圧電振動デバイスの気密封止方法
【課題】 超小型化が可能で、気密封止時の飛散金属がパッケージ内部に入りにくい圧電振動デバイスの気密封止方法を提供する。
【解決手段】 パレットＰに水晶振動板の搭載されたセラミックパッケージ１を搭載し、金属フタ３により閉口し、その上部に透過板である透明な耐熱ガラス板Ｇを搭載し、金属フタ３を押圧固定する。また押圧機構Ｔにより、セラミックパッケージ下面を矢印で示す上方に押圧する。この状態で前記密着部分をレーザービーム溶接する。
【解決手段】 パレットＰに水晶振動板の搭載されたセラミックパッケージ１を搭載し、金属フタ３により閉口し、その上部に透過板である透明な耐熱ガラス板Ｇを搭載し、金属フタ３を押圧固定する。また押圧機構Ｔにより、セラミックパッケージ下面を矢印で示す上方に押圧する。この状態で前記密着部分をレーザービーム溶接する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は気密封止を必要とする圧電振動デバイスの気密封止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】気密封止を必要とする電子部品の例として、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器あるいは弾性表面波装置等の圧電体応用製品があげられる。これらはいずれも水晶振動板（圧電振動板）の表面に金属薄膜電極を形成し、この金属薄膜電極を外気から保護するため、気密封止されている。
【０００３】例えば表面実装型水晶振動子でよく用いられている気密封止方法は、シーム溶接等の抵抗溶接、超音波溶接、電子ビーム溶接等がある。シーム溶接による気密封止方法の例としては、特開平７−３２６６８７号の従来例に示すように、セラミックパッケージの開口部分に形成されたシールリング（金属枠体）と金属製のフタとを、抵抗溶接の１種であるシーム溶接により気密封止した例が開示されている。シーム溶接は一般的に、露点管理された窒素ガス雰囲気内で行われ、従って気密封止されたパッケージ内には窒素ガスが充填されている。しかしながら最近の水晶振動子の超小型化に伴い、水晶振動板もより小型化され、駆動時の抵抗を軽減するため真空雰囲気による気密封止が要求されるようになった。ところがシーム溶接を真空中で行うためには大型のチャンバーが必要となり、装置自体が大型化かつ高額になるという欠点を有していた。
【０００４】一方真空雰囲気で気密封止する方法として、レーザービーム溶接、電子ビーム溶接による気密封止がある。例えばレーザービーム溶接による封止方法が、特開平８−４６０７５号に開示されている。
【０００５】ところが、このような各種ビーム溶接においても、溶接時にはパッケージ上に金属フタを位置決め固定する治具が必要となる。図６は電子ビーム溶接あるいはレーザービーム溶接時の内部断面図であり、図７は押さえ治具Ｐによる押さえしろ９１を示す平面図である。図６において、７はセラミックパッケージであり、その内部に水晶振動板８が収納されている。またセラミックパッケージ７の堤部７０ａ上部には多層金属膜からなる金属シール部７１が形成され、当該金属シール部７１と金属フタ９とレーザービーム溶接する。なお、図６中Ｂはビーム放射器である。
【０００６】ところで、図６、図７に示すように電子ビーム溶接あるいはレーザービーム溶接を行う際、金属フタ９の周囲を押さえ治具Ｐで固定し、完全に密着させる必要があり、このような固定手段を用いることにより、溶接を確実にしている。しかしながら、水晶振動子の超小型化により、押さえ治具を用いると図７に示すように金属フタ９に押さえしろ９１が必要となるため、溶接領域が狭くなり溶接の信頼性が低下することがあった。逆に溶接領域を確保した場合、水晶振動板の格納スペースが小さくなり、アッセンブリが難しくなったり、水晶振動板の設計が難しくなるという問題があり、従って、当該溶接方法も水晶振動子の超小型化に対応させることが困難になっていた。また、押さえしろの内側をレーザー溶接することになるので、溶接時の飛散金属がパッケージ内部に侵入することがあり、例えばこれが水晶振動板に付着した場合、水晶振動デバイスとしての電気的特性を低下させる原因にもなっていた。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、ビーム溶接を用いた気密封止を行う圧電振動デバイスにおいて、圧電振動デバイスの超小型化が可能で、かつ気密封止時の飛散金属がパッケージ内部に入りにくい圧電振動デバイスの気密封止方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するために、本発明は、請求項１に示すように、表面の周囲に第１の金属シール部が形成されたセラミックパッケージと、当該セラミックパッケージに搭載される圧電振動板と、前記第１の金属シール部とビーム溶接により気密接合される第２の金属シール部を有するフタとからなる圧電振動デバイスの気密封止方法であって、気密接合時に、フタの上面を前記ビームを透過させる透過板により押圧固定し、前記第１の金属シール部と第２の金属シール部とを密着させ、当該密着状態でビーム溶接を行うことを特徴としている。
【０００９】また請求項２に示すように、上部が開口し、当該開口により形成される堤部上に第１の金属シール部が形成されたセラミックパッケージと、当該セラミックパッケージ内に搭載される圧電振動板と、前記第１の金属シール部とシーム溶接により気密接合される第２の金属シール部の形成された金属フタとからなる圧電振動デバイスの気密封止方法であって、気密接合時に、金属フタの上面を前記ビームを透過させる透過板により押圧固定し、前記第１の金属シール部と第２の金属シール部とを密着させ、当該密着状態でビーム溶接を行ってもよい。
【００１０】このような製造方法により、透過板がフタを押圧固定しており、透過板をレーザービーム、電子ビームが透過し、下のフタあるいは各金属シール部が加熱される。従って、従来のように押さえ治具を必要とせず、従来発生していた溶接に寄与しない押さえしろをなくすことができる。また、従来のように押さえしろの内側をビーム溶接することもないので、溶接時のスプラッシュによる飛散金属がパッケージ内部に侵入する機会が減少する。なお、透過板の例として例えば耐熱性の高いガラス板をあげることができる。
【００１１】さらに請求項３に示すように、請求項１または請求項２記載の圧電振動デバイスの気密封止方法において、前記透過板は前記各金属シール部に対応する部分が薄肉化され、前記フタまたは金属フタと接触していない状態で気密封止することを特徴とする。
【００１２】請求項３によれば、金属フタが加熱された際、急激な温度ショックにより透過板が損傷を受けることを回避することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明による第１の実施の形態を表面実装型の水晶振動子を例にとり図１、図２とともに説明する。図１は本実施の形態に用いる水晶振動子の分解斜視図であり、図２は透過板により押圧固定した状態においてビーム溶接を実施した状態を示す図である。
【００１４】表面実装型水晶振動子は、全体として直方体形状のセラミックパッケージ１と、当該パッケージの中に収納される圧電振動素子である矩形水晶振動板２と、パッケージを気密封止する金属フタ３とからなる。
【００１５】断面でみてセラミックパッケージ１は、凹形に開口したセラミック基体１０と、凹形周囲の堤部１０ａに形成される周状の第１の金属シール部１１とからなる。第１の金属シール部１１は、タングステンからなるメタライズ層と、メタライズ層上に形成されるニッケルメッキ層と、当該ニッケルメッキ層上に銀ろう付けされる金属リングとからなる。金属リングはコバールの表面にニッケルメッキとその上面に極薄の金メッキが形成されている。
【００１６】また、セラミックパッケージ１の内部底面には、短辺方向に並んで電極パッド１２、１３が形成されており、これら電極パッドは連結電極１６，１７（１７は図示せず）を介して、パッケージ外部の底面に引出電極１４，１５として電気的に引き出されている。また図示していないが、パッケージ外部の底面には、前記メタライズ層１１と電気的に接続されたアース電極が形成されている。前記電極パッド１２，１３は、タングステンあるいはモリブデンからなるメタライズ層，ニッケル膜層、金膜層の順にメッキ等により形成された構成である。
【００１７】前記電極パッド１２，１３には圧電振動素子である矩形の水晶振動板２が搭載され、長辺方向の一端を片持ち支持する構成となっている。水晶振動板２の表裏面には一対の励振電極２１，２２（２２は図示せず）が形成され、引出電極２１１，２２１（２２１は図示せず）により各々電極パッド１２，１３に対応する部分に引き出されている。励振電極と引出電極は水晶振動板２に接して、例えば厚さ約１６オングストロームの第１のＣｒ膜層、厚さ約５０００オングストロームのＡｕ膜層の順にスパッタリング法または真空蒸着法等により形成されており、電極パッドと引出電極をシリコン系等の樹脂を用いた導電接着剤Ｓ１により導電接合する。
【００１８】金属フタ３はコバール３０を母材とし、その表面に第２の金属シール部３１としてニッケルメッキが施されている。
【００１９】次に水晶振動子を気密封止する手順について説明する。真空雰囲気中で水晶振動板搭載の完了したセラミックパッケージ１を金属フタ３によりビーム溶接封止するにあたり、図２に示すような、治具、装置を用いる。すなわちパレットＰに水晶振動板の搭載されたセラミックパッケージ１を搭載し、金属フタ３により閉口し、その上部に透過板である透明な耐熱ガラス板Ｇを搭載し、金属フタ３を押圧固定する。また押圧機構Ｔにより、セラミックパッケージ下面を矢印で示す上方に押圧する。これにより前記第１の金属シール部と第２の金属シール部が密着した状態となる。この状態で前記密着部分をレーザービーム溶接する。当該レーザービーム溶接においては、従来のように押さえしろがない状態で溶接を進めることができるため、実質的な溶接領域を拡げることができるとともに、各金属シール部の外周近傍を溶接することができるので、従来のようにパッケージの内部に向かってスプラッシュによる溶融金属の飛散する機会を減少させることができる。
【００２０】本発明による第２の実施の形態を図３とともに説明する。基本構成は第１の実施の形態と同じ構成であるが、この例では透過板Ｇの形状を変更し、前記各金属シール部に対応する部分が薄く加工された薄肉部Ｇ１が形成され、前記金属フタと接触していない状態となっている。この薄肉部を介してビーム溶接を行うが、金属フタの溶接部分の温度が急激に上昇したとしても、熱歪みが直接には透過板に伝わらないため、透過板の損傷を防止することができる。
【００２１】なお、量産性を考慮した場合、図４に示すように複数個の圧電振動デバイスをパレットＰに整列させ、この状態で上面に１枚の大きな耐熱ガラス板により押圧固定し、この状態でビーム溶接する方法が好ましい。このような場合、セラミックパッケージ等の個々に高さバラツキが生じることがあるため、前述のセラミックパッケージ個々の下面を押圧する押圧機構Ｔにより、金属シール部分を密着させることができる。これにより量産時においても気密封止のバラツキを極力抑制している。
【００２２】本発明による第３の実施の形態を図５とともに説明する。この実施の形態においては、平板状のセラミック板を用い、金属フタ側が逆凹形状となっている。セラミック板４はアルミナからなり、その表面外周部分に周状の第１の金属シール部４１が形成されている。第１の金属シール部４１は、タングステンからなるメタライズ層と、メタライズ層上に形成されるニッケルメッキ層とからなる。
【００２３】また、セラミック板４の周状の第１の金属シール部４１の内側には、短辺方向に並んで電極パッド４２，４３（４３は図示せず）が形成されており、これら電極パッド４２，４３は連結電極４６、４７（４７は図示せず）を介して、パッケージ外部の底面に引出電極４４，４５として電気的に引き出されている。また図示していないが、パッケージ外部の底面には、前記第１の金属シール部４１と電気的に接続されたアース電極が形成されている。前記電極パッドは、タングステンあるいはモリブデンからなるメタライズ層，ニッケル膜層、金膜層の順にメッキ等により形成された構成である。
【００２４】前記電極パッド４２，４３には圧電振動素子である矩形の水晶振動板５が搭載され、長辺方向の一端を片持ち支持する構成となっている。水晶振動板５の表裏面には一対の励振電極５１，５２（図示せず）が形成され、引出電極５１１，５２１（図示せず）により各々電極パッド４２，４３に対応する部分に引き出されている。なお、電極パッドと引出電極はシリコン系等の樹脂を用いた導電接着剤Ｓ１により導電接合される。
【００２５】金属フタ６は逆凹型形状でフランジ部６ａを有する構成で、コバールを母材とし、その表面に第２の金属シール部６１が形成されている。当該第２の金属シール部６１はニッケルメッキ層と銀ろう層からなるが、銀ろう層は少なくとも第１の金属シール部と接触するフランジ部６ａに形成されている。
【００２６】次に水晶振動子を気密封止する方法は、前述した方法とほぼ同じであり、パレットＰに水晶振動板の搭載されたセラミック板４を搭載し、金属フタ６により閉口し、その上部に透過板である透明な耐熱ガラス板Ｇを搭載し、金属フタを押圧固定する。この実施の形態においては金属フタが逆凹型をしているので、透過板が溶接に寄与するフランジ部に直接は接触しない構成となっている。また押圧機構Ｔにより、セラミックパッケージ下面を矢印で示す上方に押圧する。これにより前記第１の金属シール部と第２の金属シール部が密着した状態となる。この状態で前記密着部分をレーザービーム溶接する。
【００２７】なお、フタは金属製を例示したが、ガラス、セラミック等の材料を用いてもよい。ガラスの場合、ビームを直接接合金属部分まで透過させることができるので、効率よく気密接合を行うことができ、またフタを押圧固定する透過板に対し熱衝撃による損傷を与えることもない。
【００２８】また、上記各例においては、溶接金属としてニッケルメッキ、銀ろう等を例示したが、より融点の低い半田ろう等他の公知のろう材を用いてもよい。
【００２９】また水晶振動デバイスの例として、水晶振動子の例を示したが、もちろん水晶フィルタや発振回路素子を一体封止した水晶発振器等の他の水晶振動デバイス、あるいは弾性表面波デバイスにも適用できる。
【００３０】
【発明の効果】請求項１または２によれば、透過板がフタを押圧固定しており、透過板をレーザービーム、電子ビームが透過し、下のフタあるいは各金属シール部が加熱される。従って、従来のように押さえ治具を必要とせず、従来発生していた溶接に寄与しない押さえしろをなくすことができる。また、従来のように押さえしろの内側をビーム溶接することもないので、溶接時の飛散金属がパッケージ内部に侵入する機会が減少する。よって、ビーム溶接を用いた気密封止を行う圧電振動デバイスにおいて、圧電振動デバイスの超小型化が可能で、かつ気密封止時の飛散金属がパッケージ内部に入りにくく、電気的的特性の安定した圧電振動デバイスの気密封止方法を提供することができる。
【００３１】また請求項３によれば、金属フタが加熱された際、急激な温度ショックにより透過板が損傷を受けることを回避することができ、確実な押圧固定を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示す分解斜視図。
【図２】第１の実施の形態を示す斜視図。
【図３】第２の実施の形態を示す側面図。
【図４】第２の実施の形態を示す側面図。
【図５】第３の実施の形態を示す側面図。
【図６】従来例を示す図。
【図７】従来例を示す図。
【符号の説明】
１、４、７ セラミックパッケージ
１０、４０ セラミック基体
１１，４１ 第１の金属シール部
３１，６１ 第２の金属シール部
２、５、８ 水晶振動板
３、６、９ 金属フタ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は気密封止を必要とする圧電振動デバイスの気密封止方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】気密封止を必要とする電子部品の例として、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器あるいは弾性表面波装置等の圧電体応用製品があげられる。これらはいずれも水晶振動板（圧電振動板）の表面に金属薄膜電極を形成し、この金属薄膜電極を外気から保護するため、気密封止されている。
【０００３】例えば表面実装型水晶振動子でよく用いられている気密封止方法は、シーム溶接等の抵抗溶接、超音波溶接、電子ビーム溶接等がある。シーム溶接による気密封止方法の例としては、特開平７−３２６６８７号の従来例に示すように、セラミックパッケージの開口部分に形成されたシールリング（金属枠体）と金属製のフタとを、抵抗溶接の１種であるシーム溶接により気密封止した例が開示されている。シーム溶接は一般的に、露点管理された窒素ガス雰囲気内で行われ、従って気密封止されたパッケージ内には窒素ガスが充填されている。しかしながら最近の水晶振動子の超小型化に伴い、水晶振動板もより小型化され、駆動時の抵抗を軽減するため真空雰囲気による気密封止が要求されるようになった。ところがシーム溶接を真空中で行うためには大型のチャンバーが必要となり、装置自体が大型化かつ高額になるという欠点を有していた。
【０００４】一方真空雰囲気で気密封止する方法として、レーザービーム溶接、電子ビーム溶接による気密封止がある。例えばレーザービーム溶接による封止方法が、特開平８−４６０７５号に開示されている。
【０００５】ところが、このような各種ビーム溶接においても、溶接時にはパッケージ上に金属フタを位置決め固定する治具が必要となる。図６は電子ビーム溶接あるいはレーザービーム溶接時の内部断面図であり、図７は押さえ治具Ｐによる押さえしろ９１を示す平面図である。図６において、７はセラミックパッケージであり、その内部に水晶振動板８が収納されている。またセラミックパッケージ７の堤部７０ａ上部には多層金属膜からなる金属シール部７１が形成され、当該金属シール部７１と金属フタ９とレーザービーム溶接する。なお、図６中Ｂはビーム放射器である。
【０００６】ところで、図６、図７に示すように電子ビーム溶接あるいはレーザービーム溶接を行う際、金属フタ９の周囲を押さえ治具Ｐで固定し、完全に密着させる必要があり、このような固定手段を用いることにより、溶接を確実にしている。しかしながら、水晶振動子の超小型化により、押さえ治具を用いると図７に示すように金属フタ９に押さえしろ９１が必要となるため、溶接領域が狭くなり溶接の信頼性が低下することがあった。逆に溶接領域を確保した場合、水晶振動板の格納スペースが小さくなり、アッセンブリが難しくなったり、水晶振動板の設計が難しくなるという問題があり、従って、当該溶接方法も水晶振動子の超小型化に対応させることが困難になっていた。また、押さえしろの内側をレーザー溶接することになるので、溶接時の飛散金属がパッケージ内部に侵入することがあり、例えばこれが水晶振動板に付着した場合、水晶振動デバイスとしての電気的特性を低下させる原因にもなっていた。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、ビーム溶接を用いた気密封止を行う圧電振動デバイスにおいて、圧電振動デバイスの超小型化が可能で、かつ気密封止時の飛散金属がパッケージ内部に入りにくい圧電振動デバイスの気密封止方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するために、本発明は、請求項１に示すように、表面の周囲に第１の金属シール部が形成されたセラミックパッケージと、当該セラミックパッケージに搭載される圧電振動板と、前記第１の金属シール部とビーム溶接により気密接合される第２の金属シール部を有するフタとからなる圧電振動デバイスの気密封止方法であって、気密接合時に、フタの上面を前記ビームを透過させる透過板により押圧固定し、前記第１の金属シール部と第２の金属シール部とを密着させ、当該密着状態でビーム溶接を行うことを特徴としている。
【０００９】また請求項２に示すように、上部が開口し、当該開口により形成される堤部上に第１の金属シール部が形成されたセラミックパッケージと、当該セラミックパッケージ内に搭載される圧電振動板と、前記第１の金属シール部とシーム溶接により気密接合される第２の金属シール部の形成された金属フタとからなる圧電振動デバイスの気密封止方法であって、気密接合時に、金属フタの上面を前記ビームを透過させる透過板により押圧固定し、前記第１の金属シール部と第２の金属シール部とを密着させ、当該密着状態でビーム溶接を行ってもよい。
【００１０】このような製造方法により、透過板がフタを押圧固定しており、透過板をレーザービーム、電子ビームが透過し、下のフタあるいは各金属シール部が加熱される。従って、従来のように押さえ治具を必要とせず、従来発生していた溶接に寄与しない押さえしろをなくすことができる。また、従来のように押さえしろの内側をビーム溶接することもないので、溶接時のスプラッシュによる飛散金属がパッケージ内部に侵入する機会が減少する。なお、透過板の例として例えば耐熱性の高いガラス板をあげることができる。
【００１１】さらに請求項３に示すように、請求項１または請求項２記載の圧電振動デバイスの気密封止方法において、前記透過板は前記各金属シール部に対応する部分が薄肉化され、前記フタまたは金属フタと接触していない状態で気密封止することを特徴とする。
【００１２】請求項３によれば、金属フタが加熱された際、急激な温度ショックにより透過板が損傷を受けることを回避することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明による第１の実施の形態を表面実装型の水晶振動子を例にとり図１、図２とともに説明する。図１は本実施の形態に用いる水晶振動子の分解斜視図であり、図２は透過板により押圧固定した状態においてビーム溶接を実施した状態を示す図である。
【００１４】表面実装型水晶振動子は、全体として直方体形状のセラミックパッケージ１と、当該パッケージの中に収納される圧電振動素子である矩形水晶振動板２と、パッケージを気密封止する金属フタ３とからなる。
【００１５】断面でみてセラミックパッケージ１は、凹形に開口したセラミック基体１０と、凹形周囲の堤部１０ａに形成される周状の第１の金属シール部１１とからなる。第１の金属シール部１１は、タングステンからなるメタライズ層と、メタライズ層上に形成されるニッケルメッキ層と、当該ニッケルメッキ層上に銀ろう付けされる金属リングとからなる。金属リングはコバールの表面にニッケルメッキとその上面に極薄の金メッキが形成されている。
【００１６】また、セラミックパッケージ１の内部底面には、短辺方向に並んで電極パッド１２、１３が形成されており、これら電極パッドは連結電極１６，１７（１７は図示せず）を介して、パッケージ外部の底面に引出電極１４，１５として電気的に引き出されている。また図示していないが、パッケージ外部の底面には、前記メタライズ層１１と電気的に接続されたアース電極が形成されている。前記電極パッド１２，１３は、タングステンあるいはモリブデンからなるメタライズ層，ニッケル膜層、金膜層の順にメッキ等により形成された構成である。
【００１７】前記電極パッド１２，１３には圧電振動素子である矩形の水晶振動板２が搭載され、長辺方向の一端を片持ち支持する構成となっている。水晶振動板２の表裏面には一対の励振電極２１，２２（２２は図示せず）が形成され、引出電極２１１，２２１（２２１は図示せず）により各々電極パッド１２，１３に対応する部分に引き出されている。励振電極と引出電極は水晶振動板２に接して、例えば厚さ約１６オングストロームの第１のＣｒ膜層、厚さ約５０００オングストロームのＡｕ膜層の順にスパッタリング法または真空蒸着法等により形成されており、電極パッドと引出電極をシリコン系等の樹脂を用いた導電接着剤Ｓ１により導電接合する。
【００１８】金属フタ３はコバール３０を母材とし、その表面に第２の金属シール部３１としてニッケルメッキが施されている。
【００１９】次に水晶振動子を気密封止する手順について説明する。真空雰囲気中で水晶振動板搭載の完了したセラミックパッケージ１を金属フタ３によりビーム溶接封止するにあたり、図２に示すような、治具、装置を用いる。すなわちパレットＰに水晶振動板の搭載されたセラミックパッケージ１を搭載し、金属フタ３により閉口し、その上部に透過板である透明な耐熱ガラス板Ｇを搭載し、金属フタ３を押圧固定する。また押圧機構Ｔにより、セラミックパッケージ下面を矢印で示す上方に押圧する。これにより前記第１の金属シール部と第２の金属シール部が密着した状態となる。この状態で前記密着部分をレーザービーム溶接する。当該レーザービーム溶接においては、従来のように押さえしろがない状態で溶接を進めることができるため、実質的な溶接領域を拡げることができるとともに、各金属シール部の外周近傍を溶接することができるので、従来のようにパッケージの内部に向かってスプラッシュによる溶融金属の飛散する機会を減少させることができる。
【００２０】本発明による第２の実施の形態を図３とともに説明する。基本構成は第１の実施の形態と同じ構成であるが、この例では透過板Ｇの形状を変更し、前記各金属シール部に対応する部分が薄く加工された薄肉部Ｇ１が形成され、前記金属フタと接触していない状態となっている。この薄肉部を介してビーム溶接を行うが、金属フタの溶接部分の温度が急激に上昇したとしても、熱歪みが直接には透過板に伝わらないため、透過板の損傷を防止することができる。
【００２１】なお、量産性を考慮した場合、図４に示すように複数個の圧電振動デバイスをパレットＰに整列させ、この状態で上面に１枚の大きな耐熱ガラス板により押圧固定し、この状態でビーム溶接する方法が好ましい。このような場合、セラミックパッケージ等の個々に高さバラツキが生じることがあるため、前述のセラミックパッケージ個々の下面を押圧する押圧機構Ｔにより、金属シール部分を密着させることができる。これにより量産時においても気密封止のバラツキを極力抑制している。
【００２２】本発明による第３の実施の形態を図５とともに説明する。この実施の形態においては、平板状のセラミック板を用い、金属フタ側が逆凹形状となっている。セラミック板４はアルミナからなり、その表面外周部分に周状の第１の金属シール部４１が形成されている。第１の金属シール部４１は、タングステンからなるメタライズ層と、メタライズ層上に形成されるニッケルメッキ層とからなる。
【００２３】また、セラミック板４の周状の第１の金属シール部４１の内側には、短辺方向に並んで電極パッド４２，４３（４３は図示せず）が形成されており、これら電極パッド４２，４３は連結電極４６、４７（４７は図示せず）を介して、パッケージ外部の底面に引出電極４４，４５として電気的に引き出されている。また図示していないが、パッケージ外部の底面には、前記第１の金属シール部４１と電気的に接続されたアース電極が形成されている。前記電極パッドは、タングステンあるいはモリブデンからなるメタライズ層，ニッケル膜層、金膜層の順にメッキ等により形成された構成である。
【００２４】前記電極パッド４２，４３には圧電振動素子である矩形の水晶振動板５が搭載され、長辺方向の一端を片持ち支持する構成となっている。水晶振動板５の表裏面には一対の励振電極５１，５２（図示せず）が形成され、引出電極５１１，５２１（図示せず）により各々電極パッド４２，４３に対応する部分に引き出されている。なお、電極パッドと引出電極はシリコン系等の樹脂を用いた導電接着剤Ｓ１により導電接合される。
【００２５】金属フタ６は逆凹型形状でフランジ部６ａを有する構成で、コバールを母材とし、その表面に第２の金属シール部６１が形成されている。当該第２の金属シール部６１はニッケルメッキ層と銀ろう層からなるが、銀ろう層は少なくとも第１の金属シール部と接触するフランジ部６ａに形成されている。
【００２６】次に水晶振動子を気密封止する方法は、前述した方法とほぼ同じであり、パレットＰに水晶振動板の搭載されたセラミック板４を搭載し、金属フタ６により閉口し、その上部に透過板である透明な耐熱ガラス板Ｇを搭載し、金属フタを押圧固定する。この実施の形態においては金属フタが逆凹型をしているので、透過板が溶接に寄与するフランジ部に直接は接触しない構成となっている。また押圧機構Ｔにより、セラミックパッケージ下面を矢印で示す上方に押圧する。これにより前記第１の金属シール部と第２の金属シール部が密着した状態となる。この状態で前記密着部分をレーザービーム溶接する。
【００２７】なお、フタは金属製を例示したが、ガラス、セラミック等の材料を用いてもよい。ガラスの場合、ビームを直接接合金属部分まで透過させることができるので、効率よく気密接合を行うことができ、またフタを押圧固定する透過板に対し熱衝撃による損傷を与えることもない。
【００２８】また、上記各例においては、溶接金属としてニッケルメッキ、銀ろう等を例示したが、より融点の低い半田ろう等他の公知のろう材を用いてもよい。
【００２９】また水晶振動デバイスの例として、水晶振動子の例を示したが、もちろん水晶フィルタや発振回路素子を一体封止した水晶発振器等の他の水晶振動デバイス、あるいは弾性表面波デバイスにも適用できる。
【００３０】
【発明の効果】請求項１または２によれば、透過板がフタを押圧固定しており、透過板をレーザービーム、電子ビームが透過し、下のフタあるいは各金属シール部が加熱される。従って、従来のように押さえ治具を必要とせず、従来発生していた溶接に寄与しない押さえしろをなくすことができる。また、従来のように押さえしろの内側をビーム溶接することもないので、溶接時の飛散金属がパッケージ内部に侵入する機会が減少する。よって、ビーム溶接を用いた気密封止を行う圧電振動デバイスにおいて、圧電振動デバイスの超小型化が可能で、かつ気密封止時の飛散金属がパッケージ内部に入りにくく、電気的的特性の安定した圧電振動デバイスの気密封止方法を提供することができる。
【００３１】また請求項３によれば、金属フタが加熱された際、急激な温度ショックにより透過板が損傷を受けることを回避することができ、確実な押圧固定を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示す分解斜視図。
【図２】第１の実施の形態を示す斜視図。
【図３】第２の実施の形態を示す側面図。
【図４】第２の実施の形態を示す側面図。
【図５】第３の実施の形態を示す側面図。
【図６】従来例を示す図。
【図７】従来例を示す図。
【符号の説明】
１、４、７ セラミックパッケージ
１０、４０ セラミック基体
１１，４１ 第１の金属シール部
３１，６１ 第２の金属シール部
２、５、８ 水晶振動板
３、６、９ 金属フタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 表面の周囲に第１の金属シール部が形成されたセラミックパッケージと、当該セラミックパッケージに搭載される圧電振動板と、前記第１の金属シール部とビーム溶接により気密接合される第２の金属シール部を有するフタとからなる圧電振動デバイスの気密封止方法であって、気密接合時に、フタの上面を前記ビームを透過させる透過板により押圧固定し、前記第１の金属シール部と第２の金属シール部とを密着させ、当該密着状態でビーム溶接を行うことを特徴とする、圧電振動デバイスの気密封止方法。
【請求項２】 上部が開口し、当該開口により形成される堤部上に第１の金属シール部が形成されたセラミックパッケージと、当該セラミックパッケージ内に搭載される圧電振動板と、前記第１の金属シール部とシーム溶接により気密接合される第２の金属シール部の形成された金属フタとからなる圧電振動デバイスの気密封止方法であって、気密接合時に、金属フタの上面を前記ビームを透過させる透過板により押圧固定し、前記第１の金属シール部と第２の金属シール部とを密着させ、当該密着状態でビーム溶接を行うことを特徴とする、圧電振動デバイスの気密封止方法。
【請求項３】 前記透過板は前記各金属シール部に対応する部分が薄肉化され、前記フタまたは金属フタと接触していないことを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧電振動デバイスの気密封止方法。
【請求項１】 表面の周囲に第１の金属シール部が形成されたセラミックパッケージと、当該セラミックパッケージに搭載される圧電振動板と、前記第１の金属シール部とビーム溶接により気密接合される第２の金属シール部を有するフタとからなる圧電振動デバイスの気密封止方法であって、気密接合時に、フタの上面を前記ビームを透過させる透過板により押圧固定し、前記第１の金属シール部と第２の金属シール部とを密着させ、当該密着状態でビーム溶接を行うことを特徴とする、圧電振動デバイスの気密封止方法。
【請求項２】 上部が開口し、当該開口により形成される堤部上に第１の金属シール部が形成されたセラミックパッケージと、当該セラミックパッケージ内に搭載される圧電振動板と、前記第１の金属シール部とシーム溶接により気密接合される第２の金属シール部の形成された金属フタとからなる圧電振動デバイスの気密封止方法であって、気密接合時に、金属フタの上面を前記ビームを透過させる透過板により押圧固定し、前記第１の金属シール部と第２の金属シール部とを密着させ、当該密着状態でビーム溶接を行うことを特徴とする、圧電振動デバイスの気密封止方法。
【請求項３】 前記透過板は前記各金属シール部に対応する部分が薄肉化され、前記フタまたは金属フタと接触していないことを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧電振動デバイスの気密封止方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００１−３２０２５６（Ｐ２００１−３２０２５６Ａ）
【公開日】平成１３年１１月１６日（２００１．１１．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０００−１３７８１４（Ｐ２０００−１３７８１４）
【出願日】平成１２年５月１０日（２０００．５．１０）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年１１月１６日（２００１．１１．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１２年５月１０日（２０００．５．１０）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
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