圧電振動デバイス
【課題】圧電振動デバイスの低背化を図るとともに、当該圧電振動デバイスの特性が悪くなるのを抑える。
【解決手段】水晶振動子１には、水晶振動片２を保持するベース３と、ベース３に保持した水晶振動片２を気密封止する金属材料からなる蓋４とが設けられ、ベース３と蓋４とが接合材７を介して接合されている。このベース３には端子電極３６４に引回された電極部３６２が設けられ、接合材７は絶縁部７２と導電部７３とから構成され、蓋４と導電部７３と電極部３６２とが電気的に接続されている。
【解決手段】水晶振動子１には、水晶振動片２を保持するベース３と、ベース３に保持した水晶振動片２を気密封止する金属材料からなる蓋４とが設けられ、ベース３と蓋４とが接合材７を介して接合されている。このベース３には端子電極３６４に引回された電極部３６２が設けられ、接合材７は絶縁部７２と導電部７３とから構成され、蓋４と導電部７３と電極部３６２とが電気的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、水晶発振器等の圧電振動デバイスが挙げられる。これら各製品では、いずれも水晶振動片の主面に励振電極が形成され、この励振電極を外気から保護するために励振電極は圧電振動デバイスの本体筐体により気密封止されている。
【０００３】
圧電振動デバイスは、ベースと蓋とからその本体筐体が構成されてなる。この圧電振動デバイスでは、ベースと蓋とを接合材により接合することで本体筐体の内部空間を形成するとともに内部空間を気密封止し、内部空間に圧電振動片を保持する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１に開示の表面実装型水晶振動子（本明細書でいう圧電振動デバイス）の本体筐体は、水晶振動板（本明細書でいう圧電振動片）を収容する断面が凹形のセラミックパッケージ（本明細書でいうベース）と、このセラミックパッケージの開口部に接合するセラミック材料からなるフタ（本明細書でいう蓋）とからなる。そして、接合材にガラス材を用い、ガラス材をフタの接合面に形成し、このガラス材を溶融してセラミックパッケージにフタを接合して、矩形水晶振動片を内部空間に気密封止する。
【特許文献１】特開２００４−１０４７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した特許文献１に示す背景技術では、フタにセラミック材料を用いているために、当該表面実装型水晶振動子の小型化に好ましくない。これは、セラミック材料の材質が脆いことに関係し、セラミック材料をフタに用いる場合、フタとして用いるための強度を有するためにはある一定以上の厚みを有する必要がある。
【０００６】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、蓋の厚みを抑えて当該圧電振動デバイスの低背化を行う圧電振動デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動デバイスは、圧電振動片を保持するベースと、前記ベースに保持した前記圧電振動片を気密封止するためにベースと接合する蓋とが設けられ、前記ベースと前記蓋とは接合材を介して接合された圧電振動デバイスにおいて、前記蓋は、金属材料からなり、前記接合材は絶縁部と導電部とから構成され、前記絶縁部と前記導電部との融点は同一もしくは近似し、前記ベースには、外部と電気的に接続する端子電極に引回された電極部が設けられ、前記蓋と前記導電部と前記電極部とが電気的に接続されたことを特徴とすることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、前記蓋は金属材料からなり、前記接合材は前記絶縁部と前記導電部とから構成され、前記絶縁部と前記導電部との融点は同一もしくは近似し、前記ベースに前記電極部が設けられ、前記蓋と前記導電部と前記電極部とが電気的に接続されるので、前記蓋の厚みを抑えて当該圧電振動デバイスの低背化を行うことが可能となる。そして、本発明によれば、当該圧電振動デバイスの低背化を行うとともに前記蓋に金属材料を用いた場合であっても前記蓋をＧＮＤに接続することが可能となり、その結果、前記圧電振動片への外部環境からの電磁干渉を抑える（ＥＭＩ対策を施す）ことが可能になる等、当該圧電振動デバイスの特性が悪くなるのを抑えることが可能となる。
【０００９】
前記構成において、前記絶縁部と前記導電部との融点は、同一もしくは近似してもよい。
【００１０】
この場合、前記絶縁部と前記導電部との融点が同一もしくは近似しているので、前記ベースと前記蓋との接合の際に、前記接合材のある部分が過剰に溶融したり前記接合材のある部分が溶融せずに接合不良が生じるのを抑制することが可能となり、前記接合材に前記絶縁部と前記導電部とが設けられた場合であっても、安定して前記ベースと前記蓋との接合を行うことが可能となる。
【００１１】
前記構成において、前記ベースには、前記圧電振動片が、シリコーン系樹脂からなる接着剤を用いて接合保持され、前記融点は、２８０〜３３０℃であってもよい。
【００１２】
この場合、前記ベースに前記圧電振動片が前記接着剤を用いて接合保持され、前記融点は、２８０〜３３０℃であるので、前記ベースと前記蓋との接合を行った場合にアウトガスが発生するのを抑制することが可能となる。
【００１３】
前記構成において、前記絶縁部には、フィラー成分が全体に均一に分布された低融点ガラスが用いられてもよい。
【００１４】
この場合、前記絶縁部のボイドの発生を抑制することが可能となる。具体的に、低融点ガラスにフィラー成分が全体に均一に分布されるので、低融点ガラスのボイドは発生し難くし、もしくは発生しない。
【００１５】
前記構成において、具体的に、前記絶縁部はスパッタ法により形成されてもよい。
【００１６】
この場合、フィラー成分をスパッタ法により低融点ガラスに含有させるので、スクリーン印刷とは異なり微細粒子によるフィラー成分の含有を行うことが可能となり、低融点ガラスにフィラー成分を微細な粒子で均一に分布させることが可能となる。また、スクリーン印刷では接合材の仮固着が必須の工程となっているが、本構成によればこの工程を省くことが可能となり、工程の簡略化を図ることも可能となる。また、本発明によれば、スパッタ法による前記絶縁部の形成により低融点ガラスの厚みを薄くして当該圧電振動デバイスの低背化を図ることが可能となる。
【００１７】
前記構成において、前記絶縁部の熱膨張係数は、前記ベースおよび前記蓋と近似もしくは同一の値を有してもよい。
【００１８】
この場合、前記ベースと前記蓋と前記絶縁部との熱膨張係数が、近似もしくは同一の値であり、熱膨張係数の相違によってベースと蓋との接合時にかかるストレスを抑えることが可能となり、この接合時のストレスが原因となるガラス封止部分のクラックとかガラス封止部分の剥がれなどを防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかる圧電振動デバイスによれば、蓋の厚みを抑えて当該圧電振動デバイスの低背化を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施例では、圧電振動デバイスとしてＡＴカット水晶振動子に本発明を適用した場合を示す。
【００２１】
本実施例にかかるＡＴカット水晶振動子１（以下、水晶振動子という）は、図１に示すように、平面視矩形に成形されたＡＴカット水晶振動片２（本発明でいう圧電振動片であり、以下、水晶振動片という）と、この水晶振動片２を保持するベース３と、ベース３に保持した水晶振動片２を気密封止するための蓋４とからなる。
【００２２】
この水晶振動子１では、図１に示すように、ベース３と蓋４とが下記する接合材７を用いて真空加熱炉にて加熱溶融接合されて本体筐体５が構成され、この本体筐体５内に内部空間６が形成される。この内部空間６のベース３上には水晶振動片２が保持されているとともに、本体筐体５の内部空間６が気密封止されている。なお、内部空間６内において、ベース３に水晶振動片２がシリコーン系樹脂などの導電性接着剤８１（本発明でいう接着剤）を用いて接合保持されている。
【００２３】
次に、この水晶振動子１の各構成について図１〜３を用いて説明する。
【００２４】
ベース３は、図１，２に示すように、セラミック材料（アルミナ）からなる平面視矩形状の一枚板の底部３１と、この底部３１上に積層したセラミック材料の堤部３２とから構成される箱状体に成形され、これら底部３１と堤部３２とが断面凹状に一体的に焼成されている。また、堤部３２は、底部３１の上面外周に沿って成形されている。この堤部３２の上面（端面）は、蓋４との接合領域３３である。また、このベース３の外周には、四隅にキャスタレーション３４が形成されている。そして、このベース３の表面３５には、搭載する水晶振動片２の傾きを抑えるための枕部３９と、水晶振動片２の励振電極２３，２４（下記参照）と電気的に接続する２つの電極パッド３６１、蓋４と端子電極３６４（下記参照）の一部とを電気的に接続するための４つの電極部３６２とが設けられている。電極パッド３６１は、それぞれに対応して引回された接続電極３６３を介して、ベース３の裏面３７に形成される端子電極３６４の一部に電気的に接続され、端子電極３６４から外部（外部部品や外部機器）と接続される。また、電極部３６２は、外部（外部部品や外部機器）と電気的に接続する端子電極３６４に引回され、電極パッド３６１と同様に、それぞれに対応した接続電極３６３を介して、ベース３の裏面３７に形成される端子電極３６４に電気的に接続され、端子電極３６４から外部部品や外部機器と接続される。なお、これらの電極パッド３６１、電極部３６２、接続電極３６３、及び端子電極３６４は、タングステン、モリブデン等のメタライズ材料を印刷した後にベース３と一体的に焼成して形成される。そして、これら電極パッド３６１、電極部３６２、接続電極３６３、及び端子電極３６４のうち、ベース３に露出形成されたものおよび露出された部分について、メタライズ上部にニッケルメッキが形成され、その上部に金メッキが形成されている。
【００２５】
蓋４は、金属材料（具体的にコバール単体）からなり、図１，３に示すように、平面視矩形状の一枚板に成形され、当該一枚板の平面視各隅部が曲率形成されている。また、この蓋４の平面視の外形寸法は、同一方向視のベース３の外形寸法と略同一か、若干小さく（ひとまわり小さく）なるように設計されている。本実施例に示すように蓋４に金属材料を用いることで、ベース３と同一材料であるセラミックを蓋４に用いた場合と比較して、その厚みを薄くすることができ、水晶振動子１の低背化を図ることができる。また、セラミックを用いて本実施例と同一の厚みの蓋４を成形した場合、セラミックは金属材料より脆く、強度を保つことができない。
【００２６】
また、図１，３に示すように、ベース３の接合領域３３と蓋４の接合領域４１との接合には、厚さ１０μｍからなる接合材７が用いられている。接合材７は、錫燐酸系から構成される低融点ガラスの絶縁部７２と、金−錫からなる合金の導電部７３とから構成されている。なお、この接合材７は、その大部分を絶縁部７２で構成し、残りの部分を導電部７３で構成している。具体的に、導電部７３は、図１〜３に示すように、当該水晶振動子１の平面視各隅部に形成され、それ以外の位置に絶縁部７２が形成され、これら絶縁部７２と導電部７３との融点は約３２０℃である。そして、図１に示すように蓋４とベース３とが接合材７を介して接合されることで、蓋４と導電部７３と電極部３６２とが電気的に接続される。なお、本実施例では、蓋４とベース３との接合の前に、接合材７がスパッタ法により蓋４に形成される（図３参照）。具体的に、ＲＦ電源を用いて真空雰囲気にした状態のチャンバー内において蓋４の接合領域４１に絶縁部７２がスパッタリング形成される。そして、絶縁部７２の形成後に、導電部７３が、スパッタ法により蓋４の接合領域４１のうち絶縁部７２を形成した位置をマスキングした状態でスパッタリング形成されて図３に示す接合材７が蓋４に形成される。なお、本実施例では、絶縁部７２の形成後に導電部７３を形成して接合材７を形成しているが、導電部７３の形成後に絶縁部７２を形成して接合材７を形成してもよい。
【００２７】
上記した絶縁部７２の低融点化は、低融点ガラスにおける鉛の含有率等を調整して融点を制御して行なっている。また、本実施例では、絶縁部７２に、酸化鉛系から構成される低融点ガラスが用いられている。この低融点ガラスには、その熱膨張係数をベース３および蓋４と近似もしくは同一の値とするために、ウィレマイトからなるフィラー成分が含有されている。なお、ここでいうフィラー成分とは、粒径状のフィラーとは区別して、原子レベルの単位で低融点ガラスに含有される成分のことをいう。ところで、この低融点ガラスは、スパッタ法により蓋４の接合領域４１のうち導電部７３を形成する位置（平面視隅部）をマスキングした状態でスパッタリングされて形成され、このスパッタリングによる低融点ガラスの形成によりフィラー成分が全体に均一に配される（フィラー成分が低融点ガラス全体に均一に分布される）。このフィラー成分が全体に均一に配されることで、低融点ガラスのいずれの位置においても熱膨張係数を同一にすることができる。
【００２８】
なお、本実施例では、図３に示す接合材７を形成した蓋４を用いているが、接合材７の形成はこれに限定されるものではなく、例えば、図４，５に示すような形態であってもよい。具体的に、上記した図３では、蓋４のベース３と接合する接合面のうちベース３の接合領域３３に対応する接合領域４１に接合材７を形成した例を示す。これに対して、図４では、図３に示す接合材７の形成位置を広げてより幅広に蓋４に接合材７を形成した例を示す。また、図５では、蓋４のベース３と接合する接合面全面に接合材７を形成した例を示す。
【００２９】
また、上記した本実施例にかかるベース３の熱膨張係数は７．４×１０-6（１／℃）であり、蓋４の熱膨張係数は４．５〜５．１×１０-6（１／℃）であり、図１，３に示すように接合材７の大部分を構成する低融点ガラスの熱膨張係数は４．５〜７．５×１０-6（１／℃）である。これらベース３の熱膨張係数と、蓋４の熱膨張係数との中間値に接合材７の熱膨張係数を設定することが好適である。
【００３０】
ところで、本実施例に示すような１０μｍの厚みの低融点ガラスを、スクリーン印刷によりベース３に塗布形成する場合、低融点ガラスの塗布厚を抑えることができず、ベース３に薄い低融点ガラスを塗布形成することができない。これに対して、本実施例に示すようにスパッタ法によりベース３にスパッタ形成する場合、低融点ガラスの塗布厚を抑えることができ、ベース３に薄い低融点ガラスを形成するのに好適である。
【００３１】
また、図１に示すように、この接合材７の一部７１は、ベース３と蓋４との接合の際にインナーメニスカス形成され、ベース３と蓋４とにより形成された内部空間６内に配されている。ここでいう接合材７の一部７１を内部空間６内に配するとは、内部空間６内に接合材７の一部７１を面するだけでなく、内部空間６内に接合材７の一部７１を突出させた状態のことをいう。具体的に、接合材７の一部７１がベース３の堤部３２に対して内部空間６側にオーバーハングされた状態なっている。図１に示すように、ベース３の堤部３２全域から接合材７の一部７１が、内部空間６側にオーバーハングされている。
【００３２】
水晶振動片２は、図１，２に示すように、ＡＴカット水晶板（図示省略）からなり、平面視矩形上の一枚板の直方体に成形されている。この水晶振動片２の両主面２１，２２には、それぞれ励振電極２３，２４と、これらの励振電極２３，２４を外部電極（本実施例では、ベース３の電極パッド３６１）と電気的に接続するために励振電極２３，２４から引き出された引出電極２５，２６とが形成されている。これらの励振電極２３，２４及び引出電極２５，２６は、例えば、水晶振動板側からクロム−金の順に、あるいはクロム−金−クロムの順に、あるいはクロム−銀の順に、あるいはクロム−銀−クロムの順に積層して形成されている。そして、水晶振動片２の引出電極２５，２６とベース３の電極パッド３６１とが、導電性接着剤８１により接合され、図１，２に示すように、水晶振動片２はベース３に片保持されている。
【００３３】
水晶振動片２をベース３に接合して搭載保持するための圧電振動片用の接着剤として導電性接着剤８１が用いられている。なお、この導電性接着剤８１は、下塗り接着剤８１ａと上塗り接着剤８１ｂとからなり、下塗り接着剤８１ａにより水晶振動片２と電極パッド３６１との導通を図るとともに水晶振動片２をベース３に保持し、上塗り接着剤８１ｂにより水晶振動片２のベース３への保持を強化するものである。
【００３４】
上記した構成からなるベース３に水晶振動片２を導電性接着剤８１を介して電気機械的に接合保持し、この水晶振動片２を接合保持したベース３に、接合材７をスパッタ形成した蓋４を、真空加熱炉にて加熱溶融接合して水晶振動子１を製造する。
【００３５】
上記したよう本実施例にかかる水晶振動子１によれば、蓋４は金属材料からなり、接合材７は絶縁部７２と導電部７３とから構成され、ベース３に電極部３６２が設けられ、蓋４と導電部７３と電極部３６２とが電気的に接続されるので、蓋４の厚みを抑えて当該水晶振動子１の低背化を行うことができる。そして、本実施例によれば、当該水晶振動子１の低背化を行うとともに蓋４に金属材料を用いた場合であっても蓋４をＧＮＤに接続することができ、その結果、水晶振動片２への外部環境からの電磁干渉を抑える（ＥＭＩ対策を施す）ことができる等、当該水晶振動子１の特性が悪くなるのを抑えることができる。
【００３６】
また、絶縁部７２と導電部７３との融点が同一もしくは近似しているので、ベース３と蓋４との接合の際に、接合材７のある部分が過剰に溶融したり接合材７のある部分が溶融せずに接合不良が生じるのを抑制することができ、接合材７に絶縁部７２と導電部７３とが設けられた場合であっても、安定してベース３と蓋４との接合を行うことができる。
【００３７】
また、ベース３に水晶振動片２が導電性接着剤８１を用いて接合保持され、融点は、２９０〜３２０℃であるので、ベース３と蓋４との接合を行った場合にアウトガスが発生するのを抑制することができる。具体的に、シリコーン系樹脂の耐熱温度が約３００℃であり、この耐熱温度を超える温度でベース３と蓋４との接合を行った場合、アウトガスが発生し、このアウトガスが当該水晶振動子１の特性を悪くするが、本構成によれば、アウトガスの発生を抑えて当該水晶振動子１の特性が悪くなるのを抑えることができる。
【００３８】
また、絶縁部７２には、スパッタ法により形成されてフィラー成分が全体に均一に分布された低融点ガラスが用いられるので、絶縁部７２のボイドの発生を抑制することができる。具体的に、低融点ガラスにフィラー成分が全体に均一に分布されるので、低融点ガラスのボイドは発生し難くし、もしくは発生しない。
【００３９】
また、本実施例にかかる水晶振動子１によれば、フィラー成分をスパッタ法により低融点ガラスに含有させるので、スクリーン印刷とは異なり微細粒子によるフィラー成分の含有を行うことができ、低融点ガラスにフィラー成分を微細な粒子で均一に分布させることができる。また、スクリーン印刷では接合材の仮固着が必須の工程となっているが、本実施例にかかる水晶振動子１によればこの工程を省くことができ、工程の簡略化を図ることもできる。また、本実施例にかかる水晶振動子１によれば、スパッタ法による絶縁部７２の形成により低融点ガラスの厚みを薄くして水晶振動子１の低背化を図ることができる。
【００４０】
また、絶縁部７２の熱膨張係数は、ベース３および蓋４と近似もしくは同一の値を有するので、熱膨張係数の相違によってベース３と蓋４との接合時にかかるストレスを抑えることができ、この接合時のストレスが原因となるガラス封止部分のクラックとかガラス封止部分の剥がれなどを防止することができる。
【００４１】
また、接合材７がインナーメニスカス形成されているので、ベース３と蓋４との接合時における接合材７の接合幅を確保することができ、新たに接合材７の接合幅を確保するために本体筐体５を大きくする必要がなく、水晶振動子１の小型化を図ることができる。
【００４２】
また、接合材７の導電部７３が蓋４の平面視平面視各隅部に形成され、電極部３６３が堤部３２の平面視各隅部に設けられているので、ベース３への蓋４の接合の際に接合方向が限定されることはなく、ベース３への蓋４の接合の自由度が高い。
【００４３】
なお、本実施例では、圧電振動片としてＡＴカット水晶振動片２を用いているが、これに限定されるものではなく、音叉型水晶振動片であってもよい。
【００４４】
また、本実施例では、導電性接着剤８１にシリコーン系樹脂を用いているが、これに限定されるものではなく、導電性の接着剤であれば他のものでもよく、例えばエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などであってもよい。
【００４５】
また、本実施例では、ベース３にセラミック材料を用いているが、これに限定されるものではなく、ベース３と蓋４と絶縁部７２との熱膨張係数を近似もしくは同一の値であれば例えば、セラミック材料のベースに添加物を含有させて熱膨張係数を蓋４および絶縁部７２に近似させてもよい。具体的に、ベース３の熱膨張係数を４．５〜５．５×１０-6（１／℃）に設定させることを構成としてもよい。
【００４６】
また、本実施例では、蓋４にコバール単体を用いているが、これに限定されるものではなく、ベース３と蓋４と絶縁部７２との熱膨張係数を近似もしくは同一の値であれば任意の材料から蓋４を構成してもよい。例えば、蓋４を、ニッケル−コバールの順で積層されたものや、ニッケル−コバール−ニッケルの順で積層されたものや、４２アロイ等から構成してもよい。
【００４７】
また、本実施例では、接合材７の厚さが１０μｍであるが、これは好適な例でありこれに限定されるものではなく、２０μｍ以下であれば任意の厚みに設定してもよい。なお、特に接合材７の厚さは１０μｍ以下である場合、スクリーン印刷によって塗布形成した接合材では実現できない接合材７の厚みを可能とし、水晶振動子１の低背化を図ることができる。このように、水晶振動子１の小型化を図るためには接合材７の厚みをより薄くすることが望まれる。
【００４８】
また、本実施例では絶縁部７２と導電部７３との融点が約３２０℃となっているが、これに限定されるものではなく、絶縁部７２と導電部７３との融点が、それぞれ２８０〜３３０℃に設定され、これら絶縁部７２と導電部７３との融点が同一もしくは近似していることが条件とされていればよい。
【００４９】
また、本実施例では、絶縁部７２に含有するフィラー成分にウィレマイトを用いているが、これに限定されるものではなく、絶縁部７２の熱膨張係数をベース３および蓋４と近似もしくは同一の値になれば他の材料を用いてもよい。具体的に、フィラー成分にコージェライトや、燐酸ジルコニウムや、シリカフィラー系などを用いてもよい。
【００５０】
また、本実施例では、低融点ガラスの構成として酸化鉛系を適用しているが、これに限定されるものではなく、絶縁部７２の融点が導電部７３の融点と同一もしくは近似の値であれば他の材料を用いてもよい。具体的に、鉛フリーガラスであってもよい。
【００５１】
また、本実施例では、導電性接着剤８１を下塗り接着剤８１ａと上塗り接着剤８１ｂとから構成しているが、これに限定されるものではなく、導電性接着剤８１を下塗り接着剤８１ａで構成してもよい。
【００５２】
また、本実施例では、導電性接着剤８１を接着剤として用いているが、これに限定されるものではなく、図６，７に示すように、金等からなる導電性バンプ８２を接着剤として用いてＦＣＢ法により水晶振動片２がベース３に電気機械的に接合されてもよい。この場合、本体筐体５の小型化に好適な例であり、またベース３と蓋４との接合時に当該接着剤からのアウトガスの発生を無くすことができる。
【００５３】
また、本実施例では、真空雰囲気中において接合材７を金属材料からなる蓋４に形成しているが、不活性ガス（窒素等）による雰囲気下において接合材７を金属材料からなる蓋４に形成してもよい。しかしながら、真空雰囲気中において接合材７を形成した場合、不活性ガス雰囲気中において接合材７を形成する場合と比較して、接合材７にボイドの発生を抑えて水晶振動子１のＣＩ値を２／３以下に抑えることができ、真空雰囲気中において接合材７を形成することが好ましい。特に、このことは低周波数を対象とする水晶振動子１の製造に関して顕著である。
【００５４】
また、本実施例では、スパッタ法により蓋４の接合領域４１に接合材７を形成しているが、これに限定されるものではなく、ベース３の接合領域３３と蓋４の接合領域との両方に接合材７を形成してもよく、またはベース３の領域３３のみに接合材７を形成してもよい。
【００５５】
具体的に、図８〜１１に示すように接合材７をスパッタ法によりベース３の接合領域３３にスパッタリングして形成してもよい。なお、図８，９では、ベース３の堤部３２の上面全面を接合領域３３とした例を示し、図１０，１１では、ベース３の堤部３２の上面全面であって、その短辺に形成したキャスタレーション３４のベース３内側を接合領域３３とした例を示す。なお、接合材７を、図３〜５に示す蓋４の接合領域４１と、図８〜１１に示すベース３の接合領域３３との両方に形成してもよい。この場合、ベース３の接合領域３３に形成した接合材７を、蓋４に形成した接合材７とベース３との接合を良好にするための補助的な構成として用いることが好ましく、また、水晶振動子１の低背化を図るためにベース３の接合領域３３に形成する接合材７の厚みを、蓋４に形成した接合材７の厚みより薄くすることが好ましい。
【００５６】
また、本実施例では、キャスタレーション３４を経由して蓋４と導電部７３と電極部３６２とが電気的に接続されているが、これに限定されるものではなく、例えば、図１０，１２，１３に示すようにベース３の堤部３２にスルーホール３２１を設け、スルーホール３２１を経由して蓋４と導電部７３と電極部３６２とが電気的に接続されてもよい。
【００５７】
また、本実施例では、導電部７３が４つ設けられているが、これに限定されるものではなく、その数は任意に設定可能であり、例えば、導電部７３を蓋４の平面視四隅のうち１つの隅に１つ設けてもよい。
【００５８】
また、本実施例では、電極部３８２を堤部３２の平面視四隅に設けているが、電極部３８２を設ける位置はこれに限定されるものではなく、導電部７３を介して蓋４と電極部３６２とを電気的に接続する位置であれば図１３に示すような位置に電極部３６２を設けてもよい。図１３では、電極部３６２が堤部３２の対向する短辺中央に設けられている。なお、この図１３に示すベース３に対応する蓋４では、導電部７３が、蓋４の短辺に沿ってその中央に平面視円形状に形成して設けられている（図１４参照）。また、図１４に示すように、導電部７３は、ベース３に設けられた電極部３８２の位置に対応させて、蓋４の平面視四隅以外の任意の位置に設けてもよく、また電極部３８２の形状は限定されるものではない。
【００５９】
さらに、本発明は水晶振動片やＩＣ等の他の電子部品を一体的に収納した水晶発振器、もしくは水晶振動片やＩＣ等の他の電子部品を個別に収納した水晶発振器にも適用することができる。
【００６０】
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、圧電振動デバイスに適用でき、特に水晶振動子などに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本実施例にかかる水晶振動子の概略構成図であり、図２のＡ−Ａ線概略断面図である。
【図２】図２は、本実施例にかかる、水晶振動片を片保持したベースの概略平面図である。
【図３】図３は、本実施例にかかる蓋の、ベースとの接合面に接合材を形成した概略平面図と、Ｂ−Ｂ線概略断面図である。
【図４】図４は、本実施例の他の例にかかる蓋の、ベースとの接合面に接合材を形成した概略平面図と、Ｂ’−Ｂ’線概略断面図である。
【図５】図５は、本実施例の他の例にかかる蓋の、ベースとの接合面に接合材を形成した概略平面図と、Ｂ’’−Ｂ’’線概略断面図である。
【図６】図６は、本実施例の他の例にかかる水晶振動子の概略構成図であり、図７のＡ’−Ａ’線概略断面図である。
【図７】図７は、本実施例の他の例にかかる、水晶振動片を片保持したベースの概略平面図である。
【図８】図８は、本実施例の他の例にかかるベースの、蓋との接合面に接合材を形成した概略平面図である。
【図９】図９は、図８に示すベースのＡ’’−Ａ’’線概略断面図である。
【図１０】図１０は、本実施例の他の例にかかるベースの、蓋との接合面に接合材を形成した概略平面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示すベースのＡ’’’−Ａ’’’線概略断面図である。
【図１２】図１２は、本実施例の他の例にかかるベースの概略構成図である。
【図１３】図１３は、本実施例の他の例にかかるベースの概略構成図である。
【図１４】図１４は、図１３に示すベースに対応した蓋の、ベースとの接合面に接合材を形成した概略平面図と、Ｂ’’’−Ｂ’’’線概略断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 水晶振動子（圧電振動デバイス）
２ 水晶振動片（圧電振動片）
３ ベース
３６２ 電極部
３６４ 端子電極
４ 蓋
７ 接合材
７２ 絶縁部
７３ 導電部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、水晶発振器等の圧電振動デバイスが挙げられる。これら各製品では、いずれも水晶振動片の主面に励振電極が形成され、この励振電極を外気から保護するために励振電極は圧電振動デバイスの本体筐体により気密封止されている。
【０００３】
圧電振動デバイスは、ベースと蓋とからその本体筐体が構成されてなる。この圧電振動デバイスでは、ベースと蓋とを接合材により接合することで本体筐体の内部空間を形成するとともに内部空間を気密封止し、内部空間に圧電振動片を保持する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１に開示の表面実装型水晶振動子（本明細書でいう圧電振動デバイス）の本体筐体は、水晶振動板（本明細書でいう圧電振動片）を収容する断面が凹形のセラミックパッケージ（本明細書でいうベース）と、このセラミックパッケージの開口部に接合するセラミック材料からなるフタ（本明細書でいう蓋）とからなる。そして、接合材にガラス材を用い、ガラス材をフタの接合面に形成し、このガラス材を溶融してセラミックパッケージにフタを接合して、矩形水晶振動片を内部空間に気密封止する。
【特許文献１】特開２００４−１０４７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した特許文献１に示す背景技術では、フタにセラミック材料を用いているために、当該表面実装型水晶振動子の小型化に好ましくない。これは、セラミック材料の材質が脆いことに関係し、セラミック材料をフタに用いる場合、フタとして用いるための強度を有するためにはある一定以上の厚みを有する必要がある。
【０００６】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、蓋の厚みを抑えて当該圧電振動デバイスの低背化を行う圧電振動デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる圧電振動デバイスは、圧電振動片を保持するベースと、前記ベースに保持した前記圧電振動片を気密封止するためにベースと接合する蓋とが設けられ、前記ベースと前記蓋とは接合材を介して接合された圧電振動デバイスにおいて、前記蓋は、金属材料からなり、前記接合材は絶縁部と導電部とから構成され、前記絶縁部と前記導電部との融点は同一もしくは近似し、前記ベースには、外部と電気的に接続する端子電極に引回された電極部が設けられ、前記蓋と前記導電部と前記電極部とが電気的に接続されたことを特徴とすることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、前記蓋は金属材料からなり、前記接合材は前記絶縁部と前記導電部とから構成され、前記絶縁部と前記導電部との融点は同一もしくは近似し、前記ベースに前記電極部が設けられ、前記蓋と前記導電部と前記電極部とが電気的に接続されるので、前記蓋の厚みを抑えて当該圧電振動デバイスの低背化を行うことが可能となる。そして、本発明によれば、当該圧電振動デバイスの低背化を行うとともに前記蓋に金属材料を用いた場合であっても前記蓋をＧＮＤに接続することが可能となり、その結果、前記圧電振動片への外部環境からの電磁干渉を抑える（ＥＭＩ対策を施す）ことが可能になる等、当該圧電振動デバイスの特性が悪くなるのを抑えることが可能となる。
【０００９】
前記構成において、前記絶縁部と前記導電部との融点は、同一もしくは近似してもよい。
【００１０】
この場合、前記絶縁部と前記導電部との融点が同一もしくは近似しているので、前記ベースと前記蓋との接合の際に、前記接合材のある部分が過剰に溶融したり前記接合材のある部分が溶融せずに接合不良が生じるのを抑制することが可能となり、前記接合材に前記絶縁部と前記導電部とが設けられた場合であっても、安定して前記ベースと前記蓋との接合を行うことが可能となる。
【００１１】
前記構成において、前記ベースには、前記圧電振動片が、シリコーン系樹脂からなる接着剤を用いて接合保持され、前記融点は、２８０〜３３０℃であってもよい。
【００１２】
この場合、前記ベースに前記圧電振動片が前記接着剤を用いて接合保持され、前記融点は、２８０〜３３０℃であるので、前記ベースと前記蓋との接合を行った場合にアウトガスが発生するのを抑制することが可能となる。
【００１３】
前記構成において、前記絶縁部には、フィラー成分が全体に均一に分布された低融点ガラスが用いられてもよい。
【００１４】
この場合、前記絶縁部のボイドの発生を抑制することが可能となる。具体的に、低融点ガラスにフィラー成分が全体に均一に分布されるので、低融点ガラスのボイドは発生し難くし、もしくは発生しない。
【００１５】
前記構成において、具体的に、前記絶縁部はスパッタ法により形成されてもよい。
【００１６】
この場合、フィラー成分をスパッタ法により低融点ガラスに含有させるので、スクリーン印刷とは異なり微細粒子によるフィラー成分の含有を行うことが可能となり、低融点ガラスにフィラー成分を微細な粒子で均一に分布させることが可能となる。また、スクリーン印刷では接合材の仮固着が必須の工程となっているが、本構成によればこの工程を省くことが可能となり、工程の簡略化を図ることも可能となる。また、本発明によれば、スパッタ法による前記絶縁部の形成により低融点ガラスの厚みを薄くして当該圧電振動デバイスの低背化を図ることが可能となる。
【００１７】
前記構成において、前記絶縁部の熱膨張係数は、前記ベースおよび前記蓋と近似もしくは同一の値を有してもよい。
【００１８】
この場合、前記ベースと前記蓋と前記絶縁部との熱膨張係数が、近似もしくは同一の値であり、熱膨張係数の相違によってベースと蓋との接合時にかかるストレスを抑えることが可能となり、この接合時のストレスが原因となるガラス封止部分のクラックとかガラス封止部分の剥がれなどを防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかる圧電振動デバイスによれば、蓋の厚みを抑えて当該圧電振動デバイスの低背化を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施例では、圧電振動デバイスとしてＡＴカット水晶振動子に本発明を適用した場合を示す。
【００２１】
本実施例にかかるＡＴカット水晶振動子１（以下、水晶振動子という）は、図１に示すように、平面視矩形に成形されたＡＴカット水晶振動片２（本発明でいう圧電振動片であり、以下、水晶振動片という）と、この水晶振動片２を保持するベース３と、ベース３に保持した水晶振動片２を気密封止するための蓋４とからなる。
【００２２】
この水晶振動子１では、図１に示すように、ベース３と蓋４とが下記する接合材７を用いて真空加熱炉にて加熱溶融接合されて本体筐体５が構成され、この本体筐体５内に内部空間６が形成される。この内部空間６のベース３上には水晶振動片２が保持されているとともに、本体筐体５の内部空間６が気密封止されている。なお、内部空間６内において、ベース３に水晶振動片２がシリコーン系樹脂などの導電性接着剤８１（本発明でいう接着剤）を用いて接合保持されている。
【００２３】
次に、この水晶振動子１の各構成について図１〜３を用いて説明する。
【００２４】
ベース３は、図１，２に示すように、セラミック材料（アルミナ）からなる平面視矩形状の一枚板の底部３１と、この底部３１上に積層したセラミック材料の堤部３２とから構成される箱状体に成形され、これら底部３１と堤部３２とが断面凹状に一体的に焼成されている。また、堤部３２は、底部３１の上面外周に沿って成形されている。この堤部３２の上面（端面）は、蓋４との接合領域３３である。また、このベース３の外周には、四隅にキャスタレーション３４が形成されている。そして、このベース３の表面３５には、搭載する水晶振動片２の傾きを抑えるための枕部３９と、水晶振動片２の励振電極２３，２４（下記参照）と電気的に接続する２つの電極パッド３６１、蓋４と端子電極３６４（下記参照）の一部とを電気的に接続するための４つの電極部３６２とが設けられている。電極パッド３６１は、それぞれに対応して引回された接続電極３６３を介して、ベース３の裏面３７に形成される端子電極３６４の一部に電気的に接続され、端子電極３６４から外部（外部部品や外部機器）と接続される。また、電極部３６２は、外部（外部部品や外部機器）と電気的に接続する端子電極３６４に引回され、電極パッド３６１と同様に、それぞれに対応した接続電極３６３を介して、ベース３の裏面３７に形成される端子電極３６４に電気的に接続され、端子電極３６４から外部部品や外部機器と接続される。なお、これらの電極パッド３６１、電極部３６２、接続電極３６３、及び端子電極３６４は、タングステン、モリブデン等のメタライズ材料を印刷した後にベース３と一体的に焼成して形成される。そして、これら電極パッド３６１、電極部３６２、接続電極３６３、及び端子電極３６４のうち、ベース３に露出形成されたものおよび露出された部分について、メタライズ上部にニッケルメッキが形成され、その上部に金メッキが形成されている。
【００２５】
蓋４は、金属材料（具体的にコバール単体）からなり、図１，３に示すように、平面視矩形状の一枚板に成形され、当該一枚板の平面視各隅部が曲率形成されている。また、この蓋４の平面視の外形寸法は、同一方向視のベース３の外形寸法と略同一か、若干小さく（ひとまわり小さく）なるように設計されている。本実施例に示すように蓋４に金属材料を用いることで、ベース３と同一材料であるセラミックを蓋４に用いた場合と比較して、その厚みを薄くすることができ、水晶振動子１の低背化を図ることができる。また、セラミックを用いて本実施例と同一の厚みの蓋４を成形した場合、セラミックは金属材料より脆く、強度を保つことができない。
【００２６】
また、図１，３に示すように、ベース３の接合領域３３と蓋４の接合領域４１との接合には、厚さ１０μｍからなる接合材７が用いられている。接合材７は、錫燐酸系から構成される低融点ガラスの絶縁部７２と、金−錫からなる合金の導電部７３とから構成されている。なお、この接合材７は、その大部分を絶縁部７２で構成し、残りの部分を導電部７３で構成している。具体的に、導電部７３は、図１〜３に示すように、当該水晶振動子１の平面視各隅部に形成され、それ以外の位置に絶縁部７２が形成され、これら絶縁部７２と導電部７３との融点は約３２０℃である。そして、図１に示すように蓋４とベース３とが接合材７を介して接合されることで、蓋４と導電部７３と電極部３６２とが電気的に接続される。なお、本実施例では、蓋４とベース３との接合の前に、接合材７がスパッタ法により蓋４に形成される（図３参照）。具体的に、ＲＦ電源を用いて真空雰囲気にした状態のチャンバー内において蓋４の接合領域４１に絶縁部７２がスパッタリング形成される。そして、絶縁部７２の形成後に、導電部７３が、スパッタ法により蓋４の接合領域４１のうち絶縁部７２を形成した位置をマスキングした状態でスパッタリング形成されて図３に示す接合材７が蓋４に形成される。なお、本実施例では、絶縁部７２の形成後に導電部７３を形成して接合材７を形成しているが、導電部７３の形成後に絶縁部７２を形成して接合材７を形成してもよい。
【００２７】
上記した絶縁部７２の低融点化は、低融点ガラスにおける鉛の含有率等を調整して融点を制御して行なっている。また、本実施例では、絶縁部７２に、酸化鉛系から構成される低融点ガラスが用いられている。この低融点ガラスには、その熱膨張係数をベース３および蓋４と近似もしくは同一の値とするために、ウィレマイトからなるフィラー成分が含有されている。なお、ここでいうフィラー成分とは、粒径状のフィラーとは区別して、原子レベルの単位で低融点ガラスに含有される成分のことをいう。ところで、この低融点ガラスは、スパッタ法により蓋４の接合領域４１のうち導電部７３を形成する位置（平面視隅部）をマスキングした状態でスパッタリングされて形成され、このスパッタリングによる低融点ガラスの形成によりフィラー成分が全体に均一に配される（フィラー成分が低融点ガラス全体に均一に分布される）。このフィラー成分が全体に均一に配されることで、低融点ガラスのいずれの位置においても熱膨張係数を同一にすることができる。
【００２８】
なお、本実施例では、図３に示す接合材７を形成した蓋４を用いているが、接合材７の形成はこれに限定されるものではなく、例えば、図４，５に示すような形態であってもよい。具体的に、上記した図３では、蓋４のベース３と接合する接合面のうちベース３の接合領域３３に対応する接合領域４１に接合材７を形成した例を示す。これに対して、図４では、図３に示す接合材７の形成位置を広げてより幅広に蓋４に接合材７を形成した例を示す。また、図５では、蓋４のベース３と接合する接合面全面に接合材７を形成した例を示す。
【００２９】
また、上記した本実施例にかかるベース３の熱膨張係数は７．４×１０-6（１／℃）であり、蓋４の熱膨張係数は４．５〜５．１×１０-6（１／℃）であり、図１，３に示すように接合材７の大部分を構成する低融点ガラスの熱膨張係数は４．５〜７．５×１０-6（１／℃）である。これらベース３の熱膨張係数と、蓋４の熱膨張係数との中間値に接合材７の熱膨張係数を設定することが好適である。
【００３０】
ところで、本実施例に示すような１０μｍの厚みの低融点ガラスを、スクリーン印刷によりベース３に塗布形成する場合、低融点ガラスの塗布厚を抑えることができず、ベース３に薄い低融点ガラスを塗布形成することができない。これに対して、本実施例に示すようにスパッタ法によりベース３にスパッタ形成する場合、低融点ガラスの塗布厚を抑えることができ、ベース３に薄い低融点ガラスを形成するのに好適である。
【００３１】
また、図１に示すように、この接合材７の一部７１は、ベース３と蓋４との接合の際にインナーメニスカス形成され、ベース３と蓋４とにより形成された内部空間６内に配されている。ここでいう接合材７の一部７１を内部空間６内に配するとは、内部空間６内に接合材７の一部７１を面するだけでなく、内部空間６内に接合材７の一部７１を突出させた状態のことをいう。具体的に、接合材７の一部７１がベース３の堤部３２に対して内部空間６側にオーバーハングされた状態なっている。図１に示すように、ベース３の堤部３２全域から接合材７の一部７１が、内部空間６側にオーバーハングされている。
【００３２】
水晶振動片２は、図１，２に示すように、ＡＴカット水晶板（図示省略）からなり、平面視矩形上の一枚板の直方体に成形されている。この水晶振動片２の両主面２１，２２には、それぞれ励振電極２３，２４と、これらの励振電極２３，２４を外部電極（本実施例では、ベース３の電極パッド３６１）と電気的に接続するために励振電極２３，２４から引き出された引出電極２５，２６とが形成されている。これらの励振電極２３，２４及び引出電極２５，２６は、例えば、水晶振動板側からクロム−金の順に、あるいはクロム−金−クロムの順に、あるいはクロム−銀の順に、あるいはクロム−銀−クロムの順に積層して形成されている。そして、水晶振動片２の引出電極２５，２６とベース３の電極パッド３６１とが、導電性接着剤８１により接合され、図１，２に示すように、水晶振動片２はベース３に片保持されている。
【００３３】
水晶振動片２をベース３に接合して搭載保持するための圧電振動片用の接着剤として導電性接着剤８１が用いられている。なお、この導電性接着剤８１は、下塗り接着剤８１ａと上塗り接着剤８１ｂとからなり、下塗り接着剤８１ａにより水晶振動片２と電極パッド３６１との導通を図るとともに水晶振動片２をベース３に保持し、上塗り接着剤８１ｂにより水晶振動片２のベース３への保持を強化するものである。
【００３４】
上記した構成からなるベース３に水晶振動片２を導電性接着剤８１を介して電気機械的に接合保持し、この水晶振動片２を接合保持したベース３に、接合材７をスパッタ形成した蓋４を、真空加熱炉にて加熱溶融接合して水晶振動子１を製造する。
【００３５】
上記したよう本実施例にかかる水晶振動子１によれば、蓋４は金属材料からなり、接合材７は絶縁部７２と導電部７３とから構成され、ベース３に電極部３６２が設けられ、蓋４と導電部７３と電極部３６２とが電気的に接続されるので、蓋４の厚みを抑えて当該水晶振動子１の低背化を行うことができる。そして、本実施例によれば、当該水晶振動子１の低背化を行うとともに蓋４に金属材料を用いた場合であっても蓋４をＧＮＤに接続することができ、その結果、水晶振動片２への外部環境からの電磁干渉を抑える（ＥＭＩ対策を施す）ことができる等、当該水晶振動子１の特性が悪くなるのを抑えることができる。
【００３６】
また、絶縁部７２と導電部７３との融点が同一もしくは近似しているので、ベース３と蓋４との接合の際に、接合材７のある部分が過剰に溶融したり接合材７のある部分が溶融せずに接合不良が生じるのを抑制することができ、接合材７に絶縁部７２と導電部７３とが設けられた場合であっても、安定してベース３と蓋４との接合を行うことができる。
【００３７】
また、ベース３に水晶振動片２が導電性接着剤８１を用いて接合保持され、融点は、２９０〜３２０℃であるので、ベース３と蓋４との接合を行った場合にアウトガスが発生するのを抑制することができる。具体的に、シリコーン系樹脂の耐熱温度が約３００℃であり、この耐熱温度を超える温度でベース３と蓋４との接合を行った場合、アウトガスが発生し、このアウトガスが当該水晶振動子１の特性を悪くするが、本構成によれば、アウトガスの発生を抑えて当該水晶振動子１の特性が悪くなるのを抑えることができる。
【００３８】
また、絶縁部７２には、スパッタ法により形成されてフィラー成分が全体に均一に分布された低融点ガラスが用いられるので、絶縁部７２のボイドの発生を抑制することができる。具体的に、低融点ガラスにフィラー成分が全体に均一に分布されるので、低融点ガラスのボイドは発生し難くし、もしくは発生しない。
【００３９】
また、本実施例にかかる水晶振動子１によれば、フィラー成分をスパッタ法により低融点ガラスに含有させるので、スクリーン印刷とは異なり微細粒子によるフィラー成分の含有を行うことができ、低融点ガラスにフィラー成分を微細な粒子で均一に分布させることができる。また、スクリーン印刷では接合材の仮固着が必須の工程となっているが、本実施例にかかる水晶振動子１によればこの工程を省くことができ、工程の簡略化を図ることもできる。また、本実施例にかかる水晶振動子１によれば、スパッタ法による絶縁部７２の形成により低融点ガラスの厚みを薄くして水晶振動子１の低背化を図ることができる。
【００４０】
また、絶縁部７２の熱膨張係数は、ベース３および蓋４と近似もしくは同一の値を有するので、熱膨張係数の相違によってベース３と蓋４との接合時にかかるストレスを抑えることができ、この接合時のストレスが原因となるガラス封止部分のクラックとかガラス封止部分の剥がれなどを防止することができる。
【００４１】
また、接合材７がインナーメニスカス形成されているので、ベース３と蓋４との接合時における接合材７の接合幅を確保することができ、新たに接合材７の接合幅を確保するために本体筐体５を大きくする必要がなく、水晶振動子１の小型化を図ることができる。
【００４２】
また、接合材７の導電部７３が蓋４の平面視平面視各隅部に形成され、電極部３６３が堤部３２の平面視各隅部に設けられているので、ベース３への蓋４の接合の際に接合方向が限定されることはなく、ベース３への蓋４の接合の自由度が高い。
【００４３】
なお、本実施例では、圧電振動片としてＡＴカット水晶振動片２を用いているが、これに限定されるものではなく、音叉型水晶振動片であってもよい。
【００４４】
また、本実施例では、導電性接着剤８１にシリコーン系樹脂を用いているが、これに限定されるものではなく、導電性の接着剤であれば他のものでもよく、例えばエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂などであってもよい。
【００４５】
また、本実施例では、ベース３にセラミック材料を用いているが、これに限定されるものではなく、ベース３と蓋４と絶縁部７２との熱膨張係数を近似もしくは同一の値であれば例えば、セラミック材料のベースに添加物を含有させて熱膨張係数を蓋４および絶縁部７２に近似させてもよい。具体的に、ベース３の熱膨張係数を４．５〜５．５×１０-6（１／℃）に設定させることを構成としてもよい。
【００４６】
また、本実施例では、蓋４にコバール単体を用いているが、これに限定されるものではなく、ベース３と蓋４と絶縁部７２との熱膨張係数を近似もしくは同一の値であれば任意の材料から蓋４を構成してもよい。例えば、蓋４を、ニッケル−コバールの順で積層されたものや、ニッケル−コバール−ニッケルの順で積層されたものや、４２アロイ等から構成してもよい。
【００４７】
また、本実施例では、接合材７の厚さが１０μｍであるが、これは好適な例でありこれに限定されるものではなく、２０μｍ以下であれば任意の厚みに設定してもよい。なお、特に接合材７の厚さは１０μｍ以下である場合、スクリーン印刷によって塗布形成した接合材では実現できない接合材７の厚みを可能とし、水晶振動子１の低背化を図ることができる。このように、水晶振動子１の小型化を図るためには接合材７の厚みをより薄くすることが望まれる。
【００４８】
また、本実施例では絶縁部７２と導電部７３との融点が約３２０℃となっているが、これに限定されるものではなく、絶縁部７２と導電部７３との融点が、それぞれ２８０〜３３０℃に設定され、これら絶縁部７２と導電部７３との融点が同一もしくは近似していることが条件とされていればよい。
【００４９】
また、本実施例では、絶縁部７２に含有するフィラー成分にウィレマイトを用いているが、これに限定されるものではなく、絶縁部７２の熱膨張係数をベース３および蓋４と近似もしくは同一の値になれば他の材料を用いてもよい。具体的に、フィラー成分にコージェライトや、燐酸ジルコニウムや、シリカフィラー系などを用いてもよい。
【００５０】
また、本実施例では、低融点ガラスの構成として酸化鉛系を適用しているが、これに限定されるものではなく、絶縁部７２の融点が導電部７３の融点と同一もしくは近似の値であれば他の材料を用いてもよい。具体的に、鉛フリーガラスであってもよい。
【００５１】
また、本実施例では、導電性接着剤８１を下塗り接着剤８１ａと上塗り接着剤８１ｂとから構成しているが、これに限定されるものではなく、導電性接着剤８１を下塗り接着剤８１ａで構成してもよい。
【００５２】
また、本実施例では、導電性接着剤８１を接着剤として用いているが、これに限定されるものではなく、図６，７に示すように、金等からなる導電性バンプ８２を接着剤として用いてＦＣＢ法により水晶振動片２がベース３に電気機械的に接合されてもよい。この場合、本体筐体５の小型化に好適な例であり、またベース３と蓋４との接合時に当該接着剤からのアウトガスの発生を無くすことができる。
【００５３】
また、本実施例では、真空雰囲気中において接合材７を金属材料からなる蓋４に形成しているが、不活性ガス（窒素等）による雰囲気下において接合材７を金属材料からなる蓋４に形成してもよい。しかしながら、真空雰囲気中において接合材７を形成した場合、不活性ガス雰囲気中において接合材７を形成する場合と比較して、接合材７にボイドの発生を抑えて水晶振動子１のＣＩ値を２／３以下に抑えることができ、真空雰囲気中において接合材７を形成することが好ましい。特に、このことは低周波数を対象とする水晶振動子１の製造に関して顕著である。
【００５４】
また、本実施例では、スパッタ法により蓋４の接合領域４１に接合材７を形成しているが、これに限定されるものではなく、ベース３の接合領域３３と蓋４の接合領域との両方に接合材７を形成してもよく、またはベース３の領域３３のみに接合材７を形成してもよい。
【００５５】
具体的に、図８〜１１に示すように接合材７をスパッタ法によりベース３の接合領域３３にスパッタリングして形成してもよい。なお、図８，９では、ベース３の堤部３２の上面全面を接合領域３３とした例を示し、図１０，１１では、ベース３の堤部３２の上面全面であって、その短辺に形成したキャスタレーション３４のベース３内側を接合領域３３とした例を示す。なお、接合材７を、図３〜５に示す蓋４の接合領域４１と、図８〜１１に示すベース３の接合領域３３との両方に形成してもよい。この場合、ベース３の接合領域３３に形成した接合材７を、蓋４に形成した接合材７とベース３との接合を良好にするための補助的な構成として用いることが好ましく、また、水晶振動子１の低背化を図るためにベース３の接合領域３３に形成する接合材７の厚みを、蓋４に形成した接合材７の厚みより薄くすることが好ましい。
【００５６】
また、本実施例では、キャスタレーション３４を経由して蓋４と導電部７３と電極部３６２とが電気的に接続されているが、これに限定されるものではなく、例えば、図１０，１２，１３に示すようにベース３の堤部３２にスルーホール３２１を設け、スルーホール３２１を経由して蓋４と導電部７３と電極部３６２とが電気的に接続されてもよい。
【００５７】
また、本実施例では、導電部７３が４つ設けられているが、これに限定されるものではなく、その数は任意に設定可能であり、例えば、導電部７３を蓋４の平面視四隅のうち１つの隅に１つ設けてもよい。
【００５８】
また、本実施例では、電極部３８２を堤部３２の平面視四隅に設けているが、電極部３８２を設ける位置はこれに限定されるものではなく、導電部７３を介して蓋４と電極部３６２とを電気的に接続する位置であれば図１３に示すような位置に電極部３６２を設けてもよい。図１３では、電極部３６２が堤部３２の対向する短辺中央に設けられている。なお、この図１３に示すベース３に対応する蓋４では、導電部７３が、蓋４の短辺に沿ってその中央に平面視円形状に形成して設けられている（図１４参照）。また、図１４に示すように、導電部７３は、ベース３に設けられた電極部３８２の位置に対応させて、蓋４の平面視四隅以外の任意の位置に設けてもよく、また電極部３８２の形状は限定されるものではない。
【００５９】
さらに、本発明は水晶振動片やＩＣ等の他の電子部品を一体的に収納した水晶発振器、もしくは水晶振動片やＩＣ等の他の電子部品を個別に収納した水晶発振器にも適用することができる。
【００６０】
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、圧電振動デバイスに適用でき、特に水晶振動子などに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本実施例にかかる水晶振動子の概略構成図であり、図２のＡ−Ａ線概略断面図である。
【図２】図２は、本実施例にかかる、水晶振動片を片保持したベースの概略平面図である。
【図３】図３は、本実施例にかかる蓋の、ベースとの接合面に接合材を形成した概略平面図と、Ｂ−Ｂ線概略断面図である。
【図４】図４は、本実施例の他の例にかかる蓋の、ベースとの接合面に接合材を形成した概略平面図と、Ｂ’−Ｂ’線概略断面図である。
【図５】図５は、本実施例の他の例にかかる蓋の、ベースとの接合面に接合材を形成した概略平面図と、Ｂ’’−Ｂ’’線概略断面図である。
【図６】図６は、本実施例の他の例にかかる水晶振動子の概略構成図であり、図７のＡ’−Ａ’線概略断面図である。
【図７】図７は、本実施例の他の例にかかる、水晶振動片を片保持したベースの概略平面図である。
【図８】図８は、本実施例の他の例にかかるベースの、蓋との接合面に接合材を形成した概略平面図である。
【図９】図９は、図８に示すベースのＡ’’−Ａ’’線概略断面図である。
【図１０】図１０は、本実施例の他の例にかかるベースの、蓋との接合面に接合材を形成した概略平面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示すベースのＡ’’’−Ａ’’’線概略断面図である。
【図１２】図１２は、本実施例の他の例にかかるベースの概略構成図である。
【図１３】図１３は、本実施例の他の例にかかるベースの概略構成図である。
【図１４】図１４は、図１３に示すベースに対応した蓋の、ベースとの接合面に接合材を形成した概略平面図と、Ｂ’’’−Ｂ’’’線概略断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 水晶振動子（圧電振動デバイス）
２ 水晶振動片（圧電振動片）
３ ベース
３６２ 電極部
３６４ 端子電極
４ 蓋
７ 接合材
７２ 絶縁部
７３ 導電部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片を保持するベースと、前記ベースに保持した前記圧電振動片を気密封止するためにベースと接合する蓋とが設けられ、前記ベースと前記蓋とは接合材を介して接合された圧電振動デバイスにおいて、
前記蓋は、金属材料からなり、
前記接合材は絶縁部と導電部とから構成され、前記絶縁部と前記導電部との融点は同一もしくは近似し、
前記ベースには、外部と電気的に接続する端子電極に引回された電極部が設けられ、
前記蓋と前記導電部と前記電極部とが電気的に接続されたことを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項２】
前記ベースには、前記圧電振動片が、シリコーン系樹脂からなる接着剤を用いて接合保持され、
前記融点は、２８０〜３３０℃であることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動デバイス。
【請求項３】
前記絶縁部には、フィラー成分が全体に均一に分布された低融点ガラスが用いられたことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電振動デバイス。
【請求項４】
前記絶縁部は、スパッタ法により形成されたことを特徴とする請求項３に記載の圧電振動デバイス。
【請求項５】
前記絶縁部の熱膨張係数は、前記ベースおよび前記蓋と近似もしくは同一の値を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイス。
【請求項１】
圧電振動片を保持するベースと、前記ベースに保持した前記圧電振動片を気密封止するためにベースと接合する蓋とが設けられ、前記ベースと前記蓋とは接合材を介して接合された圧電振動デバイスにおいて、
前記蓋は、金属材料からなり、
前記接合材は絶縁部と導電部とから構成され、前記絶縁部と前記導電部との融点は同一もしくは近似し、
前記ベースには、外部と電気的に接続する端子電極に引回された電極部が設けられ、
前記蓋と前記導電部と前記電極部とが電気的に接続されたことを特徴とする圧電振動デバイス。
【請求項２】
前記ベースには、前記圧電振動片が、シリコーン系樹脂からなる接着剤を用いて接合保持され、
前記融点は、２８０〜３３０℃であることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動デバイス。
【請求項３】
前記絶縁部には、フィラー成分が全体に均一に分布された低融点ガラスが用いられたことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電振動デバイス。
【請求項４】
前記絶縁部は、スパッタ法により形成されたことを特徴とする請求項３に記載の圧電振動デバイス。
【請求項５】
前記絶縁部の熱膨張係数は、前記ベースおよび前記蓋と近似もしくは同一の値を有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１つに記載の圧電振動デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−２７１０９３（Ｐ２００８−２７１０９３Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１０３８８（Ｐ２００７−１１０３８８）
【出願日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
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