(57)【要約】      （修正有）【課題】製造費用の低減化が図ることができる圧電デバイス及びその圧電デバイスの封止方法の提供。【解決手段】圧電振動片２と、圧電振動片２が封入され、前記圧電振動片２の一部が支持固定されたパッケージ本体４と、前記圧電振動片２を収容させる空間を有し、前記パッケージ本体４に固定された蓋体５と、を備え、前記蓋体５の一部に設けた貫通孔７が、レーザ光の照射により加熱、溶融されて塞がれる構成で、貫通孔７を塞ぐ充填材を不要としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片と、
前記圧電振動片が封入され、一部に貫通孔を設けたパッケージと、を備え、
前記貫通孔はレーザ光の照射により加熱、溶融されて塞がれていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記パッケージは、
前記圧電振動片の一部が支持固定されたパッケージ本体と、
前記圧電振動片を収容させる空間を有し、前記パッケージ本体に固定された蓋体と、を備え、
前記蓋体の一部に設けた貫通孔がレーザ光の照射により加熱、溶融させて塞がれていることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記貫通孔は、半開状態の貫通孔であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記蓋体の上部であって、前記圧電振動片の平面と向かい合わない位置に複数個設けたことを特徴とする請求項２に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
圧電振動片がパッケージ内に封入されている圧電デバイスの封止方法であって、
前記パッケージの一部に貫通孔を設ける第１の工程と、
前記振動片を前記パッケージ内に収容して固定させる第２の工程と、
前記貫通孔をレーザ光を照射させて加熱、溶融させて塞ぐ第３の工程と、
を備えることを特徴とする圧電デバイスの封止方法。
【請求項６】
前記パッケージは、
前記圧電振動片の一部を支持固定させるパッケージ本体と、
前記圧電振動片を収容させる空間を有し、前記パッケージ本体に固定させる蓋体と、を備え、
前記第１工程では、前記蓋体の一部に貫通孔を設け、
前記第２工程では、前記圧電振動片の一部を前記パッケージ本体に支持固定させ、その後に前記蓋体を前記パッケージ本体に固定させ、
前記第３の工程では、前記貫通孔をレーザ光を照射させて加熱、溶融させて塞ぐことを特徴とする請求項５に記載の圧電デバイスの封止方法。
【請求項７】
前記貫通孔は、半開状態の貫通孔であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の圧電デバイスの封止方法。
【請求項８】
前記貫通孔は、前記蓋体の上部であって、前記圧電振動片の平面と向かい合わない位置に複数個設けることを特徴とする請求項６に記載の圧電デバイスの封止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片をパッケージに封入した圧電デバイス、およびこの圧電デバイスの封止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の圧電デバイスとしては、例えば、特許文献１に記載されるものが知られている。
この従来の圧電デバイスは、圧電振動片と、この圧電振動片を収容するパッケージと、を備えている。パッケージは、圧電振動片が収容されセラミックなどからなる容器本体と、容器本体の開口部を塞ぐ蓋体とを備え、容器本体に蓋体が接合される。容器本体の一部には、製造工程において、ガスを排気するための貫通孔が設けられている。そして、その貫通孔は、結晶合金などを充填することによって塞がれており、圧電振動片が収容されたパッケージ内部の気密が保たれている。
【０００３】
ところで、貫通孔の充填材としては、例えばＡｕ（金）などを主成分とする結晶合金が使用されている。そして、貫通孔を塞ぐときには、結晶合金を加熱、溶融させて貫通孔内で凝固させるようにしている。
しかし、貫通孔を塞ぐためには充填材が必要になる。このため、充填材としてＡｕを主成分とする結晶合金を使用するような場合には、製造費用が嵩むのでその低減化が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５８４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の幾つかの態様の目的は、製造費用の低減化が図ることができる圧電デバイスの提供、およびその圧電デバイスの封止方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決し本発明の目的を達成するために、本発明は、以下のように構成される。
本発明の圧電デバイスの態様の１つは、圧電振動片と、前記圧電振動片が封入され、一部に貫通孔を設けたパッケージと、を備え、前記貫通孔はレーザ光の照射により加熱、溶融されて塞がれている。
このような構成によれば、貫通孔を塞ぐための充填材が不要となり、製造費用の低減化を図ることができる。
【０００７】
また、前記パッケージは、前記圧電振動片の一部が支持固定されたパッケージ本体と、前記圧電振動片を収容させる空間を有し、前記パッケージ本体に固定された蓋体と、を備え、前記蓋体の一部に設けた貫通孔がレーザ光の照射により加熱、溶融させて塞がれている。
このような構成によれば、貫通孔を塞ぐための充填材が不要となり、製造費用の低減化を図ることができる。
前記貫通孔は、半開状態の貫通孔である。
このような構成によれば、単純な貫通孔に比較して貫通孔の開口を大きくしても、レーザ光で塞ぐことが可能である。
【０００８】
前記貫通孔は、前記蓋体の上部であって、前記圧電振動片の平面と向かい合わない位置に複数個設けた。
このような構成によれば、レーザ光により貫通孔を塞ぐ際に、そのレーザ光により圧電振動片が損傷を受けることがない。
また、レーザ光により貫通孔を塞ぐ際に、そのレーザ光により圧電振動片が損傷を受けなければ、前記貫通孔は、前記蓋体の例えば側面部に設けられても良い。
【０００９】
また、このような構成によれば、単純な貫通孔などのように１つあたりの開口を大きくできない場合でも、複数設けることにより所望の開口面積を得ることができる。
さらに、本発明の圧電デバイスの封止方法の態様の１つは、圧電振動片がパッケージ内に封入されている圧電デバイスの封止方法であって、前記パッケージの一部に貫通孔を設ける第１の工程と、前記振動片を前記パッケージ内に収容して固定させる第２の工程と、前記貫通孔をレーザ光を照射させて加熱、溶融させて塞ぐ第３の工程と、を備える。
この方法によれば、貫通孔を塞ぐための充填材が不要となり、製造費用の低減化を図ることができる。
【００１０】
また、前記パッケージは、前記圧電振動片の一部を支持固定させるパッケージ本体と、前記圧電振動片を収容させる空間を有し、前記パッケージ本体に固定させる蓋体と、を備え、前記第１工程では、前記蓋体の一部に貫通孔を設け、前記第２工程では、前記圧電振動片の一部を前記パッケージ本体に支持固定させ、その後に前記蓋体を前記パッケージ本体に固定させ、前記第３の工程では、前記貫通孔をレーザ光を照射させて加熱、溶融させて塞ぐ。
この方法によれば、貫通孔を塞ぐための充填材が不要となり、製造費用の低減化を図ることができる。
【００１１】
前記貫通孔は、半開状態の貫通孔である。
これによれば、単純な貫通孔に比較して貫通孔の開口を大きくしても、レーザ光で塞ぐことが可能である。
前記貫通孔は、前記蓋体の上部であって、前記圧電振動片の平面と向かい合わない位置に複数個設ける。
これによれば、このような構成によれば、レーザ光により貫通孔を塞ぐ際に、そのレーザ光により圧電振動片が損傷を受けることがない。
また、これによれば、単純な貫通孔などのように１つあたりの開口を大きくできない場合でも、複数設けることにより所望の開口面積を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の圧電デバイスの実施形態の断面図を示し、（Ａ）は封止前の断面図であり、（Ｂ）は封止後の断面図である。
【図２】図１の蓋体の斜視図である。
【図３】図１の蓋体の変形例を示し、（Ａ）〜（Ｃ）は斜視図であり、（Ｄ）は断面図である。
【図４】蓋体の作製工程の一例を示す工程図である。
【図５】圧電デバイスの製造工程の一例を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
（圧電デバイスの実施形態）
図１は、本発明の圧電デバイスの実施形態の構成を示す断面図であり、（Ａ）は封止前の断面図、（Ｂ）は封止後の断面図である。
この圧電デバイス１は、図１に示すように、圧電振動片２と、この圧電振動片２が収容されるパッケージ３とを備え、圧電振動片２はパッケージ３内に封入されるようになっている。
【００１４】
パッケージ３は、図１に示すように、圧電振動片２の一部が支持固定されるパッケージ本体４と、圧電振動片２を収容させる空間を有し、パッケージ本体４に固定される蓋体５と、を備えている。
圧電振動片２は、その一端側に設けた電極（図示せず）が、パッケージ本体４に形成される電極（図示せず）と導電性接着剤６により接合されている。パッケージ本体４は、光を透過させる酸化物透明ガラスなどで構成されている。
【００１５】
蓋体５は、図１および図２に示すように、圧電振動片２を収容するための空間である収容部が形成されている。その収容部は、所定の厚さを有する上部５１と、所定の厚さを有する４つの側壁部５２〜５５とで囲まれている。そして、その収容部の開口の周縁に沿って所定幅の固定部５６が形成されている。
このような構成の蓋体５は、圧電振動片２を覆うようにパッケージ本体４に固定されている。この蓋体５の固定は、蓋体５の固定部５６をパッケージ本体４に接着剤で接着することにより行う。
【００１６】
蓋体５の材料は、レーザ光の照射などによる局所的な加熱により溶融できる金属などを使用する。金属としては、Ｆｅ系合金、Ａｌ系合金、Nｉ系合金、Cu系合金などがあげられる。ステンレスは、表面のメッキ処理が不要となる点で好ましい。
ここで、蓋体５の材料は、後述する図３の蓋体５ａ〜５ｄの材料として使用することができる。
また、図１（Ａ）および図２に示すように、蓋体５の上部５１の一部には、上部５１を貫通する貫通孔７が設けられている。貫通孔７は、製造工程においてガスを排気するために設けるものであり、その後に、図１（Ｂ）に示すようにレーザ光の照射によって加熱、溶融されて塞がれる。
【００１７】
その貫通孔７は、図１（Ａ）および図２に示すように、完全な通し孔になっておらず、半開状態になっている。したがって、半開状態の貫通孔７は、蓋体５の上部５１の一部に設ける場合に、その一部を全て打ち抜かずにタブ部８が残されている。そして貫通孔７の開口は、例えば図２に示すような半円形となる。貫通孔７の孔径φは、例えば５０〜１００〔μｍ〕である。
このような半開状態の貫通孔７を塞ぐには、タブ部８を機械的に閉じ、タブ部８にレーザ光を照射することにより、タブ部８が加熱、溶融されて残りの隙間を塞ぐ。この貫通孔７を塞ぐ作業は、圧電振動片２が収容されたパッケージ３を真空チャンバ内に配置し、パッケージ３内を排気した後に行う。
また、半開状態の貫通孔７はタブ部８を有するので、１つあたりの開口面積を後述の貫通孔に比べて開口面積を大きくすることができる。
【００１８】
（蓋体の貫通孔の変形例）
次に、図１に示す圧電デバイス１の蓋体５に設ける貫通孔の変形例について、図３（Ａ）〜（Ｄ）を参照して説明する。
ここで、図３の蓋体５ａ〜５ｄの各貫通孔は蓋体の上部５１であって、圧電振動片２の平面と向かい合わない位置に設けるようにした。言い換えると、蓋体５ａ〜５ｄの各貫通孔は、その真下に圧電振動片２や電極などが存在しない蓋体の上部５１に設けるようにした点が共通し、以下の特徴を有する。
【００１９】
（１）図３（Ａ）に示す蓋体５ａは金属から構成され、上部５１の四隅に４つの煙突型の貫通孔７０ａ〜７０ｄを設けたものである。貫通孔７０ａ〜７０ｄは、プレス加工により作製される。そして、プレス加工時には、貫通孔７０ａ〜７０ｄは完全に打ち抜かず、半抜き状態になっていることに特徴がある。
このため．貫通孔７０ａ〜７０ｄのそれぞれは、蓋体５ａの上部５１を貫通するとともに、その上部５１から中空状の煙突部が突き出している。貫通孔７０ａ〜７０ｄのそれぞれの先端の孔径φは、例えば１０〜１００〔μｍ〕である。
このような煙突型の貫通孔７０ａ〜７０ｄを塞ぐには、各貫通孔の近傍に対して直接レーザ光を照射して加熱、溶融させることにより行う。
【００２０】
（２）図３（Ｂ）に示す蓋体５ｂは金属から構成され、蓋体５ｂの４つの角部にエッジ部貫通型の貫通孔７１ａ〜７１ｄを設けたものである。貫通孔７１ａ〜７１ｄは、角部の切断（カット）またはプレス加工により作製される。貫通孔７１ａ〜７１ｄのそれぞれの孔径φは、例えば１０〜１００〔μｍ〕である。
このようなエッジ部貫通型の貫通孔７１ａ〜７１ｄを塞ぐには、各貫通孔の近傍に対して直接レーザ光を照射して加熱、溶融させることにより行う。
【００２１】
（３）図３（Ｃ）に示す蓋体５ｃは金属から構成され、上部５１の四隅に４つの単純貫通型の貫通孔７２ａ〜７２ｄを設けたものである。これらの貫通孔７２ａ〜７２ｄは、上部５１の厚さ方向にプレス加工などにより作製される。貫通孔７２ａ〜７２ｄのそれぞれの孔径φは、例えば１０〜１００〔μｍ〕である。
このような単純貫通型の貫通孔７２ａ〜７２ｄを塞ぐには、各貫通孔の近傍に対して直接レーザ光を照射して加熱、溶融させることにより行う。このとき、レーザ光は、貫通孔の長さ方法と交叉する斜め方向から照射する。
【００２２】
（４）図３（Ｄ）に示す蓋体５ｄは金属から構成され、上部５１の中央を除く２つの位置に、斜め貫通型の貫通孔７３ａ、７３ｂを設けたものである。貫通孔７３ａ、７３ｂは、図示のようにその長さ方向が上部５１の厚さ方向（上部５１の上面と直交する方向）ではなく、斜め方向になっている。貫通孔７３ａ、７３ｂは、プレス加工により作製される。貫通孔７３ａ、７３ｂのそれぞれの孔径φは、例えば５０〜１００〔μｍ〕である。
このような斜め貫通型の貫通孔７３ａ、７３ｂを塞ぐには、各貫通孔の近傍に対して直接レーザ光を照射して加熱、溶融させることにより行う。
【００２３】
（５）上記の蓋体５ａ〜５ｄの各貫通孔は、その真下に圧電振動片２や電極などがない蓋体の上部５１に設けるようにした。このため、貫通孔をレーザ光で塞ぐときに、レーザ光によって圧電振動片２などを損傷させることがない。
また、上記の蓋体５ａ〜５ｄでは、貫通孔のそれぞれの開口面積を、蓋体５の半開状態の貫通孔７の開口面積のように大きくすることが比較的難しいが、図示のように複数設けることにより所望の開口面積を得ることができる。
なお、上記の蓋体５ａ〜５ｄは、後述する蓋体の製造方法またはそれに準ずる方法により作製できる。
【００２４】
（圧電デバイスの製造方法の実施形態）
次に、本発明の圧電デバイスの製造方法の実施形態ついて、図４および図５を参照して説明する。
この製造方法では、図１に示す圧電デバイス１に相当するものを製造する場合について説明する。
そして、この製造方法では、図４に示すような手順により予め蓋体を製造しておき、その後に図５に示す手順により圧電デバイスが製造される。そこで、蓋体の製造方法について先に説明し、その後に、圧電デバイスの製造方法について説明する。
【００２５】
（蓋体の製造方法）
次に、図１に示す圧電デバイス１の蓋体５に相当する蓋体５ｅの製造方法について、図４を参照して説明する。図４の（Ａ）〜（Ｄ）において、上段側が各工程の平面図であり、下段側がその断面図である。
まず、図４（Ａ）に示すように、所定の金属からなり所定幅と所定厚さを有する金属シート９を用意し、この金属シート９のこの両側に所定間隔でパイロットホール９１を設ける。
【００２６】
次に、図４（Ｂ）に示すように、金属シート９に対して絞り加工を行い、所定間隔で凹部９２を形成させる。
その後、図４（Ｃ）に示すように、各凹部９２の底部に半開状態の貫通孔７ａ、７ｂを形成させる。この半開状態の貫通孔７ａ、７ｂは、上記の半開状態の貫通孔７に相当するものである。
次に、金属シート９から凹部９２とその近傍を含む部分を適宜手段で抜き落とすと、図４（Ｄ）に示すような蓋体５ｅが得られる。
【００２７】
（圧電デバイスの製造方法）
次に、図１に示す圧電デバイス１に相当する圧電デバイスの製造方法について、図５を参照して説明する。
まず、図５（Ａ）に示すように、配線用の貫通孔１０１と切断用の溝１０２とが所定位置に形成された、所定の厚さの光透過性の基板１０を用意する。この基板１０は、図１に示すパッケージ本体４になるものである。
【００２８】
次に、図５（Ｂ）に示すように、基板１０の上面の所定位置に導電性接着剤などからなる、突出電極（バンプ）６を形成する。
その後、図５（Ｃ）に示すように、各貫通孔１０１の内周面と基板１０の上下面の所定位置に、スパッタによりＣｒ−Ａｕの所定の厚さの金属膜１０４を形成する。
次に、図５（Ｄ）に示すように、金属膜１０４に電気メッキにより銅箔１０５を形成させる。この銅箔１０５の形成の電気メッキは、貫通孔１０１が塞がるまで行う。
その後、図５（Ｅ）に示すように、圧電振動片２の一端側をバンプ６に配置し基板１０に固定させる。
【００２９】
次に、図５（Ｆ）に示すように、図４の製造方法で製造した蓋体５ｅが圧電振動片２を覆うように、その蓋体５ｅを基板１０の上面に接着剤または溶接により固定させる。
その後、真空中（減圧下）において、基板１０の下面側の外部から基板１０を介してレーザ光を圧電振動片２に対して照射することにより、予め圧電振動片２表面の一部に形成された金などの金属膜などをトリミングして、圧電振動片２の発振周波数を調整しても良い。その際、蓋体５ｅ内に微量はガスが発生するので、そのガスを半開状態の貫通孔７ａ、７ｂから外部に真空排気するのが望ましい。
【００３０】
次に、真空中において、図５（Ｇ）に示すように、蓋体５ｅの半開状態の貫通孔７ａ、７ｂを塞ぐために、貫通孔７ａ、７ｂのタブ部をそれぞれ機械的に閉じる。
引き続き、真空中において、タブ部が閉じられた貫通孔７ａ、７ｂの残りの隙間を、レーザ光で局所的に加熱して溶融させ、図５（Ｈ）に示すように、貫通孔７ａ、７ｂを完全に塞ぐ。
【００３１】
次に、基板１０に形成される切断用の溝１０２を使用して基板１０を切断すると、図５（Ｉ）に示すように個別化された圧電デバイス１ａを得ることができる。このように得られた圧電デバイス１ａは、図１に示す圧電デバイス１に相当するものである。
以上のように、このような製造方法によれば、蓋体５ｅに設けた貫通孔７ａ、７ｂを塞ぐための充填材が不要となり、製造費用の低減化を図ることができる。
また、この製造方法によれば、貫通孔７ａ、７ｂを封止するのに充填材を使用せずに、封止箇所が同じ材質のため、剥がれなどが生じするおそれがない。
【００３２】
（その他の実施形態など）
（１）上記の圧電デバイスの製造方法では、半開状態の貫通孔７を有する蓋体５を使用し、貫通孔７を塞ぐには、タブ部８を機械的に閉じ、タブ部８にレーザ光を照射することにより、タブ部８が加熱、溶融されて残りの隙間を塞ぐようにした。
しかし、図３に示す蓋体５ａ〜５ｄの場合には、蓋体５ａ〜５ｄの各貫通孔はタブ部がないので、貫通孔はレーザ照射をするだけで加熱、溶融させて塞ぐことができる。
【００３３】
（２）上記の実施形態では、蓋体の貫通孔を加熱、溶融して塞ぐ手段としてレーザ光を使用するようにした。しかし、貫通孔を局所的に加熱、溶融して塞ぐことができれば、その手段は問わない。
（３）上記の実施形態では、蓋体の材料として金属を例示したが、これに代えて蓋体に設ける貫通孔がレーザ光の照射により加熱、溶融させて塞ぐことができる場合には、蓋体の材料として合成樹脂などの樹脂を使用することができる。
【００３４】
（４）図４、図５の圧電デバイスの製造方法は、図１に示す圧電デバイスに相当するものを製造する場合について説明した。しかし、図３に示す各種の蓋体５ａ〜５ｄを適用した圧電デバイスを製造する場合にも、上記の製造方法を適用できる。
（５）上記の実施形態では、蓋体の貫通孔は蓋体の上部の一部に設けるようにしたが、これに代えて蓋体の側壁部の一部に設けるようにしても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１、１ａ・・・圧電デバイス、２・・・圧電振動片、３・・・パッケージ、４・・・パッケージ本体、５、５ａ〜５ｅ・・・蓋体、６・・・導電性接着剤、７、７ａ、７ｂ・・・貫通孔、８・・・タブ部、９・・・金属シート、１０・・・基板、５１・・・上部、５２〜５５・・・側壁部
【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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