JP2016025094A - パッケージベース、パッケージ、電子デバイス、電子機器及び移動体 - Google Patents

パッケージベース、パッケージ、電子デバイス、電子機器及び移動体 Download PDF

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Abstract

【課題】更なる小型化を図ることが可能なパッケージベース、パッケージ、このパッケー
ジを備えている電子デバイス、この電子デバイスを備えている電子機器及び移動体の提供
。
【解決手段】パッケージベース２１は、パッケージベース体２１ａと、パッケージベース
体２１ａ上に平面視で枠状または環状に設けられている接合用金属層２１ｂと、を備え、
接合用金属層２１ｂは、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金と、周期律表の第６族に属する金属と
を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、パッケージベース、パッケージ、このパッケージを備えている電子デバイス
、この電子デバイスを備えている電子機器及び移動体に関する。
従来、電子デバイスの構成要素であって、電子部品が収容されるパッケージの本体部分
であるパッケージベースに関連するセラミックス基板の接合に関する技術として、活性金
属含有ろう材を含む接合用ペーストを、セラミックス基板上に塗布して、セラミックス基
板と金属板とを積層配置後、熱処理を施して両者を接合し、エッチング処理により金属板
の不要部分を除去して所望の配線パターンを有するセラミックス配線基板を得る製造方法
が知られている（例えば、特許文献１参照）。
上記製造方法で製造されたセラミックス（セラミックともいう）配線基板は、活性金属
含有ろう材を含む接合用ペーストとして、具体的には、Ａｇ（銀）−Ｃｕ（銅）の共晶組
成をもつ金属に活性金属であるＴｉ（チタン）を配合したＴｉ−Ａｇ−Ｃｕ合金を含む接
合用ペーストを用いている。
これにより、セラミックス配線基板は、セラミックス基板と金属板との接合強度が向上
し、耐熱衝撃性に優れ高い信頼性が得られるとされている。
特開平８−４６３２５号公報
上記接合用ペーストを、例えば、電子デバイスなどに用いられるパッケージ（容器）に
適用した場合には、平面視で枠状に塗布された接合用ペーストを介してセラミックス基板
（パッケージベースに相当）と金属板（蓋体に相当）とを厚み方向に間隔を有して接合し
、セラミックス基板と金属板との間に、電子部品などを収容する内部空間を構成する必要
がある。
しかしながら、上記接合用ペーストは、流動性が比較的高いことから、設定形状で塗布
しても周囲に広がり易く、設定形状を保持する形状保持性に欠ける（換言すれば、塗布幅
に対する高さの比が小さい）という問題がある。
この結果、上記接合用ペーストを用いたパッケージでは、内部空間の高さを確保するた
めに、接合用ペーストを塗布する際に、周囲に広がる分を含んで相当程度の塗布スペース
が必要となることから、更なる小型化が困難になる虞がある。
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ベースは、セラミックを含む基板と、前記基
板上に平面視で枠状または環状に設けられている接合用金属層と、を備え、前記接合用金
属層は、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金と、周期律表の第６族に属する金属とを含んでいるこ
とを特徴とする。
これによれば、パッケージベースは、接合用金属層（接合用ペーストに相当）が、Ｔｉ
−Ａｇ−Ｃｕ含有合金と、周期律表の第６族に属する金属とを含んでいることから、第６
族に属する金属の物性により接合用金属層の形状保持性を向上させることができる。
この結果、パッケージベースは、接合用金属層の塗布幅を従来（例えば、特許文献１）
の構成よりも狭くできることから、その分平面サイズを小さくできる。これにより、パッ
ケージベースは、パッケージの更なる小型化に資することができる。
［適用例２］上記適用例にかかるパッケージベースにおいて、前記接合用金属層は、前
記第６族に属する金属として、ＭｏまたはＷを含んでいることが好ましい。
これによれば、パッケージベースは、接合用金属層が第６族に属する金属として、Ｍｏ
（モリブデン）またはＷ（タングステン）を含んでいることから、融点がＴｉ、Ａｇ、Ｃ
ｕよりも高いＭｏまたはＷの物性により、接合用金属層の形状保持性を更に向上させるこ
とができる。
［適用例３］上記適用例にかかるパッケージベースにおいて、前記接合用金属層の表面
の少なくとも一部を覆う金属被膜を備えていることが好ましい。
これによれば、パッケージベースは、接合用金属層の表面の少なくとも一部を覆う金属
被膜を備えていることから、接合用金属層の酸化を抑制し、接合用金属層を介して接合さ
れる基板と被接合部材との接合強度を向上させることができる。
［適用例４］上記適用例にかかるパッケージベースにおいて、前記金属被膜は、前記接
合用金属層側から順にＮｉ膜、Ａｕ膜が積層されていることが好ましい。
これによれば、パッケージベースは、金属被膜が接合用金属層側から順にＮｉ膜、Ａｕ
膜が積層されていることから、接合用金属層に密着し、接合用金属層の酸化を確実に抑制
することができる。
［適用例５］本適用例にかかるパッケージは、セラミックを含む基板と、前記基板の一
方側を覆う蓋体と、前記基板と前記蓋体とを接合して内部空間を構成し、平面視で枠状ま
たは環状に設けられている接合用金属層と、を備え、前記接合用金属層は、Ｔｉ−Ａｇ−
Ｃｕ含有合金と、周期律表の第６族に属する金属とを含んでいることを特徴とする。
これによれば、パッケージは、接合用金属層が、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金と、周期律
表の第６族に属する金属とを含んでいることから、第６族に属する金属の物性により接合
用金属層の形状保持性を向上させることができる。
この結果、パッケージは、内部空間を構成する際に、接合用金属層の塗布幅を従来（例
えば、特許文献１）の構成よりも狭くできることから、その分平面サイズを小さくでき、
更なる小型化を図ることが可能となる。
［適用例６］上記適用例にかかるパッケージにおいて、前記接合用金属層は、前記第６
族に属する金属として、ＭｏまたはＷを含んでいることが好ましい。
これによれば、パッケージは、接合用金属層が第６族に属する金属として、Ｍｏまたは
Ｗを含んでいることから、融点がＴｉ、Ａｇ、Ｃｕよりも高いＭｏまたはＷの物性により
、接合用金属層の形状保持性を更に向上させることができる。
［適用例７］上記適用例にかかるパッケージにおいて、前記接合用金属層は、Ｔｉ−Ａ
ｇ−Ｃｕ含有合金をＡ重量％とし、ＭｏをＢ重量％としたときのＡ対Ｂの比が、６５≦Ａ
＜１００：３５≧Ｂ＞０（但し、Ａ＋Ｂ＝１００）であることが好ましい。
これによれば、パッケージは、接合用金属層が、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金をＡ重量％
とし、ＭｏをＢ重量％としたときのＡ対Ｂの比が、６５≦Ａ＜１００：３５≧Ｂ＞０（但
し、Ａ＋Ｂ＝１００）であることから、Ｍｏの配合割合により基板への濡れ性を維持しつ
つ、接合用金属層の形状保持性を向上させることができる。
［適用例８］上記適用例にかかるパッケージにおいて、前記接合用金属層は、Ｔｉ−Ａ
ｇ−Ｃｕ含有合金をＡ重量％とし、ＭｏをＢ重量％としたときのＡ対Ｂの比が、６５≦Ａ
≦７５：３５≧Ｂ≧２５（但し、Ａ＋Ｂ＝１００）であることが好ましい。
これによれば、パッケージは、接合用金属層が、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金をＡ重量％
とし、ＭｏをＢ重量％としたときのＡ対Ｂの比が、６５≦Ａ≦７５：３５≧Ｂ≧２５（但
し、Ａ＋Ｂ＝１００）であることから、Ｍｏの配合割合により基板への濡れ性を維持しつ
つ、接合用金属層の形状保持性を更に向上させることができる。
［適用例９］上記適用例にかかるパッケージにおいて、前記接合用金属層の前記蓋体と
の接合面の少なくとも一部を覆う金属被膜を備えていることが好ましい。
これによれば、パッケージは、接合用金属層の蓋体との接合面の少なくとも一部を覆う
金属被膜を備えていることから、接合用金属層の酸化を抑制し、接合用金属層を介して接
合される基板と蓋体との接合強度を向上させることができる。
［適用例１０］上記適用例にかかるパッケージにおいて、前記金属被膜は、前記接合用
金属層側から順にＮｉ膜、Ａｕ膜が積層されていることが好ましい。
これによれば、パッケージは、金属被膜が接合用金属層側から順にＮｉ膜、Ａｕ膜が積
層されていることから、接合用金属層に密着し、接合用金属層の酸化を確実に抑制するこ
とができる。
［適用例１１］上記適用例にかかるパッケージにおいて、前記基板は、前記蓋体側に凹
部を有することが好ましい。
これによれば、パッケージは、基板が蓋体側に凹部を有することから、例えば、電子部
品などの被収容物を凹部に収容することができる。
これにより、パッケージは、蓋体を加工が容易な平板状とすることができる。
［適用例１２］上記適用例にかかるパッケージにおいて、前記蓋体は、前記基板側に凹
部を有することが好ましい。
これによれば、パッケージは、蓋体が基板側に凹部を有することから、例えば、電子部
品などの被収容物を凹部に収容することができる。
これにより、パッケージは、基板を加工が容易な平板状とすることができる。
また、パッケージは、基板及び蓋体の両方に凹部を有する場合には、例えば、比較的背
の高い電子部品などの被収容物を、両方の凹部に跨って収容することができる。
［適用例１３］本適用例にかかる電子デバイスは、上記適用例のいずれか一例に記載の
パッケージと、電子部品と、を備え、前記電子部品は、前記パッケージの前記内部空間に
収容されていることを特徴とする。
これによれば、本構成の電子デバイスは、電子部品が上記適用例のいずれか一例に記載
の小型化されたパッケージの内部空間に収容されていることから、小型化された電子デバ
イスを提供することができる。
［適用例１４］本適用例にかかる電子機器は、上記適用例に記載の電子デバイスを備え
ていることを特徴とする。
これによれば、本構成の電子機器は、上記適用例に記載の小型化された電子デバイスを
備えていることから、関係部分が小型化され信頼性の高い電子機器を提供することができ
る。
［適用例１５］本適用例にかかる移動体は、上記適用例に記載の電子デバイスを備えて
いることを特徴とする。
これによれば、本構成の移動体は、上記適用例に記載の小型化された電子デバイスを備
えていることから、関係部分が小型化され信頼性の高い移動体を提供することができる。
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り、（ａ）はリッド（蓋体）側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。 図１（ｂ）の要部拡大図。 接合用金属層におけるＴｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金とＭｏとの配合割合と、評価結果との関係を説明する図。 図３の形状保持性（特に高さ）に関する詳細な測定結果を示すグラフ。 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り、（ａ）はリッド側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。 第３実施形態の水晶振動子の概略構成を示す模式図であり、（ａ）はリッド側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。 第４実施形態の水晶発振器の概略構成を示す模式図であり、（ａ）はリッド側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線での断面図。 電子機器としての携帯電話を示す模式斜視図。 移動体としての自動車を示す模式斜視図。
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、電子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、リ
ッド側から見た平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。
図２は、図１（ｂ）の要部拡大図である。なお、図１（ａ）を含む以下のリッド側から見
た平面図では、リッドを省略してある。また、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に示すように、水晶振動子１は、電子部品としての水晶振動片１０と、水晶振動片
１０を内部空間Ｓに収容するパッケージ２０と、を備え、扁平な略直方体形状に形成され
ている。
水晶振動片１０は、例えば、水晶の原石などから所定の角度で切り出された平板状のＡ
Ｔカット型であって、平面形状が略矩形に形成され、厚みすべり振動が励振される振動部
１１と、振動部１１に接続された基部１２と、を一体で有している。
水晶振動片１０は、振動部１１の一方の主面１３及び他方の主面１４に形成された略矩
形の励振電極１５，１６から引き出された引き出し電極１５ａ，１６ａが、基部１２に形
成されている。
引き出し電極１５ａは、一方の主面１３の励振電極１５から、水晶振動片１０の長手方
向（紙面左右方向）に沿って基部１２に引き出され、基部１２の側面に沿って他方の主面
１４に回り込み、他方の主面１４の励振電極１６の近傍まで延在している。
引き出し電極１６ａは、他方の主面１４の励振電極１６から、水晶振動片１０の長手方
向に沿って基部１２に引き出され、基部１２の側面に沿って一方の主面１３に回り込み、
一方の主面１３の励振電極１５の近傍まで延在している。
励振電極１５，１６及び引き出し電極１５ａ，１６ａは、例えば、Ｃｒ（クロム）を下
地層とし、その上にＡｕ（金）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、平面形状が略矩形のセラミックを含む基板としてのパッケージベー
ス体２１ａと、パッケージベース体２１ａの一方側を覆う蓋体としての略矩形平板状のリ
ッド２２と、両者を接合して両者の間に内部空間Ｓを構成し、平面視で枠状または環状に
設けられている接合用金属層２１ｂと、を備えている。
パッケージ２０は、パッケージベース体２１ａと接合用金属層２１ｂとを含んでパッケ
ージベース２１が構成されている。
パッケージベース体２１ａには、セラミックグリーンシートを成形して焼成した酸化ア
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が用いられている。
接合用金属層２１ｂは、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金と、周期律表の第６族に属する金属
とを含んでいる。具体的には、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金と、第６族に属する金属として
ＭｏまたはＷを含んでいる合金が用いられている。
詳述すると、接合用金属層２１ｂは、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金をＡ重量％とし、Ｍｏ
をＢ重量％としたときのＡ対Ｂの比が、６５≦Ａ＜１００：３５≧Ｂ＞０（但し、Ａ＋Ｂ
＝１００）であることが好ましく、６５≦Ａ≦７５：３５≧Ｂ≧２５（但し、Ａ＋Ｂ＝１
００）であることがより好ましい（詳細後述）。
接合用金属層２１ｂは、一例として、２重量％のＴｉ−７１重量％のＡｇ−残り２７重
量％のＣｕを含む合金の粉末（平均粒子径約３０μｍ）に、上記重量％比となるようにＭ
ｏの粉末（平均粒子径約５μｍ）が配合され、バインダーとして有機ビヒクルが適量（一
例として２０重量％程度）混合されて、一旦ペースト状に形成される。
このペースト状に形成された接合用金属層２１ｂは、メタルマスクなどを用いてパッケ
ージベース体２１ａの一方側にスクリーン印刷され、真空雰囲気炉で焼成される。なお、
焼成条件としては、一例として、真空度：１．３３×１０-3Ｐａ以下（置換ガスなし）、
焼成温度：４００℃×１時間＋９００℃×１時間の２段階処理、昇温速度：２００℃／１
時間、降温速度：５０℃／１時間、とするのが好ましい。
また、図２に示すように、パッケージベース２１は、焼成後の接合用金属層２１ｂの露
出面（換言すれば、表面またはリッド２２との接合面）の少なくとも一部（ここでは全部
）を覆う金属被膜２１ｃを備えていることが好ましい。この金属被膜２１ｃは、接合用金
属層２１ｂ側から順にＮｉ（ニッケル）膜２１ｄ、Ａｕ膜２１ｅが積層されていることが
好ましい。
Ｎｉ膜２１ｄ、Ａｕ膜２１ｅは、例えば、無電解メッキ法で形成され、Ｎｉ膜２１ｄの
膜厚は、２μｍ以上が好ましく、Ａｕ膜２１ｅの膜厚は、０．０３μｍ以上が好ましい。
リッド２２には、周囲の温度変化に伴うパッケージベース体２１ａとの熱膨張差を小さ
くすべく、コバール（Ｆｅ（鉄）−Ｎｉ−Ｃｏ（コバルト）合金）、４２アロイ（Ｆｅ−
Ｎｉ合金）など、常温付近での熱膨張率がパッケージベース体２１ａに近い金属が用いら
れている。
パッケージベース体２１ａの一方側（リッド２２側）の主面である第１主面２３には、
水晶振動片１０の引き出し電極１５ａ，１６ａに対向する位置に、内部端子２４ａ，２４
ｂが設けられている。
水晶振動片１０は、引き出し電極１５ａ，１６ａが、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
内部端子２４ａ，２４ｂに接合されている。
水晶振動子１は、水晶振動片１０がパッケージベース体２１ａの内部端子２４ａ，２４
ｂに接合された状態で、パッケージベース体２１ａの一方側（第１主面２３側）がリッド
２２により覆われ、パッケージベース２１の接合用金属層２１ｂとリッド２２とがシーム
溶接（抵抗溶接）されることにより、パッケージ２０の内部空間Ｓが気密に封止される。
なお、パッケージ２０の気密に封止された内部空間Ｓ内は、減圧された真空状態（真空
度の高い状態）または窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが充填された状態とな
っている。
パッケージベース体２１ａの一方側（第１主面２３側）とは反対側の主面である第２主
面２５の長手方向（紙面左右方向）の両端部には、それぞれ矩形状の電極端子２６ａ，２
６ｂが設けられている。
電極端子２６ａ，２６ｂは、水晶振動片１０の引き出し電極１５ａ，１６ａに接合され
た内部端子２４ａ，２４ｂと、図示しない内部配線により電気的に接続されている。具体
的には、例えば、電極端子２６ａが内部端子２４ａと電気的に接続され、電極端子２６ｂ
が内部端子２４ｂと電気的に接続されている。
パッケージベース体２１ａの内部端子２４ａ，２４ｂ、電極端子２６ａ，２６ｂは、例
えば、Ｗ、Ｍｏなどのメタライズ層にＮｉ、Ａｕなどの各被膜をメッキなどにより積層し
た金属被膜層からなる。なお、この金属被膜層には、接合用金属層２１ｂと同材料を用い
てもよい。
なお、水晶振動子１は、パッケージベース体２１ａの第２主面２５側の四隅のそれぞれ
に電極端子を配置し、一方の対角となる２つの電極端子を電極端子２６ａ，２６ｂとし、
他方の対角となる残りの２つの電極端子をそれぞれ接合用金属層２１ｂと接続し、ＧＮＤ
端子（接地端子）としてもよい。
水晶振動子１は、例えば、電子機器のＩＣチップ内に集積化された発振回路から、電極
端子２６ａ，２６ｂを経由して印加される駆動信号によって、水晶振動片１０が厚みすべ
り振動を励振されて所定の周波数で共振（発振）し、電極端子２６ａ，２６ｂから共振信
号（発振信号）を出力する。
ここで、パッケージベース２１の接合用金属層２１ｂにおけるＴｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合
金とＭｏとの配合割合に関する評価結果について説明する。
図３は、接合用金属層におけるＴｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金とＭｏとの配合割合と、評価
結果との関係を説明する図である。図４は、評価結果のうち、形状保持性（特に高さ）に
関する詳細な測定結果を示すグラフであり、横軸は各実施例（１〜７）を示し、縦軸は各
実施例における接合用金属層の焼成後の高さ（ｍｍ）を示す。
実施例１〜実施例１２は、上述した水晶振動子１を用い、接合用金属層２１ｂにおける
Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金とＭｏとの配合割合のみを変化させたものである。ここでは、
Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金をＡ（重量％）で表し、ＭｏをＢ（重量％）で表している。
実施例１〜実施例１２の水晶振動子１について以下の評価を行った。なお、評価項目に
よっては、パッケージベース２１単体での評価を行った。
［パッケージベース体２１ａへの濡れ性評価（外観評価）］
パッケージベース体２１ａへ塗布された接合用金属層２１ｂの濡れ性を、焼成前後に電
子顕微鏡（ＳＥＭ）などを用いて観察し、良好なレベル（○）、可のレベル（△）、不可
のレベル（×）の３段階で評価した。
［形状保持性評価（外観評価）］
パッケージベース体２１ａへ塗布された接合用金属層２１ｂの焼成後の形状（高さ、幅
の広がり）、クラックの有無などを、電子顕微鏡などを用いて観察（一部は図４に示すよ
うに高さを測定）し、良好なレベル（○）、可のレベル（△）、不可のレベル（×）の３
段階で評価した。
［気密性評価］
水晶振動子１の内部空間Ｓの気密性を、代用特性として水晶振動片１０のＣＩ（クリス
タルインピーダンス）値を測定し（ＣＩ値が高いほど気密性が低い）、良好なレベル（○
）、可のレベル（△）、不可のレベル（×）の３段階で評価した。
≪評価結果≫
上記評価項目に基づいた評価結果を図３、図４に示す。
図３、図４に示すように、Ｍｏを含まない実施例１（従来例）では、パッケージベース
体２１ａへの濡れ性は良好（○）なものの、接合用金属層２１ｂの高さが、設定値の０．
５ｍｍに対して平均で０．２５ｍｍと実施例（１〜７）の中で最も低い。
また、実施例１は、接合用金属層２１ｂの高さのばらつきσ（標準偏差）が、実施例（
１〜７）の中で最も大きく、これにより接合用金属層２１ｂの高さが０．２ｍｍ（下限値
）を大きく下回るものまであり、形状保持性が不可（×）であることが分かる。
これは、接合用金属層２１ｂが高融点（約２６００℃）のＭｏを含まないことにより、
焼成時に粒子形状を維持した核となる金属がなく全体的に流動し易いことから、高さが確
保できないためと考えられる。
一方、Ｍｏを１０重量％〜３５重量％含む実施例２〜実施例６では、形状保持性に一部
可（△）があるものの、接合用金属層２１ｂの高さが下限値の０．２ｍｍを確実に超えて
おり、他の評価項目を含めて概ね良好（○）な評価結果となっている。
特に、Ｍｏを２５重量％〜３５重量％含む実施例４〜実施例６では、パッケージベース
体２１ａへの濡れ性評価、形状保持性評価及び気密性評価の全ての評価項目において、良
好（○）な評価結果となっている。
これは、接合用金属層２１ｂが高融点のＭｏを適度に含むことにより、Ｔｉによってパ
ッケージベース体２１ａへの濡れ性を確保しつつ、焼成時にＭｏの粒子が核となり互いに
積み重なることで高さを確保し、且つ、ＭｏとＴｉとの親和性によりＴｉ−Ａｇ−Ｃｕ含
有合金成分の幅方向への広がりを抑制しているためと考えられる。
また、Ｍｏを４０重量％〜９０重量％含む実施例７〜実施例１２では、形状保持性は良
好（○）なものの、パッケージベース体２１ａへの濡れ性が可（△）〜不可（×）である
ことから、気密性が十分に確保できず、気密性評価では不可（×）の評価結果となってい
る。
なお、接合用金属層２１ｂは、Ｍｏに代えてＷを用いても上記と同様の評価結果が得ら
れている。
上述したように、第１実施形態の水晶振動子１は、構成のカテゴリーごとに以下の効果
を奏する。
まず、パッケージベース２１は、接合用金属層２１ｂが、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金と
、周期律表の第６族に属する金属とを含んでいることから、第６族に属する金属の物性に
より接合用金属層２１ｂの形状保持性を向上させることができる。
この結果、パッケージベース２１は、接合用金属層２１ｂの塗布幅を従来（例えば、特
許文献１）の構成よりも狭くできることから、その分平面サイズを小さくできる。これに
より、パッケージベース２１は、パッケージ２０の更なる小型化に資することができる。
また、パッケージベース２１は、接合用金属層２１ｂが第６族に属する金属として、Ｍ
ｏまたはＷを含んでいることから、融点がＴｉ、Ａｇ、Ｃｕよりも高いＭｏまたはＷの物
性により、接合用金属層２１ｂの形状保持性を更に向上させることができる。
また、パッケージベース２１は、接合用金属層２１ｂの表面の少なくとも一部を覆う金
属被膜２１ｃを備えていることから、接合用金属層２１ｂの酸化を抑制し、接合用金属層
２１ｂを介して接合されるパッケージベース体２１ａと被接合部材としてのリッド２２）
との接合強度を向上させることができる。
また、パッケージベース２１は、金属被膜２１ｃが接合用金属層２１ｂ側から順にＮｉ
膜２１ｄ、Ａｕ膜２１ｅが積層されていることから、接合用金属層２１ｂに密着し、接合
用金属層２１ｂの酸化を確実に抑制することができる。
次に、パッケージ２０は、接合用金属層２１ｂが、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金と、周期
律表の第６族に属する金属とを含んでいることから、第６族に属する金属の物性により接
合用金属層２１ｂの形状保持性を向上させることができる。
この結果、パッケージ２０は、内部空間Ｓを構成する際に、接合用金属層２１ｂの塗布
幅を従来（例えば、特許文献１）の構成よりも狭くできることから、その分平面サイズを
小さくでき、更なる小型化を図ることが可能となる。
また、パッケージ２０は、接合用金属層２１ｂが第６族に属する金属として、Ｍｏまた
はＷを含んでいることから、融点がＴｉ、Ａｇ、Ｃｕよりも高いＭｏまたはＷの物性によ
り、接合用金属層２１ｂの形状保持性を更に向上させることができる。
また、パッケージ２０は、接合用金属層２１ｂが、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金をＡ重量
％とし、ＭｏをＢ重量％としたときのＡ対Ｂの比が、６５≦Ａ＜１００：３５≧Ｂ＞０（
但し、Ａ＋Ｂ＝１００）であることから、Ｍｏの配合割合によりパッケージベース体２１
ａへの濡れ性を維持しつつ、接合用金属層２１ｂの形状保持性を向上させることができる
。
また、パッケージ２０は、接合用金属層２１ｂが、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金をＡ重量
％とし、ＭｏをＢ重量％としたときのＡ対Ｂの比が、６５≦Ａ≦７５：３５≧Ｂ≧２５（
但し、Ａ＋Ｂ＝１００）であることから、Ｍｏの配合割合によりパッケージベース体２１
ａへの濡れ性を維持しつつ、接合用金属層２１ｂの形状保持性を更に向上させることがで
きる。
また、パッケージ２０は、接合用金属層２１ｂのリッド２２との接合面の少なくとも一
部を覆う金属被膜２１ｃを備えていることから、接合用金属層２１ｂの酸化を抑制し、接
合用金属層２１ｂを介して接合されるパッケージベース体２１ａとリッド２２との接合強
度を向上させることができる。
また、パッケージ２０は、金属被膜２１ｃが接合用金属層２１ｂ側から順にＮｉ膜２１
ｄ、Ａｕ膜２１ｅが積層されていることから、接合用金属層２１ｂに密着し、接合用金属
層２１ｂの酸化を確実に抑制することができる。
次に、水晶振動子１は、電子部品としての水晶振動片１０が、上記パッケージ２０の内
部空間Ｓに収容されていることから、小型化された電子デバイスとしての水晶振動子を提
供することができる。
（第２実施形態）
次に、電子デバイスとしての水晶振動子の他の構成について説明する。
図５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５（ａ）は、リ
ッド側から見た平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。
なお、第１実施形態との共通部分には、同一の符号を付与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
ジの構成が異なる。
水晶振動子２のパッケージ１２０は、パッケージベース１２１のパッケージベース体１
２１ａがリッド２２側（換言すれば、第１主面１２３側）に凹部１２７を有している。
詳述すると、パッケージ１２０は、パッケージベース体１２１ａが２層構造となってお
り、平板状の１層目（電極端子２６ａ，２６ｂが形成されている層）に四角い枠状の２層
目が積層された構成となっている。
これにより、パッケージ１２０は、パッケージベース体１２１ａがリッド２２側に凹部
１２７を有していることになる。
凹部１２７の底面１２７ａには、内部端子２４ａ，２４ｂが設けられ、内部端子２４ａ
，２４ｂには、水晶振動片１０の引き出し電極１５ａ，１６ａが接合されている。
パッケージベース体１２１ａの２層目の第１主面１２３には、第１主面１２３の平面形
状に沿って接合用金属層１２１ｂが枠状に設けられている。ここで、接合用金属層１２１
ｂは、第１主面１２３から垂れ落ちないように第１主面１２３の幅よりも若干狭い範囲に
塗布されて、焼成されている。
これによれば、水晶振動子２のパッケージ１２０は、パッケージベース体１２１ａがリ
ッド２２側に凹部１２７を有することから、接合用金属層１２１ｂの高さに依存すること
なく、水晶振動片１０を凹部１２７に確実に収容することができる。
これにより、パッケージ１２０は、リッド２２を加工が容易な平板状とすることができ
る。
また、パッケージ１２０は、接合用金属層１２１ｂの形状保持性が高いことから、接合
用金属層１２１ｂの塗布幅を従来よりも狭くすることができる。これにより、パッケージ
１２０は、パッケージベース体１２１ａの２層目の第１主面１２３の幅（換言すれば枠の
幅）を狭くできることから、平面サイズを小さくすることができる。
水晶振動子２は、電子部品としての水晶振動片１０が、上記パッケージ１２０の内部空
間Ｓに収容されていることから、小型化された電子デバイスとしての水晶振動子を提供す
ることができる。
（第３実施形態）
次に、電子デバイスとしての水晶振動子の別の構成について説明する。
図６は、第３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６（ａ）は、リ
ッド側から見た平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。
なお、第１実施形態との共通部分には、同一の符号を付与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６に示すように、第３実施形態の水晶振動子３は、第１実施形態と比較してパッケー
ジの構成が異なる。
水晶振動子３のパッケージ２２０は、リッド２２２がパッケージベース２２１のパッケ
ージベース体２１ａ側に凹部２２７を有している。
詳述すると、パッケージ２２０は、リッド２２２が紙面上側にへこんだ凹部２２７と、
凹部２２７の縁部の全周からパッケージベース体２１ａの第１主面２３に沿って延出する
つば部２２８と、を有したキャップ状に形成されている。
パッケージベース２２１の接合用金属層２２１ｂは、パッケージベース体２１ａの第１
主面２３におけるリッド２２２のつば部２２８に対向する位置に枠状に設けられている。
これによれば、水晶振動子３のパッケージ２２０は、リッド２２２がパッケージベース
体２１ａ側に凹部２２７を有することから、接合用金属層２２１ｂの高さに依存すること
なく、水晶振動片１０を凹部２２７に確実に収容することができる。
これにより、パッケージ２２０は、パッケージベース体２１ａを加工が容易な平板状と
することができる。
また、パッケージ２２０は、接合用金属層２２１ｂの形状保持性が高いことから、接合
用金属層２２１ｂの塗布幅を従来よりも狭くすることができる。これにより、パッケージ
２２０は、リッド２２２のつば部２２８の幅を狭くできることから、平面サイズを小さく
することができる。
水晶振動子３は、電子部品としての水晶振動片１０が、上記パッケージ２２０の内部空
間Ｓに収容されていることから、小型化された電子デバイスとしての水晶振動子を提供す
ることができる。
なお、上述したパッケージは、パッケージベース体及びリッドの両方に凹部を有しても
よく、これにより、例えば、比較的背の高い電子部品などの被収容物を、両方の凹部に跨
って収容することができる。
（第４実施形態）
次に、電子デバイスの他の一例としての水晶発振器について説明する。
図７は、第４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７（ａ）は、リ
ッド側から見た平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。
なお、第１実施形態との共通部分には、同一の符号を付与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７に示すように、水晶発振器５は、パッケージ３２０と、電子部品としての水晶振動
片１０と、同じく電子部品としてのＩＣチップ４０と、を備え、水晶振動片１０とＩＣチ
ップ４０とがパッケージ３２０の内部空間Ｓに収容されている。
詳述すると、パッケージ３２０は、パッケージベース３２１のパッケージベース体３２
１ａが２層構造となっており、水晶振動片１０が配置されている２層目（紙面上側の層）
の一部（振動部１１と対向する部分）が矩形状に開口されて１層目（紙面下側の層）が露
出することにより、凹部３２７が形成されている。凹部３２７の底面３２７ａには、複数
の内部接続端子３２７ｂが設けられている。
内部接続端子３２７ｂは、第１主面３２３に設けられた内部端子２４ａ，２４ｂ、及び
第２主面３２５の四隅に設けられた電極端子２６ａ〜２６ｄと、図示しない内部配線によ
り接続されている。
なお、内部接続端子３２７ｂは、例えば、Ｗ、Ｍｏなどのメタライズ層にＮｉ、Ａｕな
どの各被膜をメッキなどにより積層した金属被膜層からなる。なお、この金属被膜層には
、接合用金属層２１ｂと同材料を用いてもよい。
発振回路を内蔵するＩＣチップ４０は、図示しない接着剤などにより凹部３２７の底面
３２７ａに固定され、図示しない接続パッドが金属ワイヤー４１を介して内部接続端子３
２７ｂと接続されている。
なお、ＩＣチップ４０と内部接続端子３２７ｂとの接続には、上述したワイヤーボンデ
ィングによる接続の他に、ＩＣチップ４０の表裏を反転させて、バンプを用いたフリップ
チップ実装による接続としてもよい。
水晶発振器５は、外部からの入力によりＩＣチップ４０の発振回路から駆動信号が出力
され、水晶振動片１０が厚みすべり振動を励振されて所定の周波数で共振（発振）し、そ
の共振信号（発振信号）を増幅して、例えば電極端子２６ａ，２６ｂから出力する。
上述したように、水晶発振器５は、接合用金属層２１ｂの形状保持性が高いことにより
平面サイズが小型化されたパッケージ３２０に、電子部品としての水晶振動片１０及びＩ
Ｃチップ４０がパッケージ３２０の内部空間Ｓに収容されている。
これにより、水晶発振器５は、小型化された電子デバイスとしての水晶発振器を提供す
ることができる。
（電子機器）
次に、上述した電子デバイスを備えている電子機器として、携帯電話を一例に挙げて説
明する。
図８は、電子機器としての携帯電話を示す模式斜視図である。
携帯電話７００は、上記各実施形態で述べた電子デバイスとしての水晶振動子または水
晶発振器を備えている。
図８に示す携帯電話７００は、上述した水晶振動子（１〜３のいずれか）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の形態でもよい。
上述した水晶振動子などの電子デバイスは、上記携帯電話に限らず、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、ゲーム機器、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、フライトシミュレーターなどを含む電子機器のタイミングデバイスとして
好適に用いることができ、いずれの場合にも上記各実施形態で説明した効果が奏されて関
係部分の小型化が図られた、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
（移動体）
次に、上述した電子デバイスを備えている移動体として、自動車を一例に挙げて説明す
る。
図９は、移動体としての自動車を示す模式斜視図である。
自動車８００は、上記各実施形態で述べた電子デバイスとしての水晶振動子または水晶
発振器を備えている。
自動車８００は、上述した水晶振動子（１〜３のいずれか）または水晶発振器５を、例
えば、搭載されている各種電子制御式装置（例えば、電子制御式燃料噴射装置、電子制御
式ＡＢＳ装置、電子制御式一定速度走行装置など）の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ている。
これによれば、自動車８００は、上記水晶振動子または水晶発振器を備えていることか
ら、上記各実施形態で説明した効果が奏され、例えば、各種電子制御式装置の小型化が図
られ、信頼性が高く優れた性能を発揮することができる。
上述した水晶振動子などの電子デバイスは、上記自動車８００に限らず、自走式ロボッ
ト、自走式搬送機器、列車、船舶、飛行機、人工衛星などを含む移動体の基準クロック発
振源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、いずれの場合にも上記各
実施形態で説明した効果が奏されて関係部分の小型化が図られた、信頼性の高い移動体を
提供することができる。
なお、水晶振動子の水晶振動片の形状は、図示した平板状のタイプに限定されるもので
はなく、中央部が厚く周辺部が薄いタイプ（例えば、コンベックスタイプ、ベベルタイプ
、メサタイプ）、逆に中央部が薄く周辺部が厚いタイプ（例えば、逆メサタイプ）などで
もよく、音叉型形状でもよい。
なお、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、厚みすべり振動の駆動方法は、圧電体の圧電効果によるものの他に、クーロン力
による静電駆動でもよい。
なお、接合用金属層のＴｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金は、Ｔｉ、Ａｇ、Ｃｕのみからなる合
金に限定されるものではなく、例えば、Ｓｎ（錫）など第６族に属さない金属が含まれて
いてもよい。
１，２，３…電子デバイスとしての水晶振動子、５…電子デバイスとしての水晶発振器
、１０…水晶振動片、１１…振動部、１２…基部、１３…一方の主面、１４…他方の主面
、１５，１６…励振電極、１５ａ，１６ａ…引き出し電極、２０…パッケージ、２１…パ
ッケージベース、２１ａ…パッケージベース体、２１ｂ…接合用金属層、２１ｃ…金属被
膜、２１ｄ…Ｎｉ膜、２１ｅ…Ａｕ膜、２２…蓋体としてのリッド、２３…第１主面、２
４ａ，２４ｂ…内部端子、２５…第２主面、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ…電極端子
、３０…導電性接着剤、４０…ＩＣチップ、４１…金属ワイヤー、１２０…パッケージ、
１２１…パッケージベース、１２１ａ…パッケージベース体、１２１ｂ…接合用金属層、
１２３…第１主面、１２５…第２主面、１２７…凹部、１２７ａ…底面、２２０…パッケ
ージ、２２１…パッケージベース、２２１ｂ…接合用金属層、２２２…蓋体としてのリッ
ド、２２７…凹部、２２８…つば部、３２０…パッケージ、３２１…パッケージベース、
３２１ａ…パッケージベース体、３２３…第１主面、３２５…第２主面、３２７…凹部、
３２７ａ…底面、３２７ｂ…内部接続端子、７００…電子機器としての携帯電話、７０１
…液晶表示装置、７０２…操作ボタン、７０３…受話口、７０４…送話口、８００…移動
体としての自動車、Ｓ…内部空間。

Claims (15)

  1. セラミックを含む基板と、
    前記基板上に平面視で枠状または環状に設けられている接合用金属層と、を備え、
    前記接合用金属層は、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金と、周期律表の第６族に属する金属と
    を含んでいることを特徴とするパッケージベース。
  2. 前記接合用金属層は、前記第６族に属する金属として、ＭｏまたはＷを含んでいること
    を特徴とする請求項１に記載のパッケージベース。
  3. 前記接合用金属層の表面の少なくとも一部を覆う金属被膜を備えていることを特徴とす
    る請求項１または請求項２に記載のパッケージベース。
  4. 前記金属被膜は、前記接合用金属層側から順にＮｉ膜、Ａｕ膜が積層されていることを
    特徴とする請求項３に記載のパッケージベース。
  5. セラミックを含む基板と、
    前記基板の一方側を覆う蓋体と、
    前記基板と前記蓋体とを接合して内部空間を構成し、平面視で枠状または環状に設けら
    れている接合用金属層と、を備え、
    前記接合用金属層は、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金と、周期律表の第６族に属する金属と
    を含んでいることを特徴とするパッケージ。
  6. 前記接合用金属層は、前記第６族に属する金属として、ＭｏまたはＷを含んでいること
    を特徴とする請求項５に記載のパッケージ。
  7. 前記接合用金属層は、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金をＡ重量％とし、ＭｏをＢ重量％とし
    たときのＡ対Ｂの比が、６５≦Ａ＜１００：３５≧Ｂ＞０（但し、Ａ＋Ｂ＝１００）であ
    ることを特徴とする請求項６に記載のパッケージ。
  8. 前記接合用金属層は、Ｔｉ−Ａｇ−Ｃｕ含有合金をＡ重量％とし、ＭｏをＢ重量％とし
    たときのＡ対Ｂの比が、６５≦Ａ≦７５：３５≧Ｂ≧２５（但し、Ａ＋Ｂ＝１００）であ
    ることを特徴とする請求項６に記載のパッケージ。
  9. 前記接合用金属層の前記蓋体との接合面の少なくとも一部を覆う金属被膜を備えている
    ことを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれか一項に記載のパッケージ。
  10. 前記金属被膜は、前記接合用金属層側から順にＮｉ膜、Ａｕ膜が積層されていることを
    特徴とする請求項９に記載のパッケージ。
  11. 前記基板は、前記蓋体側に凹部を有することを特徴とする請求項５ないし請求項１０の
    いずれか一項に記載のパッケージ。
  12. 前記蓋体は、前記基板側に凹部を有することを特徴とする請求項５ないし請求項１１の
    いずれか一項に記載のパッケージ。
  13. 請求項５ないし請求項１２のいずれか一項に記載のパッケージと、
    電子部品と、を備え、
    前記電子部品は、前記パッケージの前記内部空間に収容されていることを特徴とする電
    子デバイス。
  14. 請求項１３に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。
  15. 請求項１３に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする移動体。
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