JP2016032058A - 電子部品収納容器、電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子機器および移動体 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子部品が収納される収容空間内部の脱気および封止を容易に行うことが可能な電子部品収納容器を提供する。
【解決手段】ベースと、前記ベースに蓋体を接合する接合部材と、を含み、前記ベースと、前記蓋体と、が、前記接合部材を介して接合され、電子部品を収容する収容空間が形成される電子部品収納容器であって、前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、前記一方の面に、前記収容空間と、外部側と、を連通する溝を備え、前記一方の面の少なくとも前記溝の領域を除く領域が、前記ベースに接合されている電子部品収納容器。
【選択図】図2
【解決手段】ベースと、前記ベースに蓋体を接合する接合部材と、を含み、前記ベースと、前記蓋体と、が、前記接合部材を介して接合され、電子部品を収容する収容空間が形成される電子部品収納容器であって、前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、前記一方の面に、前記収容空間と、外部側と、を連通する溝を備え、前記一方の面の少なくとも前記溝の領域を除く領域が、前記ベースに接合されている電子部品収納容器。
【選択図】図2
Description
本発明は、電子部品収納容器、電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子機器および移動体に関する。
近年、携帯型電子機器の普及が進み、それに伴って電子機器の小型軽量化および低コスト化の要求が高まってきている。そのため、電子機器に用いられる電子部品においても高精度を維持しつつ、小型化および低コスト化の要求が高まっている。特に、振動素子をパッケージ内に収納した振動デバイスにおいては、高い精度の振動特性を維持するために振動素子を収納する空間を気密に維持する封止技術が採用されている。
一般的な封止技術としては、特許文献1に示すように、小型水晶振動子では、リッド(蓋)と接合されるパッケージ面に切り欠きを形成し、切り欠き以外の部分の一部を残して金属ろう材を溶融してリッドとパッケージとを接合し、脱気を行う。その後、切り欠き部分の金属ろう材を再溶融して蓋とパッケージとを封止する。しかし、特許文献1に示す小型水晶振動子では、金属ろう材を溶融させながら脱気を行うため、溶融状態の管理が必要であり、安定的な脱気と封止を行うことができずに、振動特性が安定しない虞を有していた。
そこで、特許文献2に示す封止技術が開示されている。特許文献2に示す電子デバイス用パッケージでは、ベース部材と蓋部材とを接合する接合部材にパッケージの内外部を連通する溝が形成され、接合部材を介してベース部材と蓋部材とが接合されたのち、接合部材の溝を通してパッケージ内部が減圧され、溝を溶接によって塞ぐことでパッケージ内部を気密封止する。
特許文献2に記載の電子デバイスパッケージでは、ベース部材と蓋部材とをシーム溶接によって接合する第1の接合工程は、溝に対応する部分を除いて接合される。そして溝に対応した部分を接合する第2の接合工程が行われる。しかし、シーム溶接によって第1の接合工程での未接合部分の寸法などを正確に、且つ安定的に管理することが困難であり、第2の接合工程において第1の接合工程における未接合部分の開口にばらつきが生じる虞があった。そのため、第2の接合工程において未溶接部分が狭くなってしまうと、パッケージ内部からの脱気時間が長くなり、未溶接部分が広くなってしまうと封止不良が発生してしまう。
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〕本適用例の電子部品収納容器は、ベースと、前記ベースに蓋体を接合する接合部材と、を含み、前記ベースと、前記蓋体と、が、前記接合部材を介して接合され、電子部品を収容する収容空間が形成される電子部品収納容器であって、前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、前記一方の面に、前記収容空間と、外部側と、を連通する溝を備え、前記一方の面の少なくとも前記溝の領域を除く領域が、前記ベースに接合されていることを特徴とする。
本適用例の電子部品収納容器によれば、接合部材に形成された溝が、本適用例の電子部品収納容器を用いて電子デバイスに構成した場合に、収容空間内に電子部品を収納した後、溝を介して収容空間内の排気、あるいは不活性ガスなどのガス充填が行われ、溝を気密封止することで収容空間の気密保持がされる。この溝の封止において、封止手段、例えばレーザー照射等のエネルギー線照射、あるいはシーム溶接によって蓋体からベースに向かう方向でエネルギーが付加されることで、エネルギー付加によって生じる接合部材の熔融飛沫は、収容空間の内部に侵入することを防止できる。従って、収容空間の内部に収容された電子部品に、接合部材の熔融飛沫が付着することが無く、精度の高い電子デバイスを得ることができる。
〔適用例2〕上述の適用例において、前記溝の前記一方の面に面方向に沿った溝幅をL1、前記一方の面に交差する方向の溝深さをL2、とした場合、
L1>L2
であることを特徴とする。
L1>L2
であることを特徴とする。
上述の適用例によれば、収容空間と外部とを連通させる溝が溶接などの封止手段によって塞がれ、収容空間は気密封止される。溝の封止手段には、例えばレーザー照射等のエネルギー線照射、あるいはシーム溶接によって溝周辺の接合部材を熔融させ、封止する手段が用いられる、それらの封止手段は蓋体からベースに向かう方向でエネルギーが付加される。従って、
L1>L2
の関係を備える溝とすることによって、簡単に、且つ確実に溝を塞ぐことができる。
L1>L2
の関係を備える溝とすることによって、簡単に、且つ確実に溝を塞ぐことができる。
〔適用例3〕本適用例の電子部品収納容器は、ベースと、前記ベースに蓋体を接合する接合部材と、を含み、前記ベースと、前記蓋体と、が、前記接合部材を介して接合され、電子部品を収容する収容空間が形成される電子部品収納容器であって、前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、前記接合部材は、前記収容空間と、外部側と、を連通する連通孔を備えていることを特徴とする。
本適用例の電子部品収納容器によれば、接合部材に形成された連通孔が、本適用例の電子部品収納容器を用いて電子デバイスに構成した場合に、収容空間内に電子部品を収納した後、連通孔を介して収容空間内の排気、あるいは不活性ガスなどのガス充填が行われ、連通孔を気密封止することで収容空間の気密保持がされる。この連通孔の封止において、封止手段、例えばレーザー照射等のエネルギー線照射、あるいはシーム溶接によって蓋体からベースに向かう方向でエネルギーが付加されることで、エネルギー付加によって生じる接合部材の熔融飛沫は、収容空間の内部に侵入することを防止できる。従って、収容空間の内部に収容された電子部品に、接合部材の熔融飛沫が付着することが無く、精度の高い電子デバイスを得ることができる。
〔適用例4〕上述の適用例において、前記連通孔の前記一方の面に面方向に沿った孔幅をD1、前記一方の面に交差する方向の孔高さをD2、とした場合、
D1>D2
であることを特徴とする。
D1>D2
であることを特徴とする。
上述の適用例によれば、収容空間と外部とを連通させる連通孔が溶接などの封止手段によって塞がれ、収容空間は気密封止される。連通孔の封止手段には、例えばレーザー照射等のエネルギー線照射、あるいはシーム溶接によって連通孔周辺の接合部材を熔融させ、封止する手段が用いられる、それらの封止手段は蓋体からベースに向かう方向でエネルギーが付加される。従って、
D1>D2
の関係を備える溝とすることによって、簡単に、且つ確実に連通孔となる溝を塞ぐことができる。
D1>D2
の関係を備える溝とすることによって、簡単に、且つ確実に連通孔となる溝を塞ぐことができる。
〔適用例5〕上述の適用例において、前記接合部材は、第1の接合部材と、第2の接合部材と、を備え、前記第1の接合部材と、前記第2の接合部材と、は、互いに接合する前記第1の接合部材に備える第1の面と、前記第2の接合部材に備える第2の面と、を有し、前記第1の面および前記第2の面の少なくともどちらか一方に、前記収容空間と、外部側と、を連通する溝を備えていることを特徴とする。
上述の適用例によれば、少なくとも第1または第2の接合部材に形成された溝が、第1の接合部材と、第2の接合部材と、を接合することにより、容易に接合部材の連通孔を形成することができる。
〔適用例6〕本適用例の電子デバイスは、電子部品と、ベースと、蓋体と、前記ベースと、前記蓋体と、を接合する接合部材と、を含み、前記電子部品が、前記ベースと、前記蓋体と、が前記接合部材を介して接合されて形成される収容空間内に収容された電子デバイスであって、前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、前記一方の面に、前記収容空間と、外部側と、を連通する溝を備え、前記一方の面の少なくとも前記溝の領域を除く領域が、前記ベースに接合され、前記溝の外部側開口が封止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、接合部材に形成された溝が、本適用例の電子部品収納容器を用いて電子デバイスに構成した場合に、収容空間内に電子部品を収納した後、溝を介して収容空間内の排気、あるいは不活性ガスなどのガス充填が行われ、溝を気密封止することで収容空間の気密保持がされる。この溝の封止において、封止手段、例えばレーザー照射等のエネルギー線照射、あるいはシーム溶接によって蓋体からベースに向かう方向でエネルギーが付加されることで、エネルギー付加によって生じる接合部材の熔融飛沫は、収容空間の内部に侵入することを防止できる。従って、収容空間の内部に収容された電子部品に、接合部材の熔融飛沫が付着することが無く、精度の高い電子デバイスを得ることができる。
〔適用例7〕上述の適用例において、前記電子部品が、物理量検出素子であることを特徴とする。
上述の適用例によれば、精度の高い物理量を検出することができる電子デバイスを得ることができる。
〔適用例8〕本適用例の電子デバイスは、電子部品と、ベースと、蓋体と、前記ベースと、前記蓋体と、を接合する接合部材と、を含み、前記電子部品が、前記ベースと、前記蓋体と、が前記接合部材を介して接合されて形成される収容空間内に収容された電子デバイスであって、前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、前記接合部材は、前記収容空間と、外部側と、を連通する連通孔を備え、前記連通孔の外部側開口が封止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、接合部材に形成された連通孔が、本適用例の電子部品収納容器を用いて電子デバイスに構成した場合に、収容空間内に電子部品を収納した後、連通孔を介して収容空間内の排気、あるいは不活性ガスなどのガス充填が行われ、連通孔を気密封止することで収容空間の気密保持がされる。この連通孔の封止において、封止手段、例えばレーザー照射等のエネルギー線照射、あるいはシーム溶接によって蓋体からベースに向かう方向でエネルギーが付加されることで、エネルギー付加によって生じる接合部材の熔融飛沫は、収容空間の内部に侵入することを防止できる。従って、収容空間の内部に収容された電子部品に、接合部材の熔融飛沫が付着することが無く、精度の高い電子デバイスを得ることができる。
〔適用例9〕上述の適用例において、前記電子部品が、物理量検出素子であることを特徴とする。
上述の適用例によれば、精度の高い物理量を検出することができる電子デバイスを得ることができる。
〔適用例10〕本適用例の電子デバイスの製造方法は、電子部品と、ベースと、蓋体と、前記ベースと、前記蓋体と、を接合する接合部材と、を含み、前記電子部品が、前記ベースと、前記蓋体と、が前記接合部材を介して接合されて形成される収容空間内に収容され、前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、前記一方の面に、前記収容空間と、外部側と、を連通する溝を備え、前記一方の面の少なくとも前記溝の領域を除く領域が、前記ベースに接合され、前記溝の外部側開口が封止されている電子デバイスの製造方法であって、前記ベースに、前記接合部材の前記一方の面を前記ベースに対向載置し、前記接合部材を前記ベースに接合する第1の接合工程と、前記ベースに前記電子部品を実装する電子部品実装工程と、前記ベースに接合された前記接合部材に前記蓋体を接合する第2の接合工程と、前記溝の外部側の開口端部を含む部分を封止する封止工程と、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、収容空間内に電子部品を収納した後、溝を介して収容空間内の排気、あるいは不活性ガスなどのガス充填が行われ、溝を気密封止することで収容空間の気密保持がされる。この溝の封止において、封止手段によって蓋体からベースに向かう方向でエネルギーが付加されることで、エネルギー付加によって生じる接合部材の熔融飛沫は、収容空間の内部に侵入することを防止できる。従って、収容空間の内部に収容された電子部品に、接合部材の熔融飛沫が付着することが無く、精度の高い電子デバイスを製造することができる。
〔適用例11〕上述の適用例において、前記封止工程は、前記収容空間内の気体を排出する排気工程を含むことを特徴とする。
上述の適用例によれば、収容空間の高い気密性を維持することができる電子デバイスを製造することができる。
〔適用例12〕上述の適用例において、前記第1の接合工程および前記第2の接合工程は、シーム溶接により接合されることを特徴とする。
上述の適用例によれば、封止孔となる接合部材の溝を塞ぐことなくベースと、接合部材と、蓋体と、を確実に接合することができ、連通が維持された溝を封止工程において確実に封止することができる。
〔適用例13〕本適用例の電子デバイスの製造方法は、電子部品と、ベースと、蓋体と、前記ベースと、前記蓋体と、を接合する接合部材と、を含み、前記電子部品が、前記ベースと、前記蓋体と、が前記接合部材を介して接合されて形成される収容空間内に収容され、前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、前記接合部材は、前記収容空間と外部側と、を連通する連通孔を備え、前記連通孔の外部側開口が封止されている電子デバイスの製造方法であって、前記ベースに、前記接合部材の前記一方の面を前記ベースに対向載置し、前記接合部材を前記ベースに接合する第1の接合工程と、前記ベースに前記電子部品を実装する電子部品実装工程と、前記ベースに接合された前記接合部材に前記蓋体を接合する第2の接合工程と、前記連通孔の外部側の開口端部を含む部分を封止する封止工程と、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、収容空間内に電子部品を収納した後、連通孔を介して収容空間内の排気、あるいは不活性ガスなどのガス充填が行われ、連通孔を気密封止することで収容空間の気密保持がされる。この連通孔の封止において、封止手段によって蓋体からベースに向かう方向でエネルギーが付加されることで、エネルギー付加によって生じる接合部材の熔融飛沫は、収容空間の内部に侵入することを防止できる。従って、収容空間の内部に収容された電子部品に、接合部材の熔融飛沫が付着することが無く、精度の高い電子デバイスを製造することができる。
〔適用例14〕上述の適用例において、前記封止工程は、前記収容空間内の気体を排出する排気工程を含むことを特徴とする。
上述の適用例によれば、収容空間の高い気密性を維持することができる電子デバイスを製造することができる。
〔適用例15〕上述の適用例において、前記第1の接合工程および前記第2の接合工程は、シーム溶接により接合されることを特徴とする。
上述の適用例によれば、封止孔となる接合部材の連通孔を塞ぐことなくベースと、接合部材と、蓋体と、を確実に接合することができ、連通が維持された連通孔を封止工程において確実に封止することができる。
〔適用例16〕本適用例の電子機器は、上述の適用例のいずれかに記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする。
本適用例の電子機器によれば、高い精度の電子デバイスを備え、安定した精度で動作する電子機器を得ることができる。
〔適用例17〕本適用例の移動体は、上述の適用例のいずれかに記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする。
本適用例の移動体によれば、高い精度の電子デバイスを備え、安定した精度で動作する移動体を得ることができる。
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る電子部品収納容器を示す分解斜視図である。図1に示す電子部品収納容器100(以下、パッケージ100という)は、ベース10と、蓋体20と、ベース10と蓋体20と、を接合する接合部材としてのシームリング30と、を有している。そして、ベース10と蓋体20と、がシームリング30によって接合されることで、電子部品収納容器100内部に、後述する電子部品40が収納可能な収容空間が構成される。
図1は、第1実施形態に係る電子部品収納容器を示す分解斜視図である。図1に示す電子部品収納容器100(以下、パッケージ100という)は、ベース10と、蓋体20と、ベース10と蓋体20と、を接合する接合部材としてのシームリング30と、を有している。そして、ベース10と蓋体20と、がシームリング30によって接合されることで、電子部品収納容器100内部に、後述する電子部品40が収納可能な収容空間が構成される。
図2は、図1に示すパッケージ100の組み立て状態を示し、(a)は平面図、(b)は(a)に示すA−A´部の断面図、(c)は(a)に示すB−B´部の断面図、(d)は(a)に示すC−C´部の断面図である。
図2(b)に示すように、パッケージ100は、ベース10、シームリング30、そして蓋体20の順に積層されている。ベース10は、蓋体20が積層される側の面10a、すなわちシームリング30が接合される面10a(以下、シームリング接合面10aという)に開口を有する凹部10bが形成されている。ベース10にシームリング30、蓋体20の順に積層されることによって、凹部10bと蓋体20のベース10側の面20a(以下、裏面20aという)と、によって電子部品40が収納可能な収容空間100aが形成される。
ベース10は、上述したように凹部10bが形成されているが、換言すると、ベース10は、板状の底板11と、底板11の上面11aの周縁部に設けられた枠状の側壁12と、を有し、底板11の上面11aと、側壁12の内周面12aと、によって凹部10bが構成される。また、側壁12の上面にシームリング接合面10aが含まれている。ベース10の構成材料としては、特に限定されないが、酸化アルミニウム等の各種セラミックスを用いることができる。
シームリング30は、ベース10のシームリング接合面10aの平面形状に沿って、枠状に形成され、ベース10との熱膨張率の差異を少なくし、且つ、ベース10と蓋体20とを接合する機能を持たせることができる、例えばコバール等の合金により形成されている。シームリング接合面10aに接合されるシームリング30の一方の面30a(以下、ベース接合面30aという)には、図2(c)に示すように、内周面30bから外周面30cに至る溝30dが形成されている。すなわち、溝30dはパッケージ100の形態において、電子部品40が収納される収容空間100aと、パッケージ100の外側とを連通するように形成されている。
溝30dは、図2(d)に示すように、本実施形態では略矩形の断面形状を有しており、ベース接合面30aの面に沿った方向の溝幅L1と、ベース接合面30aの面方向に交差する方向の溝深さL2と、は、
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の関係を有することが好ましい。すなわち、パッケージ100に電子部品40を収納し、実装させる場合、溝30dは収容空間100a内に存在する気体成分を排出する排出口としての機能を有しており、その気体成分を排出させる製造過程において、排出口としての溝30dが収容空間100aと外部とを連通させていなければならない。
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の関係を有することが好ましい。すなわち、パッケージ100に電子部品40を収納し、実装させる場合、溝30dは収容空間100a内に存在する気体成分を排出する排出口としての機能を有しており、その気体成分を排出させる製造過程において、排出口としての溝30dが収容空間100aと外部とを連通させていなければならない。
そこで、詳細は後述するが、ベース10、シームリング30、そして蓋体20と、を各々接合させてパッケージ100に組み立てる場合、ベース10とシームリング30との接合においては、シームリング接合面10aとベース接合面30aと、の接合領域は少なくとも溝30dの領域を除くように設定されることとなる。更に、ベース10にシームリング30が接合された状態に蓋体20を接合する場合においても、シームリング30のベース接合面30aの他方の面30e(以下、蓋接合面30eという)と、蓋体20の裏面20aと、の接合領域は、少なくとも溝30dの領域を除くように設定されることとなる。
そして、溝30dの領域を除くようにベース10とシームリング30、および蓋体20とシームリング30と、が接合された後に収容空間100aと外部とを連通させる溝30dが溶接などの封止手段によって塞がれ、収容空間100aは気密封止される。溝30dの封止手段には、例えばレーザー照射等のエネルギー線照射、あるいはシーム溶接によって溝30d周辺のシームリング30材料を熔融させ、封止する手段が用いられる、それらの封止手段はパッケージ100の蓋体20からベース10に向かう方向でエネルギーが付加される。従って、上述した、
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の関係を備える溝30dとすることによって、簡単に、且つ確実に溝30dを塞ぐことができる。
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の関係を備える溝30dとすることによって、簡単に、且つ確実に溝30dを塞ぐことができる。
また、溝30dの封止において、封止手段、例えばレーザー照射等のエネルギー線照射、あるいはシーム溶接によってパッケージ100の蓋体20からベース10に向かう方向でエネルギーが付加されることにより、溝30d領域のシームリング30の熔融飛沫は、収容空間100a内に侵入することを防止できる。従って、収容空間100a内に収容された電子部品40に、シームリング30の熔融飛沫が付着することが無く、精度の高い電子デバイスを得ることができる。
なお、本実施形態に係るシームリング30では、図2(a)に図示するように、溝30dは1か所形成された形態を例示しているが、これに限定されず、複数の溝30dを備えていてもよい。また、溝30dの平面配置は、図2(a)では、略矩形のパッケージ100における4辺の内の1辺に配置されるが、これに限定されず、パッケージ100の角部(コーナー部)に配置されてもよい。
図2(b),(c)に示すように、蓋体20は板状の形態を備え、シームリング30を介してベース10に接合され、ベース10に形成された凹部10bと、によって収容空間100aを構成する。蓋体20は、コバール等の合金で形成されることが好ましく、特にシームリング30と同種の合金を用いることがなお好ましい。例えば、シームリング30と、蓋体20と、がコバールによって形成された場合、ベース10に予め接合されたシームリング30に蓋体20を接合する際、付加される接合のためのエネルギーに対して、シームリング30の他方の面30e、すなわち蓋体20との接合される他方の面30e(以下、蓋接合面30eという)と、蓋体20の裏面20aと、は同等の熔融状態が得られる。従って、シームリング30と蓋体20との接合面で合金化されやすいため、シームリング30と蓋体20と、が確実に接合することができ、高い気密性を得ることができる。
また、図2に示すように、シームリング30の外周面30cは、蓋体20の外形20bより外側となるように形成されることが好ましい。このように、蓋体20と、シームリング30と、が形成され、パッケージ100として組み立てられることにより、溝30dの領域を含む近傍の領域の封止接合において、溝30dへの封止のためのエネルギー付加領域の設定を容易にすることができる。
図3は、本実施形態に係るパッケージ100に備えるシームリング30のその他の形態を示す、(a)はパッケージの平面図、(b)は(a)に示すD−D´部の拡大断面図、(c)は(a)に示すE−E´部の拡大断面図である。
図3に示すパッケージ110に備える接合部材としてのシームリング31は、枠状の形状を有し、パッケージ100に備えるシームリング30と同様に、収容空間110aと外部とを連通する溝31aが、ベース10のシームリング接合面10aに接合される一方の面31b(以下、ベース接合面31bという)に形成されている。
図3(a),(b),(c)に示すように、シームリング31の外形31cは、蓋体20の外形20bと略同じ外径を有する一般外形部31dと、溝31aの領域を含む溝31a側で蓋体20の外形より大きい溝部外形31eを含んでいる。
シームリング31を備えるパッケージ110では、図3(a)に示すように、組み立て状態において蓋体20からシームリング31の溝31aが形成されている領域として、溝部外形31eを容易に視認することができ、溝31aの封止作業における封止位置確認、および接合装置に対するパッケージ110の位置合わせを容易にすることができる。
図4は、パッケージ100に備えるシームリング30の溝30d、あるいはパッケージ110に備えるシームリング31の溝31aの開口形状のその他の形態を示す、図2(a)に示すC−C´部に対応する断面図を示す。シームリング30の溝30dの断面形状は矩形を例示したが、例えば、図4(a)に示すような台形状の溝30d1、あるいは図4(b)に示すような円弧あるいは楕円等の曲線形状の溝30d2、あるいは図4(c)に示すように三角形状の溝30d3、などであってもよい。いずれの形態であっても、図示する溝幅L1、溝深さL2は、
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の関係が維持される。
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の関係が維持される。
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態に係る電子部品収納容器200(以下、パッケージ200という)を示し、(a)は平面図、(b)は(a)に示すF−F´部の断面図、(c)は(a)に示すG−G´部の断面図である。なお、パッケージ200は、上述した第1実施形態に係るパッケージ100に備えるシームリング30の形態が異なり、その他の構成要素は同じであるので、同じ構成要素には同じ符号を用い、説明は省略する。
図5は、第2実施形態に係る電子部品収納容器200(以下、パッケージ200という)を示し、(a)は平面図、(b)は(a)に示すF−F´部の断面図、(c)は(a)に示すG−G´部の断面図である。なお、パッケージ200は、上述した第1実施形態に係るパッケージ100に備えるシームリング30の形態が異なり、その他の構成要素は同じであるので、同じ構成要素には同じ符号を用い、説明は省略する。
図5(c)に示すように、パッケージ200は、ベース10、接合部材としてのシームリング230、そして蓋体20の順に積層されている。ベース10は、シームリング接合面10aに開口を有する凹部10bが形成されている。ベース10にシームリング230、蓋体20の順に積層されることによって、凹部10bと蓋体20の裏面20aと、によって電子部品40が収納可能な収容空間200aが形成される。
シームリング230は、ベース10のシームリング接合面10aの平面形状に沿って、枠状に形成され、ベース10との熱膨張率の差異を少なくし、且つ、ベース10と蓋体20とを接合する機能を持たせることができる、例えばコバール等の合金により形成されている。そして、図5(b),(c)に示すように、内周面230bから外周面230cに貫通する連通孔230dが形成されている。すなわち、連通孔230dはパッケージ200の形態において、電子部品40が収納される収容空間200aと、パッケージ200の外側とを連通するように形成されている。
連通孔230dは、図5(b)に示すように、本実施形態では楕円形の断面形状を有しており、シームリング接合面10aに接合されるシームリング230の一方の面230a(以下、ベース接合面230aという)の面に沿った方向の孔幅D1と、ベース接合面230aの面方向に交差する方向の孔高さD2と、は、
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の関係を有することが好ましい。すなわち、パッケージ200に電子部品40を収納し、実装させる場合、連通孔230dは収容空間200a内に存在する気体成分を排出する排出口としての機能を有しており、その気体成分を排出させる製造過程において、排出口としての連通孔230dが収容空間200aと外部とを連通させていなければならない。
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の関係を有することが好ましい。すなわち、パッケージ200に電子部品40を収納し、実装させる場合、連通孔230dは収容空間200a内に存在する気体成分を排出する排出口としての機能を有しており、その気体成分を排出させる製造過程において、排出口としての連通孔230dが収容空間200aと外部とを連通させていなければならない。
そこで、第1実施形態に係るパッケージ100と同様に、ベース10、シームリング230、そして蓋体20と、を各々接合させてパッケージ200に組み立てる場合、ベース10とシームリング230との接合においては、シームリング接合面10aとベース接合面230aと、の接合領域は少なくとも連通孔230dの領域を除くように設定されることとなる。更に、ベース10にシームリング230が接合された状態に蓋体20を接合する場合においても、シームリング230のベース接合面230aの他方の面230e(以下、蓋接合面230eという)と、蓋体20の裏面20aと、の接合領域は、少なくとも連通孔230dの領域を除くように設定されることとなる。
そして、連通孔230dの領域を除くようにベース10とシームリング230、および蓋体20とシームリング230と、が接合された後に収容空間200aと外部とを連通させる連通孔230dが溶接などの封止手段によって塞がれ、収容空間200aは気密封止される。連通孔230dの封止手段には、例えばレーザー照射等のエネルギー線照射、あるいはシーム溶接によって連通孔230d周辺のシームリング230材料を熔融させ、封止する手段が用いられる、それらの手段はパッケージ200の蓋体20からベース10に向かう方向でエネルギーが付加される。従って、上述した、
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の関係を備える連通孔230dとすることによって、簡単に、且つ確実に連通孔230dを塞ぐことができる。
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の関係を備える連通孔230dとすることによって、簡単に、且つ確実に連通孔230dを塞ぐことができる。
なお、本実施形態に係るシームリング230では、図5(a)に図示するように、連通孔230dは1か所形成された形態を例示しているが、これに限定されず、複数の連通孔230dを備えていてもよい。また、連通孔230dの平面配置は、図5(a)では、略矩形のパッケージ200における4辺の内の1辺に配置されるが、これに限定されず、パッケージ200の角部(コーナー部)に配置されてもよい。また、上述した第1実施形態に係るパッケージ100のその他の形態のパッケージ110と同様に、連通孔230dの形成領域のシームリング230の外形である外周面230cを、平面的に突出させてもよい。
図6は、パッケージ200に備えるシームリング230の連通孔230dの開口形状のその他の形態を示す、図5(a)に示すF−F´部に対応する断面図を示す。シームリング230の連通孔230dの断面形状は楕円形を例示したが、例えば、図6(a)に示すようなトラック形状の連通孔230d1、あるいは図6(b)に示すような矩形状の連通孔230d2、あるいは図6(c)に示すように8角形等の多角形状の連通孔230d3、などであってもよい。いずれの形態であっても、図示する孔幅D1、孔高さD2は、
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の関係が維持される。
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の関係が維持される。
(第3実施形態)
図7は、第3実施形態に係る電子部品収納容器300(以下、パッケージ300という)を示し、(a)は平面図、(b)は(a)に示すH−H´部の断面図、(c)は(a)に示すJ−J´部の断面図である。なお、パッケージ300は、上述した第1実施形態に係るパッケージ100に備えるシームリング30の形態が異なり、その他の構成要素は同じであるので、同じ構成要素には同じ符号を用い、説明は省略する。
図7は、第3実施形態に係る電子部品収納容器300(以下、パッケージ300という)を示し、(a)は平面図、(b)は(a)に示すH−H´部の断面図、(c)は(a)に示すJ−J´部の断面図である。なお、パッケージ300は、上述した第1実施形態に係るパッケージ100に備えるシームリング30の形態が異なり、その他の構成要素は同じであるので、同じ構成要素には同じ符号を用い、説明は省略する。
図7(c)に示すように、パッケージ300は、ベース10、接合部材としてのシームリング330、そして蓋体20の順に積層されている。ベース10は、シームリング接合面10aに開口を有する凹部10bが形成されている。ベース10にシームリング330、蓋体20の順に積層されることによって、凹部10bと蓋体20の裏面20aと、によって電子部品40が収納可能な収容空間300aが形成される。
シームリング330は、ベース10のシームリング接合面10aの平面形状に沿って、枠状に形成された第1シームリング331と、第2シームリング332と、が対向して接合されて構成される。第1シームリング331および第2シームリング332は、ベース10との熱膨張率の差異を少なくし、且つ、ベース10と蓋体20とを接合する機能を持たせることができる、例えばコバール等の合金により形成されている。
図7(b),(c)に示すように、第1シームリング331の第2シームリング332に接合される接合面331a側に内周面330bから外周面330cに至る溝331bが形成され、第2シームリング332の第1シームリング331に接合される接合面332a側に内周面330bから外周面330cに至る溝332bが形成されている。溝331bと、溝332bとは、パッケージ300として組み立てられることで、互いに対向するように配置され、溝331bと、溝332bと、によってシームリング330に連通孔330dが構成される。連通孔330dはパッケージ300の形態において、電子部品40が収納される収容空間300aと、パッケージ300の外側と、を連通する貫通孔として形成される。
連通孔330dは、図7(b)に示すように、本実施形態では矩形の断面形状を有しており、シームリング接合面10aに接合されるシームリング330の一方の面330a(以下、ベース接合面330aという)の面に沿った方向の孔幅D1と、ベース接合面330aの面方向に交差する方向の孔高さD2と、は、
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の関係を有することが好ましい。すなわち、パッケージ300に電子部品40を収納し、実装させる場合、連通孔330dは収容空間300a内に存在する気体成分を排出する排出口としての機能を有しており、その気体成分を排出させる製造過程において、排出口としての連通孔330dが収容空間300aと外部とを連通させていなければならない。
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の関係を有することが好ましい。すなわち、パッケージ300に電子部品40を収納し、実装させる場合、連通孔330dは収容空間300a内に存在する気体成分を排出する排出口としての機能を有しており、その気体成分を排出させる製造過程において、排出口としての連通孔330dが収容空間300aと外部とを連通させていなければならない。
そこで、第1実施形態に係るパッケージ100と同様に、ベース10、第1シームリング331、第2シームリング332、そして蓋体20と、を各々接合させてパッケージ300に組み立てる場合、ベース10と第1シームリング331との接合においては、シームリング接合面10aとベース接合面330aと、の接合領域は少なくとも第1シームリング331の溝331bの領域を除くように設定されることとなる。また、ベース10に接合された第1シームリング331に第2シームリング332を接合させる場合には、その接合領域は第2シームリング332の溝332bの領域、すなわち連通孔330dの領域を除くように設定される。更に、ベース10にシームリング330が接合された状態に蓋体20を接合する場合においても、シームリング330のベース接合面330aの他方の面330e(以下、蓋接合面330eという)と、蓋体20の裏面20aと、の接合領域は、少なくとも連通孔330dの領域を除くように設定されることとなる。
そして、連通孔330dの領域を除くようにベース10とシームリング330、および蓋体20とシームリング330と、が接合された後に収容空間300aと外部とを連通させる連通孔330dが溶接などの封止手段によって塞がれ、収容空間300aは気密封止される。連通孔330dの封止手段には、例えばレーザー照射等のエネルギー線照射、あるいはシーム溶接によって連通孔330d周辺のシームリング330材料を熔融させ、封止する手段が用いられる、それらの手段はパッケージ300の蓋体20からベース10に向かう方向でエネルギーが付加される。従って、上述した、
D1>D2
の関係を備える連通孔330dとすることによって、簡単に、且つ確実に連通孔330dを塞ぐことができる。
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の関係を備える連通孔330dとすることによって、簡単に、且つ確実に連通孔330dを塞ぐことができる。
なお、本実施形態に係るシームリング330では、図7(a)に図示するように、連通孔330dは1か所形成された形態を例示しているが、これに限定されず、複数の連通孔330dを備えていてもよい。また、連通孔330dの平面配置は、図7(a)では、略矩形のパッケージ300における4辺の内の1辺に配置されるが、これに限定されず、パッケージ300の角部(コーナー部)に配置されてもよい。また、上述した第1実施形態に係るパッケージ100のその他の形態のパッケージ110と同様に、連通孔330dの形成領域のシームリング330の外形330cを、平面的に突出させてもよい。
また、第1シームリング331の溝331b、もしくは第2シームリング332の溝332bのどちらか一方が形成されていなくてもよい。すなわち、
D2=D21+D22
であって、D21=0、またはD22=0であってもよい。
D2=D21+D22
であって、D21=0、またはD22=0であってもよい。
上述した第3実施形態に係るパッケージ300に備えるシームリング330は、換言すると、第2実施形態に係るシームリング230を2体構造としたシームリングであると言える。第3実施形態に係るパッケージ300に備えるシームリング330は、連通孔330dを、溝331bと、溝332bと、により構成することで、容易にシームリング330に連通孔330dを形成することができる。
(変形例)
図8に電子部品収納容器(パッケージ)の変形例を示す。図8(a)に示すように、パッケージ400は、平板状のベース410と、蓋体420と、を備えている。蓋体420は、内部空間420aが形成された凹部420bと、凹部420bの開口側に凹部420bから外側に向けて延出される鍔部420cと、を有している。鍔部420cの凹部420b開口側の端面420dと、ベース410の一方の面410a(以下、主面410aという)と、を対向させ接合されている。
図8に電子部品収納容器(パッケージ)の変形例を示す。図8(a)に示すように、パッケージ400は、平板状のベース410と、蓋体420と、を備えている。蓋体420は、内部空間420aが形成された凹部420bと、凹部420bの開口側に凹部420bから外側に向けて延出される鍔部420cと、を有している。鍔部420cの凹部420b開口側の端面420dと、ベース410の一方の面410a(以下、主面410aという)と、を対向させ接合されている。
ベース410と、蓋体420と、が接合されることにより、内部空間420aがパッケージ400の電子部品が収納される収容空間400aに構成される。ベース410の主面410aに電子部品40が載置、固定することができるパッケージ400となる。
蓋体420の凹部420bの側壁420eには、少なくとも1か所の内部空間420aと、外部と、を連通する貫通孔420fが形成されている。図8(a)に示すK部拡大図である図8(b)に示すように、蓋体420の凹部420bの側壁420eに形成された貫通孔420fは、いわゆる封止孔として機能する。すなわち、パッケージ400の収容空間400a内に電子部品40が収納され、収容空間400a環境を気密保持させるために、貫通孔420fに封止部材430が配置し、封止部材430にエネルギー線、例えばレーザー光、を照射し加熱、溶融して封止部材430によって貫通孔420fを塞ぎ、気密封止する。
貫通孔420fは、貫通孔420f部の部分側面外観図である図8(c)に示すように、本例では楕円形の断面を有する貫通孔420fを例示しているが、これに限定されない。例えば、円形、トラック形、矩形、多角形、などであってもよい。
(第4実施形態)
図9に第4実施形態に係る電子デバイスを示し、(a)は蓋体20を除いた状態での平面図、(b)は(a)に示すM−M´部の断面図、(c)は(a)に示すN−N´部の断面図、(d)は(c)に示すP部拡大断面図である。第4実施形態に係る電子デバイス1000は、上述した第1実施形態に係るパッケージ100に、電子部品としての物理量検出素子の一例であるジャイロ素子500が、実装され収納された形態である。従って、以下の説明ではパッケージ100に掛る説明は省略する。なお、本実施形態に係る電子デバイス1000では、パッケージ100にジャイロ素子500が収納された形態を例示して説明するが、第1実施形態のその他の形態に係るパッケージ110、あるいは第2実施形態に係るパッケージ200、あるいは第3実施形態に係るパッケージ300に、ジャイロ素子500が収納された形態であってもよい。なお、以下では、図9(a)に示すように、互いに直交する3軸を、x軸、y軸およびz軸とし、z軸は、ジャイロ素子500の厚さ方向と一致する。また、x軸に平行な方向を「x軸方向」と言い、y軸に平行な方向を「y軸方向」と言い、z軸に平行な方向を「z軸方向」と言う。
図9に第4実施形態に係る電子デバイスを示し、(a)は蓋体20を除いた状態での平面図、(b)は(a)に示すM−M´部の断面図、(c)は(a)に示すN−N´部の断面図、(d)は(c)に示すP部拡大断面図である。第4実施形態に係る電子デバイス1000は、上述した第1実施形態に係るパッケージ100に、電子部品としての物理量検出素子の一例であるジャイロ素子500が、実装され収納された形態である。従って、以下の説明ではパッケージ100に掛る説明は省略する。なお、本実施形態に係る電子デバイス1000では、パッケージ100にジャイロ素子500が収納された形態を例示して説明するが、第1実施形態のその他の形態に係るパッケージ110、あるいは第2実施形態に係るパッケージ200、あるいは第3実施形態に係るパッケージ300に、ジャイロ素子500が収納された形態であってもよい。なお、以下では、図9(a)に示すように、互いに直交する3軸を、x軸、y軸およびz軸とし、z軸は、ジャイロ素子500の厚さ方向と一致する。また、x軸に平行な方向を「x軸方向」と言い、y軸に平行な方向を「y軸方向」と言い、z軸に平行な方向を「z軸方向」と言う。
図10は、上側(蓋体20側であり図9(a)のz軸方向)から見た電子部品としてのジャイロ素子500の平面図である。なお、ジャイロ素子500には、検出信号電極、検出信号配線、検出信号端子、検出接地電極、検出接地配線、検出接地端子、駆動信号電極、駆動信号配線、駆動信号端子、駆動接地電極、駆動接地配線および駆動接地端子などが設けられているが、同図においては省略している。
パッケージ100に収納されるジャイロ素子500は、z軸まわりの角速度を検出する「面外検出型」のセンサーであって、図示しないが、基材と、基材の表面に設けられている複数の電極、配線および端子とで構成されている。ジャイロ素子500は、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料で構成することができるが、これらの中でも、水晶で構成するのが好ましい。これにより、優れた振動特性(周波数特性)を発揮することのできるジャイロ素子500が得られる。
このようなジャイロ素子500は、いわゆるダブルT型をなす振動体510と、振動体510を支持する支持部としての第1支持部521および第2支持部522と、振動体510と、第1支持部521と第2支持部522と、を連結する梁としての第1梁531、第2梁532、第3梁533および第4梁534とを有している。
振動体510は、xy平面に拡がりを有し、z軸方向に厚みを有している。このような振動体510は、中央に位置する基部550と、基部550からy軸方向に沿って両側に延出している第1検出振動腕561および第2検出振動腕562と、基部550からx軸方向に沿って両側に延出している第1連結腕571および第2連結腕572と、第1連結腕571の先端部からy軸方向に沿って両側に延出している振動腕としての第1駆動振動腕581および第2駆動振動腕582と、第2連結腕572の先端部からy軸方向に沿って両側に延出している振動腕としての第3駆動振動腕583および第4駆動振動腕584と、を有している。各検出振動腕561,562および各駆動振動腕581,582,583,584の先端部には、それぞれ、基端側よりも幅の大きい略四角形の幅広部としての重量部(ハンマーヘッド)563,564,585,586,587,588が設けられている。このような重量部563,564,585,586,587,588を設けることでジャイロ素子500の角速度の検出感度が向上する。
また、第1支持部521および第2支持部522は、それぞれ、x軸方向に沿って延在しており、これら第1支持部521と、第2支持部522と、の間に振動体510が位置している。言い換えれば、第1支持部521および第2支持部522は、振動体510を介してy軸方向に沿って対向するように配置されている。第1支持部521は、第1梁531、および第2梁532を介して基部550に連結されており、第2支持部522は、第3梁533、および第4梁534を介して基部550に連結されている。
第1梁531は、第1検出振動腕561と第1駆動振動腕581と、の間を通って第1支持部521と基部550と、を連結する。第2梁532は、第1検出振動腕561と第3駆動振動腕583と、の間を通って第1支持部521と基部550と、を連結する。第3梁533は、第2検出振動腕562と第2駆動振動腕582と、の間を通って第2支持部522と基部550と、を連結する。そして、第4梁534は、第2検出振動腕562と第4駆動振動腕584と、の間を通って第2支持部522と基部550と、を連結している。
各梁531,532,533,534は、それぞれ、x軸方向に沿って往復しながらy軸方向に沿って延びる蛇行部を有する細長い形状で形成されているので、あらゆる方向に弾性を有している。そのため、外部から衝撃が加えられても、各梁531,532,533,534で衝撃を吸収する作用を有するので、これに起因する検出ノイズを低減または抑制することができる。
このような構成のジャイロ素子500は、次のようにしてz軸まわりの角速度ωを検出する。ジャイロ素子500は、角速度ωが加わらない状態において、駆動信号電極(図示せず)および駆動接地電極(図示せず)の間に電界が生じると、各駆動振動腕581,582,583,584がx軸方向に屈曲振動を行う。このとき、第1駆動振動腕581および第2駆動振動腕582と、第3駆動振動腕583および第4駆動振動腕584と、は、中心点(重心)を通るyz平面に関して面対称の振動を行っているため、基部550と、第1連結腕571および第2連結腕572と、第1検出振動腕561および第2検出振動腕562と、は、ほとんど振動しない。
この駆動振動を行っている状態にて、ジャイロ素子500にz軸まわりに角速度ωが加わると、各駆動振動腕581,582,583,584および各連結腕571,572にy軸方向のコリオリの力が働き、このy軸方向の振動に呼応して、x軸方向の検出振動が励起される。そして、この振動により発生した各検出振動腕561,562の歪みを検出信号電極(図示せず)および検出接地電極(図示せず)が検出して角速度ωが求められる。
そして図9に示すように、ジャイロ素子500は、第1支持部521および第2支持部522にて、半田、銀ペースト、導電性接着剤(樹脂材料中に金属粒子などの導電性フィラーを分散させた接着剤)などの導電性固定部材50を介してベース10の底板11の上面に固定されている。第1支持部521および第2支持部522は、ジャイロ素子500のy軸方向の両端部に位置するため、このような部分を底板11に固定することにより、ジャイロ素子500の振動体510が両持ち支持され、ジャイロ素子500を底板11に対して安定的に固定することができる。そのため、ジャイロ素子500の不要な振動(検出振動以外の振動)が抑制され、ジャイロ素子500による角速度ωの検出精度が向上する。
また、導電性固定部材50は、第1支持部521および第2支持部522に設けられている2つの検出信号端子591、2つの検出接地端子592、駆動信号端子593および駆動接地端子594に対応(接触)して、且つ互いに離間して6つ設けられている。また、底板11の上面には、2つの検出信号端子591、2つの検出接地端子592、駆動信号端子593および駆動接地端子594に対応する6つの接続パッド60が設けられており、導電性固定部材50を介して、これら各接続パッド60とそれと対応するいずれかの端子とが電気的に接続されている。
上述したように、パッケージ100の内部にジャイロ素子500が収納された状態において、パッケージ100に備えるシームリング30に形成された溝30dは、図9(d)に示すように、収容空間100aから外部に連通する、少なくとも外部側の開口領域において溝30dを塞ぐように溶接等の手段によって封止部30gが形成され、収容空間100aは外部から密閉封止されている。
パッケージ100にジャイロ素子500を収納させた電子デバイス1000は、ジャイロ素子500が収容される収容空間100aの内部環境、例えば低圧あるいは真空状態、あるいは不活性ガス充填状態、の維持のためシームリング30の溝30dを通して、排気あるいは気体充填が行われる。そして、排気あるいは気体充填後に溝30dの外部開口領域を溶接封止する。この時、溶接封止の手段として、例えばレーザー照射等のエネルギー線照射、あるいはシーム溶接によって溝30d周辺のシームリング30材料を熔融させ、封止する手段が用いられる、それらの手段はパッケージ100の蓋体20からベース10に向かう方向でエネルギーが付加される。従って、溝30dの連通方向に交差する方向にエネルギーが付加されることで、収容空間100aに向かって熔融した溝30d領域のシームリング30の材料の一部が飛散することが防止でき、ジャイロ素子500に飛散物の付着が抑制され、安定して正確な角速度を測定することができる電子デバイス1000を得ることができる。
上述した電子デバイス1000は、パッケージ100にジャイロ素子500が収納された形態を例示したが、これに限定されない。パッケージには第1実施形態に係るその他のパッケージ110、もしくは第2実施形態に係るパッケージ200、もしくは第3実施形態に係るパッケージ300に電子部品、例えばジャイロ素子500を収納した電子デバイスであってもよい。
(第5実施形態)
第5実施形態として、第1実施形態に係るパッケージ100、およびパッケージ100にジャイロ素子500が収納された第4実施形態に係る電子デバイス1000の製造方法について説明する。
第5実施形態として、第1実施形態に係るパッケージ100、およびパッケージ100にジャイロ素子500が収納された第4実施形態に係る電子デバイス1000の製造方法について説明する。
図11は、電子デバイス1000の製造方法としての本実施形態に係る製造方法を示す概略製造フローチャートである。図12は、図11に示すフローチャートによる電子デバイス1000の製造方法を示す断面図である。なお、上述したように、本実施形態は第4実施形態に係る電子デバイス1000、すなわち電子部品収納容器としてパッケージ100にジャイロ素子500が収納されている形態であるので、以下の説明では、第1実施形態に係るパッケージ100と同じ構成要素、および第4実施形態に係る電子デバイス1000と同じ構成要素と、には同じ符号を付し、説明は省略する。
(第1接合工程)
第1接合工程(S1)は、図12(a)に示すように、準備されたベース10に、シームリング30を接合させる工程である。第1接合工程(S1)では、図12(a)に示すように、ベース10のシームリング接合面10aに載置されたシームリング30を、シーム溶接機のローラー電極600を用いて、ベース10とシームリング30と、を接合する。シームリング30がベース10のシームリング接合面10aに載置される方向は、溝30dが形成されたベース接合面30aをシームリング接合面10aに対向させて載置する。そしてローラー電極600を、ベース接合面30aの反対面である蓋接合面30e側から、図示しないシーム溶接機に備える加圧機構によって、加圧接触させながらシームリング30の外周面30cに沿って所定の速度で転動させる。ローラー電極600の転動と同時にシームリング30を介してローラー電極600間に電流を流すことにより、シームリング30あるいはベース10のシームリング接合面10aに備えられた図示しない接合金属を、ジュール熱によって熔融させ、シームリング接合面10aとベース接合面30aと、が接合される。
第1接合工程(S1)は、図12(a)に示すように、準備されたベース10に、シームリング30を接合させる工程である。第1接合工程(S1)では、図12(a)に示すように、ベース10のシームリング接合面10aに載置されたシームリング30を、シーム溶接機のローラー電極600を用いて、ベース10とシームリング30と、を接合する。シームリング30がベース10のシームリング接合面10aに載置される方向は、溝30dが形成されたベース接合面30aをシームリング接合面10aに対向させて載置する。そしてローラー電極600を、ベース接合面30aの反対面である蓋接合面30e側から、図示しないシーム溶接機に備える加圧機構によって、加圧接触させながらシームリング30の外周面30cに沿って所定の速度で転動させる。ローラー電極600の転動と同時にシームリング30を介してローラー電極600間に電流を流すことにより、シームリング30あるいはベース10のシームリング接合面10aに備えられた図示しない接合金属を、ジュール熱によって熔融させ、シームリング接合面10aとベース接合面30aと、が接合される。
このとき、シームリング30に形成された溝30dの部分では、溝30dによってベース10とシームリング30とが接触していないため、シーム溶接されずに未溶接状態となる。即ち、第1の接合工程(S1)では、ベース10とシームリング30との接合予定部位のうち、溝30dに対応する部分を除いた部分をシーム溶接により接合される。溝30dは、シームリング30の内周面30bから外周面30cへ連通しているため、この未溶接となった溝30dが、後述する封止工程での排気穴として機能する。
しかし、通電によって軟化したシームリング30における溝30dの領域が、ローラー電極600の押圧力によって変形することを抑制するため、図12(a)に示すQ方向矢視外観である図13(a)に示すように、ローラー電極600は、溝30dの領域を含む範囲Rの領域では、押圧および通電させないことが好ましい。範囲Rは、ローラー電極600のシームリング30との接点600aと、溝30dの幅端部との距離δ1,δ2が、
δ1≒0,δ2≒0
となる領域である。
δ1≒0,δ2≒0
となる領域である。
(電子部品実装工程)
第1接合工程(S1)によって得られたシームリング30を備えたベース10の凹部10b内、すなわち底板11の上面11aに、電子部品としてのジャイロ素子500を実装する、図12(b)に示す電子部品実装工程(S2)に移行する。図12(b)に示すように、電子部品実装工程(S2)では、底板11の上面11aに形成された接続パッド60と、ジャイロ素子500の支持部521,522に備える図示しない各端子591,592,593,594と、を導電性接着剤などの導電性固定部材50によって固着させ、ジャイロ素子500を底板11の上面11a上に配置、固定させる。
第1接合工程(S1)によって得られたシームリング30を備えたベース10の凹部10b内、すなわち底板11の上面11aに、電子部品としてのジャイロ素子500を実装する、図12(b)に示す電子部品実装工程(S2)に移行する。図12(b)に示すように、電子部品実装工程(S2)では、底板11の上面11aに形成された接続パッド60と、ジャイロ素子500の支持部521,522に備える図示しない各端子591,592,593,594と、を導電性接着剤などの導電性固定部材50によって固着させ、ジャイロ素子500を底板11の上面11a上に配置、固定させる。
なお、本実施形態に係る電子デバイス1000の製造方法では、第1接合工程(S1)の後に電子部品実装工程(S2)を実行する方法を例示したが、電子部品実装工程(S2)の後に第1接合工程(S1)を実行することもできる。但し、第1接合工程(S1)のシーム溶接によって熔融したシームリング30、あるいは接合金属の熔融飛沫が凹部10b内に飛散し、実装されたジャイロ素子500に付着する虞もあるため、本実施形態で例示した第1接合工程(S1)の後、電子部品実装工程(S2)に移行する方法が好ましい。
(第2接合工程)
次に、第2接合工程(S3)に移行される。第2接合工程(S3)では、図12(c)に示すように、ベース10に接合されたシームリング30の蓋接合面30e上に、蓋体20のベース10に対向する裏面20aを対向させて蓋体20を載置し、シーム溶接機のローラー電極610を用いて、シームリング30の蓋接合面30eと、蓋体20の裏面20aと、を接合し、ジャイロ素子500が収納された収容空間100aを有するパッケージ100が形成される。
次に、第2接合工程(S3)に移行される。第2接合工程(S3)では、図12(c)に示すように、ベース10に接合されたシームリング30の蓋接合面30e上に、蓋体20のベース10に対向する裏面20aを対向させて蓋体20を載置し、シーム溶接機のローラー電極610を用いて、シームリング30の蓋接合面30eと、蓋体20の裏面20aと、を接合し、ジャイロ素子500が収納された収容空間100aを有するパッケージ100が形成される。
このとき、シームリング30に形成された溝30dの部分では、溝30dによってベース10とシームリング30とが接触していないため、蓋体20がシームリング30にシーム溶接される際でもシーム溶接されずに未溶接状態となる。即ち、第2の接合工程(S3)では、シームリング30と蓋体20とが溶接されても、ベース10とシームリング30との接合部位のうち、溝30dに対応する部分では、溶接の電流が流れず溶接は抑制されている。従って、第2の溶接工程(S3)においても溝30dは、シームリング30の内周面30bから外周面30cへ連通経路は維持されることとなる。
しかし、通電によって軟化したシームリング30における溝30dの領域が、蓋体20を介してローラー電極610の押圧力によって変形することを抑制するため、図12(c)に示すQ方向矢視外観である図13(b)に示すように、ローラー電極610は、溝30dの領域含む範囲Rの領域では、押圧および通電させないことが好ましい。範囲Rは、ローラー電極610の蓋体20との接点610aと、溝30dの幅端部との距離δ1,δ2が、
δ1≒0,δ2≒0
となる領域である。
δ1≒0,δ2≒0
となる領域である。
(封止工程)
第2の接合工程(S3)によって、ジャイロ素子500がパッケージ100に収納されたのち、封止工程(S4)に移行される。本実施形態に係る電子デバイス1000の製造方法の説明では、封止工程(S4)において、第2の接合工程(S3)によって完成した、シームリング30の溝30dが連通した状態での封止前電子デバイス1000´の収容空間100a内の気体を排出し、真空環境にした電子デバイス1000を得る工程を例示する。
第2の接合工程(S3)によって、ジャイロ素子500がパッケージ100に収納されたのち、封止工程(S4)に移行される。本実施形態に係る電子デバイス1000の製造方法の説明では、封止工程(S4)において、第2の接合工程(S3)によって完成した、シームリング30の溝30dが連通した状態での封止前電子デバイス1000´の収容空間100a内の気体を排出し、真空環境にした電子デバイス1000を得る工程を例示する。
封止工程(S4)では、まず封止前電子デバイス1000´を図示しない減圧装置に備える真空チャンバーに収容し、所定の減圧条件にて収容空間100a内から、連通孔となる溝30dを通じて気体を排出する。そして、気体排出の後、減圧環境を維持しながら、図12(d)に示すように、溝30dに対応する部分にエネルギー線70を照射する。エネルギー線70としては、例えばレーザー光、電子線、ハロゲン光等が用いられるが、本実施形態ではエネルギー線70としてレーザー光が用いられる工程を例示する。従って、エネルギー線70は、以下、レーザー光70という。
図12(d)に示すS部の拡大図である図13(c)に示すように、レーザー光70のスポット内に溝30dの外部側の端部、即ちシームリング30の外周面30cを含む溝30dの端部部分を包含するように配置してレーザー光70を照射する。そして、レーザー光70の照射による熱エネルギーで、溝30dの底部30fが溶融し、溶融した金属が溝30dを埋めながらベース10のシームリング接合面10a上に流動する。十分に溶融金属が流動したところで、レーザー光70の照射を止めると、溶融していた金属が固化し、この固化した溶融金属が封止部30gとなって溝30dを気密的に封止(塞ぐ)する。
また、レーザー光70の照射領域内では、蓋体20とシームリング30との接合部分にもレーザー光70による熱エネルギーが付加され、図13(b)に示す範囲R、すなわちローラー電極610によるシーム溶接が不完全な領域が、同時に溶接接合され、収容空間100aは気密封止され、図9に示す電子デバイス1000を得ることができる。
本実施形態に係る電子デバイス1000の製造方法によれば、封止工程(S4)において溝30dを封止する手段としてのレーザー光70は、パッケージ100の蓋体20側からシームリング30に向けて照射されるため、溝30dの底部30fの熔融物が収容空間100a側に飛散することを防止することができる。従って、収容されたジャイロ素子500に、溝30dの底部30fの熔融物の飛沫が付着することが防止でき、高い精度の電子デバイス1000を得ることができる。
上述した電子デバイス1000は、パッケージ100の内部にジャイロ素子500が収納された形態であるが、これに限定されず、例えば、ジャイロ素子500と、ジャイロ素子500を駆動および制御する半導体素子(IC)と、を収容空間100aに収容した電子デバイスであってもよい。
(第6実施形態)
第6実施形態に係る電子機器として、第4実施形態に係る電子デバイス1000を備えるスマートフォンおよびデジタルスチルカメラについて説明する。図14はスマートフォン2000を示す外観図である。スマートフォン2000には、スマートフォン2000の姿勢を検出する第4実施形態に係る電子デバイス1000が組み込まれている。電子デバイス1000が組み込まれることにより、いわゆるモーションセンシングが実施され、スマートフォン2000の姿勢を検出することができる。電子デバイス1000によって検出される検出信号は、例えばマイクロコンピュータチップ2100(以下、MPU2100という)に供給され、MPU2100はモーションセンシングに応じてさまざまな処理を実行することができる。その他、モーションセンシングは、携帯電話、携帯型ゲーム機、ゲームコントローラー、カーナビゲーションシステム、ポインティングシステム、ヘッドマウンティングディスプレイ、タブレットパソコンなどの電子機器で電子デバイス1000を組み込むことにより、利用することができる。
第6実施形態に係る電子機器として、第4実施形態に係る電子デバイス1000を備えるスマートフォンおよびデジタルスチルカメラについて説明する。図14はスマートフォン2000を示す外観図である。スマートフォン2000には、スマートフォン2000の姿勢を検出する第4実施形態に係る電子デバイス1000が組み込まれている。電子デバイス1000が組み込まれることにより、いわゆるモーションセンシングが実施され、スマートフォン2000の姿勢を検出することができる。電子デバイス1000によって検出される検出信号は、例えばマイクロコンピュータチップ2100(以下、MPU2100という)に供給され、MPU2100はモーションセンシングに応じてさまざまな処理を実行することができる。その他、モーションセンシングは、携帯電話、携帯型ゲーム機、ゲームコントローラー、カーナビゲーションシステム、ポインティングシステム、ヘッドマウンティングディスプレイ、タブレットパソコンなどの電子機器で電子デバイス1000を組み込むことにより、利用することができる。
図15はデジタルスチルカメラ3000(以下、カメラ3000という)を示す外観図である。カメラ3000には、カメラ3000の姿勢を検出する第4実施形態に係る電子デバイス1000が組み込まれている。組み込まれた電子デバイス1000の検出信号は手ぶれ補正装置3100に供給される。手ぶれ補正装置3100は電子デバイス1000によって検出される検出信号に応じて、例えばレンズセット3200内の特定のレンズを移動させ、手ぶれによる画像不良を抑制することができる。また、デジタルビデオカメラに電子デバイス1000および手ぶれ補正装置3100を組み込むことにより、カメラ3000と同様に手ぶれの補正をすることができる。
(第7実施形態)
第4実施形態に係る電子デバイス1000を備える第7実施形態に係る移動体の具体例として、自動車について説明する。図16は、第7実施形態に係る自動車4000の外観図である。図16に示すように、自動車4000には第4実施形態に係る電子デバイス1000が組み込まれている。電子デバイス1000は車体4100の姿勢を検出する。電子デバイス1000によって検出される検出信号は車体姿勢制御装置4200に供給される。車体姿勢制御装置4200は供給された信号に基づき車体4100の姿勢状態を演算し、例えば車体4100の姿勢に応じた緩衝装置(いわゆるサスペンション)の硬軟を制御したり、個々の車輪4300の制動力を制御したりすることができる。このような電子デバイス1000を用いた姿勢制御は、二足歩行ロボット、航空機、あるいはラジコンヘリコプターなどの玩具に利用することができる。
第4実施形態に係る電子デバイス1000を備える第7実施形態に係る移動体の具体例として、自動車について説明する。図16は、第7実施形態に係る自動車4000の外観図である。図16に示すように、自動車4000には第4実施形態に係る電子デバイス1000が組み込まれている。電子デバイス1000は車体4100の姿勢を検出する。電子デバイス1000によって検出される検出信号は車体姿勢制御装置4200に供給される。車体姿勢制御装置4200は供給された信号に基づき車体4100の姿勢状態を演算し、例えば車体4100の姿勢に応じた緩衝装置(いわゆるサスペンション)の硬軟を制御したり、個々の車輪4300の制動力を制御したりすることができる。このような電子デバイス1000を用いた姿勢制御は、二足歩行ロボット、航空機、あるいはラジコンヘリコプターなどの玩具に利用することができる。
10…ベース、20…蓋体、30…接合部材(シームリング)、40…電子部品、100…電子部品収納容器(パッケージ)。
Claims (17)
- ベースと、
前記ベースに蓋体を接合する接合部材と、を含み、
前記ベースと、前記蓋体と、が、前記接合部材を介して接合され、電子部品を収容する収容空間が形成される電子部品収納容器であって、
前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、
前記一方の面に、前記収容空間と、外部側と、を連通する溝を備え、
前記一方の面の少なくとも前記溝の領域を除く領域が、前記ベースに接合されている、
ことを特徴とする電子部品収納容器。 - 前記溝の前記一方の面に面方向に沿った溝幅をL1、
前記一方の面に交差する方向の溝深さをL2、とした場合、
L1>L2である、
ことを特徴とする請求項1に記載の電子部品収納容器。 - ベースと、
前記ベースに蓋体を接合する接合部材と、を含み、
前記ベースと、前記蓋体と、が、前記接合部材を介して接合され、電子部品を収容する収容空間が形成される電子部品収納容器であって、
前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、
前記接合部材は、前記収容空間と、外部側と、を連通する連通孔を備えている、
ことを特徴とする電子部品収納容器。 - 前記連通孔の前記一方の面に面方向に沿った孔幅をD1、
前記一方の面に交差する方向の孔高さをD2、とした場合、
D1>D2である、
ことを特徴とする請求項3に記載の電子部品収納容器。 - 前記接合部材は、第1の接合部材と、第2の接合部材と、を備え、
前記第1の接合部材と、前記第2の接合部材と、は、互いに接合する前記第1の接合部材に備える第1の面と、前記第2の接合部材に備える第2の面と、を有し、
前記第1の面および前記第2の面の少なくともどちらか一方に、前記収容空間と、外部側と、を連通する溝を備えている、
ことを特徴とする請求項3に記載の電子部品収納容器。 - 電子部品と、
ベースと、
蓋体と、
前記ベースと、前記蓋体と、を接合する接合部材と、を含み、
前記電子部品が、前記ベースと、前記蓋体と、が前記接合部材を介して接合されて形成される収容空間内に収容された電子デバイスであって、
前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、
前記一方の面に、前記収容空間と、外部側と、を連通する溝を備え、
前記一方の面の少なくとも前記溝の領域を除く領域が、前記ベースに接合され、前記溝の外部側開口が封止されている、
ことを特徴とする電子デバイス。 - 前記電子部品が、物理量検出素子である、
ことを特徴とする請求項6に記載の電子デバイス。 - 電子部品と、
ベースと、
蓋体と、
前記ベースと、前記蓋体と、を接合する接合部材と、を含み、
前記電子部品が、前記ベースと、前記蓋体と、が前記接合部材を介して接合されて形成される収容空間内に収容された電子デバイスであって、
前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、
前記接合部材は、前記収容空間と、外部側と、を連通する連通孔を備え、
前記連通孔の外部側開口が封止されている、
ことを特徴とする電子デバイス。 - 前記電子部品が、物理量検出素子である、
ことを特徴とする請求項8に記載の電子デバイス。 - 電子部品と、
ベースと、
蓋体と、
前記ベースと、前記蓋体と、を接合する接合部材と、を含み、
前記電子部品が、前記ベースと、前記蓋体と、が前記接合部材を介して接合されて形成される収容空間内に収容され、
前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、
前記一方の面に、前記収容空間と、外部側と、を連通する溝を備え、
前記一方の面の少なくとも前記溝の領域を除く領域が、前記ベースに接合され、
前記溝の外部側開口が封止されている電子デバイスの製造方法であって、
前記ベースに、前記接合部材の前記一方の面を前記ベースに対向載置し、前記接合部材を前記ベースに接合する第1の接合工程と、
前記ベースに前記電子部品を実装する電子部品実装工程と、
前記ベースに接合された前記接合部材に前記蓋体を接合する第2の接合工程と、
前記溝の外部側の開口端部を含む部分を封止する封止工程と、を含む、
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 前記封止工程は、前記収容空間内の気体を排出する排気工程を含む、
ことを特徴とする請求項10に記載の電子デバイスの製造方法。 - 前記第1の接合工程および前記第2の接合工程は、シーム溶接により接合される、
ことを特徴とする請求項10または11のいずれかに記載の電子デバイスの製造方法。 - 電子部品と、
ベースと、
蓋体と、
前記ベースと、前記蓋体と、を接合する接合部材と、を含み、
前記電子部品が、前記ベースと、前記蓋体と、が前記接合部材を介して接合されて形成される収容空間内に収容され、
前記接合部材は、前記ベースに接合される一方の面と、前記蓋体が接合される他方の面と、を含み、
前記接合部材は、前記収容空間と外部側と、を連通する連通孔を備え、
前記連通孔の外部側開口が封止されている電子デバイスの製造方法であって、
前記ベースに、前記接合部材の前記一方の面を前記ベースに対向載置し、前記接合部材を前記ベースに接合する第1の接合工程と、
前記ベースに前記電子部品を実装する電子部品実装工程と、
前記ベースに接合された前記接合部材に前記蓋体を接合する第2の接合工程と、
前記連通孔の外部側の開口端部を含む部分を封止する封止工程と、を含む、
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 - 前記封止工程は、前記収容空間内の気体を排出する排気工程を含む、
ことを特徴とする請求項13に記載の電子デバイスの製造方法。 - 前記第1の接合工程および前記第2の接合工程は、シーム溶接により接合される、
ことを特徴とする請求項13または14のいずれかに記載の電子デバイスの製造方法。 - 請求項6から9のいずれか一項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。
- 請求項6から9のいずれか一項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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JP2014154615A JP2016032058A (ja) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | 電子部品収納容器、電子デバイス、電子デバイスの製造方法、電子機器および移動体 |
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