(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リンを含有するニッケル膜を含むメタライズ層を備えている絶縁基板と、
前記絶縁基板上に配置されている電子部品と、
前記メタライズ層とロウ材を介して接合している周縁部を有し、前記絶縁基板と供に前記電子部品を収容する内部空間を構成している金属蓋体と、を備え、
前記ニッケル膜が、前記ロウ材によって覆われていることを特徴とする電子デバイス。
【請求項２】
前記メタライズ層は、銅と、前記銅の外面に配置されている前記ニッケル膜と、
を含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記電子部品は振動子であり、
請求項１又は２に記載の電子デバイスと、半導体素子と、を備えていることを特徴とする発振器。
【請求項４】
電子部品、リンを含有するメタライズ層としてのニッケル膜が形成された絶縁基板、及び前記絶縁基板と接合されることにより前記電子部品を収容する内部空間を構成し、ロウ材層が形成された金属蓋体を夫々準備する工程と、
前記絶縁基板上に前記電子部品を接合する工程と、
前記絶縁基板上に前記金属蓋体を配置する工程と、
前記金属蓋体に加熱用の光、又は電子ビームを照射して、前記ロウ材を溶融させて前記内部空間に位置するニッケル膜を前記ロウ材で被覆する工程と、
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記ロウ材を溶融させる工程と、前記ニッケル膜を溶融させて前記蓋体を前記絶縁基板に接合する工程と、を、同時に実施することを特徴とする請求項４に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記ニッケル膜は無電解メッキによって形成されることを特徴とする請求項４又は５に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記電子部品は振動子であり、
請求項４乃至６のいずれか一項に記載の製造方法によって製造される前記電子デバイスにおける前記振動子に対する発振回路を構成する半導体素子を組み込む工程を含むことを特徴とする発振器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が接合されたセラミック基板上に金属蓋体をレーザー光等を用いて局部加熱することにより接合して電子部品を封止した電子デバイス、電子デバイスの製造方法、圧電発振器、電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、セラミック基板に接合した電子部品を金属蓋体により封止した表面実装用の電子デバイスが広く用いられている。例えば、情報通信機器やコンピューターなどのＯＡ機器、民生機器などの様々な電子機器の電子回路のクロック源として、電子部品としての圧電振動片をセラミック基板に接合し、その圧電振動片を覆うようにセラミック基板上に凹状の金属蓋体を接合することにより、セラミック基板と金属蓋体とによる凹部空間内に圧電振動片を気密封止した電子装置としての圧電デバイスが広く使用されている。
一般に金属蓋体とセラミック（アルミナ）基板とをレーザー光、或いは電子ビームの照射により接合する場合には、セラミック基板側に予め形成したメタライズ層上にロウ材を介して金属蓋体の周縁部を重ねた状態でレーザー光等を金属蓋体周縁部上から照射し、ロウ材を溶融、固化させることによって溶接している。
特許文献１（特開平１１−１２６８５０号公報）には、ロウ材を電子ビーム照射により加熱溶融させてセラミック基体と金属蓋体とを接合する電子装置の気密封止構造において、金属蓋体の表面に電解メッキまたは無電解メッキにより予め積層した耐食用のニッケル層の一部を、ロウ材として機能させている。このため、ロウ材として銀ロウを使用した場合の不具合である銀ロウの酸化腐食による気密性低下という問題を解決して、電子部品を長期間安定的に機能させることができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１２６８５０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、電解メッキにより成膜される純度の高いニッケル層は融点が１４５０度であり、融点が７８０℃程度である銀ロウを溶融させてもニッケル層は溶融しないため、ニッケル層を銀ロウと共に溶融させてロウ材として利用することは不可能である。
また、無電解メッキによりニッケル層を形成した場合には、ニッケル層内にリン（Ｐ）を取り込んでいるので、ニッケル部分から金属蓋体内部にガスが放出され、電子部品を安定的に機能させることができない。水晶振動子であれば、エージングによる周波数特性、インピーダンスが変化するという問題を起こす。
【０００５】
図８（ａ）及び（ｂ）はセラミック基板１００上にキャップ形状の金属蓋体１１０を接合した電子デバイス（水晶振動子）の縦断面図、及びその接合部の拡大断面図である。
この電子デバイスは、セラミック基板１００と、セラミック基板１００の一方の主面上（上面）に接合された圧電振動片１１０と、圧電振動片１１０を覆うようにセラミック基板１００上に周縁部を接合された凹状の金属蓋体１２０と、を有し、セラミック基板１００と金属蓋体１２０とにより形成されるキャビティーＴ内に圧電振動片１１０が気密封止されている。
セラミック基板１００は、アルミナから成る平板状のセラミック基材（絶縁基材）１０１と、その上面に形成された圧電振動片が接合される振動片接合端子１０２、及び金属蓋体接合用のメタライズ層１０３と、セラミック基材下面に形成された複数の外部実装端子１０４とを有している。
メタライズ層１０３は、セラミック基材１０１上に形成した銅等の配線材料１０５と、配線材料の表面を覆うように無電解メッキにより成膜された無電解ニッケル膜１０６とを有している。無電解ニッケル膜中にはリンが含有されている。
金属蓋体１２０は、例えばコバール等の基材１２０Ａの下面に銀ロウ膜１２０Ｂを積層し、表面にニッケル膜１２０Ａを積層した構成を備えている。また、金属蓋体１２０は、中央部に水平部１２０ａを有し、その水平部１２０ａの外周側で鈍角状に曲げられて側壁部１２０ｂが形成され、さらにその側壁部１２０ｂから外周側に水平に曲げられることにより当接脚部１２０ｃが形成されている。
【０００６】
図８（ｂ）に示すようにレーザー光を金属蓋体１２０の当接脚部（接合部）１２０ａに照射することによって当接脚部の下面の銀ロウ膜１２０Ｂと、その直下に位置する無電解ニッケル膜１０６が溶融し、その後固化することにより、配線材料１０５と当接脚部とを接合することができる。
しかし、レーザー光の照射によって溶融する無電解ニッケル層１０６の溶融範囲１０６ａは当接脚部１２０ｃの底面積を超えて内外へ拡大し、その一部１０６ｂはキャビティーＴの内部に露出した状態となる。
この内部側の溶融範囲１０６ｂからは無電解ニッケル膜中に含まれているリン成分を含むガスがキャビティーＴ内に漏出するため、上記の如き不具合をもたらす。
【０００７】
本発明は、絶縁基材上に形成した無電解ニッケル膜上に、下面にロウ材膜を有した金属蓋体の周縁部をレーザー光の照射によって溶融する際に、無電解ニッケル膜の溶融範囲が金属蓋体の周縁部の底面積を超えて内外へ拡大し、その一部がキャビティーの内部に露出した状態となってガスを発生させる原因となるという不具合を解消することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］本適用例にかかる電子デバイスは、無電解ニッケル膜を含むメタライズ層を備えている絶縁基板と、前記絶縁基板の一面上に接合されている電子部品と、周縁部を含む一面にロウ材層を有し、前記メタライズ層に前記周縁部を前記ロウ材により接合して、前記電子部品を収容する内部空間を形成する金属蓋体と、を備え、前記内部空間にある前記無電解ニッケル膜が、ロウ材によって覆われていることを特徴とする。
【００１０】
本適用例の圧電デバイスによれば、金属蓋体に形成された銀ロウ膜を一部溶融させて流
下させることにより形成した被覆ロウ材領域によって内側溶融部位を完全に被覆するよう
にしたので、内側溶融部位からのガスの生成を低減することができる。
【００１１】
［適用例２］前記絶縁基材は前記電子部品を接合した一面が平坦面であり、前記金属蓋体は、前記内部空間を構成するための凹所を有していることを特徴とする。
【００１２】
電子デバイスのパッケージには種々あるが、絶縁基材面を平坦とし、金属蓋体を逆椀状にしたタイプにも本発明を適用することができる。
【００１３】
［適用例３］前記メタライズ層は、銅と、前記銅の外面を覆う前記無電解ニッケル膜と、から構成されていることを特徴とする。
【００１４】
無電解ニッケル膜は、ロウ材として利用することができるため、金属蓋体側の銀ロウ膜の膜厚を厚くすることなく、接合部の気密性を高めることができる。
【００１５】
［適用例４］適用例１乃至３の何れか一項に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記電子部品、前記絶縁基板、及び前記金属蓋体を夫々準備する工程と、前記絶縁基板上に前記電子部品を接合する工程と、前記絶縁基板上に前記金属蓋体を配置する工程と、前記周縁部よりも内側に加熱用の光、又は電子ビームを照射して、前記内部空間にあるロウ材を溶融させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、金属蓋体に形成された銀ロウ膜を一部溶融させて流下させることに
より形成した被覆ロウ材領域によって内側溶融部位を完全に被覆するようにしたので、内
側溶融部位からのガスの生成を低減することができる。
【００１７】
［適用例５］前記内部空間にあるロウ材を溶融させる工程と前記蓋体を接合する工程を、同時に実施することを特徴とする。
【００１８】
一回のレーザー照射により接合工程を実施してもよい。
【００１９】
［適用例６］適用例１乃至３の何れか一項に記載の前記圧電デバイスは圧電振動子であり、半導体素子を備えていることを特徴とする。
【００２０】
本発明は圧電発振器にも適用することができる。
【００２１】
［適用例７］適用例１乃至３の何れか一項に記載の電子デバイスを搭載したことを特徴とする電子機器である。
【００２２】
本発明は電子機器にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の電子デバイスの一例としての圧電デバイスの一実施形態の平面図である。
【図２】（ａ）は圧電デバイスを上側からみた一部断面平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は図２（ｂ）の一部（接合部）を拡大して詳しく説明する部分断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は本発明の他の実施形態に係る電子デバイスの一例としての圧電デバイスの縦断面図、及び要部拡大図である。
【図５】本発明に係る圧電デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】グリーンシートによりセラミック基板を製造する過程を示す平面図である。
【図７】本発明のパッケージ接合構造を圧電発振器に適用した構成例を示す断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）はセラミック基板上にキャップ形状の金属蓋体を接合した電子デバイス（水晶振動子）の縦断面図、及びその接合部の拡大断面図である。
【図９】本発明に係る電子機器の構成を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の電子デバイスの一例としての圧電デバイスの一実施形態の平面図であり、図２（ａ）は圧電デバイスを上側からみた一部断面平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。なお、図２（ａ）では、圧電デバイスの内部の構造を説明する便宜上、圧電デバイスの上方に設けられる金属蓋体（１９）の一部を切り欠いて図示している。また、図３（ａ）及び（ｂ）は図２（ｂ）の一部（接合部）を拡大して詳しく説明する部分断面図である。
【００２５】
図１、図２において、圧電デバイス１は、絶縁基板としてのセラミック基板１０と、セラミック基板１０の一方の主面上（上面）に接合された電子部品としての圧電振動片２０と、圧電振動片２０を覆うようにセラミック基板１０上に接合された凹状の金属蓋体１９と、を有し、セラミック基板１０と金属蓋体１９とにより形成されるキャビティーＴ内に圧電振動片２０が気密封止されている。
セラミック基板１０と金属蓋体１９は、パッケージを構成している。
セラミック基板１０は、アルミナから成る平板状のセラミック基材（絶縁基材）１１の一方の主面（上面）に圧電振動片２０が接合される振動片接合端子１８を有し、他方の主面（下面）に複数の外部実装端子１６を有している。振動片接合端子１８、及び、図示しないその他の端子は、セラミック基材１１に設けた貫通孔（ビアホール）に高融点金属を含む導体ペーストを埋設することにより形成された層内配線（ビア）１７により対応する外部実装端子１６に接続されている。
【００２６】
外部実装端子１６が設けられたセラミック基板１０の一方の主面は圧電デバイス１の外底面となり、その外底面に設けられた外部実装端子１６によって、圧電デバイス１を電子機器などの外部実装基板に実装することができる。本実施形態のセラミック基板１０を構成するセラミック基材１１はグリーンシートを成形・加工してから焼成することにより形成されている。
圧電振動片２０は、例えば、水晶などの圧電体材料により形成された平板状の圧電基板の両主面に、対向電極としての励振電極２５を設けた構成を有している。また、圧電振動片２０の各主面の一端部側には外部接続電極２６が設けられ、各々が対応する励振電極２５から引き出された電極間配線により電気的に接続されている。なお、圧電振動片２０の材質として、水晶以外の圧電体材料では、例えばタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどが挙げられ、また、圧電体材料以外では、シリコンなどを挙げることができる。セラミック基板１０上（他方の主面側）において、圧電振動片２０は、その一端側に設けられた外部接続電極２６をセラミック基板１０の対応する振動片接合端子１８と位置合わせした状態で、例えば銀ペーストなどの接合部材３０により電気的な接続をはかりながら接合され、他端部側を自由端として片持ち支持されている。
【００２７】
金属蓋体１９は、その凹部とセラミック基板１０の圧電振動片２０接合面とで囲まれたキャビティーＴ内に圧電振動片２０を収容させることによって圧電振動片２０の搭載領域を気密封止するためのものである。
凹状の金属蓋体１９は、例えばコバール、４２アロイ、あるいはリン青銅などの金属からなる板材を従来周知の板金加工により成形してなり、中央部下面に凹部（内部空間）が形成され、外周部には鍔状の当接脚部１９ｃが環状に形成されている。すなわち、金属蓋体１９は、中央部に水平部１９ａを有し、その水平部１９ａの外周側から斜め外側へ向けて下方へ延びる側壁部１９ｂが形成され、さらに側壁部１９ｂの下縁部を外周側に曲げることにより、金属蓋体１９の外周部に水平部１９ａと略平行な環状の当接脚部１９ｃが形成されている。
金属蓋体１９は、セラミック基板の線膨張係数（７ｐｐｍ／℃）に近い線膨張係数を有した金属材料であるコバール（線膨張係数：５．５ｐｐｍ／℃）から成る基材１９Ａと、当接脚部１９ｃを含む基材の下面にクラッド法により積層されたロウ材としての銀ロウ膜１９Ｂと、基材１９Ａの上面にクラッド法により積層された酸化防止膜としてのニッケル膜１９Ｃと、から構成されている。
なお、基材１９Ａの材料としては、コバール以外では、４２ニッケル、ＳＵＳを使用することができる。
【００２８】
図３に示すように当接脚部１９ｃの下面が接合されるセラミック基板１０の外周上面１２には、振動片接合端子１８と同一材料から成るメタライズ層１３が形成されている。
この金属蓋体１９は、水平部１９ａと側壁部１９ｂとにより形成される凹部の開口部側をセラミック基板１０側に向けた状態で、当接脚部１９ｃをセラミック基板１０のメタライズ層１３に対向させて接合されている。
メタライズ層１３は、セラミック基材上に積層された銅等の配線材料１４と、配線材料１４の外面を被覆するために無電解メッキにより積層形成された無電解ニッケル膜１５と、から構成されている。
図３中に示すようにメタライズ層１３を間に挟んで金属蓋体の当接脚部１９ｃ側からレーザー光、又は電子ビームを照射することにより銀ロウ膜１９Ｂ、及び無電解ニッケル層１５とを同時に溶融させて絶縁基材と金属蓋体とを接合することができる。
なお、上記実施形態では、メタラライズ膜１３として銅等の配線材料１４の外面に無電解ニッケル膜１５を積層する構成を示したが、セラミック基材上に配線材料として直接無電解ニッケル膜を形成した構成としてもよい。
本発明は、無電解ニッケル膜を含むメタライズ層１３を備えている絶縁基板１０と、絶縁基板の一面上に接合されている電子部品２０と、周縁部を含む一面にロウ材層を有し、メタライズ層に周縁部をロウ材により接合して、電子部品を収容する内部空間（接合部に含まれない）を形成する金属蓋体と、を備え、内部空間にある無電解ニッケル膜が、ロウ材によって覆われている点が特徴的である。
【００２９】
本実施形態では、セラミック基材上に形成した配線材料１４上に直接無電解ニッケル膜を形成した構成例について説明する。
本実施形態では、図２、図３に示すように、セラミック基板１０の上面のメタライズ層１３と、金属蓋体１９の当接脚部１９ｃの下面とが、例えば、比較的低融点の合金からなる接合部材としての銀ロウ膜１９Ｂを介して接合されている。
また、金属蓋体１９は、メタライズ層１３を介してセラミック基板１０の図示しないグランド端子に電気的に接続されることが好ましい。このようにすれば、圧電デバイス１の使用時に、金属からなる金属蓋体１９がグランド電位に保持されることにより、圧電振動片２０を金属蓋体１９のシールド効果によって外部からの不要な電気的作用、例えばノイズなどから保護することができる。
かくして上述した圧電デバイス１は、セラミック基板１０の底面に設けられた外部実装端子１６を介して圧電振動片２０の両主面に設けられた励振電極２５間に外部からの変動電圧を印加し、圧電振動片２０の特性に応じた所定の周波数で振動を起こさせることによって圧電デバイス１として機能し、かかる圧電デバイス１の共振周波数に基づいて外部の発振回路で所定周波数の基準信号を発振・出力することができる。そして、このような基準信号は、例えば携帯用通信機器などの電子機器におけるクロック信号として利用することができる。
【００３０】
ところで、銀ロウ膜１９Ｂは、周知のように銀と銅とから成り、融点が７００〜８００度程度である。一方、メタライズ層１３の表層部の材質としての無電解ニッケルも銀ロウに近い融点を有している。このため、レーザー光を照射して銀ロウ１９Ｂを溶融させる際に、照射部位に位置するメタライズ層を構成する無電解ニッケルも溶融して接合に寄与する。このように金属蓋体側に設けた銀ロウと、セラミック基板側に設けた無電解ニッケル膜との協働によって当接脚部１９ｃとセラミック基板とを気密的に接合することができる。銀ロウは高価であるため、無電解ニッケル膜１５をロウ材として利用することにより銀ロウの使用量を低減して金属蓋体の価格を低下させることができる。
【００３１】
ところで、このようにメタライズ層１３の一部として無電解ニッケル膜１５を用いた場合には、レーザー光の照射によって溶融したニッケル部分からリン（Ｐ）成分から成るガスが放出されることが確認されている。これは、無電解メッキによりニッケル膜を生成する際にはリンを混合せざるを得ないためである。このガスがセラミック基板と金属蓋体との間に形成されるキャビティーＴ内に排出される場合には、電子デバイスが水晶振動子である場合には、エージングによる周波数特性、インピーダンスが変化するという問題を起こす。
このような不具合を解決する本発明の圧電デバイス１の特徴的な構成は、図３（ｂ）に示すように、無電解ニッケル膜１５と金属蓋体の周縁部（当接脚部）とが直接接合する接合領域３５を越えてキャビティーＴの内側に延びる無電解ニッケル膜の内側溶融部位１５ｂを覆うために、銀ロウ膜１９Ｂの他の一部を溶融後固化させることによって形成された被覆ロウ材領域３６を備えた点にある。
直接接合領域３５は当接脚部１９ｃの下面の面積に相当する無電解ニッケル膜の範囲に相当する領域であるが、加熱用の光、例えばレーザー光１、ハロゲンランプの光、或いは電子ビームを図３（ａ）のように当接脚部１９ｃの上面に照射すると、直接接合領域３５を越えて無電解ニッケル膜が溶融する範囲１５ａが拡大する。直接接合領域３５を越えて溶融する無電解ニッケル膜の範囲１５ａのうちの金属蓋体の内部側に位置する部位（内側溶融部位）１５ｂはリン成分から成るガスの発生源となり、キャビティーＴ内に発生したガスは電子部品の特性を低下させる原因となる。
【００３２】
本発明ではこのような不具合に対処するために、図３（ｂ）のように、当接脚部１９ｃの裏面に積層された銀ロウ膜１９Ｂ’よりも内側寄りの側壁部１９ｂ裏面に積層された銀ロウ膜１９Ｂ”の一部を溶融させ、溶融して流動性が高まった銀ロウを内側溶融部位１３ｂ上に流下させて内側溶融部位１３ｂを完全に被覆させるようにした。
このように銀ロウ膜１９Ｂ”を溶融させるためには、例えば（ａ）中に示したようにレーザー光１を照射した後で、（ｂ）に示したようにレーザー光２を側壁部１９ｂの外面に照射して、内側溶融部位１３ｂを被覆するに十分な量の銀ロウを溶融させる。
或いは、レーザー光のスポット径を大きくして一回の照射によって当接脚部１９ｃと側壁部１９ｂの外面を同時に加熱して、夫々の裏面に積層された銀ロウを溶融させるようにしてもよい。
【００３３】
本実施形態の圧電デバイス１においては、金属蓋体１９と接合される配線材料１４の表面を銀ロウと同等の融点を有した無電解セラミック膜１５により覆ったため、金属蓋体裏面の銀ロウと協働して接合に寄与することができ、高価な銀ロウの使用量を低減することができる。即ち、グリーンシートを焼成することによって形成したセラミック基材の表面には本来的に微小な凹凸が形成されており、この凹凸上に配線材料を形成すると配線材料表面に凹凸が反映された凹凸部が形成される。また、金属蓋体は薄い金属板を絞り加工によりキャップ状に成形したものであるため、各所に反りがある。このような金属蓋体を配線材料表面に接合し、金属蓋体側の銀ロウ膜１９Ｂを溶融させて接合すると、凹凸や反りに起因して溶融不良、密着不良が発生し易くなる。このような不具合を解消するためには、金属蓋体側の銀ロウ膜１９Ｂを厚肉にすることが有効ではあるが、銀ロウは高価であるため、金属蓋体のコストアップを招く。本発明では、配線材料１４上に被覆した無電解ニッケル膜１５をロウ材として利用することができるため、金属蓋体側の銀ロウ膜１９Ｂの膜厚を厚くすることなく、接合部の気密性を高めることができる。
【００３４】
なお、無電解ニッケル膜に代えて、無電解パラジウム膜（Ｐｄ−Ｐ）を用いてもよく、
無電解パラジウムも無電解ニッケルと同様に、ロウ材として機能することができる。
また、レーザー光を照射して当接脚部１９ｃを無電解セラミック膜１５と接合する際に
キャビティーＴの内部側に無電解ニッケル膜の溶融範囲が拡大してキャビティー内に露出
した内側溶融部位１５ｂが形成されるが、当接脚部の内側端部から起立した側壁部１９ｂ
の内側に形成された銀ロウ膜１９Ｂ”を一部溶融させて流下させることにより形成した被
覆ロウ材領域３６によって内側溶融部位１５ｂを完全に被覆するようにしたので、内側溶
融部位からのガスの生成を低減することができる。
【００３５】
次に、図４（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は本発明の他の実施形態に係る電子デバイスの一例としての圧電デバイスの縦断面図、及び要部拡大図である。
この圧電デバイス４０が前記実施形態に係る圧電デバイスと異なる点は、セラミック基板１０が平板状ではなく、上面中央部に凹陥部４１を有し、凹陥部４１を包囲するように環状外枠４２が形成されている構成にある。なお、図１の圧電デバイスと同一部材には同一符号を付して説明する。
セラミック基板１０は、セラミック基材１１の下面に複数の外部実装端子１６を有し、他方の主面に設けた凹陥部４１の内底面に圧電振動片２０が接合される振動片接合端子１８を有している。振動片接合端子１８、及び、図示しないその他の端子は、層内配線（ビア）１７により対応する外部実装端子１６に接続されている。
圧電振動片２０は、その一端側に設けられた外部接続電極を対応する振動片接合端子１８と位置合わせした状態で、例えば銀ペーストなどの接合部材３０により電気的な接続をはかりながら接合され、他端部側を自由端として片持ち支持されている。
【００３６】
平板状の金属蓋体１９は、例えばコバール、４２アロイ、あるいはリン青銅などの金属から構成する。
金属蓋体１９は、セラミック基板の線膨張係数（７ｐｐｍ／℃）に近い線膨張係数を有した金属材料であるコバール（線膨張係数：５．５ｐｐｍ／℃）から成る基材１９Ａと、基材の下面にクラッド法により積層されたロウ材としての銀ロウ１９Ｂと、基材１９Ａの上面にクラッド法により積層された酸化防止膜としてのニッケル膜１９Ｃと、から構成されている。なお、基材１９Ａの材料としては、コバール以外では、４２ニッケル、ＳＵＳを使用することができる。
セラミック基板の環状外枠４２の上面には、無電解メッキにより成膜された無電解ニッケル膜１５から成るメタライズ層１３が形成されている。
【００３７】
本発明では、ロウ材として機能する無電解ニッケル膜１５をセラミック基材１１と金属蓋体との間に介在させることにより、金属蓋体下面の銀ロウ１９Ｂの膜厚を厚くせずにセラミック基材１１と金属蓋体１９との接合強度、気密性を高めることができる。このため、金属蓋体下面の銀ロウを薄肉化してコストダウンを図ることができる。
金属蓋体１９は、外周下面を無電解ニッケル膜１５と当接させた状態で、レーザー光、或いは電子ビームを図４（ｂ）に示したように照射して銀ロウ１９Ｂ、及び無電解ニッケル膜１５を溶融、固化させることによって、環状外枠４２の上面に接合一体化される。
この際、無電解ニッケル膜１５と接するのは金属蓋体１９の外周下面であるが、レーザー光１を図４（ａ）のように金属蓋体の上面に照射すると、無電解ニッケル膜が溶融する範囲１５ａは金属蓋体と直接接触する直接接合領域３５を越えて拡大する。
溶融範囲１５ａのうちの内側端部（内側溶融部位）１５ｃは、キャビティーＴ内部に露出しているため、リン成分から成るガスの発生源となり、キャビティーＴ内に発生したガスは電子部品の特性を低下させる原因となる。
【００３８】
本発明ではこのような不具合に対処するために、図４（ｃ）のように、金属蓋体の外周下面に積層された銀ロウ膜１９Ｂ’よりも内側寄りの基材１９Ａ裏面に積層された銀ロウ膜１９Ｂ”の一部を溶融させ、溶融して流動性が高まったロウ材を露出状態にある内側端部１５ｃ上に流下させることにより形成した被覆ロウ材領域３６により内側端部１５ｃを完全に被覆させるようにした。
このように銀ロウ膜１９Ｂ”を溶融させるためには、例えば（ｂ）に示したようにレーザー光１を照射した後で、（ｃ）に示したようにレーザー光２をレーザー光１による照射範囲よりも内側の金属蓋体外面に照射して、内側端部１５ｃを被覆するに十分な量のロウ材を溶融させて被覆ロウ材領域３６を形成する。
【００３９】
或いは、レーザー光のスポット径を大きくして一回の照射によって銀ロウ膜１９Ｂ’及
び１９Ｂ”の表面側を同時に加熱して、各ロウ材を溶融させるようにしてもよい。
このようにレーザー光を照射して金属蓋体の外周下面を無電解セラミック膜１５と接合
する際にキャビティーＴの内部側に無電解ニッケル膜の溶融範囲が拡大してキャビティー
内に露出した内側端部１５ｃが形成されるが、内側端部１５ｃに対応する位置にある金属
蓋体の内側に形成された銀ロウ膜１９Ｂ”を一部溶融させて流下させることにより内側端
部１５ｃを被覆ロウ材領域３６により完全に被覆するようにしたので、内側端部からのガ
スの生成を低減することができる。
【００４０】
次に、図５は本発明に係る圧電デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。また、図６はグリーンシートによりセラミック基板を製造する過程を示す平面図である。
なお、本例では図１、図２に示した電子デバイスの製造方法を説明するが、図４に係る電子デバイスについても同等の手順による製造が可能である。
圧電デバイス１の製造工程は、圧電振動片２０、セラミック基板１０、及び金属蓋体１９をそれぞれ準備する前工程と、セラミック基板１０上に圧電振動片２０を接合してから金属蓋体１９を接合して圧電振動片２０を気密封止する後工程（組立工程）とに大別することができる。まず、前工程のうち、圧電振動片２０、及び金属蓋体１９の準備について概略を説明する。
【００４１】
ステップＳ１−１に示す圧電振動片２０準備では、圧電振動片２０を製造して圧電デバイス１組立ができる形態にする。圧電振動片２０は、例えば水晶などの圧電体材料を所定のサイズに切り出して研磨した大判のウェハーに複数並べて一括形成することができる。概要を説明すると、まず、結晶軸に対して所定のカット角で切り出してから所望の厚さ及び表面状態となるように研磨加工した大判の水晶基板（水晶ウェハー）を準備する。そして、フォトリソグラフィを用いたウェットエッチングにより、水晶基板に複数の圧電振動片２０の外形を形成する。なお、圧電振動片２０の外形は、水晶基板から完全に切り離されないようにミシン目状の折り取り部などにより水晶ウェハーにつなげたまま、以降の工程を水晶基板（ウェハー）状態にて効率的に流動することが好ましい。そして、スパッタリングや蒸着などによって、励振電極２５や外部接続電極２６などの電極形成を行うことにより、水晶ウェハーに複数の圧電振動片２０がマトリクス状に形成される。
ステップＳ１−３に示す金属蓋体１９準備では、金属蓋体１９を製造して圧電デバイス１組立ができる形態にする。金属蓋体１９は、例えば、４２アロイやコバール、あるいはリン青銅などの金属からなる板状の基材１９Ａの表面にニッケル膜１９Ｃを、裏面に銀ロウ１９Ｂを夫々クラッド法により積層一体化した構成を有し、従来周知の板金加工により成形することによって、中央部に凹部が形成され、外周部に当接脚部１９ｃが環状に設けられた金属蓋体１９を形成する。
【００４２】
次に、セラミック基板１０の製造から圧電デバイス１組立までの製造工程を続けて説明する。
本実施形態では、セラミック基板１０の基材としてセラミックのグリーンシート５１が用いられており、セラミック基板１０の製造では、ステップＳ１−２において準備したグリーンシートをステップＳ２において焼成する。次いで、ステップＳ３において焼成済みのグリーンシートに対してセミアディティブ法を用いて配線材料１４、振動片接合端子１８、外部実装端子１９を夫々銅を用いて形成する。なお、銅から成る配線材料１４の表面に対して、無電解メッキにより無電解ニッケル膜１５を積層形成する。
以上、ステップＳ１−２のグリーンシート５１準備からステップＳ２、Ｓ３までのステップにより、セラミック基板１０がマトリクス状に複数形成されたグリーンシートが完成する（図６を参照）。
なお、この段階で、グリーンシート５１から個片のセラミック基板１０に分割することもできる。例えば、複数の圧電デバイス形成領域１Ａがマトリクス状に形成されたグリーンシート５１を、圧電デバイス形成領域１Ａ間に形成される縦横のダイシングラインに沿ってダイシングすることなどにより、個片のセラミック基板１０を得ることができる。
【００４３】
本実施形態では、複数のセラミック基板１０が形成されたグリーンシート５１の状態のままで、圧電デバイス１の組立を効率的に行う方法について、以下、説明する。
圧電デバイス組立工程では、まず、ステップＳ４に示すように、グリーンシート５１の各圧電デバイス形成領域１Ａに、上記ステップＳ１−１で準備した圧電振動片２０を接合する。具体的には、まず、各圧電デバイス形成領域１Ａの振動片接合端子１８上に、ディスペンサーやスクリーン印刷などにより銀ペーストなどの接合部材３９を塗布してから、圧電振動片２０の一端側に設けられた外部接続電極２６を、対応する振動片接合端子１８に位置合わせして仮止めする。そして、接合部材３９の硬化方法に応じた処理、例えば、熱硬化型の接合部材３９であれば所定の温度で加熱し、また、紫外線硬化型の接合部材であれば紫外線を照射することにより接合部材３９を固化させて、圧電振動片２０を片持ち支持された態様に接合する。
【００４４】
次に、ステップＳ５において、圧電振動片２０が接合されたグリーンシート５１の各圧電デバイス形成領域１Ａに金属蓋体１９を配置する。金属蓋体１９の当接脚部１９ｃの下面の銀ロウ１９Ｂは、セラミック基板上のメタライズ層１３（配線材料１４、無電解ニッケル膜１５）と互いに整合する位置関係で位置決めされている。
次に、ステップＳ６の金属蓋体接合工程においては、図３（ａ）に示したように当接脚部１９ｃの上面に向けて所要スポット径を有したレーザー光１を照射して銀ロウ１９Ｂを加熱溶融させることにより、当接脚部とメタライズ層とを気密的に接合する。この際、メタライズ層の表層を構成する無電解ニッケル膜１５が銀ロウと共に溶融し、その後固化するため、気密性をより高めることができる。
更に、本実施形態では、レーザー光１を照射した後で、図３（ｂ）に示したようにレーザー光２をレーザー光１による照射範囲よりも内側の金属蓋体外面に照射して、内側端部１５ｃを被覆するに十分な量のロウ材を溶融させて被覆ロウ材領域３６を形成する。
或いは、レーザー光のスポット径を大きくして一回の照射によって銀ロウ膜１９Ｂ’及び１９Ｂ”の表面側を同時に加熱して、各ロウ材を溶融させるようにしてもよい。
【００４５】
このようにレーザー光を照射して金属蓋体の外周下面を無電解セラミック膜１５と接合
する際にキャビティーＴの内部側に無電解ニッケル膜の溶融範囲が拡大してキャビティー
内に露出した内側端部１５ｃが形成されるが、内側端部１５ｃに対応する位置にある金属
蓋体の内側に形成された銀ロウ膜１９Ｂ”を一部溶融させて流下させることにより被覆ロ
ウ材領域３６を形成して内側端部１５ｃを完全に被覆するようにしたので、内側端部から
のガスの生成を低減することができる。
なお、上述した一連のセラミック基板１０への金属蓋体接合ステップ（ステップＳ５の
金属蓋体配置、及び、ステップＳ６の金属蓋体接合）は、例えば、窒素ガスやアルゴンガ
スなどの不活性ガス雰囲気、あるいは減圧空間内で行うことが好ましい。これによって、
圧電振動片２０が収納されるセラミック基板１０と金属蓋体１９とにより形成されるキャ
ビティーＴの内部が不活性ガスが充満され、あるいは減圧空間に密閉・封止されるので、
圧電振動片２０が酸素や大気中の水分などによって腐食・劣化するのを有効に低減するこ
とができる。
以上、説明した一連のステップを経て、グリーンシート５１に、複数の圧電デバイス１
がマトリクス状に形成される。
【００４６】
次に、ステップＳ７の分割工程において、上述したステップＳ６までのステップを経たグリーンシート５１を分割して複数の個片の圧電デバイス１を同時に得る。
分割ステップにより得られた圧電デバイス１は、ステップＳ８において、電気的特性や外観品質の検査を行なうことにより完成され、一連の圧電デバイス１の製造工程を終了する。
上記実施形態及び変形例で説明した特定の形態、例えば、セラミック基板１０、あるいは電子部品としての圧電振動片２０などの形状は限定されるものではない。
同様に、各電極、配線、端子などの位置や形状についても上記実施形態及びに限定されない。
【００４７】
また、上記実施形態及び変形例では、電子デバイスの一例として、電子部品としての圧
電振動片２０を搭載した圧電デバイス１、４０について説明した。しかし、これに限らず
、上記実施形態及び変形例に示す構成は、電子部品として半導体回路素子など種々の電子
部品を基板に接合し、その電子部品を金属蓋体により気密封止する構造の様々な電子デバ
イスのパッケージ構造に適用することができる。
具体的には例えば、図７に示すように水晶振動子等の圧電振動子のパッケージのキャビ
ティーＴ内部、或いはパッケージ外部に発振回路を構成する半導体回路素子６１を組み込
んだ圧電発振器６０のパッケージ構造に対しても本発明を適用することができる。
この圧電発振器においても、当接脚部１９ｃの内側端部から起立した側壁部１９ｂの内
側に形成された銀ロウ膜１９Ｂ”を一部溶融させて流下させることにより形成した被覆ロ
ウ材領域３６によって内側溶融部位１５ｂを完全に被覆するようにしたので、内側溶融部
位からのガスの生成を低減することができる。
【００４８】
次に、図９は本発明に係る電子機器の構成を示す概略構成図である。電子機器７０は上記の圧電デバイス１、４０を備えている。圧電デバイス１、４０を用いた電子機器７０としては、伝送機器等を挙げることができる。これらの電子機器７０において圧電デバイスは、基準信号源、或いは電圧可変型圧電発振器（ＶＣＸＯ）等として用いられ、小型で、良好な電子機器を提供できる。
【符号の説明】
【００４９】
１…圧電デバイス、１０…セラミック基板、１１…セラミック基材、１２…外周上面、１３…メタライズ層、１４…配線材料、１５…無電解ニッケル膜、１５ａ…無電解ニッケル膜が溶融する範囲、１５ｂ、１５ｃ…内側溶融部位、１６…外部実装端子、１８…振動片接合端子、１９…金属蓋体、１９Ａ…基材、１９Ｂ、１９Ｂ’、１９Ｂ”…ロウ材（銀ロウ）、１９Ｃ…ニッケル膜、１９ａ…水平部、１９ｂ…側壁部、１９ｃ…当接脚部、２０…圧電振動片、２５…励振電極、２６…外部接続電極、３０…接合部材、３５…直接接合領域、３６…被覆ロウ材領域、４０…電子デバイス、４１…凹陥部、４２…環状外枠、５１…グリーンシート、６０…圧電発振器、６１…発振回路素子、７０…電子機器
【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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