晶体器件及其密封方法

专利名称：晶体器件及其密封方法
技术领域：
本发明涉及在振子、谐振子、振荡器、滤波器、传感器等晶体器件中，用于将例如音叉型或厚度切变振动模式的晶体振动片气密地密封在封装中的金属糊剂密封材料、以及使用该金属糊剂密封材料来进行密封 的晶体器件及其密封方法。10背景技术以往，压电器件要求更进一步的小型化/薄型化，并且广泛使用适合 于安装到电路基板等的表面安装型。
一般，表面安装型的压电器件采用 在由陶瓷等绝缘材料构成的封装内密封压电振动片的结构。该现有结构 15的封装中，在层叠有陶瓷材料的薄板的箱体基座的内腔内安装压电振动片，并在该基座上气密地接合盖(lid)以进行密封。对于基座和盖的接合，在盖为金属制的情况下，公知有在基座的上 端面配置金属密封环进行焊缝焊接的方法(例如专利文献1)、在包覆有 金属膜的基座的上端面配置金属焊料并使其加热熔融的方法(例如参照20专利文献2)。在盖为陶瓷或玻璃材料的情况下，公知有使在基座和盖之 间配置的低熔点玻璃或树脂加热熔融的方法(例如参照专利文献3)、在 盖的下表面形成金属喷镀层且使共晶焊锡熔融来接合到陶瓷壳体的方法 (例如参照专利文献4)、以及使在盖的接合部上形成的共晶用金属膜层 加热熔融的方法(例如参照专利文献5)。25 但是，由低熔点玻璃产生的气体或焊缝焊接的高热，有可能使晶体振动片的频率特性降低或恶化。另外，低熔点玻璃含铅的情况较多，有 时从有可能对环境带来影响的观点来说并非优选的。因此，提出了形成 晶体振动片和外框一体化的晶体板，并在其上下分别接合基板来作为基 座以及盖，从而实现小型化以及薄型化的结构的晶体振子。为了对上述结构进行气密密封，公知有例如对在与晶体振子构成一 体的外框的上下表面上设置的金属层和由玻璃构成的盖、以及壳体进行 阳极接合的方法(例如参照专利文献6)。另外，还公知有通过紫外线照 射或氧等离子来对压电板以及基板的镜面研磨了的相互接合面进行净 5化，利用通过水分的吸附而产生的一OH基的氢结合来进行接合的方法 (例如参照专利文献7)。另外，还公知有在等离子处理后将压电基板的形成有Au膜的接合表面、和保护基板的形成有Ag膜的接合表面重合且 进行加压加热来进行扩散接合的方法(例如参照专利文献8)。此外，还公知有在基于离子束或等离子照射的表面活性化之后对形io成有IDT的压电基板的主面上所形成的金属膜和在基座基板的主面上所 形成的金属膜进行加压来直接接合的表面声波器件(例如参照专利文献 9)。最近提出了在收容压电振子等电子部件的容器中将由平均粒径l 100nm的金属微粒子和氨络物等分散材料构成的糊剂状的密封部件使用 15在由陶瓷材料形成的箱体的容器部和金属制的盖的接合部中以进行气密 密封的方法(例如参照专利文献IO、 11)。在专利文献10所记载的方法 中，通过丝网印刷或喷墨法对容器部或盖涂覆密封部件后将两者合在一 起并在25'C以下的气氛中加热，从而进行接合。在专利文献ll所记载的 方法中，使糊剂状的密封部件成为薄板状后将其作为盖接合到容器部， 20从而气密地进行密封。另外，还公知有，利用使在表面上包覆有有机类覆膜的平均粒径l 100nm的金属微粒子在有机溶剂中分散的金属微粒子糊剂接合材料来接 合晶体振动板和上板以及下板的晶体振子等压电器件(例如参照专利文 献12)。糊剂接合材料通过利用约20(TC的加热使有机类覆膜熔融、使金 25属微粒子彼此相互热粘接即烧结的、金属微粒子间以及金属膜间处的金 属间结合，来气密地密封压电器件。[专利文献1]日本特幵2000—223606号公报[专利文献2]日本特开平11一307661号公报[专利文献3]日本特开2001—244772号公报[专利文献4]日本特开平9一36690号公报[专利文献5]日本特开昭54—78694号公报[专利文献6]日本特开2000—68780号公报[专利文献7]日本特开平7 — 154177号公报 5 [专利文献8]国际公开号WO00/76066号文章[专利文献9]日本特开昭54—78694号公报[专利文献10]日本特开2005—317793号公报[专利文献ll]日本特开2005—317794号公报[专利文献12]日本特开2006 —186748号公报 io 但是，对于上述的由金属微粒子构成的糊剂状的密封部件材料或接合材料，在金属微粒子中使用平均粒径100nm以下的纳米粒子，所以为 了防止这些凝集，需要比较多量的有机溶剂作为分散剂。因此，在密封 时从有机溶剂产生气体并残留在封装内部，或在密封后从残留在接合部 的有机溶剂经时地产生气体，有可能使压电振动片的质量和频率特性恶 15化。另外一般情况下，有机溶剂是难以处理的，因此存在大量含有有机 溶剂的密封部件不适合大量生产，并且还需要注意保管、搬运上的处理 的问题。发明内容20 本发明是鉴于上述的现有问题点而作出的，其目的在于，提供一种压电器件的密封方法，在接合时以及密封后不会从有机溶剂中产生气体 而对压电振动片带来恶劣的影响，并且能够以充分的接合强度以及高可 靠性来气密地密封封装。另外，本发明的另一目的为提供一种金属糊剂密封材料，其使用于25上述压电器件的密封方法中，而且因为处理比较容易而适合大量的生产。 根据本发明，为了实现上述目的，提供一种晶体器件，其具有晶体 振动片和由多个结构部件构成的封装，使用金属糊剂密封材料来接合所 述结构部件，并在封装内气密地密封晶体振动片，该金属糊剂密封材料 是将由例如Au、 Ag、Pt、或Pd中的1种或2种以上构成的平均粒径0.1 1.0pm的金属粒子、有机溶剂和树脂材料以88 93重量％、 5 15重 量％、 0.01 4.0重量％的比例来进行调合得到的。对于本发明的晶体器件中使用的金属糊剂密封材料，与现有技术中 使用纳米粒子的金属糊剂相比，金属粒子的粒径大且有机溶剂的比例大 5幅减少，所以即使以例如约200 30(TC的比较低的温度进行烧结，也可 以形成使金属粒子致密化的多孔结构的烧结体，并且容易使有机溶剂以 及树脂材料充分地蒸发以使其实际上不残存于烧结体中。对于该多孔结 构的烧结体，特别在杨氏模量为9 16GPa且密度为10 17g/cmS的情况 下，即使以比较低的压力加压，也可以使金属粒子更致密地重新结晶化。io通过该重新结晶化，晶体器件的封装可确保高的气密性。另外，通过包含微量的树脂材料来发挥适度的粘性，使用丝网印刷、 撒播器、喷墨等公知技术可涂覆成细微的图案，并且在涂覆之后也不会 流出而能够维持该图案。该形状性的优良度即使在低温下烧结后也同样 地发挥，涂覆后的图案在对烧结体加压而重新结晶化时也仍维持原样。15因此，晶体器件在密封封装时可将其密封宽度设定得更窄，所以可使封 装尺寸减小相应部分而使器件整体小型化，或维持外形尺寸而使封装的 内部容量增大。在另一实施例中，所述多个结构部件具有将一体结合了晶体振动 片和外框的中间晶体板；以及通过金属糊剂密封材料与中间晶体板的上 20下各表面分别接合的上侧基板以及下侧基板，上侧基板由形成有用于驱动晶体振动片的集成电路的硅材料构成、且在其下表面具有与集成电路 连接的端子，中间晶体板在外框上表面具有设置在与上侧基板的端子对 应的位置上的端子，上侧基板的端子和中间晶体板的端子通过导电连接 材料直接连接，从而实现更小型化且高度降低的晶体振荡器。25 在另一实施例中，所述多个结构部件具有构成上部开放的箱体且在其内部安装有晶体振动片的基座；以及利用金属糊剂密封材料与基座的上端面气密地接合的盖，盖由形成有用于驱动晶体振动片的集成电路 的硅材料构成、且在其下表面具有与集成电路连接的端子，在基座的上 端面具有设置在与盖的端子对应的位置上的端子，盖的端子和基座的端子通过导电连接材料直接连接，从而同样地实现更小型化且高度降低的 晶体振荡器。因此，可提供利用本发明的金属糊剂密封材料来气密地密封具有各 种封装结构的晶体等压电器件。 5 根据本发明的某一侧面可提供一种晶体器件的密封方法，其为了在一体地结合了晶体振动片和外框的中间晶体板的上下各表面分别接合上 侧基板以及下侧基板，并在被它们之间所划定的内腔内气密地密封所述 晶体振动片，而使所述中间晶体板在所述外框的上表面以及下表面具有 金属薄膜，并且使所述上侧基板以及所述下侧基板分别在与所述外框的 10接合面上具有金属薄膜，晶体器件的密封方法包括如下的处理工序第1 一次烧结处理工序，在该工序中，对所述外框上表面的所述金 属薄膜或所述上侧基板的所述金属薄膜中的至少一方，涂覆上述本发明的金属糊剂密封材料并加热，从而形成具有杨氏模量为9 16GPa以及密 度为10 17g/cmS的多孔结构的一次烧结体； 15 第2—次烧结处理工序，在该工序中，对所述外框下表面的所述金属薄膜或所述下侧基板的所述金属薄膜中的至少一方，同样地涂覆上述本发明的金属糊剂密封材料并加热，从而形成具有杨氏模量为9 16GPa 以及密度为10 17g/cmS的多孔结构的一次烧结体；第1 二次烧结处理工序，在该工序中，使形成有这些所述一次烧结 20体的一方所述金属薄膜和另一方所述金属薄膜接触并重合，并对所述一 次烧结体加压而使其金属粒子致密地重新结晶化，从而将所述中间晶体 板和所述上侧基板在所述外框气密地进行接合；以及第2二次烧结处理工序，在该工序中，使形成有这些所述一次烧结 体的一方所述金属薄膜和另一方所述金属薄膜接触并重合，并对所述一 25次烧结体加压而使其金属粒子致密地重新结晶化，从而将所述中间晶体 板和所述下侧基板在所述外框气密地进行接合。如上所述，本发明的金属糊剂密封材料不仅在涂覆时而且在1次以 及二次烧结处理之后也维持充分且良好的形状性，并且通过二次烧结处 理之后的重新结晶化而发挥高的气密性，所以与以往相比可使中间晶体板的外框的密封宽度大幅变窄。因此，可减小中间晶体板的外框尺寸并 使晶体器件整体小型化，或维持外框的外轮廓尺寸而增大其内形尺寸， 由此可使可安装的晶体振动片的外形尺寸增大相应部分，提高晶体振子 的特性。5 具有上述的杨氏模量以及密度的一次烧结体，不是原来的糊剂状态而具有某种程度的柔软度，所以在二次烧结处理中使中间晶体板和上侧 以及下侧基板重合并加压时，其材料不会飞散而附着到晶体振动片、或 残存于器件内部。因此，可维持晶体器件的振动特性而不会恶化。另外，对于一次烧结体的所述多孔结构，可通过以比较低的温度进 10行一次烧结处理来形成。因此，即使在对中间晶体板涂覆金属糊剂密封 材料来进行一次烧结处理的情况下，也可以抑制给晶体振动片带来的热 应力。另外，在一次烧结体中，实际上不残存金属糊剂密封材料的有机溶 剂以及树脂材料，所以在二次烧结处理中不会从一次烧结体产生来自有 15机溶剂或树脂的逸气、或者残留在压电器件的内部。另外，即使在接合 后也不会经时地产生有机溶剂或树脂的逸气，所以可长期良好地维持晶 体器件的质量以及频率特性。在封装结构的晶体器件中，在某一实施例中，上侧基板以及下侧基 板由与中间晶体板相同的晶体形成，从而封装整体成为相同的热膨胀率， 20所以可抑制由于环境温度的变化等引起的偏差，使可靠性提高。在另一实施例中，上侧基板具备由硅材料构成且用于驱动晶体振 动片的集成电路；以及与该集成电路连接的端子，中间晶体板在其外框 上表面具有与上侧基板的端子连接的端子，在第1 二次烧结处理工序中 当使中间晶体板和上侧基板重合时，利用导电连接材料将上侧基板的端 25子和中间晶体板的端子直接连接，从而能够以较少的工序来制造具有振 荡器功能的晶体器件。根据本发明的另一侧面，提供一种晶体器件的密封方法，其为了在 构成上部开放的箱体且在其内部安装有晶体振动片的基座的上端面上接 合盖来气密地密封，而使基座在其上端面具有金属面，并且使盖在与上端面的接合面上具有金属面，该晶体器件的密封方法包括如下的处理工 序 一次烧结处理工序，在该工序中，对基座上端面的金属面或盖的金 属面中的至少一方同样地涂覆本发明的金属糊剂密封材料并加热，从而形成具有杨氏模量为9 16GPa以及密度为10 17g/cr^的多孔结构的一 5次烧结体；以及二次烧结处理工序，在该工序中，使形成有这些一次烧结体的一方 金属面和另一方金属面接触并重合，并对该一次烧结体加压而使其金属 粒子致密地重新结晶化，从而将盖气密地接合到基座上。即使在上述的封装结构的晶体器件中，也同样可取得利用上述本发 10明的密封方法的良好的作用效果。特别，与以往的通过焊料件或焊缝焊 接来接合基座和盖的方法不同，可抑制对安装在基座上的压电振动片给 予的热应力的影响。另外，不会像以往的焊缝焊接那样密封材料飞散而 附着到晶体振动片，所以可维持晶体器件的振动特性而不会恶化。另外， 通过二次烧结处理使所述金属粒子重新结晶化的接合部，不会像利用以15往的焊料件进行接合那样在高温环境下重新熔融，所以可经时地确保高气密性。因此，即使在将晶体器件安装到电路基板等之后在不良部件的 修复工艺中进行加热，也不会损失气密性，由此可维持高的可靠性。另外，在具有该封装结构的晶体等压电器件中，在某一实施例中， 所述盖由玻璃板构成，并且在其一方表面形成金属膜，由此来设置与基20座上端面的一次烧结体接合或用于涂覆金属糊剂密封件的金属膜。在该情况下，在盖下表面的一部分区域上未形成金属膜，由此可在密封后使 用从外侧透过盖照射的激光来调整晶体振动片的频率。在另一实施例中，所述盖由金属板构成，并且可将其一个表面直接 利用为与基座上端面的一次烧结体接合或用于涂覆金属糊剂密封材料的25金属面，由于不需要形成金属膜，所以是有利的。另外，在另一实施例中，盖具有由硅材料构成且用于驱动所述晶体振动片的集成电路；以及与该集成电路连接的端子，基座在其上端面具有与盖的端子连接的端子，在二次烧结处理工序中当使盖重合在基座 上时，利用导电连接材料将盖的端子和基座的端子直接连接，从而能够以较少的工序来制造作为振荡器发挥功能的晶体器件。另外，在某一实施例中，在二次烧结处理工序中进行加压的同时进 行加热，由此可使一次烧结体的金属粒子更良好且高效地重新结晶以化 进行接合。5 另外，根据本发明的另一侧面，提供一种晶体器件的密封方法，其为了在具有由第1结构部件和第2结构部件构成的封装的电子部件中， 将第1结构部件和第2结构部件接合并在被它们之间所划定的内腔内气 密地密封电子元件等，而使第1结构部件以及第2结构部件在相互的接 合面分别具有金属面，其包括如下的处理工序 一次烧结处理工序，在 10 该工序中，对第1结构部件的金属面或第2结构部件的金属面中的至少一方涂 覆本发明的金属糊剂密封材料并加热，从而形成具有杨氏模量为9 16GPa以及密度为10 17g/cmS的多孔结构的一次烧结体；以及二次烧结 处理工序，在该工序中，使形成有这些一次烧结体的一方金属面和另一15方金属面接触并重合，并对该一次烧结体加压而使其金属粒子致密地重 新结晶化，从而将第1结构部件和第2结构部件气密地进行接合。由此，使用本发明的金属糊剂密封材料，还能将压电器件以外的各 种电子部件气密地密封在封装内，同样关于本发明的晶体器件的密封方 法可取得上述良好的作用效果。在该情况下，在二次烧结处理工序中进20行加压的同时进行加热，从而可使一次烧结体的金属粒子更良好且高效 地重新结晶化以进行接合。


图1 (A)以及图1 (B)是示出通过本发明的方法来对第1实施例 25的晶体振子进行密封的工序的剖视图。图2 (A)是构成第1实施例的晶体振子的中间晶体板的俯视图，图 2 (B)是其仰视图，图2 (C)是其剖视图。图3 (A)是构成第1实施例的晶体振子的上侧基板的仰视图，图3 (B)是其剖视图。图4 (A)是构成第1实施例的晶体振子的下侧基板的俯视图，图4 (B)是其剖视图。图5 (A) 图5 (C)是示意地示出在图1的密封工序中金属糊剂密封材料从糊剂状态重新结晶化的过程的部分放大剖视图。图6 (A)是示出在应用本发明的方法的晶体振子的制造工序中一体 贴合的3个晶体晶片的概略立体图，图6 (B)是示出涂覆有金属糊剂密 封材料的中间晶体晶片的部分放大剖视图。图7 (A)是示出接合3个晶体晶片的要领的说明图，图7 (B)是 示出3个晶体晶片的接合体的概略立体图。图8是示出涂覆有金属糊剂材料的图6的中间晶体晶片的部分放大 俯视图。图9 (A)是示出通过本发明的方法来对第2实施例的晶体振子进行 密封的工序的剖视图，图9 (B)是示出密封的第2实施例的晶体振子的 剖视图。图10是第2实施例的晶体振子的基座的俯视图。 图11是第2实施例的晶体振子的盖的仰视图。 图12是应用了本发明的晶体振荡器的剖视图。 图13是图12的晶体振荡器的基座的俯视图。 图14是图12的晶体振荡器的盖的仰视图。图15 (A)、图15 (B)是示出图12的晶体振荡器的密封工序的部分放大剖视图。图16是应用了本发明的另一晶体振荡器的剖视图。图17是图16的晶体振荡器的中间晶体板的俯视图。图18是图16的晶体振荡器的上侧基板的仰视图。图19是应用了本发明的音叉型晶体振子的剖视图。图20 (A)是图19的晶体振子的中间晶体板的俯视图，图20 (B)是其仰视图。图21是图19的晶体振子的上侧基板的仰视图。 图22是图19的晶体振子的下侧基板的俯视图。标号说明1、 41、 61、 81、 101:晶体振子；2、 82、 102:中间晶体板；3、 83、103:上侧基板；3a、 4a、 83a、 103a、 104a:凹部；4、 83、 104:下侧基 板；5、 45、 65、 85、 105:晶体振动片；5a、 45a、 65a、 85a、 105a:基 5 端部；6、 86、 106:外框；7、 8、 46、 66、 87、 107、 109:激励电极； 7a、 8a、 87a:布线膜；9、 10、 13、 88、 108、 110、 112:导电金属薄膜； 11、 89、 111:通孔；12、 16、 30a:区域；14、 15、 17、 51、 52、 70、 73、 92、 H3 115:金属薄膜；18 20、 34、 35、 39、 53、 76:金属糊剂密 封材料；21:金属粒子；22:缺口； 23:树脂；24: —次烧结体；25 io 27、 54、 77、 95、 96、 U7 119:接合膜；28、 44:内腔；30:中间晶体晶片；31:上侧晶体晶片；32:下侧晶体晶片；33:贯通孔；36:撒 播器；37:晶片层叠体；38:外轮廓线；42、 62:基座；42a 42c:陶 瓷材料薄板；43、 63:盖；47、 67:引出电极；48、 68:电极片；49、 69:导电性粘接剂；50:薄板；71、 72、 74、 75、卯、91、 93、 94:结15合片；78: Au球；79、 97、 98:凸块；116:密封孔；120:密封材料。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细的说明。 首先，本发明的金属糊剂密封材料由金属粒子、有机溶剂、和树脂20材料构成。所述金属粒子是例如由Au、 Ag、 Pt、 Pd中的1种或2种以上 构成的平均粒径0.1 1.0]im的超微(submicron)粒子。所述有机溶剂使 用在大约20(TC的比较低的温度下可蒸发的醇酯等。添加所述树脂材料，以便对所述金属糊剂密封材料给予某种程度的粘度，例如使用纤维素类树脂材料。以金属粉墨88 93重量％、有机溶剂5 15重量。/^、树脂材 25料0.01 4.0%重量的比例来调合所述金属糊剂密封材料。对于本发明的金属糊剂密封材料，由于与使用现有技术的纳米粒子 的金属糊剂相比，金属粒子的粒径大且有机溶剂的比例大幅减少，所以 通过以例如大约200 30(TC的比较低的温度进行烧结，从而可容易地形 成如后所述地使金属粒子热粘接并致密化的多孔结构的烧结体。而且，即使通过低温下的烧结处理，也可以使金属糊剂密封材料中的有机溶剂 以及树脂材料充分地蒸发，以使其实际上不会残存于烧结体中。另外， 对于该多孔结构的烧结体，即使以比较低的压力加压，也能够容易地使 所述金属粒子更致密化而重新结晶化。由于可通过该重新结晶化来确保 5高的气密性，所以特别适用于真空密封压电器件和电子部件的封装。此外，本发明的金属糊剂密封材料包含微量的树脂材料，由此可使 用丝网印刷、撒播器、喷墨等公知技术来容易地涂覆成期望的细微的图 案，并且具有在涂覆之后也不会流出、可维持该图案的适当粘性。该形 状性的优良度即使在低温下的烧结之后也是相同的，涂覆后的图案即使 10在对烧结体加压而重新结晶化时也仍维持原样。因此，在对压电器件等 的封装进行密封时，可将其密封宽度设定得更窄。图1 (A)、 (B)说明通过本发明的方法来对第1实施例的晶体振子 进行密封的工序。本实施例的晶体振子1具备具有晶体振动片的中间 晶体板2、构成封装的盖的上侧基板3、以及构成基座的下侧基板4。中15间晶体板2由AT切分的晶体板形成，在其上下叠层有上侧以及下侧基板 3、 4并一体地接合。最理想的是上侧以及下侧基板3、 4同样由晶体薄板 形成，或者还可以由玻璃材料或硅形成。如图2 (A) 2 (C)所示，中间晶体板2作为整体由厚度相同的晶 体薄板构成，具有厚度切变模式的晶体振动片5、和在其基端部5a—体20地结合的外框6。在晶体振动片5的上下各表面形成有激励电极7、 8， 并分别从基端部5a通过布线膜7a、 8a引出，并与在外框6的上表面以及 下表面的整周上形成的导电金属薄膜9、 10电连接。在结合了外框6的 晶体振动片5的一侧的长度方向端部设有通孔11，在该长度方向端部的 下表面，形成有通过晶体元素的区域12从导电金属薄膜10分离的导电25金属薄膜13，经由通孔11内部的导电膜与上表面的导电金属薄膜9电连 接。如图3 (A)、 (B)所示，上侧基板3在与中间晶体板2对置的面、 即下表面形成有凹部3a。围绕上侧基板3下表面的凹部3a的周边部构成 与中间晶体板2接合的面，并用与所述外框的导电金属薄膜9对应的金属薄膜14进行包覆。如图4 (A)、 (B)所示，下侧基板4同样在与中间晶体板2对置的 面、即上表面形成有凹部4a。围绕下侧基板4上表面的凹部4a的周边部 构成与中间晶体板2接合的面，并形成有与所述外框的导电金属薄膜10 5对应的金属薄膜15、和通过晶体元素的区域16从该金属薄膜分离并与所 述外框的导电金属薄膜13对应的金属薄膜17。另夕卜，在下侧基板4的下 表面，形成有向外部的引出电极(未图示)。所述中间晶体板的各导电金属薄膜9、 10、 13以及所述上侧、下侧 基板的金属薄膜14、 15、 17，是优选例如将Cr膜、Ni膜、Ni/Cr膜、Tiio膜或Ni—Cr膜作为基底膜，并在其上层叠Au膜而形成的。在另一实施 例中，可使用A1、 Ag、 Cu、 Pd、 Pt、 Sn、 Ti、 Al/Si、或Ni/Cr来形成这 些金属薄膜。使用溅射、蒸镀、电镀、直接电镀等公知方法或组合这些 方法来使这些金属薄膜容易地成膜。根据本发明的方法，如图l (A)所示，在中间晶体板2的外框6上15下表面的各导电金属薄膜9、 10、 13上涂覆上述的本发明的金属糊剂密 封材料18、 19、 20。所述金属糊剂密封材料的涂覆，例如通过丝网印刷、 撒播器、或喷墨等公知方法来进行。图5 (A)例示出在导电金属薄膜9 上涂覆的金属糊剂密封材料18的状态。如该图所示，金属糊剂密封材料 18中，金属粒子21大致均匀地分散在有机溶剂22中。另外，在有机溶20剂22中均匀地分散树脂23，对所述金属糊剂密封材料给予某种程度的粘 性。利用该粘性，本发明的金属糊剂密封材料发挥充分的形状性，所以 可涂覆成高精度的图案并维持该图案。例如，在所述金属粒子为Au的情 况下，金属糊剂密封材料通过丝网印刷，可细微地形成至最小图案宽度 0.05mm、最小厚度10jim左右。25 接着，使用例如加热板、烘箱、带炉等公知手段，以大约200 300°C的较低温度，来短时间(例如大约10 30分钟)地加热中间晶体板2， 由此进行一次烧结处理。通过该一次烧结处理，使所述金属糊剂密封材 料的金属粒子烧结，形成一次烧结体。如图5 (B)例示， 一次烧结体24 构成如下的结构有机溶剂22以及树脂23从所述金属糊剂密封材料中蒸发，邻接的金属粒子21彼此在其间残留微小的间隙并且热粘接、以此 进行致密地接合的多孔结构。此外，所述一次烧结体中的金属粒子21， 在与下侧的所述各金属薄膜的界面中也进行致密化，并与该金属薄膜结 合。树脂23有时无法通过一次烧结处理完全地蒸发，其一部分残留。在 5该情况下，残存的树脂，由于进入金属粒子21的间隙，所以对构成上述 的多孔结构没有任何影响。根据本发明，所述多孔结构最理想的是 一次烧结体24的杨氏模量为9 16Gpa、密度为10 17g/cm3。可确认当一次烧结处理的温度低时 金属粒子21相对地维持原来的球形，但随着温度变高，在未保留原形的io位置上进行表面的烧结而相互热粘接。另外， 一次烧结体24的杨氏模 量以及密度，随着一次烧结处理的温度降低而变低，随着一次烧结处理 的温度变高而变高。另外，由于一次烧结处理的加热是比较低的温度， 所以可抑制其给中间晶体板2的晶体振动片5带来的热应力。接下来，在中间晶体板2的上表面以及下表面，使上侧以及下侧基15板3、 4分别相互对位并重合，使所述一次烧结体和金属薄膜14、 15、 17 接触后进行同样的加压，由此来进行二次烧结处理。具有上述的杨氏模 量以及密度的一次烧结体24不是原来的糊剂状态、而且具有适当的柔软 度，所以不会由于加压而导致其材料飞散并附着到晶体振动片5、或残存 于内腔28内部。因此，能够维持密封后的晶体振动片1的振动特性而不20会恶化。二次烧结处理的加压条件根据中间晶体板和基板的尺寸、接合面的 大小、所使用的所述金属糊剂密封材料的量和厚度而不同，在本实施例 中，例如施加大约39 176N/mmS的压力约10分钟。另外，例如一边以 约200 35CTC的温度加热一边加压，由此可更良好地进行所述二次烧结 25处理。由于该加热也是比较低的温度，所以可抑制给中间晶体板2的晶 体振动片5带来的热应力。通过该二次烧结处理，所述一次烧结体中，所述金属粒子更致密地 进行热粘接，完全压溃图5 (B)所示的多孔结构的所述间隙，形成如图 5 (C)所例示地重新结晶化的接合膜25。接合膜25 27，在与所述上侧以及下侧基板的各金属薄膜14、 15、 17的界面中紧密地结合这些金属薄 膜和所述金属粒子而使其一体化。由此，可气密性高地分别接合中间晶体板2和上侧以及下侧基板3、 4，在这些之间所划定的内腔28内，以在 基端部5a单端固定地悬浮状态来密封晶体振动片5。 5 当在真空气氛质或非活性气体气氛下进行所述二次烧结处理时，可对晶体振动片5进行真空密封或气体密封。当在二次烧结处理之前使用 公知的等离子处理或离子束处理等预先对所接合的中间晶体板2的所述 一次烧结体和上侧以及下侧基板3、 4的所述金属薄膜进行表面活性化、 净化时，可更加良好且稳定地进行接合，并提高接合可靠性。io 如上所述，本发明的金属糊剂密封材料不仅在涂覆时而且在一次以及二次烧结处理之后也维持充分且良好的形状性，并且在二次烧结处理 之后通过金属粒子的重新结晶化而发挥高的气密性，所以与以往相比可 使外框6的密封宽度大幅变窄。其结果，可减小中间晶体板2的外形尺 寸并使晶体振子1整体小型化。另外，可维持外框6的外轮廓尺寸且增15大内腔28的尺寸，并使可安装的晶体振动片5的外形尺寸增大其内腔尺 寸增大的量，由此可提高晶体振子的特性。另外，根据本发明，在所述一次烧结处理中，所述金属糊剂密封材 料的有机溶剂以及树脂充分地进行蒸发，所以在二次烧结处理中不会从 一次烧结体产生所述有机溶剂或树脂的逸气、或残留于晶体振子1的内20腔28内。另外，也不会在接合后从接合膜25 27经时地产生所述有机 溶剂或树脂的逸气。因此，可长期良好地维持晶体振子1的质量以及频 率特性。在另一实施例中，在所述上侧以及下侧基板的金属薄膜14、 15、 17 中，也可以涂覆所述金属糊剂密封材料。这些金属薄膜上的所述金属糊 25剂密封材料，与中间晶体板2的情况相同地进行加热，由此来进行一次 烧结处理，形成所述多孔结构的一次烧结体。接下来，使上侧以及下侧 基板3、 4和中间晶体板2分别对位并重合，使这些一次烧结体彼此接触， 与上述实施例同样地进行加压，由此来进行二次烧结处理。在一次烧结 体彼此的界面中，金属粒子紧密地热粘接并重新结晶化，并实际地形成l个接合膜。因此，可更紧固地接合中间晶体板2和上侧以及下侧基板3、 4。另外，在另一实施例中，也可以仅对所述上侧以及下侧基板的金属薄膜14、 15、 17涂覆所述金属糊剂密封材料，而没有对所述中间晶体板 5进行涂覆。由于仅针对所述上侧以及下侧基板进行所述一次烧结处理， 所以该加热温度不会给中间晶体板2的晶体振动片带来影响。在再一实施例中，可首先接合中间晶体板2和上侧基板3或下侧基 板4的一方，然后接合另一方。在之后的接合工序中，通过在真空或预 定的气体气氛下进行二次烧结处理，可对晶体振动片5进行真空密封或 io气体密封。另外在进行该二次烧结处理时，还可以以适当的温度一边对 晶体晶片加热一边加压。接下来，对应用本发明方法来一并制造多个晶体振子1的工序进行 说明。首先，如图6 (A)所示，准备大型的中间晶体晶片30，该中间晶 体晶片30沿纵向以及横向连续地配置多个中间晶体板2。通过对晶体晶 15片进行例如光刻来形成各中间晶体板2的晶体振动片5以及外框6的形 状。在中间晶体晶片30上下两表面的晶体振动片5以及外框6所对应的 区域，通过蒸镀、溅射等来使导电材料成膜并且形成图案，从而形成所 述激励电极、布线膜以及导电金属薄膜。与上述工序并行，准备大型的上侧晶体晶片31以及下侧晶体晶片 20 32，该上侧晶体晶片31以及下侧晶体晶片32分别沿纵向以及横向连续 配置多个上侧基板3以及下侧基板4。在两个晶体晶片31、 32中，分别 在与中间晶体晶片30对置的面上，通过例如蚀刻或喷砂加工等，来形成 多个凹部3a、 4a。此外，还在两个晶体晶片31、 32中，在与中间晶体晶 片30对置的面上通过蒸镀、溅射等来形成分别与上侧基板3下表面的金 25属薄膜14以及下侧基板4上表面的金属薄膜15、 17对应的金属薄膜(未 图示)。在下侧晶体晶片32中，在与纵向以及横向正交的下侧基板4的 外轮廓线的交点上分别形成有圆形贯通孔33。在下侧晶体晶片32的下表 面，形成有向各下侧基板4下表面的外部的引出电极。接下来，如图6(B)所示，在中间晶体晶片30上下两表面的外框6所对应的区域的所述导电金属薄膜上，涂覆本发明的金属糊剂密封材料34、 35。金属糊剂密封材料34、 35通过上述调合而具有适当的粘性，所 以可通过丝网印刷容易地涂覆成期望的细微的图案并且维持该图案。在 另一实施例中，可如图6 (B)中使用想像线所表示的撒播器36连续地 5涂覆、或通过喷墨法涂覆成连续的点状。本发明的金属糊剂密封材料， 可通过上述的调合来涂覆成直径0.1mm、厚度15pm的点状。在另一实施例中，可形成抗蚀框架，以便划定应涂覆所述金属糊剂 密封材料的区域，在其内侧填充所述金属糊剂密封材料来进行涂覆。利 用光刻技术来使光抗蚀剂形成图案，由此能够高精度地形成该抗蚀框架， 10并可在所述金属糊剂密封材料的涂覆之后或一次烧结处理之后容易地去 除该抗蚀框架。接下来，与图1 (A)的情况同样地通过加热板等、以大约200 300°C 的温度加热中间晶体晶片30预定的时间，来进行一次烧结处理。由此， 对金属糊剂密封材料34、 35进行烧结，形成所述多孔结构的一次烧结体。15在该中间晶体晶片30的上下各表面，如图7 (A)所示地使上侧以及下 侧晶体晶片31、 32分别对位并重合，与图1 (B)的情况同样地进行加 压，来进行二次烧结处理。可一边以例如约200 350'C的温度加热所述晶体晶片一边进行所述 二次烧结处理。另外，所述二次烧结处理通过在真空或预定的气体气氛20下进行，可同样地对各晶体振动片5进行真空密封或气体密封。另外， 将所述中间晶体晶片的上下两表面的一次烧结体和所述上侧以及下侧晶 体晶片的各金属薄膜，以适当的反应气体进行等离子处理、或照射离子 束来同样地进行表面活性化，从而可实现更加良好且稳定的接合以及接 合可靠性的提高。25 这样，可取得图7 (B)的晶体晶片层叠体37，该晶体晶片层叠体37气密地接合了中间晶体晶片30和上侧以及下侧晶体晶片31、 32。如 该图所示，沿纵横正交的晶体振子的外轮廓线38，通过切割等来切断分 割晶体晶片层叠体37使其单片化，从而完成图l所示的晶体振子l。对 于各下侧基板4底面的所述引出电极，还可以在切割前的晶体晶片层叠体37的状态下通过溅射等来形成。如图8所示，对图6 (A)的中间晶体晶片30通过丝网印刷来涂覆 本发明的金属糊剂密封材料。金属糊剂密封材料39以为了进行切割而在 外轮廓线38的两侧残留一定宽度的区域30a的形式，在各外框6上形成 5为矩形框状的细微的图案。对金属糊剂密封材料39的组成以及物理性能 进行如下设定。组成金属(Au)粒子含有量88wt%、平均粒子径0.3pm 有机溶剂含有量10.4wt%树脂含有量1.6wt% 10 物理性能粘度l卯Pa'S触变比4.9其结果，金属糊剂密封材料39可以将细微图案形成为外尺寸2.95mm (LI) xi.25mm (Wl)、内尺寸2.85mm (L2) xl.l5mm (W2)、线宽度 0.05mm的矩形框状。 15 在另一实施例中，可使中间晶体晶片30和上侧晶体晶片31或下侧晶体晶片32的一方首先接合，然后与另一方接合。在该情况下，在接合 第3个所述晶体晶片之后的工序中，通过在真空或预定的气体气氛下进 行二次烧结处理，可对各晶体振动片5进行真空密封或气体密封。另外，在首先接合了 2个所述晶体晶片的状态下，可对每个晶体振 20动片5进行特性试验以及频率的测定。另外，可例如通过激光的照射等 来部分地消除各晶体振子5的激励电极，独立地调整其频率。在该情况下，中间晶体晶片30是预先在各外框6的上下各表面上将 所述导线金属薄膜去除沿着晶体振子的外轮廓线38切割的线宽度部分而 进行图案形成的。同样，上侧以及下侧晶体晶片31、 32是预先将分别与 25所述上侧以及下恻基板的各金属薄膜14、 15、 17对应的所述金属薄膜去 除沿着晶体振子的外轮廓线38的切割的线宽度部分而进行图案形成的。 如上所述，金属糊剂密封材料34、 35;形状性良好且仅在所述导电金属 薄膜上被涂覆。因此，中间晶体晶片30的各晶体振动片5在一次以及二 次烧结处理的前后，都与以晶片的状态邻接的其他晶体振动片电气地分离独立。本发明对于与上述第1实施例不同的各种封装结构的压电器件，也 可同样地适用。图9 (A)、 (B)说明通过本发明的方法来密封第2实施 例的晶体振子的工序。本实施例的晶体振子41具有包括由绝缘材料构成5的矩形箱状的基座42和平板状的盖43的封装结构。如图9 (A)以及图 10所示，基座42中层叠有多个陶瓷材料薄板42a 42c并形成为上部开 放的箱体。在基座42内部所划定的内腔44中安装有晶体振动片45。本实施例的晶体振动片45是例如由AT切分晶体板构成的厚度切变 模式的振动片。在其上下各表面上形成有激励电极46、 46，并且在一方io端部即基端部45a，左右地形成有来自所述各激励电极的引出电极47、 47。在基座42的内腔44底面，在长度方向的一方端部附近形成有1对 电极片48、 48。晶体振动片45在基端部45a中使用导电性粘接剂49将 各引出电极47、 47固定到对应的电极片48、 48，从而电连接且以单端固 定形式被大致水平地支撑。15 如图11所示，本实施例的盖43通过由玻璃材料构成的平坦的矩形的薄板50而形成。在盖43的下表面，在整个面上包覆有金属薄膜51。 金属薄膜51如图11中想像线所示，也可以仅形成在沿着盖43下表面的 周边部与基座42上端面接合的区域43a中。在另一实施例中，可使用晶 体或陶瓷等绝缘材料或科瓦铁镍钴合金、SUS等金属材料的薄板来形成20盖43。在盖43由金属材料构成的情况下，还可以根据其材质省略金属薄 膜51并将该金属面直接使用为接合面。在基座42的上端面包覆有金属薄膜52。对于盖43以及基座42的 各金属薄膜51、 52，优选与第1实施例的上侧以及下侧基板3、 4同样地 通过溅射、蒸镀或电镀等方法在例如由O膜、Ni膜、Ni/Cr膜、Ti膜或25 Ni — Cr膜构成的基底膜之上层叠Au膜而形成，或者还可以使用Al、 Ag、 Cu、 Pd、 Pt、 Sn、 Ti、 Al/Si、或Ni/Cr来形成。根据本发明的方法，如图9 (A)所示，在基座42上端面的金属薄 膜52上涂覆有上述本发明的金属糊剂密封材料53。对于所述金属糊剂密 封材料的涂覆，同样地通过丝网印刷、撒播器、或喷墨等方法来进行。接下来，与第1实施例的情况相同，对基座42以大约200 30(TC的比较 低的温度来加热，由此来进行一次烧结处理。因此，金属糊剂密封材料 53在其金属粒子烧结后形成具有所述多孔结构的一次烧结体。由于一次 烧结处理的加热是比较低的温度，所以可抑制其给基座42内的晶体振动 5片45带来的热应力。在该状态下，进行晶体振动片45的特性试验以及频率的测定，进而 可通过激光的照射等来部分地消除激励电极46以调整频率。对于金属糊 剂密封材料53的涂覆以及一次烧结处理，也可以在将晶体振动片45安 装到基座42之前或之后的任意一个时期进行。io 接下来，在基座42的上端面将盖43对位来进行配置，以与第1实施例的情况同样的条件加压，从而进行二次烧结处理。所述一次烧结体 如上所述地具有适当的柔软度，所以不会由于加压而导致其材料飞散并 附着到晶体振动片45、或残存于内腔44内部。因此，可维持密封后的晶 体振动片41的振动特性而不会恶化。15 如图9 (B)所示，通过该二次烧结处理，所述一次烧结体中，形成有所述金属粒子更致密地热粘接并重新结晶化的接合膜54。对于接合膜 54，在与所述盖的金属薄膜51的界面中该金属薄膜和所述金属粒子也紧 密地结合成一体化，并高气密性地接合基座42和盖43。所述金属粒子重 新结晶化的接合膜54由于不会像基于现有焊料件的接合部那样在高温环20境下重新熔融，所以可长时间确保高的气密性。因此，即使在将晶体振 子41安装到电路基板等之后在不良部件的修复工艺中进行加热，也不会 有损气密性，由此可维持高的可靠性。另外，当以例如约200 35(TC的温度一边加热一边加压时，可更良 好地进行所述二次烧结处理。由于该加热也是比较低的温度，所以可抑25制给晶体振动片45带来的热应力。所述二次烧结处理可在真空或期望的 气体气氛下进行，并可对晶体振动片45进行真空密封或气体密封。在本实施例中，本发明的金属糊剂密封材料，通过不仅在涂覆时而 且在一次以及二次烧结处理之后也发挥的良好的形状性、和基于二次烧 结处理后的金属粒子重新结晶化的高的气密性，可使基座42上端面的密封宽度与现有技术相比大幅变窄。其结果，可减小基座42的外形尺寸且可使晶体振子41整体小型化。另外，可维持基座42的外轮廓尺寸而增 大内腔44的尺寸，由此可使可安装的晶体振动片45的外形尺寸增大内 腔44的尺寸增大的部分，提高晶体振子的特性。 5 同样，不仅对基座42上端面而且还对盖43的金属薄膜51也涂覆本发明的金属糊剂密封材料，通过一次烧结处理形成所述多孔结构的一次 烧结体，并可使其与基座42上端面的所述一次烧结体接触来进行二次烧 结处理。另外，可仅对盖43的金属薄膜51涂覆本发明的金属糊剂密封 材料，通过一次烧结处理形成所述多孔结构的一次烧结体，并使其与基io座42上端面的金属薄膜52直接接触来进行二次烧结处理。在该情况下， 所述一次烧结处理仅对盖43进行，所以其加热温度不会给安装在基座42 上的晶体振动片45带来影响。本发明对于与上述第1以及2实施例不同的封装结构的压电器件， 也可同样地适用。图12示出与第2实施例类似的封装结构的晶体振荡器15 61。晶体振荡器61与第2实施例的基座42同样，层叠有多个陶瓷材料 薄板并形成为上部开放的箱体，在其内部所划定的内腔64内安装有晶体 振动片65。晶体振动片65是由例如AT切分晶体板构成的厚度切变模式的振动 片，在其上下各表面上形成有激励电极66、 66,并且在一方端部即基端 20部65a形成有来自所述各激励电极的引出电极67、 67。在基座62的内腔 64底面，在长度方向的一方端部附近形成有一对电极片68、 68。对于晶 体振动片65，在基端部65a中使用导电性粘接剂69将所述各引出电极固 定到对应的电极片68、 68，从而电连接且以单端固定的形式被大致水平 地支撑。25 如图13所示，在基座62的上端面，沿着其外周包覆有预定宽度的金属薄膜70。另外，在基座62的长度方向两端部的上端面分别形成有结 合片71、 72，该结合片71、 72处于金属薄膜70的内侧且与该金属薄膜 隔离。使用所述各结合片来作为通过未图示的布线与晶体振动片65的所 述激励电极或外部的电源、电路等进行连接的端子。本实施例的盖63由硅材料的平坦的矩形薄板形成。如图14所示，在盖63的下表面，在沿着其外周与基座62上端面接合的部分包覆有预 定宽度的金属覆膜73。在金属覆膜73的内侧，在盖63的长度方向两端 部，结合片74、 75作为分别与基座62上端面的结合片71、 72直接连接 5的端子被设置到与这些对应的位置上。另外，在盖63的金属覆膜73的 内侧区域，形成有用于控制晶体振动片65的驱动的集成电路以及将其与 结合片74、 75连接的布线(未图示)。如图15 (A)、 (B)所示，利用本发明的方法来接合基座62和盖63。 与第2实施例的情况同样地，在基座62上端面的金属薄膜70上，通过io上述的丝网印刷等方法来涂覆本发明的金属糊剂密封材料76。针对基座 62以大约200 300'C的比较低的温度加热来进行一次烧结处理，使金属 糊剂密封材料76成为多孔结构的一次烧结体。另一方面，在基座62的 所述各结合片上，如图15 (A)所示，例如使Au球78熔敷来形成凸块。 对于所述凸块，除了 Au以外还可以使用焊锡等各种公知的导电材料。另15夕卜，所述凸块不仅限于基座62的结合片，还可以形成在盖63的各结合 片上。接下来，如图15 (B)所示，在基座62的上端面使盖63对位后进 行配置，与上述各实施例同样地加热且加压来进行二次烧结处理。由此， 在金属糊剂密封材料76的所述一次烧结体中所包含的金属粒子致密地热20粘接并重新结晶化，该金属糊剂密封材料76的所述一次烧结体与基座62 的金属薄膜70以及盖63的金属覆膜73成一体，而形成接合膜77。与此 同时，通过二次烧结处理的加热加压作用，各凸块79熔敷在盖63的所 述各结合片上。由此，将基座62的各结合片71、 72和盖63的对应的结 合片74、 75电连接。25 基座62的所述结合片和盖63的所述结合片，除了 Au等金属凸块以夕卜，还可以利用公知的各种导电连接材料来电连接。例如，可使用导电 性粘接剂、导电糊剂及金属糊剂等。通过接合膜77，高气密性地接合基座62和盖63,并将晶体振动片 65真空密封或气体密封在封装内部。另外，根据本实施例，在安装有晶体振动片65的基座62上气密地接合具有该晶体振动片的驱动用IC芯片功能的盖63，由此能够实现更小型化且高度降低的表面安装型的晶体振荡器。这样，将驱动晶体振动片的IC芯片一体化的晶体振荡器，对于第l5实施例的封装结构也能够适用。图16示出与这样的第1实施例类似的封装结构的晶体振荡器81。晶体振荡器81与第1实施例的晶体振子1同样， 在具有晶体振动片的中间晶体板82的上下叠层构成封装盖的上侧基板83 以及构成基座的下侧基板84并接合为一体。在本实施例中，中间晶体板 82由厚度相同的AT切分晶体板形成，下侧基板84由晶体薄板、玻璃材io料或者硅材料等形成，与此相对上侧基板83由硅材料形成。如图17所示，中间晶体板82具有厚度切变模式的晶体振动片85和 在其基端部85a上被一体结合的外框86。在晶体振动片85的上下各表面 形成有激励电极87、 87，分别从基端部85a向结合了基端部85a的一侧 的外框86的长度方向端部引出布线膜87a。在外框86上表面，沿其外周15形成有预定宽度的导电金属薄膜88。如图所示，在本实施例中，使导电 金属薄膜88和布线膜87a分离，不过也可以使它们电连接。中间晶体板82的下表面与图2的中间晶体板2同样地形成。在外框 86的下表面绕整周形成有导电金属薄膜，与从晶体振动片85下表面的激 励电极引出的所述布线膜电连接。在外框86下表面的结合了晶体振动片20 85的一侧的长度方向端部形成有从所述布线膜分离的导电金属薄膜，并 经由通孔89与外框86上表面的布线膜87a电连接。此外，还在外框86 的长度方向两端部的上表面分别形成有结合片90、 91，该结合片90、 91 处于导电金属膜88的内侧且与该金属薄膜隔离。使用结合片90、 91，作 为通过未图示的布线与晶体振动片85的所述激励电极或外部电源、电路25等进行连接的端子。上侧基板83如图18所示，在与中间晶体板82对置的面、即下表面 形成有凹部83a。围绕上侧基板83下表面的凹部83a的周边部构成与中 间晶体板82的接合面，并用与所述外框的导电金属薄膜88对应的金属 薄膜92进行包覆。在金属覆膜92的内侧，在上侧基板83的长度方向两端部，结合片93、 94作为分别与中间晶体板82的外框86上表面的结合 片卯、91直接连接的端子，设置在与这些对应的位置上。此外，还在上 侧基板83的金属覆膜92的内侧区域形成有用于控制晶体振动片85的驱 动的集成电路以及将该集成电路与结合片93、 94连接的布线(未图示)。 5 可利用本发明的方法来接合中间晶体板82和上侧以及下侧基板83、84。与第1实施例的情况相同，在中间晶体板82的外框86上下表面的 所述导电金属薄膜上涂覆本发明的金属糊剂密封材料。将该中间晶体板 82以大约200 30(TC的比较低的温度加热来进行一次烧结处理，将所述 金属糊剂密封材料做成多孔结构的一次烧结体。在中间晶体板82的外框io 86上表面的所述各结合片上，与图15 (A)同样地形成由Au球等各种 公知的导电材料构成的凸块。所述凸块不仅限于中间晶体板82，还可以 形成在上侧基板83的所述各结合片上。接下来，在中间晶体板82的上表面以及下表面使上侧以及下侧基板 83、 84分别对位并重合，并与第1实施例同样地加热且加压来进行二次烧结处理。由此，在中间晶体板82的上下表面和上侧以及下侧基板83、 84之间，所述金属糊剂密封材料的一次烧结体所包含的金属粒子致密地 热粘接并重新结晶化，并形成接合膜95、 96。与此同时，通过二次烧结 处理的加热加压作用而使凸块97、 98熔敷，由此电连接中间晶体板82 的各结合片90、 91和上侧基板83的对应的结合片93、 94。 另外，本发明对于具有音叉型晶体振动片的晶体振子和晶体振荡器等晶体器件也能够适用。图19示出具有图1的第1实施例的封装结构的 音叉型晶体振子101。晶体振子101与第1实施例的晶体振子1同样，在 具有晶体振动片的平板状的中间晶体板102的上下，叠层构成封装盖的 上侧基板103以及构成基座的下侧基板104并接合为一体。中间晶体板 102由厚度相同的AT切分晶体板形成，上侧以及下侧基板103、 104优 选由晶体薄板、玻璃材料或者硅等形成。如图20 (A)、 (B)所示，中间晶体板102包括具有1对振动臂的音 叉型晶体振动片105、和在其基端部105a上一体结合的外框106。形成 在所述振动臂的表面的一个激励电极107从基端部105a引出后与外框106上表面的导电金属薄膜108电连接。所述振动臂表面的另一个激励电极109同样从所述基端部引出后与外框106下表面的导电金属薄膜110 电连接。在结合了外框106的晶体振动片105的一侧的长度方向端部中， 经由通孔111内部的导电膜，在外框106下表面与导电金属薄膜110分 5离的导电金属薄膜112，和外框106上表面的导电金属薄膜108电连接。 上侧基板103如图21所示，在与中间晶体板102对置的面上形成有 凹部103a，在围绕该凹部的周边部分、即与中间晶体板102的接合面形 成有金属薄膜113。下侧基板104如图22所示，在与中间晶体板102对 置的面上形成有凹部104a，在围绕该凹部的周边部分、即与中间晶体板10 102接合的面上形成有与该中间晶体板下表面的导电金属薄膜110、 112 对应的金属薄膜114、 115。在由这些凹部划定的内腔内，通过该基端部 105a来单端固定地保持收容有晶体振动片105。另外，在下侧基板104 的大致中央位置上贯穿设置有密封孔116。可利用本发明的方法来接合中间晶体板102和上侧以及下侧基板15 103、 104。与第1实施例的情况相同，对中间晶体板102的外框106上 下表面的导电金属薄膜108、 110、 112涂覆本发明的金属糊剂密封材料。 将该中间晶体板102以大约200 30(TC的比较低的温度加热来进行一次 烧结处理，将所述金属糊剂密封材料做成多孔结构的一次烧结体。接下 来，在中间晶体板102的上表面以及下表面，使上侧以及下侧基板103、20 104分别对位并重合后加压，来进行二次烧结处理。由此，在所述金属糊 剂密封材料的一次烧结体中，其所包含的金属粒子致密地热粘接并重新 结晶化，并在中间晶体板102的上下表面和上侧以及下侧基板103、 104 之间形成接合膜117 119，在封装内密封晶体振动片105。接下来，在真空气体气氛中配置该封装，使用密封材料120气密地25闭塞密封孔116。密封材料120可使用例如Au—Sn等低熔点金属材料， 将该金属材料配置在密封孔内、且从外部照射激光等来使其熔敷。所述 密封孔在预先使用金属膜来包覆其内表面时，由于可更良好地熔敷金属 材料，所以是优选的。在本实施例中，通过这样地使用所述密封孔，能 够从封装内部排除在封装的气密密封时有可能由所述金属糊剂密封材料产生的不需要的气体，能够以更高的真空度来密封晶体振子101。以上，对本发明的优选实施例进行了详细的说明，但本领域的技术 人员可知，本发明可在该技术范围内对上述各实施例进行各种变更/变形 来实施。例如，所述中间晶体板除了晶体之外还可以使用钽酸锂、铌酸 5锂等其他各种公知的压电材料来形成。另外，本发明除了振子或振荡器 之外还可以适用于谐振子、滤波器、传感器等压电器件。在与第2实施 例相同的结构中，可在封装内搭载IC元件等。另外，也可以代替晶体振 动片而搭载压电振动陀螺元件来构成压电陀螺传感器。另外，本发明可适用于将压电器件以外的各种电子部件气密地密封 10在封装内。在该情况下，构成封装的各部件在相互的接合面上分别具有 金属面，对其中至少一方的金属面涂覆本发明的金属糊剂密封材料，并与上述各实施例同样地进行加热，从而进行一次烧结处理。由此，在形 成具有所述多孔结构的一次烧结体之后，针对两个构成部件，使形成有 这些一次烧结体的一方的金属面和另一方的金属面接触并重合，经过任 15意地加热且对一次烧结体加压后使其金属粒子致密地重新结晶化，以此 来进行二次烧结处理。因此，能够气密地接合封装将电子部件气密地封 装在其内部。
权利要求
1.一种晶体器件，其特征在于，该晶体器件具有晶体振动片和由多个结构部件构成的封装，使用金属糊剂密封材料来接合所述结构部件，并在所述封装内气密地密封所述晶体振动片，该金属糊剂密封材料是将平均粒径0.1～1.0μm的金属粒子、有机溶剂和树脂材料以88～93重量％、5～15重量％、0.01～4.0重量％的比例来进行调合得到的。
2. 根据权利要求l所述的晶体器件，其特征在于，所述金属糊剂密 封材料的所述金属粒子由Au、 Ag、 Pt或Pd中的一种或两种以上构成。
3.根据权利要求1或2所述的晶体器件，其特征在于，所述多个结构部件具有将一体地结合了所述晶体振动片和外框的中间晶体板；以 及通过所述金属糊剂密封材料与所述中间晶体板的上下各表面分别接合 的上侧基板以及下侧基板，所述上侧基板由形成有用于驱动所述晶体振动片的集成电路的硅材15料构成、且在其下表面具有与所述集成电路连接的端子，所述中间晶体 板在所述外框上表面具有设置在与所述上侧基板的所述端子对应的位置 上的端子，所述上侧基板的所述端子和所述中间晶体板的所述端子通过 导电连接材料直接连接。
4. 根据权利要求1或2所述的晶体器件，其特征在于，所述多个结20构部件具有构成上部开放的箱体且在其内部安装有所述晶体振动片的基座；以及利用所述金属糊剂密封材料与所述基座的上端面气密地接合的盖，所述盖由形成有用于驱动所述晶体振动片的集成电路的硅材料构 成、且在其下表面具有与所述集成电路连接的端子，在所述基座的所述25上端面具有设置在与所述盖的所述端子对应的位置上的端子，所述盖的 所述端子和所述基座的所述端子通过导电连接材料直接连接。
5. —种晶体器件的密封方法，其特征在于，为了在一体地结合了晶体振动片和外框的中间晶体板的上下各表面分别接合上侧基板以及下侧 基板，并在被它们之间所划定的内腔内气密地密封所述晶体振动片，而使所述中间晶体板在所述外框的上表面以及下表面具有金属薄膜，并且 使所述上侧基板以及所述下侧基板分别在与所述外框的接合面上具有金 属薄膜，该晶体器件的密封方法包括如下的处理工序 5 第1 一次烧结处理工序，在该工序中，对所述外框上表面的所述金属薄膜或所述上侧基板的所述金属薄膜中的至少一方，涂覆权利要求1 或2所记载的金属糊剂密封材料并加热，从而形成具有杨氏模量为9 16GPa以及密度为10 17g/cm3的多孔结构的一次烧结体；第2—次烧结处理工序，在该工序中，对所述外框下表面的所述金 io属薄膜或所述下侧基板的所述金属薄膜中的至少一方，涂覆所述金属糊 剂密封材料并加热，从而形成具有杨氏模量为9 16GPa以及密度为10 17g/cm3的多孔结构的一次烧结体；第1 二次烧结处理工序，在该工序中，使形成有这些所述一次烧结 体的一方所述金属薄膜和另一方所述金属薄膜接触并重合，并对所述一 15次烧结体加压而使其金属粒子致密地重新结晶化，从而将所述中间晶体 板和所述上侧基板在所述外框气密地进行接合；以及第2二次烧结处理工序，在该工序中，使形成有这些所述一次烧结 体的一方所述金属薄膜和另一方所述金属薄膜接触并重合，并对所述一 次烧结体加压而使其金属粒子致密地重新结晶化，从而将所述中间晶体 20板和所述下侧基板在所述外框气密地进行接合。
6. —种晶体器件的密封方法，其特征在于，为了在构成上部开放的 箱体且在其内部安装有晶体振动片的基座的上端面上接合盖来气密地密 封，而使所述基座在其所述上端面具有金属面，并且使所述盖在与所述 上端面的接合面上具有金属面， 25 该晶体器件的密封方法包括如下的处理工序一次烧结处理工序，在该工序中，对所述基座上端面的所述金属面或所述盖的所述金属面中的至少一方，涂覆权利要求1或2中所记载的 金属糊剂密封材料并加热，从而形成具有杨氏模量为9 16GPa以及密度 为10 17g/ci^的多孔结构的一次烧结体；以及二次烧结处理工序，在该工序中，使形成有这些所述一次烧结体的 一方所述金属面和另一方所述金属面接触并重合，并对所述一次烧结体 加压而使其金属粒子致密地重新结晶化，从而将所述盖气密地接合到所 述基座上。
7.根据权利要求5所述的晶体器件的密封方法，其特征在于，所述上侧基板以及所述下侧基板由晶体构成。
8. 根据权利要求5所述的晶体器件的密封方法，其特征在于，所述 上侧基板具备由硅材料构成且用于驱动所述晶体振动片的集成电路； 以及与所述集成电路连接的端子， 所述中间晶体板在所述外框上表面具有与所述上侧基板的所述端子 连接的端子，在所述第1 二次烧结处理工序中当使所述中间晶体板和所 述上侧基板重合时，利用导电连接材料将所述上侧基板的所述端子和所 述中间晶体板的所述端子直接连接。
9. 根据权利要求6所述的晶体器件的密封方法，其特征在于，所述 15盖由玻璃板构成，并且在其一方表面形成金属膜，由此来设置所述金属面。
10. 根据权利要求6所述的晶体器件的密封方法，其特征在于，所 述盖由金属板构成，并且在其一方表面具有所述金属面。
11. 根据权利要求6所述的晶体器件的密封方法，其特征在于，所 20述盖具有由硅材料构成且用于驱动所述晶体振动片的集成电路；以及与所述集成电路连接的端子，所述基座在其所述上端面具有与所述盖的所述端子连接的端子，在 所述二次烧结处理工序中当使所述盖重合在所述基座上时，利用导电连 接材料将所述盖的所述端子和所述基座的所述端子直接连接。
12. 根据权利要求5 11中的任意一项所述的晶体器件的密封方法，其特征在于，在所述二次烧结处理工序中在进行加压的同时进行加热。
全文摘要
提供晶体器件及其密封方法，以充分的接合强度气密地密封压电器件的封装。对整体形成有晶体振动片(5)的中间晶体板(2)的外框(6)的上下面的导电金属薄膜(9、10)涂覆将由Au构成的平均粒径0.1～1.0μm的金属粉末、有机溶剂和纤维素类树脂材料以88～93重量％、5～15重量％、0.01～4.0重量％的比例调合的金属糊剂密封材料，以较低温度加热进行一次烧结处理。形成杨氏模量为9～16GPa及密度为10～17g/cm³的多孔结构的一次烧结体(24)后，在中间晶体板的上下叠层上侧及下侧基板(3、4)，使这些基板的金属薄膜(14、15、17)和外框上下面的一次烧结体接触并加热加压来进行二次烧结处理。使一次烧结体的金属粒子致密地重新结晶化来形成接合膜(25～27)，由此气密地接合密封封装。
文档编号H03H9/10GK101272135SQ20081008584
公开日2008年9月24日 申请日期2008年3月21日 优先权日2007年3月22日
发明者安齐达也, 棚谷英雄, 永野洋二 申请人:爱普生拓优科梦株式会社