JP3621435B2 - パッケージおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、水晶振動子などの圧電振動子を収納するパッケージの構造およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパッケージの構造とその製造方法について、図５と図６との斜視図を用いて説明する。
【０００３】
従来のパッケージの作成方法を、多数個処理の場合を例に上げ、図５と図６を用いて説明する。パッケージ部材１１をマトリックス状に並べた、ガラスまたはシリコンを材料とするパッケージ部材基板１０を形成する。
【０００４】
さらに、蓋１２をマトリックス状に並べた、ガラスまたはシリコンを材料とする蓋基板１３を作成する。
【０００５】
そして、このパッケージ部材基板１０と蓋基板１３とを張り合わせる。
【０００６】
その後、ダイシングソーやレーザーなどの切断方法により、Ｘ方向切断ライン１５とＹ方向切断ライン１６に沿って、切断あるいは溝入れを行う。その後、ブレイクダウンすることで個々のパッケージに切り出す。このようにして、切り出されたパッケージは、図６に示す形状となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示すように、パッケージ部材１１と蓋１２のそれぞれのコーナー部１９とエッジ部２１とは、切断時の状態のままである。
【０００８】
図６のＢ−Ｂ部の断面状態を図７に示す。この図７に示すように、パッケージ部材１１や蓋１２は切断時の状態であるため、クラック４５や、チッピング４１や、バリ４３が存在する。
【０００９】
さらには、コーナー部１９やエッジ部２１は、クラック４５やチッピング４１を引き起こしやすい状態となっている。
【００１０】
近年、パッケージの小型化や薄型化が展開されてきているため、この図７に示すようなクラック４５や、チッピング４１や、バリ４３が原因となって、パッケージはリークを引き起こす。
【００１１】
ダイシングソーやレーザーなどの切断方法によりパッケージ部材１１と蓋１２を切り出す。このために、コーナー部１９やエッジ部２１には、チッピング４１や、クラック４５や、バリ４３が発生し、これがパッケージのリークやパッケージ内雰囲気の安定性およびパッケージ自身の耐久性の低下の原因となっている。
【００１２】
本発明の目的は、スルーホールに引き出し電極を形成したパッケージ部材と、そのパッケージ部材に蓋を接合して構成したパッケージにおいて、パッケージの気密封止を良好に保つためのパッケージ構造とその製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のパッケージおよびその製造方法においては、下記記載の手段を採用する。
【００１４】
本発明のパッケージの構造は、一方の面から他方の面まで貫通するスルーホールを有するとともに、該スルーホールを介して前記一方の面から前記他方の面まで設けた引き出し電極を有するパッケージ部材と、該パッケージ部材の前記引き出し電極に接続した圧電振動子と、該パッケージ部材と接合する蓋とを有するパッケージであって、前記パッケージ部材は前記蓋と接合する接合領域に、前記スルーホールと、該スルーホールの周縁に設けた前記引き出し電極の一部と、前記蓋と接合するための接合層とを有し、前記接合層と前記引き出し電極の一部は、陽極接合、耐熱性接着剤、または共晶合金によって前記蓋と接合され、該接合によって気密封止したパッケージの空間内に前記圧電振動子を配設して前記引き出し電極に接続したことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のパッケージの製造方法は、パッケージ部材の一方の面から他方の面まで貫通するスルーホールを該パッケージ部材の接合領域に形成するとともに、該スルーホールを介して前記一方の面から前記他方の面まで引き出し電極を形成し、前記接合領域にはさらに接合層と、前記スルーホールの周縁に設けた前記引き出し電極の一部とを形成して前記パッケージ部材を形成する工程と、前記引き出し電極に圧電振動子を固定する工程と、 蓋を前記パッケージ部材の前記接合層と前記引き出し電極の一部に陽極接合、耐熱性接着剤、または共晶合金によって接合してパッケージの気密封止を行なう工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例におけるパッケージおよびその製造方法について、図面を用いて説明する。本発明の実施例は水晶振動子を収納するパッケージ部材と蓋を例に上げて説明する。
【００１９】
まずはじめに、本発明の実施例におけるパッケージの構成を、図１の斜視図を用いて説明する。
【００２０】
図１に示すように、パッケージ部材１１と蓋１２とを接合し、すべてのコーナー部１９とエッジ部２１とは、面取り２３を設ける。
【００２１】
この図１に示した面取り２３の断面形状は、図４（ａ）に示す凸面２３ａ、あるいは図４（ｂ）に示す凹面２３ｂ、あるいは図４（ｃ）に示す平面２３ｃの形状を有する。
【００２２】
また、図１に示した本発明のパッケージのＡ−Ａ線における断面を、図２の断面図に示す。
【００２３】
パッケージ部材１１は、下部サイドに面取り２３と、上面にキャビティー３２と、上面から下面に貫通するスルーホール３３と、引き出し電極を兼ねる接合部である接合層２５とを設ける。
【００２４】
蓋１２には上部サイドに面取り２３と、下面に凹部３１とを設ける。
【００２５】
導電性接着剤２８を用いて水晶片２９を固定したパッケージ部材１１と蓋１２とを接合層２５により接合する。そして、パッケージ内部からスルーホール３３を利用して、パッケージ部材１１の下面にまで接合層２５を引き出した構造を有する。
【００２６】
つぎに、図３（ａ）から図３（ｇ）を用いて、本発明のパッケージの製造方法を説明する。
【００２７】
まずはじめに、パッケージ部材１１の製造方法を説明する。図３（ａ）に示すように厚さ０．５ｍｍのパイレックス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラスのガラスやシリコンからなるパッケージ部材基板１０の両面にドライフィルムをラミネートし、フォトマスクを用いて露光処理と、現像処理とを行い、所定のレジストパターン３５を形成する。
【００２８】
そして、図３（ｂ）に示すように、レジストパターン３５をマスクとして、フッ酸と硝酸の混合液を用いて化学エッチングにより、パッケージ部材基板１０の上面に深さ０．３ｍｍのキャビティー３２と、パッケージ部材基板１０の下面に深さ０．３ｍｍ、幅０．５ｍｍの面取り用溝３７と、パッケージ部材基板１０の両面から直径０．３ｍｍのスルーホール３３とを同時に形成する。
【００２９】
その後、図３（ｃ）に示すように、レジストパターン３５を除去し、パッケージ部材１１を形成する。
【００３０】
つぎに、図３（ｄ）に示すように、パッケージ部材１１の両面に、スパッタリング法や真空蒸着法などの膜形成技術により、アルミニウム薄膜層を形成する。
【００３１】
その後、両面に感光性ドライフィルムを張り付け、フォトマスクを用いて露光処理、および現像処理を行い、接合層２５と引き出し電極２７とを形成する。
【００３２】
つぎに、図３（ｅ）に示すように、パッケージ部材１１上の接合層２５に水晶片２９を導電性接着剤２８を用いて固定する。
【００３３】
そして図３（ｆ）に示すようにパッケージ部材１１と同じようなレジストパターン形成とエッチング処理の手法で形成した、上面に深さ０．３ｍｍ、幅０．５ｍｍの面取り用溝３７と、下面に深さ０．３ｍｍの凹部３１を有する厚さ０．５ｍｍのガラスあるいはシリコンからなる蓋１２を、パッケージ部材１１と重ね合わせる。
【００３４】
そして、１５０℃から２５０℃の温度に加熱して、接合層２５をプラス電位、蓋１２をマイナス電位にし、３００Ｖから４００Ｖの直流電圧を印加して、陽極接合技術により、パッケージ部材１１と蓋１２とを接合し、パッケージの気密封止を行う。
【００３５】
最後に、図３（ｇ）に示すように、面取り用溝３７に沿ってブレイクダウン、あるいは、この面取り用溝３７の幅よりも狭い切断幅でダイシングソーやレーザー加工により切り出すことで、本発明のパッケージを得る。
【００３６】
上記の説明において、ガラスやシリコンのエッチング方法として、化学エッチングを示したが、サンドブラスト加工などの噴射加工技術を用いても良い。
【００３７】
本発明の実施例では、蓋１２とパッケージ部材１１を接合した状態で切り出しを行ったが、それぞれパッケージ部材１１と蓋１２として別々に切り出したものを接合しても良い。
【００３８】
本発明の実施例では、蓋１２とパッケージ部材１１との張り合わせに陽極接合技術を用いて説明したが、耐熱性接着剤やＡｕ−Ｓｎ及びＰｂ−Ａｇ−Ｓｎなどの共晶合金による張り合わせでも良い。
【００３９】
また、陽極接合時の接合層２５の材料としては、アルミニウム以外のチタン、タンタル、シリコン等の陽極接合可能な金属あるいは半導体を使用しても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明のパッケージの構造および製造方法によれば、パッケージ部材と蓋とが接合する接合領域に、スルーホールと、このスルーホールの周縁に設けた引き出し電極の一部と、パッケージ部材に蓋を接合するための接合層とを有し、接合層と引き出し電極の一部は、陽極接合、耐熱性接着剤、または共晶合金によって蓋と接合され、接合によって気密封止したパッケージの空間内に圧電振動子を配設して引き出し電極に接続したので、スルーホールは蓋によって塞がれてパッケージ内雰囲気が安定し、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるパッケージの構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例におけるパッケージの構造を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例におけるパッケージの製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例におけるパッケージの面取り構造を示す断面図である。
【図５】従来例におけるパッケージ部材基板および蓋基板を示す斜視図である。
【図６】従来例におけるパッケージ構造を示す斜視図である。
【図７】従来例におけるパッケージの課題を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０ パッケージ部材基板
１１ パッケージ部材
１２ 蓋
１３ 蓋基板
１９ コーナー部
２１ エッジ部
２３ 面取り
２５ 接合層
２７ 引き出し電極
２９ 水晶片
３１ 凹部
３２ キャビティー
３３ スルーホール
３５ レジストパターン
３７ 面取り用溝
【産業上の利用分野】
本発明は、水晶振動子などの圧電振動子を収納するパッケージの構造およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパッケージの構造とその製造方法について、図５と図６との斜視図を用いて説明する。
【０００３】
従来のパッケージの作成方法を、多数個処理の場合を例に上げ、図５と図６を用いて説明する。パッケージ部材１１をマトリックス状に並べた、ガラスまたはシリコンを材料とするパッケージ部材基板１０を形成する。
【０００４】
さらに、蓋１２をマトリックス状に並べた、ガラスまたはシリコンを材料とする蓋基板１３を作成する。
【０００５】
そして、このパッケージ部材基板１０と蓋基板１３とを張り合わせる。
【０００６】
その後、ダイシングソーやレーザーなどの切断方法により、Ｘ方向切断ライン１５とＹ方向切断ライン１６に沿って、切断あるいは溝入れを行う。その後、ブレイクダウンすることで個々のパッケージに切り出す。このようにして、切り出されたパッケージは、図６に示す形状となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示すように、パッケージ部材１１と蓋１２のそれぞれのコーナー部１９とエッジ部２１とは、切断時の状態のままである。
【０００８】
図６のＢ−Ｂ部の断面状態を図７に示す。この図７に示すように、パッケージ部材１１や蓋１２は切断時の状態であるため、クラック４５や、チッピング４１や、バリ４３が存在する。
【０００９】
さらには、コーナー部１９やエッジ部２１は、クラック４５やチッピング４１を引き起こしやすい状態となっている。
【００１０】
近年、パッケージの小型化や薄型化が展開されてきているため、この図７に示すようなクラック４５や、チッピング４１や、バリ４３が原因となって、パッケージはリークを引き起こす。
【００１１】
ダイシングソーやレーザーなどの切断方法によりパッケージ部材１１と蓋１２を切り出す。このために、コーナー部１９やエッジ部２１には、チッピング４１や、クラック４５や、バリ４３が発生し、これがパッケージのリークやパッケージ内雰囲気の安定性およびパッケージ自身の耐久性の低下の原因となっている。
【００１２】
本発明の目的は、スルーホールに引き出し電極を形成したパッケージ部材と、そのパッケージ部材に蓋を接合して構成したパッケージにおいて、パッケージの気密封止を良好に保つためのパッケージ構造とその製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のパッケージおよびその製造方法においては、下記記載の手段を採用する。
【００１４】
本発明のパッケージの構造は、一方の面から他方の面まで貫通するスルーホールを有するとともに、該スルーホールを介して前記一方の面から前記他方の面まで設けた引き出し電極を有するパッケージ部材と、該パッケージ部材の前記引き出し電極に接続した圧電振動子と、該パッケージ部材と接合する蓋とを有するパッケージであって、前記パッケージ部材は前記蓋と接合する接合領域に、前記スルーホールと、該スルーホールの周縁に設けた前記引き出し電極の一部と、前記蓋と接合するための接合層とを有し、前記接合層と前記引き出し電極の一部は、陽極接合、耐熱性接着剤、または共晶合金によって前記蓋と接合され、該接合によって気密封止したパッケージの空間内に前記圧電振動子を配設して前記引き出し電極に接続したことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のパッケージの製造方法は、パッケージ部材の一方の面から他方の面まで貫通するスルーホールを該パッケージ部材の接合領域に形成するとともに、該スルーホールを介して前記一方の面から前記他方の面まで引き出し電極を形成し、前記接合領域にはさらに接合層と、前記スルーホールの周縁に設けた前記引き出し電極の一部とを形成して前記パッケージ部材を形成する工程と、前記引き出し電極に圧電振動子を固定する工程と、 蓋を前記パッケージ部材の前記接合層と前記引き出し電極の一部に陽極接合、耐熱性接着剤、または共晶合金によって接合してパッケージの気密封止を行なう工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例におけるパッケージおよびその製造方法について、図面を用いて説明する。本発明の実施例は水晶振動子を収納するパッケージ部材と蓋を例に上げて説明する。
【００１９】
まずはじめに、本発明の実施例におけるパッケージの構成を、図１の斜視図を用いて説明する。
【００２０】
図１に示すように、パッケージ部材１１と蓋１２とを接合し、すべてのコーナー部１９とエッジ部２１とは、面取り２３を設ける。
【００２１】
この図１に示した面取り２３の断面形状は、図４（ａ）に示す凸面２３ａ、あるいは図４（ｂ）に示す凹面２３ｂ、あるいは図４（ｃ）に示す平面２３ｃの形状を有する。
【００２２】
また、図１に示した本発明のパッケージのＡ−Ａ線における断面を、図２の断面図に示す。
【００２３】
パッケージ部材１１は、下部サイドに面取り２３と、上面にキャビティー３２と、上面から下面に貫通するスルーホール３３と、引き出し電極を兼ねる接合部である接合層２５とを設ける。
【００２４】
蓋１２には上部サイドに面取り２３と、下面に凹部３１とを設ける。
【００２５】
導電性接着剤２８を用いて水晶片２９を固定したパッケージ部材１１と蓋１２とを接合層２５により接合する。そして、パッケージ内部からスルーホール３３を利用して、パッケージ部材１１の下面にまで接合層２５を引き出した構造を有する。
【００２６】
つぎに、図３（ａ）から図３（ｇ）を用いて、本発明のパッケージの製造方法を説明する。
【００２７】
まずはじめに、パッケージ部材１１の製造方法を説明する。図３（ａ）に示すように厚さ０．５ｍｍのパイレックス、ホウケイ酸ガラス、ソーダガラスのガラスやシリコンからなるパッケージ部材基板１０の両面にドライフィルムをラミネートし、フォトマスクを用いて露光処理と、現像処理とを行い、所定のレジストパターン３５を形成する。
【００２８】
そして、図３（ｂ）に示すように、レジストパターン３５をマスクとして、フッ酸と硝酸の混合液を用いて化学エッチングにより、パッケージ部材基板１０の上面に深さ０．３ｍｍのキャビティー３２と、パッケージ部材基板１０の下面に深さ０．３ｍｍ、幅０．５ｍｍの面取り用溝３７と、パッケージ部材基板１０の両面から直径０．３ｍｍのスルーホール３３とを同時に形成する。
【００２９】
その後、図３（ｃ）に示すように、レジストパターン３５を除去し、パッケージ部材１１を形成する。
【００３０】
つぎに、図３（ｄ）に示すように、パッケージ部材１１の両面に、スパッタリング法や真空蒸着法などの膜形成技術により、アルミニウム薄膜層を形成する。
【００３１】
その後、両面に感光性ドライフィルムを張り付け、フォトマスクを用いて露光処理、および現像処理を行い、接合層２５と引き出し電極２７とを形成する。
【００３２】
つぎに、図３（ｅ）に示すように、パッケージ部材１１上の接合層２５に水晶片２９を導電性接着剤２８を用いて固定する。
【００３３】
そして図３（ｆ）に示すようにパッケージ部材１１と同じようなレジストパターン形成とエッチング処理の手法で形成した、上面に深さ０．３ｍｍ、幅０．５ｍｍの面取り用溝３７と、下面に深さ０．３ｍｍの凹部３１を有する厚さ０．５ｍｍのガラスあるいはシリコンからなる蓋１２を、パッケージ部材１１と重ね合わせる。
【００３４】
そして、１５０℃から２５０℃の温度に加熱して、接合層２５をプラス電位、蓋１２をマイナス電位にし、３００Ｖから４００Ｖの直流電圧を印加して、陽極接合技術により、パッケージ部材１１と蓋１２とを接合し、パッケージの気密封止を行う。
【００３５】
最後に、図３（ｇ）に示すように、面取り用溝３７に沿ってブレイクダウン、あるいは、この面取り用溝３７の幅よりも狭い切断幅でダイシングソーやレーザー加工により切り出すことで、本発明のパッケージを得る。
【００３６】
上記の説明において、ガラスやシリコンのエッチング方法として、化学エッチングを示したが、サンドブラスト加工などの噴射加工技術を用いても良い。
【００３７】
本発明の実施例では、蓋１２とパッケージ部材１１を接合した状態で切り出しを行ったが、それぞれパッケージ部材１１と蓋１２として別々に切り出したものを接合しても良い。
【００３８】
本発明の実施例では、蓋１２とパッケージ部材１１との張り合わせに陽極接合技術を用いて説明したが、耐熱性接着剤やＡｕ−Ｓｎ及びＰｂ−Ａｇ−Ｓｎなどの共晶合金による張り合わせでも良い。
【００３９】
また、陽極接合時の接合層２５の材料としては、アルミニウム以外のチタン、タンタル、シリコン等の陽極接合可能な金属あるいは半導体を使用しても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明のパッケージの構造および製造方法によれば、パッケージ部材と蓋とが接合する接合領域に、スルーホールと、このスルーホールの周縁に設けた引き出し電極の一部と、パッケージ部材に蓋を接合するための接合層とを有し、接合層と引き出し電極の一部は、陽極接合、耐熱性接着剤、または共晶合金によって蓋と接合され、接合によって気密封止したパッケージの空間内に圧電振動子を配設して引き出し電極に接続したので、スルーホールは蓋によって塞がれてパッケージ内雰囲気が安定し、信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるパッケージの構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例におけるパッケージの構造を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例におけるパッケージの製造方法を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例におけるパッケージの面取り構造を示す断面図である。
【図５】従来例におけるパッケージ部材基板および蓋基板を示す斜視図である。
【図６】従来例におけるパッケージ構造を示す斜視図である。
【図７】従来例におけるパッケージの課題を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１０ パッケージ部材基板
１１ パッケージ部材
１２ 蓋
１３ 蓋基板
１９ コーナー部
２１ エッジ部
２３ 面取り
２５ 接合層
２７ 引き出し電極
２９ 水晶片
３１ 凹部
３２ キャビティー
３３ スルーホール
３５ レジストパターン
３７ 面取り用溝
Claims (2)
- 一方の面から他方の面まで貫通するスルーホールを有するとともに、該スルーホールを介して前記一方の面から前記他方の面まで設けた引き出し電極を有するパッケージ部材と、該パッケージ部材の前記引き出し電極に接続した圧電振動子と、該パッケージ部材と接合する蓋とを有するパッケージであって、
前記パッケージ部材は前記蓋と接合する接合領域に、前記スルーホールと、該スルーホールの周縁に設けた前記引き出し電極の一部と、前記蓋と接合するための接合層とを有し、前記接合層と前記引き出し電極の一部は、陽極接合、耐熱性接着剤、または共晶合金によって前記蓋と接合され、該接合によって気密封止したパッケージの空間内に前記圧電振動子を配設して前記引き出し電極に接続したことを特徴とするパッケージ。 - パッケージ部材の一方の面から他方の面まで貫通するスルーホールを該パッケージ部材の接合領域に形成するとともに、該スルーホールを介して前記一方の面から前記他方の面まで引き出し電極を形成し、前記接合領域にはさらに接合層と、前記スルーホールの周縁に設けた前記引き出し電極の一部とを形成して前記パッケージ部材を形成する工程と、
前記引き出し電極に圧電振動子を固定する工程と、
蓋を前記パッケージ部材の前記接合層と前記引き出し電極の一部に陽極接合、耐熱性接着剤、または共晶合金によって接合してパッケージの気密封止を行なう工程とを有するパッケージの製造方法。
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| JP29524993A JP3621435B2 (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | パッケージおよびその製造方法 |
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| JPH07154183A JPH07154183A (ja) | 1995-06-16 |
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