(57)【要約】【課題】パッケージの封止部の不具合を低減できる圧電デバイス及びその製造方法の提供。【解決手段】音叉型水晶振動片２０と、積層された少なくとも３つの層１１，１２，１３を有するベース部１０ａに音叉型水晶振動片２０を搭載し、内部に収容するパッケージ１０と、ベース部１０ａを貫通する貫通穴１４とを有し、貫通穴１４は、３つの層１１，１２，１３の音叉型水晶振動片２０が搭載される側の第１層１１に形成された第１穴１１ａと、第１層１１と接する第２層１２に形成された第２穴１２ａと、第２層１２と接する第３層１３に第２穴１２ａより大きく形成された第３穴１３ａと、第２穴１２ａの内壁面１２ｂに形成された金属被膜部１５とを含み、少なくとも第２穴１２ａに封止材１６によりパッケージ１０を封止する封止部１７が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片と、
積層された少なくとも３つの層を有するベース部に前記圧電振動片を搭載し、前記圧電振動片を内部に収容するパッケージと、
前記ベース部を貫通する貫通穴とを有し、
前記貫通穴は、前記３つの層の前記圧電振動片が搭載される側の第１層に形成された第１穴と、前記第１層と接する第２層に形成された第２穴と、前記第２層と接する第３層に前記第２穴より大きく形成された第３穴と、前記第２穴の内壁面に形成された金属被膜部とを含み、
少なくとも前記第２穴に封止材により前記パッケージを封止する封止部が形成されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電デバイスにおいて、前記第２穴は前記第１穴と同形状または前記第１穴より大きいことを特徴とする圧電デバイス。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の圧電デバイスにおいて、前記金属被膜部は前記第３穴内に前記第２層が露出した露出面に延長していることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の圧電デバイスにおいて、前記第３層の第３穴の内壁面に前記金属被膜部が形成されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の圧電デバイスにおいて、前記圧電振動片が音叉型振動片であって、平面視において、前記第１層の前記音叉型振動片の先端部と重なる部分に、開口部が形成されていることを特徴とする圧電デバイス。
【請求項６】
圧電振動片と、少なくとも第１層〜第３層が積層されたベース部に前記圧電振動片を搭載し、前記圧電振動片を内部に収容するパッケージと、前記ベース部を貫通する貫通穴とを有し、少なくとも第２穴に封止材により前記パッケージを封止する封止部が形成されている圧電デバイスの製造方法であって、
第１穴を有し、前記圧電振動片が搭載される側の前記第１層と、
第２穴を有し、前記第１層と接する前記第２層と、
前記第２穴より大きく形成された第３穴を有し、前記第２層と接する前記第３層と、
を用意し、
前記第２層に形成された前記第２穴の内壁面に金属被膜部を形成する第２層金属被膜部形成工程と、
前記第１層〜前記第３層を、前記第１穴〜前記第３穴が重なるように積層して前記貫通穴を形成し、前記第１層〜前記第３層を焼成して接合するベース部形成工程と、
前記ベース部の第１層に前記圧電振動片を搭載するマウント工程と、
真空または不活性ガス中において、前記封止材を前記第３穴に投入し、溶融して少なくとも前記第２穴に前記封止材を充填し、前記封止部を形成して前記パッケージを封止する封止工程とを有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電デバイスの製造方法において、前記金属被膜部を金属膜の印刷及び印刷した前記金属膜の吸引により形成し、前記金属被膜部を前記第３穴内に前記第２層が露出した露出面に延長させたことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の圧電デバイスの製造方法において、前記第３層の第３穴の内壁面に前記金属被膜部を形成する第３層金属被膜部形成工程を、さらに有することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報機器、移動体通信機器などの様々な電子機器に用いられる圧電振動子、圧電発振器などに代表される圧電デバイスにおいて、パッケージの封止構造に関し下記の構成が知られている。
この構成は、パッケージの一部（ベース部）に、所定の内径を備えパッケージ内に開口した第１の穴と、これより大きな内径を備え外部に開口した第２の穴とを備えた段付きの開口部を有し、第２の穴の底部である段部と、第２の穴の内周面とに、金属被覆部が設けられており、かつ開口部に封止材が投入され溶融されて開口部が封止されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−９５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成の圧電デバイスは、実施の形態において、ベース部が２つのセラミック基板からなり、第１の穴と第２の穴とが別々のセラミック基板に形成され、各セラミック基板が積層されることにより、段付きの開口部（以下、貫通穴という）が形成されている。
このことから、圧電デバイスは、各セラミック基板が積層される際に、第１の穴と第２の穴とが偏心して積層されることがある。これにより、圧電デバイスは、貫通穴の段部の第１の穴の内周面（以下、内壁面という）側から第２の穴の内壁面側までの距離が、全周に亘って均等とならないことから、溶融された封止材が均一に濡れ広がらず、ボイド（気泡）などが形成されるという問題がある。
【０００５】
また、上記圧電デバイスは、球状の封止材がレーザビームなどの照射により溶融され、貫通穴が封止される。このとき、封止材は、第１の穴内には濡れ広がらず、第１の穴をまたぐように濡れ広がる。封止後の封止材の厚みは、濡れ性により第２の穴の中心部で薄く、第２の穴の内壁面部で厚く形成される。また、封止材の量は、貫通穴の体積に応じて設定されるが、多すぎると封止時に貫通穴からパッケージの外側にはみ出すことがある。一般的に、貫通穴は、外部機器への実装面側にあることから、封止材のはみ出しが外部機器への実装に支障をきたすおそれがある。
これらのことから、圧電デバイスは、貫通穴に投入される封止材の量に余裕を持たせられず、ばらつきにより封止材の量が少な目になった場合、封止材が溶融される際に厚みが薄い部分に穴が開くことがある。
これにより、圧電デバイスは、パッケージの封止不良という問題とともに、レーザビームなどが、この穴を通ってパッケージ内に収容されている圧電振動片に照射され、圧電振動片が損傷されるという問題がある。
【０００６】
この封止材の穴開きに起因する圧電振動片の損傷を防ぐには、第１の穴の内壁面にも金属被覆部を設けることにより、封止材が第１の穴の内壁面まで濡れ広がるようにして、封止材が第１の穴に充填されるようにすればよい（例えば、特許文献１の図９参照）。
しかしながら、この場合には、充填された封止材が第１の穴からパッケージ内部にはみ出し、圧電振動片と接触して圧電振動片の振動性能が損なわれるという問題がある。
【０００７】
この封止材のパッケージ内部へのはみ出しを防ぐには、金属被覆部の形成範囲を第１の穴の内壁面の途中までとすればよい。
しかしながら、この場合には、金属被覆部の形成範囲を穴の内壁面の途中までとする技術確立がなされておらず、量産レベルの部品製造が困難であるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］本適用例にかかる圧電デバイスは、圧電振動片と、積層された少なくとも３つの層を有するベース部に前記圧電振動片を搭載し、前記圧電振動片を内部に収容するパッケージと、前記ベース部を貫通する貫通穴とを有し、前記貫通穴は、前記３つの層の前記圧電振動片が搭載される側の第１層に形成された第１穴と、前記第１層と接する第２層に形成された第２穴と、前記第２層と接する第３層に前記第２穴より大きく形成された第３穴と、前記第２穴の内壁面に形成された金属被膜部とを含み、少なくとも前記第２穴に封止材により前記パッケージを封止する封止部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
これによれば、圧電デバイスは、ベース部を貫通する貫通穴が、圧電振動片が搭載される側の第１層に形成された第１穴と、第２層に形成された第２穴と、第３層に第２穴より大きく形成された第３穴と、第２穴の内壁面に形成された金属被膜部とを含む。そして、少なくとも第２穴に封止材によりパッケージを封止する封止部が形成されている。
【００１１】
このことから、圧電デバイスは、少なくとも第２穴に封止材により封止部が形成されている。これにより、圧電デバイスは、例えば、封止作業がレーザビームなどの照射により行われたときに、従来のような封止材が第２穴をまたいで薄く濡れ広がることによる、封止材の穴開きが発生しない。
このことから、圧電デバイスは、パッケージの封止不良を低減できるとともに、レーザビームなどが、この穴を通ってパッケージ内に収容されている圧電振動片に照射され、圧電振動片が損傷されることを回避できる。
【００１２】
また、圧電デバイスは、ベース部の圧電振動片側にある第１穴には、金属被膜部が形成されていないことから、上記の封止作業時に封止材が第２穴から第１穴内へ濡れ広がりにくい。これにより、圧電デバイスは、封止材がベース部から圧電振動片側へはみ出すことがなく、従来のような封止材が圧電振動片と接触して圧電振動片の振動性能が損なわれることを回避できる。
【００１３】
また、圧電デバイスは、第１穴の大きさが第２穴と同形状または第２穴より小さいことから、例えば、第１穴の大きさをレーザビームなどのビーム径より小さく設定することで、レーザビームなどが第１穴を通過できないようにすることができる。
これにより、圧電デバイスは、レーザビームなどが、この穴を通ってパッケージ内に収容されている圧電振動片に照射され、圧電振動片が損傷されることを回避できる。
【００１４】
［適用例２］上記適用例にかかる圧電デバイスは、第２穴は第１穴と同形状または第１穴より大きいことが好ましい。
【００１５】
［適用例３］上記適用例にかかる圧電デバイスは、金属被膜部は第３穴内に第２層が露出した露出面に延長させることもできる。
【００１６】
［適用例４］上記適用例にかかる圧電デバイスは、前記第３層の第３穴の内壁面に前記金属被膜部が形成されていることが好ましい。
【００１７】
これによれば、圧電デバイスは、第３層の第３穴の内壁面に金属被膜部が形成されている。このことから、圧電デバイスは、例えば、封止時に封止材が第２穴から溢れ出して第２層の露出面に濡れ広がるときに、上記金属被膜部との濡れ性により、適用例１と比較して、より均一に濡れ広がりやすくなる。このことから、圧電デバイスは、封止部のボイドなどの発生を低減することができる。加えて、圧電デバイスは、上記金属被膜部との濡れ性により、封止材が第３層の第３穴からはみ出すことを抑制できる。
【００１８】
［適用例５］上記適用例にかかる圧電デバイスは、前記圧電振動片が音叉型振動片であって、平面視において、前記第１層の前記音叉型振動片の先端部と重なる部分に、開口部が形成されていることが好ましい。
【００１９】
これによれば、圧電デバイスは、圧電振動片が音叉型振動片であって、第１層の音叉型振動片の先端部と重なる部分に、開口部が形成されている。このことから、圧電デバイスは、外部からの衝撃時などの音叉型振動片のたわみに起因する音叉型振動片の先端部とベース部の第１層との接触を回避できる。
【００２０】
［適用例６］本適用例にかかる圧電デバイスの製造方法は、圧電振動片と、少なくとも第１層〜第３層が積層されたベース部に前記圧電振動片を搭載し、前記圧電振動片を内部に収容するパッケージと、前記ベース部を貫通する貫通穴とを有し、少なくとも第２穴に封止材により前記パッケージを封止する封止部が形成されている圧電デバイスの製造方法であって、第１穴を有し、前記圧電振動片が搭載される側の前記第１層と、第２穴を有し、前記第１層と接する第２層と、前記第２穴より大きく形成された第３穴を有し、前記第２層と接する前記第３層と、を用意し、前記第２層に形成された前記第２穴の内壁面に金属被膜部を形成する第２層金属被膜部形成工程と、前記第１層〜前記第３層を前記第１穴〜前記第３穴が重なるように積層して前記貫通穴を形成し、前記第１層〜前記第３層を焼成して接合するベース部形成工程と、前記ベース部の第１層に前記圧電振動片を搭載するマウント工程と、真空または不活性ガス中において、前記封止材を前記第３穴に投入し、溶融して少なくとも前記第２穴に前記封止材を充填し、前記封止部を形成して前記パッケージを封止する封止工程とを有することを特徴とする。
【００２１】
これによれば、圧電デバイスの製造方法は、第２層の、第２穴の内壁面に金属被膜部を形成し、第１層〜第３層を第１穴〜第３穴が重なるように積層して貫通穴を形成し、第１層〜第３層を焼成して接合する。そして、ベース部の第１層に圧電振動片を搭載し、真空または不活性ガス中において、封止材を第３穴に投入し、溶融して第２穴に封止材を充填し、封止部を形成してパッケージを封止する。
【００２２】
このことから、圧電デバイスの製造方法は、適用例１に記載した作用・効果を有する圧電デバイスを提供することができる。
【００２３】
［適用例７］上記適用例にかかる圧電デバイスの製造方法は、前記金属被膜部を金属膜の印刷及び印刷した前記金属膜の吸引により形成し、前記金属被膜部を前記第３穴内に前記第２層が露出した露出面に延長させることが好ましい。
【００２４】
これによれば、圧電デバイスの製造方法は、金属被膜部を金属膜の印刷及び印刷した金属膜の吸引により形成することから、一般的な技術を用いて金属被膜部を容易に形成することができる。
【００２５】
［適用例８］上記適用例にかかる圧電デバイスの製造方法は、前記第３層の第３穴の内壁面に前記金属被膜部を形成する第３層金属被膜部形成工程を、さらに有することが好ましい。
【００２６】
これによれば、圧電デバイスの製造方法は、第３層の第３穴の内壁面に金属被膜部を形成することから、適用例２に記載した作用・効果を有する圧電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】
【００２７】
以下、圧電デバイス及び圧電デバイスの製造方法の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
（実施形態）
図１は、圧電デバイスの一例としての水晶振動子の概略構成を示す構成図である。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。なお、平面図では、理解を容易にするために蓋体部を省略してある。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態の水晶振動子１は、圧電振動片としての音叉型水晶振動片２０と、積層された３つの層１１，１２，１３で形成されたベース部１０ａに、音叉型水晶振動片２０を搭載し、内部に収容するパッケージ１０などから構成されている。
そして、水晶振動子１は、ベース部１０ａを貫通する貫通穴１４を有している。
【００３０】
貫通穴１４は、３つの層１１，１２，１３の音叉型水晶振動片２０が搭載される側の第１層１１に形成された第１穴１１ａと、第１層１１と接する第２層１２に第１穴１１ａと同形状または第１穴１１ａより大きく形成された第２穴１２ａと、第２層１２と接する第３層１３に第２穴１２ａより大きく形成された第３穴１３ａなどから構成されている。なお、本実施形態では、３つの穴１１ａ，１２ａ，１３ａは円形に形成されている。
また、貫通穴１４は、第２穴１２ａの内壁面１２ｂと、第３穴１３ａ内に露出される第２層１２の露出面１２ｃと、第３穴１３ａの内壁面１３ｂとに形成された金属被膜部１５を有している。貫通穴１４の金属被膜部１５は、タングステンなどのメタライズ層の上に、ニッケル、金の各被膜が積層されて形成されている。なお、第１穴１１ａには、金属被膜部１５が形成されていない。
【００３１】
パッケージ１０は、ベース部１０ａ、枠部１０ｂ、蓋体部１０ｃ、接合部１０ｄなどから構成されている。
ベース部１０ａの３つの層１１，１２，１３には、セラミックグリーンシートを成形して焼成した酸化アルミニウム質焼結体などが用いられている。
【００３２】
ベース部１０ａの第１層１１には、金属被膜からなる電極１１ｃ，１１ｄが形成されており、音叉型水晶振動片２０が、図示しない電極部を電極１１ｃ，１１ｄに位置合わせして搭載されている。音叉型水晶振動片２０は、基部２０ａが導電性接着剤３０などにより電極部を介して電極１１ｃ，１１ｄに電気的に接続され固定されている。
また、第１層１１には、平面視において、音叉型水晶振動片２０の先端部２０ｂと重なる部分に開口部１１ｂが形成されている。
【００３３】
ベース部１０ａの第３層１３には、外面に金属被膜からなる実装端子１３ｃ，１３ｄが形成されている。この実装端子１３ｃ，１３ｄは、ベース部１０ａの図示しない内部配線により電極１１ｃ，１１ｄとそれぞれ接続されている。
【００３４】
ベース部１０ａには、音叉型水晶振動片２０を囲むように枠状に形成された枠部１０ｂが積層されている。枠部１０ｂには、ベース部１０ａと同様にセラミックグリーンシートを成形して焼成した酸化アルミニウム質焼結体などが用いられている。
【００３５】
枠部１０ｂには、音叉型水晶振動片２０を覆うように蓋体部１０ｃが配設されている。蓋体部１０ｃは、コバールなどの金属が用いられ、同じくコバールなどの金属からなる接合部１０ｄを介して、シーム溶接、ロウ付けなどにより枠部１０ｂに接合されている。
【００３６】
水晶振動子１は、貫通穴１４の少なくとも第２穴１２ａに、金−ゲルマニウム合金などから成る封止材１６によりパッケージ１０を封止する封止部１７が形成されている。これにより、水晶振動子１は、パッケージ１０内部が気密に封止されている。なお、パッケージ１０内部は、真空または窒素、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが封入されている。
【００３７】
ここで、封止部１７の形成プロセスを説明する。まず、封止材１６は、球状に形成され、第３層１３の第３穴１３ａに投入される。このとき、封止材１６の径は、第３穴１３ａより小さく、第２穴１２ａより大きく設定されている。これにより、封止材１６は、第２穴１２ａの縁部に接し、第２穴１２ａを覆うように配置される。
ついで、図示しないレーザビームなどの照射、加熱装置による加熱などにより封止材１６が溶融される。
【００３８】
ついで、溶融された封止材１６は、金属被膜部１５との濡れ性により、まず金属被膜部１５が形成されている第２層１２の第２穴１２ａの内壁面１２ｂに濡れ広がり、第２穴１２ａに充填される。
ついで、第２穴１２ａから溢れ出た封止材１６は、第２層１２の露出面１２ｃから第３穴１３ａの内壁面１３ｂに放射状に均一に濡れ広がる。このとき、封止材１６の露出面１２ｃからの厚みは、濡れ性により第３穴１３ａの中心部から第３穴１３ａの内壁面１３ｂに近づくにしたがい、厚くなるように形成される。
これにより、第２穴１２ａから溢れ出た封止材１６は、半球状に盛り上がって第３穴１３ａからパッケージ１０の外側へ突出することがない。
【００３９】
一方、第１層１１の第１穴１１ａに金属被膜部１５が形成されていないことから、第２穴１２ａに充填された封止材１６は、濡れ不足となり第１穴１１ａ内に濡れ広がりにくい。加えて、第１穴１１ａが、第２穴１２ａと同形状または第２穴１２ａより小さいことから、封止材１６は第１穴１１ａ内に、より濡れ広がりにくい。
これにより、封止材１６は、第１層１１の第１穴１１ａからパッケージ１０の内側に、はみ出さない。
【００４０】
上述したように、本実施形態の水晶振動子１は、貫通穴１４が、第１層１１の第１穴１１ａと、第２層１２の第２穴１２ａと、第３層１３の第３穴１３ａと、第２穴１２ａの内壁面１２ｂ及び露出面１２ｃに形成された金属被膜部１５とを含む。そして、水晶振動子１は、少なくとも第２穴１２ａに封止材１６によりパッケージ１０を封止する封止部１７が形成されている。
【００４１】
このことから、水晶振動子１は、封止材１６による封止部１７の形成が、レーザビームなどの照射、加熱装置による加熱などにより行われたときに、従来のような溶融された封止材１６が第２穴１２ａをまたいで薄く濡れ広がることによる、封止材１６の穴開きが発生しない。
このことから、水晶振動子１は、パッケージ１０の封止不良を低減できるとともに、レーザビームなどが、この穴を通ってパッケージ１０内に収容されている音叉型水晶振動片２０に照射され、音叉型水晶振動片２０が損傷されることを回避できる。
【００４２】
また、水晶振動子１は、ベース部１０ａの音叉型水晶振動片２０側にある第１穴１１ａに、金属被膜部１５が形成されていないことから、封止部１７形成時に封止材１６が第２穴１２ａから第１穴１１ａ内へ濡れ広がりにくい。
これにより、水晶振動子１は、封止材１６がベース部１０ａから音叉型水晶振動片２０側へはみ出すことがなく、従来のような封止材１６が音叉型水晶振動片２０と接触して音叉型水晶振動片２０の振動性能が損なわれることを回避できる。
【００４３】
また、水晶振動子１は、第３層１３の第３穴１３ａの内壁面１３ｂに金属被膜部１５が形成されている。このことから、水晶振動子１は、封止部１７形成時に第２穴１２ａから溢れ出た封止材１６が、第２穴１２ａから第２層１２の露出面１２ｃを経て第３穴１３ａの内壁面１３ｂへ放射状に均一に濡れ広がる。
このことから、水晶振動子１は、封止部１７のボイドなどの発生を低減することができる。また、水晶振動子１は、第３穴１３ａの内壁面１３ｂに金属被膜部１５が形成されていることで、金属被膜部１５との濡れ性により、封止材１６が第３層１３の第３穴１３ａからはみ出すことを抑制できる。
【００４４】
また、水晶振動子１は、第１層１１の音叉型水晶振動片２０の先端部２０ｂと重なる部分に、開口部１１ｂが形成されている。このことから、水晶振動子１は、外部からの衝撃時などの、音叉型水晶振動片２０のたわみに起因する音叉型水晶振動片２０の先端部２０ｂとベース部１０ａの第１層１１との接触を回避できる。
【００４５】
また、水晶振動子１は、封止部１７が少なくとも第２穴１２ａに形成されるので、必ずしも第３層１３の第３穴１３ａ内に、封止材１６が濡れ広がらなくてもよい。このことから、水晶振動子１は、第３層１３の厚みを従来構造より薄くできる。
また、水晶振動子１は、必ずしも第３層１３の第３穴１３ａ内に、封止材１６が濡れ広がらなくてもよいことから、第２穴１２ａ及び第３穴１３ａの大きさを適宜設定することにより封止材１６の量を従来構造より少なくできる。
【００４６】
なお、水晶振動子１は、図２の水晶振動子の要部断面図に示すように、第１層１１の第１穴１１ａの径Ｄ１をレーザビーム４０などのビーム径Ｄ２より小さく形成してもよい。
これによれば、水晶振動子１は、レーザビーム４０などが第１層１１の第１穴１１ａを通過できないことから、レーザビーム４０などが第１穴１１ａを通ってパッケージ１０内に収容されている音叉型水晶振動片２０に照射され、音叉型水晶振動片２０が損傷されることを回避できる。
【００４７】
なお、水晶振動子１は、貫通穴１４を構成する第１穴１１ａ、第２穴１２ａ、第３穴１３ａの形状を円形としたが、これに限定するものではなく、楕円形、三角形、四角形、五角形、その他の多角形などとしてもよい。
【００４８】
なお、水晶振動子１は、パッケージ１０の蓋体部１０ｃの材料として、コバールなどの金属の他にガラスを用いてもよい。この場合は、接合部１０ｄの材料として低融点ガラスが用いられ、低融点ガラスが溶融されて蓋体部１０ｃと枠部１０ｂとが接合される。
これによれば、水晶振動子１は、レーザビームをガラス製の蓋体部１０ｃを透過させて音叉型水晶振動片２０の図示しない励振電極へ照射して、励振電極をエッチングすることにより、パッケージ１０の封止後に音叉型水晶振動片２０の周波数調整が行える。
【００４９】
ここで、水晶振動子１の製造方法について図３、図４を参照して説明する。図３、図４は、水晶振動子の製造方法について工程順に示す断面図である。
【００５０】
水晶振動子１の製造方法は、予めベース部１０ａを構成する第１層１１〜第３層１３を、それぞれ複数個取りのシート状に形成し、第１穴１１ａ、開口部１１ｂ、第２穴１２ａ、第３穴１３ａをプレスによる打ち抜きなどの方法で形成しておく。なお、図３では、便宜的に各部材をシート状ではなく個片状態で示す。
【００５１】
［第２層金属被膜部形成工程］
そして、図３（ａ）に示すように、第２層１２の第２穴１２ａの内壁面１２ｂ及び第３穴１３ａ内に露出される第２層１２の露出面１２ｃに金属被膜部１５を形成する。
第２層１２の金属被膜部１５の形成方法は、まず、タングステンなどの金属をペースト状にして第２層１２の露出面１２ｃ及び第２穴１２ａを覆うように金属膜を印刷する。この後、第２穴１２ａの内壁面１２ｂに関しては、印刷された金属膜を、印刷面の反対側から第２穴１２ａを介して真空引きなどで吸引する。これにより、第２穴１２ａの内壁面１２ｂ及び第２層１２の露出面１２ｃにメタライズ層を形成する。
ついで、メタライズ層にニッケル、金の各被膜をメッキなどにより積層し、金属被膜部１５を得る。なお、ニッケル、金の各被膜の積層は、後述するベース部１０ａの焼成後に行うことが好ましい。
【００５２】
［第３層金属被膜部形成工程］
上記と同様の方法で、図３（ｂ）に示すように、第３層１３の第３穴１３ａの内壁面１３ｂに、金属被膜部１５を形成する。なお、このとき、実装端子１３ｃ，１３ｄも同様の方法で形成する。
【００５３】
［ベース部形成工程］
ついで、図３（ｃ）に示すように、第１層１１〜第３層１３を第１穴１１ａ〜第３穴１３ａが重なるように積層して貫通穴１４を形成する。
ついで、図３（ｄ）に示すように、予め複数個取りのシート状に形成した枠部１０ｂをベース部１０ａの第１層１１側に積層する。
ついで、第１層１１〜第３層１３及び枠部１０ｂを、図示しない焼成炉などを用いて焼成して互いに接合し、枠部１０ｂが接合されたベース部１０ａを形成する。
このとき、第２穴１２ａの内壁面１２ｂ及び第２層１２の露出面１２ｃに形成されたメタライズ層と、第３層１３の第３穴１３ａの内壁面１３ｂに形成されたメタライズ層とが、焼成により一体化し、各面に強固に密着する。
ついで、枠部１０ｂが接合されたベース部１０ａを、複数個取りのシート状から個片に分割する。なお、この分割は、以降の工程後に行ってもよい。
【００５４】
なお、第１層１１には、金属被膜部１５の形成方法と同様の方法で電極１１ｃ，１１ｄを、積層前に形成しておく。また、第１層１１の第１穴１１ａには、金属被膜部１５を形成しない。
なお、枠部１０ｂにも、金属被膜部１５の形成方法と同様の方法で図示しないメタライズ層を接合部１０ｄ載置面に、積層前に形成しておく。
【００５５】
［マウント工程］
ついで、図３（ｄ）に示すように、ベース部１０ａの第１層１１の電極１１ｃ，１１ｄに、導電性接着剤３０をディスペンサなどを用いて塗布する。
ついで、水晶の原石から所定のカット角で薄板状に切り出して研磨し、音叉型に形成して図示しない電極部を形成し、周波数調整をした音叉型水晶振動片２０を、電極１１ｃ，１１ｄに電極部を位置合わせして搭載する。
これにより、音叉型水晶振動片２０を、電極部を介して電極１１ｃ，１１ｄに電気的に接続し固定する。
【００５６】
ついで、図３（ｅ）に示すように、蓋体部１０ｃを接合部１０ｄを介して、枠部１０ｂへシーム溶接、ロウ付けなどにより接合する。なお、蓋体部１０ｃがガラスの場合には、接合部１０ｄに低融点ガラスを用い、接合部１０ｄを溶融して接合する。
【００５７】
［封止工程］
ついで、図４（ａ）に示すように、封止前の水晶振動子１を反転して、図示しないチャンバ内などの真空または不活性ガス中において、球状に形成した封止材１６を第３穴１３ａに投入する。
ついで、図４（ｂ）に示すように、図示しないＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザビーム、半導体レーザビームなどの照射または加熱装置による加熱などにより、球状に形成した封止材１６を溶融し、溶融した封止材１６を少なくとも第２穴１２ａに充填し、封止部１７を形成してパッケージ１０を封止する。
【００５８】
このとき、溶融した封止材１６は、前述したように金属被膜部１５との濡れ性により、まず金属被膜部１５が形成されている第２穴１２ａの内壁面１２ｂに濡れ広がり、第２穴１２ａ内に溜まる。
ついで、第２穴１２ａから溢れ出た封止材１６は、露出面１２ｃの第２穴１２ａ側の端から第３穴１３ａの内壁面１３ｂに向かって、放射状に均一に濡れ広がる。
このとき、封止材１６の露出面１２ｃからの厚みは、濡れ性により第３穴１３ａの中心部から第３穴１３ａの内壁面１３ｂに近づくにしたがい、厚くなるように形成される。
これにより、第２穴１２ａから溢れ出た封止材１６は、半球状に盛り上がって第３穴１３ａからパッケージ１０の外側へ突出することがない。
【００５９】
一方、第１穴１１ａに金属被膜部１５が形成されていないことから、第２穴１２ａ内に溜まった封止材１６は、濡れ不足となり第１穴１１ａ内に濡れ広がりにくい。加えて、第１穴１１ａが、第２穴１２ａと同形状または第２穴１２ａより小さいことから、封止材１６は、第１穴１１ａ内に、より濡れ広がりにくい。
これにより、封止材１６は、第１穴１１ａからパッケージ１０の内側にはみ出さない。
【００６０】
ついで、特性検査などを行い図１に示す水晶振動子１を得る。
【００６１】
上述したように、水晶振動子１の製造方法は、第２穴１２ａの内壁面１２ｂ及び露出面１２ｃと、第３穴１３ａの内壁面１３ｂとに金属被膜部１５を形成し、第１層１１〜第３層１３を積層して貫通穴１４を形成し、第１層１１〜第３層１３を焼成して接合する。そして、ベース部１０ａの第１層１１に音叉型水晶振動片２０を搭載し、真空または不活性ガス中において、封止材１６を第３穴１３ａに投入し、溶融して第２穴１２ａに封止材１６を充填し、封止部１７を形成してパッケージ１０を封止する。
【００６２】
このことから、水晶振動子１の製造方法は、封止材１６による封止部１７の形成を、レーザビームなどの照射、加熱装置による加熱などにより行ったときに、従来のような溶融された封止材１６が第２穴１２ａをまたいで薄く濡れ広がることがない。これにより、水晶振動子１の製造方法は、封止材１６の穴開きが発生しない。
このことから、水晶振動子１の製造方法は、パッケージ１０の封止不良を低減できるとともに、レーザビームなどが、この穴を通ってパッケージ１０内に収容されている音叉型水晶振動片２０に照射され、音叉型水晶振動片２０が損傷されることを回避できる。
【００６３】
また、水晶振動子１の製造方法は、ベース部１０ａの音叉型水晶振動片２０側にある第１穴１１ａに、金属被膜部１５を形成しないことから、封止部１７形成時に封止材１６が第２穴１２ａから第１穴１１ａ内へ濡れ広がりにくい。
これにより、水晶振動子１の製造方法は、封止材１６がベース部１０ａから音叉型水晶振動片２０側へはみ出すことがなく、従来のような封止材１６が音叉型水晶振動片２０と接触して音叉型水晶振動片２０の振動性能が損なわれることを回避できる。
【００６４】
また、水晶振動子１の製造方法は、第３層１３の第３穴１３ａの内壁面１３ｂに金属被膜部１５を形成する。このことから、水晶振動子１の製造方法は、封止部１７形成時に第２穴１２ａから溢れ出た封止材１６が、第２層１２の露出面１２ｃを経て第３穴１３ａの内壁面１３ｂへ放射状に均一に濡れ広がる。
このことから、水晶振動子１の製造方法は、封止部１７のボイドなどの発生を低減することができる。
加えて、水晶振動子１の製造方法は、第３穴１３ａの内壁面１３ｂに金属被膜部１５を形成することで、金属被膜部１５との濡れ性により、封止材１６が第３穴１３ａからはみ出すことを抑制できる。
【００６５】
なお、水晶振動子１の製造方法は、封止部１７が少なくとも第２穴１２ａに形成されるので、必ずしも第３層１３の第３穴１３ａ内に、封止材１６が濡れ広がらなくてもよい。このことから、水晶振動子１の製造方法は、第３層金属被膜部形成工程を省略してもよい。
これにより、水晶振動子１の製造方法は、パッケージ１０の製造工数を削減することができる。
【００６６】
［変形例］
次に変形例について述べる。変形例の平面図は前述の実施形態と同様に図１（ａ）であるが、平面図１（ａ）のＡ−Ａ線での断面は、図５の変形例を示す断面図のように構成されている。前述の実施形態のＡ−Ａ線での断面図の図１（ｂ）と共通する点は説明を省略する。
図１（ｂ）と異なる点は、第３穴１３ａ内に第２層１２が露出する露出面１２ｃに金属被膜部１５が形成されていない点と、第３穴１３ａの内壁面１３ｂに金属被膜部１５が形成されていない点である。第２穴１２ａの内壁面１２ｂは金属被膜部１５が形成されている。そのため、金属被膜部１５が形成されていない第１穴１１ａの開口部１１ｂ、第２層１２の露出面１２ｃ、第３穴１３ａの内壁面１３ｂは封止材の濡れ性が悪く、一方、第２穴１２ａの内壁面１２ｂは封止材の濡れ性が高い。その結果、封止材が溶融すると、第２穴１２ａの内壁面１２ｂを伝って第２穴１２ａを優先して埋める。また、第１穴１１ａを通って、パッケージ１０の内側に封止材がはみ出すことを抑制できる。また、第３穴１３ａよりも径が小さい第２穴１２ａを優先して埋めるため、封止材の量を少なくしても貫通穴１４を封止することができる。その結果、低コストを実現できる。
【００６７】
［変形例における第２層金属被膜部形成工程］
変形例では、第２穴１２ａの内壁面１２ｂに金属被膜部１５を形成しつつ、第３穴１３ａ内に第２層１２が露出する露出面１２ｃに金属被膜部１５が形成されないようにする。
まず、タングステンなどの金属をペースト状にして、第２層１２の第１層１１と接合される面に、第２穴１２ａを塞ぐように印刷して金属膜を形成する。この後、第３層１３と接合される側から金属膜を真空引きなどで吸引する。これにより、第２穴１２ａの内壁面１２ｂにメタライズ層を形成する。
次に、メタライズ層にニッケル、金の各メッキなどを積層し、金属被膜部１５を得る。なお、ニッケル、金の各被膜の積層はベース部１０ａの焼成後に行うことが望ましい。
また、第２層が薄い場合、金属膜の吸引工程で、第３穴１３ａ内に第２層１２が露出する露出面１２ｃの一部に金属膜が達する。その結果、露出面１２ｃの一部にも金属被膜部１５が形成される。
【００６８】
なお、水晶振動子１の製造方法は、ベース部１０ａを構成する第１層１１〜第３層１３、枠部１０ｂを複数個取りのシート状に形成し、その後個片に分割したが、これに限定するものではなく、最初から個片状に形成してもよい。これによれば、水晶振動子１の製造方法は、分割作業を省略することができる。
【００６９】
なお、本実施形態では、圧電振動片として音叉型水晶振動片２０を例にとり説明したが、これに限定するものではなく、ＡＴカット水晶振動片、弾性表面波振動片などでもよい。また、水晶以外の圧電材料として、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどでもよい。
また、圧電デバイスとして水晶振動子１を例にとり説明したが、これに限定するものではなく、水晶発振器、弾性表面波共振子、周波数フィルタなどでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態の水晶振動子の概略構成を示す構成図。
【図２】本実施形態の水晶振動子の要部断面図。
【図３】本実施形態の水晶振動子の製造方法について工程順に示す断面図。
【図４】本実施形態の水晶振動子の製造方法について工程順に示す断面図。
【図５】本実施形態の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【００７１】
１…圧電デバイスとしての水晶振動子、１０…パッケージ、１０ａ…ベース部、１０ｂ…枠部、１０ｃ…蓋体部、１０ｄ…接合部、１１…第１層、１１ａ…第１穴、１１ｂ…開口部、１１ｃ，１１ｄ…電極、１２…第２層、１２ａ…第２穴、１２ｂ…第２穴の内壁面、１２ｃ…露出面、１３…第３層、１３ａ…第３穴、１３ｂ…第３穴の内壁面、１３ｃ，１３ｄ…実装端子、１４…貫通穴、１５…金属被膜部、１６…封止材、１７…封止部、２０…圧電振動片としての音叉型水晶振動片、２０ａ…基部、２０ｂ…先端部、３０…導電性接着剤。
【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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