(57)【要約】【課題】封止材の脱落を防止すると共に、その後の封止材の溶融が充分に行われ、良好な気密状態を確保できる圧電デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】貫通孔１２ｃ内に封止材１６を配設した後、先端がピン状の加圧手段１９を用い、封止材１６を加圧変形させる。封止材１６は、加圧手段１９と貫通孔１２ｃに一部かかるパッケージ側壁部１２ｂに挟まれた状態で、加圧手段１９の圧力によって貫通孔１２内壁面に沿うかたちで変形し、貫通孔内に密着固定される。当該工程により封止材１６は、貫通孔１２ｃ内にかしめ固定された状態となる。よって予備的に固定された状態と成るので、次工程への搬送過程において、多少の衝撃・振動が加わっても貫通孔１２ｃ内から外れることなく脱落防止が可能と成る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片を支持固定するためのキャビティ構造を成すパッケージと、該パッケージの上部開口部に固定されるリッドとを備え、前記パッケージの底部には、該パッケージの内部と外部を連通する貫通孔が設けられており、該貫通孔が封止材により封止されて成る圧電デバイスの製造方法において、
少なくとも、
前記貫通孔に封止材を配設する工程と、
前記貫通孔に配設された封止材を加圧手段により加圧変形し、前記貫通孔内に密着固定する工程と、
前記工程により、前記貫通孔内に密着固定した封止材を溶融する工程と、
を具備することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記貫通孔は所定の内径を備える円形状であり、前記封止材はその最大外周径が、前記貫通孔内径よりも小さい球形状の封止材であることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記貫通孔に配設された封止材を加圧手段により加圧変形し、前記貫通孔内に密着固定する工程後、前記パッケージを加熱する工程を付加することを特徴とする請求項１または２に記載の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ものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＤＡ、携帯電話、デジタルカメラ等の小型情報機器や移動体通信機器の薄肉化、軽量化、小型化と自動実装化を背景に、これらに使われる電子部品も小型化、表面実装化が急速に進展している。このような背景の中、圧電デバイスもセラミックパッケージに金属等のリッド（蓋）を被せ封止されたＳＭＤ型のものが増えている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
図４は従来の圧電デバイスを示す図で（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。圧電振動片２１は、３層構造の積層体セラミックよりなるベース２２上に形成された電極部２４ａ、２４ｂにアライメントしマウントされ導電性接着剤等により電気的に接続固定される。
【０００４】
次いで、ガラス製又は金属製のリッド２３をベース２２にアライメントし、ロウ材又は低融点ガラス等の封止材２５を用いて加熱手段の電気炉、加熱炉等により封止される（第１封止工程）。
【０００５】
前記第１封止工程の封止材２５を加熱溶融する際に、封止材２５および導電性接着剤に吸蔵されたガスや封止材２５表面に吸着したガスが放出され、このガスが圧電振動子用容器２７内部に残留し、圧電振動子の特性を悪化させることがある。このガスによる特性の悪化を防ぐためにベース２２の底板には、ガス排出用の段付き孔２２ａが設けてある。
【０００６】
その後、真空雰囲気中で、ベース２２の底板に設けられたガス排出用の段付き孔２２ａに金属製ボール等でなる封止材２６を搭載し、先の第１封止工程と同様にレーザー装置、電子ビーム装置等により封止材２６を溶融して気密封止が行われる（第２封止工程）。図４に示す封止材２６は、溶融後の状態を示している。
【０００７】
ここで、ガス排出用の段付き孔２２ａはガス排出のためのみであれば段付き形状である必要はないが、第２封止工程の封止後、金属製ボール等の封止材２６がベース２２の底板より脱落させないため段付き形状とされている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１０６５１５号公報
【特許文献２】特開２００２−９５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した第２封止工程は、段付き孔２２ａに金属製ボールから成る封止材２６を搭載する工程と、その後、レーザー装置等を利用してスポット的に前記封止材２６を加熱溶融して封止する工程とによって作業が行われている。封止材２６は、段付き孔２２ａ内に配置されるだけであり、予備的な固着がなされていないため、次工程（溶融工程）への搬送過程において加わる衝撃・振動により、前記封止材２６が段付き孔２２ａ内部から飛び出し、脱落してしまう虞がある。
【００１０】
また、封止材２６を溶融することにより気密封止を行うものであるが、溶融不充分な状態に至る場合がある。これは、溶融前の段階、即ち、封止材２６が段付き孔２２ａ内に配置された状態の時、段付き孔２２ａ内壁面と封止材２６表面の接触面積が小さいために生じる現象と考えられる。
【００１１】
本発明は、前記問題点に鑑み、封止材の脱落を防止すると共に、その後の封止材の溶融が充分に行われ、良好な気密状態を確保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】
【００１２】
圧電振動片を支持固定するためのキャビティ構造を成すパッケージと、該パッケージの上部開口部に固定されるリッドとを備え、前記パッケージの底部には、該パッケージの内部と外部を連通する貫通孔が設けられており、該貫通孔が封止材により封止されて成る圧電デバイスの製造方法において、
少なくとも、
前記貫通孔に封止材を配設する工程と、
前記貫通孔に配設された封止材を加圧手段により加圧変形し、前記貫通孔内に密着固定する工程と、
前記工程により、貫通孔内に密着固定した封止材を溶融する工程と、
を具備する圧電デバイスの製造方法とする。
【００１３】
前記貫通孔は所定の内径を備える円形状であり、前記封止材はその最大外周径が、前記貫通孔内径よりも小さい球形状の封止材である圧電デバイスの製造方法とする。
【００１４】
前記貫通孔に配設された封止材を加圧手段により加圧変形し、前記貫通孔内に密着固定する工程後、前記パッケージを加熱する工程を付加する圧電デバイスの製造方法とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、貫通孔に配設された封止材を加圧手段により加圧変形させて、前記貫通孔内に密着固定することにより、予備的な固定がなされるため、例えば、次工程への搬送過程において加わる衝撃・振動があっても封止材の脱落が防止できる。
【００１６】
さらに、貫通孔に配設された封止材を加圧手段により加圧変形させて、前記貫通孔内に密着固定することにより、貫通孔内壁面と封止材の接触面積が広がるので、溶融工程において、封止材が貫通孔内に良好に塗れ広がり、良好な気密封止が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の要旨は、貫通孔に配設された封止材を加圧手段により加圧変形させて、前記貫通孔内に密着固定する工程を経た後、封止材を溶融し気密封止することで、製造工程における不具合を無くし、気密性良好な圧電デバイスの製造を実現したものである。
【００１８】
以下、本発明の圧電デバイスの製造方法を図面を参照して説明する。
まずはじめに、本発明に係わる圧電デバイスの構造について説明する。図１は本発明に係わる圧電振圧電デバイスの構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は側面断面図である。また、図２は図１（ｃ）のＡ部拡大図である。
【００１９】
１１は励振電極を施した音叉型圧電振動片で、本図おいては、音叉腕部の一部を省略して図示している。１２は圧電デバイスのパッケージである。前記パッケージ１２は、２層構造の積層セラミックよりなり、第１のセラミック層でパッケージ底板１２ａを形成し、第２のセラミック層によりパッケージ側壁部１２ｂを形成したキャビティ構造となっている。
【００２０】
パッケージ底板１２ａには貫通孔１２ｃが形成されており、パッケージ側壁部１２ｂがパッケージ底板１２ａの貫通孔１２ｃに一部かかるように配置されて形成されている。この貫通孔１２ｃ内壁には、金属のメタライズ層とその表面に形成されたＮｉメッキとＡｕメッキ層１８が形成されている。また、パッケージ底板１２ａには音叉型圧電振動片１１と外部との電気的接続を取るための電極１４ａ、１４ｂが設置されている。１３はパッケージ１２上に被せられるリッドである。１６は封止材で、本図においては、溶融した状態を示している。パッケージ１２内に収納された音叉型圧電振動片１１は、前記リッド１３及び封止材１６によって気密に封止された構造である。
【００２１】
続いて、本発明の圧電デバイスの製造方法について順を追って説明する。
まず、音叉型圧電振動片１１は、ベース１２の電極１４ａ、１４ｂ上にアライメントしてマウントされ、導電性接着剤で電気的に接続固定される。
【００２２】
その後、所望の発振周波数になるよう音叉型圧電振動片１１の発振周波数を調整する。発振周波数の調整は、音叉型圧電振動子片１１上に金属電極部を設け、レーザービーム等により金属電極部を蒸散することにより音叉型圧電振動片の重量を減じる等の方法で行われる。
【００２３】
次いで、金属やセラミック、あるいはガラスよりなるリッド１３をパッケージ１２上部にアライメントして、ロウ材または、低融点ガラス等の封止材１５をレーザー装置や電子ビーム装置、あるいは加熱炉等により溶融して封止する。ここで、前記封止工程と発振周波数の調整工程は、リッド１３の材質がガラスのような場合等の様に、封止工程後に実施可能であるならば工程が前後してもかまわない。
【００２４】
また、前記封止工程の際には、封止材１５の表面に吸着したガスや、封止材１５に吸蔵されたガスがパッケージ１２内に残留する。このガスは圧電振動子の特性を悪化させる要因である。このガスを取り除くため、圧電デバイス１７を真空雰囲気中で高温に加熱し、パッケージ底板１２ａに設けた封止孔１２ｃから外部へ放出する。
【００２５】
次いで、貫通孔１２ｃを封止する工程に移行する。
図３は、貫通孔に封止材を配設する工程と、貫通孔に配設された封止材を加圧手段により加圧変形して貫通孔内に隙間嵌めする工程を示す一部拡大図である。（ａ）は、金属製ボール等の球形状封止材を配設した状態図で、（ｂ）は、金属製ボール等の球形状封止材を加圧手段により押圧した状態図を示している。尚、図３は、図１のＡ部に対応する部分図である。
【００２６】
まず、貫通孔１２ｃ内に金属製のボール等から成る封止材１６を配設する。本図面上、上方はパッケージ１２の低部側であり、下方は音叉型圧電振動片１１が配置搭載される側である。貫通孔１２ｃに配設される封止材１６は、パッケージ側壁部１２ｂがパッケージ底板１２ａの貫通孔１２ｃに一部かかるように配置されているため、パッケージ１２内へ脱落しない構成である。
封止材１６は封止孔１２ｃに載置した際に、封止孔１２ｃにかかるベース側壁部１２ｂに当接し、封止孔１２ｃをすり抜けて脱落することが無く、封止後においては、ベース底板１２ａの下面より外部に突出しない大きさのものが用いられる。
【００２７】
前記球形状の封止材１６の最大外周径は、貫通孔１２ｃ内に収まるよう、貫通孔径よりも小さく構成し、パッケージ底部平面より若干突出するようにして配設する構成とする。
【００２８】
貫通孔１２ｃ内に封止材１６を配設した後、先端がピン状の加圧手段１９を用い、封止材１６を加圧変形させる。封止材１６は、加圧手段１９と貫通孔１２ｃに一部かかるパッケージ側壁部１２ｂに挟まれた状態で、加圧手段１９の圧力によって貫通孔１２内壁面に沿うかたちで変形し、一部が貫通孔１２ｃに食い込むようにして密着固定される。当該工程により封止材１６は、貫通孔１２ｃ内にかしめ固定された状態となる。よって予備的に固定された状態と成るので、次工程への搬送過程において、多少の衝撃・振動が加わっても貫通孔１２ｃ内から外れることなく脱落防止が可能と成る。
【００２９】
尚、前記加圧工程においては、例えば、内径φ０．３８ｍｍ程度の貫通孔１２ｃ内に球形状の封止材１６（球径、φ０．３４ｍｍ）を配設し、加圧手段１９のピン先端を、荷重３５０ｇｆ程度で加圧して行っているが、パッケージ１２へのクラック等の発生は無く問題はない。
【００３０】
前記工程により、貫通孔１２ｃ内に密着固定した状態の封止材１６を加熱溶融し、圧電デバイス１７を気密に封止する。加熱溶融手段は、レーザー装置、電子ビーム装置等により行うのは従来技術と同様である。前工程において、貫通孔１２ｃ内に配設された封止材１６を加圧手段により加圧変形して、前記貫通孔内に密着固定させるため、貫通孔１２ｃ内壁面と封止材１６の接触面積が広がる。この状態で本溶融工程を実施するので、封止材１６が貫通孔１２ｃ内で良好に塗れ広がり、良好な気密封止が実現できる。該工程を経て圧電デバイス１７が完成する。
【００３１】
また、前記貫通孔に配設された封止材を加圧手段により加圧変形し、前記貫通孔内に密着固定する工程後、封止材を溶融する工程の前に、予備的にパッケージを加熱する工程を付加するようにすれば、パッケージから伝播する熱で封止材１６表面が軟化し、溶融工程においてさらに良好な溶融状態が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係わる圧電振圧電デバイスの構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は側面断面図
【図２】図１（ｃ）のＡ部拡大図
【図３】貫通孔に封止材を配設する工程と、貫通孔に配設された封止材を加圧手段により加圧変形して貫通孔内に隙間嵌めする工程を示す一部拡大図で、（ａ）は、金属製ボール等の球形状封止材を配設した状態図で、（ｂ）は、金属製ボール等の球形状封止材を加圧手段により押圧した状態図
【図４】従来の圧電デバイスを示す図で（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図
【符号の説明】
【００３３】
１１    音叉型圧電振動片
１２    パッケージ
１２ａ  パッケージ底板
１２ｂ  パッケージ側壁部
１２ｃ  封止孔
１３    リッド
１４ａ  電極
１４ｂ  電極
１５    封止材
１６    封止材
１７    圧電デバイス
１８    Ｎｉ、Ａｕメッキ層
１９    加圧手段
２１    音叉型圧電振動片
２２    ベース
２２ａ  段付き孔
２３    リッド
２４ａ  電極
２４ｂ  電極
２５    封止材
２６    封止材
２７    圧電振動子容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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