JP6449700B2

JP6449700B2 - 圧電デバイスの製造方法

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Publication number: JP6449700B2
Application number: JP2015062492A
Authority: JP
Inventors: 高橋　和也; 和也高橋; 義紀那須; ゆかり矢萩; 江口　治; 治江口
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2035-03-25
Also published as: JP2016181879A

Description

本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイスの製造方法に関する。

従来の圧電デバイスの製造方法は、パッケージの上面に設けられた電極パッド上に導電性接着剤を塗布し、導電性接着剤上に圧電素子を載置する工程と、導電性接着剤を加熱硬化させ、電極パッドと圧電素子とを導通固着する工程と、蓋体とパッケージとを接合部材を介して接合するための工程とを含む製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、
蓋体とパッケージとを接合部材を介して接合する際に、加重治具を蓋体またはパッケージに当接させながら接合部材に熱を印加することが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−２３５３４０号公報特開２００７−００５４５７号公報

上述した従来の圧電デバイスの製造方法においては、蓋体とパッケージとを接合部材を介して接合する際に、加重治具を蓋体またはパッケージに当接させながら行っていたが、加重治具を当接させていることによってパッケージにクラックを生じさせてしまう虞があった。また、整列治具内に配置されたパッケージの傾き等によって、パッケージにかかる加重にバラつきが生じることで接合部材が溶融せずに、蓋体とパッケージとの接合強度が低下することで気密封止性を維持することができない虞があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、パッケージにクラックが生じることを抑えつつ、蓋体とパッケージとの接合強度を維持し、気密封止性を向上させることができる圧電デバイスの製造方法を提供する。

本発明の圧電デバイスの製造方法は、パッケージの上面に設けられた電極パッドに導電性接着剤を介して圧電素子を実装する圧電素子実装工程と、圧電素子を覆うように、パッケージに接合部材を介して蓋体を載置する蓋体載置工程と、封止装置のチャンバー部内に蓋体を載置したパッケージを収容し、チャンバー部内内を真空雰囲気にする真空工程と、封止装置のチャンバー部内の温度を第一到達温度に達するまで昇温し、第一到達温度に到達した後、第二到達温度まで下降させ、第二到達温度で封止装置のチャンバー部内内に窒素を注入し、さらに温度を下降させていくことで、接合部材を介して蓋体をパッケージに接合する蓋体接合工程と、を含むことを特徴とするものである。

本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、パッケージの上面に設けられた電極パッドに導電性接着剤を介して圧電素子を実装する圧電素子実装工程と、圧電素子を覆うように、パッケージに接合部材を介して蓋体を載置する蓋体載置工程と、封止装置のチャンバー部内に蓋体を載置したパッケージを収容し、チャンバー部内を真空雰囲気にする真空工程と、封止装置のチャンバー部内の温度を第一到達温度に達するまで昇温し、第一到達温度に到達した後、第二到達温度まで下降させ、第二到達温度に達した状態で封止装置のチャンバー部内内に窒素を注入し、さらに温度を下降させていくことで、接合部材を介して蓋体をパッケージに接合する蓋体接合工程と、を含んでいる。このようにすることで、第二到達温度に達した状態で封止装置のチャンバー部内に窒素を注入しているので、パッケージまたは蓋体に窒素により加圧されている。よって、加重治具をパッケージ又は蓋体に当接させる必要がなく、パッケージにクラックを生じさせてしまうことを抑えることができる。また、整列治具内に配置されたパッケージの傾きがあっても、窒素を流入させることで、パッケージに均一に加重がかかることになるので、封止バラつきを抑えることで接合部材が溶融し、蓋体とパッケージとの接合強度を向上させることで気密封止性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法で形成された圧電デバイスを示す分解斜視図である。図１のＡ−Ａ断面図である。（ａ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の圧電素子実装工程の導電性接着剤を塗布した状態を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の圧電素子実装工程の圧電素子を実装した状態を示す断面図であり、（ｃ）は、本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法の蓋体載置工程を示す断面図である。蓋体を接合する際に、接合前から接合後までの封止装置のチャンバー部内の温度並びに真空度を示すグラフである。本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法で使用する封止装置の概略図である。

（圧電デバイス）
本実施形態における圧電デバイスは、図１及び図２に示されているように、パッケージ１１０と、パッケージ１１０に接合された圧電素子１２０とを含んでいる。パッケージ１１０は、基板１１０ａの上面と枠体１１０ｂの内側面によって囲まれた凹部Ｋが形成されている。このような圧電デバイスは、電子機器等で使用する基準信号を出力するのに用いられる。

基板１１０ａは、矩形状であり、上面に実装された圧電素子１２０を実装するための実装部材として機能するものである。基板１１０ａの上面には、圧電素子１２０を実装するための一対の電極パッド１１１が設けられている。

また、基板１１０ａの下面の四隅には、外部端子１１２が設けられている。また、四つの外部端子１１２の内の二つが、圧電素子１２０と電気的に接続されている
。また、圧電素子１２０と電気的に接続されている一対の外部端子１１２は、基板１１０ａの下面の対角に位置するように設けられている。

基板１１０ａは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料である絶縁層からなる。基板１１０ａは、絶縁層を一層用いたものであっても、絶縁層を複数層積層したものであってもよい。基板１１０ａの表面及び内部には、枠体１１０ｂの上面に設けられた電極パッド１１１と、基板１１０ａの下面に設けられた外部端子１１２とを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）及びビア導体（図示せず）が設けられている。

枠体１１０ｂは、基板１１０ａの上面に配置され、基板１１０ａの上面に凹部Ｋを形成するためのものである。枠体１１０ｂは、例えばアルミナセラミックス又はガラス−セラミックス等のセラミック材料からなり、基板１１０ａと一体的に形成されている。

電極パッド１１１は、圧電素子１２０を実装するためのものである。電極パッド１１１は、基板１１０ａの上面に一対で設けられており、枠体１１０ｂの内側にある基板１１０ａの内周縁の一辺に沿うように隣接して設けられている。

外部端子１１２は、電気機器等の外部の実装基板上の実装パッド（図示せず）と接合するために用いられている。外部端子１１２は、基板１１０ａの下面の四隅に設けられている。外部端子１１２の少なくとも一つは、ビア導体（図示せず）を介して、封止用導体パターン１１３と電気的に接続されている。また、外部端子１１２の少なくとも一つは、電子機器等の実装基板上の基準電位であるグランド電位と接続されている実装パッドと接続されている。これにより、封止用導体パターン１１３に接合された蓋体１３０がグランド電位となっている外部端子１１２に接続される。よって、蓋体１３０による凹部Ｋ内のシールド性が向上する。

封止用導体パターン１１３は、接合部材１３１を介して蓋体１３０と接合する際に、接合部材１３１の濡れ性をよくする役割を果たしている。封止用導体パターン１１３は、ビア導体（図示せず）を介して、外部端子１１２の少なくとも一つと電気的に接続されている。封止用導体パターン１１３は、例えばタングステン又はモリブデン等から成る導体パターンの表面にニッケルメッキ及び金メッキを順次、枠体１１０ｂの上面を環状に囲む形態で施すことによって、例えば１０〜２５μｍの厚みに形成されている。

ここで、基板１１０ａ及び枠体１１０ｂの作製方法について説明する。基板１１０ａ及び枠体１１０ｂがアルミナセラミックスから成る場合、まず所定のセラミック材料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して得た複数のセラミックグリーンシートを準備する。また、セラミックグリーンシートの表面或いはセラミックグリーンシートに打ち抜き等を施して予め穿設しておいた貫通孔内に、従来周知のスクリーン印刷等によって所定の導体ペーストを塗布する。さらに、これらのグリーンシートを積層してプレス成形したものを、高温で焼成する。最後に、導体パターンの所定部位、具体的には、電極パッド１１１、外部端子１１２及び封止用導体パターン１１３となる部位にニッケルメッキ又、金メッキ、銀パラジウム等を施すことにより作製される。また、導体ペーストは、例えばタングステン、モリブデン、銅、銀又は銀パラジウム等の金属粉末の焼結体等から構成されている。

圧電素子１２０は、図１及び図２に示されているように、導電性接着剤１４０を介して電極パッド１１１上に接合されている。圧電素子１２０は、安定した機械振動と圧電効果により、電子装置等の基準信号を発振する役割を果たしている。

また、圧電素子１２０は、図１及び図２に示されているように、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極１２２及び引き出し電極１２３を被着させた構造を有している。励振用電極１２２は、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに金属を所定のパターンで被着・形成したものである。励振用電極１２２は、上面に第一励振用電極１２２ａと、下面に第二励振用電極１２２ｂを備えている。引き出し電極１２３は、励振用電極１２２から水晶素板１２１の一辺に向かってそれぞれ延出されている。引き出し電極１２３は、上面に第一引き出し電極１２３ａと、下面に第二引き出し電極１２３ｂとを備えている。第一引き出し電極１２３ａは、第一励振用電極１２２ａから引き出されており、水晶素板１２１の一辺に向かって延出するように設けられている。第二引き出し電極１２３ｂは、第二励振用電極１２２ｂから引き出されており、水晶素板１２１の一辺に向かって延出するように設けられている。つまり、引き出し電極１２３は、水晶素板１２１の長辺又は短辺に沿った形状で設けられている。また、本実施形態においては、第一電極パッド１１１ａ及び第二電極パッド１１１ｂと接続されている圧電素子１２０の一端を基板１１０ａの上面と接続した固定端とし、他端を基板１１０ａの上面と間を空けた自由端とした片持ち支持構造にて圧電素子１２０が基板１１０ａ上に固定されている。

ここで、圧電素子１２０の動作について説明する。圧電素子１２０は、外部からの交番電圧が引き出し電極１２３から励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、水晶素板１２１が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。

ここで、圧電素子１２０の作製方法について説明する。まず、圧電素子１２０は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し、水晶素板１２１の外周の厚みを薄くし、水晶素板１２１の外周部と比べて水晶素板１２１の中央部が厚くなるように設けるベベル加工を行う。そして、圧電素子１２０は、水晶素板１２１の両主面にフォトリソグラフィー技術、蒸着技術又はスパッタリング技術によって、金属膜を被着させることにより、励振用電極１２２、引き出し電極１２３を形成することにより作製される。

蓋体１３０は、真空状態にある凹部Ｋ又は窒素ガスなどが充填された凹部Ｋを気密的に封止するためのものである。具体的には、蓋体１３０は、窒素雰囲気中や真空雰囲気中で、蓋体１３０が枠体１１０ｂの上面に載置され、枠体１１０ｂの上面と蓋体１３０の下面に設けられた接合部材１３１とが熱が印加されることで、溶融接合される。このようにすることにより、封止蓋体１３０を枠体１１０ｂの上面に接合する。

接合部材１３１は、蓋体１３０の下面と枠体１１０ｂの上面の外周縁とを接合するために用いられている。接合部材１３１は、図２に示すように、蓋体１３０の下面から枠体１１０ｂ上の外周縁上にかけて設けられている。ガラス接合部材１３１は、３００℃〜４００℃で溶融するガラスである例えばバナジウムを含有した低融点ガラス又は酸化鉛系ガラスから構成されている。ガラスは、バインダーと溶剤とが加えられペースト状であり、溶融された後固化されることで他の部材と接着する。接合部材１３１は、例えば、ガラスフリットペーストをスクリーン印刷法で枠体１１０ｂの外周縁に沿って塗布され乾燥することで設けられる。また、接合部材１３１は、枠体１１０ｂの上面に印刷する際に、枠体１１０ｂの四隅に接合部材１３１が重なるようにして環状に印刷される。よって、四隅の接合部材１３１の厚みは、接合部材１３１が設けられている他の箇所の厚みよりも厚くなるように設けられている。また、この酸化鉛系ガラスの組成は、酸化鉛、フッ化鉛、二酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ビスマス、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化第二鉄、酸化銅及び酸化カルシウムとから構成されている。また、接合部材１３１の上下方向の厚みは、１０〜５０μｍとなっている。この厚みにすることにより、凹部Ｋ内の気密封止性を維持することができる。

（封止装置）
封止装置は、図５に示すように、チャンバー部１１と、そのチャンバー部１１内にパッケージ１１０を収容した搬送治具を載置・固定する為の台座部１２と、キセノンランプ又はハロゲンランプ等である熱源部１３と、チャンバー部１１内を真空にするため真空排気部１４と、そのチャンバー部１１内を窒素雰囲気にするための窒素供給部１５と、チャンバー部内の温度、真空度及び窒素流量を制御するための制御部１６によって構成されている。封止装置は、扉を閉めることで、内部を気密に保持できるようにしたチャンバー部１１を備えている。このチャンバー部１１内には、水晶素子１２０を凹部Ｋ内に実装したパッケージ１１０の接合部材１３１を介して蓋体１３０を配置した圧電デバイスを、複数個もしくは多数個並べて保持する台座部１２を備えている。

台座部１２は、チャンバー部１１内に設けられており、搬入扉（図示せず）から導入され、蓋体をパッケージに接合した後に、搬出扉（図示せず）から出されるようになっている。台座部１２には、チャンバー部１１内の温度を検出するための熱電対等で構成した温度センサからなる温度検出部を有している。

熱源部１３は、チャンバー部１１内の温度を昇温するためのものである。熱源部１３は、チャンバー部１１と接するように外部に設けられており、チャンバー部１１を介して熱をチャンバー部内に伝えている。熱源部１３は、ハロゲンランプ又はキセノンランプに構成されている。キセノンランプは、陰極と陽極とを内部に配置したバルブであり、発光部の最高輝度の位置を集光ミラーの焦点位置に集光し、この焦点位置に光ファイバの射出端から射出するものである。また、同様にハロゲンランプは、バルブ内にタングステンフィラメントを備え、ハロゲンガスを封入したものである。電源部は、交流電源により構成されている。電源部は、交流電源から供給される駆動電流の電圧を交直変換して、一定電圧により安定して駆動電流を熱源部１３に印加している。

チャンバー部１１内には、圧力センサや酸素センサ等のチャンバー部１１内の真空度もしくは気体濃度を検出する気体センサからなる気体検出部１８が設けられている。また、チャンバー部１１には、真空ポンプ等の真空排気部１４及び窒素供給部１５と接続されている。そして、この温度検出部１７、気体検出部１８、真空排気部１４及び窒素供給部１５は、制御部１６に接続されている。これにより、チャンバー部内の気体圧力もしくは窒素濃度をモニタしながら、チャンバー部内を真空排気できるようになっている。

（製造方法）
次に本発明の実施形態に係る圧電デバイスの製造方法について、図３及び図４を用いて説明する。本実施形態の圧電デバイスの製造方法は、パッケージ１１０に設けられた電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を介して圧電素子１２０を載置し、導電性接着剤１４０を硬化することで水晶素子１２０を実装する圧電素子実装工程と、圧電素子１２０を覆うように、パッケージ１１０に接合部材１３１を介して蓋体１３０を載置する蓋体載置工程と、封止装置（図示せず）のチャンバー部内に蓋体１３０を載置したパッケージ１１０を収容し、チャンバー部内を真空雰囲気にする真空工程と、封止装置のチャンバー部内の温度を第一到達温度Ｔ１に達するまで昇温し、第一到達温度Ｔ１に到達した後、第二到達温度Ｔ２まで下降させ、第二到達温度Ｔ２で封止装置のチャンバー部内に窒素を注入し、さらに温度を下降させていくことで、接合部材１３１を介して蓋体１３０をパッケージ１１０に接合する蓋体接合工程を含んでいる。

（圧電素子実装工程）
圧電素子工程は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、基板１１０ａの上面に設けられた電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を塗布し、導電性接着剤１４０上に圧電素子１２０を配置し、導電性接着剤１４０を硬化することで圧電素子１２０を実装する工程である。圧電素子実装工程は、圧電素子１２０の引き出し電極１２３とパッケージ１１０の電極パッド１１１上に塗布された導電性接着剤１４０とを相対するようにして、圧電素子１２０を導電性接着剤１４０上に載置する。次に、大気雰囲気中または窒素雰囲気中の硬化アニール炉の内部空間にパッケージ１１０を収容した状態で、導電性接着剤１４０を加熱硬化させ、電極パッド１１１と圧電素子１２０とを導通固着する

導電性接着剤１４０としては、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものが用いられている。この導電性粉末の粒径によって、ノズルの内径は適宜対応する。

硬化アニール炉（図示せず）は、炉本体と、加熱部と、供給部、制御部によって構成されている。炉本体は、内部空間を有し、パッケージ１１０を格納する役割を果たす。加熱部は、内部空間を所定の温度に加熱する役割を果たす。加熱部は、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が用いられている。供給部は、内部空間にガスを供給する役割を果たす。ガスは、例えば窒素等が用いられている。制御部は、炉本体の内部空間の温度や酸素濃度、加熱部の昇温速度、供給部のガスの供給量の制御を行うものである。

（蓋体載置工程）
蓋体載置工程は、図３（ｃ）に示すように、蓋体１３０が圧電素子１２０を覆うようにして、パッケージ１１０に接合部材１３１を介して蓋体１３０を載置する工程である。蓋体載置工程は、図３（ｃ）に示すように、蓋体１３０が蓋体実装装置の吸着ノズルＮＺによって吸着され、パッケージ１１０の枠体１１０ｂの上面に接合部材１３１を介して載置されている。

（真空工程）
真空工程は、封止装置のチャンバー部１１（図５参照）内に蓋体１３０を載置したパッケージ１１０を収容し、チャンバー部１１内を真空雰囲気にする工程である。また、封止装置のチャンバー部１１内は、真空度が１０^−４〜１０^−２（Ｐａ）の状態になるように、真空排気部１４（図５参照）によって、チャンバー部１１内を排気している。

（蓋体接合工程）
蓋体接合工程は、封止装置のチャンバー部１１内の温度を第一到達温度Ｔ１に達するまで昇温し、第一到達温度Ｔ１に到達した後、第二到達温度Ｔ２まで下降させ、第二到達温度Ｔ２で封止装置のチャンバー部１１内に窒素を注入し、さらに温度を下降させていくことで、接合部材１３１を介して蓋体１３０をパッケージ１１０に接合する工程である。蓋体接合工程は、図４のグラフに示されている第一到達温度Ｔ１に達するまで昇温し、第一到達温度Ｔ１に到達した後、図４のグラフに示されている第二到達温度Ｔ２まで下降させ、第二到達温度Ｔ２で封止装置のチャンバー部１１内に窒素を注入し、さらに温度を下降させていくことで、接合部材１３１を介して蓋体１３０をパッケージ１１０に接合する。図４のグラフは、蓋体を接合する際に、接合前から接合後までの封止装置のチャンバー部１１内の温度並びに真空度を示すものである。直線のグラフは、チャンバー部１１内の温度の経過を示すものであり。一点鎖線のグラフは、チャンバー部１１内の真空度の経過を示すものである。図４のグラフに記載されている第一到達温度Ｔ１は、接合部材１３１の融点となっており、接合部材１３１がガラスにより構成されている場合には、２９０〜３３０℃となっている。

封止装置のチャンバー部１１内は、図４のグラフに示すように、第一到達温度Ｔ１に達成するまで、昇温を続けていく。次に、第一到達温度Ｔ１まで到達した後、第二到達温度Ｔ２まで下降させ、第二到達温度Ｔ２で封止装置のチャンバー部１１内に窒素を注入する。図４のグラフに記載されている第二到達温度Ｔ２は、接合部材１３１の軟化点であり、接合部材１３１がガラスにより構成されている場合には、２５０〜２９０℃となっている。また、封止装置のチャンバー部１１内は、窒素を注入することで、真空度が１０^４〜１０^５（Ｐａ）の状態になるように、真空排気部１４によって、チャンバー部１１内を排気している。

このように、封止装置のチャンバー部内の温度を第一到達温度Ｔ１に達するまで昇温し、第一到達温度Ｔ１に到達した後、第二到達温度Ｔ２まで下降させ、第二到達温度Ｔ２で封止装置のチャンバー部内に窒素を注入することで、接合部材１３１の軟化点を示す温度状況下にて窒素を注入したことにより、接合部材１３１がゲル状になっている状態にて窒素注入により上昇した気圧が蓋体１３０に対して下向きに押し付ける力がかかる。よって、接合部材１３１の流動性を抑制しながら、蓋体１３０がパッケージ１１０を押し付ける力が大きくなることから、接合部材１３１がパッケージ１１０の凹部Ｋ内や側面に流れ出ることを抑制し、接合に最適な接合部材１３１の厚みを容易に制御することができるため、安定して蓋体１３０をパッケージ１１０に接合することができる。また、このようにすることで、蓋体１３０に加重治具をつけることなく、接合することができるので、パッケージ１１０のクラック等を低減することができる。また、接合部材１３１の融点である第一到達温度Ｔ１まで昇温し、接合部材１３１と蓋体１３０とをしっかり接合した後、第一到達温度Ｔ１から接合部材の軟化点である第二到達温度Ｔ２まで温度を下げ、第二到達温度Ｔ２からチャンバー部１１内の圧力を高めると同時に、接合部材１３１の粘性を高めていくことで、より安定して蓋体１３０をパッケージ１１０に接合することができる。

接合部材１３１がガラスであることによって、第二到達温度Ｔ２である軟化点にてゲル状になることで、接合部材１３１がパッケージ１１０の側面に流出してしまうことを抑えることができる。また、接合部材１３１が流出することを抑えることで、蓋体１３０とパッケージ１１０との接合強度を確保することができ、凹部Ｋ内の気密封止性を維持することが可能となる。

本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、パッケージ１１０の上面に設けられた電極パッド１１１に導電性接着剤１４０を介して圧電素子１２０を実装する圧電素子実装工程と、圧電素子１２０を覆うように、パッケージ１１０に接合部材１４０を介して蓋体１３０を載置する蓋体載置工程と、封止装置のチャンバー部１１に蓋体１３０を載置したパッケージ１１０を収容し、チャンバー部１１内を真空雰囲気にする真空工程と、封止装置のチャンバー部１１内の温度を第一到達温度Ｔ１に達するまで昇温し、第一到達温度Ｔ１に到達した後、第二到達温度Ｔ２まで下降させ、第二到達温度Ｔ２に達した状態で封止装置のチャンバー部１１内に窒素を注入し、さらに温度を下降させていくことで、接合部材１３１を介して蓋体１３０をパッケージ１１０に接合する蓋体接合工程と、を含んでいる。このように、封止装置のチャンバー部内の温度を第一到達温度Ｔ１に達するまで昇温し、第一到達温度Ｔ１に到達した後、第二到達温度Ｔ２まで下降させ、第二到達温度Ｔ２で封止装置のチャンバー部１１内に窒素を注入することで、接合部材１３１の軟化点を示す温度状況下にて窒素を注入したことにより、接合部材１３１がゲル状になっている状態にて窒素注入により上昇した気圧が蓋体１３０に対して下向きに押し付ける力がかかる。よって、接合部材１３１の流動性を抑制しながら、蓋体１３０がパッケージ１１０を押し付ける力が大きくなることから、接合部材１３１がパッケージ１１０の凹部Ｋ内や側面に流れ出ることを抑制し、接合に最適な接合部材１３１の厚みを容易に制御することができるため、安定して蓋体１３０をパッケージ１１０に接合することができる。また、このようにすることで、蓋体１３０に加重治具をつけることなく、接合することができるので、パッケージ１１０のクラック等を低減することができる。

また、本発明の圧電デバイスの製造方法によれば、接合部材１３１がガラスであることによって、第二到達温度Ｔ２である軟化点にてゲル状になり、接合部材１３１がパッケージ１１０の側面に流出してしまうことを抑えることができる。接合部材１３１が流出することを抑えることで、蓋体１３０とパッケージ１１０との接合強度を確保することができ、凹部Ｋ内の気密封止性を維持することが可能となる。

尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。例えば、前記した本実施形態では、圧電素子を構成する圧電素材として水晶を用いた場合を説明したが、他の圧電素材として、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムまたは、圧電セラミックスを圧電素材として用いた圧電素子でも構わない。

上記実施形態では、圧電素子１２０は、ＡＴ用水晶素子を用いた場合を説明したが、基部と、基部の側面より同一の方向に延びる二本の平板形状の振動腕部とを有する音叉型屈曲水晶素子を用いても構わない。圧電素子は、水晶片と、その水晶片の表面に設けられた励振電極と、引き出し用電極と、周波数調整用金属膜とにより構成されている。水晶片は、水晶基部と水晶振動部とからなり、水晶振動部が第一水晶振動部及び第二水晶振動部とから成る。水晶基部は、結晶の軸方向として電気軸がＸ軸、機械軸がＹ軸、及び光軸がＺ軸となる直交座標系としたとき、Ｘ軸回りに−５°〜＋５°の範囲内で回転させたＺ′軸の方向が厚み方向となる平面視略四角形の平板である。第一水晶振動部及び第二水晶振動部は、水晶基部の一辺からＹ′軸の方向に平行に延設されている。このような水晶片は、水晶基部と各水晶振動部とが一体となって音叉形状を成しており、フォトリソグラフィー技術と化学エッチング技術により製造される。

１１０・・・パッケージ
１１０ａ・・・基板
１１０ｂ・・・枠部
１１１・・・電極パッド
１１２・・・外部端子
１２０・・・圧電素子
１２１・・・圧電素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・引き出し電極
１３０・・・蓋体
１３１・・・接合部材
１４０・・・導電性接着剤
Ｔ１・・・第一到達温度
Ｔ２・・・第二到達温度

Claims

パッケージの上面に設けられた電極パッドに導電性接着剤を介して圧電素子を実装する圧電素子実装工程と、
前記圧電素子を覆うように、前記パッケージに接合部材を介して蓋体を載置する蓋体載置工程と、
封止装置のチャンバー部内に前記蓋体を載置した前記パッケージを収容し、前記チャンバー部内を真空雰囲気にする真空工程と、
前記封止装置の前記チャンバー部内の温度を第一到達温度に達するまで昇温し、第一到達温度に到達した後、第二到達温度まで下降させ、第二到達温度で前記封止装置の前記チャンバー部内に窒素を注入し、さらに温度を下降させていくことで、前記接合部材を介して前記蓋体を前記パッケージに接合する蓋体接合工程と、を含むことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
請求項１記載の圧電デバイスの製造方法であって、
前記接合部材がガラスであることを特徴とする請求項１記載の圧電デバイスの製造方法。