働きである密着性を失ってし
まうため、拡散防止層として、ニッケル、金、まれに銀
を形成する。また、この拡散防止層はクロムの酸化防止
の役目もしている。
【００１５】気密封止時に加熱加圧され圧電振動子は作
製される。枠付圧電振動子体１０及び上ケース１１及び
下ケース１２全てに被覆膜を有する接合部材が形成され
ている場合の接合後の状態を図１２に示す。接合界面上
の被覆膜は接合時に拡散され消失するが、接合部材５を
取り囲むように被覆膜６は残り接合部材からのガス発生
を、被覆膜８によって接合時の接合界面近傍からのガス
発生を抑制している。
製される。枠付圧電振動子体１０及び上ケース１１及び
下ケース１２全てに被覆膜を有する接合部材が形成され
ている場合の接合後の状態を図１２に示す。接合界面上
の被覆膜は接合時に拡散され消失するが、接合部材５を
取り囲むように被覆膜６は残り接合部材からのガス発生
を、被覆膜８によって接合時の接合界面近傍からのガス
発生を抑制している。
【００１６】これによって容器内の真空度が保たれる。
また枠付圧電振動子体１０には接合部材が形成されず、
上ケース１１及び下ケース１２に被覆膜を有する接合部
材が形成されている場合の接合後の状態を図１３に示
す。接合界面上の被覆膜は接合時に拡散され消失する
が、接合部材５を取り囲むように被覆膜６は残り接合部
材からのガス発生を、被覆膜８によって接合時の接合界
面近傍からのガス発生を抑制している。これによって容
器内の真空度が保たれる。
また枠付圧電振動子体１０には接合部材が形成されず、
上ケース１１及び下ケース１２に被覆膜を有する接合部
材が形成されている場合の接合後の状態を図１３に示
す。接合界面上の被覆膜は接合時に拡散され消失する
が、接合部材５を取り囲むように被覆膜６は残り接合部
材からのガス発生を、被覆膜８によって接合時の接合界
面近傍からのガス発生を抑制している。これによって容
器内の真空度が保たれる。
【００１７】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、接合部
材に金属の被覆膜を作製することによって、気密封止時
の接合部材からのガス発生を抑制でき、接合界面近傍か
らのガス漏れも２層目以降の被覆膜によって抑制され、
気密性が保たれるという効果がある。
材に金属の被覆膜を作製することによって、気密封止時
の接合部材からのガス発生を抑制でき、接合界面近傍か
らのガス漏れも２層目以降の被覆膜によって抑制され、
気密性が保たれるという効果がある。
【００１８】さらに、実施例１では水晶などの振動子を
１枚のウェハから多数個取ることができ、部材として一
番高い部分を有効に使えるため、コストが安くできると
いう効果がある。実施例２では振動子が枠付きの圧電振
動子体として形成されているため、ウェハ処理すること
ができ、多数個取りの工程にできるため、１個あたりの
圧電振動子は安くできるという効果がある。
１枚のウェハから多数個取ることができ、部材として一
番高い部分を有効に使えるため、コストが安くできると
いう効果がある。実施例２では振動子が枠付きの圧電振
動子体として形成されているため、ウェハ処理すること
ができ、多数個取りの工程にできるため、１個あたりの
圧電振動子は安くできるという効果がある。
【図１】本発明の実施例１における圧電振動子の断面図
である。
である。
【図２】本発明の実施例における被覆膜を有する接合部
材部分の断面図である。
材部分の断面図である。
【図３】本発明の実施例における被覆膜を蓋全面に有す
る蓋の断面図の1例である。
る蓋の断面図の1例である。
【図４】本発明の実施例における被覆膜を蓋全面に有す
る蓋の断面図の1例である。
る蓋の断面図の1例である。
【図５】本発明の実施例１における気密封止後の圧電振
動子の断面図である。
動子の断面図である。
【図６】本発明の実施例１における気密封止後の圧電振
動子の断面図である。
動子の断面図である。
【図７】本発明の実施例２における圧電振動子の断面図
である。
である。
【図８】本発明の実施例における被覆膜を有する接合部
材部分の断面図の1例である。
材部分の断面図の1例である。
【図９】本発明の実施例における被覆膜を有する接合部
材部分の断面図の1例である。
材部分の断面図の1例である。
【図１０】本発明の実施例における被覆膜を有する接合
部材部分の断面図の1例である。
部材部分の断面図の1例である。
【図１１】本発明の実施例における被覆膜を有する接合
部材部分の断面図の1例である。
部材部分の断面図の1例である。
【図１２】本発明の実施例２における気密封止後の圧電
振動子の断面図である。
振動子の断面図である。
【図１３】本発明の実施例２における気密封止後の圧電
振動子の断面図である。
振動子の断面図である。
【図１４】従来例による円筒形水晶振動子の断面図であ
る。
る。
【図１５】従来例による薄型水晶振動子の斜視図であ
る。
る。
【図１６】図１５における枠付水晶振動子片の平面図で
ある。
ある。
１ 容器 ２ 振動子 ３ 蓋 ４ 被覆膜を有する接合部材 ５ 接合部材 ６、７、８ 被覆膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新荻 正隆 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内 Ｆターム(参考） 5J108 BB02 CC11 EE03 EE07 GG03 GG09 GG15 GG16 GG17 GG18 GG20 KK04
Claims (8)
- 【請求項１】 圧電振動子を固定する容器及び蓋に接合
部材を有し、前記接合部材を介し気密封止する圧電振動
子において、前記接合部材が接合部材を覆う被覆層と前
記被覆層を覆う開口部を有する被覆層からなることを特
徴とする圧電振動子。 - 【請求項２】 圧電振動子体を上下２枚のケースと接合
部材ではさむ構成の圧電振動子において、前記接合部材
が接合部材を覆う被覆層と前記被覆層を覆う開口部を有
する被覆層からなることを特徴とする圧電振動子。 - 【請求項３】 前記被覆層を有する接合部材が前記蓋も
しくは前記容器もしくは両方に構成することを特徴とす
る請求項１記載の圧電振動子。 - 【請求項４】 前記被覆層を有する接合部材が、圧電振
動子体周辺かケースかもしくは両方に構成されることを
特徴とする請求項２記載の圧電振動子。 - 【請求項５】 接合部材の被覆層が金属材であることを
特徴とする請求項１または２に記載の圧電振動子。 - 【請求項６】 接合部材の被覆層の１層が１００Å以上
１μｍ以下の薄膜であることを特徴とする請求項１また
は２に記載の圧電振動子。 - 【請求項７】 接合部材が金属材であることを特徴とす
る請求項１または２に記載の圧電振動子。 - 【請求項８】 ケースもしくは蓋が金属板であることを
特徴とする請求項１または２に記載の圧電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11043732A JP2000244274A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11043732A JP2000244274A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 圧電振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000244274A true JP2000244274A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12671967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11043732A Withdrawn JP2000244274A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000244274A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007096777A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Kyocera Kinseki Corp | 圧電振動子の製造方法 |
| WO2010097909A1 (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-02 | セイコーインスツル株式会社 | パッケージ、パッケージの製造方法、および圧電振動子の製造方法 |
| JP2011029911A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Seiko Instruments Inc | 圧電振動子の製造方法、並びに圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計 |
| JPWO2010001885A1 (ja) * | 2008-06-30 | 2011-12-22 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイス、圧電振動デバイスの製造方法 |
| JP2012009969A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 圧電デバイス及びその製造方法 |
| JP2012015363A (ja) * | 2010-07-01 | 2012-01-19 | Seiko Instruments Inc | 電子デバイス、電子機器及び電子デバイスの製造方法 |
-
1999
- 1999-02-22 JP JP11043732A patent/JP2000244274A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007096777A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Kyocera Kinseki Corp | 圧電振動子の製造方法 |
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| CN102334287A (zh) * | 2009-02-25 | 2012-01-25 | 精工电子有限公司 | 封装件、封装件的制造方法以及压电振动器的制造方法 |
| JP5204891B2 (ja) * | 2009-02-25 | 2013-06-05 | セイコーインスツル株式会社 | パッケージ、パッケージの製造方法、および圧電振動子の製造方法 |
| US8597742B2 (en) | 2009-02-25 | 2013-12-03 | Seiko Instruments Inc. | Package |
| JP2011029911A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Seiko Instruments Inc | 圧電振動子の製造方法、並びに圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計 |
| JP2012009969A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 圧電デバイス及びその製造方法 |
| US8729775B2 (en) | 2010-06-23 | 2014-05-20 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Piezoelectric vibrating devices and methods for manufacturing same |
| JP2012015363A (ja) * | 2010-07-01 | 2012-01-19 | Seiko Instruments Inc | 電子デバイス、電子機器及び電子デバイスの製造方法 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070109 |