JP2015167319A - 電子部品パッケージ及び圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】接合時に接着剤が枠部の外側にはみ出すことを抑制し、外形寸法が設計値より拡大することを防止して不良品の発生を低減する。【解決手段】枠部５１が形成されたベース５０と、枠部５１に接合される上側パッケージ２０とを有し、枠部５１に形成された第１接続電極（電極）５５ａ等及び第２接続電極（電極）５６ａ等と上側パッケージ２０に形成された接続電極（電極）３５ａ等とが電気的に接続される電子部品パッケージ１０であって、枠部５１は、上側パッケージ２０の裏面の平面部３３に当接する第１接合面５３と、平面部３３に対して離間しかつ平面部３３との間で接着剤９４が配置される第２接合面５４とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品パッケージ及び圧電デバイスに関する。

携帯端末や携帯電話などの電子機器では、圧電振動子や発振器などの圧電デバイスが搭載されている。このような圧電デバイスとしては、例えば、表面に励振電極が形成された圧電振動片と、圧電振動片を収容するとともに励振電極と電気的に接続された裏面電極が平面状の裏面に形成されたパッケージと、を備えた圧電振動子が知られている。さらに、枠部を備えたベースをこの圧電振動子の裏面側に接合するとともに、枠部内の凹部にＩＣやＬＳＩなどの発振回路を収容した発振器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この発振器では、圧電振動片と発振回路とを電気的に接続するため、枠部の上面に発振回路と電気的に接続する接続電極を用いて、この接続電極と、上側パッケージの裏面電極とをはんだや導電性接着剤を介して接合することが行われている。

特開２００６−１１４９７６号公報

枠部上面の接続電極と、上側パッケージの裏面電極との電気的な接続を行うためには十分な量の導電性接着剤等が塗布される必要がある。その一方、枠部上面や上側パッケージ裏面は互いに平面どうしであるため、接合時に接着剤が押しつぶされ、接合面に沿って拡がってしまう。その際、接着剤が枠部の外側にはみ出して、そのまま硬化すると外形寸法が設計値より大きくなり、不良品となる場合がある。接着剤の塗布量を少なくすることも可能であるが、電気的な接続確保や、上側パッケージと枠部との間の気密封止を考慮すると相当量の接着剤の塗布が必要である。

以上のような事情に鑑み、本発明では、接合時に接着剤が外側にはみ出すことを抑制し、外形寸法が設計値より拡大するのを防止して不良品の発生を低減させることが可能な電子部品パッケージ及び電子デバイスを提供することを目的とする。

本発明では、枠部が形成されたベースと、枠部に接合される上側パッケージとを有し、枠部に形成された電極と上側パッケージに形成された電極とが電気的に接続される電子部品パッケージであって、枠部は、上側パッケージの裏面の平面部に当接する第１接合面と、平面部に対して離間しかつ平面部との間で接着剤が配置される第２接合面とを備える。

また、第１接合面は、第２接合面の外側に配置されてもよい。また、第１接合面及び第２接合面の少なくとも一方に、上側パッケージの電極と接続可能な電極が形成されてもよい。また、枠部は、上側パッケージの裏面外周に沿って形成されてもよい。また、第１接合面の幅は、枠部の幅に対して１／３〜１／４に設定されてもよい。また、第１接合面と第２接合面との段差は、１０μｍ〜１００μｍに設定されてもよい。また、第２接合面は、平面部に対して離間する距離が異なる複数の接合面を有してもよい。

また、本発明は、圧電デバイスであって、上記した電子部品パッケージと、ベースに保持される電子デバイスと、を含み、上側パッケージは、電子デバイスと電気的に接続される圧電振動片を収容する。

本発明によれば、接合時に接着剤が枠部の外側にはみ出すことを抑制することができ、外形寸法が設計値より拡大することを防止して不良品の発生を低減することができる。

実施形態に係る電子部品パッケージ及び圧電デバイスの一例を示す断面図である。 図１の電子部品パッケージのベースを示す平面図である。 （ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿った要部断面図、（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ線に沿った要部断面図である。 ベースに塗布された接着剤を示す要部断面図であり、（ａ）は上側パッケージとの接合前、（ｂ）は上側パッケージとの接合後である。 ベースの枠部の第１〜第４変形例を示す要部断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、以下の実施形態を説明するため、図面においては一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、図面においてハッチングした部分は、電極（パッド）及び接着剤を表している。

以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、電子部品パッケージの上面や裏面に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面において長手方向をＸ方向と表記し、Ｘ方向に直交する方向をＺ方向と表記する。ＸＺ平面に垂直な方向（電子部品パッケージの厚さ方向）はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

実施形態に係る電子部品パッケージ１０及び圧電デバイス１００について、図１〜図３を用いて説明する。図１に示すように、電子部品パッケージ１０は、上側パッケージ２０とベース５０とを有している。上側パッケージ２０は、ベース部３０とカバー部４０とを有し、圧電振動片７０を収容する。ベース部３０は、Ｙ方向から見てＺ方向を短辺かつＸ方向を長辺とする略矩形状に形成される。ベース部３０の表面（＋Ｙ側の面）には、凹部３１と、凹部３１を囲む接合面３２とが形成される。凹部３１は、第１キャビティー６１として用いられ、圧電振動片７０が収容される。ベース部３０の裏面（−Ｙ側の面）には、後述するベース５０と接合される平面部３３を有している。

ベース部３０は、安価で形成が容易なセラミック材料から形成され、例えば、ガラス−セラミックやアルミナセラミックなどが用いられる。なお、ベース部３０は、このようなセラミック材料に代えて、ガラス、シリコン、樹脂、金属などが用いられてもよい。ベース部３０は、第１セラミック部３０ａと、第１セラミック部３０ａの上側（＋Ｙ側）に配置された第２セラミック部３０ｂとが積層されて形成される。第１セラミック部３０ａは板状部材である。第２セラミック部３０ｂは、第１キャビティー６１を形成する部分が抜かれた枠状の部材である。なお、ベース部３０は、このような積層構造に限定されず、例えば一体として形成されてもよい。

第１及び第２セラミック部３０ａ、３０ｂは、同一の厚さを有し、かつ同種類のセラミック材料から形成されるが、異なる厚さあるいは異なる種類のセラミック材料から形成されてもよい。ベース部３０は、上記した構成に限定されず、例えば、Ｙ方向から見たときの形状として、正方形状、円形状、楕円形状、長円形状などであってもよい。また、ベース部３０には、凹部３１が設けられなくてもよい。また、凹部３１には、後述する圧電振動片７０を保持するための段部が設けられてもよい。

底部３１ａの表面には、圧電振動片７０に接合するための接続パッド３４ａ、３４ｂが形成される。接続パッド３４ａ、３４ｂは、矩形状かつ同一の大きさに形成され、Ｚ方向に並んで配置される。接続パッド３４ａ、３４ｂは、圧電振動片７０の励振電極７３、７４と導電性接着剤９１、９２を介して接合される。これにより、ベース部３０に圧電振動片７０が保持されるとともに、接続パッド３４ａ、３４ｂと励振電極７３、７４とが電気的に接続される。

接続パッド３４ａ、３４ｂは、導電性の金属膜が用いられる。このような金属膜としては、例えば、ベース部３０との密着性を高める下地層として、ニッケル（Ｎｉ）や、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）や、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金などが成膜され、この下地層の上に主電極層として、金（Ａｕ）や、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などの金属、あるいはこれらの金属を含む合金などが成膜された２層構造が採用される。なお、この金属膜は、２層構造に限定されず、１層構造あるいは３層以上の構造であってもよい。

接続パッド３４ａ、３４ｂは、例えばメタルマスク等を用いた真空蒸着やスパッタ蒸着などにより金属膜が成膜されて形成される。なお、接続パッド３４ａ、３４ｂは、フォトリソグラフィー法及びエッチングにより形成されてもよく、金属ペーストや導電性フィラーを用いてスクリーン印刷などの印刷手法により形成された下地層の表面にめっきを施して形成されてもよい。なお、接続パッド３４ａ、３４ｂの形状は任意である。

ベース部３０の裏面において、平面部３３を含む領域に、４つの接続電極３５ａ〜３５ｄが形成される。接続電極３５ａ等は、それぞれＹ方向から見て略矩形状に形成されており、ベース部３０の裏面の４つの角部の領域にそれぞれ形成される。これら４つの接続電極３５ａ〜３５ｄのうち２つは、例えば、第１セラミック部３０ａを貫通する貫通電極や、第１セラミック部３０ａの角部又は側面部においてＹ方向に形成されるキャスタレーション電極などを介して接続パッド３４ａ、３４ｂと電気的に接続される。接続電極３５ａ〜３５ｄのうち残る２つは、ダミー電極である。ただし、ダミー電極を設けるか否かは任意である。

接続電極３５ａ等は、四角形以外の多角形状、円形状、長円形状、楕円形状などの形状であってもよく、一部あるいは全ての形状及び大きさは異なってもよい。また、接続電極３５ａ等は、角部の領域に代えて、例えば辺部の中央領域に形成されてもよい。接続電極３５ａ等は、例えば、上記した接続パッド３４ａ、３４ｂと同一の金属膜から構成される。この場合、上記した接続パッド３４ａ、３４ｂの成膜法と同様の手法により形成されてもよい。

ベース部３０の接合面３２は、シールリング９３を介してカバー部４０の接合面４１に接合される。シールリング９３は、枠状に形成され、ベース部３０の接合面３２に、例えば銀ろうなどのろう材（不図示）を介して接合される。シールリング９３は、カバー部４０と同一の材料から形成されるが、異なる材料が用いられてもよい。

カバー部４０は、Ｙ方向から見てＸ方向を長辺かつＺ方向を短辺とする略矩形状の板状部材である。カバー部４０としては、例えばニッケル（Ｎｉ）や、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）、コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）などの金属材料が用いられる。カバー部４０は、裏面（−Ｙ側の面）外周に沿って接合面４１が形成される。この接合面４１は、シールリング９３の表面（＋Ｙ側の面）に接合される。これにより、上側パッケージ２０において第１キャビティー６１が形成される。第１キャビティー６１は、真空雰囲気あるいは窒素などの圧電振動片７０に対して不活性なガス雰囲気に設定される。

なお、カバー部４０は、金属材料に代えて、例えば、セラミックスや、シリコン、ガラス、樹脂などが用いられてもよい。また、カバー部４０は、ベース部３０と同一の材料により形成されてもよい。また、カバー部４０の裏面（−Ｙ側の面）の接合面４１に囲まれた領域には、第１キャビティー６１が形成される凹部が設けられてもよい。カバー部４０とベース部３０との接合は、シールリング９３を用いて行うことに限定されず、例えば、ろう材、はんだ、各種接合材を介して接合されてもよく、接合材などを用いずに直接接合されてもよい。

ベース５０は、電子デバイス８０を保持しかつ収容する。ベース５０は、Ｙ方向から見て上側パッケージ２０と同一の形状及び大きさに形成され、かつ上側パッケージ２０とＹ方向に重なるように配置される。ベース５０は、図２に示すように、上側パッケージ２０の裏面外周に沿って形成される枠部５１と、枠部５１に囲まれた凹部５２とを備える。ベース５０は、上記した上側パッケージ２０と同様に、安価で形成が容易なセラミック材料から形成され、例えば、ガラス−セラミックやアルミナセラミックなどが用いられる。なお、ベース５０は、このようなセラミック材料に代えて、ガラス、シリコン、樹脂、金属などが用いられてもよい。また、ベース５０は、上側パッケージ２０と異なる材料から形成されてもよい。

図１に示すように、ベース５０は、例えば、第１セラミック部５０ａと、第１セラミック部５０ａの上側（＋Ｙ側）に配置された第２セラミック部５０ｂと、第２セラミック部５０ｂの上側（＋Ｙ側）に配置された第３セラミック部５０ｃとが積層されて形成される。第１セラミック部５０ａは板状部材である。第２及び第３セラミック部５０ｂ、５０ｃは、第２キャビティー６２を形成する部分が抜かれた枠状の部材であり、枠部５１を形成する。第３セラミック部５０ｃは、第２セラミック部５０ｂより打ち抜き領域を大きくしている。なお、ベース５０は、このような積層構造に限定されず、例えば一体として形成されてもよい。第１〜第３セラミック部５０ａ〜５０ｃは、同種類のセラミック材料でもよく、また、異なる種類のセラミック材料が用いられてもよい。

なお、ベース５０は、Ｙ方向から見て上側パッケージと異なる形状あるいは大きさに形成されてもよい。また、ベース５０は、Ｙ方向から見て上側パッケージ２０に対してＸ方向あるいはＺ方向にずれた状態で配置されてもよい。これらの場合には、枠部５１の一部あるいは全部は、上側パッケージ２０の裏面外周に沿って形成されなくてもよい。

枠部５１の＋Ｙ側の面は、第１接合面５３と第２接合面５４とを備える。第１接合面５３及び第２接合面５４は、上側パッケージ２０の裏面の平面部３３に対して平行な面である。第１接合面５３は、第２接合面５４の外側に配置され、平面部３３に当接する。第２接合面５４は、平面部３３に対して離間しかつ平面部３３との間で後述する接着剤９４が配置される。

図３（ａ）に示すように、枠部５１の−Ｘ側の幅（Ｘ方向の距離）は、Ｗ１に設定される。枠部５１の＋Ｘ側の幅もＷ１に設定されるが、異なってもよい。第１接合面５３の−Ｘ側の幅（Ｘ方向の距離）は、Ｗ３に設定される。第１接合面５３の＋Ｘ側の幅もＷ３に設定されるが、異なってもよい。また、図３（ｂ）に示すように、枠部５１の＋Ｚ側の幅（Ｚ方向の距離）は、Ｗ２に設定される。枠部５１の−Ｚ側の幅もＷ２に設定されるが、異なってもよい。第１接合面５３の−Ｚ側の幅（Ｚ方向の距離）は、Ｗ４に設定される。第１接合面５３の＋Ｚ側の幅もＷ４に設定されるが、異なってもよい。また、上記した幅Ｗ１と幅Ｗ２とは同一に設定されてもよく、異なってもよい。また、上記した幅Ｗ３と幅Ｗ４とは同一に設定されてもよく、異なってもよい。

図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、幅Ｗ３、Ｗ４は、例えば、幅Ｗ１、Ｗ２に対して１／３〜１／４に設定される。幅Ｗ３、Ｗ４が幅Ｗ１、Ｗ２の１／３より大きいと、第２接合面５４が小さくなり、接着剤９４が第１接合面５３上にも多く塗布される可能性がある。また、幅Ｗ３、Ｗ４が幅Ｗ１、Ｗ２の１／４より小さいと、平面部３３との当接面が小さくなり、接合時の強度が不足する可能性がある。また、幅Ｗ３、Ｗ４は、部分的に変化させてもよく、例えば、角部に近い部分では幅Ｗ３、Ｗ４を他より小さくしてもよい。なお、これらの第１接合面５３と第２接合面５４に関する事項については、特に説明する場合を除き、後述する変形例においても同様である。

第１接合面５３と第２接合面５４との段差はＨに設定される。この段差Ｈは、１０μｍ〜１００μｍに設定される。段差Ｈが１０μｍより小さいと、第２接合面５４に塗布される接着剤９４の多くが接合時に第１接合面５３上に広がる可能性がある。また、段差Ｈが１００μｍより大きいと、第２接合面５４に塗布される接着剤９４が平面部３３に十分に当接しない可能性がある。なお、段差Ｈは、部分的に変化させてもよく、例えば、角部に近い部分では段差Ｈを他より大きくしてもよい。また、段差Ｈを部分的に０としてもよい。段差Ｈが０の部分は、第１接合面５３と第２接合面５４とが同一面となる。なお、これらの事項については、後述する変形例においても同様である。

図２に戻り、枠部５１の上面において、４つの角部を含んだＬ字状の領域には、それぞれ第１接合面５３上に第１接続電極５５ａ〜５５ｄが形成され、第２接合面５４上に第２接続電極５６ａ〜５６ｄが形成される。第１接続電極５５ａ〜５５ｄと、第２接続電極５６ａ〜５６ｄとは、それぞれ一体に形成される。なお、第１接続電極５５ａ等は、角部を含んだ領域に代えて、例えば辺部の中央領域に形成されてもよい。第１接続電極５５ａ等は、例えば、上記した接続パッド３４ａ、３４ｂと同一の金属膜から構成される。なお、このような第１接続電極５５ａ等及び第２接続電極５６ａ等の一方は形成されなくてもよい。

第１接続電極５５ａ等は、接続電極３５ａ〜３５ｄのそれぞれに対応する領域に形成される。ただし、接続電極３５ａ〜３５ｄのうち２つのダミー電極に対応して第１接続電極５５ａ等を設けるか否かは任意である。第１接続電極５５ａ等及び第２接続電極５６ａ等は、接続電極３５ａ等と当接してまたは接着剤９４を介して接続電極３５ａ等と電気的に接続される。これにより、上側パッケージ２０に形成された電極と枠部５１に形成された電極との電気的な接続が図られる。

凹部５２は、第２キャビティー６２として用いられ、電子デバイス８０が収容可能に形成される。凹部５２の＋Ｙ側の表面には、６つの接続パッド５７が形成される。接続パッド５７は、それぞれ後述する電子デバイス８０の６つの端子の各位置に対応する領域に形成される。接続パッド５７の形状や数は任意である。接続パッド５７は、例えば、上記した接続パッド３４ａ、３４ｂと同一の金属膜から構成され、同様の手法で形成される。

接続パッド５７は、不図示の引回し電極等を介して、第１接続電極５５ａ等や後述する外部電極５８ａ〜５８ｄに接続される。このような引回し電極は、例えば、ベース５０の一部をＹ方向に貫通する貫通電極や、角部又は側面部においてＹ方向に沿って形成されるキャスタレーション電極などを含んで形成される。６つの接続パッド５７のうち２つは、引回し電極及び第１接続電極５５ａ等を介して、上側パッケージ２０の圧電振動片７０に備える励振電極７３、７４と電気的に接続される。また、残る４つは、引回し電極を介して外部電極５８ａ〜５８ｄと電気的に接続される。

ベース５０の裏面（−Ｙ側の面）には、外部電極５８ａ〜５８ｄが形成される。外部電極５８ａ〜５８ｄは、Ｙ方向から見てそれぞれ同一の略矩形状に形成されており、それぞれベース５０の裏面（−Ｙ側の面）の４つの角部の領域に形成される。なお、外部電極５８ａ等の形状は任意である。外部電極５８ａ等は、例えば、上記した接続パッド３４ａ、３４ｂと同一の金属膜から構成され、同様の手法で形成される。

接着剤９４としては、導電性接着剤が採用される。また、導電性接着剤としては、例えばＹ方向のみ導通性を備える異方導電性接着剤が採用される。このような異方導電性接着剤が採用されることにより、上側パッケージ２０の接続電極５３ａ等とこれらに対応する第２接続電極５６ａ等との導通が確保されるとともに、隣接する電極間における導通が防止されて短絡が回避される。なお、接着剤９４としては、非導電性接着剤が採用されてもよく、この場合の電気的接続は、第１接続電極５５ａ等により確保される。

圧電デバイス１００は、図１に示すように、電子部品パッケージ１０と、圧電振動片７０と、電子デバイス８０と、を含んで構成される。この圧電デバイス１００は、発振器である。圧電振動片７０は、ベース部３０の底部３１ａにおいて片持ちされた状態で支持され、第１キャビティー６１に収容される。電子デバイス８０は、ベース５０の底部５２ａの表面に、例えば、バンプ９５によって保持され、第２キャビティー６２に収容される。バンプ９５としては、例えば、金バンプ、はんだバンプ、はんだボールなどが用いられる。

圧電振動片７０は、例えばＡＴカットの水晶振動片が用いられる。ＡＴカットは、圧電振動子が常温付近で使用されるにあたって良好な周波数特性が得られる等の利点があり、人工水晶の３つの結晶軸である電気軸、機械軸及び光学軸のうち、光学軸に対して結晶軸周りに３５°１５′だけ傾いた角度で切り出す加工手法である。圧電振動片７０は、Ｙ方向から見てＸ方向を長辺かつＺ方向を短辺とする略矩形に形成される。圧電振動片７０は、電子部品パッケージ１０の第１キャビティー６１内に収容可能な寸法に形成される。圧電振動片７０の振動部７１の表面（＋Ｙ側の面）及び裏面（−Ｙ側の面）には、それぞれ励振電極７３、７４が形成される。圧電振動片７０の表面（＋Ｙ側の面）には、励振電極７３から−Ｘ方向に引き出された引出電極７５が形成される。引出電極７５は、励振電極７３から引き出された後、圧電振動片７０の側面を通って裏面に引き出される。また、圧電振動片７０の裏面には、励振電極７４から同じく−Ｘ方向に引き出された引出電極７６が形成される。

励振電極７３、７４及び引出電極７５、７６は、例えば導電性の金属膜により形成される。この金属膜としては、例えば水晶材との密着性を高める下地層としてクロム（Ｃｒ）や、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、あるいはニッケルクロム（ＮｉＣｒ）や、ニッケルチタン（ＮｉＴｉ）、ニッケルタングステン（ＮｉＷ）合金などが成膜され、この下地層の上に金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）などの主電極層が成膜された２層構造が採用される。

圧電振動片７０は、励振電極７３、７４に所定の電圧が印加されることにより所定の振動数で振動する。引出電極７５は、導電性接着剤９１を介して接続パッド３４ａと電気的に接続され、引出電極７６は、導電性接着剤９２（導電性接着剤９１に対して−Ｚ方向に位置している。）を介して接続パッド３４ｂと電気的に接続される。従って、励振電極７３、７４のそれぞれは、引出電極７５、７６、接続パッド３４ａ、３４ｂ及び引回し電極を介して、接続電極３５ａ等に電気的に接続される。

なお、圧電振動片７０は、上記した構成に限定されず、例えば、ＢＴカットやＧＴカットや、ＸＴカットなどの水晶振動片が用いられてもよい。また、圧電振動片７０は、水晶材に限定されず、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどが用いられてもよい。また、圧電振動片７０は、Ｙ方向から見たときに四角形状以外の多角形状など、種々の形状であってもよく、音叉型であってもよい。また、圧電振動片７０の一方または双方の主面は、振動部７１の厚さが周辺部７２に対して段階的に厚く形成されたメサ部が設けられてもよく、曲面状であってもよい。

導電性接着剤９１、９２としては、例えば揮発しにくく作業性に優れ、高温雰囲気下においても性能劣化が生じにくいシリコン系導電性接着剤が用いられるが、ポリイミド系、ウレタン系、あるいはエポキシ系の導電性接着剤などが用いられてもよい。また、導電性接着剤９１、９２には、それぞれ同一の種類の接着剤が用いられるが、異なる種類が用いられてもよい。

電子デバイス８０は、６つの端子８１を有する。これらの６つの端子８１は、それぞれバンプ９５を介して接続パッド５７と電気的に接続される。また、これら６つの端子８１のうち２つの端子８１は、励振電極７３、７４と電気的に接続される。残る４つの端子８１は、それぞれ、発振回路からの出力用端子、駆動用電圧用端子、グラウンド用端子、スタンバイ機能用端子である。なお、電子デバイス８０としては、例えば、ＩＣやＬＳＩなどの集積回路であってもよい。また、電子デバイス８０の端子数は６つ以外であってもよい。なお、この場合、接続パッド５７は、端子数に対応して形成される。

次に、電子部品パッケージ１０及び圧電デバイス１００の製造方法の一例について説明する。ベース部３０は、先ず、第１セラミック部３０ａを多面取りする第１シート、第２セラミック部３０ｂを多面取りする第２シートが用意される。第１及び第２シートとしては、例えば、所定の厚さのグリーンシートが用いられる。グリーンシートは、例えばガラスやアルミナなどを主原料とするセラミック粉末やバインダーなどの混合物から形成される。

続いて、第２シートは、第１キャビティー６１を形成するためにプレス等により所定形状が抜かれる。第１及び第２シートは、位置合わせされ、積層された後、切断されて個別化され、さらに加熱されて焼成される。

続いて、底部３１ａの＋Ｙ側の表面の所定の領域には、メタルマスクを介して、スパッタ蒸着または真空蒸着等により、下地層、主電極層の順で金属膜が成膜され、接続パッド３４ａ、３４ｂが形成される。同様に、ベース部３０の裏面（−Ｙ側の面）の所定の領域には、接続電極３５ａ等が形成される。

カバー部４０は、先ず、所定の厚さに形成された板状の金属部材が用意される。続いて、この金属部材を所定の略矩形状に切断することによりカバー部４０が形成される。カバー部４０は、ベース部３０に圧電振動片７０を搭載した後に、シールリング９３を介してベース部３０に接合される。

圧電振動片７０は、先ず、水晶結晶体からＡＴカットにより所定の厚さで切り出された圧電ウェハ（水晶ウェハ）が用いられる。この圧電ウェハは、所定寸法に切断されて水晶片が形成される。水晶片は、洗浄された後、表面の所定の領域に励振電極７３、７４及び引出電極７５、７６が形成されて、圧電振動片５０が完成する。

励振電極７３、７４及び引出電極７５、７６は、水晶片の表面に、メタルマスクを介して、スパッタ蒸着や真空蒸着により、下地層、主電極層の順で金属膜が成膜されて形成される。励振電極７３等及び引出電極７５等は、例えば同一材料により、かつ一体的に形成される。なお、励振電極７３等は、フォトリソグラフィー法及びエッチングによる手法や、印刷手法等により形成されてもよい。また、水晶片に切断する前に、フォトリソグラフィー法及びエッチングによって圧電ウェハの表面や裏面にメサ部が形成されてもよい。メサ部は、圧電振動片７０の振動部７１に対応する位置に形成される。

圧電振動片７０は、導電性接着剤９１、９２により、ベース部３０の接続パッド３４ａ、３４ｂに保持される。続いて、真空雰囲気あるいは窒素など圧電振動片７０に対して不活性なガス雰囲気に形成されたチャンバー内で、カバー部４０がシールリング９３とシーム溶接により接合される。これにより、圧電振動片７０は、上側パッケージ２０の第１キャビティー６１内に気密封止された状態で収容される。

ベース５０は、先ず、第１セラミック部５０ａを多面取りする第３シート、第２セラミック部５０ｂを多面取りする第４シート、第３セラミック部５０ｃを多面取りする第５シートが用意される。これらの第３〜第５シートは、例えば、所定の厚さのグリーンシートが用いられる。グリーンシートは、例えばガラスやアルミナなどを主原料とするセラミック粉末やバインダーなどの混合物から形成される。

続いて、第４シートは、第２キャビティー６２を形成するためにプレス等により所定形状が抜かれる。第５シートは、第４シートより大きな領域がプレス等により抜かれる。第３〜第５シートは、位置合わせされ、かつこの順で積層された後、切断されて個別化され、さらに加熱されて焼成される。第５シートが第４シートより大きな領域を抜かれることにより、段差Ｈを持つ第１接合面５３及び第２接合面５４が形成される。なお、これら第１接合面５３及び第２接合面５４は、第５シートを用いることに代えて、第４シートの上面を加工することで形成されてもよい。

続いて、枠部５１の＋Ｙ側の表面の所定の領域には、例えば、メタルマスクを介してスパッタ蒸着または真空蒸着等により、下地層、主電極層の順で金属膜が成膜され、第１接続電極５５ａ等及び第２接続電極５６ａ等が形成される。同様に、ベース５０の裏面（−Ｙ側の面）の所定の領域には、外部電極５８ａ〜５８ｄが形成され、凹部５２の＋Ｙ側の表面の所定の領域には、接続パッド５７形成される。電子デバイス８０は、例えばチップマウンタにより接続パッド５７と端子８１との位置合わせを行いつつ、底部５２ａに搭載される。なお、底部５２ａの表面と電子デバイス８０との隙間は、樹脂等が充填されてもよい。

続いて、第２接合面５４の表面に接着剤９４が塗布される。接着剤９４は、例えばディスペンサーにより塗布される。図４は、枠部５１に塗布された接着剤９４を示す要部断面図であり、（ａ）は上側パッケージ２０との接合前、（ｂ）は上側パッケージ２０との接合後である。なお、図４は、図１における要部を拡大した図である。また、図４では、第２接合面５４に配置された接着剤９４のうち、第２接続電極５６ａに配置された部分の接着剤９４について示しているが、他の部分の接着剤９４についても同様である。

図４（ａ）に示すように、塗布された接着剤９４の厚さ（Ｙ方向の距離）は、段差Ｈよりも若干厚くなるように配置される。続いて、ベース５０と上側パッケージ２０とは、互いに位置合わせされた状態で重ねられて押圧される。この際の押圧力が接着剤９４に対して作用すると、接着剤９４は、Ｙ方向に潰されて第２接合面５４に沿って拡がる。なお、接着剤９４は、第１接合面５３上に一部入り込んでも構わない。

図４（ｂ）に示すように、上側パッケージ２０の平面部３３は、第１接合面５３に受け止められるので、平面部３３と第２接合面５４との間隔が確保され、接着剤９４が拡がるのを抑制する。さらに、第１接合面５３が第２接合面５４の外側に配置されるので、枠部５１の外側（電子部品パッケージ１０の外側）に接着剤９４がはみ出すのを防止する。接着剤９４は、段差Ｈを埋めた状態となり、加熱処理あるいは常温で硬化することにより、ベース５０と上側パッケージ２０とを接合させる。このとき、電子デバイス８０が収容された第２キャビティー６２が気密封止され、第２キャビティー６２内にポッティング材等の入り込みが防止される。以上の工程により、圧電デバイス１００が完成する。

このように、本実施形態によれば、接着剤９４が枠部５１の外側にはみ出すことを抑制し、電子部品パッケージ１０の寸法が設計値より拡大するのを防止できる。第１接合面５３及び第２接合面５４に第１接続電極５５ａ等及び第２接続電極５６ａ等が形成されることにより、上側パッケージ２０の接続電極３５ａ等と直接または接着剤９４を介して確実に電気的な接続を図ることができる。

続いて、第１〜第４変形例に係る枠部について、図５を用いて説明する。図５（ａ）〜（ｄ）は、枠部１５１、２５１、３５１、４５１について、ＸＹ平面に平行な要部断面図である。なお、図５では、枠部１５１等の−Ｘ側の部分のみを表わしており、＋Ｘ側の部分については対称形状となる。

第１変形例に係る枠部１５１は、図５（ａ）に示すように、ベース１５０に形成され、＋Ｙ側の表面に第１接合面１５３と第２接合面１５４とが形成される。第１接合面１５３は、第２接合面１５４の内側に配置されている。第１接合面１５３と第２接合面１５４との段差はＨに設定される。この第１変形例によれば、平面部３３が第１接合面１５３と当接することにより、平面部３３と第２接合面１５４との間隔が確保されるので、接着剤９４の塗布量を管理することで枠部１５１の外側に接着剤９４がはみ出すのを抑制できる。

第２変形例に係る枠部２５１は、図５（ｂ）に示すように、ベース２５０に形成され、＋Ｙ側の表面に第１接合面２５３と、２つの第２接合面２５４ａ、２５４ｂとが形成される。第２接合面２５４ｂは、第２接合面２５４ａの外側に配置される。第１接合面２５３は、第２接合面２５４ｂの外側に配置される。第１接合面２５３と第２接合面２５４ａ、２５４ｂとの間には、それぞれ段差Ｈ１、Ｈ２が形成される。段差Ｈ１は、段差Ｈ２より大きく設定される。接着剤９４は、第２接合面２５４ａ、２５４ｂの一方または双方に塗布される。第２接合面２５４ａ、２５４ｂの幅（例えばＸ方向の長さ）は、同一であってもよく、また異なってもよい。

この第２変形例によれば、平面部３３が第１接合面２５３と当接した際、平面部３３と第２接合面２５４ａ、２５４ｂとの間にそれぞれ段差Ｈ１、Ｈ２に相当する間隔が確保されるので、第２接合面２５４ａ、２５４ｂの一方または双方に接着剤９４が配置されても、枠部２５１の外側に接着剤９４がはみ出すのを抑制することができる。なお、この第２変形例では、段差Ｈ１が段差Ｈ２より大きく設定されるが、これとは逆に段差Ｈ２が段差Ｈ１より大きく設定されてもよい。また、第２変形例では、２つの第２接合面２５４ａ、２５４ｂが形成されるが、３つ以上の第２接合面が形成されてもよい。

第３変形例に係る枠部３５１は、図５（ｃ）に示すように、ベース３５０に形成され、＋Ｙ側の表面に２つの第１接合面３５３ａ、３５３ｂと、第１接合面３５３ａ、３５３ｂに挟まれた第２接合面３５４とが形成される。第１接合面３５３ａ、３５３ｂと第２接合面３５４との段差はＨに設定される。第１接合面３５３ａ、３５３ｂの幅（例えばＸ方向の長さ）は、同一であってもよく、また異なってもよい。また、第１接合面３５３ａ、３５３ｂの一方または双方は、部分的に形成されてもよく、例えば、第１接合面３５３ｂがベース１５０の角部や辺部中央に形成されてもよい。

この第３変形例によれば、平面部３３が第１接合面３５３ａ、３５３ｂと当接することにより、平面部３３と第２接合面３５４との間隔が確保されるので、接着剤９４の塗布量を管理することで枠部３５１の外側に接着剤９４がはみ出すのを抑制できる。また、この第３変形例では、第２接合面３５４の内側に第１接合面３５３ｂが配置されるので、接着剤９４が第１キャビティー６１内にはみ出すことを抑制できる。

第４変形例に係る枠部４５１は、図５（ｄ）に示すように、ベース４５０に形成され、＋Ｙ側の表面に第１接合面４５３と第２接合面４５４とが形成される。第１接合面４５３は、第２接合面４５４の外側に配置される。第２接合面４５４は、第１接合面４５３（平面部３３）に対して傾斜する傾斜面である。第１接合面４５３に対する第２接合面４５４の傾斜角度は任意である。なお、第２接合面４５４は、第１接合面４５３の外側に配置されてもよい。また、第１接合面４５３が平面部３３に対して傾斜する傾斜面であってもよい。この第４変形例によれば、平面部３３が第１接合面４５３と当接した際、平面部３３と第２接合面４５４との間隔が、内側に向けて拡がった状態で確保されるので、接着剤９４が枠部４５１の外側にはみ出すのを抑制できる。

以上、本発明の電子部品パッケージ及び圧電デバイスについて説明したが、本発明は、上記した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記した実施形態及び変形例を組み合わせたものでもよい。また、圧電デバイス１００は、発振器に限定されず、フィルタやＳＡＷデバイスなどであってもよい。

また、第１キャビティー６１には、圧電振動片７０が収容されるがこれに限定されず、種々の電子部品などが収容されてもよい。この場合、電子部品パッケージに設けられる電極の構成及び配置は、収容される電子部品に対応するように適宜変更される。

１０…電子部品パッケージ
２０…上側パッケージ
３３…平面部
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ…接続電極（電極）
５０、１５０、２５０、３５０、４５０…ベース
５１、１５１、２５１、３５１、４５１…枠部
５３、１５３、２５３、３５３、４５３…第１接合面
５４、１５４、２５４、２５４ａ、２５４ｂ、３５４、４５４…第２接合面
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ…第１接続電極（電極）
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ…第２接続電極（電極）
７０…圧電振動片
８０…電子デバイス
９４…接着剤
１００…圧電デバイス

Claims (8)

1. 枠部が形成されたベースと、前記枠部に接合される上側パッケージとを有し、前記枠部に形成された電極と前記上側パッケージに形成された電極とが電気的に接続される電子部品パッケージであって、
   前記枠部は、前記上側パッケージの裏面の平面部に当接する第１接合面と、前記平面部に対して離間しかつ前記平面部との間で接着剤が配置される第２接合面とを備える電子部品パッケージ。
2. 前記第１接合面は、前記第２接合面の外側に配置される請求項１記載の電子部品パッケージ。
3. 前記第１接合面及び前記第２接合面の少なくとも一方に、前記上側パッケージの電極と接続可能な電極が形成される請求項１または請求項２記載の電子部品パッケージ。
4. 前記枠部は、前記上側パッケージの裏面外周に沿って形成される請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電子部品パッケージ。
5. 前記第１接合面の幅は、前記枠部の幅に対して１／３〜１／４に設定される請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電子部品パッケージ。
6. 前記第１接合面と前記第２接合面との段差は、１０μｍ〜１００μｍに設定される請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電子部品パッケージ。
7. 前記第２接合面は、前記平面部に対して離間する距離が異なる複数の接合面を有する請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の電子部品パッケージ。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の電子部品パッケージと、
   前記ベースに保持される電子デバイスと、を含み、
   前記上側パッケージは、前記電子デバイスと電気的に接続される圧電振動片を収容する圧電デバイス。

Images