(57)【要約】【課題】封止用メタライズ金属層に金属蓋体をろう材により接合するときに、ろう材が圧電振動子の電極に飛散して生じるショート不良を防止する。【解決手段】上面中央部に圧電振動子４を収容するための直方体状の凹部５を有するとともに凹部５の隅部に圧電振動子４の端部が取着される段差部３を有する絶縁基体１と、絶縁基体１の凹部５の周囲の上面に形成された枠状のメタライズ層２ａと、メタライズ層２ａ上にろう付けされた封止用金属枠体２ｂとから成り、この封止用金属枠体２ｂにろう材を介して金属製蓋体１２が接合される圧電振動子収納用パッケージにおいて、封止用金属枠体２ｂは、段差部３の外側に位置する部位の内周部に切欠き部９が形成されている。切欠き部９を設けたことにより、凹部５内の圧電振動子４の電極部分へろう材が飛散することを防止することができ、ろう材によるショート等の不具合を防止することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面中央部に圧電振動子を収容するための直方体状の凹部を有するとともに該凹部の隅部に前記圧電振動子の端部が取着される段差部を有する絶縁基体と、該絶縁基体の前記凹部の周囲の上面に形成された枠状のメタライズ層と、該メタライズ層上にろう付けされた封止用金属枠体とから成り、該封止用金属枠体にろう材を介して金属製蓋体が接合される圧電振動子収納用パッケージにおいて、前記封止用金属枠体は、前記段差部の外側に位置する部位の内周部に切欠き部が形成されていることを特徴とする圧電振動子収納用パッケージ。
【請求項２】
前記封止用メタライズ金属層は、前記段差部の外側に位置する部位の内周部に前記切欠き部に対応した非形成部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子収納用パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に圧電振動子等の電子部品を収容するための圧電振動子収納用パッケージに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内部に圧電振動子を収容するための圧電振動子収納用パッケージは、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・ガラスセラミックス等のセラミックス材料から成り、その上面中央部に圧電振動子を収容するための略直方体状の凹部を有するとともに、この凹部の隅部に、圧電振動子の端部が取着される段差部を有する絶縁基体と、この絶縁基体の凹部の周囲の上面に形成された枠状のメタライズ層と、この枠状のメタライズ層の上面にろう材を介して接合される封止用金属枠体と、この封止用金属枠体にろう材を介して接合される金属製蓋体とから構成されている。なお、通常、絶縁基体の凹部内の圧電振動子が取着される段差部上面から絶縁基体の側面や下面等の外表面にかけてメタライズ配線導体が導出されている。
【０００３】
そして、この従来の圧電振動子収納用パッケージによれば、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、絶縁基体３１の凹部３５内に圧電振動子３４を収納するとともにこの圧電振動子３４の端部に形成されている電極を凹部３５内の段差部３３上に露出するメタライズ配線導体３６に例えば導電性接着剤３８等の電気的接続手段を介して電気的に接続し、しかる後、凹部３５の周囲３７の上面に形成された枠状のメタライズ層３２上に銀ろう等のろう材を介してろう付けされた封止用金属枠体４４の上面に金属製蓋体４２をシームウエルド法等により溶接することによって、絶縁基体３１と封止用金属枠体４４と金属製蓋体４２とから成る容器の内部に圧電振動子３４が気密に封止され、それにより製品としての電子装置となる。
【０００４】
シームウエルド法による金属製蓋体４２と封止用金属枠体４４との溶接は、クラッドタイプの金属製蓋体（裏面にろう材が一体成形された金属製蓋体）４２を、あらかじめ封止用金属枠体４４の上面に位置決めして載せ、その後、金属製蓋体４２の上面の外周部に沿って電極ローラーを移動させてろう材を加熱溶融し、ろう材を介して金属製蓋体４２と封止用金属枠体４４とを接合させることにより行なわれる。
【０００５】
なお、このような圧電振動子収納用パッケージにおいては、封止用金属枠体４４をろう付けするための枠状のメタライズ層３２は、極力、金属製蓋体４２に対する接合面積が大きな封止用金属枠体４４をろう付けできるようにするため、凹部３５の周囲３７の上面全体を覆うようにして設けられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３３６３６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような圧電振動子収納用パッケージは近時における電子装置の小型化の要求に伴い、その大きさが数ｍｍ角程度の極めて小さなものとなってきている。
【０００８】
また、近時における電子装置の薄型化の要求に伴い、その絶縁基体の厚みも０．４〜０．８ｍｍ程度と非常に薄くなってきている。
【０００９】
このため、上記のような従来の圧電振動子収納用パッケージにおいては、凹部３５の周囲３７の上面に接合された封止用金属枠体４４の幅が約０．２〜０．５ｍｍ程度と非常に狭いものとなり、同時に、凹部３５の周囲３７の上面に接合された封止用金属枠体４４の内周の下端部と、凹部３５内の隅部に形成された段差部３３の上面との間隔が、例えば、０．２〜０．５ｍｍ程度と、非常に狭いものとなっている。
【００１０】
そして、このように、凹部３５の周囲３７の上面に接合され、その幅が０．２〜０．５ｍｍ程度と非常に狭い封止用金属枠体４４に金属製蓋体４２をシームウエルド法により溶接した場合は、溶接時にろう材が封止用金属枠体４４の上面から飛散しやすく、またわずかでもろう材が封止用金属枠体４４の上面から飛散すると、この飛散したろう材が凹部３５内の段差部３３の上面に向けて飛散して付着してしまい、凹部３５内の隅部に形成された段差部３３の上面と凹部３５の周囲３７の上面の枠状のメタライズ層３２上に接合された封止用金属枠体４４との間隔が０．２〜０．５ｍｍ程度と狭いことから、このろう材によりメタライズ配線導体３６と封止用金属枠体４４や枠状のメタライズ層３２との間のショート（電気的短絡）や、圧電振動子の電極間のショート等の不具合を生じやすいため、この圧電振動子収納用パッケージを使用した圧電装置が正常に動作しなくなるという問題点を有していた。
【００１１】
本発明は、かかる問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、小型化・薄型化した圧電振動子収納用パッケージにおいて、例えば、凹部の周囲の上面の枠状のメタライズ層上にろう付けされた封止用金属枠体の幅（金属製蓋体が接合される封止幅）が約０．２〜０．５ｍｍ程度と非常に狭く、同時に、凹部の周囲の上面の枠状のメタライズ層上にろう付けされた封止用金属枠体の内周と、凹部内の隅部に形成された段差部の上面との間隔が０．２〜０．５ｍｍ程度と非常に狭いものであっても、封止用金属枠体に金属製蓋体をシームウエルド法等により溶接する際に、溶接時にろう材が凹部内の段差部上に飛散することを効果的に防止することができ、凹部に収容する圧電振動子を正常に作動させることが可能な圧電振動子収納用パッケージを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧電振動子収納用パッケージは、上面中央部に圧電振動子を収容するための直方体状の凹部を有するとともにこの凹部の隅部に前記圧電振動子の端部が取着される段差部を有する絶縁基体と、この絶縁基体の前記凹部の周囲の上面に形成された枠状のメタライズ層と、このメタライズ層上にろう付けされた封止用金属枠体とから成り、この封止用金属枠体にろう材を介して金属製蓋体が接合される圧電振動子収納用パッケージにおいて、前記封止用金属枠体は、前記段差部の外側に位置する部位の内周部に切欠き部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の圧電振動子収納用パッケージは、上記構成において、前記封止用メタライズ金属層は、前記段差部の外側に位置する部位の内周部に前記切欠き部に対応した非形成部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の圧電振動子収納用パッケージによれば、封止用金属枠体のうち、段差部の外側に位置する部位の内周部に切欠き部を形成したことから、圧電振動子の端部が取着される段差部の外側に位置する部位において、封止用金属枠体の内周縁と、凹部の周囲の上面の内周縁との間に間隔を設けることとなり、封止用金属枠体と、凹部の隅部に形成された段差部の上面との間隔を確保することが可能となり、封止用金属枠体上に金属製蓋体をシームウエルド法等により溶接する場合に、ろう材が金属製蓋体と封止用金属枠体との接合面から凹部内の段差部の上面に飛散することを効果的に防止することができる。そして、この飛散したろう材により封止用金属枠体の下面や枠状のメタライズ層と、メタライズ配線導体との間のショート（電気的短絡）や、圧電振動子の電極間のショート等の不具合が発生することを防止することができる。
【００１５】
また、本発明の圧電振動子収納用パッケージにおいて、封止用メタライズ金属層のうち、段差部の外側に位置する部位の内周部に、封止用金属枠体に形成した切欠き部に対応した非形成部を設けるようにしておくと、この切欠き部に対応した部分で枠状のメタライズ層の一部が露出し、この露出した枠状のメタライズ層の一部を伝わってろう材が凹部内に入り込むということを効果的に防止することができ、より一層確実に、封止用金属枠体の下面や枠状のメタライズ層とメタライズ配線導体との間のショート（電気的短絡）や、圧電振動子の電極間のショート等の不具合が発生することを防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の圧電振動子収納用パッケージを添付の図面を基に説明する。
【００１７】
図１（ａ）は本発明の圧電振動子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す上面図であり、図１（ｂ）はその断面図である。同図において１は絶縁基体、２ａは枠状のメタライズ層、２ｂは封止用金属枠体、３は段差部、４は圧電振動子である。そして、主として絶縁基体１と枠状のメタライズ層２ａと封止用金属枠体２ｂと段差部３とで本発明の圧電振動子収納用パッケージが構成されている。
【００１８】
絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体・ムライト質焼結体・ガラスセラミックス等のセラミックス材料から成るセラミック層を積層して成り、例えば一辺の長さが２〜２０ｍｍ程度で厚みが０．５〜３ｍｍ程度の四角形状である。そして、その上面中央部に圧電振動子４を収容するための直方体状の凹部５が設けてあり、この凹部５の隅部に段差部３を有している。この絶縁基体１は、段差部３の上面から側面や下面等の外表面にかけてタングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成る複数のメタライズ配線導体６が被着形成されている。
【００１９】
また、絶縁基体１の凹部５の周囲７の上面には、凹部５を取り囲むようにしてタングステンやモリブデン・銅・銀等の金属粉末メタライズから成る枠状のメタライズ層２ａが被着形成されており、この枠状のメタライズ層２ａの上面に銀ろう等のろう材を介して封止用金属枠体２ｂがろう付けされている。
【００２０】
この封止用金属枠体２ｂの上面に金属製蓋体１２の外周部分をシームウエルド法等の接合手段で接合することにより、圧電振動子４を気密に封止するための容器が形成される。
【００２１】
また、封止用金属枠体２ｂは、段差部３の外側に位置する部位の内周部に切欠き部９が形成されている。
【００２２】
このような絶縁基体１および枠状のメタライズ層２ａは、セラミック層が酸化アルミニウム質焼結体から成り、かつメタライズ配線導体６および枠状のメタライズ層２ａがタングステンメタライズから成る場合であれば、酸化アルミニウム・酸化珪素・酸化マグネシウム・酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤等を添加混合して泥漿状となすとともに、これを例えばドクタブレード法等のシート成形法によりシート状となすことにより複数枚のセラミックグリーンシートを得て、次にそれらのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施すとともにメタライズ配線導体６や枠状のメタライズ層２ａとなる金属ペーストを印刷塗布し、しかる後、それらのセラミックグリーンシートを上下に積層するとともにその積層体を高温で焼成することにより製作される。
【００２３】
また、絶縁基体１の凹部５の段差部３から絶縁基体１の側面や下面等の外表面にかけて被着形成されたメタライズ配線導体６は、凹部５の段差部３に搭載される圧電振動子４の各電極を外部の電気回路に電気的に接続するための導電路として機能し、その凹部５の段差部３の上面に形成された部位には、圧電振動子４の各電極が例えば導電性接着剤８等の電気的接続手段を介して電気的に接続されている。また、絶縁基体１の側面や下面に導出した部位は、外部電気回路基板（図示せず）に半田等を介して電気的に接続される。
【００２４】
なお、メタライズ配線導体６の露出表面には、メタライズ配線導体６の酸化腐食を防止するとともにメタライズ配線導体６と圧電振動子４の各電極との接続および外部電気回路基板との接続を強固なものとするために、通常であれば、１０〜２０μｍ程度の厚みのニッケルめっき層と０．１〜３μｍ程度の厚みの金めっき層とが順次被着されている。
【００２５】
本発明の圧電振動子収納用パッケージにおいては、封止用金属枠体２ｂのうち、圧電振動子４の端部が取着される段差部３の外側に位置する部位の内周部に切欠き部９を形成しておくことが重要である。
【００２６】
この封止用金属枠体２ｂの切欠き部９は、封止用金属枠体２ｂの内周縁と凹部５の周囲７の内周縁との間隔をある程度空け、封止用金属枠体２ｂと金属製蓋体１２とをシーム溶接で接合するときにシーム溶接用のろう材が凹部５内に飛散することを防止する機能を有する。
【００２７】
このような封止用金属枠体２ｂの切欠き部９は、例えば、この封止用金属枠体２ｂを金属板に対して打ち抜き加工を施すことにより形成する場合であれば、その内周部の所定部位に切欠き部９が形成されるような金型を用いて金属板を打ち抜くことにより作製することができる。
【００２８】
このように切欠き部９を設けておくと、封止用金属枠体２ｂと金属製蓋体１２とをシーム溶接で接合するとき、シーム溶接用のろう材が、段差部３の上方において凹部５内に飛散することを効果的に防止することができ、段差部３上にまでろう材が飛散することを防止することができる。
【００２９】
このような切欠き部９は、平面視で、凹部５の周囲７の上面の内周縁から０．１ｍｍ以上の幅で設けることが好ましい。この幅が０．１ｍｍ未満では、ろう材が凹部５内の段差部３上面にまで飛散し、封止用金属枠体２ｂや枠状のメタライズ層２ａとメタライズ配線層６との間や、圧電振動子４の電極の間でショート等の不具合を生じやすくなる傾向がある。ここで、切欠き部９の内周縁からの幅を０．１ｍｍ以上としたのは、通常金属製蓋体１２に形成されるろう材の厚みは２０〜４０μｍであり、金属製蓋体１２をろう材により封止用金属枠体２ｂに接合した後のろう材のメニスカスの形成幅が０．０５〜０．１ｍｍ程度であり、０．１ｍｍ以上の幅で切欠き部９を形成すればろう材の飛散防止効果が得られるためである。
【００３０】
金属製蓋体１２と封止用金属枠体２ｂとの接合幅は０．３ｍｍ程度より多く取ることが好ましい。経験的に接合幅を０．３ｍｍ程度以上とすれば金属製蓋体１２と封止用金属枠体２ｂとの間に形成されるろう材と、金属製枠体１２の外周に形成されるろう材のメニスカスとにより、長期間にわたって良好な気密封止性を確保することができる。
【００３１】
また、このように、封止用金属枠体２ｂに切欠き部９を形成してろう材の飛散を防止する場合は、この封止用金属枠体２ｂがろう付けされた枠状のメタライズ金属層２ａに、段差部３の外側に位置する部位の内周部に、この切欠き部９に対応した非形成部（図示せず）を設けておくことが好ましい。
【００３２】
枠状のメタライズ層２ａのうち、段差部３の外側に位置する部位の内周部に、封止用金属枠体２ｂに形成した切欠き部９に対応した非形成部を設けるようにしておくと、この切欠き部９に対応した部分で枠状のメタライズ層２ａの一部が露出し、この露出した枠状のメタライズ層２ａの一部を伝わってろう材が凹部５内に入り込む、ということを効果的に防止することができ、より一層確実に、封止用金属枠体２ｂの下面や枠状のメタライズ層２ａと、メタライズ配線導体６との間のショート（電気的短絡）や、圧電振動子４の電極間のショート等の不具合が発生することを防止することができる。
【００３３】
なお、ここでこの非形成部について、切欠き部９に対応した、というのは、平面視で切欠き部９と同じ形状、または、わずかに小さい形状という意味である。非形成部の大きさが切欠き部９よりも大きくなると、封止用金属枠体２ｂの内周の下端の一部で、枠状のメタライズ層２ａとの間に隙間が生じることとなるので、ろう付けの強度不良の不具合を誘発させるおそれがある。
【００３４】
非形成部の大きさを、平面視で切欠き部９に対して０．１ｍｍ程度小さいものとしておくと、封止用金属枠体２ｂと枠状のメタライズ層２ａとの間のろう付け強度を確保しつつ、金属製蓋体１２を接合させるためのろう材の飛散をより効果的に防止することができ、特に好ましい。
【００３５】
また、圧電振動子４は、通常、長方形板状であり、その短辺側の一方の２隅部に電極が形成されているため、この圧電振動子４の電極（端部）が取着される凹部５内の段差部３は、凹部５の短辺側の一方の２隅部に形成される。
【００３６】
このような段差部３の外側の部位で封止用金属枠体２ｂの内壁に切欠き部９を形成する場合は、切欠き部９は、凹部５の周囲７の上面のうち、短辺側では、辺の内周に沿って連続するようにして形成することが好ましい。これにより、特に圧電振動子４の電極が近接して形成されている短辺側でろう材の飛散を特に効果的に防止し、圧電振動子４をより一層確実に正常に作動させることができる。
【００３７】
また、この切欠き部９の封止用金属枠体２ｂの内周に沿った方向の形成範囲すなわち長さについては、凹部５の周囲７の上面のうち、段差部３のある辺と隣接する辺との側において、平面視で、段差部３の縁端部１０とこの切欠き部９の縁端部１１との距離Ｌを０．１ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００３８】
この距離Ｌは、凹部の周囲７の上面とその上の封止用金属枠体２ｂの下面との間のろう材が凹部の内側に飛散したときに、凹部の周囲７の上面の凹部底面からの高さは０．２〜０．５ｍｍ程度、これに対して段差部３の上面の凹部底面からの高さは０．１〜０．３ｍｍ程度であり、その差は０．１〜０．３ｍｍ程度であることから、０．１ｍｍ以上にしておくことが望ましい。これによって、切欠き部９の縁端部１１から凹部の内側の下方に飛散したろう材が斜め方向に飛散して段差部３の上面にかかるようなことはなくなるため、ろう材の飛散による枠状のメタライズ層２および封止用金属枠体２ｂとメタライズ配線層６との間のショート等の不具合を効果的に防止することができる。
【００３９】
この距離Ｌが０．１ｍｍ未満になると、段差部３の上方において、封止用金属枠体２ｂの内周縁と段差部３の縁端部１０との間が狭くなるため、ろう材が凹部５内の段差部３の上面にまで飛散し、メタライズ配線層６と枠状のメタライズ層２および封止用金属枠体２ｂとの間や、圧電振動子４の電極の間でショート等の不具合を生じやすくなる傾向がある。なお、切欠き部９は、段差部３の近傍に限定して形成しなければならないものではなく、凹部５の周囲７の上面の内周に沿って切欠き部９を延長して設けてもよい。
【００４０】
ここで、封止用金属枠体２ｂの厚みは０．１〜０．５ｍｍであり、また、この切欠き部９にろう材のフィレット１３が形成されるようにろう材量の調節等を行なうことにより、金属製蓋体１２と封止用金属枠体２ｂとの接合の信頼性を確保することができるので、気密封止性には全く影響はない。
【００４１】
なお、封止用金属枠体２ｂの表面には、封止用金属枠体２ｂとろう材との濡れ性を良好とするために、通常であれば、厚みが０．５〜５μｍ程度のニッケルめっき層と、厚みが０．１〜３μｍ程度の金めっき層がろう付けの前に予め被着されている。
【００４２】
そして、凹部５内に圧電振動子４を搭載収容した後、この封止用金属枠２ｂ上に金属製蓋体１２を載置するとともに封止用金属枠体２ｂと金属製蓋体１２とをシームウエルド法等により溶接することによって、絶縁基体１と封止用金属枠体２ｂと金属製蓋体１２とから成る容器内に圧電振動子４が気密に封止されて製品としての圧電装置となる。
【００４３】
かくして、上述の本発明の圧電振動子収納用パッケージによれば、絶縁基体１の凹部５内に圧電振動子４を搭載するとともに圧電振動子４の電極とメタライズ配線導体６とを導電性接着剤８を介して電気的に接続した後、封止用金属枠体２ｂに金属製蓋体１２をシーム溶接により接合して絶縁基体１と封止用金属枠体２ｂと金属製蓋体１２とから成る容器の内部に圧電振動子４を気密に封止することにより、内部に収容する圧電振動子４を確実に正常に作動させることができる封止信頼性に優れた圧電装置となる。
【００４４】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えても何ら差し支えない。例えば、この例では絶縁基体１は３層のセラミック層を積層することにより形成されているが、絶縁基体１は２層や４層上のセラミック層を積層することにより形成されていたり、絶縁基体１の片方のみの段差部３ではなく、両端に段差部３があり、両端の封止用金属枠体２ｂに切欠き部９を形成したりしてもよいのは言うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の圧電振動子収納用パッケージによれば、封止用金属枠体のうち、段差部の外側に位置する部位の内周部に切欠き部を形成したことから、圧電振動子の端部が取着される段差部の外側に位置する部位において、封止用金属枠体の内周縁と、凹部の周囲の上面の内周縁との間に間隔を設けることとなり、封止用金属枠体と、凹部の隅部に形成された段差部の上面との間隔を確保することが可能となり、封止用金属枠体上に金属製蓋体をシームウエルド法等により溶接する場合に、ろう材が金属製蓋体と封止用金属枠体との接合面から凹部内の段差部の上面に飛散することを効果的に防止することができる。そして、この飛散したろう材により封止用金属枠体の下面や枠状のメタライズ層と、メタライズ配線導体との間のショート（電気的短絡）や、圧電振動子の電極間のショート等の不具合が発生することを防止することができる。
【００４６】
また、本発明の圧電振動子収納用パッケージにおいて、封止用メタライズ金属層のうち、段差部の外側に位置する部位の内周部に、封止用金属枠体に形成した切欠き部に対応した非形成部を設けるようにしておくと、この切欠き部に対応した部分で枠状のメタライズ層の一部が露出し、この露出した枠状のメタライズ層の一部を伝わってろう材が凹部内に入り込むということを効果的に防止することができ、より一層確実に、封止用金属枠体の下面や枠状のメタライズ層とメタライズ配線導体との間のショート（電気的短絡）や、圧電振動子の電極間のショート等の不具合が発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明の圧電振動子収納用パッケージの実施の形態の一例を示す上面図および断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ従来の圧電振動子収納用パッケージの例を示す上面図および断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・絶縁基体
２ａ・・・・枠状のメタライズ層
２ｂ・・・・封止用金属枠体
３・・・・・段差部
４・・・・・圧電振動子
５・・・・・凹部
６・・・・・メタライズ配線導体
７・・・・・凹部の周囲
８・・・・・導電性接着剤
９・・・・・切欠き部
１０・・・・・段差部の縁端部
１１・・・・・非形成部の縁端部
１２・・・・・金属製蓋体
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【図２】
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