JP2003158439A - 圧電デバイスとその封止方法及び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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧電デバイスのパッケージ封止において、鉛フ
リーを実現しつつ、加熱により容易に気密状態がリーク
されないようにした封止性能に優れた圧電デバイスと、
その封止方法、及びこの圧電デバイスを利用した携帯電
話装置及び電子機器を提供すること。 【解決手段】圧電振動片３２の一部を支持固定したパッ
ケージ３６に、蓋体３９を固定した圧電デバイスの封止
方法であって、前記パッケージの底部に形成された貫通
孔３７に対して、球形に形成した金ゲルマニウム合金
（Ａｕ／Ｇｅ）の封止材３８を配置し、前記封止材に対
して、レーザ光Ｌ３を照射して溶融することにより、前
記貫通孔３７を塞ぐようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動片をパッ
ケージに内蔵した圧電デバイスとそのパッケージの封止
方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライ
ブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の
小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはペー
ジングシステム等の移動体通信機器において、近年、装
置の小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電
デバイスも小型薄型化が要求されている。また、それと
ともに、装置の回路基板に表面実装が可能な表面実装タ
イプの圧電デバイスが求められている。図１１及び図１
２は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略図で
あり、図１１は、圧電デバイスの構成を示す概略平面
図、図１２は、図１１の圧電デバイスのＡ−Ａ線概略断
面図である。

【０００３】図１１及び図１２において、従来の圧電デ
バイス１は、パッケージ６の内部に、圧電振動片２を収
容している。この圧電振動片２は、例えば水晶基板を利
用して形成されている。この圧電振動片２は、パッケー
ジ６の電極部に接合される基部１１と、この基部１１か
ら平行に延びる一対の振動腕４，５を有する音叉型に形
成され、その表面に図示しない駆動用の金属電極が形成
されている。

【０００４】パッケージ６は、セラミック製の複数の基
板を積層して内側に所定の内部空間Ｓを形成するように
されている。この内部空間Ｓにおいて、パッケージ６の
内側の底部には、導電性の接着剤７等を介して、上述し
た圧電振動片２の基部１１が電極部３，３上に接合固定
されており、圧電振動片２の先端部は自由端とされてい
る。そして、パッケージ６の開放された上端には、低融
点ガラス等のロウ材８を介して、ガラス等の光を透過す
る材料，すなわち光透過性の材料で形成された蓋体９が
接合されることにより、封止されている。また、図１２
に示されているように、パッケージ６の底面には、パッ
ケージ６内に貫通する貫通孔６ａが形成されており、こ
の貫通孔６ａに充填された半田金属等の封止材１３によ
り塞がれている。

【０００５】圧電デバイス１は、以上のように構成され
ており、外部からの駆動電圧が、電極部３及び導電性接
着剤７を介して、圧電振動片２に伝えられると、圧電振
動片２の図示しない励振電極からの電圧が圧電材料に伝
えられることで、一対の振動腕４，５が屈曲振動を生
じ、所定の周波数で振動する。この振動周波数を外部に
取り出すことによって、所定の周波数の出力を得ること
ができるようになっている。

【０００６】図１３は、このような圧電デバイス１の封
止工程を示している。図１３（ａ）において、パッケー
ジ６内の電極部３上に導電性接着剤７を塗布し、圧電振
動片２の基部１１に設けられている引出し電極（図示せ
ず）の箇所を載せ、軽く荷重をかけて位置決めし、導電
性接着剤７を硬化させることにより、圧電振動片２をパ
ッケージ６内にマウントする。そして、パッケージ６の
上端面には、ロウ材８が塗布される。次に、図１３
（ｂ）に示すように、内部を加熱可能なチャンバー１５
内において、支持台１６上のトレー１７に、蓋体９を載
置し、その上に上述したロウ材８が蓋体９と接触するよ
うにパッケージ６を逆さにして載置し、上から錘１４に
より荷重をかけながら、チャンバー１５内を加熱する。
これにより、ロウ材８を溶融させて、蓋体９をパッケー
ジ６と接合する。この工程の場合、チャンバー１５内を
加熱することで、パッケージ６内の例えば、導電性接着
剤７等から、揮発するガス成分を予め外へ追い出す。

【０００７】続いて、図１３（ｃ）に示すように、チャ
ンバー１５内を真空状態として、パッケージ６底部の貫
通孔６ａに半田等の封止材１３を置き、レーザ光Ｌ１を
照射して、封止材１３を溶融することで、貫通孔６ａに
充填する。これにより、圧電振動片２は、パッケージ６
内に気密状態で密封される。その後、図１２に示すよう
に、透明な蓋体９を透過するように、レーザ光Ｌ２を照
射して、圧電振動片２上に予め形成されている金属被覆
部を部分的に蒸散させることで、質量削減方式による周
波数調整を行い、検査工程へ送る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の図１
３（ｃ）の製造工程において、封止材１３として半田材
料を用いると、含有される鉛成分が環境を汚染する問題
がある。このため、鉛を含有しない封止材の材料とし
て、例えば、金すず（Ａｕ／Ｓｎ）合金を使用すること
が考えられる。

【０００９】図１４は、横軸に金すず合金の組成を重量
パーセントで示し、縦軸に溶融温度を示したグラフであ
る。図１４に示されているように、金すず合金の融点
は、摂氏２８０度（以下、温度は全て「摂氏」で表示す
る。）である。このため、封止材１３として鉛フリー金
すず合金を用いて封止を行うと、圧電デバイス１の実装
工程において、封止材１３が軟化して、真空封止が破壊
されるおそれがある。

【００１０】具体的には、製品としての圧電デバイス１
を、実装基板に実装するための実装するリフロー工程に
おいて、やはり鉛フリーを目的として、鉛を含有しない
従来と異なる半田材料が用いられるようになった。この
ため、圧電デバイス１の実装工程においては、従来より
も高い温度でのリフロー工程が行われ、従来２４０度程
度であったものが、２６０度を越える温度で行われる場
合がある。このため、封止材１３として鉛フリー金すず
合金を用いて圧電デバイス１の封止を行うと、リフロー
工程の熱のために封止材１３が一部溶融して、リークし
てしまうおそれがある。

【００１１】本発明の目的は、圧電デバイスのパッケー
ジ封止において、鉛フリーを実現しつつ、加熱により容
易に気密状態がリークされないようにした封止性能に優
れた圧電デバイスと、その封止方法、及びこの圧電デバ
イスを利用した携帯電話装置及び電子機器を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的は、請求項１
の発明によれば、圧電振動片の一部を支持固定して収容
する内部空間を備えたパッケージと、このパッケージに
固定された光透過性の材料でなる蓋体と、前記パッケー
ジの底部に設けた貫通孔に充填され、前記内部空間を気
密状態で封止するための封止材とを備えており、前記封
止材が金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）により形成さ
れている、圧電デバイスにより、達成される。請求項１
の構成によれば、圧電デバイスのパッケージが金ゲルマ
ニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）により封止されている。この
ため、封止後の製品を実装する工程において、熱が加え
られた場合に、金ゲルマニウム合金は融点が高く、容易
に溶融しないことから、パッケージ内部の真空状態が封
止材の一部溶融によりリークさせることが有効に防止さ
れる。しかも、封止材に鉛を含有していないことから、
鉛を原因とする環境汚染を回避することができる。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記貫通孔は、所定の内径を備える内側の第１の貫
通孔と、この第１の貫通孔と連続して設けられると共
に、前記第１の貫通孔よりも大きな内径を備えて外側に
開口した第２の貫通孔とを有することを特徴とする。請
求項２の構成によれば、前記貫通孔が、内径の異なる第
１及び第２の貫通孔を有していることから、封止工程に
おいて、外部から封止材を貫通孔に挿入し、第１及び第
２の貫通孔の内径の違いによりできる段部に載置するこ
とができ、封止作業が容易で、封止材がパッケージ内部
に進入しにくい。

【００１４】請求項３の発明は、請求項１または２のい
ずれかの構成において、前記第１の貫通孔と前記第２の
貫通孔とは段部を介して連続しており、この段部と、前
記第１の貫通孔の内面には、前記封止材との濡れ性に優
れた金属被覆が設けられていることを特徴とする。請求
項３の構成によれば、前記段部と、前記第１の貫通孔の
内面には、前記封止材との濡れ性に優れた金属被覆が設
けられているので、溶融させた封止材が、前記段部と、
前記第１の貫通孔の内面に付着しやすく、それ以上パッ
ケージ内部に進入しにくい構造とすることができる。

【００１５】また、上述の目的は、請求項４の発明によ
れば、圧電振動片の一部を支持固定したパッケージに、
蓋体を固定した圧電デバイスの封止方法であって、前記
パッケージの底部に形成された貫通孔に対して、球形に
形成した金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）の封止材を
配置し、前記封止材に対して、レーザ光を照射して溶融
することにより、前記貫通孔を塞ぐようにした、圧電デ
バイスの封止方法により、達成される。請求項４の構成
によれば、パッケージの底部に形成された貫通孔に対し
て、球形に形成した金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）
の封止材を配置して、溶融するようにしている。この金
ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）は、融点が高いが、酸
化されやすく、表面に酸化膜が形成されやすい。酸化膜
が存在すると、加熱により流れにくくなり、封止作業が
その分困難となるという問題がある。ところが、金ゲル
マニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）を球形にして、前記貫通孔
に配置し、レーザ光を照射すると、酸化膜のために、光
が吸収されやすく、容易に溶融され、酸化膜は貫通孔の
外側に向かって表面に押し出される。これにより、封止
材の合金成分が貫通孔内に適切に流れて充填されること
になる。

【００１６】請求項５の発明は、請求項４の構成におい
て、前記圧電デバイスは、真空雰囲気内で加熱された状
態で、前記封止材に前記レーザ光を照射することを特徴
とする。請求項５の構成によれば、封止材としての金ゲ
ルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）の高い融点に合わせて加
熱した場合に、パッケージ内の接着剤成分等からガスが
発生しやすくなるが、この場合には、真空中で加熱しつ
つ封止を行うことで、発生したガスをパッケージ内から
排出することができる。

【００１７】請求項６の発明は、請求項５の構成におい
て、前記封止材に対する前記レーザ光の照射が、高真空
下で行われることを特徴とする。請求項６の構成によれ
ば、封止環境として、高真空下で行うようにすること
で、封止材としての金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）
の表面に酸化膜が形成されにくくすることができる。

【００１８】また、上述の目的は、請求項７の発明によ
れば、圧電振動片の一部を支持固定して内部に収容する
ようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋
体とを有する圧電デバイスを利用した携帯電話装置であ
って、圧電振動片の一部を支持固定して収容する内部空
間を備えたパッケージと、このパッケージに固定された
光透過性の材料でなる蓋体と、前記パッケージの底部に
設けた貫通孔に充填され、前記内部空間を気密状態で封
止するための封止材とを備えており、前記封止材が金ゲ
ルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）により形成されている圧
電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るように
した、携帯電話装置により、達成される。

【００１９】また、上述の目的は、請求項８の発明によ
れば、圧電振動片の一部を支持固定して内部に収容する
ようにしたパッケージとこのパッケージに固定される蓋
体とを有する圧電デバイスを利用した電子機器であっ
て、圧電振動片の一部を支持固定して収容する内部空間
を備えたパッケージと、このパッケージに固定された光
透過性の材料でなる蓋体と、前記パッケージの底部に設
けた貫通孔に充填され、前記内部空間を気密状態で封止
するための封止材とを備えており、前記封止材が金ゲル
マニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）により形成されている圧電
デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにし
た、電子機器により、達成される。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の圧電デバイスの
第１の実施の形態を示しており、図１はその概略平面
図、図２は図１のＢ−Ｂ線概略断面図、図３は図１の底
面図である。これらの図において、圧電デバイス３０
は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイ
ス３０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容し
ている。パッケージ３６は、例えば、セラミックグリー
ンシートを積層して焼結した酸化アルミニウム質焼結体
等の基板で形成されている。複数の各基板は、その内側
に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所
定の内部空間Ｓを形成するようにされている。すなわ
ち、図２に示すように、本実施形態のパッケージ３６
は、例えば、下から第１の積層基板５２と、その上に重
ねられる第２の積層基板５３と、その上に重ねられる第
３の積層基板５４から形成されている。

【００２１】パッケージ３６の内部空間Ｓ内の図におい
て左端部付近において、内部空間Ｓに露出して底部を構
成するベースとなる第２の積層基板５３には、Ａｕ及び
Ｎｉメッキが施された電極部３１，３１が設けられてい
る。この電極部３１，３１は、外部と接続されて、駆動
電圧を供給するものである。この各電極部３１，３１の
上に導電性接着剤４３，４３が塗布され、この導電性接
着剤４３，４３の上に圧電振動片３２の基部５１が載置
されて、導電性接着剤４３，４３が硬化されるようにな
っている。

【００２２】圧電振動片３２の基端部５１の導電性接着
剤４３，４３と触れる部分には、駆動電圧を伝えるため
の引出電極（図示せず）が形成されており、これによ
り、圧電振動片３２は、駆動用電極がパッケージ３６側
の電極部３１，３１と導電性接着剤４３，４３を介し
て、電気的に接続されている。

【００２３】圧電振動片３２は、例えば水晶で形成され
ており、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リ
チウム等の圧電材料を利用することができる。本実施形
態の場合、圧電振動片３２は、パッケージ３６側と固定
される基部５１と、この基部５１から、図において右方
に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３
４，３５を備えており、全体が音叉のような形状とされ
た、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。

【００２４】パッケージ３６の開放された上端には、低
融点ガラス等のロウ材３３を介して、蓋体３９が接合さ
れることにより、封止されている。蓋体３９は、後述す
る周波数調整を行うために、光を透過する材料，例え
ば、ガラスで形成されている。

【００２５】また、パッケージ３６の底面のほぼ中央付
近には、パッケージ３６を構成する２枚の積層基板５
２，５３に連続する貫通孔３７ａ，３７ｂを形成するこ
とにより、貫通孔としての開口３７が設けられている。
この開口３７を構成する２つの貫通孔のうち、パッケー
ジ内部に開口する第１の孔３７ａに対して、第２の孔で
ある外側の貫通孔３７ｂは、より大きな内径を備えるよ
うにされている。これにより、開口３７は段部５５を有
する開口とされており、好ましくは、第２の孔である貫
通孔３７ｂの段部と、貫通孔３７ａの孔内周面には後述
する封止材である金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）に
対して、濡れ性のよい金属、例えば、金メッキ等が、所
定の下地層の上に形成されてることにより、被覆されて
いる。

【００２６】すなわち、パッケージ３６内に圧電振動片
３２を固定した後で、開口３７には、金属製封止材３８
が充填されることにより、パッケージ３６内を気密状態
に封止する。その後、透明な蓋体３９を介して、外部か
らレーザ光Ｌ４を圧電振動片３２の図示しない金属被膜
に照射し、その一部を蒸散させることにより、質量削減
方式による周波数調整を行うことができるようにされて
いる。

【００２７】ここで、開口３７に充填される金属製封止
材３８としては、後述する封止工程で詳しく説明するよ
うに、特に金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）が用いら
れている。

【００２８】さらに、この実施形態では、パッケージ３
６を構成する第２の積層基板５３には、図において右端
部付近に孔を形成することにより、この積層基板５３の
厚みに対応した凹部４２が形成されている。この凹部４
２は、圧電振動片３２の自由端３２ｂの下方に位置して
いる。これにより、本実施形態では、パッケージ３６に
外部から衝撃が加わった場合に、圧電振動片３２の自由
端３２ｂが、矢印Ｄ方向に変位して振れた場合において
も、パッケージ３６の内側底面と当接されることを有効
に防止されるようになっている。

【００２９】本実施形態は以上のように構成されてお
り、圧電デバイス３０のパッケージ３６が金ゲルマニウ
ム合金（Ａｕ／Ｇｅ）でなる封止材３８により封止され
ている。このため、封止後の圧電デバイス３０を実装す
る工程において、熱が加えられた場合に、金ゲルマニウ
ム合金は融点が高く、容易に溶融しないことから、パッ
ケージ３６内部の真空状態が封止材の一部溶融によりリ
ークされることが有効に防止される。しかも、封止材３
８に鉛を含有していないことから、鉛を原因とする環境
汚染を回避することができる。

【００３０】次に、圧電デバイス３０の封止方法に関す
る実施形態について説明する。図４（ａ）において、予
め封止ガラス等のロウ材３３が塗布されたパッケージ３
６内の電極部３１上に導電性接着剤４３を塗布し、圧電
振動片３２の基部５１に設けられている引出し電極（図
示せず）の箇所を載せ、軽く荷重をかけて位置決めし、
導電性接着剤４３を硬化させることにより、圧電振動片
３２をパッケージ３６内にマウントする。次に、図４
（ｂ）に示すように、例えば、窒素雰囲気を形成するた
めのチャンバー６１内において、支持台６３上のトレー
６４に、蓋体３９を載置し、その上に上述したロウ材３
３が蓋体３９と接触するようにパッケージ３６を逆さに
して載置し、上から錘６２により荷重をかけながら、チ
ャンバー６１内を加熱する。これにより、ロウ材３３を
溶融して、硬化させることにより、蓋体３９を接合す
る。尚、この工程は、チャンバー６１に代えて、窒素雰
囲気が管理されたベルト炉に圧電デバイス３０を通して
行うようにしてもよい。

【００３１】次に、図５（ｃ）に示すように、蓋体３９
を接合した状態のパッケージ３６を、真空チャンバー６
１ａ内に配置して、パッケージ３６の開口３７を金ゲル
マニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）で封止する封止工程を行
う。図６は、この封止工程における温度プロファイルの
一例を示しており、図５（ｃ）の状態において、真空チ
ャンバー６１ａ内を図示しない真空排気手段により真空
引きし、好ましくは、高真空状態とする。すなわち、真
空チャンバー６１ａ内を例えば、１０^-3Ｐａ（パスカ
ル）程度の高真空とする。そして、図６のＴ１時間（例
えば、２０分）の間、２５０度ないし３００度、好まし
くは、２６０度以上にまで加熱する。この温度をＴ２時
間（例えば、３０分）維持して、パッケージ３６内の例
えば導電性接着剤４３等から生成される気体成分をパッ
ケージ３６外に排出する。

【００３２】続いて、真空チャンバー６１ａ内の温度と
気圧を保持したまま、真空封止工程のＴ３時間（例え
ば、２０分）行う。この場合、図５（ｃ）に示すよう
に、パッケージ３６の底部に形成された貫通孔３７に対
して、好ましくは、球形に形成した金ゲルマニウム合金
（Ａｕ／Ｇｅ）の封止材３８を配置する。この時、周囲
の温度が高くても、金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）
の封止材３８の融点は高いので、溶融されることなく、
従来２６０度程度であった加熱温度を２８０度程度まで
上げて、効果的に上記気体成分の追い出しを行うことが
できる。そして、レーザ照射手段６５から、封止材３８
に向けてレーザ光Ｌ３を照射して、封止材３８を溶融す
ることにより、貫通孔３７を塞ぐ。

【００３３】図５（ｃ）の工程をさらに詳しく説明す
る。図５（ｃ）の一部を拡大して示す図５（ｄ）に表さ
れているように、球形の金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇ
ｅ）合金の封止材３８が配置される開口もしくは貫通孔
３７は、所定の内径ｎ１を備える内側の第１の孔３７ａ
と、この第１の孔３７ａと連通して設けられると共に、
前記第１の孔３７ａよりも大きな内径ｎ２を備えて外側
に開口した第２の孔３７ｂとを備えている。球形の金ゲ
ルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）合金の封止材３８の直径
ｎ３は、第１の孔３７ａの内径ｎ１よりも大きく、第２
の孔３７ｂの内径ｎ２よりも僅かに小さく形成されてい
る。

【００３４】このため、球形の金ゲルマニウム合金の封
止材（Ａｕ／Ｇｅ）合金３８は、図示されているよう
に、第１の孔３７ａの内周縁のエッジｅの稜線上に接触
して保持されている。この球形の金ゲルマニウム合金
（Ａｕ／Ｇｅ）合金の封止材３８に、図示のように、レ
ーザ光Ｌ３を照射する。このレーザ光Ｌ３は、金ゲルマ
ニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）合金の封止材３８の融点が、
図７に示すよう３６０度程度であるにもかかわらず、本
実施形態の封止材３８は光を吸収しやすい性質をもつた
め、金すずの場合とほぼ同じ条件で照射することで、球
形の金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）合金３８を適切
に溶融することができる。

【００３５】図８は、封止材を球形として、異なる材質
で形成した場合のレーザビーム形成条件と溶融特性につ
いて、実験により確認した表である。図示されているよ
うに、本実施形態で使用する球形の金ゲルマニウム合金
（Ａｕ／Ｇｅ）合金の封止材３８の場合、金ゲルマニウ
ム合金の融点は高いにもかからず、光を吸収する性質が
強いので、従来と比べて、ごく僅かに出力を増加させる
だけでも、十分に溶融させることができる。しかも、形
状を球形としたことにより、表面の酸化膜が、図５
（ｄ）の矢印で示すように、図において上面側に押し出
されることが確認されている。これにより、酸化膜はパ
ッケージ３６の表面側に残り、かつ封止材３８材料は溶
融されて図５（ｃ）において、下方へ流れ、貫通孔３７
内に流れ込む。ここで、溶融された封止材３８の溶融し
た材料は、段部５５と、第１の孔３７ａの内周に形成さ
れた金属被覆部と濡れ馴染んで、それ以上パッケージ３
６内には進入せず、図２に示すように、貫通孔３７内に
確実に隙間なく充填される。

【００３６】その後、図２に示されているように、好ま
しくは、図５（ｃ）のレーザ光照射手段６５を利用し
て、蓋体３９を透過するように、レーザ光Ｌ４を照射し
て、圧電振動片３２上に予め形成されている金属被覆部
を部分的に蒸散させることで、質量削減方式による周波
数調整を行い、検査工程へ送られる。

【００３７】このように、本実施形態の方法では、パッ
ケージ３６の底部に形成された貫通孔３７に対して、球
形に形成した金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）の封止
材３８を配置して、溶融するようにしている。この金ゲ
ルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）の封止材３８は、融点が
高いが、酸化されやすく、表面に酸化膜が形成されやす
く、酸化膜が存在すると、加熱により流れにくくなり、
封止作業がその分困難になる。ところが、金ゲルマニウ
ム合金（Ａｕ／Ｇｅ）を球形にして、レーザ光Ｌ４を照
射すると、酸化膜のために、光を吸収しやすく、容易に
溶融され、酸化膜が貫通孔３７の外側に向かって表面に
押し出される。これにより、封止材３８の合金成分を貫
通孔３７内に適切に流すことで、貫通孔３７を完全に塞
ぐことができる。このため、封止後の圧電デバイス３０
を実装する工程において、熱が加えられた場合に、金ゲ
ルマニウム合金の封止材３８は融点が高く、容易に溶融
しないことから、パッケージ３６内部の真空状態が封止
材の一部溶融によりリークすることが有効に防止され
る。しかも、封止材３８に鉛を含有していないことか
ら、鉛を原因とする環境汚染を回避することができる。

【００３８】図９（ａ）は、本発明の圧電デバイスの異
なる実施の形態の構成を示す概略平面図である。図にお
いて、圧電デバイス１００は、圧電振動片３２を用い
て、圧電発振器を形成した例を示しており、第１の実施
の形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成である
から、重複した説明は省略し、相違点を中心に説明す
る。

【００３９】図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ−Ｃ線概略
断面図であり、パッケージ１０１は、その製造の際に、
第１の実施形態のパッケージ３６よりも多くのセラミッ
クシートの積層基板を用いて製造されている。これによ
り、パッケージ１０１には、図９に示すように、増えた
分の積層基板を利用して中央付近に凹部１０２が形成さ
れており、その内側底部には、図示しない電極が設けら
れている。この電極上には、集積回路１０３が実装され
ている。集積回路１０３は、所定の分周回路等を構成し
ていて、圧電振動片３２の駆動電極と電気的に接続さ
れ、集積回路１０３から出力された駆動電圧が圧電振動
片３２に与えられるようになっている。

【００４０】パッケージ１０１の貫通孔３７に充填され
ている封止材３８は、第１の実施形態で説明したものと
同じであり、同一の封止工程で封止されたものである。
したがって、本実施形態も第１の実施形態と同様の作用
効果を発揮することができる。このように、本発明は、
圧電振動子に限らず、図９のような圧電発振器やフィル
タ等、その名称にかかわらず、パッケージ内に圧電振動
片を収容して、蓋体により封止する構成のあらゆる圧電
デバイスに適用できる。

【００４１】図１０は、本発明の上述した実施形態に係
る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジ
タル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。図にお
いて、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及
び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備
えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続
された制御部としての集積回路等でなるコントローラ３
０１を備えている。コントローラ３０１は、送受信信号
の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報
入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２
や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段３０３の制御
を行うようになっている。このため、コントローラ３０
１には、圧電デバイス３０が取り付けられて、その出力
周波数をコントローラ３０１に内蔵された所定の分周回
路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック
信号として利用するようにされている。このコントロー
ラ３０１に取付けられる圧電デバイス３０は、圧電デバ
イス３０単体でなくても、圧電デバイス３０と、所定の
分周回路等とを組み合わせた発振器である図９のような
圧電デバイス１００であってもよい。

【００４２】コントローラ３０１は、さらに、温度補償
水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水
晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続
されている。これにより、コントローラ３０１からの基
本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、
温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３
０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。

【００４３】このように、制御部を備えた携帯電話装置
３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧
電デバイスを利用することにより、製造工程において、
パッケージ内に正しく位置決めされた圧電振動片を備え
る圧電デバイスを使用していることによって、正確なク
ロック信号を生成することができる。

【００４４】本発明は上述の実施形態に限定されない。
各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省
略し、図示しない他の構成と組み合わせることができ
る。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、圧
電デバイスのパッケージ封止において、鉛フリーを実現
しつつ、加熱により容易に気密状態がリークされないよ
うにした封止性能に優れた圧電デバイスと、その封止方
法、及びこの圧電デバイスを利用した携帯電話装置及び
電子機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の圧電デバイスの第１の実施形態を示
す概略平面図。

【図２】 図１のＢ−Ｂ線概略断面図。

【図３】 図１の圧電デバイスの底面図。

【図４】 図１の圧電デバイスの製造工程の一部を示
し、（ａ）は図１の圧電デバイスの圧電振動片をマウン
トする工程の概略断面図、（ｂ）は図１の圧電デバイス
のパッケージに蓋体を接合する工程の概略断面図。

【図５】 図１の圧電デバイスのパッケージの貫通孔を
封止材で封止する工程を示し、（ｃ）はその全体を示す
概略断面図、（ｄ）はその一部を拡大して示す概略断面
図。

【図６】 図１の圧電デバイスのパッケージの封止工程
の温度プロファイルの一例を示すグラフ。

【図７】 図１の圧電デバイスのパッケージの貫通孔を
封止する封止材の組成と融点の関係を示すグラフ。

【図８】 図１の圧電デバイスのパッケージの貫通孔を
封止する封止材を球形として、異なる材質で形成した場
合のレーザビーム形成条件と溶融特性について、実験に
より確認した表。

【図９】 本発明の圧電デバイスの他の実施形態を示
し、（ａ）はその概略平面図、（ｂ）は図９（ａ）のＣ
−Ｃ線概略断面図。

【図１０】 本発明の各実施形態に係る圧電デバイスを
利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装
置の概略構成を示す図。

【図１１】 従来の圧電デバイスの一例を示す概略平面
図。

【図１２】 図１１の圧電デバイスのＡ−Ａ線概略断面
図。

【図１３】 図１１の圧電デバイスの製造工程の一部を
示し、（ａ）は図１１の圧電デバイスの圧電振動片をマ
ウントする工程の概略断面図、（ｂ）は図１１の圧電デ
バイスのパッケージに蓋体を接合する工程の概略断面
図、（ｃ）は図１１の圧電デバイスのパッケージの貫通
孔を封止材で封止する工程の概略断面図。

【図１４】 図１１の圧電デバイスのパッケージの貫通
孔を封止する封止材の組成と融点の関係を示すグラフ。

【符号の説明】

３０，１００・・・圧電デバイス、３２・・・圧電振動
片、３６，１０１・・・パッケージ、３７・・・開口、
３８・・・封止材、３９・・・蓋体、４２・・・凹部、
５１・・・基部。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電振動片の一部を支持固定して収容す
   る内部空間を備えたパッケージと、 このパッケージに固定された光透過性の材料でなる蓋体
   と、 前記パッケージの底部に設けた貫通孔に充填され、前記
   内部空間を気密状態で封止するための封止材とを備えて
   おり、 前記封止材が金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）により
   形成されていることを特徴とする、圧電デバイス。
2. 【請求項２】 前記貫通孔は、所定の内径を備える内側
   の第１の貫通孔と、この第１の貫通孔と連続して設けら
   れると共に、前記第１の貫通孔よりも大きな内径を備え
   て外側に開口した第２の貫通孔とを有することを特徴と
   する、請求項１に記載の圧電デバイス。
3. 【請求項３】 前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔と
   は段部を介して連続しており、この段部と、前記第１の
   貫通孔の内面には、前記封止材との濡れ性に優れた金属
   被覆が設けられていることを特徴とする、請求項１また
   は２のいずれかに記載の圧電デバイス。
4. 【請求項４】 圧電振動片の一部を支持固定したパッケ
   ージに、蓋体を固定した圧電デバイスの封止方法であっ
   て、 前記パッケージの底部に形成された貫通孔に対して、球
   形に形成した金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）の封止
   材を配置し、 前記封止材に対して、レーザ光を照射して溶融すること
   により、前記貫通孔を塞ぐようにしたことを特徴とす
   る、圧電デバイスの封止方法。
5. 【請求項５】 前記圧電デバイスは、真空雰囲気内で加
   熱された状態で、前記封止材に前記レーザ光を照射する
   ことを特徴とする、請求項４に記載の圧電デバイスの封
   止方法。
6. 【請求項６】 前記封止材に対する前記レーザ光の照射
   が、高真空下で行われることを特徴とする、請求項５に
   記載の圧電デバイスの封止方法。
7. 【請求項７】 圧電振動片の一部を支持固定して内部に
   収 容するようにしたパッケージとこのパッケージに固
   定される蓋体とを有する圧電デバイスを利用した携帯電
   話装置であって、 圧電振動片の一部を支持固定して収容する内部空間を備
   えたパッケージと、 このパッケージに固定された光透過性の材料でなる蓋体
   と、 前記パッケージの底部に設けた貫通孔に充填され、前記
   内部空間を気密状態で封止するための封止材とを備えて
   おり、 前記封止材が金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）により
   形成されている圧電デバイスにより、制御用のクロック
   信号を得るようにしたことを特徴とする、携帯電話装
   置。
8. 【請求項８】 圧電振動片の一部を支持固定して内部に
   収容するようにしたパッケージとこのパッケージに固定
   される蓋体とを有する圧電デバイスを利用した電子機器
   であって、 圧電振動片の一部を支持固定して収容する内部空間を備
   えたパッケージと、 このパッケージに固定された光透過性の材料でなる蓋体
   と、 前記パッケージの底部に設けた貫通孔に充填され、前記
   内部空間を気密状態で封止するための封止材とを備えて
   おり、 前記封止材が金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）により
   形成されている圧電デバイスにより、制御用のクロック
   信号を得るようにしたことを特徴とする、電子機器。