JP3456432B2 - 振動子デバイスの製造方法およびその製造装置 - Google Patents
振動子デバイスの製造方法およびその製造装置Info
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動子を封止して
なる振動子デバイスを製造する方法およびその製造に用
いられる製造装置に関する。
なる振動子デバイスを製造する方法およびその製造に用
いられる製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】容器の中に水晶振動子を収容し、半田等
の金属ろう材の溶融によって蓋を接合することにより、
水晶振動子を封止して水晶振動子ユニットが製造されて
いる。特開平１−１５１８１３号公報には、この金属ろ
う材などの封止材の溶融時にガスが発生し、そのガスが
容器の中に封じ込められることを防止するために、封止
材が溶融して接合する面、例えば容器あるいは蓋に切り
欠きを設けた構成とし、この構成を真空雰囲気中におい
て採用することによって、封止材の溶融時にはこの切り
欠き部がすぐには封止されず、貫通孔としての機能する
ことから、特に溶融初期に多量に放出されるガスを排出
するようにした技術が開示されている。
の金属ろう材の溶融によって蓋を接合することにより、
水晶振動子を封止して水晶振動子ユニットが製造されて
いる。特開平１−１５１８１３号公報には、この金属ろ
う材などの封止材の溶融時にガスが発生し、そのガスが
容器の中に封じ込められることを防止するために、封止
材が溶融して接合する面、例えば容器あるいは蓋に切り
欠きを設けた構成とし、この構成を真空雰囲気中におい
て採用することによって、封止材の溶融時にはこの切り
欠き部がすぐには封止されず、貫通孔としての機能する
ことから、特に溶融初期に多量に放出されるガスを排出
するようにした技術が開示されている。
【０００３】この従来技術は金属ろう材を加熱すること
により溶融する構成であるが、レーザを照射することに
より熱を発生させ、その照射部分が接合されるレーザ溶
接を用いた封止方法が特開平２−１２１３５２号公報に
開示されている。この従来技術では、まずレーザビーム
をスポット的に照射することにより、複数箇所を仮溶接
しておき、真空乾燥させた後、再度全周にわたってレー
ザ溶接することにより、封止を行う構成となっている。
により溶融する構成であるが、レーザを照射することに
より熱を発生させ、その照射部分が接合されるレーザ溶
接を用いた封止方法が特開平２−１２１３５２号公報に
開示されている。この従来技術では、まずレーザビーム
をスポット的に照射することにより、複数箇所を仮溶接
しておき、真空乾燥させた後、再度全周にわたってレー
ザ溶接することにより、封止を行う構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術のうち、前者の従来技術においては、ガスを放出する
ための構成として切り欠きを設ける工程が必要になり、
手間がかかる上、コストもかかる問題がある。また、後
者の従来技術においては、レーザ溶接によって複数箇所
に仮溶接を施した後、真空乾燥処理し、その後さらに全
周にわたってレーザ溶接を行うことから、封止状態は気
密になり、またキャップに発生する歪みを防ぐことがで
きるようになったものの、レーザ溶接によって発生する
放出ガスの問題については開示がない。このレーザ溶接
による封止においても、前者の従来技術とは溶接という
メカニズムが共通する点で放出ガスの問題は同様に考慮
されてしかるべきであるが、それがなされていない。さ
らに、後者の従来技術では、仮溶接を施された部分は二
重にレーザ溶接され、このレーザ溶接による熱がパッケ
ージに余分に加えられるため、パッケージにマイクロク
ラックが発生するおそれがある。このようなマイクロク
ラックはパッケージの気密不良を招き、信頼性を著しく
損ねる問題がある。
術のうち、前者の従来技術においては、ガスを放出する
ための構成として切り欠きを設ける工程が必要になり、
手間がかかる上、コストもかかる問題がある。また、後
者の従来技術においては、レーザ溶接によって複数箇所
に仮溶接を施した後、真空乾燥処理し、その後さらに全
周にわたってレーザ溶接を行うことから、封止状態は気
密になり、またキャップに発生する歪みを防ぐことがで
きるようになったものの、レーザ溶接によって発生する
放出ガスの問題については開示がない。このレーザ溶接
による封止においても、前者の従来技術とは溶接という
メカニズムが共通する点で放出ガスの問題は同様に考慮
されてしかるべきであるが、それがなされていない。さ
らに、後者の従来技術では、仮溶接を施された部分は二
重にレーザ溶接され、このレーザ溶接による熱がパッケ
ージに余分に加えられるため、パッケージにマイクロク
ラックが発生するおそれがある。このようなマイクロク
ラックはパッケージの気密不良を招き、信頼性を著しく
損ねる問題がある。
【０００５】本発明はこれらの観点を鑑みてなされたも
のであり、真空雰囲気中でのレーザビームあるいは電子
ビームによる溶接において、容器内にガスを滞留させ
ず、排気された状態で封止可能な振動子デバイスの製造
方法を提供するとともに、その製造方法を実現すること
ができる製造装置を提供することを目的とする。
のであり、真空雰囲気中でのレーザビームあるいは電子
ビームによる溶接において、容器内にガスを滞留させ
ず、排気された状態で封止可能な振動子デバイスの製造
方法を提供するとともに、その製造方法を実現すること
ができる製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、本発明の振動子デバイスの製造方法は、開口部
が形成された容器内に振動子を収容し、真空雰囲気中で
この容器の開口部周縁部とこの開口部を覆う蓋とを封止
材を介して溶接することにより、当該振動デバイス素子
を封止してなる振動子デバイスを製造する方法におい
て、上記開口部周縁部の一部を除く当該開口部周縁部と
上記蓋とを上記封止材を介して溶接した後、上記容器内
の溶接によって上記封止材から発生するガスを排気し、
その後溶接されていない上記開口部周縁部の一部と上記
蓋とを上記封止材を介して溶接して、容器内からガスを
排気することによって特徴付けられている。
ために、本発明の振動子デバイスの製造方法は、開口部
が形成された容器内に振動子を収容し、真空雰囲気中で
この容器の開口部周縁部とこの開口部を覆う蓋とを封止
材を介して溶接することにより、当該振動デバイス素子
を封止してなる振動子デバイスを製造する方法におい
て、上記開口部周縁部の一部を除く当該開口部周縁部と
上記蓋とを上記封止材を介して溶接した後、上記容器内
の溶接によって上記封止材から発生するガスを排気し、
その後溶接されていない上記開口部周縁部の一部と上記
蓋とを上記封止材を介して溶接して、容器内からガスを
排気することによって特徴付けられている。
【０００７】なお、上記溶接は、レーザビームあるいは
電子ビームを照射することにより発生する熱による加熱
加工とすることが好ましい。
電子ビームを照射することにより発生する熱による加熱
加工とすることが好ましい。
【０００８】また、上記開口部周縁部の一部を当該開口
部周縁部の角部分とすることが好ましい。
部周縁部の角部分とすることが好ましい。
【０００９】以上の本製造方法の構成により、開口部周
縁部の一部を除いて溶接が行われた後、容器内の排気が
行われるので、溶接によって封止材から発生するガスを
容器内に残存させることがない。さらに、未封止部分を
溶接することで、わずかに発生するガスは真空雰囲気中
で排気されながら、封止を完了させるので容器内を真空
にすることが可能になる。
縁部の一部を除いて溶接が行われた後、容器内の排気が
行われるので、溶接によって封止材から発生するガスを
容器内に残存させることがない。さらに、未封止部分を
溶接することで、わずかに発生するガスは真空雰囲気中
で排気されながら、封止を完了させるので容器内を真空
にすることが可能になる。
【００１０】また、上記の未封止部分を開口部周縁部の
角部分とすれば、封止工程において未封止部分を残存さ
せやすく、また、この部分を封止する際にも、すでに封
止されている部分を二重に封止することなく、この部分
だけを精度よく封止することができ、二重封止による熱
の影響を防ぐことができる。
角部分とすれば、封止工程において未封止部分を残存さ
せやすく、また、この部分を封止する際にも、すでに封
止されている部分を二重に封止することなく、この部分
だけを精度よく封止することができ、二重封止による熱
の影響を防ぐことができる。
【００１１】また、本製造方法を実現するための本製造
装置は、開口部が形成された容器内に振動子を収容し、
この容器の開口部周縁部とこの開口部を覆う蓋を封止材
を介して溶接してなる振動子デバイスを製造するための
装置であって、上記溶接を行うための封止手段が備えら
れた加工室と、この加工室のデバイス搬入口およびデバ
イス搬出口にそれぞれ隣接して設けられた搬入予備真空
室および搬出予備真空室と、上記加工室とデバイスの搬
入・搬出路である搬入予備真空室および搬出予備真空室
とを真空状態とするための排気手段とからなるととも
に、上記搬入予備真空室には振動子デバイスを外部から
加熱するための加熱手段が設けられていることによって
特徴付けられている。
装置は、開口部が形成された容器内に振動子を収容し、
この容器の開口部周縁部とこの開口部を覆う蓋を封止材
を介して溶接してなる振動子デバイスを製造するための
装置であって、上記溶接を行うための封止手段が備えら
れた加工室と、この加工室のデバイス搬入口およびデバ
イス搬出口にそれぞれ隣接して設けられた搬入予備真空
室および搬出予備真空室と、上記加工室とデバイスの搬
入・搬出路である搬入予備真空室および搬出予備真空室
とを真空状態とするための排気手段とからなるととも
に、上記搬入予備真空室には振動子デバイスを外部から
加熱するための加熱手段が設けられていることによって
特徴付けられている。
【００１２】なお、上記封止手段はレーザビームを照射
するレーザビーム溶接装置あるいは電子ビームを照射す
る電子ビーム溶接装置とすることが好ましい。
するレーザビーム溶接装置あるいは電子ビームを照射す
る電子ビーム溶接装置とすることが好ましい。
【００１３】以上の本製造装置の構成により、加工室の
デバイス搬入口およびデバイス搬出口には、それぞれデ
バイスの搬入・搬出路である搬入予備真空室および搬出
予備真空室が隣接して設けられているので、振動子デバ
イスの搬入・搬出時においても、加工室の真空度を維持
することができ、効率良く封止加工を行うことができ
る。また、搬入予備真空室に加熱手段を設けているの
で、封止加工の前段でのガス放出を行うことができる。
さらに、加工室での封止加工によって発生するガスも真
空雰囲気中に速やかに排気される。
デバイス搬入口およびデバイス搬出口には、それぞれデ
バイスの搬入・搬出路である搬入予備真空室および搬出
予備真空室が隣接して設けられているので、振動子デバ
イスの搬入・搬出時においても、加工室の真空度を維持
することができ、効率良く封止加工を行うことができ
る。また、搬入予備真空室に加熱手段を設けているの
で、封止加工の前段でのガス放出を行うことができる。
さらに、加工室での封止加工によって発生するガスも真
空雰囲気中に速やかに排気される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について説明する。
明の実施の形態について説明する。
【００１５】図３は、本発明の製造装置の好適な実施の
形態を示す構成図である。この製造装置は、振動子デバ
イスの分解斜視図である図２（ａ）に示すように、開口
部１ａが形成されたセラミックからなる容器１内に振動
子４を収容し、この容器の開口部周縁部とこの開口部１
ａを覆う蓋２とを、図２（ｂ）に示すように封止材３を
介して密着させた状態で、治具２０に取り付け、この治
具２０に設けられたばね（図示せず）によって蓋上面お
よび容器１の底面の両面に押圧力を受けた状態のユニッ
ト２５の形態で、加工されるものとなっている。本製造
装置は、この治具２０の取り付けを行い、ユニット２５
を作成する加工準備室３１、このユニット２５の予備加
熱を行う予備加熱室３２、さらにこの予備加熱が行われ
たユニット２５を真空雰囲気中でさらに加熱する搬入予
備真空室３３、この搬入予備真空室３３での工程を経た
ユニット２５に封止を施すための加工室３４、この加工
室３４で封止が完了したユニット２５を搬出し、一時真
空雰囲気中で待機させるための搬出予備真空室３５、こ
の搬出予備真空室３５からユニット２５を搬出し、大気
中で最終的な搬出を待つための搬出室３６がそれぞれ設
けられ、これらの各室は順に間仕切りｄ1 ‥ｄ5 を介し
て隣接して設けられている。ユニット２５の搬入・搬出
は間仕切りｄ1 ‥ｄ5 を開閉させて行われる。このユニ
ット２５の搬送手段として搬送ベルト２２がこの製造装
置の各室を通して設置されており、この搬送ベルト２２
は搬送駆動制御手段２４によって、その駆動タイミン
グ、搬送速度などが制御されるとともに、間仕切りｄ1
‥ｄ5 の開閉のタイミングも制御される。
形態を示す構成図である。この製造装置は、振動子デバ
イスの分解斜視図である図２（ａ）に示すように、開口
部１ａが形成されたセラミックからなる容器１内に振動
子４を収容し、この容器の開口部周縁部とこの開口部１
ａを覆う蓋２とを、図２（ｂ）に示すように封止材３を
介して密着させた状態で、治具２０に取り付け、この治
具２０に設けられたばね（図示せず）によって蓋上面お
よび容器１の底面の両面に押圧力を受けた状態のユニッ
ト２５の形態で、加工されるものとなっている。本製造
装置は、この治具２０の取り付けを行い、ユニット２５
を作成する加工準備室３１、このユニット２５の予備加
熱を行う予備加熱室３２、さらにこの予備加熱が行われ
たユニット２５を真空雰囲気中でさらに加熱する搬入予
備真空室３３、この搬入予備真空室３３での工程を経た
ユニット２５に封止を施すための加工室３４、この加工
室３４で封止が完了したユニット２５を搬出し、一時真
空雰囲気中で待機させるための搬出予備真空室３５、こ
の搬出予備真空室３５からユニット２５を搬出し、大気
中で最終的な搬出を待つための搬出室３６がそれぞれ設
けられ、これらの各室は順に間仕切りｄ1 ‥ｄ5 を介し
て隣接して設けられている。ユニット２５の搬入・搬出
は間仕切りｄ1 ‥ｄ5 を開閉させて行われる。このユニ
ット２５の搬送手段として搬送ベルト２２がこの製造装
置の各室を通して設置されており、この搬送ベルト２２
は搬送駆動制御手段２４によって、その駆動タイミン
グ、搬送速度などが制御されるとともに、間仕切りｄ1
‥ｄ5 の開閉のタイミングも制御される。
【００１６】次に、上記の各室の構成を説明する。ま
ず、加工準備室３１は、数十個の振動子が搭載された基
板を容器に収容し、蓋を密着させた状態の振動子デバイ
スを、治具によって押圧した状態のユニット２５を作製
し、そのユニット２５を搬送ベルト２２上に待機させて
おくための室である。この加工準備室３１に隣接する予
備加熱室３２には、搬送ベルト２２を挟んで搬送ベルト
２２の進行方向に対し、両側にユニット２５を予備加熱
するためのハロゲンヒータ２１が複数個設置されてい
る。この予備加熱室３２では、複数のユニット２５が同
時に加熱処理できるようになっている。この予備加熱室
３２にさらに隣接する搬入予備真空室３３には、予備加
熱室３２と同様にハロゲンヒータ２１が設けられ、この
搬入予備真空室３３の内部は真空ポンプＰ1 により所定
の真空度とされる。搬入予備真空室３３では、この真空
雰囲気中でユニット２５はさらに加熱される構成となっ
ている。予備加熱室３２および搬入予備真空室３３に設
けられているハロゲンヒータ２１は溶接前に封止材等か
ら発生するガスが振動子デバイス内部に滞留するのを防
ぐよう、そのガス放出を行うために配置されているもの
である。さらにこの搬入予備真空室３３に隣接する加工
室３４には、電子ビーム溶接装置２３が設けられている
とともに、内部は真空ポンプＰ2 により所定の真空度と
される。この加工室３４では予備加熱等の工程を経たユ
ニット２５に、真空雰囲気中で電子ビームを後述する特
徴的な方法で照射することにより、蓋と容器との溶接を
行う。また、加工室３４に隣接する搬出予備真空室３５
は、内部が真空ポンプＰ3 により所定の真空度とされて
おり、振動子デバイスに封止加工が施された状態のユニ
ット２５が、その真空雰囲気中に晒される。また、搬出
室３６は、大気圧となっており、その大気中にユニット
２５を晒しながら最終的な搬出を待つための室となって
いる。
ず、加工準備室３１は、数十個の振動子が搭載された基
板を容器に収容し、蓋を密着させた状態の振動子デバイ
スを、治具によって押圧した状態のユニット２５を作製
し、そのユニット２５を搬送ベルト２２上に待機させて
おくための室である。この加工準備室３１に隣接する予
備加熱室３２には、搬送ベルト２２を挟んで搬送ベルト
２２の進行方向に対し、両側にユニット２５を予備加熱
するためのハロゲンヒータ２１が複数個設置されてい
る。この予備加熱室３２では、複数のユニット２５が同
時に加熱処理できるようになっている。この予備加熱室
３２にさらに隣接する搬入予備真空室３３には、予備加
熱室３２と同様にハロゲンヒータ２１が設けられ、この
搬入予備真空室３３の内部は真空ポンプＰ1 により所定
の真空度とされる。搬入予備真空室３３では、この真空
雰囲気中でユニット２５はさらに加熱される構成となっ
ている。予備加熱室３２および搬入予備真空室３３に設
けられているハロゲンヒータ２１は溶接前に封止材等か
ら発生するガスが振動子デバイス内部に滞留するのを防
ぐよう、そのガス放出を行うために配置されているもの
である。さらにこの搬入予備真空室３３に隣接する加工
室３４には、電子ビーム溶接装置２３が設けられている
とともに、内部は真空ポンプＰ2 により所定の真空度と
される。この加工室３４では予備加熱等の工程を経たユ
ニット２５に、真空雰囲気中で電子ビームを後述する特
徴的な方法で照射することにより、蓋と容器との溶接を
行う。また、加工室３４に隣接する搬出予備真空室３５
は、内部が真空ポンプＰ3 により所定の真空度とされて
おり、振動子デバイスに封止加工が施された状態のユニ
ット２５が、その真空雰囲気中に晒される。また、搬出
室３６は、大気圧となっており、その大気中にユニット
２５を晒しながら最終的な搬出を待つための室となって
いる。
【００１７】加工室３４に設けられた電子ビーム溶接装
置２３は、公知のものを使用するが、溶接部分を一部残
した状態で溶接する１次封止と、その後数秒おいた後、
１次封止で残した未溶接部分を溶接する２次封止の２段
階にわたって行うよう制御されている。本実施の形態で
は、複数のユニットに対し、１次封止を行った後、２次
封止を行うように構成されている。
置２３は、公知のものを使用するが、溶接部分を一部残
した状態で溶接する１次封止と、その後数秒おいた後、
１次封止で残した未溶接部分を溶接する２次封止の２段
階にわたって行うよう制御されている。本実施の形態で
は、複数のユニットに対し、１次封止を行った後、２次
封止を行うように構成されている。
【００１８】本実施の形態では、搬入予備真空室３３お
よび搬出予備真空室３５の真空度を２×１０-2Torrと
し、, 加工室３４の真空度を２×１０-4Torrの高真空と
しており、加工室３４の高真空を維持するために、加工
室３４に隣接して搬入予備真空室３３および搬出予備真
空室３５が設けられた構成とすることは重要である。つ
まり、この構成により、加工室３４におけるユニット２
５の搬入・搬出の際に真空状態に損失を与えることがな
いため、加工処理を効率的に行うことができる。
よび搬出予備真空室３５の真空度を２×１０-2Torrと
し、, 加工室３４の真空度を２×１０-4Torrの高真空と
しており、加工室３４の高真空を維持するために、加工
室３４に隣接して搬入予備真空室３３および搬出予備真
空室３５が設けられた構成とすることは重要である。つ
まり、この構成により、加工室３４におけるユニット２
５の搬入・搬出の際に真空状態に損失を与えることがな
いため、加工処理を効率的に行うことができる。
【００１９】なお、本実施の形態では封止手段として電
子ビーム溶接装置を用いたが、これに限ることなくレー
ザビーム溶接装置を用いてもよい。さらに、加熱手段と
してハロゲンヒータを用いたが、代替としてシーズヒー
タを用いてもよい。また、この加熱手段は加工室３４に
は設けない構成としたが、これは封止手段として電子ビ
ーム溶接装置を用いたことによるもので、この電子ビー
ム溶接装置には熱に弱い部分があるため、加工室３４に
は加熱手段を設けることは好ましくない。一方、封止手
段としてレーザビーム溶接装置を用いた場合には、加工
室３４に加熱手段を設置してもよく、ガス放出を促進す
る上ではむしろ好ましいといえる。
子ビーム溶接装置を用いたが、これに限ることなくレー
ザビーム溶接装置を用いてもよい。さらに、加熱手段と
してハロゲンヒータを用いたが、代替としてシーズヒー
タを用いてもよい。また、この加熱手段は加工室３４に
は設けない構成としたが、これは封止手段として電子ビ
ーム溶接装置を用いたことによるもので、この電子ビー
ム溶接装置には熱に弱い部分があるため、加工室３４に
は加熱手段を設けることは好ましくない。一方、封止手
段としてレーザビーム溶接装置を用いた場合には、加工
室３４に加熱手段を設置してもよく、ガス放出を促進す
る上ではむしろ好ましいといえる。
【００２０】次に、この製造装置を用いた本製造方法の
実施の形態を説明する。図１は本製造方法の実施の形態
を経時的に説明するための模式図である。
実施の形態を説明する。図１は本製造方法の実施の形態
を経時的に説明するための模式図である。
【００２１】本実施の形態では、封止加工を行うめ振動
子デバイスは、上記したように（図２を参照）、開口部
１ａが形成されたセラミックからなる容器１内に振動子
４を収容する。この容器１の開口部１ａの周縁部１ｂ
と、この開口部１ａを覆う蓋２の溶接側の面２ｂに封止
材３として銀ロウ材を溶かし溶着する。なおここでは、
銀ロウ材の代わりにメッキを施してもよい。この状態の
容器１と蓋２を合わせ、これを治具２０に設置すること
により、治具２０のバネの押圧力によって、容器１の開
口部周縁部１ｂと蓋２は密着される。この状態で、予備
加熱室３２に搬送され、そこでハロゲンヒータ２１によ
って加熱される。この加熱により、封止材３からガスの
発生を促進させる。さらに、搬入予備真空室３３ではハ
ロゲンヒータ２１によって、引き続きガスの発生を促進
させつつ、真空雰囲気とされているので、放出したガス
は容器１内から搬入予備真空室３３の外部に排出され
る。このように容器１内部をガスを残存させず、真空に
した状態で、加工室３４で封止加工を行う。この封止方
法は、電子ビームによる溶接が行われるが、まず、図１
（ａ）に示すように、容器１の開口部周縁部１ｂに対応
する部分のうち、角部分を０．２〜１．０ｍｍ、未封止
部分８ａとして残して、矢符Ａの動きに追随する電子ビ
ーム５の照射により、一次封止部９ａを形成する。その
後、数秒そのままの状態とすることにより、一次封止時
に発生する封止材３からのガスを容器１内から排出す
る。その後、未封止部分８ａを矢符Ｂの動きに追随する
電子ビーム５の照射により、二次封止部８ｂを形成する
ことにより、封止加工が完了する。本実施の形態では、
このように一次封止および二次封止を行うことが特徴的
構成である。
子デバイスは、上記したように（図２を参照）、開口部
１ａが形成されたセラミックからなる容器１内に振動子
４を収容する。この容器１の開口部１ａの周縁部１ｂ
と、この開口部１ａを覆う蓋２の溶接側の面２ｂに封止
材３として銀ロウ材を溶かし溶着する。なおここでは、
銀ロウ材の代わりにメッキを施してもよい。この状態の
容器１と蓋２を合わせ、これを治具２０に設置すること
により、治具２０のバネの押圧力によって、容器１の開
口部周縁部１ｂと蓋２は密着される。この状態で、予備
加熱室３２に搬送され、そこでハロゲンヒータ２１によ
って加熱される。この加熱により、封止材３からガスの
発生を促進させる。さらに、搬入予備真空室３３ではハ
ロゲンヒータ２１によって、引き続きガスの発生を促進
させつつ、真空雰囲気とされているので、放出したガス
は容器１内から搬入予備真空室３３の外部に排出され
る。このように容器１内部をガスを残存させず、真空に
した状態で、加工室３４で封止加工を行う。この封止方
法は、電子ビームによる溶接が行われるが、まず、図１
（ａ）に示すように、容器１の開口部周縁部１ｂに対応
する部分のうち、角部分を０．２〜１．０ｍｍ、未封止
部分８ａとして残して、矢符Ａの動きに追随する電子ビ
ーム５の照射により、一次封止部９ａを形成する。その
後、数秒そのままの状態とすることにより、一次封止時
に発生する封止材３からのガスを容器１内から排出す
る。その後、未封止部分８ａを矢符Ｂの動きに追随する
電子ビーム５の照射により、二次封止部８ｂを形成する
ことにより、封止加工が完了する。本実施の形態では、
このように一次封止および二次封止を行うことが特徴的
構成である。
【００２２】次に、本封止方法により封止条件（条件
１：二次封止部分の長さが１ｍｍ以下、条件２：二次封
止部分の長さが２ｍｍ〜３ｍｍ）を変えて製造した３０
のサンプルについて、そのインピーダンスの分布特性を
図４に示すとともに、封止を全周にわたって電子ビーム
照射を行い一次に封止を完了させた場合（条件３）と比
較して示す。
１：二次封止部分の長さが１ｍｍ以下、条件２：二次封
止部分の長さが２ｍｍ〜３ｍｍ）を変えて製造した３０
のサンプルについて、そのインピーダンスの分布特性を
図４に示すとともに、封止を全周にわたって電子ビーム
照射を行い一次に封止を完了させた場合（条件３）と比
較して示す。
【００２３】このデータは、アルミセラミック製の容器
に周波数３２．７６８ＫＨｚの音叉型水晶振動子を収容
し、この容器を銀ロウを封止材として銀クラッド材から
なる金属蓋（コバール）を密着させて、上記の封止条件
で封止する。各条件において封止した振動子デバイス３
０サンプルのそれぞれについて得れれたインピーダンス
の分布を示すものである。図４に示すデータから、イン
ピーダンスの最高値は、条件１では４５ＫΩ、条件２で
は６０ＫΩ、条件３では９５ＫΩ、また最低値は、条件
１では３１ＫΩ、条件２では４１ＫΩ、条件３では５０
ＫΩ、またインピーダンスの平均値は、条件１では３
６．９ＫΩ、条件２では４９．９ＫΩ、条件３では７
５．２ＫΩという結果が得られた。こうした結果と図４
に示す分布特性から、まず、本実施の形態のように二次
封止部分を残さず、一次のみで封止を行った場合（条件
３）は、インピーダンスは高くなる傾向にあり、しかも
得られるインピーダンスのばらつきが大きい。これに対
し、本実施の形態（条件１、条件２）では、インピーダ
ンスは低くなる傾向にあり、しかも得られるインピーダ
ンスのばらつきは条件３に比べ小さく、安定した信頼性
が高いものが得られることが確認できた。さらに、本実
施の形態において、二次封止部分の長さが短い方が、得
られるインピーダンスおよびそのばらつきの面からより
優れていることが確認できた。このように、振動子デバ
イスによって、それぞれその封止条件を最適にすること
により、信頼性の高い振動子デバイスを得ることができ
る。特に、容器内部を真空にする音叉型振動子では、リ
フロー後のＣＩ値の特性劣化を防ぐことができ、また振
動子の経時的変化を抑えることができることから、その
効果は顕著である。
に周波数３２．７６８ＫＨｚの音叉型水晶振動子を収容
し、この容器を銀ロウを封止材として銀クラッド材から
なる金属蓋（コバール）を密着させて、上記の封止条件
で封止する。各条件において封止した振動子デバイス３
０サンプルのそれぞれについて得れれたインピーダンス
の分布を示すものである。図４に示すデータから、イン
ピーダンスの最高値は、条件１では４５ＫΩ、条件２で
は６０ＫΩ、条件３では９５ＫΩ、また最低値は、条件
１では３１ＫΩ、条件２では４１ＫΩ、条件３では５０
ＫΩ、またインピーダンスの平均値は、条件１では３
６．９ＫΩ、条件２では４９．９ＫΩ、条件３では７
５．２ＫΩという結果が得られた。こうした結果と図４
に示す分布特性から、まず、本実施の形態のように二次
封止部分を残さず、一次のみで封止を行った場合（条件
３）は、インピーダンスは高くなる傾向にあり、しかも
得られるインピーダンスのばらつきが大きい。これに対
し、本実施の形態（条件１、条件２）では、インピーダ
ンスは低くなる傾向にあり、しかも得られるインピーダ
ンスのばらつきは条件３に比べ小さく、安定した信頼性
が高いものが得られることが確認できた。さらに、本実
施の形態において、二次封止部分の長さが短い方が、得
られるインピーダンスおよびそのばらつきの面からより
優れていることが確認できた。このように、振動子デバ
イスによって、それぞれその封止条件を最適にすること
により、信頼性の高い振動子デバイスを得ることができ
る。特に、容器内部を真空にする音叉型振動子では、リ
フロー後のＣＩ値の特性劣化を防ぐことができ、また振
動子の経時的変化を抑えることができることから、その
効果は顕著である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
は、開口部が形成された容器内に振動子を収容し、真空
雰囲気中でこの容器の開口部周縁部とこの開口部を覆う
蓋とを封止材を介して溶接する工程を、開口部周縁部の
一部を除く開口部周縁部と蓋とを溶接した後、容器内の
ガスを排気し、その後溶接されていない開口部周縁部の
一部と蓋とを溶接するように構成したので、溶接によっ
て封止材から発生するガスは容器内に残存することがな
く、容器内を真空にすることができる。この結果、振動
子が経時的変化を起こすことがなく、特性の劣化を防ぐ
ことができる。従って、得られる振動子デバイスの信頼
性は向上する。
は、開口部が形成された容器内に振動子を収容し、真空
雰囲気中でこの容器の開口部周縁部とこの開口部を覆う
蓋とを封止材を介して溶接する工程を、開口部周縁部の
一部を除く開口部周縁部と蓋とを溶接した後、容器内の
ガスを排気し、その後溶接されていない開口部周縁部の
一部と蓋とを溶接するように構成したので、溶接によっ
て封止材から発生するガスは容器内に残存することがな
く、容器内を真空にすることができる。この結果、振動
子が経時的変化を起こすことがなく、特性の劣化を防ぐ
ことができる。従って、得られる振動子デバイスの信頼
性は向上する。
【００２５】また、本発明の製造装置は、開口部が形成
された容器内に振動子を収容し、この容器の開口部周縁
部とこの開口部を覆う蓋を封止材を介して溶接してなる
振動子デバイスを製造するために、溶接を行うための封
止手段が備えられた加工室と、この加工室のデバイス搬
入口およびデバイス搬出口にそれぞれ隣接して設けられ
た搬入予備真空室および搬出予備真空室と、加工室とデ
バイスの搬入・搬出路である搬入予備真空室および搬出
予備真空室とを真空状態とするための排気手段とからな
るとともに、搬入予備真空室に加熱手段が設けられた構
成としたので、封止加工の前段でのガス放出を行うこと
ができるうえ、振動子デバイスの搬入・搬出時に搬入口
および搬出口の開閉がなされても、加工室の所定の真空
度を維持することができ、さらに加工室での封止加工に
よって発生するガスも真空雰囲気中に速やかに排気さ
れ、信頼性の高い振動子デバイスを得ることができ、し
かも効率良く封止加工を行うことができ、生産性は向上
する。
された容器内に振動子を収容し、この容器の開口部周縁
部とこの開口部を覆う蓋を封止材を介して溶接してなる
振動子デバイスを製造するために、溶接を行うための封
止手段が備えられた加工室と、この加工室のデバイス搬
入口およびデバイス搬出口にそれぞれ隣接して設けられ
た搬入予備真空室および搬出予備真空室と、加工室とデ
バイスの搬入・搬出路である搬入予備真空室および搬出
予備真空室とを真空状態とするための排気手段とからな
るとともに、搬入予備真空室に加熱手段が設けられた構
成としたので、封止加工の前段でのガス放出を行うこと
ができるうえ、振動子デバイスの搬入・搬出時に搬入口
および搬出口の開閉がなされても、加工室の所定の真空
度を維持することができ、さらに加工室での封止加工に
よって発生するガスも真空雰囲気中に速やかに排気さ
れ、信頼性の高い振動子デバイスを得ることができ、し
かも効率良く封止加工を行うことができ、生産性は向上
する。
【図１】本発明の振動子デバイスの製造方法の実施の形
態を説明するための模式図
態を説明するための模式図
【図２】本発明に適用される振動子デバイスを示す図
【図３】本発明の振動子デバイスの製造装置の実施の形
態を示す構成図
態を示す構成図
【図４】本発明の製造方法によって得られる振動子デバ
イスのインピ−ダンス分布特性を示す図
イスのインピ−ダンス分布特性を示す図
【符号の説明】
１ 容器
１ａ 開口部
２ キャップ
３ 封止剤
５ 電子ビーム
９ａ 一次封止部
８ａ（８ｂ） 二次封止部
１０ 振動子デバイス
３３ 搬入予備真空室
３４ 加工室
３５ 搬出予備真空室
２３ 封止手段
Ｐ1,Ｐ2,Ｐ3 真空ポンプ
２０ 治具
２１ ハロゲンヒータ
２５ ユニット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 23/00,23/12
H01L 41/09
H01L 41/22
Claims (5)
- 【請求項１】開口部が形成された容器内に振動子を収容
し、真空雰囲気中でこの容器の開口部周縁部とこの開口
部を覆う蓋とを封止材を介して溶接することにより、当
該振動デバイス素子を封止してなる振動子デバイスを製
造する方法において、 上記開口部周縁部の一部を除く当該開口部周縁部と上記
蓋とを上記封止材を介して溶接した後、上記容器内の溶
接によって上記封止材から発生するガスを排気し、その
後溶接されていない上記開口部周縁部の一部と上記蓋と
を上記封止材を介して溶接して、容器内からガスを排気
することを特徴とする振動子デバイスの製造方法。 - 【請求項２】 上記溶接は、レーザビームあるいは電子
ビームを照射することにより発生する熱による加熱加工
であることを特徴とする請求項１に記載の振動子デバイ
スの製造方法。 - 【請求項３】 上記開口部周縁部の一部を当該開口部周
縁部の角部分とすることを特徴とする請求項１または２
に記載の振動子デバイスの製造方法。 - 【請求項４】開口部が形成された容器内に振動子を収容
し、この容器の開口部周縁部とこの開口部を覆う蓋を封
止材を介して溶接してなる振動子デバイスを製造するた
めの装置であって、 上記溶接を行うための封止手段が備えられた加工室と、
この加工室のデバイス搬入口およびデバイス搬出口にそ
れぞれ隣接して設けられた搬入予備真空室および搬出予
備真空室と、上記加工室とデバイスの搬入・搬出路であ
る搬入予備真空室および搬出予備真空室とを真空状態と
するための排気手段とからなるとともに、上記搬入予備
真空室には振動子デバイスを外部から加熱するための加
熱手段が設けられていることを特徴とする振動子デバイ
スの製造装置。 - 【請求項５】 上記封止手段はレーザビームを照射する
レーザビーム溶接装置あるいは電子ビームを照射する電
子ビーム溶接装置であることを特徴とする請求項４に記
載の振動子デバイスの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02362899A JP3456432B2 (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 振動子デバイスの製造方法およびその製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02362899A JP3456432B2 (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 振動子デバイスの製造方法およびその製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000223604A JP2000223604A (ja) | 2000-08-11 |
| JP3456432B2 true JP3456432B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=12115866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02362899A Expired - Lifetime JP3456432B2 (ja) | 1999-02-01 | 1999-02-01 | 振動子デバイスの製造方法およびその製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3456432B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9350318B2 (en) | 2012-11-26 | 2016-05-24 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing electronic device, cover body, electronic device, electronic apparatus, and moving object |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4526681B2 (ja) * | 2000-10-31 | 2010-08-18 | リバーエレテック株式会社 | 電子部品用パッケージの封止方法 |
| JP2005317895A (ja) | 2004-03-31 | 2005-11-10 | Citizen Watch Co Ltd | 電子部品封止体の製造方法および電子部品封止体 |
| US7557491B2 (en) | 2006-02-09 | 2009-07-07 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Electronic component package |
| JP4706546B2 (ja) * | 2006-04-14 | 2011-06-22 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイスの製造方法 |
| EP2400540A4 (en) * | 2009-02-19 | 2013-10-09 | Nec Corp | VACUUM-SEALED HOUSING, PCB WITH VACUUM-SEALED HOUSING, ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A VACUUM-SEALED HOUSING |
| JP2012033634A (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Advantest Corp | 製造方法および製造装置 |
| JP5757793B2 (ja) * | 2011-06-10 | 2015-07-29 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイスの製造装置 |
| CN103972180A (zh) | 2013-01-30 | 2014-08-06 | 精工爱普生株式会社 | 电子装置的制造方法、电子装置、电子设备以及移动体 |
| JP6152295B2 (ja) * | 2013-05-01 | 2017-06-21 | アキム株式会社 | 溶接方法及び設備 |
| JP2015088643A (ja) | 2013-10-31 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイスの製造方法、電子デバイス、電子機器、移動体、および蓋体 |
| JP2015088644A (ja) | 2013-10-31 | 2015-05-07 | セイコーエプソン株式会社 | 電子デバイスの製造方法、電子デバイス、電子機器、移動体、および蓋体 |
| JP6364970B2 (ja) * | 2014-06-02 | 2018-08-01 | セイコーエプソン株式会社 | 圧電デバイスの製造方法 |
| JP7313946B2 (ja) * | 2019-07-19 | 2023-07-25 | ニデックコンポーネンツ株式会社 | 電子部品とその製造方法 |
-
1999
- 1999-02-01 JP JP02362899A patent/JP3456432B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9350318B2 (en) | 2012-11-26 | 2016-05-24 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing electronic device, cover body, electronic device, electronic apparatus, and moving object |
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| JP2000223604A (ja) | 2000-08-11 |
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