(57)【要約】【課題】圧電デバイスの小型化に伴って生じる金属ロウ材の飛散・圧電振動片への付着を防止可能な圧電デバイス用パッケージ、および、このパッケージに圧電振動片を収容した圧電デバイスを提供すること。【解決手段】圧電振動片１２を収容して蓋２１により封止される圧電デバイス用パッケージであって、基板１３と、基板１３の上面周縁に沿って立設固定され、封止の際に蓋と加熱接合される壁１５と、加熱接合の際に生じ得る金属ロウ材が飛散して圧電振動片１２に付着することを防止する絶縁性のシート１７と、を備えたことを特徴とする圧電デバイス用パッケージ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片を収容して蓋により封止される圧電デバイス用パッケージであって、
基板と、
前記基板の上面周縁に沿って立設固定され、前記封止の際に蓋と加熱接合される壁と、
前記加熱接合の際に飛散し得る金属ロウ材が前記圧電振動片に付着することを防止する阻止手段と、
を備えたことを特徴とする圧電デバイス用パッケージ。
【請求項２】
前記阻止手段は、接合材によって前記壁に接合されたシートである、ことを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス用パッケージ。
【請求項３】
前記阻止手段は、前記壁にラミネートされたシートである、ことを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス用パッケージ。
【請求項４】
前記阻止手段は、前記壁の内側に配置されたチューブである、ことを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス用パッケージ。
【請求項５】
前記阻止手段は、前記圧電振動片を覆うシートである、ことを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイス用パッケージ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のパッケージに配置された圧電振動片と、
前記パッケージを封止する蓋と、
を備えた圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片を収容可能な圧電デバイス用パッケージの構造と、この圧電デバイス用パッケージに圧電振動片を収容した圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の圧電デバイスの概略構成図である。
図４に示すように、圧電デバイスでは、絶縁体であるセラミック製の底板３１の上面に設けられた環状の外壁（外周壁）３２によってキャビティ（凹部）３５が形成されており、このキャビティ（凹部）３５内に圧電振動片３４が収容される。ここで、外壁３２の壁厚は、キャビティ３５を封止する蓋３６を加熱接合する際に、金属ロウ材３７が圧電振動片３４にまで飛散して付着しないよう、少し厚めに設定されるのが一般的である。（特許文献１参照）。
また、従来、パッケージを構成する基体と金属蓋の間に、両者間の溶接固定部の内側に沿って、弾性表面波素子の収容空間の全周を包囲する樹脂壁が介在し、基体と金属蓋とが密着している弾性表面波装置が提案された（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２６６８０号公報
【特許文献２】特開２００５−２３６４７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、今後、圧電デバイスの更なる小型化を図るためには、外壁３２の壁厚を薄くしていく必要があり、また、外壁３２と圧電振動片３４との間隔も短くしていく必要がある。したがって、今後は、壁厚を厚く設定するという手段のみでは、上記した金属ロウ材３７の飛散・圧電振動片３４への付着を防ぐことができない。
また、特許文献２に記載の弾性表面波装置では、基体と金属蓋の間の溶接固定部の厚みを設定するに際して、樹脂壁を考慮しなければならない。
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、圧電デバイスの小型化に伴って生じる金属ロウ材の飛散・圧電振動片への付着を防止可能な圧電デバイス用パッケージ、および、このパッケージに圧電振動片を収容した圧電デバイス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】
【０００４】
上述の目的は、第１の発明にあっては、圧電振動片を収容して蓋により封止される圧電デバイス用パッケージであって、基板と、前記基板の上面周縁に沿って立設固定され、前記封止の際に蓋と加熱接合される壁と、前記加熱接合の際に飛散し得る金属ロウ材が前記圧電振動片に付着することを防止する阻止手段と、を備えたことを特徴とする圧電デバイス用パッケージにより達成される。
【０００５】
第１の発明の構成によれば、蓋と壁とを加熱接合する際に飛散し得る金属ロウ材が圧電振動片に付着することを防止する阻止手段が設けられているため、基板の上面周縁に沿って立設固定された壁の壁厚を薄くしたり、壁と圧電振動片との間隔を短くしたりしても、金属ロウ材が圧電振動片に付着することはない。したがって、本発明は、圧電デバイスの小型化を容易にする。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記阻止手段は、接合材によって前記壁に接合されたシートであることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、絶縁性のシートは、接合材を用いて壁に容易に張り付けることができるため、金属ロウ材の飛散防止・圧電振動片への付着防止を容易にする。
【０００７】
第３の発明は、第１の発明の構成において、前記阻止手段は、前記壁にラミネートされたシートであることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、接合材によって張り付ける場合と同様にして、金属ロウ材の飛散防止・圧電振動片への付着防止を容易にする。
【０００８】
第４の発明は、第１の発明の構成において、前記阻止手段は、前記壁の内側に配置されたチューブであることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、前記チューブは、弾性力を有しているから、壁に囲まれた領域（すなわち、キャビティ）に嵌めることができる。したがって、チューブを用いれば、接合材を用いることなく、阻止手段を形成することができる。
【０００９】
第5の発明は、第1の発明の構成において、前記阻止手段は、前記圧電振動片を覆うシートであることを特徴とする。
第5の発明の構成によれば、圧電振動片が絶縁性のシートで覆われているため、金属ロウ材の飛散防止・圧電振動片への付着防止を確実にする。
【００１０】
第６の発明は、第１〜５のいずれかの発明のパッケージに配置された圧電振動片と、前記パッケージを封止する蓋とを備えたことを特徴とする圧電デバイスである。
第６の発明の構成によれば、前記パッケージに圧電振動片を配置し、これを蓋で封止してできる圧電デバイスについては、金属ロウ材の飛散・圧電振動片への付着が防止されるため、圧電デバイスの小型化が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の圧電デバイスの第1の実施形態を示しており、図１（ａ）は圧電デバイスの蓋２１を透過させて示した概略平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）中の破線で囲んだ部分を拡大した図である。
図１において、圧電デバイスは、収容体としてのパッケージ１１内に圧電振動片１２を収めている。
【００１２】
パッケージ１１は、図１（ｂ）に示すように、絶縁性の基板１３と、この基板１３の上面に形成された電極部１４と、基板１３の上面周縁に沿って立設固定された金属ロウ材で形成された壁１５と、この壁１５と蓋２１との加熱接合の際に飛散し得る金属ロウ材が圧電振動片１２に付着することを防止する阻止手段１７と、を備えている。
【００１３】
本発明は、基板１３について何らの限定を行うものではないが、この基板１３は、絶縁材料であり、セラミックが適していて、たとえば、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを用いて作製することができる。
グリーンシートは、たとえば、所定の溶液中にセラミックパウダを分散させ、バインダを添加して生成される混練物をシート状の長いテープ形状に成形し、これを所定の長さにカットして得られるものである。
【００１４】
図１では、電極部１４が、パッケージ１１の端部において基板１３の幅方向の両端部に一対設けられているが、本発明は、電極部１４の位置や数を限定とするものではない。また、電極部１４は、金属性であれば足りるが、たとえば、上記のように成形したグリーンシートの基板上に、銀・パラジウムなどの導電ペーストもしくはタングステンメタライズなどの導電ペーストなどが塗布されたあと、焼結することにより、メタライズ部を形成したものであって、その後、ニッケルおよび金もしくは銀などで順次メッキされたものとすることができる。
また、電極部１４は、基板１３を貫通する導電スルーホールなどを介して、パッケージ１１の底面に露出した実装端子１９に接続されている。
【００１５】
壁１５は、特にパッケージのキャビティの容積を一定の水準として、かつ外形を小型化するために、金属ロウ材を利用して、パッケージの壁を構成したものである。この種のパッケージに利用される蓋との接合性を考慮して、例えば、コバールが適している。特に、コバールの薄板を、パッケージの壁を形成するように成形したコバールリングが好ましい。
本実施の形態のようにして、壁１５を金属で形成すると、壁１５を絶縁材料で形成した場合と比較して、パッケージ１１を小型化しても、衝撃や圧力などによって圧電デバイスが変形したり、圧電デバイスの強度が低下したりすることを防止できる。なお、本発明においては、絶縁性の壁１５を用いることができるが、この場合における絶縁性の壁１５と蓋２１との加熱接合は、メタライズ膜などを介して接合することができる（図示せず）。
【００１６】
圧電振動片１２は、この実施形態では、圧電材料により形成されたウエハを厚みの薄い矩形もしくは正方形に加工したものである。この圧電振動片１２は、きわめて小型で、例えば、図１において、Ｘ（電機軸）方向の寸法が１．５ｍｍ、Ｚ（光軸）方向の寸法が１．０ｍｍ、Ｙ（機械軸）方向の寸法（厚さｔ）が６０μｍ程度である。
この圧電振動片１２を形成する圧電材料は、具体的には、圧電基板として、水晶から作る水晶ウエハが用いられ、この水晶ウエハは、該水晶のＸ軸（電機軸）に対して平行で、しかもＺ軸（光軸）に対してカット面をもつ水晶基板である。この材料から本実施形態では、図１に示すような矩形のＡＴカット振動片を形成している。なお、これ以外の圧電材料として、例えば、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。また、圧電振動片もフラットタイプに限らず、コンベックスタイプや、逆メサ型の振動片、あるいは音叉型の圧電振動片を用いることができる。
【００１７】
図１において、圧電振動片１２の表面には、駆動用の主電極として、励振電極２０が形成されている。励振電極２０は、圧電チップの積極的に振動させようとする領域に形成され、圧電材料に駆動電圧を印加することで、材料内に効率よく電界を生じさせ、励振するためのものである。励振電極２０は、図示しない圧電チップの裏面にも同様の形態で形成され、それぞれ圧電振動片１２の長さ方向の端部において、その幅方向の両端にそれぞれ形成された接続電極である引出し電極２０ａ，２０ａに対して、各別に接続されている。各引出し電極２０ａ，２０ａは圧電チップの側面を回り込んで、裏面にも形成されている。
【００１８】
阻止手段は、接合材１８によって壁に接合された絶縁性のシート１７である。この絶縁性のシート２２は、例えば、予め形成した絶縁性の合成樹脂であるポリイミドやシリコン、エポキシ等による薄いシート材料を用いることができる。この絶縁性のシート１７は、接合材１８を用いて壁１５に容易に張り付けることができるため、圧電デバイスの小型化を容易にすることができる。なお、絶縁性のシート１７は、壁１５にラミネートしてもよい。このような絶縁性のシート１７として、例えば、ポリイミドを用いれば、３００℃前後で加熱してもガスがでないので、圧電デバイスのキャビティの気密性を高めることができる。
【００１９】
このパッケージ１１を、ベルト炉などの加熱炉などに通し、これら導電性接着剤１６を硬化させれば、圧電振動片１２がパッケージ１１に対して接合される。
【００２０】
上記のようにして圧電振動片１２が配置されたパッケージ１１を、例えば真空チャンバー内に移し、コバールなどの金属で形成された蓋２１を金属性の壁１５に対してシーム溶接により接合すれば、パッケージ１１を気密封止できる。
尚、蓋２１は金属に限定されるわけではなく、ガラスやセラミックにより形成してもよい。
【００２１】
以上説明した実施の形態によれば、圧電デバイスの小型化に伴って、壁１５の壁厚を薄くしたり、壁１５と圧電振動片１２との間隔を短くしたりしても、金属ロウ材が圧電振動片１２に付着することはない。したがって、実施の形態によれば、圧電デバイスの小型化に伴って生じる金属ロウ材の圧電振動片への付着を防止することが可能となる。
【００２２】
図２は、本発明の圧電デバイス第２の実施形態を示しており、図２（ａ）は圧電デバイスの蓋２１を透過させて示した概略平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）中の破線で囲んだ部分を拡大した図である。
【００２３】
図２の第２の実施形態において、図１の第１の実施形態と同じ符号を付した箇所は、共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違する点を中心に説明する。
この第２の実施形態は、阻止手段が、壁１５に囲まれた領域、すなわち、壁１５の内側に嵌められた絶縁性のチューブ２３である点で、上述した圧電デバイスとは異なる。
チューブ２３は、絶縁性の合成樹脂であるポリイミドやシリコン、エポキシ等による薄い弾性を有する円筒体を輪切りにしたもの等が使用できる。
このチューブ２３は、弾性力を有しているから、壁１５に囲まれた領域（すなわち、キャビティ２２）に嵌めることができる。したがって、チューブ２２を用いれば、接合材１８を用いることなく、阻止手段を形成することができる。
【００２４】
図３は、本発明の圧電デバイス第３の実施形態を示しており、図３（ａ）は圧電デバイスの蓋２１を透過させて示した概略平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）中の破線で囲んだ部分を拡大した図である。
【００２５】
図３の第３の実施形態において、図１の第１の実施形態と同じ符号を付した箇所は、共通する構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違する点を中心に説明する。
この第３の実施形態は、阻止手段が、圧電振動片１２を覆う絶縁性のシート２４である点で、上述した圧電デバイスとは異なる。
シート２４は、絶縁性の合成樹脂であるポリイミドやシリコン、エポキシ等による薄い弾性を有する円筒体を輪切りにしたもの等が使用できる。
第３の実施の形態によれば、圧電振動片が絶縁性のシート２４で覆われるため、金属ロウ材の飛散・圧電振動片への付着の防止を確実にする。
【００２６】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明は、パッケージなどの収容体に被われるようにして、内部に圧電振動片を収容するものであれば、圧電振動片、水晶発振器等の名称にかかわらず、全ての水晶デバイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の圧電デバイスの第１の実施形態を示しており、（ａ）は圧電デバイスの蓋を透過させて示した概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図、（ｃ）は（ｂ）中の破線で囲んだ部分を拡大した図。
【図２】本発明の圧電デバイスの第２の実施形態を示しており、（ａ）は圧電デバイスの蓋を透過させて示した概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図、（ｃ）は（ｂ）中の破線で囲んだ部分を拡大した図。
【図３】本発明の圧電デバイスの第３の実施形態を示しており、（ａ）は圧電デバイスの蓋を透過させて示した概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図、（ｃ）は（ｂ）中の破線で囲んだ部分を拡大した図。
【図４】従来の圧電デバイスの概略構成図。
【符号の説明】
【００２８】
１１・・・パッケージ、１２・・・圧電振動片、１３・・・基板、１４・・・電極部、１５・・・壁、１６・・・導電性接着剤、１７・・・絶縁性のシート、１８・・・接合材、１９・・・実装端子、２０・・・圧電振動片の電極、２１・・・蓋、２２・・・キャビティ、２３・・・チューブ、２４・・・絶縁性のシート、３１・・・底面、３２・・・外壁、３４・・・圧電振動片、３５・・・キャビティ、３６・・・蓋、３７・・・金属ロウ材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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