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JP2000236035A - Electronic component package and piezoelectric vibration device - Google Patents

Electronic component package and piezoelectric vibration device

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Publication number
JP2000236035A
JP2000236035A JP11294235A JP29423599A JP2000236035A JP 2000236035 A JP2000236035 A JP 2000236035A JP 11294235 A JP11294235 A JP 11294235A JP 29423599 A JP29423599 A JP 29423599A JP 2000236035 A JP2000236035 A JP 2000236035A
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metal film
film layer
layer
metal
electronic component
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JP11294235A
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Hozumi Nakada
穂積 中田
Mikio Nakajima
幹雄 中島
Minoru Iizuka
実 飯塚
Yasunori Miura
靖典 三浦
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Daishinku Corp
Original Assignee
Daishinku Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16195Flat cap [not enclosing an internal cavity]

Landscapes

  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージを超小型化しても、気密封止の信
頼性を実用的なレベルに維持でき、電子部品としての電
気的性能の向上をはかることのできる電子部品用パッケ
ージおよび圧電振動デバイスを提供する。 【解決手段】 セラミックパッケージ1は、セラミック
基体10と、凹形周囲の堤部10a上に形成される周状
の金属層とからなる。金属層は、タングステン等からな
るメタライズ層11と、当該メタライズ層11の上部に
形成される第1の金属膜層12とからなる。気密封止す
る金属フタ2はコバール等の金属母材20の下面に前記
周状の第1の金属膜層12に対応した周状の第2の金属
膜層21を形成している。この第2の金属膜層21は例
えば銀ろうからなる。金属フタ2と前記セラミックパッ
ケージ1の各金属膜層の接合は、シーム溶接により行
う。
(57) [Summary] [Problem] An electronic component package that can maintain the reliability of hermetic sealing at a practical level even if the package is miniaturized, and can improve the electrical performance as an electronic component. And a piezoelectric vibrating device. SOLUTION: The ceramic package 1 includes a ceramic base 10 and a peripheral metal layer formed on a bank 10a around the concave shape. The metal layer includes a metallized layer 11 made of tungsten or the like, and a first metal film layer 12 formed on the metallized layer 11. The metal lid 2 to be hermetically sealed has a circumferential second metal film layer 21 corresponding to the circumferential first metal film layer 12 formed on the lower surface of a metal base material 20 such as Kovar. The second metal film layer 21 is made of, for example, silver solder. The metal lid 2 and each metal film layer of the ceramic package 1 are joined by seam welding.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品用パッケー
ジに関するものであり、特に気密封止を必要とする電子
部品用パッケージに適用されるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a package for electronic parts, and more particularly to a package for electronic parts requiring hermetic sealing.

【0002】[0002]

【従来の技術】気密封止を必要とする電子部品の例とし
て、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器等の水晶応
用製品があげられる。これら各製品はいずれも水晶振動
板の表面に金属薄膜電極を形成し、この金属薄膜電極を
外気から保護するため、気密封止されている。
2. Description of the Related Art Examples of electronic components requiring hermetic sealing include quartz crystal products such as quartz oscillators, quartz filters and quartz oscillators. In each of these products, a metal thin film electrode is formed on the surface of a quartz vibrating plate, and hermetically sealed to protect the metal thin film electrode from the outside air.

【0003】これら水晶応用製品は部品の表面実装化の
要求から、セラミックパッケージに気密的に収納する構
成が増加している。このようなセラミックパッケージを
用いる場合、パッケージ本体とフタとの接合は多種多様
の接合方法が検討されている。例えばはんだ接合、低融
点ガラス接合、抵抗溶接、電子ビーム溶接等各種の接合
方法であるが、よく用いられている接合方法としてシー
ム溶接による気密封止があり、例えば特開平7−326
687号の従来例に示されている。これは、セラミック
パッケージの開口部分に形成されたシールリング(金属
枠体)と金属製の蓋体とを、抵抗溶接の1種であるシー
ム溶接により気密封止したもので、表面実装化に対応し
た接合方法である。
[0003] Due to the demand for surface mounting of components, the configuration of these quartz-applied products which are hermetically housed in a ceramic package is increasing. In the case of using such a ceramic package, various joining methods are being studied for joining the package body and the lid. For example, there are various joining methods such as solder joining, low melting point glass joining, resistance welding, and electron beam welding. A frequently used joining method is airtight sealing by seam welding.
No. 687 is shown in the conventional example. This is a seal ring (metal frame) formed at the opening of a ceramic package and a metal lid are hermetically sealed by seam welding, a type of resistance welding, and is compatible with surface mounting. This is the joining method.

【0004】シーム溶接に必要な構成を図6、図7とと
もに説明する。図6はシールリングを用いた従来の電子
部品用パッケージの内部断面図、図7は図6の一部拡大
断面図である。セラミックパッケージ70の堤部71上
面にはメタライズ層72が形成され、その上面にニッケ
ル等の金属メッキ層(図示せず)が形成されている。こ
の金属メッキ層の上面にコバール等からなるシールリン
グ73がろう材74により接合されている。そしてニッ
ケルメッキ76の形成されたコバール等からなる金属フ
タ75が前記シールリング上に搭載されて、一対の通電
ローラー77(他方は図示していない)により金属フタ
75の外周の稜をトレースしながら通電し、金属フタと
シールリングを接合していた。金属フタの外周はシール
リングの外周より若干小さく形成され、段差部bが形成
されており、両者の接合を確実にしている。
The configuration required for seam welding will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is an internal sectional view of a conventional electronic component package using a seal ring, and FIG. 7 is a partially enlarged sectional view of FIG. A metallization layer 72 is formed on the upper surface of the bank portion 71 of the ceramic package 70, and a metal plating layer (not shown) of nickel or the like is formed on the upper surface. A seal ring 73 made of Kovar or the like is joined to the upper surface of the metal plating layer by a brazing material 74. Then, a metal lid 75 made of Kovar or the like on which nickel plating 76 is formed is mounted on the seal ring, and traces the outer ridge of the metal lid 75 by a pair of energizing rollers 77 (the other is not shown). Electricity was applied to join the metal lid and the seal ring. The outer periphery of the metal lid is formed slightly smaller than the outer periphery of the seal ring, and a step portion b is formed to ensure the joining of the two.

【0005】シーム溶接は電流の流れる領域のみが加熱
され、局所加熱方法としては好適な方法であり、その気
密封止の信頼性も高く評価されている。しかしながら、
図7から明らかなとおり、シーム溶接を行う場合堤部上
面には、ろう材のメニスカス(meniscus)部分aが必要
となり、また上述した段差部bが必要となる。従って、
金属フタとシールリングの実質的な接合部分は接合領域
cとなってしまう。例えば縦6mm、横3mmのパッケージ
の場合、メニスカス部分の幅a1が0.2mm、段差部の
幅b1が0.1mm、接合領域の幅c1が0.2mm程度と
なる。この接合領域0.2mmは気密信頼性の面から実質
的に最小寸法となっている。すなわちシーム溶接におい
ては接合領域cを得るためにメニスカス部分aおよび段
差部bの形成も必要となり、電子部品の超小型化には適
していない。また十分な電子素子収納領域が確保できな
くなる。例えば水晶振動子においては、水晶振動板が小
さすぎると所望の電気的特性が得にくくなったり、設計
の余裕度が小さくなる。また水晶振動板のパッケージへ
の搭載も困難になる。
[0005] Seam welding heats only the region where current flows, and is a suitable method for local heating, and its hermetic sealing reliability is also highly evaluated. However,
As is apparent from FIG. 7, when performing seam welding, a meniscus portion a of brazing material is required on the upper surface of the bank portion, and the above-described step portion b is required. Therefore,
A substantial joining portion between the metal lid and the seal ring becomes a joining region c. For example, in the case of a package having a length of 6 mm and a width of 3 mm, the width a1 of the meniscus portion is 0.2 mm, the width b1 of the step portion is 0.1 mm, and the width c1 of the bonding region is about 0.2 mm. This joint area 0.2 mm is substantially the minimum dimension in terms of airtight reliability. That is, in the seam welding, the formation of the meniscus portion a and the step portion b is also required to obtain the joining region c, which is not suitable for miniaturization of electronic components. In addition, a sufficient electronic element storage area cannot be secured. For example, in the case of a quartz oscillator, if the quartz oscillator is too small, it becomes difficult to obtain desired electrical characteristics and the design margin is reduced. In addition, it becomes difficult to mount the crystal diaphragm on a package.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】近年においてはより微
小な電子部品が要求されており、従来小型化が困難とさ
れていた圧電振動子の分野においても、例えば外形サイ
ズが縦3mm、横2mm、高さ0.8mm程度の表面実装型の
水晶振動子が考案されている。このような水晶振動子
は、水晶振動板の超小型化への対応が必要となるととも
に、これを収納するパッケージにも工夫が必要となり、
従来用いられていた技術では対応できなくなっていた。
In recent years, there has been a demand for finer electronic components, and in the field of piezoelectric vibrators, for which miniaturization has conventionally been difficult, for example, the external dimensions are 3 mm in length, 2 mm in width, and 2 mm in width. A surface-mount type crystal unit having a height of about 0.8 mm has been devised. In such a crystal unit, it is necessary to cope with the ultra-miniaturization of the crystal unit, and a package for storing the crystal unit must be designed.
The technology used conventionally could not cope.

【0007】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、パッケージを超小型化しても、気密封止の
信頼性を実用的なレベルに維持でき、電子部品としての
電気的性能の向上をはかることのできる電子部品用パッ
ケージおよび圧電振動デバイスを提供すること目的とす
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and can maintain the reliability of hermetic sealing at a practical level even if the package is miniaturized, and can improve the electrical performance as an electronic component. It is an object of the present invention to provide an electronic component package and a piezoelectric vibration device that can be improved.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】シーム溶接を用いた電子
部品用パッケージにおいて、シールリングは焼成による
メタライズ層の凹凸を吸収するとともに、当該メタライ
ズ層に対してシーム溶接時の熱の影響を緩和するために
用いている。ところが上述の説明で明らかなとおり、小
型化を阻害している要因は、シールリング(金属枠体)
を用いていることにある。本発明は当該シールリングを
採用せず、気密封止の信頼性を確保する構成を検討した
ものであり、次の構成によって解決するものである。
In a package for an electronic component using seam welding, a seal ring absorbs unevenness of a metallized layer due to firing and reduces the influence of heat during seam welding on the metallized layer. Used for However, as is clear from the above description, the factor that hinders miniaturization is the seal ring (metal frame).
Is to use. The present invention examines a configuration that does not employ the seal ring and that ensures the reliability of hermetic sealing, and is solved by the following configuration.

【0009】請求項1による電子部品用パッケージは、
セラミック基体と、当該セラミック基体の主面周囲に周
状に形成されたメタライズ層と、当該メタライズ層の上
面に形成された第1の金属膜層と、前記第1の金属膜層
の少なくとも一部に対応して形成された第2の金属膜層
が形成された金属フタとからなり、前記第1の金属膜層
と第2の金属膜層の少なくとも一方を電気抵抗熱により
溶融させ、気密接合を行ったことを特徴とする。
An electronic component package according to claim 1 is
A ceramic base, a metallized layer formed circumferentially around a main surface of the ceramic base, a first metal film layer formed on an upper surface of the metalized layer, and at least a part of the first metal film layer And a metal lid on which a second metal film layer formed corresponding to the above is formed. At least one of the first metal film layer and the second metal film layer is melted by electric resistance heat to form an airtight joint. Is performed.

【0010】上記構成のより具体的な構成としては、請
求項2に示すように、電子素子を収納する凹部を有し、
外周に堤部を有するセラミック基体と、前記凹部を気密
的に封止する金属フタとを具備した電子部品用パッケー
ジであって、前記セラミック基体の堤部上面には、ほぼ
前面にメタライズ層を形成するとともに、当該メタライ
ズ層の上面に第1の金属膜層を形成し、また前記金属フ
タには前記第1の金属膜層に少なくとも対応する第2の
金属膜層を形成し、前記第1の金属膜層と第2の金属膜
層の少なくとも一方を電気抵抗熱により溶融させ、気密
接合を行ったことを特徴とする構成をあげることができ
る。なお、第2の金属膜層は、前記金属フタの第1の金
属膜層に対応する面に全面に形成してもよい。
[0010] As a more specific configuration of the above configuration, there is provided a recess for accommodating an electronic element,
An electronic component package comprising: a ceramic base having an embankment on an outer periphery; and a metal lid for hermetically sealing the recess, wherein a metallized layer is formed substantially on the front surface of the embankment of the ceramic base. Forming a first metal film layer on the upper surface of the metallized layer, forming a second metal film layer on the metal lid at least corresponding to the first metal film layer, At least one of the metal film layer and the second metal film layer is melted by electric resistance heat, and a hermetic bonding is performed. The second metal film layer may be formed on the entire surface of the metal lid corresponding to the first metal film layer.

【0011】上記構成によれば、セラミック基体に形成
されたメタライズ層並びに第1の金属膜層全体を用いて
金属フタの第2の金属膜層と接合することができる。従
って、従来のシールリングを用いたシーム溶接のよう
に、メニスカス部分を必要としないので実質的な接合領
域を確保するために例えば請求項2に示す堤部の幅を大
きく取る必要がない。従って、パッケージの外形サイズ
に対する電子部品を収納する部分の容積比率を大きくす
ることができる。また電気抵抗熱を用いた局所加熱によ
り信頼性の高い気密封止を小面積で行うことができる。
According to the above configuration, the metallized layer formed on the ceramic base and the entire first metal film layer can be joined to the second metal film layer of the metal lid. Therefore, unlike the conventional seam welding using a seal ring, a meniscus portion is not required, so that it is not necessary to increase the width of the bank portion, for example, as described in claim 2 in order to secure a substantial joining area. Therefore, it is possible to increase the volume ratio of the portion for storing the electronic component to the external size of the package. Further, highly reliable hermetic sealing can be performed in a small area by local heating using electric resistance heat.

【0012】請求項3に示すように金属膜層にろう材を
用いるとより好適である。すなわち金属ろう材は一般的
に比較的軟質であるため、セラミック基体と金属フタを
接合するとともに、シーム溶接等の電気抵抗溶接時に両
者間に作用する機械的、熱的歪みを吸収、緩和する。
It is more preferable to use a brazing material for the metal film layer. That is, since the metal brazing material is generally relatively soft, it joins the ceramic base and the metal lid, and absorbs and reduces mechanical and thermal strains acting between them during electric resistance welding such as seam welding.

【0013】なお、ろう材の具体例として請求項4に示
すように、銀ろう、または金ろう、またはニッケルろ
う、または半田ろう、または金錫ろうをあげることがで
きるが、他の公知の金属ろう材を用いてもよい。
As a specific example of the brazing material, silver brazing, gold brazing, nickel brazing, solder brazing, or gold-tin brazing can be mentioned, but other known metals can be used. A brazing material may be used.

【0014】また、請求項5に示すように、ろう材にク
ラッド化されたろう材を用いてもよい。クラッド化は圧
延工法により金属フタにろう材を形成するものであり、
バインダー等を用いないので溶融時のガスの放出が少な
く、ガスによるパッケージ内部への悪影響を回避するこ
とができ好ましい。
Further, as described in claim 5, a brazing material clad with the brazing material may be used. Cladding is to form a brazing material on a metal lid by a rolling method,
Since a binder or the like is not used, release of gas at the time of melting is small, and adverse effects on the inside of the package due to the gas can be avoided.

【0015】請求項6による電子部品用パッケージは、
請求項1または請求項2記載の電子部品用パッケージに
おいて、メタライズ層はタングステンまたはモリブデン
からなり、第1の金属膜層は少なくともニッケル層を含
み、また金属フタは母材がコバールからなり、当該上面
にニッケル層が形成され、さらに当該ニッケル層の上面
に第2の金属膜層として銀ろう層が形成され、かつ当該
銀ろう層の厚さが10から20μmの範囲にあることを
特徴としている。
The electronic component package according to claim 6 is
3. The electronic component package according to claim 1, wherein the metallized layer is made of tungsten or molybdenum, the first metal film layer contains at least a nickel layer, and the metal lid is made of a base material of Kovar. , A silver brazing layer is formed as a second metal film layer on the upper surface of the nickel layer, and the thickness of the silver brazing layer is in the range of 10 to 20 μm.

【0016】銀ろう層は電気抵抗溶接時にセラミック基
体と金属フタ間に作用する機械的熱的歪みを吸収すると
ともに、メタライズ層の凹凸を緩和し気密性の低下を防
ぐ機能を有している。従って、銀ろう層が薄すぎると当
該機能を充分に発揮しない。逆に銀ろう層が厚くなりす
ぎると溶接電流値が高くなる。この場合ジュール熱によ
る熱応力が大きくなりセラミック基体の破損につながる
ことがあった。またシーム溶接時に金属フタの位置固定
のために、スポット溶接により仮溶接を行うことがある
が、銀ろう層が厚くなりすぎた場合、本溶接となるシー
ム溶接時に、前記仮溶接部分の近傍だけが溶接されない
現象が発生し、気密性を低下させてしまう問題があっ
た。
The silver brazing layer has a function of absorbing mechanical and thermal strains acting between the ceramic substrate and the metal lid during electric resistance welding, and also has a function of alleviating unevenness of the metallized layer and preventing a decrease in airtightness. Therefore, if the silver brazing layer is too thin, the function cannot be sufficiently exhibited. Conversely, if the silver brazing layer is too thick, the welding current value will increase. In this case, thermal stress due to Joule heat increases, which may lead to breakage of the ceramic substrate. In addition, in order to fix the position of the metal lid during seam welding, temporary welding may be performed by spot welding, but if the silver brazing layer is too thick, only the vicinity of the temporary welding portion is used during seam welding to be main welding. However, there is a problem that a phenomenon in which the steel is not welded occurs and the airtightness is reduced.

【0017】請求項6記載の構成の電子部品用パッケー
ジにおいて、シーム溶接により封止実験を行った結果を
表1に示す。
Table 1 shows the results of a sealing experiment performed by seam welding in the electronic component package having the structure described in claim 6.

【表1】 [Table 1]

【0018】実験に用いたサンプルは100個であり、
セラミック基体は縦3.2mm、横2.5mm、高さ0.7
mmの外形寸法を有し、当該セラミック基体に形成された
タングステンメタライズ層が約25μm、ニッケルメッ
キ層が約5μm、金メッキ層が約0.5μmの各厚さで
形成されている。なお、メタライズ層等の各金属膜層の
幅は約0.4mmである。また金属フタは縦3.1mm、横
2.4mm、高さ(厚さ)0.1mmの外形寸法を有し、ニ
ッケル層が約7μmの厚さで形成されている。このよう
なメタライズ層並びに金属層の形成されたセラミック基
体と金属フタとをシーム溶接により気密封止を行った
後、気密試験にて気密不良率を調べた。表1から銀ろう
厚みが10〜20μmの範囲であると、気密不良の発生
していないことが明らかに理解できる。なお、金属フタ
に形成した各ニッケルメッキ層の厚さを異ならせても、
接合性はほとんど変わらなかった。
The number of samples used in the experiment was 100,
The ceramic base is 3.2mm long, 2.5mm wide, 0.7mm high
The outer dimensions of the ceramic base are about 25 μm, the thickness of the nickel plating layer is about 5 μm, and the thickness of the gold plating layer is about 0.5 μm. The width of each metal film layer such as a metallized layer is about 0.4 mm. The metal lid has external dimensions of 3.1 mm in length, 2.4 mm in width, and 0.1 mm in height (thickness), and a nickel layer is formed with a thickness of about 7 μm. After hermetically sealing the metal base and the metal cover on which the metallized layer and the metal layer were formed and the metal lid by seam welding, the hermetic test was conducted to examine the airtight defect rate. It can be clearly understood from Table 1 that when the thickness of the silver solder is in the range of 10 to 20 μm, poor airtightness does not occur. In addition, even if the thickness of each nickel plating layer formed on the metal lid is changed,
The bondability hardly changed.

【0019】請求項7による電子部品用パッケージは、
請求項1記載の電子部品用パッケージにおいて、第1の
金属膜層と第2の金属膜層がニッケルで構成されている
ことを特徴としている。電気抵抗加熱により両ニッケル
が溶接され、同種金属による金属間接合により良好な気
密接合が行える。なおニッケルはろう材に比べて融点が
高いため、メタライズ層への熱の影響を考慮する必要が
あるが、パッケージの大きさに合わせて通電量の増減を
きめ細かく制御する、あるいはニッケルの厚さを適宜厚
くする等の調整をすればよい。
An electronic component package according to claim 7 is
The electronic component package according to claim 1, wherein the first metal film layer and the second metal film layer are made of nickel. Both nickels are welded by electric resistance heating, and good hermetic bonding can be performed by metal-to-metal bonding of the same kind of metal. Note that nickel has a higher melting point than brazing filler metal, so it is necessary to consider the effect of heat on the metallized layer.However, finely control the increase or decrease in the amount of electricity according to the size of the package, or adjust the thickness of nickel. Adjustment such as increasing the thickness appropriately may be performed.

【0020】以上の各構成において、請求項8に示すよ
うに金属膜層の溶融をシーム溶接により行うとよく、ま
た請求項9に示すようにパッケージ内部に収納する電子
素子の例として、圧電振動素子または圧電振動素子と必
要な回路素子を収納した圧電振動デバイスをあげてい
る。圧電振動素子は気密性並びに超小型化が要求される
電子素子であるので、本発明の電子部品用パッケージは
最適である。また本発明は、前述のようにパッケージの
外形サイズに対する電子素子を収納する凹部の容積比率
を大きくすることができるので、収納される圧電振動板
を大きくすることができ電気的特性の向上、並びに設計
上の余裕度(設計マージン)を十分に取ることができ
る。
In each of the above structures, the melting of the metal film layer is preferably performed by seam welding as described in claim 8, and as an example of the electronic element housed in the package as described in claim 9, piezoelectric vibration A piezoelectric vibrating device containing an element or a piezoelectric vibrating element and necessary circuit elements is mentioned. Since the piezoelectric vibrating element is an electronic element that requires airtightness and ultra-miniaturization, the electronic component package of the present invention is optimal. Further, according to the present invention, as described above, since the volume ratio of the concave portion for storing the electronic element to the outer size of the package can be increased, the piezoelectric vibration plate to be stored can be enlarged, and the electrical characteristics can be improved, and Sufficient design margin (design margin) can be secured.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態を表面
実装型の水晶振動子を例にとり図1、図2とともに説明
する。図1は本実施の形態を示す分解斜視図、図2は気
密封止時の内部断面図である。表面実装型水晶振動子
は、上部が開口した凹部を有するセラミックパッケージ
1と、当該パッケージの中に収納される電子素子である
水晶振動板3と、パッケージの開口部に接合される金属
フタ2とからなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, taking a surface mount type crystal unit as an example. FIG. 1 is an exploded perspective view showing the present embodiment, and FIG. 2 is an internal sectional view at the time of hermetic sealing. The surface-mount type crystal unit includes a ceramic package 1 having a concave portion with an open top, a crystal plate 3 as an electronic element housed in the package, and a metal lid 2 joined to the opening of the package. Consists of

【0022】断面でみて凹形のセラミックパッケージ1
は、セラミック基体10と、凹形周囲の堤部10a上に
形成される周状の金属層とからなる。金属層は、タング
ステンあるいはモリブデン等からなるメタライズ層11
と、当該メタライズ層11の上部に形成される第1の金
属膜層12とからなる。金属膜層12はメタライズ層1
1に接してニッケルメッキ層12aと、当該ニッケルメ
ッキ層12aの上部に形成される極薄の金メッキ層12
bとからなる。なお、前記金メッキ層12bは形成しな
くても接合性にさほど影響しない。各層の厚さは、この
実施例では、メタライズ層11が約25〜30μm、ニ
ッケルメッキ層12aが約4〜8μm、金メッキ層12
bが約0.5〜1.0μmである。
Ceramic package 1 concave in cross section
Consists of a ceramic substrate 10 and a circumferential metal layer formed on the embankment 10a around the concave shape. The metal layer is a metallized layer 11 made of tungsten, molybdenum, or the like.
And a first metal film layer 12 formed on the metallized layer 11. Metal film layer 12 is metallized layer 1
1 and an ultra-thin gold plating layer 12 formed on the nickel plating layer 12a.
b. It should be noted that even if the gold plating layer 12b is not formed, the bonding property is not significantly affected. In this embodiment, the thickness of each layer is about 25 to 30 μm for the metallization layer 11, about 4 to 8 μm for the nickel plating layer 12a, and about 4 to 8 μm for the gold plating layer 12a.
b is about 0.5 to 1.0 μm.

【0023】また、セラミックパッケージ1の内部底面
には電極パッド13、14が形成されており、これら電
極パッドは連結電極15,16を介して、パッケージ外
部の底面に引出電極17,18として電気的に引き出さ
れている。前記電極パッド13,14間には電子素子で
ある矩形の水晶振動板3が搭載されている。水晶振動板
3の表裏面には一対の励振電極31(裏面については図
示していない。また図2以降については励振電極の表示
を省略している。)が形成され、各励振電極は各々電極
パッド13,14に引き出されており、導電性接合材S
1,S2により導電接合されている。
Further, electrode pads 13 and 14 are formed on the inner bottom surface of the ceramic package 1, and these electrode pads are electrically connected as extraction electrodes 17 and 18 to the bottom surface outside the package via connecting electrodes 15 and 16. Has been drawn to. A rectangular crystal vibrating plate 3 as an electronic element is mounted between the electrode pads 13 and 14. A pair of excitation electrodes 31 (the back surface is not shown, and the excitation electrodes are not shown in FIG. 2 and thereafter) are formed on the front and back surfaces of the quartz vibrating plate 3, and each excitation electrode is an electrode. The conductive bonding material S drawn out to the pads 13 and 14
1 and S2.

【0024】気密封止する金属フタ2はコバール等の金
属母材20の下面に前記周状の第1の金属膜層12に対
応した周状の第2の金属膜層21を形成している。この
第2の金属膜層21は例えば銀ろうからなり、その厚さ
は約15μmである。当該銀ろう層の形成は、例えば圧
延の手法を用いて形成されて、クラッド化した銀ろう層
を形成している。前述のとおりクラッド化することによ
り溶融時のガスの放出が少なく、ガスによるパッケージ
内部への悪影響を回避することができるという利点を有
している。具体的な外形寸法例を示すとセラミックパッ
ケージの外形寸法が縦3.2mm、横2.5mm、高さ0.
7mm、フタの外形寸法が縦3.1mm、横2.4mm、高さ
(厚さ)0.1mmであり、各金属膜層の幅は約0.4mm
となっている。
The metal lid 2 to be hermetically sealed has a circumferential second metal film layer 21 corresponding to the circumferential first metal film layer 12 formed on the lower surface of a metal base material 20 such as Kovar. . The second metal film layer 21 is made of, for example, silver braze, and has a thickness of about 15 μm. The silver brazing layer is formed by, for example, a rolling technique to form a clad silver brazing layer. As described above, by forming the clad, there is an advantage that the release of gas at the time of melting is small and a bad influence on the inside of the package due to the gas can be avoided. As an example of the specific external dimensions, the external dimensions of the ceramic package are 3.2 mm in length, 2.5 mm in width, and 0.1 mm in height.
The outer dimensions of the lid are 3.1mm in length, 2.4mm in width, and 0.1mm in height (thickness), and the width of each metal film layer is about 0.4mm.
It has become.

【0025】金属フタ2と前記セラミックパッケージ1
の各金属膜層の接合は、シーム溶接と同じ手法を用い
る。すなわち両金属膜層12,21を重ね合わせ位置決
めした状態で、パラレルシーム溶接機の通電ローラーR
を金属フタの稜部分を押圧しながら走行させる。これに
より主に金属フタの銀ろうが溶融し、気密接合が行われ
る。なお、本溶接となるシーム溶接の前にセラミックパ
ッケージと金属フタとをスポット溶接により仮溶接を行
い、位置決めを確実にしてもよい。
Metal cover 2 and ceramic package 1
The joining of the metal film layers is performed using the same technique as seam welding. That is, with the two metal film layers 12 and 21 superposed and positioned, the energizing roller R of the parallel seam welding machine is used.
Is run while pressing the ridge of the metal lid. As a result, mainly the silver solder of the metal lid is melted, and hermetic bonding is performed. Note that the ceramic package and the metal lid may be temporarily welded to each other by spot welding before the seam welding as the main welding to secure the positioning.

【0026】ところで、溶接時の電流は、ろう材の融
点、適用するパッケージのサイズ(特に溶融金属の体
積)等によって決定されるが、本発明に主に適用される
ようなきわめて小型のパッケージの場合、従来のシール
リングを用いたパッケージに比べて小さな値に設定する
必要があり、通電時間とともに最適値を調整する必要が
ある。
The current at the time of welding is determined by the melting point of the brazing material, the size of the package to be applied (particularly the volume of the molten metal), and the like. In this case, it is necessary to set the value to a value smaller than that of a conventional package using a seal ring, and it is necessary to adjust the optimum value together with the energizing time.

【0027】本発明による第2の実施の形態を表面実装
型の水晶振動子を例にとり図3とともに説明する。第1
の実施の形態と同じ構造部分については同番号を用いて
説明するとともに、一部説明を割愛する。この例では金
属膜層の構成を異ならせているが、基本構成は上述の実
施の形態で示した構成に類似したものであり、上部が開
口した凹部を有するセラミックパッケージ1と、当該パ
ッケージの中に収納される電子素子である水晶振動板3
と、パッケージの開口部に接合される金属フタ2とから
なる。
A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. 3 taking a surface mount type crystal unit as an example. First
The same structural parts as those of the first embodiment will be described using the same numbers, and a part of the description will be omitted. In this example, the configuration of the metal film layer is different, but the basic configuration is similar to the configuration shown in the above-described embodiment, and the ceramic package 1 having a concave portion with an open upper portion, Quartz diaphragm 3 which is an electronic element stored in
And a metal lid 2 joined to the opening of the package.

【0028】本実施の形態においては、金属フタ側の第
2の金属膜層21に銀ろうを用いており、かつ接合側全
面に銀ろうを形成している。また堤部10a上に形成さ
れた第1の金属膜層12の構成をニッケルメッキ層12
a、金メッキ層12b、銀ろう層12cの順に形成して
おり、気密封止時には両銀ろうの一部または全部が溶融
することによりろう接の接合強度向上をはかっている。
またろう材の持つ緩衝機能がより強調され、溶接時の熱
的機械的歪みが生じにくくなる。
In the present embodiment, silver brazing is used for the second metal film layer 21 on the metal lid side, and silver brazing is formed on the entire bonding side. The configuration of the first metal film layer 12 formed on the bank 10a is changed to the nickel plating layer 12.
a, a gold plating layer 12b, and a silver brazing layer 12c are formed in this order, and at the time of hermetic sealing, a part or all of the silver brazing is melted to improve the bonding strength of brazing.
Further, the buffer function of the brazing material is further emphasized, and thermal mechanical distortion during welding is less likely to occur.

【0029】本発明による第3の実施の形態を表面実装
型の水晶振動子を例にとり図4とともに説明する。第1
の実施の形態と同じ構造部分については同番号を用いて
説明するとともに、一部説明を割愛する。この例では金
属膜層の構成を異ならせているが、基本構成は上述の実
施の形態で示した構成に類似したものであり、上部が開
口した凹部を有するセラミックパッケージ1と、当該パ
ッケージの中に収納される電子素子である水晶振動板3
と、パッケージの開口部に接合される金属フタ2とから
なる。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 taking a surface-mount type crystal unit as an example. First
The same structural parts as those of the first embodiment will be described using the same numbers, and a part of the description will be omitted. In this example, the configuration of the metal film layer is different, but the basic configuration is similar to the configuration shown in the above-described embodiment, and the ceramic package 1 having a concave portion with an open upper portion, Quartz diaphragm 3 which is an electronic element stored in
And a metal lid 2 joined to the opening of the package.

【0030】本実施の形態においては、水晶振動板は片
持ち支持された構成であり、図面では明示していない
が、矩形水晶振動板の短辺部分の両端近傍を2端子にて
支持している。また堤部10a上に形成された第1の金
属膜層12の構成をニッケルメッキ層12a、金メッキ
層12b、金錫ろう層12dの順に形成しており、金属
フタ側の第2の金属膜層はフタの全周面にニッケルメッ
キを形成している。この実施の形態では軟質な金錫ろう
を用いているために、緩衝機能が得られるが、使用する
金属材料に合わせて電気抵抗溶接時の条件を適宜調整す
る必要がある。
In the present embodiment, the quartz vibrating plate is of a cantilevered structure, and although not shown in the drawings, the vicinity of both ends of the short side of the rectangular quartz vibrating plate is supported by two terminals. I have. Further, the configuration of the first metal film layer 12 formed on the bank 10a is formed in the order of a nickel plating layer 12a, a gold plating layer 12b, and a gold tin brazing layer 12d, and the second metal film layer on the metal lid side. Has nickel plating formed on the entire peripheral surface of the lid. In this embodiment, a soft gold-tin solder is used, so that a buffer function can be obtained. However, it is necessary to appropriately adjust the conditions during electric resistance welding according to the metal material used.

【0031】本発明による第4の実施の形態を表面実装
型の水晶発振器を例にとり図5とともに説明する。第1
の実施の形態と同じ構造部分については同番号を用いて
説明するとともに、一部説明を割愛する。この例におい
ても、基本構成は上述の実施の形態で示した構成に類似
したものであり、上部が開口した凹部を有するセラミッ
クパッケージ1と、当該パッケージの中に収納される電
子素子である水晶振動板3並びに回路素子31と、パッ
ケージの開口部に接合される金属フタ2とからなる。
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, taking a surface mount type crystal oscillator as an example. First
The same structural parts as those of the first embodiment will be described using the same numbers, and a part of the description will be omitted. Also in this example, the basic configuration is similar to the configuration shown in the above-described embodiment, and a ceramic package 1 having a concave portion with an open upper portion, and a quartz vibrator as an electronic element housed in the package. It comprises a plate 3, a circuit element 31, and a metal lid 2 joined to the opening of the package.

【0032】本実施の形態においては、水晶振動板3は
片持ち支持された構成であり、明示していないが、矩形
水晶振動板の短辺部分の両端近傍を2端子にて支持して
いる。また、水晶振動板3とともに水晶発振回路を構成
するIC等の回路素子31も同一空間に気密収納されて
いる。
In the present embodiment, the quartz vibrating plate 3 is configured to be cantilevered, and although not explicitly shown, two terminals support the vicinity of both ends of the short side portion of the rectangular quartz vibrating plate. . Further, a circuit element 31 such as an IC constituting a crystal oscillation circuit together with the crystal vibration plate 3 is hermetically housed in the same space.

【0033】またこの実施の形態においては、この堤部
10a上に形成された第1の金属膜層12の構成をニッ
ケルメッキ層12a、極薄の金メッキ層12bの順に形
成しており、金属フタ側の第2の金属膜層21はフタの
下面全面にニッケルメッキを形成している。シーム溶接
により両ニッケルが溶接され、気密接合が行える。なお
ニッケルはろう材に比べて融点が高いため、メタライズ
層への熱の影響を考慮する必要がある。メタライズ層の
厚さを厚くする、あるいはニッケルの厚さを厚くする、
あるいは通電量の増減をきめ細かく制御する等の検討を
有機的に採用ればよい。なお、セラミックパッケージ側
のニッケルメッキの上面には厚さ0.5〜1μm程度の
極薄の金メッキが形成されているが、この金メッキは形
成しなくても接合性に問題はない。
In this embodiment, the structure of the first metal film layer 12 formed on the bank 10a is formed in the order of a nickel plating layer 12a and an extremely thin gold plating layer 12b. The second metal film layer 21 on the side has nickel plating formed on the entire lower surface of the lid. Both nickels are welded by seam welding, and airtight joining can be performed. Since nickel has a higher melting point than brazing material, it is necessary to consider the influence of heat on the metallized layer. Increase the thickness of the metallized layer, or the thickness of nickel,
Alternatively, a study of finely controlling the increase / decrease of the amount of energization may be organically adopted. Although an ultra-thin gold plating having a thickness of about 0.5 to 1 μm is formed on the upper surface of the nickel plating on the ceramic package side, there is no problem in the bonding property even if this gold plating is not formed.

【0034】なお、第1の金属膜層、第2の金属膜層は
上記各実施の形態に例示した材料に限定されるものでは
なく、例えば半田ろう、ニッケルろう等のろう材あるい
はそれ以外の金属材料であってもよい。
It should be noted that the first metal film layer and the second metal film layer are not limited to the materials exemplified in the above embodiments, but may be, for example, a brazing material such as solder brazing, nickel brazing or the like, or any other material. It may be a metal material.

【0035】また電子部品の例として、水晶振動子、水
晶発振器の例を示したが、もちろん水晶フィルタ等の他
の圧電振動デバイスにも適用できるし、他の気密性を有
する電子部品に適用できる。
As examples of the electronic parts, the examples of the crystal oscillator and the crystal oscillator have been described. However, it is needless to say that the present invention can be applied to other piezoelectric vibrating devices such as a crystal filter and to other airtight electronic parts. .

【0036】[0036]

【発明の効果】請求項1によれば、セラミック基体に形
成されたメタライズ部全体を用いて金属フタの第2の金
属膜層と接合することができる。よって、従来のシール
リングを用いたシーム溶接のようにメニスカス部分を必
要としないので、実質的な接合領域を確保するために例
えば請求項2に示す堤部の幅を大きく取る必要がない。
従って、電気抵抗溶接による気密信頼性を確保するとと
もに、パッケージの外形サイズに対する電子部品を収納
する部分の容積比率を大きくすることができ、収納され
る電子素子のサイズを大きくすることができたり、収納
できる電子素子の数を増やすことができる。これにより
超小型にしても電子部品としての電気的特性を向上させ
るとともに、電子部品の多機能化に対応できる。
According to the first aspect, the entire metallized portion formed on the ceramic base can be joined to the second metal film layer of the metal lid. Therefore, a meniscus portion is not required unlike the conventional seam welding using a seal ring, so that it is not necessary to increase the width of the bank portion, for example, as described in claim 2 in order to secure a substantial joining area.
Therefore, while ensuring airtight reliability by electric resistance welding, it is possible to increase the volume ratio of the portion for storing the electronic component to the external size of the package, and it is possible to increase the size of the stored electronic element, The number of electronic elements that can be stored can be increased. This makes it possible to improve the electrical characteristics of the electronic component even when it is made very small, and to cope with multifunctional electronic components.

【0037】請求項2によれば、堤部上面のメタライズ
部を溶接領域とすることができるので、パッケージの外
形サイズに対する電子部品を収納する凹部の容積比率を
大きくすることができ、収納される電子素子の電気的特
性の向上、設計上の余裕度(設計マージン)を十分に取
ることができたり、複数種の電子素子のハイブリッド搭
載を可能にする。
According to the second aspect, since the metallized portion on the upper surface of the bank portion can be used as a welding area, the volume ratio of the concave portion for storing the electronic component to the external size of the package can be increased, and the package can be stored. It is possible to improve the electrical characteristics of an electronic element, to have a sufficient design margin (design margin), or to mount a plurality of types of electronic elements in a hybrid manner.

【0038】また、請求項3、4によれば、ろう材がセ
ラミック基体と金属フタを接合するとともに、シーム溶
接等の電気抵抗溶接時に両者間に作用する機械的、熱的
歪みを吸収、緩和するので、パッケージの気密信頼性を
向上させることができる。
According to the third and fourth aspects, the brazing material joins the ceramic base and the metal lid, and absorbs and alleviates mechanical and thermal strains acting between them during electric resistance welding such as seam welding. Therefore, the hermetic reliability of the package can be improved.

【0039】さらに、請求項5によれば、クラッド化さ
れたろう材を用いるので溶融時のガスの放出が少なく、
ガスによるパッケージ内部への悪影響を回避することが
でき、収納される電子素子の経年変化等を極力抑制す
る。
Furthermore, according to the fifth aspect, since the clad brazing material is used, the release of gas upon melting is small,
An adverse effect on the inside of the package due to the gas can be avoided, and aging of the housed electronic elements can be suppressed as much as possible.

【0040】また請求項6によれば、電気抵抗加熱によ
り両ニッケルが溶接され、同種金属による金属間接合に
より良好な気密接合が行える。
According to the sixth aspect, both nickels are welded by electric resistance heating, and good hermetic bonding can be performed by metal-to-metal bonding of the same kind of metal.

【0041】また請求項7によれば、気密性の良好な信
頼性の高い電子部品用パッケージを得ることができる。
According to the seventh aspect, a highly reliable electronic component package having good airtightness can be obtained.

【0042】請求項8によれば、メタライズ層並びに第
1の金属膜層全体を用いたシーム溶接が行え、良好な気
密封止が得られる。
According to the eighth aspect, seam welding using the entire metallized layer and the first metal film layer can be performed, and good hermetic sealing can be obtained.

【0043】請求項9によれば、収納される圧電振動板
を大きくすることができ電気的特性の向上、設計上の余
裕度(設計マージン)を十分に取ることができるととも
に、気密性並びに超小型化された圧電振動デバイスを得
ることができる。
According to the ninth aspect, the size of the accommodated piezoelectric vibration plate can be increased, the electrical characteristics can be improved, the design margin (design margin) can be sufficiently secured, and the airtightness and the super-tightness can be improved. A miniaturized piezoelectric vibration device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態による分解斜視図。FIG. 1 is an exploded perspective view according to a first embodiment.

【図2】第1の実施の形態による内部断面図。FIG. 2 is an internal cross-sectional view according to the first embodiment.

【図3】第2の実施の形態による内部断面図。FIG. 3 is an internal cross-sectional view according to a second embodiment.

【図4】第3の実施の形態による内部断面図。FIG. 4 is an internal sectional view according to a third embodiment.

【図5】第4の実施の形態による内部断面図。FIG. 5 is an internal cross-sectional view according to a fourth embodiment.

【図6】従来例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a conventional example.

【図7】図6の部分拡大図。FIG. 7 is a partially enlarged view of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、70 セラミックパッケージ 10 セラミック基体 11、72 メタライズ層 12 第1の金属膜層 2、75 金属フタ 21 第2の金属膜層 3 水晶振動板(電子素子) Reference Signs List 1, 70 Ceramic package 10 Ceramic base 11, 72 Metallized layer 12 First metal film layer 2, 75 Metal cover 21 Second metal film layer 3 Quartz plate (electronic element)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 靖典 兵庫県加古川市平岡町新在家字鴻野1389番 地 株式会社大真空内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasunori Miura 1389 Kono, a new resident at Hiraoka-cho, Kakogawa-shi, Hyogo Pref.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミック基体と、当該セラミック基体
の主面周囲に周状に形成されたメタライズ層と、当該メ
タライズ層の上面に形成された第1の金属膜層と、前記
第1の金属膜層の少なくとも一部に対応して形成された
第2の金属膜層が形成された金属フタとからなり、前記
第1の金属膜層と第2の金属膜層の少なくとも一方を電
気抵抗熱により溶融させ、気密接合を行ったことを特徴
とする電子部品用パッケージ。
1. A ceramic substrate, a metallized layer formed circumferentially around a main surface of the ceramic substrate, a first metal film layer formed on an upper surface of the metallized layer, and the first metal film And a metal cover on which a second metal film layer formed corresponding to at least a part of the layer is formed. At least one of the first metal film layer and the second metal film layer is heated by electric resistance heat. An electronic component package characterized by being melted and hermetically bonded.
【請求項2】 電子素子を収納する凹部を有し、外周に
堤部を有するセラミック基体と、前記凹部を気密的に封
止する金属フタとを具備した電子部品用パッケージであ
って、 前記セラミック基体の堤部上面には、ほぼ前面にメタラ
イズ層を形成するとともに、当該メタライズ層の上面に
第1の金属膜層を形成し、 また前記金属フタには前記第1の金属膜層に少なくとも
対応する第2の金属膜層を形成し、前記第1の金属膜層
と第2の金属膜層の少なくとも一方を電気抵抗熱により
溶融させ、気密接合を行ったことを特徴とする電子部品
用パッケージ。
2. A package for an electronic component, comprising: a ceramic base having a recess for accommodating an electronic element and having a bank on an outer periphery; and a metal lid for hermetically sealing the recess. A metallized layer is formed substantially on the upper surface of the embankment portion of the base, and a first metal film layer is formed on the upper surface of the metallized layer. The metal cover corresponds to at least the first metal film layer. An electronic component package, wherein a second metal film layer to be formed is formed, and at least one of the first metal film layer and the second metal film layer is melted by electric resistance heat to perform hermetic bonding. .
【請求項3】 第1の金属膜層と第2の金属膜層のいず
れか一方あるいは両方がろう材であることを特徴とする
請求項1または請求項2記載の電子部品用パッケージ。
3. The electronic component package according to claim 1, wherein one or both of the first metal film layer and the second metal film layer are brazing materials.
【請求項4】 ろう材が銀ろうまたは金ろうまたはニッ
ケルろうまたは半田ろうまたは金錫ろうであることを特
徴とする請求項3記載の電子部品用パッケージ。
4. The electronic component package according to claim 3, wherein the brazing material is silver brazing, gold brazing, nickel brazing, solder brazing, or gold tin brazing.
【請求項5】 第2の金属膜層がクラッド化された金属
ろう材であることを特徴とする請求項2または請求項3
または請求項4記載の電子部品用パッケージ。
5. The metal brazing material according to claim 2, wherein the second metal film layer is a clad metal brazing material.
Alternatively, the electronic component package according to claim 4.
【請求項6】 メタライズ層はタングステンまたはモリ
ブデンからなり、第1の金属膜層は少なくともニッケル
層を含み、また金属フタは母材がコバールからなり、当
該金属フタの上面にニッケル層が形成され、さらに当該
ニッケル層の上面に第2の金属膜層として銀ろう層が形
成され、かつ当該銀ろう層の厚さが10から20μmの
範囲にあることを特徴とする請求項1または請求項2記
載の電子部品用パッケージ。
6. The metallized layer is made of tungsten or molybdenum, the first metal film layer includes at least a nickel layer, the metal lid is made of a base material of Kovar, and a nickel layer is formed on an upper surface of the metal lid. The silver brazing layer is formed as a second metal film layer on an upper surface of the nickel layer, and the thickness of the silver brazing layer is in a range of 10 to 20 μm. Package for electronic components.
【請求項7】 第1の金属膜層と第2の金属膜層がニッ
ケルで構成されていることを特徴とする請求項1または
請求項2記載の電子部品用パッケージ。
7. The electronic component package according to claim 1, wherein the first metal film layer and the second metal film layer are made of nickel.
【請求項8】 金属膜層の溶融をシーム溶接により行っ
たことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに
記載の電子部品用パッケージ。
8. The electronic component package according to claim 1, wherein the melting of the metal film layer is performed by seam welding.
【請求項9】 請求項1乃至請求項8のいずれかに記載
の電子部品用パッケージ内部に、圧電振動素子または圧
電振動素子と必要な回路素子を収納した圧電振動デバイ
ス。
9. A piezoelectric vibrating device in which a piezoelectric vibrating element or a piezoelectric vibrating element and necessary circuit elements are housed inside the electronic component package according to any one of claims 1 to 8.
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