JP2001308213A - Method and structure for sealing ceramic package - Google Patents
Method and structure for sealing ceramic packageInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック製のパ
ッケージ内に圧電振動片等を収容して、キャップにより
封止するための封止方法と封止構造の改良に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sealing method for accommodating a piezoelectric vibrating reed or the like in a ceramic package and sealing with a cap, and an improvement in a sealing structure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１５は、電子部品をセラミック製のパ
ッケージ内に封止した封止構造として、圧電振動子の封
止構造を示す概略断面図である。2. Description of the Related Art FIG. 15 is a schematic sectional view showing a sealing structure of a piezoelectric vibrator as a sealing structure in which an electronic component is sealed in a ceramic package.
【０００３】この圧電振動子１は、板状の水晶振動片２
を収納する収容部３ａが形成された箱状のパッケージ３
と、収容部３ａを密封するようにパッケージ３に接合さ
れた板状のキャップ４を備えている。The piezoelectric vibrator 1 is composed of a plate-shaped quartz vibrating piece 2
Box-shaped package 3 in which a storage portion 3a for storing
And a plate-shaped cap 4 joined to the package 3 so as to seal the housing portion 3a.
【０００４】パッケージ３には、外部と接続するための
電極５が設けられており、水晶振動片２は、一端部２ａ
が収容部３ａ内に露出している電極５上に導電性接着剤
５ａを介して接続固定されていて、他端部２ｂは自由端
とされている。水晶振動片２の表面には励振電極等（図
示せず）が設けられて、前記電極５と接続されている。[0004] The package 3 is provided with electrodes 5 for connection to the outside.
Is connected and fixed via a conductive adhesive 5a to the electrode 5 exposed in the housing 3a, and the other end 2b is a free end. An excitation electrode or the like (not shown) is provided on the surface of the crystal resonator element 2 and is connected to the electrode 5.
【０００５】これにより、電極５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。[0005] With this, it is possible to vibrate at a predetermined frequency by the drive voltage applied from the electrode 5.
【０００６】このような圧電振動子１は、次のように製
造されている。[0006] Such a piezoelectric vibrator 1 is manufactured as follows.
【０００７】１．先ずパッケージ３をセラミック材料に
より、図示の形状になるように成形及び焼成して用意す
る。[0007] 1. First, a package 3 is prepared by molding and firing a ceramic material into the shape shown in the figure.
【０００８】２．次に、予め表面に励振電極（図示せ
ず）をフォトエッチングや蒸着等により形成した圧電振
動片２をパッケージ３内にマウントする。つまり、圧電
振動片２の電極を、パッケージ３内に外部からの給電電
極が露出している箇所であるマウント部に導電性接着剤
５ａを介して接続固定する。[0008] 2. Next, the piezoelectric vibrating reed 2 having an excitation electrode (not shown) formed on the surface thereof in advance by photoetching or vapor deposition is mounted in the package 3. That is, the electrodes of the piezoelectric vibrating reed 2 are connected and fixed via the conductive adhesive 5a to the mount portion where the external power supply electrode is exposed in the package 3.
【０００９】３．上記圧電振動片２に対して、外部から
駆動電圧をかけて振動させながら、例えば、圧電振動片
２の電極部分に、蒸着等により電極膜成分を追加して質
量を増加させ、あるいは、電子ビームやイオンビームも
しくはレーザ光等を当ててその質量を削減させる等によ
り、圧電振動片２の振動周波数を所望の周波数まで合わ
せ込む周波数調整を行う。3. An external drive voltage is applied to the piezoelectric vibrating piece 2 to cause the piezoelectric vibrating piece 2 to vibrate, for example, by adding an electrode film component to the electrode portion of the piezoelectric vibrating piece 2 by vapor deposition or the like to increase the mass, or Frequency adjustment is performed to adjust the vibration frequency of the piezoelectric vibrating piece 2 to a desired frequency by, for example, reducing the mass of the piezoelectric vibrating piece 2 by irradiating the piezoelectric vibrating piece 2 with an ion beam or a laser beam.
【００１０】４．次いで、例えば、窒素雰囲気内で、パ
ッケージ３の上端面と上記キャップ４との間に封止材６
を介在させ、加熱することにより、圧電振動片２をパッ
ケージ３内に封止し、検査工程へ送る。[0010] 4. Next, for example, in a nitrogen atmosphere, a sealing material 6 is placed between the upper end surface of the package 3 and the cap 4.
Then, the piezoelectric vibrating reed 2 is sealed in the package 3 by heating and sent to an inspection process.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
圧電振動子１の上記４で説明した封止工程においては、
封止材６として鉛入りの封止ガラスが使用されていた。By the way, in the sealing step of the piezoelectric vibrator 1 described in the above item 4,
A sealing glass containing lead was used as the sealing material 6.
【００１２】しかしながら、鉛入りの封止ガラスを使用
すると、その鉛成分により環境を汚染するおそれがある
ことから、鉛成分を使用しない所謂、鉛フリーガラス，
特に、例えば銀リン酸系ガラス等を使用することが検討
されている。However, when a sealing glass containing lead is used, the lead component may contaminate the environment.
In particular, use of, for example, silver phosphate glass has been studied.
【００１３】ところが、このような鉛フリーガラスを上
記封止材６として使用すると、この鉛フリーガラスは、
セラミックパッケージ３との接合界面での接合強度が弱
く、かつ僅かな隙間からの透水による劣化の問題があっ
た。However, when such a lead-free glass is used as the sealing material 6, the lead-free glass becomes
There is a problem in that the bonding strength at the bonding interface with the ceramic package 3 is weak, and deterioration due to water permeation from a small gap.
【００１４】このため、接合強度を考慮して、キャップ
４とパッケージ３の上端面の両方に封止用の鉛フリーガ
ラスを適用する方法もあるが、パッケージのコストアッ
プになるだけでなく、真空熱処理、ウエット洗浄等の圧
電振動子の特性向上を目的とした組立工程の導入が容易
でないために、結果として圧電振動子の特性向上を図る
ことができない。For this reason, there is a method of applying lead-free glass for sealing to both the cap 4 and the upper end surface of the package 3 in consideration of the bonding strength, but this not only increases the cost of the package but also increases the vacuum. Since it is not easy to introduce an assembling process for improving the characteristics of the piezoelectric vibrator such as heat treatment and wet cleaning, the characteristics of the piezoelectric vibrator cannot be improved as a result.
【００１５】また、セラミックパッケージ３と鉛フリー
ガラスとの接合強度を少しでも補うためには、セラミッ
クパッケージ３の上端面に封止材としての鉛フリーガラ
スを適用するための幅を広くとる必要から、封止代（ふ
うししろ）を大きくする必要がある。具体的には、セラ
ミックパッケージ３の上端面の全体について、有効封止
代０．３ｍｍ程度が必要であることから、これを確実に
確保するためには、溶融封止ガラスの塗布幅は０．５ｍ
ｍ程度必要となる。Further, in order to supplement the bonding strength between the ceramic package 3 and the lead-free glass as much as possible, it is necessary to increase the width for applying the lead-free glass as the sealing material to the upper end surface of the ceramic package 3. In addition, it is necessary to increase the sealing allowance. Specifically, an effective sealing allowance of about 0.3 mm is required for the entire upper end surface of the ceramic package 3. Therefore, in order to ensure this, the coating width of the molten sealing glass is set to 0.1 mm. 5m
m is required.
【００１６】しかしながら、セラミックパッケージ３の
外形寸法は決まっていて大きくできないことから、上述
した収容部３ａの空間を狭くせざるを得ないが、そのた
めには圧電振動片２を小型化しなければならい。このた
め、圧電振動片２を小型化すると、その振動特性が不十
分となるという別の課題が生じてしまう。本発明は、上
記課題を解消して、セラミックパッケージの外形寸法を
現状よりも小さくすることなく、鉛フリーガラスを使用
して十分な封止性能を得ることができる封止方法と封止
構造を提供することを目的とする。However, since the external dimensions of the ceramic package 3 are fixed and cannot be increased, the space of the above-mentioned accommodating portion 3a must be narrowed, but for this purpose, the piezoelectric vibrating reed 2 must be miniaturized. Therefore, when the size of the piezoelectric vibrating reed 2 is reduced, another problem that the vibration characteristics become insufficient occurs. The present invention solves the above problems and provides a sealing method and a sealing structure that can obtain sufficient sealing performance using lead-free glass without reducing the outer dimensions of the ceramic package from the present condition. The purpose is to provide.
【００１７】[0017]
【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、内部に電子部品を収容するための収容部
を有するセラミック製のパッケージ内に前記電子部品を
収容した状態において、このセラミックパッケージの端
面に対してキャップを接合して封止するセラミックパッ
ケージの封止方法であって、前記セラミックパッケージ
とキャップとの間に密着性向上手段を設け、次いで、前
記密着性向上手段を介して、鉛フリーガラスによる封止
ガラスで前記パッケージとキャップを接合する、セラミ
ックパッケージの封止方法により、達成される。According to a first aspect of the present invention, there is provided a ceramic package having an accommodating portion for accommodating an electronic component therein, wherein the electronic component is accommodated in a ceramic package. A method for sealing a ceramic package in which a cap is bonded to an end face of the ceramic package to seal the ceramic package, wherein a means for improving adhesion is provided between the ceramic package and the cap, and then the means for improving adhesion are provided. This is achieved by a method for sealing a ceramic package, in which the package and the cap are joined with sealing glass made of lead-free glass.
【００１８】請求項１の構成によれば、セラミックパッ
ケージとキャップとの間に密着性向上手段を設けている
ので、セラミックパッケージもしくはキャップと鉛フリ
ーガラスとの接合強度を向上させることができる。これ
により、パッケージを大きくして封止代を大きくとらな
くても、十分な封止性能を得ることができる。According to the first aspect of the present invention, since the adhesion improving means is provided between the ceramic package and the cap, the bonding strength between the ceramic package or the cap and the lead-free glass can be improved. As a result, sufficient sealing performance can be obtained without increasing the size of the package and increasing the sealing allowance.
【００１９】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記セラミックパッケージとキャップとの間の前記
密着性向上手段として、前記セラミックパッケージの接
合端面に粗面を形成することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, a rough surface is formed on a joining end surface of the ceramic package as the means for improving the adhesion between the ceramic package and the cap. .
【００２０】請求項２の構成によれば、前記密着性向上
手段として、前記セラミックパッケージの接合端面に粗
面を形成すれば、その分、機械的結合効果であるアンカ
ー効果が高くなり、このため、封止ガラスに対する接合
強度が向上する。According to the second aspect of the present invention, when a rough surface is formed on the joining end surface of the ceramic package as the means for improving the adhesion, the anchor effect as a mechanical coupling effect is correspondingly increased. Thus, the bonding strength to the sealing glass is improved.
【００２１】請求項３の発明は、請求項２の構成におい
て、前記セラミックキャップ側の接合部にも粗面を形成
することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, a rough surface is also formed on the joint portion on the ceramic cap side.
【００２２】請求項３の構成によれば、キャップにセラ
ミックを使用した場合には、この前記セラミックキャッ
プ側の接合部にも粗面を形成することで、キャップ側の
接合部もアンカー効果が高くなり、このため、接合強度
が一層向上する。According to the third aspect of the present invention, when ceramic is used for the cap, a rough surface is also formed on the joint on the ceramic cap side, so that the joint on the cap side also has a high anchoring effect. Therefore, the bonding strength is further improved.
【００２３】請求項４の発明は、請求項１の構成におい
て、前記セラミックパッケージとキャップとの間の前記
密着性向上手段として、前記セラミックパッケージの接
合端面を予めガラスリッチに形成することを特徴とす
る。According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the joining end surface of the ceramic package is formed in advance in a glass-rich manner as the means for improving the adhesion between the ceramic package and the cap. I do.
【００２４】請求項４の構成によれば、前記セラミック
パッケージの接合端面に、予めガラス成分を多く含ませ
てガラスリッチとしておけば、このガラス成分の働きに
より封止ガラスとの接合性が向上する。According to the fourth aspect of the present invention, if the bonding end face of the ceramic package is made rich in glass by previously containing a large amount of glass components, the function of the glass components improves the bonding property with the sealing glass. .
【００２５】請求項５の発明は、請求項１の構成におい
て、前記セラミックパッケージとキャップとの間の前記
密着性向上手段として、前記セラミックパッケージの接
合端面に凹凸面を形成することを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, an uneven surface is formed on a joint end surface of the ceramic package as the means for improving the adhesion between the ceramic package and the cap. .
【００２６】請求項５の構成によれば、前記密着性向上
手段として、前記セラミックパッケージの接合端面を凹
凸面としておけば、封止ガラスとの接合面積が増えるこ
とで、その分封止ガラスに対する接合強度が向上する。According to the fifth aspect of the present invention, when the bonding end surface of the ceramic package is formed as an uneven surface as the adhesion improving means, the bonding area with the sealing glass increases, and the bonding to the sealing glass increases accordingly. Strength is improved.
【００２７】請求項６の発明は、請求項１の構成におい
て、前記セラミックパッケージとキャップとの間の前記
密着性向上手段として、前記キャップの接合部に密着性
向上手段を設けることを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, an adhesion improving means is provided at a joining portion of the cap as the adhesion improving means between the ceramic package and the cap. .
【００２８】請求項６の構成によれば、例えば、キャッ
プにセラミックを使用した場合には、特に、このキャッ
プ側の接合部に密着性向上手段を設けることで、キャッ
プ側の接合部との接合強度が向上する。According to the sixth aspect of the present invention, for example, when ceramic is used for the cap, in particular, by providing means for improving the adhesion at the joint on the cap side, the joint with the joint on the cap side is provided. Strength is improved.
【００２９】請求項７の発明は、請求項６の構成におい
て、前記キャップの接合部の前記密着性向上手段とし
て、前記接合部に突起または凸条を形成することを特徴
とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the configuration of the sixth aspect, a protrusion or a ridge is formed on the joint as the means for improving the adhesion of the joint of the cap.
【００３０】請求項７の構成によれば、キャップの接合
部に突起または凸条を形成すれば、封止ガラスとの接合
面積が増えることで、その分封止ガラスに対する接合強
度が向上する。According to the seventh aspect of the present invention, if a projection or a ridge is formed at the joint portion of the cap, the bonding area with the sealing glass increases, and the bonding strength to the sealing glass increases accordingly.
【００３１】請求項８の発明は、請求項６の構成におい
て、前記キャップの接合部の前記密着性向上手段とし
て、キャップの前記接合部に相当する領域の厚みを薄く
して、突起または凸条を形成することを特徴とする。According to an eighth aspect of the present invention, in the constitution of the sixth aspect, the thickness of a region corresponding to the joining portion of the cap is reduced by reducing the thickness of the region corresponding to the joining portion as the means for improving the adhesion of the joining portion of the cap. Is formed.
【００３２】請求項８の構成によれば、キャップの前記
接合部に相当する領域の厚みを薄くした分、形成される
隙間に封止ガラスを充填することができ、封止ガラスの
厚み方向への突出を抑えて、パッケージ全体の厚みを薄
くすることができる。According to the structure of the eighth aspect, the gap formed can be filled with the sealing glass by the reduced thickness of the region corresponding to the joining portion of the cap. And the thickness of the entire package can be reduced.
【００３３】請求項９の発明は、請求項８の構成におい
て、前記突起または凸条の内側に別の突起または凸条を
形成することを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, in the constitution of the eighth aspect, another projection or ridge is formed inside the projection or ridge.
【００３４】請求項９の構成によれば、前記別の突起ま
たは凸条が封止ガラスが内側に流れることを防止するこ
とができる。According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to prevent the sealing glass from flowing into the inside of the another projection or the ridge.
【００３５】請求項１０の発明は、請求項１の構成にお
いて、前記セラミックパッケージとキャップとの間の前
記密着性向上手段として、前記セラミックパッケージの
接合端面に硬質ガラスを使用することを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, as the means for improving the adhesion between the ceramic package and the cap, a hard glass is used on a joint end face of the ceramic package. .
【００３６】請求項１０の構成によれば、前記セラミッ
クパッケージの接合端面は硬質ガラスと接合することか
ら、この接合界面は、セラミックが封止ガラスに直接接
するよりも接合強度が向上する。さらに、硬質ガラスと
鉛フリーガラスによる封止ガラスは、両者ともガラス成
分を主体とすることで、接合強度は高い。したがって、
パッケージとキャップとの間の接合強度が向上すること
になる。According to the tenth aspect of the present invention, since the bonding end face of the ceramic package is bonded to the hard glass, the bonding interface at the bonding interface is more improved than when the ceramic directly contacts the sealing glass. Furthermore, both the hard glass and the sealing glass made of lead-free glass have a high bonding strength because both are mainly composed of glass components. Therefore,
The bonding strength between the package and the cap will be improved.
【００３７】請求項１１の発明は、請求項１０の構成に
おいて、前記セラミックパッケージとキャップとの間の
前記密着性向上手段として、前記セラミックパッケージ
の接合端面と前記キャップの接合部に硬質ガラスを使用
することを特徴とする。According to an eleventh aspect of the present invention, in the configuration of the tenth aspect, hard glass is used at the joining end face of the ceramic package and the joining portion of the cap as the means for improving the adhesion between the ceramic package and the cap. It is characterized by doing.
【００３８】請求項１１の構成によれば、キャップ側に
も硬質ガラスを適用することで、全体としての接合強度
が一層向上することになる。According to the eleventh aspect, by applying the hard glass also to the cap side, the bonding strength as a whole is further improved.
【００３９】請求項１２の発明は、請求項１０または１
１の構成において、前記セラミックパッケージとキャッ
プとの間の前記密着性向上手段として、前記セラミック
パッケージの接合端面に溝を形成して、この溝内に収容
される硬質ガラスを使用することを特徴とする。The twelfth aspect of the present invention provides the tenth or the first aspect.
In the first aspect, as the means for improving the adhesion between the ceramic package and the cap, a groove is formed in a joint end face of the ceramic package, and hard glass housed in the groove is used. I do.
【００４０】請求項１２の構成によれば、前記セラミッ
クパッケージの接合端面に溝を形成して、この溝内に硬
質ガラスを収容すると、硬質ガラスが流れることを防止
することができ、狭い溝を形成したとしても、硬質ガラ
スを確実に保持して、接合力向上の効果を得ることがで
きる。According to the twelfth aspect of the present invention, when a groove is formed in the joint end face of the ceramic package and hard glass is accommodated in the groove, it is possible to prevent the hard glass from flowing, and to form the narrow groove. Even if it is formed, the effect of improving the bonding strength can be obtained by securely holding the hard glass.
【００４１】また、上記目的は、請求項１３の発明によ
れば、内部に電子部品を収容した収容部を有するセラミ
ック製のパッケージと、このセラミックパッケージの端
面に対して接合されるキャップとを備えるセラミックパ
ッケージの封止構造であって、前記セラミックパッケー
ジとキャップとの間に設けた密着性向上手段と、前記セ
ラミックパッケージとキャップとの間でこの密着性向上
手段に接触される鉛フリーガラスによる封止ガラスとを
備える、セラミックパッケージの封止構造により、達成
される。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a ceramic package having an accommodating portion accommodating an electronic component therein, and a cap joined to an end face of the ceramic package. A sealing structure for a ceramic package, comprising: means for improving the adhesion provided between the ceramic package and the cap; and sealing between the ceramic package and the cap by a lead-free glass contacted with the means for improving the adhesion. This is achieved by a sealing structure of a ceramic package including a sealing glass.
【００４２】請求項１４の発明は、請求項１３の構成に
おいて、前記密着性向上手段として、硬質ガラスを有す
ることを特徴とする。According to a fourteenth aspect of the present invention, in the configuration of the thirteenth aspect, the adhesion improving means includes hard glass.
【００４３】請求項１５の発明は、請求項１４の構成に
おいて、前記セラミックパッケージの接合端面に溝を形
成して、この溝内に収容される硬質ガラスを備えること
を特徴とする。According to a fifteenth aspect of the present invention, in the configuration of the fourteenth aspect, a groove is formed in a joint end face of the ceramic package, and a hard glass housed in the groove is provided.
【００４４】[0044]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００４５】図１は、本実施形態による封止構造の適用
例としての圧電振動子を示す概略斜視図であり、図２は
その概略断面図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a piezoelectric vibrator as an application example of the sealing structure according to the present embodiment, and FIG. 2 is a schematic sectional view thereof.
【００４６】これらの図において、圧電振動子１０は、
電子部品としての板状の圧電振動片１１を収納する容器
として、収容部１２ａが形成された箱状のパッケージ１
２と、収容部１２ａを密封するように、パッケージ１２
に接合される板状のキャップ１３を備えている。In these figures, the piezoelectric vibrator 10
As a container for accommodating a plate-shaped piezoelectric vibrating piece 11 as an electronic component, a box-shaped package 1 having an accommodation portion 12a formed therein
2 and the package 12 so as to seal the accommodation portion 12a.
And a plate-like cap 13 to be joined to the cap.
【００４７】この圧電振動片１１は、一端部１１ａが収
容部１２ａ内に一体に設けた段部に配設されている電極
１４上に接続固定され、他端部１１ｂが自由端とされて
いる。パッケージ１２とキャップ１３は、後述する鉛フ
リーガラスによる封止材１５を介して接合されている。The piezoelectric vibrating reed 11 has one end 11a connected and fixed to an electrode 14 provided on a step portion integrally provided in the housing portion 12a, and the other end 11b being a free end. . The package 12 and the cap 13 are joined via a sealing material 15 made of lead-free glass described later.
【００４８】ここで、圧電振動片１１の材料としては、
圧電作用を発揮する材料として、例えば人工水晶が用い
られており、その表面に圧電振動片１１の駆動に必要と
される励振電極（後述）等の図示しない電極が形成され
ている。Here, the material of the piezoelectric vibrating reed 11 is
For example, artificial quartz is used as a material exhibiting the piezoelectric action, and electrodes (not shown) such as excitation electrodes (described later) required for driving the piezoelectric vibrating reed 11 are formed on the surface thereof.
【００４９】パッケージ１２の材料としては、例えば、
アルミナ等のセラミックが用いられており、例えば、パ
ッケージ１２は、グリーンシート等を用いて、下ベース
１２ｂの上に上ベース１２ｃを内部に空間１２ａを形成
するように積層して、図示のように箱状に成形された
後、焼成することにより形成される。As a material of the package 12, for example,
Ceramic such as alumina is used. For example, the package 12 is formed by stacking an upper base 12c on a lower base 12b so as to form a space 12a inside the lower base 12b using a green sheet or the like, as shown in the figure. After being formed into a box shape, it is formed by firing.
【００５０】キャップ１３は、パッケージ１２の線膨張
係数と近い材料が適しており、金属あるいはアルミナ等
のセラミックにより、例えば、平板な板状に形成されて
いる。金属の場合には、例えば、コバール，４２アロ
イ，ステンレス（ＳＵＳ）等が好適である。The cap 13 is preferably made of a material having a coefficient of linear expansion close to that of the package 12, and is formed of, for example, a flat plate made of metal or ceramic such as alumina. In the case of metal, for example, Kovar, 42 alloy, stainless steel (SUS) and the like are preferable.
【００５１】図３の断面図は、同様の封止構造を適用し
た他の例を示しており、この場合、圧電発振器２０の封
止構造を示している。The sectional view of FIG. 3 shows another example to which the same sealing structure is applied. In this case, the sealing structure of the piezoelectric oscillator 20 is shown.
【００５２】図において、図１及び図２で説明した圧電
振動子１０と共通する構成には同一の符号を付して、重
複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。In the figure, components common to those of the piezoelectric vibrator 10 described with reference to FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted, and different points will be mainly described.
【００５３】図において、圧電発振器２０のパッケージ
２１では、第１のセラミックベース２１ａの上に内側に
空間を有する第２のセラミックベース２１ｂを重ね、さ
らにその上に内側に空間を有する第３のセラミックベー
ス２１ｃを重ねて形成している。これにより、図２と比
べると内部空間としての収容部１２ａの下にさらに段部
を設けて、一段低いもうひとつの収容部２２ａを形成し
ている。In the figure, in the package 21 of the piezoelectric oscillator 20, a second ceramic base 21b having an inner space is superimposed on a first ceramic base 21a, and a third ceramic having an inner space is further formed thereon. The base 21c is formed to overlap. Thus, a step portion is further provided below the accommodating portion 12a as an internal space as compared with FIG. 2 to form another accommodating portion 22a one step lower.
【００５４】そして、第１のセラミックベース２１ａの
上面に形成した導電パターン上に集積回路２３を実装
し、上記収容部２２ａに収容して、電極部２４と接続し
ている。これにより、圧電振動片１１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２３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。The integrated circuit 23 is mounted on the conductive pattern formed on the upper surface of the first ceramic base 21a, housed in the housing 22a, and connected to the electrode 24. As a result, a predetermined drive voltage is applied to the piezoelectric vibrating reed 11 to vibrate, and the output thereof is input to the integrated circuit 23, thereby extracting a signal of a predetermined frequency.
【００５５】本発明の封止構造及び封止方法はこれらの
圧電振動子１０や圧電発振器２０を含む電子部品を利用
したあらゆる製品に適用されるものである。The sealing structure and the sealing method of the present invention are applied to all products using electronic components including the piezoelectric vibrator 10 and the piezoelectric oscillator 20.
【００５６】次に、上述の圧電振動子１０や圧電発振器
２０に適用される封止方法（封止構造）について、詳細
に説明する。Next, a sealing method (sealing structure) applied to the above-described piezoelectric vibrator 10 and piezoelectric oscillator 20 will be described in detail.
【００５７】図４は、封止方法の第１の実施形態を説明
するため、これを図１の圧電振動子に適用した場合の要
部拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part when the first embodiment of the sealing method is applied to the piezoelectric vibrator of FIG.
【００５８】図において、パッケージ１２の上端面３１
は、図１で説明したように、例えば直方体の箱状のパッ
ケージ１２の垂直壁の上端であり、図１に示すように、
長方形に囲むように設けられ、キャップ１３との接合端
面となるものである。In the figure, the upper end surface 31 of the package 12
Is the upper end of the vertical wall of the box-shaped package 12, for example, as described in FIG. 1, and as shown in FIG.
It is provided so as to surround a rectangle and serves as a joint end face with the cap 13.
【００５９】この種の封止方法においては、このパッケ
ージ１２の上端面３１に封止材として封止ガラスを適用
してキャップ１３を載せ、真空中もしくは不活性ガス雰
囲気下で加熱することにより、この封止ガラスを溶融し
てパッケージ１２とキャップ１３とを接合して封止を行
う。In this type of sealing method, a cap 13 is placed on the upper end face 31 of the package 12 by applying a sealing glass as a sealing material, and heated in a vacuum or in an inert gas atmosphere. The sealing glass is melted and the package 12 and the cap 13 are joined to perform sealing.
【００６０】ここで、本発明では、封止材１５として鉛
フリーガラスを用いる。鉛フリーガラスは、鉛成分を含
んでおらず、この点で、製造工程や製品による環境への
悪影響を回避することができる点に利点がある。この実
施形態においては、封止の際の熱が摂氏３００度程度と
いう圧電振動子１０の他の部材等に悪影響のない比較的
低い温度を利用できる低融点ガラスが使用され、一般に
銀リン酸系（ＡｇＯ，Ｐ2 Ｏ5 系）のガラスが適してい
る。このガラスは、セラミックパッケージ１２と熱膨張
率が近い点でも本発明の封止方法に適している。Here, in the present invention, lead-free glass is used as the sealing material 15. Lead-free glass does not contain a lead component, and in this regard, there is an advantage in that adverse effects on the environment due to manufacturing processes and products can be avoided. In this embodiment, a low-melting glass that can use a relatively low temperature of about 300 degrees Celsius at the time of sealing without adversely affecting other members of the piezoelectric vibrator 10 is used. (AgO, P 2 O 5 ) glass is suitable. This glass is suitable for the sealing method of the present invention also in that it has a thermal expansion coefficient close to that of the ceramic package 12.
【００６１】しかしながら、このような鉛フリーガラス
１５は、セラミックパッケージ１２との接合強度が弱
い。However, such lead-free glass 15 has low bonding strength with the ceramic package 12.
【００６２】そこで、図４に示すように、セラミックパ
ッケージ１２の上端面３１に密着性向上手段として粗面
３２を形成し、封止材としての鉛フリーガラス１５を介
してキャップ１３を接合する封止構造により、接合強度
を向上させることができる。具体的には、先ず、例え
ば、上述したようにパッケージ１２を成形して焼成する
場合に、この成形の際に所定のプレス型等により、セラ
ミックパッケージ１２の材料の上端面１２に相当する箇
所に粗面を形成する。その後、キャップ１３側の接合部
３５に配置した鉛フリーガラスによる封止ガラス１５を
上記粗面３２上に合わせて、このキャップ１３をパッケ
ージ１２上に載置し、加熱して鉛フリーガラス１５を溶
融させる。Therefore, as shown in FIG. 4, a rough surface 32 is formed on the upper end surface 31 of the ceramic package 12 as an adhesion improving means, and the cap 13 is joined via a lead-free glass 15 as a sealing material. With the stop structure, the joining strength can be improved. Specifically, first, for example, when the package 12 is molded and fired as described above, a predetermined press die or the like is used to form a package corresponding to the upper end surface 12 of the material of the ceramic package 12 at this molding. Form a rough surface. Thereafter, the sealing glass 15 made of lead-free glass disposed on the joint 35 on the cap 13 side is aligned with the rough surface 32, and the cap 13 is placed on the package 12, and heated to remove the lead-free glass 15. Let melt.
【００６３】この場合、鉛フリーガラス１５は、セラミ
ックパッケージ１２の上端面３１が粗面３２としてアン
カー効果が高められていることから、上端面３１に付着
しやすくなっており、加熱により溶融固化されることに
よって、鉛フリーガラス１５と上端面３１との接合界面
における接合強度が高められる。In this case, the lead-free glass 15 is easily attached to the upper end surface 31 because the upper end surface 31 of the ceramic package 12 has a roughened surface 32 to enhance the anchor effect, and is melted and solidified by heating. Thereby, the bonding strength at the bonding interface between the lead-free glass 15 and the upper end surface 31 is increased.
【００６４】本実施形態は以上のように構成されてお
り、以上の構成により、従来の封止構造よりも接合強度
が高いことから、従来のように、接合強度を補うため
に、キャップ１３とパッケージ１２の上端面３１の両方
に封止用の鉛フリーガラスを適用する必要がないことか
ら、パッケージのコストアップを回避できるだけでな
く、真空熱処理、ウエット洗浄等の圧電振動子の特性向
上を目的とした組立工程の導入が容易となる。The present embodiment is configured as described above. Since the bonding strength is higher than that of the conventional sealing structure by the above-described structure, the cap 13 and the cap 13 are used to supplement the bonding strength as in the conventional case. Since it is not necessary to apply lead-free glass for sealing to both of the upper end surfaces 31 of the package 12, it is possible not only to avoid an increase in package cost but also to improve the characteristics of the piezoelectric vibrator such as vacuum heat treatment and wet cleaning. It is easy to introduce the assembling process.
【００６５】また、従来の封止方法における接合強度を
補うために、セラミックパッケージ１２の上端面３１に
封止材としての鉛フリーガラスを適用するための幅を広
くするように、封止代を大きくする必要がない。このた
め、パッケージ１２の外形寸法の拡大をする必要がなく
なる。In order to supplement the bonding strength in the conventional sealing method, the sealing margin is increased so that the width for applying lead-free glass as the sealing material to the upper end surface 31 of the ceramic package 12 is increased. There is no need to increase it. Therefore, it is not necessary to increase the outer dimensions of the package 12.
【００６６】しかも、セラミックパッケージ１２の外形
寸法を小型に維持しつつ、その収容部１２ａの空間を狭
くする必要がないから、収容する圧電振動片１１を必要
以上の小型化しなくてすみ、このため、圧電振動片１１
を小型化することによる振動特性の悪化も生じないの
で、厄介な技術的課題を招来することがない。Further, since it is not necessary to reduce the space of the housing portion 12a while keeping the external dimensions of the ceramic package 12 small, it is not necessary to reduce the size of the piezoelectric vibrating piece 11 to be housed more than necessary. , Piezoelectric vibrating reed 11
Since the vibration characteristics are not deteriorated by reducing the size of the device, no troublesome technical problem is caused.
【００６７】かくして、セラミックパッケージ１２の外
形寸法を現状よりも小さくすることなく、鉛フリーガラ
ス１５を使用して十分な封止性能を得ることができるの
である。Thus, a sufficient sealing performance can be obtained by using the lead-free glass 15 without reducing the outer dimensions of the ceramic package 12 from the present condition.
【００６８】ここで、セラミックパッケージ１２の上端
面３１に粗面３２を形成する方法としては、上記の他
に、サンドブラスト等により物理的に粗面を形成しても
よいし、各種の薬品等により処理して、化学的に粗面を
形成してもよい。Here, as a method of forming the rough surface 32 on the upper end surface 31 of the ceramic package 12, besides the above, a rough surface may be physically formed by sand blasting or the like, or various chemicals or the like may be used. It may be treated to form a chemically rough surface.
【００６９】図５は、図４の実施形態の変形例を示して
いる。FIG. 5 shows a modification of the embodiment of FIG.
【００７０】図４においては、セラミックパッケージ１
２の上端面３１だけに粗面３２を形成しているが、これ
に加えて、キャップ１３の接合部３５にも密着性向上手
段として粗面３６を上記と同様の方法で形成してもよ
い。In FIG. 4, the ceramic package 1
Although the rough surface 32 is formed only on the upper end surface 31 of the second 2, the rough surface 36 may also be formed on the joining portion 35 of the cap 13 as a means for improving the adhesion in the same manner as described above. .
【００７１】図６は、封止方法の第２の実施形態を示す
要部拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part showing a second embodiment of the sealing method.
【００７２】図において、この封止方法は、セラミック
パッケージ１２の上端面３１に密着性向上手段としてガ
ラスリッチ部３７を形成する方法である。In the drawing, this sealing method is a method of forming a glass-rich portion 37 on the upper end surface 31 of the ceramic package 12 as a means for improving adhesion.
【００７３】すなわち、セラミックパッケージ１２の上
端面３１に、例えば、硬質ガラス（後述）を塗布してガ
ラスリッチ部３７を形成している。ここで、セラミック
は多孔質材料であり、微細な孔を多数有している。そこ
で、セラミックパッケージ１２の上端面３１に溶融状態
の硬質ガラスを塗布することにより、溶融したガラス成
分がこの多数の微細な孔に侵入し、固化することによっ
て、上端面３１にガラス成分の多い層としてガラスリッ
チ部３７を形成する。That is, for example, hard glass (described later) is applied to the upper end surface 31 of the ceramic package 12 to form the glass-rich portion 37. Here, ceramic is a porous material and has many fine pores. Thus, by applying a hard glass in a molten state to the upper end surface 31 of the ceramic package 12, the molten glass component penetrates into the many fine holes and solidifies, thereby forming a layer having a large glass component on the upper end surface 31. To form a glass-rich portion 37.
【００７４】次いで、図７に示すように、接合部３５に
鉛フリーガラス１５を適用したキャップ１３を上端面３
１に載置して加熱する。これにより、溶融した鉛フリー
ガラス１５は、互いにガラス成分を多く含んでいるセラ
ミックパッケージ１２の上端面３１に形成したガラスリ
ッチ部３７と好適に馴染んで、その接合界面は強固に接
合される。Next, as shown in FIG. 7, the cap 13 in which the lead-free glass 15 is
Place on 1 and heat. As a result, the molten lead-free glass 15 is suitably adapted to the glass-rich portion 37 formed on the upper end surface 31 of the ceramic package 12 containing many glass components, and the bonding interface is firmly bonded.
【００７５】これにより、本実施形態においても、封止
性能が向上し、図４の実施形態と同一の作用効果を発揮
することができる。As a result, also in this embodiment, the sealing performance is improved, and the same operation and effect as the embodiment of FIG. 4 can be exerted.
【００７６】図８は、封止方法の第３の実施形態を示す
要部拡大断面図である。FIG. 8 is an enlarged sectional view of a main part showing a third embodiment of the sealing method.
【００７７】図において、この封止方法は、セラミック
パッケージ１２の上端面３１に密着性向上手段としての
凹凸部４２を形成している。そして、好ましくは、キャ
ップ１３の接合部３５にも密着性向上手段としての凹凸
部４１を形成し、封止材としての鉛フリーガラス１５を
予め溶着等により適用しておく。In this figure, this sealing method forms an uneven portion 42 as an adhesion improving means on the upper end surface 31 of the ceramic package 12. Then, preferably, an uneven portion 41 as an adhesion improving means is also formed on the joint portion 35 of the cap 13, and a lead-free glass 15 as a sealing material is applied in advance by welding or the like.
【００７８】そして、図示されているように、セラミッ
クパッケージ１２の上端面３１の凹凸部４２の上に、キ
ャップ１３の接合部３５を対向させて、間に鉛フリーガ
ラス１５を挟むようにして載置し、加熱封止する。As shown in the figure, the ceramic package 12 is placed on the concave / convex portion 42 of the upper end surface 31 with the joining portion 35 of the cap 13 opposed to the lead-free glass 15 therebetween. And heat sealing.
【００７９】これにより、鉛フリーガラス１５が加熱に
より溶融されると、セラミックパッケージ１２の上端面
３１の凹凸部４２の凹凸面に入り込むので、鉛フリーガ
ラス１５とセラミックパッケージ１２の上端面３１との
接触面積が増加する。したがって、セラミックパッケー
ジ１２の上端面３１の凹凸部４２の接着面積増加とアン
カー効果により、鉛フリーガラス１５とセラミックパッ
ケージ１２の上端面３１が強固に接合される。As a result, when the lead-free glass 15 is melted by heating, the lead-free glass 15 enters the uneven surface of the uneven portion 42 of the upper end surface 31 of the ceramic package 12. The contact area increases. Therefore, the lead-free glass 15 and the upper end surface 31 of the ceramic package 12 are firmly joined by the increase in the adhesion area of the concave and convex portions 42 on the upper end surface 31 of the ceramic package 12 and the anchor effect.
【００８０】これに加えて、キャップ１３側にも上記し
た凹凸部４１が形成されていることから、キャップ１３
の接合部３５と鉛フリーガラス１５との接合強度も向上
するので、セラミックパッケージ１２とキャップ１３と
が強固に接合される。In addition, since the above-mentioned uneven portion 41 is also formed on the cap 13 side,
The joining strength between the joining portion 35 and the lead-free glass 15 is also improved, so that the ceramic package 12 and the cap 13 are firmly joined.
【００８１】したがって、本実施形態においても、図４
の実施形態と同様の作用効果が発揮される。Therefore, also in this embodiment, FIG.
The same operation and effect as those of the embodiment are exerted.
【００８２】ここで、セラミックパッケージ１２の上端
面３１の凹凸部４２は、セラミックの成形時等に所定の
プレス型等により、例えば規則性ある凹凸形態に形成さ
れる。また、キャップ１３の接合部３５の凹凸部４１
は、キャップ１３がセラミックの場合には、同様に成形
時に形成され、また、キャップ１３が金属製であれば、
成形後等において所定の金属加工により形成することが
できる。Here, the concavo-convex portion 42 on the upper end surface 31 of the ceramic package 12 is formed into a regular concavo-convex shape by a predetermined press mold or the like at the time of forming the ceramic. In addition, the uneven portion 41 of the joining portion 35 of the cap 13
Is formed at the time of molding when the cap 13 is made of ceramic, and when the cap 13 is made of metal,
It can be formed by predetermined metal working after molding or the like.
【００８３】図９は、封止方法の第４の実施形態を示す
要部拡大断面図である。FIG. 9 is an enlarged sectional view of a main part showing a fourth embodiment of the sealing method.
【００８４】図において、この封止方法は、セラミック
パッケージ１２側ではなく、キャップ１３の接合部３５
に密着性向上手段としての突起もしくは凸条を形成する
方法である。In the figure, this sealing method is applied not to the ceramic package 12 but to the joint 35 of the cap 13.
This is a method of forming a projection or a ridge as a means for improving adhesion.
【００８５】すなわち、図９において、キャップ１３の
接合部３５には、下方に向かって突出する突起４３が形
成されている。この突起４３は、キャップ１３がセラミ
ックの場合には、例えば、その成形時に所定の型により
形成される。That is, in FIG. 9, a projection 43 projecting downward is formed at the joint 35 of the cap 13. When the cap 13 is made of ceramic, the projection 43 is formed, for example, by a predetermined mold at the time of molding.
【００８６】突起４３は、部分的に突出した凸部であっ
ても良く、また、セラミックパッケージ１２の上端面３
１に対向するように、連続してつながった凸条としても
よい。The protrusion 43 may be a projecting portion that is partially projected.
The ridges may be continuous and continuous so as to oppose 1.
【００８７】これにより、キャップ１３側に適用される
鉛フリーガラス１５は、キャップ１３の接合面３５との
接合面積が増加することから、その分接合強度が向上す
る。これにより、図８の場合と同様の作用効果を発揮す
る。As a result, the area of the lead-free glass 15 applied to the cap 13 side with the bonding surface 35 of the cap 13 increases, and the bonding strength improves accordingly. Thereby, the same operation and effect as in the case of FIG. 8 are exhibited.
【００８８】図１０は、図９の封止構造の第１の変形例
を示す要部拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged sectional view of a main part showing a first modification of the sealing structure of FIG.
【００８９】図において、キャップ１３の接合面３５
は、キャップ１３の周縁部に封止代のの幅だけ周縁部か
ら内側に段部４５を形成することにより、板厚が薄くさ
れた領域となっている。In the figure, the joining surface 35 of the cap 13
Is a region in which the thickness of the cap 13 is reduced by forming a step portion 45 at the peripheral portion of the cap 13 from the peripheral portion to the inside by the width of the sealing allowance.
【００９０】また、接合面３５には、図９の場合と同様
に密着性向上手段として、突起もしくは凸条４７が形成
されている。Further, a projection or a ridge 47 is formed on the joint surface 35 as a means for improving the adhesion as in the case of FIG.
【００９１】これにより、鉛フリーガラス１５は、接合
面３５がその板厚を薄く形成されたぶんだけ、キャップ
１３の板の厚み方向への突出が減る。したがって、図９
の構造におけると同じ接合強度の向上の効果に加えて、
図１０の構造では、鉛フリーガラス１５の厚み方法への
突出を抑えることで、圧電振動子１０の全体の厚みを小
さくすることができる。Thus, in the lead-free glass 15, the protrusion of the cap 13 in the thickness direction of the plate is reduced as much as the joining surface 35 is formed to be thin. Therefore, FIG.
In addition to the same effect of improving the bonding strength as in the structure of
In the structure of FIG. 10, by suppressing the protrusion of the lead-free glass 15 in the thickness method, the overall thickness of the piezoelectric vibrator 10 can be reduced.
【００９２】図１１は、図９の封止構造の第２の変形例
を示す要部拡大断面図である。FIG. 11 is an enlarged sectional view of a main part showing a second modification of the sealing structure of FIG.
【００９３】図において、キャップ１３の接合面３５
は、キャップ１３の周縁部に封止代のの幅だけ周縁部か
ら内側に第２の突起または凸条４８が形成されている。In the figure, the joining surface 35 of the cap 13
Has a second protrusion or ridge 48 formed on the peripheral edge of the cap 13 from the peripheral edge by the width of the sealing allowance.
【００９４】すなわち、キャップ１３の接合面３５に
は、図９の場合と同様に密着性向上手段としての第１の
突起もしくは凸条４７が形成されている。また、接合面
３５には、第１の突起もしくは凸条４７より内側におい
て、上記第２の突起または凸条４８が形成されている。That is, the first projections or ridges 47 are formed on the joining surface 35 of the cap 13 as the means for improving the adhesion, as in the case of FIG. Further, the second protrusion or the ridge 48 is formed on the bonding surface 35 inside the first protrusion or the ridge 47.
【００９５】これにより、封止の際には、キャップ１３
の接合部３５に密着性向上手段としての第１の突起もし
くは凸条４７形成されているので、封止材としての鉛フ
リーガラス１５との接合強度が高くなるようにされてい
る。しかも、パッケージに載置して加熱した時には、溶
融した鉛フリーガラス１５が上記第２の突起または凸条
４８にせき止められて、内側に流出することがないの
で、接合に必要な十分な量の封止材を確保することがで
き、この点においても封止性能の向上を図ることができ
る。Thus, at the time of sealing, the cap 13
Since the first projections or ridges 47 are formed on the bonding portion 35 as the adhesion improving means, the bonding strength with the lead-free glass 15 as the sealing material is increased. In addition, when placed on a package and heated, the molten lead-free glass 15 is caught by the second projections or ridges 48 and does not flow out inside, so that a sufficient amount of solder necessary for bonding is obtained. A sealing material can be secured, and also in this respect, the sealing performance can be improved.
【００９６】図１２は、封止方法の第５の実施形態を示
す要部拡大断面図である。FIG. 12 is an enlarged sectional view of a main part showing a fifth embodiment of the sealing method.
【００９７】図において、この封止方法は、セラミック
パッケージ１２の上端面３１に密着性向上手段としての
硬質ガラス５１を適用している。In the figure, this sealing method uses a hard glass 51 as an adhesion improving means on the upper end surface 31 of the ceramic package 12.
【００９８】ここで、硬質ガラスとは、熱膨張率の比較
的低い３０〜５０×１０-7／摂氏程度のガラスをいう。
ガラスの熱膨張率が低いと、熱衝撃に強い特性を持つ。
このような硬質ガラスは、一般に硼珪酸ガラス（Ｎａ2
Ｏ，Ｂ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 を主成分とするガラス）のこと
であり、この実施形態では、このうち、コバールと熱膨
張率の近いコバールガラスが好適に使用される。そし
て、このような硬質ガラスは、セラミックとの密着性が
良好である。Here, the hard glass refers to a glass having a relatively low coefficient of thermal expansion of about 30 to 50 × 10 −7 / C.
If the coefficient of thermal expansion of the glass is low, it has properties resistant to thermal shock.
Such hard glass is generally made of borosilicate glass (Na 2
O, B 2 O 3 , SiO 2 ), and in this embodiment, Kovar glass having a thermal expansion coefficient close to that of Kovar is suitably used. And such a hard glass has good adhesiveness with ceramics.
【００９９】図１２の封止方法（封止構造）では、先
ず、セラミックパッケージ１２の上端面３１に上記硬質
ガラス５１を配置する。In the sealing method (sealing structure) shown in FIG. 12, first, the hard glass 51 is arranged on the upper end surface 31 of the ceramic package 12.
【０１００】具体的には、例えば、セラミックパッケー
ジ１２の上端面３１に、粉末ガラスペースト状の硬質ガ
ラスをシリンジ等を使用して塗布する。Specifically, for example, a hard glass in the form of a powdered glass paste is applied to the upper end surface 31 of the ceramic package 12 using a syringe or the like.
【０１０１】あるいは、セラミックパッケージ１２の上
端面３１に、タブレット状の硬質ガラスを配置し、加熱
して焼き付ける。Alternatively, a tablet-shaped hard glass is placed on the upper end surface 31 of the ceramic package 12 and heated and baked.
【０１０２】あるいは、セラミックパッケージ１２の上
端面３１に、スクリーン印刷により粉末ガラスペースト
状の硬質ガラスを印刷する。Alternatively, hard glass in the form of powdered glass paste is printed on the upper end surface 31 of the ceramic package 12 by screen printing.
【０１０３】または、セラミックパッケージ１２を焼成
する際に、その上端面３１に、硬質ガラスを焼き付け
る。Alternatively, when firing the ceramic package 12, hard glass is baked on the upper end surface 31 thereof.
【０１０４】そして、これらの方法により、セラミック
パッケージ１２の上端面３１に硬質ガラス５１を配置し
たら、キャップ１３の接合面３５に鉛フリーガラス１５
を適用した状態で、図１２に示すように、キャップ１３
をセラミックパッケージ１２の上端面３１の上に載置し
て加熱する。After the hard glass 51 is disposed on the upper end face 31 of the ceramic package 12 by these methods, the lead-free glass 15
In a state in which is applied, as shown in FIG.
Is placed on the upper end surface 31 of the ceramic package 12 and heated.
【０１０５】これにより、溶融した封止材としての鉛フ
リーガラス１５は、互いにガラス成分を多く含んでいる
セラミックパッケージ１２の上端面３１に形成した硬質
ガラス５１と好適に馴染んで、その接合界面は強固に接
合される。As a result, the lead-free glass 15 as the molten sealing material is suitably adapted to the hard glass 51 formed on the upper end face 31 of the ceramic package 12 containing a large amount of glass components, and the bonding interface is Strongly joined.
【０１０６】これにより、図４の実施形態と同様の作用
効果を発揮することができる。As a result, the same function and effect as the embodiment of FIG. 4 can be obtained.
【０１０７】また、図１２の封止構造に加えて、図１３
に示すように、キャップ１３の接合部３５に硬質ガラス
５１を適用してもよい。これにより、鉛フリーガラス１
５は、キャップ１３側の硬質ガラス５１とパッケージ１
２側の硬質ガラス５１とに挟まれて、両方の接合界面に
おける接合強度が向上される。Further, in addition to the sealing structure shown in FIG.
As shown in (5), a hard glass 51 may be applied to the joint 35 of the cap 13. Thereby, lead-free glass 1
5 is the hard glass 51 on the cap 13 side and the package 1
By being sandwiched between the two hard glass members 51, the bonding strength at both bonding interfaces is improved.
【０１０８】図１４は、封止方法の第６の実施形態を示
す要部拡大断面図である。FIG. 14 is an enlarged sectional view of a main part showing a sixth embodiment of the sealing method.
【０１０９】図１４の封止構造において、図１２の場合
と異なっているのは、セラミックパッケージ１２の上端
面３１には、溝５２が形成されており、この溝５２内に
硬質ガラス５１を充填することで密着性向上手段を構成
している点である。The sealing structure of FIG. 14 differs from that of FIG. 12 in that a groove 52 is formed in the upper end surface 31 of the ceramic package 12 and the hard glass 51 is filled in the groove 52. This constitutes a means for improving adhesion.
【０１１０】具体的には、セラミックパッケージ１２の
上端面３１には、部分的に、もしくは、全周にわたって
連続するように溝５２が形成されている。この溝５２内
に硬質ガラス５１に充填させる。例えば、この溝５２の
形状に適合するようなリング状のタブレットとなった硬
質ガラス５１を溝５２内に挿入する。Specifically, a groove 52 is formed in the upper end surface 31 of the ceramic package 12 so as to be continuous partially or over the entire circumference. The hard glass 51 is filled in the groove 52. For example, the hard glass 51 which is a ring-shaped tablet adapted to the shape of the groove 52 is inserted into the groove 52.
【０１１１】そして、キャップ１３の接合面３５に鉛フ
リーガラス１５を適用した状態で、図１４に示すよう
に、キャップ１３をセラミックパッケージ１２の上端面
３１の上に載置して加熱する。Then, with the lead-free glass 15 applied to the joining surface 35 of the cap 13, the cap 13 is placed on the upper end surface 31 of the ceramic package 12 and heated as shown in FIG.
【０１１２】これにより、溶融した封止材としての鉛フ
リーガラス１５は、互いにガラス成分を多く含んでいる
セラミックパッケージ１２の上端面３１に形成した溝５
２内の硬質ガラス５１と好適に馴染んで、その接合界面
は強固に接合される。As a result, the lead-free glass 15 as a molten sealing material is formed in the groove 5 formed in the upper end face 31 of the ceramic package 12 containing a large amount of glass components.
2, and the bonding interface is firmly bonded.
【０１１３】この場合、硬質ガラス５１は、溝５２内に
保持されているから、セラミックパッケージ１２の上端
面３１に溶融状態で硬質ガラス５１が形成される際に、
封止代から流出して必要量が失われることがない。すな
わち、予め決めた狭い溝５２内に確実に必要量の硬質ガ
ラス５１を保持することができ、このため、密着性向上
効果を確実に期待することができる。したがって、この
実施形態においても、図４の実施形態と同一の作用効果
が確実に発揮される。本発明は上述の実施形態に限定さ
れない。例えば、セラミックパッケージは、図示した形
状に限らず、他の多角形や長円形等種々の形態にするこ
とができる。また、キャップも単なる板状の蓋体だけで
なく、所定の深さのあるキャップを使用してもよい。ま
た、上述の各実施形態の各構成は、省略したり、適宜任
意に組み合わせることができる。In this case, since the hard glass 51 is held in the groove 52, when the hard glass 51 is formed in a molten state on the upper end surface 31 of the ceramic package 12,
There is no loss of the required amount from the sealing allowance. That is, the required amount of the hard glass 51 can be reliably held in the predetermined narrow groove 52, and therefore, the effect of improving the adhesion can be reliably expected. Therefore, also in this embodiment, the same operation and effect as the embodiment of FIG. The invention is not limited to the embodiments described above. For example, the ceramic package is not limited to the illustrated shape, but may be in various forms such as other polygons and ellipses. Further, the cap is not limited to a mere plate-shaped lid, and a cap having a predetermined depth may be used. In addition, each configuration of each of the above-described embodiments can be omitted or can be arbitrarily combined as appropriate.
【０１１４】また、本発明の封止方法及び封止構造は、
圧電振動子や圧電発振器に限らず、電子部品をセラミッ
クパッケージに封止する場合の全ての部品に適用するこ
とができる。Further, the sealing method and the sealing structure of the present invention
The present invention is not limited to the piezoelectric vibrator and the piezoelectric oscillator, and can be applied to all components when electronic components are sealed in a ceramic package.
【０１１５】[0115]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、セ
ラミックパッケージの外形寸法を現状よりも小さくする
ことなく、鉛フリーガラスを使用して十分な封止性能を
得ることができる封止方法と封止構造を提供することが
できる。As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a sufficient sealing performance by using lead-free glass without reducing the outer dimensions of the ceramic package from the present condition. A method and a sealing structure can be provided.
【図１】本発明の実施形態に係る封止部品としての圧電
振動子を示す概略斜視図。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a piezoelectric vibrator as a sealing component according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の圧電振動子の概略断面図。FIG. 2 is a schematic sectional view of the piezoelectric vibrator of FIG.
【図３】本発明の実施形態に係るに封止部品としての圧
電発振器の一例を示す概略断面図。FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of a piezoelectric oscillator as a sealing component according to the embodiment of the present invention.
【図４】本発明の封止方法の第１の実施形態に係る圧電
振動子の封止部の要部拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of a sealing portion of the piezoelectric vibrator according to the first embodiment of the sealing method of the present invention.
【図５】図４の実施形態の変形例を示す要部拡大図。FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing a modification of the embodiment of FIG. 4;
【図６】本発明の封止方法の第２の実施形態を示す要部
拡大断面図。FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part showing a second embodiment of the sealing method of the present invention.
【図７】本発明の封止方法の第２の実施形態を示す要部
拡大断面図。FIG. 7 is an enlarged sectional view of a main part showing a second embodiment of the sealing method of the present invention.
【図８】本発明の封止方法の第３の実施形態を示す要部
拡大断面図。FIG. 8 is an enlarged sectional view of a main part showing a third embodiment of the sealing method of the present invention.
【図９】本発明の封止方法の第４の実施形態を示す要部
拡大断面図。FIG. 9 is an enlarged sectional view of a main part showing a fourth embodiment of the sealing method of the present invention.
【図１０】図９の封止方法の第１の変形例を示す要部拡
大断面図。FIG. 10 is an enlarged sectional view of a main part showing a first modified example of the sealing method of FIG. 9;
【図１１】図９の封止方法の第２の変形例を示す要部拡
大断面図。FIG. 11 is an enlarged sectional view of a main part showing a second modification of the sealing method of FIG. 9;
【図１２】本発明の封止方法の第５の実施形態を示す要
部拡大断面図。FIG. 12 is an enlarged sectional view of a main part showing a fifth embodiment of the sealing method of the present invention.
【図１３】図１２の封止方法の変形例を示す要部拡大断
面図。FIG. 13 is an enlarged sectional view of a main part showing a modification of the sealing method of FIG. 12;
【図１４】本発明の封止方法の第６の実施形態を示す要
部拡大断面図。FIG. 14 is an enlarged sectional view of a main part showing a sixth embodiment of the sealing method of the present invention.
【図１５】従来の封止部品の一例を示す概略断面図。FIG. 15 is a schematic sectional view showing an example of a conventional sealing component.
１０ 圧電振動子 １１ 水晶振動片 １２ パッケージ １３ キャップ １５ 鉛フリーガラス（封止材） ２０ 圧電発振器 ３１ 上端面 ３２ 粗面 ３５ 接合部 ５１ 硬質ガラス DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Piezoelectric vibrator 11 Quartz vibrating piece 12 Package 13 Cap 15 Lead-free glass (sealing material) 20 Piezoelectric oscillator 31 Upper end surface 32 Rough surface 35 Joining part 51 Hard glass
Claims (15)
を有するセラミック製のパッケージ内に前記電子部品を
収容した状態において、このセラミックパッケージの端
面に対してキャップを接合して封止するセラミックパッ
ケージの封止方法であって、 前記セラミックパッケージとキャップとの間に密着性向
上手段を設け、 次いで、前記密着性向上手段を介して、鉛フリーガラス
による封止ガラスで前記パッケージとキャップを接合す
ることを特徴とする、セラミックパッケージの封止方
法。1. A ceramic for sealing by sealing a cap to an end face of a ceramic package in a state in which the electronic component is accommodated in a ceramic package having an accommodation portion for accommodating an electronic component therein. A method of sealing a package, comprising: providing an adhesion improving means between the ceramic package and a cap; and then joining the package and the cap with a lead-free glass sealing glass via the adhesion improving means. A sealing method for a ceramic package.
の間の前記密着性向上手段として、前記セラミックパッ
ケージの接合端面に粗面を形成することを特徴とする、
請求項１に記載したセラミックパッケージの封止方法。2. A method for improving the adhesion between the ceramic package and a cap, wherein a rough surface is formed on a joint end surface of the ceramic package.
The method for sealing a ceramic package according to claim 1.
粗面を形成することを特徴とする、請求項２に記載した
セラミックパッケージの封止方法。3. The method for sealing a ceramic package according to claim 2, wherein a rough surface is also formed at a joint portion on the ceramic cap side.
の間の前記密着性向上手段として、前記セラミックパッ
ケージの接合端面を予めガラスリッチに形成することを
特徴とする、請求項１に記載したセラミックパッケージ
の封止方法。4. The sealing of the ceramic package according to claim 1, wherein the joining end face of the ceramic package is formed in advance in a glass-rich manner as the means for improving the adhesion between the ceramic package and the cap. Stop method.
の間の前記密着性向上手段として、前記セラミックパッ
ケージの接合端面に凹凸面を形成することを特徴とす
る、請求項１に記載したセラミックパッケージの封止方
法。5. The encapsulation of a ceramic package according to claim 1, wherein an uneven surface is formed on a joint end surface of the ceramic package as the means for improving the adhesion between the ceramic package and the cap. Method.
の間の前記密着性向上手段として、前記キャップの接合
部に密着性向上手段を設けることを特徴とする、請求項
１に記載したセラミックパッケージの封止方法。6. The encapsulation of a ceramic package according to claim 1, wherein the means for improving the adhesion between the ceramic package and the cap includes a means for improving the adhesion at a joint of the cap. Method.
手段として、前記接合部に突起または凸条を形成するこ
とを特徴とする、請求項６に記載したセラミックパッケ
ージの封止方法。7. The method for sealing a ceramic package according to claim 6, wherein a projection or a ridge is formed on the joint as the means for improving the adhesion of the joint of the cap.
手段として、キャップの前記接合部に相当する領域の厚
みを薄くして、突起または凸条を形成することを特徴と
する、請求項６に記載したセラミックパッケージの封止
方法。8. A projection or a ridge is formed as the means for improving the adhesion of the joint of the cap by reducing the thickness of a region corresponding to the joint of the cap. The sealing method of the ceramic package described in the above.
たは凸条を形成することを特徴とする、請求項８に記載
したセラミックパッケージの封止方法。9. The method for sealing a ceramic package according to claim 8, wherein another projection or projection is formed inside the projection or projection.
との間の前記密着性向上手段として、前記セラミックパ
ッケージの接合端面に硬質ガラスを使用することを特徴
とする、請求項１に記載したセラミックパッケージの封
止方法。10. The encapsulation of a ceramic package according to claim 1, wherein a hard glass is used on a joint end face of the ceramic package as the means for improving the adhesion between the ceramic package and a cap. Method.
との間の前記密着性向上手段として、前記セラミックパ
ッケージの接合端面と前記キャップの接合部に硬質ガラ
スを使用することを特徴とする、請求項１０に記載した
セラミックパッケージの封止方法。11. The method according to claim 10, wherein the means for improving the adhesion between the ceramic package and the cap uses hard glass at the joint between the joint end face of the ceramic package and the cap. Ceramic package sealing method.
との間の前記密着性向上手段として、前記セラミックパ
ッケージの接合端面に溝を形成して、この溝内に収容さ
れる硬質ガラスを使用することを特徴とする、請求項１
０または１１に記載したセラミックパッケージの封止方
法。12. A method for improving the adhesion between the ceramic package and the cap, wherein a groove is formed in a joint end face of the ceramic package, and hard glass housed in the groove is used. Claim 1
12. The method for sealing a ceramic package according to 0 or 11.
するセラミック製のパッケージと、このセラミックパッ
ケージの端面に対して接合されるキャップとを備えるセ
ラミックパッケージの封止構造であって、 前記セラミックパッケージとキャップとの間に設けた密
着性向上手段と、 前記セラミックパッケージとキャップとの間でこの密着
性向上手段に接触される鉛フリーガラスによる封止ガラ
スとを備えることを特徴とする、セラミックパッケージ
の封止構造。13. A ceramic package sealing structure comprising: a ceramic package having an accommodating portion accommodating an electronic component therein; and a cap joined to an end surface of the ceramic package. A ceramic package comprising: an adhesion improving unit provided between the ceramic package and the cap; and a sealing glass made of lead-free glass that is brought into contact with the adhesion improving unit between the ceramic package and the cap. Sealing structure.
スを有することを特徴とする、請求項１３に記載したセ
ラミックパッケージの封止構造。14. The sealing structure for a ceramic package according to claim 13, wherein said adhesion improving means comprises hard glass.
に溝を形成して、この溝内に収容される硬質ガラスを備
えることを特徴とする、請求項１４に記載したセラミッ
クパッケージの封止構造。15. The sealing structure for a ceramic package according to claim 14, wherein a groove is formed in a joint end surface of the ceramic package, and a hard glass housed in the groove is provided.
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