JP4862822B2 - 電子部品用容器、および圧電振動デバイス - Google Patents

Description

本発明は、電子部品用容器、および圧電振動デバイスに関し、特に、絶縁性ベースに電気的機能を有する電子部品素子を収納し、絶縁性ベースと金属蓋とにより電子部品素子を気密封止する際の気密封止の信頼性を向上させる電子部品用容器、および圧電振動デバイスに関する。

気密封止を必要とする電子部品の例として、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器等の圧電振動デバイスがあげられる。これら圧電振動デバイスは、いずれも水晶振動板の表面に金属薄膜電極を形成し、この金属薄膜電極を外気から保護するために水晶振動板を気密封止する。これら圧電振動デバイスでは、部品の表面実装化の要求から、セラミックベース（絶縁性ベース）内に圧電素子（水晶振動板）を収納し、ろう材が形成された金属蓋で圧電素子を覆い、セラミックベースと金属蓋とを溶接して、この溶接により圧電振動素子を気密的に封止する構成が一般的である。特許文献１に示されるように、電子部品容器の低背化や低コスト化の流れに伴い、セラミックベースの上部に封止用金属リングを介在させることなく、セラミックベースに形成された封止用メタライズ部に対して金属蓋のろう材を直接溶接するタイプ（いわゆるダイレクトシ−ム封止タイプやビーム封止タイプ等）が増加しているのが現状である。
特開２００３−１６８９４９号公報

このようにセラミックベースに形成された封止用メタライズ部に対して金属蓋のろう材を直接溶接するタイプの電子部品用容器では、セラミックベースの外周形状に応じて封止用メタライズ部の外周形状にバラツキが生じやすくなり、溶接領域が安定しないという問題があった。特に、セラミックベースの側端部（外周部）には、外部端子に電極を導くためのキャスタレーションを形成するのが一般的であるが、このような構成では、電子部品用容器の小型化に伴ってキャスタレーションと封止用メタライズ部がお互いに近接配置され、封止領域の確保が困難となっているのが現状である。封止用メタライズ部に対する金属蓋の溶融領域が、このキャスタレーションが形成された領域に重なることで、この部分で溶融領域の幅が極端に狭くなってリークを起こし、気密不良を招く重大な問題となっていた。これに対して、従来、シーム封止する構成では、シームローラに供給される電力を上げ、溶融温度を上げることで、ろう材の溶融領域を広げる手法が取られていた。しかしながら、このように溶融温度を上げる手法では、溶融したろう材が収納部の中に飛散するなどのスプラッシュの問題や、溶融熱歪みによるベースの割れの問題等が新たに起こり得るため、より好ましい対策がないのが現状であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電子部品用容器の小型化低背化を妨げることなく、ベースの外周形状による溶接領域のバラツキとリークをなくし、より気密封止の信頼性の高い電子部品用容器、および圧電振動デバイスを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る電子部品用容器は、絶縁性ベースに金属蓋が接合されてなる電子部品用容器であって、電気的機能を有する電子部品素子を収納する収納部と、前記収納部の周囲に形成され、前記金属蓋が気密接合される封止用メタライズ部と、側端部に端子電極が形成されたキャスタレーションとを有する前記絶縁性ベースと、平面視形状が４つの角部と４つの辺とから構成され、下面にろう材が形成されるとともに、前記ろう材には前記絶縁性ベースに前記金属蓋が接合される際に前記キャスタレーションの内側において前記封止用メタライズ部と接合する溶接部が前記各辺に沿って設けられた金属蓋と、を含み、前記金属蓋の少なくとも１つの辺が、角を有しない連続した平面視曲線からなり、円弧状の切り欠き部として構成され、前記絶縁性ベースは、さらに前記収納部の周囲に形成された堤部を含み、前記収納部が、平面視矩形状に成形され、前記封止用メタライズ部が、前記堤部の上面に形成され、前記キャスタレーションの端子電極が、少なくとも１つ辺の側端部に形成され、前記切り欠き部として構成された前記金属蓋の少なくとも１つの辺は、前記絶縁性ベースに前記金属蓋が接合される際に、前記キャスタレーションの内側に近接し、前記角部が、前記絶縁性ベースに前記金属蓋が接合される際に、前記絶縁性ベースの平面視上の角部に近接することを特徴とする。

本発明によれば、平面視形状が４つの角部と４つの辺とから構成され、下面にろう材が形成されるとともに、前記ろう材には、前記絶縁性ベースに前記金属蓋が接合される際に絶縁性ベースのキャスタレーションの内側において前記封止用メタライズ部と溶接する溶接部が設けられ、前記金属蓋の少なくとも１つの辺が、角を有しない連続した平面視曲線からなり、円弧状の切り欠き部として構成されるので、前記絶縁性ベースのキャスタレーションによって溶接領域がバラツクことなく、一定の溶接領域を確保しながらも、前記キャスタレーションの部分で溶融領域の幅が極端に狭くなることがない。従って、前記金属蓋を絶縁性ベースに搭載する際の安定性を高めながら、リークをなくし、気密不良を防止することができる。また、通常に比べて溶融温度を上げる必要性もなくなるので、溶融したろう材が収納部の中に飛散するなどのスプラッシュの問題や溶融熱歪みによる絶縁性ベースの割れの問題等が新たに起こることもない。つまり、より信頼性の高い気密封止構造を有した電子部品用容器が得られる。また、前記金属蓋の少なくとも１つの辺が、角を有しない連続した平面視曲線からなり、円弧状の切り欠き部として構成され、前記ろう材には前記絶縁性ベースに前記金属蓋が接合される際に前記キャスタレーションの内側において前記封止用メタライズ部と接合する溶接部が前記各辺に沿って設けられているので、前記封止用メタライズ部に対する前記金属蓋の溶接領域を前記キャスタレーションより内側に隔離し、当該溶融領域が前記キャスタレーションの部分で溶融領域の幅が極端に狭くなることがなくなる。このため、リークをなくし、気密不良を防止することができる。また、前記金属蓋の端部に沿って溶接することで、溶接領域を前記キャスタレーションより内側に隔離しながらも、当該溶接領域を容易に特定しながら封止が行えるので作業効率が高まる。前記金属蓋の切り欠きが形成されていない端部は、平面視形状が前記絶縁性ベースの平面視形状とほぼ等しく成形されているので、端部へのずれ込みをなくして、前記金属蓋の絶縁性ベースに対する搭載安定性を高めることができる。また、前記絶縁性ベースは堤部を含み、前記収納部が平面視矩形状に成形され、前記封止用メタライズ部が前記堤部の上面に形成され、前記キャスタレーションの端子電極が、少なくとも１つ辺の側端部に形成され、前記切り欠き部として構成された前記金属蓋の少なくとも１つの辺は、前記絶縁性ベースに前記金属蓋が接合される際に、前記キャスタレーションの内側に近接し、前記角部が、前記絶縁性ベースに前記金属蓋が接合される際に、前記絶縁性ベースの平面視上の角部に近接するので、前記封止用メタライズ部に対する前記金属蓋の溶接領域を前記キャスタレーションより内側に隔離し、当該溶融領域がキャスタレーションの部分で溶融領域の幅が極端に狭くなることがなくなる。このため、リークをなくし、気密不良を防止することができる。また、前記切り欠き部を円弧状とすることで、気密封止する際の溶接熱応力を均一に分散させることができ、封止時の前記絶縁性ベースのベース割れなどを抑制することができる。さらに、前記金属蓋の角部が前記絶縁性のベースの角部に近接する位置に配置されているので、前記絶縁性ベースに前記金属蓋を搭載して溶接する場合にお互いの角部で位置あわせすることで、前記絶縁性ベースの端部にずれ込むことなく前記絶縁性ベースへの前記金属蓋の位置決めを行うことが容易となり、金属蓋の絶縁性ベースに対する搭載安定性を高めることができる。

また、上記構成において、前記絶縁性ベースの封止用メタライズ部に前記金属蓋のろう材がシーム溶接またはビーム溶接により接合されてもよい。または、上記構成において、前記絶縁性ベースと前記金属蓋とは、封止用の金属リングを用いないダイレクトシーム封止によって接合されてもよい。さらに、上記構成において、前記金属蓋の４つの辺は、短辺と長辺とから構成され、前記短辺が切り欠き部として構成されてもよい。

上記構成においてシーム溶接を適用した場合、上述の作用効果に加え、切り欠き部が角を有しない円弧状としているので、前記金属蓋の各辺に沿ってシームローラを走査する場合に、シームローラの走査方向を変えなくても、金属蓋の各辺の稜線部分とシームローラの接点が一定（１点接触）となり、むらなく溶接することができる。つまり、金属蓋の各辺の稜線部分とシームローラの接点が途中で２点接触に変わってしまうことで加熱が不十分となったり、スパークが起こることもない。従って、従来の封止設備を活用しながらも極めて安定した封止が行え、リークをなくし、気密不良を防止することができる。

また、上記構成において、前記金属蓋の２つの辺が、対向し、かつ、前記切り欠き部として構成されてもよい。

この場合、上述の作用効果に加え、前記金属蓋の２つの辺が、対向し、かつ、前記切り欠き部として構成されるので、安定した前記絶縁性ベースへの前記金属蓋の接合を行うことができる。特に、シーム溶接による前記絶縁性ベースへの前記金属蓋の接合において好適である。これは、シーム溶接では、前記絶縁性ベースの対向する辺に対して同時に前記金属蓋を溶接することに起因する。

また、上記構成において、前記収納部の平面視上の角部には、収納する電子部品素子の収納サポートを行う枕部が設けられてもよい。

ところで、前記絶縁性ベースでは、前記金属蓋を接合するために設けられた封止用メタライズ部の部分のうち、特に前記キャスタレーションが設けられた部分の強度が弱くウィークポイントとなる。また、上記したようにキャスタレーション近傍の封止用メタライズ部は、封止用メタライズ部の他の領域と比較して溶接するための領域（溶接領域）が小さい。これに対して、前記金属蓋を接合するために設けられた封止用メタライズ部の部分のうち、特に前記収納部の平面視上の角部近傍の封止用メタライズ部は、封止用メタライズ部の他の領域と比較して溶接するための領域（溶接領域）が大きく、この領域での絶縁性ベースの強度も強い。そこで、上記した本発明の構成では、前記収納部の平面視上の角部に収納する電子部品素子の収納サポートを行う枕部が設けられているので、前記絶縁性ベースの強度を高めることが可能となる。従って、気密封止する際のキャップとベースの熱膨張率の違いにより発生する応力や溶融熱歪みによる絶縁性ベースの割れの問題等が起こることもなく、より信頼性の高い気密封止構造を有した電子部品用容器が得られる。

上記の目的を達成するために、本発明に係る圧電振動デバイスは、上記した本発明にかかる電子部品容器の前記収納部に電気的機能を有する電子部品素子が収納され、前記電子部品素子が圧電振動を行う圧電振動片であることを特徴とする。

本発明によれば、上述した本発明にかかる電子部品用容器と同様の作用効果を有する圧電振動デバイスを得ることができる。

本発明によれば、電子部品用容器の小型化低背化を妨げることなく、絶縁性ベースに対する金属蓋の搭載安定性を高めながら、リークをなくし、気密不良を防止することができる。また、溶融したろう材などが収納部の中に飛散するスプラッシュの問題や熱歪みによるベースの割れの問題もないより信頼性の高い気密封止構造を有した電子部品用容器、および圧電振動デバイスが得られる。

第１の実施形態を示す分解斜視図である。 図１の金属蓋を封止した状態の平面図である。 第１の実施形態にかかる金属蓋とセラミックベースとのシーム接合を示した図であって、（ａ）は金属蓋の短辺側における金属蓋とセラミックベースとのシーム接合を示した図であり、（ｂ）は金属蓋の長辺側における金属蓋とセラミックベースとのシーム接合を示した図である。 第２の実施形態を示す平面図である。 第３の実施形態を示す平面図である。 第４の実施形態を示す分解斜視図である。 第５の実施形態にかかるセラミックベースの平面図である。 （ａ）は、第５の実施形態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線部分端面図である。 （ａ）は、第６の実施形態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線部分端面図である。

符号の説明

１ セラミックベース
２ 集積回路素子
３ 圧電振動板
４ 金属蓋

以下、本発明による電子部品用容器の好ましい実施の形態について図面に基づいて説明する。本発明による第１の実施の形態を表面実装型の水晶発振器を例にとり図１および図２とともに説明する。図１は第１の実施の形態を示す分解斜視図であり、図２は図１の金属蓋を封止した状態の平面図である。表面実装型水晶発振器（本発明でいう圧電振動デバイス）は、上部が開口した凹部を有するセラミックベース（本発明でいう絶縁性ベース）１と、セラミックベース１の中に収納される半導体集積回路２（本発明でいう電気的機能を有する電子部品素子）と、同じく当該セラミックベース１中の上部に収納される圧電振動板３（本発明でいう電気的機能を有する電子部品素子）と、セラミックベース１の開口部に接合される金属蓋４とからなる。

セラミックベース１は、全体として直方体に成形され、アルミナ等のセラミックとタングステン等の導電材料を適宜積層した構成であり、断面視形状が凹形となる収納部１０を有する。収納部１０は上部収納部１０ａと下部収納部１０ｂからなり、それぞれ圧電振動板３と集積回路素子２が収納される。収納部１０周囲には堤部１１が形成されており、堤部１１の上面は平坦であり、当該堤部１１上に第１の金属層１１ａ（本発明でいう封止用メタライズ部）が形成されている。当該第１の金属層１１ａの上面も平坦になるよう形成されており、この第１の金属層１１ａはタングステン、ニッケル、金の各層が順に堤部１１側から積層された金属膜層を構成している。タングステンはメタライズ技術によりセラミック焼成時に一体的に形成され、またニッケル、金の各層はメッキ技術により形成される。

セラミックベース１長辺側端部の長辺方向の略中央には上下方向に伸長する一対のキャスタレーションＣ１，Ｃ２が形成されている。当該キャスタレーションＣ１，Ｃ２は、セラミックベース１長辺側端部の長辺方向の略中央に円弧状の切り欠き（半円弧状の凹部）が上下方向に形成された構成である。なお、この一対のキャスタレーションＣ１，Ｃ２には電極（下記する外部圧電振動子用測定端子電極１４，１５）が形成されている。

なお、第１の金属層１１ａは、セラミックベース１の角部の堤部１１において上下方向に貫通して形成された導電ビアＢと接続され、かつ、この導電ビアＢによりセラミックベース１１下面に形成された外部接続電極（図示せず）に電気的に導出されている。当該外部導出電極をアース接続することにより、後述の金属蓋４が金属層１１ａ、導電ビアＢおよび外部導出電極を介して接地され、電子部品の電磁気的なシールド効果を得ることができる。なお、当該導電ビアＢは、前述したような周知のセラミック積層技術により形成することができる。

セラミックベース１内部において、最底面には前述のとおり集積回路素子２を収納する下部収納部１０ｂが形成されており、その上方にある上部収納部１０ａには長辺方向一端に圧電振動板３と接続する電極パッド１２，１３が短辺方向に並んで形成されている。これら電極パッド１２，１３は、セラミックベース１内側に近接して形成され、各電極パッド１２，１３は導電ビアＢにより、後述する集積回路素子２と接続される。また、これら電極パッド１２，１３は、一対のキャスタレーションＣ１，Ｃ２に形成された外部圧電振動子用測定端子電極１４，１５として引き出されている。

下部収納部１０ｂの上面には集積回路素子２と接続する接続パッド１６ａが複数並んで形成されている。

このような構成のセラミックベース１は周知のセラミック積層技術やメタライズ技術を用いて形成され、電極パッド１２，１３や接続パッド１６ａは前述の金属層１１ａ形成と同様にタングステン等によるメタライズ層の上面にニッケルメッキ層、金メッキ層の各層が順に積層して形成されている。

下部収納部１０ｂに搭載される集積回路素子２は、圧電振動板３とともに発振回路を構成する１チップ集積回路素子であり、その下面には接続端子（図示せず）が複数形成されている。当該集積回路素子２は本実施の形態においてはベアチップを採用しており、集積回路素子２の複数の接続端子と下部収納部１０ｂの上面に形成された複数の接続パッド１６ａとをそれぞれフェイスダウンボンディング技術により接続する。なお、下部収納部１０ｂと集積回路素子２の隙間に樹脂材料を充填してもよい。

集積回路素子２の上方には所定の間隔を持って圧電振動板３が搭載される。圧電振動板３は矩形状のＡＴカット水晶振動板であり、その表裏面に対向して一対の矩形状励振電極（図示せず）と、当該励振電極を水晶振動板の外周に引き出す引出電極（図示せず）とが形成されている。これら各電極は真空蒸着法やスパッタリング法等の薄膜形成手段により形成することができる。

圧電振動板３とセラミックベース１との接合は、例えば導電性接合材（図示せず）を電極パッド１２，１３の上面にディスペンサ等により適量供給し、その後圧電振動板３を電極パッド１２，１３に搭載する。これにより圧電振動板３の引出電極と電極パッド１２，１３とは電気機械的に接続されるが、必要に応じて搭載した圧電振動板３の引出電極部分に再度導電性接合材（図示せず）を上塗り塗布してもよい。なお、導電性接合材はペースト状であり、例えば銀フィラー等の金属微小片を含有するシリコーン系導電樹脂接着剤をあげることができるが、シリコーン系以外に例えば、ウレタン系、イミド系、ポリイミド系、エポキシ系の導電樹脂接着剤を用いることができる。また、圧電振動板３とセラミックベース１との接合は、導電性接合材に限定されずにバンプによって電気機械的（もしくは機械的）に圧電振動板３がセラミックベースに接合されてもよい。バンプは導電性接合材に比べて接合のための領域が小さくてよいために、バンプは水晶発振器の小型化を図るのに好ましい構成である。

セラミックベース１を気密封止する金属蓋４は平面視矩形状の平板構成である。当該金属蓋４は、コバールからなるコア材（図示せず）に第２の金属層（図示せず）として金属ろう材が形成された構成であり、より詳しくは、例えば上面からニッケル層、コバールコア材、銅層、銀ろう層の順の多層構成であり、第２の金属層である銀ろう層がセラミックベース１の第１の金属層１１ａと接合される構成となる。また、第２の金属層である銀ろう層の一部がセラミックベース１の第1の金属層１１ａと接合するための溶接部４５として設けられ、この溶接部４５は金属蓋４の端部（平面視外周）に沿って設けられている。金属蓋４の平面視外形はセラミックベース１の外形とほぼ同じであるか、若干小さい構成となっている。また、金属蓋４の長辺４１，４３には、セラミックベース１と接合する際に、セラミックベース１のキャスタレーションＣ１，Ｃ２の端部に接する（キャスタレーションＣ１，Ｃ２の内側に近接する）ように角を有しない円弧状の切り欠き部４１１，４３１が設けられる。これら円弧状の切り欠き部４１１，４３１は、金属蓋４の平面視上の対向する長辺４１，４３（本発明でいう端部）に対向して設けられている。また、金属蓋４の角部（具体的に平面視四隅部）が、セラミックベース１の角部（具体的に平面視四隅部）に近接するように構成されている。ここでいう角を有しない円弧状の切り欠き部４１１，４３１は、平面視矩形の金属蓋と比較して、その一対の長辺４１，４３が互いに近接する方向に曲面加工された長辺４１，４３の形状のことをいう。また、ここでいう角とは、折曲部分のことをいい、本実施の形態でいう切り欠き部４１１，４３１には折曲された部分がなく、切り欠き部４１１，４３１は連続した曲面（平面視上の曲線）からなる。

セラミックベース１の収納部１０に集積回路素子２と圧電振動板３を格納し、金属蓋４にて被覆し、セラミックベース１の第1の金属層１１ａと金属蓋４の第２の金属層とを溶融硬化させ、気密封止を行う。本実施の形態においては、封止用の金属リングを用いないダイレクトシーム溶接による気密封止（ダイレクトシーム封止）を行っており、金属蓋４の長辺４１，４３と短辺４２，４４の稜部に沿ってシームローラ（図３の符号５参照）を走査させることで、金属蓋４に形成された第２の金属層である銀ろう層とセラミックベース１の第１の金属層１１ａ（封止用メタライズ部）を溶接させ、気密封止が行われる。このとき、金属蓋４の端部に沿って溶接部４５（銀ろう層の一部）が設けられるので、溶接部４５はキャスタレーションＣ１，Ｃ２の内側に位置する。なお、本実施の形態におけるダイレクトシーム溶接では、金属蓋４のうち、切り欠き部４１１，４３１が設けられた長辺４１，４３におけるセラミックベース１への金属蓋４のシーム溶接と、切り欠き部が設けられていない短辺４２，４４におけるセラミックベース１への金属蓋４のシーム溶接とは異なる設定がされている。具体的に、図３に示すように、金属蓋４の短辺４２，４４に形成された第２の金属層である銀ろう層とセラミックベース１の第１の金属層１１ａ（封止用メタライズ部）を溶接させる時の金属蓋４に対するシームローラ５のローラ面の角度αとし、金属蓋４の長辺４１，４３に形成された第２の金属層である銀ろう層とセラミックベース１の第１の金属層１１ａ（封止用メタライズ部）を溶接させる時の金属蓋４に対するシームローラ５のローラ面の角度βとすると、角度αは角度βよりも鈍角に設定されている。このように、金属蓋４のうち、切り欠き部４１１，４３１が設けられた長辺４１，４３におけるセラミックベース１への金属蓋４のシーム溶接と、切り欠き部が設けられていない短辺４２，４４におけるセラミックベース１への金属蓋４のシーム溶接とは異なる設定とすることで、切り欠き部４１１，４３１が設けられた長辺４１，４３と、切り欠き部が設けられていない短辺４２，４４とで、セラミックベース１上での金属蓋４の位置が異なってもシーム溶接を安定して行うことができる。すなわち、金属蓋４に対するシームローラ５のローラ面の角度αとして、金属蓋４の長辺４１，４３に形成された第２の金属層である銀ろう層とセラミックベース１の第１の金属層１１ａ（封止用メタライズ部）を溶接させた場合、シームローラ５のローラ面が金属蓋４だけでなくセラミックベース１にも接する。この場合、金属蓋４とセラミックベース１との接触抵抗を介さず、直接セラミックベース１に流れるリーク電流の発生によって、溶接部分の加熱不足となり、シーム溶接を行うことができない。

上記したような構成を採用することで、セラミックベース１と接合する際に、第１の金属層１１ａ（封止用メタライズ部）に対する金属蓋４の第２の金属層である銀ろう層との溶接部４５の位置をキャスタレーションＣ１，Ｃ２より内側となる（キャスタレーションＣ１，Ｃ２に対してその内側に隔離する）。そのため、溶接部４５が、キャスタレーションＣ１，Ｃ２が形成された第１の金属層１１ａの位置で溶融領域（具体的に、金属蓋４に切り欠き部４１１，４１３が設けられた場合、溶接部４５の溶接領域のうち、セラミックベース１の短辺方向の幅）が極端に狭くなることがなくなる。このため、リークをなくし、気密不良を防止することができる。なお、溶接部４５の幅を０．０８ｍｍ以上確保すれば、リークを起こさないことが実験で確認されており、堤部１１の領域内でかつキャスタレーションＣ１，Ｃ２からさらにセラミックベース１の内側に０．０８ｍｍ以上の溶接部４５を形成することが好ましい。また、切り欠き部４１１，４３１を円弧状とすることで、気密封止する際の溶接熱応力を均一に分散させることができ、封止時のセラミックベース１のベース割れなどを抑制することができる。さらに、切り欠き部４１１，４３１が角を有しない円弧状としているので、金属蓋４の長辺４１，４３に沿ってシームローラ５を走査する場合に、シームローラ５の走査方向を変えなくても、金属蓋４の長辺４１，４３の稜線部分とシームローラ５の接点が一定となり、むらなく溶接することができる。また、金属蓋４の対向する辺（本実施の形態では長辺４１，４３）に同一円弧状の切り欠き部４１１，４３１を形成しているので、線対称形状となり、セラミックベース１に金属蓋４を搭載する際に平面方向の向き判定が不要となり、生産性が高いものとなる。従って、従来の封止設備を活用しながらも極めて安定した封止が行え、リークをなくし、気密不良を防止することができる。さらに、金属蓋４の角部がセラミックベース１の角部に近接する位置に配置されているので、セラミックベース１に金属蓋４を搭載して溶接する場合にお互いの角部で位置あわせすることで、ずれ込みをなくして、金属蓋４のセラミックベース１に対する搭載安定性を高めることができる。

また、金属蓋４の切り欠き部４１１，４３１は、平面視上の対向する長辺４１，４３（端部）に対向して設けられているので、安定したセラミックベース１への金属蓋４の接合を行うことができる。特に、シーム溶接によるセラミックベース１への金属蓋４の接合において好適である。これは、シーム溶接では、セラミックベース１の対向する辺（本実施の形態では長辺４１，４３）に対して同時に金属蓋４を溶接することに起因する。

また、本実施の形態に示すようにセラミックベース１と金属蓋４との接合をシーム接合により行う場合、本実施の形態に示すように切り欠き部４１１，４３１が円弧状に形成されていることが好ましい。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えばセラミックベース１のキャスタレーションＣ１，Ｃ２の位置に応じてはさまざまな構成を採用することができ、本実施の形態とは異なる構成を採用したものを図４に示す。図４は本発明による第２の実施の形態を示す平面図である。基本構成は第１の実施形態と同じであるので、同じ構成部分については同番号を用いるとともに、一部説明を割愛する。

第２の実施の形態では、上記した第１の実施の形態とは異なり、セラミックベース１の一方の短辺側端部のみにキャスタレーションＣ１，Ｃ２が形成され、かつ、セラミックベース１の４角の側端部にキャスタレーションＣ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６が形成されている。

また、上記した第１の実施の形態とは異なり、金属蓋４の一方の短辺４２に、セラミックベース１と接合する際に、セラミックベース１のキャスタレーションＣ１，Ｃ２と若干重なる（キャスタレーションＣ１，Ｃ２の内側に近接する）ように角を有しない円弧状の切り欠き部４２１が設けられている。また、金属蓋４では、セラミックベース１と接合する際に、金属蓋４の角部がセラミックベース１のキャスタレーションＣ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６と若干重なる構成からなる。

第２の実施の形態においても、ダイレクトシーム溶接による気密封止を行っており、このとき金属蓋４の端部に沿って溶接部４５が設けられるので、切り欠き部４２１がキャスタレーションＣ１，Ｃ２と若干重なっていても、セラミックベース１に金属蓋４を接合する際に溶接部４５がキャスタレーションＣ１，Ｃ２の内側に位置するように金属蓋４に溶接部４５が設けられ、極端に溶融領域（具体的に、金属蓋４に切り欠き部４２１が設けられた場合、溶接部４５の溶接領域のうち、セラミックベース１の長辺方向の幅）が極端に狭くなることがなくなる。また、セラミックベース１のうち、キャスタレーションＣ１，Ｃ２を有しない他の辺については、切り欠き部４２１が形成されていないので、溶融領域の幅を狭めることがない。金属蓋４の角部については、シームローラ５が２度接触する領域となり、溶融領域の幅が辺部分に比べて広くなるのでリークが発生しにくい傾向にある。このため、第２の実施の形態では、キャスタレーションＣ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６に応じて切り欠き部を設けていないが、必要に応じて切り欠き部を形成してもよい。

なお、上記本発明の実施形態では、金属蓋４の切り欠き部４１１，４１３，４２１は、セラミックベース１の辺（長辺もしくは短辺）の側端部に形成されたキャスタレーションＣ１，Ｃ２に応じて形成すればよく、３つの辺あるいは４つの辺にキャスタレーションが存在するときは、３つの辺あるいは４つの辺に切り欠き部を形成すればよい。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えばビーム封止する構成を採用することができ、本実施の形態とは異なる構成を採用したものを図５に示す。図５は本発明による第３の実施の形態を示す平面図である。基本構成は第１の実施形態と同じであるので、同じ構成部分については同番号を用いるとともに、一部説明を割愛する。

第３の実施の形態では、セラミックベース１の両方（一対）の短辺側端部にキャスタレーションＣ１，Ｃ２が形成されている。これに対して、金属蓋４には、一方の短辺４２のみに、セラミックベース１のキャスタレーションＣ１の内側に近接するように方形状の切り欠き部４２１が設けられている。また、金属蓋４では、セラミックベース１と接合する際に、溶接部４６がキャスタレーションＣ１，Ｃ２の内側に位置するように設けられている。

本実施の形態では、電子ビームなどを用いたビーム溶接によるセラミックベース１と金属蓋４との気密封止（ビーム封止）を行っており、このとき金属蓋４の端部から若干内側に位置する部分に沿って電子ビームを走査している。このとき、キャスタレーションＣ２が存在する部分については、金属蓋４に切り欠き部が形成されていないので、金属蓋４の端部からさらにキャスタレーションＣ２の内側へ入り組んだ位置に電子ビームを走査している。以上のようにして、溶接部４６はキャスタレーションＣ１，Ｃ２の内側に位置するように設けられ、極端に溶融領域（具体的に、金属蓋４に切り欠き部４２１が設けられた場合、溶接部４５の溶接領域のうち、セラミックベース１の長辺方向の幅）が狭くなることがなくなる。このため、リークをなくし、気密不良を防止することができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば金属蓋４の形状を切り欠き部が形成された他の形状に成形してもよく、例えば、図６に示すような金属蓋４であってもよく、以下に図６に示す上記した実施の形態とは異なる構成を採用したものを示す。図６は本発明による第４の実施の形態を示す分解斜視図である。基本構成は第２の実施形態と同じであるので、同じ構成部分については同番号を用いるとともに、一部説明を割愛する。

第４の実施の形態にかかる水晶発振器は、セラミックベース１と、セラミックベース１の中に収納される半導体集積回路２（電気的機能を有する電子部品素子）と、セラミックベース１中の上部に収納される圧電振動板３（電気的機能を有する電子部品素子）と、セラミックベース１に接合される金属蓋４とからなる。

金属蓋４は、平面視矩形状の平板構成であり、コバールからなるコア材（図示せず）に第２の金属層（図示せず）として金属ろう材が形成された構成であり、より詳しくは、例えば上面からニッケル層、コバールコア材、銅層、銀ろう層の順の多層構成であり、第２の金属層である銀ろう層がセラミックベース１の第１の金属層１１ａと接合される構成となる。また、本実施の形態の溶接部４５は金属蓋４の端部（平面視外周）に沿って設けられている。金属蓋４の短辺４２，４４には、セラミックベース１と接合する際に、セラミックベース１のキャスタレーションＣ１，Ｃ２の端部に重ならない（キャスタレーションＣ１，Ｃ２の内側に近接する）ように角を有しない円弧状の切り欠き部４２１，４４１が設けられる。また、金属蓋４の角部４６（具体的に平面視四隅部）が円弧状形成され、セラミックベース１の角部（具体的に平面視四隅部）に近接するように構成されている。ここでいう金属蓋４の角部４６の円弧状形成により、本実施の形態の金属蓋４は、図１，２に示す金属蓋４と比較して、セラミックベース１と接合する際に、セラミックベース１のキャスタレーションＣ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６と重ならない。

第４の実施の形態においても、ダイレクトシーム溶接による気密封止を行っており、このとき金属蓋４の端部に沿って溶接部４５が設けられるので、切り欠き部４２１，４４１および角部４６がキャスタレーションＣ１〜Ｃ６と重ならない。具体的に、セラミックベース１に金属蓋４を接合する際に溶接部４５がキャスタレーションＣ１，Ｃ２の内側に位置するように金属蓋４に溶接部４５が設けられているので、極端に溶接領域（セラミックベース１の金属蓋４と接するための第１の金属層との溶接領域）が極端に狭くなることがなくなり、リークをなくし、気密不良を防止することができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えばセラミックベース１および金属蓋４の構成が、図７，８に示すような構成であってもよい。図７は、本発明による第５の実施の形態のうちセラミックベース１の平面図であり、図８は本発明による第５の実施の形態を示す平面図およびＡ−Ａ線部分端面図である。基本構成は第２，４の実施形態と同じであるので、同じ構成部分については同番号を用いるとともに、一部説明を割愛する。

第５の実施の形態にかかる水晶発振器のうち、セラミックベース１には、収納する圧電振動板３の収納サポートを行う枕部１７が設けられている。この枕部１７は、収納部１０の平面視上の角部に設けられている。ところで、セラミックベース１では、金属蓋４を接合するために設けられた第１の金属層１１ａ（封止用メタライズ部）の部分のうち、特にキャスタレーションＣ１，Ｃ２が設けられた部分の強度が弱くウィークポイントとなる。また、上記したようにキャスタレーションＣ１，Ｃ２近傍の第１の金属層１１ａは、第１の金属層１１ａの他の領域と比較して溶接するための領域（溶接領域）が小さい。これに対して、金属蓋４を接合するために設けられた第１の金属層１１ａの部分のうち、特に収納部１０の平面視上の角部近傍の第１の金属層１１ａは、第１の金属層１１ａの他の領域と比較して溶接するための領域（溶接領域）が大きく、この領域でのセラミックベース１の強度も強い。このセラミックベース１の強度に関して、収納部１０の平面視上の角部近傍とこの角部近傍以外の位置との強度を比較すると、角部近傍に比べて角部近傍以外の位置のほうが局所的に応力が集中し易い。そのため、収納部１０の平面視上の角部近傍以外の位置に枕部１７を設けてこの枕部１７により圧電振動板３を補助支持した場合、セラミックベース１の圧電振動板３を補助支持した位置に割れが発生しやすくなる。これに対して、本実施の形態では、角部近傍に枕部１７を設けているので、角部近傍以外の位置をウィークポイントとすることはなく、局所的に応力を集中させることなく圧電振動板３を補助支持することができる。また、収納部１０の平面視上の角部近傍に枕部１７を設けることで、枕部１７が筋交いの効果を有し、セラミックベース１全体の変形を抑えることもできる。

上記したように、本実施の形態では、収納部１０の平面視上の角部に収納する圧電振動板３（電子部品素子）の収納サポートを行う枕部１７が設けられているので、セラミックベース１の強度を高めることができ、溶融熱歪みによるセラミックベース１の割れの問題等が起こることもなく、より信頼性の高い気密封止構造を有した電子部品用容器が得られる。なお、本実施の形態では、キャスタレーションＣ１，Ｃ２に圧電振動板３の保持部である上部収納部１０ａが設けられているので、セラミックベース１の強度を高めている。

また、金属蓋４は、平面視矩形状の平板構成であり、コバールからなるコア材（図示せず）に第２の金属層（図示せず）として金属ろう材が形成された構成であり、より詳しくは、例えば上面からニッケル層、コバールコア材、銅層、銀ろう層の順の多層構成であり、第２の金属層である銀ろう層がセラミックベース１の第１の金属層１１ａと接合される構成となる。また、本実施の形態の溶接部４５は金属蓋４の端部（平面視外周）に沿って設けられている。金属蓋４の短辺４２，４４には、セラミックベース１と接合する際に、セラミックベース１のキャスタレーションＣ１，Ｃ２の端部に重ならない（キャスタレーションＣ１，Ｃ２の内側に近接する）ように円弧状の切り欠き部４２１，４４１が設けられる。また、金属蓋４の切り欠き部４２１，４４１の下方には、第２の金属層である銀ろう層４７が露出している。

第５の実施の形態においても、ダイレクトシーム溶接による気密封止を行っており、このとき金属蓋４の端部近傍に、露出した銀ろう層４７を含む溶接部４５が設けられる。具体的に、セラミックベース１に金属蓋４を接合する際に溶接部４５がキャスタレーションＣ１，Ｃ２の内側にも位置するように金属蓋４に溶接部４５が設けられており、露出した銀ろう層を有しているので、溶接領域（セラミックベース１の金属蓋４と接するための第１の金属層との溶接領域）が図６に示す形態に比べて広めることができ、リークをなくし、気密封止の信頼性をより高めることができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば金属蓋４の構成が、図９に示すような構成であってもよい。図９は、本発明による第６の実施の形態を示す平面図およびＢ−Ｂ線部分端面図である。基本構成は第５の実施形態と同じであるので、同じ構成部分については同番号を用いるとともに、一部説明を割愛する。

第６の実施の形態にかかる水晶発振器の金属蓋４は、平面視矩形状の平板構成であり、コバールからなるコア材（図示せず）に第２の金属層（図示せず）として金属ろう材が形成された構成であり、より詳しくは、例えば上面からニッケル層、コバールコア材、銅層、銀ろう層の順の多層構成であり、第２の金属層である銀ろう層がセラミックベース１の第１の金属層１１ａと接合される構成となる。

また、本実施の形態の溶接部４５は、金属蓋４の端部（平面視外周）に沿って設けられている。また、この溶接部４５は、金属蓋４の短辺４２，４４であって、セラミックベース１と接合する際にセラミックベース１のキャスタレーションＣ１，Ｃ２の端部に重なる位置には設けられていない。具体的に、図９に示すように、溶接部４５の金属蓋４の短辺４２，４４側端部（端辺）が、金属蓋４の短辺４２，４４から金属蓋４の内方に向けて円弧状となるように設けられている。

第６の実施の形態においても、ダイレクトシーム溶接による気密封止を行っており、このとき上記したように一部を除き金属蓋４の端部に沿って溶接部４５が設けられるので、溶接部４５がキャスタレーションＣ１〜Ｃ６と重ならない。具体的に、セラミックベース１に金属蓋４を接合する際に溶接部４５がキャスタレーションＣ１〜Ｃ６の内側に位置するように金属蓋４に溶接部４５が設けられているので、極端に溶接領域（セラミックベース１の金属蓋４と接するための第１の金属層との溶接領域）が極端に狭くなることがなくなり、リークをなくし、気密不良を防止することができる。

上記実施形態では、水晶発振器を例にして説明しているが、水晶振動子や水晶フィルタなどの他の圧電振動デバイス、あるいはその他の電子部品容器に適用することができる。

なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施できるので、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求範囲によって示すものであって、明細書本文に拘束されるものではない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

また、この出願は、２００５年３月１１日に日本で出願された特願２００５−０６９６９０号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。

本発明は、気密封止を必要とする電子部品の電子部品容器に適用でき、特に、水晶発振器、水晶振動子および水晶フィルタなどの圧電振動デバイスに好適である。

Claims (7)

1. 絶縁性ベースに金属蓋が接合されてなる電子部品用容器であって、
   電気的機能を有する電子部品素子を収納する収納部と、前記収納部の周囲に形成され、前記金属蓋が気密接合される封止用メタライズ部と、側端部に端子電極が形成されたキャスタレーションとを有する前記絶縁性ベースと、
   平面視形状が４つの角部と４つの辺とから構成され、下面にろう材が形成されるとともに、前記ろう材には前記絶縁性ベースに前記金属蓋が接合される際に前記キャスタレーションの内側において前記封止用メタライズ部と接合する溶接部が前記各辺に沿って設けられた金属蓋と、を含み、
   前記金属蓋の少なくとも１つの辺が、角を有しない連続した平面視曲線からなり、円弧状の切り欠き部として構成され、
   前記絶縁性ベースは、さらに前記収納部の周囲に形成された堤部を含み、
   前記収納部が、平面視矩形状に成形され、
   前記封止用メタライズ部が、前記堤部の上面に形成され、
   前記キャスタレーションの端子電極が、少なくとも１つ辺の側端部に形成され、
   前記切り欠き部として構成された前記金属蓋の少なくとも１つの辺は、前記絶縁性ベースに前記金属蓋が接合される際に、前記キャスタレーションの内側に近接し、
   前記角部が、前記絶縁性ベースに前記金属蓋が接合される際に、前記絶縁性ベースの平面視上の角部に近接することを特徴とする電子部品用容器。
2. 前記絶縁性ベースの封止用メタライズ部に、前記金属蓋のろう材がシーム溶接またはビーム溶接により接合されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用容器。
3. 前記絶縁性ベースと前記金属蓋とは、封止用の金属リングを用いないダイレクトシーム封止によって接合されたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品容器。
4. 前記金属蓋の４つの辺は、短辺と長辺とから構成され、前記短辺が切り欠き部として構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の電子部品用容器。
5. 前記金属蓋の２つの辺が、対向し、かつ、前記切り欠き部として構成されたことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１つに記載の電子部品用容器。
6. 前記収納部の平面視上の角部には、収納する電子部品素子の収納サポートを行う枕部が設けられることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１つに記載の電子部品用容器。
7. 請求項１乃至６のうちいずれか１つに記載の電子部品容器の前記収納部に電気的機能を有する電子部品素子が収納され、
   前記電子部品素子が圧電振動を行う圧電振動片であることを特徴とする圧電振動デバイス。

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