JP2005244543A - Package for accommodating piezoelectric vibrator and piezoelectric device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁基体と蓋体とで形成される容器の内部に圧電素子や水晶振動子等の圧電振動子を収容するための圧電振動子収納用パッケージおよび圧電装置に関するものであり、特に比較的低温で蓋体と絶縁基体とを接合することが可能な圧電振動子および圧電装置に関するものである。 The present invention relates to a piezoelectric vibrator housing package and a piezoelectric device for housing a piezoelectric vibrator such as a piezoelectric element or a quartz vibrator within a container formed of an insulating base and a lid, and particularly compared. The present invention relates to a piezoelectric vibrator and a piezoelectric device capable of joining a lid and an insulating substrate at a low temperature.
従来、内部に圧電振動子を収容するための圧電振動子収納用パッケージは、図2(a)および図2(b)に示すように、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体,ガラスセラミックス等のセラミックス材料から成り、その上面中央部に圧電振動子34を収容するための直方体状の凹部35を有するとともに、この凹部35の底面の外周部に、圧電振動子34の端部が取着される電極パッド33を有する絶縁基体31と、この絶縁基体31の凹部35の周囲の上面に形成された封止用メタライズ層32と、封止用メタライズ層32にろう材43を介して接合される金属製蓋体42とから構成されている。なお、通常、電極パッド33から絶縁基体31の側面や下面等の外表面にかけて配線導体36が導出されている。なお、図2(a)は、従来の圧電振動子収納用パッケージの一例を示す平面図であり、図2(b)は、その断面図である。また、電極パッド33は、圧電振動子34の下面と凹部35の底面との間に隙間が形成されるように、凹部35の底面に形成した凸部や段差部上に形成されている。これにより、圧電振動子34の中央部や他の端部が良好に振動することができる。
Conventionally, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), a package for housing a piezoelectric vibrator for housing a piezoelectric vibrator has an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, It is made of a ceramic material such as a mullite sintered body and glass ceramics, and has a rectangular parallelepiped
そして、この従来の圧電振動子収納用パッケージによれば、絶縁基体31の凹部35内に圧電振動子34を収納するとともにこの圧電振動子34の端部に形成されている電極(図示せず)を凹部35内の外周部の電極パッド33上に例えば導電性接着剤38等の電気的接続手段を介して電気的に接続し、しかる後、凹部35の周囲の上面に形成された封止用メタライズ層32の上面に金属製蓋体42を、ろう材43を介してシームウエルド法により溶接すること等によって、絶縁基体31と金属製蓋体42とから成る容器の内部に圧電振動子34が気密に封止され、それにより製品としての圧電装置となる。
According to this conventional piezoelectric vibrator housing package, the
シームウエルド法による金属製蓋体42と封止用メタライズ層32との溶接は、クラッドタイプの金属製蓋体42(金属製蓋体42の裏面にろう材が一体成形されたもの)を、あらかじめ封止用メタライズ層32の上面に位置決めして載せ、その後、金属製蓋体42の上面の外周部に沿って電極ローラーを移動させてろう材を加熱溶融し、ろう材43を介して金属製蓋体42と封止用メタライズ層32とを接合させることにより行なわれる。ろう材43が溶融する温度は、銀合金や銅合金のろう材であれば、通常800〜900℃であり、このときの接合部位における局所的な加熱温度は1000℃以上となる。
For welding the
なお、このような圧電振動子収納用パッケージにおいては、封止用メタライズ層32は、金属製蓋体42の接合面積を極力大きくするため、凹35の周囲の上面全体を覆うようにして設けられている。
しかしながら、従来の圧電振動子収納用パッケージにおいては、金属製蓋体42と絶縁基体31(封止用メタライズ層32)とを接合する際に、800〜900℃程度と非常に高い温度に加熱する必要があるため、そのときに加えられる熱により、絶縁基体31にクラック等の機械的な破壊が生じやすく、気密封止の信頼性が低下するという問題があった。
However, in the conventional piezoelectric vibrator housing package, when the
また、この熱により圧電振動子、特に水晶振動子に周波数特性の異常が誘発されやすく、圧電装置としての周波数特性の精度が低くなりやすいという問題があった。 Further, this heat has a problem that an abnormality of the frequency characteristic is easily induced in the piezoelectric vibrator, particularly the quartz crystal vibrator, and the accuracy of the frequency characteristic as the piezoelectric device is likely to be lowered.
特に、近時における圧電装置の小型化の要求に伴い、絶縁基体31の大きさが数mm角程度の極めて小さなものとなってきているため、上記のような熱の影響をより受けやすくなって機械的な破壊が生じやすくなってきているため、気密封止の信頼性の低下が顕著なものとなってきている。
In particular, with the recent demand for miniaturization of piezoelectric devices, the size of the
また、金属性蓋体42が加熱されて絶縁基体31に接合される部位と圧電振動子34との間の距離が非常に短くなるとともに、圧電振動子34の大きさがさらに小さくなり、シームウエルド法等による熱履歴により周波数特性がさらに変化し易くなってきている。
In addition, the distance between the portion where the
例えば、近時における電子装置の薄型化の要求に伴い、絶縁基体31の厚みも0.4〜0.8mm程度と非常に薄くなってきている。
For example, with the recent demand for thinner electronic devices, the thickness of the
また、凹部35の周囲の上面の幅(金属製蓋体42が接合される封止幅)が約0.2〜0.5mm程度と非常に狭いものとなっている。
In addition, the width of the upper surface around the recess 35 (the sealing width to which the
このように、凹部35の周囲の上面の幅が0.2〜0.5mm程度と非常に狭い封止用メタライズ層32に金属製蓋体42をシームウエルド法により溶接した場合、その熱が金属製蓋体42を熱膨張させる。その一方で絶縁基体31は封止用メタライズ層32を介して熱が伝わるが、熱源から離れているため、金属製蓋体42と絶縁基体31との間には温度差が生じる。この状態から冷えるに従って、金属製蓋体42の外周は封止用メタライズ層32にろう材43により強固に接合されるが、接合後の金属製蓋体42が冷えて収縮することにより絶縁板体31の上面を凹部35の中央部へ収縮させようとする応力が発生して、薄い絶縁基体31にクラックが発生する。
In this way, when the
本発明は、かかる問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、小型化,薄型化した場合でも、絶縁基体と蓋体とを、絶縁基体にクラック等の機械的な破壊が生じたり、圧電振動子の周波数特性を変化させたりすることがない程度の低い温度で接合することが可能な、気密封止および周波数特性の精度に優れた圧電振動子収納用パッケージおよび圧電装置を提供することにある。 The present invention has been devised in view of such problems, and its purpose is to cause the insulating base and the lid to be mechanically broken, such as cracks, in the insulating base even when the size and thickness are reduced. And a piezoelectric vibrator housing package and a piezoelectric device that can be bonded at a low temperature that does not change the frequency characteristics of the piezoelectric vibrator and are excellent in hermetic sealing and accuracy in frequency characteristics. There is to do.
本発明の圧電振動子収納用パッケージは、上面に圧電振動子を収納するための凹部を有する絶縁基体と、前記凹部の内側から前記絶縁基体の外表面にかけて導出された配線導体と、前記絶縁基体の上面の前記凹部の周囲に形成された封止用メタライズ層と、該封止用メタライズ層を被覆する金めっき層と、前記絶縁基体の上面に前記凹部を塞ぐようにして金−シリコン合金ろう材を介して取着されるシリコンから成る蓋体とを具備していることを特徴とする。 The piezoelectric vibrator housing package of the present invention includes an insulating base having a recess for housing the piezoelectric vibrator on the upper surface, a wiring conductor led out from the inside of the concave to the outer surface of the insulating base, and the insulating base A sealing metallization layer formed around the recess on the upper surface of the metal, a gold plating layer covering the metallization layer for sealing, and a gold-silicon alloy brazing so as to close the recess on the upper surface of the insulating substrate And a lid made of silicon attached through a material.
また、本発明の圧電振動子収納用パッケージは、好ましくは、前記封止用メタライズ層は、その外周が前記絶縁基体の外側面の上端部に延出していることを特徴とする。 In the piezoelectric vibrator housing package of the present invention, it is preferable that an outer periphery of the sealing metallization layer extends to an upper end portion of an outer surface of the insulating base.
また、本発明の圧電振動子収納用パッケージは、好ましくは、前記凹部の底面の外周部に前記圧電振動子の電極が接続される電極パッドが形成されており、前記封止用メタライズ層は、平面視で前記電極パッドに沿った内周端に非形成部が形成されていることを特徴とする。 In the piezoelectric vibrator housing package of the present invention, preferably, an electrode pad to which the electrode of the piezoelectric vibrator is connected is formed on the outer peripheral portion of the bottom surface of the concave portion, and the metallization layer for sealing is The non-formation part is formed in the inner peripheral end along the said electrode pad by planar view.
本発明の圧電装置は、上記構成の圧電振動子収納用パッケージと、前記凹部内に収納されるとともに端部に形成された電極が前記配線導体と電気的に接続された圧電振動子と、前記絶縁基体の上面に前記凹部を覆うように取着された蓋体とを具備していることを特徴とする。 The piezoelectric device according to the present invention includes a piezoelectric vibrator housing package having the above-described configuration, a piezoelectric vibrator housed in the recess and formed on an end portion thereof and electrically connected to the wiring conductor, And a lid attached to cover the concave portion on the upper surface of the insulating base.
本発明の圧電振動子収納用パッケージによれば、上面に圧電振動子を収納するための凹部を有する絶縁基体と、凹部の内側から絶縁基体の外表面にかけて導出された配線導体と、絶縁基体の上面の凹部の周囲に形成された封止用メタライズ層と、封止用メタライズ層を被覆する金めっき層と、絶縁基体の上面に凹部を塞ぐようにして金−シリコン合金ろう材を介して取着されるシリコンから成る蓋体とを具備していることから、凹部内に圧電振動子を収納した後、融点が300〜400℃と低い金−シリコン合金を介して絶縁基体の上面に蓋体を接合し取着して封止することが可能となるとともに、シリコンから成る蓋体の成分および封止用メタライズ層の成分が金−シリコン合金ろう材に良好に拡散することによって、300〜400℃と低い温度でもきわめて良好な接合強度を得ることができる。よって、蓋体を接合する際の熱による絶縁基体の機械的な破壊を効果的に防止し、気密封止の信頼性を優れたものとすることができる。また同時に、熱履歴による圧電振動子の周波数の変化を有効に防止し周波数特性の精度を優れたものとすることができる。 According to the piezoelectric vibrator housing package of the present invention, an insulating base having a recess for housing the piezoelectric vibrator on the upper surface, a wiring conductor led out from the inside of the concave to the outer surface of the insulating base, and the insulating base The sealing metallization layer formed around the recess on the upper surface, the gold plating layer covering the sealing metallization layer, and the gold-silicon alloy brazing material so as to close the recess on the upper surface of the insulating substrate. Since the lid is made of silicon to be attached, the lid is placed on the upper surface of the insulating base via a gold-silicon alloy having a low melting point of 300 to 400 ° C. after housing the piezoelectric vibrator in the recess. It is possible to join, attach and seal, and the components of the lid made of silicon and the components of the metallizing layer for sealing diffuse into the gold-silicon alloy brazing material well, thereby allowing 300 to 400 ℃ and Can also obtain a very good bond strength had a temperature. Therefore, it is possible to effectively prevent mechanical destruction of the insulating base due to heat when the lid is joined, and to improve the reliability of the hermetic sealing. At the same time, a change in the frequency of the piezoelectric vibrator due to the thermal history can be effectively prevented, and the accuracy of the frequency characteristics can be improved.
また、本発明の圧電振動子収納用パッケージは、好ましくは、封止用メタライズ層は、その外周が絶縁基体の外側面の上端部に延出していることから、封止用メタライズ層を絶縁基体の表面から側面にかけて広く形成することができ、シリコンからなる蓋体を金−シリコン合金ろう材で絶縁基体に接合する場合に、金−シリコン合金ろう材と封止用メタライズ層との接合、および封止用メタライズ層と絶縁基体との接合をより一層強固なものとすることができ、気密封止の信頼性をより向上させることができる。 In the piezoelectric vibrator housing package of the present invention, it is preferable that the sealing metallization layer has an outer periphery extending to the upper end of the outer surface of the insulating base. When a lid made of silicon is bonded to an insulating substrate with a gold-silicon alloy brazing material, the bonding between the gold-silicon alloy brazing material and the sealing metallization layer, and Bonding between the metallization layer for sealing and the insulating substrate can be made even stronger, and the reliability of hermetic sealing can be further improved.
また、本発明の圧電振動子収納用パッケージは、好ましくは、凹部の底面の外周部に圧電振動子の電極が接続される電極パッドが形成されており、封止用メタライズ層は、平面視で電極パッドに沿った内周端に非形成部が形成されていることから、金−シリコン合金ろう材が絶縁基体の凹部の縁部における電極パッドに沿った部位に達するのを有効に防止することができ、封止用メタライズ層上にシリコンからなる蓋体を金−シリコン合金ろう材で接合する際に、金−シリコン合金ろう材が蓋体と封止用メタライズ層との接合面から凹部内の電極パッドの上面に飛散することを効果的に防止することができる。 In the piezoelectric vibrator housing package of the present invention, preferably, an electrode pad to which the electrode of the piezoelectric vibrator is connected is formed on the outer peripheral portion of the bottom surface of the concave portion. Since the non-formed part is formed at the inner peripheral end along the electrode pad, it is possible to effectively prevent the gold-silicon alloy brazing material from reaching the part along the electrode pad at the edge of the recess of the insulating base. When the lid made of silicon is bonded onto the metallizing layer for sealing with a gold-silicon alloy brazing material, the gold-silicon alloy brazing material is inserted into the recess from the bonding surface between the lid and the sealing metallized layer. It is possible to effectively prevent scattering on the upper surface of the electrode pad.
よって、この飛散した金−シリコン合金ろう材により封止用メタライズ層と配線導体との間のショート(電気的短絡)や、圧電振動子の電極間のショート等の不具合が発生することを防止することができる。 Therefore, the scattered gold-silicon alloy brazing material prevents problems such as a short circuit (electrical short circuit) between the sealing metallization layer and the wiring conductor and a short circuit between the electrodes of the piezoelectric vibrator. be able to.
また、本発明の圧電装置は、上記構成の圧電振動子収納用パッケージと、凹部内に収納されるとともに端部に形成された電極が配線導体と電気的に接続された圧電振動子と、絶縁基体の上面に凹部を覆うように取着された蓋体とを具備していることから、内部に収納する圧電振動子の気密封止の信頼性に優れるとともに、周波数特性を安定して振動させることが可能な高信頼性かつ高精度のものとすることができる。 Also, the piezoelectric device of the present invention includes a piezoelectric vibrator housing package having the above-described configuration, a piezoelectric vibrator housed in a recess and having an electrode formed at an end thereof electrically connected to a wiring conductor, and an insulation Since the upper surface of the base body is provided with a lid attached so as to cover the concave portion, it is excellent in the reliability of hermetic sealing of the piezoelectric vibrator housed therein, and stably vibrates the frequency characteristics. Can be made highly reliable and accurate.
次に、本発明の圧電振動子収納用パッケージおよび圧電装置を添付の図面を基に説明する。 Next, a piezoelectric vibrator housing package and a piezoelectric device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1(a)は、本発明の圧電振動子収納用パッケージおよび圧電装置の実施の形態の一例を示した上面図であり、図1(b)はそのA−A’線における断面図である。同図において1は絶縁基体、2は封止用メタライズ層、3は圧電振動子、4は圧電振動子の端部の表面に形成された電極が接合される電極パッド、6は配線導体、7は蓋体である。そして、主として絶縁基体1,封止用メタライズ層2,電極パッド4,配線導体6および蓋体7により本発明の圧電振動子収納用パッケージが構成されている。
FIG. 1A is a top view showing an example of an embodiment of a piezoelectric vibrator housing package and a piezoelectric device according to the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA ′. . In the figure, 1 is an insulating substrate, 2 is a metallizing layer for sealing, 3 is a piezoelectric vibrator, 4 is an electrode pad to which an electrode formed on the surface of the end of the piezoelectric vibrator is joined, 6 is a wiring conductor, 7 Is a lid. The piezoelectric vibrator housing package of the present invention is mainly composed of the insulating substrate 1, the sealing
絶縁基体1は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体,ガラスセラミックス等のセラミックス材料等の電気絶縁材料から成り、例えば一辺の長さが2〜20mm程度で厚みが0.5〜3mm程度の四角形状である。そして、その上面中央部に圧電振動子3を収容するための直方体状の凹部5が設けてあり、この凹部5の内側から絶縁基体1の側面や下面等の外表面にかけて配線導体6が形成されている。
The insulating substrate 1 is made of an electrically insulating material such as an aluminum oxide sintered body, an aluminum nitride sintered body, a mullite sintered body, a ceramic material such as glass ceramics, and has a side length of about 2 to 20 mm. It is a quadrangular shape with a thickness of about 0.5 to 3 mm. A rectangular parallelepiped recess 5 for accommodating the
配線導体6は、圧電振動子3の各電極を、外部の電気回路に電気的に接続するための導電路として機能する。
The wiring conductor 6 functions as a conductive path for electrically connecting each electrode of the
また、配線導体6のうち凹部5の内側に露出する部位には、配線導体6と電気的に接続するようにして電極パッド4が形成されている。電極パッド4は、圧電振動子3の電極との接続面積を大きくして電極の電気的な接続を容易かつ強固なものとする機能を有している。
In addition, an electrode pad 4 is formed in a portion of the wiring conductor 6 exposed inside the
例えば、電極パッド4に圧電振動子3の各電極を導電性接着剤9等の電気的接続手段を介して電気的に接続し、配線導体6のうち絶縁基体1の側面や下面に導出した部位を外部電気回路(図示せず)に半田等を介して電気的に接続することにより、圧電振動子3の電極が、電極パッド4および配線導体6を介して外部電気回路と電気的に接続される。
For example, each electrode of the
電極パッド4は、例えば、圧電振動子3が水晶振動子の場合であれば、その下面の端部に形成されている電極の接続に適するように、凹部5の底面の外周部に形成される。なお、電極パッド4は、圧電振動子3の形態や配線導体6の引き回し等の設計上の都合等に応じて、凹部5の他の部位に設けてもよい。
For example, when the
配線導体6および電極パッド4は、タングステンやモリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金等の金属材料により形成される。 The wiring conductor 6 and the electrode pad 4 are formed of a metal material such as tungsten, molybdenum, manganese, copper, silver, palladium, or gold.
また、電極パッド4は、圧電振動子3の下面と凹部5の底面との間に隙間が形成されるように、凹部5の底面に形成した凸部や段差部上に形成されている。これにより、圧電振動子3の中央部や他の端部が絶縁基体の凹部5の底面に接触することなく良好に振動することができる。
Further, the electrode pad 4 is formed on a convex portion or a stepped portion formed on the bottom surface of the
また、絶縁基体1の上面の凹部5の周囲には、タングステンやモリブデン,銅,銀等の金属粉末メタライズから成る四角枠状の封止用メタライズ層2が被着形成されており、この封止用メタライズ層2の上面に蓋体7の下面の外周部分を取着することにより、圧電振動子3を気密に封止するための容器が形成される。
Further, around the
このような絶縁基体1,配線導体6,電極パッド4および封止用メタライズ層2は、絶縁基体1が酸化アルミニウム質焼結体から成り、かつ配線導体6,電極パッド4および封止用メタライズ層2がタングステンメタライズから成る場合であれば、酸化アルミニウム,酸化珪素,酸化マグネシウム,酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ,溶剤,可塑剤等を添加混合して泥漿状となすとともに、これを例えばドクタブレード法等のシート成形法によりシート状となすことにより複数枚のセラミックグリーンシートを得て、次にそれらのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともに配線導体6や電極パッド4,封止用メタライズ層2となる金属ペーストを印刷塗布し、しかる後、それらのセラミックグリーンシートを上下に積層するとともにその積層体を高温で焼成することにより製作される。
The insulating base 1, the wiring conductor 6, the electrode pad 4 and the sealing
なお、配線導体6および電極パッド4の露出表面には、配線導体6および電極パッド4の酸化腐食を防止するとともに配線導体6や電極パッド4と圧電振動子3の電極との接続および配線導体6と外部電気回路との接続を強固なものとするために、10〜20μm程度の厚みのニッケルめっき層と0.1〜3μm程度の厚みの金めっき層10とが順次被着されているのがよい。
The exposed surfaces of the wiring conductor 6 and the electrode pad 4 prevent oxidative corrosion of the wiring conductor 6 and the electrode pad 4 and connect the wiring conductor 6 and the electrode pad 4 to the electrode of the
そして、凹部5内に圧電振動子3を収納するとともに、その電極を電極パッド4に接続し、凹部5を塞ぐようにして絶縁基体1の上面に蓋体7を取着することにより、絶縁基体1と蓋体7とから成る容器の内部に圧電振動子3が気密封止され、圧電装置が形成される。圧電装置は、配線導体6のうち絶縁基体1の外表面に導出された部位が外部電気回路にはんだ等を介して電気的、機械的に接続され、圧電振動子3から外部電気回路に所定の発振信号が伝えられる。
Then, the
本発明の圧電振動子収納用パッケージおよび圧電装置においては、封止用メタライズ層2を金めっき層10で被覆するともに、絶縁基体1の上面に金−シリコン合金ろう材11を介してシリコンから成る蓋体7を取着し、凹部5を塞ぐようにしている。
In the piezoelectric vibrator housing package and the piezoelectric device according to the present invention, the sealing
この構成により、凹部5内に圧電振動子3を収納した後、融点が300〜400℃と低い金−シリコン合金ろう材11を介して絶縁基体1の上面に蓋体7を接合し取着して封止することが可能となり、熱による絶縁基体1の機械的な破壊を効果的に防止し、気密封止の信頼性を優れたものとすることができる。また同時に、熱履歴による圧電振動子3の周波数の変化を有効に防止し周波数特性の精度を優れたものとすることができる。
With this configuration, after housing the
この場合、絶縁基体1の上面の封止用メタライズ層2が金めっき層10で被覆されているとともに、蓋体7がシリコンから成ることから、絶縁基体1の上面と蓋体7との金−シリコン合金ろう材11を介しての接合を容易かつ強固なものとすることができる。例えば、絶縁基体1の上面に蓋体7の下面を密着させて加熱するだけで、別途ろう材等を介在させることなく、金めっき層10の金と、蓋体7のシリコンとの間で相互に拡散させて合金層をろう材として生成させ、この合金層を介して接合させることができる。また、これにより、凹部5の周囲の上面の幅(蓋体7が接合される封止幅)が約0.2〜0.5mm程度と非常に狭いものとなっても、気密封止性に優れた接合が可能となる。
In this case, since the
ここで、金−シリコン合金を溶融するための加熱方法としては、金−シリコン合金の融点よりも50℃程度高温となるようなピーク温度をもつリフロー炉が用いられる。圧電振動子3が収納された絶縁基体1は、絶縁基体1の上面の凹部5の周囲に形成された封止用メタライズ層2に金−シリコン合金の金属紛からなる金属ペーストを塗布し、その後、シリコンから成る蓋体7を絶縁基体1に合うように位置決めしてリフロー炉に入炉することで、圧電振動子3が絶縁基体1の凹部5に気密封止されることになる。
Here, as a heating method for melting the gold-silicon alloy, a reflow furnace having a peak temperature that is about 50 ° C. higher than the melting point of the gold-silicon alloy is used. The insulating substrate 1 in which the
この場合、金めっき層10は、その厚さを0.3μm以上とすることが好ましい。0.3μm未満では金−シリコン合金ろう材11の接合を強固なものとすることが難しい。また、生産性や経済性を考慮すれば、0.3μm〜0.5μmの範囲がより一層好ましい。
In this case, the thickness of the
金めっき層10は、電解法や無電解法等のめっき法により形成することができ、例えば、電解法による場合であれば、シアン化金を金供給源とし、pH調整剤、錯化剤等を添加して成る金めっき液中に封止用メタライズ層2が形成されている絶縁基体1を浸漬し、所定の電流密度,時間で封止用メタライズ層2に通電することにより形成することができる。
The
また、封止用メタライズ層2と金めっき層10との間に、ニッケルめっき層や銅めっき層等の下地めっき層(図示せず)を介在させてもよい。封止用メタライズ層2および金めっき層10の両者に対して密着性に優れたニッケル層等を下地めっき層として介在させておくと、金めっき層10の封止用メタライズ層2に対する被着の強度をより一層強固なものとすることができる。
Further, a base plating layer (not shown) such as a nickel plating layer or a copper plating layer may be interposed between the sealing
この場合、例えば、封止用メタライズ層2がタングステンのメタライズ層から成る場合であれば、厚さが2μm〜10μm程度のニッケルめっき層が、封止用メタライズ層2および金めっき層10に対する密着性や、下地めっき層の内部応力に起因する剥がれの防止の点で好ましい。
In this case, for example, if the sealing
また、シリコンから成る蓋体は、シリコンの基板にダイシング加工を施して所定寸法に切断すること等により形成される。 The lid made of silicon is formed by dicing a silicon substrate and cutting it to a predetermined dimension.
また、本発明の圧電振動子収納用パッケージにおいては、封止用メタライズ層2は、その外周が絶縁基体1の外側面の上端部に延出していることが好ましい。
In the piezoelectric vibrator housing package of the present invention, it is preferable that the outer periphery of the sealing
これにより、シリコンからなる蓋体7を金−シリコン合金ろう材11で接合する場合に、封止用メタライズ層2を絶縁基体1の表面から外側面の上端部にかけて広く形成することができ、金−シリコン合金ろう材11と封止用メタライズ層2との接合、および封止用メタライズ層2と絶縁基体1との接合を強固なものとすることができ、気密封止の信頼性をより向上させることができる。
As a result, when the lid 7 made of silicon is joined by the gold-silicon
また、絶縁基体1の上面から外側面の上端部にかけて形成された封止用メタライズ層2と蓋体7との間の接合面積を封止用メタライズ層2の厚み分だけ広く取れるとともに、余分な金−シリコン合金ろう材11は絶縁基体1の側面に形成した封止用メタライズ層2に保持できることから、金−シリコン合金ろう材11の凹部5内への飛散を防止できる。凹部5内に金−シリコン合金ろう材11が飛散すると、飛散した金−シリコン合金ろう材11が電極パッド4等に被着して電極パッド4と封止用メタライズ層2との間の電気的短絡等を生じ、圧電振動子3が正常に振動しなくなるおそれがある。
Further, the bonding area between the sealing
また、本発明の圧電振動子収納用パッケージおよび圧電装置においては、凹部5の底面の外周部に圧電振動子3の電極が接続される電極パッド4が形成されており、封止用メタライズ層2は、平面視で電極パッド4に沿った内周端に非形成部8が形成されていることが好ましい。
Further, in the piezoelectric vibrator housing package and the piezoelectric device of the present invention, the electrode pad 4 to which the electrode of the
凹部5の底面の外周部に電極パッド4を形成しておくと、端部の下面に電極を有する水晶振動子等の圧電振動子3を凹部5内に効率よく収納することができ、圧電振動子収納用パッケージおよび圧電装置の小型化がより容易となる。
If the electrode pad 4 is formed on the outer peripheral portion of the bottom surface of the
水晶振動子等の圧電振動子3は、通常、長方形板状であり、その短辺側の一方の2隅部に電極が形成されているため、この圧電振動子3の電極が取着される凹部5の底面の外周部の電極パッド4は、凹部5の短辺側の一方の2隅部に形成される。
The
また、封止用メタライズ層2は、平面視で電極パッド4に沿った内周端に非形成部8が形成されていることから、金−シリコン合金ろう材11が絶縁基体1の凹部5の縁部における電極パッド4に沿った部位に達するのを有効に防止することができ、封止用メタライズ層2上にシリコンからなる蓋体7を金−シリコン合金ろう材11で接合する際に、金−シリコン合金ろう材11が蓋体7と封止用メタライズ層2との接合面から凹部5内の電極パッド4の上面に飛散することを効果的に防止することができる。
Further, since the sealing
この非形成部8は、例えばスクリーン印刷法で金属ペーストを印刷して封止用メタライズ層2を形成するときに、スクリーンの印刷パターンを凹部5の電極パッド4に沿った内周端の非形成部8部分がマスクされる形状にしておくことによって形成される。
For example, when the metallized
封止用メタライズ層2に非形成部8を設ける場合、非形成部8は、凹部5の周囲の上面のうち、短辺側では、辺の内周に沿って連続するようにして形成することが好ましい。これにより、特に圧電振動子3の電極が近接して形成されている短辺側で金−シリコン合金ろう材11の飛散を特に効果的に防止し、圧電振動子3をより一層確実に正常に作動させることができる。なお、もちろん凹部5の周囲の上面の内周側全周にわたって非形成部8を設けてもよい。
When the non-formed portion 8 is provided in the sealing
ここで、封止用メタライズ層2の厚みを10〜30μmとすることにより、この非形成部8に内部の金−シリコン合金ろう材11’のフィレットが形成されるようにろう材量の調節等を行なうことにより、蓋体7と封止用メタライズ層2との接合の信頼性を確保することができるので、気密封止性には全く影響はない。
Here, by adjusting the thickness of the
かくして、上述の本発明の圧電振動子収納用パッケージおよび圧電装置によれば、絶縁基体1の凹部5内に圧電振動子3を搭載するとともに圧電振動子3の電極とメタライズの配線導体6とを導電性接着剤9を介して電気的に接続した後、封止用メタライズ層2にシリコンから成る蓋体7を接合して絶縁基体1と蓋体7とから成る容器の内部に圧電振動子3を気密に封止することにより、内部に収容する圧電振動子3を確実に正常に作動させることができる優れた圧電装置とすることができる。
Thus, according to the above-described piezoelectric vibrator housing package and piezoelectric device of the present invention, the
なお、この例では、絶縁基体1は三層のセラミック層を積層することにより形成されているが、絶縁基体1は三層以外のセラミック層を積層することにより形成されていたり、絶縁基体1の片方のみの電極パッド4ではなく、両端に電極パッド4があり、両端の封止用メタライズ層2の上面に非形成部8を形成したり、内周側全周にわたって非形成部8を形成してもよいのは言うまでもない。
In this example, the insulating substrate 1 is formed by laminating three ceramic layers. However, the insulating substrate 1 may be formed by laminating ceramic layers other than three layers. There are electrode pads 4 at both ends instead of only one electrode pad 4, and non-formed portions 8 are formed on the upper surface of the
1・・・・・・・絶縁基体
2・・・・・・・封止用メタライズ層
3・・・・・・・圧電振動子
4・・・・・・・電極パッド
5・・・・・・・凹部
6・・・・・・・配線導体
7・・・・・・・蓋体
8・・・・・・・非形成部
10・・・・・・金めっき層
11、11’・・金−シリコン合金ろう材
1 .... Insulating
Claims (4)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004050884A JP2005244543A (en) | 2004-02-26 | 2004-02-26 | Package for accommodating piezoelectric vibrator and piezoelectric device |
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Family
ID=35025802
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005244543A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009010864A (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Daishinku Corp | Body casing member for piezoelectric vibration device, piezoelectric vibration device, and method of manufacturing piezoelectric vibration device |
JP2009207067A (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Kyocera Kinseki Corp | Piezoelectric device |
JP2010087929A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Citizen Finetech Miyota Co Ltd | Piezoelectric device |
-
2004
- 2004-02-26 JP JP2004050884A patent/JP2005244543A/en active Pending
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