JP3456361B2 - 電子部品のパッケージ - Google Patents

電子部品のパッケージ

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JP3456361B2
JP3456361B2 JP06518497A JP6518497A JP3456361B2 JP 3456361 B2 JP3456361 B2 JP 3456361B2 JP 06518497 A JP06518497 A JP 06518497A JP 6518497 A JP6518497 A JP 6518497A JP 3456361 B2 JP3456361 B2 JP 3456361B2
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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16152Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap

Landscapes

  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動子、弾性表面
波(SAW)素子、半導体などの電子部品を封入するパ
ッケージに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯用コンピュータなどの小型情
報機器や、携帯電話及び自動車電話などの移動通信機器
においては小型軽量化がめざましく、これに伴い機器内
の回路基板等に実装される電子部品のパッケージも、小
型化や回路基板への面実装可能な表面実装タイプのもの
が求められている。
【0003】このような電子部品のパッケージとして、
例えば図11に平面図を、図12に略断面図をそれぞれ
示したような圧電振動子のパッケージ100が公知であ
る。この圧電振動子のパッケージ100においては、例
えばセラミックなどの絶縁物からなる基板101の表面
に薄膜状の一対の導電パターン103が形成されてい
る。各導電パターン103の一方の端部には、接着剤1
06を介して公知の圧電振動片105が固着されてお
り、この圧電振動片105を封止するように基板101
の上には鎖線で示す蓋部材102が設けられている。こ
の蓋部材102の裏面側の縁部102aにはシール材1
04が盛られており、封止時には加熱しながら蓋部材1
02を基板101上に圧着する。これにより、蓋部材1
02は導電パターン103の一部103a、103bを
横断した状態で基板101表面に圧電振動片105を封
入する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術によれば、基板101上に形成されている導電パタ
ーン103は薄膜状ではあるものの一定の厚みをもって
おり、封止時に蓋部材102は導電パターン103を挟
み込んだ状態で基板101に接着される。このため、図
13に示すように蓋部材102は導電パターン103を
横断した箇所(103a、103b)を支点として基板
101に対して傾いて接着されやすかった。
【0005】この状態では、基板101と蓋部材102
との間のシール材104の肉厚が不均一となり、肉厚の
薄い箇所が生じてしまう。このため、上記封止時の加熱
により、またはパッケージ100を回路基板へ実装する
際の加熱等により蓋部材102内のガス圧が上昇した場
合に、肉厚の薄い箇所から封止が破れてリークが発生
し、吸湿や酸化により圧電振動片105の周波数が変化
してしまうという問題点があった。同様に、長期使用し
た場合にも肉厚の薄い箇所から封止が破れやすく部品の
寿命が短くなってしまうという問題点があった。また、
上記蓋部材102の傾きにより、パッケージ100自体
の厚みが均一にならず個体毎にばらつきを生じてしまう
という問題点もあった。
【0006】このような導電パターン103の厚みに起
因する基板101と蓋部材102との間の傾きを防止す
る方法として、基板101を積層化して基板101の間
に導電パターン103を挟み込み、導電パターン103
を基板101上に表出させないようにする方法も考えら
れるが、この方法では基板101が厚くなるためにパッ
ケージ100自体の薄型化が困難になり、加えて加工工
程が複雑化してしまうという問題点がある。
【0007】さらに、電子部品のパッケージが小型化し
面実装タイプ化したことにより、手作業による圧電振動
片105の基板101表面への搭載は非常に難しくなっ
た。機械化しないと、圧電振動片105の搭載位置精度
を確保すること、また厚み方向の位置精度を確保するこ
とは困難であった。また、手作業によると、圧電振動片
105とパッケージ100との組み合わせを間違えるこ
ともあった。たとえ機械化しても、外観的特徴差の乏し
い圧電振動片105と同じく外観的特徴差の乏しいパッ
ケージ100との組み合わせを人間が設定するのでは、
誤設定が多発した。
【0008】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、形状のばらつきがなく信頼性や品質に優れ、
製造も容易な電子部品のパッケージを提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の電子部品のパ
ッケージは、電子部品と、電子部品を表面に搭載する基
板と、基板表面に電子部品をシール材を介して封止する
蓋部材と、シール材を貫通して蓋部材の内部から外部に
延びるように基板上に印刷された導通パターンとを備
え、基板の封止面と蓋部材の封止面とが相互に略平行に
なるようにシール間隔を規制する突部が基板の封止面に
印刷により形成され、突部の材質は導電パターンと同一
である。
【0010】このように、基板の封止面と蓋部材の封止
面とが相互に略平行になるようにシール間隔を規制する
突部が基板の封止面に印刷により形成され、突部の材質
は導電パターンと同一であるので、蓋部材を基板に圧着
するとき基板に対して蓋部材が傾くことがなく、封止面
間のシール材の厚みが均一に形成され、パッケージ自体
の厚みもばらつかない。また、導電パターンを基板上に
形成する際に、これと同時に突部を形成できるので製造
工程の増加につながらない。従って、製造が容易でコス
トアップもしない。
【0011】以上の場合において、突部は複数設けら
れ、突部の平面形状は少なくとも2種類以上であること
が好ましい。
【0012】このように、突部は複数設けられ、突部の
平面形状は少なくとも2種類以上であるので、突部を位
置認識パターンとして使用すること、及び突部を種類や
機種の識別パターンとして使用することが容易にでき
る。
【0013】さらに上記の場合において、突部の高さは
前記導電パターンの厚みと略同一であることがより好ま
しい。
【0014】このようにすれば、封止時の蓋部材を圧着
する際に荷重が不均一にかかっても、圧着後に基板及び
蓋部材の封止面間が確実に略平行になるのでシール材の
厚みが均一に形成される。また、封止時に導電パターン
に対して掛かる荷重が分散されるので基板の変形を防止
できる。このため、基板の変形に起因する圧電振動片の
周波数変化を防止できる。従って、電子部品のパッケー
ジの信頼性や、品質が向上する。
【0015】加えて上記の場合において、導電パターン
はシール材を2箇所で貫通しており、突部は2箇所の貫
通箇所を結んだ線に対し線対称に複数設けられているこ
とがより好ましい。
【0016】このようにすれば、封止時の蓋部材を圧着
する際に荷重が不均一にかかっても、圧着後に基板及び
蓋部材の封止面間が確実に略平行になるのでシール材の
厚みが均一に形成される。従って、電子部品のパッケー
ジの信頼性や、品質が向上する。
【0017】また上記の場合において、シール材を貫通
する導電パターンの貫通部位は、蓋部材の内部側の幅狭
部と外部側の幅広部とで略Tの字状に形成されているこ
とがより好ましい。
【0018】このようにすれば、導電パターンに突部と
同様の機能を持たせることができ、蓋部材を基板に圧着
する際に基板に対して蓋部材が傾くことがない。従っ
て、突部を数多く設ける必要がないので、製造工程の手
間が増加しない。
【0019】さらに上記の場合において、導電パターン
の貫通部位は蓋部材の短片側に配設されており、貫通部
位の幅広部が蓋部材の短片側の幅に対して半分以上で3
分の2未満の長さで、かつ蓋部材の封止面の幅に対して
5分の1以上で3分の1未満の幅に形成されていること
がより好ましい。
【0020】このようにすれば、封止時に蓋部材を突部
と導電パターンの端部のオーバーラップ部とで支持する
ことができ、加えて端部のオーバーラップ部は所定長で
細長く蓋部材を支持することができるので、封止後の蓋
部材と基板がさらに確実に略平行になる。また、封止後
のシール部材の密着度は低下しない。
【0021】
【0022】
【0023】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の一実施形態に係る電子部品のパッケージが適用
された圧電振動子について説明する。図1に平面図を、
図2に略断面図をそれぞれ示す圧電振動子においては、
基板2と蓋部材3とで形成されるパッケージ1内に電子
部品である圧電振動片4が封入されている。
【0024】基板2は、例えばセラミックなどの絶縁物
からなる略矩形の板として形成されており、図1に鎖線
で囲まれた面2aが封止面を構成している。また、図1
に鎖線で示された蓋部材3は例えばセラミックなどから
なり、天板部と側板部とで断面形状が「コ」の字状に一
体形成されている。蓋部材3の裏面側の縁部、すなわち
側板部の端面3aは封止面を構成している。
【0025】この蓋部材3の封止面3aと基板2の封止
面2aとはシール材5を介して接着されており、これに
より圧電振動片4はパッケージ1内に気密性を保って封
止されている。シール材5としては、低融点ガラス、エ
ポキシ樹脂系の接着剤、ハンダ等が用いられる。
【0026】圧電振動片4は薄板状の水晶からなり、圧
電振動片4の表裏両面には蒸着等によりAg等からなる
薄膜状の励振電極6a、6bがそれぞれ形成されてい
る。各励振電極6a、6bは一対の導電性接着剤7を介
して基板2上に印刷された各導電パターン8(後述)に
固着されている。
【0027】これにより、圧電振動片4はパッケージ1
内に基板2及び蓋部材3の天板部に対して略平行となる
ように導電性接着剤7により片持ちで保持されると共
に、かつ励振電極6a、6bが一対の導電性接着剤7を
介して導電パターン8に導通する。この導電性接着剤7
としては、エポキシ、ポリイミド、シリコーン等を主剤
とする熱硬化型導電性接着剤が用いられる。
【0028】一方、一対の導電パターンが基板2の表面
にタングステンなどの金属をスクリーン印刷した後、A
uメッキなどの処理を施して薄膜状に形成されている。
【0029】各導電パターン8は一端部8a、8bから
他端部8c、8dへクランク状に延びており、一端部8
a、8bには前述した圧電振動片4が導電性接着剤7を
介して固着されている。また、各導電パターン8は他端
部8c、8dの手前の貫通部8e、8fにおいて蓋部材
3の内側から外側までシール材5を貫通し、さらに他端
部8c、8dから基板2の側面部を通って不図示の底面
部まで延びている。この底面部に延びた導電パターン8
は外部接続用端子(不図示)を形成している。
【0030】また、基板2の封止面2aには略円形の一
対の突部9a、9bが等間隔で設けられている。この一
対の突部9a、9bは導電パターン8を基板2上に形成
する際に同じ方法で形成される。すなわち、導電パター
ン8と同様にスクリーン印刷等で同時に形成される。こ
のため、基板2上に導電パターン8の厚みと略同一の高
さを有し、同一の材質で形成される。
【0031】これにより封止時に蓋部材3を基板2に圧
着する際、図4に示すように突部9a、9bと導電パタ
ーン8のシール材貫通部8e、8fとは、その表面と蓋
部材3の封止面3aとの間にごく薄いシール材5を介在
させながら、基板2の封止面2aと蓋部材3の封止面3
aとが相互に略平行になるようにシール間隔D1を規制
する。
【0032】このように構成された圧電振動子のパッケ
ージ1の製造手順について説明すると、上述したように
基板2の表面に、印刷、メッキなどの処理を施して薄膜
状の導電パターン8と突部9とを同時に形成する。一方
別途のプロセスにより、圧電振動片4の表裏両面に蒸着
等により励振電極6a、6bを形成する。
【0033】次に、各導電パターン8の一端部8a、8
bに導電性接着剤7を所定量塗布し、図1に示す所定位
置で圧電振動片4を保持する。この状態で所定時間、所
定温度で加熱した後、導電性接着剤7を硬化させる。こ
れにより、圧電振動片4は導電性接着剤7を介して導電
パターン8に導通状態で固着される。
【0034】この後、励振電極6にAgを更に蒸着させ
て圧電振動片4が所定の周波数になるように調整する。
調整終了後、蓋部材3の封止面3aに所定量のシール材
5を予め塗布(仮接着)しておいたものを用いて、図3
に示すように圧電振動片4を包含するよう基板2の上に
載せる。この状態で所定温度で加熱しシール材5を溶融
させながら蓋部材3を基板2に圧着する。この圧着状態
では、導電パターン8の厚みと突部9a、9bの高さと
が略同一なので、導電パターン8の細帯部8、8
突部9a、9bは、その表面と蓋部材3の封止面3aと
の間にごく薄いシール材5を介在させながら、基板2の
封止面2aと蓋部材3の封止面3aとが相互に略平行に
なるようにシール間隔D1を規制する。その後、冷却等
を行ってシール材5を硬化させる。
【0035】これにより、図4に示すように基板2の封
止面2aに対して蓋部材3の封止3aは略平行に保た
れたままで封止され、かつ封止面2aと封止面3aとの
間においてシール材5の厚みは均一に形成される。
【0036】従って、封止性が向上すると共にパッケー
ジ1の厚みD2(図4)も一定にできる。このため、封
止部の封止性が向上するので、電子部品のパッケージの
信頼性や品質が向上する。また、突部は導電パターンと
同じ材質とし導電パターンの形成時に同時に形成できる
ようにしたので、突部の形成には導電パターン形成用の
マスクに突部用の小孔を形成するだけで済み、製造工程
の増加につながらない。これにより、製造が容易でコス
トアップもしない。
【0037】本実施形態において、図1に示す蓋部材3
の封止面3aの幅D3に対して突部D4の幅を2/3以
下(2/3・D3≧D4)として、パッケージ1の厚み
D2及びリークの発生率を測定し、測定結果を従来品と
比較したものをそれぞれ図5、図6に示す。
【0038】図5によれば、従来品のパッケージ1の厚
みD2がほぼ1.175(mm)から1.265(m
m)の範囲をとるのに対して、本実施形態ではほぼ1.
155(mm)から1.225(mm)の範囲となって
いる。従って本実施形態によれば、パッケージ1の厚み
が従来品よりも薄く、かつばらついていないので品質が
向上していることが判る。
【0039】また、図6によれば従来品のパッケージ1
のリーク発生率が約0.095%であるのに対して、本
実施形態では約0.034%となっている。このように
本実施形態によれば、リーク発生率が従来品よりも低
く、信頼性が向上していることが判る。したがって、圧
電振動子としての歩留まりを格段に向上させることがで
きる。
【0040】なお、上記実施形態においては突部を基板
2上に2箇所形成したが、第2実施形態として図7に示
すように突部9a、9b、9c、9dを封止面2aの四
隅に形成しても良い。この場合、封止時に蓋部材3を圧
着する際に偏心して荷重がかかっても、圧着後に基板2
と蓋部材3とが確実に略平行になる。しかも圧着時に導
電パターン8に対して掛かる荷重が分散されるので、基
板2の変形を防止できる。このため、基板2の変形に起
因する圧電振動片の周波数変化を防止できる。また、上
記実施形態のように同じ高さの導電パターン8を利用す
れば基板2上に形成する突部9を1箇所のみとしても、
圧着後に基板2と蓋部材3とが略平行になるようにでき
る。
【0041】さらに、第3実施形態として図8に示すよ
うに、導電パターン8が封止面2aとオーバーラップす
る箇所(シール材5を貫通する箇所)が略「T」の字状
になるようにしても良い。この導電パターン8のオーバ
ーラップ部では、蓋部材3の短片側部と略直交して延び
る導電パターン8の細部(幅狭部)8e、8fが、蓋
部材3の側板部外周に近い箇所で封止面3aの延在方向
に幅を広げて延び、所定長L1と所定幅W1を備えた端
部8h、8gを形成している。
【0042】この端部8h、8gのオーバーラップ部
(幅広部)の所定長L1と所定幅W1は、略矩形の蓋部
材3において短片側幅をLとし、封止面3a(または封
止面2a)の幅をWとした場合に次式が成立するような
サイズであることが好ましい。
【0043】
【数1】 (1/2)・L≦L1<(2/3)・L (1/5)・W≦W1<(1/3)・W
【0044】このようにすれば、封止時に蓋部材3を突
部9a、9bと導電パターンの端部8h、8gのオーバ
ーラップ部とで支持することができ、加えて端部8h、
8gのオーバーラップ部は所定長L1で細長く蓋部材3
を支持することができるので、封止後の蓋部材3と基板
2がさらに確実に略平行になる。また、オーバーラップ
部の所定長L1と所定幅W1を上記式のように形成すれ
ば、封止後のシール部材の密着度は低下しない。
【0045】加えて、上記実施形態においては電子部品
として振動子の場合について説明したが、図9に示すよ
うに電子部品として半導体チップ10を用いてもよい
し、弾性表面波(SAW)素子などを用いても良い。
【0046】また、上記実施形態においては突部を基板
上に設けたが、蓋部材の封止面に設けても良い。突部の
形状は略円形に限らず、楕円や略矩形など適切な面積を
有するものであればよい。
【0047】加えて、上記実施形態においては基板の封
止面と蓋部材の封止面とが相互に略平行になるようにシ
ール間隔を規制する規制部材として突部を用いたが、こ
の突部に替えて蓋部材の封止面にシール材を形成すると
きシール材の中に規制部材として例えば所定の厚みを有
する球体や円板体を予め封入しておいても良い。このよ
うにすれば、蓋部材を基板に接着するとき、この球体や
円板体がシール間隔を規制する規制部材として作用し
て、基板の封止面と蓋部材の封止面とが相互に略平行に
なる。
【0048】第4の実施形態として図10に示すよう
に、突部9eは略円形、9fは略矩形としても良い。す
なわち、突部の平面形状を2種類以上としても良い。突
部9e、9fは導電パターン8を基板2上に形成する際
に同じ方法で形成される。これにより、導電パターン8
や基板2に対して突部9e、9fの位置は一定となる。
【0049】圧電振動片4を基板2へ搭載する自動機
(図示せず。)は、光学的に突部9e、9fの位置やパ
ターンを認識する機能を有している。自動機は突部9
e、9fの位置やパターンを認識することにより、突部
9e、9fの位置やパターンに関連付けられた圧電振動
片4を選択し、基板2の表面の関連付けられた所定位置
へ、圧電振動片4を搭載することができる。
【0050】突部は互いに面積も異なることが望まし
い。突部は導電パターンと同じ導電性材質で形成される
ので、静電気容量による認識方法も可能である。突部の
認識方法として静電気容量による認識方法に加え、光学
的な位置やパターンの認識方法を採用することにより、
電子部品の基板への搭載の正確性や信頼性がさらに高ま
る。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電子部品の
パッケージによれば、単に基板の封止面と蓋部材の封止
面とが相互に略平行になるようにシール間隔を規制する
規制部材を、基板及び蓋部材の封止面間に介在させるだ
けで、封止部にリークが発生しなくなり、電子部品のパ
ッケージの信頼性や品質が向上する。また、電子部品の
パッケージの厚みがばらつかないので、品質が向上す
る。したがって、電子部品製造時の歩留りを向上させる
ことができる。
【0052】さらに、規制部材の形や配置を電子部品の
種類や機種と関連付け、また電子部品の基板上への搭載
位置とも関連付けることにより、ヒューマンエラーの虞
がない自動化が容易となり、作業の効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る電子部品のパッケ
ージの平面図である。
【図2】第1実施形態に係る電子部品のパッケージの正
面からの略断面図である。
【図3】電子部品の封止開始前に基板上に蓋部材を載せ
た状態を示す図1のA−A矢視図である。
【図4】電子部品の封止終了後基板上に蓋部材が接着さ
れた状態を示す図1のA−A矢視図である。
【図5】第1実施形態に係る電子部品のパッケージの厚
みを測定し、従来品と比較した結果を示す線図である。
【図6】第1実施形態に係る電子部品のパッケージのリ
ーク発生率を測定し、従来品と比較した結果を示す線図
である。
【図7】本発明の第2実施形態に係る電子部品のパッケ
ージの平面図である。
【図8】本発明の第3実施形態に係る電子部品のパッケ
ージの平面図である。
【図9】本発明の電子部品のパッケージにおいて、電子
部品として半導体チップを用いた図である。
【図10】本発明の第4実施形態に係る電子部品のパッ
ケージの平面図である。
【図11】従来技術の電子部品のパッケージの平面図で
ある。
【図12】従来技術の電子部品のパッケージの正面から
の略断面図である。
【図13】従来技術の電子部品のパッケージの封止状態
を示す図10のB−B矢視図である。
【符号の説明】
1 電子部品のパッケージ 2 基板 3 蓋部材 4 圧電振動片(電子部品) 5 シール材 8 導電パターン 9 突部(規制部材) 10 半導体チップ(電子部品) D1 シール間隔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−187839(JP,A) 特開 昭61−156846(JP,A) 特開 平1−130547(JP,A) 特開 平4−246847(JP,A) 特開 昭52−40069(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/00 - 23/12 H01L 41/00 H03H 9/10 H04R 17/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品と、当該電子部品を表面に搭載
    する基板と、当該基板表面に前記電子部品をシール材を
    介して封止する蓋部材と、前記シール材を貫通して前記
    蓋部材の内部から外部に延びるように前記基板上に印刷
    された導通パターンとを備えた電子部品のパッケージに
    おいて、 前記基板の封止面と前記蓋部材の封止面とが相互に略平
    行になるようにシール間隔を規制する突部が前記基板の
    封止面に印刷により形成され、前記突部の材質は前記導
    電パターンと同一であることを特徴とする電子部品のパ
    ッケージ。
  2. 【請求項2】 前記突部は複数設けられ、前記突部の平
    面形状は少なくとも2種類以上であることを特徴とする
    請求項1記載の電子部品のパッケージ。
  3. 【請求項3】 前記突部の高さは、前記導電パターンの
    厚みと略同一であることを特徴とする請求項1または2
    に記載の電子部品のパッケージ。
  4. 【請求項4】 前記導電パターンは前記シール材を2箇
    所で貫通しており、前記突部は前記2箇所の貫通箇所を
    結んだ線に対し線対称に複数設けられていることを特徴
    とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電子部品のパ
    ッケージ。
  5. 【請求項5】 前記シール材を貫通する前記導電パター
    ンの貫通部位は、前記蓋部材の内部側の幅狭部と外部側
    の幅広部とで略Tの字状に形成されていることを特徴と
    する請求項1乃至4のいずれかに記載の電子部品のパッ
    ケージ。
  6. 【請求項6】 前記導電パターンの貫通部位は蓋部材の
    短片側に配設されており、前記貫通部位の前記幅広部が
    前記蓋部材の短片側の幅に対して半分以上で3分の2未
    満の長さで、かつ前記蓋部材の封止面の幅に対して5分
    の1以上で3分の1未満の幅に形成されていることを特
    徴とする請求項5記載の電子部品のパッケージ。
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