JP2013098594A - Piezoelectric vibration device and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piezoelectric vibration device having high airtight reliability by preventing inflow of a wax material into an internal space of the piezoelectric vibration device, and to provide a method for manufacturing the piezoelectric vibration device.SOLUTION: A crystal oscillator is a piezoelectric vibration device obtained by airtightly bonding a container including a storage space of an electronic component element and a side wall 20 by a lid 5 through a wax material 6. A groove 10 is formed on a top surface of the side wall 20, the wax material 6 is allowed to flow into the inside of the groove 10 and a fillet F1 of the wax material 6 is formed so as to start from an aperture end 102E of the inner peripheral side of the groove 10 up to an area corresponding to the inside from a virtual line L vertically extended upward from the aperture end 102E of the lid 5 to bond the lid 5 to the container 2.

Description

本発明は、圧電振動デバイスと当該圧電振動デバイスの製造方法に関する。   The present invention relates to a piezoelectric vibration device and a method for manufacturing the piezoelectric vibration device.

水晶振動子や水晶発振器等の圧電振動デバイスは、これらが実装される各種電子機器の超小型化または薄型化の進行により、超小型（例えば平面視矩形の圧電振動デバイスの外形寸法が２．０ｍｍ×１．６ｍｍ以下）のものが求められるようになってきている。例えば前記圧電振動デバイスの一例として水晶発振器を例に挙げると、水晶振動片を励振させるための電極が形成された水晶振動素子や集積回路素子等の電子部品素子と、これらの電子部品素子の収容空間を備えた箱状の容器と、前記収容空間を封止する薄板状の蓋が主要構成部材となっている。前記容器は電子部品素子の収容空間の周囲に側壁を有しており、当該側壁の天面（上面）全体には金属膜が形成されている。一方、前記蓋の一主面には、容器側壁の天面に形成された金属膜と対応する位置に金属ロウ材が形成されている。この金属ロウ材と前記金属膜とが平面視で略一致するように蓋と容器とが位置決めされ、加熱雰囲気下で金属ロウ材と金属膜とが溶融一体化する。これによって蓋と容器が接合される。   Piezoelectric vibration devices such as crystal resonators and crystal oscillators have become ultra-small (for example, the external dimensions of a piezoelectric vibration device having a rectangular shape in a plan view are 2.0 mm) due to the progress of miniaturization and thinning of various electronic devices on which these are mounted. X 1.6 mm or less) has been demanded. For example, taking a quartz oscillator as an example of the piezoelectric vibrating device, an electronic component element such as a quartz vibrating element or an integrated circuit element on which an electrode for exciting a quartz vibrating piece is formed, and accommodation of these electronic component elements A box-shaped container having a space and a thin plate-like lid for sealing the housing space are main constituent members. The container has a side wall around the accommodation space for the electronic component element, and a metal film is formed on the entire top surface (upper surface) of the side wall. On the other hand, a metal brazing material is formed on one main surface of the lid at a position corresponding to the metal film formed on the top surface of the container side wall. The lid and the container are positioned so that the metal brazing material and the metal film substantially coincide with each other in plan view, and the metal brazing material and the metal film are melted and integrated in a heated atmosphere. As a result, the lid and the container are joined.

前記構成に対して、容器側壁の天面に部分的に突出する凸部を形成し、当該凸部に対応する凹部を蓋に形成し、凸部の外周にロウ材を配して凸部と前記凹部とが嵌め合うようにしてロウ材を溶融させることによって蓋と容器とを接合する構成が特許文献１に開示されている。   Contrary to the above configuration, a convex portion that partially protrudes from the top surface of the container side wall is formed, a concave portion corresponding to the convex portion is formed on the lid, and a brazing material is disposed on the outer periphery of the convex portion to form the convex portion. Patent Document 1 discloses a configuration in which a lid and a container are joined by melting a brazing material so that the recess is fitted.

特開平１０−３３５９７０号JP-A-10-335970

しかしながら特許文献１における構成において、容器側壁の天面の外側だけに前記凸部を形成する場合、天面の内側に配されたロウ材が蓋との接合の際に溶融して、電子部品素子の収容空間に流入してしまうおそれがある。溶融したロウ材が前記空間内に流入すると周波数変化等の不具合が発生してしまう。   However, in the configuration in Patent Document 1, when the convex portion is formed only on the outer side of the top surface of the container side wall, the brazing material disposed on the inner side of the top surface is melted at the time of joining with the lid, and the electronic component element There is a risk of flowing into the storage space. If the molten brazing material flows into the space, problems such as frequency changes occur.

一方、容器側壁の天面の内側にのみ凸部を形成する場合、溶融したロウ材が前記空間内へ流入するのを防止することができる。しかし、次のような問題が発生するおそれがある。例えばセラミック材料からなる容器の製造工程においては、多数の容器が整列して一体形成されたシートの隣接する容器間をダイシングブレード等によって切断して個片化する工程がある。このとき容器側壁の天面の内側にのみ凸部が形成され、天面の外周縁にロウ材が形成されているとダイシング時に天面に形成された金属膜の一部が剥がれてしまうおそれがある。このような金属膜の剥がれは気密不良の原因となる。   On the other hand, when the convex portion is formed only inside the top surface of the container side wall, it is possible to prevent the molten brazing material from flowing into the space. However, the following problems may occur. For example, in a manufacturing process of a container made of a ceramic material, there is a process in which a plurality of containers are aligned and integrally formed by cutting between adjacent containers of a sheet by a dicing blade or the like. At this time, if a convex portion is formed only inside the top surface of the container side wall and a brazing material is formed on the outer peripheral edge of the top surface, a part of the metal film formed on the top surface may be peeled off during dicing. is there. Such peeling of the metal film causes a hermetic failure.

また、容器側壁の天面の外側と内側の両方に凸部を形成する場合、上記問題点は発生しにくくなるものの、容器の凸部に対応した凹部を蓋に形成する必要があるためコスト上昇の要因となるとともに、蓋の機械的強度の低下にもつながってしまう。   In addition, when the convex portions are formed on both the outer side and the inner side of the top surface of the container side wall, the above problem is less likely to occur, but the cost increases because it is necessary to form a concave portion corresponding to the convex portion of the container on the lid. As well as a reduction in the mechanical strength of the lid.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、圧電振動デバイスの内部空間へのロウ材の流入を防止し、気密信頼性の高い圧電振動デバイスと当該圧電振動デバイスの製造方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a piezoelectric vibration device having high hermetic reliability and a manufacturing method of the piezoelectric vibration device that prevents the brazing material from flowing into the internal space of the piezoelectric vibration device. It is for the purpose.

上記目的を達成するために本発明は、電子部品素子の収容空間と側壁を有する容器を、ロウ材を介して蓋で気密に接合してなる圧電振動デバイスであって、前記側壁の天面には溝が形成され、当該溝の内部の一部又は全体にロウ材が流入するとともに、前記溝の内周側の開口端または当該開口端に近接する領域を起点として、断面視で蓋の前記溝よりも内側に対応する領域にかけてロウ材のフィレットが形成されて蓋と容器とが接合された圧電振動デバイスとなっている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a piezoelectric vibration device in which a container having a housing space for electronic component elements and a side wall is hermetically bonded with a lid through a brazing material, and is formed on the top surface of the side wall. The groove is formed, and the brazing material flows into a part or the whole of the groove, and the opening of the inner peripheral side of the groove or a region close to the opening end as a starting point, the lid of the lid in a sectional view. A piezoelectric vibrating device is formed in which a filler fillet is formed in a region corresponding to the inner side of the groove and the lid and the container are joined.

上記構成によれば、前記溝の内部の一部又は全体にロウ材が流入するとともに、前記溝の内周側の開口端または当該開口端に近接する領域を起点とし、断面視で蓋の前記溝よりも内側に対応する領域にかけてロウ材のフィレット（メニスカス）が形成されて蓋と容器とが接合されるので、封止時に溶融したロウ材が電子部品素子の収容空間へ流入するのを防止することができる。これにより気密信頼性の高い圧電振動デバイスを得ることができる。例えば前述した容器側壁の天面（上面）のうち、溝と当該溝の外側の天面にのみ金属膜を形成し、それ以外の天面の領域には金属膜を形成しない構成としてもよい。このような構成により、蓋に形成されたロウ材と容器側壁の天面の金属膜とが加熱によって溶融しても溶融金属が、天面の電子部品素子の収容空間に面する周縁へ誘導されず、ロウ材の前記流入を防止することができる。   According to the above configuration, the brazing material flows into a part or the whole of the inside of the groove, and the opening end on the inner peripheral side of the groove or a region close to the opening end is a starting point, and the lid of the lid in a cross-sectional view A filler fillet (meniscus) is formed over the area corresponding to the inner side of the groove, and the lid and the container are joined to prevent the molten brazing material from flowing into the electronic component element housing space. can do. Thereby, a piezoelectric vibration device with high airtight reliability can be obtained. For example, the metal film may be formed only on the groove and the top surface outside the groove of the top surface (upper surface) of the container side wall, and the metal film may not be formed on the other top surface region. With such a configuration, even if the brazing material formed on the lid and the metal film on the top surface of the container side wall are melted by heating, the molten metal is guided to the periphery facing the accommodation space of the electronic component element on the top surface. Therefore, the inflow of the brazing material can be prevented.

また上記構成によれば、前記溝の内部の一部又は全体にロウ材が流入した状態で蓋と容器とが接合されるので、溝の内部に流入したロウ材が楔のように機能する，いわゆるアンカー効果を有する。これにより実用的な接合強度を確保することができる。さらに前記溝の内部の一部又は全体にロウ材が溜まることによって溝外部のロウ材が溝内部の方向へ引き寄せられ易くなるため蓋と容器との接合の際、位置調整せずとも蓋が自ずと前記天面上の適切な位置に配置される，いわゆる“セルフアライメント”効果を有する。なお前記溝の形態は、天面に周状に形成したものや、周状に断続的に形成したものであってもよい。あるいは平面視矩形状の天面の場合、対向する二長辺または対向する二短辺のいずれか一組の辺に対してのみ溝を形成してもよい。この場合、前述のセルフアライメント効果をより発揮することができる。さらに溝１０の深さは同一深さに限定されるものではなく、異なる深さの領域が存在する溝であってもよい。また溝の深さを可変させることによってフィレットの形状をコントロールすることができる。   Further, according to the above configuration, the lid and the container are joined in a state where the brazing material has flowed into a part or the whole of the groove, so that the brazing material that has flowed into the groove functions like a wedge. It has a so-called anchor effect. Thereby, practical joint strength can be ensured. Furthermore, since the brazing material is accumulated in a part or the whole of the groove, the brazing material outside the groove is easily drawn in the direction of the inside of the groove, so that the lid does not adjust itself when the lid and the container are joined. It has a so-called “self-alignment” effect that is placed at an appropriate position on the top surface. In addition, the form of the said groove | channel may be what was formed in the periphery in the top | upper surface, and what was formed in the periphery intermittently. Alternatively, in the case of a top surface having a rectangular shape in plan view, the grooves may be formed only on one set of sides of two opposing long sides or two opposing short sides. In this case, the aforementioned self-alignment effect can be further exhibited. Furthermore, the depth of the groove 10 is not limited to the same depth, and may be a groove in which regions having different depths exist. Further, the shape of the fillet can be controlled by changing the depth of the groove.

また、前記金属膜は容器側壁の天面全体に形成する必要が無いため、金属の使用量を削減することができる。これにより製造コスト低減を実現することができる。さらに前記溝を側壁の天面に形成するとともに、当該溝の内周側の開口端または当該開口端に近接する領域がロウ材のフィレットの起点となっているため、側壁の天面に形成する金属の使用量を減少させても充分な接合強度を得ることができる。   In addition, since the metal film does not need to be formed on the entire top surface of the container side wall, the amount of metal used can be reduced. Thereby, the manufacturing cost can be reduced. Further, the groove is formed on the top surface of the side wall, and the opening end on the inner peripheral side of the groove or a region close to the opening end is the starting point of the fillet of the brazing material. Even if the amount of metal used is reduced, sufficient bonding strength can be obtained.

また上記目的を達成するために本発明は、電子部品素子の収容空間と側壁を有する容器を、ロウ材を介して蓋で気密に接合してなる圧電振動デバイスの製造方法において、
前記側壁の天面に溝を形成する溝形成工程と、前記側壁の断面視において、前記溝の内壁面全体と、当該溝よりも外側の天面の領域とが一体となった金属膜を形成する金属膜形成工程と、前記蓋の一主面に、前記金属膜と平面視で一部が対向するとともに、内周端が前記溝よりも内側に対応する位置にロウ材を形成するロウ材形成工程と、前記ロウ材と前記金属膜とを溶融させて、前記溝の内部の一部又は全体にロウ材を流入させるとともに、前記溝の内周側の開口端または当該開口端に近接する領域を起点として、断面視で蓋の前記溝よりも内側に対応する領域にかけてロウ材のフィレットを形成して蓋と容器とを接合する接合工程とを含む圧電振動デバイスの製造方法となっている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a piezoelectric vibration device in which a container having a housing space for electronic component elements and a side wall is hermetically bonded with a lid through a brazing material.
Forming a groove on the top surface of the side wall, and forming a metal film in which the entire inner wall surface of the groove and the top surface region outside the groove are integrated in a cross-sectional view of the side wall. And a brazing material that forms a brazing material at a position on the main surface of the lid that partially faces the metallic film in plan view and whose inner peripheral end corresponds to the inside of the groove. Forming the soldering material, melting the brazing material and the metal film, allowing the brazing material to flow into a part or all of the inside of the groove, and close to the opening end on the inner peripheral side of the groove or the opening end; A method of manufacturing a piezoelectric vibration device including a joining step of joining a lid and a container by forming a fillet of brazing material from a region as a starting point to a region corresponding to the inside of the groove of the lid in a sectional view. .

上記構成によれば、気密信頼性の高い圧電振動デバイスを得ることができる。前記溝形成工程では容器の側壁の天面に溝を形成し、前記金属膜形成工程では前記側壁の断面視において、前記溝の内壁面全体と、当該溝よりも外側の天面の領域とが一体となった金属膜を形成している。一方、前記蓋についてはロウ材形成工程では、記蓋の一主面に、前記金属膜と平面視で一部が対向するとともに、内周端が前記溝よりも内側に対応する位置にロウ材を形成する工程となっている。以上のような金属膜とロウ材の相対位置関係により、前記溝の内周側の開口端または当該開口端に近接する領域を起点とし、断面視で蓋の前記溝よりも内側に対応する領域にかけてロウ材のフィレットが形成されやすくなる。   According to the above configuration, a piezoelectric vibration device with high hermetic reliability can be obtained. In the groove forming step, a groove is formed on the top surface of the side wall of the container, and in the metal film forming step, the entire inner wall surface of the groove and a region of the top surface outside the groove are in a sectional view of the side wall. An integrated metal film is formed. On the other hand, in the brazing material forming step, the brazing material is formed at a position where a part of the main surface of the lid is opposed to the metal film in a plan view and the inner peripheral end is located inside the groove. It is the process of forming. Due to the relative positional relationship between the metal film and the brazing material as described above, the region corresponding to the inner side of the groove in the lid in a cross-sectional view, starting from the opening end on the inner peripheral side of the groove or a region close to the opening end. It becomes easy to form a fillet of brazing material.

また、容器側壁の天面のうち、溝と当該溝の外側の天面にのみ金属膜が形成され、それ以外の天面の領域には金属膜が形成されていない構成となっているため、封止時に溶融したロウ材が天面の電子部品素子の収容空間に面する周縁へ誘導されることがない。これにより、溶融したロウ材の前記収容空間への流入を防止した気密信頼性の高い圧電振動デバイスを得ることができる。   In addition, since the metal film is formed only on the outer surface of the groove and the outer surface of the groove among the top surfaces of the container side wall, the metal film is not formed on the region of the other top surface. The brazing material melted at the time of sealing is not guided to the peripheral edge facing the accommodation space of the electronic component element on the top surface. As a result, it is possible to obtain a highly reliable air-tight piezoelectric vibration device that prevents the molten brazing material from flowing into the accommodation space.

さらに上記構成によれば、前記溝の内部の一部又は全体にロウ材を流入させるとともに、前記溝の内周側の開口端または当該開口端に近接する領域を起点として、断面視で蓋の前記溝よりも内側に対応する領域にかけてロウ材のフィレットを形成して蓋と容器とが接合されるので、溝の内部に流入したロウ材が前述のアンカー効果を有する。これにより実用的な接合強度を確保することができる。さらに前記溝の内部の一部又は全体にロウ材が溜まることによって、溝外部のロウ材が溝内部の方向へ引き寄せられ易くなるため前述のセルフアライメント効果を有する。   Further, according to the above configuration, the brazing material is allowed to flow into a part or the whole of the inside of the groove and the opening of the inner periphery side of the groove or a region close to the opening end is used as a starting point in the cross-sectional view. Since the fillet of brazing material is formed over the region corresponding to the inside of the groove and the lid and the container are joined, the brazing material that has flowed into the groove has the anchor effect described above. Thereby, practical joint strength can be ensured. Further, since the brazing material is accumulated in a part or the whole of the inside of the groove, the brazing material outside the groove is easily drawn toward the inside of the groove, so that the above self-alignment effect is obtained.

また上記構成によれば、前記金属膜は容器側壁の天面全体に形成する必要が無いため、金属の使用量を削減することができる。これにより製造コスト低減を実現することができる。さらに前記溝を側壁の天面に形成するとともに、当該溝の内周側の開口端または当該開口端に近接する領域がロウ材のフィレットの起点となっているため、側壁の天面に形成する金属の使用量を減少させても充分な接合強度を得ることができる。   Moreover, according to the said structure, since it is not necessary to form the said metal film in the whole top | upper surface of a container side wall, the usage-amount of a metal can be reduced. Thereby, the manufacturing cost can be reduced. Further, the groove is formed on the top surface of the side wall, and the opening end on the inner peripheral side of the groove or a region close to the opening end is the starting point of the fillet of the brazing material. Even if the amount of metal used is reduced, sufficient bonding strength can be obtained.

なお容器側壁の天面のうち、溝と、当該溝の外側の天面のうち，天面の外周縁を含まない領域とに金属膜を形成し、それ以外の天面の領域には金属膜を形成しない構成であれば、例えばセラミック材料からなる容器が多数整列して一体形成されたシートの隣接する容器間をダイシングブレードで切断して個片化する際に、側壁天面に形成された金属膜の剥がれを防止することができる。これはダイシングブレードの切断ライン上に側壁天面の金属膜が形成されていないことによる。なお前記シートの個片化はダイシングの他、シートの焼成前に分割予定ラインに沿って分割溝を形成しておき、焼成後に個々の容器単位に分割する，いわゆるチョコレートブレイクによって行ってもよい。   In addition, a metal film is formed on the top surface of the container side wall on the groove and on the top surface outside the groove, the region not including the outer periphery of the top surface, and the metal film is formed on the other top surface region. For example, when a plurality of containers made of ceramic material are aligned and integrally formed by cutting between adjacent containers with a dicing blade, the structure is formed on the top surface of the side wall. The metal film can be prevented from peeling off. This is because the metal film on the top surface of the side wall is not formed on the cutting line of the dicing blade. In addition to dicing, the sheet may be separated by a so-called chocolate break in which a dividing groove is formed along a dividing line before baking the sheet, and divided into individual container units after baking.

また上記目的を達成するために本発明は、電子部品素子の収容空間と側壁を有する容器を、ロウ材を介して蓋で気密に接合してなる圧電振動デバイスの製造方法において、前記側壁の天面に溝を形成する溝形成工程と、前記蓋の一主面に、平面視で前記溝が含まれるとともに、内周端が前記溝よりも内側に対応する位置にガラスからなるロウ材を形成するロウ材形成工程と、前記ロウ材を溶融させて、前記溝の内部の一部又は全体にロウ材を流入させるとともに、前記溝の内周側の開口端に近接する領域を起点として、断面視で蓋の前記溝よりも内側に対応する領域にかけてロウ材のフィレットを形成して蓋と容器とを接合する接合工程と、を含む圧電振動デバイスの製造方法となっている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a piezoelectric vibration device in which a container having a housing space for electronic component elements and a side wall is hermetically bonded with a lid through a brazing material. A groove forming step for forming a groove on the surface, and one main surface of the lid includes the groove in plan view, and a brazing material made of glass is formed at a position where the inner peripheral end corresponds to the inside of the groove. The brazing material forming step, and the brazing material is melted so that the brazing material flows into a part or all of the inside of the groove, and the cross section starts from a region close to the opening end on the inner peripheral side of the groove This is a method of manufacturing a piezoelectric vibrating device including a joining step of joining a lid and a container by forming a filler fillet over a region corresponding to the inside of the groove of the lid.

上記構成によれば、気密信頼性の高い圧電振動デバイスを得ることができる。溝形成工程では容器の側壁の天面に溝を周状に形成し、ロウ材形成工程では、蓋の一主面に、平面視で前記溝が含まれるとともに、内周端が前記溝よりも内側に対応する位置にガラスからなるロウ材を形成する工程となっている。このようなロウ材と溝との相対位置関係により、前述のように金属膜を容器側壁に形成しない場合であっても前記溝の内周側の開口端に近接する領域を起点とし、断面視で蓋の前記溝よりも内側に対応する領域にかけてロウ材のフィレットが形成されやすくなる。   According to the above configuration, a piezoelectric vibration device with high hermetic reliability can be obtained. In the groove forming step, the groove is formed in a circumferential shape on the top surface of the side wall of the container, and in the brazing material forming step, the groove is included in one main surface of the lid in plan view, and the inner peripheral end is more than the groove. This is a process of forming a brazing material made of glass at a position corresponding to the inside. Due to the relative positional relationship between the brazing material and the groove, even when the metal film is not formed on the container side wall as described above, the region close to the opening end on the inner peripheral side of the groove is used as a starting point, and the sectional view Thus, it becomes easy to form a fillet of brazing material over a region corresponding to the inside of the groove of the lid.

さらに上記構成によれば、前記溝の内部の一部又は全体にロウ材を流入させるとともに、前記溝の内周側の開口端に近接する領域を起点として、断面視で蓋の前記溝よりも内側に対応する領域にかけてガラスからなるロウ材のフィレットを形成して蓋と容器とが接合されるので、溝の内部に流入したロウ材が前述のアンカー効果を有する。これにより実用的な接合強度を確保することができる。さらに前記溝の内部の一部又は全体にロウ材が溜まることによって、溝外部のロウ材が溝内部の方向へ引き寄せられ易くなるため前述のセルフアライメント効果を有する。   Further, according to the above configuration, the brazing material is allowed to flow into a part or the whole of the inside of the groove, and the region close to the opening end on the inner peripheral side of the groove is used as a starting point in comparison with the groove of the lid in a sectional view. Since the fillet of the brazing material made of glass is formed over the region corresponding to the inner side and the lid and the container are joined, the brazing material that has flowed into the groove has the anchor effect described above. Thereby, practical joint strength can be ensured. Further, since the brazing material is accumulated in a part or the whole of the inside of the groove, the brazing material outside the groove is easily drawn toward the inside of the groove, so that the above self-alignment effect is obtained.

以上のように本発明によれば、圧電振動デバイスの内部空間へのロウ材の流入を防止し、気密信頼性の高い圧電振動デバイスと当該圧電振動デバイスの製造方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the brazing material from flowing into the internal space of the piezoelectric vibration device, and to provide a piezoelectric vibration device with high hermetic reliability and a method for manufacturing the piezoelectric vibration device.

本発明の第１の実施形態に係る圧電振動デバイスの断面模式図1 is a schematic cross-sectional view of a piezoelectric vibration device according to a first embodiment of the invention. 本発明の第１の実施形態に係る圧電振動デバイスの容器の上面模式図Schematic top view of the container of the piezoelectric vibration device according to the first embodiment of the present invention. 図２のＡ部拡大断面図Section A enlarged sectional view of FIG. 本発明の第１の実施形態に係る製造工程の一部を表す容器の上面模式図The upper surface schematic diagram of the container showing a part of manufacturing process which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る製造工程の一部を表す断面模式図Sectional schematic diagram showing a part of the manufacturing process according to the first embodiment of the present invention 本発明の第１の実施形態に係る製造工程の一部を表す断面模式図Sectional schematic diagram showing a part of the manufacturing process according to the first embodiment of the present invention 本発明の第１の実施形態の変形例を表す容器側壁の部分断面図The fragmentary sectional view of the container side wall showing the modification of the 1st Embodiment of this invention 本発明の第２の実施形態に係る製造工程の一部を表す断面模式図Sectional schematic diagram showing a part of the manufacturing process according to the second embodiment of the present invention 本発明の第３の実施形態に係る製造工程の一部を表す断面模式図Sectional schematic diagram showing a part of the manufacturing process according to the third embodiment of the present invention 本発明の実施形態に係る溝の変形例を表す部分断面図The fragmentary sectional view showing the modification of the groove | channel which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る溝の変形例を表す部分断面図The fragmentary sectional view showing the modification of the groove | channel which concerns on embodiment of this invention 本発明の他の実施形態に係る製造工程の一部を表す容器の上面模式図The upper surface schematic diagram of the container showing a part of manufacturing process which concerns on other embodiment of this invention.

以下、本発明に係る圧電振動デバイスとして水晶発振器を例に挙げて説明する。まず完成品について構成部材ごとに説明した後、本発明に係る圧電振動デバイスの製造方法を図面を用いて説明する。   Hereinafter, a crystal oscillator will be described as an example of the piezoelectric vibration device according to the present invention. First, a finished product will be described for each constituent member, and then a method for manufacturing a piezoelectric vibration device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明における水晶発振器は表面実装型の水晶発振器であり、平面視では略矩形状となっている。平面視における外形寸法の一例として本実施形態では２．０ｍｍ×１．６ｍｍとなっている。   The crystal oscillator in the present invention is a surface-mount type crystal oscillator, and has a substantially rectangular shape in plan view. As an example of the external dimensions in plan view, in the present embodiment, it is 2.0 mm × 1.6 mm.

（第１の実施形態）
以下、本発明による第１の実施形態について図１を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係る水晶発振器の断面模式図である。図１において水晶発振器１は、水晶振動素子３の収容空間９を有する箱状の容器２と、接合材Ｓを介して容器内に接合される水晶振動素子３と、金属バンプＢを介して容器内底面に接合される集積回路素子４（ＩＣ）と、収容空間９を気密に封止する平板状の蓋５が主な構成部材となっている。なお、図１において水晶振動素子３の表裏主面に形成される各種電極および、容器内部の内部配線導体、集積回路素子４の各種端子と金属バンプＢを介して接合される電極パターンの記載は省略している。 (First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a crystal oscillator according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a crystal oscillator 1 includes a box-shaped container 2 having a storage space 9 for a crystal vibration element 3, a crystal vibration element 3 bonded into the container via a bonding material S, and a metal bump B. An integrated circuit element 4 (IC) bonded to the inner bottom surface and a flat lid 5 that hermetically seals the accommodation space 9 are main components. In FIG. 1, various electrodes formed on the front and back main surfaces of the crystal resonator element 3, the internal wiring conductor inside the container, and the electrode pattern bonded to the various terminals of the integrated circuit element 4 through the metal bumps B are described. Omitted.

図１において容器２はアルミナセラミック材料から成る複数のセラミックグリーンシートの積層体であり、焼成によって一体成形されている。容器２は水晶振動素子３を収容するための収容空間９を上部に有しているともに、収容空間９の周囲は環状の側壁２０が形成されている。また収容空間９には段部２１が方形に形成されており、段部２１の一短辺側には一対の搭載パッド８，８が並列して形成されている。搭載パッド８はタングステンを印刷焼成した後、タングステン表面にニッケルメッキ層が、さらにその上層に金メッキ層が形成されている。また搭載パッド８は容器底面（裏面）に形成されている外部接続端子７と、容器内部の内部配線導体（図示省略）を介して電気的に接続されている。なお、前記搭載パッド８と外部接続端子７との電気的接続は、容器２の外周上下部の４角にキャスタレーションを形成することによって行ってもよい。また、本発明における容器の基材はセラミック材料に限定されるものではなく、ガラスや水晶を基材として用いてもよい。   In FIG. 1, a container 2 is a laminate of a plurality of ceramic green sheets made of an alumina ceramic material, and is integrally formed by firing. The container 2 has an accommodation space 9 for accommodating the crystal resonator element 3 at the top, and an annular side wall 20 is formed around the accommodation space 9. Further, a step portion 21 is formed in a rectangular shape in the accommodation space 9, and a pair of mounting pads 8, 8 are formed in parallel on one short side of the step portion 21. The mounting pad 8 is formed by printing and baking tungsten, and then a nickel plating layer is formed on the tungsten surface, and a gold plating layer is further formed thereon. The mounting pad 8 is electrically connected to an external connection terminal 7 formed on the bottom surface (back surface) of the container via an internal wiring conductor (not shown) inside the container. The electrical connection between the mounting pad 8 and the external connection terminal 7 may be performed by forming castellations at the four corners of the upper and lower parts of the outer periphery of the container 2. Moreover, the base material of the container in this invention is not limited to a ceramic material, You may use glass and quartz as a base material.

容器２の内底面２２には集積回路素子４の各種端子（図示省略）と金属バンプＢを介して接合される電極パターン（図示省略）が形成されている。なお集積回路素子４の各種端子のうち、２つの端子は前述の内部配線導体を経由して搭載パッド８と電気的に接続されており、接合材Ｓによって最終的に水晶振動素子３と導電接続される。集積回路素子の水晶との接続端子以外の端子は前記電極パターンおよび内部配線導体を経由して外部接続端子７と電気的に接続されている。   On the inner bottom surface 22 of the container 2 are formed electrode patterns (not shown) that are joined to various terminals (not shown) of the integrated circuit element 4 via metal bumps B. Of the various terminals of the integrated circuit element 4, two terminals are electrically connected to the mounting pad 8 via the internal wiring conductor described above, and are finally electrically connected to the crystal resonator element 3 by the bonding material S. Is done. Terminals other than the connection terminal with the crystal of the integrated circuit element are electrically connected to the external connection terminal 7 via the electrode pattern and the internal wiring conductor.

前記容器２の側壁２０の天面は平坦面となっており、図２に示すように側壁２０の天面には断面視矩形状の溝１０が周状に形成されている。なお図２では溝の位置が視認しやすいよう塗り潰して表示している。本実施形態において溝１０は側壁２０の幅方向において側壁２０の略中央に形成されている。容器２の天面には、側壁２０の断面視において、溝１０の内壁面全体（側壁および底面）と、溝１０の外周側の開口端から前記天面の外周縁よりも内側の位置までの天面領域とがつながった金属膜が形成されている。そして後述する蓋の一主面側に形成されたロウ材と前記金属膜とが加熱溶融によって一体化される。図１はロウ材と金属膜とが一体化された状態を表しており、これをロウ材６として表記している。図１に示すように蓋５と容器２との接合後の状態においては溝１０の内部はロウ材で満たされるとともに、断面視で蓋５の溝１０よりも内側（収容空間寄り）の領域から、溝の内周側の開口端にかけてロウ材のフィレットＦ１が形成されている。   The top surface of the side wall 20 of the container 2 is a flat surface. As shown in FIG. 2, the top surface of the side wall 20 is formed with a groove 10 having a rectangular shape in a sectional view. In FIG. 2, the groove positions are filled and displayed so that they can be easily seen. In the present embodiment, the groove 10 is formed substantially at the center of the side wall 20 in the width direction of the side wall 20. On the top surface of the container 2, in the cross-sectional view of the side wall 20, the entire inner wall surface (side wall and bottom surface) of the groove 10 and the opening end on the outer peripheral side of the groove 10 to a position inside the outer peripheral edge of the top surface. A metal film connected to the top surface area is formed. And the brazing material and the metal film formed on one main surface side of the lid, which will be described later, are integrated by heating and melting. FIG. 1 shows a state where the brazing material and the metal film are integrated, and this is represented as a brazing material 6. As shown in FIG. 1, in the state after the lid 5 and the container 2 are joined, the inside of the groove 10 is filled with the brazing material, and from the inside (close to the accommodation space) of the groove 10 of the lid 5 in a sectional view. A fillet F1 made of brazing material is formed over the opening end on the inner peripheral side of the groove.

図１において水晶振動素子３は平面視略矩形状のＡＴカット水晶振動板であり、その表裏面には水晶振動板３を駆動させるための励振電極（図示省略）と、当該励振電極から引き出される引き出し電極（図示省略）と、当該引き出し電極と接続し，水晶振動板の一端部両側に形成される一対の接続電極（図示省略）とが形成されている。これらの電極は水晶振動板上に下から順に、クロム，金，クロムの膜構成でスパッタ蒸着法によって成膜される。前記電極の膜構成は上記構成に限定されるものではなく、その他の膜構成であってもよい。また前記各種電極の成膜方法はスパッタ蒸着に限定されるものではなく、スパッタ蒸着法以外の成膜方法によって成膜してもよい。なお水晶振動素子３の搭載パッド８上への接合に用いられる接合材Ｓにはシリコーン系の導電性樹脂接合材（ペースト状接着材）が使用されている。   In FIG. 1, a crystal resonator element 3 is an AT-cut crystal resonator plate having a substantially rectangular shape in plan view. Excitation electrodes (not shown) for driving the crystal resonator plate 3 are provided on the front and back surfaces of the AT-cut crystal resonator plate. A lead electrode (not shown) and a pair of connection electrodes (not shown) connected to the lead electrode and formed on both sides of one end portion of the crystal diaphragm are formed. These electrodes are formed on the quartz vibration plate in order from the bottom in the form of chromium, gold, and chromium by sputtering deposition. The film configuration of the electrode is not limited to the above configuration, and may be other film configurations. Further, the film forming method of the various electrodes is not limited to the sputtering vapor deposition, and the film may be formed by a film forming method other than the sputtering vapor deposition method. Note that a silicone-based conductive resin bonding material (a paste-like adhesive) is used as the bonding material S used for bonding the crystal resonator element 3 onto the mounting pad 8.

図１において蓋５は略平板状の金属材料から形成されており、本実施形態において蓋５はコバールを基材として上層にニッケルメッキ層（図示省略）、さらに上層に金フラッシュメッキ層（図示省略）が一主面５１０と他主面５２０の各々に形成されている。そして容器２との接合面となる他主面５２０の金フラッシュメッキ層の上部周縁にはロウ材５０が周状に形成されている。本実施形態では前記ロウ材５０に金錫合金が使用されている。   In FIG. 1, the lid 5 is formed of a substantially flat metal material. In the present embodiment, the lid 5 is made of Kovar as a base material, an upper layer is a nickel plating layer (not shown), and an upper layer is a gold flash plating layer (not shown). ) Are formed on one main surface 510 and the other main surface 520. A brazing material 50 is circumferentially formed on the upper peripheral edge of the gold flash plating layer on the other main surface 520 serving as a joint surface with the container 2. In this embodiment, a gold-tin alloy is used for the brazing material 50.

前述した構成によれば、断面視で蓋の１０溝よりも内側の領域から、溝の内周側の開口端にかけてロウ材のフィレットＦ１が形成されて蓋５と容器２とが接合されるので、封止時に溶融したロウ材が収容空間９へ流入するのを防止することができる。これにより気密信頼性の高い水晶発振器を得ることができる。具体的に前述した容器側壁の天面の，収容空間９に面する周縁には金属膜が形成されていない。これにより、蓋に形成されたロウ材と前記金属膜とが加熱によって溶融しても、溶融金属が容器側壁２０の天面の収容空間９に面する周縁へ誘導されないためである。   According to the above-described configuration, the filler 5 fillet F <b> 1 is formed from the region inside the 10 groove of the lid in the cross-sectional view to the opening end on the inner peripheral side of the groove, and the lid 5 and the container 2 are joined. The brazing material melted at the time of sealing can be prevented from flowing into the accommodation space 9. As a result, a crystal oscillator with high hermetic reliability can be obtained. Specifically, the metal film is not formed on the peripheral surface of the top surface of the container side wall facing the accommodation space 9 described above. Thereby, even if the brazing material formed on the lid and the metal film are melted by heating, the molten metal is not guided to the peripheral edge facing the accommodation space 9 on the top surface of the container side wall 20.

また、前記金属膜は容器側壁２０の天面全体に形成する必要が無いため、金属の使用量を削減することができる。これにより製造コスト低減を実現することができる。さらに溝１０を側壁２０の天面に形成するとともに、溝１０の内周側の開口端がロウ材６のフィレットＦ１の起点となっているため、側壁の天面に形成する金属の使用量を減少させても充分な接合強度を得ることができる。
以上が水晶発振器１の主要構成部材に関する説明である。 Moreover, since the metal film does not need to be formed on the entire top surface of the container side wall 20, the amount of metal used can be reduced. Thereby, the manufacturing cost can be reduced. Further, the groove 10 is formed on the top surface of the side wall 20, and the opening end on the inner peripheral side of the groove 10 is the starting point of the fillet F1 of the brazing material 6, so that the amount of metal to be formed on the top surface of the side wall can be reduced. Even if it is decreased, sufficient bonding strength can be obtained.
This completes the description of the main components of the crystal oscillator 1.

以下、水晶発振器１の製造方法の主要工程について説明する。
−溝形成工程−
焼成によって一体成形された容器２の，平面視矩形状の側壁２０の天面に周状に一条の溝１０を形成する（図２参照）。このとき溝１０は側壁２０の幅に対して略中央を含むように一定幅かつ一定の深さで側壁２０の天面に形成される。本実施形態では溝１０の開口径は約０．０５ｍｍ以下であり、深さは約０．０５ｍｍ以下となっている。なお本実施形態において溝１０は所定形状に成形された金型を用いたプレス加工によって形成される。しかしながら前記溝の形成方法はプレス加工に限定されるものではなく、その他の方法によって形成してもよい。例えばガラスを基材とする容器においてはフォトリソグラフィ技術とウエットエッチング法を用いて化学的に溝を側壁の天面に形成することも可能である。あるいは所定パターンのレジストを形成し、ドライエッチング法を用いることによっても溝を形成することができる。これらの方法は超小型の容器において特に有効である。また、溝１０は天面に周状に形成するだけでなく、周状に断続的に形成してもよい。あるいは平面視矩形状の側壁２０の天面の，対向する二長辺または対向する二短辺のいずれか一組の辺に対してのみ溝を形成してもよい。さらに溝１０の深さは同一深さに限定されるものではなく、異なる深さの領域が存在する溝であってもよい。また溝の深さを可変させることによってフィレットの形状をコントロールすることができる。 Hereinafter, main steps of the method for manufacturing the crystal oscillator 1 will be described.
-Groove formation process-
A single groove 10 is formed in a circumferential shape on the top surface of the side wall 20 having a rectangular shape in plan view of the container 2 integrally formed by firing (see FIG. 2). At this time, the groove 10 is formed on the top surface of the side wall 20 with a constant width and a constant depth so as to include substantially the center with respect to the width of the side wall 20. In this embodiment, the opening diameter of the groove 10 is about 0.05 mm or less, and the depth is about 0.05 mm or less. In the present embodiment, the groove 10 is formed by press working using a mold molded in a predetermined shape. However, the method for forming the groove is not limited to press working, and may be formed by other methods. For example, in a glass-based container, it is possible to chemically form a groove on the top surface of the side wall using a photolithography technique and a wet etching method. Alternatively, the groove can be formed by forming a resist having a predetermined pattern and using a dry etching method. These methods are particularly effective in ultra-small containers. Further, the groove 10 may be formed not only in a circumferential shape on the top surface but also intermittently in the circumferential shape. Alternatively, the grooves may be formed only on one set of sides of the two long sides facing each other or the two short sides facing each other on the top surface of the side wall 20 having a rectangular shape in plan view. Furthermore, the depth of the groove 10 is not limited to the same depth, and may be a groove in which regions having different depths exist. Further, the shape of the fillet can be controlled by changing the depth of the groove.

−金属膜形成工程−
溝形成工程の後、図３に示すように溝１０の内壁面全体、つまり溝１０の外周側面１０１と内周側面１０２および底面１０３と、外側天面２０１（天面のうち、溝１０の外周側の開口端１０１Ｅから天面の外周縁２０１Ｅまでの領域）の外周縁から内側に離間した位置までの領域が一体となった金属膜１１が形成される。つまり溝内金属膜１１Ｃと外側天面金属膜１１Ｓとが金属膜１１となっている。これを平面視で表したものが図４となっている。なお図４において点線は溝の外周側の開口端１０１Ｅを表している。 -Metal film formation process-
After the groove forming step, as shown in FIG. 3, the entire inner wall surface of the groove 10, that is, the outer peripheral side surface 101, the inner peripheral side surface 102 and the bottom surface 103 of the groove 10, and the outer top surface 201 (of the top surface, the outer periphery of the groove 10 The metal film 11 in which the region from the outer peripheral edge to the position spaced inward from the outer peripheral edge 201E to the outer peripheral edge 201E of the top surface) is formed. That is, the in-groove metal film 11 </ b> C and the outer top surface metal film 11 </ b> S form the metal film 11. This is shown in plan view in FIG. In FIG. 4, the dotted line represents the opening end 101E on the outer peripheral side of the groove.

本実施形態では金属膜１１は３層で構成されており、下からタングステン、ニッケル、金の順で積層されている。タングステンはメタライズ技術により、セラミック焼成時に一体的に形成され、ニッケル、金の各層はメッキ技術により形成される。なお、前記タングステンの層にモリブデンを使用してもよい。   In the present embodiment, the metal film 11 is composed of three layers, and is laminated in the order of tungsten, nickel, and gold from the bottom. Tungsten is integrally formed during ceramic firing by metallization technology, and the nickel and gold layers are formed by plating technology. Note that molybdenum may be used for the tungsten layer.

−ロウ材形成工程−
蓋５に関する説明で前述したように、コバールを基材とする蓋５の上層にニッケルメッキ層を形成し、さらにその上層に金フラッシュメッキ層を一主面５１０と他主面５２０の各々に形成する。その後、容器２と接合される面となる蓋５の他主面５２０の金フラッシュメッキ層の上部周縁に金錫合金からなるロウ材５０を周状に形成する。ここでロウ材５０は、金属膜形成工程で形成された金属膜１０と対応する位置で、かつ金属膜１０の幅（図５におけるＷ１）よりも幅広（図５におけるＷ２）に形成される。なお図５に示すようにロウ材５０は容器２の側壁天面の金属膜１０に対しては、ロウ材５０の一部分が溝１０の内周側の開口端１０２Ｅの端部から鉛直上方に伸びる仮想線Ｌに対して内側、つまり収容空間９の方向にはみ出すような幅Ｗ２で形成されている。 -Brazing material formation process-
As described above with reference to the lid 5, a nickel plating layer is formed on the upper layer of the cover 5 made of Kovar, and a gold flash plating layer is further formed on each of the main surface 510 and the other main surface 520. To do. Thereafter, a brazing material 50 made of a gold-tin alloy is formed in a circumferential shape on the upper peripheral edge of the gold flash plating layer on the other main surface 520 of the lid 5 to be bonded to the container 2. Here, the brazing material 50 is formed at a position corresponding to the metal film 10 formed in the metal film forming step and wider (W2 in FIG. 5) than the width of the metal film 10 (W1 in FIG. 5). As shown in FIG. 5, the brazing material 50 extends vertically upward from the end of the opening end 102 </ b> E on the inner peripheral side of the groove 10 with respect to the metal film 10 on the top surface of the side wall of the container 2. It is formed with a width W2 that protrudes inside the virtual line L, that is, in the direction of the accommodation space 9.

−ＩＣ搭載工程−
詳細は割愛するが、容器２の内底面２２に形成された電極パターン（図示省略）上に金からなるスタッドバンプＢを形成しておき、集積回路素子の能動面が金属バンプＢに対向するように集積回路素子が位置決め載置された後、超音波を印加しながら熱圧着による金属拡散によって集積回路素子を電極パターン上に接合する。なおスタッドバンプ以外にめっきバンプをしてもよく、さらに金以外の金属バンプを使用してもよい。
その後、水晶振動素子３の一端側を接合材Ｓが塗布された搭載パッド８上に位置決め載置する。そして加熱硬化させて水晶振動素子３を搭載パッド８上に接合する。 -IC mounting process-
Although details are omitted, a stud bump B made of gold is formed on an electrode pattern (not shown) formed on the inner bottom surface 22 of the container 2 so that the active surface of the integrated circuit element faces the metal bump B. After the integrated circuit element is positioned and mounted, the integrated circuit element is bonded onto the electrode pattern by metal diffusion by thermocompression bonding while applying ultrasonic waves. In addition to the stud bumps, plating bumps may be used, and metal bumps other than gold may be used.
Thereafter, one end side of the crystal resonator element 3 is positioned and placed on the mounting pad 8 to which the bonding material S is applied. Then, the crystal resonator element 3 is bonded onto the mounting pad 8 by being cured by heating.

−水晶振動素子搭載工程−
ＩＣ搭載工程の後、水晶振動素子３の一端側を接合材Ｓが塗布された搭載パッド８上に位置決め載置する。そして所定温度プロファイルに制御された雰囲気下で接合材を硬化させて水晶振動素子３を搭載パッド８上に接合する。本実施形態では接合材Ｓにシリコーン系の導電性樹脂接合材が使用されている。なお導電性樹脂接合材はシリコーン系の接合材に限定されるものではなく、シリコーン系以外にエポキシ系などの導電性樹脂接合材を使用してもよい。あるいは導電性樹脂接合材に金属めっきバンプや金属スタッドバンプを使用してもよい。 -Crystal resonator element mounting process-
After the IC mounting step, one end side of the crystal resonator element 3 is positioned and mounted on the mounting pad 8 to which the bonding material S is applied. Then, the bonding material is cured in an atmosphere controlled to a predetermined temperature profile, and the crystal resonator element 3 is bonded onto the mounting pad 8. In this embodiment, a silicone-based conductive resin bonding material is used for the bonding material S. The conductive resin bonding material is not limited to the silicone-based bonding material, and an epoxy-based conductive resin bonding material may be used in addition to the silicone-based bonding material. Alternatively, a metal plating bump or a metal stud bump may be used for the conductive resin bonding material.

−接合工程−
図５に示すように、容器２の側壁天面と溝の内壁とに形成された金属膜１１の溝内周側の開口端１０２Ｅから鉛直上方に伸びる仮想線Ｌに対して、蓋５の他主面５２０側の周縁に形成されたロウ材５０の一部が水晶振動素子の収容空間９の方向にはみ出すように、蓋と容器とが位置決めされる。なお図５において符号Ｗ１およびＷ２で示すように側壁天面の金属膜１１の幅Ｗ１よりも、蓋に形成されたロウ材５０の幅Ｗ２の方が大きくなるよう形成されており（Ｗ１＜Ｗ２）、かつロウ材５０および金属膜１１の各々における両端部（図５で矢印で示す収容空間側と外部側）のうち、いずれの端部も平面視で一致しないような相対位置関係にて蓋と容器とが位置決めされている。なお本実施形態ではロウ材５０の外部側の端部が、金属膜１１の外部側の端部よりも内側（収容空間寄り）に形成されているが、ロウ材５０の外部側の端部が、金属膜１１の外部側の端部と平面視で略同一に形成されていてもよい。 -Joining process-
As shown in FIG. 5, other than the lid 5 with respect to an imaginary line L extending vertically upward from the opening end 102 </ b> E on the groove inner peripheral side of the metal film 11 formed on the top surface of the side wall of the container 2 and the inner wall of the groove. The lid and the container are positioned so that a part of the brazing material 50 formed on the peripheral edge on the main surface 520 side protrudes in the direction of the accommodation space 9 of the crystal resonator element. 5, the width W2 of the brazing material 50 formed on the lid is larger than the width W1 of the metal film 11 on the top surface of the side wall as indicated by reference numerals W1 and W2 (W1 <W2 ), And a relative positional relationship in which both ends of the brazing material 50 and the metal film 11 (the accommodation space side and the external side indicated by arrows in FIG. 5) do not coincide with each other in plan view. And the container are positioned. In the present embodiment, the outer end portion of the brazing material 50 is formed on the inner side (closer to the accommodation space) than the outer end portion of the metal film 11, but the outer end portion of the brazing material 50 is The outer end of the metal film 11 may be formed substantially the same in plan view.

前記位置決めがされた状態で加熱雰囲気下でロウ材５０と金属膜１１とを溶融させて一体化させる。この状態が図６となっている。溝１０の内部は溶融によって一体化した金錫合金が満たされた状態になっており、溝内周側面１０２Ｅを起点として蓋５の他主面５２０（図６で示す点Ｐ）にかけて金錫合金のフィレットＦ１が形成される。同様に外側天面２０１においても、外周縁２０１Ｅよりも内側の位置からロウ材５０の外周端にかけて金錫合金のフィレットＦ２が形成される。このようにロウ材のフィレットＦ１，Ｆ２が形成されて蓋５と容器２とが気密に接合される。以降の所定の工程が存在するがここでは説明を割愛する。
以上により水晶発振器１の完成となる。 With the positioning being performed, the brazing material 50 and the metal film 11 are melted and integrated in a heated atmosphere. This state is shown in FIG. The inside of the groove 10 is filled with a gold-tin alloy integrated by melting, and starts from the groove inner peripheral surface 102E to the other main surface 520 of the lid 5 (point P shown in FIG. 6). Fillet F1 is formed. Similarly, on the outer top surface 201, a fillet F2 of gold-tin alloy is formed from a position inside the outer peripheral edge 201E to the outer peripheral end of the brazing material 50. Thus, the filler fillets F1 and F2 are formed, and the lid 5 and the container 2 are joined in an airtight manner. Although there are subsequent predetermined steps, the description is omitted here.
Thus, the crystal oscillator 1 is completed.

前述のような金属膜１０の構成と、金属膜１０と対応するロウ材５０の相対位置関係により、断面視で蓋５の溝１０よりも内側の領域から、溝１０の内周側の開口端１０２Ｅにかけてロウ材６のフィレットＦ１が形成されて蓋５と容器２とが接合されることとなる。つまり、容器側壁２０の天面のうち、溝１０よりも内側の領域である内側天面２０２には金属膜が形成されていないため、封止時に溶融したロウ材が内側天面２０２に誘導されることがない。これにより、溶融したロウ材が収容空間９へ流入するのを防止することができるため、気密信頼性の高い圧電振動デバイスを得ることができる。   Due to the configuration of the metal film 10 and the relative positional relationship between the brazing material 50 corresponding to the metal film 10, the opening end on the inner peripheral side of the groove 10 from the region inside the groove 10 of the lid 5 in a cross-sectional view. The fillet F1 of the brazing material 6 is formed over 102E, and the lid 5 and the container 2 are joined. That is, since no metal film is formed on the inner top surface 202 that is the region inside the groove 10 among the top surfaces of the container side wall 20, the brazing material melted at the time of sealing is guided to the inner top surface 202. There is nothing to do. Thereby, since it can prevent that the fuse | melted brazing material flows in into the accommodation space 9, a piezoelectric vibration device with high airtight reliability can be obtained.

またロウ材形成工程では、蓋５の他主面５２０に金属膜形成工程で形成された金属膜１０と対応する位置で、かつ当該金属膜の幅よりも幅広のロウ材が電子部品素子の収容空間９寄りに形成されているため、ロウ材６のフィレットＦ１が形成されやすくなる。   Further, in the brazing material forming step, a brazing material wider than the width of the metal film is accommodated in the electronic component element at a position corresponding to the metal film 10 formed on the other main surface 520 of the lid 5 in the metal film forming step. Since it is formed closer to the space 9, the fillet F1 of the brazing material 6 is easily formed.

また、前記金属膜は容器側壁２０の天面全体に形成する必要が無いため、金属の使用量を削減することができる。これにより製造コスト低減を実現することができる。さらに溝１０を側壁２０の天面に形成するとともに、溝１０の内周側の開口端１０２Ｅがロウ材６のフィレットＦ１の起点となっているため、側壁２０の天面に形成する金属の使用量を減少させても充分な接合強度を得ることができる。   Moreover, since the metal film does not need to be formed on the entire top surface of the container side wall 20, the amount of metal used can be reduced. Thereby, the manufacturing cost can be reduced. Further, the groove 10 is formed on the top surface of the side wall 20, and the opening end 102 </ b> E on the inner peripheral side of the groove 10 is the starting point of the fillet F <b> 1 of the brazing material 6. Even if the amount is reduced, sufficient bonding strength can be obtained.

さらに上記構成であれば、容器側壁２０の天面に形成される金属膜は側壁天面の外周縁２０１Ｅには及んでいないので、セラミック材料からなる容器が多数個整列して一体形成されたシートの，隣接する容器間をダイシング等で切断して個片化する際に、側壁天面に形成された金属膜の剥がれを防止することができる。これはダイシングブレードの切断ライン上に側壁天面の金属膜が形成されていないことによる。なお前記シートの個片化はダイシングの他、シートの焼成前に分割予定ラインに沿って分割溝を形成しておき、焼成後に個々の容器単位に分割する，いわゆるチョコレートブレイクによって行ってもよい。   Further, in the above configuration, since the metal film formed on the top surface of the container side wall 20 does not reach the outer peripheral edge 201E of the side wall top surface, a sheet in which a large number of containers made of ceramic material are aligned and integrally formed. When the adjacent containers are cut into pieces by dicing or the like, peeling of the metal film formed on the side wall top surface can be prevented. This is because the metal film on the top surface of the side wall is not formed on the cutting line of the dicing blade. In addition to dicing, the sheet may be separated by a so-called chocolate break in which a dividing groove is formed along a dividing line before baking the sheet, and divided into individual container units after baking.

本発明の第１の実施形態の変形例として、図７に示すように断面視矩形の溝１０の内壁面だけでなく溝の内部に金属が部分的に充填された構成であってもよい。また図７に示す内側天面２０２であって、溝内周側の開口端１０２Ｅに近接する領域に及んで金属膜１２が形成されていてもよい。このような構成の場合、蓋との接合後にはロウ材のフィレットは、溝内周側の開口端１０２Ｅに近接する領域、つまり金属膜１２の収容空間寄りの端部が起点となる。図７に示す構成においても本発明の第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。   As a modification of the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, not only the inner wall surface of the groove 10 having a rectangular cross-sectional view but also the inside of the groove may be partially filled with metal. Further, the metal film 12 may be formed over the inner top surface 202 shown in FIG. 7 and in a region close to the opening end 102E on the inner circumferential side of the groove. In such a configuration, after joining with the lid, the brazing filler fillet starts from a region close to the opening end 102E on the inner circumferential side of the groove, that is, an end near the accommodation space of the metal film 12. The configuration shown in FIG. 7 also has the same operational effects as the first embodiment of the present invention.

（第２の実施形態）
次に本発明による第２の実施形態について図８を用いて説明する。なお本発明の第１の実施形態と同一の構成については説明を割愛するとともに、本発明の第１の実施形態と同一の作用効果を奏する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, while omitting description about the same structure as the 1st Embodiment of this invention, there exists the same effect as the 1st Embodiment of this invention.

図８は本発明の第２の実施形態に係る製造工程の一部を表す断面模式図である。第１の実施形態との相違点は、容器の側壁天面に形成された金属膜１３の形成幅（Ｗ１’）と蓋５の他主面５２０に形成されたロウ材５３の形成幅（Ｗ２’）が第１の実施形態における金属膜およびロウ材の各形成幅よりも大きくなっている点である。さらロウ材５３の，収容空間寄りの端部は側壁２０よりも内側に位置している点が異なっている。なお金属膜１３およびロウ材５３は第１の実施形態と同一の金属材料で構成されている。このような構成の場合、収容空間側の蓋体におけるロウ材のフィレットの起点は第１の実施形態の場合よりも、内側に形成されることになる。本構成であっても容器の側壁天面のうち、内側天面２０２の金属膜１３の溝内周側の開口端１０２Ｅに近接する領域を除いた領域には金属膜が形成されていないため、溶融したロウ材が収容空間側に誘導されることがない。これにより気密信頼性の高い圧電振動デバイスを得ることができる。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a part of the manufacturing process according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the formation width (W1 ′) of the metal film 13 formed on the top surface of the side wall of the container and the formation width (W2) of the brazing material 53 formed on the other main surface 520 of the lid 5. The point ') is larger than the width of each of the metal film and the brazing material in the first embodiment. Furthermore, the end of the brazing material 53 near the accommodation space is different from the side wall 20 in that it is located inside. The metal film 13 and the brazing material 53 are made of the same metal material as in the first embodiment. In the case of such a configuration, the starting point of the filler fillet of the brazing material in the lid on the accommodation space side is formed more inside than in the case of the first embodiment. Even in this configuration, the metal film is not formed in the region except for the region near the opening end 102E on the inner peripheral side of the groove of the metal film 13 of the inner top surface 202 of the side wall top surface of the container. The molten brazing material is not guided to the accommodation space side. Thereby, a piezoelectric vibration device with high airtight reliability can be obtained.

（第３の実施形態）
次に本発明による第３の実施形態について図９を用いて説明する。なお本発明の第１と第２の実施形態と同一の構成については説明を割愛するとともに、本発明の第１と第２の実施形態と同一の作用効果を奏する。以下、本発明の第１および第２の実施形態との相違点についてのみ説明する。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, while omitting description about the same structure as the 1st and 2nd embodiment of this invention, there exists the same effect as the 1st and 2nd embodiment of this invention. Only differences from the first and second embodiments of the present invention will be described below.

本実施形態における溝形成工程では、図９（ａ）に示すように断面視でＶ字状の溝１４を容器側壁の天面に形成する工程となっている。そして溝１４と溝を除いた天面の領域２０１，２０２はセラミック素地が露出した状態となっている。つまり本実施形態では溝と前記天面には第１および第２の実施形態で述べた金属膜は形成されていない。したがって本実施形態では前述の金属膜形成工程は存在しない。   In the groove forming step in the present embodiment, as shown in FIG. 9A, a V-shaped groove 14 is formed on the top surface of the container side wall in a sectional view. And the area | region 201,202 of the top | upper surface except the groove | channel 14 and a groove | channel is the state which the ceramic base | substrate exposed. That is, in this embodiment, the metal film described in the first and second embodiments is not formed on the groove and the top surface. Therefore, in the present embodiment, the aforementioned metal film forming step does not exist.

本実施形態におけるロウ材形成工程では、セラミック材料からなる平面視矩形状の蓋の一主面に、平面視で前述した溝が含まれるとともに、内周端が前記溝よりも内側に対応する位置にガラスからなるロウ材を形成する工程となっている。図９（ａ）に示すようにロウ材６’が、平面視で溝１４がロウ材６’の形成領域内に含まれるように蓋５’の他主面５２０’の周縁部分に形成されている。本実施形態ではロウ材６’に低融点ガラスが使用されている。ロウ材６’の形成幅Ｗ４は溝の幅Ｗ３よりも大きく形成されるとともに（Ｗ３＜Ｗ４）、仮想線Ｌの内側（図９（ａ）では左側）にロウ材６’の内周端が位置している。   In the brazing material forming step according to the present embodiment, the groove described above in a plan view is included in one main surface of the lid having a rectangular shape in a plan view made of a ceramic material, and the inner peripheral end corresponds to the inside of the groove. In this process, a brazing material made of glass is formed. As shown in FIG. 9A, the brazing material 6 ′ is formed on the peripheral portion of the other main surface 520 ′ of the lid 5 ′ so that the groove 14 is included in the formation region of the brazing material 6 ′ in plan view. Yes. In this embodiment, low melting point glass is used for the brazing material 6 '. The formation width W4 of the brazing material 6 ′ is formed larger than the width W3 of the groove (W3 <W4), and the inner peripheral end of the brazing material 6 ′ is located inside the imaginary line L (left side in FIG. 9A). positioned.

本実施形態における接合工程においては、容器側壁の天面上に蓋５’のロウ材６’が対向するように、蓋５’を容器２上に位置決め載置した後、所定温度に加熱することによりロウ材６’を溶融させる。このようにして蓋５’と容器２とが接合された状態を図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）においてロウ材６’は溝１４の内部に流入しているとともに、溝１４の内周側の開口端１４２Ｅに近接する内側天面２０２上の領域を起点として、断面視で蓋５’の溝１４よりも内側に対応する領域にかけてロウ材６’のフィレットＦ１が形成されている。   In the joining step in the present embodiment, the lid 5 'is positioned and placed on the container 2 so that the brazing material 6' of the lid 5 'faces the top surface of the container side wall, and then heated to a predetermined temperature. To melt the brazing material 6 '. FIG. 9B shows a state where the lid 5 ′ and the container 2 are joined in this manner. In FIG. 9B, the brazing material 6 ′ flows into the groove 14 and is covered in a sectional view starting from the region on the inner top surface 202 close to the opening end 142E on the inner peripheral side of the groove 14. A fillet F1 of the brazing material 6 ′ is formed in a region corresponding to the inner side of the 5 ′ groove 14.

上記構成によれば、気密信頼性の高い圧電振動デバイスを得ることができる。溝形成工程では容器の側壁の天面に溝１４を周状に形成し、ロウ材形成工程では、蓋５’の他主面５２０’に、平面視で前記溝が含まれるとともに、内周端が溝１４よりも内側に対応する位置にガラスからなるロウ材６’を形成する工程となっている。このようなロウ材と溝との相対位置関係により、金属膜を容器側壁に形成しない場合であっても溝の内周側の開口端１４２Ｅに近接する領域を起点とし、断面視で蓋５’の溝１４よりも内側に対応する領域にかけてロウ材のフィレットＦ１が形成されやすくなる。   According to the above configuration, a piezoelectric vibration device with high hermetic reliability can be obtained. In the groove forming step, the groove 14 is formed in a circumferential shape on the top surface of the side wall of the container. In the brazing material forming step, the other main surface 520 ′ of the lid 5 ′ includes the groove in a plan view, and the inner peripheral end. Is a step of forming a brazing material 6 ′ made of glass at a position corresponding to the inside of the groove 14. Due to the relative positional relationship between the brazing material and the groove, even when the metal film is not formed on the side wall of the container, the region close to the opening end 142E on the inner peripheral side of the groove is used as a starting point, and the lid 5 ′ is viewed in cross section. It becomes easy to form the fillet F1 made of brazing material in a region corresponding to the inner side of the groove 14.

さらに上記構成によれば、溝１４の内部にロウ材を流入させるとともに、溝１４の内周側の開口端１４２Ｅに近接する領域を起点として、断面視で蓋５’の溝１４よりも内側に対応する領域にかけてガラスからなるロウ材のフィレットＦ１を形成して蓋５’と容器２とが接合されるので、溝１４の内部に流入したロウ材６’が前述のアンカー効果を有する。これにより実用的な接合強度を確保することができる。さらに溝１４の内部にロウ材が溜まることによって、溝外部のロウ材が溝１４の内部の方向へ引き寄せられ易くなるため蓋と容器との接合の際、位置調整せずとも蓋が自ずと前記天面上の適切な位置に配置される，いわゆる“セルフアライメント”効果を有する。   Furthermore, according to the above-described configuration, the brazing material is allowed to flow into the groove 14, and the region close to the opening end 142E on the inner peripheral side of the groove 14 is set as a starting point to the inside of the groove 14 of the lid 5 ′ in a sectional view. Since the fillet F1 made of glass is formed over the corresponding region and the lid 5 'and the container 2 are joined, the braze 6' that has flowed into the groove 14 has the anchor effect described above. Thereby, practical joint strength can be ensured. Further, since the brazing material is accumulated inside the groove 14, the brazing material outside the groove is easily drawn in the direction toward the inside of the groove 14. It has a so-called “self-alignment” effect that is placed at an appropriate position on the surface.

なお本発明の実施形態に係る溝の形状は断面視矩形に限定されるものではなく、図１０乃至１１に示すような形状であってもよい。図１０に示す形状の溝はブラスト法やドライエッチング法を用いて形成可能であり、さらに図１１に示す形状の溝はウエットエッチング法を用いて形成可能である。   In addition, the shape of the groove | channel which concerns on embodiment of this invention is not limited to a cross-sectional view rectangle, A shape as shown to FIG. 10 thru | or 11 may be sufficient. The groove having the shape shown in FIG. 10 can be formed using a blasting method or a dry etching method, and the groove having the shape shown in FIG. 11 can be formed using a wet etching method.

さらに、本発明における圧電振動デバイスの製造方法は、図１２に示すような多数の本発明における容器が整列して一体形成された集合基板２００の状態で製造を行う，いわゆるウエハレベルパッケージにおいても適用可能である。すなわち、圧電振動素子や集積回路素子等の電子部品素子が、前記集合基板の個々の容器に各々実装された後、多数の個片の蓋で各容器を封止する際に、加熱によって溶融した金属またはガラスからなるロウ材が、容器側壁の天面の溝の内部の一部又は全体に溜まることによって、溝外部のロウ材が溝内部の方向へ引き寄せられ易くなり、前述のセルフアライメント効果を有している。つまり本発明はウエハレベルパッケージのような多数の圧電振動デバイスを一括で製造する工法においても効果的である。   Furthermore, the method for manufacturing a piezoelectric vibration device according to the present invention is also applied to a so-called wafer level package in which a large number of containers according to the present invention as shown in FIG. Is possible. That is, after electronic component elements such as piezoelectric vibration elements and integrated circuit elements are mounted on individual containers of the collective substrate, they are melted by heating when sealing each container with a large number of individual lids. The brazing material made of metal or glass collects in a part or the whole of the groove on the top surface of the container side wall, so that the brazing material outside the groove is easily drawn toward the inside of the groove, and the above self-alignment effect is achieved. Have. That is, the present invention is also effective in a method for manufacturing a large number of piezoelectric vibration devices such as a wafer level package in a batch.

また本発明の実施形態ではロウ材５０に金錫合金や、低融点ガラスが用いられているが、高融点の金属ロウ材である銀ロウをロウ材５０に使用してもよい。この場合シーム溶接によって封止を行うことができる。またレーザービームや電子ビームを用いて接合領域を加熱溶融させる封止方法においても本発明は適用可能である。   In the embodiment of the present invention, a gold-tin alloy or low melting point glass is used for the brazing material 50, but silver brazing, which is a high melting point metal brazing material, may be used for the brazing material 50. In this case, sealing can be performed by seam welding. The present invention can also be applied to a sealing method in which a bonding region is heated and melted using a laser beam or an electron beam.

本発明の実施形態では表面実装型の水晶発振器を例に挙げているが、水晶発振器以外に水晶振動子、水晶フィルタなどの電子機器等に用いられる他の圧電振動デバイスにも適用可能である。   In the embodiment of the present invention, a surface-mount type crystal oscillator is described as an example, but the present invention can be applied to other piezoelectric vibration devices used for electronic devices such as a crystal resonator and a crystal filter in addition to the crystal oscillator.

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。   The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is indicated by the claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

圧電振動デバイスの量産に適用できる。   It can be applied to mass production of piezoelectric vibration devices.

１ 水晶発振器
２ 容器
３ 水晶振動素子
４ 集積回路素子
５ 蓋
６ ロウ材
９ 収容空間
１０、１４、１５、１６ 溝
１１、１２、１３ 金属膜
１０１ 溝外周側面
１０２ 溝内周側面
１０３ 溝底面
１１Ｃ 溝内金属膜
１１Ｓ 外側天面金属膜
１０１Ｅ、１４１Ｅ 溝外周側の開口端
１０２Ｅ、１４２Ｅ 溝内周側の開口端
２０ 側壁
２０１ 外側天面
２０２ 内側天面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crystal oscillator 2 Container 3 Crystal vibration element 4 Integrated circuit element 5 Lid 6 Brazing material 9 Housing space 10, 14, 15, 16 Groove 11, 12, 13 Metal film 101 Groove outer side surface 102 Groove inner side surface 103 Groove bottom surface 11C Groove Inner metal film 11S Outer top metal films 101E, 141E Open ends 102E, 142E on the groove outer peripheral side Open ends 20 on the inner peripheral side of the groove 20 Side wall 201 Outer top face 202 Inner top face

Claims (3)

電子部品素子の収容空間と側壁を有する容器を、ロウ材を介して蓋で気密に接合してなる圧電振動デバイスであって、
前記側壁の天面には溝が形成され、当該溝の内部の一部又は全体にロウ材が流入するとともに、前記溝の内周側の開口端または当該開口端に近接する領域を起点として、断面視で蓋の前記溝よりも内側に対応する領域にかけてロウ材のフィレットが形成されて蓋と容器とが接合されていることを特徴とする圧電振動デバイス。 A piezoelectric vibration device formed by airtightly bonding a container having a housing space and a side wall of an electronic component element with a lid through a brazing material,
A groove is formed on the top surface of the side wall, and the brazing material flows into a part or the whole of the inside of the groove, and starting from an opening end on the inner peripheral side of the groove or a region close to the opening end, A piezoelectric vibration device characterized in that, in a cross-sectional view, a filler fillet is formed over a region corresponding to the inside of the groove of the lid, and the lid and the container are joined. 電子部品素子の収容空間と側壁を有する容器を、ロウ材を介して蓋で気密に接合してなる圧電振動デバイスの製造方法において、
前記側壁の天面に溝を形成する溝形成工程と、
前記側壁の断面視において、前記溝の内壁面全体と、当該溝よりも外側の天面の領域とが一体となった金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記蓋の一主面に、前記金属膜と平面視で一部が対向するとともに、内周端が前記溝よりも内側に対応する位置にロウ材を形成するロウ材形成工程と、
前記ロウ材と前記金属膜とを溶融させて、前記溝の内部の一部又は全体にロウ材を流入させるとともに、前記溝の内周側の開口端または当該開口端に近接する領域を起点として、断面視で蓋の前記溝よりも内側に対応する領域にかけてロウ材のフィレットを形成して蓋と容器とを接合する接合工程と、
を含む圧電振動デバイスの製造方法。 In the method for manufacturing a piezoelectric vibration device in which a container having a storage space for electronic component elements and a side wall is hermetically bonded with a lid through a brazing material,
Forming a groove on the top surface of the side wall; and
In the cross-sectional view of the side wall, a metal film forming step of forming a metal film in which the entire inner wall surface of the groove and the region of the top surface outside the groove are integrated;
A brazing material forming step in which a part of the lid is opposed to the metal film in a plan view and an inner peripheral end forms a brazing material at a position corresponding to the inside of the groove;
The brazing material and the metal film are melted so that the brazing material flows into a part or all of the inside of the groove, and the opening end on the inner peripheral side of the groove or a region close to the opening end is used as a starting point. A joining step of joining the lid and the container by forming a fillet of brazing material over a region corresponding to the inside of the groove of the lid in a cross-sectional view;
A method for manufacturing a piezoelectric vibration device comprising: 電子部品素子の収容空間と側壁を有する容器を、ロウ材を介して蓋で気密に接合してなる圧電振動デバイスの製造方法において、
前記側壁の天面に溝を形成する溝形成工程と、
前記蓋の一主面に、平面視で前記溝が含まれるとともに、内周端が前記溝よりも内側に対応する位置にガラスからなるロウ材を形成するロウ材形成工程と、
前記ロウ材を溶融させて、前記溝の内部の一部又は全体にロウ材を流入させるとともに、前記溝の内周側の開口端に近接する領域を起点として、断面視で蓋の前記溝よりも内側に対応する領域にかけてロウ材のフィレットを形成して蓋と容器とを接合する接合工程と、
を含む圧電振動デバイスの製造方法。 In the method for manufacturing a piezoelectric vibration device in which a container having a storage space for electronic component elements and a side wall is hermetically bonded with a lid through a brazing material,
Forming a groove on the top surface of the side wall; and
A brazing material forming step of forming a brazing material made of glass at a position where the inner surface of the lid includes the groove in a plan view and an inner peripheral end thereof corresponds to the inside of the groove;
The brazing material is melted so that the brazing material flows into a part or all of the inside of the groove, and starting from a region close to the opening end on the inner peripheral side of the groove, from the groove of the lid in a sectional view A joining step of joining the lid and the container by forming a filler fillet over the region corresponding to the inside,
A method for manufacturing a piezoelectric vibration device comprising:
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