JPH09208261A - ガラスセラミック複合体およびそれを用いたフラットパッケージ型圧電部品 - Google Patents
ガラスセラミック複合体およびそれを用いたフラットパッケージ型圧電部品Info
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- C03C2214/00—Nature of the non-vitreous component
- C03C2214/20—Glass-ceramics matrix
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水晶振動子など水晶を用いた表面実装型圧電
部品において、水晶片の封止時や半田リフロー時の熱に
よる共振特性の変動を小さくする。 【解決手段】 熱膨張係数が１００〜２００×１０-7／
℃の結晶化ガラス中にフォルステライトを４０〜６０重
量％含むガラス−セラミック複合体を用いてパッケージ
５０を構成し、水晶片２を支持部材なしで直接パッケー
ジ５０の電極パッド部８０にろう付けする。 【効果】 本発明のガラス−セラミック複合体を用いた
フラットパッケージに水晶片を組み込み、封止後か熱処
理しても、その共振特性の変動が従来のパッケージと比
較して大幅に抑えられる。
部品において、水晶片の封止時や半田リフロー時の熱に
よる共振特性の変動を小さくする。 【解決手段】 熱膨張係数が１００〜２００×１０-7／
℃の結晶化ガラス中にフォルステライトを４０〜６０重
量％含むガラス−セラミック複合体を用いてパッケージ
５０を構成し、水晶片２を支持部材なしで直接パッケー
ジ５０の電極パッド部８０にろう付けする。 【効果】 本発明のガラス−セラミック複合体を用いた
フラットパッケージに水晶片を組み込み、封止後か熱処
理しても、その共振特性の変動が従来のパッケージと比
較して大幅に抑えられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水晶の熱膨張係数に
略一致した熱膨張係数を有するガラス−セラミック複合
体および信頼性の高い水晶振動子やＳＡＷ共振子等の圧
電部品用の面実装用フラットパッケージに関するもので
ある。
略一致した熱膨張係数を有するガラス−セラミック複合
体および信頼性の高い水晶振動子やＳＡＷ共振子等の圧
電部品用の面実装用フラットパッケージに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】水晶振動子等のデバイスを面実装部品と
して使用する場合、図４に示すようにアルミナを主材料
とするペース部材１に水晶片２を固着したのちアルミナ
を主材とするキャップ部材３をかぶせ、低融点のガラス
封止部４で気密封止して使用している。封止されたパッ
ケージ５は回路基板上に半田リフロー法等で実装され
る。パッケージを封止する際や、回路基板に実装する際
には、パッケージは加熱されるが、パッケージ５と水晶
片２の熱膨張率が異なるため、加熱冷却後に水晶片２に
応力歪が発生する。そのため水晶片２の共振周波数が変
動し、目的とする周波数特性が得られない。その対策と
して、例えば「ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＵＰＤＡＴ
Ｅ」（１９９０年代４号Ｐ．８３〜Ｐ８８）に述べられ
ている前記図４の構造のようにベース部材１に水晶片２
をバネ性サポータ６を介して固着したのち気密封止して
使用している。
して使用する場合、図４に示すようにアルミナを主材料
とするペース部材１に水晶片２を固着したのちアルミナ
を主材とするキャップ部材３をかぶせ、低融点のガラス
封止部４で気密封止して使用している。封止されたパッ
ケージ５は回路基板上に半田リフロー法等で実装され
る。パッケージを封止する際や、回路基板に実装する際
には、パッケージは加熱されるが、パッケージ５と水晶
片２の熱膨張率が異なるため、加熱冷却後に水晶片２に
応力歪が発生する。そのため水晶片２の共振周波数が変
動し、目的とする周波数特性が得られない。その対策と
して、例えば「ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＵＰＤＡＴ
Ｅ」（１９９０年代４号Ｐ．８３〜Ｐ８８）に述べられ
ている前記図４の構造のようにベース部材１に水晶片２
をバネ性サポータ６を介して固着したのち気密封止して
使用している。
【０００３】あるいは、図５のごとく特開平２−１０５
７１０号公報に述べられているように、水晶片２の電極
リード部７を水晶片２の同じ端部に導き、水晶片２を直
接ベース部材１上にサポータを介さずに電極パッド部８
に固着する方法も提案されている。
７１０号公報に述べられているように、水晶片２の電極
リード部７を水晶片２の同じ端部に導き、水晶片２を直
接ベース部材１上にサポータを介さずに電極パッド部８
に固着する方法も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
水晶振動子では、パッケージ５と水晶片２の熱膨張率が
ことなる（例えば、アルミナの熱膨張係数は７０〜８０
×１０-7／℃、水晶（Ｚロング）は１３９×１０-7／
℃）ので、加熱冷却後に、応力歪が発生し水晶振動子の
共振周波数が変動し、目的とする周波数特性が得られな
い。
水晶振動子では、パッケージ５と水晶片２の熱膨張率が
ことなる（例えば、アルミナの熱膨張係数は７０〜８０
×１０-7／℃、水晶（Ｚロング）は１３９×１０-7／
℃）ので、加熱冷却後に、応力歪が発生し水晶振動子の
共振周波数が変動し、目的とする周波数特性が得られな
い。
【０００５】また、前記課題を解決するために、水晶片
２をばね性のサポータ６を介してパッケージ５に接続す
る場合、製造コストが高くなる、またパッケージ５が厚
くなる等の問題がある。
２をばね性のサポータ６を介してパッケージ５に接続す
る場合、製造コストが高くなる、またパッケージ５が厚
くなる等の問題がある。
【０００６】さらに、パッケージ５の主材料であるアル
ミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）は焼結温度が１５００〜１６００℃
であり、パッケージ５内部の配線導体を同時焼成する場
合、導体としてタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍ
ｏ）等の高融点金属を使用する必要がある。これら高融
点金属は電気伝導率が低くまた半田付け出来ないので、
ニッケル（Ｎｉ）メッキ、および金（Ａｕ）メッキを施
す必要がある。そのため製造時に、工数、コストとも多
大なものとなっている。
ミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）は焼結温度が１５００〜１６００℃
であり、パッケージ５内部の配線導体を同時焼成する場
合、導体としてタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍ
ｏ）等の高融点金属を使用する必要がある。これら高融
点金属は電気伝導率が低くまた半田付け出来ないので、
ニッケル（Ｎｉ）メッキ、および金（Ａｕ）メッキを施
す必要がある。そのため製造時に、工数、コストとも多
大なものとなっている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決し、水晶板等圧電部品の熱膨張係数に近いパッケージ
材料を提供することを目的として提案されたもので、結
晶化ガラス中にフォルステライトを４０〜６０重量％含
むガラス−セラミック複合体であることを特徴とする。
また、前記ガラスの組成（重量％）は酸化物基準で、Ｓ
ｉＯ2 が７０〜８５、Ｐ2 Ｏ5 が１〜１０、ＭｇＯが０
〜５、Ｒ2 Ｏ（但しＲはＬｉ，Ｋから選ばれる１首位上
とする）が、８〜２０、Ｎａ2 Ｏが０〜２であることを
特徴とする。また、前記ガラスの他の組成（重量％）は
酸化物基準で、ＳｉＯ2 が４０〜５５、Ａｌ2 Ｏ3 が２
０〜３０、Ｐ2 Ｏ5 が１〜２０、ＢａＯが０〜５、Ｘ2
Ｏ（但しＸはＮａ，Ｋから選ばれる１種類以上とする）
が５〜１０であることを特徴とする。また、前記ガラス
みおいてＰが結晶核を形成していること、平均粒径が
０．１〜３μｍのガラスおよびフォルステイラトの微粉
末を混合してなることなどを特徴とする。また、前記組
成のガラス−セラミック複合体を用いたパッケージであ
ることを特徴とする。さらに、フラットパッケージ型圧
電部品としては、電極リード部を配した水晶片と、前記
水晶片に電気的かつ機械的に接続される一対の電極パッ
ド部を有するベース部材と、キャップ部材とを備え、前
記ベース部材およびキャップ部材が請求項１，４，５，
２または３に記載のガラス−セラミック複合体を用いて
形成されたことを特徴とする。
決し、水晶板等圧電部品の熱膨張係数に近いパッケージ
材料を提供することを目的として提案されたもので、結
晶化ガラス中にフォルステライトを４０〜６０重量％含
むガラス−セラミック複合体であることを特徴とする。
また、前記ガラスの組成（重量％）は酸化物基準で、Ｓ
ｉＯ2 が７０〜８５、Ｐ2 Ｏ5 が１〜１０、ＭｇＯが０
〜５、Ｒ2 Ｏ（但しＲはＬｉ，Ｋから選ばれる１首位上
とする）が、８〜２０、Ｎａ2 Ｏが０〜２であることを
特徴とする。また、前記ガラスの他の組成（重量％）は
酸化物基準で、ＳｉＯ2 が４０〜５５、Ａｌ2 Ｏ3 が２
０〜３０、Ｐ2 Ｏ5 が１〜２０、ＢａＯが０〜５、Ｘ2
Ｏ（但しＸはＮａ，Ｋから選ばれる１種類以上とする）
が５〜１０であることを特徴とする。また、前記ガラス
みおいてＰが結晶核を形成していること、平均粒径が
０．１〜３μｍのガラスおよびフォルステイラトの微粉
末を混合してなることなどを特徴とする。また、前記組
成のガラス−セラミック複合体を用いたパッケージであ
ることを特徴とする。さらに、フラットパッケージ型圧
電部品としては、電極リード部を配した水晶片と、前記
水晶片に電気的かつ機械的に接続される一対の電極パッ
ド部を有するベース部材と、キャップ部材とを備え、前
記ベース部材およびキャップ部材が請求項１，４，５，
２または３に記載のガラス−セラミック複合体を用いて
形成されたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明のガラス−セラミック複合
体は結晶化ガラス中にフォルステイラト（２ＭｇＯ・Ｓ
ｉＯ2 ）を４０〜６０重量％分散させた形態を有するこ
とを特徴とし、前記結晶化ガラス自体は熱膨張係数（ま
たは熱膨張率）が１００〜２００×１０-7／℃程度のも
のが好適し、下記に示すような酸化物基準でのガラス組
成のものが選定される。かかるガラス−セラミック複合
体はガラスとフォルステライトの相互効果により熱膨張
係数が水晶板等圧電部品の熱膨張係数と同一であるか、
またはこれに近い値になるので、この材料でパッケージ
を構成することにより、水晶板等圧電部品をサポート部
材を介さずに直接装着でき、しかも共振周波数の変動を
制御できるという特徴がある。
体は結晶化ガラス中にフォルステイラト（２ＭｇＯ・Ｓ
ｉＯ2 ）を４０〜６０重量％分散させた形態を有するこ
とを特徴とし、前記結晶化ガラス自体は熱膨張係数（ま
たは熱膨張率）が１００〜２００×１０-7／℃程度のも
のが好適し、下記に示すような酸化物基準でのガラス組
成のものが選定される。かかるガラス−セラミック複合
体はガラスとフォルステライトの相互効果により熱膨張
係数が水晶板等圧電部品の熱膨張係数と同一であるか、
またはこれに近い値になるので、この材料でパッケージ
を構成することにより、水晶板等圧電部品をサポート部
材を介さずに直接装着でき、しかも共振周波数の変動を
制御できるという特徴がある。
【０００９】
【実施例】本発明のガラス−セラミック複合体の組成と
特性について１１の実施例の結果を表１に示す。なお、
表１にはガラス自体の熱膨張係数も示す。
特性について１１の実施例の結果を表１に示す。なお、
表１にはガラス自体の熱膨張係数も示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】各実施例において、ガラス成分およびフォ
ルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2）の粉末を湿式ボー
ルミルで粉砕混合して平均粒径が０．１〜３μｍとなる
ように微粉末化し、乾燥、らいかい後粉末成形プレスを
行い、十気雰囲気中に８００℃〜１０００℃１〜２時間
で焼成した後直方体に切断し、熱膨張係数、抗折強度を
測定した。それらの結果は表１に示すとおりである。ま
た、特に実施例１と実施例９の組成のものについて温度
に対する伸びを従来のものと比較して図２に示した。本
発明のものは、ほぼ水晶と同様の伸びを示し、従来のも
のより大幅に改良されていることが確認できた。
ルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2）の粉末を湿式ボー
ルミルで粉砕混合して平均粒径が０．１〜３μｍとなる
ように微粉末化し、乾燥、らいかい後粉末成形プレスを
行い、十気雰囲気中に８００℃〜１０００℃１〜２時間
で焼成した後直方体に切断し、熱膨張係数、抗折強度を
測定した。それらの結果は表１に示すとおりである。ま
た、特に実施例１と実施例９の組成のものについて温度
に対する伸びを従来のものと比較して図２に示した。本
発明のものは、ほぼ水晶と同様の伸びを示し、従来のも
のより大幅に改良されていることが確認できた。
【００１２】実施例１〜７の組成のものは、リチウム系
の結晶化ガラス（ガラス自体の熱膨張係数は１１０〜１
６０×１０-7／℃程度のもの）に対しフォルステイライ
トが４０〜６０重量％混合されており、またガラス組成
は重量％でＳｉＯ2 が７５〜８５、Ｐ2 Ｏ5 が１〜１
０、ＭｇＯが０〜５、Ｒ2 Ｏ（但しＲはＬｉ，Ｋから選
ばれる１種類以上とする）が、８〜２０、Ｎａ2 Ｏが０
〜２である第１群のガラス−セラミック複合体として区
分できる。このガラス−セラミック複合体は熱膨張係数
が略１００〜１４０×１０-7／℃であり、水晶（Ｚロン
グ）の１３９×１０-7／℃よりは小さいがかなり近い値
であって、従来のアルミナ（熱膨張係数＝７０〜８０×
１０-7／℃）に比べて格段に改良されている。また、ガ
ラスの結晶化と成分材料の微粉化により抗折強度もほと
んどの組成のものが２５００〜４５００ｋｇ／ｃｍ2 と
大きく、パッケージ材料として好適する。
の結晶化ガラス（ガラス自体の熱膨張係数は１１０〜１
６０×１０-7／℃程度のもの）に対しフォルステイライ
トが４０〜６０重量％混合されており、またガラス組成
は重量％でＳｉＯ2 が７５〜８５、Ｐ2 Ｏ5 が１〜１
０、ＭｇＯが０〜５、Ｒ2 Ｏ（但しＲはＬｉ，Ｋから選
ばれる１種類以上とする）が、８〜２０、Ｎａ2 Ｏが０
〜２である第１群のガラス−セラミック複合体として区
分できる。このガラス−セラミック複合体は熱膨張係数
が略１００〜１４０×１０-7／℃であり、水晶（Ｚロン
グ）の１３９×１０-7／℃よりは小さいがかなり近い値
であって、従来のアルミナ（熱膨張係数＝７０〜８０×
１０-7／℃）に比べて格段に改良されている。また、ガ
ラスの結晶化と成分材料の微粉化により抗折強度もほと
んどの組成のものが２５００〜４５００ｋｇ／ｃｍ2 と
大きく、パッケージ材料として好適する。
【００１３】次に、実施例８〜１１の組成のものはシリ
カ−アルミナ−ソーダ系の結晶化ガラス（ガラス自体の
熱膨張係数は１７０〜２００×１０-7／℃）程度のもの
に４０〜６０重量％のフォルステライトを混合したもの
で、ガラス組成は重量％でＳｉＯ2 が４０〜５５、Ａｌ
2 Ｏ3 が２０〜３０、Ｐ2 Ｏ5 が１〜２０、ＢａＯが０
〜５、Ｘ2 Ｏ（但しＸはＮａ，Ｋから選ばれる１種類以
上とする）が５〜１０である第２群のガラス−セラミッ
ク複合体として区分できる。このシリカ−アルミナ−ソ
ーダ系ガラスは前記リチウム系ガラスに比べて焼結温度
が低く熱膨張係数が大きいという特徴がある。このガラ
ス−セラミック複合体は熱膨張係数が１３５〜１４４×
１０-7／℃であって水晶（Ｚロング）の１３９×１０-7
／℃と略一致するという従来にない優れた材料である。
また、ガラスの結晶化と微粉末化により抗折強度もほと
んどのものが２５００〜３１００ｋｇ／ｃｍ2 であり、
パッケージ材料として好適である。
カ−アルミナ−ソーダ系の結晶化ガラス（ガラス自体の
熱膨張係数は１７０〜２００×１０-7／℃）程度のもの
に４０〜６０重量％のフォルステライトを混合したもの
で、ガラス組成は重量％でＳｉＯ2 が４０〜５５、Ａｌ
2 Ｏ3 が２０〜３０、Ｐ2 Ｏ5 が１〜２０、ＢａＯが０
〜５、Ｘ2 Ｏ（但しＸはＮａ，Ｋから選ばれる１種類以
上とする）が５〜１０である第２群のガラス−セラミッ
ク複合体として区分できる。このシリカ−アルミナ−ソ
ーダ系ガラスは前記リチウム系ガラスに比べて焼結温度
が低く熱膨張係数が大きいという特徴がある。このガラ
ス−セラミック複合体は熱膨張係数が１３５〜１４４×
１０-7／℃であって水晶（Ｚロング）の１３９×１０-7
／℃と略一致するという従来にない優れた材料である。
また、ガラスの結晶化と微粉末化により抗折強度もほと
んどのものが２５００〜３１００ｋｇ／ｃｍ2 であり、
パッケージ材料として好適である。
【００１４】本発明のガラス−セラミック複合体は、前
記のように水晶と略同一か、またはこれに近い熱膨張係
数を有するにもかかわらず、従来のアルミナに近い抗折
強度を有するという特徴がある。これはガラス組成の選
定、フォルステライトの混合、Ｐ2 Ｏ5 の使用などによ
るものである。ガラス成分中に適量のＰ2 Ｏ5 を含むこ
とにより、焼結過程を経てＰ2 Ｏ5 が核となってガラス
成分が結晶化し強度が向上するものである。このため本
発明ではＰ2 Ｏ5 は必須成分である。また、本発明にお
いてガラス成分に対しフォルステライトを４０〜６０重
量％の範囲を逸脱して混合すると焼結の段階でガラス中
に気孔が生じ、充分な抗折強度が得られないといった不
具合が生じる。
記のように水晶と略同一か、またはこれに近い熱膨張係
数を有するにもかかわらず、従来のアルミナに近い抗折
強度を有するという特徴がある。これはガラス組成の選
定、フォルステライトの混合、Ｐ2 Ｏ5 の使用などによ
るものである。ガラス成分中に適量のＰ2 Ｏ5 を含むこ
とにより、焼結過程を経てＰ2 Ｏ5 が核となってガラス
成分が結晶化し強度が向上するものである。このため本
発明ではＰ2 Ｏ5 は必須成分である。また、本発明にお
いてガラス成分に対しフォルステライトを４０〜６０重
量％の範囲を逸脱して混合すると焼結の段階でガラス中
に気孔が生じ、充分な抗折強度が得られないといった不
具合が生じる。
【００１５】前記第１群の組成において、Ｐ2 Ｏ5 が１
０重量％を越えると分相して安定なガラスが得られない
し、１重量％より少ないと結晶化が不十分となる。ま
た、絶縁抵抗の耐湿性を向上するためにはＮａ2 Ｏは少
ない方がよく、２重量％以下が望ましい。また、ＭｇＯ
はガラスに溶融性を持たせる成分で多すぎるとガラスの
結晶化が抑制されるとなる不具合が生じるので５重量％
以下が望ましい。ＳｉＯ2 ，ＬｉＯ，Ｋ2 Ｏなどはガラ
スの骨格となる成分であり、熱膨張係数、溶融性、ガラ
スの結晶化などを考慮して組成を選定する必要がある。
実験結果によるとＳｉＯ2 は７５〜８５重量％が望まし
く、この範囲より多いと必要な熱膨張係数が得られない
し、少ないと溶融性に乏しくなるという不具合が生じ
る。また、Ｒ2 Ｏ（Ｒ＝Ｌｉ，Ｋなど）は８〜２０重量
％が望ましく、この範囲より多いとガラス熱膨張係数が
下がり、少ないと溶融性に乏しくなるという不具合が生
じる。
０重量％を越えると分相して安定なガラスが得られない
し、１重量％より少ないと結晶化が不十分となる。ま
た、絶縁抵抗の耐湿性を向上するためにはＮａ2 Ｏは少
ない方がよく、２重量％以下が望ましい。また、ＭｇＯ
はガラスに溶融性を持たせる成分で多すぎるとガラスの
結晶化が抑制されるとなる不具合が生じるので５重量％
以下が望ましい。ＳｉＯ2 ，ＬｉＯ，Ｋ2 Ｏなどはガラ
スの骨格となる成分であり、熱膨張係数、溶融性、ガラ
スの結晶化などを考慮して組成を選定する必要がある。
実験結果によるとＳｉＯ2 は７５〜８５重量％が望まし
く、この範囲より多いと必要な熱膨張係数が得られない
し、少ないと溶融性に乏しくなるという不具合が生じ
る。また、Ｒ2 Ｏ（Ｒ＝Ｌｉ，Ｋなど）は８〜２０重量
％が望ましく、この範囲より多いとガラス熱膨張係数が
下がり、少ないと溶融性に乏しくなるという不具合が生
じる。
【００１６】前記第２群の組成において、ＳｉＯ2 ，Ａ
ｌ2 Ｏ3 ，Ｘ2 Ｏはガラスの骨格となる成分であり、い
ずれも前記の組成範囲が望ましい。この範囲を越える
と、結晶化が進行しない、溶融性に乏しくなる、必要な
熱膨張係数が得られないといった不具合が生じる。Ｂａ
Ｏは溶融性を付与する成分であり、０〜５重量％が望ま
しい。この範囲より多いとガラスの結晶化が進行しない
といった不具合が生じる。Ｐ2 Ｏ5 は結晶核を形成する
成分であり、第２群の組成では１〜２０重量％が望まし
い。２０重量％を越えると分相し安定なガラスが得られ
ない。下限値は１重量％であり、これより少ないとガラ
スの結晶化が不十分となり必要な強度が得られない。以
上のように第１群および第２群に記載された組成範囲を
逸脱すると、水晶と略同一もしくはこれに近い熱膨張係
数を有し、かつ実用上充分な強度と耐湿性をあわせもつ
ガラス−セラミック複合体を実現することが著しく困難
になる。
ｌ2 Ｏ3 ，Ｘ2 Ｏはガラスの骨格となる成分であり、い
ずれも前記の組成範囲が望ましい。この範囲を越える
と、結晶化が進行しない、溶融性に乏しくなる、必要な
熱膨張係数が得られないといった不具合が生じる。Ｂａ
Ｏは溶融性を付与する成分であり、０〜５重量％が望ま
しい。この範囲より多いとガラスの結晶化が進行しない
といった不具合が生じる。Ｐ2 Ｏ5 は結晶核を形成する
成分であり、第２群の組成では１〜２０重量％が望まし
い。２０重量％を越えると分相し安定なガラスが得られ
ない。下限値は１重量％であり、これより少ないとガラ
スの結晶化が不十分となり必要な強度が得られない。以
上のように第１群および第２群に記載された組成範囲を
逸脱すると、水晶と略同一もしくはこれに近い熱膨張係
数を有し、かつ実用上充分な強度と耐湿性をあわせもつ
ガラス−セラミック複合体を実現することが著しく困難
になる。
【００１７】次に、本発明のガラス−セラミック複合体
を用いたフラットパッケージについて説明する。表１に
示す実施例１および実施例９に示す原料粉末を使用し
て、以下に述べる製造工程に従って従来と同等な構造の
パッケージを作成した。 （ａ）前記材料とバインダー、溶剤を混合し、スラリー
を製造してドクターブレード法により厚さ１００〜３０
０μｍのグリーンシートを作成する。 （ｂ）前記グリーンシートにスルーホールを形成し、Ａ
ｇ／Ｐｄペーストをスクリーン印刷し、スルーホールを
充填するとともに内部導体部を形成する。 （ｃ）別のグリーンシートにＡｇ／Ｐｄペーストをスク
リーン印刷し、外部取り出し電極部を形成する。 （ｄ）別のグリーンシートに水晶振動子のキャビティ用
の穴を打ち抜く。 （ｅ）前記（ｂ）〜（ｄ）のグリーンシートを積層し、
８０℃で２００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力でプレスす
る。 （ｆ）前記積層体を脱バインダーし、８００〜１０００
℃で焼成する。 （ｇ）焼成された積層体を切断し、図１に示すパッケー
ジのベース部材１を得る。 （ｈ）ベース部材１と同じ混合粉末を用いてパッケージ
のキャップ部材を粉末プレスにより形成し、８００℃〜
１０００℃で焼成しキャップ部材３を得る。 （ｉ）前記ベース部材１に予め低融点のガラス封止部４
を形成しておき、図１に示す構成で前記ベース部材１上
の電極パッド部８０と水晶片２の電極リード部７を導電
性接着剤で固着した後、前記キャップ部材３で封止し、
水晶振動子用パッケージ５０を完成する。
を用いたフラットパッケージについて説明する。表１に
示す実施例１および実施例９に示す原料粉末を使用し
て、以下に述べる製造工程に従って従来と同等な構造の
パッケージを作成した。 （ａ）前記材料とバインダー、溶剤を混合し、スラリー
を製造してドクターブレード法により厚さ１００〜３０
０μｍのグリーンシートを作成する。 （ｂ）前記グリーンシートにスルーホールを形成し、Ａ
ｇ／Ｐｄペーストをスクリーン印刷し、スルーホールを
充填するとともに内部導体部を形成する。 （ｃ）別のグリーンシートにＡｇ／Ｐｄペーストをスク
リーン印刷し、外部取り出し電極部を形成する。 （ｄ）別のグリーンシートに水晶振動子のキャビティ用
の穴を打ち抜く。 （ｅ）前記（ｂ）〜（ｄ）のグリーンシートを積層し、
８０℃で２００〜４００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力でプレスす
る。 （ｆ）前記積層体を脱バインダーし、８００〜１０００
℃で焼成する。 （ｇ）焼成された積層体を切断し、図１に示すパッケー
ジのベース部材１を得る。 （ｈ）ベース部材１と同じ混合粉末を用いてパッケージ
のキャップ部材を粉末プレスにより形成し、８００℃〜
１０００℃で焼成しキャップ部材３を得る。 （ｉ）前記ベース部材１に予め低融点のガラス封止部４
を形成しておき、図１に示す構成で前記ベース部材１上
の電極パッド部８０と水晶片２の電極リード部７を導電
性接着剤で固着した後、前記キャップ部材３で封止し、
水晶振動子用パッケージ５０を完成する。
【００１８】完成した水晶振動子の共振周波数の熱処理
温度依存性を従来品と比較して調査した。水晶振動子を
４０個作成し、まず温室にてそれぞれの共振周波数（ｆ
０）をスペクトラムアナライザーで測定した。次に核１
０個をそれぞれ、１００℃，２００℃，３００℃，４０
０℃で約３０分加熱処理し、室温まで冷却し、熱処理後
の共振周波数（ｆ（Ｔ））を測定し、式１に従い△ｆ／
ｆ０を求めた。
温度依存性を従来品と比較して調査した。水晶振動子を
４０個作成し、まず温室にてそれぞれの共振周波数（ｆ
０）をスペクトラムアナライザーで測定した。次に核１
０個をそれぞれ、１００℃，２００℃，３００℃，４０
０℃で約３０分加熱処理し、室温まで冷却し、熱処理後
の共振周波数（ｆ（Ｔ））を測定し、式１に従い△ｆ／
ｆ０を求めた。
【００１９】
【式１】
【００２０】測定結果を図３に示す。図３中には前記図
４に示すアルミナを主材とする従来タイプのパッケージ
で封止された水晶振動子の結果も合わせて示した。これ
によれば、熱処理による共振周波数の変動は従来タイプ
に比較し実施例１の組成のもので約１／１０に抑えら
れ、また実施例９の組成のものでは約１／１５にさらに
抑えられていることが分かる。
４に示すアルミナを主材とする従来タイプのパッケージ
で封止された水晶振動子の結果も合わせて示した。これ
によれば、熱処理による共振周波数の変動は従来タイプ
に比較し実施例１の組成のもので約１／１０に抑えら
れ、また実施例９の組成のものでは約１／１５にさらに
抑えられていることが分かる。
【００２１】次に表１の他の実施例に示す原料粉末を使
用して、前記と同様の手順に従い、水晶振動子用パッケ
ージを試作し水晶片を組み込んで完成したフラットパッ
ケージ型水晶振動子の共振周波数の熱処理温度依存性を
従来品と比較して調査したところ図３に示す実施例１ま
たは実施例９とほぼ同様な結果が得られた（図示は省略
する）。
用して、前記と同様の手順に従い、水晶振動子用パッケ
ージを試作し水晶片を組み込んで完成したフラットパッ
ケージ型水晶振動子の共振周波数の熱処理温度依存性を
従来品と比較して調査したところ図３に示す実施例１ま
たは実施例９とほぼ同様な結果が得られた（図示は省略
する）。
【００２２】本発明は水晶振動子に限らず、水晶を用い
た電子部品ならどのようなものにでも適用できることは
いうまでもない。
た電子部品ならどのようなものにでも適用できることは
いうまでもない。
【００２３】
【発明の効果】水晶振動子等の圧電部品の熱膨張率とパ
ッケージの熱膨張率が整合するため、パッケージに封止
時および封止後の熱処理においても水晶振動子等の周波
数特性が変動しにくくなり、また、抗折強度が向上する
ため衝撃や曲げの力に対して強くなり、さらに、耐湿性
に優れるため信頼性の高い表面実装型圧電部品を得るこ
とが出来る。また、熱処理と気の応力歪を吸収するため
のばね性のサポート部材が不要になるのでパッケージの
薄型化、低コスト化が図れる。また、従来のアルミナ性
のパッケージにくらべ本発明のガラス−セラミック複合
体を用いたパッケージは焼結温度が格段に低いため、製
造コストを低減できるほか、外部電極にタングステン、
モリブデンなどの高融点金属を使用してニッケル、金メ
ッキなどをする必要もなく低コスト化が図れる。
ッケージの熱膨張率が整合するため、パッケージに封止
時および封止後の熱処理においても水晶振動子等の周波
数特性が変動しにくくなり、また、抗折強度が向上する
ため衝撃や曲げの力に対して強くなり、さらに、耐湿性
に優れるため信頼性の高い表面実装型圧電部品を得るこ
とが出来る。また、熱処理と気の応力歪を吸収するため
のばね性のサポート部材が不要になるのでパッケージの
薄型化、低コスト化が図れる。また、従来のアルミナ性
のパッケージにくらべ本発明のガラス−セラミック複合
体を用いたパッケージは焼結温度が格段に低いため、製
造コストを低減できるほか、外部電極にタングステン、
モリブデンなどの高融点金属を使用してニッケル、金メ
ッキなどをする必要もなく低コスト化が図れる。
【図１】 本発明の一実施例であるガラス−セラミック
複合体の用いたフラットパッケージ型水晶振動子の分解
斜視図
複合体の用いたフラットパッケージ型水晶振動子の分解
斜視図
【図２】 本発明の一実施例であるガラス−セラミック
複合体の温度変化による伸びを従来材料と比較して示す
図
複合体の温度変化による伸びを従来材料と比較して示す
図
【図３】 本発明の一実施例であるガラス−セラミック
複合体を用いたフラットパッケージ型水晶振動子の共振
周波数の温度特性を従来品と比較して示す図
複合体を用いたフラットパッケージ型水晶振動子の共振
周波数の温度特性を従来品と比較して示す図
【図４】 従来のセラミックパッケージを用いた水晶振
動子の分解斜視図
動子の分解斜視図
【図５】 従来のセラミックパッケージを用いた他の水
晶振動子の分解斜視図
晶振動子の分解斜視図
１ ベース部材 ２ 水晶片 ３ キャップ部材 ４ ガラス封止部 ５０ 頁 ７ 水晶振動子の電極リード部 ８０ パッケージの電極パッド部 １００ フラットパッケージ型水晶振動子
Claims (6)
- 【請求項１】結晶化ガラス中にフォルステライトを４０
〜６０重量％含むガラス−セラミック複合体。 - 【請求項２】ガラスは重量％でＳｉＯ2 が７０〜８５、
Ｐ2 Ｏ5 が１〜１０、ＭｇＯが０〜５、Ｒ2 Ｏ（但しＲ
はＬｉ，Ｋから選ばれる１種類以上とする）が、８〜２
０、Ｎａ2 Ｏが０〜２の組成物からなることを特徴とす
る請求項１に記載のガラス−セラミック複合体。 - 【請求項３】ガラスは重量％表示でＳｉＯ2 が４０〜５
５、Ａｌ2 Ｏ3 が２０〜３０、Ｐ2Ｏ5 が１〜２０、Ｂ
ａＯが０〜５、Ｘ2 Ｏ（但しＸはＮａ，Ｋから選ばれる
１種類以上とする）が５〜１０の組成物からなることを
特徴とする請求項１に記載のガラス−セラミック複合
体。 - 【請求項４】Ｐが結晶核を形成していることを特徴とす
る請求項２または請求項３に記載のガラス−セラミック
複合体。 - 【請求項５】平均粒径が０．１〜３μｍのガラスおよび
フォルステイライトの微粉末を混合してなることを特徴
とする請求項１に記載のガラス−セラミック複合体。 - 【請求項６】電極リード部を配した水晶片と、前記水晶
片に電気的かつ機械的に接続される一対に電極パッド部
を有するベース部材と、キャップ部材とを備え、前記ベ
ース部材およびキャップ部材が結晶化ガラス中にフォル
ステライトを４０〜６０重量％含むガラス−セラミック
複合体を用いて形成されたことを特徴とするフラットパ
ッケージ型圧電部品。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01529296A JP3516367B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ガラス−セラミック複合体およびそれを用いたフラットパッケージ型圧電部品 |
| EP97101363A EP0787695A3 (en) | 1996-01-31 | 1997-01-29 | Glass-ceramic composite and flat-package piezo-electric device using same |
| US08/794,210 US5877101A (en) | 1996-01-31 | 1997-01-30 | Glass-ceramic composite |
| KR1019970003381A KR100212102B1 (ko) | 1996-01-31 | 1997-01-31 | 유리 세라믹 복합물 및 이를 사용한 평면 패키지 압전 소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01529296A JP3516367B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ガラス−セラミック複合体およびそれを用いたフラットパッケージ型圧電部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09208261A true JPH09208261A (ja) | 1997-08-12 |
| JP3516367B2 JP3516367B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=11884773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01529296A Expired - Fee Related JP3516367B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ガラス−セラミック複合体およびそれを用いたフラットパッケージ型圧電部品 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5877101A (ja) |
| EP (1) | EP0787695A3 (ja) |
| JP (1) | JP3516367B2 (ja) |
| KR (1) | KR100212102B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6448696B2 (en) | 1999-12-20 | 2002-09-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Outer coating substrate for electronic component and piezoelectric resonant component |
| US6744179B2 (en) | 1999-12-20 | 2004-06-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and piezoelectric oscillator |
| JP2007516932A (ja) * | 2003-12-30 | 2007-06-28 | コーニング インコーポレイテッド | 高歪み点ガラス |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6813903B2 (en) * | 1999-10-18 | 2004-11-09 | Corning Incorporated | Method of making forsterite glass-ceramics |
| US6660669B2 (en) | 1999-10-18 | 2003-12-09 | Corning Incorporated | Forsterite glass-ceramics of high crystallinity and chrome content |
| JP2002261570A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-13 | Citizen Watch Co Ltd | 水晶振動子用パッケージベースおよびそれを用いた水晶振動子パッケージ構造体の製造方法 |
| US7387838B2 (en) * | 2004-05-27 | 2008-06-17 | Delaware Capital Formation, Inc. | Low loss glass-ceramic materials, method of making same and electronic packages including same |
| US7186461B2 (en) * | 2004-05-27 | 2007-03-06 | Delaware Capital Formation, Inc. | Glass-ceramic materials and electronic packages including same |
| KR100790750B1 (ko) * | 2006-12-06 | 2008-01-02 | 삼성전기주식회사 | 수정진동자 패키지 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL300250A (ja) * | 1962-11-14 | |||
| JPH0676227B2 (ja) * | 1986-10-24 | 1994-09-28 | 松下電工株式会社 | ガラスセラミツク焼結体 |
| JPH02105710A (ja) * | 1988-10-14 | 1990-04-18 | Meidensha Corp | 水晶振動子 |
| US5256469A (en) * | 1991-12-18 | 1993-10-26 | General Electric Company | Multi-layered, co-fired, ceramic-on-metal circuit board for microelectronic packaging |
| JPH069245A (ja) * | 1992-06-25 | 1994-01-18 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 結晶化ガラス物品及びその製造方法 |
| JP2822846B2 (ja) * | 1992-10-29 | 1998-11-11 | 関西日本電気株式会社 | ガラス−セラミック複合体を用いた水晶振動子用フラットパッケージおよびこれを用いた水晶振動子 |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP01529296A patent/JP3516367B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-01-29 EP EP97101363A patent/EP0787695A3/en not_active Withdrawn
- 1997-01-30 US US08/794,210 patent/US5877101A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-31 KR KR1019970003381A patent/KR100212102B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6448696B2 (en) | 1999-12-20 | 2002-09-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Outer coating substrate for electronic component and piezoelectric resonant component |
| US6744179B2 (en) | 1999-12-20 | 2004-06-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and piezoelectric oscillator |
| US6865090B2 (en) | 1999-12-20 | 2005-03-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Outer coating substrate for electronic component and piezoelectric resonant component |
| JP2007516932A (ja) * | 2003-12-30 | 2007-06-28 | コーニング インコーポレイテッド | 高歪み点ガラス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3516367B2 (ja) | 2004-04-05 |
| KR100212102B1 (ko) | 1999-08-02 |
| EP0787695A2 (en) | 1997-08-06 |
| EP0787695A3 (en) | 1997-08-13 |
| KR970059127A (ko) | 1997-08-12 |
| US5877101A (en) | 1999-03-02 |
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