压电振动器的制造方法、 压电振动器、 振荡器、 电子设备及 电波钟 技术领域 本发明涉及在接合的两块基板之间形成的空腔内密封了压电振动片的表面安装 型 (SMD) 压电振动器、 制造该压电振动器的压电振动器的制造方法、 具有压电振动器的振 荡器、 电子设备及电波钟。
本申请以日本特愿 2008-36718 号和日本特愿 2008-35510 号为基础申请， 并援引 其内容。
背景技术 近年来， 在便携电话或便携信息终端设备上， 采用利用了水晶等作为时刻源或控 制信号等的定时源、 参考信号源等的压电振动器。 已知多种多样的这种压电振动器， 但作为 其中之一， 众所周知表面安装型压电振动器。 作为这种压电振动器， 已知一般以由基底基板 和盖基板上下夹持形成有压电振动片的压电基板的方式进行接合的 3 层构造型。这时， 压 电振动器收容于在基底基板和盖基板之间形成的空腔 ( 密闭室 ) 内。此外， 在近年， 不仅开 发了上述的 3 层构造型， 而且还开发了 2 层构造型。
这种类型的压电振动器由于基底基板和盖基板直接接合而成为 2 层构造， 在两基 板之间形成的空腔内收容有压电振动片。
该 2 层构造型的压电振动器与 3 层构造的压电振动器相比在可实现薄型化等的方 面优越， 因而适于使用。作为这种 2 层构造型的压电振动器之一， 众所周知利用形成为贯通 基底基板的导电构件， 使压电振动片与形成在基底基板的外部电极导通的压电振动器 ( 例 如， 参照专利文献 1 及专利文献 2)。
如图 41、 图 42 所示， 该压电振动器 600 包括 ： 通过接合膜 607 来互相阳极接合的 基底基板 601 及盖基板 602 ； 以及密封于在两基板 601、 602 之间形成的空腔 C 内的压电振 动片 603。压电振动片 603 例如为音叉型振动片， 在空腔 C 内通过导电粘合剂 E 来装配于基 底基板 601 的上表面。
基底基板 601 及盖基板 602 是例如用陶瓷或玻璃等构成的绝缘基板。在两基板 601、 602 中的基底基板 601， 形成有贯通基板 601 的贯通孔 604。并且， 在该贯通孔 604 内以 堵塞贯通孔 604 的方式埋入有导电构件 605。该导电构件 605 与形成在基底基板 601 的下 表面的外部电极 606 电连接， 并且与装配于空腔 C 内的压电振动片 603 电连接。
专利文献 1 ： 日本特开 2002-124845 号公报
专利文献 2 ： 日本特开 2006-279872 号公报
发明内容
可是， 在上述的 2 层构造型的压电振动器中， 导电构件 605 承担这样的两大作用 ： 堵塞贯通孔 604 而维持空腔 C 内的气密， 并使压电振动片 603 与外部电极 606 导通。特别 是， 在与贯通孔 604 的密合不充分时， 有可能会影响空腔 C 内的气密， 此外， 在与导电粘合剂E 或外部电极 606 的接触不充分时， 会导致压电振动片 603 的动作不良。因而， 为了消除这 种不良情况， 需要在对贯通孔 604 的内表面牢固地密合的状态下完全堵塞贯通孔 604， 并且 以在表面没有凹部等的状态形成导电构件 605。
但是， 在专利文献 1 及专利文献 2 中， 虽然记载了用导电膏 (Ag 膏或 Au-Sn 膏等 ) 形成导电构件 605 的特征， 但几乎没有记载实际上如何形成等的具体的制造方法。
一般在使用导电膏时， 需要烧结而固化。即， 需要在贯通孔 604 内埋入导电膏后， 进行烧结而固化。可是， 一旦进行烧结， 导电膏所包含的有机物就会被蒸发而消失， 因此通 常， 烧结后的体积会比烧结前减少 ( 例如， 在导电膏使用 Ag 膏的情况下， 体积会大致减少 20％左右 )。因此， 即使利用导电膏形成导电构件 605， 也有可能在表面会发生凹部， 或者在 严重的情况下可能会在中心开个贯通孔。
其结果是， 可能会影响空腔 C 内的气密， 或者可能会影响压电振动片 603 与外部电 极 606 的导通性。
于是， 本发明考虑上述的状况构思而成， 其目的在于提供确实维持空腔内的气密 并确保了压电振动片与外部电极的稳定的导通性的高质量的 2 层构造式表面安装型的压 电振动器。 此外， 提供一次性有效率地制造该压电振动器的压电振动器的制造方法、 具有压 电振动器的振荡器、 电子设备及电波钟。 本发明为了解决上述课题并达成目的而提供以下方案。
(1) 本发明的压电振动器的制造方法， 利用基底基板用圆片 (wafer) 和盖基板用 圆片而一次性制造多个在互相接合的基底基板与盖基板之间形成的空腔内密封了压电振 动片的压电振动器， 其特征在于， 包括 ： 凹部形成工序， 在所述盖基板用圆片形成多个在叠 合了两圆片时形成所述空腔的空腔用的凹部 ； 贯通电极形成工序， 在所述基底基板用圆片 形成多个贯通该圆片的贯通电极 ； 迂回电极形成工序， 在所述基底基板用圆片的上表面形 成多个对于所述贯通电极电连接的迂回电极 ； 装配工序， 通过所述迂回电极将多个所述压 电振动片接合到所述基底基板用圆片的上表面的装配工序 ； 叠合工序， 叠合所述基底基板 用圆片与所述盖基板用圆片， 在由所述凹部和两圆片包围的所述空腔内收容压电振动片 ； 接合工序， 接合所述基底基板用圆片和所述盖基板用圆片， 使所述压电振动片密封于所述 空腔内 ； 外部电极形成工序， 在所述基底基板用圆片的下表面形成多个与所述贯通电极电 连接的外部电极 ； 以及切断工序， 切断已接合的所述两圆片， 小片化为多个所述压电振动 器， 所述贯通电极形成工序具有 ： 贯通孔形成工序， 在所述基底基板用圆片形成多个贯通该 圆片的贯通孔 ； 设置工序， 在这些多个贯通孔内配置两端平坦且形成为与基底基板用圆片 大致相同的厚度的导电性的芯材， 并且在芯材与贯通孔之间配置连接件 ； 以及烧结工序， 将 连接件在既定温度下烧结， 由此将贯通孔、 连接件和芯材固定成一体。
依据本发明的压电振动器的制造方法， 由于利用芯材和连接件来形成贯通电极， 能够使贯通电极相对于基底基板大致呈一面。因而， 能够确保压电振动片和外部电极的稳 定的导通性， 并能制造出提高了动作性能的可靠度的高质量的 2 层构造式表面安装型的压 电振动器。 此外， 由于使用基底基板用圆片及盖基板用圆片， 能够一次性有效率地制造压电 振动器。
(2) 所述连接件使用膏 (paste) ； 在进行所述设置工序时， 向所述芯材和所述贯通 孔之间埋入所述膏 ； 在进行所述烧结工序时， 将埋入的所述膏烧结而固化， 由此将膏、 所述
芯材和所述贯通孔固定成一体也可。
这时， 首先， 进行在盖基板用圆片形成多个空腔用的凹部的凹部形成工序。 这些凹 部是在后面叠合两圆片时成为空腔的凹部。此外， 与上述工序同时或在上述工序前后的定 时， 进行在基底基板用圆片形成多个贯通电极的贯通电极形成工序。 此时， 以在后面叠合两 圆片时收容于形成在盖基板用圆片的凹部内的方式形成多个贯通电极。
对该贯通电极形成工序进行详细说明， 则首先进行在基底基板用圆片形成多个贯 通圆片的贯通孔的贯通孔形成工序。接着， 进行在这些多个贯通孔内配置形成为两端平坦 且与基底基板用圆片大致相同的厚度的导电性的芯材并且在芯材与贯通孔的间隙埋入膏 的设置工序。 特别是， 对间隙埋入膏， 因此通过膏的粘性成为芯材不会从贯通孔掉落而稳定 在贯通孔内的状态。这时， 芯材的两端调整为与基底基板用圆片的表面大致呈一面。
接着， 进行将埋入的膏在既定温度下烧结而固化的烧结工序。 由此， 使膏牢固地固 接于贯通孔的内表面及芯材。其结果是， 能够得到多个在贯通孔内芯材和膏固化为一体的 贯通电极。
可是， 在膏内含有有机物， 因此在进行烧结时有机物会蒸发， 体积会比烧结前减 少。因此， 假设在贯通孔内只埋入了膏的情况下， 在烧结后会在膏的表面产生较大的凹部。 但是， 如上述那样在贯通孔内配置芯材后， 只在芯材与贯通孔的间隙埋入膏。即， 作为使芯材在贯通孔内稳定的连接角色， 利用膏。因此， 与只用膏来埋入贯通孔的情形相 比， 能尽量减少所使用的膏的量。因而， 即使在烧结工序中膏内的有机物蒸发， 由于膏的量 本身就较少， 所以膏的体积仅减少一点。 因而， 在固化膏后出现的表面的凹部小至可忽略的 程度。因而， 基底基板用圆片的表面和芯材的两端和膏的表面成为大致呈一面的状态。即， 能够使基底基板用圆片的表面和贯通电极的表面成为大致呈一面的状态。
接着， 进行迂回电极形成工序， 即在基底基板用圆片的上表面对导电材料进行构 图， 形成多个对各贯通电极电连接的迂回电极。 这时， 以在后面叠合了两圆片时收容于形成 在盖基板用圆片的凹部内的方式形成迂回电极。
特别是， 由芯材及固化的膏构成的贯通电极， 如上述那样成为对于基底基板用圆 片的上表面大致呈一面的状态。 因此， 在基底基板用圆片的上表面构图的迂回电极， 以在其 间不发生间隙等而对贯通电极密合的状态接触。由此， 能够使迂回电极和贯通电极确实导 通。
接着， 进行将多个压电振动片分别通过迂回电极接合至基底基板用圆片的上表面 的装配工序。由此， 接合的各压电振动片成为经由迂回电极对贯通电极导通的状态。在装 配结束后， 进行叠合基底基板用圆片和盖基板用圆片的叠合工序。 由此， 接合的多个压电振 动片成为收容于由凹部和两圆片包围的空腔内的状态。
接着， 进行接合已叠合的两圆片的接合工序。由此， 两圆片牢固地密合， 因此能够 将压电振动片密封于空腔内。 这时， 形成在基底基板用圆片的贯通孔被贯通电极堵塞， 空腔 内的气密不会通过贯通孔受损失。特别是， 构成贯通电极的膏牢固地密合于贯通孔的内表 面及芯材这两方面， 因此能确实维持空腔内的气密。
接着， 进行外部电极形成工序， 即在基底基板用圆片的下表面对导电材料进行构 图， 形成多个与各贯通电极电连接的外部电极。 这时也与形成迂回电极时同样， 贯通电极成 为对于基底基板用圆片的下表面大致呈一面的状态， 因此已构图的外部电极， 以在其间不
发生间隙等而对贯通电极密合的状态接触。 由此， 能够使外部电极和贯通电极确实导通。 通 过该工序， 利用外部电极， 能够使密封于空腔内的压电振动片动作。
最后， 进行将已接合的基底基板用圆片及盖基板用圆片切断而小片化为多个压电 振动器的切断工序。
其结果是， 能够一次性制造多个在互相接合的基底基板与盖基板之间形成的空腔 内密封了压电振动片的 2 层构造式表面安装型的压电振动器。
特别是， 由于能以对基底基板大致呈一面的状态形成贯通电极， 能够使贯通电极 确实对迂回电极及外部电极密合。其结果是， 能够确保压电振动片与外部电极的稳定的导 通性， 并能提高动作性能的可靠度而谋求高质量化。 进而， 由于利用导电性的芯材来构成贯 通电极， 能够得到非常稳定的导通性。
此外， 能可靠地维持空腔内的气密， 因此在这一点上也能谋求高质量化。进而， 能 够通过利用膏的简单的方法来形成贯通电极， 因此能够简化工序。
(3) 作为所述芯材， 采用热膨胀系数与所述基底基板用圆片大致相等的材料也可。
这时， 芯材和基底基板用圆片的热膨胀率大致相等， 因此在进行烧结时两者同样 地热膨胀。因而， 不会发生因热膨胀系数的差异而配置在贯通孔内的芯材对基底基板用圆 片过度作用压力而发生裂痕等的情形， 或者芯材与贯通孔的间隙更加分开的情形。 因此， 能 够实现压电振动器的高质量化。 (4) 在进行所述设置工序时， 埋入包含多个金属微粒的膏也可。
这时， 由于膏内含有多个金属微粒， 不仅芯材， 通过这些多个金属微粒彼此的接触 也能确保电导通性。因而， 能进一步提高贯通电极的导通性能。因而， 能进一步谋求高质量 化。
(5) 作为所述金属微粒， 使用形成为非球形形状的微粒也可。
这时， 膏所包含的金属微粒并不是球形， 而是非球形， 例如， 形成为细长的纤维状 或剖面星形状， 因此在互相接触时， 不是点接触而容易成为线接触。因而， 能够进一步提高 贯通电极的电导通性。
(6) 在进行所述设置工序时， 对所述膏进行去泡处理后埋入所述贯通孔内也可。
这时， 由于事先对膏进行去泡处理， 能够埋入尽量不包含气泡等的膏。因而， 能进 一步抑制膏的体积减少。
(7) 作为所述连接件， 利用两端平坦且形成为与基底基板用圆片大致相同的厚度 的由玻璃材料构成的筒体 ； 在进行所述设置工序时， 对所述贯通孔埋入所述筒体， 并向该筒 体的中心孔插入所述芯材 ； 在进行所述烧结工序时， 通过将埋入的所述筒体烧结， 将筒体和 所述贯通孔和所述芯材固定成一体也可。
这时， 首先进行在盖基板用圆片形成多个空腔用的凹部的凹部形成工序。这些凹 部是在后面叠合两圆片时成为空腔的凹部。此外， 与上述工序同时或在上述工序前后的定 时， 进行在基底基板用圆片形成多个贯通电极的贯通电极形成工序。 此时， 以在后面叠合两 圆片时收容于形成在盖基板用圆片的凹部内的方式形成多个贯通电极。
对该贯通电极形成工序进行详细说明， 则首先进行在基底基板用圆片形成多个贯 通圆片的贯通孔的贯通孔形成工序。接着， 进行在这些多个贯通孔内埋入形成为两端平坦 且与基底基板用圆片大致相同的厚度的由玻璃材料构成的筒体并向筒体的中心孔插入形
成为两端平坦且与基底基板用圆片大致相同的厚度的导电性的芯材的设置工序。这时， 筒 体及芯材的两端都调整为与基底基板用圆片的表面大致呈一面。
接着， 进行将埋入的筒体在既定温度下烧结的烧结工序。 由此， 使贯通孔和埋入贯 通孔内的简体以及插入筒体的芯材彼此固接。其结果是， 能够得到筒体和芯材固定成一体 的多个贯通电极。
特别是， 在形成贯通电极时， 不同于以往， 不使用膏而使用由玻璃材料构成的筒体 和导电性的芯材形成贯通电极。假设利用了膏的情况下， 在烧结时被包含于膏内的有机物 会蒸发， 因此膏的体积会比烧结前明显减少。因此， 假设在贯通孔内只埋入了膏的情况下， 在烧结后会在膏的表面产生较大的凹部。
但是， 如上述那样不使用膏， 而利用筒体和芯材， 因此不用担心烧结后在表面出现 较大的凹部。此外， 通过烧结而筒体的体积可能会减少一些， 但不同于膏， 不会明显至出现 引人注目的凹部的程度， 是可忽略的范围。
因而， 基底基板用圆片的表面和筒体及芯材的两端成为大致呈一面的状态。 即， 能 够使基底基板用圆片的表面和贯通电极的表面成为大致呈一面的状态。
接着， 进行迂回电极形成工序， 即在基底基板用圆片的上表面对导电材料进行构 图， 形成多个对各贯通电极电连接的迂回电极。 这时， 以在后面叠合了两圆片时收容于形成 在盖基板用圆片的凹部内的方式形成迂回电极。
特别是， 由筒体及芯材构成的贯通电极， 如上述那样成为对于基底基板用圆片的 上表面大致呈一面的状态。 因此， 在基底基板用圆片的上表面构图的迂回电极， 以在其间不 发生间隙等而对贯通电极密合的状态接触。由此， 能够使迂回电极和贯通电极确实导通。
接着， 进行将多个压电振动片分别通过迂回电极接合至基底基板用圆片的上表面 的装配工序。由此， 接合的各压电振动片成为经由迂回电极对贯通电极导通的状态。在装 配结束后， 进行叠合基底基板用圆片和盖基板用圆片的叠合工序。 由此， 接合的多个压电振 动片成为收容于由凹部和两圆片包围的空腔内的状态。
接着， 进行接合已叠合的两圆片的接合工序。由此， 两圆片牢固地密合， 因此能够 将压电振动片密封于空腔内。 这时， 形成在基底基板用圆片的贯通孔被贯通电极堵塞， 因此 空腔内的气密不会通过贯通孔受损失。 特别是， 通过烧结而筒体和芯材固定成一体， 并且它 们对贯通孔牢固地固接， 因此能确实维持空腔内的气密。
接着， 进行外部电极形成工序， 即在基底基板用圆片的下表面对导电材料进行构 图， 形成多个与各贯通电极电连接的外部电极。 这时也与形成迂回电极时同样， 贯通电极成 为对于基底基板用圆片的下表面大致呈一面的状态， 因此已构图的外部电极， 以在其间不 发生间隙等而对贯通电极密合的状态接触。 由此， 能够使外部电极和贯通电极确实导通。 通 过该工序， 利用外部电极， 能够使密封于空腔内的压电振动片动作。
最后， 进行将已接合的基底基板用圆片及盖基板用圆片切断而小片化为多个压电 振动器的切断工序。
其结果是， 能够一次性制造多个在互相接合的基底基板与盖基板之间形成的空腔 内密封了压电振动片的 2 层构造式表面安装型的压电振动器。
特别是， 由于能以对基底基板大致呈一面的状态形成贯通电极， 能够使贯通电极 确实对迂回电极及外部电极密合。其结果是， 能够确保压电振动片与外部电极的稳定的导通性， 并能提高动作性能的可靠度而谋求高质量化。 进而， 由于利用导电性的芯材来构成贯 通电极， 能够得到非常稳定的导通性。
此外， 能可靠地维持空腔内的气密， 因此在这一点上也能谋求高质量化。
(8) 作为所述筒体， 使用所述烧结前预先被临时烧结的筒体也可。
这时， 由于筒体预先被临时烧结， 在其后进行烧结时难以产生变形或体积减少等。 因此， 能够形成更加高质量的贯通电极， 并能使空腔内的气密更加可靠。其结果是， 能谋求 压电振动器的进一步的高质量化。
(9) 作为所述基底基板用圆片， 使用由与所述筒体相同的玻璃材料构成的圆片 ； 作为所述芯材， 使用热膨胀系数与所述筒体大致相等的材料也可。
这时， 由于基底基板用圆片采用由与筒体相同的玻璃材料构成的圆片， 并且芯材 采用其热膨胀系数与筒体大致相等的材料， 所以在进行烧结时 3 个部分分别同样地热膨 胀。 因而， 不会出现由于热膨胀系数的不同而过度的压力作用到基底基板用圆片或筒体， 从 而发生裂痕等， 或者筒体与贯通孔之间或筒体与芯材之间形成间隙的情形。 因此， 能形成更 加高质量的贯通电极， 其结果是， 能谋求压电振动器的进一步的高质量化。
(10) 在所述装配工序前， 具备接合膜形成工序， 以在基底基板用圆片的上表面形 成接合膜， 该接合膜在叠合了所述基底基板用圆片和所述盖基板用圆片时， 包围所述凹部 的周围 ； 在进行所述接合工序时， 通过所述接合膜来阳极接合所述两圆片也可。 这时， 由于能够通过接合膜来阳极接合基底基板用圆片和盖基板用圆片， 能够更 加牢固地接合两圆片并提高空腔内的气密性。 因而， 能使压电振动片进一步高精度地振动， 并能谋求进一步的高质量化。
(11) 在进行所述装配工序时， 利用导电性的凸点来凸点接合所述压电振动片也 可。
这时， 由于将压电振动片凸点接合， 所以能够使压电振动片从基底基板的上表面 仅浮上凸点的厚度的量。 因此， 自然能确保压电振动片的振动所需的最低限的振动间隙。 因 而， 能进一步提高压电振动器的动作性能的可靠度。
(12) 在进行所述贯通孔形成工序时， 将所述贯通孔形成为剖面锥 (taper) 状也 可。
这时， 由于将贯通孔形成为剖面锥状， 能够利用喷砂法等的一般方法， 并且能够容 易进行该工序。因而， 能进一步提高制造效率。此外， 在设置了连接件时， 难以从贯通孔掉 落。
(13) 在进行所述贯通电极形成工序时， 作为所述芯材而使用剖面锥状的芯材也 可。
这时， 由于利用尖细的剖面锥状的芯材， 容易设置到贯通孔内。因而， 能进一步提 高制造效率。
(14) 本发明的压电振动器， 包括 ： 基底基板 ； 盖基板， 该盖基板形成有空腔用的凹 部， 在使凹部与所述基底基板对置的状态下接合于基底基板 ； 压电振动片， 利用所述凹部 在收容于所述基底基板与所述盖基板之间形成的空腔内的状态下， 接合到基底基板的上表 面； 外部电极， 形成在所述基底基板的下表面 ； 贯通电极， 该贯通电极以贯通所述基底基板 的方式形成， 维持所述空腔内的气密， 并且对所述外部电极电连接 ； 以及迂回电极， 形成在
所述基底基板的上表面， 对所接合的所述压电振动片电连接所述贯通电极， 所述贯通电极 通过导电性的芯材和连接件形成， 该芯材形成为两端平坦且厚度与所述基底基板大致相 同， 并且配置在贯通基底基板的贯通孔内， 该连接件将该芯材和贯通孔固定成一体。
依据本发明的压电振动器， 由于利用芯材和连接件来形成贯通电极， 能使贯通电 极相对于基底基板大致呈一面。 因而， 能确保压电振动片与外部电极的稳定的导通性， 并能 制造提高了动作性能的可靠度的高质量的 2 层构造式表面安装型的压电振动器。此外， 能 确实地维持空腔内的气密。
(15) 所述连接件为通过烧结而固化的膏也可。
这时， 能够得到与上述 (2) 所述的压电振动器的制造方法同样的作用效果。
(16) 所述芯材的热膨胀系数与所述基底基板大致相等也可。
这时， 能够得到与上述 (3) 所述的压电振动器的制造方法同样的作用效果。
(17) 所述膏包含多个金属微粒也可。
这时， 能够得到与上述 (4) 所述的压电振动器的制造方法同样的作用效果。
(18) 所述金属微粒被做成非球形形状也可。
这时， 能够得到与上述 (5) 所述的压电振动器的制造方法同样的作用效果。 (19) 所述连接件为通过玻璃材料形成为两端平坦且厚度与所述基底基板大致相 同的筒状， 并且在埋入所述贯通孔内的状态下被烧结的筒体 ； 所述芯材以插入所述筒体的 中心孔的状态被固定也可。
这时， 能够得到与上述 (7) 所述的压电振动器的制造方法同样的作用效果。
(20) 所述筒体在所述烧结前预先被临时烧结也可。
这时， 能够得到与上述 (8) 所述的压电振动器的制造方法同样的作用效果。
(21) 所述基底基板用与所述筒体相同的玻璃材料形成 ； 所述芯材的热膨胀系数 与所述筒体大致相等也可。
这时， 能够得到与上述 (9) 所述的压电振动器的制造方法同样的作用效果。
(22) 所述基底基板及所述盖基板通过以包围所述凹部的周围的方式形成在两基 板之间的接合膜来阳极接合也可。
这时， 能够得到与上述 (10) 所述的压电振动器的制造方法同样的作用效果。
(23) 所述压电振动片通过导电性的凸点来凸点接合也可。
这时， 能够得到与上述 (11) 所述的压电振动器的制造方法同样的作用效果。
(24) 所述贯通孔形成为剖面锥状也可。
这时， 能够得到与上述 (12) 所述的压电振动器的制造方法同样的作用效果。
(25) 所述芯材形成为剖面锥状也可。
这时， 能够得到与上述 (13) 所述的压电振动器的制造方法同样的作用效果。
(26) 本发明的振荡器， 将上述 (12) 至 (21) 中任一项所述的压电振动器作为振子 电连接至集成电路。
(27) 本发明的电子设备， 使上述 (12) 至 (21) 中任一项所述的压电振动器电连接 至计时部。
(28) 本发明的电波钟， 使上述 (12) 至 (21) 中任一项所述的压电振动器电连接至 滤波部。
依据本发明的振荡器、 电子设备及电波钟， 由于具备使空腔内确实气密且提高了 动作的可靠度的高质量的压电振动器， 同样能提高动作的可靠度而谋求高质量化。
( 发明效果 )
依据本发明的压电振动器， 能够做成能确实维持空腔内的气密并确保压电振动片 和外部电极的稳定的导通性的高质量的 2 层构造式表面安装型的压电振动器。
此外， 依据本发明的压电振动器的制造方法， 能够一次性有效率地制造上述的压 电振动器， 并能谋求低成本化。
此外， 依据本发明的振荡器、 电子设备及电波钟， 由于具备上述的压电振动器， 同 样能提高动作的可靠度而谋求高质量化。 附图说明
图 1 是表示本发明压电振动器的第一实施方式的外观斜视图。
图 2 是图 1 所示的压电振动器的内部结构图， 是拆下盖基板的状态下俯视压电振 动片的图。
图 3 是沿着图 2 所示的 A-A 线的压电振动器的剖视图。 图 4 是图 1 所示的压电振动器的分解斜视图。
图 5 是构成图 1 所示的压电振动器的压电振动片的俯视图。
图 6 是图 5 所示的压电振动片的仰视图。
图 7 是沿图 5 所示的剖面箭头 B-B 的图。
图 8 是表示制造图 1 所示的压电振动器时的流程的流程图。
图 9 是表示沿着图 8 所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图， 是表示在 成为盖基板的本源的盖基板用圆片形成多个凹部的状态的图。
图 10 是表示沿着图 8 所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图， 是表示在 成为基底基板的本源的基底基板用圆片形成一对贯通孔的状态的图。
图 11 是从基底基板用圆片的剖面观看图 10 所示的状态的图。
图 12 是表示沿着图 8 所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图， 是表示在 图 11 所示的状态之后向贯通孔内配置芯材并埋入膏的状态的图。
图 13 是表示沿着图 8 所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图， 是表示在 图 12 所示的状态之后将膏烧结而固化， 形成贯通电极的状态的图。
图 14 是表示沿着图 8 所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图， 是表示在 图 13 所示的状态之后在基底基板用圆片的上表面构图了接合膜及迂回电极的状态的图。
图 15 是图 14 所示的状态的基底基板用圆片的整体图。
图 16 是表示沿着图 8 所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图， 是在空腔 内收容压电振动片的状态下阳极接合基底基板用圆片和盖基板用圆片的圆片体的分解斜 视图。
图 17 是表示本发明压电振动器的第二实施方式的外观斜视图。
图 18 是图 17 所示的压电振动器的内部结构图， 是拆下盖基板的状态下俯视压电 振动片的图。
图 19 是沿着图 18 所示的 A-A 线的压电振动器的剖视图。
图 20 是图 17 所示的压电振动器的分解斜视图。
图 21 是构成图 17 所示的压电振动器的压电振动片的俯视图。
图 22 是图 21 所示的压电振动片的仰视图。
图 23 是沿图 21 所示的剖面箭头 B-B 的图。
图 24 是构成图 19 所示的贯通电极的玻璃料 (frit) 的斜视图。
图 25 是表示制造图 17 所示的压电振动器时的流程的流程图。
图 26 是表示沿着图 25 所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图， 是表示 在成为盖基板的本源的盖基板用圆片形成多个凹部的状态的图。
图 27 是表示沿着图 25 所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图， 是表示 在成为基底基板的本源的基底基板用圆片形成一对贯通孔的状态的图。
图 28 是从基底基板用圆片的剖面观看图 27 所示的状态的图。
图 29 是表示沿着图 25 所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图， 是表示 在图 28 所示的状态之后向贯通孔内埋入玻璃料并对玻璃料的中心孔插入芯材的状态的 图。
图 30 是表示沿着图 25 所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图， 是表示 在图 29 所示的状态之后烧结玻璃料而形成贯通电极的状态的图。
图 31 是表示沿着图 25 所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图， 是表示 在图 30 所示的状态之后在基底基板用圆片的上表面构图接合膜及迂回电极的状态的图。
图 32 是图 31 所示的状态的基底基板用圆片的整体图。
图 33 是表示沿着图 25 所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图， 是在空 腔内收容压电振动片的状态下阳极接合基底基板用圆片和盖基板用圆片的圆片体的分解 斜视图。
图 34 是表示本发明的振荡器的一个实施方式的结构图。
图 35 是表示本发明的电子设备的一个实施方式的结构图。
图 36 是表示本发明的电波钟的一个实施方式的结构图。
图 37 是表示第一实施方式的变形例的图， 示出包含多个金属微粒的膏。
图 38A 是表示图 37 所示的金属微粒的变形例的图， 示出形成为长方形的金属微 粒。
图 38B 是表示图 37 所示的金属微粒的变形例的图， 示出形成为波形状的金属微 粒。
图 38C 是表示图 37 所示的金属微粒的变形例的图， 示出形成为剖面星形的金属微 粒。
图 38D 是表示图 37 所示的金属微粒的变形例的图， 示出形成为剖面十字形的金属 微粒。
图 39 是表示本发明的压电振动器的变形例的图， 示出利用形成为锥状的芯材形 成贯通电极的情形。
图 40 是表示本发明的压电振动器的变形例的剖视图。
图 41 是传统压电振动器的内部结构图， 是在拆下盖基板的状态下俯视压电振动 片的图。图 42 是图 41 所示的压电振动器的剖视图。
附图标记说明
B 凸点 ； C 空腔 ； P膏； P1 金属微粒 ； 1、 101 压电振动器 ； 2、 102 基底基板 ； 3、 103 盖 基板 ； 3a、 103a 空腔用的凹部 ； 4、 104 压电振动片 ； 7 芯材 ( 连接件 ) ； 30、 31、 130、 131 贯通孔 (through hole) ； 35、 135 接合膜 ； 36、 37、 136、 137 迂回电极 ； 38、 39、 138、 139 外部电极 ； 40、 140 基底基板用圆片 ； 50、 150 盖基板用圆片 ； 106 玻璃料 ( 筒体、 连接件 ) ； 500 振荡器 ； 501 振荡器的集成电路 ； 510 便携信息设备 ( 电子设备 ) ； 513 电子设备的计时部 ； 530 电波钟 ； 531 电波钟的滤波部。 具体实施方式
( 第一实施方式 )
以下， 参照图 1 至图 16， 对本发明的第一实施方式进行说明。
如图 1 至图 4 所示， 本实施方式的压电振动器 1， 形成为由基底基板 2 和盖基板 3 层叠为 2 层的箱状， 是在内部的空腔 C 内收容了压电振动片 4 的表面安装型压电振动器。
此外， 在图 4 中为了方便图示而省略了后面描述的激振电极 15、 引出电极 19、 20、 装配电极 16、 17 及重锤金属膜 21 的图示。
如图 5 至图 7 所示， 压电振动片 4 是由水晶、 钽酸锂或铌酸锂等的压电材料形成的 音叉型振动片， 在被施加既定电压时振动。
该压电振动片 4 具有 ： 平行配置的一对振动腕部 10、 11 ； 将该一对振动腕部 10、 11 的基端侧固定成一体的基部 12 ； 形成在一对振动腕部 10、 11 的外表面上并使一对振动腕部 10、 11 振动的由第一激振电极 13 和第二激振电极 14 构成的激振电极 15 ； 以及与第一激振 电极 13 及第二激振电极 14 电连接的装配电极 16、 17。
此外， 本实施方式的压电振动片 4 具备在一对振动腕部 10、 11 的两主表面上沿着 振动腕部 10、 11 的长边方向分别形成的沟部 18。该沟部 18 从振动腕部 10、 11 的基端一侧 形成至大致中间附近。
由第一激振电极 13 和第二激振电极 14 构成的激振电极 15 是使一对振动腕部 10、 11 以既定的谐振频率在彼此接近或分离的方向上振动的电极， 在一对振动腕部 10、 11 的外 表面， 以分别电性切断的状态构图而形成。具体而言， 如图 7 所示， 第一激振电极 13 主要形 成在一个振动腕部 10 的沟部 18 上和另一振动腕部 11 的两侧面上， 第二激振电极 14 主要 形成在一个振动腕部 10 的两侧面上和另一振动腕部 11 的沟部 18 上。
第一激振电极 13 及第二激振电极 14， 如图 5 及图 6 所示， 在基部 12 的两主表面 上， 分别经由引出电极 19、 20 电连接至装配电极 16、 17。 再者压电振动片 4 成为经由该装配 电极 16、 17 被施加电压。
此外， 上述的激振电极 15、 装配电极 16、 17 及引出电极 19、 20， 通过覆盖例如铬 (Cr)、 镍 (Ni)、 铝 (Al) 或钛 (Ti) 等的导电膜来形成。
此外， 在一对振动腕部 10、 11 的前端侧覆盖了用于进行调整 ( 频率调整 ) 的重锤 金属膜 21， 以使本身的振动状态在既定频率的范围内振动。再者， 该重锤金属膜 21 分为粗 调频率时使用的粗调膜 21a 和微调时使用的微调膜 21b。利用该粗调膜 21a 及微调膜 21b 进行频率调整， 从而能够使一对振动腕部 10、 11 的频率落入器件的标称频率范围内。这样构成的压电振动片 4， 如图 3 及图 4 所示， 利用金等的凸点 B， 凸点接合至基底 基板 2 的上表面。 更具体地说， 以在基底基板 2 的上表面构图的后面描述的迂回电极 36、 37 上形成的 2 个凸点 B 上分别接触的状态凸点接合一对装配电极 16、 17。由此， 压电振动片 4 以从基底基板 2 的上表面浮置的状态被支撑， 并且成为分别电连接装配电极 16、 17 和迂回 电极 36、 37 的状态。
上述盖基板 3 是用玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明绝缘基板， 如图 1、 图3及 图 4 所示， 形成为板状。并且， 在接合基底基板 2 的接合面一侧， 形成有收容压电振动片 4 的矩形状的凹部 3a。该凹部 3a 是叠合两基板 2、 3 时成为收容压电振动片 4 的空腔 C 的空 腔用的凹部。再者， 盖基板 3 以使该凹部 3a 与基底基板 2 一侧对置的状态对该基底基板 2 阳极接合。
上述基底基板 2 是用与盖基板 3 相同的玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明绝缘 基板， 如图 1 至图 4 所示， 可对盖基板 3 叠合的大小形成为板状。
在该基底基板 2 形成有贯通基底基板 2 的一对贯通孔 (throughhole)30、 31。这 时， 一对贯通孔 30、 31 形成为收容于空腔 C 内。 更详细地说， 本实施方式的贯通孔 30、 31 中， 一个贯通孔 30 形成在所装配的压电振动片 4 的基部 12 一侧的位置， 另一贯通孔 31 形成在 振动腕部 10、 11 的前端侧的位置。 此外， 在本实施方式中， 举例说明了朝着基底基板 2 的下表面， 直径逐渐缩小的剖 面锥状的贯通孔， 但并不限于此， 也可以是笔直地贯通基底基板 2 的贯通孔。不管怎样， 只 要贯通基底基板 2 即可。
再者， 在该一对贯通孔 30、 31 形成有以埋入该贯通孔 30、 31 的方式形成的一对贯 通电极 32、 33。这些贯通电极 32、 33 如图 3 所示， 由芯材 7 和在芯材 7 与贯通孔 30、 31 之间 固化的膏 P( 连接件 ) 形成。这些贯通电极 32、 33 完全堵塞贯通孔 30、 31 而维持空腔 C 内 的气密， 并且承担使后面描述的外部电极 38、 39 与迂回电极 36、 37 导通的作用。
上述芯材 7 是用金属材料形成为圆柱状的导电性的芯材。该芯材 7 的两端平坦且 长度被调整为， 使该芯材 7 的厚度成为与基底基板 2 的厚度大致相同。并且， 该芯材 7 配置 在贯通孔 30、 31 的大致中心， 通过膏 P 来对贯通孔 30、 31 牢固地固接。
此外， 通过该导电性的芯材 7， 确保作为贯通电极 32、 33 的电导通性。
在基底基板 2 的上表面一侧 ( 接合盖基板 3 的接合面一侧 )， 如图 1 至图 4 所示， 利用导电材料 ( 例如， 铝 ) 构图阳极接合用的接合膜 35 和一对迂回电极 36、 37。其中接合 膜 35 以包围形成在盖基板 3 的凹部 3a 的周围的方式沿着基底基板 2 的周边而形成。
此外， 一对迂回电极 36、 37 构图成为使一对贯通电极 32、 33 中的一个贯通电极 32 与压电振动片 4 的一个装配电极 16 电连接， 并且使另一贯通电极 33 与压电振动片 4 的另 一装配电极 17 电连接。
更详细地说， 一个迂回电极 36 形成在一个贯通电极 32 的正上方， 以使该迂回电极 36 位于压电振动片 4 的基部 12 的正下方。此外， 另一迂回电极 37 形成为从邻接于一个迂 回电极 36 的位置沿着振动腕部 10、 11 迂回到振动腕部 10、 11 的前端侧后， 位于另一贯通电 极 33 的正上方。
并且， 在该一对迂回电极 36、 37 上分别形成有凸点 B， 利用该凸点 B 装配压电振动 片 4。由此， 压电振动片 4 的一个装配电极 16 经由一个迂回电极 36 而与一个贯通电极 32
导通， 另一装配电极 17 经由另一迂回电极 37 而与另一贯通电极 33 导通。
此外， 在基底基板 2 的下表面， 如图 1、 图 3 及图 4 所示， 形成有与一对贯通电极 32、 33 分别电连接的外部电极 38、 39。即， 一个外部电极 38 经由一个贯通电极 32 及一个迂回 电极 36 电连接至压电振动片 4 的第一激振电极 13。此外， 另一外部电极 39 经由另一贯通 电极 33 及另一迂回电极 37 电连接至压电振动片 4 的第二激振电极 14。
在使这样构成的压电振动器 1 动作时， 对形成在基底基板 2 的外部电极 38、 39 施 加既定的驱动电压。由此， 能够使电流在压电振动片 4 的由第一激振电极 13 及第二激振电 极 14 构成的激振电极 15 中流过， 并能使一对振动腕部 10、 11 以既定频率沿着接近 / 分离 的方向振动。再者， 利用该一对振动腕部 10、 11 的振动， 能够用作时刻源、 控制信号的定时 源或参考信号源等。
接着， 参照图 8 所示的流程图， 对利用基底基板用圆片 40 和盖基板用圆片 50 一次 性制造多个上述压电振动器 1 的制造方法进行说明。
最先， 进行压电振动片制作工序， 制作图 5 至图 7 所示的压电振动片 4(S10)。 具体 而言， 首先将未加工的朗伯 (Lambert) 水晶以既定角度切片而做成固定厚度的圆片。接着， 磨擦该圆片而进行粗加工后， 通过蚀刻来除去加工变质层， 其后进行抛光 (polish) 等的镜 面研磨加工， 做成既定厚度的圆片。 接着， 对圆片进行清洗等的适当处理后， 利用光刻技术， 以压电振动片 4 的外形形状对圆片进行构图， 并且进行金属膜的成膜及构图， 形成激振电 极 15、 引出电极 19、 20、 装配电极 16、 17 及重锤金属膜 21。由此， 能够制作出多个压电振动 片 4。 此外， 在制作出压电振动片 4 后， 进行谐振频率的粗调。 这是通过对重锤金属膜 21 的粗调膜 21a 照射激光使一部分蒸发， 从而改变重量来进行的。此外， 更加高精度地调整谐 振频率的微调是在装配后进行的。对此， 将在后面进行说明。
接着， 进行将后面成为盖基板 3 的盖基板用圆片 50 制作到刚要进行阳极接合之 前的状态的第一圆片制作工序 (S20)。首先， 将碱石灰玻璃研磨加工至既定厚度并加以清 洗后， 如图 9 所示， 形成通过蚀刻等来除去最表面的加工变质层的圆板状的盖基板用圆片 50(S21)。接着， 进行凹部形成工序 (S22)， 即通过蚀刻等在盖基板用圆片 50 的接合面沿行 列方向形成多个空腔用的凹部 3a。在该时刻， 结束第一圆片制作工序。
接着， 与上述工序同时或者在上述工序前后的定时， 进行将后面成为基底基板 2 的基底基板用圆片 40 制作到刚要进行阳极接合之前的状态的第二圆片制作工序 (S30)。 首 先， 将碱石灰玻璃研磨加工至既定厚度并加以清洗后， 形成经蚀刻等而除去了最表面的加 工变质层的圆板状的基底基板用圆片 40(S31)。接着， 进行对基底基板用圆片 40 形成多个 一对贯通电极 32、 33 的贯通电极形成工序 (S32)。 在此， 对该贯通电极形成工序进行详细说 明。
首先， 如图 10 所示， 进行形成多个贯通基底基板用圆片 40 的一对贯通孔 30、 31 的 贯通孔形成工序 (S33)。此外， 图 11 所示的虚线 M 示出在后面进行的切断工序中切断的切 断线。在进行该工序时， 例如用喷砂 (sand blast) 法， 从基底基板用圆片 40 的上表面一侧 开始进行。由此， 如图 11 所示， 能够形成朝着基底基板用圆片 40 的下表面， 直径逐渐缩小 的剖面锥状的贯通孔 30、 31。 此外， 以在后面叠合两圆片 40、 50 时收容于形成在盖基板用圆 片 50 的凹部 3a 内的方式形成多个一对贯通孔 30、 31。而且， 形成为使一个贯通孔 30 位于
压电振动片 4 的基部 12 一侧， 并使另一贯通孔 31 位于振动腕部 10、 11 的前端侧。
接着， 如图 12 所示， 进行设置 (set) 工序 (S34)， 即向该多个贯通孔 30、 31 内配置 形成为两端平坦且厚度与基底基板用圆片 40 大致相同的芯材 7， 并且向芯材 7 与贯通孔 30、 31 的间隙埋入膏 P。这时， 由于向间隙埋入膏 P， 因膏 P 的粘性而芯材 7 不会从贯通孔 30、 31 掉落， 并能使芯材 7 成为稳定在贯通孔 30、 31 内的状态。此外， 调整为使芯材 7 的两 端与基底基板用圆片 40 的表面大致呈一面。
接着， 进行将埋入的膏 P 在既定温度下烧结而固化的烧结工序 (S35)。由此， 膏P 成为牢固地固接到贯通孔 30、 31 的内表面及芯材 7 的状态。其结果是， 能够得到多个在贯 通孔 30、 31 内使芯材 7 和膏 P 固化为一体的一对贯通电极 32、 33。
可是， 在膏 P 内含有有机物， 因此在进行烧结时有机物会蒸发， 体积会比烧结前减 少。因此， 假设只将膏 P 埋入贯通孔 30、 31 内的情况下， 烧结后会在膏 P 的表面产生较大的 凹部。
但是， 在本实施方式中如上所述， 在对贯通孔 30、 31 内配置芯材 7 后， 将膏 P 只埋 入于芯材 7 和贯通孔 30、 31 的间隙。即， 作为使芯材 7 在贯通孔 30、 31 内稳定的连接角色， 使用膏 P。因此， 与只用膏 P 来填埋贯通孔 30、 31 的情形相比， 能尽量减少所使用的膏 P 的 量。因而， 即使在烧结工序中膏 P 内的有机物蒸发， 由于膏 P 的量本身较少， 所以膏 P 的体 积仅减少一点。
因而， 如图 13 所示， 在固化膏 P 后出现的表面的凹部小至可忽略的程度。因此， 基 底基板用圆片 40 的表面、 芯材 7 的两端、 及膏 P 的表面成为大致呈一面的状态。即， 能使基 底基板用圆片 40 的表面和贯通电极 32、 33 的表面成为大致呈一面的状态。此外， 在进行了 烧结工序的时刻， 结束贯通电极形成工序。
接着， 如图 14 及图 15 所示， 进行在基底基板用圆片 40 的上表面构图导电材料而 形成接合膜 35 的接合膜形成工序 (S36)， 并且进行形成多个分别与各一对贯通电极 32、 33 电连接的迂回电极 36、 37 的迂回电极形成工序 (S37)。此外， 图 14 及图 15 所示的虚线 M 示 出在后面进行的切断工序中切断的切断线。
特别是， 如上所述， 贯通电极 32、 33 在表面没有凹部， 且相对于基底基板用圆片 40 的上表面成为大致呈一面的状态。因此， 在基底基板用圆片 40 的上表面构图的迂回电极 36、 37 以在其间不发生间隙等而对贯通电极 32、 33 密合的状态接触。 由此， 能够使一个迂回 电极 36 与一个贯通电极 32 确实导通， 并能使另一迂回电极 37 与另一贯通电极 33 确实导 通。在该时刻结束第二圆片制作工序。
可是， 在图 8 中， 设工序顺序为在进行接合膜形成工序 (S36) 之后进行迂回电极 形成工序 (S37)， 但与此相反地， 在进行迂回电极形成工序 (S37) 之后进行接合膜形成工序 (S36) 也可， 并且将两工序同时进行也可。 不管是何种工序顺序， 都能得到相同的作用效果。 因而， 根据需要适宜变更工序顺序也可。
接着， 进行将制作的多个压电振动片 4 分别经由迂回电极 36、 37 接合至基底基板 用圆片 40 的上表面的装配工序 (S40)。 首先在一对迂回电极 36、 37 上分别形成金等的凸点 B。然后， 将压电振动片 4 的基部 12 承载于凸点 B 上后， 一边将凸点 B 加热至既定温度一边 将压电振动片 4 按压在凸点 B。由此， 压电振动片 4 被机械支撑于凸点 B， 并且装配电极 16、 17 和迂回电极 36、 37 成为电连接的状态。因而， 在该时刻压电振动片 4 的一对激振电极 15成为分别对一对贯通电极 32、 33 导通的状态。
特别是， 压电振动片 4 被凸点接合， 因此以从基底基板用圆片 40 的上表面浮置的 状态被支撑。
在压电振动片 4 的装配结束后， 进行将盖基板用圆片 50 对基底基板用圆片 40 叠 合的叠合工序 (S50)。具体而言， 以未图示的基准标记等为标志， 将两圆片 40、 50 对准到正 确的位置。由此， 所装配的压电振动片 4 成为被收容于由形成在基底基板用圆片 40 的凹部 3a 和两圆片 40、 50 包围的空腔 C 内的状态。
在叠合工序后， 进行将叠合后的两块圆片 40、 50 置于未图示的阳极接合装置， 并 在既定温度气氛下施加既定电压而阳极接合的接合工序 (S60)。具体而言， 对接合膜 35 和 盖基板用圆片 50 之间施加既定电压。这样， 在接合膜 35 与盖基板用圆片 50 的界面发生电 化学反应， 两者分别牢固地密合而阳极接合。从而， 能够将压电振动片 4 密封于空腔 C 内， 并能得到基底基板用圆片 40 和盖基板用圆片 50 接合的图 16 所示的圆片体 60。再者， 图 16 中， 为了方便观看图面， 图示了分解圆片体 60 的状态， 并从基底基板用圆片 40 省略了接 合膜 35 的图示。此外， 图 16 所示的虚线 M 示出在后面进行的切断工序中切断的切断线。
可是， 在进行阳极接合时， 形成在基底基板用圆片 40 的贯通孔 30、 31 被贯通电极 32、 33 完全堵塞， 因此空腔 C 内的气密不会通过贯通孔 30、 31 而受损失。特别是， 构成贯通 电极 32、 33 的膏 P 牢固地密合到贯通孔 30、 31 的内表面及芯材 7 这两部分， 因此能确实地 维持空腔 C 内的气密。
并且， 在结束上述的阳极接合后， 进行外部电极形成工序 (S70)， 即在基底基板用 圆片 40 的下表面对导电材料进行构图， 形成多个分别与一对贯通电极 32、 33 电连接的一对 外部电极 38、 39。通过该工序， 能够利用外部电极 38、 39 使密封于空腔 C 内的压电振动片 4 动作。
特别是， 在进行该工序时也与形成迂回电极 36、 37 时同样， 贯通电极 32、 33 相对于 基底基板用圆片 40 的下表面成为大致呈一面的状态， 因此构图的外部电极 38、 39 以不会在 其间发生间隙等而对贯通电极 32、 33 密合的状态接触。由此， 能够使外部电极 38、 39 和贯 通电极 32、 33 确实导通。
接着， 在圆片体 60 的状态下， 进行微调密封于空腔 C 内的各个压电振动器 1 的频 率而使之落入既定范围内的微调工序 (S80)。具体说明， 则对形成在基底基板用圆片 40 的 下表面的一对外部电极 38、 39 施加电压而使压电振动片 4 振动。然后， 一边测量频率一边 从外部通过盖基板用圆片 50 而照射激光， 使重锤金属膜 21 的微调膜 21b 蒸发。由此， 一对 振动腕部 10、 11 的前端侧的重量发生变化， 因此能够对压电振动片 4 的频率进行微调， 以使 频率落入标称频率的既定范围内。
在频率的微调结束后， 进行沿着图 16 所示的切断线 M 切断已接合的圆片体 60 而 进行小片化的切断工序 (S90)。 其结果是， 能够一次性制造多个在互相阳极接合的基底基板 2 与盖基板 3 之间形成的空腔 C 内密封了压电振动片 4 的图 1 所示的 2 层构造式表面安装 型的压电振动器 1。
再者， 在进行切断工序 (S90) 而小片化为各个压电振动器 1 后， 进行微调工序 (S80) 的工序顺序也可。但是， 如上所述， 通过先进行微调工序 (S80)， 能在圆片体 60 的状 态下进行微调， 因此能更加有效率地微调多个压电振动器 1。 因而， 能够提高生产率， 所以是优选的。 其后， 进行内部的电特性检查 (S100)。即， 测定压电振动片 4 的谐振频率、 谐振电 阻值、 驱动电平特性 ( 谐振频率及谐振电阻值的激振电力依赖性 ) 等并加以核对。此外， 将 绝缘电阻特性等一并核对。并且， 最后进行压电振动器 1 的外观检查， 对尺寸或质量等进行 最终核对。由此结束压电振动器 1 的制造。
特别是， 在本实施方式的压电振动器 1 中， 能以在表面没有凹部且对基底基板 2 大 致呈一面的状态形成贯通电极 32、 33， 因此能够对迂回电极 36、 37 及外部电极 38、 39 确实地 密合该贯通电极 32、 33。其结果是， 能够确保压电振动片 4 与外部电极 38、 39 稳定的导通， 并能提高动作性能的可靠度而谋求高性能化。
进而， 由于利用导通性的芯材 7 来构成贯通电极 32、 33， 能得到非常稳定的导通 性。 此外， 也能可靠地维持空腔 C 内的气密， 因此在这一点上也能谋求高质量化。 而且， 由于 能够通过利用了芯材 7 及膏 P 的简单方法来形成贯通电极 32、 33， 能够简化工序。此外， 依 据本实施方式的制造方法， 能够一次性制造多个上述压电振动器 1， 因此能谋求低成本化。
( 第二实施方式 )
以下， 参照图 17 至图 33， 对本发明的第二实施方式进行说明。
如图 17 至图 20 所示， 本实施方式的压电振动器 101 形成为由基底基板 102 和盖 基板 103 层叠为 2 层的箱状， 是在内部的空腔 C 内收容了压电振动片 104 的表面安装型压 电振动器。
此外， 在图 20 中为了方便图示而省略了后面描述的激振电极 115、 引出电极 119、 120、 装配电极 116、 117 及重锤金属膜 121 的图示。
如图 21 至图 23 所示， 压电振动片 104 是由水晶、 钽酸锂或铌酸锂等的压电材料形 成的音叉型振动片， 在被施加既定电压时振动。
该压电振动片 104 具有 ： 平行配置的一对振动腕部 110、 111 ； 将该一对振动腕部 110、 111 的基端侧固定成一体的基部 112 ； 形成在一对振动腕部 110、 111 的外表面上并使一 对振动腕部 110、 111 振动的由第一激振电极 113 和第二激振电极 114 构成的激振电极 115 ； 以及与第一激振电极 113 及第二激振电极 114 电连接的装配电极 116、 117。
此外， 本实施方式的压电振动片 104 具备在一对振动腕部 110、 111 的两主表面上 沿着该振动腕部 110、 111 的长边方向分别形成的沟部 118。 该沟部 118 从振动腕部 110、 111 的基端一侧形成至大致中间附近。
由第一激振电极 113 和第二激振电极 114 构成的激振电极 115 是使一对振动腕部 110、 111 以既定的谐振频率在彼此接近或分离的方向上振动的电极， 在一对振动腕部 110、 111 的外表面， 以分别电性切断的状态构图而形成。具体而言， 如图 23 所示， 第一激振电极 113 主要形成在一个振动腕部 110 的沟部 118 上和另一振动腕部 111 的两侧面上， 第二激振 电极 114 主要形成在一个振动腕部 110 的两侧面上和另一振动腕部 111 的沟部 118 上。
第一激振电极 113 及第二激振电极 114， 如图 21 及图 22 所示， 在基部 112 的两主 表面上， 分别经由引出电极 119、 120 电连接至装配电极 116、 117。 再者压电振动片 104 成为 经由该装配电极 116、 117 被施加电压。
此外， 上述的激振电极 115、 装配电极 116、 117 及引出电极 119、 120， 通过覆盖例如 铬 (Cr)、 镍 (Ni)、 铝 (Al) 或钛 (Ti) 等的导电膜来形成。
在一对振动腕部 110、 111 的前端侧覆盖了用于进行调整 ( 频率调整 ) 的重锤金属 膜 121， 以使本身的振动状态在既定频率的范围内振动。再者， 该重锤金属膜 121 分为在粗 调频率时使用的粗调膜 121a 和在微调时使用的微调膜 121b。利用该粗调膜 121a 及微调 膜 121b 进行频率调整， 从而能够使一对振动腕部 110、 111 的频率落入器件的标称频率范围 内。
这样构成的压电振动片 104， 如图 19 及图 20 所示， 利用金等的凸点 B， 凸点接合至 基底基板 102 的上表面。更具体地说， 以在基底基板 102 的上表面构图的后面描述的迂回 电极 136、 137 上形成的 2 个凸点 B 上分别接触的状态凸点接合一对装配电极 116、 117。由 此， 压电振动片 104 以从基底基板 102 的上表面浮置的状态被支撑， 并且成为分别电连接装 配电极 116、 117 和迂回电极 136、 137 的状态。
上述盖基板 103 是用玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明绝缘基板， 如图 17、 图 19 及图 20 所示， 形成为板状。 并且， 在接合基底基板 102 的接合面一侧， 形成有收容压电振 动片 104 的矩形状的凹部 103a。该凹部 103a 是叠合两基板 102、 103 时成为收容压电振动 片 104 的空腔 C 的空腔用的凹部。再者， 盖基板 103 以使该凹部 103a 与基底基板 102 一侧 对置的状态对该基底基板 102 阳极接合。
上述基底基板 102 是用与盖基板 103 相同的玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明 绝缘基板， 如图 17 至图 20 所示， 可对盖基板 103 叠合的大小形成为板状。
在该基底基板 102 形成有贯通该基底基板 102 的一对贯通孔 (through hole)130、 131。这时， 一对贯通孔 130、 131 形成为收容于空腔 C 内。更详细地说， 本实施方式的贯通 孔 130、 131 中， 形成为使一个贯通孔 130 位于所装配的压电振动片 104 的基部 112 一侧， 并 使另一贯通孔 131 位于振动腕部 110、 111 的前端侧。
此外， 在本实施方式中， 举例说明了朝着基底基板 102 的下表面， 直径逐渐缩小的 剖面锥状的贯通孔， 但并不限于此， 也可以是笔直地贯通基底基板 102 的贯通孔。不管怎 样， 只要贯通基底基板 102 即可。
在该一对贯通孔 130、 131 形成有以埋入该贯通孔 130、 131 的方式形成的一对贯通 电极 132、 133。这些贯通电极 132、 133 如图 19 所示， 通过经烧结而对贯通孔 130、 131 固定 成一体的玻璃料 ( 连接件、 筒体 )106 及芯材 107 来形成， 且完全堵塞贯通孔 130、 131 而维 持空腔 C 内的气密， 并且承担使后面描述的外部电极 138、 139 与迂回电极 136、 137 导通的 作用。
上述玻璃料 106 用与基底基板 102 相同的玻璃材料预先被临时烧结而成， 如图 24 所示， 形成为两端平坦且厚度与基底基板 102 大致相同的圆筒状。 即， 在玻璃料 106 的中心， 形成有贯通玻璃料 106 的中心孔 106a。 而且， 在本实施方式中， 玻璃料 106 的外形与贯通孔 130、 131 的形状匹配而形成为圆锥状 ( 剖面锥状 )。再者， 该玻璃料 106 如图 19 所示， 以埋 入贯通孔 130、 131 内的状态被烧结， 对贯通孔 130、 131 牢固地固接。
上述芯材 107 是用金属材料形成为圆柱状的导电性的芯材， 与玻璃料 106 同样地 形成为两端平坦且厚度与基底基板 102 的厚度大致相同。 再者， 该芯材 107 插入玻璃料 106 的中心孔 106a， 通过玻璃料 106 的烧结而对玻璃料 106 牢固地固接。
此外， 贯通电极 132、 133 通过导电性的芯材 107 确保电导通性。
在基底基板 102 的上表面侧 ( 接合盖基板 103 的接合面一侧 )， 如图 17 至图 20 所示， 利用导电材料 ( 例如， 铝 ) 构图阳极接合用的接合膜 135 和一对迂回电极 136、 137。其 中接合膜 135 以包围形成在盖基板 103 的凹部 103a 的周围的方式沿着基底基板 102 的周 边而形成。
此外， 一对迂回电极 136、 137 构图成为使一对贯通电极 132、 133 中的一个贯通电 极 132 与压电振动片 104 的一个装配电极 116 电连接， 并且使另一贯通电极 133 与压电振 动片 104 的另一装配电极 117 电连接。
更详细地说， 一个迂回电极 136 形成在一个贯通电极 132 的正上方， 以使该迂回电 极 136 位于压电振动片 104 的基部 112 的正下方。 此外， 另一迂回电极 137 形成为从邻接于 一个迂回电极 136 的位置沿着振动腕部 110、 111 迂回到该振动腕部 110、 111 的前端侧后， 位于另一贯通电极 133 的正上方。
并且， 在该一对迂回电极 136、 137 上分别形成有凸点 B， 利用该凸点 B 装配压电振 动片 104。由此， 压电振动片 104 的一个装配电极 116 经由一个迂回电极 136 导通至一个贯 通电极 132， 另一装配电极 117 经由另一迂回电极 137 导通至另一贯通电极 133。
此外， 在基底基板 102 的下表面， 如图 17、 图 19 及图 20 所示， 形成有与一对贯通电 极 132、 133 分别电连接的外部电极 138、 139。即， 一个外部电极 138 经由一个贯通电极 132 及一个迂回电极 136 电连接至压电振动片 104 的第一激振电极 113。此外， 另一外部电极 139 经由另一贯通电极 133 及另一迂回电极 137 电连接至压电振动片 104 的第二激振电极 114。
在使这样构成的压电振动器 101 动作时， 对形成在基底基板 102 的外部电极 138、 139 施加既定的驱动电压。 由此， 能够使电流在压电振动片 104 的由第一激振电极 113 及第 二激振电极 114 构成的激振电极 115 中流过， 并能使一对振动腕部 110、 111 以既定频率沿 着接近 / 分离的方向振动。再者， 利用该一对振动腕部 110、 111 的振动， 能够用作时刻源、 控制信号的定时源或参考信号源等。
接着， 参照图 25 所示的流程图， 对利用基底基板用圆片 140 和盖基板用圆片 150， 能够一次性制造多个上述压电振动器 101 的制造方法进行说明。
最 先， 进 行 压 电 振 动 片 制 作 工 序 而 制 作 图 21 至 图 23 所 示 的 压 电 振 动 片 104(S110)。具体而言， 首先将未加工的朗伯水晶以既定角度切片而做成一定厚度的圆片。 接着， 磨擦该圆片而进行粗加工后， 通过蚀刻来除去加工变质层， 其后进行抛光等的镜面研 磨加工， 做成既定厚度的圆片。 接着， 对圆片进行清洗等的适当处理后， 利用光刻技术， 以压 电振动片 104 的外形形状对该圆片进行构图， 并且进行金属膜的成膜及构图， 形成激振电 极 115、 引出电极 119、 120、 装配电极 116、 117 及重锤金属膜 121。由此， 能够制作出多个压 电振动片 104。
此外， 在制作出压电振动片 104 后， 进行谐振频率的粗调。这是通过对重锤金属膜 121 的粗调膜 121a 照射激光使一部分蒸发， 从而改变重量来进行的。 此外， 更加高精度地调 整谐振频率的微调是在装配后进行的。对此， 将在后面进行说明。
接着， 进行将后面成为盖基板 103 的盖基板用圆片 150 制作到刚要进行阳极接合 之前的状态的第一圆片制作工序 (S120)。首先， 将碱石灰玻璃研磨加工至既定厚度并加以 清洗后， 如图 26 所示， 形成通过蚀刻等来除去最表面的加工变质层的圆板状的盖基板用圆 片 150(S121)。接着， 进行凹部形成工序 (S122)， 即通过蚀刻等来在盖基板用圆片 150 的接合面沿行列方向形成多个空腔用的凹部 103a。在该时刻， 结束第一圆片制作工序。
接着， 与上述工序同时或者在上述工序前后的定时， 进行将后面成为基底基板 102 的基底基板用圆片 140 制作到刚要进行阳极接合之前的状态的第二圆片制作工序 (S130)。 首先， 将碱石灰玻璃研磨加工至既定厚度并加以清洗后， 形成经蚀刻等而除去了最表面的 加工变质层的圆板状的基底基板用圆片 140(S131)。 接着， 进行对基底基板用圆片 140 形成 多个一对贯通电极 132、 133 的贯通电极形成工序 (S132)。在此， 对该贯通电极形成工序进 行详细说明。
首先， 如图 27 所示， 进行形成多个贯通基底基板用圆片 140 的一对贯通孔 130、 131 的贯通孔形成工序 (S133)。 此外， 图 27 所示的虚线 M 示出在后面进行的切断工序中切断的 切断线。在进行该工序时， 从基底基板用圆片 140 的上表面一侧例如用喷砂法来进行。由 此， 如图 28 所示， 能够形成朝着基底基板用圆片 140 的下表面， 直径逐渐缩小的剖面锥状的 贯通孔 130、 131。 此外， 以在后面叠合两圆片 140、 150 时收容于形成在盖基板用圆片 150 的 凹部 103a 内的方式形成多个一对贯通孔 130、 131。而且， 形成为使一个贯通孔 130 位于压 电振动片 104 的基部 112 一侧， 并使另一贯通孔 131 位于振动腕部 110、 111 的前端侧。
接着， 如图 29 所示， 进行设置工序 (S134)， 即向这些多个贯通孔 130、 131 内埋入 形成为两端平坦且厚度与基底基板用圆片 140 大致相同的玻璃料 106， 并且对该玻璃料 106 的中心孔 106a 插入形成为两端平坦且厚度与基底基板用圆片 140 大致相同的导电性的芯 材 107。这时， 调整玻璃料 106 及芯材 107 的两端， 成为与基底基板用圆片 140 的表面大致 呈一面。 接着， 进行将埋入的玻璃料 106 在既定温度下烧结的烧结工序 (S135)。 由此， 贯通 孔 130、 131 和埋入贯通孔 130、 131 内的玻璃料 106 和插入玻璃料 106 的芯材 107 彼此固接。 其结果是， 能够得到多个使玻璃料 106 和芯材 107 固定成一体的一对贯通电极 132、 133。
特别是， 在形成贯通电极 132、 133 时， 不同于以往， 不使用膏而用由玻璃材料构成 的玻璃料 106 和导电性的芯材 107 来形成贯通电极 132、 133。假设利用了膏的情况下， 在 烧结时膏内所包含的有机物会蒸发， 因此膏的体积会比烧结前明显减少。 因此， 假设贯通孔 130、 131 内只埋入了膏的情况下， 在烧结后会在膏的表面产生较大的凹部。但是， 如上述那 样不使用膏， 而利用玻璃料 106 和芯材 107， 因此不用担心烧结后在表面出现较大的凹部。 此外， 通过烧结而玻璃料 106 的体积可能减少一些， 但不同于膏， 不会明显至出现引人注目 的凹部的程度， 是可忽略的范围。
因而， 如图 30 所示， 在烧结后， 基底基板用圆片 140 的表面、 玻璃料 106 及芯材 107 的两端成为大致呈一面的状态。即， 能使基底基板用圆片 140 的表面和贯通电极 132、 133 的表面成为大致呈一面的状态。此外， 在进行了烧结工序的时刻， 结束贯通电极形成工序。
接着， 如图 31 及图 32 所示， 进行在基底基板用圆片 140 的上表面构图导电材料而 形成接合膜 135 的接合膜形成工序 (S136)， 并且进行形成多个分别与各一对贯通电极 132、 133 电连接的迂回电极 136、 137 的迂回电极形成工序 (S137)。此外， 图 31 及图 32 所示的 虚线 M 示出在后面进行的切断工序中切断的切断线。
特别是， 如上所述， 贯通电极 132、 133 成为相对于基底基板用圆片 140 的上表面大 致呈一面的状态。 因此， 在基底基板用圆片 140 的上表面构图的迂回电极 136、 137 以在其间 不发生间隙等而对贯通电极 132、 133 密合的状态接触。由此， 能够使一个迂回电极 136 与
一个贯通电极 132 确实导通， 并能使另一迂回电极 137 与另一贯通电极 133 确实导通。在 该时刻结束第二圆片制作工序。
可是， 在图 25 中， 设工序顺序为在接合膜形成工序 (S136) 之后进行迂回电极形 成工序 (S137)， 但与之相反地， 在迂回电极形成工序 (S137) 之后， 进行接合膜形成工序 (S136) 也可， 并且将两工序同时进行也可。不管是何种工序顺序， 都能产生相同的作用效 果。因而， 根据需要适宜变更工序顺序也可。
接着， 进行将制作的多个压电振动片 104 分别经由迂回电极 136、 137 接合至基底 基板用圆片 140 的上表面的装配工序 (S140)。 首先在一对迂回电极 136、 137 上分别形成金 等的凸点 B。然后， 将压电振动片 104 的基部 112 承载于凸点 B 上后， 一边将凸点 B 加热至 既定温度一边将压电振动片 104 按压在凸点 B。由此， 压电振动片 104 被机械支撑于凸点 B， 并且装配电极 116、 117 和迂回电极 136、 137 成为电连接的状态。因而， 在该时刻压电振 动片 104 的一对激振电极 115 成为分别对一对贯通电极 132、 133 导通的状态。
特别是， 压电振动片 104 被凸点接合， 因此以从基底基板用圆片 140 的上表面浮置 的状态被支撑。
在压电振动片 104 的装配结束后， 进行将盖基板用圆片 150 对基底基板用圆片 140 叠合的叠合工序 (S150)。具体而言， 以未图示的基准标记等为标志， 将两圆片 140、 150 对 准到正确的位置。由此， 所装配的压电振动片 104 成为被收容于由形成在基底基板用圆片 140 的凹部 103a 和两圆片 140、 150 包围的空腔 C 内的状态。
在叠合工序后， 进行将叠合后的两块圆片 140、 150 置于未图示的阳极接合装置， 并在既定温度气氛下施加既定电压而阳极接合的接合工序 (S160)。具体而言， 对接合膜 135 和盖基板用圆片 150 之间施加既定电压。这样， 在接合膜 135 与盖基板用圆片 150 的 界面发生电化学反应， 使两者分别牢固密合而阳极接合。从而， 能够将压电振动片 104 密封 于空腔 C 内， 并能得到基底基板用圆片 140 和盖基板用圆片 150 接合的图 33 所示的圆片体 160。
再者， 图 33 中， 为了方便观看图面， 图示了分解圆片体 160 的状态， 并从基底基板 用圆片 140 省略了接合膜 135 的图示。此外， 图 33 所示的虚线 M 示出在后面进行的切断工 序中切断的切断线。
可是， 在进行阳极接合时， 形成在基底基板用圆片 140 的贯通孔 130、 131 被贯通电 极 132、 133 完全堵塞， 因此空腔 C 内的气密不会通过贯通孔 130、 131 而受损失。特别是， 经 烧结而玻璃料 106 和芯材 107 固定成一体， 并且它们对贯通孔 130、 131 牢固地固接， 因此能 确实地维持空腔 C 内的气密。
并且， 在结束上述的阳极接合后， 进行外部电极形成工序 (S170)， 即在基底基板用 圆片 140 的下表面对导电材料进行构图， 形成多个分别与一对贯通电极 132、 133 电连接的 一对外部电极 138、 139。 通过该工序， 能够利用外部电极 138、 139 使密封于空腔 C 内的压电 振动片 104 动作。
特别是， 在进行该工序时也与形成迂回电极 136、 137 时同样， 贯通电极 132、 133 相 对于基底基板用圆片 140 的下表面成为大致呈一面的状态， 因此构图的外部电极 138、 139 以不会在其间发生间隙等而对贯通电极 132、 133 密合的状态接触。由此， 能够使外部电极 138、 139 和贯通电极 132、 133 确实导通。接着， 在圆片体 160 的状态下， 进行微调密封于空腔 C 内的各个压电振动器 101 的频率而使之落入既定范围内的微调工序 (S180)。具体说明， 则对形成在基底基板用圆片 140 的下表面的一对外部电极 138、 139 施加电压而使压电振动片 104 振动。然后， 一边测 量频率一边从外部通过盖基板用圆片 150 而照射激光， 使重锤金属膜 121 的微调膜 121b 蒸 发。由此， 一对振动腕部 110、 111 的前端侧的重量发生变化， 因此能够对压电振动片 104 的 频率进行微调， 以使频率落入标称频率的既定范围内。
在频率的微调结束后， 进行沿着图 33 所示的切断线 M 切断已接合的圆片体 160 而 进行小片化的切断工序 (S190)。其结果是， 能够一次性制造多个在互相阳极接合的基底基 板 102 与盖基板 103 之间形成的空腔 C 内密封了压电振动片 104 的图 17 所示的 2 层构造 式表面安装型的压电振动器 101。
再者， 在进行切断工序 (S190) 而小片化为各个压电振动器 101 后， 进行微调工序 (S180) 的工序顺序也可。但是， 如上所述， 通过先进行微调工序 (S180)， 能在圆片体 160 的 状态下进行微调， 因此能更加有效率地微调多个压电振动器 101。 因而， 能够提高生产率， 所 以是优选的。
其后， 进行内部的电特性检查 (S195)。即， 测定压电振动片 104 的谐振频率、 谐振 电阻值、 驱动电平特性 ( 谐振频率及谐振电阻值的激振电力依赖性 ) 等并加以核对。此外， 将绝缘电阻特性等一并核对。并且， 最后进行压电振动器 101 的外观检查， 对尺寸或质量等 进行最终核对。由此结束压电振动器 101 的制造。
特别是， 在本实施方式的压电振动器 101 中， 能以在表面没有凹部且对基底基板 102 大致呈一面的状态形成贯通电极 132、 133， 因此能使贯通电极 132、 133 确实对迂回电极 136、 137 及外部电极 138、 139 密合。其结果是， 能够确保压电振动片 104 与外部电极 138、 139 稳定导通， 并能提高动作性能的可靠度而谋求高性能化。而且， 由于利用导通性的芯材 107 来构成贯通电极 132、 133， 能得到非常稳定的导通性。
此外， 由于也能可靠地维持空腔 C 内的气密， 在这一点上也能谋求高质量化。特别 是， 由于本实施方式的玻璃料 106 在烧结前预先被临时烧结， 在其后进行烧结时的阶段难 以发生变形或体积减少等。因此， 能形成高质量的贯通电极 132、 133， 并能使空腔 C 内的气 密更加可靠。因而， 能谋求压电振动器 101 的高质量化。
此外， 依据本实施方式的制造方法， 能够一次性制造多个上述压电振动器 101， 因 此能谋求低成本化。
接着， 参照图 34， 对本发明的振荡器的一个实施方式进行说明。此外， 在本实施方 式中， 举例说明具备第一实施方式的压电振动器 1 的振荡器。
本实施方式的振荡器 500 如图 34 所示， 构成为将压电振动器 1 电连接至集成电路 501 的振子。该振荡器 500 具备安装了电容器等的电子部件 502 的基板 503。在基板 503 安装有振荡器用的上述集成电路 501， 在该集成电路 501 的附近安装有压电振动器 1。这些 电子部件 502、 集成电路 501 及压电振动器 1 通过未图示的布线图案分别电连接。此外， 各 构成部件通过未图示的树脂来模制 (mould)。
在这样构成的振荡器 500 中， 对压电振动器 1 施加电压时， 该压电振动器 1 内的压 电振动片 4 振动。通过压电振动片 4 所具有的压电特性， 将该振动转换为电信号， 以电信号 方式输入至集成电路 501。 通过集成电路 501 对输入的电信号进行各种处理， 以频率信号的方式输出。从而， 压电振动器 1 作为振子起作用。
此外， 根据需求有选择地设定集成电路 501 的结构， 例如 RTC( 实时时钟 ) 模块等， 能够附加钟表用单功能振荡器等的功能之外， 还能附加控制该设备或外部设备的工作日期 或时刻， 或者提供时刻或日历等的功能。
依据本实施方式的振荡器 500， 由于具备使空腔 C 内确实气密且提高了动作的可 靠度的高质量的压电振动器 1， 振荡器 500 本身也同样能提高动作的可靠度而实现高质量 化。而且， 能够长期得到稳定的高精度的频率信号。
此外， 举例说明了具备第一实施方式的压电振动器 1 的情形， 但其它实施方式的 压电振动器也能得到同样的作用效果。
接着， 参照图 35， 就本发明的电子设备的一个实施方式进行说明。 此外作为电子设 备， 举例说明了具有第一实施方式的压电振动器 1 的便携信息设备 510。
最先本实施方式的便携信息设备 510 为例如以便携电话为首的， 发展并改良了传 统技术中的手表的设备。 它是这样的设备 ： 外观类似于手表， 在相当于文字盘的部分配置液 晶显示器， 能够在该画面上显示当前的时刻等。 此外， 在用作通信机时， 从手腕取下， 通过内 置于带的内侧部分的扬声器及麦克风， 可进行与传统技术的便携电话同样的通信。 但是， 与 传统的便携电话相比， 明显小型且轻量。
接着， 对本实施方式的便携信息设备 510 的结构进行说明。如图 35 所示， 该便携 信息设备 510 具备压电振动器 1 和供电用的电源部 511。电源部 511 例如由锂二次电池构 成。该电源部 511 上并联连接有进行各种控制的控制部 512、 进行时刻等的计数的计时部 513、 与外部进行通信的通信部 514、 显示各种信息的显示部 515、 和检测各功能部的电压的 电压检测部 516。而且， 通过电源部 511 来对各功能部供电。
控制部 512 控制各功能部， 进行声音数据的发送及接收、 当前时刻的测量或显示 等的整个系统的动作控制。此外， 控制部 512 具备预先写入程序的 ROM、 读取写入到该 ROM 的程序并执行的 CPU、 和作为该 CPU 的工作区使用的 RAM 等。
计时部 513 具备内置了振荡电路、 寄存器电路、 计数器电路及接口电路等的集成 电路和压电振动器 1。对压电振动器 1 施加电压时压电振动片 4 振动， 通过水晶所具有的 压电特性， 该振动转换为电信号， 以电信号的方式输入到振荡电路。 振荡电路的输出被二值 化， 通过寄存器电路和计数器电路来计数。然后， 通过接口电路， 与控制部 512 进行信号的 发送与接收， 在显示部 515 显示当前时刻或当前日期或者日历信息等。
通信部 514 具有与传统的便携电话相同的功能， 具备无线电部 517、 声音处理部 518、 切换部 519、 放大部 520、 声音输入 / 输出部 521、 电话号码输入部 522、 来电音发生部 523 及呼叫控制存储器部 524。
通过天线 525， 无线电部 517 与基站进行收发信息的声音数据等各种数据的交换。 声音处理部 518 对从无线电部 517 或放大部 520 输入的声音信号进行编码及解码。放大部 520 将从声音处理部 518 或声音输入 / 输出部 521 输入的信号放大到既定电平。声音输入 / 输出部 521 由扬声器或麦克风等构成， 扩大来电音或受话声音， 或者将声音集音。
此外， 来电音发生部 523 响应来自基站的呼叫而生成来电音。切换部 519 仅在来 电时， 通过将连接在声音处理部 518 的放大部 520 切换到来电音发生部 523， 在来电音发生 部 523 中生成的来电音经由放大部 520 输出至声音输入 / 输出部 521。此外， 呼叫控制存储器部 524 存放与通信的呼叫及来电控制相关的程序。此外， 电 话号码输入部 522 具备例如 0 至 9 的号码键及其它键， 通过按压这些号码键等， 输入通话目 的地的电话号码等。
电压检测部 516 在通过电源部 511 对控制部 512 等的各功能部施加的电压小于既 定值时， 检测其电压降后通知控制部 512。 这时的既定电压值是作为使通信部 514 稳定动作 所需的最低限的电压而预先设定的值， 例如， 3V 左右。 从电压检测部 516 收到电压降的通知 的控制部 512 禁止无线电部 517、 声音处理部 518、 切换部 519 及来电音发生部 523 的动作。 特别是， 停止耗电较大的无线电部 517 的动作是必需的。而且， 显示部 515 显示通信部 514 由于电池余量的不足而不能使用的提示。
即， 通过电压检测部 516 和控制部 512， 能够禁止通信部 514 的动作， 并在显示部 515 做提示。该提示可为文字消息， 但作为更加直接的提示， 在显示部 515 的显示画面的顶 部显示的电话图像上打 “×( 叉 )” 也可。
此外， 通过具备能够有选择地截断与通信部 514 的功能相关的部分的电源的电源 截断部 526， 能够更加可靠地停止通信部 514 的功能。
依据本实施方式的便携信息设备 510， 由于具备使空腔 C 内确实气密且提高了动 作的可靠度的高质量的压电振动器 1， 便携信息设备本身也同样能提高动作的可靠度并能 实现高质量化。而且， 能够长期显示稳定的高精度的时钟信息。
此外， 举例说明了具备第一实施方式的压电振动器 1 的情形， 但是其它实施方式 的压电振动器也能得到同样的作用效果。
接着， 参照图 36， 就本发明的电波钟的一个实施方式进行说明。此外， 在本实施方 式中， 举例说明具备第一实施方式的压电振动器 1 的振荡器。
如图 36 所示， 本实施方式的电波钟 530 具备电连接到滤波部 531 的压电振动器 1， 是接收包含时钟信息的标准电波， 并具有自动修正为准确的时刻并加以显示的功能的钟 表。
在日本国内， 在福岛县 (40kHz) 和佐贺县 (60kHz) 有发送标准电波的发送站 ( 发 送局 )， 分别发送标准电波。40kHz 或 60kHz 这样的长波兼有沿地表传播的性质和在电离层 和地表边反射边传播的性质， 因此其传播范围宽， 且由上述的两个发送站覆盖整个日本国 内。
以下， 对电波钟 530 的功能性结构进行详细说明。
天线 532 接收 40kHz 或 60kHz 长波的标准电波。长波的标准电波是将称为定时码 的时刻信息 AM 调制为 40kHz 或 60kHz 的载波的电波。接收的长波的标准电波通过放大器 533 放大， 通过具有多个压电振动器 1 的滤波部 531 来滤波并调谐。
本实施方式中的压电振动器 1 分别具备与上述载波频率相同的 40kHz 及 60kHz 的 谐振频率的水晶振动器部 538、 539。
而且， 滤波后的既定频率的信号通过检波、 整流电路 534 来检波并解调。接着， 经 由波形整形电路 535 而抽出定时码， 由 CPU536 计数。在 CPU536 中， 读取当前的年、 累积日、 星期、 时刻等的信息。被读取的信息反映于 RTC537， 显示出准确的时刻信息。
由于载波为 40kHz 或 60kHz， 所以水晶振动器部 538、 539 优选具有上述的音叉型结 构的振动器。再者， 以上以日本国内为例进行了说明， 但长波的标准电波的频率在海外是不同 的。例如， 在德国使用 77.5KHz 的标准电波。因而， 在便携设备组装也可以应对海外的电波 钟 530 的情况下， 还需要不同于日本的频率的压电振动器 1。
依据本实施方式的电波钟 530， 由于具备使空腔 C 内确实气密且提高了动作的可 靠度的高质量的压电振动器 1， 电波钟本身也同样能提高动作的可靠度而谋求高质量化。 而 且， 能够长期稳定地高精度计数时刻。
此外， 举例说明了具备第一实施方式的压电振动器 1 的情形， 但是其它实施方式 的压电振动器也能得到同样的作用效果。
此外， 本发明的技术范围并不局限于上述实施的方式， 在不超出本发明的宗旨的 范围内可做各种变更。
例如， 在上各述实施方式中， 作为压电振动片的一个例子， 举例说明了在振动腕 部的两面形成沟部的带沟的压电振动片， 但没有沟部的类型的压电振动片也可。但是， 通 过形成沟部， 能够在对一对激振电极施加既定电压时， 提高一对激振电极间的电场效率， 因 此能够进一步抑制振动损耗而进一步提高振动特性。即， 能够进一步降低 CI 值 (Crystal Impedance)， 并能将压电振动片进一步高性能化。在这一点上， 优选形成沟部。 此外， 在上述各实施方式中， 举例说明了音叉型压电振动片， 但并不限于音叉型。 例如， 间隙滑移型振动片也可。
此外， 在上述各实施方式中， 通过接合膜来阳极接合了基底基板与盖基板， 但并不 限于阳极接合。但是， 通过进行阳极接合， 能够将两基板牢固地接合， 因此是优选的。
此外， 在上述各实施方式中， 凸点接合了压电振动片， 但并不限于凸点接合。 例如， 通过导电粘合剂来接合压电振动片也可。 但是， 通过进行凸点接合， 能够使压电振动片从基 底基板的上表面浮上， 并能自然确保振动所需的最低限的振动间隙。因而， 优选凸点接合。
此外， 在上述各实施方式中， 将贯通孔形成为剖面锥状， 但形成为直的 (straight) 形状也可。但是， 在形成为锥状的情况下， 能够利用喷砂法等的一般方法， 因此能容易进行 贯通孔形成工序。因而， 能有助于进一步提高制造效率， 所以是更加优选的。此外， 在形成 为锥状的情况下， 膏或玻璃料等的连接件难以掉落， 在这一点上也是更加优选的。
此外， 在上述各实施方式中， 说明贯通电极为一对， 但 1 个也可， 并且设 3 个以上也 可。
此外， 在上述第一实施方式中进行设置工序时， 也可以对膏进行去泡处理 ( 例如， 离心去泡或抽真空等 ) 后埋入贯通孔内。如此， 通过事先对膏进行去泡处理， 能够埋入尽量 不包含气泡等的膏。因而， 能进一步抑制膏的体积减少。
这时， 如图 37 所示， 使用包含多个金属微粒 P1 的膏 P 也可。此外， 在图 37 中图示 了用铜等来形成为细长的纤维状 ( 非球形形状 ) 的金属微粒 P1。如此， 通过利用包含金属 微粒 P1 的膏 P， 不仅通过芯材， 而且通过这些多个金属微粒 P1 彼此的接触来也能确保电导 通性。因而， 能进一步提高贯通电极的导通性能， 并能谋求进一步的高质量化。
此外， 金属微粒 P1 的形状也可以是其它形状。例如， 球形也可。在这种情况下， 金 属微粒 P1 彼此接触时， 进行点接触， 因此同样能确保电导通性。但是， 通过使用如细长的纤 维状这样非球形形状的金属微粒 P1， 在彼此接触时不进行点接触而容易成为线接触。 因而， 能更加提高导通性， 所以比球形更加优选使用包含非球形的金属微粒 P1 的膏 P。
此外， 在金属微粒 P1 为非球形的情况下， 例如， 为图 36A 所示的长方形或图 36B 所 示的波形状也可， 或者图 38C 所示的剖面星形或图 38D 所示的剖面十字形也可。
此外， 在上述第一实施方式中， 芯材为圆柱状， 但并不限于该形状。也可以为四棱 柱等的棱柱， 并且剖面锥状也可。特别是， 如图 39 所示， 将芯材 7 形成为锥状的情况下， 由 于尖细所以易于进入贯通孔 30(31) 内。因而， 优选利用锥状的芯材 7。关于这一点， 在第二 实施方式的情况下也同样。
此外， 在上述第一实施方式中， 优选使用热膨胀系数与基底基板 ( 基底基板用圆 片 ) 大致相等的芯材。
在这种情况下， 进行烧结时， 基底基板和芯材以相同的方式热膨胀。因而， 不会出 现配置于贯通孔内的芯材因热膨胀的差异而导致对基底基板用圆片过度作用压力， 从而产 生裂痕等的情形， 或者芯材与贯通孔的间隙会更分加开的情形。 因此， 能谋求压电振动器的 高质量化。
此外， 在用玻璃材料形成基底基板 ( 基底基板用圆片 ) 的情况下， 优选使用热膨胀 系数大致相等的， 科瓦合金 (kovar)、 Fe-Ni、 杜梅线 (Dumet wire) 等作为芯材的材料。
此外， 在上述第二实施方式中， 将玻璃料构成为使外形成为圆锥状 ( 锥状 )， 但并 不限于该形状。例如， 形成为外径均匀的圆筒状也可。在这种情况下， 也能得到同样的作用 效果。但是， 在这时， 需要使贯通孔的形状成为直的形状而不是剖面锥状。即， 玻璃料的形 状形成为可插入芯材的筒状即可， 也可以按照贯通孔的形状， 适宜变更外形。
此外， 玻璃料的中心孔， 不形成为直的而形成为剖面角形也可， 也可以形成为剖面 锥状。在这种情况下， 使芯材的形状不做成圆柱状而做成棱柱或锥状即可。在这时， 依然能 得到同样的作用效果。
此外， 在上述第二实施方式中， 作为芯材， 优选使用热膨胀系数与基底基板 ( 基底 基板用圆片 ) 及玻璃料大致相等的材料。
在这种情况下， 进行烧结时， 基底基板用圆片、 玻璃料及芯材这三个分别以相同的 方式热膨胀。因而， 不会出现因热膨胀系数的差异而对基底基板用圆片或玻璃料过度作用 压力， 导致产生裂痕等的情形， 或者玻璃料和贯通孔之间或玻璃料与芯材之间形成间隙的 情形。因此， 能形成更加高质量的贯通电极， 其结果是， 能谋求压电振动器的进一步高质量 化。
此外， 用与玻璃料相同的玻璃材料形成基底基板 ( 基底基板用圆片 ) 的情况下， 优 选使用热膨胀系数大致相等的， 科瓦合金、 Fe-Ni、 杜梅线等作为芯材的材料。
此外， 在上述各实施方式中， 构成为以朝着外部电极而直径逐渐扩大的方式设置 贯通电极， 但与之相反地， 如图 40 所示， 将贯通电极 32、 33 以朝着外部电极 38、 39 而直径逐 渐缩小的方式设置也可。在这种情况下， 也能得到同样的作用效果。