JPH11302034A - 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水晶振動子では、パッケージと水晶片の熱膨
張率が異なるので、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。 【解決手段】 水晶板や表面弾性波素子基板やガラスエ
ポキシ製プリント基板の熱膨張率に近いパッケージ材料
として、セラミックとガラスを混合したものを選択して
パッケージ１５を製作する。抗折強度を必要な強度にす
るため、ガラス及びセラミックを十分微粉化したものを
使用するとともにさらに抗折強度を改善するためにガラ
ス組成中に結晶の核となる物質（Ｐ₂Ｏ₅）を含ませる
か、ガラスーセラミックへの添加物としてジルコニア
（ＺｒＯ₅）を混合させ、焼成時にガラスを結晶化させ
て抗折強度を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は信頼性の高い水晶振
動子やＳＡＷフィルター等の圧電部品および半導体素子
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８に示すようにアルミナを主材料
とするベース部材８１に水晶片８２を固着したのちアル
ミナを主材とするキャップ部材８３をかぶせ、低融点の
ガラス封止部８４で気密封止して使用している。封止さ
れたパッケージ８５は回路基板上にはんだリフロー法等
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８５と、水晶片８２の熱膨張率が異なるため、加熱冷
却後に水晶片８２に応力歪が発生する。そのため水晶片
８２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。

【０００３】その対策として、例えば、「ＥＬＥＣＴＲ
ＯＮＩＣＳ ＵＰＤＡＴＥ」（１９９０年第４号Ｐ８３
〜Ｐ８８）に述べられている前記図８の構造のようにベ
ース部材８１に水晶片８２をばね性のサポータ８６を介
して固着したのち気密封止して使用している。あるい
は、図９のごとく特開平２ー１０５７１０号公報に述べ
られているように、水晶片９２の電極リード部９７を水
晶片９２の同じ端部に導き、水晶片９２を直接ベース部
材９１上にサポータを介さずに電極パッド部９８に固着
する方法も提案されている。

【０００４】また、水晶や、ニオブ酸リチウム、タンタ
ル酸リチウム、サファイヤ、四硼酸リチウム等の圧電性
基板で形成される表面弾性波素子を、表面実装型パッケ
ージに搭載して表面弾性波フィルターとして成す場合、
従来はアルミナを主材とするベース部にはんだボール等
で前記表面弾性波素子を直接固着させたのち、コバール
等の金属製キャップとベース部をＡｕ−Ｓｎ等のロウ材
で気密封止するか、あるいは前記金属製キャップを溶接
でベース部に気密封止するかして使用していた。また、
半導体素子を表面実装型パッケージに搭載する場合、従
来はアルミナ製セラミックパッケージに搭載するか、樹
脂性の配線基板に搭載し表面を樹脂で被覆して擬似パッ
ケージとして製品を完成させていた。前記表面実装型水
晶振動子、表面弾性波フィルター、半導体素子は、ガラ
スエポキシ製のプリント基板にはんだリフロー法等では
んだ接続していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述の表面
実装用水晶振動子、弾性表面波フィルター、半導体素子
は次のような問題を有している。まず、水晶振動子で
は、パッケージと水晶片の熱膨張率が異なるので、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。前記課題を
解決するために、水晶片をばね性のサポータを介してパ
ッケージに接続する場合、製造コストが高くなる、ま
た、パッケージが厚くなる等の問題がある。

【０００６】さらに、パッケージの主材料であるアルミ
ナ（Ａｌ_２Ｏ_３）は焼結温度が１５００〜１６００゜Ｃ
であり、パッケージ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
点金属は電気電導率が低くまた半田付けができないの
で、ニッケル（Ｎｉ）メッキ、及び金（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】次に表面弾性波フィルターでは、例えば温
度サイクル試験で、素子を直接パッケージに固着してい
るはんだボール接続部分に亀裂が発生し電気的な接続が
不十分になるとともに固着力が低下し、落下衝撃時に表
面弾性波素子が脱落して機能しなくなる場合が発生して
いた。また、半導体素子を表面実装型パッケージに搭載
してプリント基板に実装する場合、表面実装型パッケー
ジはアルミナ製セラミックパッケージかもしくは樹脂性
基板に搭載後樹脂モールドしたものかであるが、これら
表面実装型水晶振動子、表面波フィルター、半導体素子
をガラスエポキシ製プリント基板にはんだリフロー法で
はんだ接続したものは、温度サイクル試験ではんだ接続
部に亀裂が発生し、接続不良を生じる場合があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、水晶板や表
面弾性波素子基板やガラスエポキシ製プリント基板の熱
膨張率に近いパッケージ材料を選択する。パッケージ材
料として、セラミックとガラスを混合したものを使用
し、例えば、パッケージの焼成温度を８００゜Ｃ〜１０
００゜Ｃとする。抗折強度を必要な強度に改善するた
め、ガラス及びセラミックを十分微粉化したものを使用
するとともにさらに抗折強度を改善するためにガラス組
成中に結晶の核となる物質（Ｐ_２Ｏ_５）を含ませるか、
ガラスーセラミックへの添加物としてジルコニア（Ｚｒ
Ｏ_２）を混合させ、焼成時にガラスを結晶化させて抗折
強度を向上させる。

【０００９】

【作用】水晶振動子用パッケージとして使用する場合、
パッケージ材料と水晶板の熱膨張率が整合し、加熱冷却
後に水晶振動子の残留歪が低減され、共振周波数の変動
が抑えられる。表面弾性波素フィルター用パッケージと
して使用する場合、表面弾性波素子との熱膨張率が整合
し、表面弾性波素子をはんだボール等で直接パッケージ
に固着しても、温度サイクルによるはんだボールへの亀
裂発生を抑えることができるので、厚みが薄く信頼性の
高い表面波弾性フィルターを実現することができる。

【００１０】また、半導体素子用表面実装型パッケージ
として使用する場合や前記水晶振動子用パッケージ、表
面弾性波フィルター用パッケージとして使用する場合
も、これらパッケージとガラスエポキシ製プリント基板
の熱膨張率が整合し、パッケージをプリント基板にはん
だ接続してもはんだ接続部分の亀裂発生を抑えることが
でき表面実装部品としての信頼性が向上する。

【００１１】さらにパッケージの焼成温度が低下でき、
内部導体を同時焼成する場合、Ａｇ，Ａｇ／Ｐｄ，Ａｇ
／Ａｕ、Ａｇ／Ｐｔ、Ｃｕ等の低融点金属を使用でき
る。またこれらの金属材料は、電気伝導率を高く、かつ
比率を選択することにより、半田付けが可能なためメッ
キ工程を必要としない。よって、製造コストが低減し、
製造工期も短縮される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について実施例に基
づいて詳細に説明する。まず、［表１］に本発明のガラ
ス−セラミック複合体の組成と特性について実施例の結
果を示す。なお表１にはガラス自体の膨張係数も示す。
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・ＳｉＯ_２）の粉末を湿式ボールミルで粉砕
混合して平均粒径が０．３〜３μｍ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、大気
中に８００〜１０００゜Ｃ１〜２時間焼成したのち直方
体に切断し、熱膨張係数、抗折強度を測定した。

【００１３】それらの結果は表１に示す通りである。

【表１】

【００１４】また、特に実施例１、実施例３１と実施例
４０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。

【００１５】実施例１〜３０の組成のものは、ソーダカ
リガラスに対しフォルステライトが４０〜６０重量％混
合されており、さらに添加物として、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ
_２、ＳｎＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、ＭｏＯ_３から選ばれる１又は
２種以上の粒径０．１〜１μｍの微粉末を重量％でガラ
スーセラミック複合体に対し０．２〜５％添加されてお
り、また、ガラス組成は重量％でＳｉＯ_２が５０〜７０
％、Ａｌ_２Ｏ_３が２〜１５％、（Ｒｘ）Ｏが５〜３０％
（但し （Ｒｘ）はＣａ，Ｓｒ，Ｂａから選ばれる１ま
たは２以上の元素）、Ｂ_２Ｏ_３が１〜８％、ＺｎＯが２
〜１５％、（ＲｙＯ）２Ｏが５〜３０％（ただし（Ｒ
ｙ）はＮａ、Ｋ、Ｌｉから選ばれる１又は２以上の元
素）である第一群のガラスー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／゜Ｃであり水晶（Ｚロン
グ）の１３９×１０^−７／゜Ｃ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＝７０〜８
０×１０^−７／゜Ｃ）に比べて格段に改善されている。
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、２０００〜３２００ｋｇ
／ｃｍ^２と大きく、パッケージ材料として好適する。

【００１６】次に実施例３１〜３９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率は１１０〜１
６０×１０^−７／゜Ｃ程度のもの）に対してフォルステ
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ＳｉＯ_２が７０〜８６、Ｐ_２Ｏ_５が１〜
１０、ＭｇＯが１〜５、（Ｒｚ）_２Ｏが８〜２５％（但
し、（Ｒｚ）はＫ，Ｌｉから選ばれる１又は２の元素）
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。このガラスセラミック複合体は熱膨張係数が略１０
０〜１４０×１０^−７／゜Ｃであり水晶（Ｚロング）の
１３９×１０^−７／゜Ｃよりは小さいがかなり近い値で
あって、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２５００〜４
５００ｋｇ／ｃｍ^２と大きく、パッケージ材料として好
適する。

【００１７】次に実施例４０〜４６の組成のものはシリ
カーアルミナー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／゜Ｃ程度のも
の）に３０〜７０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％比でＳｉＯ_２が４０〜５
５、Ａｌ_２Ｏ_３が２０〜３０、Ｐ_２Ｏ_５が１〜２０、Ｂ
ａＯが１〜５、Ｎａ_２Ｏが１〜１０％、（Ｒｗ）_２Ｏが
１〜５（但し（Ｒｗ）はＬｉ，Ｋから選ばれる１又は２
の元素）である第３群のガラスーセラミック複合体とし
て区分できる。このシリカーアルミナーソーダ系ガラス
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。このガラスーセラミッ
ク複合体は熱膨張係数が１３５〜１４４×１０^−７／゜
Ｃであって、水晶（Ｚロング）の１３９×１０^−７／゜
Ｃ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２５００〜３８００ｋｇ／ｃｍ^２であり、パッ
ケージ材料として好適である。

【００１８】本発明のガラスー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および微粉末化によるもの
である。第一群のガラスーセラミック複合体は、ＺｒＯ
_２，ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、ＭｏＯ_３から選ば
れる１または２種以上の微粉末を添加したことにより、
これらがガラス成分の結晶の核になって強度が向上する
ものである。また第二群および第三群のガラスーセラミ
ック複合体はガラス成分中に適量のＰ_２Ｏ_５を含むこと
により、焼結過程を経てＰ_２Ｏ_５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。

【００１９】このため本発明では、第二群および第三群
のガラス組成にはＰ_２Ｏ_５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３０重
量％より少ないとフォルステライトの骨格材としての機
能が低減し焼結体の抗折強度が低下し好ましくない。ま
たフォルステライトが７０重量％を超えると、焼結体に
気泡が多発し抗折強度が低下するとともに焼結温度が高
くなり本発明の目的である低温度での焼結を行うことが
難しい。

【００２０】前記第一群の組成において、ＳｉＯ_２はガ
ラスの骨格となる成分であり５０重量％より少ないと軟
化点が低くなりすぎ耐熱性が低下するので好ましくな
い。一方７０重量％より多いと軟化点が高くなりすぎ焼
結温度が高くなりすぎ好ましくない。Ａｌ_２Ｏ_３はガラ
スの機械的強度を向上するために必要であり、２重量％
より少ないと焼結体の十分な強度が得られず、１５重量
％より多いと焼結体の焼結３ｒ，Ｂａから選ばれる１ま
たは２以上の元素）はガラスの溶解性および熱膨張率を
調整するために添加するもので、５重量％より少ないと
溶解性が不十分になり、３０重量％より多いと、低温で
安定な焼結ができにくくなる。Ｂ_２Ｏ_３はガラスの耐久
性を向上させるために添加するが、８％より多いと熱膨
張率が小さくなって所望の熱膨張率を得ることが困難に
なるので１〜８％の範囲内で添加することが必要であ
る。ＺｎＯはガラスが結晶化する際に核の一部となるも
ので、２重量％より少ないとガラスが結晶化しにくくな
り強度が不足する。１５重量％より多いと焼結性が低下
する。

【００２１】（Ｒｙ）２Ｏ（但し（Ｒｙ）はＮａ，Ｋ，
Ｌｉから選ばれる１又は２以上の元素）は熱膨張率を大
きくする上で必要な成分であるが、３０重量％より多い
と、化学的耐久性が低下し、５重量％より少ないとガラ
スの溶解性が低下し好ましくない。ＺｒＯ_２、Ｔｉ
Ｏ_２、ＳｎＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、ＭｏＯ_３は核発生剤として
添加するもので、添加量が５重量％より多いと焼結時の
結晶化速度が速くなりすぎて緻密な焼結体を得ることが
できない。さらに、核発生剤としてその粒径はガラスお
よびフォルステライトの粒径よりも小さい微粉末として
添加する必要があり、望ましくは 平均粒径０．１〜１
μｍが良い。

【００２２】前記第二群の組成において、ＳｉＯ_２はガ
ラスの骨格となる成分で、８６重量％より多いと軟化点
が高くなりすぎ好ましくない。７０重量％より少ない
と、溶融性に乏しくなる。Ｐ_２Ｏ_５は結晶化の核となる
ものであり、１０重量％を超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など不具合が
生じるので、１〜５重量％が望ましい。（Ｒｚ）Ｏ（但
し（Ｒｚ）はＫ、Ｌｉから選ばれる１または２の元素）
は熱膨張率を大きくする上で必要な成分であるが、２５
重量％より多いと、化学的耐久性が低下し、８重量％よ
り少ないとガラスの溶解性が低下し好ましくない。

【００２３】前記第三群の組成において、ＳｉＯ_２、Ａ
ｌ_２Ｏ_３、（Ｒｗ）２Ｏ（但し（Ｒｗ）はＬｉ、Ｋ、か
ら選ばれる１又は２の元素）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
を超えると、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。Ｎａ２Ｏは熱膨張率を大きくする上で必要な成分
であるが、１０重量％より多いと、化学的耐久性が低下
し、１重量％より少ないとガラスの溶解性が低下し好ま
しくない。ＢａＯは溶融性を付与する成分であり０．２
重量％より少ないとガラスが溶けにくくなる。５重量％
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。Ｐ_２Ｏ_５は結晶核を形成する成分であり、１
重量％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。また２０重量％より多いと分相し
安定なガラスが得られない。

【００２４】以上のように第一群、第二群および第三群
に記載された組成範囲を逸脱すると、水晶や表面弾性波
素子、ガラスエポキシ製プリント基板に近い熱膨張係数
を有し、かつ実用的な強度を持つガラスーセラミック複
合体を実現することが著しく困難になる。次に、本発明
のガラスー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、実施例３１
および実施例４０に示す原料粉末を使用して、以下に述
べる製造工程にしたがって従来と同等な構造のパッケー
ジを作成した。

【００２５】(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
１００〜２００μｍ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゜Ｃで２００〜４００ｋｇ／ｃｍ^２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
゜Ｃ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１１を得る。 （ｈ）ベース部材１１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゜Ｃで焼成しキャップ部材１３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１
４を形成しておき、図１に示す構成で前記ベース部材１
１の電極パッド部１８と水晶片１２の電極リード部１７
を導電性接着剤で固着した後、前記キャップ部材１３で
封止し、水晶振動子１５を完成する。

【００２６】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、まず室温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。次に各１
０個をそれぞれ、１００゜Ｃ，２００゜Ｃ，３００゜
Ｃ，４００゜Ｃ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，下式
に従い△ｆ／ｆ0を求めた。 △ｆ／ｆ0＝ｆ（Ｔ）―ｆ０＝熱処理後の共振周波数―
熱処理前の共振周波数 ｆ０・・熱処理前の共振周波数 測定結果を［図３］に示す。［図３］中には前記［図
８］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併せて示した。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
に比較して約１／４に低減されていることがわかる。ま
た実施例３１、４０の組成のものでは約１／８に低減さ
れていることがわかる。

【００２７】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、
実施例３１、または実施例４０とほぼ同様な結果が得ら
れた（図示は省略する）次に、表１の実施例１に示す原
料粉末を使用して前記製造手順に従って、図４に示す構
造の表面弾性波用パッケージ４５に、水晶表面弾性波素
子４９をはんだボールで固着し、キャップ部材４３をベ
ース部材４１にガラス封止部４４で気密封止した。その
後温度サイクル試験（最低−３０゜Ｃで３０分保持後、
最高＋８５゜Ｃに急加熱し３０保持する。以上を１サイ
クルとして繰り返す。）での、はんだボール接続部の亀
裂の有無を調査した。はんだボール部に亀裂が発生する
と電気的な接続が不十分になるとともに固着力が低下
し、落下衝撃時に表面弾性波素子が脱落して機能しなく
なる。

【００２８】結果を 図５に示す。比較のため 従来の
アルミナ製パッケージに同様に水晶表面弾性波をはんだ
ボールで固着したものの温度サイクル試験の結果のあわ
せて図示した。 これによれば、従来品は 約２５０サ
イクルからはんだボールに亀裂が発生するものが現れは
じめ、４００サイクルで全数に亀裂が発生した。一方本
提案のガラスセラミック製パッケージの場合、１０００
サイクルではんだボールに亀裂が発生するものが現れは
じめ、従来品に比較して大幅に改善されていることが確
認された。

【００２９】次に、表１の実施例１に示す原料粉末を使
用して前記手順に従って、図６に示すようにベース部材
６１に半導体素子６２を設置しキャップ６３で気密封止
をし半導体素子用フラットパッケージ６５を作成した。
前記パッケージをガラスエポキシ製基板に半田接続した
後、前記温度サイクル試験を実施し、はんだ接続部の亀
裂の有無を調査した。結果を図７に示す。従来の樹脂性
フラットパッケージの温度サイクル試験の結果も併せて
示す。これによれば、従来品は ５００サイクルで亀裂
が発生しはじめ、８００サイクルで全数に亀裂が発生し
た。一方本提案のガラスセラミック製パッケージの場
合、２０００サイクルではんだ接続部に亀裂が発生する
ものが現れはじめ、従来品に比較して大幅に改善されて
いることが確認された。

【００３０】

【発明の効果】水晶振動子や表面弾性波素子の圧電部品
の熱膨張率とパッケージの熱膨張率が整合するため、パ
ッケージに封止時及び、封止後の熱処理により水晶振動
子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、信頼性の
高い表面実装型圧電部品をえることができる。また、熱
処理時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、表面弾性波素子とパッケージの熱膨張率が
整合するため、素子をはんだボール等で直接パッケージ
に接続する場合、はんだボール接続部の亀裂の発生等を
抑えることができ、信頼性の高い表面実装型部品を得る
ことができる。

【００３１】また、パッケージと、ガラスエポキシ基板
等のプリント基板の熱膨張率が整合するために、圧電素
子や半導体素子を搭載したパッケージをガラスエポキシ
製プリント基板にはんだ接続した場合のはんだ部の亀裂
発生を抑えることができ、信頼性の高い表面実装工法を
実現することができる。さらに、従来のアルミナ製パッ
ケージに比較して、本発明のガラスーセラミック複合体
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。また、外部電極にタングステン、モ
リブデン等の請う融点金属を使用してニッケルメッキ、
金メッキなどをする必要が無いので低コスト化が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例であるガラスーセラミック
パッケージを用いた水晶振動子の分解斜視図。

【図２】 本発明の一実施例であるガラスーセラミック
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。

【図３】 本発明の一実施例であるガラスーセラミック
パッケージを使用した水晶振動子の共振周波数の熱処理
温度影響度を示す図。

【図４】 本発明の一実施例であるガラスーセラミック
パッケージを用いた表面弾性波フィルターの分解斜視
図。

【図５】 本発明の一実施例であるガラスーセラミック
パッケージを使用した表面弾性波フィルターの温度サイ
クル試験時のはんだボール部接続累積不良数を示す図。

【図６】 本発明の一実施例であるガラスーセラミック
材料を使用した半導体素子搭載パッケージをガラスエポ
キシ製プリント基板に搭載した図。

【図７】 本発明の一実施例であるガラスーセラミック
パッケージを使用した半導体素子搭載パッケージをガラ
スエポキシ製プリント基板にはんだ接続し、温度サイク
ル試験を実施後はんだボール部接続累積不良数を示す
図。

【図８】 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。

【図９】 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。

【符号の説明】

１１，４１，６１ ベース部材 １２ 水晶片 １３，４３，６３ キャップ部材 １４，４４ ガラス封止部 １５，４５，６５ パッケージ １７ 電極リード部 １８ 電極パッド部 ４９ ＳＡＷ素子 ６２ 半導体素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０３Ｈ 9/25 Ｈ０３Ｈ 9/25 Ａ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱膨張係数が１００〜１５０×１０^−７で
   あってガラス中にフォルステライトを３０〜７０重量％
   分散させたガラス−セラミック複合体。
2. 【請求項２】前記ガラスは、重量％で、ＳｉＯ_２が５０
   〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３が２〜１５％、（Ｒｘ）Ｏが５〜
   ３０％（但し（Ｒｘ）はＣａ、Ｓｒ、Ｂａから選ばれる
   １又は２以上の元素）、Ｂ_２Ｏ_３が１〜８％、ＺｎＯが
   ２〜１５％、（Ｒｙ）_２Ｏが５〜３０％（但し（Ｒｙ）
   はＮａ、Ｋ、Ｌｉから選ばれる１又は２以上の元素）か
   らなる請求項１記載のガラス−セラミック複合体。
3. 【請求項３】前記ガラスは、重量％で、ＳｉＯ_２が７０
   〜８６％、Ｐ_２Ｏ_５が１〜１０％、ＭｇＯが１〜５％、
   （Ｒｚ）_２Ｏが８〜２５％（但し（Ｒｚ）はＫ、Ｌｉか
   ら選ばれる１又は２の元素）からなる請求項１記載のガ
   ラス−セラミック複合体。
4. 【請求項４】前記ガラスは、重量％で、ＳｉＯ_２が４０
   〜５５％、Ａｌ_２Ｏ_３が２０〜３０％、Ｐ_２Ｏ_５が１〜
   ２０％、ＢａＯが１〜５％、Ｎａ_２Ｏが１〜１０％、
   （Ｒｗ）_２Ｏが１〜５％（但し（Ｒｗ）はＬｉ、Ｋ、か
   ら選ばれる１又は２の元素）、からなる請求項１記載の
   ガラス−セラミック複合体。
5. 【請求項５】前記ガラス及びセラミックは、平均粒径
   ０．３〜３μｍである請求項１〜４のいずれか一に記載
   のガラス−セラミック複合体。
6. 【請求項６】請求項２記載のガラスセラミック複合体の
   材料に、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｍ
   ｏＯ_３から選ばれる１又は２種以上の粒径０．１〜１μ
   ｍの微粉末を重量％で０．２〜５％添加した材料からな
   るガラス−セラミック複合体。
7. 【請求項７】略矩形であって、ベ−スの長手方向に略矩
   形の水晶振動子片を配する構造のフラットパッケ−ジで
   あって、このベ−スは、請求項１〜６のいづれか一に記
   載のガラス−セラミック複合体からなるとともに、電極
   パッドが設けられており、この電極パッドに前記水晶振
   動子片を直接的に接続する構造のフラットパッケ−ジ。
8. 【請求項８】請求項７記載のフラットパッケ−ジに水晶
   振動子片を配した水晶振動子。
9. 【請求項９】略矩形であって、ベ−スの長手方向に略矩
   形の表面弾性波素子片を配する構造のフラットパッケ−
   ジであって、このベ−スは、請求項１〜６のいづれか一
   に記載のガラス−セラミック複合体からなるとともに、
   電極パッドが設けられており、この電極パッドに前記表
   面弾性波素子片を直接的に接続する構造のフラットパッ
   ケ−ジ。
10. 【請求項１０】請求項９記載のフラットパッケ−ジに、
    表面弾性波素子片を配した表面弾性波素子。
11. 【請求項１１】前記表面弾性波素子片は、水晶、サファ
    イヤ、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、四硼酸
    リチウムのうちいずれか一の単結晶からなる請求項１０
    記載の表面弾性波素子。
12. 【請求項１２】略矩形であって、ベ−スの長手方向に略
    矩形の半導体素子片を配する構造のフラットパッケ−ジ
    であって、このベ−スは、請求項１〜６のいづれか一に
    記載のガラス−セラミック複合体からなるとともに、電
    極パッドが設けられており、この電極パッドに前記半導
    体素子片をを直接的に接続する構造のフラットパッケ−
    ジ。