JP2001274649A - 水晶振動デバイスの気密封止方法 - Google Patents

水晶振動デバイスの気密封止方法

Info

Publication number
JP2001274649A
JP2001274649A JP2000085320A JP2000085320A JP2001274649A JP 2001274649 A JP2001274649 A JP 2001274649A JP 2000085320 A JP2000085320 A JP 2000085320A JP 2000085320 A JP2000085320 A JP 2000085320A JP 2001274649 A JP2001274649 A JP 2001274649A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
welding
package
metal seal
quartz
sealing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000085320A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Haruta
暁 治田
Yasuhiro Tanimoto
泰宏 谷本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daishinku Corp
Original Assignee
Daishinku Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daishinku Corp filed Critical Daishinku Corp
Priority to JP2000085320A priority Critical patent/JP2001274649A/ja
Publication of JP2001274649A publication Critical patent/JP2001274649A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16195Flat cap [not enclosing an internal cavity]

Landscapes

  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージの内部を真空にし、かつ気密封止
時の飛散金属がパッケージ内部に入りにくい水晶振動デ
バイスの気密封止方法を提供する。 【解決手段】 不活性ガス雰囲気中で水晶振動板搭載の
完了したセラミックパッケージ1を金属フタ3によりシ
ーム溶接封止する。まず矢印A,Aに示す長辺方向一端
側から他端に向かってパラレルシーム溶接する。当該シ
ーム溶接は長辺方向を完全には溶接しない。その後、矢
印B、Bに示す方向に他端側まで全部溶接する。その後
水晶振動子内のガスを除去し、この状態で前記未溶接領
域C、Cをスポット抵抗溶接し、気密封止の完了とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は気密封止を必要とす
る水晶振動デバイスの気密封止方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】気密封止を必要とする電子部品の例とし
て、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器等の水晶応
用製品があげられる。これらはいずれも水晶振動板の表
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、気密封止されている。
【0003】水晶振動デバイスでよく用いられている気
密封止方法は、シーム溶接等の抵抗溶接、超音波溶接、
電子ビーム溶接等がある。シーム溶接による気密封止方
法の例としては、特開平7−326687号の従来例に
示すように、セラミックパッケージの開口部分に形成さ
れたシールリング(金属枠体)と金属製の蓋体とを、抵
抗溶接の1種であるシーム溶接により気密封止した例が
開示されている。シーム溶接は一般的に、露点管理され
た窒素ガス雰囲気内で行われ、従って気密封止されたパ
ッケージ内には窒素ガスが充填されている。しかしなが
ら最近の水晶振動デバイスの超小型化に伴い、水晶振動
板もより小型化され、駆動時の抵抗を軽減するため真空
雰囲気による気密封止が要求されるようになった。とこ
ろがシーム溶接を真空中で行うためには大型のチャンバ
ーが必要となり、装置自体が大型化かつ高額になるとい
う欠点を有していた。
【0004】一方真空雰囲気で気密封止する方法とし
て、レーザービーム溶接、電子ビーム溶接による気密封
止がある。例えばレーザービーム溶接による封止方法
が、特開平8−46075号に開示されている。
【0005】ところが、このような各種ビーム溶接にお
いても、溶接時にはパッケージ上に金属フタを位置決め
固定する治具が必要となる。図5は電子ビーム溶接ある
いはレーザービーム溶接時の内部断面図であり、図6は
押さえ治具Pによる押さえしろ91を示す平面図であ
る。図5において、7はセラミックパッケージであり、
その内部に水晶振動板8が収納されている。またセラミ
ックパッケージ7の堤部70a上部には多層金属膜から
なる金属シール部71が形成され、当該金属シール部7
1と金属フタ9とレーザービーム溶接する。なお、図5
中Bはビーム放射器である。
【0006】ところで、図5、図6に示すように電子ビ
ーム溶接あるいはレーザービーム溶接を行う際、金属フ
タの周囲を押さえ治具Pで固定し、完全に密着させる必
要があり、このような固定手段を用いることにより、溶
接を確実にしている。しかしながら、水晶振動子の超小
型化により、押さえ治具を用いると図6に示すように押
さえしろ91が必要となるため、溶接領域が狭くなり溶
接の信頼性が低下することがあった。逆に溶接領域を確
保した場合、水晶振動板の格納スペースが小さくなり、
アッセンブリが難しくなったり、水晶振動板の設計が難
しくなるという問題があり、従って、当該溶接方法も水
晶振動子の超小型化に対応させることが困難になってい
た。また、押さえしろの内側をレーザー溶接することに
なるので、溶接時の飛散金属がパッケージ内部に侵入す
ることがあり、例えばこれが水晶振動板に付着した場
合、水晶振動デバイスとしての電気的特性を低下させる
原因にもなっていた。
【0007】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、シーム溶接を用いた気密封止を行う水晶
振動デバイスにおいて、パッケージの内部を真空にし、
かつ気密封止時の飛散金属がパッケージ内部に入りにく
い水晶振動デバイスの気密封止方法を提供することを目
的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、請求項1に示すように、上部が開口
し、当該開口により形成される堤部上に第1の金属シー
ル部が形成されたセラミックパッケージと、当該セラミ
ックパッケージ内に収納される水晶振動板と、前記第1
の金属シール部とシーム溶接により気密接合される第2
の金属シール部の形成された金属フタとからなる水晶振
動デバイスの気密封止方法であって、前記シーム溶接は
気密接合されるべき領域のうち一部の未溶接領域を残し
て当該溶接を終了させ、前記未溶接領域を介してセラミ
ックパッケージ内のガスを排気した状態で、当該未溶接
領域に対しスポット抵抗溶接またはビーム溶接を行い、
気密封止することを特徴としている。
【0009】請求項1によれば、シーム溶接は図3に示
すように、金属フタの稜部分を主に溶接することも相ま
って、パッケージ内部に微細な飛散金属が入りにくい。
また、未溶接領域からパッケージ内部の残留ガスを真空
排気するので、真空気密封止が可能となる。さらに溶接
領域あるいは水晶振動板の格納スペースが確保でき、ア
センブリが容易になる。
【0010】また、請求項2に示すように、請求項1記
載の水晶振動デバイスの気密封止方法において、第1の
金属シール部または第2の金属シール部の少なくとも一
方が銀ろうからなる構成としてもよい。
【0011】請求項2によれば、銀ろう材は融点700
度前後でシーム溶接により局部的な加熱を行うため、水
晶振動子内部の接着剤、水晶振動板に悪影響を与えるこ
となく気密封止できる。また前記融点は水晶振動子を実
装する際のリフローソルダリング温度以上であり、実装
基板へのリフローソルダリングを可能にしている。また
最終気密封止において、溶融したろう材がスムーズに未
溶接領域をシールする。
【0012】さらに、請求項3に示すように、請求項1
記載または請求項2記載の水晶振動デバイスの気密封止
方法において、前記第1の金属シール部または第2の金
属シール部の少なくとも一方の未溶接領域に排気を促進
する微小切除部が形成され、当該未溶接領域に対しスポ
ット抵抗溶接またはビーム溶接を行い、当該微小切除部
を溶融させ気密封止してもよい。
【0013】請求項3によれば、微小切除部により排気
を促進するので、パッケージ内部の真空度を高めること
ができ、特に金属シール部に銀ろう材を用いた場合、溶
融したろう材がよりスムーズに未溶接領域をシールす
る。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明による第1の実施の形態を
表面実装型の水晶振動子を例にとり図1、図2、図3と
ともに説明する。図1は本実施の形態に用いる水晶振動
子の分解斜視図であり、図2は溶接順序を示す図、図3
はシーム溶接を示す図である。
【0015】表面実装型水晶振動子は、全体として直方
体形状のセラミックパッケージ1と、当該パッケージの
中に収納される圧電振動素子である矩形水晶振動板2
と、パッケージを気密封止する金属フタ3とからなる。
【0016】断面でみてセラミックパッケージ1は、凹
形に開口したセラミック基体10と、凹形周囲の堤部1
0aに形成される周状の第1の金属シール部11とから
なる。第1の金属シール部11は、タングステンからな
るメタライズ層と、メタライズ層上に形成されるニッケ
ルメッキ層と、当該ニッケルメッキ層上に銀ろう付けさ
れる金属リングとからなる。金属リングはコバールの表
面にニッケルメッキとその上面に極薄の金メッキが形成
されている。
【0017】また、セラミックパッケージ1の内部底面
には、短辺方向に並んで電極パッド12、13が形成さ
れており、これら電極パッドは連結電極(図示せず)を
介して、パッケージ外部の底面に引出電極14,15と
して電気的に引き出されている。また図示していない
が、パッケージ外部の底面には、前記メタライズ層11
と電気的に接続されたアース電極が形成されている。前
記電極パッドは、タングステンあるいはモリブデンから
なるメタライズ層12a,ニッケル膜層12b、金膜層
12cの順にメッキ等により形成された構成である。
【0018】前記電極パッド12,13には圧電振動素
子である矩形の水晶振動板2が搭載され、長辺方向の一
端を片持ち支持する構成となっている。水晶振動板2の
表裏面には一対の励振電極21,22(22は図示せ
ず)が形成され、引出電極211,221(221は図
示せず)により各々電極パッド12,13に対応する部
分に引き出されている。励振電極と引出電極は水晶振動
板2に接して、例えば厚さ約16オングストロームの第
1のCr膜層21a,22a、厚さ約5000オングス
トロームのAu膜層21b、22bの順にスパッタリン
グ法または真空蒸着法等により形成されており、電極パ
ッドと引出電極をシリコン系等の樹脂を用いた導電接着
剤(図示せず)により導電接合する。
【0019】金属フタ3はコバール30を母材とし、そ
の表面に第2の金属シール部31としてニッケルメッキ
が施されている。
【0020】次に水晶振動子を気密封止する手順につい
て説明する。窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で水晶振
動板搭載の完了したセラミックパッケージ1を金属フタ
3によりシーム溶接封止する。図3に示すように、シー
ム溶接は汎用されているパラレルシーム溶接機を用い、
2つのシームローラRをパラレルに走行させて溶接を行
う。図2に示すように、まず金属フタの短辺の両端部分
を長辺方向に、すなわち矢印A,Aに示す長辺方向一端
側から他端に向かってパラレルシーム溶接する。当該シ
ーム溶接は他端に至る直前で終了させ、長辺方向を完全
には溶接しない。その後、短辺方向を一端側から矢印
B、Bに示す方向に他端側まで全部溶接する。この状態
では、C、Cで示す領域が未溶接領域として残される。
この状態の水晶振動子をスポット抵抗溶接機を具備した
真空チャンバー内に格納し、チャンバー内を真空排気す
ることにより、水晶振動子内のガスを除去する。この状
態で前記未溶接領域C、Cをスポット抵抗溶接し、気密
封止の完了となる。
【0021】本発明による第2の実施の形態を図4とと
もに説明する。基本構成は第1の実施の形態と同じ構成
であるが、この例ではセラミックパッケージに金属リン
グを形成せずに、金属フタに形成した銀ろうを溶融させ
ることにより、気密封止している。
【0022】表面実装型水晶振動子は、凹形に開口した
セラミックパッケージ4と、当該パッケージの中に収納
される圧電振動素子である矩形水晶振動板5と、パッケ
ージの開口部に接合される金属フタ6とからなる。
【0023】セラミックパッケージの凹部周囲の堤部4
0aに形成される周状の第1の金属シール部41は、タ
ングステンからなるメタライズ層と、メタライズ層上に
形成されるニッケルメッキ層と、当該ニッケルメッキ上
に形成される金メッキ層とからなる。
【0024】また、セラミックパッケージ4の内部底面
には、短辺方向に並んで電極パッド(図示せず)が形成
されており、これら電極パッドは連結電極を介して、パ
ッケージ外部の底面に引出電極44,45(45は図示
せず)として電気的に引き出されている。
【0025】前記電極パッドには圧電振動素子である矩
形の水晶振動板5が搭載され、長辺方向の一端を片持ち
支持する構成となっている。水晶振動板5の表裏面には
一対の励振電極51,52(52は図示せず)が形成さ
れ、引出電極511,521(221は図示せず)によ
り各々電極パッド部分に引き出されている。電極パッド
と引出電極を導電接着剤(図示せず)により導電接合す
る。
【0026】金属フタ6はコバールを母材とし、前記周
状の第1の金属シール部に対応した第2の金属シール部
61が形成されている。当該金属シール部61は厚肉の
銀ろうからなり、後述の未溶接領域に対応する位置のみ
を薄肉にした微小切除部61a,61aを有している。
【0027】気密封止は、第1の実施の形態と同じく、
図2に示すようにパラレルシーム溶接機を用いて、まず
未溶接領域C、Cを残すように溶接する。このとき未溶
接領域C、Cが前記微小切除部61a,61aに位置す
るように制御する。そして、この状態の水晶振動子をス
ポット溶接機を具備した真空チャンバー内に格納し、チ
ャンバー内を真空排気することにより、水晶振動子内の
ガスを除去する。この状態で前記未溶接領域C、Cをス
ポット溶接し、気密封止の完了となる。
【0028】なお、上記各実施の形態において、最後の
気密封止をスポット溶接にて行ったが、レーザービーム
等のビーム溶接にて行ってもよい。また、第2の実施の
形態において、第2の金属シール部61を第1の金属シ
ール部に対応させた周状としたが、封止面全面に形成し
てもよく、また当該金属ろうの形成をクラッド化しても
よい。さらに、第2の金属シール部61に銀ろうを使用
したが他の公知の金属ろう材を用いてもよい。
【0029】また水晶振動デバイスの例として、水晶振
動子の例を示したが、もちろん水晶フィルタ、あるいは
発振回路素子を一体封止した水晶発振器等の他の水晶振
動デバイスにも適用できる。
【0030】
【発明の効果】請求項1によれば、セラミックパッケー
ジと金属フタとの主たる接合をシーム溶接により行うの
で、パッケージ内部に微細な飛散金属が入りにくい。ま
た、未溶接領域からパッケージ内部の残留ガスを真空排
気するので、真空気密封止が可能となる。さらに溶接領
域あるいは水晶振動板の格納スペースが確保でき、気密
封止の信頼性が向上または電気的特性を向上させること
ができ、またアセンブリも容易になる。従って、超小型
化しても電気的特性の良好な水晶振動デバイスを得るこ
とができる。
【0031】請求項2によれば、銀ろう材は融点700
度前後でシーム溶接により局部的な加熱を行うため、水
晶振動子内部の接着剤、水晶振動板に悪影響を与えるこ
となく気密封止できる。また前記融点は水晶振動子を実
装する際のリフローソルダリング温度以上であり、実装
基板へのリフローソルダリングを可能にしている。また
最終気密封止において、溶融したろう材がスムーズに未
溶接領域をシールする。従って、気密性が良好で、超小
型化しても電気的特性の良好な水晶振動デバイスを得る
ことができる。
【0032】請求項3によれば、微小切除部により排気
を促進するので、パッケージ内部の真空度を高めること
ができ、特に金属シール部に銀ろう材を用いた場合、溶
融したろう材がよりスムーズに未溶接領域をシールす
る。従ってパッケージ内をより良好な真空状態に保つこ
とができ、超小型化しても電気的特性の良好な水晶振動
デバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示す分解斜視図。
【図2】第1の実施の形態を示す斜視図。
【図3】第1の実施の形態を示す側面図。
【図4】第2の実施の形態を示す斜視図。
【図5】従来例を示す図。
【図6】従来例を示す図。
【符号の説明】
1、4、7 セラミックパッケージ 10、40 セラミック基体 11,41 第1の金属シール部 2、5、8 水晶振動板 3、6、9 金属フタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部が開口し、当該開口により形成され
    る堤部上に第1の金属シール部が形成されたセラミック
    パッケージと、当該セラミックパッケージ内に収納され
    る水晶振動板と、前記第1の金属シール部とシーム溶接
    により気密接合される第2の金属シール部の形成された
    金属フタとからなる水晶振動デバイスの気密封止方法で
    あって、 前記シーム溶接は気密接合されるべき領域のうち一部の
    未溶接領域を残して当該溶接を終了させ、前記未溶接領
    域を介してセラミックパッケージ内のガスを真空排気し
    た状態で、当該未溶接領域に対しスポット抵抗溶接また
    はビーム溶接を行い、気密封止することを特徴とする、
    水晶振動デバイスの気密封止方法。
  2. 【請求項2】 第1の金属シール部または第2の金属シ
    ール部の少なくとも一方が銀ろうからなることを特徴と
    する、請求項1記載の水晶振動デバイスの気密封止方
    法。
  3. 【請求項3】 前記第1の金属シール部または第2の金
    属シール部の少なくとも一方の未溶接領域に排気を促進
    する微小切除部が形成され、当該未溶接領域に対しスポ
    ット抵抗溶接またはビーム溶接を行い、当該微小切除部
    を溶融させ気密封止することを特徴とする、請求項1記
    載または請求項2記載の水晶振動デバイスの気密封止方
    法。
JP2000085320A 2000-03-24 2000-03-24 水晶振動デバイスの気密封止方法 Pending JP2001274649A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000085320A JP2001274649A (ja) 2000-03-24 2000-03-24 水晶振動デバイスの気密封止方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000085320A JP2001274649A (ja) 2000-03-24 2000-03-24 水晶振動デバイスの気密封止方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001274649A true JP2001274649A (ja) 2001-10-05

Family

ID=18601675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000085320A Pending JP2001274649A (ja) 2000-03-24 2000-03-24 水晶振動デバイスの気密封止方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001274649A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008113234A (ja) * 2006-10-30 2008-05-15 Kyocera Kinseki Corp 水晶発振器
CN101913551A (zh) * 2010-08-20 2010-12-15 台晶(宁波)电子有限公司 一种真空气密式系统整合封装结构
US8056198B2 (en) 2004-02-26 2011-11-15 Kyocera Corporation Method of manufacturing electronic device
CN103769747A (zh) * 2012-10-23 2014-05-07 精工爱普生株式会社 电子器件的制造方法、接合装置、电子设备及移动体设备
US9516773B2 (en) 2013-11-11 2016-12-06 Seiko Epson Corporation Lid body, package, electronic apparatus, moving object, and method for manufacturing package
US10396002B2 (en) 2015-03-24 2019-08-27 Kyocera Corporation Electronic component storage substrate and housing package

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8056198B2 (en) 2004-02-26 2011-11-15 Kyocera Corporation Method of manufacturing electronic device
JP2008113234A (ja) * 2006-10-30 2008-05-15 Kyocera Kinseki Corp 水晶発振器
CN101913551A (zh) * 2010-08-20 2010-12-15 台晶(宁波)电子有限公司 一种真空气密式系统整合封装结构
CN103769747A (zh) * 2012-10-23 2014-05-07 精工爱普生株式会社 电子器件的制造方法、接合装置、电子设备及移动体设备
US9516773B2 (en) 2013-11-11 2016-12-06 Seiko Epson Corporation Lid body, package, electronic apparatus, moving object, and method for manufacturing package
US10396002B2 (en) 2015-03-24 2019-08-27 Kyocera Corporation Electronic component storage substrate and housing package

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007059736A (ja) 圧電振動子パッケージ及びその製造方法ならびに物理量センサ
JP2007012728A (ja) 圧電振動子パッケージ及びその製造方法ならびに物理量センサー
JP2003158211A (ja) 電子部品用パッケージおよび当該パッケージを用いた圧電振動デバイス
JP3448865B2 (ja) 電子部品用パッケージおよび圧電振動デバイス
JP2006086585A (ja) 表面実装型圧電振動デバイス
JP2001274649A (ja) 水晶振動デバイスの気密封止方法
JPH11354660A (ja) 電子部品用パッケージおよび電子部品用パッケージの気密封止方法
JP2004289238A (ja) 圧電デバイス用パッケージと圧電デバイスおよびこれらの製造方法ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器
JP3922570B2 (ja) 圧電デバイスと圧電デバイス用パッケージ、圧電デバイスの製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置ならびに圧電デバイスを利用した電子機器
JP2008205761A (ja) 圧電振動デバイス
JP4427873B2 (ja) 圧電振動デバイス用パッケージ
JP2006229283A (ja) 圧電デバイス
JP2001320256A (ja) 圧電振動デバイスの気密封止方法
JP2004266239A (ja) 圧電デバイス
JP3401781B2 (ja) 電子部品用パッケージおよび電子部品用パッケージの製造方法
JP3413522B2 (ja) 電子部品用パッケージ
JP4893578B2 (ja) 電子部品の封止方法
JP2003332876A (ja) 水晶振動子及びその保持構造
JP3991274B2 (ja) 圧電デバイス
JP2003188678A (ja) 音叉型圧電振動子
JP2000236228A (ja) 圧電振動子の気密封止構造
JP2007318209A (ja) 表面実装型圧電振動デバイス、およびその製造方法
JP2005051408A (ja) 圧電デバイスとその製造方法ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器
JP4599145B2 (ja) 圧電振動板
JP3870912B2 (ja) 圧電デバイス