JP2013110183A - Manufacturing method of electronic device and falling prevention member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電振動素子、その他の電子部品を容器内に収容した電子デバイスの製造方法、及び脱落防止部材に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electronic device in which a piezoelectric vibration element and other electronic components are accommodated in a container, and a drop-off preventing member.
HDD(ハード・ディスク・ドライブ)、モバイルコンピュータ、あるいはICカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、近年、装置の小型薄型化がめざましく、それらに用いられる圧電デバイスも小型薄型化が要求されている。また、それとともに、装置の回路基板に表面実装が可能な表面実装タイプの圧電デバイスが求められている。
圧電振動子のように容器内に圧電振動素子を気密封止した構造の電子デバイスの製造工程にあっては、封止孔を有した容器内に圧電振動素子を収容した後で、この容器を真空チャンバー内に配置して真空吸引しつつ加熱することにより封止孔から容器の内部ガスを排出し、排出が完了した時点で封止部材を用いて封止孔を封止している。
封止工程では、真空チャンバー内において封止孔が上向きとなるように容器をセットし、封止孔を塞ぐように球状の金属製封止部材を載置してから封止部材にレーザー光を照射して溶融させることにより封止孔を封止する(特許文献1)。
電子デバイスの小型化に伴って封止部材も小型化し、例えば直径0.3mm程度の金属球が使用される。このような小型、軽量の金属球は、真空吸引する際に容器内部から封止孔を経て排出されてくるガスによって押し出されて容器外へ飛散し易く、飛散すると封止工程を実施できなくなり、これが圧電デバイスの生産性を低下させる原因となっている。
真空引きによって封印部材が飛散することを防止するために、真空引きの速度を低下させることが行われているが、真空チャンバーを改造するためのコスト増、生産性の低下を招くばかりでなく、電子デバイス内の真空度の低下、バラツキによって完成品の特性を低下させる原因となっている。
In recent years, in small information devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, and IC cards, and mobile communication devices such as mobile phones, car phones, and paging systems, the size and thickness of devices have been dramatically reduced. The piezoelectric devices used for them are also required to be small and thin. In addition, there is a need for a surface-mount type piezoelectric device that can be surface-mounted on a circuit board of the apparatus.
In the manufacturing process of an electronic device having a structure in which a piezoelectric vibration element is hermetically sealed in a container like a piezoelectric vibrator, after the piezoelectric vibration element is accommodated in a container having a sealing hole, the container is The gas inside the container is discharged from the sealing hole by being placed in a vacuum chamber and heated while being vacuumed, and the sealing hole is sealed using a sealing member when the discharge is completed.
In the sealing step, the container is set so that the sealing hole faces upward in the vacuum chamber, and a spherical metal sealing member is placed so as to close the sealing hole, and then the laser beam is applied to the sealing member. The sealing hole is sealed by irradiation and melting (Patent Document 1).
With the miniaturization of electronic devices, the sealing member is also miniaturized. For example, metal balls having a diameter of about 0.3 mm are used. Such a small, lightweight metal sphere is easily pushed out of the container by the gas discharged from the inside of the container through the sealing hole when vacuumed, and the sealing process cannot be carried out when scattered. This is a cause of reducing the productivity of the piezoelectric device.
In order to prevent the sealing member from being scattered by evacuation, the evacuation speed is reduced, but not only the cost for remodeling the vacuum chamber is increased, but the productivity is lowered. This is a cause of deterioration of the properties of the finished product due to a decrease in the degree of vacuum in the electronic device and variations.
これに対して、特許文献2には、容器内に圧電振動素子を気密封止することが可能な小型の圧電デバイスの製造方法が開示されている。この製造方法では、真空チャンバー内に配置した容器の封止孔に球状の封止部材を配置してから真空チャンバー内を減圧することにより容器内部を減圧し、封止孔の内周と封止部材との隙間を介して容器内部のガスを外部に排出させる。このとき、封止孔を形成した容器の外底面とカバー板との隙間が、封止部材の直径よりも小さくなるようにカバー板を配置する。内部空間から排出される気体の圧力により封止孔から球状の封止部材が飛び出そうとした場合に、カバー板によりその封止部材を受け止めるようにしている。
しかし、容器が数mm角程度に小型化した場合には、この容器に形成した封止孔を封止するための球状の封止部材は例えば直径0.5mm以下となるため、トレイ上に複数セットされた全ての容器とカバーとの隙間を適正に維持することが極めて困難である。
On the other hand,
However, when the container is downsized to a few mm square, the spherical sealing member for sealing the sealing hole formed in the container has a diameter of 0.5 mm or less, for example. It is extremely difficult to properly maintain the gaps between all the containers set and the cover.
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、簡易な手法によって封止部材が封止孔から排出されるガスによって飛散することを確実に防止することができる電子デバイスの製造方法、及び脱落防止部材を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above, and a method for manufacturing an electronic device that can reliably prevent a sealing member from being scattered by a gas discharged from a sealing hole by a simple technique, and prevention of dropping. The object is to provide a member.
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]本発明に係る電子デバイスの製造方法は、内部に空所を有すると共に前記空所を容器外部と連通させる封止孔を有した容器と、溶融した後で固化することにより前記封止孔を封止する封止部材と、前記封止部材により前記封止孔を封止された前記容器内に気密封止された電子部品と、を有し、前記封止部材を前記封止孔上に配置する封止部材配置工程を含む電子デバイスの製造方法であって、前記封止孔が上向きとなるように前記容器をセットする容器セット工程と、下部開口径が前記封止部材の直径よりも大きく、上方へ向かう程内径が漸増する内壁を有している脱落防止用貫通穴を有した脱落防止部材を、前記封止部材の直径よりも小さく保持しつつ前記脱落防止用貫通穴の下部開口の内側に前記封止部材が位置するように配置する脱落防止部材配置工程と、前記封止部材配置工程および脱落防止部材配置工程の後に前記容器の空所を減圧する減圧工程と、を含むことを特徴とする。 Application Example 1 An electronic device manufacturing method according to the present invention includes a container having a void inside and a sealing hole that communicates the void with the outside of the container, and solidifying after melting. A sealing member for sealing the sealing hole, and an electronic component hermetically sealed in the container having the sealing hole sealed by the sealing member, and the sealing member is sealed with the sealing member. A method of manufacturing an electronic device including a sealing member arranging step of arranging on a stop hole, wherein the container is set so that the sealing hole faces upward, and a lower opening diameter is the sealing member The drop-off prevention member having a drop-prevention through-hole having an inner wall whose inner diameter gradually increases toward the top while holding the drop-off prevention member smaller than the diameter of the sealing member. The sealing member is positioned inside the lower opening of the hole. A stopper member disposing step of location, characterized in that it comprises a pressure reducing step for reducing the cavity of the container after the sealing member placing step and the stopper members arrangement step.
この構成によれば、減圧工程において封止孔から容器内部の気体が排出される際に、その圧力によって封止部材が浮き上がったとしても、脱落防止用貫通穴の上部開口を越える前に落下すると共に、落下する際にテーパー状の脱落防止穴の内壁によってガイドされて封止孔内に復帰することができる。
なお、減圧時に封止部材が浮き上がる距離の範囲は、封止部材の重量、容器内空所の容積、減圧のための真空吸引の強弱等によって想定可能であるため、脱落防止用貫通穴、及び脱落防止穴の軸方向長は適切に設定可能である。
According to this configuration, when the gas inside the container is discharged from the sealing hole in the decompression step, even if the sealing member is lifted by the pressure, it falls before it passes over the upper opening of the through hole for preventing falling off. At the same time, it can be guided by the inner wall of the tapered dropout prevention hole and returned to the sealing hole.
The range of the distance that the sealing member floats during decompression can be assumed by the weight of the sealing member, the volume of the space in the container, the strength of vacuum suction for decompression, etc. The axial length of the dropout prevention hole can be set appropriately.
[適用例2]本発明は、適用例1に記載の電子デバイスの製造方法において使用される前記脱落防止部材であって、前記封止孔は、前記容器の外面に形成され前記封止部材よりも大きな開口面積を有した凹所と、前記凹所の内底面に貫通形成され前記封止部材が着座したときに閉止される小孔と、を有し、前記封止部材の直径をD、前記脱落防止用貫通穴の下部開口の内径をd1、前記凹所の内径をd2としたときに、φd1<φd2+φDの関係を満たすように構成されていることを特徴とする。 [Application Example 2] The present invention is the drop-off preventing member used in the method for manufacturing an electronic device according to Application Example 1, wherein the sealing hole is formed on an outer surface of the container and is formed from the sealing member. A recess having a large opening area, and a small hole that is formed through the inner bottom surface of the recess and is closed when the sealing member is seated, and the diameter of the sealing member is D, The inner diameter of the lower opening of the drop-off preventing through hole is d1, and the inner diameter of the recess is d2, so that the relationship φd1 <φd2 + φD is satisfied.
この構成によれば、脱落防止穴の下部開口の内径が凹所の内径よりも大きい場合であっても、そこに形成される段差によって封止部材が引っ掛かることがなくなる。 According to this configuration, even when the inner diameter of the lower opening of the dropout prevention hole is larger than the inner diameter of the recess, the sealing member is not caught by the step formed there.
[適用例3]本発明は、適用例2において、前記脱落防止用貫通穴の側方に、前記容器を画像認識するための少なくとも一つの透光用開口を備えていることを特徴とする。 Application Example 3 In the application example 2, the present invention is characterized in that at least one light transmission opening for recognizing an image of the container is provided on a side of the drop-off preventing through hole.
封止部材をレーザー光で溶融させる際のレーザースポットの照射位置を確定する上では、容器の形状、容器の一部の形状が手掛かり(目印)となる。この目印をカメラで認識するためには、脱落防止部材に透光用開口を設けることが便利である。 In determining the irradiation position of the laser spot when the sealing member is melted with the laser beam, the shape of the container and the shape of a part of the container are clues (marks). In order to recognize this mark with a camera, it is convenient to provide a light-transmitting opening in the drop-off prevention member.
[適用例4]本発明では、適用例3において、前記脱落防止部材は、前記容器の一部を露出させる大面積開口部を備え、前記大面積開口部内に設けた薄肉部に前記脱落防止用貫通穴を貫通形成し、前記薄肉部の近傍に前記透光用開口を形成したことを特徴とする。 [Application Example 4] In the present invention, in the application example 3, the drop-off prevention member includes a large-area opening that exposes a part of the container, and the thin-walled part provided in the large-area opening has the drop-off prevention member. A through hole is formed so as to penetrate, and the light transmitting opening is formed in the vicinity of the thin portion.
この構成によれば、薄肉部と、透光用開口を併設し、薄肉部上に脱落防止用貫通穴を形成したので、封止部材の位置をカメラによって認識する際の照明光を遮る部分が少なくなり、得られる画像の鮮明度を高めることができる。 According to this configuration, since the thin-walled portion and the light-transmitting opening are provided and the through-hole for preventing dropout is formed on the thin-walled portion, there is a portion that blocks the illumination light when the position of the sealing member is recognized by the camera. As a result, the sharpness of the obtained image can be increased.
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図1乃至図3は、本発明の電子デバイスの一例として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X−X線概略断面図、図3は図1の底面図である。
これらの図において、圧電デバイス1は、圧電振動子を一例として示しており、圧電デバイス1は、容器2内に圧電振動素子(電子部品)30を気密封止した構成を有している。
容器2は、容器本体3と、容器本体3上に搭載された圧電振動素子30を気密封止するために組み付けられる蓋体20と、から構成されている。容器2の寸法は、例えば、縦5mm、横3.2mm、高さ0.8mmである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
1 to 3 show a first embodiment of a piezoelectric device as an example of an electronic device of the present invention, FIG. 1 is a schematic plan view thereof, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line XX of FIG. FIG. 3 and FIG. 3 are bottom views of FIG.
In these drawings, the
The
容器本体3は、例えば、セラミックグリーンシートを積層して焼結した酸化アルミニウム質焼結体等の基板で形成されている。複数の各基板は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間Sを形成するようにされている。すなわち、図2に示すように、本実施形態の容器本体3は、例えば、平板状の第1の積層基板11と、その上に重ねられる一部に穴を有した第2の積層基板12と、その上に重ねられる環状の第3の積層基板13と、第1の積層基板11の外面に形成された実装端子17と、から形成されている。
容器本体3の内部空間S内の左端部付近において、内部空間Sに露出して底部を構成するベースとなる第2の積層基板12には、Au及びNiメッキが施された電極部15、15が設けられている。この電極部15、15は、対応関係にある実装端子17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15、15の上に導電性接着剤16、16が塗布され、この導電性接着剤16、16の上に圧電振動素子30の基部31が載置されて、導電性接着剤16、16が硬化されるようになっている。
The
In the vicinity of the left end portion in the internal space S of the container
圧電振動素子30の基部31の導電性接着剤16、16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、圧電振動素子30は、駆動用電極が容器本体3側の電極部15、15と導電性接着剤16、16を介して電気的に接続されている。
圧電振動素子30を構成する圧電基板は、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、圧電振動素子30は、容器本体3側と固定される基部31と、この基部31から、図において右方に向けて二股に別れて平行に延びる一対の振動腕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、音叉型圧電振動素子が利用されている。
容器本体3の開放された上面には、低融点ガラス等のロウ材33を介して、金属製の蓋体20が接合されることにより封止されている。
An extraction electrode (not shown) for transmitting a driving voltage is formed on a portion of the
The piezoelectric substrate constituting the
The open upper surface of the
また、容器本体3の底面のほぼ中央付近には、容器本体3の底板を構成する2枚の積層基板11、12に夫々第1及び第2の貫通孔37a、37bを連続形成することにより貫通孔としての封止孔37が設けられている。この封止孔37を構成する2つの貫通孔のうち、容器本体内部に開口する第1の貫通孔(小孔)37aに対して、外側の第2の貫通孔(凹所)37bは、より大きな内径を備えた同心円状に構成されている。これにより、封止孔37は段部40を有する開口とされており、好ましくは、第2の貫通孔37bの段部と、第1の貫通孔37aの孔内周面には後述する封止部材38である金属ボール(例えば、金ゲルマニウム合金(Au/Ge))に対して、濡れ性のよい金属、例えば、金メッキ等が、所定の下地層の上に形成されることにより被覆されている。
すなわち、容器本体3内に圧電振動素子30を固定した後で、封止孔37には封止部材(金属製封止部材)38が溶融充填されることにより、容器本体3内を気密状態に封止する。
Further, in the vicinity of the center of the bottom surface of the
That is, after fixing the
本例では、封止孔37に充填される封止部材38として、後述する封止工程で詳しく説明するように、特に金ゲルマニウム合金(Au/Ge)が用いられている。なお、封止部材としては任意の金属材料を使用することができる。
さらに、この実施形態では、容器本体3を構成する第2の積層基板12には、図において右端部付近に孔を形成することにより、この積層基板12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、圧電振動素子30の下方に位置している。これにより、本実施形態では、容器本体3に外部から衝撃が加わった場合に、圧電振動素子30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、容器本体3の内側底面と接触することを防止している。
本実施形態に係る圧電デバイス1は以上のように構成されており、圧電デバイス1の容器本体3が金ゲルマニウム合金(Au/Ge)からなる封止部材38により封止されている。このため、封止後の圧電デバイス1を実装する工程において、熱が加えられた場合に、金ゲルマニウム合金は融点が高く、容易に溶融しないことから、容器2内部の真空状態が封止部材の一部溶融によりリークされることが有効に防止される。しかも、封止部材38に鉛を含有していないことから、鉛を原因とする環境汚染を回避することができる。
In this example, a gold germanium alloy (Au / Ge) is used as the sealing
Further, in this embodiment, the second
The
次に、本発明の電子デバイスの製造方法は、次の如き特徴的な構成を有する。
即ち、本発明は、内部に空所Sを有すると共に該空所を容器外部と連通させる封止孔37を外壁(積層基板11、12、或いは蓋体20)に有した容器2と、溶融した後で固化することにより封止孔37を封止する封止部材38と、封止部材により封止孔を本封止された容器内に気密封止された電子部品30と、を有した電子デバイスの製造方法に関するものである。
本発明に係る製造方法の特徴的な構成は、封止孔37が上向きとなるように容器2を任意の支持手段上にセットする容器セット工程と、封止部材38を該封止孔37上に配置する封止部材配置工程と、下部開口73aの内径d1が封止部材の直径Dよりも大きく、上方へ向かう程内径が漸増する逆円錐状の内壁73bを有したすり鉢状の封止部材脱落防止穴73を少なくとも一部に含む脱落防止用貫通穴72を有した脱落防止部材70を、容器外面(或いは、封止部材)との間隔tを封止部材の直径Dよりも小さく保持しつつ封止部材脱落防止穴73の下部開口73aの内側に封止部材が位置するように配置する脱落防止部材配置工程と、容器2、及び脱落防止部材70をチャンバー内に配置し、該チャンバー内を減圧することにより容器の空所Sを減圧する減圧工程と、容器2を加熱する加熱工程と、空所が減圧された状態で封止部材38を溶融させる溶融工程と、溶融工程の後でチャンバーを大気開放する工程と、を有する点にある。
なお、封止部材配置工程と、脱落防止部材配置工程とは、順番を入れ替えることができる。即ち、脱落防止部材配置工程を先行させてから、封止部材配置工程を実施してもよい。
Next, the electronic device manufacturing method of the present invention has the following characteristic configuration.
That is, in the present invention, the
A characteristic configuration of the manufacturing method according to the present invention is that a container setting step for setting the
In addition, a sealing member arrangement | positioning process and a drop-off prevention member arrangement | positioning process can replace order. That is, the sealing member arrangement step may be performed after the drop prevention member arrangement step is preceded.
次に、図4は本発明に係る電子デバイスの製造方法を説明するフローチャートであり、図5(a)及び(b)は容器本体内に水晶振動素子を搭載した状態を示す縦断面図、及び容器本体開口を蓋体により閉止する手順を示す図であり、図6は脱落防止部材配置工程、封止部材配置工程、及び封止工程を説明する図であり、図7は封止孔と封止部材との関係を示す要部断面図であり、図8は封止孔及び貫通孔を拡大した説明図である。
図4において、容器、及び圧電振動素子の製造工程は図示を省略し、容器本体準備工程(ステップS1)、圧電振動素子の準備工程(ステップS2)としてそれぞれ簡略化して示した。
ステップS1に示す容器本体3の準備工程では、容器本体3を製造して準備する。容器本体3は、例えば、セラミック、ガラスなどの絶縁材料を用いて形成し、さらに具体的には、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートなどを成形して用いることができる。そのセラミックグリーンシートなどの材料を成形して、直径の異なる同心の貫通孔37a、37bをそれぞれ設けた2枚の積層基板11、12を積層し、さらに第2の積層基板12上に矩形環状の第3の積層基板13を積層させ、その後焼成することによって段差を有する凹部が形成された容器本体3の外形を得る。
なお、各貫通孔37a、37bは円形の穴であってもよいし、非円形(多角形、その他の不規則形状)の穴であってもよい。
Next, FIG. 4 is a flowchart for explaining an electronic device manufacturing method according to the present invention, and FIGS. 5A and 5B are longitudinal sectional views showing a state in which a crystal resonator element is mounted in a container body, and FIG. 6 is a diagram illustrating a procedure for closing the container main body opening with a lid, FIG. 6 is a diagram illustrating a drop-off prevention member arranging step, a sealing member arranging step, and a sealing step, and FIG. 7 is a diagram illustrating a sealing hole and a sealing step. It is principal part sectional drawing which shows the relationship with a stop member, and FIG. 8 is explanatory drawing which expanded the sealing hole and the through-hole.
In FIG. 4, the manufacturing process of the container and the piezoelectric vibration element is not shown, and is simplified and shown as a container body preparation process (step S1) and a piezoelectric vibration element preparation process (step S2).
In the step of preparing the
In addition, each through-
絶縁材料からなる容器本体3の外面適所に、例えば、タングステンメタライズを施した上に、ニッケルめっきおよび金めっきを行ない、さらにフォトリソグラフィーを併用するなどの方法により、第1の積層基板11の外底面に設けられた外部実装端子(図示せず)、第2の積層基板12の上面に設けられた電極部15等を形成する。これと同時に、封止孔37内周面及び外部周縁に封止部材とのなじみのよい金属膜を形成する。なお、容器本体3に設けられた上記の各種端子は、対応する端子同士を、引き回し配線や、各積層基板に予め形成されたスルーホールなどの層内配線により接続する。
The outer bottom surface of the
ステップS2に示す圧電振動素子の準備工程では、圧電振動素子30を製造して準備する。圧電振動素子30の製造においては、まず、結晶軸に対して所定のカット角で切り出された大判の圧電基板、例えば水晶基板(水晶ウェハー)を準備し、フォトリソグラフィーを用いたウエットエッチング、またはドライエッチングすることにより、水晶基板の外形を形成する。
次に、スパッタリングや蒸着などにより、励振電極や外部接続端子などの電極形成を行う。電極形成は、圧電振動素子の外形が形成された水晶基板の表面に、スパッタリングや蒸着により、クロム層を下地として形成し、その上に金層を積層させて形成することができる。
そして、複数の圧電振動素子30が形成されたウェハーをダイシングすることにより、個片の圧電振動素子を複数得る。
In the step of preparing the piezoelectric vibration element shown in step S2, the
Next, electrodes such as excitation electrodes and external connection terminals are formed by sputtering or vapor deposition. The electrode can be formed by forming a chromium layer as a base on the surface of a quartz substrate on which the outer shape of the piezoelectric vibration element is formed, by sputtering or vapor deposition, and laminating a gold layer thereon.
Then, by dicing the wafer on which the plurality of
次に、圧電振動素子接合工程について説明する。
ステップS3に示した圧電振動素子接合工程では、容器本体3の凹部内に設けた電極部15上に導電性接着剤16を用いて圧電振動素子30を配置して電気的、機械的な接続を伴う接合を行う。
具体的には、図5(a)において、容器本体3の外周壁上面に予め封止ガラス等のロウ材33を塗布すると共に、凹部内の電極部15上に導電性接着剤16を塗布し、圧電振動素子30の基部31に設けられている引出し電極(図示せず)の箇所を載せ、軽く荷重をかけて位置決めし、導電性接着剤16を硬化させることにより、圧電振動素子30を容器本体3内にマウントする。
Next, the piezoelectric vibration element joining step will be described.
In the piezoelectric vibration element joining step shown in step S3, the
Specifically, in FIG. 5A, a
次に、ステップS4の圧電振動素子30の周波数調整工程を行う。
周波数調整工程では、まず、圧電振動素子30の初期周波数を測定し、その初期周波数と目標周波数との差を許容範囲まで小さく調整することにより行う。圧電振動素子30の周波数調整は、例えば、レーザーやイオンビームを圧電振動素子30に照射してその一部を所定量エッチングすることにより行う。圧電振動素子30は、その振動部の質量を軽くすることにより振動周波数が高くなることが知られており、例えば、圧電振動素子30に形成された励起電極以外の電極パターンの一部をエッチングすることによって、励起電極の形状を変化させることなく圧電振動素子30の周波数を高く調整することができる。この質量削減方式による周波数調整方法を用いる場合には、圧電振動素子30の初期の周波数を目標周波数に対して低めの周波数となるように作り込みを行っておく。また、上記の質量削減方式とは逆に、圧電振動素子30の振動部に質量を付加して周波数を低下させることにより周波数調整を行うこともできる(質量付加方式)。質量付加の方法としては、スパッタリング法や蒸着法などにより圧電振動素子30の振動部に金属膜を堆積させる方法などを利用することができる。この質量付加方式により周波数調整を行う場合には、圧電振動素子30の初期の周波数は目標周波数に対して高めの周波数となるようにつくり込みを行う。
Next, the frequency adjustment process of the
In the frequency adjustment step, first, the initial frequency of the
次に、ステップS5に示すように、容器本体3の外周壁の開放された上端に蓋体20を接合する。容器本体3と蓋体20との接合は、容器本体3の上端面上に、例えば、コバール(Fe−Ni−Co)合金などからなるロウ材としてのシールリングを設け、そのシールリングを介して、蓋体20をシーム溶接することにより行うことができる。
具体的には、図5(b)に示すように、例えば、窒素雰囲気を形成するためのチャンバー50内において、支持台53上の容器載置台54に、蓋体20を載置し、その上に上述したロウ材33が蓋体20と接触するように容器本体3を逆さにして載置し、上から錘52により荷重をかけながら、チャンバー50内を加熱する。これにより、ロウ材33を溶融して硬化させることにより蓋体20を接合する。尚、この工程は、チャンバー50に代えて、窒素雰囲気が管理されたベルト炉に圧電デバイス1を通して行うようにしてもよい。
以上の工程により、容器2内に圧電振動素子を未封止状態で収容するプロセスを完了する。
Next, as shown in step S <b> 5, the
Specifically, as shown in FIG. 5B, for example, in the
Through the above steps, the process of housing the piezoelectric vibration element in the
次に、内部空間Sに圧電振動素子30を収容、接合した容器2を、封止工程(S6〜S11)に移して封止を行う。
封止工程は、例えば、図6に示すように真空チャンバー51などの内部に圧電振動素子を収容した容器2(容器本体3、蓋体20)を収容して行う。この際、封止孔37が上向きとなるように容器2の上下を逆にしてセットする。本例では、容器載置台54の上面に形成した複数の容器収容用の凹部54a内に封止孔37が上向きとなるように容器2をセットし、各容器上を覆うように容器載置台54上に脱落防止部材70を配置した状態で、脱落防止部材70に形成した脱落防止用貫通穴72を介して封止孔37上にセットされた封止部材38をレーザー光Lによって溶融させる。
真空チャンバー51は、チャンバー本体51aの上面開口をガラス壁51bにより閉止した構成を備えており、ガラス壁51bを介して対向配置されたレーザー照射手段55からのレーザー光Lを、各容器の封止孔37に載置された封止部材38に向けて照射できるように構成されている。レーザー照射手段55は、ガラス壁51bと並行な面に沿ってX、Y方向へ移動可能に構成されている。また、レーザー照射手段55を支持した筐体56には、画像検査用のカメラ57と、封止孔周辺を照射するリング照明手段58とが組み込まれている。図示しないレーザー光源からの光は筐体56内に配置されたプリズム59を経由して封止部材38上に照射される。カメラ57はプリズム59を経由して封止孔、及びその周辺の画像を撮像することにより、レーザー光Lを照射する最適な位置に関する情報を得る。リング照明手段58は、脱落防止用貫通穴72の内部を照明してカメラが明瞭な映像を撮像できるようにする。
Next, the
The sealing step is performed, for example, by accommodating the container 2 (container
The
ステップS6の封止部材配置工程では、容器2の底面に設けた封止孔37内に、金とゲルマニウムとの合金、あるいは、金と錫との合金などからなる球状の封止部材38を配置する。この封止部材38の配置は、封止孔37が有する内周の形状を利用して行うことができる。すなわち、内部空所S側の第1の貫通孔(小孔)37aと、その貫通孔37aよりも大きな同心の(外部側の)第2の貫通孔(凹所)37bとが連通してなる封止孔37の段差形状を利用して、容器2を内部空所S側が下側となるように載置することにより、封止孔37の外部側から入れ込んだ球状の封止部材38が封止孔37内の段部に保持されて配置される(図7を参照)。
なお、後述するように脱落防止部材70を各容器上にセットした後で、脱落防止用貫通穴72から封止孔37内に封止部材38を配置するようにしてもよい。
In the sealing member arranging step of step S6, a
In addition, after setting the drop-
図7に表されているように、球形の金ゲルマニウム合金(Au/Ge)合金の封止部材38が配置される封止孔37は、所定の内径n1を備える内側の第1の貫通孔(小孔)37aと、この第1の貫通孔37aと連通して設けられると共に、第1の貫通孔37aよりも大きな内径n2を備えて外側に開口した第2の貫通孔(凹所)37bとを備えている。球形の金ゲルマニウム合金(Au/Ge)の封止部材38の直径n3は、第1の貫通孔37aの内径n1よりも大きく、第2の貫通孔37bの内径n2よりも僅かに小さく形成されている。
このため、球形の金ゲルマニウム合金の封止部材(Au/Ge)38は、図示されているように、第1の貫通孔37aの内周縁のエッジe(段部40)の稜線上に接触して保持されている。
As shown in FIG. 7, the sealing
Therefore, the spherical gold germanium alloy sealing member (Au / Ge) 38 is in contact with the ridgeline of the edge e (step 40) of the inner peripheral edge of the first through
次にステップS7において、脱落防止部材配置工程を実施する。
脱落防止部材配置工程では、図6、図8に示すように脱落防止用貫通穴72を有した脱落防止部材70を、脱落防止用貫通穴72が封止孔37と連通する位置関係となるように、容器の上方に配置する。脱落防止部材70は、その下面と容器上面(又は、封止部材上部)との間隔tが封止部材の直径Dよりも小さくなるように配置される。このため、間隔t内に封止部材38が入り込んだり、間隔tから離脱することを防止できる。
脱落防止用貫通穴72は、その軸方向の少なくとも一部に同一軸心状の封止部材脱落防止穴73を有する。
封止部材脱落防止穴(以下、脱落防止穴、と称する)73は、下部開口73aの内径d1が封止部材の直径Dよりも大きく、上方へ向かう程内径が漸増する逆円錐状(すり鉢状)の内壁73bを有した縦断面形状を有している。
脱落防止部材70を容器の封止孔形成面と対向させた状態でセットする際には、脱落防止用貫通穴72(脱落防止穴73)と、封止孔(特に、第1の貫通孔37a)とが連通した状態で対向するように位置決めする。この結果、第1の貫通孔37aの開口周縁に着座した状態にある封止部材38(第1の貫通穴37a)は、脱落防止用貫通穴72を平面視した時に脱落防止穴73の下部開口73aの内側に位置していることになる。なお、ここで「脱落防止用貫通穴72を平面視した時に脱落防止穴73の下部開口73aの内側に位置している」とは、封止部材が下部開口73aの内周縁の内側(内部)に位置していることにより上方から見たときに封止部材(第1の貫通穴37a)の外形輪郭全体を視認できる状態を意味する。従って、縦断面図である図8において、第1の貫通孔37aの開口周縁に着座した封止部材38の一部が脱落防止用貫通穴72内に入り込んでいることを必ずしも意味しない。要するに、第1の貫通孔37aと脱落防止穴73との位置関係は、後述する減圧工程において容器の内部空所Sから排出されるガスによって浮き上がった封止部材38が脱落防止穴73内に下部開口73aから進入することができ、且つ進入後に減速して落下する時に内壁73bにガイドされて下部開口73a内に戻り、最後に封止孔37上に着座した状態に復帰できるように構成すればよい。
Next, in step S7, a drop prevention member arranging step is performed.
6 and 8, in the dropout prevention member arranging step, the
The dropout prevention through-
A sealing member dropout prevention hole (hereinafter referred to as a dropout prevention hole) 73 has an inverted conical shape (conical shape) in which the inner diameter d1 of the
When setting the drop-
なお、図8に示した例では、脱落防止用貫通穴72の下部開口72aの内径と脱落防止穴73の下部開口73aの内径とは一致しておらず、しかも下部開口72aと下部開口73aとの間には非テーパー状の(略垂直な)内壁72bが介在している。この非テーパー状の内壁72bは、脱落防止穴73を含む脱落防止用貫通穴72をドリル等によって加工する際の精度誤差等に原因して発生し得る。この場合には、封止孔37(第2の貫通孔37b)の外周縁に相当する容器外面と内壁72bとの間に段差部Uが形成され、段差部Uの幅が過大な場合には、一旦脱落防止穴内に浮き上がり、その後脱落防止穴のテーパー状の内壁73bに沿って落下してきた封止部材38がこの段差部U上で引っ掛かりを起こして第1の貫通孔37a上に落下してこなくなる虞がある。
In the example shown in FIG. 8, the inner diameter of the
このような不具合に対処するためには、封止部材38の直径Dと、脱落防止穴の下部開口73a(72a)の内径d1と、第2の貫通孔37bの内径d2との関係を次式のように規定することが有効である。
φd1<φd2+φD
このように構成することにより、段差部Uの幅を封止部材の直径に対して十分に小さくすることができ、段差部上に封止部材が引っ掛かりを起こすことを防止できる。
なお、脱落防止穴の下部開口73a(72a)の内径d1と、第2の貫通孔37bの内径d2は一致することが理想ではあるが、容器載置台54の凹部54a内で容器2が動くこともあり得るので、内径d1を内径d2よりも大きく構成しておくことが好ましい。
In order to deal with such a problem, the relationship between the diameter D of the sealing
φd1 <φd2 + φD
By configuring in this way, the width of the stepped portion U can be made sufficiently smaller than the diameter of the sealing member, and the sealing member can be prevented from being caught on the stepped portion.
Although it is ideal that the inner diameter d1 of the
なお、本実施形態における各部の寸法例は例えば次の通りである。
まず、封止部材38の直径Dは0.22mmであり、脱落防止部材70の厚さT(脱落防止用貫通穴72の軸方向長)は0.6mmであり、下部開口73aの直径d1は0.6mmであり、第2の貫通孔37bの内径d2は0.4mmである。また、容器2の上面(封止孔形成面)、或いは封止部材と脱落防止部材70の下面との間の間隔tは0.1mm程度である。容器2の上面と脱落防止部材70の下面との間に間隔tを設ける理由は、両者が接していると、後述する減圧工程において下方から加熱された容器の熱を上部に位置する脱落防止部材70が奪って容器に対する加熱効率を低下させることを防止するためである。
In addition, the dimension example of each part in this embodiment is as follows, for example.
First, the diameter D of the sealing
ここで、容器2の外底面(封止部材)と脱落防止部材70との隙間tを、t<Dの関係を満たす範囲で所望の隙間に管理して配置させるには、図示はしないが、容器載置台54の凹部54aが設けられた領域とは異なる領域に、容器2の外底面と脱落防止部材70との隙間tと同じ厚みのスペーサーを設ければよい。
Here, in order to manage and arrange the gap t between the outer bottom surface (sealing member) of the
脱落防止部材70の厚さT、即ち脱落防止用貫通穴72の軸方向長は、排気されるガス圧によって第1の貫通孔37aから飛び上がった封止部材が脱落防止用貫通穴72の上部開口を越えて外部に飛散することがない程度に設定されている。減圧時における封止部材の飛び上がりパターン(飛び上がり距離、方向)は多様であるが、飛び上がり高さには限界があるので、この限界高さを超える程度に脱落防止用貫通穴の軸方向長を設定することにより、上部開口からの飛散を防止することができる。また、一旦脱落防止穴内に封止部材が戻れば、テーパー状の内壁にガイドされて封止孔内に復帰することとなる。
The thickness T of the drop-
具体的には、図8中に鎖線矢印で示した如き軌跡を経て封止部材38が浮き上がったとしても、内壁73bに当たってから内壁に沿って、或いは内壁にて跳ね返って落下し、第1の貫通孔37a上に戻ることができる。
なお、減圧時に封止部材が浮き上がる距離の範囲は、封止部材の重量、容器内空所の容積、減圧のための真空吸引の強弱等によって所定範囲内に想定可能であるため、脱落防止用貫通穴、及び脱落防止穴の軸方向長は適切に設定可能である。
Specifically, even if the sealing
The range of the distance that the sealing member floats during decompression can be assumed within the predetermined range depending on the weight of the sealing member, the volume of the space in the container, the strength of vacuum suction for decompression, etc. The axial lengths of the through hole and the dropout prevention hole can be set appropriately.
また、脱落防止部材70の材質は、容器を保持する容器載置台との間の線膨張差を無くするために、容器載置台と同材質とするのが好ましい。具体的には、例えばチタン等を用いる。容器を加熱する工程において容器載置台と脱落防止部材との間に熱膨張差があると、脱落防止用貫通穴の位置と、容器載置台上にセットされた容器側の封止孔37の位置にずれが発生して整合状態が悪化するからである。
また、脱落防止穴73の内壁は、封止部材38がそれに沿って落下して第1の貫通孔37a上に戻りやすくなるようにそのテーパー角度を設定する。具体的には、脱落防止穴73の縦断面図において対向する2つの内壁が形成する角度θが70〜150度、好ましくは80〜140度となるように設定する。この角度θの範囲は、後述する封止部材溶融工程において照射するレーザー光が脱落防止穴73の内壁73bにより妨げられることがない値でもある。
The material of the drop-
The taper angle of the inner wall of the
なお、封止部材配置工程を脱落防止部材配置工程の後に実施することにより、脱落防止部材を配置してから封止部材を封止孔37内に配置するようにしてもよい。即ち、この場合には、脱落防止部材70に形成された脱落防止穴73の内奥部に封止孔37が位置しているため、ピンセットにより保持した、或いは機械的に保持された封止部材を脱落防止穴73の上部開口から差し入れることにより、封止部材は脱落防止部材のテーパー状の内壁に沿って落下し、確実に封止孔を構成する第1の貫通孔37a上に着座することができる。一方、脱落防止部材を容器上にセットする前に個々の容器の直径が0.4mm程度の小さい封止孔内に封止部材を差し入れるとすれば、作業性が悪化することが明かである。これに対して、脱落防止部材をセットしてから、上部開口径が大きい脱落防止穴を利用して封止部材を差し入れる場合には、作業性が大幅にアップする。
何れの工程を先行させるにしても、封止孔に封止部材が配置された容器に対して脱落防止部材をセットしておくことにより、容器をセットした容器載置台を移動したり、所定箇所にセットしたり、その他のハンドリングを行う際に封止部材が落下することがなくなる。
Note that the sealing member may be arranged in the sealing
Regardless of which process is preceded, the container mounting table on which the container is set can be moved by moving the container mounting base on the container in which the sealing member is disposed in the sealing hole. The sealing member does not fall when it is set to or other handling is performed.
次に、ステップS8において減圧工程を実施する。
ステップS8の減圧工程において、真空チャンバー51内を減圧することにより容器2の内部空所Sを減圧しながら加熱し、封止孔37の内周と封止部材38との隙間を介して、加熱により生成された容器2内部のガスを容器2の外部に排出させる。すなわち、ステップS3で説明した圧電振動素子30と電極部15とを接合に供する銀ペーストなどの導電性接着剤16などの硬化の過程で発生する有害なガス(アウトガス)や、容器2内部(内部空所S)の水分が蒸発した気体を、この減圧ステップで外部に排出させる。
即ち、ステップS8の減圧工程では、図6に示すように、封止部材38を封止孔37上に配置した状態にある容器2を真空チャンバー51内に配置し、真空チャンバー51内を図示しない真空排気手段により真空引きし、好ましくは、高真空状態とする。
Next, a decompression step is performed in step S8.
In the depressurization step of step S8, the internal space S of the
That is, in the decompression process of step S8, as shown in FIG. 6, the
また、減圧開始と同時、或いは減圧開始後に開始される容器を加熱する加熱工程では、例えば容器を収容する容器載置台54を介して図示しないヒーターによって容器を加熱する。
なお、図9は、減圧工程における温度プロファイルの一例を示している。すなわち、真空チャンバー51内を例えば、10-3Pa(パスカル)程度の高真空とする。そして、T1時間(例えば、20分)の間、250度ないし300度、好ましくは、260度以上にまで加熱する。この温度をT2時間(例えば、30分)維持して、容器2内の例えば導電性接着剤16等から生成される気体成分を容器2外に排出する。
In the heating step of heating the container simultaneously with the start of decompression or after the start of decompression, for example, the container is heated by a heater (not shown) via the container mounting table 54 that accommodates the container.
FIG. 9 shows an example of a temperature profile in the decompression step. That is, the inside of the
続いて、真空チャンバー51内の温度と気圧を保持したまま、真空孔封止工程(溶融工程)をT3時間(例えば、20分)行う。この時、周囲の温度が高くても、金ゲルマニウム合金(Au/Ge)の封止部材38の融点は高いので、溶融されることなく、従来260度程度であった加熱温度を280度程度まで上げて、効果的に気体成分の追い出しを行うことができる。そして、レーザー照射手段55から封止部材38に向けてレーザー光Lを照射して、封止部材38を溶融、固化することにより、貫通孔37を完全に塞ぐ(S9、S10)。
即ち、球形の金ゲルマニウム合金(Au/Ge)合金の封止部材38に、図6のように、レーザー光Lを照射する。このレーザー光Lは、金ゲルマニウム合金(Au/Ge)合金の封止部材38の融点が360度程度であるにもかかわらず、本実施形態の封止部材38は光を吸収しやすい性質をもつため、金すずの場合とほぼ同じ条件で照射することで、球形の金ゲルマニウム合金(Au/Ge)合金38を適切に溶融することができる。
本発明では、少なくともステップS8の減圧工程の際に、図6、図8に示すように、容器2の封止孔37が形成された外底面と平行な隙間を空けて脱落防止部材70を配置する。また、図6では、製造効率を上げるために、複数の容器2を封止孔37を上側に向けた状態でセットできる凹部54aが設けられた容器載置台(トレイ)54を用いた例を示している。
Subsequently, the vacuum hole sealing step (melting step) is performed for T3 time (for example, 20 minutes) while maintaining the temperature and pressure in the
In other words, the spherical gold germanium alloy (Au / Ge)
In the present invention, at least during the decompression step of step S8, as shown in FIGS. 6 and 8, the drop-
また、前述のように脱落防止部材70には封止孔37と一対一で対応する直上位置に脱落防止用貫通穴72が形成されており、脱落防止用貫通穴72には上方へ向かうほどテーパー状に内径が拡開するすり鉢状の脱落防止穴73が含まれている。
このため、容器2内部の脱ガスの過程で、内部空所Sから外部に排出される気体の圧力により封止孔37から上方へ飛び出した封止部材38は、上昇する過程で下部開口73a(72a)から脱落防止穴73内に入り込み、脱落防止穴の上部開口から外部に飛び出す前に脱落防止穴内を落下して封止孔37内に戻って行く。この際に、脱落防止穴73の内壁73bが封止部材が落下し易いようにテーパー状に構成されているため、封止部材は確実に封止孔内に落下することができ、そのままレーザー光によって封止部材を溶融させる工程へ移行することができる。
つまり、封止孔37から飛び出そうとする挙動を呈した封止部材38を、脱落防止部材70により封止孔37内の所定の位置に、より短時間で復帰させることができるので、減圧時間を短縮でき、作業効率の向上が図れるので好ましい。
ステップS8の減圧工程にて、容器2内部の脱ガスを行った後で、脱落防止部材をセットしたままの状態で、封止孔37に配置させた球状の封止部材38に例えばレーザー光を照射して封止部材38を溶融させる。すると、溶融した封止部材38が金属膜45に濡れ広がり、封止部材38による封止孔37の封止を強固なものとすることができる(ステップS9)。
Further, as described above, the
For this reason, the sealing
In other words, since the sealing
After degassing the inside of the
図10(a)(b)はレーザー光を照射することによって封止部材を溶融させる手順を示す断面図であり、レーザー光を照射する工程でも脱落防止部材70を除去しない。
同図(b)に示したように溶融した封止部材38を封止孔37内に十分に充填させてから、レーザー光の照射をやめて溶融した封止部材38を冷却して硬化(固化)させる(ステップS10)。そして、真空チャンバー内を大気開放して(ステップS11)、ステップS6からの封止工程を終了し、真空チャンバー内から複数の圧電デバイス1(容器2)が載置された容器載置台54を取り出し、一連の製造工程を終了する。
FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views showing a procedure for melting the sealing member by irradiating the laser beam, and the drop-off preventing
As shown in FIG. 5B, after the molten sealing
上記実施形態の圧電デバイス1の製造方法によれば、容器2の内部空所Sから脱ガスを行う減圧工程(ステップS8)において、内部空所Sから外部に排出される気体の圧力により封止孔37から容器外へ飛び出そうとする球状の封止部材38を脱落防止部材70の脱落防止穴73によって飛散を防止できるので、封止部材38が封止孔37から飛び出すことによる圧電デバイス1の封止不良を防止することができる。したがって、圧電振動素子が接合された容器2の内部空所Sが確実に気密封止された圧電振動デバイス1を高歩留まりにて製造することができる。
According to the method for manufacturing the
また、脱落防止用貫通穴72の軸方向の少なくとも一部に脱落防止穴73が設けられており、脱落防止穴の小径の下部開口よりも下方の内壁、及び大径の上部開口よりも上方の内壁はいずれも各開口よりも内径が狭くならない構成となっているので、脱落防止用貫通穴72の内壁が封止部材に対するレーザー光の照射の障害となることがない。
また、本実施形態の方法では、容器本体3の底部に形成された貫通孔37に対して、球形に形成した金ゲルマニウム合金(Au/Ge)の封止部材38を配置して、溶融工程において溶融(本封止)するようにしている。
この金ゲルマニウム合金(Au/Ge)の封止部材38は、融点が高いが、酸化されやすく、表面に酸化膜が形成されやすく、酸化膜が存在すると、加熱により流れにくくなり、封止作業がその分困難になる。ところが、金ゲルマニウム合金(Au/Ge)を球形にして、レーザー光を照射すると、酸化膜のために、光を吸収しやすく、容易に溶融され、酸化膜が貫通孔37の外側に向かって表面に押し出される。これにより、封止部材38の合金成分を貫通孔37内に適切に流すことで、貫通孔37を完全に塞ぐことができる。このため、封止後の圧電デバイス1を実装する工程において、熱が加えられた場合に、金ゲルマニウム合金の封止部材38は融点が高く、容易に溶融しないことから、容器2内部の真空状態が封止部材の一部溶融によりリークすることが有効に防止される。しかも、封止部材38に鉛を含有していないことから、鉛を原因とする環境汚染を回避することができる。
Further, a drop-
Further, in the method of the present embodiment, a sealing
The gold-germanium alloy (Au / Ge) sealing
次に、図11(a)及び(b)は本発明の他の実施形態に係る封止部材脱落防止部材の要部構成を示す上面側斜視図、及びそのY−Y断面図である。
この実施形態に係る封止部材脱落防止部材70は、容器2の面積と同等か、容器面積を上回る開口面積を有した大面積開口部80内に薄肉部82と、透光用開口84と、を設け、薄肉部82に脱落防止穴73を備えた脱落防止用貫通穴72を貫通形成した構成が特徴的である。
なお、大面積開口部80の開口面積、形状は、対向配置された容器の対向面の一部を露出できるように構成されていればよく、容器の対向面の面積よりも狭くても良い。
Next, FIGS. 11A and 11B are a top side perspective view and a YY cross-sectional view showing a main part configuration of a sealing member drop-off preventing member according to another embodiment of the present invention.
The sealing member drop-off preventing
It should be noted that the opening area and shape of the large-
薄肉部82は、大面積開口部80の対向する2つの内壁に差し渡して配置された薄肉、且つ細幅帯状の板状部であり、脱落防止部材70の最大肉厚部よりも薄く構成されている。また、薄肉部82の両側方には透光用開口84が貫通形成されている。透光用開口84は、カメラ57によって容器の有無を確認するための開口であると共に、容器がある場合にはその直下に配置される容器2底面の実装端子17を露出させるための開口である。図6に示したカメラ57によって封止孔37上の封止部材38の位置を認識する際に実装端子17の形状、角部の位置などを目印とすることができるように開口形状が設定されている。この目印を手掛かりとして封止孔と脱落防止用貫通穴72の位置関係を認識した上で、封止部材に対して正確にレーザー光を照射する。
脱落防止用貫通穴72を形成するための薄肉部82を形成することはレーザー光を照射して封止部材を溶融する工程では必須ではないが、透光用開口84内の実装端子をリング照明手段58によって確実に照明してカメラ57による撮像画像の画質を高めるためには、透光用開口84と隣接して厚肉部が存在しないことが好ましい。即ち、大面積開口部の中央部に薄肉部82を設けたことにより、透光用開口84の内側に照明と撮像の障害となる厚肉部が存在しないこととなる。
なお、図示した例では透光用開口84を二箇所設けたが、カメラによる位置合わせの基準となる実装端子を露出させることができれば、透光用開口の数、形状は任意に選定できる。
The thin-
Forming the
In the illustrated example, two light-transmitting
次に、図12(a)は、本発明の圧電デバイスの異なる実施の形態の構成を示す概略平面図である。図において、圧電デバイス60は、圧電振動素子30を用いて、圧電発振器を形成した例を示しており、第1の実施の形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから、重複した説明は省略し、相違点を中心に説明する。
図12(b)は、図12(a)のZ−Z線概略断面図であり、容器本体61は、その製造の際に、第1の実施形態の容器本体3よりも多くのセラミックシートの積層基板を用いて製造されている。これにより、容器本体61には、増えた分の積層基板を利用して中央付近に凹部62が形成されており、その内側底部には、図示しない電極が設けられている。この電極上には、集積回路63が実装されている。集積回路63は、所定の分周回路等を構成していて、圧電振動素子30の駆動電極と電気的に接続され、集積回路63から出力された駆動電圧が圧電振動素子30に与えられるようになっている。
容器本体61の貫通孔37に充填されている封止部材38は、第1の実施形態で説明したものと同じであり、同一の封止工程で封止されたものである。したがって、本実施形態も第1の実施形態と同様の作用効果を発揮することができる。このように、本発明は、圧電振動子に限らず、図14のような圧電発振器やフィルタ等、その名称にかかわらず、容器本体内に圧電振動素子を収容して、蓋体により封止する構成のあらゆる圧電デバイスに適用できる。
Next, FIG. 12A is a schematic plan view showing the configuration of a different embodiment of the piezoelectric device of the present invention. In the figure, the
FIG. 12B is a schematic cross-sectional view taken along the line ZZ of FIG. 12A, and the
The sealing
図13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13において、送信者の音声を受信するマイクロフォン108及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ109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101を備えている。コントローラ101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102や、RAM、ROM等でなる情報記憶手段103の制御を行うようになっている。このため、コントローラ101には、圧電デバイス1が取り付けられて、その出力周波数をコントローラ101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101に取付けられる圧電デバイス1は、圧電デバイス1単体でなくても、圧電デバイス1と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器である図12のような圧電デバイス60であってもよい。
コントローラ101は、さらに、温度補償水晶発振器(TCXO)105と接続され、温度補償水晶発振器105は、送信部107と受信部106に接続されている。これにより、コントローラ101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105により修正されて、送信部107及び受信部106に与えられるようになっている。
このように、制御部を備えた携帯電話装置110のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用することにより、製造工程において、容器本体内に正しく位置決めされた圧電振動素子を備える圧電デバイスを使用していることによって、正確なクロック信号を生成することができる。
FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a digital mobile phone device as an example of an electronic apparatus using the piezoelectric device according to the above-described embodiment of the present invention. In FIG. 13, a
The
In this way, by using the piezoelectric device according to the above-described embodiment in an electronic apparatus such as the mobile phone device 110 including the control unit, the piezoelectric vibration element correctly positioned in the container body can be obtained in the manufacturing process. By using the piezoelectric device provided, an accurate clock signal can be generated.
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、上記実施形態では封止孔を容器本体側に形成したが、蓋体側に封止孔を備えた電子デバイスに対しても本発明による封止方法を適用することができる。要するに、本発明は容器の外面の何れかの部位に封止孔を有した電子デバイス一般に対して適用することができる。
また、上記実施形態に係る容器本体3は上面に凹部を有した絶縁基板としたが、凹部を有しない平板状の絶縁基板上に電子部品を搭載し、電子部品を含む絶縁基板上の空間をバスタブ形(逆椀形)の蓋体により封止するようにした電子デバイスに対しても本発明の封止方法を適用することができる。この場合、封止孔は絶縁基板側に設けても良いし、蓋体側に設けても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. Each configuration of each embodiment can be appropriately combined or omitted, and can be combined with other configurations not shown.
Moreover, in the said embodiment, although the sealing hole was formed in the container main body side, the sealing method by this invention is applicable also to the electronic device provided with the sealing hole in the cover body side. In short, the present invention can be applied to general electronic devices having a sealing hole in any part of the outer surface of the container.
Moreover, although the container
1…圧電デバイス、2…容器、S…内部空間、3…容器本体、11…第1の積層基板、12…第2の積層基板、13…第3の積層基板、15…電極部、16…導電性接着剤、17…実装端子、30…圧電振動素子(電子部品)、31…基部、33…ロウ材、34、35…振動腕、37…封止孔、37a…第1の貫通孔(小孔)、37b…第2の貫通孔(凹所)、38…封止部材、40…段部、50…チャンバー、51…真空チャンバー、51a…チャンバー本体、51b…ガラス壁、52…錘、53…支持台、54…容器載置台、55…レーザー照射手段、56…筐体、57…カメラ、58…リング照明手段、59…プリズム、60…圧電デバイス、61…容器本体、62…凹部、63…集積回路、70…脱落防止部材、72…脱落防止用貫通穴、72a…下部開口、72b…内壁、73…脱落防止穴、73a…下部開口、73b…内壁、108…マイクロフォン、109…スピーカ、101…コントローラ、102…入出力部、103…情報記憶手段、105…温度補償水晶発振器、107…送信部、106…受信部、110…携帯電話装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記封止孔が上向きとなるように前記容器をセットする容器セット工程と、
下部開口径が前記封止部材の直径よりも大きく、上方へ向かう程内径が漸増する内壁を有している脱落防止用貫通穴を有した脱落防止部材を、前記封止部材の直径よりも小さく保持しつつ前記脱落防止用貫通穴の下部開口の内側に前記封止部材が位置するように配置する脱落防止部材配置工程と、
前記封止部材配置工程および脱落防止部材配置工程の後に前記容器の空所を減圧する減圧工程と、
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 A container having a void inside and a sealing hole for communicating the void with the outside of the container; a sealing member for sealing the sealing hole by solidifying after melting; and the sealing member An electronic component hermetically sealed in the container having the sealing hole sealed therein, and including a sealing member disposing step of disposing the sealing member on the sealing hole. A manufacturing method comprising:
A container setting step for setting the container so that the sealing hole faces upward;
A drop-off prevention member having a drop-off prevention through-hole having an inner wall whose lower opening diameter is larger than the diameter of the sealing member and gradually increases toward the upper side is smaller than the diameter of the sealing member. A drop-off prevention member disposing step of disposing the sealing member so as to be located inside a lower opening of the drop-off prevention through-hole while holding,
A decompression step of decompressing the void of the container after the sealing member placement step and the drop-off prevention member placement step;
The manufacturing method of the electronic device characterized by the above-mentioned.
前記封止孔は、前記容器の外面に形成され前記封止部材よりも大きな開口面積を有した凹所と、前記凹所の内底面に貫通形成され前記封止部材が着座したときに閉止される小孔と、を有し、
前記封止部材の直径をD、前記脱落防止用貫通穴の下部開口の内径をd1、前記凹所の内径をd2としたときに、
φd1<φd2+φD
の関係を満たすように構成されていることを特徴とする脱落防止部材。 The drop-off preventing member used in the method for manufacturing an electronic device according to claim 1,
The sealing hole is formed in a recess formed on the outer surface of the container and having a larger opening area than the sealing member, and is formed through the inner bottom surface of the recess and is closed when the sealing member is seated. A small hole,
When the diameter of the sealing member is D, the inner diameter of the lower opening of the drop-off preventing through hole is d1, and the inner diameter of the recess is d2,
φd1 <φd2 + φD
A dropout prevention member characterized by being configured to satisfy the above relationship.
前記薄肉部の近傍に前記透光用開口を形成したことを特徴とする請求項3に記載の脱落防止部材。 The drop-off prevention member includes a large-area opening that exposes a part of the container, and the through-hole for drop-off prevention is formed through a thin portion provided in the large-area opening.
4. The dropout prevention member according to claim 3, wherein the light transmission opening is formed in the vicinity of the thin portion.
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JP2015103685A (en) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | セイコーエプソン株式会社 | Electronic device, method for manufacturing electronic device, electronic apparatus and mobile body |
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2011
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