JPS62183147A

JPS62183147A - 電子部品の封止方法

Info

Publication number: JPS62183147A
Application number: JP2498986A
Authority: JP
Inventors: Tasuku Masuo; 増尾　翼; Takeshi Nakamura; 武中村
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1986-02-06
Filing date: 1986-02-06
Publication date: 1987-08-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、無機酸化物に金属電極が形成されてなる素子
本体をガラス管内に封止する電子部品の封止方法に関す
る。

（従来技術）一般に、素子本体をガラス封止した電子部品は耐湿性、
耐熱性等にすぐれ、かつ、チップ状やアキシャルリード
状の封止形態とすることも容易であることから、ガラス
封止の有効性が認められている。

上記のように、素子本体をガラス封止した電子部品とし
てはダイオードが周知であるが、ダイオードは、ガラス
管中にダイオードの素子本体を収容し、その両側からジ
ュメット線の頭部（ヘッド）でダイオードの素子本体を
押圧しつつ加熱し、ガラス管をジュメット線のヘッド部
に融着させて封止を行うものである。ガラス管の融着の
ための加熱温度は、通常、６６０℃ないし７００°Ｃで
あり、この封止は窒素、フルボン等の不活性ガス雰囲気
中にて行なわれている。

ところで、酸化亜鉛等の無機酸化物を圧電体とする圧電
薄膜共振子の素子本体を、ダイオードと同様の手法によ
り、不活性ガス雰囲気中にてガラス封止しようとすると
、ガラスの溶着に必要な高温下で無機酸化物上に形成し
た金属電極部か無機酸化物中に拡散したり、また、金属
電極部が無機酸化物から酸素を奪うことによって、無機
酸化物が導電性を示すようになる。酸化亜鉛を圧電体と
する圧電薄膜共振子では、酸化亜鉛の圧電体が導電性を
示すようになると、素子の信頼性が低下するばかりでな
く、圧電体として機能しなくなるという問題があった。

（発明の目的）本発明の目的は、無機酸化物の圧電体等を特性および信
頼性を低下させることなくガラス封止することのできる
電子部品の封止方法を提供することである。

（発明の構成）このため本発明は、ガラス管の開口を溶着させてその内
部に無機酸化物に金属電極が形成されてなる素子本体を
封止するに際し、素子本体を０．ＩＴ　ｏｒｒから１０
０Ｔｏｒｒの酸素ガス雰囲気または乾燥空気中でガラス
管内に封止することを特徴としている。すなわち、本発
明は、無機酸化物の電子部品本体を酸素ガス雰囲気また
は乾燥空気中にてガラス管内に封止するようにしたしの
で、酸素ガス雰囲気を使用ずろので無機酸化物から酸素
が奪われるのか抑えられる。

（発明の効渠）本発明によれば、酸素ガス雰囲気または乾燥空気中にて
無機酸化物からなる電子部品本体がガラス管内に封止さ
れるので、無機酸化物から酸素が奪われて無機酸化物が
導電性を示すといったことがなく、信頼性の高い電子部
品を得ることができる。

（実施例）以下、酸化亜鉛を圧電体とする圧電薄膜共振子の素子本
体をガラス管に封止する実施例について、図面を参照し
ながら具体的に説明する。

第１図および第２図に示すように、圧電薄膜共振子の素
子本体ｌは、恒弾性金属（エリンバ）よりなる四角形状
の振動板２を有する。この振動板２はその対向する２組
の辺の中央部にて、振動板２に比較して充分幅の狭い結
合部３ａ、３ｂにより、リング状の支持部４に結合され
、この支持部４内にて振動可能に支持されている。上記
振動板２、結合部３ａ、３ｂおよび支持部４は、一枚の
恒弾性金属板（図示せず。）より一体に打ち抜かれる。

上記振動板２、結合部３ａ、３ｂおよび支持部４の一方
の主表面には、酸化亜鉛の圧電薄膜５が形成され、さら
に振動板２上の圧電薄膜５の上にはチタンおよびニッケ
ルを蒸着することにより電極６が形成されている。また
、上記支持部４上の圧電薄膜５の上には引出電極７が形
成され、この引出電極７と上記電極６とが結合部３ａ上
の圧電薄膜５の上に形成された結合電極８により電気的
に相互に接続される。

以上にその構成を説明した圧電薄膜共振子の素子本体ｌ
は、次のようにしてガラス管の内部に封止される。

先ず、第３図に示すように、円筒状のガラス管１０の内
部に、ジュメット線１１の頭部１１ａを挿入し、その上
からディスク状のスペーサＩ２を収容する。次いで、第
１図および第２図においてその構造を説明した圧電薄膜
共振子の素子本体ｌを上記ガラス管ＩＯ内に収容し、そ
の上からいま一つのスペーサ１３を収容する。上記ガラ
ス管１０には、さらに、いま一つのジュメット線１４の
頭部１４ａを挿入する。

なお、上記ジュメット線１１および１４はいずれも銅製
のリード線１１ｂおよび１４ｂに夫々円柱状の頭部１１
ａおよび１４ａを形成したものである。これら頭部１１
ａおよび１４ａの外側面にはホウ砂の薄層がコートされ
ている。

また、上記スペーサ１２および１３はいずれもニッケル
等の金属材料からなるもので、これらスペーサ１２およ
び１３は、圧電薄膜共振子の素子本体ｌの振動板２の振
動を許容する空間を形成するための凹部１２ａおよび１
３ａを有している。

さらに、上記スペーサ１２および１３のうち、スペーサ
Ｉ３側には、その凹部１３ａの開口端面に凹凸１３ｂが
形成されている。この凹凸１３ｂは、スペーサ１３と振
動板２の支持部４との間の対向面積を小さくし、その間
の静電容量を小さくするためのものである。

次に、上記のように、ガラス管ＩＯ内に収容された圧電
薄膜共振子の素子本体１、スペーサ１２゜１３およびジ
ュメット線１１．１４の頭部１１ａ。

１４ａは、ガラス管ＩＯの両開口端をジュメット線１１
および１４の頭部１１ａおよび１４ａに溶着するために
、第４図に示すように、カーボン冶具１５に形成された
孔１５ａに収容する。このカーボン冶具１５には、具体
的には図示しないが、上記孔１５ａと同様の孔がマトリ
ックス状に多数形成され、一度に多数の圧電薄膜共振子
のガラス封止が行えるようになっている。

上記のように、圧電薄膜共振子の素子本体１等を収容し
たガラス管ＩＯを装填したカーボン治具１５を封止槽（
図示せず。）内に収容し、第５図に示すようなダイヤグ
ラムに従って、加熱と酸素ガスの導入を行い、ガラス管
ＩＯを封止する。

先ず、図示しないロータリポンプにより上記封止槽を０
．０１Ｔｏｒｒ以下に排気する。この状態でカーボン冶
具１５に電流を流してカーボン冶具１５を発熱させ、ガ
ラス管ＩＯの加熱を開始するっガラス管ｌＯの加熱開始
と同時に、上記封止（背向に酸素ガスを導入する。酸素
ガスの導入量は５Ｑ／分程度である。また、ガラス管ｌ
Ｏは６分間に約６００°Ｃまで加熱し、この温度で１分
間保持する。

ここで、ガラス管ｌＯが溶解してジュメット線１１およ
び１４の頭部１１ａおよび１４ａに溶着し始めるので、
酸素ガスの圧力を２０Ｔｏｒｒ程度に急激に上昇させ、
この状態を約３０秒間保持した後、酸素ガスを５Ｑ／分
の流攬を保ち、温度が室温になるまで放置する。これに
より、ガラス管ｌＯの内部に酸素ガスが封入された状態
でガラス管１０内に圧電薄膜共振子の素子本体１が封止
される。なお、この封止の過程では、常に、ジュメット
線１１．１４の頭部１１ａ、１４ａは逆方向に付勢され
、これら頭部１１ａ、１４ａの先端面がスペーサ１２．
１３に圧接した状態で封止がなされる。

このようにすると、圧電薄膜共振子の素子本体ｌが酸素
ガス雰囲気中でガラス管１０の内部に封止されるので、
圧電薄膜共振子の素子本体１の圧電薄膜５から酸素か奪
わわることがない。従ってガラス封止により、圧電薄膜
５の抵抗値が低下するのを防止することができる。

ちなみに、圧電薄膜共振子の素子本体Ｉを上記実施例に
より酸素ガス雰囲気中にてガラス管ｌＯに封止した１０
個のサンプルおよび窒素ガス雰囲気中にてガラス管ＩＯ
に封止した１０個のサンプルについて抵抗値を測定した
ところ、第６図に示すような結果を得た。この第６図か
ら分かるように、圧電薄膜共振子の素子本体１を酸素ガ
ス雰囲気中にてガラス管ｌＯに封止した場合、１０個の
サンプルの各々は抵抗値のばらつきが少なく、その平均
値は約１０ｇオームであるのに対し、上記素子本体ｌを
窒素ガス雰囲気中にてガラス管１０に封止した場合、１
０個のサンプルの各々は抵抗値のばらつきが大きく、そ
の平均値は約１０’オームであった。これにより、圧電
薄膜共振子の素子本体Ｉを酸素ガス雰囲気中で封止した
場合は、圧電薄膜５の抵抗値が安定していることが分か
る。

なお、上記実施例において、圧電薄膜共振子の素子本体
■の電極６は蒸着法により圧電薄膜５上に形成されノー
チタンとニッケルの２層構造になっているが、上記電極
６が酸素ガス雰囲気中で加熱されると、上記ニッケルが
酸化されて、電極６は１０’オ一ム以上の高抵抗を有す
る絶縁体となってしまう。そこで、上記実施例では、既
に述べたように、ジュメット線１１および１４の頭部１
１ａおよび＋４ａにスペーサ１２および１３に向かって
互いに反対方向に５０グラム以上の荷重を加えながら、
圧電薄膜共振子の素子本体ｌをガラス管ＩＯ内に封止す
る。このようにすれば、ジュメット線１１および１４の
頭部１１ａおよび１４ａの先端面が夫々スペーサ１２お
よび１３に圧着し、この圧着面の酸化が防止される。従
って、ジュメット線１１および１４とスペーサ１２およ
び１３との導通は完全に確保される。上記と同様の理由
により、スペーサ１２と圧電薄膜共振子の素子本体ｌの
支持部４との導通、スペーサ１３と上記素子本体１の引
出電極７との導通も確保される。

また、上記実施例においては、圧電薄膜共振子の素子本
体ｌを、ガラス管ＩＯの加熱開始６分後、圧力が２０Ｔ
ｏｒｒの酸素ガス雰囲気中でガラス管ＩＯ内に封止して
いるが、この圧力が０　、　Ｉ　Ｔｏｒｒ以下では上記
素子本体ｌの抵抗値劣化があり、アルゴンガスや窒素ガ
ス雰囲気中での封止と差がない。上記圧力が１００　Ｔ
ｏｒｒ以上となると、カーボン治具１５の損傷が著しく
なる。従って、圧電薄膜共振子の素子本体ｌは０　、　
Ｉ　Ｔｏｒｒから１００Ｔ　ｏｒｒの酸素ガス雰囲気中
にてガラス管ｌＯ内に封止することが好ましい。

上記のような酸素による力〜ボン治具１５の損傷を防止
するためには、ガラス管ｌＯの加熱開始後、アルゴンガ
スを封止槽に流し、５００℃以上に加熱された時点で封
止槽に酸素を流すよう１εしてもよい。

また、酸素ガスに代えて乾燥空気を用いても、同様に封
止が可能である。

本発明は圧電薄膜共振子に限らず、無機酸化物に電極が
形成されてなる電子部品の素子本体のガラス封止に広く
適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧電薄膜共振子の素子本体の平面図、第２図は
第１図の■−■線に沿う断面図、第３図および第４図は
第１図の圧電薄膜共振子の素子本体のガラス封止工程の
説明図、第５図は第１図の圧電薄膜共振子の素子本体の
ガラス封止工程における加熱と酸素ガス供給のダイヤグ
ラム、第６図は本発明の実施例の効果を示す試験結果の説明図
である。１・・・素子本体、　２・・・振動板、訃・・圧電薄膜
、６・・・電極、　　　１０・・・ガラス管、１１．１
４・・・ジュメット線、１２．１３・・・スペーサ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）無機酸化物に金属電極が形成されてなる素子本体
をガラス管内に収容し、このガラス管の開口を溶着させ
てガラス管内に上記素子本体を封止する電子部品の封止
方法であって、上記素子本体を０．１Ｔｏｒｒから１０
０Ｔｏｒｒの酸素ガス雰囲気または乾燥空気中でガラス
管内に封止することを特徴とする電子部品の封止方法。
（２）上記ガラス管の溶着段階で酸素分圧を高めてガラ
ス管内に酸素を封入することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の電子部品の封止方法。