(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージの矩形状の底面内に圧電振動片を収納して、電極ローラで金属蓋体をシーム溶接する圧電デバイスの製造方法であって、
前記底面の四辺から上方に伸びシーム溶接用の金属ロウ材が接合面に形成された壁部を有するパッケージを用意する工程と、
前記パッケージ内に前記圧電振動片を収納するする収納工程と、
前記収納工程後、前記接合面の外周と同等の大きさの四辺を有するとともに各四辺の一部から前記壁部の外面に伸びる係止部とを有する金属蓋体を前記パッケージにかぶせる工程と、
前記金属蓋体の前記四辺に電極ローラを当接されて前記金属ロウ材と前記金属蓋体とをシーム溶接する溶接工程と、を備え、
前記係止部は前記金属蓋体の厚み分だけ前記各四辺から内側に切り欠けた位置から折り曲げて形成され、前記四辺のうちの一辺の伸びる方向から見て、前記電極ローラが接触する前記係止部の位置と前記係止部が形成されていない前記金属蓋体の外周位置とが同じ位置であることを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パッケージの内部に圧電振動片等の部品を収容した電子部品として、圧電振動子および圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。パッケージは、パッケージに蓋体を溶接することにより封止される。特許文献１又は特許文献２には、パッケージ上に蓋体を配置し、シーム溶接を行ってパッケージ内部を封止して圧電デバイスを形成する方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５３４８５号公報
【特許文献２】特開２００８−２１９３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、蓋体をパッケージへ搭載する時の蓋体の位置決めは、画像処理の使用又はメカ位置決め等により行う必要があった。更に、蓋体をパッケージに載せてパッケージを移動させる際には、蓋体が位置ずれしないように蓋体をパッケージに仮付けを行う等の工程が必要であった。
【０００５】
本発明は、蓋体自体に位置決め及びパッケージへの保持機能を持たせ、製造工程を簡略化することができる圧電デバイスの製造方法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】
【０００６】
第１観点の圧電デバイスは、圧電振動片を収納する矩形状の底面と前記底面の四辺から上方に伸びた壁部とこの壁部の端面の接合面とを有するパッケージと、接合面の外周と同等の大きさの四辺を有するとともに四辺の少なくとも対向する一対の辺の一部から壁部の外面に伸びる係止部とを有する金属蓋体と、を備え、係止部は金属蓋体の厚み分だけ各四辺から内側に切り欠けた位置から折り曲げて形成されており、パッケージの接合面と金属蓋体の四辺とがロウ材でシーム溶接される。
【０００７】
第２観点の圧電デバイスは、第１観点において、壁部の外側面には係止部が入り込む凹部が形成される。
【０００８】
第３観点の圧電デバイスは、圧電振動片を収納する矩形状の底面と前記底面の四辺から上方に伸びた壁部とこの壁部の端面の接合面とを有するパッケージと、接合面の外周と同等の四辺を有するとともに各四辺の全長で壁部の外面に伸びる係止部とを有する金属蓋体と、を備え、係止部は前記各四辺から折り曲げて形成されており、パッケージの接合面と金属蓋体の四辺とがロウ材でシーム溶接される。
【０００９】
第４観点の圧電デバイスの製造方法は、パッケージの矩形状の底面内に圧電振動片を収納して、金属蓋体により気密にシーム封止する圧電デバイスの製造方法であって、底面の四辺から上方に伸びシーム溶接用の金属ロウ材が接合面に形成された壁部を有するパッケージを用意する工程と、パッケージ内に圧電振動片を収納するする収納工程と、収納工程後、接合面の外周と同等の大きさの四辺を有するとともに各四辺の一部から壁部の外面に伸びる係止部とを有する金属蓋体をパッケージにかぶせる工程と、金属蓋体の四辺に電極ローラを当接されて金属ロウ材と金属蓋体とをシーム溶接する溶接工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
第５観点の圧電デバイスの製造方法は、パッケージの矩形状の底面内に圧電振動片を収納して、金属蓋体により気密にシーム封止する圧電デバイスの製造方法であって、底面の四辺から上方に伸びシーム溶接用の金属ロウ材が接合面に形成された壁部を有するパッケージを用意する工程と、パッケージ内に圧電振動片を収納するする収納工程と、収納工程後、接合面の外周と同等の四辺を有するとともに各四辺の全長で壁部の外面に伸びる係止部とを有する金属蓋体を前記パッケージにかぶせる工程と、金属蓋体の四辺に電極ローラを当接されて金属ロウ材と金属蓋体とをシーム溶接する溶接工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、製造工程を簡略化することができる圧電デバイスの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は、圧電デバイス１００の斜視図である。  （ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ概略断面図である。
【図２】（ａ）は、金属蓋体１０の平面図である。  （ｂ）は、金属蓋体１０の側面図である。  （ｃ）は、パッケージ２０の斜視図である。
【図３】圧電デバイス１００の作製方法を示したフローチャートである。
【図４】（ａ）は、シーム溶接されている圧電デバイス１００の斜視図である。  （ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。  （ｃ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】（ａ）は、金属蓋体２１０の平面図である。  （ｂ）は、金属蓋体２１０の側面図である。  （ｃ）は、金属蓋体３１０の平面図である。  （ｄ）は、金属蓋体３１０の側面図である。
【図６】（ａ）は、係止部４１１の断面図である。  （ｂ）は、係止部５１１の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、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るものではない。
【００１４】
＜圧電デバイス１００＞
図１（ａ）は、圧電デバイス１００の斜視図である。圧電デバイス１００は、金属蓋体１０とパッケージ２０とパッケージ２０に収納される圧電振動片３０（図１（ｂ）参照）とにより構成されている。金属蓋体１０は係止部１１を有している。また、パッケージ２０は、底部に外部電極２１が形成されている。以下、圧電デバイス１００の長辺方向をＹ軸方向、圧電デバイス１００の短辺方向をＸ軸方向、圧電振動デバイス１００の上下方向をＺ軸方向として説明する。
【００１５】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ概略断面図である。パッケージ２０は、内側に矩形状の底面２３と底面２３の四辺から上方に伸びた壁部２４とを有しており、底面２３と壁部２４とに囲まれてキャビティ２５が形成されている。また、壁部２４の外側面には凹部２６が形成されている。底面２３には接続電極２２が形成されており、接続電極２２はパッケージ２０内に形成されている導通部（不図示）を通じて外部電極２１と電気的に接続されている。また、圧電振動片３０には２つの励振電極（不図示）が形成されており、各励振電極は導電性接着剤４１を通して接続電極２２と電気的に接続されている。圧電振動片３０には、例えば一対の振動腕を有する音叉型圧電振動片、またはＡＴカット水晶振動片などを用いることができる。
【００１６】
金属蓋体１０は係止部１１を有しており、金属蓋体１０は係止部１１が壁部２４に形成された凹部２６に入り込むようにしてパッケージ２０にかぶせられる。また、パッケージ２０の壁部２４の上部端面に形成された接合面２７上にはロウ材４２が形成され、シーム溶接により金属蓋部１０とパッケージ２０とが溶接されてキャビティ２５が気密に封止される。
【００１７】
図２（ａ）は、金属蓋体１０の平面図である。金属蓋体１０は、矩形状の平板と各辺の中央部付近に形成された係止部１１とに構成されている。係止部１１は、金属蓋体１０の各辺よりも金属蓋体１０の厚みＷ１の分だけ内側に切り欠け部１５に形成された折り曲げ部１２より−Ｚ軸方向に折り曲げられて形成される。金属蓋体１０の矩形状の各辺の長さは、パッケージ２０の接続面２７の長さとほぼ同等の長さを有している。金属蓋体１０の基材には例えばコバール等が用いられる。
【００１８】
図２（ｂ）は、金属蓋体１０の側面図である。係止部１１の先端は、金属蓋体１０の外周方向に曲げられたテーパー部１３が形成されている。テーパー部１３は、金属蓋体１０をパッケージ２０に載置する際に金属蓋体１０とパッケージ２０との間の多少のずれを吸収して位置を補正する。また、係止部１１は、金属蓋体１０の各辺よりも内側に形成された折り曲げ部１２より曲げられることにより、係止部１１が金属蓋体１０の各辺より外周方向に出っ張らないようになっている。
【００１９】
図２（ｃ）は、パッケージ２０の斜視図である。パッケージ２０は、例えばセラミックスにより形成される。また、パッケージ２０は、底面２３と壁部２４とが形成され、その内側にキャビティ２５が形成されている。壁部２４の上方の端面には接合面２７が形成されており、接合面２７の上部にはロウ材４２が形成される。また、壁部２４の外側面の上方には凹部２６が形成され、パッケージ２０の底部には外部電極２１が形成されている。
【００２０】
図２（ｃ）では凹部２６が壁部２４の外側面の上方のみに形成されているが、凹部２６は横幅は図２（ｃ）と同じ長さで壁部２４の外側面に接合面２７からパッケージ２０の底部まで繋がるように形成されていても良い。また、接合面２７の上部とロウ材４２との間には、シーム溶接用の金属リング（不図示）又は金属厚膜（不図示）が形成されても良い。金属リング又は金属厚膜の表面には金（Ａｕ）の膜が形成され、後述する金属蓋体１０をパッケージ２０にシーム溶接する際に金属蓋体１０と金（Ａｕ）との間にジュール熱を発生させてロウ材４２を溶融する。
【００２１】
圧電デバイス１００は、金属蓋部１０の各辺に係止部１１が形成されていることにより、金属蓋部１０をパッケージ２０に配置する際に画像処理装置等を用いなくとも金属蓋部１０をパッケージ２０上に正確に配置することができる。また、金属蓋部１０をパッケージ２０上に配置した後も係止部１１がＸＹ平面内での金属蓋部１０の動きを抑えるため、金属蓋部１０が位置ずれすることが無い。
【００２２】
＜圧電デバイス１００の作製方法＞
圧電デバイス１００の作製方法について、以下に説明する。
図３は、圧電デバイス１００の作製方法を示したフローチャートである。
ステップＳ１０１で、壁部２４を有するパッケージ２０（図２（ｃ）参照）及び金属蓋体１０（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）が用意される。
【００２３】
パッケージ２０には底面２３および壁部２４が形成される。また、底面２３には２つの接続電極２２が形成され、パッケージ２０の底部には２つの外部電極２１が形成される。各接続電極２２はパッケージ２０の底部に形成される外部電極２１と導通部（不図示）を介して電気的に接続される。さらに、壁部２４の外側面には凹部２６が形成され、壁部２４の＋Ｚ軸側の端面である接合面２７にはロウ材４２が形成される。
【００２４】
金属蓋体１０は、係止部１１及び切り欠け部１５が形成され、係止部１１が折り曲げ部１２より−Ｚ軸方向に折り曲げられるようにプレス成型されることにより形成される。また、係止部１１は−Ｚ軸方向に折り曲げられると同時にテーパー部１３も形成される。
【００２５】
ステップＳ１０２において、パッケージ２０内に圧電振動片３０が収納される。パッケージ２０のキャビティ２５に圧電振動片３０が配置される。パッケージ２０の底面２３に形成されている２つの接続電極２２と圧電振動片３０に形成されている２つの励振電極とが導電性接着剤４１を介してそれぞれ電気的に接続される。
【００２６】
ステップＳ１０３で、金属蓋体１０がパッケージ２０にかぶせられる。金属蓋体１０はパッケージ２０に、パッケージ２０に形成されている凹部２６に金属蓋体１０の係止部１１が組み合わされるようにしてかぶせられる。係止部１１の先端付近にはテーパー部１３が形成されているため、金属蓋体１０がパッケージ２０にずれた状態でかぶせられようとしても多少のずれであれば自動的に吸収して補正される。
【００２７】
ステップＳ１０４で、ロウ材４２と金属蓋体１０とがシーム溶接される。シーム溶接に関しては図４を用いて説明する。
【００２８】
図４（ａ）は、シーム溶接されている圧電デバイス１００の斜視図である。シーム溶接は、一対の電極ローラ５０で金属蓋体１０を押さえ込み、電極ローラ５０を回転させながら金属蓋体１０の辺上を移動させることにより連続的に抵抗溶接を行う溶接である。電極ローラ５０が金属蓋体１０の辺上を移動している最中は、電極ローラ５０間に電流を流してジュール熱を発生させている。このジュール熱により金属蓋体１０とパッケージ２０とが溶接される。また、電極ローラ５０が金属蓋体１０上を移動している最中は、電極ローラ５０によって常に金属蓋体１０に圧力が加えられながら行われている。電極ローラ５０は、例えば金属蓋体１０の±Ｘ軸側の辺を移動して±Ｘ軸側の溶接を行い、その後±Ｙ軸側の辺を移動して±Ｙ軸側の溶接を行うことにより、金属蓋体１０の全ての辺を溶接する。
【００２９】
図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図４（ｂ）では、電極ローラ５０が係止部１１上にある状態が示されている。係止部１１は、金属蓋体１０のＹ軸方向の伸びる辺よりも金属蓋体１０の厚みＷ１の分だけ内側で−Ｚ軸方向に折り曲げられている。このため、電極ローラ５０は、係止部１１上の位置１４ａにおいて接触している。
【００３０】
図４（ｃ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図４（ｂ）では、電極ローラ５０が係止部１１上ではない位置にある状態が示されている。電極ローラ５０は、金属蓋体１０の外周部上の位置１４ｂにおいて接触している。
【００３１】
図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、圧電デバイス１００を同縮尺かつＸ軸方向の位置を揃えて紙面上に示している。図４（ｂ）及び図４（ｃ）を繋ぐ一点鎖線で示されているように、電極ローラ５０が接触する係止部１１上の位置１４ａと金属蓋体１０の外周部上の位置１４ｂとはＸ軸方向及びＺ軸方向に対して同じ位置にある。すなわち、電極ローラ５０がＹ軸方向に移動する場合、電極ローラ５０は係止部１１上を通過する時も段差を感じることなくスムーズに移動することができる。つまり、係止部１１上においても金属蓋体１０の外周部上と同様の熱量を加えることができるため、溶接ムラの発生を抑えることができる。つまりキャビティの密封が確実に確保できる。
【００３２】
＜金属蓋体の別の例＞
＜＜金属蓋体２１０＞＞
金属蓋体１０では、係止部１１の大きさが変えられても良い。以下に、係止部１１がより大きく形成された金属蓋体２１０について説明する。
【００３３】
図５（ａ）は、金属蓋体２１０の平面図である。金属蓋体２１０は矩形状の平面を有しており、金属蓋体２１０の各辺には係止部２１１が形成されている。係止部２１１は、金属蓋体２１０の折り曲げ部２１２から−Ｚ軸方向に折り曲げられて形成される。係止部２１１の幅は、各係止部２１１が形成されている金属蓋体２１０の各辺の長さに等しい。
【００３４】
図５（ｂ）は、金属蓋体２１０の側面図である。係止部２１１の先端部分には、金属蓋体２１０の外側に曲げられたテーパー部２１３が形成されている。テーパー部２１３は、金属蓋体１０のテーパー部１３と同様に、金属蓋体２１０をパッケージ２０にかぶせる際の金属蓋体２１０のずれを修正することができる。
【００３５】
金属蓋体２１０では、折り曲げ部２１２が金属蓋体２１０の各辺の全体に渡って形成されている。そのため、電極ローラで金属蓋体２１０をパッケージにシーム溶接する際に、電極ローラ５０が接触して通過する金属蓋体２１０上の領域を凹凸が無い状態に形成することができる。電極ローラ５０が通過する部分に凹凸があった場合、発生させたジュール熱を金属蓋体とパッケージとの間に均一に伝えることができなくなるため、溶接ムラができてしまい、キャビティの密封が解かれてしまう原因になる。金属蓋体２１０では、金属蓋体２１０上の電極ローラ５０が通過する領域を凹凸が無い状態に形成することができるため、溶接ムラの発生を防止することができる。
【００３６】
＜＜金属蓋体３１０＞＞
金属蓋体１０では、係止部１１が対向する一対の２辺のみに形成されても良い。以下に、２つの係止部３１１を有した金属蓋体３１０について説明する。
【００３７】
図５（ｃ）は、金属蓋体３１０の平面図である。金属蓋体３１０は矩形状の平面を有しており、金属蓋体３１０の＋Ｙ軸側の辺と−Ｙ軸側の辺とには係止部３１１が形成されている。係止部３１１は、金属蓋体３１０の２辺よりも金属蓋体３１０の厚みＷ１の分だけ内側の折り曲げ部３１２から−Ｚ軸方向に折り曲げられて形成される。係止部３１１は、金属蓋体１０の±Ｙ軸側に形成された係止部１１と同様の形状を有している。また、係止部３１１は、金属蓋体３１０の折り曲げ部３１２から−Ｚ軸方向に折り曲げられて形成される。
【００３８】
図５（ｄ）は、金属蓋体３１０の側面図である。係止部３１１の先端部分には、金属蓋体３１０の外側に曲げられたテーパー部３１３が形成されている。テーパー部３１３は、金属蓋体１０のテーパー部１３と同様に、金属蓋体３１０をパッケージ２０にかぶせる際の金属蓋体３１０のずれを修正することができる。また、係止部３１１がパッケージ２０の凹部２６に嵌め込まれることにより、金属蓋体３１０の±Ｘ軸方向へのずれが防がれる。
【００３９】
係止部３１１は、初めに金属蓋体３１０の矩形状の平面からはみ出すように形成される。そのため、係止部３１１を多く作るとその分、金属蓋体の面積が大きくなる。金属蓋体３１０では係止部３１１の形成個数が少ないため、金属蓋体３１０を面積が小さい状態から形成することができる。また、金属蓋体３１０は、±Ｙ軸側の辺にのみ係止部３１１が形成される場合を示したが、±Ｘ軸側の辺にのみ係止部が形成されていても良い。
【００４０】
＜係止部の別の例＞
＜＜係止部４１１＞＞
金属蓋体１０では、係止部１１を−Ｚ軸方向に折り曲げて形成していたが、さらに係止部１１を金属蓋体１０の内側に折り曲げても良い。以下に、金属蓋体４１０の内側方向に折り曲げられた係止部４１１について説明する。
【００４１】
図６（ａ）は、係止部４１１の断面図である。図６（ａ）は、係止部４１１を有する金属蓋体４１０がパッケージ２０にかぶせられた状態である。パッケージ２０の壁部２４の接合面２７上にはロウ材４２が形成されており、ロウ材４２の上には金属蓋体４１０が接触してかぶせられている。金属蓋体４１０に形成されている係止部４１１は、金属蓋体４１０の内側に僅かに折り曲げられている。テーパー部４１３が金属蓋体４１０の内側に形成されていることによって、テーパー部４１３でパッケージ２０の壁部２４の側面を金属蓋体４１０がずれないように保持することができる。また、係止部４１１の先端部にはテーパー部４１３が形成されている。テーパー部４１３はテーパー部１３と同様に、金属蓋体４１０をパッケージ２０にかぶせる際に金属蓋体４１０のずれを修正することができる。
【００４２】
＜＜係止部５１１＞＞
金属蓋体４１０では、係止部４１１を−Ｚ軸方向に折り曲げさらに係止部４１１を金属蓋体４１０の内側方向に折り曲げることによりパッケージ２０を保持するように形成したが、係止部の先端付近に保持部を形成してパッケージ２０を保持しても良い。以下に、先端部付近に保持部５１４が形成された係止部５１１について説明する。
【００４３】
図６（ｂ）は、係止部５１１の断面図である。図６（ｂ）は、係止部５１１を有する金属蓋体５１０がパッケージ２０にかぶせられた状態である。パッケージ２０の壁部２４の接合面２７上にはロウ材４２が形成されており、ロウ材４２の上には金属蓋体５１０が接触してかぶせられている。係止部５１１の先端部付近には、保持部５１４が形成されている。保持部５１４は、係止部５１１の一部が金属蓋体５１０の内側に凸状に折り曲げられた部分である。保持部５１４はパッケージ２０の壁部２４の外側を四方より押さえつけ金属蓋体５１０をパッケージ２０に保持している。また、パッケージ２０の保持部５１４が当たる部分に保持凹部２８を形成することにより金属蓋体５１０をＺ軸方向にずれないようにすることができる。
【００４４】
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０、２１０、３１０、４１０、５１０    金属蓋体
１１、２１１、３１１、４１１、５１１    係止部
１２    折り曲げ部
１３    テーパー部
１５    切り欠け部
２０    パッケージ
２１    外部電極
２２    接続電極
２３    底面
２４    壁部
２５    キャビティ
２６    凹部
２７    接合面
３０    圧電振動片
４１    導電性接着剤
４２    ロウ材
５０    電極ローラ
１００    圧電デバイス
５１４    保持部
【図１】
0005646234.tif 000002
【図２】
0005646234.tif 000003
【図３】
0005646234.tif 000004
【図４】
0005646234.tif 000005
【図５】
0005646234.tif 000006
【図６】
0005646234.tif 000007