JP2013168467A - パッケージ、振動デバイス及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】内部空間と外部空間との通気性の向上を図ることが可能なパッケージ、このパッケージを備えた振動デバイス及び電子機器の提供。
【解決手段】水晶振動子1のパッケージ20は、内部空間Sと外部空間とを連通する貫通孔28cを底面28bに有する凹部28aと、凹部28a内に載置され、加熱溶融されることで貫通孔28cを封止する封止材28dと、を備え、凹部28aは、外部空間側に設けられ、貫通孔28cは、凹部28aの底面28bに複数設けられ、複数の貫通孔28cの少なくとも1つは、封止材28dが凹部28a内に載置された状態において、開口部分を有するように配置されている。
【選択図】図1
【解決手段】水晶振動子1のパッケージ20は、内部空間Sと外部空間とを連通する貫通孔28cを底面28bに有する凹部28aと、凹部28a内に載置され、加熱溶融されることで貫通孔28cを封止する封止材28dと、を備え、凹部28aは、外部空間側に設けられ、貫通孔28cは、凹部28aの底面28bに複数設けられ、複数の貫通孔28cの少なくとも1つは、封止材28dが凹部28a内に載置された状態において、開口部分を有するように配置されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、パッケージ、このパッケージを備えた振動デバイス及び電子機器に関する。
従来、圧電振動子などに代表される振動デバイスの内部空間を封止する封止部分の構成としては、パッケージの内側(内部空間側)に開口部を有する小径の第1貫通孔と、パッケージの外側(外部空間側)に開口部を有する大径の第2貫通孔とからなる段孔に、第1貫通孔の孔径よりも大きい球状の封止材を載置し、溶融させて第1貫通孔を封止する構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、上記第1貫通孔に相当する封止孔の形状を、平面視で楕円形にした構成が知られている(例えば、特許文献2参照)。
また、上記第1貫通孔に相当する貫通孔を、パッケージ内部(内部空間)側の開口部の面積よりもパッケージ外部(外部空間)側の開口部の面積の方が大きくなるように、複数の斜面を用いて略角錐状に形成した構成が知られている(例えば、特許文献3参照)。
また、上記第1貫通孔に相当する封止孔の形状を、平面視で楕円形にした構成が知られている(例えば、特許文献2参照)。
また、上記第1貫通孔に相当する貫通孔を、パッケージ内部(内部空間)側の開口部の面積よりもパッケージ外部(外部空間)側の開口部の面積の方が大きくなるように、複数の斜面を用いて略角錐状に形成した構成が知られている(例えば、特許文献3参照)。
特許文献1の構成では、段孔に球状の封止材を載置した状態で、パッケージの内部空間を減圧する(真空ポンプなどを用いた吸引により真空度の高い状態にする)際に、封止材が第1貫通孔に嵌まり込んでしまい、通気が不十分となることでスムーズに減圧できない虞や、嵌まり込んだ封止材が、減圧の勢いで段孔から飛び出す虞がある。
この問題の対策としては、例えば、特許文献2のように、封止孔(貫通孔)の形状を平面視で楕円形にして、球状の封止材が貫通孔に嵌まり込んでも、楕円形の貫通孔と球状の封止材との形状の違いにより生じる隙間により、パッケージの内部空間と外部(外部空間)との通気が可能な構成が考えられる。
しかしながら、特許文献2の構成では、パッケージの内部空間と外部との通気性を更に向上させようとした場合、楕円形の貫通孔を大きくする必要がある。ところが、貫通孔を大きくすると、貫通孔の面積が増加することから、貫通孔を封止する球状の封止材も大きくする必要がある。これにより、特許文献2の構成では、楕円形の貫通孔と球状の封止材との隙間は、あまり大きくできないこととなる。
この結果、特許文献2の構成では、パッケージの内部空間と外部との通気性を向上させ難い虞がある。
この結果、特許文献2の構成では、パッケージの内部空間と外部との通気性を向上させ難い虞がある。
また、別の対策としては、例えば、特許文献3のように、貫通孔をパッケージ内部側の開口部の面積よりもパッケージ外部側の開口部の面積の方が大きくなるように、複数の斜面を用いて略角錐状に形成する構成が考えられる。
この特許文献3の構成によれば、略角錐状の貫通孔と貫通孔に載置された球状の封止材との間に隙間が生じることから、パッケージの内部空間と外部との通気が可能となる。
この特許文献3の構成によれば、略角錐状の貫通孔と貫通孔に載置された球状の封止材との間に隙間が生じることから、パッケージの内部空間と外部との通気が可能となる。
しかしながら、特許文献3の構成では、特許文献2と同様の問題に加えて、略角錐状の貫通孔を構成する複数の斜面の加工に工数が掛かる虞や、斜面の傾斜の度合いによっては、貫通孔のパッケージの内部空間側の先端部分が鋭利な形状となり、容易に破損する虞があるなど、対策としては改善の余地がある。
本発明は、上記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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
[適用例1]本適用例にかかるパッケージは、内部空間と外部空間とを連通する貫通孔が底面に設けられた凹部を備え、前記貫通孔は、前記凹部の前記底面に複数設けられ、複数の前記貫通孔の少なくとも1つは、加熱溶融されることで複数の前記貫通孔を封止する封止材が、前記凹部内に載置された状態において、開口部分を有するように配置されていることを特徴とする。
これによれば、パッケージは、複数の貫通孔が設けられた凹部を備え、複数の貫通孔の少なくとも1つが、封止材が凹部内に載置された状態において、開口部分を有するように配置されている。
これにより、パッケージは、例えば、封止材が貫通孔の1つに嵌まり込んでも、残りの少なくとも1つの貫通孔が、開口部分を有するように配置されていることから、貫通孔が1つの場合よりも内部空間と外部空間との通気性を確実に向上させることができる。
このように、パッケージは、貫通孔と封止材との隙間が十分に確保されることとなり、特許文献2のような、封止材と貫通孔との隙間不足の問題を回避できる。
加えて、パッケージは、貫通孔の形状が、例えば、単純な円筒状でもよいことから、特許文献3のような、複雑な形状によって貫通孔の加工に工数が掛かる虞や、貫通孔の内部空間側の先端部分が鋭利な形状となって容易に破損する虞を回避できる。
これにより、パッケージは、例えば、封止材が貫通孔の1つに嵌まり込んでも、残りの少なくとも1つの貫通孔が、開口部分を有するように配置されていることから、貫通孔が1つの場合よりも内部空間と外部空間との通気性を確実に向上させることができる。
このように、パッケージは、貫通孔と封止材との隙間が十分に確保されることとなり、特許文献2のような、封止材と貫通孔との隙間不足の問題を回避できる。
加えて、パッケージは、貫通孔の形状が、例えば、単純な円筒状でもよいことから、特許文献3のような、複雑な形状によって貫通孔の加工に工数が掛かる虞や、貫通孔の内部空間側の先端部分が鋭利な形状となって容易に破損する虞を回避できる。
また、パッケージは、複数の貫通孔が設けられた凹部が、例えば、凹部の内壁部分と底面部分との積層構造となっている場合において、底面部分に複数の貫通孔が設けられていることから、貫通孔が1つの場合と比較して、内壁部分と底面部分との積層ずれの許容量を大きくすることができる。
これにより、パッケージは、生産性を向上させることができる。
これにより、パッケージは、生産性を向上させることができる。
[適用例2]上記適用例にかかるパッケージにおいて、複数の前記貫通孔は、平面視で円形であることが好ましい。
これによれば、パッケージは、複数の貫通孔の平面形状が円形であることから、楕円形状や角錐形状の貫通孔を有するパッケージと比較して、製造が容易となり生産性を向上させることができる。
[適用例3]上記適用例にかかるパッケージにおいて、複数の前記貫通孔は、平面形状が同一であることが好ましい。
これによれば、パッケージは、複数の貫通孔の平面形状が同一であることから、例えば、貫通孔を形成する金型の部品を共通化することが可能となり、貫通孔の平面形状が異なる場合と比較して、金型の製造が容易となる。
[適用例4]上記適用例にかかるパッケージにおいて、複数の前記貫通孔の少なくとも1つは、他の前記貫通孔と平面サイズが異なることが好ましい。
これによれば、パッケージは、複数の貫通孔の少なくとも1つが、他の貫通孔と平面サイズが異なる。
これにより、パッケージは、例えば、1つの貫通孔の平面サイズが他の貫通孔よりも大きければ、封止材がその貫通孔に嵌り込み易くなり、他の貫通孔の開口が確保され易くなる。一方、パッケージは、1つの貫通孔の平面サイズが他の貫通孔よりも小さければ、封止材がこの貫通孔に嵌り込み難くなり、この貫通孔の開口が確保され易くなる。
これにより、パッケージは、例えば、1つの貫通孔の平面サイズが他の貫通孔よりも大きければ、封止材がその貫通孔に嵌り込み易くなり、他の貫通孔の開口が確保され易くなる。一方、パッケージは、1つの貫通孔の平面サイズが他の貫通孔よりも小さければ、封止材がこの貫通孔に嵌り込み難くなり、この貫通孔の開口が確保され易くなる。
[適用例5]上記適用例にかかるパッケージにおいて、前記凹部は、前記底面がすり鉢状に形成され、複数の前記貫通孔は、前記底面を構成する斜面の途中に設けられていることが好ましい。
これによれば、パッケージは、凹部の底面がすり鉢状に形成され、複数の貫通孔が底面を構成する斜面の途中に設けられている。
これにより、パッケージは、封止材がすり鉢状の底面の中心部分(すり鉢の底の部分)に留まり易くなることから、封止材が斜面の途中に設けられた貫通孔のいずれにも嵌り込み難くなる。
これにより、パッケージは、封止材がすり鉢状の底面の中心部分(すり鉢の底の部分)に留まり易くなることから、封止材が斜面の途中に設けられた貫通孔のいずれにも嵌り込み難くなる。
[適用例6]本適用例にかかる振動デバイスは、上記適用例のいずれかに記載のパッケージと、前記パッケージの前記内部空間に収容された振動片と、を備え、複数の前記貫通孔が前記封止材で封止されたことを特徴とする。
これによれば、本構成の振動デバイスは、上記適用例のいずれかに記載のパッケージと、パッケージの内部空間に収容された振動片と、を備え、複数の貫通孔が封止材で封止されたことから、上記適用例のいずれかに記載の効果が反映された振動デバイスを提供することができる。
[適用例7]上記適用例にかかる振動デバイスにおいて、前記振動片を駆動する発振回路を更に備えたことが好ましい。
これによれば、振動デバイスは、振動片を駆動する発振回路を更に備えたことから、上記適用例のいずれかに記載の効果が反映された振動デバイスとしての発振器を提供することができる。
[適用例8]本適用例にかかる電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の振動デバイスを備えたことを特徴とする。
これによれば、本構成の電子機器は、上記適用例のいずれかに記載の振動デバイスを備えたことから、上記適用例のいずれかに記載の効果が反映された電子機器を提供することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
最初に、パッケージと、パッケージの内部空間に収容された振動片と、を備えた振動デバイスの一例としての水晶振動子について説明する。
図1は、第1実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図1(a)は、蓋体側から見た模式平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A線での模式断面図であり、図1(c)は、底面側から見た模式平面図である。図2は、図1(b)のB部の上下反転模式拡大図である。なお、図1(a)では、蓋体を省略してある。また、以下の各図において、分かり易くするために、各構成要素の寸法比率は実際と異なる。
最初に、パッケージと、パッケージの内部空間に収容された振動片と、を備えた振動デバイスの一例としての水晶振動子について説明する。
図1は、第1実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図1(a)は、蓋体側から見た模式平面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A線での模式断面図であり、図1(c)は、底面側から見た模式平面図である。図2は、図1(b)のB部の上下反転模式拡大図である。なお、図1(a)では、蓋体を省略してある。また、以下の各図において、分かり易くするために、各構成要素の寸法比率は実際と異なる。
図1、図2に示すように、第1実施形態の水晶振動子1は、振動片としての水晶振動片10と、水晶振動片10が内部空間Sに収容されたパッケージ20と、を備えている。
水晶振動片10は、例えば、圧電材料である水晶の原石などから所定の角度で切り出された音叉型水晶振動片であって、屈曲振動を発振する一対の振動腕11,12と、一対の振動腕11,12を互いに繋ぐ基部13とにより平面視で略音叉形状に形成されている。
水晶振動片10は、一対の振動腕11,12に図示しない励振電極が形成され、この励振電極から引き出された引き出し電極14,15が、基部13の端部に形成されている。
引き出し電極14,15は、水晶振動片10の基部13の両主面16,17に形成されている。励振電極及び引き出し電極14,15は、例えば、クロム(Cr)を下地層とし、その上に金(Au)が積層された構成の金属被膜となっている。
水晶振動片10は、一対の振動腕11,12に図示しない励振電極が形成され、この励振電極から引き出された引き出し電極14,15が、基部13の端部に形成されている。
引き出し電極14,15は、水晶振動片10の基部13の両主面16,17に形成されている。励振電極及び引き出し電極14,15は、例えば、クロム(Cr)を下地層とし、その上に金(Au)が積層された構成の金属被膜となっている。
パッケージ20は、平面形状が略矩形で凹部24を備えたベース部21と、凹部24(水晶振動片10)を覆いベース部21に接合(固定)される平板状の蓋体22と、を備え、中空の略直方体形状に構成されている。パッケージ20は、ベース部21の凹部24を、後述する接合部材29を介して蓋体22で気密に覆うことにより、内部空間Sが形成されている。
ベース部21には、セラミックグリーンシートを成形して積層し焼成した酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体などのセラミックス系の絶縁性材料や、水晶、ガラスなどの絶縁性材料が用いられている。
蓋体22には、コバール、42アロイ、ステンレス鋼などの金属、またはベース部21と同材料の絶縁性材料が用いられている。
ベース部21には、セラミックグリーンシートを成形して積層し焼成した酸化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、炭化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体などのセラミックス系の絶縁性材料や、水晶、ガラスなどの絶縁性材料が用いられている。
蓋体22には、コバール、42アロイ、ステンレス鋼などの金属、またはベース部21と同材料の絶縁性材料が用いられている。
ベース部21の凹部24の底面(ベース部21の内部空間S側の底面)24aには、水晶振動片10の引き出し電極14,15に対向する位置に、略矩形形状の内部端子23a,23bが設けられている。
水晶振動片10は、金属フィラーなどの導電性物質が混合された、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系などの導電性接着剤30を介して、引き出し電極14,15が内部端子23a,23bに接合(固定)されている。
水晶振動片10は、金属フィラーなどの導電性物質が混合された、エポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系などの導電性接着剤30を介して、引き出し電極14,15が内部端子23a,23bに接合(固定)されている。
ベース部21の凹部24の反対側の底面(ベース部21の外部空間側の底面)25には、一対の略矩形形状の外部端子26,27が設けられている。
内部端子23a,23bは、図示しない内部配線によって外部端子26,27と電気的に接続されている。例えば、内部端子23aは、外部端子26と接続され、内部端子23bは、外部端子27と接続されている。
内部端子23a,23b、外部端子26,27は、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)などの金属粉末に有機バインダー、溶剤を添加混合して得た金属ペーストを、例えば、スクリーン印刷法を用いて印刷(塗布)後、加熱処理することによって形成されたメタライズ層の表面に、ニッケル(Ni)、金(Au)などの各被膜がメッキ法などにより積層されている。
内部端子23a,23bは、図示しない内部配線によって外部端子26,27と電気的に接続されている。例えば、内部端子23aは、外部端子26と接続され、内部端子23bは、外部端子27と接続されている。
内部端子23a,23b、外部端子26,27は、タングステン(W)、モリブデン(Mo)、マンガン(Mn)などの金属粉末に有機バインダー、溶剤を添加混合して得た金属ペーストを、例えば、スクリーン印刷法を用いて印刷(塗布)後、加熱処理することによって形成されたメタライズ層の表面に、ニッケル(Ni)、金(Au)などの各被膜がメッキ法などにより積層されている。
ベース部21には、内部空間Sを減圧し、気密に封止するための封止部28が設けられている。
封止部28は、水晶振動片10が内部端子23a,23bと接合され、ベース部21の凹部24が蓋体22により覆われ、ベース部21と蓋体22とがシールリング、ろう材、低融点ガラスなどの接合部材29で接合され、内部空間Sが減圧された後に内部空間Sを気密に封止する。
なお、減圧前の内部空間Sには、大気や、導電性接着剤30などから発生するアウトガスが存在している。これらは、水晶振動片10の正常な屈曲振動を阻害する要因となるため、減圧する(真空度の高い状態にする)ことにより外部空間(外部)へ排出し、確実に除去する必要がある。
封止部28は、水晶振動片10が内部端子23a,23bと接合され、ベース部21の凹部24が蓋体22により覆われ、ベース部21と蓋体22とがシールリング、ろう材、低融点ガラスなどの接合部材29で接合され、内部空間Sが減圧された後に内部空間Sを気密に封止する。
なお、減圧前の内部空間Sには、大気や、導電性接着剤30などから発生するアウトガスが存在している。これらは、水晶振動片10の正常な屈曲振動を阻害する要因となるため、減圧する(真空度の高い状態にする)ことにより外部空間(外部)へ排出し、確実に除去する必要がある。
封止部28は、ベース部21の底面25に設けられた平面形状が円形の凹部28aと、凹部28aの底面28bに設けられ、内部空間Sと外部空間とを連通する複数(ここでは3つ)の貫通孔28cと、(換言すれば、内部空間Sと外部空間とを連通する貫通孔28cが、底面28bに複数設けられた凹部28aと)凹部28a内に載置され、加熱溶融されることで貫通孔28cを封止する球状の封止材28dと、を備えている。
貫通孔28cは、平面視で円形に形成されている。各貫通孔28cの大きさ(直径)は、封止材28dがパッケージ20の内部空間Sに入り込まないように、封止材28dの直径よりも小さく形成されていることが好ましい。
また、各貫通孔28cの大きさ(直径)は、互いに同一でもよく、少なくとも1つの貫通孔28cの大きさが、他の貫通孔28cの大きさと異なっていてもよい。
そして、各貫通孔28cの少なくとも1つは、封止材28dが凹部28a内に載置された状態において、封止材28dに覆われることなく開口部分を有するように配置されている。
本実施形態では、封止材28dが1つの貫通孔28cに嵌り込むように凹部28a内に載置され、残りの2つの貫通孔28cが封止材28dに覆われることなく開口されている(開口部分を有している)。
これにより、パッケージ20は、内部空間Sと外部空間との通気性が十分に向上し、図2に矢印で示すように、内部空間Sをスムーズに減圧することが可能となる。
また、各貫通孔28cの大きさ(直径)は、互いに同一でもよく、少なくとも1つの貫通孔28cの大きさが、他の貫通孔28cの大きさと異なっていてもよい。
そして、各貫通孔28cの少なくとも1つは、封止材28dが凹部28a内に載置された状態において、封止材28dに覆われることなく開口部分を有するように配置されている。
本実施形態では、封止材28dが1つの貫通孔28cに嵌り込むように凹部28a内に載置され、残りの2つの貫通孔28cが封止材28dに覆われることなく開口されている(開口部分を有している)。
これにより、パッケージ20は、内部空間Sと外部空間との通気性が十分に向上し、図2に矢印で示すように、内部空間Sをスムーズに減圧することが可能となる。
球状の封止材28dには、金(Au)/ゲルマニウム(Ge)合金、金(Au)/錫(Sn)合金、銀ろうなどが用いられている。
封止材28dは、図示しない真空チャンバー内などで、パッケージ20の内部空間Sが減圧された(真空度の高い状態にされた)後、レーザービームや電子ビームの照射により加熱溶融され、凹部28a内に2点鎖線で示すように広がり、各貫通孔28cを気密に封止する。
なお、凹部28aの内壁28e及び底面28bには、加熱溶融された封止材28dをスムーズに濡れ広がらせるために、タングステン(W)、モリブデン(Mo)などのメタライズ層の表面にニッケル(Ni)、金(Au)などのメッキ層を積層した金属被膜(図示せず)が形成されている。
封止材28dは、図示しない真空チャンバー内などで、パッケージ20の内部空間Sが減圧された(真空度の高い状態にされた)後、レーザービームや電子ビームの照射により加熱溶融され、凹部28a内に2点鎖線で示すように広がり、各貫通孔28cを気密に封止する。
なお、凹部28aの内壁28e及び底面28bには、加熱溶融された封止材28dをスムーズに濡れ広がらせるために、タングステン(W)、モリブデン(Mo)などのメタライズ層の表面にニッケル(Ni)、金(Au)などのメッキ層を積層した金属被膜(図示せず)が形成されている。
水晶振動子1は、外部端子26,27、内部端子23a,23b、引き出し電極14,15、励振電極を経由して外部から印加される駆動信号によって、水晶振動片10の一対の振動腕11,12が屈曲振動を励振されて所定の周波数(例えば、約32kHz)で共振(発振)し、発振信号を外部端子26,27から出力する。
これにより、水晶振動子1は、例えば、タイミングデバイスとして機能する。
これにより、水晶振動子1は、例えば、タイミングデバイスとして機能する。
上述したように、第1実施形態の水晶振動子1は、パッケージ20が、複数の貫通孔28cが設けられた凹部28aと、加熱溶融されることで貫通孔28cを封止する封止材28dと、を備え、複数の貫通孔28cの少なくとも1つが、封止材28dが凹部28a内に載置された状態において、開口部分を有するように配置されている。
これにより、パッケージ20は、例えば、封止材28dが貫通孔28cの1つに嵌まり込んでも、残りの少なくとも1つ(ここでは2つ)の貫通孔28cが、開口部分を有していることから、貫通孔28cが1つの場合よりも内部空間Sと外部空間との通気性を確実に向上させることができる。
これにより、パッケージ20は、例えば、封止材28dが貫通孔28cの1つに嵌まり込んでも、残りの少なくとも1つ(ここでは2つ)の貫通孔28cが、開口部分を有していることから、貫通孔28cが1つの場合よりも内部空間Sと外部空間との通気性を確実に向上させることができる。
このように、パッケージ20は、貫通孔28cと封止材28dとの隙間が十分に確保されることとなり、特許文献2のような、封止材と貫通孔との隙間不足の問題を回避できる。
加えて、パッケージ20は、貫通孔28cの形状が、例えば、単純な円筒状でもよいことから、特許文献3のような、略角錐状の複雑な形状によって貫通孔の加工に工数が掛かる虞や、貫通孔の内部空間側の先端部分が鋭利な形状となって容易に破損する虞を回避できる。
加えて、パッケージ20は、貫通孔28cの形状が、例えば、単純な円筒状でもよいことから、特許文献3のような、略角錐状の複雑な形状によって貫通孔の加工に工数が掛かる虞や、貫通孔の内部空間側の先端部分が鋭利な形状となって容易に破損する虞を回避できる。
また、パッケージ20は、複数の貫通孔28cが設けられた凹部28aが、例えば、凹部28aの内壁28e部分と底面28b部分とが、図2に破線で示すような積層構造となっている場合において、底面28b部分の層に複数の貫通孔28cが設けられていることから、貫通孔28cが1つの場合と比較して、内壁28e部分の層と底面28b部分の層との積層ずれの許容量を大きくすることができる。
つまり、パッケージ20は、積層ずれが大きくても、複数の貫通孔28cのいずれかが開口されていることとなる。これにより、パッケージ20は、生産性を向上させることができる。
つまり、パッケージ20は、積層ずれが大きくても、複数の貫通孔28cのいずれかが開口されていることとなる。これにより、パッケージ20は、生産性を向上させることができる。
また、パッケージ20は、複数の貫通孔28cの平面形状が円形であり、封止材28dが球状という単純形状であることから、従来のような、楕円形状や角錐形状の貫通孔を有するパッケージと比較して、製造が容易となり生産性を向上させることができる。
また、パッケージ20は、複数の貫通孔28cの平面形状が同一の場合、例えば、貫通孔28cを形成する金型の部品を共通化することが可能となり、貫通孔28cの平面形状が異なる場合と比較して、金型の製造が容易となる。
また、パッケージ20は、複数の貫通孔28cの少なくとも1つが、他の貫通孔28cと平面サイズが異なる場合、例えば、1つの貫通孔28cの平面サイズが他の貫通孔28cよりも大きければ、封止材28dがその貫通孔28cに嵌り込み易くなり、他の貫通孔28cの開口(開口部分)が確保されやすくなる。
一方、パッケージ20は、1つの貫通孔28cの平面サイズが他の貫通孔28cよりも小さければ、封止材28dがこの貫通孔28cに嵌り込み難くなり、この貫通孔28cの開口が確保され易くなる。
一方、パッケージ20は、1つの貫通孔28cの平面サイズが他の貫通孔28cよりも小さければ、封止材28dがこの貫通孔28cに嵌り込み難くなり、この貫通孔28cの開口が確保され易くなる。
これらにより、水晶振動子1は、上述したパッケージ20の奏する効果が反映された信頼性の高い水晶振動子(振動デバイス)を提供することができる。
なお、パッケージ20は、蓋体22に凹部24が設けられていてもよく、ベース部21及び蓋体22の両方に凹部24が設けられていてもよい。
また、封止部28は、ベース部21に代えて、蓋体22に設けられていてもよい。また、封止材28dは、球状に限定されるものではなく、円柱状、直方体状、多面体状などでもよい。
なお、パッケージ20は、蓋体22に凹部24が設けられていてもよく、ベース部21及び蓋体22の両方に凹部24が設けられていてもよい。
また、封止部28は、ベース部21に代えて、蓋体22に設けられていてもよい。また、封止材28dは、球状に限定されるものではなく、円柱状、直方体状、多面体状などでもよい。
また、貫通孔28cの数は、3つに限定されるものではなく、2つまたは4つ以上でもよい。また、貫通孔28cの1つは、円形の底面28bの中心部に、底面28bと同心円状に設けられていてもよい。また、3つの貫通孔28cのそれぞれの中心は、同一円周上になくてもよい。
また、各貫通孔28cは、平面視で一部が凹部28aの内壁28eから外側にはみ出るように設けられていてもよい(貫通孔28cの一部が非貫通状態(袋穴)となっている)。これによれば、パッケージ20は、凹部28aの直径を小さくできることから、平面サイズの小型化を図ることが可能となる。
なお、水晶振動片10は、基部13に支持腕を備え、支持腕に引き出し電極14,15が設けられていてもよい。
また、各貫通孔28cは、平面視で一部が凹部28aの内壁28eから外側にはみ出るように設けられていてもよい(貫通孔28cの一部が非貫通状態(袋穴)となっている)。これによれば、パッケージ20は、凹部28aの直径を小さくできることから、平面サイズの小型化を図ることが可能となる。
なお、水晶振動片10は、基部13に支持腕を備え、支持腕に引き出し電極14,15が設けられていてもよい。
(第2実施形態)
次に、パッケージと、パッケージの内部空間に収容された振動片と、を備えた振動デバイスの他の一例としての水晶振動子について説明する。
図3は、第2実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図3(a)は、蓋体側から見た模式平面図であり、図3(b)は、図3(a)のA−A線での模式断面図であり、図3(c)は、底面側から見た模式平面図である。図4は、図3(b)のB部の上下反転模式拡大図である。なお、図3(a)では、蓋体を省略してある。また、第1実施形態との共通部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略し、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
次に、パッケージと、パッケージの内部空間に収容された振動片と、を備えた振動デバイスの他の一例としての水晶振動子について説明する。
図3は、第2実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図である。図3(a)は、蓋体側から見た模式平面図であり、図3(b)は、図3(a)のA−A線での模式断面図であり、図3(c)は、底面側から見た模式平面図である。図4は、図3(b)のB部の上下反転模式拡大図である。なお、図3(a)では、蓋体を省略してある。また、第1実施形態との共通部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略し、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図3、図4に示すように、第2実施形態の水晶振動子2は、第1実施形態と比較して、パッケージ120の封止部128の構成が異なる。
水晶振動子2は、パッケージ120の封止部128における凹部128aの底面128bが、すり鉢状に形成されている。そして、水晶振動子2のパッケージ120は、複数(ここでは2つ)の貫通孔28cが、凹部128aの底面128bを構成する斜面の途中に設けられている。
水晶振動子2は、パッケージ120の封止部128における凹部128aの底面128bが、すり鉢状に形成されている。そして、水晶振動子2のパッケージ120は、複数(ここでは2つ)の貫通孔28cが、凹部128aの底面128bを構成する斜面の途中に設けられている。
これによれば、パッケージ120は、球状の封止材28dが凹部128aの内壁28e寄りに載置された場合でも、封止材28dが斜面を転がって、すり鉢状の底面128bの中心部分(すり鉢の底の部分)に留まり易くなることから、封止材28dが斜面の途中に設けられた貫通孔28cのいずれにも嵌り込み難くなる。
これにより、パッケージ120は、図4に矢印で示すように、内部空間Sと外部空間との通気性を確実に向上させることができる。
これにより、パッケージ120は、図4に矢印で示すように、内部空間Sと外部空間との通気性を確実に向上させることができる。
この結果、水晶振動子2は、上述したパッケージ120の奏する効果が反映された信頼性の高い水晶振動子(振動デバイス)を提供することができる。
なお、パッケージ120は、蓋体22に凹部24が設けられていてもよく、ベース部21及び蓋体22の両方に凹部24が設けられていてもよい。
また、封止部128は、ベース部21に代えて、蓋体22に設けられていてもよい。また、封止部128の貫通孔28cの数は、2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。
なお、パッケージ120は、蓋体22に凹部24が設けられていてもよく、ベース部21及び蓋体22の両方に凹部24が設けられていてもよい。
また、封止部128は、ベース部21に代えて、蓋体22に設けられていてもよい。また、封止部128の貫通孔28cの数は、2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。
なお、凹部128aの底面128bのすり鉢状の加工は、例えば、金型に設けられた先端がなだらかな円錐状のピンを、焼結前の平坦なセラミックグリーンシートの底面128bに相当する部分に押し当てることにより容易に行うことができる。
なお、水晶振動片10は、基部13に支持腕を備え、支持腕に引き出し電極14,15が設けられていてもよい。
なお、水晶振動片10は、基部13に支持腕を備え、支持腕に引き出し電極14,15が設けられていてもよい。
(第3実施形態)
次に、第1実施形態または第2実施形態の水晶振動子の構成に、水晶振動片を駆動する発振回路を更に備えた振動デバイスの一例としての水晶発振器について説明する。
図5は、第3実施形態の水晶発振器の概略構成を示す模式図である。図5(a)は、蓋体側から見た模式平面図であり、図5(b)は、図5(a)のA−A線での模式断面図であり、図5(c)は、底面側から見た模式平面図である。なお、図5(a)では、蓋体を省略してある。
また、第1実施形態との共通部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略し、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
次に、第1実施形態または第2実施形態の水晶振動子の構成に、水晶振動片を駆動する発振回路を更に備えた振動デバイスの一例としての水晶発振器について説明する。
図5は、第3実施形態の水晶発振器の概略構成を示す模式図である。図5(a)は、蓋体側から見た模式平面図であり、図5(b)は、図5(a)のA−A線での模式断面図であり、図5(c)は、底面側から見た模式平面図である。なお、図5(a)では、蓋体を省略してある。
また、第1実施形態との共通部分には、同一符号を付して詳細な説明を省略し、第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
図5に示すように、第3実施形態の水晶発振器5は、上記第1実施形態で述べた水晶振動子1に、水晶振動片10を駆動する(発振させる)発振回路としてのICチップ40を、更に備えた構成となっている。
水晶発振器5のベース部21の凹部24の底面24aには、ICチップ40を収容する凹部24bが設けられている。凹部24bの底面24cには、複数の内部接続端子24dが設けられている。
発振回路を内蔵するICチップ40は、ベース部21の凹部24bの底面24cに、図示しない接着剤などを用いて固定されている。
ICチップ40は、図示しない接続パッドが、金(Au)、アルミニウム(Al)などの金属ワイヤー41により内部接続端子24dと接続されている。
発振回路を内蔵するICチップ40は、ベース部21の凹部24bの底面24cに、図示しない接着剤などを用いて固定されている。
ICチップ40は、図示しない接続パッドが、金(Au)、アルミニウム(Al)などの金属ワイヤー41により内部接続端子24dと接続されている。
内部接続端子24dは、内部端子23a,23bと同様に、タングステン(W)、モリブデン(Mo)などのメタライズ層の表面にニッケル(Ni)、金(Au)などの各被膜をメッキ法などにより積層した金属被膜からなり、図示しない内部配線を経由して、パッケージ20の底面25の4隅に設けられた外部端子26a,26b,27a,27b、内部端子23a,23bなどと電気的に接続されている。
なお、ICチップ40の接続パッドと内部接続端子24dとの接続には、金属ワイヤー41を用いたワイヤーボンディングによる接続方法以外に、ICチップ40を反転させてのフリップチップ実装による接続方法などを用いてもよい。
なお、ICチップ40の接続パッドと内部接続端子24dとの接続には、金属ワイヤー41を用いたワイヤーボンディングによる接続方法以外に、ICチップ40を反転させてのフリップチップ実装による接続方法などを用いてもよい。
水晶発振器5は、ICチップ40から内部接続端子24d、内部端子23a,23b、を経由して励振電極に印加される駆動信号によって、水晶振動片10の一対の振動腕11,12が屈曲振動を励振されて所定の周波数(例えば、約32kHz)で共振(発振)する。そして、水晶発振器5は、この発振に伴って生じる発振信号を、ICチップ40、内部接続端子24dなどを経由して、例えば、外部端子26a,27bから外部に出力する。これにより、水晶発振器5は、例えば、発振回路を備えたタイミングデバイスとして機能する。
上述したように、第3実施形態の水晶発振器5は、第1実施形態の水晶振動子1に、水晶振動片10を駆動する(発振させる)発振回路としてのICチップ40を、更に備えた構成となっていることから、第1実施形態に記載の効果が反映された信頼性の高い水晶発振器(振動デバイス)を提供することができる。
なお、水晶発振器5は、第1実施形態の水晶振動子1に代えて、第2実施形態の水晶振動子2を用いてもよい。これによれば、水晶発振器5は、第2実施形態に記載の効果が反映された信頼性の高い水晶発振器を提供することができる。
また、水晶発振器5は、ICチップ40をパッケージ20(120)に内蔵ではなく、外付けした構成のモジュール構造(例えば、1つの基板上に水晶振動子及びICチップが個別に搭載されている構造)としてもよい。
なお、水晶発振器5は、第1実施形態の水晶振動子1に代えて、第2実施形態の水晶振動子2を用いてもよい。これによれば、水晶発振器5は、第2実施形態に記載の効果が反映された信頼性の高い水晶発振器を提供することができる。
また、水晶発振器5は、ICチップ40をパッケージ20(120)に内蔵ではなく、外付けした構成のモジュール構造(例えば、1つの基板上に水晶振動子及びICチップが個別に搭載されている構造)としてもよい。
(第4実施形態)
次に、上述した水晶振動子、水晶発振器などの振動デバイスを備えた電子機器として、携帯電話を一例に挙げて説明する。
図6は、第4実施形態の携帯電話を示す模式斜視図である。
図6に示す第4実施形態の携帯電話700は、上述した水晶振動子(1または2)、または水晶発振器5を備えた携帯電話である。
携帯電話700は、上述した水晶振動子(1または2)、または水晶発振器5を、例えば、基準クロック発振源などのタイミングデバイスとして用い、更に液晶表示装置701、複数の操作ボタン702、受話口703、及び送話口704を備えて構成されている。なお、携帯電話700の形態は、図示のタイプに限定されるものではなく、いわゆるスマートフォンタイプでもよい。
次に、上述した水晶振動子、水晶発振器などの振動デバイスを備えた電子機器として、携帯電話を一例に挙げて説明する。
図6は、第4実施形態の携帯電話を示す模式斜視図である。
図6に示す第4実施形態の携帯電話700は、上述した水晶振動子(1または2)、または水晶発振器5を備えた携帯電話である。
携帯電話700は、上述した水晶振動子(1または2)、または水晶発振器5を、例えば、基準クロック発振源などのタイミングデバイスとして用い、更に液晶表示装置701、複数の操作ボタン702、受話口703、及び送話口704を備えて構成されている。なお、携帯電話700の形態は、図示のタイプに限定されるものではなく、いわゆるスマートフォンタイプでもよい。
上述した水晶振動子1,2、水晶発振器5などの振動デバイスは、上記携帯電話700のような携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピューター、テレビ、デジタルスチールカメラ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、ナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器などのタイミングデバイスとして好適に用いることができる。そして、振動デバイスは、いずれの場合にも上記各実施形態で説明した効果が反映された信頼性の高い電子機器を提供することができる。
なお、振動片は、音叉型水晶振動片に限定されるものではなく、ATカット型水晶振動片やSAW(弾性表面波)振動片などであってもよい。
また、振動片の材料としては、水晶に限定されるものではなく、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、四ホウ酸リチウム(Li2B4O7)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)などの圧電体、またはシリコン(Si)などの半導体でもよい。
また、振動片の駆動方法は、圧電体の圧電効果によるものの他に、クーロン力による静電駆動であってもよい。
また、振動片の材料としては、水晶に限定されるものではなく、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、四ホウ酸リチウム(Li2B4O7)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化アルミニウム(AlN)などの圧電体、またはシリコン(Si)などの半導体でもよい。
また、振動片の駆動方法は、圧電体の圧電効果によるものの他に、クーロン力による静電駆動であってもよい。
1,2…振動デバイスとしての水晶振動子、5…振動デバイスとしての水晶発振器、10…振動片としての水晶振動片、11,12…振動腕、13…基部、14,15…引き出し電極、16,17…主面、20…パッケージ、21…ベース部、22…蓋体、23a,23b…内部端子、24…凹部、24a…底面、24b…凹部、24c…底面、24d…内部接続端子、25…底面、26,26a,26b,27,27a,27b…外部端子、28…封止部、28a…凹部、28b…底面、28c…貫通孔、28d…封止材、28e…内壁、29…接合部材、30…導電性接着剤、40…発振回路としてのICチップ、41…金属ワイヤー、120…パッケージ、128…封止部、128a…凹部、128b…底面、700…携帯電話、701…液晶表示装置、702…操作ボタン、703…受話口、704…送話口、S…内部空間。
Claims (8)
- 内部空間と外部空間とを連通する貫通孔が底面に設けられた凹部を備え、
前記貫通孔は、前記凹部の前記底面に複数設けられ、
複数の前記貫通孔の少なくとも1つは、加熱溶融されることで複数の前記貫通孔を封止する封止材が、前記凹部内に載置された状態において、開口部分を有するように配置されていることを特徴とするパッケージ。 - 請求項1に記載のパッケージにおいて、
複数の前記貫通孔は、平面視で円形であることを特徴とするパッケージ。 - 請求項1または請求項2に記載のパッケージにおいて、
複数の前記貫通孔は、平面形状が同一であることを特徴とするパッケージ。 - 請求項1または請求項2に記載のパッケージにおいて、
複数の前記貫通孔の少なくとも1つは、他の前記貫通孔と平面サイズが異なることを特徴とするパッケージ。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のパッケージにおいて、
前記凹部は、前記底面がすり鉢状に形成され、
複数の前記貫通孔は、前記底面を構成する斜面の途中に設けられていることを特徴とするパッケージ。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のパッケージと、
前記パッケージの前記内部空間に収容された振動片と、
を備え、複数の前記貫通孔が前記封止材で封止されたことを特徴とする振動デバイス。 - 請求項6に記載の振動デバイスにおいて、
前記振動片を駆動する発振回路を更に備えたことを特徴とする振動デバイス。 - 請求項6または請求項7に記載の振動デバイスを備えたことを特徴とする電子機器。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012030312A JP2013168467A (ja) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | パッケージ、振動デバイス及び電子機器 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016111270A (ja) * | 2014-12-09 | 2016-06-20 | シャープ株式会社 | 半導体装置、および半導体装置の製造方法 |
JP2019067833A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
WO2023054694A1 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 |
-
2012
- 2012-02-15 JP JP2012030312A patent/JP2013168467A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016111270A (ja) * | 2014-12-09 | 2016-06-20 | シャープ株式会社 | 半導体装置、および半導体装置の製造方法 |
JP2019067833A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
JP7177328B2 (ja) | 2017-09-29 | 2022-11-24 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
WO2023054694A1 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | 株式会社村田製作所 | 弾性波装置及び弾性波装置の製造方法 |
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