JP2007073713A - Package for piezo-electric device - Google Patents
Package for piezo-electric device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007073713A JP2007073713A JP2005258488A JP2005258488A JP2007073713A JP 2007073713 A JP2007073713 A JP 2007073713A JP 2005258488 A JP2005258488 A JP 2005258488A JP 2005258488 A JP2005258488 A JP 2005258488A JP 2007073713 A JP2007073713 A JP 2007073713A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- package
- metal lid
- seal ring
- welding
- piezoelectric device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
Abstract
Description
本発明は、圧電デバイス用パッケージに関し、特にパッケージのシールリングと金属蓋との寸法関係を改善した圧電デバイス用パッケージに関する。 The present invention relates to a package for a piezoelectric device, and more particularly to a package for a piezoelectric device having an improved dimensional relationship between a seal ring and a metal lid of the package.
表面実装型パッケージは圧電振動子、圧電発振器、ＳＡＷデバイス等の圧電デバイス用に広く用いられ、図６はその一例のパッケージ断面図である。図６（ａ）に示すパッケージは、パッケージ本体２０と金属蓋（コバール）２１とを備え、パッケージ本体２０は、平板状のセラミック製基板２０ａの上面及び底面にタングステン（Ｗ）膜を印刷して、内部電極２０ｂと外部電極２０ｃとを形成する。さらに、セラミック製基板２０ａの上面周縁に、上面にタングステン膜を印刷したセラミック製の環状外周壁２０ｄを一体的に立設し、還元雰囲気中で焼成してセラミックを固化させると同時に、前記タングステン膜をメタライズ化する。メタライズ部にニッケルメッキを施すと共に、環状外周壁２０ｄの上面に金属製のシールリング２０ｅを銀ろう付し、金属部分にニッケルメッキと金メッキを順次施す。さらに、セラミック基板２０ａの外部電極２０ｃから導出したリード電極２０ｆを、セラミック基板２０ａ、環状外周壁２０ｄを貫通させ、パッケージ本体２０の内底部に設けた複数の電極２０ｂと導通させると共に、一部はシールリング２０ｅと導通させる。
また、図６（ｂ）に示すパッケージは、特開２００５−１０１２２０号公報に開示されたパッケージの構造であって、より小型化に適した構造を有するパッケージの断面図で、パッケージ本体２０’と金属蓋２１とを備える。パッケージ本体２０’は、平板状のセラミック製基板２０’ａの底面にタングステン膜を印刷して外部電極２０ｃを形成すると共に、上面にリード電極を印刷する。セラミック製基板２０ａの上に、上面に電極２０ｂ用のタングステン膜と周縁にメタライズ用のタングステン膜とが印刷された平板状のセラミック製基板２０’ｄを張り合わせて一体化し、焼成してセラミックを固化させると同時に、前記タングステン膜をメタライズ化する。メタライズ部にニッケルメッキを施すと共に、セラミック製基板２０’ｄの上面周縁のメタライズ部に、シールリング２０’ｅを銀ろう付けし、金属部分に金メッキを施す。さらに、セラミック基板２０’ａの外部電極２０ｃから導出したリード電極２０ｆを、セラミック基板２０’ａ、２０’ｄを貫通させ、パッケージ本体２０’の内底部に設けた複数の電極２０ｂと導通させる。
上面が開口したセラミックパッケージ本体２０の内底部に形成した電極２０ｂ上に、例えば水晶振動素子を搭載し、該電極２０ｂと水晶振動子のリード電極とを導電性の接着剤等を用いて導通固定すると共に、セラミックパッケージ本体２０のシールリング２０ｅ上に金属蓋２１を載置し、シーム溶接法によりシールリング２０ｅと金属蓋２１とを気密固着して水晶振動子を構成する。シーム溶接は、例えば特開平８−２９０２７２号公報に示されているように、金属蓋２１の対向する縁部に沿ってローラー電極を用い、一定の加圧の下で電源からパルセーション通電を行うことにより、シールリング２０ｅと金属蓋２１との接合部に発生するジュール熱により、金属蓋２１の表面に施したニッケルメッキ（図示せず）が溶融し、シールリング２０ｅ上にある金メッキと共晶を形成して接合される。
Surface-mount packages are widely used for piezoelectric devices such as piezoelectric vibrators, piezoelectric oscillators, and SAW devices, and FIG. 6 is a cross-sectional view of an example of the package. The package shown in FIG. 6A includes a package main body 20 and a metal lid (Kovar) 21. The package main body 20 prints a tungsten (W) film on the top and bottom surfaces of a flat ceramic substrate 20a. The internal electrode 20b and the external electrode 20c are formed. Further, a ceramic annular outer peripheral wall 20d having a tungsten film printed on the upper surface is integrally provided on the periphery of the upper surface of the ceramic substrate 20a, and fired in a reducing atmosphere to solidify the ceramic. Metalize. The metallized portion is plated with nickel, and a metal seal ring 20e is silver brazed on the upper surface of the annular outer peripheral wall 20d, and the metal portion is sequentially plated with nickel and gold. Further, the lead electrode 20f led out from the external electrode 20c of the ceramic substrate 20a passes through the ceramic substrate 20a and the annular outer peripheral wall 20d and is electrically connected to the plurality of electrodes 20b provided on the inner bottom portion of the package body 20, and part of them Conductive with the seal ring 20e.
A package shown in FIG. 6B is a package structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-101220, and is a cross-sectional view of a package having a structure suitable for further miniaturization. And a metal lid 21. The package body 20 ′ has a tungsten film printed on the bottom surface of the flat ceramic substrate 20′a to form the external electrode 20c, and a lead electrode printed on the top surface. On the ceramic substrate 20a, a flat ceramic substrate 20′d having a tungsten film for the electrode 20b printed on the upper surface and a metallized tungsten film printed on the periphery is laminated and integrated, and then fired to solidify the ceramic. At the same time, the tungsten film is metallized. The metallized portion is plated with nickel, and the seal ring 20'e is silver-brazed to the metallized portion on the periphery of the upper surface of the ceramic substrate 20'd, and the metal portion is plated with gold. Furthermore, the lead electrode 20f led out from the external electrode 20c of the ceramic substrate 20′a passes through the ceramic substrates 20′a and 20′d and is electrically connected to the plurality of electrodes 20b provided on the inner bottom portion of the package body 20 ′.
For example, a crystal resonator element is mounted on the electrode 20b formed on the inner bottom portion of the ceramic package body 20 whose upper surface is open, and the electrode 20b and the lead electrode of the crystal resonator are conductively fixed using a conductive adhesive or the like. At the same time, a metal lid 21 is placed on the seal ring 20e of the ceramic package body 20, and the seal ring 20e and the metal lid 21 are hermetically fixed by a seam welding method to constitute a crystal resonator. In seam welding, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-290272, pulsation energization is performed from a power source under constant pressure using roller electrodes along opposing edges of the metal lid 21. As a result, the nickel plating (not shown) applied to the surface of the metal lid 21 is melted by Joule heat generated at the joint between the seal ring 20e and the metal lid 21, and the gold plating and eutectic on the seal ring 20e are melted. To be joined.
図７はシーム溶接工程におけるパッケージ２０と金属蓋２１との位置合わせ（センタリング）治具を示した斜視図であって、同図（ａ）は蓋供給部から供給される金属蓋２１を位置補正部で、Ｘ方向位置補正治具２２とＹ方向位置補正治具２３とを用いて、金属蓋２１を所定の場所に位置決めする。一方、パッケージ供給部から供給されるパッケージ２０は所定の位置に配置し、小型カメラ２４によりその位置、方向等の画像情報を溶接装置の制御部に取り入れる。そして、位置決めした前記の金属蓋２１を吸着治具で吸着し、制御部の画像情報に基づいて金属蓋２１をパッケージ２０の上に載置し、金属蓋２１の周縁二箇所に仮止め用のスポット溶接を行ってから、パルセーション通電を行ってパッケージ２０の気密封止を行う。 FIG. 7 is a perspective view showing a positioning (centering) jig between the package 20 and the metal lid 21 in the seam welding process. FIG. 7A shows the position correction of the metal lid 21 supplied from the lid supply unit. The metal lid 21 is positioned at a predetermined location using the X-direction position correction jig 22 and the Y-direction position correction jig 23. On the other hand, the package 20 supplied from the package supply unit is arranged at a predetermined position, and image information such as its position and direction is taken into the control unit of the welding apparatus by the small camera 24. Then, the positioned metal lid 21 is sucked by a suction jig, and the metal lid 21 is placed on the package 20 based on the image information of the control unit. After performing spot welding, pulsation energization is performed to hermetically seal the package 20.
図８はパッケージ２０と金属蓋２１との他の位置合わせ治具を示した斜視図であって、同図（ａ）は図７と同様に金属蓋２１のＸ、Ｙ方向の位置を補正して、金属蓋２１を所定の場所に位置決めする。図８（ｂ）に示す治具は、パッケージ本体２０を、Ｘ方向位置補正治具２２ａとＹ方向位置補正治具２３ａとを用いて、所定の場所に位置決めする。そして、位置決めした金属蓋２１を吸着し、パッケージ本体２０の上に載置した後、図８（ｃ）に示すように、パッケージ本体２０のシールリング２０ｅと金属蓋２１とを、Ｘ方向位置補正治具２２ｂとＹ方向位置補正治具２３ｂとを用いて微調整し、金属蓋２１がシールリング２０ｅ上に正確に載置するように調整してから、シーム溶接を行う。
圧電デバイス用パッケージの外形寸法は、３．２ｍｍ×２．５ｍｍ、封止後の高さが０．７ｍｍ程度のものが多く用いられている。小型化にもかかわらず水晶振動子に要求される、例えば低クリスタルインピーダンス化に対する仕様は厳しく、その仕様を満たすためにはできるだけ大きな水晶板を用いる方が望ましい。パッケージの寸法に対して大きな水晶板を収容するためには、パッケージの内部容積を大きくする必要があり、信頼性が確保できる範囲で、パッケージの壁厚を最小にしていた。一例を挙げると、外形寸法３．２ｍｍ×２．５ｍｍのパッケージでは、その壁厚は０．３ｍｍ〜０．４ｍｍであり、シールリングの幅は０．２ｍｍ程度である。
最近、デバイスの更なる小型化、低背化の要請が強く、例えば水晶振動子用のパッケージの外形寸法は、２．５ｍｍ×２．０ｍｍ程度のものが実用化された。壁厚は０．２５ｍｍ程度となり、シールリングの幅は０．１５ｍｍ〜０．１８ｍｍ程度である。このようなシールリング幅の狭い小型パッケージの溶接条件は、確立されたとは言い難く、従来の条件でシーム溶接するとリーク等が発生するおそれがある。
FIG. 8 is a perspective view showing another alignment jig for the package 20 and the metal lid 21. FIG. 8A corrects the positions of the metal lid 21 in the X and Y directions in the same manner as FIG. Then, the metal lid 21 is positioned at a predetermined location. The jig shown in FIG. 8B positions the package body 20 at a predetermined location using an X-direction position correction jig 22a and a Y-direction position correction jig 23a. Then, after the positioned metal lid 21 is sucked and placed on the package body 20, as shown in FIG. 8C, the seal ring 20e and the metal lid 21 of the package body 20 are corrected in the X-direction position. Fine adjustment is performed using the jig 22b and the Y-direction position correction jig 23b so that the metal lid 21 is accurately placed on the seal ring 20e, and then seam welding is performed.
Piezoelectric device packages are often used with outer dimensions of 3.2 mm × 2.5 mm and a height of about 0.7 mm after sealing. Despite the miniaturization, specifications required for a crystal resonator, for example, low crystal impedance are strict, and it is desirable to use a crystal plate as large as possible in order to satisfy the specification. In order to accommodate a crystal plate that is larger than the package size, it is necessary to increase the internal volume of the package, and the wall thickness of the package is minimized to the extent that reliability can be ensured. For example, in a package having an outer dimension of 3.2 mm × 2.5 mm, the wall thickness is 0.3 mm to 0.4 mm, and the width of the seal ring is about 0.2 mm.
Recently, there has been a strong demand for further miniaturization and low height of devices, and for example, a package for a crystal unit having a package size of about 2.5 mm × 2.0 mm has been put into practical use. The wall thickness is about 0.25 mm, and the width of the seal ring is about 0.15 mm to 0.18 mm. The welding conditions for such a small package with a narrow seal ring width are hardly established, and there is a risk of leaks or the like when seam welding is performed under conventional conditions.
図９（ａ）はパッケージ外形寸法が２．５ｍｍ×２．０ｍｍの一例の平面図、同図（ｂ）はそれに用いられる金属蓋の平面図である。パッケージの外形寸法は略２．５０ｍｍ×２．０ｍｍ（但し、それぞれ±０．０５ｍｍの誤差を含む）、シールリングの外形寸法は略２．２６ｍｍ×１．７６ｍｍ（但し、それぞれ±０．０５ｍｍの誤差を含む）、シールリングの内形寸法は略１．８０ｍｍ×１．３０ｍｍ（但し、それぞれ±０．０５ｍｍの誤差を含む）、シールリング幅は０．２３ｍｍである。金属蓋の外形寸法は金属蓋をパッケージ本体の上面に載置した際に、位置精度の関係でシールリングからはみ出す虞があるので、シールリングの外形寸法よりそれぞれ０．１ｍｍ〜０．２ｍｍずつ小さくした外形寸法２．１６ｍｍ×１．６６ｍｍ（但し、それぞれ±０．０５ｍｍの誤差を含む）とするのが一般的である。なお、パッケージ本体に金属蓋を封止した後のパッケージの高さは０．５ｍｍ程度となる。
図９に示した従来のパッケージ本体外形寸法２．５ｍｍ×２．０ｍｍと、金属蓋外形寸法２．１６ｍｍ×１．６６ｍｍとを用い、図７、８に示したような位置補正治具を備えた抵抗溶接機でシーム溶接を行ったところ、パッケージ本体と金属蓋とのシーム溶接後の位置関係は、図１０に示す平面図のようになった。ここで、シールリングと金属蓋との重なり合った部分を分かり易くするために、シールリングは破線で示してある。図１０（ａ）の左側の座標軸により溶接状態を記述すると、図１０（ａ）はパッケージ本体に対して金属蓋が＋Ｘ方向にずれて溶接された状態で、図中左側のシールリングと金属蓋との重なり合い部分が狭い。図１０（ｂ）は金属蓋が＋Ｙ方向にずれた状態で、図中下側のシールリングと金属蓋の接合幅が狭くなっている。図１０（ｃ）は金属蓋が＋θ方向に回転して溶接された状態で、図中下側で右端部分の接合幅が狭くなっている。このように、パッケージが小型化されると、従来の位置補正治具ではその機械的精度、カメラの認識精度、可動装置の位置精度等に加え、機械装置に要求されるタクト時間の速さ等より、パッケージ本体と金属蓋とに位置ズレが生じ、シールリングと金属蓋との接合幅が狭くなるものが発生するおそれがあった。
FIG. 9A is a plan view of an example of a package outer dimension of 2.5 mm × 2.0 mm, and FIG. 9B is a plan view of a metal lid used therefor. Package external dimensions are approximately 2.50 mm × 2.0 mm (including an error of ± 0.05 mm each), and seal ring external dimensions are approximately 2.26 mm × 1.76 mm (provided each is ± 0.05 mm). The inner dimensions of the seal ring are approximately 1.80 mm × 1.30 mm (however, each includes an error of ± 0.05 mm), and the seal ring width is 0.23 mm. The outer dimensions of the metal lid are likely to protrude from the seal ring due to positional accuracy when the metal lid is placed on the upper surface of the package body. In general, the outer dimensions are 2.16 mm × 1.66 mm (however, each includes an error of ± 0.05 mm). Note that the height of the package after sealing the metal lid on the package body is about 0.5 mm.
The conventional package body outer dimensions 2.5 mm × 2.0 mm shown in FIG. 9 and the metal lid outer dimensions 2.16 mm × 1.66 mm are used, and a position correction jig as shown in FIGS. 7 and 8 is provided. When seam welding was performed using a resistance welder, the positional relationship between the package body and the metal lid after seam welding was as shown in the plan view of FIG. Here, in order to make the overlapping portion of the seal ring and the metal lid easy to understand, the seal ring is indicated by a broken line. The welding state is described by the left coordinate axis in FIG. 10A. FIG. 10A shows the state in which the metal lid is welded to the package body while being displaced in the + X direction. The overlapping part is narrow. FIG. 10B shows a state where the metal lid is displaced in the + Y direction, and the bonding width between the lower seal ring and the metal lid in the drawing is narrow. FIG. 10C shows a state in which the metal lid is rotated and welded in the + θ direction, and the joining width of the right end portion is narrower on the lower side in the figure. Thus, when the package is miniaturized, the conventional position correction jig has its mechanical accuracy, camera recognition accuracy, position accuracy of the movable device, etc., as well as the tact time required for the mechanical device, etc. As a result, there is a possibility that a positional deviation occurs between the package main body and the metal lid, and the bonding width between the seal ring and the metal lid becomes narrow.
図１１は、パッケージ２．５ｍｍ×２．０ｍｍと金属蓋２．１６ｍｍ×１．６６ｍｍとの長辺側のみをシーム溶接し、溶接部の溶接状態を確認した図である。パッケージのクラックは偏光顕微鏡で観察し、パッケージの銀ろうの溶け出しは顕微鏡で観察した。図１１、１２は、パッケージを硝酸に浸漬して金属蓋を剥離し、溶接状態を写真撮影し、溶接状態、溶接幅等を観察した。溶接装置は日本アビオニクス製ＮＡＷ−１２６７ＣＰを用い、溶接条件はＭＨＣのみを１６から３６の範囲で変化させ、他の条件は一定とした。図１１ではＭＨＣ値を１７から２５まで変化させ、図１２ではＭＨＣ値を２７から３３まで変化させた。ここで、ＭＨＣの値はシーム溶接する際の溶接パワーの強さのレベルを段階的に示す数字であり、数字が大きい程、溶接パワーが強くなる。
図１３は、クラック、銀ろうの溶け出し、及び図１１、１２の観察結果を纏めたもので、上段はＭＨＣの値、下段はその値での溶接状態の判定結果である。判定の○は良好、◎は大変良好、Ｃはクラック、Ａｇは銀ろうの溶け出し、Ｗは溶接幅が広すぎることを示している。溶接幅はシールリングの幅の１／２〜１／３の幅で、且つシールリングの中央部が溶接されたものがよいとされている。これは溶接幅が広い場合の程ではないが、溶接部がパッケージの内側寄り（キャビティ側）であっても、溶接時の所謂スプラッシュが水晶素子へ飛散し、振動子の特性を劣化させる可能性があるからである。図１１ではＭＨＣ値が１７、１９の場合、シーム溶接は一応良好であるが溶接痕跡がキャビティ側にある。ＭＨＣ値が２１、２３では溶接幅が広すぎ、キャビティ側まで溶融している。また、ＭＨＣ値が２５では銀ろうが溶け出している。ＭＨＣ値が２７、３０、３３ではパッケージにクラックが発生し、リーク不良となった。
FIG. 13 summarizes cracks, silver solder melting, and observation results of FIGS. 11 and 12, with the upper row showing the MHC value and the lower row showing the welding state determination result at that value. Judgment ○ is good, ◎ is very good, C is crack, Ag is melted out of silver solder, and W indicates that the weld width is too wide. It is said that the welding width is preferably ½ to シ ー ル of the width of the seal ring and the center of the seal ring is welded. This is not as great as when the weld width is wide, but even if the weld is closer to the inside of the package (on the cavity side), the so-called splash at the time of welding may scatter to the crystal element and degrade the characteristics of the vibrator. Because there is. In FIG. 11, when the MHC values are 17 and 19, seam welding is good for the time being, but the welding trace is on the cavity side. When the MHC values are 21 and 23, the welding width is too wide and the melted up to the cavity side. Further, when the MHC value is 25, the silver solder is melted. When the MHC value was 27, 30, or 33, a crack occurred in the package, resulting in a leak failure.
以上説明したように、外形寸法を略２．２６ｍｍ×１．７６ｍｍ（それぞれ±０．０５ｍｍの誤差を含む）、内形寸法を略１．８０ｍｍ×１．３０ｍｍ（それぞれ±０．０５ｍｍの誤差を含む）のシールリングを銀ろう付けした従来のパッケージ本体を略２．５０ｍｍ×２．０ｍｍ（それぞれ±０．０５ｍｍの誤差を含む）に、外形寸法を略２．１６ｍｍ×１．６６ｍｍ（それぞれ±０．０５ｍｍの誤差を含む）の金属蓋をシーム溶接すると、良好となる溶接条件は、例えばＭＨＣ値の範囲が１７から１９と極めて狭くなる。パッケージ、金属蓋の製造バラツキ、装置の位置合わせ精度の誤差を考慮すると、このような範囲の狭い溶接条件で２．５ｍｍ×２．０ｍｍのパッケージを溶接すると、溶接不良率が大きくなるという問題があった。
そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたもので、量産時に溶接の良品率の高い、２．５ｍｍ×２．０ｍｍのパッケージ本体及び金属蓋を提供することにある。
As described above, the outer dimensions are approximately 2.26 mm × 1.76 mm (each including an error of ± 0.05 mm), the inner dimensions are approximately 1.80 mm × 1.30 mm (each having an error of ± 0.05 mm). A conventional package body with a silver-sealed seal ring of about 2.50 mm × 2.0 mm (each including an error of ± 0.05 mm) and an outer dimension of about 2.16 mm × 1.66 mm (each ±±). When seam welding is performed on a metal lid of 0.05 mm (including an error of 0.05 mm), a favorable welding condition is, for example, an MHC value range of 17 to 19 that is extremely narrow. Considering the manufacturing variation of the package and metal lid, and the error of the alignment accuracy of the device, there is a problem that the welding defect rate increases when a 2.5 mm x 2.0 mm package is welded under such a narrow welding condition. there were.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a 2.5 mm × 2.0 mm package body and a metal lid that have a high yield rate of welding during mass production.
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、上面に凹陥部を備えたパッケージ本体と、前記凹陥部を気密封止する金属蓋と、から成り、前記パッケージ本体は平板状の絶縁基板、該絶縁基板の底部に形成された表面実装用の外部電極、前記絶縁基板の上面に形成された圧電振動素子搭載用のパッド電極、及び前記絶縁基板上面の周縁に沿って環状に形成されたメタライズ膜を備えた実装基板と、前記メタライズ膜上に銀ろうにて固定され、前記凹陥部の外壁を形成する断面形状が矩形の金属製シールリングと、を備えた圧電デバイス用パッケージであって、前記シールリングの外形寸法と、前記金属蓋の外形寸法とを略同一としたことを特徴とする。
また請求項２に記載の発明は、パッケージの外形寸法を略２．５０ｍｍ×２．００ｍｍとした請求項１に記載の圧電デバイス用パッケージを特徴とする。
また請求項３に記載の発明は、前記金属製シールリングの略外形寸法を２．３４ｍｍ×１．８４ｍｍ、内形寸法を略１．９８ｍｍ×１．４８ｍｍ、前記金属蓋の外形寸法を略２．３４ｍｍ×１．８４ｍｍとした請求項１又は２に記載の圧電デバイス用パッケージを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is composed of a package main body having a concave portion on an upper surface and a metal lid for hermetically sealing the concave portion, and the package main body has a flat plate-like insulation. A substrate, an external electrode for surface mounting formed on the bottom of the insulating substrate, a pad electrode for mounting a piezoelectric vibration element formed on the upper surface of the insulating substrate, and an annular shape along the periphery of the upper surface of the insulating substrate A package for a piezoelectric device, comprising: a mounting substrate including a metallized film; and a metal seal ring having a rectangular cross-sectional shape that is fixed on the metallized film with a silver solder and forms an outer wall of the recessed portion. The outer dimensions of the seal ring and the outer dimensions of the metal lid are substantially the same.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a package for a piezoelectric device according to the first aspect, wherein the outer dimension of the package is approximately 2.50 mm × 2.00 mm.
According to a third aspect of the present invention, the outer dimension of the metal seal ring is approximately 2.34 mm × 1.84 mm, the inner dimension is approximately 1.98 mm × 1.48 mm, and the outer dimension of the metal lid is approximately 2. A package for a piezoelectric device according to claim 1, wherein the package is .34 mm × 1.84 mm.
請求項１に記載の本発明によれば、パッケージ本体のシールリング外形寸法と金属蓋外形寸法とを同一としたため、従来の溶接装置に備えられたパッケージ、金属蓋の位置合わせ（センタリング）治具を用いても、パッケージ本体のシールリング上に金属蓋が精度よく載置できるので、溶接条件の範囲が広がり、溶接の信頼性が大幅に改善されるという利点がある。同時に、シールリングの内形寸法が従来のパッケージのそれより大きくできるので、より大きな水晶板を収容できるという利点もある。
請求項２、３に記載の本発明によれば、パッケージの外形寸法、シールリングの外形及び内径寸法、金属蓋の外形寸法を明示したので、容易にパッケージ本体及び金属蓋を製作することができるという利点がある。
According to the first aspect of the present invention, since the outer dimension of the seal ring of the package body and the outer dimension of the metal lid are the same, the package and the metal lid positioning (centering) jig provided in the conventional welding apparatus are provided. Even if is used, the metal lid can be accurately placed on the seal ring of the package body, so that there is an advantage that the range of welding conditions is expanded and the reliability of welding is greatly improved. At the same time, the inner dimension of the seal ring can be made larger than that of the conventional package, which has the advantage that a larger quartz plate can be accommodated.
According to the second and third aspects of the present invention, since the outer dimensions of the package, the outer and inner diameters of the seal ring, and the outer dimensions of the metal lid are clearly shown, the package body and the metal lid can be easily manufactured. There is an advantage.
図１（ａ）は本発明に係るパッケージ構造の実施の形態を示す模式的断面図であって、パッケージ本体１と金属蓋２とを備える。パッケージ本体１は、平板状のセラミック製基板１ａの上面及び底面にタングステン（Ｗ）膜を印刷して内部電極１ｂと外部電極１ｃとを形成すると共に、セラミック製基板１ａの上面周縁に、上面にタングステン膜を印刷したセラミック製の環状外周壁１ｄを一体的に立設し、焼成してセラミックを固化させると同時に、前記タングステン膜をメタライズ化する。メタライズ部にニッケルメッキを施すと共に、環状外周壁１ｄの上面に金属製のシールリング１ｅを銀ろう付し、金属部分に金メッキを施す。さらに、セラミック基板１ａの外部電極１ｃから導出したリード電極１ｆを、セラミック基板１ａ、環状外周壁１ｄを貫通させ、パッケージ本体１の内底部に設けた複数の電極１ｂと導通させると共に、一部はシールリング１ｅと導通させる。
図１（ｂ）は、（ａ）の構造のパッケージをより小型化に適したパッケージ構造としたものであって、パッケージ本体１’と金属蓋２とを備える。パッケージ本体１’は、平板状のセラミック製基板１’ａの底面にタングステン膜を印刷して外部電極１ｃを形成すると共に、上面にリード電極を印刷する。セラミック製基板１’ａの上面に、平板状のセラミック製基板１’ｄを張り合わせて一体化する。平板状のセラミック製基板１’ｄの上面の周縁には環状にタングステン膜を印刷すると共に、中央よりはずれて電極１ｂ用のタングステン膜を印刷する。平板状のセラミック製基板１’ａ、１’ｄを焼成してセラミックを固化させると同時に、前記タングステン膜をメタライズ化する。メタライズ部にニッケルメッキを施すと共に、セラミック製基板１’ｄの上面周縁のメタライズ部に、シールリング１’ｅを銀ろう付けした後、金属部分にニッケルメッキと金メッキを順次施す。さらに、セラミック基板１’ａの外部電極１ｃから導出したリード電極１ｆを、セラミック基板１’ａ、１’ｄを貫通させ、パッケージ本体１’の内底部に設けた複数の電極１ｂと導通させる。
図２（ａ）はパッケージ本体１’（図１（ｂ）のパッケージ）の平面図であって、外形寸法は略２．５０ｍｍ×２．００ｍｍ（但し、それぞれ±０．０５ｍｍの誤差を含む）、シールリングの外形寸法は略２．３４ｍｍ×１．８４ｍｍ（但し、それぞれ±０．０５ｍｍの誤差を含む）、シールリングの内形寸法は１．９８ｍｍ×１．４６ｍｍ（但し、それぞれ±０．０５ｍｍの誤差を含む）、シールリング幅は０．１８ｍｍである。図２（ｂ）は金属蓋２の平面図であって、外形寸法は略２．３４ｍｍ×１．８４ｍｍ（但し、それぞれ±０．０２ｍｍの誤差を含む）である。
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a package structure according to the present invention, which includes a package body 1 and a metal lid 2. The package body 1 is printed with a tungsten (W) film on the top and bottom surfaces of a flat ceramic substrate 1a to form internal electrodes 1b and external electrodes 1c, and on the upper surface periphery of the ceramic substrate 1a. A ceramic annular outer peripheral wall 1d printed with a tungsten film is integrally erected and fired to solidify the ceramic, and at the same time, the tungsten film is metallized. The metallized portion is plated with nickel, and a metal seal ring 1e is silver brazed on the upper surface of the annular outer peripheral wall 1d, and the metal portion is plated with gold. Furthermore, the lead electrode 1f led out from the external electrode 1c of the ceramic substrate 1a passes through the ceramic substrate 1a and the annular outer peripheral wall 1d and is electrically connected to the plurality of electrodes 1b provided on the inner bottom portion of the package body 1, and a part thereof Conductive with the seal ring 1e.
FIG. 1B shows a package structure suitable for downsizing the package having the structure of FIG. 1A, and includes a package body 1 ′ and a metal lid 2. The package body 1 ′ has a tungsten film printed on the bottom surface of the flat ceramic substrate 1′a to form an external electrode 1c, and a lead electrode printed on the top surface. A flat ceramic substrate 1′d is bonded to the upper surface of the ceramic substrate 1′a to be integrated. A tungsten film is printed annularly on the periphery of the upper surface of the flat ceramic substrate 1′d, and a tungsten film for the electrode 1b is printed off the center. The flat ceramic substrates 1′a and 1′d are fired to solidify the ceramic, and at the same time, the tungsten film is metallized. The metallized portion is plated with nickel, and the seal ring 1'e is silver brazed to the metallized portion on the peripheral edge of the upper surface of the ceramic substrate 1'd. Furthermore, the lead electrode 1f led out from the external electrode 1c of the ceramic substrate 1′a passes through the ceramic substrates 1′a and 1′d and is electrically connected to the plurality of electrodes 1b provided on the inner bottom portion of the package body 1 ′.
FIG. 2A is a plan view of the package body 1 ′ (package of FIG. 1B), and the outer dimensions are approximately 2.50 mm × 2.00 mm (however, each includes an error of ± 0.05 mm). The outer dimensions of the seal ring are approximately 2.34 mm × 1.84 mm (each including an error of ± 0.05 mm), and the inner dimensions of the seal ring are 1.98 mm × 1.46 mm (provided each ± 0.00 mm). Including the error of 05 mm), the seal ring width is 0.18 mm. FIG. 2B is a plan view of the metal lid 2, and the outer dimensions are approximately 2.34 mm × 1.84 mm (however, each includes an error of ± 0.02 mm).
図１、２に示したように、本発明の特徴は、シールリングの外形寸法と金属蓋との外形寸法を同一としたことである。
シールリングと金属蓋との外形寸法を同一としたことにより、例えば図８（ｃ）の位置合わせ治具により、シールリングと金属蓋との重なり具合を微調整することにより、図１０（ａ）、（ｂ）で説明したＸ方向、あるいはＹ方向のずれは起こりにくい。また、シールリングと金属蓋との外形寸法を同一としたことにより、図１０（ｃ）のθ方向のずれも起こりにくくなる。
As shown in FIGS. 1 and 2, a feature of the present invention is that the outer dimensions of the seal ring and the outer dimensions of the metal lid are the same.
By making the outer dimensions of the seal ring and the metal lid the same, for example, by finely adjusting the overlapping degree of the seal ring and the metal lid with the alignment jig of FIG. The deviation in the X direction or the Y direction described in (b) is unlikely to occur. Further, since the outer dimensions of the seal ring and the metal lid are the same, the shift in the θ direction in FIG.
図３、４は本発明のパッケージ本体と金属蓋とを用いて、図１１、１２と同じ溶接条件で、パッケージの長辺側のみをシーム溶接した場合の溶接部の写真である。パッケージのクラックは偏光顕微鏡で観察し、パッケージの銀ろうの溶け出しは顕微鏡で観察した。溶接部は、パッケージを硝酸に浸漬して金属蓋を剥離し、溶接状態を写真撮影し、溶接状態、溶接幅等を観察した。図３、４は、ＭＨＣ（シーム溶接する際の電圧×電流、パワーに相当する値）の値を１８から３４まで変化させた場合の溶接状態の写真である。図５は溶接状態の判定結果の一覧表である。ＭＨＣ値が１８から２８まで、溶接状態は極めて良好であることは、例えば図３のＭＨＣ値が２０から２８の写真からも読みとれる。つまり、溶接幅がシールリングの半分程度であり、しかも溶接部分がパッケージの外側寄りに形成されている。その上、パッケージにはクラックの発生が見られなかった。
図４の写真に示すように、ＭＨＣの値が３２、３４ではシームリングの下部に設けた銀ろうが溶け出しており、溶接のパワーが強すぎるものと考えられる。図５の判定結果に示すように、本発明のパッケージ本体と金属蓋とを用いて、小型表面実装型の水晶振動子を生産すれば、従来のパッケージのシールリングの内形寸法が略１．８０ｍｍ×１．３０ｍｍであるのに対し、本発明のパッケージのシールリングの内形寸法は略１．９８ｍｍ×１．４６ｍｍであり、パッケージの内容積（キャビティ）が大きくなることが分かる。更に、溶接条件の範囲は、従来のパッケージのＭＨＣ値が１７から１９であるのに対し、本発明のパッケージでは、ＭＨＣ値が１８から２８と大幅に広がり、シーム溶接の信頼性の範囲が大幅に広がったことが判明した。
FIGS. 3 and 4 are photographs of a welded part when seam welding is performed only on the long side of the package under the same welding conditions as in FIGS. 11 and 12 using the package body and the metal lid of the present invention. The cracks in the package were observed with a polarizing microscope, and the melting of the silver solder in the package was observed with a microscope. The welded part was immersed in nitric acid to peel off the metal lid, photographed the welded state, and observed the welded state, weld width, and the like. 3 and 4 are photographs of the welding state when the value of MHC (voltage corresponding to seam welding × value corresponding to power, power) is changed from 18 to 34. FIG. FIG. 5 is a list of welding state determination results. The fact that the welding state is very good when the MHC value is 18 to 28 can be read from, for example, the photograph of the MHC value 20 to 28 in FIG. That is, the weld width is about half of the seal ring, and the welded portion is formed closer to the outside of the package. In addition, no cracks were found in the package.
As shown in the photograph of FIG. 4, when the MHC values are 32 and 34, the silver brazing provided at the lower part of the seam ring is melted, and it is considered that the welding power is too strong. As shown in the determination result of FIG. 5, when a small surface-mount type crystal resonator is produced using the package body and the metal lid of the present invention, the inner size of the seal ring of the conventional package is approximately 1. The inner dimension of the seal ring of the package of the present invention is approximately 1.98 mm × 1.46 mm while it is 80 mm × 1.30 mm, and it can be seen that the internal volume (cavity) of the package is increased. Furthermore, the range of welding conditions is that the MHC value of the conventional package is 17 to 19, while the MHC value of the present invention package is greatly expanded from 18 to 28, and the range of seam welding reliability is greatly increased. Turned out to spread.
１、１’ パッケージ本体、１ａ、１’ａ、１’ｄ 平板状のセラミック基板、１ｂ パッケージ本体内部の電極、１ｃ パッケージ本体外部の電極、１ｄ セラミックの環状外周壁、１ｅ、１’ｅ シールリング、１ｆ リード電極、２ 金属蓋 1, 1 'package body, 1a, 1'a, 1'd flat plate ceramic substrate, 1b electrode inside package body, 1c electrode outside package body, 1d annular outer peripheral wall of ceramic, 1e, 1'e seal ring 1f Lead electrode, 2 Metal lid
Claims (3)
前記シールリングの外形寸法と、前記金属蓋の外形寸法とを略同一としたことを特徴とする圧電デバイス用パッケージ。 A package main body having a concave portion on an upper surface; and a metal lid for hermetically sealing the concave portion, the package main body being a flat insulating substrate, and an external surface mount formed on the bottom of the insulating substrate. A mounting substrate including an electrode, a pad electrode for mounting a piezoelectric vibration element formed on the upper surface of the insulating substrate, and a metallized film formed in an annular shape along a peripheral edge of the upper surface of the insulating substrate; and silver on the metalized film A package for a piezoelectric device, comprising: a metal seal ring that is fixed by brazing and has a rectangular cross-sectional shape that forms an outer wall of the recessed portion;
A package for a piezoelectric device, wherein an outer dimension of the seal ring and an outer dimension of the metal lid are substantially the same.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005258488A JP2007073713A (en) | 2005-09-06 | 2005-09-06 | Package for piezo-electric device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005258488A JP2007073713A (en) | 2005-09-06 | 2005-09-06 | Package for piezo-electric device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007073713A true JP2007073713A (en) | 2007-03-22 |
Family
ID=37934911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005258488A Pending JP2007073713A (en) | 2005-09-06 | 2005-09-06 | Package for piezo-electric device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007073713A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008292359A (en) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Workpiece inspecting method |
| JP2009124688A (en) * | 2007-10-22 | 2009-06-04 | Daishinku Corp | Package for piezoelectric vibration device, and piezoelectric vibration device |
| JP2009224515A (en) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Daishinku Corp | Package for electronic component, and piezoelectric vibration device |
| JP2009260644A (en) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Crystal device for surface mounting |
| JP2009278612A (en) * | 2008-04-18 | 2009-11-26 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Crystal device for surface mounting |
| JP2012065155A (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Piezoelectric device |
-
2005
- 2005-09-06 JP JP2005258488A patent/JP2007073713A/en active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008292359A (en) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Workpiece inspecting method |
| JP2009124688A (en) * | 2007-10-22 | 2009-06-04 | Daishinku Corp | Package for piezoelectric vibration device, and piezoelectric vibration device |
| JP2009224515A (en) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Daishinku Corp | Package for electronic component, and piezoelectric vibration device |
| JP2009260644A (en) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Crystal device for surface mounting |
| US7859348B2 (en) * | 2008-04-16 | 2010-12-28 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Crystal device for surface mounting |
| JP4668291B2 (en) * | 2008-04-16 | 2011-04-13 | 日本電波工業株式会社 | Crystal device for surface mounting |
| JP2009278612A (en) * | 2008-04-18 | 2009-11-26 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Crystal device for surface mounting |
| JP2012065155A (en) * | 2010-09-16 | 2012-03-29 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | Piezoelectric device |
| US8896185B2 (en) | 2010-09-16 | 2014-11-25 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. | Piezoelectric device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2007073713A (en) | Package for piezo-electric device | |
| JP2007173975A (en) | Crystal device | |
| JP5251224B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric vibration device and piezoelectric vibration device | |
| JP2010206322A (en) | Package member, method of manufacturing the package member, and piezoelectric vibration device using the package member | |
| JP2009246583A (en) | Piezoelectric vibration device | |
| JP3911838B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric vibrator | |
| JP5388601B2 (en) | Electronic component storage package | |
| JP2009077341A (en) | Piezoelectric device, and piezoelectric vibrator | |
| JP5252992B2 (en) | Crystal oscillator package and crystal oscillator | |
| JP3401781B2 (en) | Electronic component package and method of manufacturing electronic component package | |
| JP2008186917A (en) | Electronic component housing package, electronic device, and manufacturing method thereof | |
| JP4144036B2 (en) | Electronic component package and piezoelectric vibration device using the electronic component package | |
| JP6993220B2 (en) | Electronic component storage packages, electronic devices and electronic modules | |
| JP2007173973A (en) | Manufacturing method of crystal device | |
| JP5026197B2 (en) | Piezoelectric device and manufacturing method thereof | |
| JP2009239475A (en) | Surface mounting piezoelectric oscillator | |
| JP2004096721A (en) | Package for piezoelectric vibrator, piezoelectric vibrator and piezoelectric device | |
| US9548718B2 (en) | Piezoelectric vibration piece and piezoelectric vibrator | |
| JP4309643B2 (en) | Manufacturing method of ceramic electronic component | |
| JP6305713B2 (en) | Manufacturing method of electronic component storage package | |
| JP2006179740A (en) | Sealing method for package | |
| JP2002184885A (en) | Package for housing electronic part and manufacturing method thereof | |
| JP4214146B2 (en) | A method for sealing a small wiring board on a multi-cavity wiring board. | |
| JP2007324912A (en) | Method of manufacturing piezoelectric device | |
| JP2015106792A (en) | Crystal device |