パッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計
【課題】厚みの薄いパッケージであってもこれを構成するウエハの取扱いを容易にすることができるとともに、ウエハ同士を接合した後でも他の厚さ寸法に自在に転用することができるパッケージの製造方法を提供すること。
【解決手段】ベース基板用ウエハ４０およびリッド基板用ウエハ４１を接合して形成されたウエハ接合体４８の内部に、圧電振動片５を封入可能なキャビティ４を備えたパッケージ１ａの製造方法であって、ウエハ接合体４８を構成するベース基板用ウエハ４０の外面４０ｂおよびリッド基板用ウエハ４１の外面４３のうち、少なくとも一方を研磨するウエハ接合体研磨工程を有する。
【解決手段】ベース基板用ウエハ４０およびリッド基板用ウエハ４１を接合して形成されたウエハ接合体４８の内部に、圧電振動片５を封入可能なキャビティ４を備えたパッケージ１ａの製造方法であって、ウエハ接合体４８を構成するベース基板用ウエハ４０の外面４０ｂおよびリッド基板用ウエハ４１の外面４３のうち、少なくとも一方を研磨するウエハ接合体研磨工程を有する。
【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、圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計に関する。
【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。この種の圧電振動子としては、例えば互いに接合されたベース基板及
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】
このタイプの圧電振動子は、ベース基板とリッド基板とが直接接合されることで２層構造になっており、両基板の間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が収納されている。 このような２層構造タイプの圧電振動子を製造する場合、リッド基板にキャビティ用の凹部を形成する一方、ベース基板上に圧電振動片をマウントした後、接合層を介して両基板を陽極接合する。これにより、キャビティ内に圧電振動片が気密封止された圧電デバイス（パッケージ）を製造するものである（特許文献１参照）。なお、複数のキャビティが形成されたリッド基板用ウエハと、ベース基板用ウエハとを接合した後に、複数の圧電デバイス（パッケージ）に分離する、ウエハレベルガラスパッケージの手法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１９８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の製造方法では、圧電デバイス等のパッケージは厚みが決まっているので、完成品の仕様に基づいて予め決められた厚さに研磨したウエハを接合する必要がある。そのため、パッケージが薄くなるほど１枚のウエハも薄くなり、ウエハの取扱いが面倒である。また、途中でパッケージの厚みが仕様変更になった場合には、厚みの決められたパッケージを他に転用することが難しく、無駄が生じてしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、厚みの薄いパッケージであってもこれを構成するウエハの取扱いを容易にすることができるとともに、ウエハ同士を接合した後でも他の厚さ寸法に自在に転用することができるパッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。本発明に係るパッケージの製造方法は、複数のウエハを接合して形成されたウエハ接合体の内部に、電子部品を封入可能なキャビティを備えたパッケージの製造方法であって、前記ウエハ接合体の表面および裏面のうち、少なくとも一方を研磨するウエハ接合体研磨工程を有することを特徴とする。
【０００８】
この発明に係るパッケージの製造方法においては、複数のウエハの接合後に全体の厚さを研磨によって調整するので、厚みを自由に調整することができ、個々のウエハの厚みの仕様を予め決めて生産を開始する必要がなく、ウエハ同士を接合した後でも他の厚さ寸法に自在に転用することができる。また、接合前にウエハの厚さを薄くする必要がないので、パッケージを構成するウエハの取り扱いを容易にすることができる。
【０００９】
また、本発明に係るパッケージの製造方法は、前記ウエハ接合体研磨工程では、前記ウエハ接合体の表面および裏面を一括して研磨することを特徴とする。
【００１０】
この発明に係るパッケージの製造方法においては、全体の製造工程を短縮することができる。
【００１１】
また、本発明に係るパッケージの製造方法は、前記ウエハ接合体は、前記キャビティとなる凹部が形成された第１ウエハと、平板状の第２ウエハとを接合して形成され、前記ウエハ接合体研磨工程では、前記ウエハ接合体の表面および裏面のうち、前記第２ウエハの外面を研磨することを特徴とする。
【００１２】
この発明に係るパッケージの製造方法においては、キャビティとなる凹部が形成された第１ウエハは、凹部形成領域の厚さが薄くなっているので、研磨代の確保が困難である。これに対して、平板状の第２ウエハは研磨代の確保が容易であり、第２ウエハの外面を研磨することで、厚さ寸法を自在に調整することができる。
【００１３】
また、本発明に係るパッケージの製造方法は、前記ウエハは、ガラスウエハであることを特徴とする。
【００１４】
この発明に係るパッケージの製造方法においては、ガラス研磨方法を用いてウエハ接合体を容易に研磨することができる。
【００１５】
また、本発明に係るパッケージの製造方法は、前記ウエハ接合体の内部には、複数の前記キャビティが形成され、前記ウエハ接合体研磨工程の後に、前記キャビティを備えた複数のパッケージに前記ウエハ接合体を切断する切断工程を有することを特徴とする。
【００１６】
この発明に係るパッケージの製造方法においては、ウエハレベルでバッチ処理を行うことで製造効率を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る圧電振動子は、上記本発明の圧電振動片を有することを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る圧電振動子においては、パッケージの厚さ寸法を自在に調整して仕様違いに対応できるので、製造コストを低減することができる。
【００１９】
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する。
本発明に係る電子機器は、上記本発明の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明に係る電波時計は、上記本発明の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２０】
この発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、上述した圧電振動子を備えているので、同様に低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、厚みの薄いパッケージであってもこれを構成するウエハの取扱いを容易にすることができるとともに、ウエハ同士を接合した後でも他の厚さ寸法に自在に転用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態による圧電振動子の一例を示す外観斜視図である。
【図２】（ａ）は（ｂ）に示す圧電振動子のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す圧電振動子のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】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４】図１に示す圧電振動子を製造する流れを示すフローチャートである。
【図５】図１に示す圧電振動子に備えるベース基板を形成するベース基板用ウエハを示す斜視図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図２（ａ）、（ｂ）に示す圧電振動子に備える貫通電極を形成する工程を示す図である。
【図７】図１に示す圧電振動子に備えるリッド基板を形成するリッド基板用ウエハを示す断面図である。
【図８】図７に示す状態から、リッド基板用ウエハに凹部を加工した状態を示す図である。
【図９】リッド基板用ウエハを平面からみた図である。
【図１０】（ａ）ベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとを接合した状態、（ｂ）接合後に表裏面を研磨した状態を示す図である。
【図１１】本発明に係る発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１２】本発明に係る電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１３】本発明に係る電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態によるパッケージの製造方法について、図１乃至図１０に基づいて説明する。
図１及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態による圧電振動子１はベース基板２とリッド基板３とで２層に積層されたパッケージ１ａを備えており、パッケージ１ａ内部のキャビティ４内に圧電振動片５が収納された表面実装型の圧電振動子１である。そして、圧電振動片５とベース基板２の外側に設置された外部電極６、７とが、ベース基板２を貫通する一対の貫通電極８、９によって電気的に接続されている。
【００２４】
ベース基板２は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明な絶縁基板で板状に形成されている。ベース基板２には、一対の貫通電極８、９が形成される一対のスルーホール（貫通孔）２１、２２が形成されている。スルーホール２１、２２はベース基板２の下面から上面に向かって漸次径が縮径した断面テーパー形状をなしている。
【００２５】
リッド基板３は、ベース基板２と同様に、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、ベース基板２に重ね合わせ可能な大きさの板状に形成されている。そして、リッド基板３のベース基板２が接合される接合面側には、圧電振動片５が収容される矩形状の凹部３ａが形成されている。
【００２６】
この凹部３ａは、ベース基板２およびリッド基板３が重ね合わされたときに、圧電振動片５を収容するキャビティ４を形成する。そして、リッド基板３は、この凹部３ａをベース基板２側に対向させた状態でベース基板２に対して接合膜２３を介して陽極接合されている。
【００２７】
圧電振動片５は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、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５は、平行に配置された一対の振動腕部２４、２５と、該一対の振動腕部２４、２５の基端側を一体的に固定する基部２６と、からなる平面視略コの字型で、一対の振動腕部２４、２５の外表面上には、振動腕部２４、２５を振動させる図示しない一対の第１の励振電極と第２の励振電極とからなる励振電極と、第１の励振電極及び第２の励振電極に電気的に接続された一対のマウント電極とを有している。
【００２８】
そして、圧電振動片５の第１の励振電極が、一方のマウント電極および一方の貫通電極８を介して一方の外部電極６に電気的に接続され、圧電振動片５の第２の励振電極が、他方のマウント電極、引き回し電極２７および他方の貫通電極９を介して、他方の外部電極７に電気的に接続されている。圧電振動片５は、導電性接着剤２８等によりベース基板２に実装されている。外部電極６、７は、ベース基板２底面の長手方向の両端に設置されている。
【００２９】
貫通電極８、９は、スルーホール２１、２２の中心軸に配設された芯材部３１と、芯材部３１とスルーホール２１、２２との間に充填されたガラスフリット３２ａが焼成されて形成された筒体３２とから構成されている。一方の貫通電極８は、外部電極６の上方で基部２６の下方に位置しており、他方の貫通電極９は、外部電極７の上方で引き回し電極２７の下方に位置している。
貫通電極８、９は、筒体３２が芯材部３１をスルーホール２１、２２に対して一体的に固定しており、芯材部３１および筒体３２がスルーホール２１、２２を完全に塞いでキャビティ４内の気密を維持している。
【００３０】
芯材部３１は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）などの、熱膨張係数αがガラスフリット３２ａよりも小さい材料（α＝６〜７ｐｐｍ）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の厚みと同じ厚さである。なお、貫通電極８、９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３１は、円柱状でベース基板２の厚み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３に示すような、芯材部３１の一方の端部に連結された平板状の土台部３６と共に鋲体３７を形成している。また、この土台部３６は製造過程において、研磨されて除去される。
貫通電極８、９は、導電性の芯材部３１を通して電気導通性が確保されている。
【００３１】
筒体３２は、ペースト状のガラスフリット（封着材料）３２ａが焼成されたもので、両端が平坦で且つベース基板２と略同じ厚さで、中心軸に芯材部３１が貫通する貫通孔が形成されている。筒体３２は、スルーホール２１、２２と同形のテーパー状の外形をしている。そして、この筒体３２は、スルーホール２１、２２内に埋め込まれた状態で焼成されており、スルーホール２１、２２に対して強固に固着されると共に芯材部３１を強固に固定している。
【００３２】
（パッケージの製造方法）
次に上述した圧電振動片を収容したパッケージ（圧電振動子）の製造方法について図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。本実施形態では、ウエハレベルガラスパッケージの手法を採用し、ウエハレベルで各工程を行った後に、ウエハ接合体を切断して複数の圧電振動子を形成する。ウエハレベルでバッチ処理を行うことで、製造効率を向上させることができる。
【００３３】
まず、後にベース基板２となるベース基板用ウエハ４０を製作する工程を行う（Ｓ１０）。まず、図５に示すような、円板状の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（Ｓ１１）。なお、図５では、ベース基板用ウエハ４０の一部分を示しており、実際のベース基板用ウエハ４０は円板状である。また、図５中の点線Ｍは、後の切断工程においてベース基板用ウエハ４０を切断する切断線を図示している。
【００３４】
続いて、ベース基板用ウエハ４０に貫通電極８、９を形成する貫通電極形成工程を行う（Ｓ１０Ａ）。具体的には、図６（ａ）に示すような、ベース基板用ウエハ４０を貫通する一対のスルーホール２１、２２を複数形成する（Ｓ１２）。続いて、スルーホール２１、２２内に中心軸を合わせて鋲体３７の芯材部３１を上側から挿入し、この鋲体３７の土台部３６とベース基板用ウエハ４０とを接触させて上下反転させる（Ｓ１３）。このとき、図６（ｂ）に示すように、スルーホール２１、２２はそのテーパー形状が下方に向かって漸次径が縮径する向きで、鋲体３７は土台部３６の上側に芯材部３１が位置する向きで配置される。土台部３６の平面形状はスルーホール２１、２２の小径側２１ａ、２２ａの開口よりも大きく、この小径側２１ａ、２２ａの開口を塞ぐことができる形状とする。そして、図６（ｃ）に示すように、スルーホール２１、２２と芯材部３１との隙間にペースト状のガラスフリット３２ａを充填し（Ｓ１４）、所定の温度で焼成しガラスフリット３２ａを固化させる（Ｓ１５）。
【００３５】
続いて、ベース基板用ウエハ研磨工程を行う（Ｓ１６）。まず、鋲体３７の土台部３６を研磨して除去する（Ｓ１７）。土台部３６の研磨は、不図示の片面研磨装置を使用して行う。そして、土台部３６を撤去して、図６（ｄ）に示すように、芯材部３１のみを筒体３２の内部に残す。
【００３６】
そして、土台部３６が撤去されたベース基板用ウエハ４０の両面（内面４０ａおよび外面４０ｂ）を研磨する工程を行う（Ｓ１８）。
両面を研磨する工程は、主に焼成によりくぼみが生じたフリットガラスを平坦にするためのもので、不図示の両面研磨装置を使用して行う。外面４０ｂについては、最終寸法まで仕上げるのではなく、所定の研磨代を残した状態まで研磨する。ベース基板用ウエハ４０の厚さを残すことで、ベース基板用ウエハ４０の剛性が高くなって取り扱いが容易になる。
【００３７】
次に、ベース基板用ウエハ４０の上面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（Ｓ１９）と共に、引き回し電極を形成する引き回し電極形成工程を行う（Ｓ２０）。このようにして、ベース基板用ウエハ４０の製作工程が終了する。
【００３８】
ベース基板用ウエハ４０の製作と同時または前後のタイミングで、陽極接合を行う直前の状態まで、後にリッド基板３となるリッド基板用ウエハを製作する（Ｓ２０）。具体的には、図７に示すように、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した円板状のリッド基板用ウエハ４１を形成する（Ｓ２１）。次いで、図８，９に示すように、リッド基板用ウエハ４１の接合面４２に、プレス加工やエッチング等により行列方向にキャビティＣ用の凹部３ａを複数形成する凹部形成工程を行う（Ｓ２２）
【００３９】
次に、リッド基板用ウエハ４１の少なくとも接合面４２を研磨するリッド基板用ウエハ研磨工程（Ｓ２３）を行う。リッド基板用ウエハ研磨工程（Ｓ２３）では、まず図示しない両面研磨装置を用い、リッド基板用ウエハ４１の両面（接合面４２及び外面４３）をラッピング（粗削り）する（ラッピング工程：Ｓ２４）。外面４３については、最終寸法まで仕上げるのではなく、所定の研磨代を残した状態まで研磨する。リッド基板用ウエハ４１の厚さを残すことで、リッド基板用ウエハ４１の剛性が高くなって取り扱いが容易になる。
【００４０】
続いて、リッド基板用ウエハ４１の少なくとも接合面４２を鏡面仕上げするために、ポリッシュ工程を行う（Ｓ２５）。このポリッシュ工程では、リッド基板用ウエハ４１の両面４２，４３を一括して研磨する不図示の両面研磨装置を使用して行う。ポリッシュ工程で使用する研磨パッドとしては、例えば不織布やスエード状の研磨布であるセリウムパッド等が好適に用いられる。
【００４１】
そして、ベース基板用ウエハ４０の内面４０ａに圧電振動片５をマウントするマウント工程を行う（Ｓ２６）。次に、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４１を重ね合わせる、重ね合わせ工程を行う（Ｓ２７）。これにより、マウントされた圧電振動片５が、リッド基板用ウエハ４１に形成された凹部３ａ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。
【００４２】
重ね合わせ工程後、重ね合わせた２枚のウエハ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ウエハ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（Ｓ２８）。具体的には、接合膜２３とリッド基板用ウエハ４１との間に所定の電圧を印加する。すると、接合膜２３とリッド基板用ウエハ４１との界面に電気化学的な反応が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して陽極接合される。これにより、圧電振動片５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４１とが接合したウエハ接合体４８を得ることができる。
【００４３】
得られたウエハ接合体４８には、図１０（ａ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０の外面４０ｂには研磨代４５が、またリッド基板用ウエハ４１の外面４３には研磨代４６が、それぞれ残されている。そこで、ウエハ接合体研磨工程（Ｓ２９）として、ウエハの表裏両面を研磨する不図示の両面研磨装置を使用し、研磨代４５，４６を一括して研磨して、図１０（ｂ）に示すように所定の厚みに仕上げる。なお、ベース基板用ウエハ４０およびリッド基板用ウエハ４１はともにガラスウエハであるため、公知のガラス研磨方法を用いてウエハ接合体４８を容易に研磨することができる。
【００４４】
そして、一対の貫通電極８、９にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極６、７を形成し（Ｓ３０）、圧電振動子１の周波数を微調整する（Ｓ３１）。そして、ウエハ接合体４８を小片化する切断を行い（Ｓ３２）、内部の電気特性検査（Ｓ３３）を行うことで圧電振動片を収容したパッケージ（圧電振動子１）が形成される。
【００４５】
本実施形態のパッケージの製造方法によれば、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ４１とを陽極接合する前に各ウエハ４０，４１のすべての研磨代を除去するのではなく、陽極接合後に両面の研磨代を一括して除去する。すなわち、各ウエハ単体ではなく接合後に全体の厚さを調整するので、パッケージ１ａの厚みを自由に調整することができ、個々のウエハの厚みの仕様を予め決めて生産を開始する必要がなく、各ウエハ同士を接合した後でも他の厚さ寸法に自在に転用することができる。また、接合前に各ウエハ４０，４１の厚さを薄くする必要がないので、パッケージ１ａを構成するベース基板用ウエハ４０およびリッド基板用ウエハ４１の取り扱いを容易にすることができる。
【００４６】
また、本実施形態の圧電振動子１によれば、パッケージ１ａの厚さ寸法を自在に調整して仕様違いに対応できるので、製造コストを低減することができる。
【００４７】
（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１１を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図１１に示すように、上述した圧電振動子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。
【００４８】
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の圧電振動片５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。
【００４９】
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５が振動する。この振動は、圧電振動片５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。
【００５０】
本実施形態の発振器１００によれば、上述した圧電振動子１を備えているので、発振器１００自体の低コスト化を図ることができる。
【００５１】
（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図１２を参照して説明する。なお電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１１０を例にして説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【００５２】
次に、本実施形態の携帯情報機器１１０の構成について説明する。
この携帯情報機器１１０は、図１２に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１１１とを備えている。電源部１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１には、各種制御を行う制御部１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１３と、外部との通信を行う通信部１１４と、各種情報を表示する表示部１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【００５３】
制御部１１２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【００５４】
計時部１１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片５が振動し、該振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１１２と信号の送受信が行われ、表示部１１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【００５５】
通信部１１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９、増幅部１２０、音声入出力部１２１、電話番号入力部１２２、着信音発生部１２３及び呼制御メモリ部１２４を備えている。
無線部１１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１１８は、無線部１１７又は増幅部１２０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１２０は、音声処理部１１８又は音声入出力部１２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１２１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【００５６】
また、着信音発生部１２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１１９は、着信時に限って、音声処理部１１８に接続されている増幅部１２０を着信音発生部１２３に切り替えることによって、着信音発生部１２３において生成された着信音が増幅部１２０を介して音声入出力部１２１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１２４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１２２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【００５７】
電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１２は、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９及び着信音発生部１２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１１５に、通信部１１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【００５８】
即ち、電圧検出部１１６と制御部１１２とによって、通信部１１４の動作を禁止し、その旨を表示部１１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１２６を備えることで、通信部１１４の機能をより確実に停止することができる。
【００５９】
本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、上述した圧電振動子１を備えているので、携帯情報機器自体の低コスト化を図ることができる。
【００６０】
（電波時計）
次に、本発明に係る電波時計１３０の一実施形態について、図１３を参照して説明する。本実施形態の電波時計１３０は、図１３に示すように、フィルタ部１３１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【００６１】
以下、電波時計１３０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１３２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１３３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１３１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子１は、上記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１３８、１３９をそれぞれ備えている。
【００６２】
更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１３４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１３６でカウントされる。ＣＰＵ１３６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１３８、１３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【００６３】
なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１３０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。
【００６４】
本実施形態の電波時計１３０によれば、上述した圧電振動子１を備えているので、電波時計自体の低コスト化を図ることができる。
【００６５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の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種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、ベース基板用ウエハ４０及びリッド基板用ウエハ４１をガラスウエハとしているが、これに限らず他の材料のものでも構わない。
【００６６】
また、上記実施形態では、ウエハ接合体４８を構成するリッド基板用ウエハ４１の外面４３とベース基板用ウエハ４０の外面４０ｂとを一括して研磨することで製造工程を短縮しているが、いずれか一方の外面のみを研磨してもよい。この場合には、ベース基板用ウエハ４０の外面４０ｂを研磨することが望ましい。キャビティ４となる凹部３ａが形成されたリッド基板用ウエハ４１は、凹部３ａの形成領域の厚さが薄くなっているので、研磨代４６の確保が困難である。これに対して、平板状のベース基板用ウエハ４０は研磨代４５の確保が容易であり、ベース基板用ウエハ４０の外面４０ｂを研磨することで、厚さ寸法を自在に調整することができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ４１とを陽極接合するため、接合工程（Ｓ２８）の前にベース基板用ウエハ研磨工程（Ｓ１６）およびリッド基板用ウエハ研磨工程（Ｓ２３）を行った。これに対して、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ４１とを低融点ガラスや接着剤等により接合する場合には、ベース基板用ウエハ研磨工程（Ｓ１６）およびリッド基板用ウエハ研磨工程（Ｓ２３）のうち一方または両方を、廃止または簡略化することができる。これにより、ウエハ接合体研磨工程（Ｓ２９）を追加した場合でも、製造効率の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６８】
Ｓ２９…ウエハ接合体研磨工程
Ｓ３２…切断工程
１…圧電振動子
１ａ…パッケージ
３ａ…凹部
４…キャビティ
５…圧電振動片
４０…ベース基板用ウエハ（ウエハ、第２ウエハ）
４０ｂ…ベース基板用ウエハの外面（ウエハ接合体の裏面）
４１…リッド基板用ウエハ（ウエハ、第１ウエハ）
４３…リッド基板用ウエハの外面（ウエハ接合体の表面）
４８…ウエハ接合体
１００…発振器
１１０…携帯情報機器（電子機器）
１３０…電波時計
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計に関する。
【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。この種の圧電振動子としては、例えば互いに接合されたベース基板及
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】
このタイプの圧電振動子は、ベース基板とリッド基板とが直接接合されることで２層構造になっており、両基板の間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が収納されている。 このような２層構造タイプの圧電振動子を製造する場合、リッド基板にキャビティ用の凹部を形成する一方、ベース基板上に圧電振動片をマウントした後、接合層を介して両基板を陽極接合する。これにより、キャビティ内に圧電振動片が気密封止された圧電デバイス（パッケージ）を製造するものである（特許文献１参照）。なお、複数のキャビティが形成されたリッド基板用ウエハと、ベース基板用ウエハとを接合した後に、複数の圧電デバイス（パッケージ）に分離する、ウエハレベルガラスパッケージの手法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１９８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の製造方法では、圧電デバイス等のパッケージは厚みが決まっているので、完成品の仕様に基づいて予め決められた厚さに研磨したウエハを接合する必要がある。そのため、パッケージが薄くなるほど１枚のウエハも薄くなり、ウエハの取扱いが面倒である。また、途中でパッケージの厚みが仕様変更になった場合には、厚みの決められたパッケージを他に転用することが難しく、無駄が生じてしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、厚みの薄いパッケージであってもこれを構成するウエハの取扱いを容易にすることができるとともに、ウエハ同士を接合した後でも他の厚さ寸法に自在に転用することができるパッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器、及び電波時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。本発明に係るパッケージの製造方法は、複数のウエハを接合して形成されたウエハ接合体の内部に、電子部品を封入可能なキャビティを備えたパッケージの製造方法であって、前記ウエハ接合体の表面および裏面のうち、少なくとも一方を研磨するウエハ接合体研磨工程を有することを特徴とする。
【０００８】
この発明に係るパッケージの製造方法においては、複数のウエハの接合後に全体の厚さを研磨によって調整するので、厚みを自由に調整することができ、個々のウエハの厚みの仕様を予め決めて生産を開始する必要がなく、ウエハ同士を接合した後でも他の厚さ寸法に自在に転用することができる。また、接合前にウエハの厚さを薄くする必要がないので、パッケージを構成するウエハの取り扱いを容易にすることができる。
【０００９】
また、本発明に係るパッケージの製造方法は、前記ウエハ接合体研磨工程では、前記ウエハ接合体の表面および裏面を一括して研磨することを特徴とする。
【００１０】
この発明に係るパッケージの製造方法においては、全体の製造工程を短縮することができる。
【００１１】
また、本発明に係るパッケージの製造方法は、前記ウエハ接合体は、前記キャビティとなる凹部が形成された第１ウエハと、平板状の第２ウエハとを接合して形成され、前記ウエハ接合体研磨工程では、前記ウエハ接合体の表面および裏面のうち、前記第２ウエハの外面を研磨することを特徴とする。
【００１２】
この発明に係るパッケージの製造方法においては、キャビティとなる凹部が形成された第１ウエハは、凹部形成領域の厚さが薄くなっているので、研磨代の確保が困難である。これに対して、平板状の第２ウエハは研磨代の確保が容易であり、第２ウエハの外面を研磨することで、厚さ寸法を自在に調整することができる。
【００１３】
また、本発明に係るパッケージの製造方法は、前記ウエハは、ガラスウエハであることを特徴とする。
【００１４】
この発明に係るパッケージの製造方法においては、ガラス研磨方法を用いてウエハ接合体を容易に研磨することができる。
【００１５】
また、本発明に係るパッケージの製造方法は、前記ウエハ接合体の内部には、複数の前記キャビティが形成され、前記ウエハ接合体研磨工程の後に、前記キャビティを備えた複数のパッケージに前記ウエハ接合体を切断する切断工程を有することを特徴とする。
【００１６】
この発明に係るパッケージの製造方法においては、ウエハレベルでバッチ処理を行うことで製造効率を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る圧電振動子は、上記本発明の圧電振動片を有することを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る圧電振動子においては、パッケージの厚さ寸法を自在に調整して仕様違いに対応できるので、製造コストを低減することができる。
【００１９】
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する。
本発明に係る電子機器は、上記本発明の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明に係る電波時計は、上記本発明の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２０】
この発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、上述した圧電振動子を備えているので、同様に低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、厚みの薄いパッケージであってもこれを構成するウエハの取扱いを容易にすることができるとともに、ウエハ同士を接合した後でも他の厚さ寸法に自在に転用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態による圧電振動子の一例を示す外観斜視図である。
【図２】（ａ）は（ｂ）に示す圧電振動子のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す圧電振動子のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】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４】図１に示す圧電振動子を製造する流れを示すフローチャートである。
【図５】図１に示す圧電振動子に備えるベース基板を形成するベース基板用ウエハを示す斜視図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図２（ａ）、（ｂ）に示す圧電振動子に備える貫通電極を形成する工程を示す図である。
【図７】図１に示す圧電振動子に備えるリッド基板を形成するリッド基板用ウエハを示す断面図である。
【図８】図７に示す状態から、リッド基板用ウエハに凹部を加工した状態を示す図である。
【図９】リッド基板用ウエハを平面からみた図である。
【図１０】（ａ）ベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとを接合した状態、（ｂ）接合後に表裏面を研磨した状態を示す図である。
【図１１】本発明に係る発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１２】本発明に係る電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１３】本発明に係る電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態によるパッケージの製造方法について、図１乃至図１０に基づいて説明する。
図１及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態による圧電振動子１はベース基板２とリッド基板３とで２層に積層されたパッケージ１ａを備えており、パッケージ１ａ内部のキャビティ４内に圧電振動片５が収納された表面実装型の圧電振動子１である。そして、圧電振動片５とベース基板２の外側に設置された外部電極６、７とが、ベース基板２を貫通する一対の貫通電極８、９によって電気的に接続されている。
【００２４】
ベース基板２は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明な絶縁基板で板状に形成されている。ベース基板２には、一対の貫通電極８、９が形成される一対のスルーホール（貫通孔）２１、２２が形成されている。スルーホール２１、２２はベース基板２の下面から上面に向かって漸次径が縮径した断面テーパー形状をなしている。
【００２５】
リッド基板３は、ベース基板２と同様に、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、ベース基板２に重ね合わせ可能な大きさの板状に形成されている。そして、リッド基板３のベース基板２が接合される接合面側には、圧電振動片５が収容される矩形状の凹部３ａが形成されている。
【００２６】
この凹部３ａは、ベース基板２およびリッド基板３が重ね合わされたときに、圧電振動片５を収容するキャビティ４を形成する。そして、リッド基板３は、この凹部３ａをベース基板２側に対向させた状態でベース基板２に対して接合膜２３を介して陽極接合されている。
【００２７】
圧電振動片５は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、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５は、平行に配置された一対の振動腕部２４、２５と、該一対の振動腕部２４、２５の基端側を一体的に固定する基部２６と、からなる平面視略コの字型で、一対の振動腕部２４、２５の外表面上には、振動腕部２４、２５を振動させる図示しない一対の第１の励振電極と第２の励振電極とからなる励振電極と、第１の励振電極及び第２の励振電極に電気的に接続された一対のマウント電極とを有している。
【００２８】
そして、圧電振動片５の第１の励振電極が、一方のマウント電極および一方の貫通電極８を介して一方の外部電極６に電気的に接続され、圧電振動片５の第２の励振電極が、他方のマウント電極、引き回し電極２７および他方の貫通電極９を介して、他方の外部電極７に電気的に接続されている。圧電振動片５は、導電性接着剤２８等によりベース基板２に実装されている。外部電極６、７は、ベース基板２底面の長手方向の両端に設置されている。
【００２９】
貫通電極８、９は、スルーホール２１、２２の中心軸に配設された芯材部３１と、芯材部３１とスルーホール２１、２２との間に充填されたガラスフリット３２ａが焼成されて形成された筒体３２とから構成されている。一方の貫通電極８は、外部電極６の上方で基部２６の下方に位置しており、他方の貫通電極９は、外部電極７の上方で引き回し電極２７の下方に位置している。
貫通電極８、９は、筒体３２が芯材部３１をスルーホール２１、２２に対して一体的に固定しており、芯材部３１および筒体３２がスルーホール２１、２２を完全に塞いでキャビティ４内の気密を維持している。
【００３０】
芯材部３１は、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（４２アロイ）などの、熱膨張係数αがガラスフリット３２ａよりも小さい材料（α＝６〜７ｐｐｍ）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の厚みと同じ厚さである。なお、貫通電極８、９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３１は、円柱状でベース基板２の厚み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３に示すような、芯材部３１の一方の端部に連結された平板状の土台部３６と共に鋲体３７を形成している。また、この土台部３６は製造過程において、研磨されて除去される。
貫通電極８、９は、導電性の芯材部３１を通して電気導通性が確保されている。
【００３１】
筒体３２は、ペースト状のガラスフリット（封着材料）３２ａが焼成されたもので、両端が平坦で且つベース基板２と略同じ厚さで、中心軸に芯材部３１が貫通する貫通孔が形成されている。筒体３２は、スルーホール２１、２２と同形のテーパー状の外形をしている。そして、この筒体３２は、スルーホール２１、２２内に埋め込まれた状態で焼成されており、スルーホール２１、２２に対して強固に固着されると共に芯材部３１を強固に固定している。
【００３２】
（パッケージの製造方法）
次に上述した圧電振動片を収容したパッケージ（圧電振動子）の製造方法について図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。本実施形態では、ウエハレベルガラスパッケージの手法を採用し、ウエハレベルで各工程を行った後に、ウエハ接合体を切断して複数の圧電振動子を形成する。ウエハレベルでバッチ処理を行うことで、製造効率を向上させることができる。
【００３３】
まず、後にベース基板２となるベース基板用ウエハ４０を製作する工程を行う（Ｓ１０）。まず、図５に示すような、円板状の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（Ｓ１１）。なお、図５では、ベース基板用ウエハ４０の一部分を示しており、実際のベース基板用ウエハ４０は円板状である。また、図５中の点線Ｍは、後の切断工程においてベース基板用ウエハ４０を切断する切断線を図示している。
【００３４】
続いて、ベース基板用ウエハ４０に貫通電極８、９を形成する貫通電極形成工程を行う（Ｓ１０Ａ）。具体的には、図６（ａ）に示すような、ベース基板用ウエハ４０を貫通する一対のスルーホール２１、２２を複数形成する（Ｓ１２）。続いて、スルーホール２１、２２内に中心軸を合わせて鋲体３７の芯材部３１を上側から挿入し、この鋲体３７の土台部３６とベース基板用ウエハ４０とを接触させて上下反転させる（Ｓ１３）。このとき、図６（ｂ）に示すように、スルーホール２１、２２はそのテーパー形状が下方に向かって漸次径が縮径する向きで、鋲体３７は土台部３６の上側に芯材部３１が位置する向きで配置される。土台部３６の平面形状はスルーホール２１、２２の小径側２１ａ、２２ａの開口よりも大きく、この小径側２１ａ、２２ａの開口を塞ぐことができる形状とする。そして、図６（ｃ）に示すように、スルーホール２１、２２と芯材部３１との隙間にペースト状のガラスフリット３２ａを充填し（Ｓ１４）、所定の温度で焼成しガラスフリット３２ａを固化させる（Ｓ１５）。
【００３５】
続いて、ベース基板用ウエハ研磨工程を行う（Ｓ１６）。まず、鋲体３７の土台部３６を研磨して除去する（Ｓ１７）。土台部３６の研磨は、不図示の片面研磨装置を使用して行う。そして、土台部３６を撤去して、図６（ｄ）に示すように、芯材部３１のみを筒体３２の内部に残す。
【００３６】
そして、土台部３６が撤去されたベース基板用ウエハ４０の両面（内面４０ａおよび外面４０ｂ）を研磨する工程を行う（Ｓ１８）。
両面を研磨する工程は、主に焼成によりくぼみが生じたフリットガラスを平坦にするためのもので、不図示の両面研磨装置を使用して行う。外面４０ｂについては、最終寸法まで仕上げるのではなく、所定の研磨代を残した状態まで研磨する。ベース基板用ウエハ４０の厚さを残すことで、ベース基板用ウエハ４０の剛性が高くなって取り扱いが容易になる。
【００３７】
次に、ベース基板用ウエハ４０の上面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（Ｓ１９）と共に、引き回し電極を形成する引き回し電極形成工程を行う（Ｓ２０）。このようにして、ベース基板用ウエハ４０の製作工程が終了する。
【００３８】
ベース基板用ウエハ４０の製作と同時または前後のタイミングで、陽極接合を行う直前の状態まで、後にリッド基板３となるリッド基板用ウエハを製作する（Ｓ２０）。具体的には、図７に示すように、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した円板状のリッド基板用ウエハ４１を形成する（Ｓ２１）。次いで、図８，９に示すように、リッド基板用ウエハ４１の接合面４２に、プレス加工やエッチング等により行列方向にキャビティＣ用の凹部３ａを複数形成する凹部形成工程を行う（Ｓ２２）
【００３９】
次に、リッド基板用ウエハ４１の少なくとも接合面４２を研磨するリッド基板用ウエハ研磨工程（Ｓ２３）を行う。リッド基板用ウエハ研磨工程（Ｓ２３）では、まず図示しない両面研磨装置を用い、リッド基板用ウエハ４１の両面（接合面４２及び外面４３）をラッピング（粗削り）する（ラッピング工程：Ｓ２４）。外面４３については、最終寸法まで仕上げるのではなく、所定の研磨代を残した状態まで研磨する。リッド基板用ウエハ４１の厚さを残すことで、リッド基板用ウエハ４１の剛性が高くなって取り扱いが容易になる。
【００４０】
続いて、リッド基板用ウエハ４１の少なくとも接合面４２を鏡面仕上げするために、ポリッシュ工程を行う（Ｓ２５）。このポリッシュ工程では、リッド基板用ウエハ４１の両面４２，４３を一括して研磨する不図示の両面研磨装置を使用して行う。ポリッシュ工程で使用する研磨パッドとしては、例えば不織布やスエード状の研磨布であるセリウムパッド等が好適に用いられる。
【００４１】
そして、ベース基板用ウエハ４０の内面４０ａに圧電振動片５をマウントするマウント工程を行う（Ｓ２６）。次に、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４１を重ね合わせる、重ね合わせ工程を行う（Ｓ２７）。これにより、マウントされた圧電振動片５が、リッド基板用ウエハ４１に形成された凹部３ａ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。
【００４２】
重ね合わせ工程後、重ね合わせた２枚のウエハ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ウエハ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（Ｓ２８）。具体的には、接合膜２３とリッド基板用ウエハ４１との間に所定の電圧を印加する。すると、接合膜２３とリッド基板用ウエハ４１との界面に電気化学的な反応が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して陽極接合される。これにより、圧電振動片５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４１とが接合したウエハ接合体４８を得ることができる。
【００４３】
得られたウエハ接合体４８には、図１０（ａ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０の外面４０ｂには研磨代４５が、またリッド基板用ウエハ４１の外面４３には研磨代４６が、それぞれ残されている。そこで、ウエハ接合体研磨工程（Ｓ２９）として、ウエハの表裏両面を研磨する不図示の両面研磨装置を使用し、研磨代４５，４６を一括して研磨して、図１０（ｂ）に示すように所定の厚みに仕上げる。なお、ベース基板用ウエハ４０およびリッド基板用ウエハ４１はともにガラスウエハであるため、公知のガラス研磨方法を用いてウエハ接合体４８を容易に研磨することができる。
【００４４】
そして、一対の貫通電極８、９にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極６、７を形成し（Ｓ３０）、圧電振動子１の周波数を微調整する（Ｓ３１）。そして、ウエハ接合体４８を小片化する切断を行い（Ｓ３２）、内部の電気特性検査（Ｓ３３）を行うことで圧電振動片を収容したパッケージ（圧電振動子１）が形成される。
【００４５】
本実施形態のパッケージの製造方法によれば、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ４１とを陽極接合する前に各ウエハ４０，４１のすべての研磨代を除去するのではなく、陽極接合後に両面の研磨代を一括して除去する。すなわち、各ウエハ単体ではなく接合後に全体の厚さを調整するので、パッケージ１ａの厚みを自由に調整することができ、個々のウエハの厚みの仕様を予め決めて生産を開始する必要がなく、各ウエハ同士を接合した後でも他の厚さ寸法に自在に転用することができる。また、接合前に各ウエハ４０，４１の厚さを薄くする必要がないので、パッケージ１ａを構成するベース基板用ウエハ４０およびリッド基板用ウエハ４１の取り扱いを容易にすることができる。
【００４６】
また、本実施形態の圧電振動子１によれば、パッケージ１ａの厚さ寸法を自在に調整して仕様違いに対応できるので、製造コストを低減することができる。
【００４７】
（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１１を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図１１に示すように、上述した圧電振動子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。
【００４８】
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の圧電振動片５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。
【００４９】
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５が振動する。この振動は、圧電振動片５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。
【００５０】
本実施形態の発振器１００によれば、上述した圧電振動子１を備えているので、発振器１００自体の低コスト化を図ることができる。
【００５１】
（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図１２を参照して説明する。なお電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１１０を例にして説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【００５２】
次に、本実施形態の携帯情報機器１１０の構成について説明する。
この携帯情報機器１１０は、図１２に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１１１とを備えている。電源部１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１には、各種制御を行う制御部１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１３と、外部との通信を行う通信部１１４と、各種情報を表示する表示部１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【００５３】
制御部１１２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【００５４】
計時部１１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片５が振動し、該振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１１２と信号の送受信が行われ、表示部１１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【００５５】
通信部１１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９、増幅部１２０、音声入出力部１２１、電話番号入力部１２２、着信音発生部１２３及び呼制御メモリ部１２４を備えている。
無線部１１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１１８は、無線部１１７又は増幅部１２０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１２０は、音声処理部１１８又は音声入出力部１２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１２１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【００５６】
また、着信音発生部１２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１１９は、着信時に限って、音声処理部１１８に接続されている増幅部１２０を着信音発生部１２３に切り替えることによって、着信音発生部１２３において生成された着信音が増幅部１２０を介して音声入出力部１２１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１２４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１２２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【００５７】
電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１２は、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９及び着信音発生部１２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１１５に、通信部１１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【００５８】
即ち、電圧検出部１１６と制御部１１２とによって、通信部１１４の動作を禁止し、その旨を表示部１１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１２６を備えることで、通信部１１４の機能をより確実に停止することができる。
【００５９】
本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、上述した圧電振動子１を備えているので、携帯情報機器自体の低コスト化を図ることができる。
【００６０】
（電波時計）
次に、本発明に係る電波時計１３０の一実施形態について、図１３を参照して説明する。本実施形態の電波時計１３０は、図１３に示すように、フィルタ部１３１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【００６１】
以下、電波時計１３０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１３２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１３３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１３１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子１は、上記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１３８、１３９をそれぞれ備えている。
【００６２】
更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１３４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１３６でカウントされる。ＣＰＵ１３６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１３８、１３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【００６３】
なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１３０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。
【００６４】
本実施形態の電波時計１３０によれば、上述した圧電振動子１を備えているので、電波時計自体の低コスト化を図ることができる。
【００６５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の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種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、ベース基板用ウエハ４０及びリッド基板用ウエハ４１をガラスウエハとしているが、これに限らず他の材料のものでも構わない。
【００６６】
また、上記実施形態では、ウエハ接合体４８を構成するリッド基板用ウエハ４１の外面４３とベース基板用ウエハ４０の外面４０ｂとを一括して研磨することで製造工程を短縮しているが、いずれか一方の外面のみを研磨してもよい。この場合には、ベース基板用ウエハ４０の外面４０ｂを研磨することが望ましい。キャビティ４となる凹部３ａが形成されたリッド基板用ウエハ４１は、凹部３ａの形成領域の厚さが薄くなっているので、研磨代４６の確保が困難である。これに対して、平板状のベース基板用ウエハ４０は研磨代４５の確保が容易であり、ベース基板用ウエハ４０の外面４０ｂを研磨することで、厚さ寸法を自在に調整することができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ４１とを陽極接合するため、接合工程（Ｓ２８）の前にベース基板用ウエハ研磨工程（Ｓ１６）およびリッド基板用ウエハ研磨工程（Ｓ２３）を行った。これに対して、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ４１とを低融点ガラスや接着剤等により接合する場合には、ベース基板用ウエハ研磨工程（Ｓ１６）およびリッド基板用ウエハ研磨工程（Ｓ２３）のうち一方または両方を、廃止または簡略化することができる。これにより、ウエハ接合体研磨工程（Ｓ２９）を追加した場合でも、製造効率の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６８】
Ｓ２９…ウエハ接合体研磨工程
Ｓ３２…切断工程
１…圧電振動子
１ａ…パッケージ
３ａ…凹部
４…キャビティ
５…圧電振動片
４０…ベース基板用ウエハ（ウエハ、第２ウエハ）
４０ｂ…ベース基板用ウエハの外面（ウエハ接合体の裏面）
４１…リッド基板用ウエハ（ウエハ、第１ウエハ）
４３…リッド基板用ウエハの外面（ウエハ接合体の表面）
４８…ウエハ接合体
１００…発振器
１１０…携帯情報機器（電子機器）
１３０…電波時計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のウエハを接合して形成されたウエハ接合体の内部に、電子部品を封入可能なキャビティを備えたパッケージの製造方法であって、
前記ウエハ接合体の表面および裏面のうち、少なくとも一方を研磨するウエハ接合体研磨工程を有することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項２】
前記ウエハ接合体研磨工程では、前記ウエハ接合体の表面および裏面を一括して研磨することを特徴とする請求項１に記載のパッケージの製造方法。
【請求項３】
前記ウエハ接合体は、前記キャビティとなる凹部が形成された第１ウエハと、平板状の第２ウエハとを接合して形成され、
前記ウエハ接合体研磨工程では、前記ウエハ接合体の表面および裏面のうち、前記第２ウエハの外面を研磨することを特徴とする請求項１に記載のパッケージの製造方法。
【請求項４】
前記ウエハは、ガラスウエハであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のパッケージの製造方法。
【請求項５】
前記ウエハ接合体の内部には、複数の前記キャビティが形成され、
前記ウエハ接合体研磨工程の後に、前記キャビティを備えた複数のパッケージに前記ウエハ接合体を切断する切断工程を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のパッケージの製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のパッケージの製造方法によって製造されたパッケージの前記キャビティの内部に、前記電子部品として圧電振動片が封入されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電振動子が、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する発振器。
【請求項８】
請求項６に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項６に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
【請求項１】
複数のウエハを接合して形成されたウエハ接合体の内部に、電子部品を封入可能なキャビティを備えたパッケージの製造方法であって、
前記ウエハ接合体の表面および裏面のうち、少なくとも一方を研磨するウエハ接合体研磨工程を有することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項２】
前記ウエハ接合体研磨工程では、前記ウエハ接合体の表面および裏面を一括して研磨することを特徴とする請求項１に記載のパッケージの製造方法。
【請求項３】
前記ウエハ接合体は、前記キャビティとなる凹部が形成された第１ウエハと、平板状の第２ウエハとを接合して形成され、
前記ウエハ接合体研磨工程では、前記ウエハ接合体の表面および裏面のうち、前記第２ウエハの外面を研磨することを特徴とする請求項１に記載のパッケージの製造方法。
【請求項４】
前記ウエハは、ガラスウエハであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のパッケージの製造方法。
【請求項５】
前記ウエハ接合体の内部には、複数の前記キャビティが形成され、
前記ウエハ接合体研磨工程の後に、前記キャビティを備えた複数のパッケージに前記ウエハ接合体を切断する切断工程を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のパッケージの製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のパッケージの製造方法によって製造されたパッケージの前記キャビティの内部に、前記電子部品として圧電振動片が封入されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電振動子が、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する発振器。
【請求項８】
請求項６に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項６に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
【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１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２０５２５５（Ｐ２０１２−２０５２５５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７０５３３（Ｐ２０１１−７０５３３）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【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１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【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）】
[ Back to top ]