JP2014036081A - 電子デバイスの製造方法、電子デバイス、電子機器、および移動体 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子デバイスにおいて、電子部品を収容する内部空間を確実に減圧封止する方法を提供する。
【解決手段】電子デバイス１００の製造方法は、封止孔２５ａを有する蓋体２０と、シームリング（メタライズ部）３０を有し蓋体２０と共に内部空間Ｓを構成するためのパッケージ１０と、水晶振動片（電子部品）４０とを用意する準備工程と、水晶振動片４０をパッケージ１０に搭載する搭載工程と、封止孔２５ａとシームリング３０とが平面視で重なるように蓋体２０をパッケージ１０に載置する載置工程と、蓋体２０の外周部とパッケージ１０とをシーム溶接する第１接合工程と、エネルギービームＢを照射して封止孔２５ａとシームリング３０とを接合し封止孔２５ａと内部空間Ｓとを封止する第２接合工程と、
を含むことを特徴とする。
【選択図】図４
【解決手段】電子デバイス１００の製造方法は、封止孔２５ａを有する蓋体２０と、シームリング（メタライズ部）３０を有し蓋体２０と共に内部空間Ｓを構成するためのパッケージ１０と、水晶振動片（電子部品）４０とを用意する準備工程と、水晶振動片４０をパッケージ１０に搭載する搭載工程と、封止孔２５ａとシームリング３０とが平面視で重なるように蓋体２０をパッケージ１０に載置する載置工程と、蓋体２０の外周部とパッケージ１０とをシーム溶接する第１接合工程と、エネルギービームＢを照射して封止孔２５ａとシームリング３０とを接合し封止孔２５ａと内部空間Ｓとを封止する第２接合工程と、
を含むことを特徴とする。
【選択図】図４
Description
本発明は、電子デバイスの内部空間を減圧封止するための電子デバイスの製造方法、当該製造方法により製造された電子デバイス、および当該電子デバイスを搭載した電子機器と移動体とに関する。
従来、電子デバイスの内部空間を減圧封止する方法としては、特許文献１に開示されているように、電子デバイスのパッケージを形成する工程と、パッケージ内部に電子部品を実装する工程と、パッケージに蓋体を溶接する工程と、において、蓋体を溶接する工程では、蓋体の周縁の一部領域を残し、残した領域以外の部分において蓋体とパッケージとのシーム溶接を行う。そして、パッケージを真空雰囲気内で加熱して、シーム溶接せずに残した一部領域からパッケージ内部の脱ガスをした後、当該一部領域に加熱ビームを照射することにより、パッケージ内部を減圧状態に封止していた。この方法によれば、これまで行われていた工程、即ち脱ガス用にパッケージあるいは蓋体に貫通孔を開ける工程や貫通孔をロウ材等で塞ぐ工程、が不要となり、工程の簡略化が図られた。
しかし、従来の技術は、パッケージと、蓋体またはシームリングと、の位置関係がズレている場合等において、溶接せずに残しておくべき一部領域の大きさ（長さ）がばらついてしまうことがあった。この場合、当該一部領域によって、加熱ビームで封止する大きさ（長さ）が異なってしまうと、加熱ビームで封止されない未封止部分が生じる恐れがあった。また、未封止部分の発生を防止するために、加熱ビームの照射範囲を予め大きくしておくと、既にシーム溶接した部分を再度照射する範囲が増えることになり、その際にアウトガスが発生してパッケージ内部の減圧状態が低下する、という課題があった。これは、電子デバイスが小型化されるに伴って、より顕著になっていた。
本発明は、上述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、以下の適用例または形態として実現することが可能である。
［適用例１］本適用例に係る電子デバイスの製造方法は、封止孔を有する蓋体と、メタライズ部を有し前記蓋体と共に内部空間を構成するためのパッケージと、電子部品とを用意する準備工程と、前記電子部品を前記パッケージに搭載する搭載工程と、前記封止孔と前記メタライズ部とが平面視で重なるように前記蓋体を前記パッケージに載置する載置工程と、前記蓋体の外周部と前記パッケージとをシーム溶接する第１接合工程と、エネルギービームを照射して前記封止孔と前記メタライズ部とを接合し前記封止孔と前記内部空間とを封止する第２接合工程と、を含むことを特徴とする。
本適用例の電子デバイスの製造方法によれば、準備工程で用意した蓋体およびパッケージを、搭載工程において、パッケージに電子部品を搭載し、載置工程において、封止孔とパッケージのメタライズ部とが平面視で重なるようにして配置する。この場合、メタライズ部は、パッケージ面に施された金属膜や蓋体とパッケージとの間に設けられたシームリング等が該当し、平面視とは、パッケージに載置された蓋体と直交する方向からの視認することである。そして、第１接合工程では、蓋体の外周部に沿って、蓋体とパッケージとをシーム溶接して接合する。この時、封止孔は蓋体の外周部の内側にあるため、内部空間は封止孔を介して蓋体およびパッケージの外部側と連通している状態である。この状態であれば、例えば、内部空間の空気を封止孔から排出して、内部空間を減圧状態にする等の処置をすること等が可能である。次に、第２接合工程において、内部空間が減圧等になっている状態下で、エネルギービームにより、封止孔とメタライズ部とが接合されて内部空間が封止される。つまり、電子部品を収容する内部空間は、減圧等の状態を維持したまま外部側からは封止されていることになる。このような製造方法は、載置工程で、蓋体とパッケージとの位置関係がズレている場合等であっても、従来の一部領域に該当する封止孔は、第１接合工程および第２接合工程で何らズレの影響を受けることがなく、エネルギービームが照射されると、内部空間を確実に封止することが可能である。
［適用例２］上記適用例に記載の電子デバイスの製造方法において、前記蓋体の一方の面には金属ロウが配置され、前記第２接合工程では、前記蓋体の前記メタライズ部に載置される面側に前記一方の面を配置し、前記封止孔と前記メタライズ部とを前記金属ロウによって接合する、ことが好ましい。
この方法によれば、蓋体には、載置工程において、メタライズ部と対向して載置される面に金属ロウが配置されていて、第２接合工程では、封止孔とメタライズ部とが、この金属ロウによって接合される。金属ロウを用いることにより、封止孔とメタライズ部とをシーム溶接で互いに溶融させて接合する場合に比べて、接合温度を下げることが可能である。これにより、封止孔とメタライズ部との接合が容易になると共に、蓋体とメタライズ部を含むパッケージとへ与えるダメージ等を軽減することが可能である。
［適用例３］上記適用例に記載の電子デバイスの製造方法において、前記金属ロウが、銀ロウまたは金（Ａｕ）／錫（Ｓｎ）合金ロウであること、が好ましい。
この方法によれば、蓋体には、載置工程において、メタライズ部と対向して載置される面に銀ロウまたは金（Ａｕ）／錫（Ｓｎ）合金ロウが配置されていて、第２接合工程では、封止孔とメタライズ部とが銀ロウまたは金（Ａｕ）／錫（Ｓｎ）合金ロウによって接合される。銀ロウまたは金（Ａｕ）／錫（Ｓｎ）合金ロウを用いることにより、封止孔とメタライズ部とをシーム溶接で互いに溶融させて接合する場合に比べて、接合温度を下げることが可能である。これにより、封止孔とメタライズ部との接合が容易になり、蓋体とメタライズ部を含むパッケージとへ与えるダメージ等が軽減されることに加え、金（Ａｕ）／錫（Ｓｎ）合金ロウでは接合部分の耐食性の向上が図れる。
［適用例４］上記適用例に記載の電子デバイスの製造方法において、前記第２接合工程では、前記封止孔の内面と前記メタライズ部との間にフィレット状部を形成する、ことが好ましい。
この方法によれば、封止孔とパッケージとを互いに溶融させて直接接合する場合や、ロウ材を介して接合する場合等において、封止孔の内面からメタライズ部にかけて接合部分を覆うようにフィレット状部を形成することが望ましい。これにより、接合部分の強度向上および確実な封止が可能である。また、ロウ材を用いる場合、溶けたロウ材で蓋体とメタライズ部との間を覆いフィレット状部を形成することにより、蓋体およびメタライズ部の溶融を極力回避してダメージ等の軽減が図れる。
［適用例５］上記適用例に記載の電子デバイスの製造方法において、前記準備工程で用意する前記パッケージの前記メタライズ部は、前記封止孔が配置される位置を通る平面視幅が他の位置における平面視幅より大きい、ことが好ましい。
この方法によれば、パッケージのメタライズ部は、従来のメタライズ部のように平面視でほぼ均一な幅（平面視幅）をなしているのではなく、封止孔が位置することになるメタライズ部の平面視幅が他部分より大きくなっている。このため、蓋体とパッケージとの位置関係がズレて配置されたとしても、封止孔がメタライズ部から外れて位置することはなく、内部空間を確実に封止することが可能である。
［適用例６］上記適用例に記載の電子デバイスの製造方法において、前記封止孔はプレス抜き加工で形成されており、前記載置工程では、前記蓋体の抜き加工開始側の面が前記パッケージに載置される、ことが好ましい。
この方法によれば、プレス抜き加工で形成された封止孔は、プレスで抜き加工を開始する面側において封止孔の内面側へダレ込んでいて、抜き加工開始側と反対側において封止孔の外面側へ微細なバリが生じている。従って、抜き加工開始側の面をパッケージに載置すれば、バリ等の影響で蓋体とパッケージとの間に隙間等が生じることがなく、第１接合工程および第２接合工程において確実な封止が行える。
［適用例７］本適用例に係る電子デバイスは、孔部を有している蓋体、パッケージ、および前記蓋体と前記パッケージとが接合して構成されている内部空間にある電子部品とを備え、前記孔部は前記蓋体と前記パッケージとの接合部と平面視で重なる位置に配置されていること、を特徴とする。
本適用例の電子デバイスによれば、蓋体およびパッケージは、蓋体の孔部とパッケージの接合部とが平面視で重なるように接合されている。このような構成の電子デバイスは、孔部をパッケージの接合部に容易に直接接合して、内部空間を封止することが可能である。そして、完成した電子デバイスには、封止された孔部が残るので、電子デバイスの搭載向きを判別するためのマーキングとしての機能も有している。
［適用例８］本適用例に係る電子機器は、上記製造方法により製造された電子デバイスを搭載していること、を特徴とする。
本適用例の電子機器によれば、上記製造方法により製造された電子デバイスを搭載していて、電子デバイスは蓋体の封止孔とパッケージのメタライズ部とが平面視で重なるように接合され、さらに、封止孔とメタライズ部とが接合されて内部空間が封止されている。このような電子機器は、電子部品を収容する内部空間を確実に封止することができ、機器としての特性の維持を図ることが可能である。
［適用例９］本適用例に係る移動体は、上記製造方法により製造された電子デバイスを搭載していること、を特徴とする。
本適用例の移動体によれば、上記製造方法により製造された電子デバイスを搭載していて、電子デバイスは蓋体の封止孔とパッケージのメタライズ部とが平面視で重なるように接合され、さらに、封止孔とメタライズ部とが接合されて内部空間が封止されている。移動体は、このような電子デバイスにより、移動状態や姿勢等の把握が確実にでき、安全で安定した走行をすることが可能である。
以下、本発明の電子デバイスの製造方法、電子デバイス、電子機器および移動体について、その好適な例を添付図面に基づいて説明する。
（実施形態１）
（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施形態１に係る電子デバイスの外観を示す平面図であり、図１（ｂ）は、蓋体を外し電子デバイスの内部を示す平面図である。また、図２は、電子デバイスの内部を示す断面図であり、図１（ａ）の電子デバイスにおけるＡ−Ａ線に沿う断面を表している。電子デバイス１００は、図１（ａ）の平面図に示すように、平面視した外観が長方形をなしていて、パッケージ１０と、蓋体２０と、パッケージ１０に蓋体２０を接合しているシームリング３０と、を備えている。この場合、シームリング３０は、パッケージ１０が有するメタライズ部であり、蓋体２０は、メタライズ部であるシームリング３０に、平面視で重なるように、設けられている封止孔（孔部）２５を有している。この場合、封止孔２５は、一箇所に設けられていて、円形の貫通孔である。
また、図１（ｂ）または図２に示す電子デバイス１００のパッケージ１０は、絶縁材料である酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートで成形され、成形後に焼結処理により形成されている。このパッケージ１０は、その内側に形成され蓋体２０の側が開放されている内部空間Ｓと、内部空間Ｓに設けられている段部１１と、段部１１に設けられている電極部１２と、外面側に設けられ電極部１２と電気的に接続している実装端子１３と、を有している。そして、内部空間Ｓには、電極部１２に導電性接着剤１４を介して固定されている、電子部品としての水晶振動片４０が収容されている。この場合、導電性接着剤１４は、接合力を発揮する接着剤成分としてのエポキシ系合成樹脂剤に、銀（Ａｇ）の微細粒子を含有させたものであり、電極部１２および実装端子１３は、金（Ａｕ）メッキで形成されている。
また、蓋体２０は、パッケージ１０との熱膨張率が近似し接合の容易な材料を用いることが好ましく、例えばパッケージ１０と同じセラミック材、または鉄（Ｆｅ）とコバルト（Ｃｏ）の合金であるコバール、ステンレス鋼等の金属を用いることができ、電子デバイス１００ではコバールを用いている。そして、ここではコバールの表面にニッケル（Ｎｉ）メッキ（不図示）を施している。シームリング３０は、予めパッケージ１０に接合され蓋体２０をパッケージ１０に接合しやすくするためのものであり、電子デバイス１００ではコバールを用いている。シームリング３０およびシームリング３０が接合されているパッケージ面は、平面視で均一な幅をなしていて、パッケージ面が平面視幅Ｗ１であり、シームリング３０の平面視幅は、パッケージ面の平面視幅Ｗ１より狭くなっている。
このような構成の電子デバイス１００は、蓋体２０がパッケージ１０のシームリング３０に接合された後、封止孔２５から内部空間Ｓの空気が抜かれ、さらに封止孔２５がシームリング３０に接合されて封止されることにより、内部空間Ｓが減圧状態で確実に封止されている。この接合にかかる製造方法については、図４を参照して、フローチャートに基づき後述する。
なお、導電性接着剤１４は、合成樹脂剤がエポキシ系であることに限定されず、シリコーン系、ポリイミド系導電性接着剤等を利用することができ、微細粒子は、銀（Ａｇ）以外の金属であっても良く、金属バンプであっても良い。電極部１２および実装端子１３は、ニッケル（Ｎｉ）メッキ等でも良い。
次に、パッケージ１０の内部空間Ｓに収容される、電子部品としての水晶振動片４０について説明する。電子部品の一例である水晶振動片４０は、基部４１と、基部４１から互いに平行に延出する一対の振動腕４２と、一対の振動腕４２の蓋体２０と対向する面および当該面の反対側の面に形成され、振動腕４２の延出方向に沿って形成されている長溝４３と、基部４１から振動腕４２の延出方向と平面視で直交する方向へそれぞれ延び、さらに振動腕４２と平行する方向へ曲がって延出している一対の支持用アーム４５と、を備えている。そして、水晶振動片４０は、長溝４３の内部および各振動腕４２における長溝４３の形成されていない面に対になって形成されている励振電極４４と、それぞれの励振電極４４から支持用アーム４５のいずれかへ引き回されている引き出し電極４４ａと、を備えている。
なお、水晶振動片４０における基部４１、音叉状の振動腕４２、各振動腕４２に設けられる長溝４３は、例えば水晶ウエハなどの材料をフッ酸溶液などでウエットエッチングすることにより精密に形成することができる。また、励振電極４４および引き出し電極４４ａは、蒸着またはスパッタリングにより、水晶との密着性が良好なクロム（Ｃｒ）を下地層として成膜し、その上に電気抵抗が低く酸化し難い金（Ａｕ）によって電極層を成膜し、その後フォトリソグラフィを用いてパターニングすることにより形成されている。
このような構成を備えている電子デバイス１００を実装基板などに実装した場合に、外部からの駆動電圧が実装端子１３から電極部１２を介して水晶振動片４０の支持用アーム４５の引き出し電極４４ａに伝えられ、さらに励振電極４４に伝えられることにより、振動腕４２が互いに異なる方向へ屈曲して振動する。この場合、水晶振動片４０は、各振動腕４２に設けられた長溝４３によって、剛性が小さくなって振動しやすくなっているため、振動腕４２が効率よく振動して、良好な振動特性を有することができる。この水晶振動片４０は、いわゆる音叉型振動片である。
なお、電子デバイス１００における電子部品は、水晶振動片４０に限定されるものではなく、音叉型振動片以外の種々の形態のものであっても良く、さらに、材質が水晶以外の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）などの他の圧電材料や、圧電材が巻装されている等の構成を有するシリコンやゲルマニウム等の非圧電材料等であっても良い。
次に、電子デバイス１００において、パッケージ１０の内部空間Ｓを封止するための構成について説明する。図３（ａ）は、蓋体の封止孔の加工例を示す断面図であり、図３（ｂ）は、パッケージと蓋体および封止孔との接合構成を示す断面図である。ここでの説明において、蓋体２０単体においては封止孔２５ａとし、封止後（図１および図２）においては封止孔２５として区別する。封止孔２５ａは、プレス抜き加工やドリル加工等によって蓋体２０に設けることができるが、ここでは図３（ａ）に示すように、プレス抜き加工で孔径ｄ１の円形に形成されている。従って、封止孔２５ａは、プレス抜き方向Ｐにおける抜き加工開始側の面である蓋面２０ａの側が孔内面方向へ押し込まれてダレ込んだ形状となっている。また、蓋面２０ａと反対側の面には、孔外部方向へバリが生じている。このバリは、バレル処理等を行えば、容易に除去することができるが、パッケージ１０と蓋体２０との接合では、蓋面２０ａをパッケージ１０の側、即ちシームリング３０に載置することが望ましい。これにより、蓋体２０は、シームリング３０に対して接合等の支障となる隙間等を生じることなく、載置されることになる。なお、封止孔２５ａは、円形の貫通孔に限らず、楕円形、矩形、多角形等であっても良く、また一箇所でなく複数個所に設けられていても良い。
シームリング３０に蓋体２０が載置されて、シーム溶接およびエネルギービーム照射により接合されると、図３（ｂ）に示すような接合状態となる。ここで、蓋体２０の外周部２０ｂは、シームリング３０の外周部３０ａより小さい相似形状をなしている。そして、シームリング３０と蓋体２０との接合は、まず、蓋体２０の外周部２０ｂとシームリング３０とがシーム溶接され、蓋体２０表面のニッケル（Ｎｉ）メッキを含め互いに溶融することにより接合し、外周部２０ｂとシームリング３０との境界部に第１接合部５０ａが形成される。さらに、封止孔２５ａに対して孔径ｄ１より大きな照射径ｄ２のエネルギービームＢを照射することにより、封止孔２５ａの内面が溶融して同じく溶融したシームリング３０と接合し、封止孔２５ａとシームリング３０との境界部分に第２接合部５０ｂが形成される。接合後の封止孔２５は、接合前の封止孔２５ａより大きな径、即ち照射径ｄ２に近い径となっている。蓋体２０の封止孔２５とシームリング３０の溶融部分は、封止孔２５の孔内面側に広がっていて、断面形状が略三角形状のフィレット状部２２を形成している。このフィレット状部２２を形成することにより、封止孔２５とシームリング３０とを封止するための第２接合部５０ｂが強固に形成される。これら第１接合部５０ａおよび第２接合部５０ｂにより、内部空間Ｓは、パッケージ１０および蓋体２０の外部側と遮断されて、確実に封止された状態となっている。ここでいうエネルギービームＢは、電子ビームやレーザー等を含むものを指す。
このような接合構成を備えている電子デバイス１００の製造方法について、以下に説明する。図４は、電子デバイスの製造方法を示すフローチャートである。まず、工程Ｓ１において、蓋体とパッケージとを用意する。ここでは、プレス加工で形成された封止孔２５ａを有する蓋体２０と、電極部１２、実装端子１３、シームリング３０および水晶振動片４０を有するパッケージ１０と、を別々に製造して準備しておく。つまり、工程Ｓ１は、準備工程に該当する。準備後、工程Ｓ２へ進む。
工程Ｓ２において、電子部品をパッケージに搭載する。つまり、パッケージ１０の内部空間Ｓに電子部品である水晶振動片４０を振動可能な状態で固定して搭載する。工程Ｓ２は、搭載工程に該当する。搭載後工程Ｓ３へ進む。
工程Ｓ３において、パッケージに蓋体を載置する。より具体的には、パッケージ１０のシームリング３０に蓋体２０の蓋面２０ａの側を載置する。この時、既述したように、蓋体２０の外周部２０ｂは、シームリング３０の外周部３０ａより小さい設定であり、双方の間が全周に渡りほぼ一定の幅となるように配置され、蓋体２０とシームリング３０とは、ほぼ密着した状態で配置される。配置後、工程Ｓ４へ進む。
工程Ｓ４において、蓋体の封止孔とパッケージのメタライズ部とが平面視で重なっているか否かを判断する。この場合のメタライズ部は、シームリング３０を指している。また、判断は、工程Ｓ３で載置作業をしたロボットによる画像認識あるいは作業者等により行われる。パッケージ１０と蓋体２０とが、平面視で重なっているように配置されていれば、蓋体２０の封止孔２５ａは、シームリング３０との接合が可能な配置となっている。この配置がキーポイントであり、この配置状態を工程Ｓ４で確認し判断する。工程Ｓ４は、工程Ｓ３と共に載置工程に該当する。確認結果で、封止孔２５ａとシームリング３０とが重なっていれば、工程Ｓ５へ進み、一方、封止孔２５ａとシームリング３０とが重なっていなければ、工程Ｓ３へ戻る。
そして、封止孔２５ａとシームリング３０とが重なっていれば、工程Ｓ５において、蓋体の外周部とメタライズ部とをシーム溶接する。これは、図３（ｂ）に示すように、蓋体２０の外周部２０ｂとメタライズ部であるシームリング３０とを溶融して第１接合部５０ａを形成し、蓋体２０の外周部２０ｂの全周を封止する工程である。これにより、内部空間Ｓは、封止孔２５ａおよび蓋体２０の蓋面２０ａとシームリング３０との間を介してのみ、外部側と連通している状態である。この場合、蓋体２０およびシームリング３０を構成するコバールの融点は約１４５０℃の高温であり、蓋体２０とシームリング３０との境界部を局部的且つ迅速にシーム溶接することが望ましい。工程Ｓ５は、第１接合工程に該当する。溶接後、工程Ｓ６へ進む。
工程Ｓ６において、パッケージの内部空間を減圧する。ここでは、第１接合部５０ａを形成して接合したパッケージ１０と蓋体２０とを真空に近い減圧雰囲気の中に置いて、内部空間Ｓを減圧する。つまり、減圧雰囲気下において、内部空間Ｓの空気は、封止孔２５ａを通じてのみ、減圧状態になっている外部側へ排出される。これにより、内部空間Ｓは、外部側と同じ減圧雰囲気となる。なお、内部空間Ｓは、減圧雰囲気とするだけでなく、不活性ガス雰囲気にして密閉・封止されていても良い。この場合、減圧雰囲気および不活性雰囲気の内部空間Ｓは、減圧されて封止されていて、工程Ｓ６は、内部空間Ｓを減圧する工程である。減圧後、工程Ｓ７へ進む。
工程Ｓ７において、封止孔へエネルギービームを照射する。具体的には、図３（ｂ）に示すように、封止孔２５ａへエネルギービームＢを照射して封止孔２５ａ内面およびシームリング３０を溶融する。この溶融により形成された封止孔２５におけるフィレット状部２２、およびシームリング３０との境界部である第２接合部５０ｂとにより、封止孔２５とシームリング３０とが確実に封止される。これにより、水晶振動片４０を収容している内部空間Ｓは、外部側とは完全に封止される。また、水晶振動片４０は、内部空間Ｓにおける一定の減圧雰囲気のもとで、安定した振動をすることが可能となり、電子デバイス１００のタイミングデバイス機能の安定化に貢献できる。工程Ｓ７は、第２接合工程に該当する。以上で、電子デバイスの製造方法に関するフローが終了し、電子デバイス１００が完成する。完成した電子デバイス１００には封止された封止孔２５が残るので、電子デバイスの搭載向き判別などのマーキングとしての効果もある。
（実施形態２）
（実施形態２）
次に、電子デバイスの製造方法により製造された電子デバイスの他の好適例について説明する。図５は、実施形態２に係る電子デバイスのパッケージと蓋体および封止孔との接合構成を示す断面図である。電子デバイス２００は、パッケージ１０と蓋体２０および封止孔２５ａとの接合構成のみが実施形態１の電子デバイス１００とは異なっていて、他は電子デバイス１００と同様な構成になっている。電子デバイス２００において、パッケージ１０にはシームリング３０が接合されていて、蓋体２０のシームリング３０に対向して載置される面側である蓋面２０ａには、銀（Ａｇ）ロウ２８が全面に配置されている。
そして、蓋体２０は、シームリング３０に載置されて、シーム溶接およびエネルギービーム照射により接合されると、図５に示すような接合状態となる。ここで、蓋体２０の外周部２０ｂは、シームリング３０の外周部３０ａより小さい相似形状をなしている。シームリング３０と蓋体２０との接合は、まず、蓋体２０の外周部２０ｂ側の蓋面２０ａとシームリング３０との間がシーム溶接されて銀（Ａｇ）ロウ２８が溶融することにより、蓋体２０とシームリング３０とがニッケル（Ｎｉ）メッキを介して接合される。この場合、銀（Ａｇ）ロウ２８の溶融部分が第１接合部６０ａである。さらに、封止孔２５ａに対してエネルギービームＢ（図３（ｂ）参照）を照射することにより、封止孔２５ａ近傍の銀（Ａｇ）ロウ２８が溶融して蓋体２０とシームリング３０とがニッケル（Ｎｉ）メッキを介して接合される。この場合、銀（Ａｇ）ロウ２８の溶融部分が第２接合部６０ｂである。
このように、銀（Ａｇ）ロウ２８を用いて蓋体２０とシームリング３０とを接合することにより、実施形態１における接合よりも低い温度、即ち銀（Ａｇ）ロウ２８の融点である７００℃程度で接合することができ、内部空間Ｓは、パッケージ１０および蓋体２０の外部側と遮断されて、確実に封止された状態となっている。これにより、電子デバイス２００は、より低温度で加工ができるため接合が容易になると共に、パッケージ１０や蓋体２０や水晶振動片４０等に対する熱影響も抑制することができる。
なお、蓋体２０とシームリング３０との接合には、銀（Ａｇ）ロウ２８以外に例えば金（Ａｕ）／錫（Ｓｎ）合金ロウ等を用いることも可能である。金（Ａｕ）／錫（Ｓｎ）合金ロウの融点は、銀（Ａｇ）ロウ２８より低い３００℃程度であって、接合温度を下げることが可能である。これにより、封止孔２５ａを含め蓋体２０とシームリング３０との接合がより容易になって、パッケージ１０や蓋体２０や水晶振動片４０等に対する熱影響がより抑制され、さらに、銀（Ａｇ）ロウ２８等に比べて接合部分の耐食性の向上も図れる。
（実施形態３）
（実施形態３）
次に、電子デバイスの製造方法により製造された電子デバイスの他の好適例について説明する。図６（ａ）は、実施形態３に係る電子デバイスの構成を示す平面図、図６（ｂ）は、パッケージと蓋体および封止孔との接合構成を示す断面図である。図６（ａ）は、蓋体２０を外して、内部空間Ｓに収容されている水晶振動片４０を示している。電子デバイス３００は、内部空間Ｓの平面視形状、パッケージ１０と蓋体２０および封止孔２５との接合構成と、が実施形態１の電子デバイス１００または実施形態２の電子デバイス２００とは異なっていて、他は電子デバイス１００，２００と同様な構成になっている。
図６（ａ）に示すように、電子デバイス３００は、パッケージ１０の内部空間Ｓが長方形をなす一隅において内部側に狭まっている。つまり、パッケージ１０の蓋体２０を載置する面は平面視幅Ｗ１であるが、封止孔２５が配置される位置である一隅では平面視幅Ｗ２となっていて、平面視幅Ｗ２は平面視幅Ｗ１より大きい。この平面視幅Ｗ２を形成する位置は、水晶振動片４０の振動を妨げなければ、隅部以外のいずれの位置であっても良い。
そして、図６（ｂ）に示すように、パッケージ１０の蓋体２０が載置される面には、メタライズ部としての金属膜１５が形成されている。金属膜１５は、この場合ニッケル（Ｎｉ）であり蒸着によって形成されている。従って、パッケージ１０に載置される蓋体２０が位置ズレを生じていたとしても、封止孔２５が、平面視幅Ｗ２の広範なメタライズ部である金属膜１５に対しては平面視で重なるように配置されることになる。即ち、蓋体２０をパッケージ１０に載置する際の位置ズレの許容範囲が広く設定できる。
このような金属膜１５と蓋体２０とは、シーム溶接およびエネルギービーム照射により接合されると、図６（ｂ）に示すような接合状態となる。ここで、パッケージ１０と蓋体２０との接合は、まず、蓋体２０の外周部２０ｂの側とパッケージ１０の金属膜１５とがシーム溶接され、互いに溶融することにより接合し、外周部２０ｂと金属膜１５とで第１接合部７０ａが形成される。さらに、エネルギービームＢ（図３（ｂ）参照）を照射することにより、封止孔２５にフィレット状部２２が形成され、フィレット状部２２と金属膜１５とが接合して第２接合部７０ｂが形成される。これら第１接合部７０ａおよび第２接合部７０ｂにより、内部空間Ｓは、パッケージ１０および蓋体２０の外部側と遮断されて、確実に封止された状態を維持することができる。また、封止孔２５位置でのパッケージ１０の平面視幅Ｗ２が大きく設定してあるため、シーム溶接およびエネルギービーム照射における熱が吸収されやすくなり、パッケージ１０や蓋体２０や水晶振動片４０等に対する熱影響がより一層抑制される。
なお、電子デバイス３００は、金属膜１５をメタライズ部としてパッケージ１０と蓋体２０とを接合しているが、図３（ｂ）に示すようなシームリング３０を用いる方法や、図５に示すような銀（Ａｇ）ロウ２８等を用いる方法によって、パッケージ１０と蓋体２０とを接合することも可能である。また、平面視幅Ｗ２は、内部空間Ｓの内部側に向かって広がっているが、外部側へ向かって広がっていても良く、さらに内外両側へ広がっている構成であっても良い。
（電子機器）
（電子機器）
次に、本発明の電子デバイス１００，２００，３００を搭載した電子機器および移動体について説明する。図７（ａ）は、電子デバイスを搭載したパーソナルコンピューターを示す斜視図、図７（ｂ）は、電子デバイスを搭載した携帯電話を示す斜視図、図７（ｃ）は、電子デバイスを搭載した移動体を示す斜視図である。
図７（ａ）に示すパーソナルコンピューター５００は、電子デバイス１００が一例として搭載されていて、さらに、キーボード５０１と、キーボード５０１を備えた本体部５０２と、表示ユニット５０３と、により構成されている。表示ユニット５０３は、本体部５０２に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このような構成のパーソナルコンピューター５００の電子デバイス１００には、水晶振動片４０がタイミングデバイスとして内蔵されていて、パーソナルコンピューター５００の携帯時の振動や衝撃等にも耐えて、パーソナルコンピューター５００の性能維持に貢献している。
また、図７（ｂ）に示す携帯電話機６００は、電子デバイス１００が一例として搭載されていて、さらに、複数の操作ボタン６０１と、受話口６０２と、送話口６０３と、アンテナ（不図示）とを備えている。操作ボタン６０１と受話口６０２との間には、表示部６０４が配置されている。このような構成の携帯電話機６００の電子デバイス１００には、水晶振動片４０がタイミングデバイスとして内蔵されていて、携帯電話機６００の携帯時の振動や衝撃等にも耐えて、携帯電話機６００の性能維持に貢献している。
そして、図７（ｃ）に示す移動体７００は、例えば自動車等が該当する。この場合、自動車である移動体７００には、電子部品である水晶振動片４０を備え加速度や傾斜等を検出できるように構成されている、電子デバイス４００が搭載されている。移動体７００において、電子デバイス４００は、車体７０１に搭載されている電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）７０３に内蔵されている。電子制御ユニット７０３は、電子デバイス４００が車体７０１の加速度や傾斜等を検出することにより、移動状態や姿勢等を把握し、タイヤ７０２等の制御を的確に行うことができる。これにより、移動体７００は、安全で安定した走行をすることが可能である。
なお、電子デバイス１００，２００，３００および電子デバイス４００は、既述したパーソナルコンピューター５００、携帯電話機６００および移動体７００に搭載される以外に、その機能に応じて、例えば、ディジタルスチルカメラ、インクジェット式吐出装置、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワークステーション、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器・計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等にも搭載可能である。
１０…パッケージ、１５…メタライズ部としての金属膜、２０…蓋体、２０ａ…抜き加工開始側の面としての蓋面、２０ｂ…外周部、２２…フィレット状部、２５…孔部としての封止孔、２５ａ…（封止される前の）封止孔、３０…メタライズ部としてのシームリング、４０…電子部品としての水晶振動片、５０ａ…第１接合部、５０ｂ…第２接合部、１００…電子デバイス、２００，３００，４００…電子デバイス、５００…電子機器としてのパーソナルコンピューター、６００…電子機器としての携帯電話、７００…移動体、Ｂ…エネルギービーム、ｄ１…（封止孔２５ａの）孔径、ｄ２…照射径、Ｗ１，Ｗ２…平面視幅。
Claims (9)
- 封止孔を有する蓋体と、メタライズ部を有し前記蓋体と共に内部空間を構成するためのパッケージと、電子部品とを用意する準備工程と、
前記電子部品を前記パッケージに搭載する搭載工程と、
前記封止孔と前記メタライズ部とが平面視で重なるように前記蓋体を前記パッケージに載置する載置工程と、
前記蓋体の外周部と前記パッケージとをシーム溶接する第１接合工程と、
エネルギービームを照射して前記封止孔と前記メタライズ部とを接合し前記封止孔と前記内部空間とを封止する第２接合工程と、
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 前記蓋体の一方の面には金属ロウが配置され、
前記第２接合工程では、前記蓋体の前記メタライズ部に載置される面側に前記一方の面を配置し、前記封止孔と前記メタライズ部とを前記金属ロウによって接合する、ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。 - 前記金属ロウが、銀ロウまたは金（Ａｕ）／錫（Ｓｎ）合金ロウである、ことを特徴とする請求項２に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記第２接合工程では、前記封止孔の内面と前記メタライズ部との間にフィレット状部を形成する、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記準備工程で用意する前記パッケージの前記メタライズ部は、前記封止孔が配置される位置を通る平面視幅が他の位置における平面視幅より大きい、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
- 前記封止孔はプレス抜き加工で形成されており、
前記載置工程では、前記蓋体の抜き加工開始側の面が前記パッケージに載置される、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。 - 孔部を有している蓋体、パッケージ、および前記蓋体と前記パッケージとが接合して構成されている内部空間にある電子部品とを備え、前記孔部は前記蓋体と前記パッケージとの接合部と平面視で重なる位置に配置されていること、を特徴とする電子デバイス。
- 請求項１から６のいずれか一項に記載の製造方法によって製造された電子デバイスを搭載している、ことを特徴とする電子機器。
- 請求項１から６のいずれか一項に記載の製造方法によって製造された電子デバイスを搭載している、ことを特徴とする移動体。
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