(57)【要約】【課題】ベースとリッドとのシーム溶接時における溶接ムラを低減する。【解決手段】電子デバイスの製造方法は、ベースに電子部品を搭載し、ベースにリッドを載置し、平面視でリッドの外縁よりも内側にてベースとリッドとの溶接すべき領域に重なる接触位置でローラー電極と前記リッドとを接触させ、ベースとリッドとをシーム溶接により接合する。【選択図】図１０
2020155680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースに電子部品を搭載し、
前記ベースにリッドを載置し、
平面視で前記リッドの外縁よりも内側にて前記ベースと前記リッドとの溶接すべき領域に重なる接触位置でローラー電極と前記リッドとを接触させ、前記ベースと前記リッドとをシーム溶接により接合する、
電子デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記ローラー電極の軸方向に沿う前記領域の長さに対する、前記ローラー電極の軸方向に沿う前記リッドの外縁と前記接触位置との間の距離の比は、０．４以上０．６以下の範囲内である、
請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記リッドにおける前記ベースとは反対側の面は、前記領域に平面視で重なる部分において、前記リッドの外縁よりも内側で前記ベースからの距離が最大距離となる形状をなす、
請求項１または２に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記リッドにおける前記ベースとは反対側の面は、平面視で前記領域に重なる部分において、前記リッドの外縁に向けて前記ベースに近づく段差形状の段差面を有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記リッドの外縁が延びる方向に垂直な断面でみるとき、前記リッドの外縁と前記段差面の角とを結ぶ線分と、前記リッドの厚さ方向に垂直な線分とのなす角度は、前記ローラー電極の外周面と前記ローラー電極の中心軸とのなす角度よりも大きい、
請求項４に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記リッドにおける前記ベースとは反対側の面は、平面視で前記領域に重なる部分において、前記リッドの外縁に向けて前記ベースに近づく傾斜面を有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記ベースの厚さ方向に直交する平面と前記傾斜面とのなす角度は、前記ローラー電極の外周面と前記ローラー電極の中心軸とのなす角度よりも大きい、
請求項６に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記リッドにおける前記ベースとは反対側の面は、平面視で前記領域に重なる部分において、前記リッドの外縁に向けて前記ベースに近づく湾曲面を有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記リッドにおける前記ベースとは反対側の面は、平面視で前記領域に重なる部分において、前記リッドの外縁よりも内側で前記リッドの外縁に沿って設けられる凸部を有する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１０】
電子部品と、
前記電子部品を搭載するベースと、
前記ベースとの間に前記電子部品を収容する状態で前記ベースに溶接されるリッドと、を有し、
前記リッドにおける前記ベースとは反対側の面は、前記ベースと前記リッドとが溶接される領域に平面視で重なる部分において、前記リッドの外縁よりも内側で前記ベースからの距離が最大距離となる形状をなす、
電子デバイス。
【請求項１１】
前記電子部品は、振動素子片である、
請求項１０に記載の電子デバイス。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の電子デバイスを有する、
電子機器。
【請求項１３】
請求項１０または１１に記載の電子デバイスを有する、
移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスの製造方法、電子デバイス、電子機器および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子またはジャイロセンサー等の電子デバイスでは、一般に、振動素子片等の電子部品がパッケージ内に収容される。当該パッケージは、電子部品を搭載するベースと、当該ベースに接合されるリッドと、を有し、これらの間には、当該電子部品を収容する空間が形成される。ベースとリッドとの接合には、例えば、特許文献１に開示されるように、シーム溶接が用いられる。特許文献１では、セラミックパッケージに環状のシールフレームが予めろう付けされ、シールフレームと金属蓋とがシーム溶接される。当該シーム溶接では、金属蓋の縁部に沿ってローラー電極が加圧接触する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２７４２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の溶接方法では、金属蓋におけるローラー電極との接触位置が金属蓋の最も外側の位置であるため、当該接触位置から溶接すべき部位の内周縁に向けて流れる電流の経路の長さと当該部位の外周縁に向けて流れる電流の経路の長さとの差が大きくなってしまう。このため、特許文献１に記載の溶接方法では、溶接すべき部位における電流のバラツキが大きくなり、この結果、溶接ムラが生じてしまうという課題がある。ここで、溶接に寄与する電流が少なすぎる場合、溶け不足が生じ、一方、溶接に寄与する電流が多すぎる場合、ボイドが発生する。いずれの場合も、接合の気密性を低下させる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る電子デバイスの製造方法は、ベースに電子部品を搭載し、前記ベースにリッドを載置し、平面視で前記リッドの外縁よりも内側にて前記ベースと前記リッドとの溶接すべき領域に重なる接触位置でローラー電極と前記リッドとを接触させ、前記ベースと前記リッドとをシーム溶接により接合する。
【０００６】
本発明の一態様に係る電子デバイスは、電子部品と、前記電子部品を搭載するベースと、前記ベースとの間に前記電子部品を収容する状態で前記ベースに溶接されるリッドと、を有し、前記リッドにおける前記ベースとは反対側の面は、前記ベースと前記リッドとが溶接される領域に平面視で重なる部分において、前記リッドの外縁よりも内側で前記ベースからの距離が最大距離となる形状をなす。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る電子デバイスを示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】第１実施形態におけるリッドの形状を説明するための断面図である。
【図４】電子デバイスの製造方法の流れを示す図である。
【図５】リッドをプレス加工により製造する場合のプレス加工前の状態を示す断面図である。
【図６】リッドをプレス加工により製造する場合のプレス加工時の状態を示す断面図である。
【図７】部品搭載工程における各部材の配置状態を示す断面図である。
【図８】リッド載置工程におけるベースとリッドとの位置関係を示す平面図である。
【図９】接合工程におけるシーム溶接の概要を説明するための断面図である。
【図１０】第１実施形態におけるシーム溶接時にリッドからベースに向けて流れる電流の状態を説明するための図である。
【図１１】従来におけるシーム溶接時にリッドからベースに向けて流れる電流の状態を説明するための図である。
【図１２】第２実施形態におけるリッドの形状を説明するための断面図である。
【図１３】第３実施形態におけるリッドの形状を説明するための断面図である。
【図１４】第４実施形態におけるリッドの形状を説明するための断面図である。
【図１５】電子機器の一例であるモバイル型またはノート型のパーソナルコンピューターの構成を概略的に示す斜視図である。
【図１６】電子機器の一例であるスマートフォンの構成を概略的に示す平面図である。
【図１７】電子機器の一例であるディジタルスチルカメラの構成を概略的に示す斜視図である。
【図１８】移動体の一例である自動車を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法または縮尺は実際とは適宜異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。
【０００９】
Ａ．電子デバイス
Ａ１．第１実施形態
Ａ１−１.電子デバイスの概要
図１は、第１実施形態に係る電子デバイス１を示す平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。以下では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて説明を行う。以下の各図には、これらの軸を表す矢印が適宜に図示される。当該矢印の指し示す側が＋側、その反対側が−側である。また、＋Ｘ方向および−Ｘ方向のうちの一方または両方を単に「Ｘ方向」、＋Ｙ方向および−Ｙ方向のうちの一方または両方を単に「Ｙ方向」、＋Ｚ方向および−Ｚ方向のうちの一方または両方を単に「Ｚ方向」という。ここで、Ｚ方向は、後述する板状のリッド４２の厚さ方向である。−Ｚ方向または＋Ｚ方向からみることを「平面視」という。
【００１０】
図１および図２に示す電子デバイス１は、Ｚ軸まわりの角速度ωを検出する振動型のジャイロセンサーである。電子デバイス１は、振動素子片１０と支持部材２０と回路素子３０とパッケージ４０とを有する。振動素子片１０、支持部材２０および回路素子３０のそれぞれは、電子部品の一例であり、パッケージ４０に収容される。ここで、振動素子片１０は、支持部材２０を介してパッケージ４０に支持される。以下、電子デバイス１の各部を簡単に順次説明する。
【００１１】
図１および図２に示す振動素子片１０は、圧電材料で構成されるセンサー素子片である。当該圧電材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウムおよびニオブ酸リチウム等の圧電材料が挙げられる。これらの中でも、振動素子片１０の構成材料としては、水晶を用いることが好ましい。この場合、他の圧電材料を用いる場合に比べて、振動素子片１０の周波数温度特性を高めることができる。以下、振動素子片１０を水晶で構成する場合を説明する。各図に示すＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、振動素子片１０を構成する水晶の結晶軸である電気軸、機械軸および光軸にそれぞれ対応する。なお、図１および図２では、振動素子片１０の表面に設けられる電極の図示が省略される。
【００１２】
振動素子片１０は、いわゆるダブルＴ型と呼ばれる構造を有する。具体的に説明すると、振動素子片１０は、基部１１と、基部１１から＋Ｙ方向および−Ｙ方向に延びる第１検出腕１２ａおよび第２検出腕１２ｂと、基部１１から＋Ｘ方向および−Ｘ方向に延びる第１連結腕１３ａおよび第２連結腕１３ｂと、第１連結腕１３ａから＋Ｙ方向および−Ｙ方向に延びる第１駆動腕１４ａおよび第１駆動腕１４ｂと、第２連結腕１３ｂから＋Ｙ方向および−Ｙ方向に延びる第２駆動腕１５ａおよび第２駆動腕１５ｂと、を有する。なお、振動素子片１０の各部の形状は、図１に示す形状に限定されない。例えば、振動素子片１０の各腕には、Ｚ方向に向けて開口する溝または孔が腕の延びる方向に沿って適宜に設けられてもよい。また、各腕の幅は、一定でもよい。
【００１３】
第１駆動腕１４ａ、第１駆動腕１４ｂ、第２駆動腕１５ａおよび第２駆動腕１５ｂには、図示しないが、これらの駆動腕のそれぞれをＸ方向に屈曲振動させる１対の駆動電極が設けられる。また、第１検出腕１２ａおよび第２検出腕１２ｂには、図示しないが、これらの検出腕のそれぞれのＸ方向での屈曲振動に伴って生じる電荷を検出する１対の検出電極が設けられる。また、基部１１には、前述の１対の駆動電極および１対の検出電極に電気的に接続される複数の端子が設けられる。以上の駆動電極、検出電極および端子の構成材料としては、それぞれ、特に限定されないが、例えば、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）等の金属材料が挙げられる。
【００１４】
以下、振動素子片１０を用いる角速度ωの検出について簡単に説明すると、まず、図示しない１対の駆動電極の間に交番電圧が駆動信号として印加される。そうすると、第１駆動腕１４ａと第２駆動腕１５ａとがＸ方向に互いに反対側に屈曲振動するとともに、第１駆動腕１４ａおよび第２駆動腕１５ａと同相で、第１駆動腕１４ｂと第２駆動腕１５ｂとがＸ方向に互いに反対側に屈曲振動する。このとき、振動素子片１０に角速度が加わらない場合、第１駆動腕１４ａおよび１４ｂと第２駆動腕１５ａおよび１５ｂとが振動素子片１０の重心Ｇを通るＹＺ平面に対して面対称に振動するため、基部１１、第１連結腕１３ａ、第２連結腕１３ｂ、第１検出腕１２ａおよび第２検出腕１２ｂは、ほとんど振動しない。
【００１５】
このように第１駆動腕１４ａ、１４ｂ、第２駆動腕１５ａおよび１５ｂが屈曲振動する状態で、振動素子片１０にＺ軸まわりの角速度ωが加わる場合、これらの駆動腕には、それぞれ、Ｙ方向のコリオリ力が働く。このコリオリ力により、第１連結腕１３ａと第２連結腕１３ｂとがＹ方向に互いに反対側に屈曲振動する。これに伴い、この屈曲振動を打ち消すように、第１検出腕１２ａおよび第２検出腕１２ｂにおけるＸ方向の屈曲振動が検出振動として励振される。この検出振動によって１対の検出電極の間に生じる電荷が検出信号として出力される。当該検出信号に基づいて、角速度ωが求められる。以上のように、角速度ωを検出することができる。
【００１６】
図１および図２に示す支持部材２０は、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）実装用の基板である。支持部材２０は、フィルム２１と複数の配線２２とを有する。フィルム２１は、ポリイミド等の樹脂材料で構成される絶縁性の基材である。フィルム２１の中央部には、デバイスホール２１ａが設けられる。複数の配線２２は、前述の振動素子片１０における図示しない１対の駆動電極および１対の検出電極に対応して設けられる。複数の配線２２は、フィルム２１の一方の面上からデバイスホール２１ａを介してフィルム２１の他方の面側に折り曲げられて延びる。以上の複数の配線２２は、それぞれ、金属バンプ７２を介して、前述の振動素子片１０の基部１１に対して接続される。この接続により、複数の配線２２は、振動素子片１０における図示しない１対の駆動電極および１対の検出電極に電気的に接続される状態で、振動素子片１０を支持する。
【００１７】
図１および図２に示す回路素子３０は、振動素子片１０を駆動する駆動回路と、振動素子片１０から出力される電荷を検出する検出回路と、を有する集積回路である。図示しないが、回路素子３０には、前述の振動素子片１０を駆動する駆動信号を出力する複数の端子と、振動素子片１０からの検出信号が入力される複数の端子と、が設けられる。
【００１８】
図１および図２に示すパッケージ４０は、振動素子片１０、支持部材２０および回路素子３０を収容する容器である。パッケージ４０は、ベース４１とリッド４２と接合部材４３とを有する。ベース４１とリッド４２とは、接合部材４３を介して互いに接合される。図２に示すように、ベース４１とリッド４２との間には、振動素子片１０、支持部材２０および回路素子３０を収容する空間Ｓが形成される。空間Ｓは、例えば、１０Ｐａ以下の減圧状態である。なお、空間Ｓには、アルゴンまたは窒素等の不活性ガスが封入されてもよい。
【００１９】
ベース４１は、凹部４１１を有する箱状の部材である。ベース４１の平面視での外形は、略矩形である。ベース４１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、酸化アルミニウム等の各種セラミックスが挙げられる。図２に示す例では、ベース４１は、平板状の基板４１ａと枠状の３つの基板４１ｂ、４１ｃおよび４１ｄとを有し、これらが＋Ｚ方向に向けてこの順に積層される。図示しないが、ベース４１を構成する複数の基板の間には、金属等で構成される配線が適宜に設けられる。なお、ベース４１を構成する基板の数は、図２に示す例に限定されず、任意である。また、ベース４１の形状は、後述のシーム溶接が可能な形状であればよく、図２に示す形状に限定されず、任意である。
【００２０】
凹部４１１は、基板４１ａの＋Ｚ方向側の面で構成される底面４１１ａと、基板４１ｂの＋Ｚ方向側の面で構成される段差面４１１ｂと、基板４１ｃの＋Ｚ方向側の面で構成される段差面４１１ｃと、を有する。
【００２１】
底面４１１ａには、回路素子３０が基板４１ｂの内側に収まる状態で固定部材５１を介して固定される。固定部材５１は、例えば、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂等を含んで構成される接着剤である。段差面４１１ｂには、複数の内部端子６１が設けられる。複数の内部端子６１は、回路素子３０の図示しない複数の端子に複数の配線７１を介して電気的に接続される。複数の配線７１のそれぞれは、例えば、ボンディングワイヤーで構成される。段差面４１１ｃには、複数の内部端子６２が設けられる。複数の内部端子６２は、前述の支持部材２０の複数の配線２２に対応して設けられる。複数の内部端子６２には、支持部材２０の複数の配線２２が導電性の複数の固定部材５２を介して固定される。この固定により、複数の内部端子６２は、前述の振動素子片１０における図示しない１対の駆動電極および１対の検出電極複数に電気的に接続される。複数の固定部材５２のそれぞれは、例えば、半田、銀ペースト、導電性接着剤等で構成される。
【００２２】
複数の内部端子６１および複数の内部端子６２は、図示しないが、ベース４１の内部に設けられる複数の配線に適宜に接続される。具体的には、当該複数の配線は、複数の内部端子６１の一部と複数の内部端子６２とを接続する複数の配線と、複数の内部端子６１の残部とベース４１の外面上の複数の外部端子６３とを接続する複数の配線と、を含む。複数の外部端子６３は、電子デバイス１を図示しない外部機器に実装する際に用いられる。内部端子６１、６２および外部端子６３等は、それぞれ、例えば、タングステン（Ｗ）等のメタライズ層にニッケル（Ｎｉ）または金（Ａｕ）等の被膜をメッキ等により形成することで得られる金属膜で構成される。
【００２３】
リッド４２は、平面視で略矩形の外形を有し、前述のベース４１の凹部４１１の開口を塞ぐ板状の部材である。リッド４２の構成材料としては、ベース４１または接合部材４３に対してシーム溶接可能な材料であればよく、例えば、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼等の金属が挙げられる。また、リッド４２におけるベース４１側の面には、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等の被膜がメッキ等により適宜に設けられる。図１および図２に示すリッド４２におけるベース４１側の面には、溝４２１が設けられる。溝４２１は、電子デバイス１の製造時に、空間Ｓの内外を連通させ、空間Ｓを減圧する際の排気孔として用いられる。溝４２１は、リッド４２および接合部材４３のうちの一方または両方がエネルギー線による溶融後に固化することで形成される封止部８０により塞がれる。なお、リッド４２の形状については、後に詳述する。
【００２４】
接合部材４３は、ベース４１とリッド４２との間に介在し、これらを接合する枠状の部材である。接合部材４３は、一般に、シールリングとも称される。接合部材４３は、例えば、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼等の金属で構成される。また、接合部材４３の表面には、例えば、ニッケル（Ｎｉ）または金（Ａｕ）等の被膜がメッキ等により適宜に設けられる。以上の接合部材４３は、ベース４１に対して、銀ろう等を用いるろう付け等により気密的に接合される。また、接合部材４３は、リッド４２に対して、シーム溶接により気密的に接合される。これらの接合により、接合部材４３を介してベース４１とリッド４２とが接合される。なお、接合部材４３に代えて、ベース４１に、タングステン（Ｗ）等のメタライズ層にニッケル（Ｎｉ）または金（Ａｕ）等の被膜をメッキ等により形成することで得られる金属膜を設けてもよい。
【００２５】
以上が、電子デバイス１の各部の簡単な説明である。以上の電子デバイス１では、ベース４１とリッド４２とがシーム溶接により接合されるが、このシーム溶接での溶接ムラを低減すべく、リッド４２におけるベース４１とは反対側の面には、段差面４４が設けられる。以下、リッド４２の形状について詳述する。なお、実際のリッド４２は、シーム溶接による加圧および溶融により若干変形するため、シーム溶接の前後で形状が若干異なる。以下では、リッド４２の形状がシーム溶接の前後で同じであると仮定して説明する。ただし、実際上も、後述するローラー電極２０１との接触による僅かな痕がシーム溶接により形成される以外は、リッド４２の形状がシーム溶接の前後で概略的に同じであるといえる。
【００２６】
Ａ１−２.リッドの形状
図３は、第１実施形態におけるリッド４２の形状を説明するための断面図である。図３に示すように、リッド４２は、領域Ｒにてベース４１に接合される。リッド４２は、平面視で領域Ｒに重なる部分において、第１部分４５と、第１部分４５よりも薄い第２部分４６と、を有する。第１部分４５は、一定の厚さＴ１を有する。第２部分４６は、リッド４２の外縁Ｅ０を含み、外縁Ｅ０と第１部分４５との間の部分である。第２部分４６は、厚さＴ１よりも薄い一定の厚さＴ２を有する。
【００２７】
第１部分４５および第２部分４６により、リッド４２におけるベース４１とは反対側の面には、厚さＴ１およびＴ２の違いによる段差面４４が設けられる。すなわち、リッド４２におけるベース４１とは反対側の面は、平面視で領域Ｒに重なる部分において、リッド４２の外縁Ｅ０に向けてベース４１に近づく段差形状の段差面４４を有する。以上のように、リッド４２におけるベース４１とは反対側の面は、ベース４１とリッド４２とが溶接される領域Ｒに平面視で重なる部分において、リッド４２の外縁Ｅ０よりも内側でベース４１からの距離が最大距離となる形状をなす。本実施形態の当該最大距離は、厚さＴ１に等しい。
【００２８】
なお、領域Ｒは、ベース４１とリッド４２とが溶接される領域である。また、領域Ｒは、平面視でリッド４２と接合部材４３とが重なる領域であって、溶接前におけるベース４１とリッド４２との溶接すべき領域であるともいえる。本実施形態では、外縁Ｅ０が平面視で領域Ｒに重なる。なお、外縁Ｅ０が平面視で領域Ｒに重ならなくてもよい。
【００２９】
本実施形態では、段差面４４は、リッド４２の全周にわたって設けられる。ただし、段差面４４は、リッド４２の全周にわたって設けられていなくてもよく、例えば、前述の溝４２１に対応する部分で欠損していてもよい。
【００３０】
第１部分４５および第２部分４６の各部の寸法は、後述するシーム溶接に用いるローラー電極２０１が外縁Ｅ０に接触せずに接触位置ＰＣにて段差面４４の角に接触するように適宜に設計される。ここで、第１部分４５の厚さＴ１は、特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下の範囲内である。第２部分４６の厚さＴ２は、特に限定されないが、例えば、４０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲内である。厚さＴ１と厚さＴ２との差Ｄは、特に限定されないが、例えば、１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲内である。第１部分４５の幅Ｗ１および第２部分４６の幅Ｗ２は、それぞれ、特に限定されないが、例えば、３０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲内である。
【００３１】
以上の電子デバイス１は、前述のように、電子部品である振動素子片１０、支持部材２０および回路素子３０と、振動素子片１０、支持部材２０および回路素子３０を搭載するベース４１と、ベース４１との間に振動素子片１０、支持部材２０および回路素子３０を収容する状態でベース４１に溶接されるリッド４２と、を有する。また、リッド４２におけるベース４１とは反対側の面は、ベース４１とリッドとが溶接される領域Ｒに平面視で重なる部分において、リッド４２の外縁Ｅ０よりも内側でベース４１からの距離が最大距離となる形状をなす。このため、後述するシーム溶接時におけるベース４１とリッド４２との溶接ムラを低減することができる。
【００３２】
Ａ１−３.電子デバイスの製造方法
図４は、電子デバイス１の製造方法の流れを示す図である。電子デバイス１の製造方法は、図４に示すように、部品搭載工程Ｓ１０とリッド載置工程Ｓ２０と接合工程Ｓ３０とを有する。以下、各工程を順次説明する。
【００３３】
Ａ１−３ａ．部品搭載工程Ｓ１０
部品搭載工程Ｓ１０では、まず、電子デバイス１を構成する各部品が準備される。具体的には、振動素子片１０、支持部材２０、回路素子３０、ベース４１、リッド４２および接合部材４３が準備される。振動素子片１０、支持部材２０、回路素子３０、ベース４１および接合部材４３は、それぞれ、例えば、公知の方法により製造される。リッド４２の製造方法としては、特に限定されず、例えば、金属板をエッチング加工する方法、および金属板をプレス加工する方法等が挙げられるが、金属板をプレス加工する方法を用いることが好ましい。この場合、リッド４２の寸法精度と生産性との両立を図りやすいという利点がある。以下、この点を具体的に説明する。
【００３４】
図５は、リッド４２をプレス加工により製造する場合のプレス加工前の状態を示す断面図である。図５に示すように、まず、１対の型１０１および１０２の間に平板状の金属板４２０が設置される。金属板４２０は、例えば、コバール、４２アロイ、ステンレス鋼等の金属で構成される板材である。型１０１は、リッド４２の一方の面を成形する面１０１ａを有する。面１０１ａは、前述の段差面４４に対応する形状をなす部分を有する。型１０２は、リッド４２の他方の面を成形する面１０２ａを有する。面１０２ａは、前述の溝４２１に対応する形状をなす部分を有する。
【００３５】
図６は、リッド４２をプレス加工により製造する場合のプレス加工時の状態を示す断面図である。図６に示すように、金属板４２０を１対の型１０１および１０２で加圧成形することにより、リッド４２が得られる。以上のプレス加工では、リッド４２の平面視形状、溝４２１および段差面４４の形成が一括して行えるという利点もある。
【００３６】
図７は、部品搭載工程Ｓ１０における各部材の配置状態を示す断面図である。部品搭載工程Ｓ１０では、図７に示すように、ベース４１に、振動素子片１０、支持部材２０および回路素子３０が搭載される。より具体的には、例えば、振動素子片１０を支持部材２０に金属バンプ７２により予め固定しておき、ベース４１に対して、回路素子３０を固定部材５１により固定し、その後、支持部材２０を振動素子片１０ごと固定部材５２により固定する。また、ベース４１には、接合部材４３がろう付け等により接合される。
【００３７】
Ａ１−３ｂ．リッド載置工程Ｓ２０
図８は、リッド載置工程Ｓ２０におけるベース４１とリッド４２との位置関係を示す平面図である。リッド載置工程Ｓ２０では、図８に示すように、リッド４２がベース４１に対して接合部材４３を介して載置される。ここで、リッド４２の段差面４４の角は、平面視で、リッド４２と接合部材４３とが重なる領域Ｒの内周と外周との間に位置する。また、リッド４２の外縁Ｅ０も、平面視で、リッド４２と接合部材４３とが重なる領域Ｒの内周と外周との間に位置する。なお、図８では、領域Ｒがドットパターンで図示される。
【００３８】
Ａ１−３ｃ．接合工程Ｓ３０
図９は、接合工程Ｓ３０におけるシーム溶接の概要を説明するための断面図である。接合工程Ｓ３０では、図９に示すように、シーム溶接機２００を用いて、ベース４１とリッド４２とが接合部材４３を介してシーム溶接により接合される。シーム溶接機２００は、１対のローラー電極２０１と、これらの電極間に電流を流す電源２０２と、を有する。
【００３９】
１対のローラー電極２０１は、互いに同一の軸線ＡＸまわりに回転可能であり、軸線ＡＸに平行な方向に互いに間隔を隔てて配置される。当該間隔は、Ｘ方向またはＹ方向に沿うリッド４２の長さに応じて決められる。１対のローラー電極２０１のそれぞれは、軸線ＡＸに垂直な断面において円形をなし、これらの電極間に向かうに従い所定のテーパー角度θ０で外径が小さくなる形状をなす。テーパー角度θ０は、特に限定されないが、例えば、５°以上２５°以下の範囲内である。
【００４０】
１対のローラー電極２０１は、図示しない加圧機構により、リッド４２に加圧接触する。そして、１対のローラー電極２０１は、これらの軸線まわりに回転しながら、リッド４２の平面視における互いに平行な１対の辺に沿って所定の速度で走行する。このとき、電源２０２は、図９に示す経路ＲＴに沿って、リッド４２および接合部材４３を介して１対のローラー電極２０１の間に電流を流すことで、接合部材４３にジュール熱を生じさせる。このジュール熱によりリッド４２および接合部材４３を溶融させることで、リッド４２と接合部材４３とが接合される。また、リッド４２の平面視における互いに平行な残りの１対の辺についても、前述と同様に、リッド４２と接合部材４３とが接合される。
【００４１】
図１０は、第１実施形態におけるシーム溶接時にリッド４２からベース４１に向けて流れる電流の状態を説明するための図である。図１０に示すように、リッド４２におけるベース４１とは反対側の面には、段差面４４が設けられる。ここで、外縁Ｅ０が延びる方向に垂直な断面でみるとき、外縁Ｅ０と段差面４４の角とを結ぶ線分と、リッド４２の厚さ方向に垂直な線分とのなす角度θ１がローラー電極２０１のテーパー角度θ０よりも大きい。このため、ローラー電極２０１が外縁Ｅ０に接触せずに接触位置ＰＣにて段差面４４の角に接触する。ここで、角度θ１とテーパー角度θ０との差は、特に限定されないが、リッド４２の製造のし易さ等の観点から、例えば、５°以上２０°以下の範囲内であることが好ましく、１０°以上１５°以下の範囲内であることがより好ましい。
【００４２】
領域Ｒの幅Ｗに対する幅Ｗ２の比は、０．４以上０．６以下の範囲内であることが好ましい。当該比がこの範囲内であると、ローラー電極２０１を領域Ｒの幅方向での中央付近でリッド４２に接触させることができる。この結果、図１０に示すように、ローラー電極２０１から当該領域Ｒの内周縁に向けて流れる電流の経路ＲＴ２の長さと当該領域Ｒの外周縁に向けて流れる電流の経路ＲＴ１の長さとの差を極めて小さくすることができる。なお、幅Ｗは、ローラー電極２０１の軸方向に沿う領域Ｒの長さである。幅Ｗ２は、ローラー電極２０１の軸方向に沿うリッド４２の外縁Ｅ０と接触位置ＰＣとの間の距離である。なお、図１０に示す場合、ローラー電極２０１から当該領域Ｒの中央に向けて流れる電流の経路ＲＴ３の長さは、経路ＲＴ１およびＲＴ２のそれぞれの長さよりも若干短い。
【００４３】
図１１は、従来におけるシーム溶接時にリッド４２Ｘからベース４１に向けて流れる電流の状態を説明するための図である。従来では、リッド４２Ｘの厚さが均一であるため、ローラー電極２０１は、リッド４２Ｘの外縁ＥＸに接触する。このため、図１１に示すように、ローラー電極２０１から当該領域Ｒの内周縁に向けて流れる電流の経路ＲＴ２の長さと当該領域Ｒの外周縁に向けて流れる電流の経路ＲＴ１の長さとの差が極めて大きくなる。なお、図１１に示す場合、経路ＲＴ２の長さは、経路ＲＴ１の長さに比べて長い。また、図１１に示す場合、ローラー電極２０１から当該領域Ｒの中央に向けて流れる電流の経路ＲＴ３の長さは、経路ＲＴ１の長さと経路ＲＴ２の長さとの間の長さとなる。
【００４４】
以上のシーム溶接の後、本実施形態では、リッド４２の溝４２１を排気孔として用いて、空間Ｓを減圧する。その後、減圧雰囲気下または不活性ガス雰囲気下において、レーザー光または電子ビーム等のエネルギー線を用いてリッド４２の溝４２１を塞ぐ。以上により、電子デバイス１が得られる。
【００４５】
以上の電子デバイス１の製造方法は、ベース４１に電子部品である振動素子片１０、支持部材２０および回路素子３０を搭載し、ベース４１にリッド４２を載置し、ベース４１とリッド４２とをシーム溶接により接合する。当該シーム溶接では、平面視でリッド４２の外縁Ｅ０よりも内側にてベース４１とリッド４２との溶接すべき領域Ｒに重なる接触位置ＰＣでローラー電極２０１とリッド４２とを接触させる。このため、ローラー電極２０１がリッド４２の外縁Ｅ０に接触する場合に比べて、ローラー電極２０１から当該領域Ｒの内周縁に向けて流れる電流の経路ＲＴ２の長さと当該領域Ｒの外周縁に向けて流れる電流の経路ＲＴ１の長さとの差を小さくすることができる。この結果、溶接すべき領域Ｒにおける電流のばらつきが小さくなり、ベース４１とリッド４２との溶接ムラを低減することができる。
【００４６】
本実施形態では、リッド４２におけるベース４１とは反対側の面は、平面視で領域Ｒに重なる部分において、リッド４２の外縁Ｅ０に向けてベース４１に近づく段差形状の段差面４４を有する。段差面４４を有するリッド４２によれば、リッド４２をプレス加工により製造する場合、リッド４２の他の部分と一括して簡単かつ高精度に形成できるという利点がある。
【００４７】
Ａ２．第２実施形態
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態は、リッドの形状が異なること以外は、前述の第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、第２実施形態に関し、前述の第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、第２実施形態の説明に用いる図では、前述の第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００４８】
図１２は、第２実施形態におけるリッド４２Ａの形状を説明するための断面図である。図１２に示す電子デバイス１Ａに用いるリッド４２Ａは、平面視で領域Ｒに重なる部分において、第１部分４５と、第１部分４５よりも薄い第２部分４６Ａと、を有する。第２部分４６Ａは、第１部分４５からリッド４２Ａの外縁Ｅ０に向けて連続的に厚さが小さくなる形状をなす。ここで、第２部分４６Ａにおけるベース４１とは反対側の面は、リッド４２Ａの厚さ方向に垂直な平面に対して角度θ１で傾斜する平坦な傾斜面４４Ａである。
【００４９】
以上のように、リッド４２Ａにおけるベース４１とは反対側の面は、平面視で領域Ｒに重なる部分において、リッド４２Ａの外縁Ｅ０に向けてベース４１に近づく傾斜面４４Ａを有する。このような傾斜面４４Ａは、リッド４２Ａをプレス加工により製造する場合、リッド４２Ａの他の部分と一括して簡単かつ高精度に形成できるという利点がある。本実施形態では、第１部分４５と第２部分４６Ａとの間の段差がないため、リッド４２Ａをプレス加工により製造する際、第１実施形態に比べて、離型性がよいという利点もある。
【００５０】
以上の構成のリッド４２Ａでは、シーム溶接の際、傾斜面４４Ａにおける第１部分４５側の端が接触位置ＰＣとしてローラー電極２０１に接触する。以上の第２実施形態によっても、前述の第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５１】
ここで、ベース４１の厚さ方向に直交する平面と傾斜面４４Ａとのなす角度θ１は、ローラー電極２０１の外周面とローラー電極２０１の中心軸とのなす角度であるテーパー角度θ０よりも大きい。このため、ローラー電極２０１とリッド４２Ａの外縁Ｅ０との接触を防止することができる。
【００５２】
Ａ３．第３実施形態
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態は、リッドの形状が異なること以外は、前述の第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、第３実施形態に関し、前述の第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、第３実施形態の説明に用いる図では、前述の第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００５３】
図１３は、第３実施形態におけるリッド４２Ｂの形状を説明するための断面図である。図１３に示す電子デバイス１Ｂに用いるリッド４２Ｂは、平面視で領域Ｒに重なる部分において、第１部分４５Ｂと、第１部分４５Ｂよりも薄い第２部分４６Ｂと、を有する。第１部分４５Ｂは、一定の厚さＴ１を有する。第２部分４６Ｂは、リッド４２Ｂの外縁Ｅ０を含み、外縁Ｅ０と第１部分４５Ｂとの間の部分である。第２部分４６Ｂは、第１部分４５Ｂからリッド４２Ｂの外縁Ｅ０に向けて連続的に厚さが小さくなる形状をなす。ここで、第２部分４６Ｂにおけるベース４１とは反対側の面は、リッド４２Ａの厚さ方向に垂直な平面に対して傾斜する凸状の湾曲面４４Ｂである。
【００５４】
以上のように、リッド４２Ｂにおけるベース４１とは反対側の面は、平面視で領域Ｒに重なる部分において、リッド４２Ｂの外縁Ｅ０に向けてベース４１に近づく湾曲面４４Ｂを有する。このような湾曲面４４Ｂは、リッド４２Ｂをプレス加工により製造する場合、リッド４２Ｂの他の部分と一括して簡単かつ高精度に形成できるという利点がある。本実施形態では、湾曲面４４Ｂが凸面であることで、ローラー電極２０１とリッド４２Ｂとの接触面積の変動を小さくできるという利点もある。
【００５５】
以上の構成のリッド４２Ｂでは、シーム溶接の際、湾曲面４４Ｂがローラー電極２０１に接触する。以上の第３実施形態によっても、前述の第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００５６】
Ａ４．第４実施形態
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態は、リッドの形状が異なること以外は、前述の第１実施形態と同様である。なお、以下の説明では、第４実施形態に関し、前述の第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、第４実施形態の説明に用いる図では、前述の第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【００５７】
図１４は、第４実施形態におけるリッド４２Ｃの形状を説明するための断面図である。図１４に示す電子デバイス１Ｃに用いるリッド４２Ｃは、平面視で領域Ｒに重なる部分において、第１部分４５Ｃと、第１部分４５Ｃよりも薄い第２部分４６および４７と、を有する。第１部分４５Ｃは、第２部分４６と第３部分４７との間に設けられる。第２部分４６および第３部分４７の厚さは、互いに同じでも異なってもよい。ここで、リッド４２Ｃにおけるベース４１とは反対側の面には、第１部分４５Ｃによる凸部４４Ｃが設けられる。
【００５８】
以上のように、リッド４２Ｃにおけるベース４１とは反対側の面は、平面視で領域Ｒに重なる部分において、リッド４２Ｃの外縁Ｅ０よりも内側でリッド４２Ｃの外縁Ｅ０に沿って設けられる凸部４４Ｃを有する。このような凸部４４Ｃは、ローラー電極２０１とリッド４２Ｃとの接触位置ＰＣの変動を小さくしやすいという利点がある。凸部４４Ｃの幅は、特に限定されないが、当該利点を好適に得る観点から、領域Ｒの幅Ｗに対して、１／１０倍以上１／２倍以下の範囲内であることが好ましい。
【００５９】
以上の構成のリッド４２Ｃでは、シーム溶接の際、凸部４４Ｃがローラー電極２０１に接触する。以上の第４実施形態によっても、前述の第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００６０】
Ｂ．電子機器
図１５は、電子機器の一例であるモバイル型またはノート型のパーソナルコンピューター１１００の構成を概略的に示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備える本体部１１０４と、表示部１１０８を備える表示ユニット１１０６と、により構成される。表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持される。以上のパーソナルコンピューター１１００には、ジャイロセンサーとして機能する前述の電子デバイス１が内蔵される。
【００６１】
図１６は、電子機器の一例であるスマートフォン１２００の構成を概略的に示す平面図である。この図において、スマートフォン１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および不図示の送話口を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。以上のスマートフォン１２００には、ジャイロセンサーとして機能する前述の電子デバイス１が内蔵される。
【００６２】
図１７は、電子機器の一例であるディジタルスチルカメラ１３００の構成を概略的に示す斜視図である。この図には、外部機器との接続についても簡易的に示される。ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００６３】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース１３０２の背面には、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う表示部１３１０が設けられる。表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）およびＣＣＤ等を含む受光ユニット１３０４が設けられる。
【００６４】
撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号がメモリー１３０８に転送されて格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられる。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納される撮像信号がテレビモニター１４３０またはパーソナルコンピューター１４４０に出力される。以上のディジタルスチルカメラ１３００には、ジャイロセンサーとして機能する前述の電子デバイス１が内蔵される。
【００６５】
以上の電子機器は、電子デバイス１を有するため、電子デバイス１の高い信頼性により、電子機器の特性を高めることができる。
【００６６】
なお、電子デバイス１を搭載する電子機器としては、前述のパーソナルコンピューター、スマートフォンおよびディジタルスチルカメラの他にも、例えば、スマートフォン以外の携帯電話機、タブレット端末、時計、車体姿勢検出装置、ポインティングデバイス、ヘッドマウントディスプレイ、インクジェットプリンター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、ナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲームコントローラー、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ（Point of sale system）端末、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡、魚群探知機、各種測定機器、計器類およびフライトシミュレータ等が挙げられる。
【００６７】
Ｃ．移動体
図１８は、移動体の一例である自動車１５００を概略的に示す斜視図である。この図において、自動車１５００には、ジャイロセンサーとして機能する前述の電子デバイス１が内蔵される。電子デバイス１は、キーレスエントリー、イモビライザー、ナビゲーションシステム、エアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ：Antilock Brake System）、エアバック、タイヤプレッシャーモニタリングシステム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１５０１に広く適用できる。なお、電子デバイスを搭載する移動体としては、自動車の他にも、例えば、車両、航空機、ロケットおよび船舶等が挙げられる。
【００６８】
以上の移動体は、電子デバイス１を有するため、電子デバイス１の高い信頼性により、移動体の特性を高めることができる。
【００６９】
Ｄ．変形例
以上、本発明の電子デバイスの製造方法、電子デバイス、電子機器および移動体について図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。また、本発明の各部の構成は、前述した実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。また、本発明は、前述した各実施形態の任意の構成同士を組み合わせるようにしてもよい。
【００７０】
前述の実施形態では、振動素子片が圧電体材料で構成される場合が例示されるが、振動素子片の構成材料は、当該例示に限定されず、例えば、シリコンまたは石英等の非圧電体材料でもよい。この場合、例えば、非圧電体材料で構成される基体上に圧電体素子を設ければよい。また、シリコンで振動素子片を構成する場合、エッチング等の公知の微細加工技術を用いて寸法精度の高い振動素子片を比較的安価に製造することができる。
【００７１】
また、前述の実施形態では、振動素子片の駆動方式として圧電駆動方式を用いる場合が例示されるが、振動素子片の駆動方式は、当該例示に限定されず、例えば、静電駆動方式または電磁駆動方式等でもよい。同様に、前述の実施形態では、振動素子片の検出方式として圧電検出方式を用いる場合が例示されるが、振動素子片の検出方式は、これに限定されず、例えば、静電容量検出方式、ピエゾ抵抗検出方式または電磁検出方式等でもよい。
【００７２】
さらに、前述の実施形態では、振動素子片がダブルＴ型のセンサー素子片である場合が例示されるが、振動素子片は、当該例示に限定されず、例えば、Ｈ音叉型または音叉型等の他のセンサー素子片でもよいし、発振器用の振動素子片等でもよい。
【００７３】
また、前述の実施形態では、ベースに搭載する電子部品として、振動素子片、支持部材および回路素子を用いる場合が例示されるが、電子部品は、当該例示以外の電子部品でもよく、ベースに任意の１以上の電子部品が搭載されていればよい。ただし、前述の実施形態のような振動素子片は、パッケージ内の気密性が電子デバイスの特性に与える影響が他の電子部品に比べて極めて大きいことから、本発明による効果が顕著に発揮される。
【００７４】
さらに、前述の実施形態では、ベースが箱状をなし、リッドが板状をなす構成が例示されるが、この構成に限定されない。例えば、ベースが板状をなし、リッドが箱状またはハット状をなしてもよい。
【００７５】
また、前述の実施形態では、リッドに排気孔として用いる溝を設ける場合が例示されるが、当該溝を省略してもよい。この場合、ベースに排気孔として用いる孔を設けてもよい。当該孔は、例えば、Ａｕ−Ｇｅ系の合金等で構成される封止材で塞がれる。
【符号の説明】
【００７６】
１…電子デバイス、１Ａ…電子デバイス、１Ｂ…電子デバイス、１Ｃ…電子デバイス、１０…振動素子片、２０…支持部材、３０…回路素子、４１…ベース、４２…リッド、４２Ａ…リッド、４２Ｂ…リッド、４２Ｃ…リッド、４２Ｘ…リッド、４３…接合部材、４４…段差面、４４Ａ…傾斜面、４４Ｂ…湾曲面、４４Ｃ…凸部、５１…固定部材、５２…固定部材、６１…内部端子、６２…内部端子、６３…外部端子、２０１…ローラー電極、１１００…パーソナルコンピューター、１２００…スマートフォン、１３００…ディジタルスチルカメラ、１５００…自動車、ＡＸ…軸線、Ｅ０…外縁、ＰＣ…接触位置、Ｒ…領域、θ０…テーパー角度、θ１…角度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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