JP2013021079A - Sealing method of package - Google Patents
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Abstract
【課題】パッケージの貫通孔を短時間で封止することができる封止方法を提供することを目的としている。
【解決手段】内部空間と外部とを連通する貫通孔５０を備えたパッケージの封止方法において、前記パッケージにおける前記貫通孔５０の外部側開口部の周辺領域に金属被膜を設け、封止材６０を前記金属被膜に接するように前記貫通孔５０に配置し、前記封止材６０を配置する前記パッケージの外部側から第１レーザー光を前記金属被膜に照射する第１照射工程と、第２レーザー光を前記封止材６０に照射して前記封止材６０を溶融させる第２照射工程と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１An object of the present invention is to provide a sealing method capable of sealing a through hole of a package in a short time.
In a sealing method of a package including a through hole 50 that communicates an internal space with the outside, a metal film is provided in a peripheral region of an external side opening of the through hole 50 in the package, and a sealing material 60 is provided. Is disposed in the through-hole 50 so as to be in contact with the metal film, and a first irradiation step of irradiating the metal film with a first laser beam from the outside of the package where the sealing material 60 is disposed, and a second laser A second irradiation step of irradiating the sealing material 60 with light to melt the sealing material 60.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、特に圧電振動片を収容するパッケージの封止方法に関する。 The present invention particularly relates to a method for sealing a package containing a piezoelectric vibrating piece.
携帯電話、移動体通信機器などの電子機器には、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。
圧電振動片となる音叉型圧電振動片を備えたパッケージは、容器内に収容空間と、当該収容空間と外部とを連通する貫通孔を有している。この貫通孔に封止材を挿入し、真空中で前記封止材を溶融することにより前記貫通孔を封止してパッケージの収容空間を気密に保持することができる。
Piezoelectric devices such as piezoelectric vibrators and piezoelectric oscillators in which a piezoelectric vibrating piece is housed in a package are widely used in electronic devices such as mobile phones and mobile communication devices.
A package including a tuning fork-type piezoelectric vibrating piece serving as a piezoelectric vibrating piece has a housing space in the container and a through hole that communicates the housing space with the outside. By inserting a sealing material into the through-hole and melting the sealing material in a vacuum, the through-hole can be sealed and the accommodation space of the package can be kept airtight.
特許文献１に記載された封止方法によれば、先ず、ベースの封止孔（貫通孔）に金属焼結体を形成し、ベース面を上にして真空雰囲気中に置き、封止孔の金属焼結体に向けてレーザー光を照射する。レーザー光の照射によって、金属焼結体が溶融し溶融金属がポーラス構造の微細孔を埋めながら固化して金属焼結体と金属部からなる封止体を形成する。これにより封止孔が気密に閉塞されている。
特許文献２に記載された封止方法によれば、圧電振動子の貫通孔は、真空又は不活性ガス雰囲気で、貫通孔に金属ボールを落とし込み、金属ボールにレーザー光を照射して局所加熱を行うことにより封止されている。
According to the sealing method described in Patent Document 1, first, a metal sintered body is formed in the sealing hole (through hole) of the base, placed in a vacuum atmosphere with the base surface facing upward, Laser light is irradiated toward the sintered metal. By irradiating the laser beam, the metal sintered body is melted and the molten metal is solidified while filling the fine pores of the porous structure to form a sealed body composed of the metal sintered body and the metal portion. As a result, the sealing hole is hermetically closed.
According to the sealing method described in Patent Document 2, the through hole of the piezoelectric vibrator is subjected to local heating by dropping a metal ball into the through hole in a vacuum or an inert gas atmosphere and irradiating the metal ball with laser light. It is sealed by doing.
特許文献３に記載された封止方法によれば、上向きにされたパッケージの外側孔部にＡｕ−Ａｇ−Ｓｎ合金を用いて形成された金属ボールを挿入し、レーザービームを照射することにより、溶融した金属ボールは外側孔部の内部全体に拡がり完全に閉塞して固化し外側孔部が塞がれている。
特許文献４に記載された製造方法によれば、貫通孔に収められた球状の封止材に、レーザービーム発生装置あるいは電子ビーム照射装置等による封止用のビームを照射して溶融させ、このとき球状の封止材は貫通孔の中心軸上に精度良く収められているため、封止材が貫通孔内を均等に埋め尽くし封止不良が起こらないように貫通孔を封止できる。
According to the sealing method described in Patent Document 3, a metal ball formed using an Au—Ag—Sn alloy is inserted into the outer hole of the upwardly directed package and irradiated with a laser beam. The molten metal ball spreads over the entire inside of the outer hole and is completely closed and solidified to close the outer hole.
According to the manufacturing method described in Patent Document 4, a spherical sealing material housed in a through hole is irradiated with a sealing beam by a laser beam generator or an electron beam irradiation device, and melted. Sometimes the spherical sealing material is accurately stored on the central axis of the through hole, so that the through hole can be sealed so that the sealing material fills the through hole evenly and no sealing failure occurs.
特許文献５により提案された真空封止は以下のことが記載されている。先ず、パッケージのリッドに接触するように配置された加熱手段でパッケージを加熱する。この加熱による熱はパッケージに接触している封止孔の封止材に伝えられて所定温度まで昇温させる。ついで、当接治具を封止材及び金属被膜部に当接させて封止材の溶融温度以上の温度まで急激に上昇させる。このようにパッケージを封止材の融点以下に予め加熱してから、封止材を溶融することにより封止材が流れ易くなり安定した真空封止ができる。 The vacuum sealing proposed by Patent Document 5 describes the following. First, the package is heated by heating means arranged to come into contact with the lid of the package. The heat from this heating is transmitted to the sealing material of the sealing hole that is in contact with the package, and the temperature is raised to a predetermined temperature. Next, the contact jig is brought into contact with the sealing material and the metal coating portion, and is rapidly raised to a temperature equal to or higher than the melting temperature of the sealing material. In this way, the package is preheated below the melting point of the sealing material, and then the sealing material is melted, whereby the sealing material can easily flow and stable vacuum sealing can be performed.
特許文献６により提案された封止方法は以下のことが記載されている。パッケージを真空チャンバー内に配置して、パッケージに設けられた貫通孔の開口部を金ゲルマニウム合金で封止する封止工程において、真空チャンバー内を真空引きし、所定時間、所定温度で加熱する。その後、貫通孔に金ゲルマニウム合金の封止材を配置し、レーザー照射手段から封止材に向けてレーザー光を照射して封止材を溶融することにより貫通孔を塞いでいる。 The sealing method proposed by Patent Document 6 describes the following. In a sealing process in which the package is placed in a vacuum chamber and an opening of a through hole provided in the package is sealed with a gold germanium alloy, the vacuum chamber is evacuated and heated at a predetermined temperature for a predetermined time. Thereafter, a sealing material of gold germanium alloy is disposed in the through hole, and the through hole is closed by irradiating laser light from the laser irradiation means toward the sealing material to melt the sealing material.
しかし特許文献１〜４に開示の従来の封止方法によれば、いずれも封止材の溶融温度以上に設定されたレーザー光を照射して、短時間で封止材を溶融しているが、パッケージの材質を水晶やガラスとした場合、この短時間のレーザー照射によって、水晶やガラスが常温から急激に高温に曝されることになるので、急激な温度上昇により生じる熱衝撃によって、水晶やガラスに割れやクラックが発生する問題があった。 However, according to the conventional sealing methods disclosed in Patent Documents 1 to 4, all of the sealing materials are melted in a short time by irradiating with a laser beam set above the melting temperature of the sealing material. When the material of the package is quartz or glass, the crystal or glass is suddenly exposed to high temperature from room temperature by this short-time laser irradiation. There was a problem that the glass was cracked or cracked.
また特許文献５，６のように封止材を溶融する前に予めパッケージ全体を加熱手段で加熱を行い、その後、レーザー光で封止材を溶融して封止孔を閉塞すれば、前述の基板にクラックが発生することを防止できる。 Further, as described in Patent Documents 5 and 6, if the whole package is heated by a heating means in advance before melting the sealing material, and then the sealing material is melted with laser light to close the sealing hole, the above-mentioned It is possible to prevent the substrate from cracking.
しかし、加熱手段に載置したパッケージの開口部を塞ぐリッド側の面、すなわち封止孔が設けられたパッケージの底面側の主面とは反対側の主面から加熱を行うことや、パッケージ全体に亘って加熱を行うことは、貫通孔周辺を加熱する効率が非常に悪く、加熱に時間がかかり、最終的に製造効率も低下するという問題があった。 However, heating is performed from the surface on the lid side that covers the opening of the package placed on the heating means, that is, the main surface opposite to the main surface on the bottom surface side of the package provided with the sealing hole, or the entire package However, there is a problem that the efficiency of heating the periphery of the through hole is very poor, the heating takes time, and the manufacturing efficiency is finally lowered.
そこで本発明は、上記従来技術の問題点を解決するため、パッケージの貫通孔を短時間で封止することができるパッケージの封止方法を提供することを目的としている。またパッケージの気密性の高いパッケージの封止方法を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a package sealing method capable of sealing a through-hole of a package in a short time in order to solve the above-described problems of the prior art. It is another object of the present invention to provide a package sealing method with high package airtightness.
本発明は、上述の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、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］内部空間と外部とを連通する貫通孔を備えたパッケージの封止方法において、前記パッケージにおける前記貫通孔の外部側開口部の周辺領域に金属被膜を設け、封止材を前記金属被膜に接するように前記貫通孔に配置し、前記封止材を配置する前記パッケージの外部側から第１レーザー光を前記金属被膜に照射する第１照射工程と、第２レーザー光を前記封止材に照射して前記封止材を溶融させる第２照射工程と、を有することを特徴とするパッケージの封止方法。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following application examples.
[Application Example 1] In a method for sealing a package having a through hole that communicates an internal space with the outside, a metal film is provided in a peripheral region of the external opening of the through hole in the package, A first irradiation step of irradiating the metal film with a first laser beam from the outside of the package disposed in the through-hole so as to contact the metal film and disposing the sealing material; And a second irradiation step of irradiating the stop material to melt the sealing material.
上記方法によれば、貫通孔へ封止材を挿入するパッケージの外部側から貫通孔の封止領域を予熱することにより、加熱時間を大幅に短縮することができる。封止材の溶融前の封止領域の予熱によって、水晶で形成されたパッケージの封止時であっても、加熱によって生じるパッケージのクラック発生を防止することができる。また封止領域を直接加熱しているため、熱伝導率の低い材質であっても、短時間で封止領域を加熱することができ、短時間で封止工程を行うことができる。 According to the above method, the heating time can be greatly shortened by preheating the sealing region of the through hole from the outside of the package in which the sealing material is inserted into the through hole. By preheating the sealing region before the sealing material is melted, cracking of the package caused by heating can be prevented even when the package made of quartz is sealed. In addition, since the sealing region is directly heated, the sealing region can be heated in a short time even with a material having low thermal conductivity, and the sealing process can be performed in a short time.
［適用例２］前記第１レーザー光の照射径は前記封止材の外径よりも大きく、前記第２レーザー光の照射径は前記封止材の外径よりも小さい前記第２レーザー光を前記封止材の外径の範囲内に収まるように照射したことを特徴とする適用例１に記載のパッケージの封止方法。
上記方法によれば、封止領域を効果的に短時間で予熱することができ、かつ、封止材を短時間で溶融することができる。
Application Example 2 The irradiation diameter of the first laser light is larger than the outer diameter of the sealing material, and the irradiation diameter of the second laser light is smaller than the outer diameter of the sealing material. The package sealing method according to application example 1, wherein the irradiation is performed so as to be within a range of an outer diameter of the sealing material.
According to the above method, the sealing region can be effectively preheated in a short time, and the sealing material can be melted in a short time.
［適用例３］前記第１レーザー光の照射径を前記封止材の外径よりも小さくしたことを特徴とする適用例１に記載のパッケージの封止方法。
上記方法によれば、封止材にレーザー光を照射して加熱すると封止材と接する金属被膜へ熱が移動する。この金属被膜を介して封止領域を効果的に加熱することができる。
[Application Example 3] The package sealing method according to Application Example 1, wherein an irradiation diameter of the first laser beam is made smaller than an outer diameter of the sealing material.
According to the said method, when a sealing material is irradiated with a laser beam and heated, heat will move to the metal film which touches a sealing material. The sealing region can be effectively heated through this metal film.
［適用例４］前記第１レーザー光の加熱温度を前記封止材の溶融温度よりも低くなるように設定したことを特徴とする適用例１ないし３のいずれか１例に記載のパッケージの封止方法。
上記方法によれば、貫通孔が形成された基板に対し、急激な加熱によるクラックを生じさせることなく予熱することができる。
Application Example 4 The package sealing according to any one of Application Examples 1 to 3, wherein the heating temperature of the first laser beam is set to be lower than the melting temperature of the sealing material. Stop method.
According to the above method, the substrate on which the through holes are formed can be preheated without causing cracks due to rapid heating.
［適用例５］前記第１及び第２レーザー光は、単一の照射手段から照射され、絞り又はフィルタにより前記照射径を調整することを特徴とする適用例１ないし４のいずれか１例に記載のパッケージの封止方法。
上記方法によれば、レーザー照射手段を簡略化して、装置構成を小型化し、省エネルギー化を図ることができる。
Application Example 5 In any one of Application Examples 1 to 4, the first and second laser beams are irradiated from a single irradiation unit, and the irradiation diameter is adjusted by a diaphragm or a filter. The package sealing method described.
According to the above method, the laser irradiation means can be simplified, the apparatus configuration can be reduced in size, and energy can be saved.
［適用例６］前記貫通孔は、孔径の異なる第１貫通孔と第２貫通孔とから構成され、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが連通したことを特徴とする適用例１ないし５のいずれか１例に記載のパッケージの封止方法。
上記方法によれば、封止材を貫通孔内に仮置きして、レーザー光を確実に照射させることができる。
Application Example 6 The application example 1 is characterized in that the through hole is composed of a first through hole and a second through hole having different hole diameters, and the first through hole and the second through hole communicate with each other. The sealing method of the package as described in any one of thru | or 5.
According to the above method, the sealing material can be temporarily placed in the through hole, and the laser beam can be reliably irradiated.
［適用例７］前記第２貫通孔は、前記外部側に配置され、前記第２貫通孔の孔径が前記第１貫通孔の孔径よりも大きいことを特徴とする適用例１ないし６のいずれか１例に記載のパッケージの封止方法。
上記方法によれば、封止材をパッケージの外部側から貫通孔内に仮置きして、レーザー光を確実に照射させることができる。
[Application Example 7] Any one of Application Examples 1 to 6, wherein the second through hole is arranged on the outside side, and a hole diameter of the second through hole is larger than a hole diameter of the first through hole. A package sealing method according to an example.
According to the above method, the sealing material can be temporarily placed in the through hole from the outside of the package, and the laser beam can be reliably irradiated.
［適用例８］前記第１貫通孔と前記第２貫通孔との連通部に段差を有することを特徴とする適用例６又は７に記載のパッケージの封止方法。
上記方法によれば、封止材を貫通孔内の段差に仮置きして、レーザー光を確実に照射させることができる。
Application Example 8 The package sealing method according to Application Example 6 or 7, wherein a step is formed in a communication portion between the first through hole and the second through hole.
According to the above method, the sealing material can be temporarily placed on the step in the through hole, and the laser beam can be reliably irradiated.
本発明のパッケージの封止方法の実施形態を添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
本実施形態のパッケージは、一例として、音叉型圧電振動片を備えた圧電振動子の構成で以下説明する。図１０は音叉型圧電振動片を備えた圧電デバイスの概略分解斜視図である。なお図１０では励振電極を省略している。図１１は圧電デバイスの振動基板の概略平面図である。図１２は図１１のＡ−Ａ断面図である。図１３は圧電デバイスの振動基板の底面図である。図１４は圧電デバイスの陽極接合の説明図である。
Embodiments of the package sealing method of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
As an example, the package of this embodiment will be described below with a configuration of a piezoelectric vibrator including a tuning-fork type piezoelectric vibrating piece. FIG. 10 is a schematic exploded perspective view of a piezoelectric device including a tuning fork type piezoelectric vibrating piece. In FIG. 10, the excitation electrode is omitted. FIG. 11 is a schematic plan view of the vibration substrate of the piezoelectric device. 12 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 13 is a bottom view of the vibration substrate of the piezoelectric device. FIG. 14 is an explanatory diagram of anodic bonding of the piezoelectric device.
圧電デバイス１０は、第１基板２０と、振動基板３０と、第２基板２２と、を積層してなる圧電振動子である。第１基板２０は振動基板３０の上面開口３０ａを塞ぐことができる程度の大きさを有し、振動基板３０の外形と同様に矩形状をなす。第２基板２２は、振動基板３０の下面開口３０ｂを塞ぐことができる程度の大きさを有し、振動基板３０の外形と同様に矩形状をなす。第１基板２０及び第２基板２２は、いずれも振動基板３０と接合する側の面に凹部２０ａ，２２ａを備えている。第１基板２０の凹部２０ａと、第２基板２２の凹部２２ａと、を向かい合わせて、それらの間に振動基板３０を挟むよう、第１基板２０と、振動基板３０と、第２基板２２と、を固定すると、音叉型の圧電振動片３２を収容する内部空間Ｓ２が形成される。第１基板２０の凹部２０ａには封止用の貫通孔５０が設けられている。貫通孔５０は、内部空間Ｓ２と外部とを連通する孔である。貫通孔５０は、孔径の異なる２つの孔が連通した形態である。内部空間Ｓ２側の第１貫通孔５１は、外側の第２貫通孔５２よりも孔径を小さく形成している。第１貫通孔５１と第２貫通孔５２の間には、外部に向う側に段差５３が設けられる（図１）。第１貫通孔５１の孔径よりも大きい封止材を貫通孔５０に挿入すると、段差５３で仮置きすることができる。貫通孔５０及び貫通孔５０の周辺には金属被膜２４が形成されている。金属被膜２４は、レーザー光が基板を通過しないようにレーザー光を受け止める膜である。また金属被膜２４は基板と溶融した封止材の密着性を高めるために形成されている。 The piezoelectric device 10 is a piezoelectric vibrator formed by laminating a first substrate 20, a vibration substrate 30, and a second substrate 22. The first substrate 20 has a size that can close the upper surface opening 30 a of the vibration substrate 30, and has a rectangular shape similar to the outer shape of the vibration substrate 30. The second substrate 22 has a size that can close the lower surface opening 30 b of the vibration substrate 30, and has a rectangular shape similar to the outer shape of the vibration substrate 30. Each of the first substrate 20 and the second substrate 22 includes recesses 20 a and 22 a on the surface to be bonded to the vibration substrate 30. The first substrate 20, the vibration substrate 30, and the second substrate 22 are arranged so that the recess 20 a of the first substrate 20 and the recess 22 a of the second substrate 22 face each other and the vibration substrate 30 is sandwiched therebetween. Are fixed, an internal space S2 for accommodating the tuning-fork type piezoelectric vibrating piece 32 is formed. A through-hole 50 for sealing is provided in the recess 20 a of the first substrate 20. The through hole 50 is a hole that communicates the internal space S2 with the outside. The through hole 50 has a form in which two holes having different hole diameters communicate with each other. The first through hole 51 on the inner space S2 side is formed to have a smaller hole diameter than the outer second through hole 52. A step 53 is provided on the side facing the outside between the first through hole 51 and the second through hole 52 (FIG. 1). When a sealing material larger than the diameter of the first through hole 51 is inserted into the through hole 50, it can be temporarily placed at the step 53. A metal coating 24 is formed around the through hole 50 and the through hole 50. The metal coating 24 is a film that receives the laser beam so that the laser beam does not pass through the substrate. The metal coating 24 is formed to improve the adhesion between the substrate and the molten sealing material.
なお第１基板２０及び第２基板２２は材料に水晶を用いている。また貫通孔５０は第１基板２０に代えて第２基板２２に形成する構成とすることもできる。第１基板２０及び第２基板２２の材料に水晶を用いたが、これに限定されるものではなく、ガラスを適用しても良い。即ち、第１基板２０と第２基板２２の材料の組合せとして、水晶と水晶、水晶とガラス、ガラスと水晶、ガラスとガラス、等を適用することができる。 The first substrate 20 and the second substrate 22 use quartz as a material. The through hole 50 may be formed in the second substrate 22 instead of the first substrate 20. Although quartz is used as the material for the first substrate 20 and the second substrate 22, the present invention is not limited to this, and glass may be applied. That is, as a combination of materials of the first substrate 20 and the second substrate 22, crystal and crystal, crystal and glass, glass and crystal, glass and glass, and the like can be applied.
振動基板３０は、圧電振動片３２と、圧電振動片３２の外周を囲む外枠部３３から構成されている。振動基板３０は、材料に水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を用いることができる。なお、ここでは、振動基板３０の材料に水晶を選択し、振動基板３０は、一例として水晶の薄板をエッチングすることにより圧電振動片３２と外枠部３３を形成している。圧電振動片３２は、外枠部３３と接続する基部３１と、基部３１を基端として反対方向に延びる一対の振動腕３４，３５とを備えている。振動腕３４，３５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。長溝３４ａ，３５ａは各振動腕３４，３５の上下面に同様の形態で形成されている。この長溝３４ａ，３５ａにそれぞれ第１励振電極４１ｂ、第２励振電極４２ｂを形成することによって、振動腕３４，３５における磁界効率を向上させることができる。また振動腕３４，３５と基部３１の間には切欠き部又はくびれ部３６を形成している。このような構成により、圧電振動片３２の振動が基部３１側へ漏れることを防止して、ＣＩ値を低減することができる。 The vibration substrate 30 includes a piezoelectric vibrating piece 32 and an outer frame portion 33 that surrounds the outer periphery of the piezoelectric vibrating piece 32. The vibration substrate 30 can be made of a piezoelectric material such as quartz, lithium tantalate, or lithium niobate. Here, quartz is selected as the material of the vibration substrate 30, and the vibration substrate 30 forms the piezoelectric vibrating piece 32 and the outer frame portion 33 by etching a thin plate of crystal as an example. The piezoelectric vibrating piece 32 includes a base portion 31 connected to the outer frame portion 33 and a pair of vibrating arms 34 and 35 extending in opposite directions with the base portion 31 as a base end. The vibrating arms 34 and 35 may form long grooves 34a and 35a extending in the longitudinal direction, respectively. The long grooves 34a and 35a are formed in the same form on the upper and lower surfaces of the vibrating arms 34 and 35, respectively. By forming the first excitation electrode 41b and the second excitation electrode 42b in the long grooves 34a and 35a, respectively, the magnetic field efficiency in the vibrating arms 34 and 35 can be improved. Further, a notch portion or a constricted portion 36 is formed between the vibrating arms 34 and 35 and the base portion 31. With such a configuration, it is possible to prevent the vibration of the piezoelectric vibrating piece 32 from leaking to the base 31 side and reduce the CI value.
図１１に示すように振動基板３０の上面には、第１電極４１が形成されている。この第１電極４１は図１１に符号４１ａで示すように、振動基板３０の上面に引き回された第１接合用電極４１ａと、この第１接合用電極４１ａと接続されて、圧電振動片３２の基部３１の表面を通り、振動腕３４の両側面及び振動腕３５の上面と下面に引き回された第１励振電極４１ｂとを有している。 As shown in FIG. 11, the first electrode 41 is formed on the upper surface of the vibration substrate 30. 11, the first electrode 41 is connected to the first bonding electrode 41a routed on the upper surface of the vibration substrate 30, and the first bonding electrode 41a, so that the piezoelectric vibrating piece 32 is connected. The first excitation electrode 41b is passed through the surface of the base 31 and is routed to both side surfaces of the vibrating arm 34 and the upper and lower surfaces of the vibrating arm 35.
図１３に示すように振動基板３０の下面には、第２電極４２が形成されている。この第２電極４２は図１３の符号４２ａで示すように、振動基板３０の下面に引き回された第２接合用電極４２ａと、この第２接合用電極４２ａと接続されて、圧電振動片３２の基部３１の裏面を通り、振動腕３５の両側面及び振動腕３４の上面と下面に引き回された第２励振電極４２ｂとを有している。 As shown in FIG. 13, the second electrode 42 is formed on the lower surface of the vibration substrate 30. 13, the second electrode 42 is connected to the second bonding electrode 42a routed around the lower surface of the vibration substrate 30 and the second bonding electrode 42a, so that the piezoelectric vibrating piece 32 is connected. The second excitation electrode 42b is passed through the back surface of the base 31 and routed to both side surfaces of the vibrating arm 35 and the upper and lower surfaces of the vibrating arm 34.
ここで本実施形態の圧電デバイスのパッケージの接合は、一例として陽極接合を適用している。陽極接合は、平滑な表面をもつ面どうしで、その表面原子の結合を生じさせて接合する方法である。第１接合用電極４１ａと第２接合用電極４２ａは、それぞれ振動基板３０の両主面に、それぞれ第１基板２０と、第２基板２２を陽極接合するために用いる電極となる。第１励振電極４１ｂと第２励振電極４２ｂは、圧電振動片３２を駆動するために用いる電極となる。第１接合用電極４１ａと第２接合用電極４２ａと第１励振電極４１ｂと第２励振電極４２ｂは水晶により形成された振動基板３０の表面にクロム（Ｃｒ）層を形成し、その上に金（Ａｕ）層を設けた共通の構造を備えている。さらに第１接合用電極４１ａ及び第２接合用電極４２ａの部分は、金層の上に陽極接合のための金属被膜層として、例えば、アルミニウム（Ａｌ）層や、これに代えて、タングステン、シリコン、ニッケル、チタン等を被膜して形成することもできる。 Here, the anodic bonding is applied as an example to the bonding of the package of the piezoelectric device of the present embodiment. Anodic bonding is a method in which surfaces having smooth surfaces are bonded to each other by generating bonding of surface atoms. The first bonding electrode 41 a and the second bonding electrode 42 a are electrodes used for anodic bonding of the first substrate 20 and the second substrate 22 to both main surfaces of the vibration substrate 30, respectively. The first excitation electrode 41 b and the second excitation electrode 42 b are electrodes used to drive the piezoelectric vibrating piece 32. The first bonding electrode 41a, the second bonding electrode 42a, the first excitation electrode 41b, and the second excitation electrode 42b are formed by forming a chromium (Cr) layer on the surface of the vibration substrate 30 made of quartz, on which gold It has a common structure provided with an (Au) layer. Further, the first bonding electrode 41a and the second bonding electrode 42a are formed on the gold layer as a metal film layer for anodic bonding, for example, an aluminum (Al) layer, or instead of tungsten or silicon. It can also be formed by coating nickel, titanium or the like.
また図１４に示すように第１接合用電極４１ａは、図１４において左側の側面に側面電極４５ａとして、第２基板２２の底面まで引き回されて、この第２基板２２の底面の端部に設けた実装電極４５と接続されている。同様に、第２接合用電極４２ａは、図１４において右側の側面に側面電極４６ａとして、第２基板２２の底面まで引き回されて、この第２基板２２の底面の端部に設けた実装電極４６と接続されている。 As shown in FIG. 14, the first bonding electrode 41a is routed to the bottom surface of the second substrate 22 as a side electrode 45a on the left side surface in FIG. It is connected to the provided mounting electrode 45. Similarly, the second bonding electrode 42a is routed to the bottom surface of the second substrate 22 as a side electrode 46a on the right side surface in FIG. 14, and is mounted on the end of the bottom surface of the second substrate 22. 46 is connected.
このような構成の圧電デバイス１０の製造方法は、まず、第１基板２０、第２基板２２、振動基板３０を用意する。
第１基板２０及び第２基板２２は、水晶基板を用いて、外形に対応した耐蝕膜を予め形成し、その後エッチングにより外形を形成する。このとき第１基板２０は第１貫通孔５１も同時に形成することができる。次に第１基板２０及び第２基板２２の凹部２０ａ，２２ａを形成するために必要な耐蝕膜を予め形成し、その後ハーフエッチングにより凹部２０ａ，２２ａを形成する。また第２貫通孔５２に対応した耐蝕膜を予め形成し、その後ハーフエッチングにより第２貫通孔５２を形成する。なお、凹部２０ａ，２２ａを形成する手法として、エッチングの変わりにブラストを用いても良い。
In the manufacturing method of the piezoelectric device 10 having such a configuration, first, the first substrate 20, the second substrate 22, and the vibration substrate 30 are prepared.
For the first substrate 20 and the second substrate 22, a quartz substrate is used in advance to form a corrosion-resistant film corresponding to the outer shape, and then the outer shape is formed by etching. At this time, the first substrate 20 can also form the first through holes 51 at the same time. Next, a corrosion-resistant film necessary for forming the recesses 20a and 22a of the first substrate 20 and the second substrate 22 is formed in advance, and then the recesses 20a and 22a are formed by half etching. A corrosion-resistant film corresponding to the second through hole 52 is formed in advance, and then the second through hole 52 is formed by half etching. As a method for forming the recesses 20a and 22a, blasting may be used instead of etching.
振動基板３０は、水晶基板を用いて、外形に対応した耐蝕膜を予め形成し、その後、エッチングにより外形を形成する。耐蝕膜を剥離した後、第１電極４１及び第２電極４２を形成する。第１電極４１及び第２電極４２は、振動基板３０の該当する箇所にクロム層を形成し、その上に金層を設けた共通の構成を形成する。さらに第１接合用電極４１ａと第２接合用電極４２ａの部分には、金層の上に陽極接合のための金属被膜をスパッタリングや蒸着等により形成する。 The vibration substrate 30 uses a quartz substrate to previously form a corrosion-resistant film corresponding to the outer shape, and then forms the outer shape by etching. After peeling off the corrosion resistant film, the first electrode 41 and the second electrode 42 are formed. The first electrode 41 and the second electrode 42 form a common configuration in which a chromium layer is formed at a corresponding portion of the vibration substrate 30 and a gold layer is provided thereon. Further, a metal film for anodic bonding is formed on the gold layer by sputtering or vapor deposition on the first bonding electrode 41a and the second bonding electrode 42a.
次に第１基板２０と、第２基板２２と、振動基板３０を用いて陽極接合を行う。第１基板２０の外枠と、第２基板２２の外枠をそれぞれ、振動基板３０の第１接合用電極４１ａ及び第２接合用電極４２ａに密着させる。そして接合膜となる第１接合用電極４１ａ及び第２接合用電極４２ａ側が陽極となるように、直流電源３９から直流電圧を印加する。なお、第１基板２０と、第２基板２２と、振動基板３０との接合は、陽極接合に限らず、直接接合や、低融点ガラス等の接着手段により接合しても良い。 Next, anodic bonding is performed using the first substrate 20, the second substrate 22, and the vibration substrate 30. The outer frame of the first substrate 20 and the outer frame of the second substrate 22 are brought into close contact with the first bonding electrode 41a and the second bonding electrode 42a of the vibration substrate 30, respectively. Then, a DC voltage is applied from the DC power supply 39 so that the first bonding electrode 41a and the second bonding electrode 42a side serving as bonding films become anodes. The first substrate 20, the second substrate 22, and the vibration substrate 30 are not limited to anodic bonding, but may be bonded directly or by an adhesive means such as low-melting glass.
本発明のパッケージの封止方法は真空チャンバー内で次のように行う。図９はパッケージの封止方法の説明図である。図示のように基板７０上に複数のパッケージ７２が等間隔に配列されている。基板７０は図示しない移動手段によって矢印ａ方向に移動させている。基板７０上には、第１照射手段８０と第２照射手段８２を備えた固定手段８７が所定間隔を開けて配置されている。第１照射手段８０及び第２照射手段８２は、ケーブルを介してレーザー光源８８に接続している。レーザー光源８８は制御部８９と電気的に接続し、レーザー光の出力を制御することができる。 The package sealing method of the present invention is performed as follows in a vacuum chamber. FIG. 9 is an explanatory diagram of a package sealing method. As illustrated, a plurality of packages 72 are arranged on the substrate 70 at equal intervals. The substrate 70 is moved in the direction of arrow a by moving means (not shown). On the substrate 70, a fixing means 87 including a first irradiation means 80 and a second irradiation means 82 is disposed at a predetermined interval. The 1st irradiation means 80 and the 2nd irradiation means 82 are connected to the laser light source 88 via the cable. The laser light source 88 is electrically connected to the control unit 89 and can control the output of the laser light.
図１は封止方法の第１照射工程の説明図である。図８は第１照射工程及び第２照射工程の説明図であり、各照射径及び封止材の平面図を示している。
封止材６０は、貫通孔５０の第１貫通孔５１の内径よりも大きく、第２貫通孔５２の内径よりも小さい外径（直径）に設定している。封止材６０は球形にすることで、第１貫通孔５１上で転がることなく容易に固定でき、レーザー光の照射箇所を位置決めすることができる。封止材６０は、第１基板２０と接合し易い材料であることが好ましく、一例としてＡｕ−Ｓｎ合金やＡｕ−Ｇｅ合金を用いることができる。このような封止材６０を貫通孔５０に挿入し、金属被膜２４に接するように配置する。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the first irradiation step of the sealing method. FIG. 8 is an explanatory diagram of the first irradiation process and the second irradiation process, and shows a plan view of each irradiation diameter and sealing material.
The sealing material 60 is set to have an outer diameter (diameter) that is larger than the inner diameter of the first through hole 51 of the through hole 50 and smaller than the inner diameter of the second through hole 52. By making the sealing material 60 into a spherical shape, the sealing material 60 can be easily fixed without rolling on the first through-hole 51, and the position where the laser beam is irradiated can be positioned. The sealing material 60 is preferably a material that can be easily bonded to the first substrate 20. For example, an Au—Sn alloy or an Au—Ge alloy can be used. Such a sealing material 60 is inserted into the through hole 50 and disposed so as to be in contact with the metal coating 24.
第１照射手段８０は、平面視したパッケージの貫通孔５０を中心とする鉛直線から外れた斜め上方向から斜め下方の貫通孔５０の封止領域の金属被膜２４へレーザー光を照射するように設置している。本実施形態の封止領域とは、貫通孔５０と貫通孔５０の周辺など、封止材６０が溶融して固化する周辺領域をいう。第１照射手段８０から貫通孔５０の封止領域の金属被膜２４に向けて第１レーザー光を照射する。第１レーザー光は、図８に示すように封止材６０の外形よりも大きい照射径とし、かつ封止材６０の溶融温度よりも低い温度となるように設定している。これにより、貫通孔５０へ封止材６０を挿入する第１基板２０の主面側（外表面）から直に封止領域を効率良く予熱することができる。 The first irradiating means 80 irradiates the metal film 24 in the sealing region of the through hole 50 obliquely downward from an obliquely upward direction deviating from the vertical line centering on the through hole 50 of the package in plan view. It is installed. The sealing region in the present embodiment refers to a peripheral region where the sealing material 60 is melted and solidified, such as the periphery of the through hole 50 and the through hole 50. The first laser beam is irradiated from the first irradiation means 80 toward the metal film 24 in the sealing region of the through hole 50. As shown in FIG. 8, the first laser light is set to have an irradiation diameter larger than the outer shape of the sealing material 60 and a temperature lower than the melting temperature of the sealing material 60. Thereby, the sealing region can be efficiently preheated directly from the main surface side (outer surface) of the first substrate 20 into which the sealing material 60 is inserted into the through hole 50.
図２は封止方法の第２照射工程の説明図である。
第２照射手段８２は、平面視したパッケージの貫通孔５０の鉛直線上から直下の封止材６０にレーザー光を照射するように設置している。第２照射手段８２から封止材６０に第２レーザー光を照射する。第２レーザー光は、図８に示すように封止材６０の外径よりも小さい照射径とし、かつ第１レーザー光よりも高い温度、一例として封止材６０の融点以上の温度となるように設定している。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the second irradiation step of the sealing method.
The 2nd irradiation means 82 is installed so that a laser beam may be irradiated to the sealing material 60 just under from the perpendicular line of the through-hole 50 of the package by planar view. The second laser light is irradiated from the second irradiation means 82 to the sealing material 60. As shown in FIG. 8, the second laser light has an irradiation diameter smaller than the outer diameter of the sealing material 60 and a temperature higher than the first laser light, for example, a temperature equal to or higher than the melting point of the sealing material 60. Is set.
このような本発明のパッケージの封止方法によれば、貫通孔５０へ封止材６０を挿入する第１基板２０の外部側から直に封止領域の金属被膜を加熱することにより、パッケージが熱伝導率の低い材質であっても、短時間で加熱することができる。 According to such a method for sealing a package of the present invention, the metal film in the sealing region is directly heated from the outside of the first substrate 20 into which the sealing material 60 is inserted into the through-hole 50, whereby the package is formed. Even a material with low thermal conductivity can be heated in a short time.
次に変形例１の封止方法について以下説明する。図３は変形例１の第１照射手段の説明図である。図４は変形例１の第２照射手段の説明図である。変形例１の封止方法は、第１照射手段と第２照射手段を単一の照射手段８４とし、絞りを用いてその焦点を調節することにより第１照射工程と第２照射工程を行っている。具体的に変形例１の照射手段８４は、平面視したパッケージの貫通孔５０の鉛直線上から直下の貫通孔５０の封止領域の金属被膜２４にレーザー光を照射するように配置している。そして、第１レーザー光は、封止材６０の外形よりも大きい照射径とし、かつ封止材６０の溶融温度よりも低い温度の出力となるように設定している。これにより、貫通孔５０へ封止材６０を挿入する第１基板２０の外部側から効率良く予熱することができる。 Next, the sealing method of the modification 1 is demonstrated below. FIG. 3 is an explanatory diagram of the first irradiation means of the first modification. FIG. 4 is an explanatory diagram of the second irradiation means of the first modification. In the sealing method of the first modified example, the first irradiation unit and the second irradiation unit are used as a single irradiation unit 84, and the focus is adjusted using a diaphragm to perform the first irradiation step and the second irradiation step. Yes. Specifically, the irradiation means 84 of Modification 1 is disposed so as to irradiate the metal film 24 in the sealing region of the through hole 50 immediately below the vertical line of the through hole 50 of the package in plan view. The first laser beam is set so as to have an irradiation diameter larger than the outer shape of the sealing material 60 and an output having a temperature lower than the melting temperature of the sealing material 60. Thereby, it can preheat efficiently from the exterior side of the 1st board | substrate 20 which inserts the sealing material 60 in the through-hole 50. FIG.
また第２レーザー光は、封止材６０の外径よりも小さい照射径とし、かつ封止材６０の融点以上の温度となるように設定している。
このような変形例１の封止方法によれば、貫通孔５０へ封止材６０を挿入するパッケージの外部側から封止領域を予熱することにより、パッケージが熱伝導率の低い材質であっても、短時間で加熱することができる。また照射手段を一元化して装置構成を簡略化でき、レーザー光を容易に照射して貫通孔５０を封止することができる。
Further, the second laser light is set to have an irradiation diameter smaller than the outer diameter of the sealing material 60 and a temperature equal to or higher than the melting point of the sealing material 60.
According to the sealing method of the first modification, the package is made of a material having low thermal conductivity by preheating the sealing region from the outside of the package in which the sealing material 60 is inserted into the through hole 50. Can be heated in a short time. Further, the irradiation unit can be unified to simplify the apparatus configuration, and the laser beam can be easily irradiated to seal the through hole 50.
次に変形例２の封止方法について以下説明する。図５は変形例２の第１照射手段の説明図である。図６は変形例２の第２照射手段の説明図である。変形例２の封止方法は、第１照射手段と第２照射手段を単一の照射手段８５とし、レーザー光の照射上にフィルタ８６を設置して、第１照射工程と第２照射工程を行っている。具体的に変形例２の照射手段８５は、平面視したパッケージの貫通孔５０の鉛直線上から直下の封止材６０にレーザー光を照射するように配置している。本実施形態の変形例２の照射手段８５は、封止材６０を溶融可能な第２レーザー光を出力できるように予め設定している。そして第１レーザー光は、レーザー光の照射上にフィルタ８６を配置している。フィルタ８６は、レーザー光を拡散して照射径を拡げる拡散フィルタや、レーザー光の一部を遮光する遮光フィルタなどを用いることができる。このレーザー光の拡散によりレーザー光の出力を封止材６０の溶融温度よりも低い温度の出力に設定することができる。これにより、第１照射工程では第２レーザー光の照射径を拡げて第１レーザー光として封止材６０に照射させて封止領域を予熱することができる。 Next, the sealing method of the modification 2 is demonstrated below. FIG. 5 is an explanatory diagram of the first irradiation means of the second modification. FIG. 6 is an explanatory diagram of the second irradiation means of the second modification. In the sealing method of Modification 2, the first irradiation unit and the second irradiation unit are set as a single irradiation unit 85, a filter 86 is installed on the laser beam irradiation, and the first irradiation step and the second irradiation step are performed. Is going. Specifically, the irradiating means 85 of Modification 2 is arranged so as to irradiate the sealing material 60 directly below the vertical line of the through-hole 50 of the package in plan view. The irradiation means 85 of the modification 2 of this embodiment is preset so that the 2nd laser beam which can fuse | melt the sealing material 60 can be output. And the filter 86 is arrange | positioned on the 1st laser beam on irradiation of a laser beam. The filter 86 may be a diffusion filter that diffuses laser light to widen the irradiation diameter, a light shielding filter that blocks part of the laser light, or the like. Due to the diffusion of the laser light, the output of the laser light can be set to an output having a temperature lower than the melting temperature of the sealing material 60. Thereby, at the 1st irradiation process, the irradiation diameter of the 2nd laser beam can be expanded and the sealing material 60 can be irradiated as 1st laser beam, and the sealing area | region can be preheated.
第２照射工程は、フィルタ８６を照射手段８５の照射上から外して第２レーザー光を封止材６０に照射させている。なおフィルタ８６に代えて集光レンズを用いれば、第２レーザー光から第１レーザー光を出力するように構成してもよい。 In the second irradiation step, the filter 86 is removed from the irradiation of the irradiation unit 85 and the sealing material 60 is irradiated with the second laser light. If a condensing lens is used instead of the filter 86, the first laser beam may be output from the second laser beam.
このような変形例２の封止方法によれば、貫通孔５０へ封止材６０を挿入する側の主面から封止領域の金属被膜を予熱することにより、パッケージが熱伝導率の低い材質であっても、短時間で加熱することができる。また照射手段を一元化して装置構成を簡略化できる。また照射手段の照射径の設定を第１レーザー光又は第２レーザー光の何れか一方とし、拡散フィルタ又は集光レンズを用いていずれか他方のレーザー光を照射させることにより、照射手段のレーザー光の設定を簡略化することができる。 According to the sealing method of Modification 2 as described above, the metal film in the sealing region is preheated from the main surface on the side where the sealing material 60 is inserted into the through hole 50, so that the package has a low thermal conductivity. Even so, it can be heated in a short time. Further, the apparatus configuration can be simplified by unifying the irradiation means. In addition, the irradiation diameter of the irradiation unit is set to either the first laser beam or the second laser beam, and the laser beam of the irradiation unit is irradiated by irradiating the other laser beam using a diffusion filter or a condenser lens. Can be simplified.
次に変形例３の封止方法について以下説明する。図７は変形例３の説明図である。変形例３の照射手段８７は、平面視したパッケージの貫通孔５０の鉛直線上から直下の封止材６０にレーザー光を照射するように配置している。第１照射工程は、封止材６０の融点温度よりも低い温度となる第１レーザー光を照射している。封止材６０は金属被膜２４と接しているため、封止領域に予熱のための熱が伝わり易い。従って照射径を封止材６０の外径よりも小さくしても封止材６０から金属被膜２４を介して第１基板２０を予熱することができる。 Next, the sealing method of the modification 3 is demonstrated below. FIG. 7 is an explanatory diagram of the third modification. The irradiation means 87 of the modification 3 is arrange | positioned so that a laser beam may be irradiated to the sealing material 60 just under from the perpendicular line of the through-hole 50 of the package by planar view. In the first irradiation step, the first laser beam that is lower than the melting point temperature of the sealing material 60 is irradiated. Since the sealing material 60 is in contact with the metal coating 24, heat for preheating is easily transmitted to the sealing region. Therefore, even if the irradiation diameter is smaller than the outer diameter of the sealing material 60, the first substrate 20 can be preheated from the sealing material 60 through the metal coating 24.
また第２レーザー光は、第１レーザー光と同様に封止材６０の外径よりも小さい照射径に設定している。そして封止材６０の融点以上の温度となるように設定している。 The second laser beam is set to an irradiation diameter smaller than the outer diameter of the sealing material 60 as in the first laser beam. And it sets so that it may become the temperature more than melting | fusing point of the sealing material 60. FIG.
このような変形例３の封止方法によれば、貫通孔５０へ封止材６０を挿入する側の主面から封止領域の金属被膜を加熱することにより、パッケージが熱伝導率の低い材質であっても、短時間で加熱することができる。また照射手段を一元化して装置構成を簡略化できる。 According to the sealing method of Modification 3 as described above, the package is made of a material having low thermal conductivity by heating the metal film in the sealing region from the main surface on the side where the sealing material 60 is inserted into the through hole 50. Even so, it can be heated in a short time. Further, the apparatus configuration can be simplified by unifying the irradiation means.
本発明のパッケージの封止方法は、外部電極と接続する貫通電極を貫通孔に設けた構成であっても適用することができる。図１５は貫通電極を備えた圧電デバイスの封止方法の説明図である。圧電デバイス９０は、振動体基板９３と第１基板９１と第２基板９２の接合面を重ね合わせて積層体とし、ＴＬＰ接合により接合している。 The package sealing method of the present invention can be applied even if the through-hole connected to the external electrode is provided in the through-hole. FIG. 15 is an explanatory diagram of a method for sealing a piezoelectric device having a through electrode. The piezoelectric device 90 is formed by stacking the bonding surfaces of the vibrating body substrate 93, the first substrate 91, and the second substrate 92 to form a laminated body and bonded by TLP bonding.
圧電デバイス９０の封止方法は、真空チャンバー内で次のように行う。貫通孔９４と封止材９５の間に金属被膜９６が形成されているため、変形例３の封止方法に従って以下説明する。照射手段９７は、平面視したパッケージの貫通孔９４の鉛直線上から直下の貫通孔９４の封止領域にレーザー光を照射するように配置している。第１照射工程は、封止材９５の融点温度よりも低い温度となる第１レーザー光を照射している。封止材９５は金属被膜９６と接しているため、予熱のための熱が伝わり易い。従って照射径を封止材９５の外径よりも小さくしても封止材９５から金属被膜９６を介して封止領域を予熱することができる。 The sealing method of the piezoelectric device 90 is performed as follows in a vacuum chamber. Since the metal film 96 is formed between the through hole 94 and the sealing material 95, the following description will be given according to the sealing method of the third modification. The irradiating means 97 is arranged so as to irradiate the sealing region of the through hole 94 directly below the vertical line of the through hole 94 of the package in plan view. In the first irradiation step, the first laser beam that is lower than the melting point temperature of the sealing material 95 is irradiated. Since the sealing material 95 is in contact with the metal coating 96, heat for preheating is easily transmitted. Therefore, even if the irradiation diameter is smaller than the outer diameter of the sealing material 95, the sealing region can be preheated from the sealing material 95 through the metal coating 96.
また第２レーザー光は、第１レーザー光と同様に封止材９５の外径よりも小さい照射径に設定している。そして封止材９５の融点以上の温度となるように設定している。 The second laser light is set to an irradiation diameter smaller than the outer diameter of the sealing material 95 as in the first laser light. And it sets so that it may become the temperature more than melting | fusing point of the sealing material 95. FIG.
封止材９５が溶融した貫通電極９８は、振動体基板９３の接続電極９９と電気的に接続している。そして貫通電極９８が形成された貫通孔内の金属被膜９６と電気的に接続する外部電極１００を蒸着法又はスパッタ法により形成する。
なお第２レーザー光は、照射径を変える代わりに、パワー出力だけを封止材の溶融温度よりも高い温度となるように設定するようにしても良い。
The through electrode 98 in which the sealing material 95 is melted is electrically connected to the connection electrode 99 of the vibrator substrate 93. Then, the external electrode 100 that is electrically connected to the metal coating 96 in the through hole in which the through electrode 98 is formed is formed by vapor deposition or sputtering.
The second laser beam may be set so that only the power output is higher than the melting temperature of the sealing material instead of changing the irradiation diameter.
このような本発明のパッケージの封止方法によれば、貫通孔９４へ封止材９５を挿入する第１基板９１の主面側から直に貫通孔９４の封止領域を予熱することにより、パッケージが熱伝導率の低い材質であっても、短時間で加熱することができる。 According to the package sealing method of the present invention, by preheating the sealing region of the through hole 94 directly from the main surface side of the first substrate 91 in which the sealing material 95 is inserted into the through hole 94, Even if the package is made of a material having low thermal conductivity, it can be heated in a short time.
以上、本発明は、圧電振動子を例に説明したが、これに限らず、圧力センサーのような物理量センサーにも広く適用できることはいうまでもない。図１６は圧力センサーの概略分解斜視図である。図１７は圧力センサーの断面図である。図示のような圧力センサー１２は、第１基板２００をダイアフラムとし、第２基板２２０をベース基板とした。中間層の振動基板３００の圧電振動片は、例えば、一対の基部３０２を両端に設けた感圧素子として、双音叉振動子３０４を採用し、前記一対の基部３０２は前記ダイアフラムの可撓部２２２に設けた一対の支持部２２４に固定している。貫通孔５０は第２基板２２０（ベース基板）に設けている。 As described above, the present invention has been described by taking the piezoelectric vibrator as an example. However, the present invention is not limited thereto, and it is needless to say that the present invention can be widely applied to a physical quantity sensor such as a pressure sensor. FIG. 16 is a schematic exploded perspective view of the pressure sensor. FIG. 17 is a cross-sectional view of the pressure sensor. In the pressure sensor 12 as shown in the drawing, the first substrate 200 is a diaphragm, and the second substrate 220 is a base substrate. The piezoelectric vibrating piece of the vibration substrate 300 of the intermediate layer employs, for example, a double tuning fork vibrator 304 as a pressure sensitive element having a pair of base portions 302 provided at both ends, and the pair of base portions 302 is the flexible portion 222 of the diaphragm. It is fixed to a pair of support portions 224 provided in. The through hole 50 is provided in the second substrate 220 (base substrate).
このような構成の圧力センサー１２であっても、貫通孔５０へ封止材を挿入する第２基板２２０の外部側から直に封止領域の金属被膜を加熱することにより、パッケージが熱伝導率の低い材質であっても、短時間で加熱することができる。 Even in the pressure sensor 12 having such a configuration, the package is thermally conductive by heating the metal film in the sealing region directly from the outside of the second substrate 220 into which the sealing material is inserted into the through hole 50. Even a low material can be heated in a short time.
１０………圧電デバイス、２０，２００………第１基板、２２，２２０………第２基板、２４………金属被膜、３０，３００………振動基板、３１………基部、３２………圧電振動片、３３………外枠部、３４，３５………振動腕、３６………くびれ部、４１………第１電極、４２………第２電極、４５，４６………実装電極、５０………貫通孔、５１………第１貫通孔、５２………第２貫通孔、６０………封止材、７０………基板、７２………パッケージ、８０………第１照射手段、８２………第２照射手段、８４………照射手段、８５………照射手段、８６………フィルタ、８７………固定手段、８８………レーザー光源、８９………制御部、９０………圧電デバイス、９１………第１基板、９２………第２基板、９３………振動体基板、９４………貫通孔、９５………封止材、９６………金属被膜、９７………照射手段、９８………貫通電極、９９………接続電極、１００………外部電極。 10 .... Piezoelectric device, 20, 200 ......... First substrate, 22,220 ......... Second substrate, 24 ......... Metal coating, 30,300 ......... Vibrating substrate, 31 ......... Base, 32 ......... Piezoelectric vibrating piece, 33 ......... Outer frame part, 34, 35 ......... Vibrating arm, 36 ......... Constriction part, 41 ......... First electrode, 42 ......... Second electrode, 45,46 ......... Mounting electrode, 50 ......... Through hole, 51 ......... First through hole, 52 ......... Second through hole, 60 ......... Sealant, 70 ...... Substrate, 72 ......... Package , 80... First irradiation means 82... Second irradiation means 84... Irradiation means 85... Irradiation means 86... Filter, 87. Laser light source 89 ... Control unit 90 ... Piezoelectric device 91 ... First substrate 92 ... Second substrate 93 ... Vibration substrate 94 ......... through hole, 95 ......... sealant, 96 ......... metal coating 97 ......... irradiating means 98 ......... through electrode 99 ......... connection electrodes, 100 ......... external electrodes.
Claims (8)
前記パッケージにおける前記貫通孔の外部側開口部の周辺領域に金属被膜を設け、
封止材を前記金属被膜に接するように前記貫通孔に配置し、
前記封止材を配置する前記パッケージの外部側から第１レーザー光を前記金属被膜に照射する第１照射工程と、
第２レーザー光を前記封止材に照射して前記封止材を溶融させる第２照射工程と、
を有することを特徴とするパッケージの封止方法。 In a sealing method for a package having a through hole that communicates the internal space with the outside,
A metal film is provided in a peripheral region of the outer opening of the through hole in the package,
A sealing material is disposed in the through hole so as to be in contact with the metal coating,
A first irradiation step of irradiating the metal film with a first laser beam from the outside of the package in which the sealing material is disposed;
A second irradiation step of irradiating the sealing material with a second laser beam to melt the sealing material;
A package sealing method characterized by comprising:
前記第２レーザー光の照射径は前記封止材の外径よりも小さい前記第２レーザー光を前記封止材の外径の範囲内に収まるように照射したことを特徴とする請求項１に記載のパッケージの封止方法。 The irradiation diameter of the first laser light is larger than the outer diameter of the sealing material,
The irradiation diameter of the second laser light is irradiated so that the second laser light is smaller than the outer diameter of the sealing material so as to be within the range of the outer diameter of the sealing material. The package sealing method described.
前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが連通したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のパッケージの封止方法。 The through hole is composed of a first through hole and a second through hole having different hole diameters,
6. The package sealing method according to claim 1, wherein the first through hole and the second through hole communicate with each other.
前記第２貫通孔の孔径が前記第１貫通孔の孔径よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のパッケージの封止方法。 The second through hole is disposed on the outside side,
The package sealing method according to claim 1, wherein a hole diameter of the second through hole is larger than a hole diameter of the first through hole.
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