パッケージの製造方法、パッケージ、圧電振動子、発振器
【課題】貫通電極の位置精度を向上できるパッケージの製造方法、パッケージ、圧電振動子、発振器を提供する。
【解決手段】成形型６０によりベース基板用ウエハ４０を厚さ方向両側から押圧しつつ、加熱し、ベース基板用ウエハ４０を鋲体３０に溶着させる溶着工程を有し、成形型６０の受型６３に芯材部２８の先端を収容可能な鋲体収容部６７を形成し、鋲体収容部６７の内面を底部側から開口側にかけて広がるテーパ形状に形成することを特徴とする。
【解決手段】成形型６０によりベース基板用ウエハ４０を厚さ方向両側から押圧しつつ、加熱し、ベース基板用ウエハ４０を鋲体３０に溶着させる溶着工程を有し、成形型６０の受型６３に芯材部２８の先端を収容可能な鋲体収容部６７を形成し、鋲体収容部６７の内面を底部側から開口側にかけて広がるテーパ形状に形成することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージの製造方法、パッケージ、圧電振動子、発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子（パッケージ）が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られているが、その１つとして、表面実装（ＳＭＤ）型の圧電振動子が知られている。表面実装型の圧電振動子は、例えば互いに接合されたガラス材料からなるベース基板及びリッド基板と、両基板の間に形成されたキャビティと、キャビティ内に気密封止された状態で収納された圧電振動片（電子部品）とを備えている。
【０００３】
このような圧電振動子では、ベース基板に形成された貫通孔に貫通電極を形成し、この貫通電極によってキャビティ内の圧電振動片と、キャビティ外の外部電極とを電気的に接続する構成が知られている。
【０００４】
貫通電極を形成する方法としては、ベース基板に形成された貫通孔に、銀ペースト等の導電部材を充填し、焼成する方法がある。
しかしながら、この方法では、焼成により銀ペースト中の樹脂等の有機物が除去されて体積が減少するので、貫通電極の表面に凹部が生じたり、貫通電極に穴が開いたりすることがあった。そして、この貫通電極の凹部や穴がキャビティ内の気密性の低下や、圧電振動片と外部電極との導電性の悪化の原因となることがあった。
【０００５】
そこで、近時では、ベース基板に形成された貫通孔に金属ピンを溶着させることで、貫通電極を形成する方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、まず孔開け機でベース基板を押圧しつつ、加熱することで、金属ピンを挿通させるための貫通孔を形成する（１次成形）。その後、金属ピンを貫通孔内に挿通させた状態で、ベース基板を成形型内にセットし、押圧しつつ、加熱する（２次成形）。これにより、溶融したベース基板（ガラス材料）が成形型内で流動して金属ピンと貫通孔との隙間を塞ぐとともに、ベース基板が金属ピンに溶着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０９１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、圧電振動子では、ベース基板に貫通電極を形成した後、貫通電極と外部とを電気的接続する外部電極や、貫通電極と圧電振動片とを電気的接続する引き回し電極等の電極膜を、フォトリソグラフィ技術やスパッタリング法等を用いて形成する。そのため、貫通電極と電極膜との導通を確保するには、ベース基板上における貫通電極の位置精度（金属ピンの位置精度）を高くする必要がある。
【０００８】
しかしながら、上述した方法の場合、２次成形において、ガラス材料（ベース基板）の流動とともに金属ピンが成形型内で移動して、金属ピンが傾いたり、金属ピンが所望の位置からずれたりした状態で溶着される虞がある。そのため、貫通電極の位置精度が低いという問題がある。
【０００９】
これに対して、特許文献１には、土台部と、土台部の表面から法線方向に沿って立設される芯材部とを有する金属ピンを用い、成形型に形成された収容部内で金属ピンの土台部を保持した状態で２次成形を行う方法が記載されている。
ところが、成形型の型締め時において、土台部を収容部内にスムーズに収容するためには、収容部の径を金属ピンの土台部の径よりも十分に大きくする必要がある。この場合、収容部の内周面と土台部の側面との間には隙間が生じることになる。そのため、２次成形時において、土台部が収容部内を移動してしまい、貫通電極の位置精度（金属ピンの位置精度）の向上が高く望めない。
【００１０】
そこで本発明は、貫通電極の位置精度を向上できるパッケージの製造方法、パッケージ、圧電振動子、発振器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係るパッケージの製造方法は、互いに接合された複数の基板の間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、前記複数の基板のうち、貫通電極形成基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記複数の基板の外側とを導通させる貫通電極を形成する貫通電極形成工程を有し、前記貫通電極形成工程は、前記貫通電極形成基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記貫通孔内に導電性の金属ピンを挿入する金属ピン配置工程と、成形型により前記貫通電極形成基板を厚さ方向両側から押圧しつつ、加熱し、前記貫通電極形成基板を前記金属ピンに溶着させる溶着工程とを有し、前記成形型には、前記金属ピンの少なくとも一端側を収容可能な収容部が形成され、前記収容部は、内径が底部側から開口側にかけて広がるテーパ形状に形成されていることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、溶着工程において、貫通電極形成基板を押圧しつつ、加熱することで、貫通電極形成基板が成形型内で流動して金属ピンと貫通孔との隙間を塞ぐとともに、貫通電極形成基板が金属ピンに溶着されることとなる。そのため、貫通電極（金属ピン）と貫通孔との間に隙間ができるのを抑制し、キャビティ内の気密性を確保できる。
ここで、本発明の構成によれば、成形型に金属ピンの少なくとも一端側を収容する収容部を形成することで、収容部に金属ピンの一端側が保持された状態で貫通電極形成基板に金属ピンが溶着されることになる。これにより、溶着工程において、金属ピンが所望の位置からずれたり、傾いたりするのを抑制できる。
【００１３】
特に、収容部の内面が底部側から開口側に向けて広がるテーパ形状に形成されているため、金属ピンの一端側が収容部の開口側からスムーズに入り込む。一方、金属ピンが収容部の底部側に向かうにつれ、金属ピンの側面と収容部の内面との間が狭くなるため、金属ピンを収容部の底部側まで押圧することで、収容部内の径方向中央部において、金属ピンの延在方向と貫通電極形成基板の厚さ方向とが一致するように金属ピンをずれなく保持できる。
また、仮に金属ピンが貫通孔内に傾いて挿入された場合等においては、溶着工程において貫通電極形成基板を押圧することで、金属ピンの一端側が収容部の内面（テーパ面）に倣って押し込まれることになる。これにより、金属ピンが収容部の底部側、かつ収容部の径方向中央部に導かれる。したがって、金属ピンが収容部の底面に到達した際には、金属ピンの延在方向と貫通電極形成基板の厚さ方向とが一致するように位置決めされる。これにより、貫通電極の位置精度を向上できる。
【００１４】
また、前記金属ピンの長さは、前記貫通電極形成基板の厚さよりも長く形成され、前記金属ピン配置工程では、前記金属ピンを前記貫通電極形成基板から厚さ方向に突出するように挿入することを特徴としている。
この構成によれば、溶着工程に先立って、成形型内に貫通電極形成基板をセットした際に、金属ピンの一端側が収容部内に保持されることになる。すなわち、金属ピンが収容部内に保持された状態で溶着工程に移行できるので、溶着時における金属ピンの流動を確実に抑制できる。
【００１５】
また、前記金属ピンは、土台部と、前記土台部の表面に立設され、前記金属ピン配置工程において前記貫通孔に挿入される芯材部と、を有していることを特徴としている。
この構成によれば、土台部が貫通電極形成基板に接触するまで挿入するだけの簡単な作業で、芯材部の軸方向と貫通電極形成基板の厚さ方向と一致させた状態で、芯材部を貫通孔内に挿入できる。したがって、金属ピン配置工程時における作業性を向上することができるとともに、溶着工程後における貫通電極の位置精度を向上できる。
【００１６】
また、本発明のパッケージは、上記本発明のパッケージの製造方法により製造されたことを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明のパッケージの製造方法を使用してパッケージを製造することで、貫通電極の位置精度に優れたパッケージを提供でき、貫通電極と電極膜との導通性を確保できる。
【００１７】
また、本発明の圧電振動子は、上記本発明のパッケージの前記キャビティ内に、圧電振動片が気密封止されてなることを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明のパッケージを備えているので、圧電振動片と貫通電極との導電性を確保することができる。また、貫通電極形成基板を芯材部に溶着させているので、キャビティ内の気密性を確保することができる。その結果、信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
【００１８】
また、本発明に係る発振器は、上記本発明の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴としている。
この構成によれば、圧電振動片と貫通電極との導通性が安定して確保されている圧電振動子を用いているため、信頼性の高い発振器を提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るパッケージの製造方法及びパッケージによれば、貫通電極の位置精度を向上できる。
また、本発明に係る圧電振動子によれば、上記本発明のパッケージを備えているので、信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
本発明に係る発振器においては、上記本発明の圧電振動子を用いているため、信頼性の高い発振器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係る圧電振動子の外観斜視図である。
【図２】図２のＡ−Ａ線に沿う側面断面図である。
【図３】圧電振動子のリッド基板を取り外した状態の平面図である。
【図４】圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】図１に示す圧電振動子を製造する際に使用する鋲体の斜視図である。
【図６】実施形態に係る圧電振動子の製造方法のフローチャートである。
【図７】ウエハ接合体の分解斜視図である。
【図８】ベース基板用ウエハの断面図であり、貫通電極形成工程を説明するための工程図である。
【図９】ベース基板用ウエハの断面図であり、貫通電極形成工程を説明するための工程図である。
【図１０】ベース基板用ウエハの断面図であり、貫通電極形成工程を説明するための工程図である。
【図１１】ベース基板用ウエハの断面図であり、溶着工程を説明するための工程図である。
【図１２】実施形態に係る発振器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
（圧電振動子）
次に、本発明の実施形態に係る圧電振動子を、図面を参照して説明する。図１は、実施形態に係る圧電振動子の外観斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３は、圧電振動子のリッド基板を取り外した状態の平面図である。図４は、圧電振動子の分解斜視図である。
図１〜図４に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、ベース基板（貫通電極形成基板）２及びリッド基板３が接合膜２３を介して陽極接合されたパッケージ２６と、パッケージ２６のキャビティＣに収納された圧電振動片４と、を備えた表面実装型の圧電振動子１である。
【００２２】
圧電振動片４は、水晶の圧電材料から形成されたＡＴカット型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
この圧電振動片４は、平面視略矩形で厚さが均一の板状に加工された水晶板１７と、水晶板１７の両面に対向する位置で配置された一対の励振電極５，６と、励振電極５，６に電気的に接続された引き出し電極１９，２０と、引き出し電極１９，２０に電気的に接続されたマウント電極７，８と、を有している。マウント電極７は、水晶板１７の側面電極１５に電気的に接続され、励振電極６が形成された側の面に形成されたマウント電極７に電気的に接続されている。
【００２３】
励振電極５，６、引き出し電極１９，２０、マウント電極７，８及び側面電極１５は、例えば、金（Ａｕ）の被膜で形成されている。なお、これらの膜は、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の導電性膜の被膜あるいはこれら導電性膜のいくつかを組み合わせた積層膜により形成されていてもよい。
【００２４】
このように構成された圧電振動片４は、金からなるバンプ１１，１２を利用して、ベース基板２の第１面２ａ（上面側）にバンプ接合されている。具体的には、ベース基板２の第１面２ａにパターニングされた後述する引き回し電極９，１０上にバンプ１１，１２が形成され、そのバンプ１１，１２上に、一対のマウント電極７，８がそれぞれ接触した状態でバンプ接合されている。これにより、圧電振動片４は、ベース基板２の第１面２ａからバンプ１１，１２の厚さ分、浮いた状態で支持されるとともに、マウント電極７，８と引き回し電極９，１０とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。
【００２５】
リッド基板３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスで形成された基板であり、ベース基板２が接合される接合面側には、圧電振動片４が収まる矩形状の凹部１６が形成されている。この凹部１６は、ベース基板２とリッド基板３とが重ね合わされたときに、圧電振動片４を収容するキャビティＣとなるキャビティ用の凹部１６である。そして、リッド基板３は、この凹部１６をベース基板２側に対向させた状態でベース基板２に対して陽極接合されている。
【００２６】
ベース基板２は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスで形成された基板であり、リッド基板３に対して重ね合わせ可能な大きさで略板状に形成されている。
また、ベース基板２には、ベース基板２を貫通する一対の貫通孔２４，２５が形成されている。貫通孔２４，２５の一端は、キャビティＣ内を臨むように形成されている。具体的に、貫通孔２４，２５は、ベース基板２の対角上に位置するように形成され、ベース基板２の厚さ方向に沿って平行になるように略円柱状に貫通している。
【００２７】
そして、一対の貫通孔２４，２５には、貫通孔２４，２５を埋めるように形成された一対の貫通電極１３，１４が形成されている。この貫通電極１３，１４は、貫通孔２４，２５を閉塞してキャビティＣ内の気密を維持しているとともに、後述する外部電極２１，２２と引き回し電極９，１０とを導通させる役割を担っている。貫通電極１３，１４は、貫通孔２４，２５の中に導電性の金属材料からなる芯材部２８を配設して形成され、芯材部２８を通して安定した電気導通性が確保されている。
【００２８】
芯材部２８は、ベース基板２との溶着によって固定されており、芯材部２８が貫通孔２４，２５を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持している。芯材部２８は、例えば、コバールやＦｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）等の、熱膨張係数がベース基板２のガラス材料と近い（好ましくは同等か低め）材料により円柱状に形成された導電性の金属芯材で、両端が平坦で且つベース基板２の厚さと同じ厚さである。
【００２９】
なお、貫通電極１３，１４が完成品として形成された場合には、上述したように芯材部２８は、円柱状でベース基板２の厚さと同じ厚さとなるように形成されているが、製造過程では、図５（ａ）に示すように、円板状の土台部２９表面から法線方向に向けて突出して形成されており、この土台部２９とともに鋲体３０を形成している。なお、鋲体３０の寸法の一例を挙げると、芯材部２８の長さが０．４８ｍｍ程度、芯材部２８の外径が０．１５ｍｍ程度、土台部２９の厚さが０．０５ｍｍ程度、土台部２９の外径が０．３０ｍｍ程度に形成されている。なお、土台部２９の平面視形状は、円形状に限らず、図５（ｂ）に示すように矩形状等であってもよい。
【００３０】
図２〜４に戻り、ベース基板２の第１面２ａ側には、導電性材料（例えば、アルミニウム、シリコン等）により、陽極接合用の接合膜２３と、一対の引き回し電極９，１０とがパターニングされている。このうち接合膜２３は、リッド基板３に形成された凹部１６の周囲を囲むようにベース基板２の周縁に沿って形成されている。
【００３１】
一対の引き回し電極９，１０は、一対の貫通電極１３，１４のうち、一方の貫通電極１３と圧電振動片４の一方のマウント電極７とを電気的に接続するとともに、他方の貫通電極１４と圧電振動片４の他方のマウント電極８とを電気的に接続するようにパターニングされている。具体的には、一方の引き回し電極９は、圧電振動片４のマウント電極７，８側に位置するように一方の貫通電極１３の真上に形成されている。また、他方の引き回し電極１０は、一方の引き回し電極９に隣接した位置から圧電振動片４に沿って、ベース基板２上の貫通電極１３と対向する側に引き回しされた後、他方の貫通電極１４の真上に位置するように形成されている。
【００３２】
そして、これら一対の引き回し電極９，１０上にバンプ１１，１２が形成されており、バンプ１１，１２を利用して圧電振動片４がマウントされている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極７が、一方の引き回し電極９を介して一方の貫通電極１３に導通し、他方のマウント電極８が、他方の引き回し電極１０を介して他方の貫通電極１４に導通するようになっている。
【００３３】
また、ベース基板２の第２面２ｂ（下面側）には、一対の貫通電極１３，１４に対してそれぞれ電気的に接続される外部電極２１，２２が形成されている。つまり、一方の外部電極２１は、一方の貫通電極１３及び一方の引き回し電極９を介して圧電振動片４の第１の励振電極５に電気的に接続されている。また、他方の外部電極２２は、他方の貫通電極１４及び他方の引き回し電極１０を介して圧電振動片４の第２の励振電極６に電気的に接続されている。
【００３４】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極２１，２２に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第１の励振電極５及び第２の励振電極６からなる励振電極に電流を流すことができ、所定の周波数で振動させることができる。そして、振動を利用して、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００３５】
（圧電振動子の製造方法）
次に、上述した圧電振動子の製造方法について説明する。図６は、本実施形態に係る圧電振動子の製造方法のフローチャートである。図７は、ウエハ接合体の分解斜視図である。以下には、図７に示すように、複数のベース基板２が連なるベース基板用ウエハ４０と、複数のリッド基板３が連なるリッド基板用ウエハ５０との間に複数の圧電振動片４を封入してウエハ接合体７０を形成し、ウエハ接合体７０を切断することにより複数の圧電振動子１を同時に製造する方法について説明する。なお、図７に示す破線Ｍは、切断工程で切断する切断線を図示したものである。
図６に示すように、本実施形態に係る圧電振動子の製造方法は、圧電振動片作製工程（Ｓ１０）と、リッド基板用ウエハ作製工程（Ｓ２０）と、ベース基板用ウエハ作製工程（Ｓ３０）と、を主に有している。そのうち、圧電振動片作製工程（Ｓ１０）、リッド基板用ウエハ作製工程（Ｓ２０）及びベース基板用ウエハ作製工程（Ｓ３０）は、並行して実施することが可能である。
【００３６】
初めに、圧電振動片作製工程を行って図２〜図４に示す圧電振動片４を作製する（Ｓ１０）。具体的には、まず水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハとする。続いて、このウエハをラッピングして粗加工した後、ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行って、一定の厚みのウエハとする。ただし、ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行わない場合もある。続いて、ウエハに洗浄等の適切な処理を施した後、ウエハをフォトリソグラフィ技術やメタルマスク等によって圧電振動片４の外形形状にパターニングするとともに、金属膜の成膜及びパターニングを行って、励振電極５，６、引き出し電極１９，２０、マウント電極７，８及び側面電極１５を形成する。これにより、複数の圧電振動片４を作製する。
【００３７】
（リッド基板用ウエハ作製工程）
次に、図７に示すように、後にリッド基板３となるリッド基板用ウエハ５０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製するリッド基板用ウエハ作製工程を行う（Ｓ２０）。まず、ソーダ石灰ガラスからなるリッド基板用ウエハ５０を所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のリッド基板用ウエハ５０を形成する（Ｓ２１）。次いで、リッド基板用ウエハ５０の接合面に、エッチングや型押し等の方法により行列方向にキャビティ用の凹部１６を複数形成する凹部形成工程を行う（Ｓ２２）。凹部１６を形成したら、後述する接合工程（Ｓ６０）に備えて凹部１６が形成された表面を研磨する。この時点で、リッド基板用ウエハ作製工程（Ｓ２０）が終了する。
【００３８】
（ベース基板用ウエハ作製工程）
図８〜図１０は、ベース基板用ウエハの断面図であり、ベース基板用ウエハ作製工程を説明するための工程図である。
次に、リッド基板用ウエハ作製工程（Ｓ２０）と同時、または前後のタイミングで、後にベース基板２となるベース基板用ウエハ４０を製作するベース基板用ウエハ作製工程を行う（Ｓ３０）。まず、図８（ａ）に示すようなベース基板用ウエハ４０を形成する。具体的には、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去する（Ｓ３１）。
【００３９】
（貫通電極形成工程）
続いて、ベース基板用ウエハ４０に貫通電極１３，１４を形成する貫通電極形成工程（Ｓ３０Ａ）を行う。
（貫通孔形成工程）
まず、ベース基板用ウエハ４０を貫通する貫通孔２４，２５（図２参照）を形成する（Ｓ３２）。貫通孔２４，２５の形成は、図８（ｂ）に示すように、例えばカーボン等からなる貫通孔形成用型５７で、ベース基板用ウエハ４０を押圧しつつ加熱して行う。
【００４０】
貫通孔形成用型５７は、ベース基板用ウエハ４０を第１面４０ａ側から保持する受型５１と、ベース基板用ウエハ４０を第２面４０ｂ側から厚さ方向に沿って押圧する加圧型５２とを有している。
まず加圧型５２は、外径がベース基板用ウエハ４０と同等に形成され、ベース基板用ウエハ４０を押圧するときに、ベース基板用ウエハ４０の第２面４０ｂに接するフラットな部材である。
【００４１】
受型５１は、断面で凹形状に形成され、ベース基板用ウエハ４０を収容可能に構成されている。具体的に、受型５１は、ベース基板用ウエハ４０の第１面１０ａに対向する底壁部５３と、底壁部５３の外周縁全周に亘って立設された側壁部５４とを備えている。
【００４２】
底壁部５３の内面における外周部分には、厚さ方向に沿って窪んだ受型凹部５５が形成されている。受型凹部５５は、底壁部５３の周方向全周に亘ってリング状に形成されている。そして、底壁部５３の内面における中央部（受型凹部５５に囲まれた領域）には、厚さ方向に向けて突出する複数の受型凸部５６が形成されている。これら受型凸部５６は、貫通孔２４，２５となる凹部４１（図８（ｄ）参照）を形成するものであり、ベース基板用ウエハ４０における貫通孔２４，２５の形成位置に合わせて形成されている。なお、受型凸部５６の側面には型抜き用のテーパが形成されており、この略円錐台状の受型凸部５６の形状がベース基板用ウエハ４０に転写される。
【００４３】
貫通孔形成工程（Ｓ３２）では、貫通孔形成用型５７の受型５１を受型凸部５６が上向きとなるようにセットした状態で、受型５１内にベース基板用ウエハ４０をセットする。この際、受型凸部５６の先端面にベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａが当接するようにセットする。さらに、貫通孔形成用型５７の加圧型５２をベース基板用ウエハ４０の第２面４０ｂに接するようにセットし、受型５１と加圧型５２とでベース基板用ウエハ４０を厚さ方向で挟持する。
【００４４】
そして、図８（ｃ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０を貫通孔形成用型５７にセットした状態で加熱炉内に配置し、約９００℃程の高温状態で加圧型５２によりベース基板用ウエハ４０の厚さ方向に沿って圧力をかける。すると、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａにおける中央部には、受型凸部５６の形状が転写されてなる凹部４１が形成される一方、外周部分には受型凹部５５の形状が転写されてなる凸部４２が形成される。その後、ベース基板用ウエハ４０を徐々に温度を下げながら冷却する。
【００４５】
これにより、図８（ｄ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａ側には、外周縁全周に沿って厚さ方向に突出する凸部４２と、第１面４０ａの中央部（凸部４２の内側の領域）に形成され、後に貫通孔２４，２５となるテーパ状の複数の凹部４１とが形成される。なお、凹部４１は、ベース基板用ウエハ４０における貫通孔２４，２５の形成位置に合わせて形成される。
【００４６】
次に、図９（ａ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０の少なくとも第２面４０ｂを研磨して、ベース基板用ウエハ４０の厚さ方向に沿って凹部４１を貫通させることにより、ベース基板用ウエハ４０に略円錐台状の貫通孔２４，２５を形成する。この際、ベース基板用ウエハ４０の寸法の一例を挙げると、厚さ（第１面４０ａから第２面４０ｂまでの厚さ）は０．３５ｍｍ程度、凸部４２の高さは０．２０ｍｍ程度、貫通孔２４，２５の小径側（第２面４０ｂ側）の直径が０．２０ｍｍ程度となっている。なお、ベース基板用ウエハ４０を加熱する際に、貫通孔形成用型５７の受型凸部５６をベース基板用ウエハ４０に貫通させるようにし、上述した研磨を省略しても構わない。
【００４７】
（芯材部挿入工程）
続いて、貫通孔２４，２５内に芯材部２８を挿入する芯材部挿入工程（金属ピン配置工程）を行う（Ｓ３３）。
図９（ｂ）に示すように、芯材部挿入工程（Ｓ３３）では、ベース基板用ウエハ４０を例えばカーボン等からなる成形型６１の受型６３内にセットした状態で、貫通孔２４，２５内に鋲体３０の芯材部２８を挿入する。
【００４８】
ここで、まず成形型６１について説明する。
図９（ｃ）に示すように、成形型６１は、ベース基板用ウエハ４０を第１面４０ａ側から保持する受型６３と、ベース基板用ウエハ４０を第２面４０ｂ側から厚さ方向に沿って押圧する加圧型６２と、を備えている。
まず加圧型６２は、外径がベース基板用ウエハ４０と同等に形成され、ベース基板用ウエハ４０を押圧するときに、ベース基板用ウエハ４０の第２面４０ｂに接するフラットな部材である。
【００４９】
受型６３は、断面で凹形状に形成され、ベース基板用ウエハ４０を収容可能に構成されている。具体的に、受型６３は、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａに対向する底壁部６４と、底壁部６４の外周縁全周に亘って底壁部６４の厚さ方向に向けて立設された側壁部６５とを有している。
底壁部６４の内面における外周部分には、厚さ方向に沿って窪んだ受型凹部６６が底壁部６４の周方向全周に亘ってリング状に形成されている。受型凹部６６の深さは、貫通孔形成工程（Ｓ３２）後におけるベース基板用ウエハ４０の凸部４２の高さと同等に形成されている。
【００５０】
そして、底壁部６４の中央部（受型凹部６６に囲まれた領域）には、厚さ方向に向けて窪み形成された複数の鋲体収容部６７が形成されている。これら鋲体収容部６７は、その中心軸がベース基板用ウエハ４０の貫通孔２４，２５の中心軸に一致するように形成された円錐台状の凹部である。各鋲体収容部６７の内面は、鋲体収容部６７の内径が底部側から開口側にかけて漸次大きくなるテーパ形状に形成されている。この場合、鋲体収容部６７の底部側の径は、例えば０．２０ｍｍ程度、開口側の径は例えば０．２２ｍｍ程度、鋲体収容部６７の深さは、０．２０ｍｍ程度に形成され、鋲体収容部６７の内面の勾配は例えば１０°程度に形成される。
【００５１】
そして、図９（ｂ）に示すように、芯材部挿入工程（Ｓ３３）では、ベース基板用ウエハ４０を、第２面４０ｂが上方を向くように受型６３内にセットする。この場合、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａが底壁部６４に突き当たるとともに、ベース基板用ウエハ４０の凸部４２が受型凹部６６内に入り込んだ状態で、ベース基板用ウエハ４０が受型６３にセットされる。この状態で、振り込み機を用いて貫通孔２４，２５の小径側（第２面４０ｂ側）から鋲体３０の芯材部２８を挿入する。
【００５２】
すると、土台部２９の表面が、ベース基板用ウエハ４０の第２面４０ｂに当接するまで、芯材部２８が貫通孔２４，２５内に挿入される。この際、芯材部２８は、土台部２９の表面から法線方向に突出しているため、土台部２９がベース基板用ウエハ４０に接触するまで挿入するだけの簡単な作業で、芯材部２８の延在方向とベース基板用ウエハ４０の厚さ方向と一致させた状態で、芯材部２８を貫通孔２４，２５内に挿入できる。したがって、芯材部挿入工程（Ｓ３３）時における作業性を向上することができる。
【００５３】
また、芯材部２８の長さは、ベース基板用ウエハ４０の厚さより長く形成されているので、芯材部２８が貫通孔２４，２５内に挿入された状態では、芯材部２８の先端部がベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａから突出している。そのため、芯材部２８の先端側（一端側）が鋲体収容部６７内に入り込んだ状態で保持される。この際、鋲体収容部６７が底部側から開口側に向けて広がるテーパ形状に形成されているため、鋲体収容部６７の開口側の径は、芯材部２８の径よりも十分大きくなっている。そのため、芯材部２８の先端側が鋲体収容部６７の開口側からスムーズに入り込む。
【００５４】
なお、この状態で鋲体収容部６７の底部と芯材部２８の先端面との間には僅かに隙間を有している。そのため、後述する溶着工程（Ｓ３４）において、加熱による芯材部２８の膨張を逃がすことができる。また、加圧型６２でベース基板用ウエハ４０押圧する時に、加圧型６２から芯材部２８へ圧力がかからず、芯材部２８の変形や変位を防ぐことができる。
【００５５】
（溶着工程）
続いて、ベース基板用ウエハ４０を加熱し、芯材部２８（鋲体３０）にベース基板用ウエハ４０を溶着させる工程を行う（Ｓ３４）。
図１０（ａ）に示すように、溶着工程（Ｓ３４）は、受型６３内にセットされたベース基板用ウエハ４０を加圧型６２で押圧しつつ加熱して行う。具体的に、鋲体３０（芯材部２８）が挿入されたベース基板用ウエハ４０の第２面４０ｂに接するように、成形型６１の加圧型６２をセットし、受型６３と加圧型６２とでベース基板用ウエハ４０を厚さ方向で挟持する。
この状態で、まず成形型６１を金属製のメッシュベルトの上に乗せ、大気雰囲気下に保持された加熱炉内に入れて加熱する。そして、加熱炉内に配置されたプレス機等を利用して、ベース基板用ウエハ４０を厚さ方向に沿って、例えば３０〜５０ｇ／ｃｍ2の圧力で加圧する。なお、加熱温度は、ベース基板用ウエハ４０のガラス材料の軟化点（例えば５４５℃）よりも高い温度とし、例えば約９００℃とする。
【００５６】
そして、ベース基板用ウエハ４０を高温状態で加圧することによって、溶融したガラス材料（ベース基板用ウエハ４０）が成形型６０内を流動して、芯材部２８と貫通孔２４，２５との隙間を塞ぎ、ベース基板用ウエハ４０が芯材部２８に溶着して、芯材部２８が貫通孔２４，２５を塞ぐ状態となる。
また、本実施形態では、溶着工程（Ｓ３４）において、ベース基板用ウエハ４０が溶融して成形型６０内を流動すると、加圧型６２により鋲体３０がベース基板用ウエハ４０の厚さ方向に沿って押し込まれるため、芯材部２８の先端面が鋲体収容部６７の底面に突き当たる。これにより、芯材部２８の延在方向がベース基板用ウエハ４０の厚さ方向に一致した状態で溶着されることになる。なお、この際、芯材部２８の先端側（一端側）における半分程度が鋲体収容部６７内に入り込んだ状態で位置決めされる。
【００５７】
ところで、上述した芯材部挿入工程（Ｓ３３）において、仮に芯材部２８が貫通孔２４，２５内に傾いて挿入されたり、溶着工程（Ｓ３４）において、鋲体３０が斜め方向（ベース基板用ウエハ４０の厚さ方向に交差する方向）に沿って移動したりする場合等には、芯材部２８が傾いたり、芯材部２８が所望の位置からずれたりした状態で溶着される虞がある。
【００５８】
これに対して、本実施形態では、鋲体収容部６７の内面がテーパ形状に形成されているため、ベース基板用ウエハ４０が溶融した状態で鋲体３０が押し込まれると、図１１（ａ）に示すように、芯材部２８の先端が鋲体収容部６７の内面（テーパ面）に接触する。すると、図１１（ｂ）に示すように、芯材部２８は、先端が鋲体収容部６７の内面に倣って押し込まれることで、鋲体収容部６７の底部に向かうにつれ、鋲体収容部６７の径方向中央部に導かれる。さらに、芯材部２８の延在方向とベース基板用ウエハ４０の厚さ方向と一致するように、芯材部２８が除々起き上がっていく。その後、さらに鋲体３０が押し込まれることで、芯材部２８の先端面が鋲体収容部６７の底面に突き当たる。これにより、図１１（ｃ）に示すように、芯材部２８の延在方向とベース基板用ウエハ４０の厚さ方向とが一致した状態で、芯材部２８の先端部が鋲体収容部６７内の径方向中央部に収容されることになる。
【００５９】
次に、溶着工程の加熱時の９００℃から徐々に温度を下げ、ベース基板用ウエハ４０を冷却する（Ｓ３５）。これにより、図１０（ｂ）に示すような、鋲体３０の芯材部２８が貫通孔２４，２５を塞いだ状態のベース基板用ウエハ４０が形成される。この際、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａからは凸部４２及び芯材部２８の先端側が突出するとともに、第２面４０ｂ側には鋲体３０の土台部２９が埋設され、土台部２９と第２面４０ｂとが面一になるように配置される。
【００６０】
（研磨工程）
続いて、ベース基板用ウエハ４０を研磨する（Ｓ３６）。具体的には、第１面４０ａにおける凸部４２及び芯材部２８の突出部分を研磨して除去するとともに、第２面４０ｂを研磨して第２面４０ｂ内に埋設された土台部２９を除去する。これにより、図１０（ｃ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０の表面と貫通電極１３，１４（芯材部２８）の表面とが、略面一な状態となる。このようにして、ベース基板用ウエハ４０に貫通電極１３，１４が形成される。なお、土台部２９や芯材部２８の突出した部分は除去せずに、そのまま使用してもよい。
【００６１】
次に、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａに導電性材料をパターニングして、接合膜２３を形成する接合膜形成工程を行う（Ｓ３７）とともに、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａに導電性材料をパターニングして、引き回し電極形成工程を行う（Ｓ３８）。このようにして、ベース基板用ウエハ作製工程（Ｓ３０）が終了する。
【００６２】
そして、上述した圧電振動片作製工程（Ｓ１０）で作製した複数の圧電振動片４を、ベース基板用ウエハ４０の各引き回し電極９，１０上に、それぞれ金等のバンプＢを介してマウントする（Ｓ４０）。そして、上述した各基板用ウエハ４０，５０の作製工程で作成されたベース基板用ウエハ４０及びリッド基板用ウエハ５０を重ね合わせる（Ｓ５０）。これにより、マウントされた圧電振動片４が、リッド基板用ウエハ５０に形成された凹部１６とベース基板用ウエハ４０とで囲まれるキャビティＣ内に収納された状態となる。
【００６３】
両基板用ウエハ４０，５０の重ね合わせ後、重ね合わせた２枚の各基板用ウエハ４０，５０を図示しない陽極接合装置に入れ、図示しない保持機構により各基板用ウエハ４０，５０の外周部分をクランプした状態で、所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極接合する（Ｓ６０）。これにより、圧電振動片４をキャビティＣ内に封止することができ、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とが接合したウエハ接合体７０を得ることができる。
その後、ベース基板用ウエハ４０の第２面４０ｂ側に、一対の貫通電極１３，１４にそれぞれ電気的に接続する一対の外部電極２１，２２を形成する（Ｓ７０）。そして、ウエハ接合体７０を切断線Ｍに沿って個片化する切断工程（Ｓ８０）を行い、内部の電気特性検査（Ｓ９０）を行うことで圧電振動片４を収容した圧電振動子１が形成される。
【００６４】
このように、本実施形態では、受型６３に芯材部２８の先端を収容可能な鋲体収容部６７を形成し、鋲体収容部６７の内面を底部側から開口側にかけて広がるテーパ形状に形成する構成とした。
この構成によれば、溶着工程（Ｓ３４）において、ベース基板用ウエハ４０を押圧しつつ、加熱することで、ベース基板用ウエハ４０が成形型６０内で流動して芯材部２８と貫通孔２４，２５との隙間を塞ぐとともに、ベース基板用ウエハ４０が芯材部２８に溶着されることとなる。そのため、貫通電極１３，１４（芯材部２８）と貫通孔２４，２５との間に隙間ができるのを抑制し、キャビティＣ内の気密性を確保できる。
ここで、鋲体収容部６７内に芯材部２８の先端側が保持された状態でベース基板用ウエハ４０に鋲体３０が溶着されることになるので、溶着工程（Ｓ３４）において、鋲体３０が所望の位置からずれたり、傾いたりするのを抑制できる。
特に、鋲体収容部６７が底部側から開口側に向けて広がるテーパ形状に形成されているため、芯材部２８の先端側が鋲体収容部６７の開口側からスムーズに入り込む。一方、芯材部２８が鋲体収容部６７の底部側に向かうにつれ、芯材部２８の側面と鋲体収容部６７の内面との間が狭くなるため、鋲体３０を鋲体収容部６７の底部側まで押し込むことで、鋲体収容部６７内の径方向中央部で芯材部２８をずれなく保持できる。
【００６５】
さらに、仮に芯材部２８が貫通孔２４，２５内に傾いて挿入された場合等においては、溶着工程（Ｓ３４）においてベース基板用ウエハ４０を押圧することで、芯材部２８の先端が鋲体収容部６７の内面（テーパ面）に倣って移動することになる。これにより、芯材部２８が鋲体収容部６７の底部側に向かうにつれ、鋲体収容部６７の径方向中央部に導かれるとともに、芯材部２８が除々起き上がっていく。したがって、芯材部２８が鋲体収容部６７の底面に到達した際には、鋲体収容部６７の径方向中央部において、芯材部２８の延在方向とベース基板用ウエハ４０の厚さ方向とが一致するように位置決めされる。これにより、貫通電極１３，１４の位置精度を向上できる。また、この際、芯材部２８の半分程度が鋲体収容部６７内に保持された状態で溶着されるため、貫通電極１３，１４の位置精度を確実に向上できる。
【００６６】
しかも、本実施形態では、芯材部挿入工程（Ｓ３３）において、受型６３内にベース基板用ウエハ４０を挿入する際に、芯材部２８の先端側が鋲体収容部６７内に収容されることになる。すなわち、芯材部２８を鋲体収容部６７内に収容した状態で溶着工程（Ｓ３４）に移行できるので、溶着工程（Ｓ３４）時における鋲体３０の流動を確実に抑制できる。
【００６７】
そして、本実施形態の圧電振動子１では、貫通電極１３，１４の位置精度を向上できるため、貫通電極１３，１４と電極膜（外部電極２１，２２や引き回し電極９，１０）との導通性を確保して、信頼性の高い圧電振動子１を提供できる。
【００６８】
なお、万が一芯材部２８が鋲体収容部６７内で傾いた状態で溶着された場合であっても、その傾きを鋲体収容部６７の内面の勾配までに抑えることができる。また、芯材部２８が鋲体収容部６７の底部側まで到達していれば、芯材部２８の先端側は鋲体収容部６７の径方向中央部に配置される。そのため、少なくとも芯材部２８が鋲体収容部６７に保持される第１面４０ａ側では、貫通電極１３，１４を所望の位置に形成することができる。
ここで、本実施形態の圧電振動子１において、ベース基板用ウエハ４０（ベース基板２）の第１面４０ａ（第１面２ａ）は、引き回し電極９，１０を介して圧電振動片４が実装されることになる。そのため、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａは、広範囲で外部電極２１が形成される第２面４０ｂ（第２面２ｂ）側に比べて貫通電極１３，１４の位置精度が高く要求される。
そこで、本実施形態では、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａ側に、引き回し電極９，１０を形成することで、万が一芯材部２８が鋲体収容部６７内で傾いて保持された状態で溶着された場合であっても、引き回し電極９，１０と貫通電極１３，１４との導通性を確保できる。
【００６９】
（発振器）
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図１２を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図１２に示すように、圧電振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上記集積回路１０１が実装されており、この集積回路１０１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子部品１０２、集積回路１０１及び圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【００７０】
このように構成された発振器１００において、圧電振動子１に電圧を印加すると、該圧電振動子１内の圧電振動片４が振動する。この振動は、圧電振動片４が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路１０１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【００７１】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、上述したように圧電振動片４と貫通電極１３，１４との導通性が安定して確保されている圧電振動子１を用いているため、発振器１００自体も同様に導通性が安定して確保され、作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる。
【００７２】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、本発明に係るパッケージの製造方法を使用しつつ、パッケージの内部に圧電振動片を封入して圧電振動子を製造したが、パッケージの内部に圧電振動片以外の電子部品を封入して、圧電振動子以外のデバイスを製造することも可能である。
また、上述した実施形態では、本発明のパッケージの製造方法を圧電振動子に適用下場合について説明したが、これに限らず、ＩＣやＬＳＩ、センサ類に適用しても構わない。
また上述した実施形態では、貫通孔形成用型５７によりベース基板用ウエハ４０を加熱成形することで貫通孔２４，２５を形成しているが、他にサンドブラスト法等でベース基板用ウエハ４０に貫通孔２４，２５を形成してもよい。
さらに、上述した実施形態では、内面がテーパ状に形成された鋲体収容部６７が芯材部２８を保持する構成としたが、これに限らず土台部２９を収容する構成としてもよく、また芯材部２８及び土台部２９の双方を収容する構成にしても構わない。
【００７３】
また、上述した実施形態では、ソーダ石灰ガラスからなる基板用ウエハ４０，５０に対して加熱成形する場合について説明したが、これに限らず、ホウケイ酸ガラス（軟化点温度は８２０℃程度）を加熱成形しても構わない。
さらに、上述した実施形態では、本発明を、ＡＴカット型の圧電振動片（厚み滑り振動片）を用いた圧電振動子に採用した場合について説明したが、これに限らず、音叉型の圧電振動片を用いた圧電振動子に採用しても構わない。
【符号の説明】
【００７４】
１…圧電振動子 ２…ベース基板（貫通電極形成基板） ４…圧電振動片（電子部品） １３，１４…貫通電極 ２４，２５…貫通孔 ２８…芯材部 ２９…土台部 ３０…鋲体 ６１…成形型 ６２…加圧型 ６３…受型 ６７…鋲体収容部（収容部） １００…発信器 Ｃ…キャビティ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージの製造方法、パッケージ、圧電振動子、発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子（パッケージ）が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られているが、その１つとして、表面実装（ＳＭＤ）型の圧電振動子が知られている。表面実装型の圧電振動子は、例えば互いに接合されたガラス材料からなるベース基板及びリッド基板と、両基板の間に形成されたキャビティと、キャビティ内に気密封止された状態で収納された圧電振動片（電子部品）とを備えている。
【０００３】
このような圧電振動子では、ベース基板に形成された貫通孔に貫通電極を形成し、この貫通電極によってキャビティ内の圧電振動片と、キャビティ外の外部電極とを電気的に接続する構成が知られている。
【０００４】
貫通電極を形成する方法としては、ベース基板に形成された貫通孔に、銀ペースト等の導電部材を充填し、焼成する方法がある。
しかしながら、この方法では、焼成により銀ペースト中の樹脂等の有機物が除去されて体積が減少するので、貫通電極の表面に凹部が生じたり、貫通電極に穴が開いたりすることがあった。そして、この貫通電極の凹部や穴がキャビティ内の気密性の低下や、圧電振動片と外部電極との導電性の悪化の原因となることがあった。
【０００５】
そこで、近時では、ベース基板に形成された貫通孔に金属ピンを溶着させることで、貫通電極を形成する方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、まず孔開け機でベース基板を押圧しつつ、加熱することで、金属ピンを挿通させるための貫通孔を形成する（１次成形）。その後、金属ピンを貫通孔内に挿通させた状態で、ベース基板を成形型内にセットし、押圧しつつ、加熱する（２次成形）。これにより、溶融したベース基板（ガラス材料）が成形型内で流動して金属ピンと貫通孔との隙間を塞ぐとともに、ベース基板が金属ピンに溶着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０９１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、圧電振動子では、ベース基板に貫通電極を形成した後、貫通電極と外部とを電気的接続する外部電極や、貫通電極と圧電振動片とを電気的接続する引き回し電極等の電極膜を、フォトリソグラフィ技術やスパッタリング法等を用いて形成する。そのため、貫通電極と電極膜との導通を確保するには、ベース基板上における貫通電極の位置精度（金属ピンの位置精度）を高くする必要がある。
【０００８】
しかしながら、上述した方法の場合、２次成形において、ガラス材料（ベース基板）の流動とともに金属ピンが成形型内で移動して、金属ピンが傾いたり、金属ピンが所望の位置からずれたりした状態で溶着される虞がある。そのため、貫通電極の位置精度が低いという問題がある。
【０００９】
これに対して、特許文献１には、土台部と、土台部の表面から法線方向に沿って立設される芯材部とを有する金属ピンを用い、成形型に形成された収容部内で金属ピンの土台部を保持した状態で２次成形を行う方法が記載されている。
ところが、成形型の型締め時において、土台部を収容部内にスムーズに収容するためには、収容部の径を金属ピンの土台部の径よりも十分に大きくする必要がある。この場合、収容部の内周面と土台部の側面との間には隙間が生じることになる。そのため、２次成形時において、土台部が収容部内を移動してしまい、貫通電極の位置精度（金属ピンの位置精度）の向上が高く望めない。
【００１０】
そこで本発明は、貫通電極の位置精度を向上できるパッケージの製造方法、パッケージ、圧電振動子、発振器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係るパッケージの製造方法は、互いに接合された複数の基板の間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、前記複数の基板のうち、貫通電極形成基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記複数の基板の外側とを導通させる貫通電極を形成する貫通電極形成工程を有し、前記貫通電極形成工程は、前記貫通電極形成基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記貫通孔内に導電性の金属ピンを挿入する金属ピン配置工程と、成形型により前記貫通電極形成基板を厚さ方向両側から押圧しつつ、加熱し、前記貫通電極形成基板を前記金属ピンに溶着させる溶着工程とを有し、前記成形型には、前記金属ピンの少なくとも一端側を収容可能な収容部が形成され、前記収容部は、内径が底部側から開口側にかけて広がるテーパ形状に形成されていることを特徴としている。
【００１２】
この構成によれば、溶着工程において、貫通電極形成基板を押圧しつつ、加熱することで、貫通電極形成基板が成形型内で流動して金属ピンと貫通孔との隙間を塞ぐとともに、貫通電極形成基板が金属ピンに溶着されることとなる。そのため、貫通電極（金属ピン）と貫通孔との間に隙間ができるのを抑制し、キャビティ内の気密性を確保できる。
ここで、本発明の構成によれば、成形型に金属ピンの少なくとも一端側を収容する収容部を形成することで、収容部に金属ピンの一端側が保持された状態で貫通電極形成基板に金属ピンが溶着されることになる。これにより、溶着工程において、金属ピンが所望の位置からずれたり、傾いたりするのを抑制できる。
【００１３】
特に、収容部の内面が底部側から開口側に向けて広がるテーパ形状に形成されているため、金属ピンの一端側が収容部の開口側からスムーズに入り込む。一方、金属ピンが収容部の底部側に向かうにつれ、金属ピンの側面と収容部の内面との間が狭くなるため、金属ピンを収容部の底部側まで押圧することで、収容部内の径方向中央部において、金属ピンの延在方向と貫通電極形成基板の厚さ方向とが一致するように金属ピンをずれなく保持できる。
また、仮に金属ピンが貫通孔内に傾いて挿入された場合等においては、溶着工程において貫通電極形成基板を押圧することで、金属ピンの一端側が収容部の内面（テーパ面）に倣って押し込まれることになる。これにより、金属ピンが収容部の底部側、かつ収容部の径方向中央部に導かれる。したがって、金属ピンが収容部の底面に到達した際には、金属ピンの延在方向と貫通電極形成基板の厚さ方向とが一致するように位置決めされる。これにより、貫通電極の位置精度を向上できる。
【００１４】
また、前記金属ピンの長さは、前記貫通電極形成基板の厚さよりも長く形成され、前記金属ピン配置工程では、前記金属ピンを前記貫通電極形成基板から厚さ方向に突出するように挿入することを特徴としている。
この構成によれば、溶着工程に先立って、成形型内に貫通電極形成基板をセットした際に、金属ピンの一端側が収容部内に保持されることになる。すなわち、金属ピンが収容部内に保持された状態で溶着工程に移行できるので、溶着時における金属ピンの流動を確実に抑制できる。
【００１５】
また、前記金属ピンは、土台部と、前記土台部の表面に立設され、前記金属ピン配置工程において前記貫通孔に挿入される芯材部と、を有していることを特徴としている。
この構成によれば、土台部が貫通電極形成基板に接触するまで挿入するだけの簡単な作業で、芯材部の軸方向と貫通電極形成基板の厚さ方向と一致させた状態で、芯材部を貫通孔内に挿入できる。したがって、金属ピン配置工程時における作業性を向上することができるとともに、溶着工程後における貫通電極の位置精度を向上できる。
【００１６】
また、本発明のパッケージは、上記本発明のパッケージの製造方法により製造されたことを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明のパッケージの製造方法を使用してパッケージを製造することで、貫通電極の位置精度に優れたパッケージを提供でき、貫通電極と電極膜との導通性を確保できる。
【００１７】
また、本発明の圧電振動子は、上記本発明のパッケージの前記キャビティ内に、圧電振動片が気密封止されてなることを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明のパッケージを備えているので、圧電振動片と貫通電極との導電性を確保することができる。また、貫通電極形成基板を芯材部に溶着させているので、キャビティ内の気密性を確保することができる。その結果、信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
【００１８】
また、本発明に係る発振器は、上記本発明の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴としている。
この構成によれば、圧電振動片と貫通電極との導通性が安定して確保されている圧電振動子を用いているため、信頼性の高い発振器を提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るパッケージの製造方法及びパッケージによれば、貫通電極の位置精度を向上できる。
また、本発明に係る圧電振動子によれば、上記本発明のパッケージを備えているので、信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
本発明に係る発振器においては、上記本発明の圧電振動子を用いているため、信頼性の高い発振器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態に係る圧電振動子の外観斜視図である。
【図２】図２のＡ−Ａ線に沿う側面断面図である。
【図３】圧電振動子のリッド基板を取り外した状態の平面図である。
【図４】圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】図１に示す圧電振動子を製造する際に使用する鋲体の斜視図である。
【図６】実施形態に係る圧電振動子の製造方法のフローチャートである。
【図７】ウエハ接合体の分解斜視図である。
【図８】ベース基板用ウエハの断面図であり、貫通電極形成工程を説明するための工程図である。
【図９】ベース基板用ウエハの断面図であり、貫通電極形成工程を説明するための工程図である。
【図１０】ベース基板用ウエハの断面図であり、貫通電極形成工程を説明するための工程図である。
【図１１】ベース基板用ウエハの断面図であり、溶着工程を説明するための工程図である。
【図１２】実施形態に係る発振器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
（圧電振動子）
次に、本発明の実施形態に係る圧電振動子を、図面を参照して説明する。図１は、実施形態に係る圧電振動子の外観斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３は、圧電振動子のリッド基板を取り外した状態の平面図である。図４は、圧電振動子の分解斜視図である。
図１〜図４に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、ベース基板（貫通電極形成基板）２及びリッド基板３が接合膜２３を介して陽極接合されたパッケージ２６と、パッケージ２６のキャビティＣに収納された圧電振動片４と、を備えた表面実装型の圧電振動子１である。
【００２２】
圧電振動片４は、水晶の圧電材料から形成されたＡＴカット型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
この圧電振動片４は、平面視略矩形で厚さが均一の板状に加工された水晶板１７と、水晶板１７の両面に対向する位置で配置された一対の励振電極５，６と、励振電極５，６に電気的に接続された引き出し電極１９，２０と、引き出し電極１９，２０に電気的に接続されたマウント電極７，８と、を有している。マウント電極７は、水晶板１７の側面電極１５に電気的に接続され、励振電極６が形成された側の面に形成されたマウント電極７に電気的に接続されている。
【００２３】
励振電極５，６、引き出し電極１９，２０、マウント電極７，８及び側面電極１５は、例えば、金（Ａｕ）の被膜で形成されている。なお、これらの膜は、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の導電性膜の被膜あるいはこれら導電性膜のいくつかを組み合わせた積層膜により形成されていてもよい。
【００２４】
このように構成された圧電振動片４は、金からなるバンプ１１，１２を利用して、ベース基板２の第１面２ａ（上面側）にバンプ接合されている。具体的には、ベース基板２の第１面２ａにパターニングされた後述する引き回し電極９，１０上にバンプ１１，１２が形成され、そのバンプ１１，１２上に、一対のマウント電極７，８がそれぞれ接触した状態でバンプ接合されている。これにより、圧電振動片４は、ベース基板２の第１面２ａからバンプ１１，１２の厚さ分、浮いた状態で支持されるとともに、マウント電極７，８と引き回し電極９，１０とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。
【００２５】
リッド基板３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスで形成された基板であり、ベース基板２が接合される接合面側には、圧電振動片４が収まる矩形状の凹部１６が形成されている。この凹部１６は、ベース基板２とリッド基板３とが重ね合わされたときに、圧電振動片４を収容するキャビティＣとなるキャビティ用の凹部１６である。そして、リッド基板３は、この凹部１６をベース基板２側に対向させた状態でベース基板２に対して陽極接合されている。
【００２６】
ベース基板２は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスで形成された基板であり、リッド基板３に対して重ね合わせ可能な大きさで略板状に形成されている。
また、ベース基板２には、ベース基板２を貫通する一対の貫通孔２４，２５が形成されている。貫通孔２４，２５の一端は、キャビティＣ内を臨むように形成されている。具体的に、貫通孔２４，２５は、ベース基板２の対角上に位置するように形成され、ベース基板２の厚さ方向に沿って平行になるように略円柱状に貫通している。
【００２７】
そして、一対の貫通孔２４，２５には、貫通孔２４，２５を埋めるように形成された一対の貫通電極１３，１４が形成されている。この貫通電極１３，１４は、貫通孔２４，２５を閉塞してキャビティＣ内の気密を維持しているとともに、後述する外部電極２１，２２と引き回し電極９，１０とを導通させる役割を担っている。貫通電極１３，１４は、貫通孔２４，２５の中に導電性の金属材料からなる芯材部２８を配設して形成され、芯材部２８を通して安定した電気導通性が確保されている。
【００２８】
芯材部２８は、ベース基板２との溶着によって固定されており、芯材部２８が貫通孔２４，２５を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持している。芯材部２８は、例えば、コバールやＦｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）等の、熱膨張係数がベース基板２のガラス材料と近い（好ましくは同等か低め）材料により円柱状に形成された導電性の金属芯材で、両端が平坦で且つベース基板２の厚さと同じ厚さである。
【００２９】
なお、貫通電極１３，１４が完成品として形成された場合には、上述したように芯材部２８は、円柱状でベース基板２の厚さと同じ厚さとなるように形成されているが、製造過程では、図５（ａ）に示すように、円板状の土台部２９表面から法線方向に向けて突出して形成されており、この土台部２９とともに鋲体３０を形成している。なお、鋲体３０の寸法の一例を挙げると、芯材部２８の長さが０．４８ｍｍ程度、芯材部２８の外径が０．１５ｍｍ程度、土台部２９の厚さが０．０５ｍｍ程度、土台部２９の外径が０．３０ｍｍ程度に形成されている。なお、土台部２９の平面視形状は、円形状に限らず、図５（ｂ）に示すように矩形状等であってもよい。
【００３０】
図２〜４に戻り、ベース基板２の第１面２ａ側には、導電性材料（例えば、アルミニウム、シリコン等）により、陽極接合用の接合膜２３と、一対の引き回し電極９，１０とがパターニングされている。このうち接合膜２３は、リッド基板３に形成された凹部１６の周囲を囲むようにベース基板２の周縁に沿って形成されている。
【００３１】
一対の引き回し電極９，１０は、一対の貫通電極１３，１４のうち、一方の貫通電極１３と圧電振動片４の一方のマウント電極７とを電気的に接続するとともに、他方の貫通電極１４と圧電振動片４の他方のマウント電極８とを電気的に接続するようにパターニングされている。具体的には、一方の引き回し電極９は、圧電振動片４のマウント電極７，８側に位置するように一方の貫通電極１３の真上に形成されている。また、他方の引き回し電極１０は、一方の引き回し電極９に隣接した位置から圧電振動片４に沿って、ベース基板２上の貫通電極１３と対向する側に引き回しされた後、他方の貫通電極１４の真上に位置するように形成されている。
【００３２】
そして、これら一対の引き回し電極９，１０上にバンプ１１，１２が形成されており、バンプ１１，１２を利用して圧電振動片４がマウントされている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極７が、一方の引き回し電極９を介して一方の貫通電極１３に導通し、他方のマウント電極８が、他方の引き回し電極１０を介して他方の貫通電極１４に導通するようになっている。
【００３３】
また、ベース基板２の第２面２ｂ（下面側）には、一対の貫通電極１３，１４に対してそれぞれ電気的に接続される外部電極２１，２２が形成されている。つまり、一方の外部電極２１は、一方の貫通電極１３及び一方の引き回し電極９を介して圧電振動片４の第１の励振電極５に電気的に接続されている。また、他方の外部電極２２は、他方の貫通電極１４及び他方の引き回し電極１０を介して圧電振動片４の第２の励振電極６に電気的に接続されている。
【００３４】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極２１，２２に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第１の励振電極５及び第２の励振電極６からなる励振電極に電流を流すことができ、所定の周波数で振動させることができる。そして、振動を利用して、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００３５】
（圧電振動子の製造方法）
次に、上述した圧電振動子の製造方法について説明する。図６は、本実施形態に係る圧電振動子の製造方法のフローチャートである。図７は、ウエハ接合体の分解斜視図である。以下には、図７に示すように、複数のベース基板２が連なるベース基板用ウエハ４０と、複数のリッド基板３が連なるリッド基板用ウエハ５０との間に複数の圧電振動片４を封入してウエハ接合体７０を形成し、ウエハ接合体７０を切断することにより複数の圧電振動子１を同時に製造する方法について説明する。なお、図７に示す破線Ｍは、切断工程で切断する切断線を図示したものである。
図６に示すように、本実施形態に係る圧電振動子の製造方法は、圧電振動片作製工程（Ｓ１０）と、リッド基板用ウエハ作製工程（Ｓ２０）と、ベース基板用ウエハ作製工程（Ｓ３０）と、を主に有している。そのうち、圧電振動片作製工程（Ｓ１０）、リッド基板用ウエハ作製工程（Ｓ２０）及びベース基板用ウエハ作製工程（Ｓ３０）は、並行して実施することが可能である。
【００３６】
初めに、圧電振動片作製工程を行って図２〜図４に示す圧電振動片４を作製する（Ｓ１０）。具体的には、まず水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハとする。続いて、このウエハをラッピングして粗加工した後、ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行って、一定の厚みのウエハとする。ただし、ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行わない場合もある。続いて、ウエハに洗浄等の適切な処理を施した後、ウエハをフォトリソグラフィ技術やメタルマスク等によって圧電振動片４の外形形状にパターニングするとともに、金属膜の成膜及びパターニングを行って、励振電極５，６、引き出し電極１９，２０、マウント電極７，８及び側面電極１５を形成する。これにより、複数の圧電振動片４を作製する。
【００３７】
（リッド基板用ウエハ作製工程）
次に、図７に示すように、後にリッド基板３となるリッド基板用ウエハ５０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製するリッド基板用ウエハ作製工程を行う（Ｓ２０）。まず、ソーダ石灰ガラスからなるリッド基板用ウエハ５０を所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のリッド基板用ウエハ５０を形成する（Ｓ２１）。次いで、リッド基板用ウエハ５０の接合面に、エッチングや型押し等の方法により行列方向にキャビティ用の凹部１６を複数形成する凹部形成工程を行う（Ｓ２２）。凹部１６を形成したら、後述する接合工程（Ｓ６０）に備えて凹部１６が形成された表面を研磨する。この時点で、リッド基板用ウエハ作製工程（Ｓ２０）が終了する。
【００３８】
（ベース基板用ウエハ作製工程）
図８〜図１０は、ベース基板用ウエハの断面図であり、ベース基板用ウエハ作製工程を説明するための工程図である。
次に、リッド基板用ウエハ作製工程（Ｓ２０）と同時、または前後のタイミングで、後にベース基板２となるベース基板用ウエハ４０を製作するベース基板用ウエハ作製工程を行う（Ｓ３０）。まず、図８（ａ）に示すようなベース基板用ウエハ４０を形成する。具体的には、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去する（Ｓ３１）。
【００３９】
（貫通電極形成工程）
続いて、ベース基板用ウエハ４０に貫通電極１３，１４を形成する貫通電極形成工程（Ｓ３０Ａ）を行う。
（貫通孔形成工程）
まず、ベース基板用ウエハ４０を貫通する貫通孔２４，２５（図２参照）を形成する（Ｓ３２）。貫通孔２４，２５の形成は、図８（ｂ）に示すように、例えばカーボン等からなる貫通孔形成用型５７で、ベース基板用ウエハ４０を押圧しつつ加熱して行う。
【００４０】
貫通孔形成用型５７は、ベース基板用ウエハ４０を第１面４０ａ側から保持する受型５１と、ベース基板用ウエハ４０を第２面４０ｂ側から厚さ方向に沿って押圧する加圧型５２とを有している。
まず加圧型５２は、外径がベース基板用ウエハ４０と同等に形成され、ベース基板用ウエハ４０を押圧するときに、ベース基板用ウエハ４０の第２面４０ｂに接するフラットな部材である。
【００４１】
受型５１は、断面で凹形状に形成され、ベース基板用ウエハ４０を収容可能に構成されている。具体的に、受型５１は、ベース基板用ウエハ４０の第１面１０ａに対向する底壁部５３と、底壁部５３の外周縁全周に亘って立設された側壁部５４とを備えている。
【００４２】
底壁部５３の内面における外周部分には、厚さ方向に沿って窪んだ受型凹部５５が形成されている。受型凹部５５は、底壁部５３の周方向全周に亘ってリング状に形成されている。そして、底壁部５３の内面における中央部（受型凹部５５に囲まれた領域）には、厚さ方向に向けて突出する複数の受型凸部５６が形成されている。これら受型凸部５６は、貫通孔２４，２５となる凹部４１（図８（ｄ）参照）を形成するものであり、ベース基板用ウエハ４０における貫通孔２４，２５の形成位置に合わせて形成されている。なお、受型凸部５６の側面には型抜き用のテーパが形成されており、この略円錐台状の受型凸部５６の形状がベース基板用ウエハ４０に転写される。
【００４３】
貫通孔形成工程（Ｓ３２）では、貫通孔形成用型５７の受型５１を受型凸部５６が上向きとなるようにセットした状態で、受型５１内にベース基板用ウエハ４０をセットする。この際、受型凸部５６の先端面にベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａが当接するようにセットする。さらに、貫通孔形成用型５７の加圧型５２をベース基板用ウエハ４０の第２面４０ｂに接するようにセットし、受型５１と加圧型５２とでベース基板用ウエハ４０を厚さ方向で挟持する。
【００４４】
そして、図８（ｃ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０を貫通孔形成用型５７にセットした状態で加熱炉内に配置し、約９００℃程の高温状態で加圧型５２によりベース基板用ウエハ４０の厚さ方向に沿って圧力をかける。すると、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａにおける中央部には、受型凸部５６の形状が転写されてなる凹部４１が形成される一方、外周部分には受型凹部５５の形状が転写されてなる凸部４２が形成される。その後、ベース基板用ウエハ４０を徐々に温度を下げながら冷却する。
【００４５】
これにより、図８（ｄ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａ側には、外周縁全周に沿って厚さ方向に突出する凸部４２と、第１面４０ａの中央部（凸部４２の内側の領域）に形成され、後に貫通孔２４，２５となるテーパ状の複数の凹部４１とが形成される。なお、凹部４１は、ベース基板用ウエハ４０における貫通孔２４，２５の形成位置に合わせて形成される。
【００４６】
次に、図９（ａ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０の少なくとも第２面４０ｂを研磨して、ベース基板用ウエハ４０の厚さ方向に沿って凹部４１を貫通させることにより、ベース基板用ウエハ４０に略円錐台状の貫通孔２４，２５を形成する。この際、ベース基板用ウエハ４０の寸法の一例を挙げると、厚さ（第１面４０ａから第２面４０ｂまでの厚さ）は０．３５ｍｍ程度、凸部４２の高さは０．２０ｍｍ程度、貫通孔２４，２５の小径側（第２面４０ｂ側）の直径が０．２０ｍｍ程度となっている。なお、ベース基板用ウエハ４０を加熱する際に、貫通孔形成用型５７の受型凸部５６をベース基板用ウエハ４０に貫通させるようにし、上述した研磨を省略しても構わない。
【００４７】
（芯材部挿入工程）
続いて、貫通孔２４，２５内に芯材部２８を挿入する芯材部挿入工程（金属ピン配置工程）を行う（Ｓ３３）。
図９（ｂ）に示すように、芯材部挿入工程（Ｓ３３）では、ベース基板用ウエハ４０を例えばカーボン等からなる成形型６１の受型６３内にセットした状態で、貫通孔２４，２５内に鋲体３０の芯材部２８を挿入する。
【００４８】
ここで、まず成形型６１について説明する。
図９（ｃ）に示すように、成形型６１は、ベース基板用ウエハ４０を第１面４０ａ側から保持する受型６３と、ベース基板用ウエハ４０を第２面４０ｂ側から厚さ方向に沿って押圧する加圧型６２と、を備えている。
まず加圧型６２は、外径がベース基板用ウエハ４０と同等に形成され、ベース基板用ウエハ４０を押圧するときに、ベース基板用ウエハ４０の第２面４０ｂに接するフラットな部材である。
【００４９】
受型６３は、断面で凹形状に形成され、ベース基板用ウエハ４０を収容可能に構成されている。具体的に、受型６３は、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａに対向する底壁部６４と、底壁部６４の外周縁全周に亘って底壁部６４の厚さ方向に向けて立設された側壁部６５とを有している。
底壁部６４の内面における外周部分には、厚さ方向に沿って窪んだ受型凹部６６が底壁部６４の周方向全周に亘ってリング状に形成されている。受型凹部６６の深さは、貫通孔形成工程（Ｓ３２）後におけるベース基板用ウエハ４０の凸部４２の高さと同等に形成されている。
【００５０】
そして、底壁部６４の中央部（受型凹部６６に囲まれた領域）には、厚さ方向に向けて窪み形成された複数の鋲体収容部６７が形成されている。これら鋲体収容部６７は、その中心軸がベース基板用ウエハ４０の貫通孔２４，２５の中心軸に一致するように形成された円錐台状の凹部である。各鋲体収容部６７の内面は、鋲体収容部６７の内径が底部側から開口側にかけて漸次大きくなるテーパ形状に形成されている。この場合、鋲体収容部６７の底部側の径は、例えば０．２０ｍｍ程度、開口側の径は例えば０．２２ｍｍ程度、鋲体収容部６７の深さは、０．２０ｍｍ程度に形成され、鋲体収容部６７の内面の勾配は例えば１０°程度に形成される。
【００５１】
そして、図９（ｂ）に示すように、芯材部挿入工程（Ｓ３３）では、ベース基板用ウエハ４０を、第２面４０ｂが上方を向くように受型６３内にセットする。この場合、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａが底壁部６４に突き当たるとともに、ベース基板用ウエハ４０の凸部４２が受型凹部６６内に入り込んだ状態で、ベース基板用ウエハ４０が受型６３にセットされる。この状態で、振り込み機を用いて貫通孔２４，２５の小径側（第２面４０ｂ側）から鋲体３０の芯材部２８を挿入する。
【００５２】
すると、土台部２９の表面が、ベース基板用ウエハ４０の第２面４０ｂに当接するまで、芯材部２８が貫通孔２４，２５内に挿入される。この際、芯材部２８は、土台部２９の表面から法線方向に突出しているため、土台部２９がベース基板用ウエハ４０に接触するまで挿入するだけの簡単な作業で、芯材部２８の延在方向とベース基板用ウエハ４０の厚さ方向と一致させた状態で、芯材部２８を貫通孔２４，２５内に挿入できる。したがって、芯材部挿入工程（Ｓ３３）時における作業性を向上することができる。
【００５３】
また、芯材部２８の長さは、ベース基板用ウエハ４０の厚さより長く形成されているので、芯材部２８が貫通孔２４，２５内に挿入された状態では、芯材部２８の先端部がベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａから突出している。そのため、芯材部２８の先端側（一端側）が鋲体収容部６７内に入り込んだ状態で保持される。この際、鋲体収容部６７が底部側から開口側に向けて広がるテーパ形状に形成されているため、鋲体収容部６７の開口側の径は、芯材部２８の径よりも十分大きくなっている。そのため、芯材部２８の先端側が鋲体収容部６７の開口側からスムーズに入り込む。
【００５４】
なお、この状態で鋲体収容部６７の底部と芯材部２８の先端面との間には僅かに隙間を有している。そのため、後述する溶着工程（Ｓ３４）において、加熱による芯材部２８の膨張を逃がすことができる。また、加圧型６２でベース基板用ウエハ４０押圧する時に、加圧型６２から芯材部２８へ圧力がかからず、芯材部２８の変形や変位を防ぐことができる。
【００５５】
（溶着工程）
続いて、ベース基板用ウエハ４０を加熱し、芯材部２８（鋲体３０）にベース基板用ウエハ４０を溶着させる工程を行う（Ｓ３４）。
図１０（ａ）に示すように、溶着工程（Ｓ３４）は、受型６３内にセットされたベース基板用ウエハ４０を加圧型６２で押圧しつつ加熱して行う。具体的に、鋲体３０（芯材部２８）が挿入されたベース基板用ウエハ４０の第２面４０ｂに接するように、成形型６１の加圧型６２をセットし、受型６３と加圧型６２とでベース基板用ウエハ４０を厚さ方向で挟持する。
この状態で、まず成形型６１を金属製のメッシュベルトの上に乗せ、大気雰囲気下に保持された加熱炉内に入れて加熱する。そして、加熱炉内に配置されたプレス機等を利用して、ベース基板用ウエハ４０を厚さ方向に沿って、例えば３０〜５０ｇ／ｃｍ2の圧力で加圧する。なお、加熱温度は、ベース基板用ウエハ４０のガラス材料の軟化点（例えば５４５℃）よりも高い温度とし、例えば約９００℃とする。
【００５６】
そして、ベース基板用ウエハ４０を高温状態で加圧することによって、溶融したガラス材料（ベース基板用ウエハ４０）が成形型６０内を流動して、芯材部２８と貫通孔２４，２５との隙間を塞ぎ、ベース基板用ウエハ４０が芯材部２８に溶着して、芯材部２８が貫通孔２４，２５を塞ぐ状態となる。
また、本実施形態では、溶着工程（Ｓ３４）において、ベース基板用ウエハ４０が溶融して成形型６０内を流動すると、加圧型６２により鋲体３０がベース基板用ウエハ４０の厚さ方向に沿って押し込まれるため、芯材部２８の先端面が鋲体収容部６７の底面に突き当たる。これにより、芯材部２８の延在方向がベース基板用ウエハ４０の厚さ方向に一致した状態で溶着されることになる。なお、この際、芯材部２８の先端側（一端側）における半分程度が鋲体収容部６７内に入り込んだ状態で位置決めされる。
【００５７】
ところで、上述した芯材部挿入工程（Ｓ３３）において、仮に芯材部２８が貫通孔２４，２５内に傾いて挿入されたり、溶着工程（Ｓ３４）において、鋲体３０が斜め方向（ベース基板用ウエハ４０の厚さ方向に交差する方向）に沿って移動したりする場合等には、芯材部２８が傾いたり、芯材部２８が所望の位置からずれたりした状態で溶着される虞がある。
【００５８】
これに対して、本実施形態では、鋲体収容部６７の内面がテーパ形状に形成されているため、ベース基板用ウエハ４０が溶融した状態で鋲体３０が押し込まれると、図１１（ａ）に示すように、芯材部２８の先端が鋲体収容部６７の内面（テーパ面）に接触する。すると、図１１（ｂ）に示すように、芯材部２８は、先端が鋲体収容部６７の内面に倣って押し込まれることで、鋲体収容部６７の底部に向かうにつれ、鋲体収容部６７の径方向中央部に導かれる。さらに、芯材部２８の延在方向とベース基板用ウエハ４０の厚さ方向と一致するように、芯材部２８が除々起き上がっていく。その後、さらに鋲体３０が押し込まれることで、芯材部２８の先端面が鋲体収容部６７の底面に突き当たる。これにより、図１１（ｃ）に示すように、芯材部２８の延在方向とベース基板用ウエハ４０の厚さ方向とが一致した状態で、芯材部２８の先端部が鋲体収容部６７内の径方向中央部に収容されることになる。
【００５９】
次に、溶着工程の加熱時の９００℃から徐々に温度を下げ、ベース基板用ウエハ４０を冷却する（Ｓ３５）。これにより、図１０（ｂ）に示すような、鋲体３０の芯材部２８が貫通孔２４，２５を塞いだ状態のベース基板用ウエハ４０が形成される。この際、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａからは凸部４２及び芯材部２８の先端側が突出するとともに、第２面４０ｂ側には鋲体３０の土台部２９が埋設され、土台部２９と第２面４０ｂとが面一になるように配置される。
【００６０】
（研磨工程）
続いて、ベース基板用ウエハ４０を研磨する（Ｓ３６）。具体的には、第１面４０ａにおける凸部４２及び芯材部２８の突出部分を研磨して除去するとともに、第２面４０ｂを研磨して第２面４０ｂ内に埋設された土台部２９を除去する。これにより、図１０（ｃ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０の表面と貫通電極１３，１４（芯材部２８）の表面とが、略面一な状態となる。このようにして、ベース基板用ウエハ４０に貫通電極１３，１４が形成される。なお、土台部２９や芯材部２８の突出した部分は除去せずに、そのまま使用してもよい。
【００６１】
次に、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａに導電性材料をパターニングして、接合膜２３を形成する接合膜形成工程を行う（Ｓ３７）とともに、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａに導電性材料をパターニングして、引き回し電極形成工程を行う（Ｓ３８）。このようにして、ベース基板用ウエハ作製工程（Ｓ３０）が終了する。
【００６２】
そして、上述した圧電振動片作製工程（Ｓ１０）で作製した複数の圧電振動片４を、ベース基板用ウエハ４０の各引き回し電極９，１０上に、それぞれ金等のバンプＢを介してマウントする（Ｓ４０）。そして、上述した各基板用ウエハ４０，５０の作製工程で作成されたベース基板用ウエハ４０及びリッド基板用ウエハ５０を重ね合わせる（Ｓ５０）。これにより、マウントされた圧電振動片４が、リッド基板用ウエハ５０に形成された凹部１６とベース基板用ウエハ４０とで囲まれるキャビティＣ内に収納された状態となる。
【００６３】
両基板用ウエハ４０，５０の重ね合わせ後、重ね合わせた２枚の各基板用ウエハ４０，５０を図示しない陽極接合装置に入れ、図示しない保持機構により各基板用ウエハ４０，５０の外周部分をクランプした状態で、所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極接合する（Ｓ６０）。これにより、圧電振動片４をキャビティＣ内に封止することができ、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とが接合したウエハ接合体７０を得ることができる。
その後、ベース基板用ウエハ４０の第２面４０ｂ側に、一対の貫通電極１３，１４にそれぞれ電気的に接続する一対の外部電極２１，２２を形成する（Ｓ７０）。そして、ウエハ接合体７０を切断線Ｍに沿って個片化する切断工程（Ｓ８０）を行い、内部の電気特性検査（Ｓ９０）を行うことで圧電振動片４を収容した圧電振動子１が形成される。
【００６４】
このように、本実施形態では、受型６３に芯材部２８の先端を収容可能な鋲体収容部６７を形成し、鋲体収容部６７の内面を底部側から開口側にかけて広がるテーパ形状に形成する構成とした。
この構成によれば、溶着工程（Ｓ３４）において、ベース基板用ウエハ４０を押圧しつつ、加熱することで、ベース基板用ウエハ４０が成形型６０内で流動して芯材部２８と貫通孔２４，２５との隙間を塞ぐとともに、ベース基板用ウエハ４０が芯材部２８に溶着されることとなる。そのため、貫通電極１３，１４（芯材部２８）と貫通孔２４，２５との間に隙間ができるのを抑制し、キャビティＣ内の気密性を確保できる。
ここで、鋲体収容部６７内に芯材部２８の先端側が保持された状態でベース基板用ウエハ４０に鋲体３０が溶着されることになるので、溶着工程（Ｓ３４）において、鋲体３０が所望の位置からずれたり、傾いたりするのを抑制できる。
特に、鋲体収容部６７が底部側から開口側に向けて広がるテーパ形状に形成されているため、芯材部２８の先端側が鋲体収容部６７の開口側からスムーズに入り込む。一方、芯材部２８が鋲体収容部６７の底部側に向かうにつれ、芯材部２８の側面と鋲体収容部６７の内面との間が狭くなるため、鋲体３０を鋲体収容部６７の底部側まで押し込むことで、鋲体収容部６７内の径方向中央部で芯材部２８をずれなく保持できる。
【００６５】
さらに、仮に芯材部２８が貫通孔２４，２５内に傾いて挿入された場合等においては、溶着工程（Ｓ３４）においてベース基板用ウエハ４０を押圧することで、芯材部２８の先端が鋲体収容部６７の内面（テーパ面）に倣って移動することになる。これにより、芯材部２８が鋲体収容部６７の底部側に向かうにつれ、鋲体収容部６７の径方向中央部に導かれるとともに、芯材部２８が除々起き上がっていく。したがって、芯材部２８が鋲体収容部６７の底面に到達した際には、鋲体収容部６７の径方向中央部において、芯材部２８の延在方向とベース基板用ウエハ４０の厚さ方向とが一致するように位置決めされる。これにより、貫通電極１３，１４の位置精度を向上できる。また、この際、芯材部２８の半分程度が鋲体収容部６７内に保持された状態で溶着されるため、貫通電極１３，１４の位置精度を確実に向上できる。
【００６６】
しかも、本実施形態では、芯材部挿入工程（Ｓ３３）において、受型６３内にベース基板用ウエハ４０を挿入する際に、芯材部２８の先端側が鋲体収容部６７内に収容されることになる。すなわち、芯材部２８を鋲体収容部６７内に収容した状態で溶着工程（Ｓ３４）に移行できるので、溶着工程（Ｓ３４）時における鋲体３０の流動を確実に抑制できる。
【００６７】
そして、本実施形態の圧電振動子１では、貫通電極１３，１４の位置精度を向上できるため、貫通電極１３，１４と電極膜（外部電極２１，２２や引き回し電極９，１０）との導通性を確保して、信頼性の高い圧電振動子１を提供できる。
【００６８】
なお、万が一芯材部２８が鋲体収容部６７内で傾いた状態で溶着された場合であっても、その傾きを鋲体収容部６７の内面の勾配までに抑えることができる。また、芯材部２８が鋲体収容部６７の底部側まで到達していれば、芯材部２８の先端側は鋲体収容部６７の径方向中央部に配置される。そのため、少なくとも芯材部２８が鋲体収容部６７に保持される第１面４０ａ側では、貫通電極１３，１４を所望の位置に形成することができる。
ここで、本実施形態の圧電振動子１において、ベース基板用ウエハ４０（ベース基板２）の第１面４０ａ（第１面２ａ）は、引き回し電極９，１０を介して圧電振動片４が実装されることになる。そのため、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａは、広範囲で外部電極２１が形成される第２面４０ｂ（第２面２ｂ）側に比べて貫通電極１３，１４の位置精度が高く要求される。
そこで、本実施形態では、ベース基板用ウエハ４０の第１面４０ａ側に、引き回し電極９，１０を形成することで、万が一芯材部２８が鋲体収容部６７内で傾いて保持された状態で溶着された場合であっても、引き回し電極９，１０と貫通電極１３，１４との導通性を確保できる。
【００６９】
（発振器）
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図１２を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図１２に示すように、圧電振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上記集積回路１０１が実装されており、この集積回路１０１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子部品１０２、集積回路１０１及び圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【００７０】
このように構成された発振器１００において、圧電振動子１に電圧を印加すると、該圧電振動子１内の圧電振動片４が振動する。この振動は、圧電振動片４が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路１０１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【００７１】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、上述したように圧電振動片４と貫通電極１３，１４との導通性が安定して確保されている圧電振動子１を用いているため、発振器１００自体も同様に導通性が安定して確保され、作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる。
【００７２】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成等はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、本発明に係るパッケージの製造方法を使用しつつ、パッケージの内部に圧電振動片を封入して圧電振動子を製造したが、パッケージの内部に圧電振動片以外の電子部品を封入して、圧電振動子以外のデバイスを製造することも可能である。
また、上述した実施形態では、本発明のパッケージの製造方法を圧電振動子に適用下場合について説明したが、これに限らず、ＩＣやＬＳＩ、センサ類に適用しても構わない。
また上述した実施形態では、貫通孔形成用型５７によりベース基板用ウエハ４０を加熱成形することで貫通孔２４，２５を形成しているが、他にサンドブラスト法等でベース基板用ウエハ４０に貫通孔２４，２５を形成してもよい。
さらに、上述した実施形態では、内面がテーパ状に形成された鋲体収容部６７が芯材部２８を保持する構成としたが、これに限らず土台部２９を収容する構成としてもよく、また芯材部２８及び土台部２９の双方を収容する構成にしても構わない。
【００７３】
また、上述した実施形態では、ソーダ石灰ガラスからなる基板用ウエハ４０，５０に対して加熱成形する場合について説明したが、これに限らず、ホウケイ酸ガラス（軟化点温度は８２０℃程度）を加熱成形しても構わない。
さらに、上述した実施形態では、本発明を、ＡＴカット型の圧電振動片（厚み滑り振動片）を用いた圧電振動子に採用した場合について説明したが、これに限らず、音叉型の圧電振動片を用いた圧電振動子に採用しても構わない。
【符号の説明】
【００７４】
１…圧電振動子 ２…ベース基板（貫通電極形成基板） ４…圧電振動片（電子部品） １３，１４…貫通電極 ２４，２５…貫通孔 ２８…芯材部 ２９…土台部 ３０…鋲体 ６１…成形型 ６２…加圧型 ６３…受型 ６７…鋲体収容部（収容部） １００…発信器 Ｃ…キャビティ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接合された複数の基板の間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、
前記複数の基板のうち、貫通電極形成基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記複数の基板の外側とを導通させる貫通電極を形成する貫通電極形成工程を有し、
前記貫通電極形成工程は、
前記貫通電極形成基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔内に導電性の金属ピンを挿入する金属ピン配置工程と、
成形型により前記貫通電極形成基板を厚さ方向両側から押圧しつつ、加熱し、前記貫通電極形成基板を前記金属ピンに溶着させる溶着工程とを有し、
前記成形型には、前記金属ピンの少なくとも一端側を収容可能な収容部が形成され、
前記収容部は、内径が底部側から開口側にかけて広がるテーパ形状に形成されていることを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項２】
前記金属ピンの長さは、前記貫通電極形成基板の厚さよりも長く形成され、
前記金属ピン配置工程では、前記金属ピンを前記貫通電極形成基板から厚さ方向に突出するように挿入することを特徴とする請求項１記載のパッケージの製造方法。
【請求項３】
前記金属ピンは、土台部と、前記土台部の表面に立設され、前記金属ピン配置工程において前記貫通孔に挿入される芯材部と、を有していることを特徴とする請求項１または請求項２記載のパッケージの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のパッケージの製造方法により製造されたことを特徴とするパッケージ。
【請求項５】
請求項４記載のパッケージの前記キャビティ内に、圧電振動片が気密封止されてなることを特徴とする圧電振動子。
【請求項６】
請求項５記載の前記圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項１】
互いに接合された複数の基板の間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、
前記複数の基板のうち、貫通電極形成基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記複数の基板の外側とを導通させる貫通電極を形成する貫通電極形成工程を有し、
前記貫通電極形成工程は、
前記貫通電極形成基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔内に導電性の金属ピンを挿入する金属ピン配置工程と、
成形型により前記貫通電極形成基板を厚さ方向両側から押圧しつつ、加熱し、前記貫通電極形成基板を前記金属ピンに溶着させる溶着工程とを有し、
前記成形型には、前記金属ピンの少なくとも一端側を収容可能な収容部が形成され、
前記収容部は、内径が底部側から開口側にかけて広がるテーパ形状に形成されていることを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項２】
前記金属ピンの長さは、前記貫通電極形成基板の厚さよりも長く形成され、
前記金属ピン配置工程では、前記金属ピンを前記貫通電極形成基板から厚さ方向に突出するように挿入することを特徴とする請求項１記載のパッケージの製造方法。
【請求項３】
前記金属ピンは、土台部と、前記土台部の表面に立設され、前記金属ピン配置工程において前記貫通孔に挿入される芯材部と、を有していることを特徴とする請求項１または請求項２記載のパッケージの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のパッケージの製造方法により製造されたことを特徴とするパッケージ。
【請求項５】
請求項４記載のパッケージの前記キャビティ内に、圧電振動片が気密封止されてなることを特徴とする圧電振動子。
【請求項６】
請求項５記載の前記圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２３６１０（Ｐ２０１２−２３６１０Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６０６４２（Ｐ２０１０−１６０６４２）
【出願日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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