JP2004119625A - 電子部品用蓋体とその製造方法、ならびに圧電デバイスと圧電デバイスを利用した携帯電話装置および圧電デバイスを利用した電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】外部からの衝撃に強い構造の電子部品用蓋体とその製造方法、ならびに、このような蓋体を利用することにより、外部からの衝撃によっても容易に性能に支障を来すことがない圧電デバイス、このような圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器を提供すること。
【解決手段】電子部品の所定の開口部を塞ぐために、電子部品に固定される電子部品用蓋体７０であって、前記蓋体が透明な合成樹脂材料７２とガラス材料７１を積層して一体とした構成を備える。
【選択図】 図７
【解決手段】電子部品の所定の開口部を塞ぐために、電子部品に固定される電子部品用蓋体７０であって、前記蓋体が透明な合成樹脂材料７２とガラス材料７１を積層して一体とした構成を備える。
【選択図】 図７
Description
【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収容した圧電デバイス等の電子部品の開口部に取付けられる蓋体及びその製造方法と、この蓋体を用いた圧電デバイス、ならびに、圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器に関する。
【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、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
図１２は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略断面図である。
図において、圧電デバイス１は、パッケージ２の内部に、圧電振動片３を収容している。この圧電振動片３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３は、パッケージ２の内側底部に形成された電極部６に対して、導電性接着剤６ａを用いて、その基部３ａが接合されている。
【０００３】
パッケージ２は、セラミックグリーンシートを金型で枠状に抜き、内側に内部空間を形成するために複数枚積層した後、焼結して形成されている。パッケージ２の内部空間Ｓ１には、上述した圧電振動片３が収容され、収容後に、パッケージ２の開口部５は蓋体４により塞がれている。
この蓋体４は、具体的には、パッケージ２の開口部５に隣接したパッケージ２の上端に、ロウ材４ａを適用し、このロウ材４ａにより接合されている。
これにより、圧電振動片３を収容した内部空間Ｓ１は、蓋体４によって、気密に封止されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構造の圧電デバイス１では、蓋体４がパッケージ２を構成する材料と線膨張係数の近いセラミックで形成したり、蓋体４の封止後に、圧電振動片３にレーザ光を当てて、圧電振動片３の電極部を一部蒸散させることで行う周波数調整に対応できるように、レーザ光を透過するガラスで形成されることがある。
【０００５】
この場合、パッケージ２の上面に蓋体４が露出することになるが、このような構造であると、外部から加えられる衝撃で、蓋体４が破損するおそれがある。そして、蓋体４が破損すると、製品の外観を損なうだけでなく、損傷が大きいと気密性が損なわれ、所定の発振性能を得られない場合がある。
【０００６】
そこで、図１３のような構成も考えられる。
図１３は、パッケージの形態を工夫することで、蓋体の損傷をできるだけ防止しようとする圧電デバイスの構造の一例であり、図１２と同一の符号を付した箇所は、図１２の圧電デバイス１と同じ構成である。
【０００７】
図１３において、圧電デバイス１０のパッケージ２は、枠部７を備えている。つまり、パッケージ２の開口部５の外側に上向き段部５ａを備え、その外側に低い壁状の内周を備える枠部７が形成されている。
この上向き段部５ａにロウ材４ａを適用して、蓋体４を接合する構造とされている。
したがって、圧電デバイス１０においては、蓋体４が、枠部７に囲まれることから、外部から衝撃を受けやすい蓋体４の側面が枠部７により保護されることになり、従来の圧電デバイス１よりも蓋体４が損傷しにくい。
【０００８】
しかしながら、広い面積を示す蓋体４の上面４ｂが外部に晒されたままであり、この部分に衝撃を受けると、依然として損傷しやすい。また、パッケージ２が枠部７を備える分、サイズが大きくなり、圧電デバイスの小型化に不利であるという欠点が付加される。このため、パッケージの大型化を許容するにしても得られる利点が少ないという問題がある。
【０００９】
本発明は、外部からの衝撃に強い構造の電子部品用蓋体とその製造方法、ならびに、このような蓋体を利用することにより、外部からの衝撃によっても容易に性能に支障を来すことがない圧電デバイス、このような圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第１の発明によれば、電子部品の所定の開口部を塞ぐために、電子部品に固定される電子部品用蓋体であって、前記蓋体が透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層して一体とした電子部品用蓋体により、達成される。
上記構成によれば、透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層することにより、板状の蓋体の強度が向上し、外部から衝撃を受けた場合に容易に破損しない構造とすることができる。特に、電子部品の開口部を塞ぐ蓋体にこのような構造を採用することで、当該電子部品の密閉性を向上させることができ、さらには、液晶表示パネル等の外部に露出する箇所を保護する機能を向上させることができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記電子部品の開口部を塞ぐ状態で外部に露出する箇所に前記合成樹脂材料が配置されていることを特徴とする。上記構成によれば、蓋体自体の強度だけでなく、蓋体の外部に向いた露出面への衝撃に対しては、合成樹脂材料がその衝撃を緩和し、蓋体の損傷を有効に防止することができる。また、合成樹脂材料が外部に露出しているので、合成樹脂材料から出るガスが蓋体により閉鎖された空間内に滞留して、内部の素子に付着して悪影響を与え、素子の信頼性を低下させることがない。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明の構成において、前記合成樹脂材料を間に挟んで、表裏両面にガラス材料が配置されていることを特徴とする。
上記構成によれば、硬度の低い合成樹脂部が外部に露出することなく蓋体の強度を向上させ、さらに、間に挟まれた合成樹脂によりパッケージ内部面に露出するガラスへの衝撃を緩和し、気密性を確実に保持できる。さらに、二枚のガラス材料の間に合成樹脂材料を配置する構成を採用すると、合わせガラスの製造手法を利用して、蓋体を製造することが可能となる。
また、前記合成樹脂材料を間に挟んで、表裏両面にガラス材料が配置されていることから、合成樹脂材料が蓋体による閉鎖された空間内に露出しないため、合成樹脂材料から出るガスが蓋体により閉鎖された空間内に滞留して、内部の素子に付着して悪影響を与え、素子の信頼性を低下させることがない。
【００１３】
また、上記目的は、第４の発明によれば、パッケージの開口部を蓋体により封止して、パッケージ内に圧電振動片を気密に収容する構成とした圧電デバイスであって、前記蓋体が、透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層して一体とした構成を備える、圧電デバイスにより、達成される。
上記構成によれば、透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層することにより、板状の蓋体の強度が向上し、外部から衝撃を受けた場合に容易に破損しない構造とすることができる。これにより、パッケージの気密状態が損なわれたり、製品としての圧電デバイスの外観等が損なわれることがない。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明の構成において、前記パッケージが、前記蓋体により封止される開口部に、枠部を有しており、この枠部が、前記蓋体の外形に沿った相似形の内周形状を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、蓋体の損傷しやすい側面部を枠部により保護することができる。これに加えて、パッケージの枠部は、前記蓋体の外形に沿った相似形の内周形状を備えることで、蓋体を緊密に受容することができる。つまり、例えば、蓋体が全体として矩形に形成されていると、極めて小型で厚みも薄く形成される蓋体を枠部内に入れて封止固定しようとする場合に、蓋体の角部が引っ掛かりを生じて作業しにくくなる。そこで、例えば蓋体の角部を面取りして、枠部に対する引っ掛かりを防止すると同時に、このような面取り形状に合わせて、パッケージ側の枠部の内周形状を形成することで、蓋体の固定封止を確実にすることができる。
【００１５】
第６の発明は、第４または５のいずれかの発明の構成において、前記蓋体が、前記パッケージの開口部を塞ぐ状態で、この蓋体の外部に露出する箇所に前記合成樹脂材料が配置されていることを特徴とする。
上記構成によれば、圧電デバイスの外側から作用する衝撃が、広い面積を示す蓋体の外部表面を損傷することを有効に防止することができる。また、合成樹脂材料が外部に露出しているので、合成樹脂材料から出るガスが蓋体により閉鎖された空間内に滞留して、内部の素子に付着して悪影響を与え、素子の信頼性を低下させることがない。
【００１６】
第７の発明は、第４または５のいずれか発明の構成において、前記蓋体が、前記パッケージの開口部を塞ぐ状態で、この蓋体の前記パッケージ内面に露出する箇所に前記合成樹脂材料が配置されていることを特徴とする。
上記構成によれば、圧電デバイスの内部に圧電振動片が片持ち式に固定されている場合等において、圧電デバイスにかかる衝撃により、圧電振動片の自由端が、蓋体の内側表面に当たって、蓋体が損傷を受けることを有効に防止することができる。
【００１７】
また、上記目的は、第８の発明によれば、ガラス基板の一面に少なくとも硬化した後は透明となる合成樹脂材料を均一に塗布する工程と、前記ガラス基板に塗布された合成樹脂材料を加熱硬化させる工程と、前記加熱硬化工程の後で、加熱硬化した樹脂を有するガラス基板を複数枚重ねて接着剤により貼り合わせる工程と、複数の前記加熱硬化樹脂付きガラス基板を貼り合わせたブロックを所定の大きさに切断して複数の加工用ブロックを形成する工程と、前記加工用ブロックを研磨して面取りを行う工程と、前記加工用ブロックの接着剤を剥離して、チップ状の蓋体を得る工程とを備える、電子部品用蓋体の製造方法により、達成される。
【００１８】
上記構成によれば、複数の前記ガラス基板を貼り合わせたブロックを所定の大きさに切断して複数の加工用ブロックを形成する工程に先行して、各ガラス基板に合成樹脂材料を塗布している。このため、切断工程において、ガラス基板に割れや欠けを生じることが有効に防止でき、生産性が向上する。
【００１９】
さらにまた、上記目的は、第９の発明によれば、パッケージの開口部を蓋体により封止して、パッケージ内に圧電振動片を気密に収容する構成とした圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、前記蓋体が、透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層して一体とした構成を備え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。
【００２０】
また、上記目的は、第１０の発明によれば、パッケージの開口部を蓋体により封止して、パッケージ内に圧電振動片を気密に収容する構成とした圧電デバイスを利用した電子機器であって、前記蓋体が、透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層して一体とした構成を備え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。
【００２１】
以上述べたように、本発明によれば、外部からの衝撃に強い構造の電子部品用蓋体とその製造方法、ならびに、このような蓋体を利用することにより、外部からの衝撃によっても容易に性能に支障を来すことがない圧電デバイス、このような圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器を提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１及び図２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Ａ−Ａ線概略断面図である。
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、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。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Ｓ２を形成するようにされている。
この内部空間Ｓ２が圧電振動片を収容するための収容空間である。
すなわち、図２に示されているように、この実施形態では、パッケージ３６は、例えば、下から第１の積層基板６１、第２の積層基板６４、第３の積層基板６８を重ねて形成されている。
【００２３】
パッケージ３６の内部空間Ｓ２内の図において左端部付近において、内部空間Ｓ２に露出して内側底部を構成する第２の積層基板６４には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極部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。尚、導電性接着剤４３，４３としては、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させたものが使用でき、シリコーン系、エポキシ系またはポリイミド系導電性接着剤等を利用することができる。
【００２４】
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、小型に形成して、必要な性能を得るために、特に図示する形状とされている。
すなわち、圧電振動片３２は、パッケージ３６側と後述するようにして固定される基部５１と、この基部５１を基端として、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３４，３５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。
【００２５】
ここで、図１において、圧電振動片３２の基部５１において、一対の振動腕３４，３５の基端部側に寄った位置には、基部５１の幅方向に縮幅して設けた切り欠き部もしくはくびれ部５２，５２を設けるようにしてもよい。
これにより、圧電振動片３２の振動の漏れを防止して、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値を低減することができる。
また、一対の振動腕３４，３５には、それぞれ、長手方向に延びる長溝３４ａ，３５ａを形成してもよい。この場合、各長溝は、図２の長溝３４ａ，３４ａとして示されているように、各振動腕３４，３５の上面と下面に同様の態様でそれぞれ形成される。
このように、一対の振動腕３４，３５に、それぞれ長手方向に延びる長溝３４ａ，３５ａを形成し、長溝３４ａ，３５ａ内に図示しない励振電極を形成することによって、振動腕３４，３５における電界効率が向上する利点がある。
【００２６】
圧電振動片３２の基部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。
この引出し電極は、圧電振動片３２の長溝３４ａ，３５ａ内に形成された励振電極（図示せず）と一体に形成されて、励振電極に駆動電圧を伝えるためのものである。
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枚の積層基板に連続する貫通孔３７ａ，３７ｂを形成することにより、外部に開口した貫通孔３７が設けられている。この貫通孔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３７ｂに対して、第２の孔である外側の貫通孔３７ａ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、貫通孔３７は、図２において下向きの段部６２を備える段つき開口とされている。
【００２７】
ここで、貫通孔３７に充填される金属製封止材３８としては、例えば、鉛を含まない封止材が選択されることが好ましく、例えば、銀ロウ、Ａｕ／Ｓｎ合金、Ａｕ／Ｇｅ合金等から選択される。これに対応して、段部６２の表面の金属被覆部には、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキを形成すると好ましい。
【００２８】
さらに、この実施形態では、パッケージ３６を構成する積層基板の最下層の基板６１には、図２において右端部付近に孔を形成することにより、この積層基板の厚みに対応した凹部４２が形成されている。この凹部４２は、圧電振動片３２の自由端である先端部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】
パッケージ３６の開放された上端には、後述するように製造された蓋体７０が接合されることにより、封止されている。蓋体７０は、パッケージ３６に封止固定した後で、図２に示すように、外部からレーザ光Ｌ１を圧電振動片３２の先端部の金属被覆部に照射して、質量削減方式により周波数調整を行うために、光を透過する材料，特に、薄板ガラスにより形成されている。
蓋体７０として適するガラス材料としては、例えば、ダウンドロー法により製造される薄板ガラスとして、板厚５０μｍ乃至１５０μｍ程度の硼珪酸ガラスが使用される。硼珪酸ガラスはその組成として、一般的に、ＳｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ ３、ＢａＯ、Ｂ２ Ｏを所定の割合で含み、種類によりさらにＮａ２ Ｏ、Ｋ２ Ｏ、ＺｎＯ等を含んで形成されている。これらの硼珪酸ガラスから、必要とされる強度や、上述した周波数調整における使用レーザ光の波長等を考慮して決定される。
【００３０】
図７に示すように、蓋体７０は、上述したような薄板ガラス７１に、透明な合成樹脂材料７２を積層して形成されている。
このような蓋体７０は、本実施形態における圧電デバイス３０だけでなく、同様な構成のものが、例えば、液晶パネルの表示面に設けられて、液晶セルを覆うように、装置の開口部に装着される蓋体等、各種電気，電子部品の開口部に適用することができるものである。
【００３１】
このような蓋体７０は、薄板ガラス７１等のガラス材料と、透明な合成樹脂材料７２とを積層することにより、板状の蓋体７０の強度が向上し、外部から衝撃を受けた場合に容易に破損しない構造とすることができる。特に、電子部品の開口部を塞ぐ蓋体にこのような構造を採用することで、当該電子部品の密閉性を向上させることができ、さらには、液晶表示パネル等の外部に露出する箇所を保護する機能を向上させることができる。すなわち、薄板ガラス７１に積層された合成樹脂材料７２は、薄板ガラス７１を覆うことで、外部から薄板ガラス７１に、物が直接衝突することを防止する緩衝材としての保護効果がある。また、薄板ガラス７１に合成樹脂材料７２が積層されることで、薄板ガラス７１を支持し、蓋体７０の強度を向上させることができる等の種々の効果が発揮される。
【００３２】
このような効果を発揮するために、蓋体７０に適用される合成樹脂材料７２としては、透明であることと、適用される電子部品に対応して、例えば、本実施形態の圧電デバイス３０に適用する場合には、製造工程における加熱により損傷しない耐熱性が要求される。
このため、使用できる合成樹脂材料７２としては、例えば、フッ素樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
このうち、フッ素樹脂を用いて、薄板ガラス７１にコーティングする場合には、灯油、キシレン、メタノール、２０パーセント硫酸等に対して優れた耐薬品性を示す他、耐熱性、低磨耗性、防汚性、非粘着性に優れている。また、比較的低温で焼き付けできるので、分解ガスの発生がほとんど無く、塗膜が一部剥離した場合にも重ね塗りが可能であるという特徴を備えている。
【００３３】
さらに、蓋体７０の積層構造としては、図７に示す構成に限るものではなく、図示するように、その側面に、薄板ガラス７１と合成樹脂材料７２の各端面が表れる構造以外に、蓋体７０の側面全体に合成樹脂材料７２が覆う形態とすることもできる（図示せず）。このような構成の場合には、蓋体７０の最も外部からの衝撃に対して脆弱な箇所を合成樹脂材料７２で保護することができる。
【００３４】
本実施形態では、図２に示されているように、蓋体７０は、パッケージ３６に固定される際に、外部に露出する箇所、すなわち、図において上面に合成樹脂材料７２が位置するようにされている。
これにより、蓋体７０の外部に向いた露出面に対する衝撃によって、損傷が及ぶことを有効に防止することができる。
また、これとは逆に、蓋体７０が、パッケージ３６の開口部３６ａを塞ぐ状態で、この蓋体７０のパッケージ３６内面に露出する側に合成樹脂材料７２を配置することもできる。
この場合には、パッケージ３６に衝撃が加わり、パッケージ３６内で圧電振動片３２の自由端が蓋体７０の内側表面、すなわち、合成樹脂材料７２に当たっても、蓋体７０の薄板ガラス７１が損傷を受けることを有効に防止することができる。
このように、いずれの利点を選択するかにより、蓋体７０の表裏を使い分けることができる。
【００３５】
さらに、蓋体７０では、図７に示すように、各角部が斜めに面取りされた面取り部７３，７３，７３，７３が設けられている。
すなわち、図７のように、蓋体７０が全体として矩形に形成されていると、極めて小型で厚みも薄く形成される蓋体７０をパッケージ３６に固定しようとする場合に、蓋体の角部が引っ掛かりを生じて作業しにくくなる。そこで、図示のように蓋体７０の角部を面取りして、引っ掛かりを防止することができる。また、面取りをしない角部は、衝撃により破損しやすいが、図示のように蓋体７０の角部を面取りすることで、このような損傷を防止することができる。
【００３６】
次に、図３ないし図６を参照して、蓋体７０の製造方法の一例としての実施形態について説明する。
図３は、蓋体７０の製造工程を示すフローチャート、図４ないし図６は、蓋体７０の製造工程を示す説明図である。
先ず、図３において、上述した薄板ガラスと同じ材質で、それより大きいガラス基板としてのガラス板７５に、合成樹脂材料７６を滴下する（ＳＴ１０）。この工程は図４（ａ）に示されている。ここで、適用される合成樹脂材料７６は、図７で説明した合成樹脂材料７２と同じものであるが、溶剤により液体状とされおり、この時点で必ずしも透明である必要はないが、硬化後においては透明となるものが使用される。この実施形態では、合成樹脂材料７６として、例えば、フッ素樹脂によるコーティング剤が用いられ、例えば、ファインケミカルジャパン社の「ＦＣ−１０７ファイン・フッソコート」を用いることができる。
【００３７】
次に、図３において、上記合成樹脂材料７６をガラス板７５に均一に塗布する（ＳＴ１１）。この様子は、図４（ｂ）に示されている。この例では、ガラス板７５を図示しないスピンコータの回転台に載置し、ガラス板７５を矢印Ｂの方向に回転させる。これによりガラス板７５の上に滴下されている合成樹脂材料７６は、放射状の矢印で示すように、均一に拡がる。所謂、スピンコートにより均一に被膜できる。
続いて、図４（ｃ）において、ガラス板７５上に均一に拡がった合成樹脂材料７６を加熱して硬化させる（図３のＳＴ１２）。この場合、例えば、雰囲気温度摂氏２２０度（以下、温度表示は全て「摂氏」とする）で、約６０分、２００度で約１２０分加熱し、合成樹脂材料７６を硬化させる。ガラス板７５に合成樹脂材料７６が塗布されて硬化された後の基板をワーク７７とする。
【００３８】
次に、図５（ｄ）に示すように、ワーク７７の主面が重なるように積層状態として、例えば、紫外線硬化型接着剤を適用し、紫外線を照射することにより、ワーク７７の主面どうしを貼り合わせて、ワークブロック７８とする（図３のＳＴ１３）。
そして、図５（ｅ）に示すように、ワークブロック７８に対してＹＣ１，ＹＣ２と、ＴＣ１，ＴＣ２，ＴＣ３，ＴＣ４，ＴＣ５で示すような縦横の切断線に沿って切断する（図３のＳＴ１４）。これにより、切りわけられた複数の加工用ブロック８１を得る。
【００３９】
次に、図６（ｆ）に示すように、研磨装置として、円筒状のバレル加工器８２に、所定の研磨剤とともに、加工用ブロック８１を入れて、加工器８２の内周面により、加工用ブロック８１の角の面取り加工を行う（図３のＳＴ１５）。
尚、図６（ｆ）では、理解の便宜のため、加工器８２に対して加工用ブロック８１が極端に大きく表されているが、本来、加工器８２内周面の曲率半径と加工用ブロック８１との大きさは、適切な面取り加工に対応して決められており、加工器８２内には、多くの加工用ブロック８１が同時に投入される。
次いで、図６（ｇ）に示すように、紫外線硬化型接着剤を溶かして剥離し、加工用ブロック８１の積層固定状態から個々の小片に分離することにより（図３のＳＴ１６）、この個々の小片が、蓋体７０として完成される（図３のＳＴ１７）。
【００４０】
このように、本実施形態の製造方法によれば、複数のガラス板７５を貼り合わせたワークブロック７８を所定の大きさに切断して、複数の加工用ブロック８１を形成する工程に先行して、各ガラス板７５に合成樹脂材料７６を塗布している。このため、図５（ｅ）の切断工程（ＳＴ１４）において、ガラス板７５に割れや欠けを生じることなく蓋体７０を製造することができる。
【００４１】
図８は、本発明の圧電デバイスの第２の実施形態を示す概略断面図であり、図１及び図２で説明した圧電デバイス３０と同一の符号を付した箇所は、共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
図８の第２の実施形態に係る圧電デバイス９０は、第１の実施形態の圧電デバイス３０と比較すると、蓋体の構成が相違している。
【００４２】
図８に示されているように、この圧電デバイス９０の蓋体９１は、図７の蓋体７０と異なり、薄板ガラス７１と合成樹脂材料７２の一方の層を複数とした三層構造である。特にこの場合、二枚の薄板ガラス７１，７１等のガラス材料の間に合成樹脂材料７２を配置する構成とされている。
このような三層構造の蓋体９０を採用すると、合わせガラスの製造手法を利用して、蓋体を製造することが可能となる。また、このような三層構造の蓋体は、圧電デバイス等の電子部品に取付ける場合には、表裏面の区別がなくなり、製造工程において取り扱いが容易になるという利点がある。
その他の作用効果については、第１の実施形態と同様である。また、蓋体は、このような三層構造に限らず、さらに多くの層構造で形成することができることは勿論である。
【００４３】
図９及び図１０は、本発明の圧電デバイスの第３の実施の形態を示しており、図９はその概略平面図、図１０は図９のＥ−Ｅ線概略断面図である。
この第３の実施形態による圧電デバイス１００において、図１及び図２で説明した圧電デバイス３０と同一の符号を付した箇所は、共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００４４】
第３の実施形態に係る圧電デバイス１００は、第１の実施形態の圧電デバイス３０と比較すると、蓋体の構造は同じであるが、パッケージの構造が、一部異なっている。
すなわち、圧電デバイス１００のパッケージ１０６は、第１の実施形態のパッケージ３６と異なり、第３の積層基板６８の上にもう一層の積層基板を重ねて、その内側を大きく除くことにより、枠部９３を形成している。
【００４５】
この枠部９３はパッケージの開口部１０６ａの外側に位置しており、枠部９３の内周形状は、図９に示されているように、蓋体７０の外形に沿った相似形の内周形状を備えている。つまり、枠部９３の内周形状は、特に、蓋体７０の面取り部７３，７３，７３，７３に対応した形状とされている。
【００４６】
第３の実施形態は以上のように構成されており、図１０に示されているように、蓋体７０は、枠部９３の内側に緊密に入り込んで、ロウ材３３により固定されている。
このような蓋体７０の封止固定を行う封止作業においては、蓋体７０が全体として矩形に形成され、極めて小型で厚みも薄く形成されているので、この蓋体７０を枠部９３内に入れて封止固定しようとする場合に、蓋体７０の角部が引っ掛かりを生じて作業しにくくなる。しかしながら、この蓋体７０は、角部が面取りされていて、挿入の際に、枠部９３に対する引っ掛かりが防止されている。また、枠部９３も蓋体７０の面取り形状に合わせて、パッケージ側の枠部の内周形状を形成することで、蓋体７０の固定封止を確実にすることができる。
それ以外の作用効果は、第１の実施形態と同様である。
【００４７】
図１１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３０１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３０１には、圧電デバイス３０または圧電デバイス９０や圧電デバイス１００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等単体でなくても、圧電デバイス３０等と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
【００４８】
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３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
【００４９】
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、その蓋体が損傷することを有効に防止できるので、動作品質を損なうことなく、正確なクロック信号を生成することができる。
【００５０】
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。
また、この発明は、パッケージ内に圧電振動片を収容するものであれば、圧電振動子、圧電発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスに適用することができる。
【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Ａ−Ａ線概略断面図。
【図３】図１の圧電デバイスの蓋体の製造工程を示すフローチャート。
【図４】図１の圧電デバイスの蓋体の製造工程を示す説明図であり、（ａ）はガラス基板へ合成樹脂材料を滴下する様子を示し、（ｂ）はガラス基板上に合成樹脂材料をスピンコートする様子を示し、（ｃ）はガラス基板上に合成樹脂材料が均一に塗布された状態を示す。
【図５】図１の圧電デバイスの蓋体の製造工程を示す説明図であり、（ｄ）はワークを積層して貼り合わせる様子を示し、（ｅ）はガラスブロックを切断する様子を示す。
【図６】図１の圧電デバイスの蓋体の製造工程を示す説明図であり、（ｆ）は加工用ブロックを研磨して面取り加工する様子を示し、（ｇ）は面取り加工後の加工用ブロックの接着剤を剥離する様子を示す。
【図７】図１の圧電デバイスの蓋体の構成を示す概略斜視図。
【図８】本発明の圧電デバイスの第２の実施形態を示す概略断面図。
【図９】本発明の圧電デバイスの第３の実施形態を示す概略平面図。
【図１０】図９のＥ−Ｅ線概略断面図。
【図１１】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１２】従来の圧電デバイスの一例を示す概略断面図。
【図１３】蓋体を保護する構造を有する圧電デバイスの例を示す概略断面図。
【符号の説明】
３０，９０，１００・・・圧電デバイス、３２・・・圧電振動片、３６，１０６・・・パッケージ、３７・・・貫通孔、７０，９１・・・蓋体、７１・・・薄板ガラス、７２・・・合成樹脂材料、４２・・・凹部、４３・・・導電性接着剤、５１・・・基部。
【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収容した圧電デバイス等の電子部品の開口部に取付けられる蓋体及びその製造方法と、この蓋体を用いた圧電デバイス、ならびに、圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器に関する。
【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、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
図１２は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略断面図である。
図において、圧電デバイス１は、パッケージ２の内部に、圧電振動片３を収容している。この圧電振動片３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３は、パッケージ２の内側底部に形成された電極部６に対して、導電性接着剤６ａを用いて、その基部３ａが接合されている。
【０００３】
パッケージ２は、セラミックグリーンシートを金型で枠状に抜き、内側に内部空間を形成するために複数枚積層した後、焼結して形成されている。パッケージ２の内部空間Ｓ１には、上述した圧電振動片３が収容され、収容後に、パッケージ２の開口部５は蓋体４により塞がれている。
この蓋体４は、具体的には、パッケージ２の開口部５に隣接したパッケージ２の上端に、ロウ材４ａを適用し、このロウ材４ａにより接合されている。
これにより、圧電振動片３を収容した内部空間Ｓ１は、蓋体４によって、気密に封止されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構造の圧電デバイス１では、蓋体４がパッケージ２を構成する材料と線膨張係数の近いセラミックで形成したり、蓋体４の封止後に、圧電振動片３にレーザ光を当てて、圧電振動片３の電極部を一部蒸散させることで行う周波数調整に対応できるように、レーザ光を透過するガラスで形成されることがある。
【０００５】
この場合、パッケージ２の上面に蓋体４が露出することになるが、このような構造であると、外部から加えられる衝撃で、蓋体４が破損するおそれがある。そして、蓋体４が破損すると、製品の外観を損なうだけでなく、損傷が大きいと気密性が損なわれ、所定の発振性能を得られない場合がある。
【０００６】
そこで、図１３のような構成も考えられる。
図１３は、パッケージの形態を工夫することで、蓋体の損傷をできるだけ防止しようとする圧電デバイスの構造の一例であり、図１２と同一の符号を付した箇所は、図１２の圧電デバイス１と同じ構成である。
【０００７】
図１３において、圧電デバイス１０のパッケージ２は、枠部７を備えている。つまり、パッケージ２の開口部５の外側に上向き段部５ａを備え、その外側に低い壁状の内周を備える枠部７が形成されている。
この上向き段部５ａにロウ材４ａを適用して、蓋体４を接合する構造とされている。
したがって、圧電デバイス１０においては、蓋体４が、枠部７に囲まれることから、外部から衝撃を受けやすい蓋体４の側面が枠部７により保護されることになり、従来の圧電デバイス１よりも蓋体４が損傷しにくい。
【０００８】
しかしながら、広い面積を示す蓋体４の上面４ｂが外部に晒されたままであり、この部分に衝撃を受けると、依然として損傷しやすい。また、パッケージ２が枠部７を備える分、サイズが大きくなり、圧電デバイスの小型化に不利であるという欠点が付加される。このため、パッケージの大型化を許容するにしても得られる利点が少ないという問題がある。
【０００９】
本発明は、外部からの衝撃に強い構造の電子部品用蓋体とその製造方法、ならびに、このような蓋体を利用することにより、外部からの衝撃によっても容易に性能に支障を来すことがない圧電デバイス、このような圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、第１の発明によれば、電子部品の所定の開口部を塞ぐために、電子部品に固定される電子部品用蓋体であって、前記蓋体が透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層して一体とした電子部品用蓋体により、達成される。
上記構成によれば、透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層することにより、板状の蓋体の強度が向上し、外部から衝撃を受けた場合に容易に破損しない構造とすることができる。特に、電子部品の開口部を塞ぐ蓋体にこのような構造を採用することで、当該電子部品の密閉性を向上させることができ、さらには、液晶表示パネル等の外部に露出する箇所を保護する機能を向上させることができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記電子部品の開口部を塞ぐ状態で外部に露出する箇所に前記合成樹脂材料が配置されていることを特徴とする。上記構成によれば、蓋体自体の強度だけでなく、蓋体の外部に向いた露出面への衝撃に対しては、合成樹脂材料がその衝撃を緩和し、蓋体の損傷を有効に防止することができる。また、合成樹脂材料が外部に露出しているので、合成樹脂材料から出るガスが蓋体により閉鎖された空間内に滞留して、内部の素子に付着して悪影響を与え、素子の信頼性を低下させることがない。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明の構成において、前記合成樹脂材料を間に挟んで、表裏両面にガラス材料が配置されていることを特徴とする。
上記構成によれば、硬度の低い合成樹脂部が外部に露出することなく蓋体の強度を向上させ、さらに、間に挟まれた合成樹脂によりパッケージ内部面に露出するガラスへの衝撃を緩和し、気密性を確実に保持できる。さらに、二枚のガラス材料の間に合成樹脂材料を配置する構成を採用すると、合わせガラスの製造手法を利用して、蓋体を製造することが可能となる。
また、前記合成樹脂材料を間に挟んで、表裏両面にガラス材料が配置されていることから、合成樹脂材料が蓋体による閉鎖された空間内に露出しないため、合成樹脂材料から出るガスが蓋体により閉鎖された空間内に滞留して、内部の素子に付着して悪影響を与え、素子の信頼性を低下させることがない。
【００１３】
また、上記目的は、第４の発明によれば、パッケージの開口部を蓋体により封止して、パッケージ内に圧電振動片を気密に収容する構成とした圧電デバイスであって、前記蓋体が、透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層して一体とした構成を備える、圧電デバイスにより、達成される。
上記構成によれば、透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層することにより、板状の蓋体の強度が向上し、外部から衝撃を受けた場合に容易に破損しない構造とすることができる。これにより、パッケージの気密状態が損なわれたり、製品としての圧電デバイスの外観等が損なわれることがない。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明の構成において、前記パッケージが、前記蓋体により封止される開口部に、枠部を有しており、この枠部が、前記蓋体の外形に沿った相似形の内周形状を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、蓋体の損傷しやすい側面部を枠部により保護することができる。これに加えて、パッケージの枠部は、前記蓋体の外形に沿った相似形の内周形状を備えることで、蓋体を緊密に受容することができる。つまり、例えば、蓋体が全体として矩形に形成されていると、極めて小型で厚みも薄く形成される蓋体を枠部内に入れて封止固定しようとする場合に、蓋体の角部が引っ掛かりを生じて作業しにくくなる。そこで、例えば蓋体の角部を面取りして、枠部に対する引っ掛かりを防止すると同時に、このような面取り形状に合わせて、パッケージ側の枠部の内周形状を形成することで、蓋体の固定封止を確実にすることができる。
【００１５】
第６の発明は、第４または５のいずれかの発明の構成において、前記蓋体が、前記パッケージの開口部を塞ぐ状態で、この蓋体の外部に露出する箇所に前記合成樹脂材料が配置されていることを特徴とする。
上記構成によれば、圧電デバイスの外側から作用する衝撃が、広い面積を示す蓋体の外部表面を損傷することを有効に防止することができる。また、合成樹脂材料が外部に露出しているので、合成樹脂材料から出るガスが蓋体により閉鎖された空間内に滞留して、内部の素子に付着して悪影響を与え、素子の信頼性を低下させることがない。
【００１６】
第７の発明は、第４または５のいずれか発明の構成において、前記蓋体が、前記パッケージの開口部を塞ぐ状態で、この蓋体の前記パッケージ内面に露出する箇所に前記合成樹脂材料が配置されていることを特徴とする。
上記構成によれば、圧電デバイスの内部に圧電振動片が片持ち式に固定されている場合等において、圧電デバイスにかかる衝撃により、圧電振動片の自由端が、蓋体の内側表面に当たって、蓋体が損傷を受けることを有効に防止することができる。
【００１７】
また、上記目的は、第８の発明によれば、ガラス基板の一面に少なくとも硬化した後は透明となる合成樹脂材料を均一に塗布する工程と、前記ガラス基板に塗布された合成樹脂材料を加熱硬化させる工程と、前記加熱硬化工程の後で、加熱硬化した樹脂を有するガラス基板を複数枚重ねて接着剤により貼り合わせる工程と、複数の前記加熱硬化樹脂付きガラス基板を貼り合わせたブロックを所定の大きさに切断して複数の加工用ブロックを形成する工程と、前記加工用ブロックを研磨して面取りを行う工程と、前記加工用ブロックの接着剤を剥離して、チップ状の蓋体を得る工程とを備える、電子部品用蓋体の製造方法により、達成される。
【００１８】
上記構成によれば、複数の前記ガラス基板を貼り合わせたブロックを所定の大きさに切断して複数の加工用ブロックを形成する工程に先行して、各ガラス基板に合成樹脂材料を塗布している。このため、切断工程において、ガラス基板に割れや欠けを生じることが有効に防止でき、生産性が向上する。
【００１９】
さらにまた、上記目的は、第９の発明によれば、パッケージの開口部を蓋体により封止して、パッケージ内に圧電振動片を気密に収容する構成とした圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、前記蓋体が、透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層して一体とした構成を備え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。
【００２０】
また、上記目的は、第１０の発明によれば、パッケージの開口部を蓋体により封止して、パッケージ内に圧電振動片を気密に収容する構成とした圧電デバイスを利用した電子機器であって、前記蓋体が、透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層して一体とした構成を備え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。
【００２１】
以上述べたように、本発明によれば、外部からの衝撃に強い構造の電子部品用蓋体とその製造方法、ならびに、このような蓋体を利用することにより、外部からの衝撃によっても容易に性能に支障を来すことがない圧電デバイス、このような圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器を提供することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１及び図２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Ａ−Ａ線概略断面図である。
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、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。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Ｓ２を形成するようにされている。
この内部空間Ｓ２が圧電振動片を収容するための収容空間である。
すなわち、図２に示されているように、この実施形態では、パッケージ３６は、例えば、下から第１の積層基板６１、第２の積層基板６４、第３の積層基板６８を重ねて形成されている。
【００２３】
パッケージ３６の内部空間Ｓ２内の図において左端部付近において、内部空間Ｓ２に露出して内側底部を構成する第２の積層基板６４には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極部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。尚、導電性接着剤４３，４３としては、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させたものが使用でき、シリコーン系、エポキシ系またはポリイミド系導電性接着剤等を利用することができる。
【００２４】
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、小型に形成して、必要な性能を得るために、特に図示する形状とされている。
すなわち、圧電振動片３２は、パッケージ３６側と後述するようにして固定される基部５１と、この基部５１を基端として、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３４，３５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。
【００２５】
ここで、図１において、圧電振動片３２の基部５１において、一対の振動腕３４，３５の基端部側に寄った位置には、基部５１の幅方向に縮幅して設けた切り欠き部もしくはくびれ部５２，５２を設けるようにしてもよい。
これにより、圧電振動片３２の振動の漏れを防止して、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値を低減することができる。
また、一対の振動腕３４，３５には、それぞれ、長手方向に延びる長溝３４ａ，３５ａを形成してもよい。この場合、各長溝は、図２の長溝３４ａ，３４ａとして示されているように、各振動腕３４，３５の上面と下面に同様の態様でそれぞれ形成される。
このように、一対の振動腕３４，３５に、それぞれ長手方向に延びる長溝３４ａ，３５ａを形成し、長溝３４ａ，３５ａ内に図示しない励振電極を形成することによって、振動腕３４，３５における電界効率が向上する利点がある。
【００２６】
圧電振動片３２の基部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。
この引出し電極は、圧電振動片３２の長溝３４ａ，３５ａ内に形成された励振電極（図示せず）と一体に形成されて、励振電極に駆動電圧を伝えるためのものである。
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枚の積層基板に連続する貫通孔３７ａ，３７ｂを形成することにより、外部に開口した貫通孔３７が設けられている。この貫通孔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３７ｂに対して、第２の孔である外側の貫通孔３７ａ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、貫通孔３７は、図２において下向きの段部６２を備える段つき開口とされている。
【００２７】
ここで、貫通孔３７に充填される金属製封止材３８としては、例えば、鉛を含まない封止材が選択されることが好ましく、例えば、銀ロウ、Ａｕ／Ｓｎ合金、Ａｕ／Ｇｅ合金等から選択される。これに対応して、段部６２の表面の金属被覆部には、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキを形成すると好ましい。
【００２８】
さらに、この実施形態では、パッケージ３６を構成する積層基板の最下層の基板６１には、図２において右端部付近に孔を形成することにより、この積層基板の厚みに対応した凹部４２が形成されている。この凹部４２は、圧電振動片３２の自由端である先端部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】
パッケージ３６の開放された上端には、後述するように製造された蓋体７０が接合されることにより、封止されている。蓋体７０は、パッケージ３６に封止固定した後で、図２に示すように、外部からレーザ光Ｌ１を圧電振動片３２の先端部の金属被覆部に照射して、質量削減方式により周波数調整を行うために、光を透過する材料，特に、薄板ガラスにより形成されている。
蓋体７０として適するガラス材料としては、例えば、ダウンドロー法により製造される薄板ガラスとして、板厚５０μｍ乃至１５０μｍ程度の硼珪酸ガラスが使用される。硼珪酸ガラスはその組成として、一般的に、ＳｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ ３、ＢａＯ、Ｂ２ Ｏを所定の割合で含み、種類によりさらにＮａ２ Ｏ、Ｋ２ Ｏ、ＺｎＯ等を含んで形成されている。これらの硼珪酸ガラスから、必要とされる強度や、上述した周波数調整における使用レーザ光の波長等を考慮して決定される。
【００３０】
図７に示すように、蓋体７０は、上述したような薄板ガラス７１に、透明な合成樹脂材料７２を積層して形成されている。
このような蓋体７０は、本実施形態における圧電デバイス３０だけでなく、同様な構成のものが、例えば、液晶パネルの表示面に設けられて、液晶セルを覆うように、装置の開口部に装着される蓋体等、各種電気，電子部品の開口部に適用することができるものである。
【００３１】
このような蓋体７０は、薄板ガラス７１等のガラス材料と、透明な合成樹脂材料７２とを積層することにより、板状の蓋体７０の強度が向上し、外部から衝撃を受けた場合に容易に破損しない構造とすることができる。特に、電子部品の開口部を塞ぐ蓋体にこのような構造を採用することで、当該電子部品の密閉性を向上させることができ、さらには、液晶表示パネル等の外部に露出する箇所を保護する機能を向上させることができる。すなわち、薄板ガラス７１に積層された合成樹脂材料７２は、薄板ガラス７１を覆うことで、外部から薄板ガラス７１に、物が直接衝突することを防止する緩衝材としての保護効果がある。また、薄板ガラス７１に合成樹脂材料７２が積層されることで、薄板ガラス７１を支持し、蓋体７０の強度を向上させることができる等の種々の効果が発揮される。
【００３２】
このような効果を発揮するために、蓋体７０に適用される合成樹脂材料７２としては、透明であることと、適用される電子部品に対応して、例えば、本実施形態の圧電デバイス３０に適用する場合には、製造工程における加熱により損傷しない耐熱性が要求される。
このため、使用できる合成樹脂材料７２としては、例えば、フッ素樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
このうち、フッ素樹脂を用いて、薄板ガラス７１にコーティングする場合には、灯油、キシレン、メタノール、２０パーセント硫酸等に対して優れた耐薬品性を示す他、耐熱性、低磨耗性、防汚性、非粘着性に優れている。また、比較的低温で焼き付けできるので、分解ガスの発生がほとんど無く、塗膜が一部剥離した場合にも重ね塗りが可能であるという特徴を備えている。
【００３３】
さらに、蓋体７０の積層構造としては、図７に示す構成に限るものではなく、図示するように、その側面に、薄板ガラス７１と合成樹脂材料７２の各端面が表れる構造以外に、蓋体７０の側面全体に合成樹脂材料７２が覆う形態とすることもできる（図示せず）。このような構成の場合には、蓋体７０の最も外部からの衝撃に対して脆弱な箇所を合成樹脂材料７２で保護することができる。
【００３４】
本実施形態では、図２に示されているように、蓋体７０は、パッケージ３６に固定される際に、外部に露出する箇所、すなわち、図において上面に合成樹脂材料７２が位置するようにされている。
これにより、蓋体７０の外部に向いた露出面に対する衝撃によって、損傷が及ぶことを有効に防止することができる。
また、これとは逆に、蓋体７０が、パッケージ３６の開口部３６ａを塞ぐ状態で、この蓋体７０のパッケージ３６内面に露出する側に合成樹脂材料７２を配置することもできる。
この場合には、パッケージ３６に衝撃が加わり、パッケージ３６内で圧電振動片３２の自由端が蓋体７０の内側表面、すなわち、合成樹脂材料７２に当たっても、蓋体７０の薄板ガラス７１が損傷を受けることを有効に防止することができる。
このように、いずれの利点を選択するかにより、蓋体７０の表裏を使い分けることができる。
【００３５】
さらに、蓋体７０では、図７に示すように、各角部が斜めに面取りされた面取り部７３，７３，７３，７３が設けられている。
すなわち、図７のように、蓋体７０が全体として矩形に形成されていると、極めて小型で厚みも薄く形成される蓋体７０をパッケージ３６に固定しようとする場合に、蓋体の角部が引っ掛かりを生じて作業しにくくなる。そこで、図示のように蓋体７０の角部を面取りして、引っ掛かりを防止することができる。また、面取りをしない角部は、衝撃により破損しやすいが、図示のように蓋体７０の角部を面取りすることで、このような損傷を防止することができる。
【００３６】
次に、図３ないし図６を参照して、蓋体７０の製造方法の一例としての実施形態について説明する。
図３は、蓋体７０の製造工程を示すフローチャート、図４ないし図６は、蓋体７０の製造工程を示す説明図である。
先ず、図３において、上述した薄板ガラスと同じ材質で、それより大きいガラス基板としてのガラス板７５に、合成樹脂材料７６を滴下する（ＳＴ１０）。この工程は図４（ａ）に示されている。ここで、適用される合成樹脂材料７６は、図７で説明した合成樹脂材料７２と同じものであるが、溶剤により液体状とされおり、この時点で必ずしも透明である必要はないが、硬化後においては透明となるものが使用される。この実施形態では、合成樹脂材料７６として、例えば、フッ素樹脂によるコーティング剤が用いられ、例えば、ファインケミカルジャパン社の「ＦＣ−１０７ファイン・フッソコート」を用いることができる。
【００３７】
次に、図３において、上記合成樹脂材料７６をガラス板７５に均一に塗布する（ＳＴ１１）。この様子は、図４（ｂ）に示されている。この例では、ガラス板７５を図示しないスピンコータの回転台に載置し、ガラス板７５を矢印Ｂの方向に回転させる。これによりガラス板７５の上に滴下されている合成樹脂材料７６は、放射状の矢印で示すように、均一に拡がる。所謂、スピンコートにより均一に被膜できる。
続いて、図４（ｃ）において、ガラス板７５上に均一に拡がった合成樹脂材料７６を加熱して硬化させる（図３のＳＴ１２）。この場合、例えば、雰囲気温度摂氏２２０度（以下、温度表示は全て「摂氏」とする）で、約６０分、２００度で約１２０分加熱し、合成樹脂材料７６を硬化させる。ガラス板７５に合成樹脂材料７６が塗布されて硬化された後の基板をワーク７７とする。
【００３８】
次に、図５（ｄ）に示すように、ワーク７７の主面が重なるように積層状態として、例えば、紫外線硬化型接着剤を適用し、紫外線を照射することにより、ワーク７７の主面どうしを貼り合わせて、ワークブロック７８とする（図３のＳＴ１３）。
そして、図５（ｅ）に示すように、ワークブロック７８に対してＹＣ１，ＹＣ２と、ＴＣ１，ＴＣ２，ＴＣ３，ＴＣ４，ＴＣ５で示すような縦横の切断線に沿って切断する（図３のＳＴ１４）。これにより、切りわけられた複数の加工用ブロック８１を得る。
【００３９】
次に、図６（ｆ）に示すように、研磨装置として、円筒状のバレル加工器８２に、所定の研磨剤とともに、加工用ブロック８１を入れて、加工器８２の内周面により、加工用ブロック８１の角の面取り加工を行う（図３のＳＴ１５）。
尚、図６（ｆ）では、理解の便宜のため、加工器８２に対して加工用ブロック８１が極端に大きく表されているが、本来、加工器８２内周面の曲率半径と加工用ブロック８１との大きさは、適切な面取り加工に対応して決められており、加工器８２内には、多くの加工用ブロック８１が同時に投入される。
次いで、図６（ｇ）に示すように、紫外線硬化型接着剤を溶かして剥離し、加工用ブロック８１の積層固定状態から個々の小片に分離することにより（図３のＳＴ１６）、この個々の小片が、蓋体７０として完成される（図３のＳＴ１７）。
【００４０】
このように、本実施形態の製造方法によれば、複数のガラス板７５を貼り合わせたワークブロック７８を所定の大きさに切断して、複数の加工用ブロック８１を形成する工程に先行して、各ガラス板７５に合成樹脂材料７６を塗布している。このため、図５（ｅ）の切断工程（ＳＴ１４）において、ガラス板７５に割れや欠けを生じることなく蓋体７０を製造することができる。
【００４１】
図８は、本発明の圧電デバイスの第２の実施形態を示す概略断面図であり、図１及び図２で説明した圧電デバイス３０と同一の符号を付した箇所は、共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
図８の第２の実施形態に係る圧電デバイス９０は、第１の実施形態の圧電デバイス３０と比較すると、蓋体の構成が相違している。
【００４２】
図８に示されているように、この圧電デバイス９０の蓋体９１は、図７の蓋体７０と異なり、薄板ガラス７１と合成樹脂材料７２の一方の層を複数とした三層構造である。特にこの場合、二枚の薄板ガラス７１，７１等のガラス材料の間に合成樹脂材料７２を配置する構成とされている。
このような三層構造の蓋体９０を採用すると、合わせガラスの製造手法を利用して、蓋体を製造することが可能となる。また、このような三層構造の蓋体は、圧電デバイス等の電子部品に取付ける場合には、表裏面の区別がなくなり、製造工程において取り扱いが容易になるという利点がある。
その他の作用効果については、第１の実施形態と同様である。また、蓋体は、このような三層構造に限らず、さらに多くの層構造で形成することができることは勿論である。
【００４３】
図９及び図１０は、本発明の圧電デバイスの第３の実施の形態を示しており、図９はその概略平面図、図１０は図９のＥ−Ｅ線概略断面図である。
この第３の実施形態による圧電デバイス１００において、図１及び図２で説明した圧電デバイス３０と同一の符号を付した箇所は、共通する構成であるから、重複する説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００４４】
第３の実施形態に係る圧電デバイス１００は、第１の実施形態の圧電デバイス３０と比較すると、蓋体の構造は同じであるが、パッケージの構造が、一部異なっている。
すなわち、圧電デバイス１００のパッケージ１０６は、第１の実施形態のパッケージ３６と異なり、第３の積層基板６８の上にもう一層の積層基板を重ねて、その内側を大きく除くことにより、枠部９３を形成している。
【００４５】
この枠部９３はパッケージの開口部１０６ａの外側に位置しており、枠部９３の内周形状は、図９に示されているように、蓋体７０の外形に沿った相似形の内周形状を備えている。つまり、枠部９３の内周形状は、特に、蓋体７０の面取り部７３，７３，７３，７３に対応した形状とされている。
【００４６】
第３の実施形態は以上のように構成されており、図１０に示されているように、蓋体７０は、枠部９３の内側に緊密に入り込んで、ロウ材３３により固定されている。
このような蓋体７０の封止固定を行う封止作業においては、蓋体７０が全体として矩形に形成され、極めて小型で厚みも薄く形成されているので、この蓋体７０を枠部９３内に入れて封止固定しようとする場合に、蓋体７０の角部が引っ掛かりを生じて作業しにくくなる。しかしながら、この蓋体７０は、角部が面取りされていて、挿入の際に、枠部９３に対する引っ掛かりが防止されている。また、枠部９３も蓋体７０の面取り形状に合わせて、パッケージ側の枠部の内周形状を形成することで、蓋体７０の固定封止を確実にすることができる。
それ以外の作用効果は、第１の実施形態と同様である。
【００４７】
図１１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３０１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３０１には、圧電デバイス３０または圧電デバイス９０や圧電デバイス１００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等単体でなくても、圧電デバイス３０等と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
【００４８】
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３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
【００４９】
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、その蓋体が損傷することを有効に防止できるので、動作品質を損なうことなく、正確なクロック信号を生成することができる。
【００５０】
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。
また、この発明は、パッケージ内に圧電振動片を収容するものであれば、圧電振動子、圧電発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスに適用することができる。
【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Ａ−Ａ線概略断面図。
【図３】図１の圧電デバイスの蓋体の製造工程を示すフローチャート。
【図４】図１の圧電デバイスの蓋体の製造工程を示す説明図であり、（ａ）はガラス基板へ合成樹脂材料を滴下する様子を示し、（ｂ）はガラス基板上に合成樹脂材料をスピンコートする様子を示し、（ｃ）はガラス基板上に合成樹脂材料が均一に塗布された状態を示す。
【図５】図１の圧電デバイスの蓋体の製造工程を示す説明図であり、（ｄ）はワークを積層して貼り合わせる様子を示し、（ｅ）はガラスブロックを切断する様子を示す。
【図６】図１の圧電デバイスの蓋体の製造工程を示す説明図であり、（ｆ）は加工用ブロックを研磨して面取り加工する様子を示し、（ｇ）は面取り加工後の加工用ブロックの接着剤を剥離する様子を示す。
【図７】図１の圧電デバイスの蓋体の構成を示す概略斜視図。
【図８】本発明の圧電デバイスの第２の実施形態を示す概略断面図。
【図９】本発明の圧電デバイスの第３の実施形態を示す概略平面図。
【図１０】図９のＥ−Ｅ線概略断面図。
【図１１】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１２】従来の圧電デバイスの一例を示す概略断面図。
【図１３】蓋体を保護する構造を有する圧電デバイスの例を示す概略断面図。
【符号の説明】
３０，９０，１００・・・圧電デバイス、３２・・・圧電振動片、３６，１０６・・・パッケージ、３７・・・貫通孔、７０，９１・・・蓋体、７１・・・薄板ガラス、７２・・・合成樹脂材料、４２・・・凹部、４３・・・導電性接着剤、５１・・・基部。
Claims (10)
- 電子部品の所定の開口部を塞ぐために、電子部品に固定される電子部品用蓋体であって、
前記蓋体が透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層して一体とした
ことを特徴とする、電子部品用蓋体。 - 前記電子部品の開口部を塞ぐ状態で外部に露出する箇所に前記合成樹脂材料が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品用蓋体。
- 前記合成樹脂材料を間に挟んで、表裏両面にガラス材料が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品用蓋体。
- パッケージの開口部を蓋体により封止して、パッケージ内に圧電振動片を気密に収容する構成とした圧電デバイスであって、
前記蓋体が、透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層して一体とした構成を備えることを特徴とする、圧電デバイス。 - 前記パッケージが、前記蓋体により封止される開口部に、枠部を有しており、この枠部が、前記蓋体の外形に沿った相似形の内周形状を備えることを特徴とする請求項４に記載の圧電デバイス。
- 前記蓋体が、前記パッケージの開口部を塞ぐ状態で、この蓋体の外部に露出する箇所に前記合成樹脂材料が配置されていることを特徴とする、請求項４または５のいずれかに記載の圧電デバイス。
- 前記蓋体が、前記パッケージの開口部を塞ぐ状態で、この蓋体の前記パッケージ内面に露出する箇所に前記合成樹脂材料が配置されていることを特徴とする、請求項４または５のいずれかに記載の圧電デバイス。
- ガラス基板の一面に少なくとも硬化した後は透明となる合成樹脂材料を均一に塗布する工程と、
前記ガラス基板に塗布された合成樹脂材料を加熱硬化させる工程と、
前記加熱硬化工程の後で、加熱硬化した樹脂を有するガラス基板を複数枚重ねて接着剤により貼り合わせる工程と、
複数の前記加熱硬化樹脂付きガラス基板を貼り合わせたブロックを所定の大きさに切断して複数の加工用ブロックを形成する工程と、
前記加工用ブロックを研磨して面取りを行う工程と、
前記加工用ブロックの接着剤を剥離して、チップ状の蓋体を得る工程と
を備えることを特徴とする、電子部品用蓋体の製造方法。 - パッケージの開口部を蓋体により封止して、パッケージ内に圧電振動片を気密に収容する構成とした圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、
前記蓋体が、透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層して一体とした構成を備え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。 - パッケージの開口部を蓋体により封止して、パッケージ内に圧電振動片を気密に収容する構成とした圧電デバイスを利用した電子機器であって、
前記蓋体が、透明な合成樹脂材料とガラス材料を積層して一体とした構成を備え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。
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