(57)【要約】      （修正有）【課題】電子部品素子をパッケージにより気密封入した後でも、その素子に要求される規格に調整可能な電子部品用パッケージを提供する。【解決手段】パッケージベース部３０とキャップ部１０との接合により、その内部に気密状態の空間が形成され、前記空間内に電子部品素子が搭載されてなる電子部品用パッケージにおいて、少なくともキャップ部１０の一部に、前記空間内に搭載されている電子部品素子の視認とレーザ光が透過可能なレーザ加工用窓部２０を設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージベース部とキャップ部との接合により、その内部に気密状態の空間が形成され、前記空間内の前記パッケージベース部に電子部品素子が搭載されてなる電子部品用パッケージにおいて、
少なくとも前記キャップ部の一部に、前記空間内に搭載されている電子部品素子の視認とレーザ光が透過可能なレーザ加工用の窓部が形成されていることを特徴とする電子部品用パッケージ。
【請求項２】
前記窓部が、透明材料であるガラス、石英、クリスタルのいずれかで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項３】
前記窓部の表面が鏡面研磨仕上げになっていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項４】
前記窓部の前記空間を形成する面側の一部に金属が蒸着された金属薄膜蒸着部を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電子部品用パッケージ。
【請求項５】
前記電子部品素子が金属薄膜の電極を備えた水晶片であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電子部品用パッケージ。
【請求項６】
パッケージベース部とキャップ部との接合により、その内部に気密状態の空間が形成され、前記空間内の前記パッケージベース部に電子部品素子が搭載されてなる電子部品用パッケージにおいて、
前記キャップ部の全体が透明材料で形成され、少なくとも外部からレーザ光により前記電子部品素子が加工できるよう所定の部位が鏡面研磨仕上げとなっていることを特徴とする電子部品用パッケージ。
【請求項７】
パッケージベース部とキャップ部との接合により、その内部に気密状態の空間が形成され、前記空間内の前記パッケージベース部に電子部品素子が搭載されてなる電子部品用パッケージにおいて、
全体が透明材料で形成され、少なくとも外部からレーザ光により前記電子部品素子が加工できるよう所定の部位が鏡面研磨仕上であるキャップ部と、
全体が透明材料で形成された前記パッケージベース部と、
前記キャップ部と、前記パッケージベース部とが、金属の溶融により接合されていることを特徴とする電子部品用パッケージ。
【請求項８】
前記キャップ部の前記空間を形成する面側の一部には金属が蒸着された金属薄膜蒸着部を備えたことを特徴とする請求項７に記載の電子部品用パッケージ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の電子部品用パッケージの前記空間内に搭載された電子部品素子は金属薄膜の電極を備えた水晶片であり、
外部から前記水晶片の電極及び又は前記金属薄膜部にレーザ光を照射することで、前記電極の金属薄膜量を変化せることにより、周波数特性が調整可能であることを特徴とする水晶振動子。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれかに記載の電子部品用パッケージの前記空間内に搭載された電子部品素子である水晶振動子に貼付されている金属薄膜、及び又は前記金属薄膜蒸着部の金属薄膜を外部から、前記鏡面研磨仕上げの部位を通して、レーザ光により水晶振動子に添付されている金属薄膜の量を変化させることにより、前記水晶振動子の周波数特性を、所望の公証周波数に調整することを特徴とする水晶振動子の周波数調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる電子部品用パッケージ及びこのパッケージを用いた電子デバイス及びそのパッケージを利用した電子部品素子の周波数調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気密封止を必要とする電子部品素子として、例えば、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器等があげられる。これら各製品はいずれも水晶振動板の表面に金属薄膜電極を形成し、この金属薄膜電極を外気から保護するため、金属やセラミック等のパッケージに気密封止されている。
【０００３】
水晶振動子の製造工程の一例としては、（１）水晶片を所望の周波数（公証周波数）よりも高い周波数に設定して研磨し、（２）真空蒸着により水晶片に金属膜を蒸着し、（３）ベース基板に水晶片を固定する。そして、（４）所望の周波数（公証周波数）に調整するため、金属蒸着膜を重ね、（５）窒素を内部に充填して密閉する。このような工程により、電子部品用パッケージに気密封止され製造されている。
【０００４】
従来、この種の電子部品用パッケージとして、例えば下記特許文献１には、圧電振動子のパッケージに関する技術が開示されている。この特許文献１の図４には、水晶振動子などの電子部品素子は、収納室２８内のベース基板１１上に形成され、パッケージ１０と蓋体６との接合により、その内部は気密状態を維持する構造となっている。そして、パッケージ１０は金属製あるいはセラミック製であり、蓋体６も金属製あるいは不透明のセラミック製となっている。そのため、パッケージに電子部品素子が気密封入された後は、そのパッケージを開封しなければ、内部に収納されている電子部品素子を視認することも、また電子部品素子に加工を加えることもできない。
【０００５】
また、下記特許文献２に記載の電子部品用パッケージは、図１１に示されるように、水晶振動子などの電子部品２を収納する凹部６が設けられたセラミック製のケース３と、そのケース３の側壁の上面に形成された溶接層（メタライズ層）４を介して封止される金属製の蓋体５とにより構成されている。特許文献２が開示する電子部品用パッケージも、特許文献１が開示する電子部品用パッケージと同様に、不透明のセラミック製のケース３に金属製の蓋体５が接合された後は、そのパッケージを開封しなければ内部に収納されている電子部品素子を視認することも、また電子部品素子に加工を加えることもできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２０１０−１６１６０９号公報
【特許文献２】特公平９−２４６４１５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器等の電子部品素子はいずれも水晶振動板（水晶片）の表面に金属薄膜電極を形成し、この金属薄膜電極を外気から保護するため、金属やセラミックで気密封止されている。このため、パッケージに気密封止された後は、内部に設けられた電子部品素子の状況は視認することができない。また、パッケージを開封しなければ、内部の電子部品素子に加工を加えることもできない。また、一旦パッケージを開封してしまうと、内部の窒素が開放され電極等の酸化がはじまるという問題がある。
【０００８】
さらに、水晶振動子等の製造にあたっては一般的に、注文数の１割以上の歩留まりを想定し余分に水晶振動子等を製造している。そのため余分に製造した水晶振動子等は、要求通りの周波数以外には用いることができない。そのため余分に製造した水晶振動子等は、廃棄するか、デッドストック化するしかない。水晶振動子等に要求される周波数値は無数にあるため、廃棄、あるいはデッドストック化される水晶振動子等は膨大な数量となる。このことは電子部品の高価格化を招き、グローバル競争力の低下や、廃棄物増大による環境問題の一因ともなっている。
【０００９】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、電子部品素子をパッケージにより気密封入した後でも、そのパッケージを開封することなく、要求される規格、例えば公証周波数に調整可能な電子部品用パッケージ、及びその電子部品用パッケージを利用した電子部品デバイス、並びにその電子部品用パッケージを利用した水晶振動子等の周波数調整方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、パッケージベース部とキャップ部との接合により、その内部に気密状態の空間が形成され、前記空間内の前記パッケージベース部に電子部品素子が搭載されてなる電子部品用パッケージにおいて、
少なくとも前記キャップ部の一部に、前記空間内に搭載されている電子部品素子の視認とレーザ光が透過可能なレーザ加工用の窓部が形成されていることを特徴とする電子部品用パッケージである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品用パッケージであって、前記窓部が、透明材料であるガラス、石英、クリスタルのいずれかで形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電子部品用パッケージであって、前記窓部の表面が鏡面研磨仕上げになっていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の電子部品パッケージであって、前記窓部の前記空間を形成する面側の一部に金属が蒸着された金属薄膜蒸着部を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の電子部品用パッケージであって、前記電子部品素子が金属薄膜の電極を備えた水晶片であることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、パッケージベース部とキャップ部との接合により、その内部に気密状態の空間が形成され、前記空間内の前記パッケージベース部に電子部品素子が搭載されてなる電子部品用パッケージにおいて、
前記キャップ部の全体が透明材料で形成され、少なくとも外部からレーザ光により前記電子部品素子が加工できるよう所定の部位が鏡面研磨仕上げとなっていることを特徴とする電子部品用パッケージである。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、パッケージベース部とキャップ部との接合により、その内部に気密状態の空間が形成され、前記空間内の前記パッケージベース部に電子部品素子が搭載されてなる電子部品用パッケージにおいて、
全体が透明材料で形成され、少なくとも外部からレーザ光により前記電子部品素子が加工できるよう所定の部位が鏡面研磨仕上であるキャップ部と、
全体が透明材料で形成された前記パッケージベース部と、
前記キャップ部と、前記パッケージベース部とが、金属の溶融により接合されていることを特徴とする電子部品用パッケージである。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の電子部品用パッケージであって、前記キャップ部の前記空間を形成する面側の一部には金属が蒸着された金属薄膜蒸着部を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれかに記載の電子部品用パッケージの前記空間内に搭載された電子部品素子は金属薄膜の電極を備えた水晶片であり、
外部から前記水晶片の電極及び又は前記金属薄膜部にレーザ光を照射することで、前記電極の金属薄膜量を変化せることにより、周波数特性が調整可能であることを特徴とする水晶振動子である。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から８のいずれかに記載の電子部品用パッケージの前記空間内に搭載された電子部品素子である水晶振動子に貼付されている金属薄膜、及び又は前記金属薄膜蒸着部の金属薄膜を外部から、前記鏡面研磨仕上げの部位を通して、レーザ光により水晶振動子に添付されている金属薄膜の量を変化させることにより、前記水晶振動子の周波数特性を、所望の公証周波数に調整することを特徴とする水晶振動子の周波数調整方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、電子部品素子をパッケージにより気密封入した後でも、そのパッケージを開封することなく、要求される規格、例えば公証周波数に調整可能な電子部品用パッケージ、及びその電子部品用パッケージを利用した電子部品デバイス、並びにその電子部品用パッケージを利用した電子部品素子の周波数調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態である金属型パッケージの水晶振動子１の分解斜視図である。
【図２】水晶振動子１の開口部（窓用穴あき部）に接合される窓部２０の平面図である。
【図３】本発明の一実施形態である金属型パッケージの水晶振動子１の断面図である。
【図４】クリスタルパッケージの水晶振動子１００の分解斜視図である。
【図５】クリスタルパッケージの水晶振動子１００の断面図である。
【図６】窓部２０に替えて窓部２０−２を用いた水晶振動子１−２分解斜視図である。
【図７】窓部２０−２の平面図である。
【図８】水晶振動子１−２の断面図である。
【図９】クリスタルパッケージの水晶振動子１００−２の分解斜視図である。
【図１０】クリスタルパッケージの水晶振動子１００−２の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について、電子部品素子として水晶振動子を一例としてとりあげ、以下、図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。水晶振動子は主に、リード線タイプのリード型水晶振動子と、主に不透明のセラミックパッケージにより封止された表面実装型水晶振動子（(Surface Mount Device：SMD)の２種類がある。図１は本発明の一実施形態である表面実装型の水晶振動子１の分解斜視図である。なお、リード型水晶振動子に対しても同様に考えて適用することができる。
【００２３】
図１に示す水晶振動子１は、キャップ部１０、キャップ部１０に形成されている窓用穴あき部１１、窓用穴あき部１１に嵌め込まれ溶着される窓部２０、そして、水晶片等を設置するパッケージベース部３０とから構成される。
【００２４】
キャップ部１０の下面には、窓用穴あき部１１の外周に沿って、パッケージベース部３０と融着させるために、高温で溶融溶着させるためのクロム又はチタンを下地にして、銀、アルミなどが蒸着された融着部３２が形成されている。なお、融着部１２と融着部３２との間に、銅・アルミを入れてレーザで融着させることは好ましい。また、融着材として、ガスの出ない接着剤を用いても良い。
【００２５】
パッケージベース部３０は、枠部３１により内部空間３３が形成され、その空間に水晶片を設けた後、融着部１２と融着部３２とを接合し気密封入される。なお、気密封入時には窒素を内部に充填、又は真空封止しておくことは好ましい。水晶振動子の酸化を防止することができるためである。
【００２６】
図２は窓部２０の詳細を示した図である。窓部２０は透明部２１からなり、透明部２１は、例えば、ガラス、石英、クリスタル等の透明の材料で構成することは好適である。さらに、これらの透明材料が、鏡面研磨仕上げになっていることは好ましい。鏡面研磨仕上げにすることで、パッケージ内部の水晶片等の電子部品素子の視認性の向上と、後述するレーザ光の照射により水晶片に蒸着されている金属薄膜の加工精度を向上することができるからである。
【００２７】
図３は本発明の一実施形態である水晶振動子１の断面図である。上面にキャップ部１０が枠部３１と融着され、窓用穴あき部１１は、透明材料で構成される窓部２０と接着部１３とにより気密に塞がれている。パッケージベース部３０の内部空間３３内には、水晶片５０が窒素封入下で水平に、例えば、導電性接着剤等で保持されている。導電性接着剤と、パッケージベース部３０の裏面に設けられている電極端子（図示していない）との接続は、例えば導電性材料をスクリーン印刷した導線で接続することが好ましい。
【００２８】
水晶振動子１をこのようなパッケージとすることで、内部に設けられた水晶片５０を窓部２０を通して視認することができる。これにより、例えば耐衝撃性試験により、内部の水晶片５０に脱落等の異常の有無を確認することができる。なお、キャップ部１０と窓部２０との接続である接着部１３は、接続材、例えば金属溶着、ガスの出ない接着剤等で形成することが好ましい。
【００２９】
このようなパッケージの構成とすることで窓部２０を通して、水晶片５０の金属薄膜の電極の形状をレーザ光、例えばグリーンレーザ光の照射により微細に加工することが、周波数の微調整を行うことができる。
【００３０】
例えば、従来、水晶振動子の周波数を公証周波数に微調整するには、金属の蒸着により薄膜を重ねることで、その周波数を逐次低くし、公証周波数に適合させていた。このため、気密封止後には水晶振動子の微調整を行うことができなかった。
【００３１】
しかし、本発明によれば、窓部２０を通して、水晶片５０の電極に蒸着されている金属薄膜をレーザ光の照射により、その一部を剥がすことができ、これにより周波数の微調整を行うことができる。ここで、従来の金属の蒸着により薄膜を重ねて周波数を調整する場合は、当初の周波数を公証周波数より高く設定し、そこから金属薄膜の蒸着により周波数を下げて調整する。しかし本発明によれば、レーザ光により金属薄膜を剥がし周波数の微調整を行うため、当初の周波数は公証周波数よりも低く設定する。そしてそこからレーザ光の照射により、所望の周波数となるよう、金属薄膜を剥がし（周波数を上げながら）公証周波数に調整する。
【００３２】
図４は本発明の他の実施形態であるパッケージ全体を透明な材料、例えばクリスタルで構成した場合の水晶振動子１００の分解斜視図である。水晶振動子１００は、キャップ部１１０、キャップ１１０と溶着され、内部に穴あき部２２１を備える中間キャップ部２２０、パッケージベース部２３０、パッケージ２３０と融着され、内部に穴あき部２４１を備える中間パッケージベース部２４０とから構成されている。    
【００３３】
ここで、キャップ部１１０の下面周縁部にはクロム又はチタンを下地にして、銀、アルミなどが蒸着された融着部１１２がある。また、キャップ部２２０の上面周縁部には、同様の融着部２２２があり、下面周縁部にもクロム又はチタンを下地にして、銀、アルミなどが蒸着された融着部２２３がある。また、パッケージベース部２３０の上面周縁部には、同様の融着部２３２がある。中間パッケージベース部２４０の下面周縁部には、同様の融着部２４３があり、上面周縁部には、クロム又はチタンを下地にして、銀、アルミなどが蒸着された融着部２４２がある。
【００３４】
キャップ部１１０と中間キャップ部２２０との融着、そしてキャップ部２２０と中間パッケージベース部２４０との融着、そして中間パッケージベース部２４０とパッケージベース２３０との融着により、水晶振動子１００を製造する。この水晶振動子１００は、穴あき部２２１と穴あき部２４１とにより内部空間が形成され、かかる空間内に水晶片、金属薄膜電極、配線等が設けられる。
【００３５】
図５は水晶振動子１００の断面図を示したものである。キャップ部１１０と中間キャップ部２２０とは融着部１１２と融着部２２２とにより融着されている。また、パッケージベース部２３０と、中間パッケージベース部２４０とは、融着部２３２、融着部２４３とにより融着されている。穴あき部２４１と穴あき部２２１とにより形成される空間に、水晶片５０が設けられ、かかる水晶片は導電材６２、導電材６２と導通する金属が薄膜に蒸着されている内部電極６１、そして内部電極６１と外部電極６３とは、導電材６０により導通している。
【００３６】
中間キャップ部２２０の融着部２２３と、中間パッケージベース部２４０の融着部２４２とが融着することで、水晶振動子１００が気密封止される。このようなクリスタルパッケージの加工は、ダイヤモンド砥石を用いても良いが、超音波による加工はより好ましい。また、この実施の形態では、キャップ部を、キャップ部１１０と中間キャップ部２２０で構成し、パッケージベース部をパッケージベース部２３０と中間パッケージベース部２４０とで構成しているが、超音波によりキャップ部及び／又はパッケージベース部に直接空間を形成しても良い。
【００３７】
また、内部電極６１と外部電極６３とを導電材６０により導通させるための導通穴は、超音波穴あけ加工を行うことは好適である。また、かかる導通穴を導電性接着剤で充填することは、気密性を確保でき好ましい。
【００３８】
図６は図１に示す金属型パッケージの水晶振動子１の窓部２０に替えて、窓部２０−２を用いた金属型パッケージの水晶振動子１−２の分解斜視図である。窓部２０−２の下面（パッケージベース部３０と対向する側）には、格子状に金属薄膜が蒸着されている。
【００３９】
図７は窓部２０−２の詳細平面である。図７においては、窓部２０−２の下面には金属薄膜の蒸着されている金属薄膜蒸着部２３−２、金属薄膜が蒸着されていない透明な透明部２２−２とが格子模様に形成されている。また、この実施例においてはそれらの面積は均等な割合としているが、その割合（比率）やその模様（形状）はこれに限定されるものではなく、水晶片５０等との関係において適宜選択することが好ましい。
【００４０】
図８は水晶振動子１−２の断面図である。図８に示すように、窓部２０−２の下面には水晶片５０が内部空間部３３に設けられている。ここで、このような構造の電子部品用パッケージとすることで、気密封入された水晶振動子１−２の周波数を次のようにして、パッケージを開封することなく微調整することができる。
【００４１】
先ず、周波数を微増させる場合であるが、かかる場合には図１から図３を用いて説明したように、外部からレーザー光を窓部２０−２の透明部２２−２を通して、水晶片５０の電極の金属薄膜に照射し、それを剥がすことで、水晶片５０の周波数を微増させて調整する。
【００４２】
次に、周波数を下げる方向での微調整を行う場合である。この場合には外部から窓部２０−２の下面に蒸着されている金属薄膜蒸着部２３−２にレーザー光を照射する。これにより、金属薄膜が溶融し水晶片５０の電極に蒸着し薄膜化する。これにより水晶片５０の周波数を下げる方向で周波数の微調整を行うことができる。
【００４３】
図９はクリスタルパッケージの水晶振動子１００−２の分解斜視図である。水晶振動子１００−２は、図４に示すクリスタルパッケージの水晶振動子１００のキャップ部１００に替えてキャップ部１００−２を用いている以外は同じ構成となっている。キャップ部１００−２の下面には、金属が蒸着し薄膜となっている金属薄膜蒸着部１２３−２が格子状に形成されている。金属薄膜蒸着部１２３−２以外のところは内部空間の設けられている水晶片や電極を視認できる透明部１２２−２となっている。透明部の表面は鏡面研磨仕上げとすることは好ましい。
【００４４】
図１０は、クリスタルパッケージの水晶振動子１００−２の断面図である。上述したように、周波数を微増させる場合には、外部からレーザー光を透明部１２２−２を通して、水晶片５０の電極６１の金属薄膜に照射し、それを剥がすことで、水晶片５０の周波数を微増させて調整する。
【００４５】
次に、周波数を下げる方向での微調整を行うには、外部から金属薄膜蒸着部１２３−２にレーザー光を照射する。これにより、金属薄膜蒸着部１２３−２が溶融し水晶片５０の電極６１に蒸着・薄膜する。これにより水晶片５０の周波数を下げる方向で周波数の微調整を行う。
【符号の説明】
【００４６】
１  水晶振動子
１０  キャップ部
１１  窓用穴あき部
１３  接着部
２０  窓部
２１  透明部
２２−２  １２２-2  透明部
２３−２  １２３−２  金属薄膜蒸着部
３０  パッケージベース部
３２  融着部
３３  内部空間
５０  水晶片
６１  内部電極
６２  導電材
６３  外部電極
１００  水晶振動子
１１０   キャップ部
２２１  ２４１  穴あき部
２２０  中間キャップ部
２３０  パッケージベース部
２４０  中間パッケージベース部
１１２  ２２３    ２３２  ２４３  融着部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2015119467.tif 000011
【図１０】
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