(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスであって、
前記パッケージは、
一面に圧電振動片を接続するための電極部が形成され、この一面側に蓋体が接合されることにより、前記一面側に前記圧電振動片を気密に収容する収容空間を形成するための絶縁材料でなる内側底部と、
前記一面側と外部とを連通するように設けられる貫通孔と
を有しており、
前記貫通孔が、
前記一面側に形成した第１の孔と、
この第１の孔と連通し、第１の孔の孔径よりも小さな孔径を有していて、外部に開口した第２の孔とを備えており、
かつ、少なくとも、前記第１の孔と第２の孔との連通箇所の段部に金属被覆部が設けられ、
前記貫通孔に金属封止材を充填した
ことを特徴とする、圧電デバイス。
【請求項２】
前記第２の孔が、外向きに沿って徐々に拡径されるように形成さ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】
一面に圧電振動片を接続するための電極部が形成され、この一面側に蓋体が接合されることにより、前記一面側に前記圧電振動片を気密に収容する収容空間を形成するための絶縁材料でなる内側底部と、
前記一面側と外部とを連通するように設けられる貫通孔と
を有しており、
前記貫通孔が、
前記一面側に形成した第１の孔と、
この第１の孔と連通し、第１の孔の孔径よりも小さな孔径を有していて、外部に開口した第２の孔とを備えており、
かつ、少なくとも、前記第１の孔と第２の孔との連通箇所の段部に金属被覆部を設けた
ことを特徴とする、圧電デバイス用パッケージ。
【請求項４】
パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスの製造方法であって、
一面に圧電振動片を接続するための電極部が形成され、この一面側に後の工程で蓋体が接合されることにより、前記一面側に前記圧電振動片を気密に収容する収容空間を形成するための絶縁材料でなる内側底部と、前記一面側と外部とを連通するように設けられる貫通孔とを有しており、前記貫通孔が、前記一面側に形成した第１の孔と、この第１の孔と連通し、第１の孔の孔径よりも小さな孔径を有していて、外部に開口した第２の孔とを備え、かつ、少なくとも、前記第１の孔と第２の孔との連通箇所の段部に、金属被覆部が設けられたパッケージを用意し、
前記パッケージの前記電極部に、前記圧電振動片を接合する工程と、
前記パッケージに前記蓋体を接合する封止工程と、
前記貫通孔の前記第２の孔に、ほぼ球形の金属封止材を載置して、この金属封止材を溶融することにより、前記貫通孔内に、金属封止材を充填する孔封止工程と
を備えることを特徴とする、圧電デバイスの製造方法。
【請求項５】
パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、
前記パッケージが、
一面に圧電振動片を接続するための電極部が形成され、この一面側に蓋体が接合されることにより、前記一面側に前記圧電振動片を気密に収容する収容空間を形成するための絶縁材料でなる内側底部と、
前記一面側と外部とを連通するように設けられる貫通孔と
を有しており、
前記貫通孔が、
前記一面側に形成した第１の孔と、
この第１の孔と連通し、第１の孔の孔径よりも小さな孔径を有していて、外部に開口した第２の孔とを備えており、
かつ、少なくとも、前記第１の孔と第２の孔との連通箇所の段部に金属被覆部が設けられ、
前記貫通孔に金属封止材を充填してなる圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした
ことを特徴とする、携帯電話装置。
【請求項６】
パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスを利用した電子機器であって、
前記パッケージは、
一面に圧電振動片を接続するための電極部が形成され、この一面側に蓋体が接合されることにより、前記一面側に前記圧電振動片を気密に収容する収容空間を形成するための絶縁材料でなる内側底部と、
前記一面側と外部とを連通するように設けられる貫通孔と
を有しており、
前記貫通孔が、
前記一面側に形成した第１の孔と、
この第１の孔と連通し、第１の孔の孔径よりも小さな孔径を有していて、外部に開口した第２の孔とを備えており、
かつ、少なくとも、前記第１の孔と第２の孔との連通箇所の段部に金属被覆部が設けられ、
前記貫通孔に金属封止材を充填してなる圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした
ことを特徴とする、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動片をパッケージに収容した圧電デバイスと、その製造方法ならびに、圧電デバイスのパッケージの改良に係り、また、このような圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
図１３及び図１４は、このような圧電デバイスの構成例を示す概略図であり、図１３は、圧電デバイスの概略断面図、図１４は、図１３の圧電デバイスの概略底面図である。
【０００３】
これらの図において、圧電デバイス１は、パッケージ２の内部に、圧電振動片３を収容している。この圧電振動片３は、例えば水晶基板を利用して形成されている。この圧電振動片３は、パッケージ２の内側底部に形成された電極部６に対して、導電性接着剤６ａを用いて、その基部３ａが接合されている。電極部６はパッケージ２の外部に引き回されて、パッケージ２の底面において、実装基板（図示せず）に固定される実装用端子６ｂ，６ｂとされている。
【０００４】
パッケージ２は、セラミックシート２ｃを金型で枠状に抜いた後、積層基板２ａ，２ｂ，２ｃを積層後焼結して形成され、内部に圧電振動片３を収容するための内部空間Ｓ１を有し、その上端には、ロウ材４ａを介して、蓋体４が接合されている。
また、パッケージ２には、内側底部と外側とを連絡する貫通孔７が設けられている。この貫通孔７は、内側の第１の孔７ａと外側の第２の孔７ｂを有し、第１の孔７ａの孔径よりも第２の孔７ｂの孔径のほうが大きくされている。また、第１の孔７ａと第２の孔７ｂとの間の段部７ｃには、金属被覆部７ｄが設けられている。
【０００５】
図１５は、パッケージ２の貫通孔７を封止する様子を示している。
チャンバー５内には、蓋体４の封止に用いる加熱台５ａの上にトレー５ｂが載置されており、このトレー５ｂ上に、蓋体４側を下にして、圧電デバイス１が置かれている。
加熱台５ａを用いて行われる蓋体４の封止に続いて、チャンバー５内を真空にして、パッケージ２内の排気をした後で、貫通孔７の孔封止が行われる。
【０００６】
すなわち、貫通孔７の第２の孔７ｂの上に球形の金属封止材８が、下側の拡大図に示すように載置される。この金属封止材８に対して、レーザ照射手段９からレーザ光Ｌ１が照射されることにより、金属封止材８が溶融される。この溶融された金属封止材８は、図１５の段部７ｃ上の金属被覆部７ｄに対して、濡れ広がりつつ、冷却されて、図１３に示すように、貫通孔７に充填されることで、貫通孔７を塞ぐ。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構造の圧電デバイス１では、図１４に示されているように、パッケージ２の底面においては、外側の孔である第２の孔７ｂが、第１の孔７ａと比べて大径に形成されている。そして、外部に大きく開いた開口において、下向き段部７ｃに導電性の金属被覆部７ｄが形成されることで、この金属被覆部７ｄは、外部に向いて露出することになる。
また、パッケージ２の底部には、実装用端子６ｂが、その両端部に形成されており、外側の孔である第２の孔７ｂが、大径に形成されている分だけ、金属被覆部７ｄと、実装用端子６ｂとの距離Ｗ１が小さい。
【０００８】
ここで、パッケージ２の長さＷ２は、２ないし５ｍｍ程度であり、このため上記金属被覆部７ｄと、実装用端子６ｂとの距離Ｗ１は、例えば、０．５ｍｍ程度と極端に小さくなる。
このため、パッケージ２の製造の過程で、図１３の積層基板２ａ，２ｂの水平方向のズレ等を生じると、特に、金属被覆部７ｄと、実装用端子６ｂとの距離Ｗ１が小さくなって、実装基板に、圧電デバイス１を実装した際に、半田等が金属被覆部７ｄと実装用端子６ｂとに付着して短絡して動作品質を損なうおそれがある。
また、この実装の際に、パッケージ２の外面に臨んだ第２の孔７ｂの孔径が大きいと、半田の残滓等のゴミ等が入りやすく、故障の原因となるという問題がある。
【０００９】
本発明は、実装の際に、その動作品質を損なうことなく、確実に孔封止を行うことができる圧電デバイスとその製造方法、及び圧電デバイスのパッケージ、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、請求項１の発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスであって、前記パッケージは、一面に圧電振動片を接続するための電極部が形成され、この一面側に蓋体が接合されることにより、前記一面側に前記圧電振動片を気密に収容する収容空間を形成するための絶縁材料でなる内側底部と、前記一面側と外部とを連通するように設けられる貫通孔とを有しており、前記貫通孔が、前記一面側に形成した第１の孔と、この第１の孔と連通し、第１の孔の孔径よりも小さな孔径を有していて、外部に開口した第２の孔とを備えており、かつ、少なくとも、前記第１の孔と第２の孔との連通箇所の段部に金属被覆部が設けられ、前記貫通孔に金属封止材を充填した圧電デバイスにより、達成される。
【００１１】
請求項１の構成によれば、パッケージに設けた貫通孔を利用することにより、パッケージ内に圧電振動片を収容し、蓋体によってパッケージを封止した後で、パッケージ内の気体をこの貫通孔を介して排出した後で、貫通孔を封止することで、それ以前の工程でパッケージ内で発生している有害なガスを排出して、気密に封止することが可能となる。このため、封止後に有害なガス成分が圧電振動片に付着して、その振動性能を損なう等の事態を有効に防止することができる。
さらに、パッケージの外部に臨んでいる貫通孔の第２の孔の孔径は、第１の孔の孔径よりも小さく形成されているから、前記金属被覆部が設けられる段部は、実装基板に対向せず、前記金属被覆部が外部に露出しない。このため、実装基板への実装の際に、半田等によって、実装端子と短絡されるという事態も有効に回避される。
また、パッケージの外部に臨んでいる貫通孔の第２の孔の孔径が従来よりも小さい分、実装の際に、半田の残滓等のゴミが入り込む危険も大幅に低減されるので、その点における故障の原因も除かれる。
ここで、第１の孔と第２の孔は、必ずしも円形の孔に限られるものではなく、長円、楕円、または角孔等でもよい。また、「第２の孔の孔径は、第１の孔の孔径よりも小さく形成され」とは、「第２の孔の開口面積が、第１の孔の開口面積よりも小さい」ことをいう。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記第２の孔が、外向きに沿って徐々に拡径されるように形成されていることを特徴とする。
請求項２の構成によれば、パッケージの外部に臨んでいる前記貫通孔の第２の孔が、外向きに沿って徐々に拡径されるように形成されているので、第２の孔は外部に向かってテーパ状に開いているから、その上に、球形の金属封止材を安定的に載置することが可能となる。
尚、実装の際に、外部に向かってテーパ状に開いている第２の孔に半田の残滓等のゴミが入り込んでも、パッケージの外部に臨んでいる貫通孔の第２の孔の孔径は、第１の孔の孔径よりも小さく形成されているから、前記金属被覆部が設けられる段部は、実装基板に対向せず、前記金属被覆部が外部に露出しない。このため、実装基板への実装の際に、半田等によって、実装端子と短絡されるという事態も有効に回避されるので不都合はない。
【００１４】
上述の目的は、請求項３の発明によれば、一面に圧電振動片を接続するための電極部が形成され、この一面側に蓋体が接合されることにより、前記一面側に前記圧電振動片を気密に収容する収容空間を形成するための絶縁材料でなる内側底部と、前記一面側と外部とを連通するように設けられる貫通孔とを有しており、前記貫通孔が、前記一面側に形成した第１の孔と、この第１の孔と連通し、第１の孔の孔径よりも小さな孔径を有していて、外部に開口した第２の孔とを備えており、かつ、少なくとも、前記第１の孔と第２の孔との連通箇所の段部に金属被覆部を設けた、圧電デバイス用パッケージにより、達成される。
請求項３の構成によれば、貫通孔を有するパッケージを利用することにより、パッケージ内に圧電振動片を収容し、蓋体によってパッケージを封止した後で、パッケージ内の気体をこの貫通孔を介して排出した後で、貫通孔を封止することで、それ以前の工程でパッケージ内で発生している有害なガスを排出して、気密に封止することが可能となる。このため、封止後に有害なガス成分が圧電振動片に付着して、その振動性能を損なう等の事態を有効に防止することができる。
さらに、このようなパッケージを用いて圧電デバイスを形成すると、パッケージの外部に臨んでいる貫通孔の第２の孔の孔径は、第１の孔の孔径よりも小さく形成されているから、前記金属被覆部が設けられる段部は、実装基板に対向せず、前記金属被覆部が外部に露出しない。このため、実装基板への実装の際に、半田等によって、実装端子と短絡されるという事態も有効に回避される。
また、パッケージの外部に臨んでいる貫通孔の第２の孔の孔径が従来よりも小さい分、実装の際に、半田の残滓等のゴミが入り込む危険も大幅に低減されるので、その点における故障の原因も除かれる。
尚、この発明において、パッケージとは、本発明においては蓋体を除外した圧電振動片の収容手段をさしているが、その販売の形態において、蓋体とともになされる場合には、圧電振動片を収容する内部空間を形成するために必要とされる蓋体まで含むものとしてもよい。
【００１６】
また、上述の目的は、請求項４の発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスの製造方法であって、一面に圧電振動片を接続するための電極部が形成され、この一面側に後の工程で蓋体が接合されることにより、前記一面側に前記圧電振動片を気密に収容する収容空間を形成するための絶縁材料でなる内側底部と、前記一面側と外部とを連通するように設けられる貫通孔とを有しており、前記貫通孔が、前記一面側に形成した第１の孔と、この第１の孔と連通し、第１の孔の孔径よりも小さな孔径を有していて、外部に開口した第２の孔とを備え、かつ、少なくとも、前記第１の孔と第２の孔との連通箇所の段部に金属被覆部が設けられたパッケージを用意し、前記パッケージの前記電極部に、前記圧電振動片を接合する工程と、前記パッケージに前記蓋体を接合する封止工程と、前記貫通孔の前記第２の孔に、ほぼ球形の金属封止材を載置して、この金属封止材を溶融することにより、前記貫通孔内に、金属封止材を充填する孔封止工程とを備える、圧電デバイスの製造方法により達成される。
請求項４の構成によれば、パッケージ内に圧電振動片を接合し、蓋体をパッケージに固定した後において、前記貫通孔を利用することで、それ以前の工程でパッケージ内で発生している有害なガスを排出して、気密に封止することが可能となる。このため、封止後に有害なガス成分が圧電振動片に付着して、その振動性能を損なう等の事態を有効に防止することができる。しかも、貫通孔の封止工程では、溶融された封止材が、第２の孔から入り込んで、第１の孔と連通される段部に設けた金属被覆部で濡れ広がり、パッケージ内に進入しないようにすることができる。
【００１７】
さらにまた、上述の目的は、請求項５の発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、前記パッケージは、一面に圧電振動片を接続するための電極部が形成され、この一面側に蓋体が接合されることにより、前記一面側に前記圧電振動片を気密に収容する収容空間を形成するための絶縁材料でなる内側底部と、前記一面側と外部とを連通するように設けられる貫通孔とを有しており、前記貫通孔が、前記一面側に形成した第１の孔と、この第１の孔と連通し、第１の孔の孔径よりも小さな孔径を有していて、外部に開口した第２の孔とを備えており、かつ、少なくとも、前記第１の孔と第２の孔との連通箇所の段部に金属被覆部が設けられ、前記貫通孔に金属封止材を充填してなる圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、携帯電話装置により達成される。
【００１８】
また、上述の目的は、請求項６の発明によれば、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスを利用した電子機器であって、前記パッケージは、一面に圧電振動片を接続するための電極部が形成され、この一面側に蓋体が接合されることにより、前記一面側に前記圧電振動片を気密に収容する収容空間を形成するための絶縁材料でなる内側底部と、前記一面側と外部とを連通するように設けられる貫通孔とを有しており、前記貫通孔が、前記一面側に形成した第１の孔と、この第１の孔と連通し、第１の孔の孔径よりも小さな孔径を有していて、外部に開口した第２の孔とを備えており、かつ、少なくとも、前記第１の孔と第２の孔との連通箇所の段部に金属被覆部が設けられ、前記貫通孔に金属封止材を充填してなる圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、電子機器により達成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の圧電デバイスの第１の実施の形態を示しており、図１はその概略平面図、図２は図１のＡ−Ａ線概略断面図、図３は、図１の圧電デバイスの概略底面図である。
これらの図において、圧電デバイス３０は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス３０は、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容している。パッケージ３６は、例えば、絶縁材料として、酸化アルミニウム質のセラミックグリーンシートを成形して形成される複数の基板を積層した後、焼結して形成されている。複数の各基板は、その内側に所定の孔を形成することで、積層した場合に内側に所定の内部空間Ｓ２を形成するようにされている。
この内部空間Ｓ２が圧電振動片を収容するための収容空間である。
すなわち、図２に示されているように、この実施形態では、パッケージ３６は、下から第１の積層基板６１、第２の積層基板６４、第３の積層基板６８を重ねて形成されている。各積層基板の構成は、後で詳しく説明する。
ここで、内部空間Ｓ２は、各積層基板の内側に形成した所定の孔もしくは材料の除去部であるが、これに限らず、蓋体３９が周縁部に垂直な枠部を有していて、平坦な基板と、この枠部を備えた蓋体３９とで形成される内部空間を圧電振動片の収容空間としてもよい。
【００２０】
パッケージ３６の内部空間Ｓ２内の図において左端部付近において、内部空間Ｓ２に露出して内側底部を構成する第２の積層基板６４には、例えば、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキで形成した電極部３１，３１が設けられている。
この電極部３１，３１は、外部と接続されて、駆動電圧を供給するものである。この各電極部３１，３１の上に導電性接着剤４３，４３が塗布され、この導電性接着剤４３，４３の上に圧電振動片３２の基部５１が載置されて、導電性接着剤４３，４３が硬化されるようになっている。この圧電振動片３２の接合工程については、後述する。尚、導電性接着剤４３，４３としては、接合力を発揮する接着剤成分としての合成樹脂剤に、銀製の細粒等の導電性の粒子を含有させたものが使用でき、シリコーン系、エポキシ系またはポリイミド系導電性接着剤等を利用することができる。
【００２１】
圧電振動片３２は、例えば水晶で形成されており、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。本実施形態の場合、圧電振動片３２は、小型に形成して、必要な性能を得るために、特に図示する形状とされている。
すなわち、圧電振動片３２は、パッケージ３６側と後述するようにして固定される基部５１と、この基部５１を基端として、図において右方に向けて、二股に別れて平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えており、全体が音叉のような形状とされた、所謂、音叉型圧電振動片が利用されている。
【００２２】
ここで、図１において、圧電振動片３２の基部５１において、一対の振動腕３４，３５の基端部側に寄った位置には、基部５１の幅方向に縮幅して設けた切り欠き部もしくはくびれ部５２，５２を設けるようにしてもよい。
これにより、基部５１に圧電振動片３２の振動の漏れ込みを防止して、ＣＩ（クリスタルインピーダンス）値を低減することができる。
また、一対の振動腕３４，３５には、それぞれ、長手方向に延びる長溝３４ａ，３５ａを形成してもよい。この場合、各長溝は、図２の長溝３４ａ，３４ａとして示されているように、各振動腕３４，３５の上面と下面に同様の態様でそれぞれ形成される。
このように、一対の振動腕３４，３５に、それぞれ長手方向に延びる長溝３４ａ，３５ａを形成することによって、振動腕３４，３５における電界効率が向上する利点がある。
【００２３】
圧電振動片３２の基部５１の導電性接着剤４３，４３と触れる部分には、駆動電圧を伝えるための引出電極（図示せず）が形成されており、これにより、圧電振動片３２は、駆動用電極がパッケージ３６側の電極部３１，３１と導電性接着剤４３，４３を介して、電気的に接続されている。
この引出し電極は、圧電振動片３２の表面に形成された励振電極（図示せず）と一体に形成されて、励振電極に駆動電圧を伝えるためのものである。
【００２４】
パッケージ３６の開放された上端には、例えば、Ａｎ／Ｓｎ半田、低融点ガラス等のロウ材３３を介して、蓋体３９が接合されることにより、封止されている。蓋体３９は、好ましくは、後述する周波数調整を行うために、光を透過する材料，例えば、ガラスで形成されている。
【００２５】
また、パッケージ３６の底面のほぼ中央付近には、パッケージ３６を構成する２枚の積層基板に連続する貫通孔３７ａ，３７ｂを形成することにより、外部に開口した貫通孔３７が設けられている。この貫通孔３７を構成する２つの貫通孔のうち、パッケージ内部に開口する第１の孔３７ｂに対して、第２の孔である外側の貫通孔３７ａは、より小さな内径を備えるようにされている。これにより、貫通孔３７は、図２において上向きの段部６２を備える段つき開口とされている。この段部６２の表面には、金属被覆部６３ａが設けられている。
【００２６】
ここで、貫通孔３７に充填される金属製封止材３８としては、例えば、鉛を含有した封止材よりも高い融点を備える封止材が選択されることが好ましく、例えば、銀ロウ、Ａｕ／Ｓｎ合金、Ａｕ／Ｇｅ合金等から選択される。これに対応して、段部６２の表面の金属被覆部６３ａには、タングステンメタライズ上にニッケルメッキ及び金メッキを形成すると好ましい。
【００２７】
さらに、この実施形態では、パッケージ３６を構成する積層基板の最下層の基板６１には、図２において右端部付近に孔を形成することにより、この積層基板の厚みに対応した凹部４２が形成されている。この凹部４２は、圧電振動片３２の自由端である先端部の下方に位置している。これにより、本実施形態では、パッケージ３６に外部から衝撃が加わった場合に、圧電振動片３２の自由端３２ｂが、矢印Ｄ方向に変位して振れた場合においても、パッケージ３６の内側底面と当接されることを有効に防止されるようになっている。
【００２８】
次に、図５ないし図７を参照して、パッケージ３６を構成する積層基板の構造を説明する。
図５は、第３の積層基板６８の構成を示しており、図５（ａ）は、積層基板６８の平面図、図５（ｂ）は、積層基板６８の底面図、図５（ｃ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線切断端面図である。
第３の積層基板６８は、内側の材料を除去することにより、図２の内部空間Ｓ２の最大内径と対応した孔６９を設けている。
【００２９】
図６は、第２の積層基板６４の構成を示しており、図６（ａ）は、積層基板６４の平面図、図６（ｂ）は、積層基板６４の底面図、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ線切断端面図である。
第２の積層基板６４は、その上面３１ａがパッケージ３６の内部空間Ｓ２における主面である内側底部を構成する基板である。この第２の積層基板６４の上面３１ａには、圧電振動片３２を接続するための電極部３１，３１が形成されており、図において、領域４３ａ，４３ａは、導電性接着剤４３が塗布される箇所である。
また、第２の積層基板６４の図において右端側には、凹部４２に対応して、その材料を除去した孔４２ａが設けられている。
さらに、第２の積層基板６４のほぼ中央部には、貫通孔の第１の孔３７ｂが形成されている。
【００３０】
図７は、第１の積層基板６１の構成を示しており、図７（ａ）は、積層基板６１の平面図、図７（ｂ）は、積層基板６１の底面図、図７（ｃ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ線切断端面図である。
これらの図において、最下層の積層基板である積層基板６１は、図７（ａ）に示すように、そのほぼ中央付近に貫通孔の第２の孔３７ａを設けている。この第２の孔３７ａの孔径は、積層基板６４に形成された第１の孔３７ｂよりも小さく、好ましくは、後述する孔封止工程に先立って、パッケージ３６内の気体を排出できる程度の小さな径に設定されている。具体的には、第２の孔３７ａの孔径は、例えば、０．３ｍｍ程度である。
【００３１】
図７（ａ）において、第２の孔３７ａの周囲には、金属被覆部６３ａが形成されている。この金属被覆部６３ａが形成される領域は、図２で示した上向き段部６２となる領域と一致している。また、図７（ｃ）に示されているように、この実施形態にあっては、好ましくは、この金属被覆部６３ａと連続して一体的に、第２の孔３７ａの内周にも金属被覆部６３ｂが設けられている。
図７（ｂ）に示されているように、パッケージ３６の底部もしくは底面となる面の長さ方向の両端付近には、それぞれ実装電極３１ａ，３１ａが形成されている。この実装電極３１ａ，３１ａは、図２の電極部３１，３１と電気的に接続される。
図８は、図７（ｃ）の第２の孔３７ａ付近を拡大して示した図である。図示されているように、第２の孔３７ａの内周の金属被覆部６３ｂの下端付近、つまり、第２の孔３７ａの外部に臨んだ孔周縁付近には、図において、下方に向かって開くような形態の傾斜面が形成され、テーパ部６９とされている。この形態は、溶融した金属材料を第２の孔３７ａの上端周縁付近に配置して、矢印方向に真空引きすることにより、第１の積層基板６１の第２の孔３７ａの内周に、金属被覆部６３ｂを形成する際に、同時に形成される。また、テーパ部６９を構成する傾斜面は、厳密な意味でのテーパでなくてもよく、図において、下方に向かって開くような形態であればよい。
【００３２】
第１の実施形態に係る圧電デバイス３０は以上のように構成されており、パッケージ３６に設けた貫通孔３７を利用することにより、パッケージ３６内に圧電振動片３２を収容し、蓋体３９によってパッケージを封止した後で、パッケージ３６内の気体をこの貫通孔３７を介して排出してから貫通孔３７を封止することで、それ以前の工程でパッケージ内で発生している有害なガスを排出して、気密に封止することが可能となる。このため、封止後に有害なガス成分が圧電振動片３２に付着して、その振動性能を損なう等の事態を有効に防止することができる。
さらに、パッケージ３６の外部に臨んでいる貫通孔３７の第２の孔３７ａの孔径は、第１の孔３７ｂの孔径よりも小さく形成されているから、金属被覆部６３ａが設けられる段部６２は、実装基板（図示せず）に対向しないので、この金属被覆部６３ａが外部に露出しない。このため、実装基板への実装の際に、半田等によって、金属被覆部６３ａと実装端子３１ａとが短絡されるという事態も有効に回避される。
また、パッケージの外部に臨んでいる貫通孔の第２の孔３７ａの孔径が従来よりも小さい分、実装の際に、半田の残滓等のゴミが入り込む危険も大幅に低減されるので、その点における故障の原因も除かれる。このように、圧電デバイス３０においては、実装の際に、その動作品質を損なうことなく、確実に孔封止を行うことができる
【００３３】
次に、図４を参照しながら、本実施形態の圧電デバイスの製造方法の一例について説明する。
この圧電デバイスの製造方法においては、先ず、パッケージ３６を構成するためのセラミックグリーンシートから形成される基板と、圧電振動片３２と、蓋体３９とを別々に形成してから、これを完成させて、接合固定する。
ここで、パッケージ３６は、上述した構造を所定の工程により形成して、完成させる（ＳＴ１−１）。したがって、パッケージに関する本発明の構造は、以下で説明する製造方法に先立ってＳＴ１−１において完成される。あるいは、圧電振動片３２と蓋体３９を除く、上述した構造のパッケージが、販売等により提供されて、さらに、以下で説明する製造方法が実施されることになる。
また、蓋体３９と、圧電振動片３２は、すでに説明したとおりの構成を、それぞれ別々の工程で完成させるが、圧電振動片３２を形成するためには、所定形状とした圧電材料とする工程と、電極（励振電極、引出し電極等）を形成する工程は、同時に行われる（ＳＴ１−２）。
【００３４】
（接合工程）
パッケージ３６に、圧電振動片３２を接合する（マウント）。この場合、図１及び図２、図６で説明した電極部３１，３１に、導電性接着剤４３，４３を塗布し、その上から、圧電振動片３２の基部５１を載せて、僅かに荷重をかけることで、導電性接着剤４３，４３を、基部５１と各電極部３１，３１との間で好適に介在させ、導電性接着剤４３，４３を乾燥固化させることにより、接合工程が完了する（ＳＴ２）。
【００３５】
（封止工程）
パッケージ３６に圧電振動片３２を接合したら、例えば、パッケージ３６の上端面に、ロウ材３３を適用し、蓋体３９を載せて、加熱によりロウ材３３を溶融させて、蓋体３９をパッケージ３６に対して接合する（ＳＴ３）。
この封止工程には、蓋体３９の材質や、ロウ材３３の種類、その他の条件により種々の方法がある。ロウ材３３を加熱溶融する手法としては、図１５にて説明したように、チャンバー内で、蓋体３９を加熱し、ロウ材３３を溶融させることもできる。また、ロウ材３３は、パッケージ３６の上端面ではなく、蓋体３９の接合領域に予め配置するようにしてもよい。
【００３６】
（アニール工程）
封止工程にひき続いて、蓋体３９が接合されたパッケージ３６を加熱する工程である。例えば、図１５にて説明したような、チャンバー内で、ひき続き加熱してもよいし、蓋体３９が光透過性の材料で形成されている場合には、パッケージ３６を裏返して、上下を逆に配置し、ハロゲンランプまたはレーザ照射手段により、蓋体３９を透過させてパッケージ３６内にハロゲン光、またはレーザ光を照射してもよい。
これにより、パッケージ３６が加熱されると、例えば、導電性接着剤４３等から有害なガスが発生し、貫通孔３７から、排出される。このため、続く孔封止が行われた後で、パッケージ３６内の有害なガスが、圧電振動片３２に付着して、振動性能に悪影響を与えたり、パッケージ３６内の吸着水が、付着して酸化させたりすることが、未然に防止される。
【００３７】
（孔封止工程）
次に、例えば、図８（ｂ）に示すように、パッケージ３６の底部を上にして、つまり、貫通孔３７の第２の孔３７ａを上にして、例えば、球形に形成した金属封止材３８を第２の孔３７ａの外側に載置する。
この場合、第２の孔３７ａの金属被覆部６３ｂにあっては、テーパ部６９の傾斜面が、図示されているように、球形の金属封止材３８の下部の曲面を好適に受容することができる。このため、金属被覆部６３ｂのテーパ部６９の上に球形の金属封止材３８を安定的に載置できるので、封止前の金属封止材３８のセットが容易となる。
この状態で、例えば、図８（ｂ）において、ＬＢで示すように、ハロゲン光または、レーザ光を球形の金属封止材３８に照射することによって、金属封止材３８を短時間で溶融させることができる（ＳＴ５）。溶融した金属は、金属被覆部６３ｂに濡れ広がり、下に移動しながら、段部６２の金属被覆部６３ａに濡れ広がって、図２のような状態で固化する。
ここで、球形の金属封止材３８として、鉛を含まない高融点金属（鉛を含む封止材の融点よりも高い融点の金属）例えば、金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）を用いるのが好ましい。金ゲルマニウム合金は、融点が高いが、酸化されやすく、表面に酸化膜が形成されやすい。酸素が存在すると、加熱により流れにくくなり、封止作業がその分困難となるという問題がある。ところが、金ゲルマニウム合金（Ａｕ／Ｇｅ）を球形にして、第２の孔３７ａに配置し、真空もしくは窒素雰囲気でレーザ光を照射すると、酸化がしにくいために、容易に溶融される。これにより、封止材の合金成分が、第２の孔３７ａ内に適切に流れて充填されることになる。
【００３８】
（周波数調整工程）
次に、蓋体３９が光透過性の材料で形成されている場合には、レーザ照射手段により、蓋体３９を透過させてパッケージ３６内の圧電振動片３２の金属被膜（例えば、励振電極の一部もしくは、その圧電振動片３２の先端近傍に設けた周波数調整用の金属被膜）に対して、レーザ光を照射し、金属の一部を蒸散させることによって、質量削減方式による周波数調整を行う（ＳＴ６）。
次いで、所定の検査を行い、圧電デバイス３０を完成させる（ＳＴ７）。
【００３９】
このように、本発明の実施形態にかかる製造方法によれば、接合工程及び封止工程の後において、貫通孔３７を利用して、それ以前の工程でパッケージ３６内で発生している有害なガスを排出して、気密に封止することが可能となる。このため、封止後に有害なガス成分が圧電振動片３２に付着して、その振動性能を損なう等の事態を有効に防止することができる。しかも、貫通孔３７の封止工程では、溶融された封止材３８が、第２の孔３７ａから入り込んで、第１の孔３７ｂと連通される段部６２に設けた金属被覆部６３ａで濡れ広がり、それ以上パッケージ３６内に進入しないようにすることができる。このため、溶融された封止材が、圧電振動片３２等に付着して、振動性能を阻害する等の不都合を有効に防止することができる。
【００４０】
図９は、本発明の圧電デバイスの第２の実施の形態を示しており、図９はその概略平面図、図１０は図９のＥ−Ｅ線概略断面図、図１１は、図９の圧電デバイスの概略底面図である。
これらの図において、第１の実施形態の圧電デバイス３０と共通の符号を付した箇所は同一の構成であるから、重複する説明は省略し、以下、相違点を中心に説明する。
【００４１】
圧電デバイス７０は、貫通孔３７の第２の孔７２の形態が、圧電デバイス３０と異なっている。
すなわち、この圧電デバイス７０では、第２の孔７２は、外向きに沿って徐々に拡径されるように形成されている。このため、この第２の孔７２が外部に向かってテーパ状に開いているから、図８（ｂ）のように、金属被覆部６３ｂのテーパ部６９だけではなく、第２の孔７２自体がテーパ状となっている箇所の上に球形の金属封止材３８を載置できるので、より安定的に載置することが可能となる。
尚、実装の際に、外部に向かってテーパ状に開いている第２の孔７２に、実装の際に半田の残滓等のゴミが入り込んでも、パッケージ３６の外部に臨んでいる貫通孔の第２の孔７２の孔径は、第１の孔３７ｂの孔径よりも小さく形成されているから、金属被覆部６３ａが設けられる段部６２は、実装基板（図示せず）に対向せず、金属被覆部６３ａが外部に露出しない。このため、実装基板への実装の際に、半田等によって、実装端子３１ａと短絡されるという事態も有効に回避されるので不都合はない。
それ以外の作用効果は、第１の実施形態と同様である。
【００４２】
図１２は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるコントローラ３０１を備えている。
コントローラ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段３０３の制御を行うようになっている。このため、コントローラ３０１には、圧電デバイス３０や圧電デバイス７０が取り付けられて、その出力周波数をコントローラ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このコントローラ３０１に取付けられる圧電デバイス３０，７０は、圧電デバイス３０等単体でなくても、圧電デバイス３０等と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
【００４３】
コントローラ３０１は、さらに、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されている。これにより、コントローラ３０１からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
【００４４】
このように、制御部を備えた携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用することにより、動作品質を損なうことなく、確実に孔封止を行うことができる圧電デバイスを使用していることによって、正確なクロック信号を生成することができる。
【００４５】
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、パッケージ内に圧電振動片を収容するものでれば、圧電振動子、圧電発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスに適用することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、その動作品質を損なうことなく、確実に孔封止を行うことができる圧電デバイスとその製造方法、及び圧電デバイスのパッケージ、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の圧電デバイスの第１の実施形態を示す概略平面図。
【図２】  図１のＡ−Ａ線概略断面図。
【図３】  図１の圧電デバイスの概略底面図。
【図４】  図１の圧電デバイスの製造方法の一例を示すフローチャート。
【図５】  図１の圧電デバイスの第３の積層基板６８の構成を示しており、図５（ａ）は、積層基板６８の平面図、図５（ｂ）は、積層基板６８の底面図、図５（ｃ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線切断端面図。
【図６】  図１の圧電デバイスの第２の積層基板６４の構成を示しており、図６（ａ）は、積層基板６４の平面図、図６（ｂ）は、積層基板６４の底面図、図６（ｃ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ線切断端面図。
【図７】  図１の圧電デバイスの第１の積層基板６１の構成を示しており、図７（ａ）は、積層基板６１の平面図、図７（ｂ）は、積層基板６１の底面図、図７（ｃ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ線切断端面図。
【図８】  図１の圧電デバイスの貫通孔の構成を示す部分拡大断面図であり、図８（ａ）は、第２の孔３７ａの内周に金属被覆部を形成する様子を示す図、図８（ｂ）は、孔封止を行う様子を示す図。
【図９】  本発明の圧電デバイスの第２の実施形態を示す概略平面図。
【図１０】  図９のＥ−Ｅ線概略断面図。
【図１１】  図９の圧電デバイスの概略底面図。
【図１２】  本発明の各実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図１３】  従来の圧電デバイスの一例を示す概略断面図。
【図１４】  図１３の圧電デバイスの概略底面図。
【図１５】  図１３の圧電デバイスの孔封止の様子を示す図。
【符号の説明】
３０，７０・・・圧電デバイス、３２・・・圧電振動片、３６，８２・・・パッケージ、３７・・・貫通孔、３７ａ，７２・・・第２の孔、３７ｂ・・・第１の孔、３９・・・蓋体、４２・・・凹部、４３・・・導電性接着剤、４３ａ・・・導電性接着剤、５１・・・基部。
【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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【図１５】
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