JP2003332873A - Piezoelectric resonator, and manufacturing method thereof - Google Patents

Piezoelectric resonator, and manufacturing method thereof

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JP2003332873A
JP2003332873A JP2003178269A JP2003178269A JP2003332873A JP 2003332873 A JP2003332873 A JP 2003332873A JP 2003178269 A JP2003178269 A JP 2003178269A JP 2003178269 A JP2003178269 A JP 2003178269A JP 2003332873 A JP2003332873 A JP 2003332873A
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piezoelectric vibrator
sealing
vacuum
piece
lid
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JP2003178269A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Kikushima
正幸 菊島
Yoshio Morita
喜夫 森田
Hideo Tanaya
英雄 棚谷
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and thin piezoelectric resonator having a high air-tightness and available at a low cost, in which a piezoelectric resonator element is provided in a housing having a structure which permits adjustment of a frequency after sealing the housing. <P>SOLUTION: The piezoelectric resonator incorporates the piezoelectric resonator element 31 in the housing 41. The piezoelectric resonator is the surface- mount piezoelectric resonator, in which the piezoelectric resonator element is provided in the housing, having a structure which permits frequency adjustment through an opening provided in a base 1 or a lid 3 forming the housing. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子片をパ
ッケージに内蔵した圧電振動子、及びその製造方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric vibrator having a piezoelectric vibrator piece built in a package and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、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、あるいは
ページングシステム等の移動体通信機器において装置の
小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電振動
子等の圧電デバイスも小型薄型化が要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, and small information devices such as IC cards, and mobile communication devices such as mobile phones, car phones, and paging systems are small and thin. As a result, the piezoelectric devices such as piezoelectric vibrators used for them are required to be small and thin.

【0003】またそれとともに、装置の回路基板に両面
実装が可能な表面実装タイプの圧電振動子が求められて
いる。
At the same time, there is a demand for a surface mount type piezoelectric vibrator which can be mounted on both sides of a circuit board of a device.

【0004】そこで、従来の圧電振動子の一例を、圧電
振動子片に音叉型の水晶振動子片を用いた図23
(a)、(b)の構造図で示される低中周波水晶振動子
を用いて説明する。低中周波水晶振動子とは、代表的な
時計用の32.768KHz及びICカードやページャ
等に用いられる数KHz〜数百KHzの周波数を有する
水晶振動子である。
Therefore, an example of a conventional piezoelectric vibrator is shown in FIG. 23 in which a tuning fork type crystal vibrator piece is used as the piezoelectric vibrator piece.
Description will be given using the low-middle frequency crystal oscillator shown in the structural diagrams of (a) and (b). The low-medium frequency crystal oscillator is a crystal oscillator having a typical frequency of 32.768 KHz and a frequency of several KHz to several hundred KHz used for IC cards, pagers and the like.

【0005】図23(a)、(b)の従来の水晶振動子
の構成において、水晶基板から音叉型に形成され、その
表面に駆動用の金属電極を形成された水晶振動子片20
1が、セラミックの積層基板で形成されたベース202
の台座部に導電性の接着剤等でマウント接合され、透明
なガラス材で形成されたリッド203により真空雰囲気
中で封止されている。更に封止後レーザー等によりガラ
ス製のリッド203越しにトリミング加工がされ、周波
数の調整がされている。
In the structure of the conventional crystal unit shown in FIGS. 23A and 23B, a crystal unit 20 is formed from a crystal substrate in a tuning fork shape, and a driving metal electrode is formed on the surface thereof.
1 is a base 202 formed of a ceramic laminated substrate
Mounted to the pedestal portion with a conductive adhesive or the like, and sealed in a vacuum atmosphere by a lid 203 formed of a transparent glass material. After sealing, trimming is performed through the glass lid 203 by a laser or the like to adjust the frequency.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の圧電
振動子は、パッケージが3層のセラミックベースと、ガ
ラスリッドから構成され真空封止されている。ここで、
リッド(蓋)は封止後に周波数調整が可能なように透明
で高品質なホウケイ酸ガラス等のガラス材で作られてい
る。
By the way, in the above-mentioned piezoelectric vibrator, the package is composed of a three-layer ceramic base and a glass lid, and is vacuum-sealed. here,
The lid is made of a transparent, high-quality glass material such as borosilicate glass so that the frequency can be adjusted after sealing.

【0007】しかしながら、このガラスリッドはその材
料費や、ガラス基板から矩形形状のリッドに高精度にカ
ットするためのコストが高く、そのため圧電振動子の価
格を高価なものにしている。また、このガラスリッドか
ら発生する微細なダスト等が水晶振動子の特性に影響を
与えている。更に、ベースが3層のセラミック基板から
構成されており、その積層間の気密性が問題となり、高
真空の維持が必要な振動子の特性を悪化させる原因とな
っている。
However, this glass lid requires a high material cost and a high cost for cutting the glass substrate into a rectangular lid with high accuracy, which makes the price of the piezoelectric vibrator expensive. In addition, the fine dust and the like generated from the glass lid affects the characteristics of the crystal unit. Furthermore, since the base is composed of three layers of ceramic substrates, the airtightness between the laminated layers becomes a problem, which causes deterioration of the characteristics of the vibrator that requires maintaining a high vacuum.

【0008】本発明の目的は、以上の従来技術の課題を
解決するためになされたものであり、その目的とすると
ころは高真空で気密性の高い圧電振動子を安価に提供す
ることである。
An object of the present invention is to solve the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a piezoelectric vibrator having a high vacuum and a high airtightness at a low cost. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
圧電振動子片をパッケージに内蔵した圧電振動子におい
て、前記圧電振動子片がパッケージに設けられた開口部
から、周波数調整手段により周波数調整されてなること
を特徴とする。
The invention according to claim 1 is
In a piezoelectric vibrator in which the piezoelectric vibrator piece is incorporated in a package, the piezoelectric vibrator piece is frequency-adjusted by a frequency adjusting means from an opening provided in the package.

【0010】請求項2記載の発明は、圧電振動子片をパ
ッケージに内蔵した圧電振動子において、前記圧電振動
子片は2つの振動腕を有する音叉型の圧電振動子片であ
り、前記2つの振動片の少なくとも1つの振動腕の一部
が、周波数調整手段により周波数調整されてなることを
特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in a piezoelectric vibrator in which a piezoelectric vibrator piece is incorporated in a package, the piezoelectric vibrator piece is a tuning fork type piezoelectric vibrator piece having two vibrating arms. A part of at least one vibrating arm of the vibrating piece is frequency-adjusted by the frequency adjusting means.

【0011】請求項3記載の発明は、請求項1の構成に
おいて、前記圧電振動子片が音叉型の水晶振動子片であ
ることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the structure of the first aspect, the piezoelectric vibrating piece is a tuning fork type quartz vibrating piece.

【0012】請求項4記載の発明は、請求項1又は2の
構成において、周波数調整手段がレーザー光または電子
ビームによるトリミング加工手段であることを特徴とす
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the structure of the first or second aspect, the frequency adjusting means is a trimming processing means using a laser beam or an electron beam.

【0013】請求項5記載の発明は、請求項1又は2の
構成において、前記圧電振動子片を単一層からなるベー
スの電極部にマウントし、単一層からなる蓋で封止して
なることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the structure of the first or second aspect, the piezoelectric vibrator piece is mounted on an electrode portion of a base made of a single layer and sealed with a lid made of a single layer. Is characterized by.

【0014】請求項6記載の発明は、請求項2ないし5
のいずれかの構成において、前記パッケージに設けられ
た開口部は、内部に収容された音叉型圧電振動腕の外形
を越えない大きさであり、かつこの音叉型圧電振動腕の
有する2つの振動腕の両方の少なくとも各一部領域を露
出させるように形成されていることを特徴とする。請求
項7記載の発明は、圧電振動子片をベースにマウントす
る工程と、前記ベースとリッド(蓋)を位置決めし封止
する工程と、前記ベース又は蓋に設けられた開口部を用
いて、前記圧電振動子片の一部をレーザー光または電子
ビームにより周波数調整する工程と、前記開口部を真空
雰囲気中で真空封止する工程とを有することを特徴とす
る。
The invention according to claim 6 is the invention according to claims 2 to 5.
In any one of the above configurations, the opening provided in the package has a size that does not exceed the outer shape of the tuning fork type piezoelectric vibrating arm housed inside, and the two vibrating arms included in the tuning fork type piezoelectric vibrating arm. Is formed so as to expose at least a partial region of each of the two. According to a seventh aspect of the present invention, a step of mounting the piezoelectric vibrator piece on a base, a step of positioning and sealing the base and the lid (lid), and an opening provided in the base or the lid are used, The method is characterized by including a step of adjusting the frequency of a part of the piezoelectric vibrator piece with a laser beam or an electron beam, and a step of vacuum-sealing the opening in a vacuum atmosphere.

【0015】請求項8記載の発明は、請求項7の構成に
おいて、前記圧電振動子が内蔵され真空で封止される気
密領域が、前記ベース及び前記蓋の単一層からなること
を特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the structure of the seventh aspect, the airtight region in which the piezoelectric vibrator is built in and sealed with a vacuum is formed of a single layer of the base and the lid. .

【0016】請求項9記載の発明は、圧電振動子片をベ
ースにマウントする工程と、前記ベースとリッドを位置
決めし封止する工程と、前記ベースあるいは前記リッド
に設けられた開口部を用いて、前記圧電振動子片の一部
をレーザー光あるいは電子ビームにより周波数調整する
工程と、前記開口部に封止材をセットする工程と、真空
雰囲気中で前記封止材を加熱し真空封止する工程とを有
することを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a step of mounting the piezoelectric vibrator piece on a base, a step of positioning and sealing the base and the lid, and an opening provided in the base or the lid. , A step of adjusting a frequency of a part of the piezoelectric vibrator piece with a laser beam or an electron beam, a step of setting a sealing material in the opening, and a vacuum sealing by heating the sealing material in a vacuum atmosphere And a process.

【0017】請求項10記載の発明は、請求項9の構成
において、前記封止材のセット後に真空雰囲気中で前記
開口部周辺を加熱し真空封止する工程を含んでいること
を特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the structure of the ninth aspect, the method includes a step of heating the periphery of the opening in a vacuum atmosphere and vacuum-sealing after setting the sealing material. .

【0018】請求項11記載の発明は、請求項9の構成
において、前記封止材の加熱工程は、前記圧電振動子片
を含むパッケージを真空チャンバー内に収容し、真空チ
ャンバーの外部からレーザー光または高温の光ビームを
前記封止材に照射して加熱溶融することを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the configuration of the ninth aspect, in the heating step of the sealing material, the package including the piezoelectric vibrator piece is housed in a vacuum chamber, and laser light is emitted from the outside of the vacuum chamber. Alternatively, the sealing material is irradiated with a high-temperature light beam to be heated and melted.

【0019】請求項12記載の発明は、請求項10の構
成において、前記封止材の加熱工程は、前記圧電振動子
片を含むパッケージを真空チャンバー内に収容し、前記
封止材と前記開口部周辺に対して、加熱治具を当接させ
て加熱溶融することを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the configuration of the tenth aspect, in the heating step of the sealing material, the package including the piezoelectric vibrator piece is housed in a vacuum chamber, and the sealing material and the opening are provided. It is characterized in that a heating jig is brought into contact with the periphery of the portion to heat and melt it.

【0020】請求項13記載の発明は、請求項9又は1
0の構成において、前記封止材を加熱して真空封止する
際に、真空雰囲気中で、前記リッド又はベースを加熱す
る工程を含んでいることを特徴とする。
The invention according to claim 13 is the invention according to claim 9 or 1.
The constitution of No. 0 is characterized by including a step of heating the lid or the base in a vacuum atmosphere when the sealing material is heated and vacuum-sealed.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の圧電振動子の実施の形態
を、圧電振動子片に音叉型の水晶振動子片を用いた、時
計用の32.768KHz水晶振動子を例として、図面
を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A piezoelectric vibrator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a 32.768 KHz crystal vibrator for a watch, which uses a tuning fork type crystal vibrator piece as a piezoelectric vibrator piece as an example. It will be described with reference to FIG.

【0022】(第1の実施形態)図1(a)は、本実施
形態にかかる圧電振動子11の平面図、図1(b)は圧
電振動子11の正面図である。
(First Embodiment) FIG. 1A is a plan view of a piezoelectric vibrator 11 according to this embodiment, and FIG. 1B is a front view of the piezoelectric vibrator 11.

【0023】これらの図に示すように、2層のセラミッ
ク基板1a,1bが積層されたベース1に、金属でメタ
ライズされ表面にNi及びAuメッキが施された電極部
2a、2bが間隔dを有して形成されている。このベー
ス1の電極部2a、2b上に、表面に駆動用の金属電極
が形成された圧電振動子片としての例えば音叉型の水晶
振動子片3の電極部4a、4bを、アライメントしてマ
ウントし、導電性の接着剤5で電気的に接続固定してい
る。その後金属製のリッド(蓋)6をベース1にアライ
メントして封止剤7を用いて、加熱手段としてのビーム
の照射手段,例えばレーザー装置あるいは電子ビーム装
置等により、封止剤7を溶かして第一の封止加工をす
る。これにより、水晶振動子片3をベース1とリッド6
でなるパッケージ41に封入している。
As shown in these figures, a base 1 having two layers of ceramic substrates 1a and 1b laminated thereon has electrode portions 2a and 2b which are metallized with a metal and whose surfaces are plated with Ni and Au at intervals d. Has been formed. On the electrode portions 2a and 2b of the base 1, electrode portions 4a and 4b of, for example, a tuning fork type crystal resonator piece 3 as a piezoelectric resonator piece having a driving metal electrode formed on its surface are aligned and mounted. Then, they are electrically connected and fixed by the conductive adhesive 5. After that, a metal lid (lid) 6 is aligned with the base 1 and the sealant 7 is used to melt the sealant 7 by means of a beam irradiation means as a heating means, for example, a laser device or an electron beam device. The first sealing process is performed. As a result, the crystal unit 3 is attached to the base 1 and the lid 6
It is enclosed in a package 41 consisting of.

【0024】このベース1の底面には、図1(b)に示
されているように、後述するパッケージの内部と、外部
を連通する開口部8が形成されている。
As shown in FIG. 1B, an opening 8 is formed on the bottom surface of the base 1 so as to communicate the inside and the outside of the package described later.

【0025】図2では、ベース1の裏面を上に向けて、
次の加工する工程が示されている。図2に示すようにベ
ース1に設けられた円形の開口部8を用いて、周波数調
整手段としての高温の光ビーム等を集束させる手段,例
えばレーザー装置あるいは電子ビーム装置13により、
音叉型の水晶振動子片3の一部の金属電極部分をトリミ
ング加工して、周波数調整を行う。
In FIG. 2, with the back surface of the base 1 facing upward,
The following processing steps are shown. As shown in FIG. 2, by using a circular opening 8 provided in the base 1, by means for focusing a high temperature light beam or the like as frequency adjusting means, for example, a laser device or an electron beam device 13,
The frequency adjustment is performed by trimming a part of the metal electrode portion of the tuning fork type crystal unit 3.

【0026】そして最後に、真空雰囲気中で、開口部8
に図1(b)に示すような封止用の金属製等の小片9を
搭載し、封止剤10を用いて、第一の封止と同様にレー
ザー装置あるいは電子ビーム装置等により、封止剤10
を溶かして第二の真空封止加工をする。
Finally, in a vacuum atmosphere, the opening 8
A small piece 9 made of metal or the like for sealing as shown in FIG. 1 (b) is mounted on the sheet, and the sealing agent 10 is used to seal the same with a laser device or an electron beam device as in the first sealing. Stopper 10
Is melted and a second vacuum sealing process is performed.

【0027】以上により、小型薄型の表面実装パッケー
ジの水晶振動子11が完成する。
As described above, the crystal resonator 11 of the small and thin surface mount package is completed.

【0028】このように、音叉型の水晶振動子片3を内
蔵する真空領域Sは、ベース1の単一層部12(上側の
基板1b)と金属製の絞り加工されたリッド6から構成
されており、その気密性は非常に高いものとなる。つま
り、真空領域Sは、ベース1の単一層部12と金属製の
絞り加工されたリッド6とだけから仕切られいるので、
この真空領域S内に例えばベースを構成する複数のセラ
ミック基板の継ぎ目等がなく、その分気密性を保持しや
すい。
As described above, the vacuum region S containing the tuning-fork type crystal unit 3 is composed of the single layer portion 12 of the base 1 (upper substrate 1b) and the metal-made drawn lid 6. The airtightness is extremely high. That is, since the vacuum region S is partitioned only by the single layer portion 12 of the base 1 and the metal-made drawn lid 6,
In this vacuum region S, for example, there are no joints of a plurality of ceramic substrates forming the base, and it is easy to maintain the airtightness accordingly.

【0029】ここで、図3は、本発明の実施形態による
水晶振動子11の裏面側の構造図であり、上述した音叉
型の水晶振動子片3の周波数調整として行われるレーザ
ー加工あるいは電子ビーム加工によるトリミング部分
と、開口部8の関係を示している。
Here, FIG. 3 is a structural view of the back surface side of the crystal unit 11 according to the embodiment of the present invention, in which laser processing or electron beam performed as frequency adjustment of the tuning fork type crystal unit 3 is performed. The relationship between the trimmed portion by processing and the opening 8 is shown.

【0030】ここで水晶振動子片3は、フォトリソ加工
により、ひとつの水晶基板から、同一の外形を備えるよ
うに、各振動子片が多数配列された状態で形成されて、
さらに、各振動子片の表面に、Cr+Au等(例えば、
Cr膜の上にAu膜をスパッタ加工する)の金属膜を電
極として形成している。この金属膜の一部にAuあるい
はAg等の金属膜を更に薄く精度良く形成し、重み効果
により周波数をある一定の量で低くしている。
Here, the crystal oscillator piece 3 is formed by a photolithography process in a state in which a plurality of crystal oscillator pieces are arranged from one crystal substrate so as to have the same outer shape.
Furthermore, Cr + Au, etc. (for example,
A metal film of Au film is formed on the Cr film by sputtering) as an electrode. A metal film such as Au or Ag is formed thinner and more accurately on a part of this metal film, and the frequency is lowered by a certain amount due to the weighting effect.

【0031】その後、水晶振動子片3は水晶基板から折
り取られ、図1に示すベース1にマウントされ、リッド
6を用いて封止される。このようにマウント、封止とい
う加工プロセスによる熱履歴や、それによる応力の発
生、あるいは封止剤からでるアウトガス等の影響で、水
晶振動子片3の共振周波数が変化してしまう。そのため
封止後の周波数調整が必要であり、その周波数調整は精
度良く行わなければならない。
After that, the crystal unit 3 is cut off from the crystal substrate, mounted on the base 1 shown in FIG. 1, and sealed with the lid 6. As described above, the resonance frequency of the crystal resonator piece 3 changes due to the thermal history due to the processing process of mounting and sealing, the generation of stress due to the thermal history, the outgas generated from the sealing agent, and the like. Therefore, it is necessary to adjust the frequency after sealing, and the frequency must be adjusted accurately.

【0032】そこで、図3に示すように、水晶振動子片
3の二股にわかれた2つの振動腕3a,3bのうち少な
くとも1つの振動腕3aの周波数調整部3cが、開口部
8からレーザー加工あるいは電子ビーム加工できるよう
に、開口部8がベース1の裏側に形成されている。つま
り、開口部8は、音叉型水晶振動子片3の2つある振動
腕3a,3bの片方3aの一部を周波数調整部3d,3
eとして露出するように位置決めされている。そして、
この開口部8を通してレーザー光あるいは電子ビームを
照射し、振動腕21の周波数調整部3cのAuあるいは
Ag等の金属膜を溶かして、周波数調整部3cの重みを
減らし周波数を高くして狙った周波数(例えば32.7
68KHz)になるよう周波数調整を行う。
Therefore, as shown in FIG. 3, the frequency adjusting portion 3c of at least one of the two vibrating arms 3a and 3b divided into two forks of the crystal resonator piece 3 is laser-processed from the opening 8. Alternatively, the opening 8 is formed on the back side of the base 1 so that the electron beam processing can be performed. In other words, the opening 8 is formed by adjusting a part of one of the two vibrating arms 3a and 3b of the tuning fork type crystal resonator piece 3 to the frequency adjusting portions 3d and 3b.
It is positioned so as to be exposed as e. And
A laser beam or an electron beam is radiated through the opening 8 to melt the metal film such as Au or Ag of the frequency adjusting unit 3c of the vibrating arm 21 to reduce the weight of the frequency adjusting unit 3c and increase the frequency to achieve the desired frequency. (For example, 32.7
Adjust the frequency so that it becomes 68 KHz).

【0033】さらに、その開口部8に金属製等の小片9
を搭載し、レーザー装置あるいは電子ビーム装置により
封止剤10を溶かして真空封止を行う。
Furthermore, a small piece 9 made of metal or the like is provided in the opening 8.
Is mounted, and the sealant 10 is melted by a laser device or an electron beam device to perform vacuum sealing.

【0034】このように少なくとも1つの振動腕3aの
周波数調整部3cのみを加工できる大きさの開口部8を
封止するだけなので、その封止による周波数の影響は非
常に少ない。
As described above, since only the opening 8 having a size capable of processing only the frequency adjusting portion 3c of at least one vibrating arm 3a is sealed, the influence of the sealing on the frequency is very small.

【0035】(第2の実施形態)図4は、本発明の他の
実施形態にかかる圧電振動子42であり、この圧電振動
子42の第1の実施形態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する。圧電振動子42で
は、図1に示す金属製のリッド6の変わりにセラミック
のリッド31を用いている点が第1の実施形態と異なっ
ている。したがって、第2の実施形態にかかる圧電振動
子42も第1の実施形態と同一の作用効果を奏すること
ができる。
(Second Embodiment) FIG. 4 shows a piezoelectric vibrator 42 according to another embodiment of the present invention, and the same components as those of the piezoelectric vibrator 42 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals. , And redundant description is omitted. The piezoelectric vibrator 42 differs from the first embodiment in that a ceramic lid 31 is used instead of the metal lid 6 shown in FIG. Therefore, the piezoelectric vibrator 42 according to the second embodiment can also achieve the same effects as the first embodiment.

【0036】(第3の実施形態)図5は、本発明のさら
に他の実施形態にかかる圧電振動子43でありこの圧電
振動子43の第2の実施形態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する。この圧電振動
子43では、開口部32が図4で示したリッド31に形
成された点が第2の実施形態と異なっている。したがっ
て、第3の実施形態にかかる圧電振動子43も第1及び
第2の実施形態と同一の作用効果を奏することができ
る。
(Third Embodiment) FIG. 5 shows a piezoelectric vibrator 43 according to still another embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same structures as those of the piezoelectric vibrator 43 according to the second embodiment. , And redundant description is omitted. This piezoelectric vibrator 43 is different from that of the second embodiment in that the opening 32 is formed in the lid 31 shown in FIG. Therefore, the piezoelectric vibrator 43 according to the third embodiment can also achieve the same effects as those of the first and second embodiments.

【0037】(第4の実施形態)図6は本発明の第4の
実施形態を示している。この図6は、圧電振動子44の
図3に対応する図であり、ベース1の底面から見た状態
を示している。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 3 of the piezoelectric vibrator 44, and shows a state viewed from the bottom surface of the base 1.

【0038】図6において、第1の実施形態と共通する
構成には同一の符号を付して、重複する説明は省略す
る。ベース1には、開口部45が設けられている。この
開口部45は、パッケージ内部に収容されている音叉型
水晶振動子片3の2つある振動腕3a,3bのそれぞれ
について、これらの一部を周波数調整部3d,3eとし
て露出するように位置決めされている。そして、この開
口部45の大きさ(内径)は、音叉型水晶振動子片3の
外形を越えないようにされている。
In FIG. 6, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. An opening 45 is provided in the base 1. The opening 45 is positioned so that a part of each of the two vibrating arms 3a and 3b of the tuning fork type crystal resonator piece 3 housed inside the package is exposed as the frequency adjusting portions 3d and 3e. Has been done. The size (inner diameter) of the opening 45 does not exceed the outer shape of the tuning fork type crystal unit 3.

【0039】そして、この開口部45を通して、周波数
調整手段としてのレーザー光あるいは電子ビームが、各
振動腕3a,3bの周波数調整部3d,3eのAuある
いはAg等の金属膜を溶かして、周波数調整部3cの重
みを減らし周波数を高くして狙った周波数(例えば3
2.768KHz)になるよう周波数調整を行うように
なっている。したがって、第4の実施形態では、周波数
調整に際して、各振動腕3a,3bの両方をバラス良く
重みを減らすことができる。そして、この圧電振動子4
4は上記以外の作用効果は第1の実施形態と同じであ
る。
Then, through this opening 45, a laser beam or an electron beam as a frequency adjusting means melts a metal film such as Au or Ag of the frequency adjusting sections 3d and 3e of the vibrating arms 3a and 3b to adjust the frequency. The target frequency (for example, 3
The frequency is adjusted so that it becomes 2.768 KHz). Therefore, in the fourth embodiment, when adjusting the frequency, it is possible to reduce the weight of both the vibrating arms 3a and 3b in a well-balanced manner. And this piezoelectric vibrator 4
4 is the same as that of the first embodiment in the operational effects other than the above.

【0040】上述の各実施形態において、封止剤7、1
0については、その成分はAu−Sn系、Pb−Sn
系、Agロウ系等の金属材料や、有機系の接着剤等でよ
い。また、封止剤7、10の形態は、クラッドされたも
のやプリフォームされたものでもよい。
In each of the above-mentioned embodiments, the sealants 7, 1
For 0, the component is Au-Sn system, Pb-Sn
A metallic material such as a silver-based or Ag-based adhesive, an organic adhesive, or the like may be used. The form of the sealants 7 and 10 may be clad or preformed.

【0041】以上のような構成によれば、第一の封止工
程と周波数調整工程及び第二の封止工程は、レーザー装
置あるいは電子ビーム装置での共通加工が可能となり、
同一装置による一貫加工が行える。
According to the above construction, the first sealing step, the frequency adjusting step and the second sealing step can be commonly processed by the laser device or the electron beam device.
Integrated processing can be performed with the same device.

【0042】また、加工するセラミックのベース1やリ
ッド6の形態は単品、あるいは複数個が並んだプレート
形態のどちらでもよい。
The ceramic base 1 and the lid 6 to be processed may be in the form of a single piece or a plate in which a plurality of pieces are arranged.

【0043】以上、セラミック及び金属といった高品質
ガラスに比較して安価な構成部品を用いることにより、
横5mm、幅2mm、厚み0.8mmという小型薄型の
水晶振動子が安価に得られる。
As described above, by using inexpensive components as compared with high quality glass such as ceramics and metals,
A small and thin crystal resonator having a width of 5 mm, a width of 2 mm and a thickness of 0.8 mm can be obtained at low cost.

【0044】次に、本発明の圧電振動子の第5の実施形
態を、圧電振動子片に音叉型の水晶振動子片を用いた、
時計用の32.768KHz水晶振動子を例として、図
面を参照して説明する。
Next, a fifth embodiment of the piezoelectric vibrator according to the present invention will be described in which a tuning fork type crystal vibrator piece is used as the piezoelectric vibrator piece.
A 32.768 KHz crystal oscillator for a timepiece will be described as an example with reference to the drawings.

【0045】(第5の実施形態)図7(a)は、本実施
形態にかかる圧電振動子51の平面図、図7(b)は圧
電振動子51の正面図である。
(Fifth Embodiment) FIG. 7A is a plan view of a piezoelectric vibrator 51 according to this embodiment, and FIG. 7B is a front view of the piezoelectric vibrator 51.

【0046】これらの図に示すように、2層のセラミッ
ク基板1a,1bが積層されたベース1に、W(タング
ステン)等の金属でメタライズされ表面にNi及びAu
メッキが施された電極部52a、52bが形成されてい
る。その電極部52a、52b上に、表面に駆動用の金
属電極が形成された音叉型の水晶振動子片53の電極部
54a、54bを、アライメントしてマウントし導電性
接着剤55で電気的に接続固定している。その後金属製
の(蓋)リッド56をベース65にアライメントして封
止剤57を用いてレーザー装置あるいは電子ビーム装置
等により、封止剤57を溶かして第一の封止加工をす
る。これにより、水晶振動子片53をベース65とリッ
ド56でなるパッケージ61に封入している。
As shown in these figures, a base 1 on which two layers of ceramic substrates 1a and 1b are laminated is metallized with a metal such as W (tungsten) and Ni and Au are formed on the surface.
Plated electrode portions 52a and 52b are formed. Electrode parts 54a and 54b of a tuning fork type crystal resonator piece 53 having a driving metal electrode formed on the surface are aligned and mounted on the electrode parts 52a and 52b, and electrically mounted with a conductive adhesive 55. The connection is fixed. After that, the metal (lid) lid 56 is aligned with the base 65, and the sealing agent 57 is melted by a laser device or an electron beam device using the sealing agent 57 to perform the first sealing process. As a result, the crystal oscillator piece 53 is enclosed in the package 61 including the base 65 and the lid 56.

【0047】このベース65の底面には、図7(b)に
示されているように、後述するパッケージの内部と、外
部を連通する開口部58が形成されている。
As shown in FIG. 7B, an opening 58 is formed on the bottom surface of the base 65 so that the inside of the package, which will be described later, communicates with the outside.

【0048】更に図8に示すようにベース65に設けら
れた円形あるいは長円形あるいは楕円等の開口部58を
用いて、周波数調整手段としてのレーザー装置あるいは
電子ビーム装置63により、音叉型の水晶振動子片53
の一部の金属電極部分をトリミング加工して、周波数調
整を行う。
Further, as shown in FIG. 8, a tuning fork type quartz vibration is made by a laser device or an electron beam device 63 as a frequency adjusting means by using a circular, oval or elliptical opening 58 provided in a base 65. Child piece 53
The frequency is adjusted by trimming a part of the metal electrode portion of the.

【0049】そして最後に、開口部58に封止材とし
て、Au−Sn半田系あるいは9:1半田等の高融点P
b−Sn半田系材料等で形成された、例えば球体の封止
材59を搭載し、真空雰囲気中でバッチ式の真空封止装
置やレーザー装置あるいは電子ビーム装置等により封止
材59を溶かして第二の真空封止加工をする。この第二
の封止加工に関しては、さらに詳しく後述する。
Finally, a high melting point P such as Au--Sn solder or 9: 1 solder is used as a sealing material in the opening 58.
For example, a spherical sealing material 59 formed of a b-Sn solder-based material is mounted, and the sealing material 59 is melted in a vacuum atmosphere by a batch-type vacuum sealing device, a laser device, an electron beam device, or the like. A second vacuum sealing process is performed. The second sealing process will be described later in more detail.

【0050】以上により、小型薄型の表面実装パッケー
ジの水晶振動子51が完成する。
As described above, the crystal resonator 51 of the small and thin surface mount package is completed.

【0051】このように、音叉型の水晶振動子片53を
内蔵する真空領域は、ベース65の単一層部52と金属
製の絞り加工されたリッド56から構成されており、そ
の気密性は非常に高いものとなる。つまり、真空領域S
は、ベース1の単一層部52と金属製の絞り加工された
リッド56とだけから仕切られているので、この真空領
域S内に例えばベースを構成する複数のセラミック基板
の継ぎ目等がなく、その分気密性を保持しやすい。
As described above, the vacuum region in which the tuning-fork type crystal oscillator piece 53 is built is composed of the single layer portion 52 of the base 65 and the metal-drawn lid 56, and its airtightness is extremely high. It will be very expensive. That is, the vacuum region S
Is separated only from the single-layer portion 52 of the base 1 and the metal-made drawn lid 56, so that, for example, in the vacuum region S, there is no seam of a plurality of ceramic substrates forming the base, and the like. Easy to maintain air tightness.

【0052】ここで、上記封止材59は、金属合金であ
り、上記の他、Sn半田系材料や、銀(Ag)や銅(C
u)の合金、あるいは金属ロウ材で構成してもよい。こ
の封止材59の形状については、さらに後述する。
Here, the encapsulating material 59 is a metal alloy, and in addition to the above, Sn solder-based material, silver (Ag), copper (C).
It may be composed of the alloy of u) or a metal brazing material. The shape of the sealing material 59 will be described later.

【0053】図9は、本実施形態の水晶振動子51の裏
面側の構造図であり、音叉型の水晶振動子片53のレー
ザー加工あるいは電子ビーム加工によるトリミング部分
と、開口部58の関係を示している。
FIG. 9 is a structural diagram of the back side of the crystal unit 51 of this embodiment, showing the relationship between the opening 58 and the trimming part of the tuning fork type crystal unit piece 53 by laser processing or electron beam processing. Shows.

【0054】ここで本実施形態の水晶振動子片53は、
水晶基板に多数配列された状態でフォトリソ加工により
形成されており、Cr+Au等(例えば、Cr膜の上に
Au膜をスパッタ加工する)の金属膜を電極として形成
している。この金属膜の一部にAuあるいはAg等の金
属膜を更に薄く精度良く形成し、重み効果により周波数
をある一定の量で低くしている。
Here, the crystal unit 53 of the present embodiment is
It is formed by photolithography in a state where a large number of crystals are arranged on a quartz substrate, and a metal film of Cr + Au or the like (for example, an Au film is sputtered on a Cr film) is formed as an electrode. A metal film such as Au or Ag is formed thinner and more accurately on a part of this metal film, and the frequency is lowered by a certain amount due to the weighting effect.

【0055】その後、水晶振動子片53は水晶基板から
折り取られ、図7に示すベース65にマウントされ、リ
ッド56を用いて封止される。このようにマウント、封
止という加工プロセスによる熱履歴や、それによる応力
の発生、あるいは導電性接着剤55や封止剤57からで
るアウトガス等の影響で、水晶振動子片53の共振周波
数が変化してしまう。そのため封止後の周波数調整が必
要であり、その周波数調整は精度良く行わなければなら
ない。
After that, the crystal oscillator piece 53 is broken from the crystal substrate, mounted on the base 65 shown in FIG. 7, and sealed with the lid 56. In this way, the resonance frequency of the crystal resonator piece 53 changes due to the thermal history due to the processing process of mounting and sealing, the generation of stress due to it, the effect of outgas from the conductive adhesive 55 and the sealing agent 57, and the like. Resulting in. Therefore, it is necessary to adjust the frequency after sealing, and the frequency must be adjusted accurately.

【0056】図9に示すように、水晶振動子片53の少
なくとも1つの振動腕53aの周波数調整部53cが、
開口部58からレーザー加工あるいは電子ビーム加工で
きるように、開口部58がベース65の裏側に形成され
ている。この開口部58を通してレーザー光あるいは電
子ビームが、振動腕53aの周波数調整部53cのAu
あるいはAg等の金属膜を溶かして、周波数調整部53
cの重みを減らし周波数を高くして狙った周波数(3
2.768KHz)になるよう周波数調整を行う。
As shown in FIG. 9, the frequency adjusting portion 53c of at least one vibrating arm 53a of the crystal unit 53 is
The opening 58 is formed on the back side of the base 65 so that laser processing or electron beam processing can be performed through the opening 58. A laser beam or an electron beam passes through the opening 58, and Au of the frequency adjusting unit 53c of the vibrating arm 53a.
Alternatively, by melting a metal film such as Ag, the frequency adjusting unit 53
The target frequency (3
2.768 KHz) to adjust the frequency.

【0057】そして、その開口部58に封止材59を搭
載し、真空封止装置やレーザー装置あるいは電子ビーム
装置により封止材59を溶かして真空封止を行う。
Then, a sealing material 59 is mounted on the opening 58, and the sealing material 59 is melted by a vacuum sealing device, a laser device, or an electron beam device to perform vacuum sealing.

【0058】このように少なくとも1つの振動腕53a
の周波数調整部53cのみを加工できる大きさの開口部
58を封止するだけなので、その封止による周波数の影
響は非常に少ない。
Thus, at least one vibrating arm 53a
Since only the opening 58 having a size capable of processing only the frequency adjusting portion 53c is sealed, the influence of the sealing on the frequency is very small.

【0059】次に、開口部58に封止材としての封止材
59を搭載し、真空封止を行う上述の第2の封止加工の
プロセスについて詳細に説明する。
Next, the process of the above-mentioned second sealing process in which the sealing material 59 as the sealing material is mounted in the opening 58 and the vacuum sealing is performed will be described in detail.

【0060】図10(a)は、圧電振動子51をベース
65の裏面から見たときに、その開口部58のみを表し
た図であり、図10(b)は、圧電振動子51の側断面
図である。
FIG. 10A is a view showing only the opening 58 of the piezoelectric vibrator 51 when viewed from the back surface of the base 65, and FIG. 10B is a side view of the piezoelectric vibrator 51. FIG.

【0061】図10(a)、(b)に示すようにベース
65に直径φ0.3mmの穴73とφ0.6mmの段差
部74からなる開口部58が形成されている。つまり、
ベース65を構成する第1の基板1aには貫通穴73が
形成され、第2の基板1bには、この貫通穴73より小
さい別の貫通穴76が形成されていて、両貫通穴73と
76の間には、段差部74が形成されている。
As shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), the base 65 is formed with an opening 58 consisting of a hole 73 having a diameter of 0.3 mm and a step portion 74 having a diameter of 0.6 mm. That is,
A through hole 73 is formed in the first substrate 1a forming the base 65, and another through hole 76 smaller than this through hole 73 is formed in the second substrate 1b. A stepped portion 74 is formed between them.

【0062】そして段差部74の表面には、ベース65
に形成された電極部52a、52bと同様に、W(タン
グステン)でメタライズされ表面にNi及びAuメッキ
が施された高い熱伝導性を有するメタライズ部である金
属被覆部74aが形成されている。これにより、メタラ
イズされた金属(金属被覆部74a)をパッケージ61
に設けられた開口部58周辺に配置しているので、後述
するように、ここを加熱することで、封止時の熱を効率
良く封止部に伝導することが可能となり、非常に高い真
空度を達成することができる。
The base 65 is provided on the surface of the step portion 74.
Similar to the electrode portions 52a and 52b formed in the above, a metal coating portion 74a which is a metallized portion having high thermal conductivity, which is metallized with W (tungsten) and plated with Ni and Au on the surface is formed. As a result, the metallized metal (metal-coated portion 74a) is transferred to the package 61.
Since it is arranged in the vicinity of the opening 58 provided in the above, by heating this as described later, the heat at the time of sealing can be efficiently conducted to the sealing portion, and a very high vacuum is obtained. Degree can be achieved.

【0063】又、開口部58の周囲には複数個の直径が
例えばφ0.2mm〜0.25mmのW(タングステ
ン)等を埋め込んで構成したメタライズ部である金属埋
め込み部75が設けられている。そして、この金属埋め
込み部75と段差部74の金属被覆部74aが電気的に
接続されている。これにより、後述するように、開口部
58周辺に埋設されている金属埋め込み部75を加熱す
ることにより、微小な穴で形成された開口部58を直接
加熱することが可能となる。そのため信頼性の高い真空
封止が瞬時に行うことが可能となる。又、封止部以外の
部分に直接熱が伝導しないため、特に圧電振動子片53
のマウント部への熱の影響がなくなり、封止後の周波数
偏差等がなく精度の高い圧電振動子を得ることができ
る。
Around the opening 58, there is provided a metal embedding portion 75 which is a metallized portion formed by embedding W (tungsten) or the like having a plurality of diameters of, for example, φ0.2 mm to 0.25 mm. The metal embedding portion 75 and the metal coating portion 74a of the step portion 74 are electrically connected. As a result, as will be described later, by heating the metal-embedded portion 75 buried around the opening 58, it becomes possible to directly heat the opening 58 formed by the minute holes. Therefore, highly reliable vacuum sealing can be performed instantaneously. Further, since heat is not directly conducted to a portion other than the sealing portion, the piezoelectric vibrator piece 53
The influence of heat on the mount part of the above is eliminated, and it is possible to obtain a highly accurate piezoelectric vibrator without frequency deviation after sealing.

【0064】次に、図10(b)に示すように周波数調
整のされた圧電振動子51をバッチ式の真空封止装置等
(図10(b)には図示せず)にセットし、開口部58
に封止材59としての金属部材をセットする。
Next, the piezoelectric vibrator 51 whose frequency is adjusted as shown in FIG. 10 (b) is set in a batch type vacuum sealing device or the like (not shown in FIG. 10 (b)) and opened. Part 58
Then, a metal member as the sealing material 59 is set.

【0065】ここで、図11は、封止材59を示す拡大
断面図である。
Here, FIG. 11 is an enlarged sectional view showing the sealing material 59.

【0066】図において、この封止材59は、例えば、
Au−Sn半田系あるいは9:1半田等の高融点Pb−
Sn半田系材料等で形成された、例えば直径φ0.35
mm程度の球形の金属合金である。また、封止材59と
しては、例えば、融点250℃〜500℃の金属合金な
ら利用しやすく、また、上記の他、Sn半田系材料や、
銀(Ag)や銅(Cu)の合金、あるいは金属ロウ材で
構成してもよい。
In the figure, this sealing material 59 is, for example,
Au-Sn solder type or high melting point Pb- such as 9: 1 solder
For example, diameter φ0.35 formed of Sn solder-based material
It is a spherical metal alloy of about mm. Further, as the sealing material 59, for example, a metal alloy having a melting point of 250 ° C. to 500 ° C. can be easily used. In addition to the above, Sn solder-based material,
It may be composed of an alloy of silver (Ag) or copper (Cu), or a metal brazing material.

【0067】封止材59をこのように構成することで、
低い温度での封止が可能であり、信頼性の高い真空封止
を瞬時に行うことが可能となる。またφ0.3〜0.4
mm程度と非常に小さい球形(ボール形状)の金属合金
であるため、封止部材の加工もし易く安価に製作可能で
ある。
By constructing the sealing material 59 in this way,
The sealing can be performed at a low temperature, and the highly reliable vacuum sealing can be instantaneously performed. Φ0.3-0.4
Since it is a spherical (ball-shaped) metal alloy having a very small size of about mm, the sealing member can be easily processed and can be manufactured at low cost.

【0068】開口部58の穴形状は、円形や楕円形,あ
るいは長円形等の形状が適している。そして、例えば楕
円形や長円形の場合には、封止材59は複数個を同時に
適用してもよい。
The hole 58 of the opening 58 preferably has a circular shape, an elliptical shape, an oval shape, or the like. Then, for example, in the case of an elliptical shape or an oval shape, a plurality of sealing materials 59 may be applied at the same time.

【0069】ここで、図11に示すように、球体の封止
剤59を用いる場合に、封止材59の直径L1とし、貫
通穴76の穴径L2とすると、L1は、好ましくはL2
の1.1倍ないし1.3倍に設定される。この範囲より
L1が小さいと、封止材59がパッケージ61内に落ち
てしまう可能性がある。この範囲よりL1が大きいと、
開口部58から大きくはみ出してしまう。また、封止材
59の熱容量が課題となり加熱作業が適切に行えない場
合があり、その分材料コストも過大となる。
Here, as shown in FIG. 11, when a spherical sealing agent 59 is used, assuming that the diameter of the sealing material 59 is L1 and the diameter of the through hole 76 is L2, L1 is preferably L2.
It is set to 1.1 to 1.3 times. If L1 is smaller than this range, the sealing material 59 may fall into the package 61. If L1 is larger than this range,
It largely protrudes from the opening 58. In addition, the heat capacity of the encapsulant 59 may become a problem, and the heating work may not be performed properly, and the material cost becomes correspondingly large.

【0070】このため、金属被覆部74aは、段差部7
4表面において、溶けた封止材59の溶融金属が、図1
1のAの面及びBの面からはみ出さないように、その被
覆の面積を決定することが好ましい。Aの面から溶融金
属が出てしまうと、圧電振動子51を基板等に実装する
際に困難を生じる。また、Bの面から出てしまうと、パ
ッケージ61内の圧電振動子片53と接触して短絡を生
じる可能性がある。このため、金属被覆部74aは、図
示されているように、開口部58の貫通穴76の周囲
(Cの面)と次の箇所である。つまり、図11において
は、開口部58の周辺部に形成する金属被覆部74a
は、貫通穴76の周囲だけでなく、内周縁部に延長され
た延長部76aを有している。これにより、後述するよ
うにして、封止材59を加熱溶融したときに、溶けた金
属が延長部76a部分に付着して、封止効果を向上させ
ることができる。この場合、延長部76aは、貫通穴7
6の内周縁部にとどめて、穴の反対側まで達しないよう
にすることが好ましい。そのようにすると、封止材59
の溶融工程において、溶けた金属がパッケージ61の内
側に達するおそれがあるからである。したがって、延長
部76aは、貫通穴76の穴の深さの1/3ないし1/
2に設定するのが好ましい。
Therefore, the metal coating portion 74a has the step portion 7a.
The molten metal of the melted sealing material 59 on the surface of FIG.
It is preferable to determine the area of the coating so that it does not protrude from the surface A and the surface B of 1. When the molten metal comes out from the surface A, it becomes difficult to mount the piezoelectric vibrator 51 on a substrate or the like. Further, if it comes out of the surface of B, it may come into contact with the piezoelectric vibrator piece 53 in the package 61 to cause a short circuit. For this reason, as shown in the drawing, the metal-coated portion 74a is the next portion to the periphery (the surface C) of the through hole 76 of the opening 58. That is, in FIG. 11, the metal coating portion 74a formed around the opening 58 is formed.
Has an extension portion 76a extending not only around the through hole 76 but also on the inner peripheral edge portion. Thereby, as will be described later, when the sealing material 59 is heated and melted, the melted metal adheres to the extension portion 76a, and the sealing effect can be improved. In this case, the extension portion 76a has the through hole 7
It is preferable to keep the inner peripheral edge portion of 6 so as not to reach the opposite side of the hole. By doing so, the sealing material 59
This is because the molten metal may reach the inside of the package 61 in the melting step. Therefore, the extension portion 76a is 1/3 to 1/1 of the depth of the through hole 76.
It is preferably set to 2.

【0071】さらに、図12に示されているように、金
属被覆部74aは、貫通穴76に近接した周辺領域にお
いて、その周囲よりも特に被覆厚を厚くした厚膜被覆部
74bを設けるようにすると好ましい。これにより、封
止材59を加熱溶融したときに、特に溶融金属との濡れ
性が向上し、封止効果が向上する。
Further, as shown in FIG. 12, the metal coating portion 74a is provided with a thick film coating portion 74b whose coating thickness is particularly thicker than the surrounding area in the peripheral region near the through hole 76. It is preferable. Thereby, when the sealing material 59 is heated and melted, the wettability with the molten metal is particularly improved, and the sealing effect is improved.

【0072】このようにして、開口部58に適用した封
止材59は、更に、開口部58の周辺に配置された図1
0に示す金属埋め込み部75をヒーター等の先端部で加
熱して、その熱伝導により段差部74が加熱され、更に
封止材59が加熱溶融する。そして、段差部74のメタ
ライズに封止材59が溶融し、同時に穴76が封止され
て第二の真空封止プロセスが完了する。
In this way, the sealing material 59 applied to the opening 58 is further arranged around the opening 58 in FIG.
The metal-embedded portion 75 shown in FIG. 0 is heated by a tip portion such as a heater, and the step portion 74 is heated by the heat conduction, and the sealing material 59 is further heated and melted. Then, the sealing material 59 is melted in the metallization of the step portion 74, and at the same time, the hole 76 is sealed and the second vacuum sealing process is completed.

【0073】この第二の真空封止を行うための真空封止
手段について、図13を参照して詳しく説明する。
The vacuum sealing means for performing the second vacuum sealing will be described in detail with reference to FIG.

【0074】図13において、真空封止手段100は、
熱源101と熱伝導体81と当接治具82とを備える加
熱治具80を有している。熱伝導体81は、熱源101
に接続された熱伝導体であり、この熱伝導体81には、
熱が伝達されるように当接治具82(第1の加熱手段)
が取り付けられている。
In FIG. 13, the vacuum sealing means 100 is
The heating jig 80 includes a heat source 101, a heat conductor 81, and a contact jig 82. The heat conductor 81 is the heat source 101.
Is a heat conductor connected to the heat conductor 81.
Abutting jig 82 (first heating means) so that heat is transferred
Is attached.

【0075】この熱伝導体81と当接治具82により加
熱治具80が構成されている。好ましくは、この当接治
具82は、所定の間隔をおいて、複数個熱伝導部81に
取付けられていてもよい。また、熱伝導部81はそれ自
体を熱源としての電気ヒータ(カーボンヒータ)等で構
成してもよく、また熱源101に接続されていてもよ
い。加熱治具80は、例えば図示しない水平なXY方向
と上下のZ方向に3軸ロボット等の駆動手段により駆動
されるようになっている。
The heat conductor 81 and the contact jig 82 constitute a heating jig 80. Preferably, a plurality of the contact jigs 82 may be attached to the heat conducting portion 81 with a predetermined space. Further, the heat conducting portion 81 may itself be configured by an electric heater (carbon heater) or the like as a heat source, or may be connected to the heat source 101. The heating jig 80 is driven by a driving means such as a triaxial robot in a horizontal XY direction and a vertical Z direction (not shown).

【0076】当接治具82は、図13のように開口部5
8の上に位置したときに、封止材59に当接されるよう
に、中心付近に配置した第1のピン83と、金属被覆部
74aの上面に当接するように、第1のピン83の周囲
に設けた第2のピン84,84を備えている。
As shown in FIG. 13, the contact jig 82 has the opening 5
8, the first pin 83 disposed in the vicinity of the center so as to contact the sealing material 59 and the first pin 83 so as to contact the upper surface of the metal coating portion 74a. The second pins 84, 84 provided around the

【0077】これにより、加熱治具80とパッケージ6
1をともに真空雰囲気内に配置し、加熱治具80が開口
部58に対して位置決めされ、少なくとも当接治具82
部分を下降させて、図示するように、第1のピン83を
封止材59に当接させ、第2のピン84を金属被覆部7
4aに同時に当接させる。この時、図13には示されて
いない金属埋め込み部75も第2のピン84により当接
されるようにしてもよい。
As a result, the heating jig 80 and the package 6
1 are both placed in a vacuum atmosphere, the heating jig 80 is positioned with respect to the opening 58, and at least the contact jig 82.
As shown in the drawing, the first pin 83 is brought into contact with the sealing material 59, and the second pin 84 is attached to the metal-coated portion 7 by lowering the portion.
4a is contacted at the same time. At this time, the metal embedding portion 75 not shown in FIG. 13 may be brought into contact with the second pin 84.

【0078】次いで、電気ヒータ等の熱源101から熱
伝導部81に熱が伝えられ、この熱は当接治具82を介
して、封止材59と金属被覆部74aとに伝えられる。
また、上記したように埋め込み金属部75が設けられて
いる場合には、この埋め込み金属部75にも熱が伝えら
れる。
Next, heat is transferred from the heat source 101 such as an electric heater to the heat conducting section 81, and this heat is transferred to the sealing material 59 and the metal coating section 74a via the contact jig 82.
Further, when the embedded metal portion 75 is provided as described above, heat is also transmitted to the embedded metal portion 75.

【0079】これにより、封止材59に対しては、第1
のピン83からだけでなく、金属被覆部74aと埋め込
み金属部75とから同時に熱が伝えられて、きわめて効
率良く加熱溶融される。そして、溶融金属が図20に示
すように、開口部58の貫通穴76を塞ぐことにより、
真空雰囲気中で、第2の封止加工が行われる。
As a result, with respect to the sealing material 59, the first
Not only from the pin 83, but also from the metal coating portion 74a and the embedded metal portion 75, heat is transferred at the same time, and is heated and melted extremely efficiently. Then, as shown in FIG. 20, the molten metal closes the through hole 76 of the opening 58,
The second sealing process is performed in a vacuum atmosphere.

【0080】尚、図20には、封止後の開口部58の断
面図が示されており、この図では、パッケージ61の裏
面から封止材59が突き出ないように封止材59の直径
が設定されている。
FIG. 20 shows a sectional view of the opening 58 after sealing. In this drawing, the diameter of the sealing material 59 is adjusted so that the sealing material 59 does not protrude from the back surface of the package 61. Is set.

【0081】ここで、真空封止装置の真空引きのプロフ
ァイルと、上述した熱源としてのヒーターの加熱温度の
プロファイルについては、封止材59が完全に溶融する
以前に圧電振動子11のパッケージ内が充分に高い真空
度に到達しているように設定している。
Here, regarding the profile of the vacuuming of the vacuum sealing device and the profile of the heating temperature of the heater as the heat source, the inside of the package of the piezoelectric vibrator 11 before the sealing material 59 is completely melted. It is set to reach a sufficiently high degree of vacuum.

【0082】図14は、第二の真空封止を行うための他
の例を示している。
FIG. 14 shows another example for performing the second vacuum sealing.

【0083】図示されているように、この真空封止手段
110は、真空チャンバー91と、加熱手段93を備え
ている。
As shown, the vacuum sealing means 110 comprises a vacuum chamber 91 and a heating means 93.

【0084】真空チャンバー91内にはパッケージ61
が収容されている。この状態で真空チャンバー91内は
高真空にされている。
A package 61 is provided in the vacuum chamber 91.
Is housed. In this state, the vacuum chamber 91 has a high vacuum.

【0085】この真空チャンバー91の図14に示す一
部の隔壁またはカバー92は、透明になっている。そし
て、このカバー92側に、パッケージ61の開口部58
が対向するように配置収容されている。
A part of the partition wall or cover 92 of the vacuum chamber 91 shown in FIG. 14 is transparent. Then, on the cover 92 side, the opening 58 of the package 61 is formed.
Are arranged and housed so as to face each other.

【0086】これに対して、真空チャンバー91の外部
には、加熱手段93が配置されている。加熱手段93
は、例えば図示しない水平なXY方向と上下のZ方向に
3軸ロボット等の駆動手段により駆動されるようになっ
ている。この加熱手段93は、例えば、駆動源94とこ
の駆動源94に接続されたビームの照射手段95を備え
ている。ビームの照射手段95は、大容量レーザのレー
ザビーム等の高温の光ビームを真空チャンバー91のカ
バー92に対して照射するようになっている。
On the other hand, the heating means 93 is arranged outside the vacuum chamber 91. Heating means 93
Is driven by a driving means such as a three-axis robot in a horizontal XY direction and a vertical Z direction (not shown). The heating means 93 includes, for example, a drive source 94 and a beam irradiation means 95 connected to the drive source 94. The beam irradiating means 95 irradiates the cover 92 of the vacuum chamber 91 with a high temperature light beam such as a laser beam of a large capacity laser.

【0087】これにより、加熱手段93を移動させて、
図14に示すように、真空チャンバー91に対して位置
合わせし、駆動手段94を駆動して、ビームの照射手段
95から例えばレーザ光ビームを照射する。この光ビー
ムは、透明なカバー92を透過して、封止材59に照射
され、これを加熱溶融させる。
As a result, the heating means 93 is moved,
As shown in FIG. 14, alignment is performed with respect to the vacuum chamber 91, the driving means 94 is driven, and, for example, a laser light beam is emitted from the beam emitting means 95. The light beam passes through the transparent cover 92 and is applied to the sealing material 59, which heats and melts the sealing material 59.

【0088】このようにして、封止材59は、加熱溶融
され、溶融金属が図20に示すように、開口部58の貫
通穴76を塞ぐことにより、真空雰囲気中で、第2の封
止加工が行われる。
In this way, the sealing material 59 is heated and melted, and the molten metal closes the through hole 76 of the opening 58 as shown in FIG. Processing is performed.

【0089】したがって、封止材59は、金属被覆部7
4aや金属埋め込み部75を加熱することなく、この封
止材59だけを加熱することにより、溶融されるように
してもよい。
Therefore, the sealing material 59 is the metal coating 7
It is also possible to melt only by heating the sealing material 59 without heating the 4a and the metal-embedded portion 75.

【0090】図15は、上述した第二の真空封止を行う
ための真空封止手段120を示している。
FIG. 15 shows a vacuum sealing means 120 for performing the above-mentioned second vacuum sealing.

【0091】この真空封止手段120に関して図13に
て説明した真空封止手段100と同一の符号を付した箇
所は同様の構成であり、重複する説明は省略し、相違点
を中心に説明する。真空封止手段120は、図13の真
空封止手段100と比べると、パッケージ61の例えば
リッド56に接触するように配置された第2の加熱手段
121と、熱源101及びこの第2の加熱手段121に
接続された加熱制御手段102とを備える点で異なる。
この第2の加熱手段121は、例えばそれ自体熱源とし
てカーボンヒータ等のヒータブロックで構成されていて
もよく、その場合には、図15の熱源101と熱伝導部
81は同じものとなる。
With respect to the vacuum sealing means 120, the same reference numerals as those in the vacuum sealing means 100 described with reference to FIG. 13 have the same structure, and the overlapping description will be omitted and the different points will be mainly described. . The vacuum sealing means 120 is different from the vacuum sealing means 100 of FIG. 13 in that the second heating means 121, the heat source 101, and the second heating means 121 arranged so as to contact the lid 56 of the package 61, for example. The difference is that it includes a heating control means 102 connected to 121.
The second heating means 121 may itself be composed of a heater block such as a carbon heater as a heat source. In that case, the heat source 101 and the heat conducting portion 81 in FIG. 15 are the same.

【0092】このような真空封止手段120を用いる
と、パッケージ61を封止材59の融点以下に加熱し
て、第二の真空封止を行うことができる。
By using such a vacuum sealing means 120, the package 61 can be heated to a temperature below the melting point of the sealing material 59 to perform the second vacuum sealing.

【0093】具体的には、図16及び図17に示すよう
に加熱して、真空封止が行われる。先ず、図15に示さ
れている状態と異なり、当接治具82は、封止材59の
上方に保持されていて、当接治具82の各当接ピン8
3,84は封止材59に接触しない状態とされている。
そして、加熱制御手段102は、第2の加熱手段121
を駆動して、パッケージ61を加熱する。この熱はパッ
ケージ61に接触している封止材59に伝えられ、この
封止材59が図17に示すように、例えば摂氏200度
程度になるまで昇温させる。この場合、封止材59の温
度を計測して、加熱制御手段102に与えるようにして
もよいし、加熱制御手段は、予め実験したデータを保持
していて、加熱時間と昇温スピードから封止材59の温
度を知るようにしてもよい。そして、上記パッケージ6
1の加熱時間は、後述する封止材91の加熱溶融に先立
って、5分ないし10分程度が好ましい。この時間設定
によれば、リッド56の封止剤57や接着剤55から発
生する有害なアウトガスを真空引きしてしまうことがで
きる。尚、図18には、この時の真空引きのプロファイ
ルを示している。
Specifically, as shown in FIGS. 16 and 17, heating is performed to perform vacuum sealing. First, unlike the state shown in FIG. 15, the contact jig 82 is held above the sealing material 59 and each contact pin 8 of the contact jig 82 is held.
3, 84 are not in contact with the sealing material 59.
Then, the heating control means 102 uses the second heating means 121.
To heat the package 61. This heat is transmitted to the sealing material 59 which is in contact with the package 61, and the sealing material 59 is heated up to, for example, about 200 degrees Celsius as shown in FIG. In this case, the temperature of the sealing material 59 may be measured and supplied to the heating control means 102, or the heating control means may hold preliminarily tested data and seal it from the heating time and the heating rate. The temperature of the stopper 59 may be known. And the above package 6
The heating time of 1 is preferably about 5 minutes to 10 minutes prior to the heating and melting of the sealing material 91 described later. According to this time setting, harmful outgas generated from the sealant 57 and the adhesive 55 of the lid 56 can be evacuated. Note that FIG. 18 shows a vacuum drawing profile at this time.

【0094】一方、加熱制御手段102は、熱源101
に指示を出して、熱伝導部(ヒータ)81を加熱駆動
し、この熱が当接治具82に伝わって、当接治具82
(第1の加熱手段)の温度が例えば摂氏320度程度に
なるまで、昇温させる(図16参照)。
On the other hand, the heating control means 102 is the heat source 101.
To heat the heat conducting portion (heater) 81, and this heat is transmitted to the contact jig 82,
The temperature of the (first heating means) is raised until the temperature reaches, for example, about 320 degrees Celsius (see FIG. 16).

【0095】そして、上記したように、封止材59が例
えば摂氏200度程度で、当接治具82が、例えば摂氏
320度となったときに、図示しない駆動手段を駆動さ
せて、当接治具82を下降させ、図15に示す状態とす
る。
Then, as described above, when the sealing material 59 is, for example, about 200 degrees Celsius and the contact jig 82 is, for example, 320 degrees Celsius, the driving means (not shown) is driven to contact. The jig 82 is lowered to the state shown in FIG.

【0096】すなわち、当接治具82の第1のピン83
は、封止部材59の中央付近に当接し、第2のピン8
4,84は、金属被覆部74a及び/又は埋め込み金属
部に当接して、図17(a)の符号Aに示すように、封
止材59の温度を急激に上昇させ、封止材59の融点以
上の温度にする。この温度上昇に要する時間は短いほど
よく、好ましくは、10秒以下、さらに好ましくは、3
ないし5秒以下で、1.5秒とした時に最もよい結果が
得られた。
That is, the first pin 83 of the contact jig 82.
Comes into contact with the vicinity of the center of the sealing member 59, and the second pin 8
4 and 84 abut on the metal coating portion 74a and / or the embedded metal portion to rapidly raise the temperature of the sealing material 59 as shown by the symbol A in FIG. Bring to a temperature above the melting point. The shorter the time required to raise the temperature, the better, preferably 10 seconds or less, more preferably 3 seconds.
The best result was obtained when the time was 1.5 seconds or less and 1.5 seconds or less.

【0097】特にこの封止材59の温度上昇に関して
は、図17(a)の符号Aで示した箇所を、図17
(b)に拡大して示している。この図によると、温度の
立ち上がり部分A1に関しては、温度変化は急峻であ
り、立ち下がりA2では、温度変化はややゆるやかにな
っている。
Particularly, regarding the temperature rise of the sealing material 59, the portion indicated by the symbol A in FIG.
The enlarged view is shown in FIG. According to this figure, the temperature change is steep at the rising portion A1 of the temperature, and the temperature change is slightly gradual at the falling portion A2.

【0098】この場合、パッケージ61の温度を封止材
59の融点より低い温度にするために、例えば封止材と
してAu−Sn半田合金を用いた場合に、封止材59の
温度を上述のように摂氏約200度まで昇温させてい
る。しかしながら、封止材59の材質によっては、より
融点が高い場合には、もっと高い温度とし、融点が低い
場合にはもっと低い温度としてもよい。しかしながら、
パッケージ61の温度を摂氏240度以上とすると、リ
ッド56の封止剤57や接着剤55等が溶けて、有害な
ガスが発生する場合があり、好ましくない。
In this case, in order to make the temperature of the package 61 lower than the melting point of the encapsulating material 59, for example, when Au—Sn solder alloy is used as the encapsulating material, the temperature of the encapsulating material 59 is as described above. The temperature is raised to about 200 degrees Celsius. However, depending on the material of the sealing material 59, a higher temperature may be used when the melting point is higher, and a lower temperature may be used when the melting point is lower. However,
If the temperature of the package 61 is 240 degrees Celsius or higher, the sealing agent 57, the adhesive 55, etc. of the lid 56 may be melted and harmful gas may be generated, which is not preferable.

【0099】このように、図15に示す真空封止手段1
20により、パッケージ61を封止材59の融点以下に
予め加熱してから、封止材59と溶融すると、封止材5
9が開口部58の周辺へ溶融して流れやすくなる。これ
により、パッケージ61の安定した真空封止が可能とな
る。
Thus, the vacuum sealing means 1 shown in FIG.
When the package 61 is preheated to a temperature equal to or lower than the melting point of the encapsulating material 59 by 20 and melted with the encapsulating material 59,
9 melts to the periphery of the opening 58 and becomes easy to flow. This enables stable vacuum sealing of the package 61.

【0100】さらに、図17のように、パッケージ61
を封止材59の融点以下に予め加熱してから、封止材5
9を融点以上に急激に加熱することにより、封止材59
は瞬時に加熱溶融して、パッケージ61内の高い真空度
を実現できる。尚、この封止材59の加熱時間が上述よ
り長く、例えば1分以上かかると、リッド56の封止剤
57や接着剤55等が溶けて、有害なガスが発生する場
合があり、好ましくない。このため、加熱時間は短いほ
どよく、封止材59の溶融に要する時間を考慮すると、
上述の範囲となることが本発明者等により確認されてい
る。
Further, as shown in FIG. 17, the package 61
Is heated to a temperature not higher than the melting point of the sealing material 59 in advance, and then the sealing material 5
By rapidly heating 9 above its melting point, the sealing material 59
Can be instantly heated and melted to realize a high degree of vacuum in the package 61. If the heating time of the sealing material 59 is longer than that described above, for example, if it takes 1 minute or more, the sealing agent 57 of the lid 56, the adhesive agent 55 and the like may be melted to generate harmful gas, which is not preferable. . Therefore, the shorter the heating time, the better. Considering the time required for melting the sealing material 59,
It has been confirmed by the present inventors that the above range is achieved.

【0101】図19は、上述した第二の真空封止を行う
ためのさらに他の手段としての真空封止手段130を示
している。
FIG. 19 shows a vacuum sealing means 130 as still another means for performing the above-mentioned second vacuum sealing.

【0102】この真空封止手段130に関して、図14
にて説明した真空封止手段110と同一の符号を付した
箇所は同様の構成であり、重複する説明は省略し、相違
点を中心に説明する。真空封止手段130は、図14の
真空封止手段110と比べると、パッケージ61の例え
ばリッド56に接触するように配置された第2の加熱手
段121と、駆動源94及びこの第2の加熱手段121
に接続された加熱制御手段102とを備える点で異な
る。
Regarding this vacuum sealing means 130, FIG.
The parts denoted by the same reference numerals as those of the vacuum sealing means 110 described in 1) have the same configuration, and the overlapping description will be omitted, and the different points will be mainly described. The vacuum sealing means 130 is different from the vacuum sealing means 110 of FIG. 14 in that the second heating means 121, which is arranged so as to contact the lid 56 of the package 61, the driving source 94 and the second heating means 121. Means 121
The difference is that the heating control means 102 is connected to.

【0103】したがって、この真空封止手段130によ
れば、図14で説明した真空封止手段110の作用効果
に加えて、封止材59が開口部58の周辺へ溶融して流
れやすくなり、これにより、パッケージ61の安定した
真空封止が可能となるという作用効果を発揮する。
Therefore, according to the vacuum sealing means 130, in addition to the effect of the vacuum sealing means 110 described in FIG. 14, the sealing material 59 is easily melted and flows around the opening 58, As a result, the function and effect of enabling stable vacuum sealing of the package 61 is exhibited.

【0104】尚、金属埋め込み部75の形状や配置は上
述の実施形態に限定されず、その形状や配置はベース6
5の強度を損なうことがない範囲で自由に設定可能であ
る。また、上述したように、金属被覆部74aと金属埋
め込み部75は、必ずしも両方設ける必要はない。どち
らか一方設けてもよい。
The shape and arrangement of the metal-embedded portion 75 are not limited to those in the above embodiment, and the shape and arrangement thereof are not limited to those of the base 6.
It can be freely set within the range in which the strength of No. 5 is not impaired. Further, as described above, it is not always necessary to provide both the metal coating portion 74a and the metal embedding portion 75. Either one may be provided.

【0105】更に、開口部のメタライズあるいは金属埋
め込み部75と電気的に接続された電極パターンをパッ
ケージ61の側面等に延長して配線してもよい。
Further, the metallization of the opening or the electrode pattern electrically connected to the metal-embedded portion 75 may be extended to the side surface of the package 61 or the like for wiring.

【0106】(第6の実施形態)図21は、本発明の第
6の実施形態にかかる圧電振動子95であり、この圧電
振動子95の第5の実施形態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する。圧電振動子9
5では、図7に示す金属製のリッド56の変わりにセラ
ミックのリッド96を用いている点が第5の実施形態と
異なっている。したがって、第6の実施形態にかかる圧
電振動子95も第5の実施形態と同一の作用効果を奏す
ることができる。
(Sixth Embodiment) FIG. 21 shows a piezoelectric vibrator 95 according to a sixth embodiment of the present invention. The structure of the piezoelectric vibrator 95 common to the fifth embodiment is the same. The reference numerals are given and the duplicated description is omitted. Piezoelectric vibrator 9
5 is different from the fifth embodiment in that a ceramic lid 96 is used instead of the metal lid 56 shown in FIG. Therefore, the piezoelectric vibrator 95 according to the sixth embodiment can also achieve the same effect as that of the fifth embodiment.

【0107】(第7の実施形態)図22は、本発明の第
7実施形態にかかる圧電振動子97でありこの圧電振動
子97の第5の実施形態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する。この圧電振動子9
7では、開口部99が図21で示したリッド96に形成
された点が第6の実施形態と異なっている。したがっ
て、第7の実施形態にかかる圧電振動子97も第5及び
第6の実施形態と同一の作用効果を奏することができ
る。
(Seventh Embodiment) FIG. 22 shows a piezoelectric vibrator 97 according to a seventh embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the same constituents as those of the piezoelectric vibrator 97 of the fifth embodiment. A duplicate description will be omitted. This piezoelectric vibrator 9
7 is different from the sixth embodiment in that the opening 99 is formed in the lid 96 shown in FIG. Therefore, the piezoelectric vibrator 97 according to the seventh embodiment can also achieve the same effects as those of the fifth and sixth embodiments.

【0108】本発明は上述の各実施形態に限定されず、
その構成部品の組み合わせは自由である。
The present invention is not limited to the above embodiments,
The components can be combined freely.

【0109】更に、封止剤57については、その成分は
Au−Sn系、Sn系、Pb−Sn系、Agロウ系等の
金属材料や、有機系の接着剤等でよい。又、封止剤57
の形態は、クラッドされたものやプリフォームされたも
のでもよい。
Further, the component of the sealing agent 57 may be a metal material such as Au—Sn system, Sn system, Pb—Sn system, Ag braze system, or an organic adhesive. Also, the sealant 57
The form may be clad or preformed.

【0110】以上のような構成によれば、第一の封止工
程と周波数調整工程及び第二の封止工程は、レーザー装
置等での共通加工することも可能であり、同一装置によ
る一貫加工が行える。
According to the above configuration, the first sealing step, the frequency adjusting step and the second sealing step can be commonly processed in a laser device or the like. Can be done.

【0111】又、加工するセラミックのベース65やリ
ッド56の形態は単品、あるいは複数個が並んだプレー
ト形態のどちらでもよい。
The ceramic base 65 and the lid 56 to be processed may be in the form of a single piece or a plate in which a plurality of pieces are arranged.

【0112】又、パッケージに発振回路等を有するIC
チップと水晶振動子を内蔵した水晶発振器や、リアルタ
イムクロックオシレータ等にも本構造は適用可能であ
る。
Further, an IC having an oscillation circuit or the like in the package
This structure can be applied to a crystal oscillator with a built-in chip and crystal oscillator, a real-time clock oscillator, and the like.

【0113】以上、セラミック及び金属といった高品質
ガラスに比較して安価な構成部品を用いることにより、
横5mm、幅2mm、厚み0.8mmという小型薄型の
水晶振動子が安価に得られる。
As described above, by using inexpensive components as compared with high quality glass such as ceramics and metals,
A small and thin crystal resonator having a width of 5 mm, a width of 2 mm and a thickness of 0.8 mm can be obtained at low cost.

【0114】[0114]

【発明の効果】請求項1、2、4、7記載の発明によれ
ば、圧電振動子をパッケージに設けられた開口部から、
周波数調整手段により周波数調整することにより、真空
封止されたパッケージを構成するベース及びリッドを安
価な材料で構成でき、表面実装タイプの水晶振動子を安
価に提供できるという効果を有する。
According to the invention described in claims 1, 2, 4, and 7, the piezoelectric vibrator is provided from the opening provided in the package,
By adjusting the frequency with the frequency adjusting means, the base and the lid constituting the vacuum-sealed package can be made of an inexpensive material, and the surface mount type crystal resonator can be provided at a low cost.

【0115】請求項3記載の発明によれば、音叉型振動
子片の少なくとも1つの振動腕の一部を用いて周波数調
整することにより、安定した周波数調整が可能となる。
According to the third aspect of the invention, stable frequency adjustment can be performed by adjusting the frequency by using a part of at least one vibrating arm of the tuning fork type vibrator element.

【0116】請求項6記載の発明によれば、音叉型の圧
電振動子片を使用した場合に、二つの振動腕をバランス
よく周波数調整することができる。
According to the sixth aspect of the invention, when the tuning fork type piezoelectric vibrator element is used, it is possible to adjust the frequencies of the two vibrating arms in a well-balanced manner.

【0117】このように、これらの発明では、周波数調
整用の開口部を小さくすることができ、開口部を封止す
ることによる水晶振動子片への影響を発生させないよう
にすることが可能である。そして、このように微小範囲
での周波数調整を行うことにより、より安定した特性を
有する小型薄型の圧電振動子を提供できるという効果を
有する。
As described above, in these inventions, the opening for frequency adjustment can be made small, and it is possible to prevent the crystal resonator element from being affected by sealing the opening. is there. Then, by performing frequency adjustment in such a minute range, it is possible to provide a small and thin piezoelectric vibrator having more stable characteristics.

【0118】請求項5、8記載の発明によれば、圧電振
動子片が内蔵され真空で封止される気密領域が単一層か
らなるベース及びリッドから形成されていることによ
り、その気密性は非常に高いものとなり、高品質の圧電
振動子を安価に提供できるという効果を有する。
According to the fifth and eighth aspects of the invention, since the airtight region in which the piezoelectric vibrator piece is built and sealed in a vacuum is formed by the base and the lid made of a single layer, the airtightness is improved. This is extremely expensive and has an effect that a high-quality piezoelectric vibrator can be provided at low cost.

【0119】請求項7記載の発明によれば、第一の封止
工程と周波数調整工程及び第二の真空封止工程が、光ビ
ームによる加工により行えるので、同一装置による一貫
加工が可能となり製造コストを安価にすることができる
という効果を有する。
According to the invention described in claim 7, since the first sealing step, the frequency adjusting step and the second vacuum sealing step can be performed by processing with a light beam, integrated processing can be performed by the same apparatus. It has an effect that the cost can be reduced.

【0120】請求項10、13記載の発明によれば、圧
電振動子をパッケージに内蔵した圧電振動子において、
メタライズされた金属をパッケージに設けられた開口部
周辺に配置することにより、封止時の熱を効率良く封止
部に伝導することが可能となり、非常に高い真空度を達
成することができるという効果を有する。これにより内
蔵された圧電振動子片が安定して振動し高品質の圧電振
動子が得られる。
According to the tenth and thirteenth aspects of the invention, in the piezoelectric vibrator in which the piezoelectric vibrator is built in the package,
By arranging the metallized metal around the opening provided in the package, the heat at the time of sealing can be efficiently conducted to the sealing portion, and a very high degree of vacuum can be achieved. Have an effect. As a result, the built-in piezoelectric vibrator piece stably vibrates, and a high-quality piezoelectric vibrator is obtained.

【0121】請求項9、11、13記載の発明によれ
ば、周波数の調整工程と、真空封止工程とを同じレーザ
光や電子ビームの照射手段を用いて、精密に行うことが
できる。
According to the ninth, eleventh and thirteenth aspects of the present invention, the frequency adjusting step and the vacuum sealing step can be precisely performed by using the same laser beam or electron beam irradiation means.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1の実施形態の圧電振動子の構造
を示す図であり、(a)は圧電振動子の概略平面図、
(b)は圧電振動子の概略側断面図。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a piezoelectric vibrator according to a first embodiment of the present invention, (a) is a schematic plan view of the piezoelectric vibrator,
FIG. 3B is a schematic side sectional view of the piezoelectric vibrator.

【図2】 図1の圧電振動子の周波数調整工程を示す概
略図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a frequency adjustment process of the piezoelectric vibrator of FIG.

【図3】 図1の圧電振動子の概略裏面図。FIG. 3 is a schematic rear view of the piezoelectric vibrator of FIG.

【図4】 本発明の第2の実施形態の圧電振動子を示す
概略正面断面図。
FIG. 4 is a schematic front cross-sectional view showing a piezoelectric vibrator according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第3の実施形態の圧電振動子を示す
概略正面断面図。
FIG. 5 is a schematic front sectional view showing a piezoelectric vibrator according to a third embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第4の実施形態の圧電振動子を示す
概略裏面図。
FIG. 6 is a schematic rear view showing a piezoelectric vibrator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第5の実施形態の圧電振動子の構造
を示す図であり、(a)は圧電振動子の概略平面図、
(b)は圧電振動子の概略正面断面図。
FIG. 7 is a diagram showing a structure of a piezoelectric vibrator according to a fifth embodiment of the present invention, (a) is a schematic plan view of the piezoelectric vibrator,
(B) is a schematic front sectional view of the piezoelectric vibrator.

【図8】 図7の圧電振動子の周波数調整工程を示す概
略図。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a frequency adjustment process of the piezoelectric vibrator of FIG.

【図9】 図7の圧電振動子の概略裏面図。9 is a schematic rear view of the piezoelectric vibrator shown in FIG.

【図10】 (a)は図7の圧電振動子の裏面における
開口部周辺を示す図、(b)は、図7の圧電振動子の概
略正面断面図。
10A is a view showing the periphery of an opening on the back surface of the piezoelectric vibrator of FIG. 7, and FIG. 10B is a schematic front sectional view of the piezoelectric vibrator of FIG.

【図11】 図7の圧電振動子の開口部の側面から見た
概略拡大図。
11 is a schematic enlarged view of the piezoelectric vibrator of FIG. 7 as seen from the side surface of the opening.

【図12】 図7の圧電振動子の開口部の変形例を側面
から見た概略拡大図。
FIG. 12 is a schematic enlarged view of a modified example of the opening of the piezoelectric vibrator of FIG. 7 viewed from the side.

【図13】 図7の圧電振動子の第二の封止工程の一例
を示す説明図。
13 is an explanatory diagram showing an example of a second sealing step of the piezoelectric vibrator of FIG.

【図14】 図7の圧電振動子の第二の封止工程の他の
例を示す説明図。
FIG. 14 is an explanatory view showing another example of the second sealing step of the piezoelectric vibrator of FIG.

【図15】 図7の圧電振動子の第二の封止工程のさら
に異なる例を示す説明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing still another example of the second sealing step of the piezoelectric vibrator of FIG. 7.

【図16】 図15の第二の封止工程の第1の加熱手段
の昇温状態を示す図。
16 is a diagram showing a temperature rising state of the first heating means in the second sealing step of FIG.

【図17】 図15の第二の封止工程の第2の加熱手段
の昇温状態を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing a temperature rising state of the second heating means in the second sealing step of FIG. 15.

【図18】 図15の第二の封止工程の真空引きのプロ
ファイルを示す図。
FIG. 18 is a diagram showing a profile of vacuum evacuation in the second sealing step of FIG. 15.

【図19】 図7の圧電振動子の第二の封止工程のさら
に異なる例を示す説明図。
FIG. 19 is an explanatory view showing a further different example of the second sealing step of the piezoelectric vibrator of FIG. 7.

【図20】 図7の圧電振動子の開口部の封止状態を示
す概略正面断面図。
20 is a schematic front cross-sectional view showing a sealed state of the opening of the piezoelectric vibrator of FIG.

【図21】 本発明の第6の実施形態の圧電振動子を示
す概略正面断面図。
FIG. 21 is a schematic front sectional view showing a piezoelectric vibrator according to a sixth embodiment of the present invention.

【図22】 本発明の第7の実施形態の圧電振動子を示
す概略正面断面図。
FIG. 22 is a schematic front sectional view showing a piezoelectric vibrator according to a seventh embodiment of the present invention.

【図23】 従来の圧電振動子の構造図であり、(a)
はその平面図、(b)はその概略側断面図。
FIG. 23 is a structural diagram of a conventional piezoelectric vibrator, (a)
Is a plan view thereof, and (b) is a schematic side sectional view thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,65 ベース 2a,2b,52a,52b 電極部 3,53 水晶振動子片 54a、54b 電極部 5,55 接着剤 6,56 リッド 7,57 封止剤 8,45,58 開口部 11,51 圧電振動子 12,52 単一層部 13,63 周波数調整手段(レーザー装置あるいは
電子ビーム装置) 59 封止材 73 貫通穴 74 段差部 74a 金属被覆部(メタライズ部) 76 貫通穴 80 加熱治具 82 当接治具 91 真空チャンバー 93 加熱手段 201 水晶振動子片 202 ベース 203 リッド
1,65 Bases 2a, 2b, 52a, 52b Electrode parts 3,53 Crystal resonator pieces 54a, 54b Electrode parts 5,55 Adhesives 6,56 Lids 7,57 Sealants 8,45,58 Openings 11,51 Piezoelectric vibrator 12,52 Single layer portion 13,63 Frequency adjusting means (laser device or electron beam device) 59 Sealing material 73 Through hole 74 Stepped portion 74a Metal coating portion (metallized portion) 76 Through hole 80 Heating jig 82 Bonding jig 91 Vacuum chamber 93 Heating means 201 Crystal oscillator piece 202 Base 203 Lid

フロントページの続き (72)発明者 棚谷 英雄 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 Fターム(参考) 5J108 AA02 BB02 CC06 EE03 EE07 EE18 GG03 GG09 GG15 GG16 GG20 KK04 KK06 MM02 NA03 NB05 Continued front page    (72) Inventor Hideo Tanaya             Seiko, 3-3-3 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture             -In Epson Corporation F term (reference) 5J108 AA02 BB02 CC06 EE03 EE07                       EE18 GG03 GG09 GG15 GG16                       GG20 KK04 KK06 MM02 NA03                       NB05

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電振動子片をパッケージに内蔵した圧
電振動子において、前記圧電振動子片がパッケージに設
けられた開口部から、周波数調整手段により周波数調整
されてなることを特徴とする圧電振動子。
1. A piezoelectric vibrator having a piezoelectric vibrator piece built in a package, wherein the piezoelectric vibrator piece is frequency-adjusted by a frequency adjusting means from an opening provided in the package. Child.
【請求項2】 圧電振動子片をパッケージに内蔵した圧
電振動子において、前記圧電振動子片は2つの振動腕を
有する音叉型の圧電振動子片であり、前記2つの振動片
の少なくとも1つの振動腕の一部が、周波数調整手段に
より周波数調整されてなることを特徴とする圧電振動
子。
2. A piezoelectric vibrator having a piezoelectric vibrator piece built in a package, wherein the piezoelectric vibrator piece is a tuning fork type piezoelectric vibrator piece having two vibrating arms, and at least one of the two vibrating pieces is used. A piezoelectric vibrator, wherein a part of the vibrating arm is frequency-adjusted by a frequency adjusting means.
【請求項3】 前記圧電振動子片が音叉型の水晶振動子
片であることを特徴とする請求項1記載の圧電振動子。
3. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the piezoelectric vibrator piece is a tuning fork type crystal vibrator piece.
【請求項4】 周波数調整手段がレーザー光または電子
ビームによるトリミング加工手段であることを特徴とす
る請求項1又は2記載の圧電振動子。
4. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the frequency adjusting means is a trimming processing means using a laser beam or an electron beam.
【請求項5】 前記圧電振動子片を単一層からなるベー
スの電極部にマウントし、単一層からなる蓋で封止して
なることを特徴とする請求項1又は2記載の圧電振動
子。
5. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein the piezoelectric vibrator piece is mounted on an electrode portion of a base made of a single layer and sealed with a lid made of a single layer.
【請求項6】 前記パッケージに設けられた開口部は、
内部に収容された音叉型圧電振動腕の外形を越えない大
きさであり、かつこの音叉型圧電振動腕の有する2つの
振動腕の両方の少なくとも各一部領域を露出させるよう
に形成されていることを特徴とする請求項2ないし5の
いずれかに記載の圧電振動子。
6. The opening provided in the package,
The size is such that it does not exceed the outer shape of the tuning fork type piezoelectric vibrating arm housed inside, and is formed so as to expose at least part of each of both vibrating arms of the tuning fork type piezoelectric vibrating arm. The piezoelectric vibrator according to any one of claims 2 to 5, wherein
【請求項7】 圧電振動子片をベースにマウントする工
程と、 前記ベースとリッド(蓋)を位置決めし封止する工程
と、 前記ベース又は蓋に設けられた開口部を用いて、前記圧
電振動子片の一部をレーザー光または電子ビームにより
周波数調整する工程と、 前記開口部を真空雰囲気中で真空封止する工程とを有す
ることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
7. A method of mounting a piezoelectric vibrator piece on a base, a step of positioning and sealing the base and a lid (lid), and the piezoelectric vibration using an opening provided in the base or the lid. A method of manufacturing a piezoelectric vibrator, comprising: a step of frequency-adjusting a part of a child piece by a laser beam or an electron beam; and a step of vacuum-sealing the opening in a vacuum atmosphere.
【請求項8】 前記圧電振動子が内蔵され真空で封止さ
れる気密領域が、前記ベース及び前記蓋の単一層からな
ることを特徴とする請求項7記載の圧電振動子の製造方
法。
8. The method of manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 7, wherein the hermetically sealed region in which the piezoelectric vibrator is contained and sealed in a vacuum is composed of a single layer of the base and the lid.
【請求項9】 圧電振動子片をベースにマウントする工
程と、 前記ベースとリッドを位置決めし封止する工程と、 前記ベースあるいは前記リッドに設けられた開口部を用
いて、前記圧電振動子片の一部をレーザー光あるいは電
子ビームにより周波数調整する工程と、 前記開口部に封止材をセットする工程と、 真空雰囲気中で前記封止材を加熱し真空封止する工程と
を有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
9. A piezoelectric vibrator piece using a step of mounting a piezoelectric vibrator piece on a base, a step of positioning and sealing the base and the lid, and using an opening provided in the base or the lid. A step of adjusting the frequency of a part of the sealing material with a laser beam or an electron beam, a step of setting a sealing material in the opening, and a step of heating the sealing material in a vacuum atmosphere and vacuum sealing. A method for manufacturing a characteristic piezoelectric vibrator.
【請求項10】 前記封止材のセット後に真空雰囲気中
で前記開口部周辺を加熱し真空封止する工程を含んでい
ることを特徴とする請求項9記載の圧電振動子の製造方
法。
10. The method of manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 9, further comprising the step of heating the periphery of the opening in a vacuum atmosphere and sealing the vacuum in a vacuum atmosphere after setting the sealing material.
【請求項11】 前記封止材の加熱工程は、前記圧電振
動子片を含むパッケージを真空チャンバー内に収容し、
真空チャンバーの外部からレーザー光または高温の光ビ
ームを前記封止材に照射して加熱溶融することを特徴と
する請求項9に記載の圧電振動子の製造方法。
11. The step of heating the encapsulant includes housing a package including the piezoelectric vibrator piece in a vacuum chamber,
10. The method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 9, wherein the sealing material is heated and melted by irradiating the sealing material with a laser beam or a high-temperature light beam from the outside of the vacuum chamber.
【請求項12】 前記封止材の加熱工程は、前記圧電振
動子片を含むパッケージを真空チャンバー内に収容し、
前記封止材と前記開口部周辺に対して、加熱治具を当接
させて加熱溶融することを特徴とする請求項10に記載
の圧電振動子の製造方法。
12. The heating step of the encapsulant, the package including the piezoelectric vibrator piece is housed in a vacuum chamber,
The method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to claim 10, wherein a heating jig is brought into contact with the sealing material and the periphery of the opening to heat and melt the piezoelectric material.
【請求項13】 前記封止材を加熱して真空封止する際
に、真空雰囲気中で、前記リッド又はベースを加熱する
工程を含んでいることを特徴とする請求項9又は10の
いずれかに記載の圧電振動子の製造方法。
13. The method according to claim 9, further comprising heating the lid or the base in a vacuum atmosphere when the sealing material is heated and vacuum-sealed. A method for manufacturing a piezoelectric vibrator according to item 1.
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JP2009182924A (en) * 2008-02-01 2009-08-13 Epson Toyocom Corp Piezoelectric device and method of manufacturing the same
JP2011166307A (en) * 2010-02-05 2011-08-25 Seiko Instruments Inc Method of manufacturing package, and method of manufacturing piezoelectric vibrator

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