JP2020123608A - 薄膜サーミスタ及び圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】経時的な特性の変動を可及的に抑制した薄膜サーミスタ及びそれを備える圧電デバイスを提供する。【解決手段】薄膜サーミスタ１において、感温抵抗体膜５及び電極膜６が形成されたベース２に、リッド３が接合されて、感温抵抗体膜５及び電極膜６が、ベース２とリッド３との間の内部空間に気密に封止されている。内部空間は、真空にされているか又は不活性ガスが充填されていることが好ましい。パッケージは、基板が収納される収納凹部を有するベースと、該ベースに接合されて、収納凹部を気密に封止して内部空間を形成する蓋体とを備えることがさらに好ましい。【選択図】図２

Description

本発明は、温度センサとして用いられる薄膜サーミスタ、及び、該薄膜サーミスタを備えた圧電振動子等の圧電デバイスに関する。

薄膜サーミスタとして、例えば、特許文献１に記載されているように、絶縁性基板上に、サーミスタ薄膜を形成し、このサーミスタ薄膜上に間隔をあけて一対の電極を形成したものがある。

特公平３−５４８４３号公報

このような薄膜サーミスタでは、サーミスタ薄膜は、大気に露出した状態であるので、時間の経過に伴って、大気中の酸素や水分を吸蔵して抵抗値や感度を示すＢ定数等の特性が変動するという課題がある。

本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであって、経時的な特性の変動を可及的に抑制した薄膜サーミスタ及びそれを備える圧電デバイスを提供することを目的とする。

本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。

すなわち、本発明の薄膜サーミスタは、感温抵抗体膜及び電極膜が形成された絶縁性の基板を備え、少なくとも前記感温抵抗体膜及び前記電極膜が、パッケージの内部空間に気密に封止されている。

本発明によれば、少なくとも感温抵抗体膜及び電極膜が、パッケージの内部空間に気密に封止されているので、感温抵抗体膜及び電極膜が大気中に露出されて、大気中の酸素や水分を吸蔵して抵抗値等の特性が変動するのを抑制することができる。

本発明の薄膜サーミスタでは、前記内部空間は、真空にされ、又は、不活性ガスが充填されているのが好ましい。

上記構成によれば、少なくとも感温抵抗体膜及び電極膜が封止される内部空間は、真空、あるいは、不活性ガスが充填されているので、感温抵抗体膜等が酸素や水分を吸蔵することがない。

本発明の薄膜サーミスタでは、前記パッケージは、前記基板が収納される収納凹部を有するベースと、該ベースに接合されて、前記収納凹部を気密に封止して前記内部空間を形成する蓋体とを備える構成としてもよい。

上記構成によれば、感温抵抗体膜及び電極膜が形成された基板は、ベースの収納凹部に収納され、このベースに蓋体が接合されて、前記収納凹部が気密に封止されるので、感温抵抗体膜及び電極膜が、大気中の酸素や水分を吸蔵して抵抗値等の特性が変動するのを抑制することができる。

本発明の薄膜サーミスタでは、前記基板を第１基板として備えると共に、前記第１基板とは異なる第２基板を備え、前記第１基板及び前記第２基板の両基板が接合されて、前記パッケージが構成されていると共に、前記両基板間に、前記感温抵抗体膜及び前記電極膜を気密に封止する前記内部空間が形成される構成としてもよい。

上記構成によれば、感温抵抗体膜及び電極膜が形成された第１基板と、第２基板とを接合して、両基板間に形成される内部空間に、感温抵抗体膜及び電極膜を気密に封止するので、感温抵抗体膜及び電極膜が、大気中の酸素や水分を吸蔵して抵抗値等の特性が変動するのを抑制することができる。また、第１基板と第２基板とを接合して両基板間に内部空間を形成するので、ベースの収納凹部に基板を収納して蓋体を接合する場合に比べて、薄型化（低背化）を図ることができる。

本発明の薄膜サーミスタでは、前記両基板は、互いに接合される側の面に、前記両基板の接合状態における平面視で、前記感温抵抗体膜及び前記電極膜を囲むように形成された環状の接合部をそれぞれ有し、前記両基板の前記接合部が互いに接合されて、前記内部空間が形成される構成としてもよい。

上記構成によれば、両基板の環状の接合部同士を接合させることによって、両基板間には、環状の接合部によって囲まれた内部空間が形成されると共に、この内部空間内に、感温抵抗体膜及び電極膜が、気密に封止される。

本発明の薄膜サーミスタでは、前記両基板の少なくとも一方の基板には、前記環状の前記接合部によって囲まれる領域内に凹部が形成される構成としてもよい。

上記構成によれば、少なくとも一方の基板には、環状の接合部によって囲まれる領域、すなわち、感温抵抗体膜及び電極膜が形成されている領域に対応して、凹部が形成されているので、感温抵抗体膜上に電極膜を積層した場合に、その積層した膜の厚みが、環状の接合部の厚みよりも厚くても、その厚み分を凹部によって吸収して、両基板間に形成される内部空間に、感温抵抗体膜及び電極膜を収納することができる。

本発明の薄膜サーミスタでは、前記両基板の一方の基板を、外部接続端子を有するベースとし、他方の基板を、前記ベースに接合される蓋体としてもよい。

上記構成によれば、ベースと蓋体とを接合することによって、ベースと蓋体との間の内部空間に、ベース又は蓋体に形成されている感温抵抗体膜及び電極膜を気密に封止することができる。また、当該薄膜サーミスタを、ベース外面の外部接続端子を介して他の基板等に搭載することができる。

本発明の薄膜サーミスタでは、前記ベースは、その厚み方向に貫通して、前記電極膜と前記外部接続端子とを電気的に接続する貫通電極を有する構成としてもよい。

上記構成によれば、ベース外面の外部接続電極と、ベースと蓋体との間の内部空間に気密に封止された電極膜とを、貫通電極を介することによって、薄膜サーミスタの外部に配線を引き回すことなく、より短い経路で電気的に接続することができる。

本発明の薄膜サーミスタでは、前記ベース又は前記蓋体は、前記貫通電極に電気的に接続された前記電極膜から延出された引出し電極に接合されて、前記貫通電極を封止する封止部を有する構成としてもよい。

上記構成によれば、電極膜から延出された引出し電極の部分に、電極膜と外部接続端子とを電気的に接続する貫通電極を形成しておくことによって、ベースと蓋体とを接合すると、電極膜から延出された引出し電極と封止部とが接合されることになる。これによって、電極膜を外部接続端子に接続する貫通電極を、引出し電極と封止部との接合によって封止する、すなわち、貫通電極を閉塞することが可能となり、ベースと蓋体との間に形成される内部空間の気密性を確保することができる。

本発明の薄膜サーミスタでは、前記貫通電極は、封止材が充填されて封止されてもよい。

上記構成によれば、貫通電極に、樹脂等の封止材を充填してベースと蓋体との間に形成される内部空間の気密性を確保してもよい。

本発明の薄膜サーミスタでは、前記感温抵抗体膜を、窒素および酸素を含有成分として含むクロム膜にて構成してもよい。

上記構成によれば、従来に比べてＢ定数の向上を図ることが可能となる。

本発明の圧電デバイスは、上記の本発明に係る薄膜サーミスタと圧電振動子とを備えている。

本発明によれば、経時的な特性の変動を可及的に抑制した薄膜サーミスタを備えた圧電振動子を得ることができる。

本発明によれば、少なくとも感温抵抗体膜及び電極膜が、パッケージの内部空間に気密に封止されているので、感温抵抗体膜及び電極膜が、大気中の酸素や水分を吸蔵して抵抗値等の特性が変動するのを抑制することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る薄膜サーミスタの斜視図である。 図２は図１のＡ−Ａ線に沿う拡大した概略断面図である。 図３はベースの接合面を示す概略平面図である。 図４はベースの底面を示す概略平面図である。 図５はリッドの接合面を示す概略平面図である。 図６は本発明の他の実施形態に係る薄膜サーミスタの図２に対応する概略断面図である。 図７は図６のベースの接合面を示す概略平面図である。 図８は図６のリッドの接合面を示す概略平面図である。 図９は本発明の更に他の実施形態に係る薄膜サーミスタの図２に対応する概略断面図である。 図１０は図９のリッドの接合面を示す概略平面図である。 図１１は本発明の更に他の実施形態に係る薄膜サーミスタの概略断面図である。 図１２は図１１のリッドを取外した状態の平面図である。 図１３は本発明の一実施形態に係る温度センサ内蔵水晶振動子の概略断面図である。 図１４は本発明の他の実施形態に係る温度センサ内蔵水晶振動子の概略断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態に係る薄膜サーミスタの斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う拡大した概略断面図である。

この実施形態の薄膜サーミスタ１は、ベース２と、このベース２に接合される蓋体としてのリッド３とを備えている。ベース２にリッド３が接合されて構成される薄膜サーミスタ１のパッケージは、直方体であって、平面視矩形である。この実施形態の薄膜サーミスタ１のパッケージサイズは、平面視で、例えば、１．０ｍｍ×０．８ｍｍであり、その高さは、例えば、０．０８ｍｍあり、小型化及び低背化を図っている。なお、パッケージサイズは、上記に限定されるものではない。これよりも小さいサイズ、あるいは、大きいサイズであってもよい。

図３は第１基板としてのベース２の一方の主面側である、リッド３が接合される側の面(以下「接合面」という)を示す概略平面図であり、図４はベース２の他方の主面側である底面を示す底面図である。

この実施形態のベース２は、絶縁性基板、例えば、ＡＴカット水晶板からなり、その両主面が、ＸＺ´平面である。

ベース２の接合面上には、ベース２の長辺に沿う方向（図３の左右方向）に長い平面視矩形の感温抵抗体膜５が形成されている。この感温抵抗体膜５は、例えば、スパッタリングによって成膜され、フォトレジストを用いたエッチング処理によって形成される。この実施形態では、感温抵抗体膜５の厚みは、例えば、２００ｎｍである。

この感温抵抗体膜５上には、間隔を空けて対向する一対の電極膜６，６が、平面視矩形のベース２の各短辺を二等分するように長辺に沿って延びる中心線（図示せず）に対称に形成されている。各電極膜６，６は、ベース２の短辺に沿う方向（図３の上下方向）が、感温抵抗体膜５の外方までそれぞれ延びている。各電極膜６，６の、ベース２の長辺に沿う方向の中央部からは、近接する各長辺に向かって引出し電極６１，６１がそれぞれ延出されている。引出し電極６１，６１を除く各電極膜６，６は、平面視矩形である。各引出し電極６１，６１は、一定の幅を有し、その延出端部の幅方向の両側が円弧状に形成されると共に、端縁がベース２の長辺に平行な直線状に形成されている。各引出し電極６１，６１の中央部には、後述の貫通電極９，９がそれぞれ形成されている。

ベース２の接合面上には、ベース２を、リッド３に接合して封止するための接合部としての封止用接合パターン７が、ベース２の全周に亘って、その外周縁に沿うように矩形環状に形成されている。この封止用接合パターン７によって囲まれた領域内に、上記感温抵抗体膜５、電極膜６，６及び引出し電極６１，６１が形成されている。

ベース２の裏面には、図４に示すように、当該薄膜サーミスタ１を、外部の回路基板等に実装するための一対の外部接続端子８，８が、ベース２の対向する各長辺寄りにそれぞれ形成されている。各外部接続端子８，８は、平面視矩形であり、ベース２の前記各長辺及び両短辺の外周縁に沿うようにそれぞれ形成されている。

ベース２には、接合面と底面との両主面間を貫通する一対の貫通電極９，９が形成されている。各貫通電極９，９は、貫通孔の内壁面に金属膜が被着されて構成されている。各貫通電極９，９は、その一端が、ベース２の接合面の各引出し電極６１，６１の形成領域に位置し、その他端が、ベース２の底面の各外部接続端子８，８の形成領域に位置している。すなわち、各貫通電極９，９は、ベース２の接合面の各引出し電極６１，６１と、底面の各外部接続端子８，８とをそれぞれ電気的に接続する。

この実施形態では、ベース２の感温抵抗体膜５は、クロム(Ｃｒ)、窒素(Ｎ)、及び、酸素(Ｏ)を含有している。具体的には、感温抵抗膜５は、窒素、酸素を含有するクロム膜にて構成されている。このように感温抵抗膜５を、窒素、酸素を含有するクロム膜で構成することによって、従来に比べてＢ定数の向上を図ることが可能となる。すなわち、従来の薄膜サーミスタはチップサーミスタに比べるとＢ定数が小さく、圧電デバイスにおいて求められる特性を満たさないことも多い。このため、圧電デバイスにおいて薄膜サーミスタを使用することができず、やむを得ずチップサーミスタを用いているのが現状である。

本実施形態によれば、従来では薄膜サーミスタが使用できなかった圧電デバイスに対しても、薄膜サーミスタを適用することが可能となる。

感温抵抗体膜５を構成する材料は、上記に限らず、他の材料であってもよい。

ベース２の電極膜６，６、封止用接合パターン７、及び、外部接続端子８，８は、例えば、ＴｉまたはＣｒ(この実施形態では、Ｔｉ)からなる下地層上に、例えば、Ａｕ層が積層形成されて構成されている。この下地層及びＡｕ層は、例えば、スパッタリングによって成膜され、フォトレジストを用いたエッチング処理によって所定形状に形成されている。

この実施形態では、下地層の厚みは、例えば、７０Åであり、Ａｕ層の厚みは、例えば、２０００Åである。

図５は、第２基板としてのリッド３の一方の主面側である、ベース２に接合される側の面(以下「接合面」という)を示す概略平面図である。

この実施形態のリッド３は、絶縁性基板、例えば、ＡＴカット水晶板からなり、その両主面が、ＸＺ´平面である。

リッド３の接合面には、ベース２の感温抵抗体膜５及び一対の電極膜６，６が形成された領域よりやや広い領域に対応して、窪んだ矩形の凹部１１が形成されている。

リッド３の接合面には、ベース２に当該リッド３を接合して封止するための接合部としての封止用接合パターン１２が、ベース２の封止用接合パターン７に対応するように、リッド３の全周に亘って、その外周縁に沿うように矩形環状に形成されている。この封止用接合パターン１２によって囲まれた領域内に、窪んだ上記凹部１１が形成されている。

平面視矩形のリッド３の各長辺寄りの中央部には、封止用接合パターン１２と凹部１１との間に、封止部としての封止用接合パターン１３，１３がそれぞれ形成されている。各封止用接合パターン１３，１３は、ベース２の各引出し電極６１，６１にそれぞれ対応する位置に形成されている。各封止用接合パターン１３，１３は、リッド３の長辺に沿う方向（図５の左右方向）の長さが短辺に沿う方向（図５の上下方向）の長さよりやや長い長円形となっている。

リッド３の封止用接合パターン１２，１３は、ベース２の電極膜６，６や封止用接合パターン７と同様に、例えば、ＴｉまたはＣｒ(この実施形態では、Ｔｉ)からなる下地層上に、例えば、Ａｕ層が積層形成され、同様の厚みを有している。

この実施形態の薄膜サーミスタ１では、ベース２とリッド３とが重ね合わされて、接合用金属膜同士が拡散接合される。具体的には、ベース２の環状の封止用接合パターン７とリッド３の環状の封止用接合パターン１２とが拡散接合されると共に、ベース２の貫通電極９，９の周囲の引出し電極６１，６１とリッド３の封止用接合パターン１３，１３とが拡散接合される。ベース２の引出し電極６１，６１とリッド３の封止用接合パターン１３，１３との拡散接合によって、貫通電極９，９が封止される、すなわち、貫通電極９，９，の貫通孔が閉塞される。

この場合、ベース２の封止用接合パターン７及びリッド３の封止用接合パターン１２自身が拡散接合後に生成される接合材となる。また、ベース２の引出し電極６１，６１及びリッド３の封止用接合パターン１３，１３自身が拡散接合後に生成される接合材となる。

このベース２とリッド３との接合は、真空雰囲気中、または、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中、この例では、真空雰囲気中で行われる。

これによって、ベース２の矩形環状の封止用接合パターン７とリッド３の矩形環状の封止用接合パターン１３で囲まれた内側の領域に、感温抵抗体膜５及び電極膜６，６が収容されて気密に封止された真空の内部空間が構成される。

この拡散接合を、加圧した状態で行うことによって、接合材の接合強度を向上させることが可能である。

ベース２の接合面において、感温抵抗体膜５上に形成された電極膜６，６の部分は、両膜５，６が積層されるので、他の部分に比べて、全体の膜厚が厚くなるが、上記のようにリッド３の接合面には、窪んだ凹部１１が形成されているので、電極膜６，６が、リッド３の接合面に接することなく、内部空間に収納される。

このように平板状のベース２とリッド３とを接合してパッケージが構成されるので、薄型化（低背化）を図ることができる。

本実施形態によれば、感温抵抗体膜５及び電極膜６が、ベース２とリッド３との間の内部空間に気密に真空封止されているので、感温抵抗体膜５及び電極膜６が、大気中の酸素や水分を吸蔵して、抵抗値等の特性が変動するのを抑制することができる。

なお、感温抵抗体膜及び電極膜が、大気中に露出している場合と、真空中にある場合との抵抗値の変動を、次のようにして評価した。

すなわち、絶縁性の基板上に感温抵抗体膜及び電極膜を形成したサンプル基板を作製し、加熱処理して、大気中に保管した場合と、真空中に保管した場合との抵抗値の変化を測定した。

具体的には、ガラス基板上に、上記材料からなる感温抵抗体膜及び電極膜を形成した３種類のサンプル基板を作製した。各サンプル基板は、感温抵抗体膜の膜厚を異ならせたものであって、感温抵抗体膜の厚さを、２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍとした３種類である。

各サンプル基板を、２５０℃のオーブンに入れて略１時間が経過した後に、オーブンから取り出し、サンプル基板の温度が、室温まで低下した時点で抵抗値を測定した。

その後、再び、２５０℃のオーブンに入れて略１時間が経過した後に、オーブンから取り出し、サンプル基板の温度が、室温まで低下した時点で抵抗値を測定するという作業を繰り返した。

いずれのサンプル基板も２５０℃のオーブンによる加熱の積算時間が、約１１時間以上になると、急激な抵抗値の低下は見られず、抵抗値が安定する傾向を示した。

抵抗値が安定する傾向を示した以降において、抵抗値を測定したサンプル基板を、大気中に室温で数時間保管し、あるいは、真空チャンバ内に室温で数時間保管し、再度、抵抗値を測定した。抵抗値を再測定したサンプル基板は、再び、２５０℃のオーブンに入れて、上記と同様に略１時間の加熱時間が経過した後に抵抗値を測定する作業を繰り返し、適宜の時点で、上記のように、抵抗値を測定したサンプル基板を、大気中に室温で数時間保管し、あるいは、真空チャンバ内に室温で数時間保管し、再度、抵抗値を測定するという測定操作を行った
上記のような測定の結果、大気中でサンプル基板を保管した場合には、保管前に比べて抵抗値が上昇する傾向を示したのに対して、真空チャンバでサンプル基板を保管した場合には、保管前に比べて抵抗値が下降する傾向を示すと共に、抵抗値の変動幅が小さかった。

このように大気中での保管では、感温抵抗体膜が、大気中の酸素や水分を吸蔵するために、真空チャンバでの真空保管に比べて、抵抗値の変動が大きい。

水分による影響を評価するために、上記のように２５０℃のオーブンで繰り返し加熱したサンプル基板を、２５０℃のオーブンに代えて、温度が８５℃で湿度が８５％のオーブンに１時間投入し、その後、オーブンから取り出し、取り出したサンプル基板の温度が、室温まで低下した時点で抵抗値を測定した。その結果、２５０℃のオーブンの場合に比べて、温度が８５℃で湿度が８５％のオーブンの場合の方が、抵抗値の変動が大きかった。このように感温抵抗体膜が、水分を吸蔵して抵抗値が大きく変動することが分る。

なお、感温抵抗体膜及び電極膜上に保護膜を形成し、感温抵抗体膜及び電極膜が露出しないように構成した薄膜サーミスタも、感温抵抗体膜及び電極膜を真空封止した構成に比べて、抵抗値の変動が大きかった。

以上のように本実施形態によれば、感温抵抗体膜５及び電極膜６が、ベース２とリッド３との間の内部空間に気密に真空封止されているので、感温抵抗体膜５及び電極膜６が大気中の酸素や水分を吸蔵して抵抗値等の特性が変動するのを抑制することができる。

（実施形態２）
図６は、本発明の他の実施形態に係る薄膜サーミスタの図２に対応する概略断面図であり、図７は図６のベース２ａの接合面を示す概略平面図であり、図８は図６のリッド３ａの接合面を示す概略平面図である。

上記実施形態では、感温抵抗体膜５及び電極膜６，６は、ベース２の接合面に形成され、凹部１１は、リッド３の接合面に形成されたが、この実施形態では、上記実施形態とは逆に、感温抵抗体膜５及び電極膜６，６は、図８に示すように、リッド３ａの接合面に形成され、凹部１１ａは、図７に示すように、ベース２ａの接合面に形成されている。

すなわち、リッド３ａの接合面上には、図８に示すように、平面視矩形の感温抵抗体膜５が形成され、この感温抵抗体膜５上に、一対の電極膜６，６が形成されている。各電極膜６，６からは、引出し電極６１ａ，６１ａがそれぞれ延出されている。

また、リッド３ａの接合面上には、ベース２ａに、リッド３ａを接合して封止するための接合部としての封止用接合パターン１２が、リッド３ａの全周に亘って、その外周縁に沿うように矩形環状に形成されている。

ベース２ａの接合面には、図７に示すように、リッド３ａの感温抵抗体膜５及び一対の電極膜６，６が形成された領域よりもやや広い領域に対応して、窪んだ矩形の凹部１１ａが形成されている。

ベース２ａの接合面上には、ベース２ａを、リッド３ａに接合して封止するための接合部としての封止用接合パターン７が、ベース２ａの全周に亘って、その外周縁に沿うように矩形環状に形成されている。

また、ベース２ａの接合面上には、封止用接合パターン７と凹部１１ａとの間に、封止部としての封止用接合パターン１３ａ，１３ａがそれぞれ形成されている。この封止用接合パターン１３ａ，１３ａは、リッド３ａの引出し電極６１ａ，６１ａにそれぞれ対応する位置に形成されている。各封止用接合パターン１３ａ，１３ａの中央部には、接合面と底面との両主面間を貫通する一対の貫通電極９，９がそれぞれ形成されている。

リッド３ａの各引出し電極６１ａ，６１ａは、ベース２ａの接合面の各封止用接合パターン１３ａ，１３ａ及び各貫通電極９，９を介して、ベース２ａ底面の各外部接続端子８，８に電気的に接続される。

また、リッド３ａの各引出し電極６１ａ，６１ａとベース２ａの各封止用接合パターン１３ａ，１３ａとの接合によって、貫通電極９，９が封止される、すなわち、貫通電極９，９，の貫通孔が閉塞される。

その他の構成は、上記実施形態１と同様である。

（実施形態３）
図９は、本発明の更に他の実施形態に係る薄膜サーミスタの図２に対応する概略断面図である。この実施形態の薄膜サーミスタ１ｂでは、上記実施形態１と同様に、ベース２ｂに、感温抵抗体膜５及び一対の電極膜６，６が形成されている。

この実施形態では、ベース２ｂの貫通電極９には、封止樹脂１４を充填して貫通電極９を封止している、すなわち、貫通電極９の貫通孔を閉塞している。このように封止樹脂１４によって貫通電極９を閉塞しているので、図１０のリッド３ｂの接合面の平面図に示されるように、リッド３ｂには、上記実施形態１の図５に示される封止用接合パターン１３は形成されておらず、その分、窪んだ凹部１１ｂが、外方へ広く形成されている。

その他の構成は、上記実施形態１と同様である。

（実施形態４）
図１１は、本発明の更に他の実施形態に係る薄膜サーミスタの概略断面図であり、図１２は、図１１のリッドを外した状態の平面図である。

この実施形態の薄膜サーミスタ２１は、感温抵抗体膜２２及び電極膜２３が形成されたサーミスタ基板２４と、このサーミスタ基板２４を収納する収納凹部２５を有するベース２６と、シールリング２７を介してベース２６に接合されて、収納凹部２５を気密に封止する蓋体としてのリッド２８とを備えている。

サーミスタ基板２４は、平面視矩形の絶縁性基板２９上の全面に、感温抵抗体膜２２が形成され、この感温抵抗体膜２２上に、間隔を空けて対向する一対の電極膜２３，２３が形成されたものである。

絶縁性基板２９は、例えば、ＡＴカット水晶板からなり、感温抵抗体膜２２及び電極膜２３は、上記各実施形態の感温抵抗体膜５及び電極膜６と同様の材料からなる。

ベース２６は、平面視矩形であり、アルミナ等のセラミック材料からなり、セラミックグリーンシートを積層して上部が開口した凹状に一体焼成して構成されている。

リッド２８は、例えばコバールなどの金属からなり、矩形の平板となっている。このリッド２８は、矩形環状のシールリング２７によって、ベース２６の開口の周縁部にシーム溶接などで接合され、平面視矩形の収納凹部２５が気密に封止される。この接合は、真空雰囲気中、または、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中、この例では、真空雰囲気中で行われ、収納凹部２５は、真空封止される。

ベース２６の収納凹部２５の一方の短辺寄りの角部近傍の底面には、サーミスタ基板２４の各電極膜２３，２３が接続されるサーミスタ搭載用パッド３０，３０が形成されている。サーミスタ基板２４は、一方の短辺の２つの角部が、導電性接着剤３２，３２によって各サーミスタ搭載用パッド３０，３０にそれぞれ接合されている。これによって、サーミスタ基板２４の電極膜２３，２３が、各サーミスタ搭載用パッド３０，３０に電気的機械的に接続される。

各サーミスタ搭載用パッド３０，３０は、ベース２６の内部に形成された図示しない導体配線パターンによって、ベース２６の外底面に形成された外部接続端子３１，３１にそれぞれ接続されている。

この実施形態の薄膜サーミスタ２１では、感温抵抗体膜２２及び電極膜２３が形成されたサーミスタ基板２４は、ベース２６とリッド２８との接合によって、気密に真空封止された収納凹部２５に収納されているので、感温抵抗体膜５及び電極膜６が大気中の酸素や水分を吸蔵して抵抗値等の特性が変動するのを抑制することができる。

なお、サーミスタ基板２４とベース２６との接続は、導電性接着剤３２，３２に限らず、半田やワイヤーボンディングなどで接続してもよい。

（実施形態５）
上記各実施形態では、薄膜サーミスタについて説明したが、この実施形態では、圧電デバイスとして、温度センサ内蔵の水晶振動子（圧電振動子）に適用して説明する。

図１３は、本発明の一実施形態に係る温度センサ内蔵の水晶振動子の概略断面図である。

この実施形態の温度センサ内蔵の水晶振動子４１は、上下に第１，第２収納凹部４２，４３を有するベース４４と、第１収納凹部４２に収納された水晶振動片４５と、第２収納凹部４３に収納された上記図１の薄膜サーミスタ１と、シールリング４９を介してベース４４に接合されて、水晶振動片４５が収納された第１収納凹部４２を気密に封止する蓋体としてのリッド４６とを備えている。

この実施形態では、水晶振動片４５と薄膜サーミスタ１とが、上下の別空間に収納されるものであって、ベース４４の断面形状が略Ｈ型のパッケージ構造となっている。

ベース４４は、平面視矩形であり、アルミナ等のセラミック材料からなり、セラミックグリーンシートを積層して上下が開口した断面Ｈ状に一体焼成して構成されている。

リッド４６は、例えばコバールなどの金属からなり、矩形の平板となっている。このリッド４６は、矩形環状のシールリング４９によって、ベース４４の上部開口の周縁部にシーム溶接などで接合され、第１収納凹部４２が気密に封止される。この接合は、真空雰囲気中、または、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中、この例では、真空雰囲気中で行われ、第１収納凹部４２は、真空封止される。

上側の第１収納凹部４２の内底面の一端側には、水晶振動片４５の一対の励振電極（図示せず）が接続される一対の水晶搭載用パッド４７が並列して形成されている。当該水晶搭載用パッド４７に、導電性接着剤４８によって水晶振動片４５の一端側が、電気的機械的に接続される。

下側の第２収納凹部４３の内底面には、薄膜サーミスタ１が搭載される一対のサーミスタ搭載用パッド（図示せず）が、形成されている。この一対のサーミスタ搭載用パッドには、例えば、半田によって薄膜サーミスタ１の底面の外部接続端子８が電気的機械的に接続される。

ベース４４の外底面の４隅の各々には、当該温度センサ内蔵の水晶振動子４１を外部の回路基板に実装するための実装用端子５０が形成されている。これら４つの実装用端子５０は、外部の回路基板と半田等によって接合される端子である。

４つの実装用端子５０のうち、２つの実装用端子５０は、ベース４４内部の導体配線パターン及び水晶搭載用パッド４７を介して水晶振動片４５の一対の各励振電極と電気的に接続されている。残りの２つの実装用端子５０は、ベース４４内部の導体配線パターン及びサーミスタ搭載用パッドを介して薄膜サーミスタ１の２つの外部接続端子８とそれぞれ電気的に接続されている。すなわち、２つの実装用端子５０は、水晶振動片用の実装用端子であり、他の２つの実装用端子５０は、薄膜サーミスタ用の実装用端子となっている。

なお、薄膜サーミスタ１は、上記図６または図９の薄膜サーミスタ１ａ，１ｂとしてもよい。

（実施形態６）
上記図１３の温度センサ内蔵の水晶振動子４１では、薄膜サーミスタ１を、水晶振動片４５とは別の空間に収納したが、本発明の他の実施形態として、図１４に示されるように、ベース６０の同一の収納凹部６５に収納するようにしてもよい。

この場合、収納凹部６５は、真空あるいは窒素等の不活性ガスによって気密に封止されるので、薄膜サーミスタ１に代えて、感温抵抗体膜５及び電極膜６が形成されたベース２のみを収納するように構成してもよく、あるいは、上記図１１のサーミスタ基板２４を収納するように構成してもよい。なお、収納凹部６５に、薄膜サーミスタ１等を収納するようにしてもよい。また、図１４では、収納凹部６５には、水晶振動片４５と、ベース２やサーミスタ基板２４等とを水平方向に並列に配置したが、例えば、収納凹部６５の底面に、ベース２やサーミスタ基板２４等を収納し、ベース２やサーミスタ基板２４等の鉛直上方に水晶振動片４５を位置させる、すなわち、水晶振動片４５の鉛直下方に、ベース２やサーミスタ基板２４等を位置させるように上下方向に配置してもよい。

その他の構成は、図１３の実施形態と同様である。

（その他の実施形態）
絶縁性基板は、水晶基板に限らず、ガラス基板などであってもよい。

電極膜は、矩形に限らず、櫛形としてもよい。

圧電デバイスとしては、温度センサ内蔵の圧電振動子に限らず、例えば、温度センサ内蔵の圧電発振器等であってもよい。

１，１ａ，１ｂ，２１ 薄膜サーミスタ
２，２ａ，２ｂ，２６，４４，６０ ベース
３，３ａ，３ｂ，２８，４６ リッド
５ 感温抵抗体膜
６ 電極膜
７，１２，１３ 封止用接合パターン
８ 外部接続端子
９ 貫通電極
１１，１１ａ，１１ｂ 収納凹部
４１ 温度センサ内蔵水晶振動子

Claims (12)

1. 感温抵抗体膜及び電極膜が形成された絶縁性の基板を備え、
   少なくとも前記感温抵抗体膜及び前記電極膜が、パッケージの内部空間に気密に封止されている、
   ことを特徴とする薄膜サーミスタ。
2. 前記内部空間は、真空にされ、又は、不活性ガスが充填されている、
   請求項１に記載の薄膜サーミスタ。
3. 前記パッケージは、前記基板が収納される収納凹部を有するベースと、該ベースに接合されて、前記収納凹部を気密に封止して前記内部空間を形成する蓋体とを備える、
   請求項１または２に記載の薄膜サーミスタ。
4. 前記基板を第１基板として備えると共に、前記第１基板とは異なる第２基板を備え、
   前記第１基板及び前記第２基板の両基板が接合されて、前記パッケージが構成されていると共に、前記両基板間に、前記感温抵抗体膜及び前記電極膜を気密に封止する前記内部空間が形成されている、
   請求項１または２に記載の薄膜サーミスタ。
5. 前記両基板は、互いに接合される側の面に、前記両基板の接合状態における平面視で、前記感温抵抗体膜及び前記電極膜を囲むように形成された環状の接合部をそれぞれ有し、前記両基板の前記接合部が互いに接合されて、前記内部空間が形成されている、
   請求項４に記載の薄膜サーミスタ。
6. 前記両基板の少なくとも一方の基板には、前記環状の前記接合部によって囲まれる領域内に凹部が形成されている、
   請求項５に記載の薄膜サーミスタ。
7. 前記両基板の一方の基板が、外部接続端子を有するベースであり、他方の基板が、前記ベースに接合される蓋体である、
   請求項４ないし６のいずれか一項に記載の薄膜サーミスタ。
8. 前記ベースは、その厚み方向に貫通して、前記電極膜と前記外部接続端子とを電気的に接続する貫通電極を有する、
   請求項７に記載の薄膜サーミスタ。
9. 前記ベース又は前記蓋体は、前記貫通電極に電気的に接続された前記電極膜から延出された引出し電極に接合されて、前記貫通電極を封止する封止部を有する、
   請求項８に記載の薄膜サーミスタ。
10. 前記貫通電極は、封止材が充填されて封止されている、
    請求項８に記載の薄膜サーミスタ。
11. 前記感温抵抗体膜が、窒素および酸素を含有成分として含むクロム膜にて構成される、
    請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の薄膜サーミスタ。
12. 前記請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の前記薄膜サーミスタと、
    圧電振動子とを備える、
    ことを特徴とする圧電デバイス。

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