(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部と、当該凹部を囲繞し、上面に金属封止部材が周状に形成された環状の堤部とを具備する平面視矩形状のベースであって、
前記ベースは絶縁材料からなる複数の層の積層体であり、前記金属封止部材を介して平面視矩形状の蓋体とシーム溶接によって接合されてなり、
前記積層体の積層間または前記凹部の内底面には放熱用導体が敷設されているとともに、
前記堤部の少なくとも長辺の内側面に、前記堤部上面から前記堤部の深さ方向に、少なくともベース底面側の層の上面まで柱状に伸長し、前記放熱用導体と接続した熱伝導部が前記凹部に露出して形成されていることを特徴とする電子部品用ベース。
【請求項２】
前記熱伝導部は複数形成され、隣接する熱伝導部の間隔が広い部位と狭い部位とが形成されるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のべース。
【請求項３】
凹部と、当該凹部を囲繞し、上面に金属封止部材が周状に形成された環状の堤部とを具備する、平面視矩形状で絶縁材料からなるベースであって、
前記凹部内には段部が形成され、
前記堤部の少なくとも一辺の外側面、内部、内側面のいずれか１つ、または２つ以上を組み合わせた位置には、前記堤部上面から前記堤部の深さ方向に伸長した熱伝導部が複数形成されており、
前記複数の熱伝導部は、前記段部および前記段部以外の部位に形成されているとともに、前記段部における単位面積あたりの熱伝導部の形成数が、前記段部以外の部位における単位面積あたりの熱伝導部の形成数よりも多いことを特徴とする電子部品用ベース。
【請求項４】
凹部と、当該凹部を囲繞し、上面に金属封止部材が周状に形成された環状の堤部とを具備する平面視矩形状のベースであって、
前記ベースは絶縁材料からなる複数の層の積層体であり、前記積層体の積層間または前記凹部の内底面には放熱用導体が敷設されているとともに、
前記凹部内には段部が形成され、
前記堤部の少なくとも一辺の外側面、内部、内側面のいずれか一つ、または２つ以上を組み合わせた位置には、堤部上面から堤部の深さ方向に伸長し、前記放熱用導体と接続した熱伝導部が複数形成され、
前記複数の熱伝導部は、前記段部および前記段部以外の部位に形成されているとともに、前記段部における単位面積あたりの熱伝導部の形成数が、前記段部以外の部位における単位面積あたりの熱伝導部の形成数よりも多いことを特徴とする電子部品用ベース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる電子部品用ベースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表面実装型の圧電振動デバイスの封止工程では、上面に金属膜層が形成された環状の堤部を有するセラミック積層体からなる容器体（ベース）と、金属からなる矩形状の蓋体とが、シーム溶接法などの封止手段によって気密接合される。（従来ベースについては図１２乃至図１３参照）
【０００３】
前記シーム溶接時は、金属性の蓋体が高温状態になるため、当該蓋体に接触しているベースの温度も熱伝導により上昇する。しかし、前記蓋体と前記ベースの熱膨張率（線膨張係数）の違いから、前記シーム溶接が完了して常温まで温度が低下する際に、蓋体およびベースに引張応力等の各種応力が発生する。特に図１３に示すように厚肉部分となる段部７付近では熱容量が大きいため、ベース内部の温度勾配が大きくなっていた。このように温度勾配が大きい状態にあると、熱応力の影響が大きくなり、ベースの側面などに割れやクラックが発生しやすくなる（図１４参照）。割れやクラックが発生すると、気密不良やベース内部応力の増大による発振周波数のズレなどの不具合が発生する。
【０００４】
前記応力を緩和するために、上記金属膜層と前記蓋体との間に緩衝材として金属枠体を介在させた構成のベースがあるが、圧電振動デバイスの小型化によって、堤部の幅が狭くなり、前記金属膜層のベース基体に対する接合強度が低下し、シーム溶接後の冷却過程で蓋体と金属枠体とが収縮することによって発生する応力が前記金属膜層に加わり、ベース基体から金属膜層が剥離してしまう問題点があった。このような問題点を解決するために、導体が充填された溝状の切り欠きをベース側面の上端から中央部にかけて形成した電子部品収納用パッケージが特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８３７２４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のパッケージ(ベース)は、前記溝状の切り欠きによって、金属枠体と金属膜層とを接合するロウ材が、金属枠体と金属膜層との接合面から、溝状の切り欠きに充填された導体の露出表面にかけてフィレットを形成するので接合力の向上は望めるものの、金属枠体の厚みが加わるため圧電振動デバイスの低背化は望めない。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、気密封止時のベース内の温度勾配を抑制でき、低背化にも対応したベースを用いることによって、信頼性の高い気密封止を行うことができる圧電振動デバイスを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１によると、凹部と、当該凹部を囲繞し、上面に金属封止部材が周状に形成された環状の堤部とを具備する平面視矩形状のベースであって、前記ベースは絶縁材料からなる複数の層の積層体であり、前記金属封止部材を介して平面視矩形状の蓋体とシーム溶接によって接合されてなり、前記積層体の積層間または前記凹部の内底面には放熱用導体が敷設されているとともに、前記堤部の少なくとも長辺の内側面に、前記堤部上面から前記堤部の深さ方向に、少なくともベース底面側の層の上面まで柱状に伸長し、前記放熱用導体と接続した熱伝導部が前記凹部に露出して形成されている。このような構成により、蓋体で前記凹部をシーム溶接によって封止する際に高温になったベース上部の熱を、前記熱伝導部を介して前記放熱用導体に伝導することによって、ベース内部の温度勾配を抑制することができる。つまり、前記熱伝導部によってベース上部の熱を、ベースの鉛直方向（下方向）に伝導させるとともに、当該熱伝導部と熱伝導性の良い状態（例えば電気的に接続されている状態）で接続された放熱用導体によって、ベースの水平方向にも伝導させることができるので、ベース全体の温度分布を効率的に均一化させることができる。以上により、熱膨張率の異なる異種材料である蓋体とベースの温度差を緩和することができる。
【０００９】
上記構成において、前記放熱用導体が凹部の内底面に形成されている場合、ベース上部の熱の一部を、ベース基体（セラミックス等の絶縁体層）に蓄熱させるだけでなく、ベースの内部キャビティ（蓋体とベースとの接合によって形成される内部空間）にも放熱させることができる。特に前記内部キャビティの雰囲気を窒素などの不活性ガスとした場合は気体の熱伝導によって、ベース内部の温度勾配を抑制することができる。なお、前記放熱用導体は、例えばベース内壁面の４角上下に形成したビアホール（導体が充填された円筒状の孔）を介して、ベース堤部の上面に形成される金属封止部材と接続することが可能である。
【００１０】
さらに上記構成によって、シーム溶接等の局所加熱による封止方法において、ベースの内部の温度勾配を緩和することが可能となり、ベースに加わる各種応力をベース内部に分散させることができ、ベースのクラック発生を抑制することができる。
【００１１】
前記放熱用導体がベースの積層間に形成されている場合、例えば堤部における積層間に放熱用導体が形成されていれば、シーム溶接時のベース上部の熱を、熱伝導部によってベース上下方向へ伝導すると同時に、前記熱伝導部と接続された前記放熱用導体によってベース水平方向へも伝導することができるので、ベース内温度の均一化に有効に機能する。
【００１２】
矩形状のベースと蓋体とをシーム溶接によって接合する時には、辺長の長い長辺側の方が、シームローラーの接触時間が長くなるため、ベース上面の温度もベースの長辺側の方が短辺側よりも高くなる。したがってベース内の温度勾配は長辺側の方が大きくなると考えられる。また、ベースの製造ばらつきによって、ベースの構造的に脆弱な部分にはクラックが発生することがある。しかし、本発明の構成によると、堤部の少なくとも長辺の内側面に、前記堤部上面から前記堤部の深さ方向に、少なくともベース底面側の層の上面まで柱状に伸長し、前記放熱用導体と接続した熱伝導部が前記凹部に露出して形成されているため、例えば２つ長辺の堤部に熱伝導部を形成した場合、前記ベース上部の熱がベース下部方向および水平方向に急速に伝導され、ベースの温度勾配を抑制することができる。つまり、前記熱伝導部と前記放熱用導体によって、ベース温度を均一化させてベースのクラックの発生を抑制することができる。
【００１３】
なお、前記熱伝導部の配設は前記ベース長辺側の堤部だけでなく、短辺側の堤部にも形成されていてもよい。この場合、前記温度勾配を２方向から抑制することができるので、ベース温度の均一化により効果的である。
【００１４】
ベースの堤部の長辺の内側面に形成された前記熱伝導部は、放熱による熱損失を伴うものの、前記放熱は外部空間に対してではなく、ベースの内部キャビティへの放熱であるため熱損失を抑制でき、ベースの温度勾配を抑制することができる。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明の請求項２によると、前記熱伝導部は複数形成され、隣接する熱伝導部の間隔が広い部位と、狭い部位とが形成されるように配置されている。例えば、２長辺の中央付近に形成される複数の熱伝導部の間隔を狭くし、長辺端部付近に形成される複数の熱伝導部の間隔を広くするようにして配置した場合、長辺中央付近では熱伝導部の形成密度が高い“密”の状態となり、逆に長辺端部付近は熱伝導部の形成密度が低い“疎”の状態になる。このように、ベース内の温度勾配が大きくなると考えられる長辺側で、長辺中心付近に集中的に熱伝導部を配置することによって、ベース上部の熱をより多くベース下方へ伝導させることができる。したがって、長辺方向における温度勾配を効果的に抑制することができるので、ベースのクラック発生を抑制することができる。
【００１６】
さらに、上記目的を達成するために、本発明の請求項３によると、凹部と、当該凹部を囲繞し、上面に金属封止部材が周状に形成された環状の堤部とを具備する、平面視矩形状で絶縁材料からなるベースであって、前記凹部内には段部が形成され、前記堤部の少なくとも一辺の外側面、内部、内側面のいずれか１つ、または２つ以上を組み合わせた位置には、前記堤部上面から前記堤部の深さ方向に伸長した熱伝導部が複数形成されており、前記複数の熱伝導部は、前記段部および前記段部以外の部位に形成されているとともに、前記段部における単位面積あたりの熱伝導部の形成数が、前記段部以外の部位における単位面積あたりの熱伝導部の形成数よりも多くなっている。すなわち、熱伝導部の形成密度は段部の方が、段部以外の部位よりも、つまり段部の下方に位置する凹空間（内底部）よりも高くなるように、熱伝導部が配設されている。
【００１７】
このような構成にすることによって、段部により多くの熱量を伝導させて放熱効果を高めることができる。つまり、厚肉部となる前記段部は熱容量が大きいためベース上部の熱のベース下部方向への伝導が他の薄肉部よりも遅くなる。また、前記段部は熱容量が大きいことから熱伝導によって一旦昇温すると、他の部位に比べて降温に時間を要することにもなる。したがって、前記段部に集中的に熱伝導部を配置することによって、当該段部へ早くベース上部の熱が伝導される。これに加え、例えばシーム溶接による封止方法の場合、シ−ムローラーの転接を、厚肉部である段部が形成された一短辺側を起点として、段部が形成されていない他短辺側へ向って行うと、最終的にシーム溶接が完了する時点では、段部における温度降下量を最大化させることができるので温度勾配抑制に、より効果が期待できる。
【００１８】
前記熱伝導部の配設は、堤部の少なくとも一辺の外側面、内部、内側面のいずれか１つに形成するだけでなく、２つ以上を組み合わせた位置にも形成することによって、より多くの熱容量を確保することができる。したがってベース温度の均一化により効果が期待できる。また、前記熱伝導部の配設は、長辺側の２辺に対して行うと、前述のようにベースの温度勾配抑制に好適である。
【００１９】
前記熱伝導部がベースの堤部の内部に形成されている場合は、当該熱伝導部がベース絶縁材料に包囲されているため、ベース上部の熱の放熱を抑制することができるとともに、ベース下部方向へ伝導されるので熱伝導効率に優れる。
【００２０】
前記熱伝導部がベースの堤部の内側面に形成されている場合は、放熱による熱損失を伴うものの、前記放熱は外部空間に対してではなく、ベースの内部キャビティへの放熱であるため熱損失を抑制でき、ベースの温度勾配を抑制することができる。なお、前記熱伝導部の形成位置は堤部の内部、または内側面に限定されるものではなく、堤部の外側に形成されていてもよい。
【００２１】
前述のように、前記熱伝導部を形成することによって、ベースの温度勾配を抑制することができるので、ベース堤部の幅を縮小することが可能となり、ベースの外形寸法に対するキャビティの容積をより大きく確保することができる。さらに、ベースのキャビティ容積を大きくすることができるため、同一外形寸法のベースにおいて、従来よりもキャビティ内に搭載される圧電振動素子のサイズを拡大することが可能となり、設計の余裕度が増すことになる。また、更なる小型化要求にも対応した設計が可能となる。
【００２２】
また、本発明の請求項４によると、凹部と、当該凹部を囲繞し、上面に金属封止部材が周状に形成された環状の堤部とを具備する平面視矩形状のベースであって、前記ベースは絶縁材料からなる複数の層の積層体であり、前記積層体の積層間または前記凹部の内底面には放熱用導体が敷設されているとともに、前記凹部内には段部が形成され、前記堤部の少なくとも一辺の外側面、内部、内側面のいずれか一つ、または２つ以上を組み合わせた位置には、堤部上面から堤部の深さ方向に伸長し、前記放熱用導体と接続した熱伝導部が複数形成され、前記複数の熱伝導部は、前記段部および前記段部以外の部位に形成されているとともに、前記段部における単位面積あたりの熱伝導部の形成数が、前記段部以外の部位における単位面積あたりの熱伝導部の形成数よりも多いことを特徴とする電子部品用ベースであるので、段部に集中的に熱伝導部が近接するように形成されているとともに、積層間または凹部の内底面にも放熱用導体が形成されているため、シーム溶接等のベース内部の厚み差異による偏温化を抑制することができ、ベース全体の温度勾配を効率的に抑制することが可能となる。これによって、ベース側面等におけるクラックの発生を抑制することができるので、より信頼性の高い圧電振動デバイスを得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、気密封止時のベース内の温度勾配を抑制でき、低背化にも対応したベースを用いることによって、信頼性の高い気密封止を行うことができる圧電振動デバイスを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
−第１の実施形態−
以下、本発明による第１の実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は圧電振動デバイスとして、表面実装型の水晶振動子を本発明に適用した場合を示す。
【００２５】
図１は本発明の第１の実施形態を示す水晶振動子の断面図を、図２は本発明の第１の実施形態を示すベースの上面図を、図３は図２のＡ−Ａ線における断面図を、図４は図２のＢ−Ｂ線における断面図を示している。なお、図１乃至図４おいて、ベース底面に形成された外部接続電極および、ベース堤部上面に形成された金属封止部材、前記外部接続電極へ接続されるベース内部配線導体の記載は省略している。
【００２６】
本発明で適用される表面実装型の水晶振動子は、図１に示すように水晶振動板１３を前記搭載パッド８上に導電性接合材１４を介して電気的機械的に接続した後、平面視矩形状で金属からなる蓋体９を、ベース堤部上面の金属封止部材１０上に載置して不活性ガス雰囲気中でシーム溶接することによって作製される。ここで前記水晶振動板１３は直方体形状のＡＴカット水晶振動板であり、その表裏面には、水晶振動板を駆動させるための励振電極が形成されている。また、蓋体９はコバールを基体とする平面視矩形状で金属性の蓋体であり、当該蓋体９の表裏面にはニッケルメッキ層（図示せず）が形成されている。また蓋体９の前記金属封止部材１０との接合面側には、前記ニッケルメッキ層の下（接合面側）に金属から成るロウ材（図示せず）が全面に亘って形成されている。なお、本実施形態では、前記ロウ材として銀ロウが使用されている。また、前記導電性接合材１４は例えばペースト状のシリコーン系樹脂導電接合材が使用されるが、これに限定されるものではなく、エポキシ系樹脂導電接合材等を使用してもよい。
【００２７】
本発明で適用される表面実装型の水晶振動子のベース１は、図１に示すように内部に圧電振動素子を収容するための凹部３と、当該凹部内に圧電振動素子を搭載するための一対の段部７と、前記凹部３を囲繞する環状の堤部２とを具備するアルミナ等のセラミックを主体とした絶縁性材料からなる容器体である。
【００２８】
ベース１は本実施形態において、３枚のセラミックグリーンシートを積層して焼成によって形成され、ベース底面側から順に、１ａ，１ｂ，１ｃで構成されている（図３参照）。そしてベース１の内部には、ベース底面（下面）に形成された外部接続電極（図示せず）と接続した配線導体（図示せず）が形成されている。
【００２９】
ベース１の段部７（1ｂの上面）には一対の搭載パッド８が並列して形成されており、これらの搭載パッドはベース１の内部に形成された配線導体（図示せず）を介して、ベース底面（1ａの下面）に形成された外部接続電極（図示せず）と電気的に繋がっている。前記一対の搭載パッド８は、例えばタングステンメタライズ層の上面にニッケル、金の順でメッキ等の手法により金属層を積層することによって形成されている。
【００３０】
前記堤部２の上面１１は平坦な状態となっており、周状の金属封止部材１０（図２乃至図４で図示せず）が形成されている。前記金属封止部材は３層から成り、下から順にタングステンメタライズ層、ニッケルメッキ層、金メッキ層の構成となっている。なお、前記タングステンの代わりにモリブデンを用いてもよい。
【００３１】
そして、前記ベース１の長辺側の対向する２つの堤部それぞれの内部には、複数の円柱状の熱伝導部５が一定間隔かつ、一定の深さで配設されている。本実施形態では、前記熱伝導部５は１長辺につき３箇所、すなわち長辺全体で６箇所に配設されている。なお、図２において熱伝導部５の形成状態をわかりやすくするために、堤部２の上面に形成される金属封止部材の記載は省略している。また、図２において熱伝導部および放熱用導体の一部は、形成状態をわかりやすくするために点線と塗り潰しを併用して記載している。また、堤部２の内周４角には、堤部上下方向に伸長したビアホール６（導体が充填された円筒状の孔）が形成されており、前記金属封止部材と接続した状態となっている。
【００３２】
図３に示すように、前記熱伝導部５は深さ方向については、放熱用導体（詳細は後述）と接続する位置まで形成されている。平面方向については、堤部の幅（以下シールパスと称す）の中央を結ぶライン上に、円柱状の熱伝導部の中心が略一致するようにして、長辺方向に一定間隔で整列して配設されている。なお、前記熱伝導部５の直径は、シールパスが０．２ｍｍの場合、０．１ｍｍφ程度が好ましい。
【００３３】
図３において、ベース１の積層間には、放熱用導体４１、４２が周状に敷設されている。放熱用導体４１はベース１の底面側のセラミックグリーンシート（1ａ）とその上段の層（１ｂ）との境界に、放熱用導体４２は前記１ｂと、その上段の層（１ｃ）との境界にそれぞれ形成されている。なお、前記放熱用導体４１、４２は、タングステンメタライズ層の上部にニッケルメッキを施すことによって形成されている。また、前記タングステンの代わりにモリブデンを用いることも可能である。
【００３４】
前記放熱用導体４１、４２は、図３に示すように堤部の深さ方向に伸長する前記熱伝導部５と直交して電気的に接続した状態となっている。また、本実施形態において、前記放熱用導体４１、４２の幅寸法（水平方向の寸法）は、前記熱伝導部５の直径と略同一寸法となっている。なお、放熱用導体の幅寸法は、シールパスよりも狭くなるように設定することが好ましい。これは積層体の境界部分は同一の材料、つまり絶縁材料同士が接合している領域が多く残されている方が、異種材料（絶縁材料と導体）の熱膨張による応力の影響を緩和することができるためである。
【００３５】
さらに、ベース１の凹部内底面１２には平面視凸状で、金属から成る放熱用導体４３が形成されている。前記放熱用導体４３は、前記ビアホール６と接続した状態となっており、前記放熱用導体４３はタングステンメタライズ層、ニッケルメッキ層、金メッキ層の順で金属膜が積層されている。なお、前記放熱用導体４３と前記ビアホール６とを接続する手段について図１乃至図４では図示していない。このように放熱用導体４３を凹部内底面１２に形成することによって、ベース上部の熱をベースの内部キャビティに放熱させることができる。特に前記内部キャビティの雰囲気を窒素などの不活性ガスとした場合は気体の熱伝導によって、ベース内部の温度勾配を抑制することができる。
【００３６】
さらに、前記放熱用導体４３は、平面視凸状で、一対の段部７の下面には形成されていない。つまり、一対の搭載パッド８とは平面視で重ならない位置に形成されているので、浮遊容量の発生を無くすことができる。容量変化に伴う周波数調整が不要となる。
【００３７】
前記熱伝導部５は導体からなり、本実施形態においては、タングステンあるいはモリブデンなどが使用され、スクリーン印刷によって形成される。具体的にはセラミックグリーンシートに貫通孔（ビアホール）を形成し、スキージすることによって前記貫通孔内部に導体を充填した後、セラミックグリーンシートを複数積層して焼成によって一体的に形成される。なお、前記熱伝導部５の導体材料としてタングステンあるいはモリブデンの他に、これらの導体よりもさらに熱伝導率の高い導体、例えば銅、銀、金、アルミニウムなどを用いることも可能である。
【００３８】
そして、前記熱伝導部５の上端側、すなわち前記堤部２の上面には金属封止部材が形成されている。前記金属封止部材はタングステンメタライズ層が形成され、さらにその上面にニッケル層、金層の順に金属膜層がメッキ法によって成膜されることによって形成される。
【００３９】
前述のシーム溶接時において、高温状態になった金属性の蓋体９および前記金属封止部材１０を通じてベース１に熱が伝わるが、前記熱伝導部５により、前記金属封止部材１０の熱を当該ベースの下方へ急速に伝熱させることができる。つまり、複数の熱伝導部５によって、高温になった前記金属封止部材１０の熱を迅速にベース下方（本実施形態の場合、第１層目１ａの上面周辺）にまで伝えることができる。またベース上下方向に加えて、前記複数の熱伝導部５と接続し、周状に敷設されている放熱用導体にも伝熱することによって、ベースの水平方向にも熱伝導させることができる。さらにベース１の凹部内底面１２に形成された放熱用導体によって、内部キャビティにも放熱されるので、結果としてベース内の温度勾配を抑制することができ、ベースの温度を均一化させることができる。すなわち、封止時の蓋体の温度を早く低下させて、ベースの温度を早く上昇させることができるため、蓋体とベースの温度差を減少させることができる。よって、クラックの発生を抑制することが可能となる。
【００４０】
本実施形態では、前記熱伝導部５の配設数は、１長辺につき３箇所としているが、これに限定されるものではなく、３箇所以上配設されていてもよい。この場合、より多くの容積でベース上部の熱をベース下部へ伝導することができるため、ベース温度の均一化に、より効果的に機能する。
【００４１】
前記熱伝導部５の配設は前記ベース長辺側の堤部だけでなく、短辺側の堤部にも形成されていてもよい。この場合、前記温度勾配を２方向から抑制することができるので、ベース温度の均一化により効果が期待できる。また、本実施形態では熱伝導部５の形状は円柱であるが、本形状に限定されるものではなく、角柱状や楕円柱状、あるいは柱状が連なった形状であってもよい。
【００４２】
前記熱伝導部および放熱用導体の形成によって、ベースの温度勾配を抑制することができるので、ベースのシールパスを縮小することが可能となり、ベースの外形寸法に対する凹部空間（キャビティ）の容積をより大きく確保することができる。さらに、ベースのキャビティ容積を大きくすることができるため、同一外形寸法のベースにおいて、従来よりもキャビティ内に搭載される圧電振動素子のサイズを拡大することが可能となり、設計の余裕度が増す。また、更なる小型化要求にも対応した設計が可能となる。
【００４３】
本発明のベースであれば前記金属膜層４の上面に金属枠体を形成することなく、シーム溶接後の応力緩和を図ることができるため、圧電振動デバイスの低背化に寄与することができる。なお、本実施形態では金属枠体を用いない構成であるが、金属枠体を用いた構成のベースであっても本発明の適用は可能である。例えば金属枠体を前記金属封止部材の上に金属接合材を介して接合し、熱伝導部は金属枠体と前記金属封止部材とに接続した状態で前記堤部の深さ方向に形成されていればよい。
【００４４】
本実施形態では蓋体とベースとの気密封止接合にシーム溶接を用いているが、レーザーや電子ビームなどによるビーム溶接においても適用可能である。また、本発明において蓋体の材料は封止方法がシーム溶接の場合は金属製となるが、ビーム溶接の場合は金属以外にセラミックも使用可能である。
【００４５】
−第２の実施形態−
以下、本発明の第２の実施形態について図５乃至図６を基に説明する。図５は第２の実施形態を示すベースの上面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ線における断面図である。図５において熱伝導部および放熱用導体の一部は、形成状態をわかりやすくするために点線と塗り潰しを併用して表示している。なお、第１の実施形態と同様の構成については、第１の実施形態と同様の効果を有するとともに、同番号を付して説明の一部を割愛する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。なお、本実施形態においても表面実装型の水晶振動子を本発明に適用した場合を示す。
【００４６】
図５においてベース１は、第１の実施形態と同様に、３枚のセラミックグリーンシートを積層して焼成によって一体的に形成され、ベース底面側から順に、１ａ，１ｂ，１ｃ，の層構成となっている。長辺側の堤部の内部には複数の熱伝導部５が一定の深さで配設され、当該熱伝導部５とベース１の積層間に敷設された放熱用導体４１、４２と電気的に接続されている。さらにベース１の凹部内底面１２には放熱用導体４３が形成され、堤部２の内周の４角部分に上下方向に形成されたビアホールを介して堤部上面の金属封止部材（図示せず）と接続されている。
【００４７】
本実施形態と前記第１の実施形態との相違点は、隣接する熱伝導部の間隔である。すなわち、本実施形態では前記複数の熱伝導部は一定間隔で配設されておらず、隣接する熱伝導部間の間隔が広い部位と、狭い部位とが形成されるように配設されている。
つまり、図５に示すように長辺側の堤部の略中央付近から、当該堤部両端付近にかけて漸次前記間隔が広くなるように形成されている。つまり長辺側の堤部の中央付近では間隔が狭い“密”な状態になっており、逆に長辺辺側の堤部両端付近では間隔が拡がった“疎”な状態になっている。前記間隔を図６に記載の記号を用いて不等号で表現すると、５ａ＜５ｂ＜５ｃの関係となっている。
【００４８】
上記構成は、長辺側の堤部の中央近辺が、シーム溶接によってベースに加わる各種応力の集中領域と考えられることから、長辺側の堤部の中央付近においてより多くの熱容量をベース下部方向へ熱移動させて熱勾配を抑制することを目的としている。上記構成により、ベース温度の均一化をより効率的に行うことができる。
【００４９】
また、シーム溶接では長辺と短辺の各々でシームローラーが転接するため、堤部上面の４角部分は２回シームローラーが接触する部位となり、４角部分の温度が特に高くなる傾向がある。しかし、上記構成とすることで、長辺におけるベース１の下部方向への伝熱量を長辺中央に近づくほど多く確保することができるので、４角付近における局所温度の上昇を抑えることができ、ベース全体の温度分布を均一化することができる。
【００５０】
−第３の実施形態−
以下、本発明の第３の実施形態について図７乃至図８に基づいて説明する。図７は第３の実施形態を示すベースの上面図であり、図８は図７のＤ−Ｄ線における断面から見た側面図である。図７において熱伝導部および放熱用導体の一部は、前記第２の実施形態と同様に形成状態をわかりやすくするために点線と塗り潰しを併用して表示している。なお、第１の実施形態と同様の構成については、第１の実施形態と同様の効果を有するとともに、同番号を付して説明の一部を割愛する。
【００５１】
図７に示すように本実施形態において熱伝導部５は、長辺側の堤部の内周側面（以下内壁面と称す）に複数形成されている。前記複数の熱伝導部５は一定の間隔で形成されてはおらず、形成深さも場所によって異なっている。さらに熱伝導部の形状は、円柱を高さ方向に２分割した“半円柱”形状（以下ハーフビアと称す）となっている。本実施形態では熱伝導部５は、１つの長辺の内壁面に７箇所、したがって長辺全体で１４箇所に配設されている。なお、本実施形態では積層間または凹部内底面に放熱用導体は形成されていない。
【００５２】
前記熱伝導部５はハーフビアの形状となっているが、これはセラミックグリーンシート状態において全円状の貫通孔を環状に複数形成しておき、当該貫通孔の中にタングステンあるいはモリブデンの導体を充填した後、それぞれの孔の直径を通って面積を２等分する周状のラインでプレス加工することによって形成される。本実施形態では、複数の熱伝導部５の材料は全て同一の材料で構成されているが、異種材料で構成されていてもよい。
【００５３】
次に前記複数の熱伝導部５は、図７に示すように段部７に繋がっている部位と、前記段部７以外の部位、すなわち凹部内底面１２に繋がっている部位がある。そして、段部７に繋がって形成される熱伝導部の数は、前記段部以外の部位に形成される熱伝導部の数よりも多くなっている。すなわち、熱伝導部の形成密度は、段部の方が段部以外の部位よりも高くなっている。具体的には、段部７では１長辺につき４個が、当該段部以外の部位では１長辺につき３個が形成されている。そして段部７における熱伝導部の間隔は、当該段部以外の部位における熱伝導部の間隔よりも狭くなっている。すなわち、段部７に熱伝導部が“密集”した状態で形成されている。そして、前記複数の熱伝導部５の形成深さは、図８に示すように、段部７に繋がる部位においては１ｂ層の上面の深さまでであり、段部７以外の部位では１ａ層の上面のまでの深さとなっている。
【００５４】
このような構成にすることによって、段部７により多くの熱量を伝導させて放熱効果を高めることができる。つまり、厚肉部となる段部７に集中的に熱伝導部を配置することによって、ベース上部の熱をより多く段部７へ伝導させる。これに加え、例えばシーム溶接による封止方法の場合、シ−ムローラーの転接を、厚肉部である段部７が形成された一短辺側を起点として、段部が形成されていない他短辺側へ向って行うと、最終的にシーム溶接が完了する時点では、段部７における温度降下量を最大化させることができるので温度勾配の抑制に、より効果的が期待できる。
【００５５】
−第４の実施形態−
以下、本発明の第４の実施形態について図９乃至図１０に基づいて説明する。図９は第４の実施形態を示すベースの上面図であり、図１０は図９のＥ−Ｅ線における断面から見た側面図である。なお、前記実施形態と同様の構成については、前記実施形態と同様の効果を有するとともに、同番号を付して説明の一部を割愛する。
【００５６】
図９は、第３の実施形態に示す構成に加え、積層間およびベース１の凹部内底面１２に放熱用導体４１、４２、４３が形成された構成となっている。つまり、熱伝導部５（ハーフビア）は長辺側の堤部の内壁面に複数形成されているとともに、積層間およびベースの凹部内底面１２の放熱用導体と接続された状態となっている。また、第３の実施形態と同様に、熱伝導部５は形成密度が段部の方が、段部以外の部位よりも高くなるように配設されている。
【００５７】
上記構成のように、堤部２の内壁面に複数の熱伝導部を配することにより、内部キャビティに内向して熱伝導部が露出しているため、ベース上部の熱を内部キャビティ側へ放熱するのと同時に、当該熱伝導部と接続した放熱用導体によって堤部２の内部側へも伝熱することになり、バランス良くベースの温度を均一化することができる。さらに、段部７における単位面積あたりの熱伝導部の形成数が、前記段部以外の部位における単位面積あたりの熱伝導部の形成数よりも多くなるように熱伝導部５が配設されているため、ベース内部の厚み差異による偏温化を抑制することができる。
【００５８】
−第４の実施形態の変形例−
前述の第４の実施形態の変形例を図１１に示す。図１１は第４の実施形態に対して、段部７以外の部位に形成される熱伝導部を、堤部の略中央の位置、つまり積層間に形成された放熱用導体の上方の位置に配置した例である。なお、前述の実施形態と同様の構成については同番号を付して説明の一部を割愛するとともに、前述の実施形態と同様の効果を有する。
【００５９】
このような構成とすることで、ベース１の厚肉部である段部７付近の部位では、堤部の内壁面に形成された熱伝導部によって、段部７へ迅速にベース上部の熱を伝導させることができる。一方、ベース１の薄肉部となる凹部内底面１２（段部以外の部位）へは、熱伝導部が堤部２の内部に形成されているため、内部キャビティへの放熱による熱損失を伴わずにベース上部の熱を伝導させることができる。したがって、効率良くベースの温度を均一化させることができる。
【００６０】
本発明の実施形態において複数の熱伝導部を配設する場合、堤部２の外側面、内部、内側面の２つ以上を組み合わせて形成された熱伝導部は、前記第４の実施形態の変形例のような配列に限定されるものではなく、例えば堤部内部の熱伝導部と、堤部内側面の熱伝導部とが堤部幅方向に非整列（互い違い）となった状態であってもよい。このような構成であれば、堤部側面方向から見たときに前記熱伝導部がより分散した状態で形成されるため、より高い熱勾配抑制効果が期待できる。
【００６１】
また、本発明の実施形態において、円柱状の熱伝導部５の直径を層ごとに変えることによって、ベース上下方向の伝熱量をコントロールすることも可能である。一例として図６において１ｂの層に形成される熱伝導部の直径の方が、１ｃの層に形成される熱伝導部の直径よりも大きくなるようにした場合、ベース底面に近い層である１ｂ側に蓄えられる熱容量を拡大することができる。すなわち、ベース下部方向の温度をより早く上昇させることができるため、ベースの温度がより早く均一化され、結果的にクラックの発生を防止することができる。
【００６２】
本発明の実施形態では圧電振動デバイスとしてＡＴカット水晶振動子を挙げているが、その他の例として音叉型水晶振動子や、その他のカットの水晶振動子の製造においても本発明は適用可能である。さらに、ベース内底部上にＩＣを搭載した後、ワイヤボンディングやフェースダウンボンディング等によってＩＣ接続端子とベース内底部に形成されたパッド電極とが電気的に接続され、その上方に圧電振動素子が搭載された構造の発振器、あるいは、前記ＩＣと圧電振動素子の位置関係が上下逆構造の発振器の製造においても本発明は適用可能である。また、前記圧電振動デバイス内に収容される圧電振動素子は単数に限定されるものではなく、複数の圧電振動素子が収容されていてもよい。
【００６３】
さらに本発明は、複数個の蓋体またはベースがマトリクス状に整列して一体的に形成された集合基板を用いた製造方法についても適用可能である。
【００６４】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
圧電振動デバイスの量産に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す水晶振動子の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示すベースの上面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示すベースの上面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を示すベースの上面図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ線における断面から見た側面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態を示すベースの上面図である。
【図１０】図９のＥ−Ｅ線における断面から見た側面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態の変形例を示すベースの上面図である。
【図１２】従来のベースの上面図である。
【図１３】図１２のＦ−Ｆ線における断面図である。
【図１４】従来のベースの側面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    ベース
２    堤部
３    凹部
４１、４２、４３    放熱用導体
５    熱伝導部
６    ビアホール
７    段部
８    搭載パッド
９    蓋体
１０    金属封止部材
１１    堤部上面
１２    凹部内底面
１３    水晶振動板
１４    導電性接合材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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