(57)【要約】【課題】  封止材で閉塞する封止孔を設けた圧電デバイスのパッケージにおいて、高性能化・小型化に対応した気密性の向上及び確保を図り、より容易な封止作業で安定した封止性能、高い信頼性、生産性及び歩留まりの向上を実現する。【解決手段】  水晶振動片１４をキャビティ１７内に気密封止するパッケージ１３は、セラミック薄板を積層したベース１１と、その上に接合する蓋１２とからなる。ベースは、パッケージ外部とキャビティ内部とを連通する封止孔２３を有し、該封止孔は、それぞれセラミック薄板１５ａ〜１５ｃに形成されて、ベース底面に開口する外側孔部２４、キャビティ底面に開口する内側孔部２５、及びそれらを接続する内部通路２６で構成される。外側孔部及び内側孔部は平面的に全く重複しないように配置され、外側孔部から内側孔部に至るまでクランク状に屈曲した通路が画定される。【選択図】  図１
2005086702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片と、前記圧電振動片を気密に封止するパッケージとを備え、
前記パッケージが、前記圧電振動片を収容するキャビティと、該パッケージの外部と前記キャビティの内部とを連通する封止孔とを有し、
前記封止孔が、前記パッケージの外面に設けられかつ封止材で気密に閉塞される外側開口と、前記キャビティの内面に設けられた内側開口と、前記外側開口と前記内側開口とを接続するための屈曲した通路とを有することを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
前記内側開口が前記キャビティの底面に設けら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】
前記内側開口が前記キャビティの側面に設けら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４】
前記外側開口が前記パッケージの底面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記外側開口が前記パッケージの側面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記パッケージが、複数の絶縁材料薄板を積層したベースと前記ベースの上に接合される蓋とを有し、
前記ベースが、前記封止孔の前記外側開口を貫設した第１の前記絶縁材料薄板と、前記封止孔の前記内側開口を貫設した第２の前記絶縁材料薄板と、前記封止孔の前記屈曲した通路を貫設した第３の前記絶縁材料薄板とを有す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７】
前記ベースが、その中央に前記キャビティを画定するように前記複数の絶縁材料薄板を積層した箱型のベースからなることを特徴とする請求項６に記載の圧電デバイス。
【請求項８】
前記第１の絶縁材料薄板が前記ベースの底部を形成し、前記第２の絶縁材料薄板が前記キャビティの底面を形成することを特徴とする請求項６または７に記載の圧電デバイス。
【請求項９】
前記圧電振動片が音叉型圧電振動片であり、前記ベースが、前記音叉型圧電振動片の振動腕先端部分に隣接する前記キャビティ底面の領域に設けられた凹所を有し、前記凹所が、前記第２の絶縁材料薄板に形成した開口部により画定されることを特徴とする請求項８に記載の圧電デバイス。
【請求項１０】
前記第２の絶縁材料薄板の前記開口部が前記封止孔の前記内側開口であることを特徴とする請求項９に記載の圧電デバイス。
【請求項１１】
前記第１の絶縁材料薄板が前記ベースの底部を形成し、前記第２の絶縁材料薄板が前記キャビティの側面を形成することを特徴とする請求項７に記載の圧電デバイス。
【請求項１２】
前記第２及び第３の絶縁材料薄板が１つの絶縁材料薄板からなることを特徴とする請求項１０または１１に記載の圧電デバイス。
【請求項１３】
前記第１乃至第３の絶縁材料薄板が１つの絶縁材料薄板からなることを特徴とする請求項７に記載の圧電デバイス。
【請求項１４】
前記外側開口の内面がメタライズされていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の圧電デバイス。
【請求項１５】
前記パッケージに搭載されたＩＣ素子を更に有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な電子機器に多用されている圧電振動子、圧電発振器やＳＡＷデバイス等の圧電デバイスに関し、特に水晶等の圧電材料からなる振動片を実装して気密に封止する表面実装型の圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、圧電デバイスは、回路基板等への実装に適した表面実装型のものが多用されると共に、より高性能化及び小型・薄型化が要求されている。一般に表面実装型の圧電デバイスは、絶縁材料からなる薄い箱型のベースと薄板状の蓋とから構成されるパッケージの中に圧電振動片及び必要に応じて電子部品を気密に封止する構造を備える。更に、蓋をベースに接合する際に発生するガスがパッケージ内部に残らないように排気し、又は封止後のパッケージ内部を所望の雰囲気に維持するために、ベースに封止孔を設けかつこれを蓋の接合後に閉塞するパッケージ構造が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
このような従来の表面実装型水晶振動子の典型例を図９（Ａ）（Ｂ）に示す。この水晶振動子は、パッケージ１の内部に音叉型水晶振動片２を搭載し、パッケージ１は、セラミック材料からなるベース３と、その上に低融点ガラスを用いて気密に接合される薄いガラス板からなる蓋４とを有する。ベース３は、音叉型水晶振動片２を実装する平板状の底板部５の上に、該振動片２を収容するためのキャビティを画定する枠部６を積層した箱型に形成され、該キャビティの底面略中央に封止孔７が貫設され、例えばＡｕ−Ｓｎ等の低融点金属からなる封止材８で閉塞されている。
【０００４】
封止孔７は、図９（Ｃ）によく示すように、ベース３の外面側に段差９を設けてその開口を大きくし、封止材８が溶着し易いように、該段差の表面を適当な金属材料でメタライズしている。最終工程で音叉型水晶振動片２を実装したベース３に蓋４を接合した後、パッケージ１内部を真空封止する際に、前記低融点金属からなる金属ボール１０を段差９に載せ、これをレーザビーム又はハロゲンランプで瞬間的に加熱溶融させて封止孔７を閉塞する。段差９によって、金属ボール１０は封止孔７開口に容易に位置決めされ、かつ溶融した封止材８がパッケージ内部に溶出することが防止される。
【０００５】
別の従来技術では、パッケージのベース又は蓋に設けた貫通孔の一部又は近隣個所にはんだ、金属又は光硬化性樹脂等の封止部材を予め設けておき、蓋とベースとを接合した後に、該封止部材を溶融させて貫通孔を塞ぐ構造のパッケージ、及びその封止方法が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００６】
更に別の従来技術として、ジャイロセンサなどの電子部品において、被封止物を収容するキャビティを形成するべく接合される２つの基板の一方に、ガス抜き孔と該ガス抜き孔に一部重なる窪みとを形成し、溶融した封止材がそれらを跨ぐように封止する構造がある（特許文献３を参照。）。これにより、キャビティが封止雰囲気と同じ圧力で、従って所定の真空度にまたは減圧雰囲気に密閉されると共に、溶融した封止材からのガスが外部に放散してキャビティに侵入しないというものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３１２９４８号公報
【特許文献２】特開平９−１９３９６７号公報
【特許文献３】特開平１１−１４２４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これら従来のパッケージ構造は、封止孔またはガス抜き孔がパッケージの外面から、圧電振動片などの電子素子を収容するキャビティに向けて直線的に通じ、キャビティ内部を直接覗くことができるように設けられている。そのため、レーザビーム等で溶融した封止材の一部が、キャビティ内まで飛散して圧電振動片の表面に付着する虞がある。圧電振動片に付着した封止材は、その振動特性を変動・劣化させたり、特に音叉型振動片の場合には電極や配線を短絡させるという問題を生じる。また、溶融した封止材から発生するガスが十分に外部に排気されず、キャビティに侵入したまま封止され、キャビティ内部が所望の真空状態や雰囲気に維持されなかったり、圧電振動片の電極や配線を劣化させる虞がある。特に高性能な圧電デバイスにとって、僅かな封止材の付着やガスの侵入が、性能及び寿命低下の大きな原因となる。
【０００９】
また、封止孔は、その開口に配置した金属ボールを高出力のレーザビームで瞬時に溶融・付着させるので、圧電デバイスの小型化が進むほど、封止孔及び使用する金属ボールは小さくなり、封止工程において照射するレーザビームの出力を十分に制御・調整することがより重要になる。即ち、レーザビームの出力が過大であると、溶融した封止材が飛散し易く、キャビティ内まで到達して上述した不都合を生じる。飛散する封止材の量を少なくするために金属ボールを小さくすると、却って封止孔開口に付着する量が不足し、気密に封止できない虞がある。逆にレーザビームの出力が過小であると、金属ボールが瞬時に溶融しないため、封止孔開口に十分に付着せず、同様に気密に封止できなくなる虞がある。そのため、精密な封止作業が要求され、歩留まり及び生産性が低下し、製造コストが増大するなどの問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上述した従来の様々な問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電振動片を収容したパッケージを気密に封止するために、該パッケージに封止孔を設けかつこれを封止材で閉塞する圧電デバイスにおいて、高性能化及び小型化の要求に対応した気密性の向上及び確保を図ると共に、封止性能を安定させて信頼性及び耐久性を向上させ、封止工程及び作業をより容易にして生産性及び歩留まりの向上を実現することができるパッケージ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、上記目的を達成するために、圧電振動片と、該圧電振動片を気密に封止するパッケージとを備え、該パッケージが、圧電振動片を収容するキャビティと、パッケージの外部とキャビティの内部とを連通する封止孔とを有し、該封止孔が、パッケージの外面に設けられかつ封止材で気密に閉塞される外側開口と、キャビティの内面に設けられた内側開口と、前記外側開口と内側開口とを接続するための屈曲した通路とを有する圧電デバイスが提供される。
【００１２】
このように、封止孔は外側開口から内側開口に至るまでの通路が屈曲しているので、これを封止材で閉塞する際に、レーザビームなどの照射で瞬時に溶融した封止材の一部が外側開口から封止孔の内方に飛散しても、通路の途中に付着し、キャビティ内部までは容易に到達しない。従って、溶融した封止材が圧電振動片の表面に付着してその電極や配線を短絡したり、振動特性を劣化または変動させる虞が解消される。更に、溶融した封止材から発生するガスも、屈曲した通路が抵抗となってキャビティ内部に侵入し難く、外部に排気されることになるので、キャビティ内部を実質的に所望の真空状態または雰囲気に維持し、このようなガスの残存による圧電振動片の電極・配線の腐食、劣化を防止することができる。また、照射するレーザビームなどの出力が多少高くて多量の封止材が飛散しても、溶融させる封止材の量が多少多くても、圧電振動片に悪影響を及ぼす虞が無いので、封止工程及び作業がより容易であり、生産性及び歩留まりが向上すると共に、気密性が向上しかつ封止性能が安定して、圧電デバイスの高性能・高品質化及び小型化に対応した高い信頼性及び耐久性を実現できる。
【００１３】
このような封止孔の内側開口は、従来の圧電デバイスにおけるパッケージと同様に、キャビティの底面または側面に設けることができ、また封止孔の外側開口は、パッケージの底面または側面に設けることができる。
【００１４】
或る実施例では、前記パッケージが、複数の絶縁材料薄板を積層したベースと該ベースの上に接合される蓋とを有し、前記ベースが、封止孔の外側開口を貫設した第１の絶縁材料薄板と、封止孔の内側開口を貫設した第２の絶縁材料薄板と、封止孔の屈曲した通路を貫設した第３の絶縁材料薄板とを有する。圧電デバイスのパッケージは、従来からセラミック材料などの絶縁材料薄板を積層した構造が採用されているが、この実施例のように貫通孔を設けた絶縁材料薄板を積層することによって、本発明の封止孔を容易に形成することができる。
【００１５】
このようなパッケージのベースは、従来の圧電デバイスのパッケージと同様に、その中央にキャビティを画定するように複数の絶縁材料薄板を積層した箱型のベースに形成することができる。また、圧電振動片をマウントした基板状のベースの上に、箱形の蓋を接合して封止する構造のパッケージについても、本発明を同様に適用することができる。いずれの場合にも、従来のパッケージ構造を大きく変える必要が無いので、製造上その設備・作業及びコストの面で有利である。
【００１６】
箱型ベースの場合、或る実施例では、第１の絶縁材料薄板がベースの底部を形成し、第２の絶縁材料薄板がキャビティの底面を形成するように構成することができる。
【００１７】
更に、圧電振動片が音叉型圧電振動片であり、かつベースが、音叉型圧電振動片の振動腕先端部分に隣接するキャビティ底面の領域に設けられた凹所を有する構造は、従来から採用されているが、この凹所を第２の絶縁材料薄板に形成した開口部により画定することができる。内側開口を設ける第２の絶縁材料薄板を従来から使用している絶縁材料薄板で兼用することによって、工数や部品点数を増加させる必要が無く、かつパッケージの薄型化を維持することができる。ここで、第２の絶縁材料薄板の開口部が封止孔の内側開口であると、前記凹所を設けた従来の絶縁材料薄板をそのまま利用できるので、より一層好都合である。
【００１８】
別の実施例では、第１の絶縁材料薄板がベースの底部を形成し、第２の絶縁材料薄板がキャビティの側面を形成するように構成することができる。
【００１９】
更に別の実施例では、キャビティ底面に前記凹所を設けた構造または封止孔の内側開口がキャビティの側面に開口する構造において、第２及び第３の絶縁材料薄板を１つの絶縁材料薄板で構成することができ、それにより部品点数を少なくして、パッケージの薄型化を図ることかできる。
【００２０】
また、別の実施例では、第１乃至第３の絶縁材料薄板が１つの絶縁材料薄板から構成され、部品点数をより少なくして、パッケージの薄型化を図ることができる。この絶縁材料薄板は、積層構造の箱型ベースを構成する絶縁材料薄板の１つであり、従って封止孔の外側開口はベースの側面に設けられる。
【００２１】
或る実施例では、外側開口の内面が、適当な金属材料でメタライズされており、それにより封止材の接着性が増し、より確実かつ良好に封止孔を閉塞することができるので、好都合である。
【００２２】
また、圧電振動片は、要求に応じて厚みすべりモードの圧電振動片や音叉型振動片のいずれも搭載することができる。更に、同じパッケージに更にＩＣ素子を搭載することにより、圧電発振器等の圧電デバイスが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明による圧電デバイスの好適な実施例を詳細に説明する。尚、各図において類似の構成要素には、同一の参照符号を付すこととする。
【００２４】
図１（Ａ）・（Ｂ）は、本発明を適用した表面実装型水晶振動子の第１実施例を概略的に示している。この水晶振動子は、セラミック材料のベース１１と蓋１２とからなるパッケージ１３の内部に、音叉型水晶振動片１４が気密に封止されている。ベース１１は、概ね長方形をなす３枚のセラミック薄板１５ａ，１５ｂ，１５ｃからなる底板部１５と、その上に１枚のセラミック薄板からなる長方形の枠部１６を一体に積層接合して、水晶振動片１４を収容するキャビティ１７を画定する薄い箱型に形成されている。
【００２５】
水晶振動片１４は、その基端部１４ａにおいて導電性接着剤１８により、キャビティ１７底面に形成された接続電極１９に片持ちで略水平に固着されている。ベース１１のキャビティ１７底面には、該キャビティ底面を構成するセラミック薄板１５ｃに孔２０を貫設することにより、外部からの衝撃等で水晶振動片１４の振動腕が下向きに振れてもその先端部１４ｂがベース１１に衝突しないための逃げとして、振動腕先端部１４ｂに隣接する領域に凹所２１が形成されている。
【００２６】
蓋１２は、ガラス又はセラミックス等の絶縁材料からなる矩形薄板で形成され、ベース１１の上端面に低融点ガラス２２で気密に接合されている。本実施例のように音叉型水晶振動片を実装する場合には、蓋１２の接合後にパッケージ１３の外側からレーザ光を照射して周波数調整できるように、透明なガラス製の蓋が好ましい。また、別の実施例では、蓋１２を薄い金属板で形成し、はんだ又は他の適当なろう材を用いて枠部１６の上端に気密に接合することもできる。この場合、枠部１６上面をその周縁に沿って予めメタライズ部しておくと、はんだなどのろう材の接着性が増し、蓋１２をベース１１に確実に接合できるので好ましい。
【００２７】
ベース１１には、パッケージ１３の外部とキャビティ１７の内部とを連通する封止孔２３が設けられている。封止孔２３は、ベース１１の底面に開口する円形の外側孔部２４と、キャビティ１７の底面に開口する円形の内側孔部２５と、それらを接続する内部通路２６とで構成される。外側孔部２４、内側孔部２５及び内部通路２６は、それぞれセラミック薄板１５ａ〜１５ｃに貫通孔を設けることによって形成される。外側孔部２４及び内側孔部２５は、図１（Ａ）に良く示すように平面的に互いに全く重複しないように配置され、かつそれらの軸線と直交する水平方向に延長する内部通路２６とその両端で連結されて、図１（Ｂ）に良く示すように、外側孔部から内側孔部に至るまでクランク状に屈曲した封止孔２３を形成している。
【００２８】
封止孔２３は、外側孔部２４が例えばＡｕ−Ｓｎ合金等の適当な金属材料からなる封止材２７で閉塞されて、パッケージ１３内部を気密に封止している。外側孔部２４の内周面には、後述するように封止材２７の接着性を増すために、例えば適当な金属材料をスクリーン印刷し更にその上を必要に応じてめっきしたり、蒸着又はスパッタリングなどの公知の技術を用いて、予めメタライズ部２８が形成されている。更に本実施例では、外側孔部２４と内部通路２６との接続部分に段差２９が設けられ、かつその表面が同様にメタライズされている。尚、この段差は必ずしも設ける必要が無く、内部通路２６を外側孔部２４より大きくすることもできる。
【００２９】
封止孔２３は、水晶振動片１４をベース１１に実装しかつ該ベース上面に蓋１２を接合した後、パッケージ１３を真空雰囲気内に置いて封止する。図１（Ｃ）に示すように、パッケージ１３の底面を上向きにし、例えばはんだ、銀ろう、Ａｕ−ＳｎやＡｕ−Ｇｅ等の低融点金属からなる金属ボール３０を外側孔部２４に入れ、段差２９に載せる。次に金属ボール３０にレーザビームを照射すると、溶融した金属材料は外側孔部２４の断面全体に拡がり、これを完全に閉塞して固化する。外側孔部２４の内周面及び段差２９がメタライズされていることにより、それらと封止材２７との良好な接着性が得られるので、パッケージ内部をより確実に気密封止することができる。
【００３０】
金属ボール３０が瞬時に溶融して外側孔部２４を閉塞するようにレーザビームを高出力で照射すると、溶融した封止材２７の一部が封止孔２３の内方へ飛散する虞がある。上述したように封止孔２３はその通路がクランク状に屈曲しているので、飛散した封止材２７はその大部分が内部通路２６又は内側孔部２５内に付着し、キャビティ１７内まで到達しない。そのため、封止材が水晶振動片１４に付着して、電極や配線を短絡させたり、振動特性を変動・劣化させる虞が解消される。
【００３１】
実際の封止工程で、レーザビームの出力が設定値より多少高くなっても、封止材２７のキャビティ１７内への飛散が防止されるので、過度に精密な出力制御は要求されず、作業が容易であり、生産性及び歩留まりが向上する。また、金属ボール３０の容積が多少大きくても、飛散した封止材がキャビティ１７内まで到達しないので、十分な量の封止材２７で外側孔部２４を閉塞し、気密性を確保することができる。
【００３２】
同様に、溶融した封止材２７から発生するガスは、封止孔２３のクランク状に屈曲した通路によって、キャビティ１７内への侵入が有効に妨げられ、外部に排気される。そのため、キャビティ１７内部を実質的に所望の真空状態や雰囲気に維持することができ、水晶振動片１４などの電極や配線の劣化を防止し、水晶振動子の高い性能・品質の維持を図ることができる。
【００３３】
図２（Ａ）・（Ｂ）は、図１に示す第１実施例の変形例による音叉型水晶振動子を示している。この変形例では、封止孔２３の内部通路２６が、その一方の端部２６ａを凹所２１内に開口する位置まで延長させ、キャビティ１７底面を構成するセラミック薄板１５ｃの孔２０が、振動腕先端部１４ｂの逃げとしての凹所２１を画定すると共に、キャビティ１７内に開口する封止孔２３の内側孔部となっている点で、図１の構成と異なる。これにより、外側孔部２４から内部通路２６を介して凹所２１（孔２０）に至るクランク状に屈曲した通路の封止孔２３が形成されて、図１の第１実施例と同様の作用効果が得られると共に、セラミック薄板１５ｃに加工する孔を１つ省略でき、かつ例えば図９に示す従来構造のものと同じものをそのまま使用できるので、有利である。
【００３４】
図３（Ａ）・（Ｂ）は、図１に示す第１実施例の別の変形例による音叉型水晶振動子を示している。この変形例では、封止孔２３の外側孔部２４及び内部通路２６が、ベース底板部１５の枠部１６と重なる水晶振動片１４先端側の端部に配置されている。内部通路２６は、キャビティ１７底面を構成するセラミック薄板１５ｃの枠部１６と重なる領域に形成され、その一端が凹所２１を画定する孔２０の水晶振動片１４先端側側面に開口し、かつその他端が、ベース１１底面を構成するセラミック薄板１５ａの枠部１６と重なる領域に設けられた外側孔部２４に接続している。これにより、同様に外側孔部２４から内部通路２６を介して凹所２１（孔２０）に至るクランク状に屈曲した通路の封止孔２３が形成されて、図１の第１実施例と同様の作用効果が得られる。更に、ベース底板部１５は、中間層のセラミック薄板１５ｂが省略されて、２枚のセラミック薄板１５ａ，１５ｃで構成されるので、パッケージ１３全体を薄型化でき、かつ部品点数を少なくして低コスト化を図ることができる。
【００３５】
また、外側孔部２４は、ベース底板部１５の枠部１６と重なる水晶振動片１４先端側の端部ではなく、凹所２１と平面的に互いに重複しない限り、図１・２の実施例と同様にベース１１の中央部分や枠部１６と重なる他の領域に設けることができる。その場合、内部通路２６は、外側孔部２４の位置に対応して、孔２０の別の側面に開口するように設けることができる。
【００３６】
図４（Ａ）・（Ｂ）は、図３の構成を更に変形させた音叉型水晶振動子を示している。この変形例では、ベース底板部１５の水晶振動片１４先端側の端部に設けた外側孔部２４が、ベース１１の底面だけでなく、その長手方向の端面にも開放されている。外側孔部２４には、その内周面だけでなく、外側孔部内に露出するセラミック薄板１５ａの表面にもメタライズ部３１が形成されている。従って、封止材２７で外側孔部２４をより良好にかつ確実に気密に閉塞することができる。
【００３７】
図５（Ａ）・（Ｂ）は、本発明による音叉型水晶振動子の第２実施例を概略的に示している。第２実施例の水晶振動子は、封止孔２３の内側孔部２５が、キャビティ１７の水晶振動片１４基端側の側面に直接開口しかつ水平方向に延長する横孔である点において、上記第１実施例と大きく異なる。ベース１１の枠部１６は、内側孔部２５を形成したセラミック薄板１６ａと、その上に積層されるセラミック薄板１６ｂとの２枚で構成される。ベース１１の底板部１５は、外側孔部２４を形成したセラミック薄板１５ａと、その上に積層されかつ凹所２１を画定する孔２０及び内部通路２６を形成したセラミック薄板１５ｃとの２枚で構成される。外側孔部２４は、セラミック薄板１５ａの枠部１６と重なる水晶振動片１４基端側の端部に形成され、内部通路２６は、外側孔部２４と同心でそれより小径の円形貫通孔からなり、内側孔部２５とその内方端部で接続している。
【００３８】
これにより、外側孔部２４から内部通路２６を介して内側孔部２５に至るＬ字形に屈曲した通路の封止孔２３が形成される。従って、上記第１実施例と同様に、外側孔部２４に配置した金属ボールにレーザビームを照射して封止する際に、溶融した封止材２７の一部がその内側に飛散しても、その大部分は内部通路２６又は内側孔部２５内に付着してキャビティ１７内まで到達せず、また溶融した封止材２７からのガスがキャビティ１７内に侵入することが有効に妨げられる。
【００３９】
また、外側孔部２４と内部通路２６との間に形成される段差の表面には、外側孔部２４の内周面に加えて、メタライズ部３２が形成されている。これにより、外側孔部２４は封止材２７の接着性が増し、確実に気密に閉塞されるので、パッケージ内部を気密に封止することができる。
【００４０】
図６は、図５に示す第２実施例の変形例による音叉型水晶振動子を示している。この変形例では、ベース１１の底板部１５が、凹所２１を画定する孔２０及び内部通路２６を形成したセラミック薄板１５ｃを省略して、外側孔部２４を開設した１枚のセラミック薄板１５ａのみで構成され、外側孔部２４が内側孔部２５とその内方端部で直接接続されて、封止孔２３を形成している点において、図５の構成と異なる。この場合にも、封止孔２３は外側孔部２４から内側孔部２５に至るＬ字形に屈曲した通路を有するので、図５の第２実施例と同様に、外側孔部２４の封止時に溶融した封止材２７がキャビティ１７内まで飛散したり、封止材からのガスがキャビティ内に侵入することを阻止する作用効果が得られる。更に、ベース底板部１５からセラミック薄板１５ｃが省略されて、パッケージ１３全体が薄型化されると共に、部品点数を少なくして低コスト化を図ることができる。
【００４１】
図７（Ａ）・（Ｂ）は、図５の第２実施例の別の変形例による音叉型水晶振動子を示している。この変形例では、ベース１１の水晶振動片１４基端側の端部に設けた外側孔部２４が、ベース１１の底面だけでなく、その長手方向の端面にも開放されている。外側孔部２４は、その内周面だけでなく、外側孔部内に露出するセラミック薄板１５ａの表面にもメタライズ部３２が形成されている。従って、封止材２７で外側孔部２４をより良好にかつ確実に気密に閉塞することができる。
【００４２】
図８（Ａ）・（Ｂ）は、本発明による音叉型水晶振動子の第３実施例を概略的に示している。第３実施例の水晶振動子は、ベース１１の側面に開口する封止孔２３が設けられている。封止孔２３は、外側孔部２４がベース底板部１５の一方の側面に開口し、内側孔部２５が、キャビティ１７底面に水晶振動片１４の振動腕先端部１４ｂの逃げとして形成された凹所２１からなり、内部通路２６が外側及び内側孔部２４，２５を接続している。内部通路２６は、外側孔部２４から長手方向に沿って延長し、ベース１１の側面から見て外側孔部２４と全く重複しない位置で直角に曲がって、それと同じ側の凹所２１の側面に開口している。
【００４３】
外側孔部２４及び内部通路２６は、キャビティ１７底面を構成しかつ凹所２１を画定する孔２０を設けたセラミック薄板１５ｃの枠部１６が重なる領域に設けられる。従って、本実施例では、外側孔部２４、内側孔部２５及び内部通路２６が１枚のセラミック薄板１５ｃに形成される。これにより、ベース底板部１５が２枚のセラミック薄板１５ａ，１５ｃで構成され、パッケージ１３全体が薄型化されると共に、部品点数を少なくして低コスト化を図ることができる。
【００４４】
このようにして、外側孔部２４から内部通路２６を介して凹所２１即ち内側孔部２５に至る、より屈曲した通路の封止孔２３が形成される。従って、上記第１及び第２実施例と同様に、外側孔部２４を封止する際に、レーザビームの照射で溶融した封止材２７の一部がその内側に飛散しても、その大部分は内部通路２６内に付着してキャビティ１７内まで到達せず、また溶融した封止材２７からのガスがキャビティ１７内に侵入することが有効に妨げられる。
【００４５】
セラミック薄板１５ｃの外側孔部２４内面には、メタライズ部３３が形成されている。従って、封止材２７で外側孔部２４を良好にかつ確実に気密に閉塞することができる。更に、セラミック薄板１５ｃの上下に積層されたセラミック薄板１５ａ，１６についても、その外側孔部２４内に露出する表面にメタライズすることができ、それによって封止材２７の接着性が一層増し、気密性が更に向上する。
【００４６】
また、封止孔２３は、外側孔部２４及び内部通路２６をベース１１の別の側面に設けることができる。例えば、ベース１１の水晶振動片１４先端側の端部に設けることができ、またベース１１の両側部に設けることもできる。更に、外側孔部２４をベース１１の長手方向端面に開口させ、それに接続する内部通路２６をクランク状ではなくＬ字形に屈曲させて、凹所２１の横方向の側面に開口させたり、逆に外側孔部２４をベース１１の横方向の側面に開口させ、内部通路２６を同じくＬ字形に屈曲させて、凹所２１の長手方向の側面に開口させることもできる。
【００４７】
第３実施例の別の変形例では、キャビティ１７底面及び凹所２１を画定するセラミック薄板１５ｃの上に積層される枠部１６を複数のセラミック薄板で構成し、そのいずれか１枚に、図８の外側孔部２４及び内部通路２６と同様にクランク状に屈曲した封止孔を設けることができる。この場合、外側孔部は同様にベースの一方の側面に開口するが、内側孔部はキャビティの外側孔部と同じ側の側面に開口し、それらを接続する内部通路が枠部１６の中を長手方向に沿って延長して、クランク状に屈曲した通路が形成される。
【００４８】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、その技術的範囲内において上記各実施例に様々な変更・変形を加えて実施することができる。例えば、本発明は水晶以外のタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの様々な圧電材料からなる振動片や、音叉型以外の、厚みすべり振動モードの振動片を有する圧電デバイスや、更に同じパッケージ内にＩＣチップを搭載した圧電発振器等の圧電デバイスについても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】（Ａ）図は本発明による音叉型水晶振動子の第１実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその縦断面図、（Ｃ）図は封止孔を閉塞する要領を示す部分拡大断面図。
【図２】（Ａ）図は第１実施例の変形例を示す平面図、（Ｂ）図はその縦断面図。
【図３】（Ａ）図は第１実施例の別の変形例を示す平面図、（Ｂ）図はその縦断面図。
【図４】（Ａ）図は図３の変形例についてその要部を示す部分平面図、（Ｂ）図はその縦断面図。
【図５】（Ａ）図は本発明による音叉型水晶振動子の第２実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその縦断面図。
【図６】第２実施例の変形例を示す縦断面図。
【図７】（Ａ）図は第２実施例の別の変形例についてその要部を示す部分平面図、（Ｂ）図はその縦断面図。
【図８】（Ａ）図は本発明による音叉型水晶振動子の第３実施例を示す平面図、（Ｂ）図はそのパッケージのベースの側面を部分的に示す縦断面図。
【図９】（Ａ）図は従来の音叉型水晶振動子の実施例を示す平面図、（Ｂ）図はその縦断面図、（Ｃ）図は封止孔を閉塞する要領を示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
【００５０】
１，１３…パッケージ、２，１４…水晶振動片、３，１１…ベース、４，１２…蓋、５，１５…底板部、６，１６…枠部、７，２３…封止孔、８，２７…封止材、９，２９…段差、１０，３０…金属ボール、１４ａ…基端部、１４ｂ…先端部、１５ａ〜１５ｃ，１６ａ，１６ｂ…セラミック薄板、１７…キャビティ、１８…導電性接着剤、１９…接続電極、２０…孔、２１…凹所、２２…低融点ガラス、２４…外側孔部、２５…内側孔部、２６…内部通路、２６ａ…端部、２８，３１〜３３…メタライズ部。
【図１】
2005086702.tif 000003
【図２】
2005086702.tif 000004
【図３】
2005086702.tif 000005
【図４】
2005086702.tif 000006
【図５】
2005086702.tif 000007
【図６】
2005086702.tif 000008
【図７】
2005086702.tif 000009
【図８】
2005086702.tif 000010
【図９】
2005086702.tif 000011