(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に圧電振動子を収容するための凹部を有するセラミック基体と、
前記セラミック基体の上面に前記凹部を取り囲むようにして取着されており、その上面に金属蓋体が接合される封止用金属枠体と、
前記セラミック基体の下面の一端側に被着されており、外部電気回路基板に接続される信号用外部接続パッドと、
前記セラミック基体の下面の前記一端側に対して平面視で前記凹部を介して対向する前記下面の他端側に被着されており、外部電気回路基板に接続される接地用外部接続パッドと、
前記セラミック基体の下面の一端側において前記信号用外部接続パッドに接続され、該信号用外部接続パッドとの接続部位から前記セラミック基体の内部を介して前記凹部の内部まで延在され、且つ、前記凹部の内部において前記圧電振動子に接続されるメタライズ配線導体と、
前記セラミック基体の内部の前記他端側に形成されるとともに、一部が、前記封止用金属枠体と前記接地用外部接続パッドとを電気的に接続する複数の貫通導体と、
前記セラミック基体の内部の前記他端側に設けられ、前記複数の貫通導体同士を電気的に接続する接続導体と、を備えた圧電振動子収納用パッケージ。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動子収納用パッケージと、
該圧電振動子収納用パッケージの前記凹部に収納された圧電振動子と、
前記封止用金属枠体に接合される金属蓋体と、を備えた圧電振動部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水晶振動子やセラミック振動子等の圧電振動子を気密に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、例えば水晶振動子等の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、図３に断面図で示すように、例えば酸化アルミニウム質焼結体等のセラミックス材料から成り、上面中央部に圧電振動子24を収容するための凹部21ａを有するセラミック基体21と、セラミック基体21の上面外周部に、凹部21ａを取り囲むようにして取着された鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成る封止用金属枠体22と、この封止用金属枠体22上に接合される金属蓋体23とから構成されている。
【０００３】
セラミック基体21は、略四角平板状のセラミック底板25とその上に積層された略四角枠状のセラミック枠体26とから形成されている。そしてセラミック基体21には、その凹部21ａ内のセラミック底板25の上面からセラミック底板25の外周側面にかけて圧電振動子24の電極が接続される複数のメタライズ配線導体27が被着されている。また、セラミック底板25の下面外周部にはそれぞれ外部電気回路基板に電気的に接続される信号用外部接続パッド28と接地用外部接続パッド29とが形成されており、そのうちの信号用外部接続パッド28とメタライズ配線導体27とは互いに電気的に接続されている。さらに、セラミック枠体26の上面には凹部21ａを取り囲む枠状の封止用メタライズ層30が被着されており、この封止用メタライズ層30に封止用金属枠体22が銀−銅合金等のろう材を介して接合されている。また、この封止用メタライズ層30は、セラミック枠体26を貫通する１本の貫通導体31を介して接地用外部接続パッド29に電気的に接続されている。
【０００４】
そして、この圧電振動子収納用パッケージは、セラミック基体21の凹部21ａ内に圧電振動子24を収容するとともに、圧電振動子24の電極をメタライズ配線導体27に導電性接着剤を介して電気的に接続した後、封止用金属枠体22の上面に金属蓋体23をシームウエルド法等の溶接法を採用して接合し、パッケージの内部に圧電振動子24を気密に封止することによって圧電振動部品となる。この圧電振動部品は、温度補償型圧電振動回路を形成する外部電気回路基板の配線導体に信号用外部接続パッド28および接地用外部接続パッド29を半田を介してそれぞれ接続することにより外部電気回路基板上に実装され、さらにその外部電気回路基板上を金属から成るシールドカバーで覆うとともにシールドカバーと金属蓋体23とを溶接等により電気的に接続することにより、温度補償型圧電振動回路が完成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の圧電振動子収納用パッケージによると、金属蓋体23が接合される封止用金属枠体22と接地用外部接続パッド29とは、セラミック枠体26を貫通する１本の貫通導体31を介して電気的に接続されており、その間の電気抵抗が40ｍΩ程度と高いものとなっていた。このように封止用金属枠体22と接地用外部接続パッド29との間の電気抵抗が40ｍΩ程度と高い場合、このパッケージの内部に圧電振動子24を収納するとともに封止用金属枠体22に金属蓋体23を溶接により接合して圧電振動部品となした後、その圧電振動部品を温度補償型圧電振動回路を形成するための外部電気回路基板に実装するとともに、その外部電気回路基板上をシールドカバーで覆い、さらにそのシールドカバーを圧電振動部品の金属蓋体23に溶接して温度補償型圧電振動回路を形成すると、パッケージの封止用金属枠体22から接地用外部接続パッド29までの電気抵抗が高いことに起因してパッケージの内部に収容する圧電振動子24に対するシールド性が悪くなってしまい、その結果、圧電振動子収納用パッケージ内部の圧電振動子24が外部の妨害電波の影響を受けて正常に作動しないことがあるという問題点を見出した。
【０００６】
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、圧電振動子収納用パッケージの封止用金属枠体からセラミック基体下面の接地用外部接続パッドまでの間の電気抵抗を低減させ、温度補償型圧電振動回路に組み込まれた場合の外部からの妨害電波の影響を低減させることのできる圧電振動子収納用パッケージを提供することにある。
【０００７】
【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、上面に圧電振動子を収容するための凹部を有するセラミック基体と、前記セラミック基体の上面に前記凹部を取り囲むようにして取着されており、その上面に金属蓋体が接合される封止用金属枠体と、前記セラミック基体の下面の一端側に被着されており、外部電気回路基板に接続される信号用外部接続パッドと、前記セラミック基体の下面の前記一端側に対して平面視で前記凹部を介して対向する前記下面の他端側に被着されており、外部電気回路基板に接続される接地用外部接続パッドと、前記セラミック基体の下面の一端側において前記信号用外部接続パッドに接続され、該信号用外部接続パッドとの接続部位から前記セラミック基体の内部を介して前記凹部の内部まで延在され、且つ、前記凹部の内部において前記圧電振動子に接続されるメタライズ配線導体と、前記セラミック基体の内部の前記他端側に形成されるとともに、一部が、前記封止用金属枠体と前記接地用外部接続パッドとを電気的に接続する複数の貫通導体と、前記セラミック基体の内部の前記他端側に設けられ、前記複数の貫通導体同士を電気的に接続する接続導体と、を備えている。
また、本発明の圧電振動部品は、上述の圧電振動子収納用パッケージと、該圧電振動子収納用パッケージの前記凹部に収納された圧電振動子と、前記封止用金属枠体に接合される金属蓋体と、を備えている。
【０００８】
本発明の電子部品収納用パッケージによれば、セラミック基体に、封止用金属枠体と電気的に接続された複数の貫通導体および該複数の貫通導体を電気的に共通に接続する接続配線を設けるとともに前記貫通導体の一部を接地用外部接続パッドに接続したことから、たとえ面積の小さな接地用外部接続パッドであっても、封止用金属枠体と接地用外部接続パッドとの間の電気抵抗を低いものとすることができ、その結果、パッケージ内部に圧電振動子を気密に封止して圧電振動部品となした後、その圧電振動部品を温度補償型圧電振動回路に組み込んだ場合に、外部からの妨害電波の影響を低減させることができ、内部に収納した圧電振動子を正常に作動させることができる。
【０００９】
【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詳細に説明する。図１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断面図であり、１はセラミック基体、２は封止用金属枠体、３は金属蓋体、４は圧電振動子である。そして主として絶縁基体１と封止用金属枠体２と金属蓋体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、この圧電振動子収納用パッケージ内に圧電振動子４を気密に封止することによって圧電振動部品が形成される。
【００１０】
セラミック基体１は、略四角平板状のセラミック底板５の上面に略四角枠状のセラミック枠体６が積層されて成り、その上面中央部に圧電振動子４が収容される凹部１ａを有しており、この凹部１ａ内に圧電振動子４が収容される。
【００１１】
このセラミック基体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・炭化珪素質焼結体・窒化珪素質焼結体・ムライト質焼結体・ガラスセラミックス等の電気絶縁材料から形成されている。例えばセラミック基体１が酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、酸化アルミニウムおよび酸化珪素・酸化カルシウム・酸化マグネシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤等を添加混合して泥漿状のセラミックスラリとなすとともに、このセラミックスラリを従来周知のドクタブレード法等を採用してシート状となすことによりセラミック底板５およびセラミック枠体６用の複数枚のセラミックグリーンシートを得、次にこ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上下に積層してセラミック基体１用のセラミックグリーンシートの積層体を得、最後にこれを還元雰囲気中、約1600℃の温度で焼成することによって製作される。
【００１２】
なお、セラミック基体１は、一般には例えばその幅が２〜５ｍｍ程度・長さが３〜10ｍｍ程度、厚みが0.3〜0.6ｍｍ程度であり、凹部１ａの幅が１〜４ｍｍ程度・長さが２〜９ｍｍ程度・深さが0.2〜0.5ｍｍ程度である。
【００１３】
また、セラミック基体１には凹部１ａ内部のセラミック底板５の上面からセラミック底板５の外周側面にかけて導出する複数のメタライズ配線導体７が被着形成されており、このメタライズ配線導体７で凹部１ａの内部に露出した部位に圧電振動子４の電極が銀−ポリイミド樹脂や銀−エポキシ樹脂・銀−シリコーン樹脂等の導電性接着剤を介して接着固定され、それにより圧電振動子４の電極とメタライズ配線導体７とが電気的に接続される。
【００１４】
また、セラミック基体１の下面外周部には、温度補償型圧電振動回路を形成するための外部電気回路基板に接続される信号用外部接続パッド８と接地用外部接続パッド９とがそれぞれ被着形成されている。信号用外部接続パッド８は内部に収容する圧電振動子４を外部電気回路基板に電気的に接続するための接続用端子として機能し、メタライズ配線導体７に電気的に接続されている。他方、接地用外部接続パッド９は圧電振動子４を電気的にシールドするための接地電位に接続するための接続用端子として機能し、後述する封止用メタライズ層10に後述する貫通導体11を介して電気的に接続されている。そして、パッケージ内部に圧電振動子４を収容した後に、これらの信号用外部接続パッド８および接地用外部接続パッド９を図示しない外部電気回路基板の配線導体に半田等の導電性接着剤を介して接合することにより、パッケージが外部電気回路基板に実装されるとともに内部に収容する圧電振動子４の電極が外部電気回路に電気的に接続されることとなる。
【００１５】
さらに、セラミック基体１には、セラミック枠体６の上面に凹部１ａを取り囲む封止用メタライズ層10が被着されている。この封止用メタライズ層10は、セラミック基体１に封止用金属枠体２を接合させるための下地金属層として機能し、その上面には封止用金属枠体２が銀−銅合金等のロウ材を介して接合されている。
【００１６】
なお、この封止用メタライズ層10には、セラミック基体１を上下に貫通する複数の貫通導体11が接続されており、それにより貫通導体11と封止用金属枠体２とが電気的に接続されている。
【００１７】
貫通導体11は、図２に要部透視斜視図で示すように、接地用外部接続用パッド９よりも広い領域にわたって複数本が配設されており、それらの複数本が、セラミック底板５とセラミック枠体６との間に設けられた接続用導体12により互いに電気的に接続されている。そして、その一部が接地用外部接続パッド９に電気的に接続されており、それにより、封止用金属枠体２と接地用外部接続パッド９とが互いに電気的に接続されている。このように複数の貫通導体11が接地用外部接続パッド９よりも広い領域にわたって接続導体12により互いに電気的に接続された状態で配設されていることから、小さな面積の接地用外部接続用パッド９であっても、多数の貫通導体11を介して接地用外部接続パッド９と封止用金属枠体２とを低い電気抵抗で接続することができる。たとえば、セラミック底板５およびセラミック枠体６の厚みがそれぞれ0.3ｍｍおよび0.2ｍｍのセラミック基体１の場合、セラミック基体１を貫通する直径が0.2ｍｍのタングステンメタライズから成る貫通導体11を接地用外部接続パッド９の領域に２本、接地用外部接続パッド９の領域の外に１本設けるとともに、これらの貫通導体11をセラミック底板５とセラミック枠体６との間に設けた厚みが10μｍで幅が0.13ｍｍのタングステンメタライズから成る接続導体12で互いに接続することにより封止用メタライズ層10と接地用外部接続パッド９とを電気的に接続すると、接地用外部接続パッド９と封止用金属枠体２とを15ｍΩ程度の低い電気抵抗で接続することができる。
【００１８】
このように、本発明の圧電振動子収納用パッケージによれば、セラミック基体１に、封止用金属枠体２と電気的に接続された複数の貫通導体11および該複数の貫通導体11を電気的に共通に接続する接続配線12を設けるとともに貫通導体11の一部を接地用外部接続パッド９に接続したことから、封止用金属枠体２と接地用外部接続パッド９との間の電気抵抗を低いものとすることができ、その結果、パッケージ内部に圧電振動子４を気密に封止して圧電振動部品となした後、その圧電振動部品を温度補償型圧電振動回路に組み込んだ場合に、外部からの妨害電波の影響を低減させることができ、内部に収納した圧電振動子４を正常に作動させることができる。
【００１９】
なお、メタライズ配線導体７・信号用外部接続パッド８・接地用外部接続パッド９・封止用メタライズ層10・貫通導体11・接続導体12は、タングステンやモリブデン・銀・銅等の金属粉末メタライズから成り、メタライズ配線導体７・信号用外部接続パッド８・接地用外部接続パッド９・封止用メタライズ層10・接続導体12の場合であれば、タングステン等の金属粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を添加混合して得た金属ペーストを、セラミック基体１用のセラミックグリーンシートに所定のパターンに印刷塗布し、それをセラミック基体１用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって形成され、また、貫通導体11の場合であれば、セラミック基体１用のセラミックグリーンシートに貫通導体11を収容するための貫通孔を穿孔しておくとともに、その貫通孔内に上述と同様の金属ペーストを充填し、それをセラミック基体１用のセラミックグリーンシート積層体とともに焼成することによって形成される。
【００２０】
なお、メタライズ配線導体７・信号用外部接続パッド８・接地用外部接続パッド９・封止用メタライズ層10の表面には、これらのメタライズ配線導体７・信号用外部接続パッド８・接地用外部接続パッド９・封止用メタライズ層10が酸化腐食するのを防止するとともにメタライズ配線導体７と圧電振動子４との接続や信号用外部接続パッド８および接地用外部接続パッド９と外部電気回路基板との接続、ならびに封止用メタライズ層10と封止用金属枠体２との接合を良好なものとするためにニッケルや金等からなるメッキ金属層が電解メッキ法や無電解メッキ法によって被着されている。
【００２１】
また封止用メタライズ層10にロウ付けされた封止用金属枠体２は、金属蓋体３をセラミック基体１に取着するための下地金属部材として機能し、セラミック基体１の凹部１ａ内に圧電振動子４を収容した後、この封止用金属枠体２に金属蓋体３をシームウエルド法等により溶接することによって、セラミック基体１と封止用金属枠体２と金属蓋体３とから成る容器の内部に圧電振動子４が気密に封止されて、製品としての圧電振動部品が完成する。
【００２２】
封止用金属枠体２は、鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の金属材料から成り、例えば、鉄−ニッケル−コバルトのインゴット（塊）に圧延加工法、プレス打ち抜き加工法等の従来周知の金属加工法を施すことによって所定の枠状に形成される。また、封止用金属枠体２の封止用メタライズ層10へのロウ付けは、封止用メタライズ層10上に封止用金属枠体２と同形状にプレス打ち抜きされた板状のロウ材と封止用金属枠体２とを順次載置させ、しかる後、これらを約９００℃の温度に加熱して、ロウ材を溶融させることによって行われる。
【００２３】
かくして、上述の圧電振動子収納用パッケージによれば、セラミック基体１の凹部１ａの内部に圧電振動子４を収容するとともに圧電振動子４の電極をメタライズ配線導体７に電気的に接続した後、セラミック基体１の上面にロウ付けした封止用金属枠体２に金属蓋体３をシームウエルド法等により溶接することによって製品としての圧電振動部品となり、その圧電振動部品の信号用外部接続パッド８および接地用外部接続パッド９を温度補償型圧電振動回路を形成するための外部電気回路基板の配線導体に半田等を介して接合した後、その外部電気回路基板上を金属から成るシールドカバーで覆うとともにシールドカバーと金属蓋体３とを溶接等により接合することにより、温度補償型圧電振動回路が完成する。この場合、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２と接地用外部接続パッド９とがセラミック基体１に設けられた複数の貫通導体により低い電気抵抗で接続されていることから、圧電振動子４に対するシールド性が良好となって、内部に収容する圧電振動子４を外部の妨害電波の影響を受けることなく正常に作動させることができる。
【００２４】
なお、本発明は上述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あれば種々の変更は可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の電子部品収納用パッケージによれば、セラミック基体に、封止用金属枠体と電気的に接続された複数の貫通導体および該複数の貫通導体を電気的に共通に接続する接続配線を設けるとともに、これらの貫通導体の一部を接地用外部接続パッドに接続したことから、封止用金属枠体と接地用外部接続パッドとの間の電気抵抗を低いものとすることができ、その結果、パッケージ内部に圧電振動子を気密に封止して圧電振動部品となした後、その圧電振動部品を温度補償型圧電振動回路に組み込んだ場合に、外部からの妨害電波の影響を低減させることができ、内部に収納した圧電振動子を正常に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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断面図である。
【図２】図１に示す圧電振動子収納用パッケージの要部透視斜視図である。
【図３】従来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断面図である。
【符号の説明】
１・・・セラミック基体
１ａ・・・凹部
２・・・封止用金属枠体
３・・・金属蓋体
４・・・圧電振動子
９・・・接地用外部接続パッド
11・・・貫通導体
【図１】
0004028734.tif 000002
【図２】
0004028734.tif 000003
【図３】
0004028734.tif 000004