JPS627214A - 静電密封された圧電装置 - Google Patents
静電密封された圧電装置Info
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- JPS627214A JPS627214A JP61149839A JP14983986A JPS627214A JP S627214 A JPS627214 A JP S627214A JP 61149839 A JP61149839 A JP 61149839A JP 14983986 A JP14983986 A JP 14983986A JP S627214 A JPS627214 A JP S627214A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
- H03H9/1014—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
-
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- H03H9/1021—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device the BAW device being of the cantilever type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
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。
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)
本発明は一般に圧電装置(prezoe+ectr+c
devices)に関する。本明細書に於て間隙される
圧N装置は圧電共振子とフィルタと表面弾性波(SAW
)装置等を含む。とりわけ本発明は相互に密封されて気
密状態を形成する2体のパッケージ内に配置された圧電
装置を指向するものである。本発明は更にパッケージを
通して圧電装置と電気的に接続する課題、一般に「フィ
ード・スルー」すなわち貫通型の接続と称する課題に関
するものでもある。
devices)に関する。本明細書に於て間隙される
圧N装置は圧電共振子とフィルタと表面弾性波(SAW
)装置等を含む。とりわけ本発明は相互に密封されて気
密状態を形成する2体のパッケージ内に配置された圧電
装置を指向するものである。本発明は更にパッケージを
通して圧電装置と電気的に接続する課題、一般に「フィ
ード・スルー」すなわち貫通型の接続と称する課題に関
するものでもある。
(従来の技術)
発振回路における周波数制御素子として、長年にわたっ
て水晶共振子が使用されてきた、電子装置及びコンピュ
ータと関連することが多い環境tの配慮の故に、水晶共
振子は密封したパッケージ内で保護することが通常は望
ましい。
て水晶共振子が使用されてきた、電子装置及びコンピュ
ータと関連することが多い環境tの配慮の故に、水晶共
振子は密封したパッケージ内で保護することが通常は望
ましい。
一般に使用される水晶共振子パッケージの1つはヘッダ
と、ヘッダに密封された金属容器とにより成っている。
と、ヘッダに密封された金属容器とにより成っている。
ヘッダは金属フレームと、フレーム内に収納された密封
ガラスと、ガラスを貫通して、密封されたパッケージ内
部に実装された水晶共振子に電気的な接続を与えるコバ
ール(にovar)ピンとにより成っている。これらの
ビンと、密封ガラスは、一般に同様の熱膨張特性を有し
、それ故、動作温度の範囲にわたってパッケージの密封
が維持されるものが選、択される。このパッケージはこ
れまで一般にうまくゆくことが分かっているが、最新式
の製造技術に従ってより容易に製造しかつ取扱える水晶
共振子パッケージに対する需要が高まっている。例えば
、自動装置によって印−刷配線板上に容易に取付は可能
なリード無し密封共振子が望まれよう。
ガラスと、ガラスを貫通して、密封されたパッケージ内
部に実装された水晶共振子に電気的な接続を与えるコバ
ール(にovar)ピンとにより成っている。これらの
ビンと、密封ガラスは、一般に同様の熱膨張特性を有し
、それ故、動作温度の範囲にわたってパッケージの密封
が維持されるものが選、択される。このパッケージはこ
れまで一般にうまくゆくことが分かっているが、最新式
の製造技術に従ってより容易に製造しかつ取扱える水晶
共振子パッケージに対する需要が高まっている。例えば
、自動装置によって印−刷配線板上に容易に取付は可能
なリード無し密封共振子が望まれよう。
ガラス容器を備えた各種の共振子がこれまで提唱されて
おり、その例として米国特許 第4,293,986号、第4,362,961号、第
4,445,256号がある。これらの特許で開示され
ているパッケージはガラス又はガラスとセラミック製の
2つの半部(half)より成っており、1つの半部に
は水晶発振子を受けるためのくぼみがある。このような
ガラスパッケージは、はんだのような共晶金属により、
その周囲を相互に結合される。被着された共晶材の融解
により、上記パッケージの周辺に密封部が形成される。
おり、その例として米国特許 第4,293,986号、第4,362,961号、第
4,445,256号がある。これらの特許で開示され
ているパッケージはガラス又はガラスとセラミック製の
2つの半部(half)より成っており、1つの半部に
は水晶発振子を受けるためのくぼみがある。このような
ガラスパッケージは、はんだのような共晶金属により、
その周囲を相互に結合される。被着された共晶材の融解
により、上記パッケージの周辺に密封部が形成される。
しかし、ガラスパッケージのそれぞれの半部の周囲に比
較的融点が低い共晶材をおくためには、別な金属の中間
層が必要である。何故ならば所望の共晶材はガラスに直
接的に付着しないからでおる。
較的融点が低い共晶材をおくためには、別な金属の中間
層が必要である。何故ならば所望の共晶材はガラスに直
接的に付着しないからでおる。
(発明が解決しようとする問題点)
密封水晶パッケージに関する重要な問題は密封の完全性
をなお保持しつつ、パッケージ外部との電気的接続をも
たらす方法である。パッケージの壁に孔を形成すること
は自明であるが、孔を貫いて電気的接続が可能であるよ
うに、容易かつ確実に密封を形成するには困難な問題が
おる。
をなお保持しつつ、パッケージ外部との電気的接続をも
たらす方法である。パッケージの壁に孔を形成すること
は自明であるが、孔を貫いて電気的接続が可能であるよ
うに、容易かつ確実に密封を形成するには困難な問題が
おる。
本発明の目的は改良された密封水晶共振子パッケージを
提供することである。
提供することである。
(問題点を解決するための手段)
本発明は基本的に、相互に静電的に密封されて、両者間
の水晶ウェーハを密閉する(hermetical 1
yseal)ベースとカバーより成る水晶共振子パッケ
ージを企図するものである。ベース又はカバー内のくぼ
みが水晶ウェーハを収納する。ベース又はカバーは双方
におり、周囲に静電密封部を形成された貫通(フィード
・スルー)孔が、密封を保持しつつ水晶ウェーハとの電
気的接続を行なう手段を提供する。
の水晶ウェーハを密閉する(hermetical 1
yseal)ベースとカバーより成る水晶共振子パッケ
ージを企図するものである。ベース又はカバー内のくぼ
みが水晶ウェーハを収納する。ベース又はカバーは双方
におり、周囲に静電密封部を形成された貫通(フィード
・スルー)孔が、密封を保持しつつ水晶ウェーハとの電
気的接続を行なう手段を提供する。
(実施例)
次に本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する
。各図面において同じ要素には同一の参照数字が付され
ている。
。各図面において同じ要素には同一の参照数字が付され
ている。
第1図及び第2図を参照するに、本発明に基づく水晶共
振子パッケージ20の実施例はカバー22、水晶ウェー
ハ24及びベース26を含んでいる。カバー22は好ま
しくはガラス製であり間隔隔離された孔28を含んでい
る。カバー22内のくぼみ(recess) 30の寸
法は、カバー22をベース26に固定した際、水晶ウェ
ーハ24を受は入れるような寸法になっている。
振子パッケージ20の実施例はカバー22、水晶ウェー
ハ24及びベース26を含んでいる。カバー22は好ま
しくはガラス製であり間隔隔離された孔28を含んでい
る。カバー22内のくぼみ(recess) 30の寸
法は、カバー22をベース26に固定した際、水晶ウェ
ーハ24を受は入れるような寸法になっている。
図示した水晶ウェーハ24は対向面上に配置された、め
っきした電極32と34を含むAT条片共振子より成っ
ているものでよい。ウェーハ24の一端には、金属電極
32と34にそれぞれ接続されている金属接続パッドな
いし領域36と38が含まれている。パッド36は、第
1図に示す通りウェーハ24の上部面にあり、又パッド
38は低部面上にめる。
っきした電極32と34を含むAT条片共振子より成っ
ているものでよい。ウェーハ24の一端には、金属電極
32と34にそれぞれ接続されている金属接続パッドな
いし領域36と38が含まれている。パッド36は、第
1図に示す通りウェーハ24の上部面にあり、又パッド
38は低部面上にめる。
ベース26もガラス製でおるのがよく、カバー22と適
合する金属パターン40が表面上に配置されている。図
示した金属パターン40はベース26の周囲の、間隔隔
離された金属パッドないし領域440近くに連続部42
を含みかつ、パッド44を周囲42と接続する接続条片
46を含んでいる。それぞれのパッド44はカバー22
内の孔28と整列するようにベース26上に配置されて
いる。それぞれの金属パッド44の面積は各々の孔28
を完全に囲むように対応する孔28の面積よりも大きい
。2つの条片46はウェーハ24上の金属接続領域36
及び38と整列するよう配置されている。電極32と3
4への電気的な接続は、孔28を通して到達可能なパッ
ド44によって行なうことができる。
合する金属パターン40が表面上に配置されている。図
示した金属パターン40はベース26の周囲の、間隔隔
離された金属パッドないし領域440近くに連続部42
を含みかつ、パッド44を周囲42と接続する接続条片
46を含んでいる。それぞれのパッド44はカバー22
内の孔28と整列するようにベース26上に配置されて
いる。それぞれの金属パッド44の面積は各々の孔28
を完全に囲むように対応する孔28の面積よりも大きい
。2つの条片46はウェーハ24上の金属接続領域36
及び38と整列するよう配置されている。電極32と3
4への電気的な接続は、孔28を通して到達可能なパッ
ド44によって行なうことができる。
次に水晶共振子パッケージ20の製造法と、パッケージ
に関する補足的な詳細について説明する。
に関する補足的な詳細について説明する。
ガラスカバー22内の孔28とくぼみ30はガラス板の
エツチング又は機械加工により、又は溶解状態のガラス
を所望の形に熱間打扱きすることにより形成可能でおる
。
エツチング又は機械加工により、又は溶解状態のガラス
を所望の形に熱間打扱きすることにより形成可能でおる
。
ガラスベース26は厚さがほぼ均一なガラス板より成っ
ているものがよい。金属パターン40は種々の方法で形
成可能である。ベース26の上部表面全体に均質な金属
層を被着させるには薄膜被着技術を利用可能である。次
に従来式の写真印刷技術(photolithogra
phic techniques)を用いて金属化され
た表面を所望のパターンにエツチングすることができる
。別の方法としては、例えば0.5〜6ミル(0,01
27〜0.152#)の厚ざの金属箔の薄板をベース2
6の一方の表面に接着する方法がおる。その後、写真印
刷技術により所望のパターンを達成できる。
ているものがよい。金属パターン40は種々の方法で形
成可能である。ベース26の上部表面全体に均質な金属
層を被着させるには薄膜被着技術を利用可能である。次
に従来式の写真印刷技術(photolithogra
phic techniques)を用いて金属化され
た表面を所望のパターンにエツチングすることができる
。別の方法としては、例えば0.5〜6ミル(0,01
27〜0.152#)の厚ざの金属箔の薄板をベース2
6の一方の表面に接着する方法がおる。その後、写真印
刷技術により所望のパターンを達成できる。
金属箔としてアルミニウムを使用するとよいことが実証
されているが、別の金属も利用可能であろう。もちろん
、金属箔の部分のエツチングの代りに、所望の形状とな
るように金属箔パターンを形成して、ベース26の表面
上に直接移してもよいだろう。上記の厚さの金属箔を利
用する方が一般に薄膜金属被着方式よりも優れている。
されているが、別の金属も利用可能であろう。もちろん
、金属箔の部分のエツチングの代りに、所望の形状とな
るように金属箔パターンを形成して、ベース26の表面
上に直接移してもよいだろう。上記の厚さの金属箔を利
用する方が一般に薄膜金属被着方式よりも優れている。
何故ならば、前者の方がベースとカバーの表面の平滑さ
に関して許容度(1atitude)がより大きくなる
からでおる。カバーとベースとの間の密閉の形成はベー
ス、金属及びカバー間の密接度に左右されるので、ガラ
ス表面のより大きな変動に適応できるように金R箔の使
用の方が優れている。孔の端部も金属箔によりカバーし
、密封することが可能である。
に関して許容度(1atitude)がより大きくなる
からでおる。カバーとベースとの間の密閉の形成はベー
ス、金属及びカバー間の密接度に左右されるので、ガラ
ス表面のより大きな変動に適応できるように金R箔の使
用の方が優れている。孔の端部も金属箔によりカバーし
、密封することが可能である。
本発明は静電ないし陽極接合(anodic bond
)の形成によって、カバー22をベース26及び接近孔
(access holes)に密封せんとするもので
おる。
)の形成によって、カバー22をベース26及び接近孔
(access holes)に密封せんとするもので
おる。
金属と、はう(プい酸塩、ソーダ石灰シリカ又はアルミ
ノけい酸塩等のガラスの極めて優れた結合を形成するこ
とが可能である。結合は金属とガラスの接触中に相当の
DC電圧を該金属とガラスの間に印加し、材料の温度を
上昇させることにより形成される。ガラスは圧電装置の
動作温度の範囲では絶縁体で″あるが、温度が上昇する
につれて徐々に導体となる。従って上昇した温度では金
属とガラス間にわずかな電流を導通させることが可能で
あり、それによって金属とガラスの境界で金属のガラス
へのイオン移動(migrat 1on)を生じて結合
をもたらすものと考えられる。この技術はガラスカバー
22とベース26間の密封をより有効にするために利用
される。この結合技術は「陽極接合」と題する米国特許
第3.397.278号に於てより詳細に説明されてい
る。
ノけい酸塩等のガラスの極めて優れた結合を形成するこ
とが可能である。結合は金属とガラスの接触中に相当の
DC電圧を該金属とガラスの間に印加し、材料の温度を
上昇させることにより形成される。ガラスは圧電装置の
動作温度の範囲では絶縁体で″あるが、温度が上昇する
につれて徐々に導体となる。従って上昇した温度では金
属とガラス間にわずかな電流を導通させることが可能で
あり、それによって金属とガラスの境界で金属のガラス
へのイオン移動(migrat 1on)を生じて結合
をもたらすものと考えられる。この技術はガラスカバー
22とベース26間の密封をより有効にするために利用
される。この結合技術は「陽極接合」と題する米国特許
第3.397.278号に於てより詳細に説明されてい
る。
材料の特性は、とくにパッケージが耐えられる最高温度
に関して制約を有しているので、水晶つ工−ハ24を製
造するのに通常使用される材料を理解することが重要で
ある。水晶は573℃に温度が近づくと質の低下をまね
く傾向がある。しかし、金属パターン32及び34を形
成するのに広く使用される技術が付加的な温度限界を与
える。水晶ウェーハに直接金を被着することが困難でお
るので、通常クロムの中間層が用いられる。一般にりロ
ムの層をウェーハ上に被着し、次に、金とクロムが新た
な合金を形成するような反応を相互に生じないように、
クロム上に金の層を被着する。
に関して制約を有しているので、水晶つ工−ハ24を製
造するのに通常使用される材料を理解することが重要で
ある。水晶は573℃に温度が近づくと質の低下をまね
く傾向がある。しかし、金属パターン32及び34を形
成するのに広く使用される技術が付加的な温度限界を与
える。水晶ウェーハに直接金を被着することが困難でお
るので、通常クロムの中間層が用いられる。一般にりロ
ムの層をウェーハ上に被着し、次に、金とクロムが新た
な合金を形成するような反応を相互に生じないように、
クロム上に金の層を被着する。
300℃より高い温度では、水晶ウェーハ24上のクロ
ム/金のパターンは質の低下がはじまり、そのため水晶
の性能に悪影響を及ぼす。本発明の1つの見地として、
水晶ウェーハ24に関連した温度の制約を認識すること
及び、水晶ウェーハ又はその金属層の゛実質的な品質低
下をもたらすことなく有効な静電結合を作るためにある
範囲の温度と電圧を利用できることを発見することがあ
る。
ム/金のパターンは質の低下がはじまり、そのため水晶
の性能に悪影響を及ぼす。本発明の1つの見地として、
水晶ウェーハ24に関連した温度の制約を認識すること
及び、水晶ウェーハ又はその金属層の゛実質的な品質低
下をもたらすことなく有効な静電結合を作るためにある
範囲の温度と電圧を利用できることを発見することがあ
る。
金属パターン40をベース26上に被着し終えると、水
晶ウェーハ24は該ウェーハ上の金属領域36と38が
それぞれの条片46に近接するようにベース上に配置さ
れる。ウェーハ24上の金属領域36及び38と条片4
6との間の電気的接続は導通性のセメント又は導通性の
エポキシ47を用いることにより達成可能である。例え
ば、小量のエポキシ47を条片46とウェーハ24上の
金属領域38の間にくるように条片46(第1図参照)
のそばに配置することが可能である。別のエポキシ47
を金属領域36の上部面に置いて、ウェーハ24の端縁
上を流れて別の条片46と結合するようにさせる。この
ようにして、水晶上の電極と、ベース26上の拡大され
た金属パッド44の間の電気的接続が達成される。エポ
キシは、ウェーハ24の底面とガラスベース26の間に
わずかな隙間ができるようにウェーハを保持する役割を
もはたす。これは動作中、ウェーハの発振が不要に減衰
されることを防止するために必要なものである。もちろ
ん、発振子の安定化と保持のために別のスペーサを使用
することも可能であろう。
晶ウェーハ24は該ウェーハ上の金属領域36と38が
それぞれの条片46に近接するようにベース上に配置さ
れる。ウェーハ24上の金属領域36及び38と条片4
6との間の電気的接続は導通性のセメント又は導通性の
エポキシ47を用いることにより達成可能である。例え
ば、小量のエポキシ47を条片46とウェーハ24上の
金属領域38の間にくるように条片46(第1図参照)
のそばに配置することが可能である。別のエポキシ47
を金属領域36の上部面に置いて、ウェーハ24の端縁
上を流れて別の条片46と結合するようにさせる。この
ようにして、水晶上の電極と、ベース26上の拡大され
た金属パッド44の間の電気的接続が達成される。エポ
キシは、ウェーハ24の底面とガラスベース26の間に
わずかな隙間ができるようにウェーハを保持する役割を
もはたす。これは動作中、ウェーハの発振が不要に減衰
されることを防止するために必要なものである。もちろ
ん、発振子の安定化と保持のために別のスペーサを使用
することも可能であろう。
ウェーハ24を装着後、水晶ウェーハ24がくぼみ30
内に受入れられるように、カバー22をベース26上の
金属領域40上に載置する。カバーは金属領域40と整
列しかつ接触を保つようにされ、かつ組立てられたパッ
ケージを温度制御炉等である高い温度まで加熱する。D
C電源48をその正端子50が金属条片42に、また負
端子52がガラスカバー22に接続されるように接続す
る。金属領域40と金属領域が接触するカバ一部22の
領域の間の密封を生じるのに十分な時間だけ、温度上昇
されたパッケージ20に電圧を印加する。このプロセス
の後、カバーとベースの周囲は金属条片42によって、
又孔28の周囲は金属領域44によって相互に密封され
、これによって密封されたパッケージが形成される。
内に受入れられるように、カバー22をベース26上の
金属領域40上に載置する。カバーは金属領域40と整
列しかつ接触を保つようにされ、かつ組立てられたパッ
ケージを温度制御炉等である高い温度まで加熱する。D
C電源48をその正端子50が金属条片42に、また負
端子52がガラスカバー22に接続されるように接続す
る。金属領域40と金属領域が接触するカバ一部22の
領域の間の密封を生じるのに十分な時間だけ、温度上昇
されたパッケージ20に電圧を印加する。このプロセス
の後、カバーとベースの周囲は金属条片42によって、
又孔28の周囲は金属領域44によって相互に密封され
、これによって密封されたパッケージが形成される。
条片46は、結合プロセス中に使用されるDC電圧が全
ての金属領域に印加されるように金属領域44と42の
間の電導をもたらすために使用されたものである。しか
し、当業者には、ウェーハ42上の電極は、ランナ46
が周囲の金属条片42によって相互に接続されているの
で有効に短絡されることが明らかであろう。パッケージ
の密封後、条片46は横の非導通性の間隔45を形成す
るためにレーザー光線を用いて周囲の金属条片42のそ
れぞれの接合部近くで切断される。その後、ウェーハ2
4上の電極32と34は、それぞれの金属化された領域
44にのみ接続される。カバー22内の孔28は、従来
型の電気接続が可能な電気パッドとして機能する金属領
域44への接続(access )をもたらすものであ
る。孔28は領域44と接しておりかつ多孔の周囲はこ
れらの金属パッドに密封されているので、ウェーハの密
封は維持される。
ての金属領域に印加されるように金属領域44と42の
間の電導をもたらすために使用されたものである。しか
し、当業者には、ウェーハ42上の電極は、ランナ46
が周囲の金属条片42によって相互に接続されているの
で有効に短絡されることが明らかであろう。パッケージ
の密封後、条片46は横の非導通性の間隔45を形成す
るためにレーザー光線を用いて周囲の金属条片42のそ
れぞれの接合部近くで切断される。その後、ウェーハ2
4上の電極32と34は、それぞれの金属化された領域
44にのみ接続される。カバー22内の孔28は、従来
型の電気接続が可能な電気パッドとして機能する金属領
域44への接続(access )をもたらすものであ
る。孔28は領域44と接しておりかつ多孔の周囲はこ
れらの金属パッドに密封されているので、ウェーハの密
封は維持される。
第3図及び第4図は発振子パッケージ60の別の実施例
を示している。この実施例では、カバー22は2つの丸
孔62及び、それぞれの孔62を囲むカバーの外表面上
の間隔隔離されためっき領域64を含んでいる。
を示している。この実施例では、カバー22は2つの丸
孔62及び、それぞれの孔62を囲むカバーの外表面上
の間隔隔離されためっき領域64を含んでいる。
ベース26は、第4図に示す通り、孔62と整列するよ
うに配置された丸孔66を含む。めっき部68はベース
26の上部表面上の多孔66を囲んでいる。一般にめっ
き部68と対向するベース26の別の表面上では、間隔
隔離されためっき部70も孔66を囲んでいる。
うに配置された丸孔66を含む。めっき部68はベース
26の上部表面上の多孔66を囲んでいる。一般にめっ
き部68と対向するベース26の別の表面上では、間隔
隔離されためっき部70も孔66を囲んでいる。
孔62と66の内表面は、第4図に示すようにパッケー
ジの組立ての際にそれぞれの対のめっき部64.68及
び70が相互に電気的に接続されるようにめっきされる
のが有利である。めっき部64.68及び70は金属領
域とガラス部材を静電接合することにより、又は薄膜金
属被着プロセスによりカバー及びベースと固定すること
ができる。孔62と66のめっきに関しては、薄膜金属
被着技術を利用可能でおる。
ジの組立ての際にそれぞれの対のめっき部64.68及
び70が相互に電気的に接続されるようにめっきされる
のが有利である。めっき部64.68及び70は金属領
域とガラス部材を静電接合することにより、又は薄膜金
属被着プロセスによりカバー及びベースと固定すること
ができる。孔62と66のめっきに関しては、薄膜金属
被着技術を利用可能でおる。
部品ウェーハ24の電極32と34は導通性エポキシ7
2を用いてそれぞれの金属領域68と接続される。エポ
キシはウェーハ24をベースとの間隔をあけて保持する
役割をも果たす。共振子つ工−ハ24をベース26に実
装後、第4図に示すようにカバー22とベース26を相
互に組立て、かつベース26上の金属領域42と68は
カバー22上の対応するガラス面に静電密封され、それ
によって共振子ウェーハ24への密封を形成する。
2を用いてそれぞれの金属領域68と接続される。エポ
キシはウェーハ24をベースとの間隔をあけて保持する
役割をも果たす。共振子つ工−ハ24をベース26に実
装後、第4図に示すようにカバー22とベース26を相
互に組立て、かつベース26上の金属領域42と68は
カバー22上の対応するガラス面に静電密封され、それ
によって共振子ウェーハ24への密封を形成する。
それぞれの対の孔62と66は完成したパッケージ60
を貫く通路を形成しているが、周囲の金属領域68が、
パッケージ内部からの孔を隔絶する有効な密封を形成し
ているので、上記の通路は密封の形成の妨害とはならな
い。
を貫く通路を形成しているが、周囲の金属領域68が、
パッケージ内部からの孔を隔絶する有効な密封を形成し
ているので、上記の通路は密封の形成の妨害とはならな
い。
8対の金属領域64と70はパッケージ60の双方の側
から共振子ウェーハ24上の電極との電気的接続をもた
らすための接続手段を与えるものである。例えば、ベー
ス26上の金属領域70ははんだ付は等によって印刷回
路板上の対応する金属領域に直接実装可能でありかつ付
加的な部品を領域64に実装可能であろう。このような
実装方法では、領域64はテスト用に探針可能な導通領
域をももたらす。8対の孔62と66はパッケージ60
を完全に貫く通路をもたらすので、いわゆる「盲(bl
ind)J孔は避けることができる。盲孔とは1つの開
口部からしかアクセスできない孔である。製造過程中、
盲孔は共振子の電気性能に悪影響を及ぼし、又はパッケ
ージの密封度を低下させることのある不要な残滓を集積
することがおる。
から共振子ウェーハ24上の電極との電気的接続をもた
らすための接続手段を与えるものである。例えば、ベー
ス26上の金属領域70ははんだ付は等によって印刷回
路板上の対応する金属領域に直接実装可能でありかつ付
加的な部品を領域64に実装可能であろう。このような
実装方法では、領域64はテスト用に探針可能な導通領
域をももたらす。8対の孔62と66はパッケージ60
を完全に貫く通路をもたらすので、いわゆる「盲(bl
ind)J孔は避けることができる。盲孔とは1つの開
口部からしかアクセスできない孔である。製造過程中、
盲孔は共振子の電気性能に悪影響を及ぼし、又はパッケ
ージの密封度を低下させることのある不要な残滓を集積
することがおる。
パッケージ60内に形成された貫通通路により、盲孔を
なくし、そのような問題を最小限にすることができる。
なくし、そのような問題を最小限にすることができる。
第5図、第6図及び第7図は、パッケージ60に用いら
れるベース26の製造中の各段階を示している。第5図
にみられる通り、例えばアルミニウムのような薄い金属
箔のシート74を接合してベースの1つの表面全体を被
覆する。ベースの金属被覆に先立ち、孔66をドリルそ
の他で形成する。金属@74は静電的にベース26に接
合するのがよい。
れるベース26の製造中の各段階を示している。第5図
にみられる通り、例えばアルミニウムのような薄い金属
箔のシート74を接合してベースの1つの表面全体を被
覆する。ベースの金属被覆に先立ち、孔66をドリルそ
の他で形成する。金属@74は静電的にベース26に接
合するのがよい。
第6図では、ベース26は、連続する周囲の条片42と
孔66を囲む間隔隔離された金属領域68を残すように
選択された金属領域を除去することにより更に処理され
ている。不要な金属部の除去は従来の写真印刷技術を用
いて化学的にエツチング除去を行なうことにより達成可
能である。
孔66を囲む間隔隔離された金属領域68を残すように
選択された金属領域を除去することにより更に処理され
ている。不要な金属部の除去は従来の写真印刷技術を用
いて化学的にエツチング除去を行なうことにより達成可
能である。
第7図に於ては、ベースは更に処理されて、孔66にめ
っきを加え、かつ孔66を囲み一般に金属領域68と対
向する付加的な金属化領域70を加えである。この追加
の金属化は薄膜金属被着技術を用いて達成可能である。
っきを加え、かつ孔66を囲み一般に金属領域68と対
向する付加的な金属化領域70を加えである。この追加
の金属化は薄膜金属被着技術を用いて達成可能である。
おるいは、孔66の内側金属は、薄膜金属被着技術を用
いて被着可能であり、かつ金属化された領域70は、金
属をベース26の底部面に静電結合することによっても
達成可能であろう。
いて被着可能であり、かつ金属化された領域70は、金
属をベース26の底部面に静電結合することによっても
達成可能であろう。
第8図及び第9図は共振子パッケージ80の別の実施例
を図示しており、これもカバー22、共振子ウェーハ2
4及びベース26を含んでいる。
を図示しており、これもカバー22、共振子ウェーハ2
4及びベース26を含んでいる。
この実施例では、電極パターン32及び34にそれぞれ
接続するための共振子ウェーハ24上の金属領域36と
38はウェーハの対向端部に配置される。
接続するための共振子ウェーハ24上の金属領域36と
38はウェーハの対向端部に配置される。
ベース26内の孔82は共振子ウェーハ24上の金属領
域36と38にほぼ隣接して配置されている。金属領域
84は孔82に隣接しかつこれを囲んでいる。金属領域
86はベース26の反対面上のパターン84とほぼ対向
して配置され、孔82のそれぞれの端を囲んで、または
カバーしている。金属領域86は孔82上の密封を形成
している。
域36と38にほぼ隣接して配置されている。金属領域
84は孔82に隣接しかつこれを囲んでいる。金属領域
86はベース26の反対面上のパターン84とほぼ対向
して配置され、孔82のそれぞれの端を囲んで、または
カバーしている。金属領域86は孔82上の密封を形成
している。
パッケージ80の製造に於て、ベース26には孔82が
形成され、かつ全ての金属化領域(42゜84.86)
は共(辰子ウェーハ24及びカバー22との組立てに先
立ってその上に配置される。
形成され、かつ全ての金属化領域(42゜84.86)
は共(辰子ウェーハ24及びカバー22との組立てに先
立ってその上に配置される。
導通性エポキシ88の溶滴を、第9図に示すようにエポ
キシが孔の上方にわずかに突出する量だけ孔82に挿入
する。次にウェーハ24を、ウェーハのそれぞれの端が
エポキシのプールににつて支持されるようにベース上に
載置する。あるいは、エポキシは完全に硬化させ、小量
の追加のエポキシを用いてウェーハを硬化したエポキシ
に固着させることも可能である。ウェーハ24の上部面
上の金属パッド36が確実に電気的な接触を確立するた
めには、パッド36上のウェーハ24の上部面上に更に
追加の小量のエポキシを配置して、それぞれの孔82へ
と延びるエポキシと接合するようにウェーハの端部上に
エポキシが延びるようにする。導通性のエポキシは2つ
の目的を達成する。
キシが孔の上方にわずかに突出する量だけ孔82に挿入
する。次にウェーハ24を、ウェーハのそれぞれの端が
エポキシのプールににつて支持されるようにベース上に
載置する。あるいは、エポキシは完全に硬化させ、小量
の追加のエポキシを用いてウェーハを硬化したエポキシ
に固着させることも可能である。ウェーハ24の上部面
上の金属パッド36が確実に電気的な接触を確立するた
めには、パッド36上のウェーハ24の上部面上に更に
追加の小量のエポキシを配置して、それぞれの孔82へ
と延びるエポキシと接合するようにウェーハの端部上に
エポキシが延びるようにする。導通性のエポキシは2つ
の目的を達成する。
第1にエポキシはウェーハをベースに装着し、つ工−ハ
がベース上にわずかに持上げられた位置に保持して、ウ
ェーハの能動面がベースと接触しないようにさせる。第
2に、エポキシは共振子つ工−ハ上の電極と外部の金属
化されたパッド領域86との間の電気的な接触を達成す
る。ウェーハ上の電極とベース上の金属パッドの間の接
続は線結合(ワイヤボンド)、直接はんだ付け、または
他の公知の方法で可能であろう。共振子ウェーハをベー
スに実装した後、カバー22を周囲の金属リング42上
に載置し、かつ静電結合を形成してカバーをベースに密
封する。外部パッドは従来の手段によって印刷回路板に
実装可能でおる。
がベース上にわずかに持上げられた位置に保持して、ウ
ェーハの能動面がベースと接触しないようにさせる。第
2に、エポキシは共振子つ工−ハ上の電極と外部の金属
化されたパッド領域86との間の電気的な接触を達成す
る。ウェーハ上の電極とベース上の金属パッドの間の接
続は線結合(ワイヤボンド)、直接はんだ付け、または
他の公知の方法で可能であろう。共振子ウェーハをベー
スに実装した後、カバー22を周囲の金属リング42上
に載置し、かつ静電結合を形成してカバーをベースに密
封する。外部パッドは従来の手段によって印刷回路板に
実装可能でおる。
本発明の特定の実施例ははうけい酸塩ガラス及びアルミ
ニウム箔を用いて実施された。例えば、厚さ約0.00
15〜0.006インチ(0,0381〜0.152M
r1)の箔を、200〜500℃の間で20〜30分だ
け加熱している間に60〜1000ボルトのDC電圧を
印加することによって、はうけい酸塩ガラス板に静電的
に接合可能である。この範囲内の温度で、平方インチ(
約6.45cffl>あたり約0.00015アンペア
の電流密度を生成するように電圧を適宜に選択する。
ニウム箔を用いて実施された。例えば、厚さ約0.00
15〜0.006インチ(0,0381〜0.152M
r1)の箔を、200〜500℃の間で20〜30分だ
け加熱している間に60〜1000ボルトのDC電圧を
印加することによって、はうけい酸塩ガラス板に静電的
に接合可能である。この範囲内の温度で、平方インチ(
約6.45cffl>あたり約0.00015アンペア
の電流密度を生成するように電圧を適宜に選択する。
圧電AT共振子ははうけい酸塩ガラス製のカバーとベー
スとの間にうまく密封され、その際ベースはその結合面
に厚さ0.005インチ(0,127m)のアルミニウ
ム箔が既に接合されている。共振子を導通性のエポキシ
によりベース上のパッドに実装した後、ベース上にカバ
ーを載置し、アセンブリを大気圧下で300℃に加熱し
た。400〜800ボルトの範囲の電圧を30分間印加
して、平方インチく約6.450ffl)あたり0.0
0015アンペアの電流密度を生成する。もちろん、必
要なら密封プロセス中、不活性ガス大気を使用すること
も可能であろう。
スとの間にうまく密封され、その際ベースはその結合面
に厚さ0.005インチ(0,127m)のアルミニウ
ム箔が既に接合されている。共振子を導通性のエポキシ
によりベース上のパッドに実装した後、ベース上にカバ
ーを載置し、アセンブリを大気圧下で300℃に加熱し
た。400〜800ボルトの範囲の電圧を30分間印加
して、平方インチく約6.450ffl)あたり0.0
0015アンペアの電流密度を生成する。もちろん、必
要なら密封プロセス中、不活性ガス大気を使用すること
も可能であろう。
ガラスは材料として望ましいが、静電結合と適応できる
別の材料も使用可能でおろう。例えば、パッケージ80
内のカバーはカバーとしての機能しか果たさないので、
これを金属で作成して金属条片42の必要性をなくする
こともできよう。共振子パッケージは更に、ウェーハ上
の電極の1つとの接続を達成するための1つの孔を有す
るように形成し、ウェーハへの別の電気接続は周囲の金
属化領域42により達成される電気接続によって確立す
ることも可能であろう。例えば、第1図にみられるパッ
ケージ20内の孔28の1つは、対応する金属導体46
が周囲の金属化領域42との接続を保つようにさせるこ
とによって省くことが可能であろう。別の残りの孔28
と連結された別の金属ランナ46は第1図に関して説明
したように切断される。このようにして、残りの孔28
に対応するパッド44に線を取付けることにより電極へ
の接続が可能でおり、別の接続は、便利に接続するため
パッケージを越えて延びるタブを有することもできる金
底層42に対して電気接続を達成することにより可能で
ある。
別の材料も使用可能でおろう。例えば、パッケージ80
内のカバーはカバーとしての機能しか果たさないので、
これを金属で作成して金属条片42の必要性をなくする
こともできよう。共振子パッケージは更に、ウェーハ上
の電極の1つとの接続を達成するための1つの孔を有す
るように形成し、ウェーハへの別の電気接続は周囲の金
属化領域42により達成される電気接続によって確立す
ることも可能であろう。例えば、第1図にみられるパッ
ケージ20内の孔28の1つは、対応する金属導体46
が周囲の金属化領域42との接続を保つようにさせるこ
とによって省くことが可能であろう。別の残りの孔28
と連結された別の金属ランナ46は第1図に関して説明
したように切断される。このようにして、残りの孔28
に対応するパッド44に線を取付けることにより電極へ
の接続が可能でおり、別の接続は、便利に接続するため
パッケージを越えて延びるタブを有することもできる金
底層42に対して電気接続を達成することにより可能で
ある。
共振子パッケージの製造に関して、小数のこのような共
振子を個々に製造してもよい。しかし、このような装置
の量産には半導体産業で用いられるようなバッチウェー
ハ法を用いるのが妥当であろう。すなわち、多数のベー
スを単一の基板上に形成し、また異なる基板上に形成さ
れた対応する数のカバーを、それぞれのカバーとベース
が相互に整列するように形成可能である。ベース上に共
振子ウェーハを挿入した後、カバーを担う基板をそれぞ
れのベースを担う基板上に載置して、静電処理を完了さ
せる。次に個々の共振子パッケージを、電気性能のテス
ト後に分離する。
振子を個々に製造してもよい。しかし、このような装置
の量産には半導体産業で用いられるようなバッチウェー
ハ法を用いるのが妥当であろう。すなわち、多数のベー
スを単一の基板上に形成し、また異なる基板上に形成さ
れた対応する数のカバーを、それぞれのカバーとベース
が相互に整列するように形成可能である。ベース上に共
振子ウェーハを挿入した後、カバーを担う基板をそれぞ
れのベースを担う基板上に載置して、静電処理を完了さ
せる。次に個々の共振子パッケージを、電気性能のテス
ト後に分離する。
ガラスカバーまたはガラスベースを用いることによって
、レーザーを用いて密封された共振子パッケージを精密
な周波数に仕上げることが可能である。例えば、パッケ
ージ内に密封後の共振子つ工−ハ上の電極の有効領域は
、レーザー光線で金属の一部を燃焼させることにより有
効に減小させることができよう。これによって共振子の
周波数を対応して変化させ、密封されたパッケージを所
望の周波数に能動的に同調させることが可能であろう。
、レーザーを用いて密封された共振子パッケージを精密
な周波数に仕上げることが可能である。例えば、パッケ
ージ内に密封後の共振子つ工−ハ上の電極の有効領域は
、レーザー光線で金属の一部を燃焼させることにより有
効に減小させることができよう。これによって共振子の
周波数を対応して変化させ、密封されたパッケージを所
望の周波数に能動的に同調させることが可能であろう。
レーザー光線はカバーをベースに密封するためにも利用
可能である。例えば、パッケージ80内のカバー22は
、ウェーハ24をベースに実装した後、レーザー光線に
よってベースに密封可能である。この場合、金属条片4
2を省略し、レーザー光線をカバーとベースの隣接する
周囲端の回りに向けて小母の材料を各々から融解させて
密封を形成可能であろう。貫通型の孔82は静電的に結
合されたパッド86によって密封されよう。レーザー光
線の使用によるカバーのベースに対する密封は、レーザ
一式密封プロセスによっては局部的な加熱しか発生しな
いので、ウェーハ24が加熱されないという長所を有し
ている。
可能である。例えば、パッケージ80内のカバー22は
、ウェーハ24をベースに実装した後、レーザー光線に
よってベースに密封可能である。この場合、金属条片4
2を省略し、レーザー光線をカバーとベースの隣接する
周囲端の回りに向けて小母の材料を各々から融解させて
密封を形成可能であろう。貫通型の孔82は静電的に結
合されたパッド86によって密封されよう。レーザー光
線の使用によるカバーのベースに対する密封は、レーザ
一式密封プロセスによっては局部的な加熱しか発生しな
いので、ウェーハ24が加熱されないという長所を有し
ている。
第1図は本発明に基づく水晶共振子とパッケージの分解
図である。 第2図は第1図の2−2線に沿った横断面図である。 第3図は本発明の別の実施例の分解図でおる。 第4図は第3図の4−4線に沿った横断面図である。 第5図、第6図及び第7図は本発明に基づく共振子パッ
ケージの一部の部分的斜視図で、その異なる製造段階を
示している。 第8図は本発明に基づく共振子の別の実施例の分解図で
ある。 第9図は第8図の9−9線に沿った横断面図である。 20:水晶共振子パッケージ、22:カバー、24:水
晶ウェーハ、26:ベース、28:孔、30二くぼみ、
32,34:電極、 36.38:金属パッド、 40:金属パターン、44:金属パッド。 特許出願人 モトローラ・インコーポレーテッド代理人
弁理士 池 内 義 明 2o 工==2 l=75 1==f l=11
図である。 第2図は第1図の2−2線に沿った横断面図である。 第3図は本発明の別の実施例の分解図でおる。 第4図は第3図の4−4線に沿った横断面図である。 第5図、第6図及び第7図は本発明に基づく共振子パッ
ケージの一部の部分的斜視図で、その異なる製造段階を
示している。 第8図は本発明に基づく共振子の別の実施例の分解図で
ある。 第9図は第8図の9−9線に沿った横断面図である。 20:水晶共振子パッケージ、22:カバー、24:水
晶ウェーハ、26:ベース、28:孔、30二くぼみ、
32,34:電極、 36.38:金属パッド、 40:金属パターン、44:金属パッド。 特許出願人 モトローラ・インコーポレーテッド代理人
弁理士 池 内 義 明 2o 工==2 l=75 1==f l=11
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、密封された圧電装置パッケージに於て、装置の動作
温度範囲内で絶縁体であるベース及びカバーと、 前記ベース及びカバーの間に実装されかつ第1と第2の
電極を有する圧電装置と、 前記パッケージの外側と前記第1及び第2の電極とを電
気的に接続するための接続手段であつて、前記接続手段
は前記ベース及びカバーの1つに配置された少なくとも
第1の孔と、前記第1の電極と電気的に接続された第1
の金属パッドとを含み、前記パッドは前記第1の孔の周
辺と隣接している形式の接続手段と、 前記ベースに対して前記カバーを静電的に密封して前記
装置をパッケージ内に気密に密封するための手段であつ
て、前記密封手段は前記ベース及びカバーの周辺に隣接
して配置された金属条片を含み、前記密封手段は前記第
1の孔の周囲に静電密封を形成するために前記第1のパ
ッドを使用し、かつ前記カバー及びベースの周辺に密封
を形成するために前記金属条片を使用し、それにより圧
電装置をパッケージ内部に密封するものと、 を具備することを特徴とする密封された圧電装置パッケ
ージ。 2、前記ベース及びカバーは静電接合に適するガラス製
である特許請求の範囲第1項に記載のパッケージ。 3、前記第1のパッドを前記第1の孔の周辺に静電接合
している間に前記第1の金属パッドを前記周辺の金属条
片に電気的に接続するための手段を更に具備する特許請
求の範囲第1項に記載のパッケージ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US750455 | 1985-07-01 | ||
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