JP2003197794A

JP2003197794A - 電子部品用パッケージ

Info

Publication number: JP2003197794A
Application number: JP2001395907A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Murakami; 達也村上
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザー捺印によるセラミックパッケージへ
のクラック、破壊等のダメージを与えることなく、レー
ザー捺印による識別マークの鮮明度を向上させるととも
に、薄物のセラミックパッケージにも対応でき、小形
化、低背化が行える。【解決手段】電子素子を搭載するセラミック基体１
と、搭載された電子素子を気密封止するセラミック蓋２
とを具備してなる電子部品用パッケージであって、前記
セラミック基体、またはセラミック蓋の少なくとも１平
面の上面には、前記セラミック基体、またはセラミック
蓋と色合いの異なる有色膜Ｈ１が形成されており、当該
有色膜のみを焼失させる程度の低パワーでレーザーを照
射して、前記セラミック基体、またはセラミック蓋の１
部が露出した識別マークＭを形成してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子部品用セラミッ
クパッケージに識別マークを形成する構成に関するもの
であり、特に、圧電振動子や圧電フィルタなどの圧電振
動デバイス用パッケージに適用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】気密封止を必要とする電子部品用パッケ
ージの例として、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振
器あるいはＳＡＷフィルタ等の圧電振動デバイス用パッ
ケージがあげられる。これらはいずれも水晶振動板（圧
電振動板）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。

【０００３】これら圧電振動デバイス製品は部品の表面
実装化の要求から、セラミックパッケージ（一般的には
アルミナ含有量が９０％前後であり、素地が黒色のセラ
ミック）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
基体と蓋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、樹脂接合、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があげられ
るが、よく用いられる接合方法の１つとして、低融点ガ
ラスによる気密封止がある。

【０００４】この低融点ガラスによる気密封止は、封止
に伴う部品コストの低下が可能であり、しかも接合の
際、多数個の接合を一括して行えるバッチ処理が可能と
なるため、製造コストも低下できる。また、パッケージ
の封止構成が比較的単純であるため、小型化、低背化に
対応させやすく、電子素子の収容領域も比較的広く確保
できるといった利点を有している。

【０００５】特に、厚みすべり振動する表面実装型水晶
振動子の場合、水晶振動素子のサイズが比較的大きな低
周波タイプのものに使用されることが多く、パッケージ
としても薄型かつ比較的幅広の形態をとっている。

【０００６】また、上述のようなセラミックパッケージ
製品では、その蓋の上面部や基体の底面部、側面部の１
部等に、製造会社名、製造品名、製造ロットナンバーな
どの識別マークが捺印される。この識別マークのマーキ
ング手段としては、近年、インクを用いたオフセット捺
印に代わり、レーザーなどを照射するレーザー捺印が普
及している。これは、オフセット捺印に比べて、捺印ス
ピードが極めて早くかつ正確に行え、捺印も消えにく
い。また、刻印がいらず、捺印工程を短縮できるといっ
たレーザー捺印に特有の利点があるからである。

【０００７】しかしながら、セラミックパッケージで
は、レーザー捺印による識別マークは不鮮明になりやす
く、鮮明度を向上させるために、レーザーのパワーを上
げてセラミックパッケージを焼失させる必要があった。
レーザーのパワーを上げてセラミックパッケージを焼失
させると、セラミック基体とセラミック蓋の封止部分に
クラックが入ったり、薄物のセラミックパッケージでは
セラミック自体が破壊されることもあった。特に、ガラ
ス封止製品ではガラス封止部分にクラックが入りやす
く、最悪の場合、気密不良などを招くこともあった。ま
た、レーザー捺印による識別マークは、薄物のセラミッ
クパッケージに対応できず、セラミックパッケージ小形
化、低背化の妨げとなっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたもので、レーザー捺印によるセ
ラミックパッケージへのクラック、破壊等のダメージを
与えることなく、レーザー捺印による識別マークの鮮明
度を向上させるとともに、薄物のセラミックパッケージ
にも対応でき、小形化、低背化が行える電子部品用パッ
ケージを提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は請求項１に示すように、電子素子を搭載す
るセラミック基体と、搭載された電子素子を気密封止す
るセラミック蓋とを具備してなる電子部品用パッケージ
であって、前記セラミック基体、またはセラミック蓋の
少なくとも１平面の上面には、前記セラミック基体、ま
たはセラミック蓋と色合いの異なる有色膜が形成されて
おり、当該有色膜のみを焼失させる程度の低パワーでレ
ーザーを照射して、前記セラミック基体、またはセラミ
ック蓋の１部が露出した識別マークを形成してなること
を特徴とする。

【００１０】また、特許請求項２に示すように、上述の
構成に加え、前記セラミック基体と前記セラミック蓋と
はガラス封止されてなることを特徴とする。

【００１１】また、特許請求項３に示すように、上述の
構成に加え、前記識別マークを形成してなるセラミック
基体、あるいは前記識別マークを形成してなるセラミッ
ク蓋の少なくとも一方は、白色の高純度アルミナセラミ
ックで構成し、暗色の有色膜が形成されてなることを特
徴とする。

【００１２】また、特許請求項４に示すように、上述の
構成に加え、前記セラミック蓋の上面に識別マークを形
成してなり、当該セラミック蓋は、白色の高純度アルミ
ナセラミックで構成し、暗色の有色膜が形成されてなる
とともに、そのセラミック蓋を０．２５mmより薄く形成
してなることを特徴とする。

【００１３】

【発明の効果】本発明の特許請求項１により、有色膜は
識別マークが形成される部分でレーザー照射されて焼失
され、有色膜と色合いの異なるセラミック基体、あるい
はセラミック蓋の素地が露出した識別マークが施される
ので、当該識別マークと有色膜とのコントラストがよく
なり、より鮮明に識別マークが表記できる。また、当該
有色膜のみを焼失させる程度の低パワーでレーザーを照
射するので、セラミックにレーザーが照射されたとして
も、セラミックが晶質化を伴わない溶融となり、レーザ
ー捺印によるセラミックパッケージへのクラック、破壊
等のダメージを与えることもない。

【００１４】本発明の特許請求項２により、上述の作用
効果に加え、レーザー捺印をガラス封止製品に適用して
もガラス封止部分にクラックが入りことがなくなり、気
密不良などを防止する。

【００１５】本発明の特許請求項３により、上述の作用
効果に加え、少なくとも識別マークを形成してなるセラ
ミック基体、あるいはセラミック蓋を白色の高純度アル
ミナセラミックで構成することで、従来のセラミックパ
ッケージに比べて、高密度、高強度のセラミックパッケ
ージが得られる。そして、高密度、高強度のセラミック
パッケージであるため、パッケージ素材としての気密性
が向上し、しかもレーザー捺印によるクラック、破壊の
影響も飛躍的に低減できる。また、前記セラミックパッ
ケージでは、暗色の有色膜中に白色の識別マークを施す
ので、識別マークの鮮明度が向上される。

【００１６】本発明の特許請求項４により、上述の作用
効果に加え、セラミックパッケージのさらなる小形化、
低背化を実現できる。また、電子部品用セラミックパッ
ケージとしては、最も目に付きやすいセラミック蓋の上
面に識別マークを形成し、かつ当該セラミック蓋では、
暗色の有色膜中に白色の識別マークを施すので、識別マ
ークの認識度、鮮明度が飛躍的に向上する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態による電
子部品用パッケージとして、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は本発明の
第１の実施形態を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−
Ａ断面図である。

【００１８】表面実装型水晶振動子は、全体として直方
体形状で、平板形状のセラミック基体１と、当該基体の
上面に搭載される電子素子としての水晶振動板３と、こ
れらの上部に被せる逆凹形に開口したセラミック蓋２と
からなる。この蓋の逆凹部分により、水晶振動素子の収
容スペース（搭載スペース）を形成している。

【００１９】セラミック基体１は、素地が黒色のセラミ
ック（例えば、アルミナ含有用が９０％）により、平板
形状に構成されいる。セラミック基体の封止エリア１１
には、封止用の低融点ガラスＧが印刷形成されている。
セラミック基体の水晶振動素子搭載面１２には、短辺方
向に並んで電極パッド１３，１４（１３は図示せず）が
形成されている。これら電極パッドは連結電極１５，１
６（１５は図示せず）を介して、セラミック基体の底面
に引出電極１７，１８（１７は図示せず）として電気的
に引き出されている。前記電極パッド１３，１４には、
矩形の水晶振動板３が搭載され、その長辺方向の一端が
片持ち支持されている。水晶振動板３の表裏面には図示
していないが一対の励振電極が形成され、各々電極パッ
ド１３，１４部分に引き出されており、導電性接合材Ｓ
により導電接合されている。前述の電極パッド１３，１
４、連結電極１５，１６、および引出電極１７，１８
は、メタライズにより形成される。

【００２０】セラミック蓋２は、素地が黒色のセラミッ
ク（例えば、アルミナ含有用が９０％）により、断面で
見て逆凹形状に形成され、開口端部２１と被覆面部２２
を具備している。これらの形状は、セラミック積層技術
により容易に作成することができる。前記開口端部２１
には、封止用の低融点ガラスＧが印刷形成されており、
前記被覆面部２２の上面には、不滅インク等からなる白
色の有色膜Ｈ１が形成されている。

【００２１】そして、前記セラミック基体の封止エリア
１１の上に、前記セラミック蓋の開口端部２１を搭載
し、この状態で加熱炉に所定時間投入し、低融点ガラス
Ｇを溶融させ、その後常温に冷やすことで前記低融点ガ
ラスを硬化し、気密封止される。なお、前記有色膜は気
密封止された後に形成してもよい。

【００２２】前記気密封止された水晶振動子パッケージ
は、前記セラミック蓋の上面に、製造会社名、製造品
名、製造ロットナンバーなどの識別マークＭがレーザー
捺印される。本発明の第１の実施形態では、蓋２の上面
部に形成された前記白色の有色膜Ｈ１のみを焼失させる
低パワーでレーザーを照射して、蓋の素地（黒色）を露
出させて識別マークＭを形成している。前記レーザーの
パワーとしては、通常のパワー１５〜１６mAに対して、
１２〜１３mAとしており、通常パワーの７０％〜９０％
程度に下げればよい。

【００２３】上記第１の実施例では、有色膜として、黒
色のセラミックパッケージ（蓋）と色合いの異なる白色
を例にしたが、黒色に対してコントラストの優れた明色
であれば好ましい。黄色、赤色などであっても特に問題
はない。また有色膜は、識別マークが形成される蓋の上
面のみに形成しているが、蓋全体、あるいは基体を含め
たパッケージ全体に有色膜を形成してもよい。

【００２４】本発明の第２の実施形態による電子部品用
パッケージとして、表面実装型の水晶振動子を例にとり
図３、図４とともに説明する。図３は本発明の第２の実
施形態を示す斜視図であり、図４は図３のＢ−Ｂ断面図
である。なお、第１の実施形態と同様の部分については
同番号を付すとともに、説明の１部を割愛した。

【００２５】表面実装型水晶振動子は、全体として直方
体形状で、平板形状のセラミック基体１と、当該基体の
上面に搭載される電子素子としての水晶振動板３と、こ
れらの上部に被せる逆凹形に開口したセラミック蓋４と
からなる。この蓋の逆凹部分により、水晶振動素子の収
容スペース（搭載スペース）を形成している。

【００２６】セラミック蓋４は、素地が白色の高純度ア
ルミナセラミック（例えば、アルミナ含有用が９６％）
により、断面で見て逆凹形状に形成され、開口端部４１
と被覆面部４２を具備している。これらの形状は、セラ
ミック積層技術により容易に作成することができる。前
記開口端部４１には、封止用の低融点ガラスＧが印刷形
成されており、前記被覆面部４２の上面には、不滅イン
ク等からなる黒色（暗色）の有色膜Ｈ２が形成されてい
る。また、当該セラミック蓋の被覆面部４２は、その厚
みを０．１５mmに形成した。このため、一般的なガラス
封止セラミックパッケージにおける蓋の厚み０．２５mm
に対して、０．１mmの低背化が可能となった。

【００２７】本発明の実施形態の蓋は、高純度アルミナ
セラミックで構成しているため、当該蓋を０．１mm以上
の厚みとし、かつ０．２５mmより薄く構成することで、
パッケージ蓋としての気密性を低下させることなく低背
化を実現できる。この蓋を、０．１mmより薄く形成する
と、蓋の曲げ強度が低下して、蓋の反りを招き、パッケ
ージの蓋としての気密性が著しく低下するといった問題
点がある。一方、この蓋を、０．２５mm以上の厚みで形
成すると、従来の一般的なガラス封止セラミックパッケ
ージにおける蓋の厚み０．２５mmに対して低背化が実現
できず、高純度アルミナセラミックを用いる利点が得ら
れない。

【００２８】そして、前記セラミック基体の封止エリア
１１の上に、前記セラミック蓋の開口端部４１を搭載
し、この状態で加熱炉に所定時間投入し、低融点ガラス
Ｇを溶融させ、その後常温に冷やすことで前記低融点ガ
ラスを硬化し、気密封止される。なお、前記有色膜は気
密封止された後に形成してもよい。

【００２９】前記気密封止された水晶振動子パッケージ
は、前記セラミック蓋の上面に、製造会社名、製造品
名、製造ロットナンバーなどの識別マークＭがレーザー
捺印される。本発明の第２の実施形態では、蓋２の上面
部に形成された前記黒色の有色膜Ｈ２のみを焼失させる
低パワーでレーザーを照射して、蓋の素地（白色）を露
出させて識別マークＭを形成している。前記レーザーの
パワーとしては、通常のパワー１５〜１６mAに対して、
１２〜１３mAとしており、通常パワーの７０％〜９０％
程度に下げればよい。

【００３０】上記第２の実施例では、有色膜として、白
色のセラミック蓋と色合いの異なる黒色を例にしたが、
白色に対してコントラストの優れた暗色であれば好まし
い。灰色、茶色などであっても特に問題はない。前記有
色膜は、識別マークが形成される蓋の上面のみに形成し
ているが、蓋全体、あるいは基体を含めたパッケージ全
体に有色膜を形成してもよい。

【００３１】次に、本発明の第３の実施形態による電子
部品用パッケージとして、表面実装型の水晶振動子を例
にとり図５、図６とともに説明する。図５は本発明の第
３の実施形態を示す斜視図であり、図６は図５のＣ−Ｃ
断面図である。なお、第１，第２の実施形態と同様の部
分については同番号を付している。

【００３２】表面実装型水晶振動子は、全体として直方
体形状で、上部が開口した凹部を有するセラミック基体
５と、当該基体の中に収容される電子素子としての矩形
水晶振動板３と、前記セラミック基体の開口部に接合さ
れる平板状のセラミック蓋６とからなる。なお、前記セ
ラミック基体の凹部分により、水晶振動素子の収容スペ
ース（素子搭載部）を形成している。

【００３３】セラミック基体５は、素地が白色の高純度
アルミナセラミック（例えば、アルミナ含有用が９６
％）により、断面で見て凹形状に形成され、開口端部５
１を有する周壁部５２と素子搭載部５３を具備してい
る。素子搭載部５３には、短辺方向に並んで電極パッド
５４，５５（５４は図示せず）が形成されており、これ
ら電極パッドは連結電極５６，５７（５６は図示せず）
を介して、セラミック基体の底面に引出電極５８，５９
（５８は図示せず）として電気的に引き出されている。
これらの形状は、セラミック積層技術により容易に作成
することができる。また、前記開口端部５１には、封止
用の低融点ガラスＧが印刷形成されており、前記周壁部
５２の側面には、不滅インク等からなる黒色（暗色）の
有色膜Ｈ２が形成されている。前記電極パッド５４，５
５には、矩形の水晶振動板３が搭載され、その長辺方向
の一端が片持ち支持されている。水晶振動板３の表裏面
には図示していないが一対の励振電極が形成され、各々
電極パッド５４，５５部分に引き出されており、導電性
接合材Ｓにより導電接合されている。前述の電極パッド
５４，５５、連結電極５６，５７、および引出電極５
８，５９は、メタライズにより形成される。

【００３４】セラミック蓋６は、素地が白色の高純度ア
ルミナセラミック（例えば、アルミナ含有用が９６％）
により、平板形状に構成されている。セラミック蓋の封
止エリア６１には、封止用の低融点ガラスＧが印刷形成
されており、前記蓋の上面には、不滅インク等からなる
黒色（暗色）の有色膜Ｈ２が形成されている。また、当
該セラミック蓋は、その厚みを０．１５mmに形成した。
このため、一般的なガラス封止セラミックパッケージに
おける蓋の厚み０．２５mmに対して、０．１mmの低背化
が可能となった。

【００３５】本発明の実施形態の蓋は、高純度アルミナ
セラミックで構成しているため、当該蓋を０．１mm以上
の厚みとし、かつ０．２５mmより薄く構成することで、
パッケージ蓋としての気密性を低下させることなく低背
化を実現できる。この蓋を、０．１mmより薄く形成する
と、蓋の曲げ強度が低下して、蓋の反りを招き、パッケ
ージの蓋としての気密性が著しく低下するといった問題
点がある。一方、この蓋を、０．２５mm以上の厚みで形
成すると、従来の一般的なガラス封止セラミックパッケ
ージにおける蓋の厚み０．２５mmに対して低背化が実現
できず、高純度アルミナセラミックを用いる利点が得ら
れない。

【００３６】そして、前記セラミック基体の開口端部５
１の上に、前記セラミック蓋の封止エリア６１を重ね合
わせて搭載し、この状態で加熱炉に所定時間投入し、低
融点ガラスＧを溶融させ、その後常温に冷やすことで前
記低融点ガラスを硬化し、気密封止される。なお、前記
有色膜は気密封止された後に形成してもよい。また、前
記蓋に形成される有色膜については、量産性を考慮し
て、有色膜が形成されたセラミックウェハーをあらかじ
め作成し、その後個々の蓋に切断してもよい。

【００３７】前記気密封止された水晶振動子パッケージ
は、前記セラミック基体の側面部とセラミック蓋の上面
に、製造会社名、製造品名、製造ロットナンバーなどの
識別マークＭがレーザー捺印される。本発明の第３の実
施形態では、前記基体５の側面部と前記蓋６の上面部に
形成された前記黒色の有色膜Ｈ２のみを焼失させる低パ
ワーでレーザーを照射して、蓋の素地（白色）を露出さ
せて識別マークＭを形成している。前記レーザーのパワ
ーとしては、通常のパワー１５〜１６mAに対して、１２
〜１３mAとしており、通常パワーの７０％〜９０％程度
に下げればよい。

【００３８】上記第３の実施例では、有色膜として、白
色のセラミック蓋と色合いの異なる黒色を例にしたが、
白色に対してコントラストの優れた暗色であれば好まし
い。灰色、茶色などであっても特に問題はない。前記有
色膜は、識別マークが形成される蓋の上面と基体の側面
の１部のみに形成しているが、パッケージ全体に有色膜
を形成してもよい。

【００３９】上記第１〜第３の実施形態では、セラミッ
ク蓋の上面、またはセラミック基体の側面に色合いの異
なる有色膜を形成し、レーザー捺印したものを例にして
いるが、セラミック蓋の側面部、セラミック基体の底面
部等、他の平面にレーザー捺印を形成してもよく、これ
ら複数の平面にレーザー捺印を形成してもよい。

【００４０】有色膜として、不滅インクを例にしたが、
酸化珪素等を蒸着したもの等であってもよく、メッキや
メタライズにより形成することも可能である。さらに、
有色膜として、アルミナセラミック膜を採用し、黒パッ
ケージ素地に対して白、白パッケージ素地に対して黒と
いう具合に互いに色の異なるアルミナ膜を形成してもよ
く、前記黒色のセラミックの上部に白セラミックを積層
したり、前記白色のセラミックの上部に黒セラミックを
積層した後、上層のセラミック層のみを焼失してもよ
い。

【００４１】また、水晶振動デバイスの保持形態とし
て、片端保持構造のものを例にしているが、両端保持構
造のものにも適用できる。さらに、電子部品の例とし
て、水晶振動子の例を示したが、水晶発振器、水晶フィ
ルタ、ＳＡＷフィルタ等の他の圧電振動デバイスにも適
用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す斜視図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】本発明の第２の実施形態を示す斜視図。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。

【図５】本発明の第３の実施形態を示す斜視図。

【図６】図５のＣ−Ｃ断面図。

【符号の説明】

１，５・・・セラミック基体２，４，６・・・セラミック蓋３・・・水晶振動板（電子素子）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子素子を搭載するセラミック基体と、
搭載された電子素子を気密封止するセラミック蓋とを具
備してなる電子部品用パッケージであって、前記セラミ
ック基体、またはセラミック蓋の少なくとも１平面の上
面には、前記セラミック基体、またはセラミック蓋と色
合いの異なる有色膜が形成されており、当該有色膜のみ
を焼失させる程度の低パワーでレーザーを照射して、前
記セラミック基体、またはセラミック蓋の１部が露出し
た識別マークを形成してなることを特徴とする電子部品
用パッケージ。
【請求項２】前記セラミック基体と前記セラミック蓋
とはガラス封止されてなることを特徴とする特許請求項
１記載の電子部品用パッケージ。
【請求項３】前記識別マークを形成してなるセラミッ
ク基体、あるいは前記識別マークを形成してなるセラミ
ック蓋の少なくとも一方は、白色の高純度アルミナセラ
ミックで構成し、暗色の有色膜が形成されてなることを
特徴とする特許請求項１，２記載の電子部品用パッケー
ジ。
【請求項４】前記セラミック蓋の上面に識別マークを
形成してなり、当該セラミック蓋は、白色の高純度アル
ミナセラミックで構成し、暗色の有色膜が形成されてな
るとともに、そのセラミック蓋を０．２５mmより薄く形
成してなることを特徴とする特許請求項３項記載の電子
部品用パッケージ。