パッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計
【課題】焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することにより、キャビティ内の気密を維持しつつ導通不良のない貫通電極を形成することができるパッケージの製造方法、この製造方法により製造された圧電振動子、この圧電振動子を備えた発振器、電子機器および電波時計を提供する。
【解決手段】第１ガラスフリット６１に重ねて、貫通孔３０内に第２ガラスフリット６３を充填して仮乾燥させる第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａと、貫通孔内に充填された第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３を焼成して硬化させる焼成工程Ｓ３７と、を有し、第２ガラスフリット６３に含有される第２ガラス粒子６３ａの第２粒径は、第１ガラスフリット６１に含有される第２ガラス粒子６１ａの第１粒径よりも大きいことを特徴とする。
【解決手段】第１ガラスフリット６１に重ねて、貫通孔３０内に第２ガラスフリット６３を充填して仮乾燥させる第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａと、貫通孔内に充填された第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３を焼成して硬化させる焼成工程Ｓ３７と、を有し、第２ガラスフリット６３に含有される第２ガラス粒子６３ａの第２粒径は、第１ガラスフリット６１に含有される第２ガラス粒子６１ａの第１粒径よりも大きいことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計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には、時刻源や制御信号などのタイミング源、リファレンス信号源などとして水晶など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、その一つとして、２層構造タイプの表面実装型の圧電振動子が知られている。
【０００３】
このタイプの圧電振動子は、第１基板と第２基板とが直接接合されることでパッケージ化された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の１つとして、ベース基板に形成された貫通電極により、キャビティの内側に封入された圧電振動片とベース基板の外側に形成された外部電極とを導通させた圧電振動子が知られている（特許文献１参照)。
【０００４】
上述した２層構造タイプの圧電振動子において、貫通電極は、圧電振動片と外部電極とを導通させるとともに、貫通孔を塞いでキャビティ内の気密を維持するという２つの大きな役割を担っている。特に、貫通電極と貫通孔との密着が不十分であると、キャビティ内の気密が損なわれてしまう虞がある。このような不具合をなくすためにも、貫通孔の内周面に強固に密着し貫通孔を完全に塞いだ状態で貫通電極を形成する必要がある。
【０００５】
ところで、特許文献１には、金属からなるピン部材（本発明の金属ピンに相当）を導電材料として用いることにより、貫通電極を形成することが記載されている。貫通電極を形成する具体的な方法としては、後にベース基板となるベース基板用ウエハを加熱した後、ベース基板用ウエハが熱軟化状態にあるうちに、貫通孔にピン部材を打ち込むことが記載されている。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されている、貫通孔にピン部材を打ち込むことにより貫通電極を形成する方法は、ピン部材と貫通孔との間隙を完全に塞ぐのが困難である。したがって、キャビティ内の気密性を確保できない虞がある。また、ベース基板用ウエハは多数の貫通孔を有している。したがって、ベース基板用ウエハが熱軟化状態にあるうちに、全ての貫通孔にピン部材を打ち込むのは多大な工数を要する。
【０００７】
上記の問題を解決するために、導電性の金属ピンとガラスフリットとを用いて貫通電極を形成する方法が提案されている。具体的な貫通電極の形成方法としては、まず、平板状の土台部から立設された金属ピンを貫通孔（本発明の凹部に相当）内に挿入した状態で、貫通孔と金属ピンとの間隙にガラスフリットを充填する。ガラスフリットは主に粉末状のガラス粒子と溶媒である有機溶剤とで構成される。そして、充填したガラスフリットを焼成して貫通孔、金属ピンおよびガラスフリットを一体化させた後、土台部を研磨して除去することにより貫通電極を形成する。
【０００８】
上述したガラスフリットの焼成は、ガラスフリットが充填されたベース基板用ウエハを焼成炉に投入し、所定の雰囲気温度下で所定時間保持することにより行われる。ガラスフリットを焼成することによりガラス粒子が溶融し、ガラス粒子間の隙間が閉塞されるので、強固に密着した状態で貫通孔を完全に塞ぐことができる。なお、ガラスフリットを焼成すると、ガラスフリットに含まれる有機成分が蒸発してガラスフリット内部にガスが発生する。このガスは、ガラスフリットの外側の露出部分から外部に放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１２４８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記のように焼成炉に投入して所定の雰囲気温度下で保持して焼成を行う場合、貫通孔内部に充填されたガラスフリットは外側から温度が上昇するため、ガラスフリットの外側から内部に向かって焼成が進行していく。このとき、焼成完了後の外側のガラスフリットが蓋として作用してしまうため、ガラスフリット内部で発生したガスがガラスフリット外部へ放出されにくくなる。そして、そのままガラスフリットの焼成が完了すると、ガラスフリット内部にガスによる気泡が残留して、ガラスフリット焼成後のガラス内部に空隙が形成される虞がある。そして、この空隙により、貫通孔および金属ピンと焼成後のガラスとが密着できず、キャビティ内の気密性が損なわれる虞がある。また、この空隙により、土台部を除去して貫通電極を形成したときに、貫通電極表面に凹部が形成される。そして、凹部上に電極膜を成膜すると、凹部の周縁部の膜厚が薄くなって電極膜が断切れを起こし、貫通電極の確実な導通が確保できなくなる虞がある。
【００１１】
そこで本発明は、焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することにより、キャビティ内の気密を維持しつつ導通不良のない貫通電極を形成することができるパッケージの製造方法、この製造方法により製造された圧電振動子、この圧電振動子を備えた発振器、電子機器および電波時計の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明の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第１基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記パッケージの外側とを導通する貫通電極を形成する貫通電極形成工程を備え、前記貫通電極形成工程は、前記第１基板の第１面に第１開口部を有する凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部に金属ピンを挿入する金属ピン配置工程と、前記凹部内に第１ガラスフリットを充填して仮乾燥させる第１ガラスフリット充填工程と、前記第１ガラスフリットに重ねて、前記凹部内に第２ガラスフリットを充填して仮乾燥させる第２ガラスフリット充填工程と、前記凹部内に充填された前記第１ガラスフリットおよび前記第２ガラスフリットを焼成して硬化させる焼成工程と、少なくとも前記第１基板の第２面を研磨して前記金属ピンを前記第２面に露出させる研磨工程と、を有し、前記第２ガラスフリットに含有される第２ガラス粒子の第２粒径は、前記第１ガラスフリットに含有される第１ガラス粒子の第１粒径よりも大きいことを特徴とする。
本発明によれば、第２ガラス粒子の第２粒径は、第１ガラス粒子の第１粒径よりも大きいので、第２ガラス粒子の熱容量は第１ガラス粒子の熱容量よりも大きくなる。そのため、焼成工程では、第１ガラス粒子の溶融完了よりも第２ガラス粒子の溶融完了の方が遅くなる。また、第１ガラスフリットに重ねて第２ガラスフリットを充填しているので、凹部の底部側に第１ガラスフリットが充填され、凹部の第１開口部側に第２ガラスフリットが充填される。よって、第１ガラスフリットから発生したガスは、第２ガラスフリットによって蓋をされることなく、第２ガラス粒子間の間隙を流通して、凹部の第１開口部から外部に放出される。これにより、第１ガラスフリットおよび第２ガラスフリットの内部にはガスによる気泡が残留しにくいので、焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することができる。したがって、凹部および金属ピンと焼成後のガラスとは空隙が発生することなく良好に密着するので、キャビティ内の気密を維持しつつ、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【００１３】
また、前記第１ガラスフリットの粘度は、前記第２ガラスフリットの粘度以下であることが望ましい。
本発明によれば、粘度が低い第１ガラスフリットを先に充填するので、第１ガラスフリットを凹部内部の隅々まで行き渡らせることができる。これにより、第１ガラスフリット充填時に、凹部内に空隙が発生するのを抑制することができる。
【００１４】
また、前記凹部は、前記第２面側から前記第１面側にかけて、内形が次第に大きくなるように形成されていることが望ましい。
本発明によれば、第１開口部の内形が大きいので、第１および第２ガラスフリットの内部で発生したガスは、第２ガラスフリットの外側の露出部分から外部に放出され易くなる。さらに、第１開口部からガラスフリットを充填することにより、凹部と金属ピンとの間隙に容易にガラスフリットを充填することができる。
【００１５】
また、本発明の圧電振動子は、上述したパッケージ製造方法により製造した前記パッケージにおける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。
本発明によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造されたパッケージの内部に圧電振動子を封入しているので、性能が良好で信頼性に優れた圧電振動子を提供することができる。
【００１６】
本発明の発振器は、上述した圧電振動子が、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。
本発明の電子機器は、上述した圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の電波時計は、上述した圧電振動子が、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。
【００１７】
本発明にかかる発振器、電子機器および電波時計によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ、貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造された圧電振動子を備えているので、性能が良好で信頼性に優れた発振器、電子機器および電波時計を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第２ガラス粒子の第２粒径は、第１ガラス粒子の第１粒径よりも大きいので、第２ガラス粒子の熱容量は第１ガラス粒子の熱容量よりも大きくなる。そのため、焼成工程では、第１ガラス粒子の溶融完了よりも第２ガラス粒子の溶融完了の方が遅くなる。また、第１ガラスフリットに重ねて第２ガラスフリットを充填しているので、凹部の底部側に第１ガラスフリットが充填され、凹部の第１開口部側に第２ガラスフリットが充填される。よって、第１ガラスフリットから発生したガスは、第２ガラスフリットによって蓋をされることなく、第２ガラス粒子間の間隙を流通して、凹部の第１開口部から外部に放出される。これにより、第１ガラスフリットおよび第２ガラスフリットの内部にはガスによる気泡が残留しにくいので、焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することができる。したがって、凹部および金属ピンと焼成後のガラスとは空隙が発生することなく良好に密着するので、キャビティ内の気密を維持しつつ、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態における圧電振動子を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示す圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】圧電振動片の平面図である。
【図６】圧電振動片の底面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図８】圧電振動子の製造方法のフローチャートである。
【図９】ウエハ体の分解斜視図である。
【図１０】貫通孔の説明図である。
【図１１】金属ピンの説明図であり、図１１（ａ）は斜視図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図１２】金属ピン配置工程の説明図である。
【図１３】第１ガラスフリット充填工程の説明図であり、図１３（ａ）は第１ガラスフリット充填時の説明図であり、図１３（ｂ）は仮乾燥後の説明図である。
【図１４】第２ガラスフリット充填工程の説明図であり、図１４（ａ）は第２ガラスフリット充填時の説明図であり、図１４（ｂ）は仮乾燥後の説明図である。
【図１５】焼成工程の説明図である。
【図１６】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１７】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１８】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】
【００２０】
（第１実施形態、圧電振動子）
以下、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。
なお、以下において、第１基板をベース基板とし、ベース基板に接合される基板をリッド基板として説明する。さらに、パッケージ（圧電振動子）におけるベース基板の外側の面を第１面Ｌとし、ベース基板のリッド基板との接合面を第２面Ｕとして説明する。
図１は圧電振動子の外観斜視図である。
図２は圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態の平面図である。
図３は図２のＡ−Ａ線における断面図である。
図４は図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。
なお、図４においては、図面を見易くするために後述する励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７および重り金属膜２１の図示を省略している。
図１から図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２およびリッド基板３が接合膜３５を介して陽極接合されたパッケージ９と、パッケージ９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。
【００２１】
（圧電振動片）
図５は圧電振動片の平面図である。
図６は圧電振動片の底面図である。
図７は図５のＢ−Ｂ線における断面図である。
図５から図７に示すように、圧電振動片４は、水晶やタンタル酸リチウム、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。圧電振動片４は、平行に配置された一対の振動腕部１０，１１と、前記一対の振動腕部１０，１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、一対の振動腕部１０，１１の両主面上に形成された溝部１８とを備えている。この溝部１８は、該振動腕部１０，１１の長手方向に沿って振動腕部１０，１１の基端側から略中間付近まで形成されている。
【００２２】
励振電極１５および引き出し電極１９，２０は、後述するマウント電極１６，１７の下地層と同じ材料のクロム（Ｃｒ）により単層膜が形成されている。これにより、マウント電極１６，１７の下地層を成膜するのと同時に、励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜することができる。
【００２３】
励振電極１５は、一対の振動腕部１０，１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極である。励振電極１５を構成する第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、一対の振動腕部１０，１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。
【００２４】
本実施形態のマウント電極１６，１７は、Ｃｒと金（Ａｕ）との積層膜であり、水晶と密着性の良いＣｒ膜を下地層として成膜した後に、表面にＡｕの薄膜を仕上げ層として成膜することにより形成される。
【００２５】
一対の振動腕部１０，１１の先端には、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜２１が被膜されている。この重り金属膜２１は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜２１ａと、微小に調整する際に使用される微調膜２１ｂとに分かれている。これら粗調膜２１ａおよび微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０，１１の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。
【００２６】
（パッケージ）
図１、図３および図４に示すように、ベース基板２およびリッド基板３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる陽極接合可能な基板であり、略板状に形成されている。リッド基板３におけるベース基板２との接合面側には、圧電振動片４を収容するキャビティ用凹部３ａが形成されている。
【００２７】
リッド基板３におけるベース基板２との接合面側の全体に、陽極接合用の接合膜３５が形成されている。すなわち接合膜３５は、キャビティ用凹部３ａの内面全体に加えて、キャビティ用凹部３ａの周囲の額縁領域に形成されている。本実施形態の接合膜３５はシリコン膜で形成されているが、接合膜３５をアルミニウム（Ａｌ）やＣｒ等で形成することも可能である。後述するように、この接合膜３５とベース基板２とが陽極接合され、キャビティＣが真空封止されている。
【００２８】
図３に示すように、圧電振動子１は、ベース基板２を厚さ方向に貫通し、キャビティＣの内側と圧電振動子１の外側とを導通する貫通電極３２，３３を備えている。そして、貫通電極３２，３３は、ベース基板２を貫通する貫通孔（凹部）３０，３１内に配置され、圧電振動片４と外部とを電気的に接続する金属ピン７と、貫通孔３０，３１と金属ピン７との間に充填される筒体６と、を有している。
【００２９】
図２および図３に示すように、貫通孔３０，３１は、圧電振動子１を形成したときにキャビティＣ内に収まるように形成される。より詳しく説明すると、本実施形態の貫通孔３０，３１は、後述するマウント工程で実装される圧電振動片４の基部１２側に対応した位置に一方の貫通孔３０が形成され、振動腕部１０，１１の先端側に対応した位置に他方の貫通孔３１が形成される。図３に示すように、本実施形態の貫通孔３０，３１は、第２面Ｕ側から第１面Ｌ側にかけて、内形が次第に大きくなるように形成されており、貫通孔３０，３１の中心軸Ｏを含む断面形状がテーパ状となるように形成されている。なお、貫通孔３０，３１の内周面のテーパ角度は、貫通孔３０，３１の中心軸Ｏに対して１０度から２０度程度となるように形成される。また、本実施形態では、貫通孔３０，３１の中心軸Ｏに垂直な方向の断面形状は、円形状となるように形成されている。
【００３０】
以下に貫通電極の説明をする。なお、以下には貫通電極３２を例にして説明するが、貫通電極３３についても同様である。また、貫通電極３３、引き回し電極３７および外部電極３９の関係についても、貫通電極３２、引き回し電極３６および外部電極３９と同様の関係となっている。
【００３１】
貫通電極３２は、図３に示すように、貫通孔３０の内部に配置された金属ピン７および筒体６によって形成されたものである。
金属ピン７は、ベース基板２に形成された貫通孔３０の第２面Ｕ側における直径より少し小さい直径を有し、貫通孔３０の深さと略同一の長さを有する円柱状の部材である。
金属ピン７は、ステンレスや銀（Ａｇ）、Ｎｉ合金、Ａｌ等の金属材料により形成された導電性の部材であり、特に、鉄（Ｆｅ）を５８重量パーセント、Ｎｉを４２重量パーセント含有する合金（４２アロイ）で形成することが望ましい。金属ピン７は、鍛造やプレス加工により成型される。
【００３２】
本実施形態では、筒体６は、後述する第１ガラスフリットおよび第２ガラスフリットが焼成されたものである。具体的には、筒体６の小径側（第２面Ｕ側）が第１ガラスフリットを焼成したもので形成され、大径側（第１面Ｌ側）が第２ガラスフリットを焼成したもので形成されている。筒体６は、両端が平坦で且つベース基板２と略同じ厚みに形成されている。筒体６の中心には、金属ピン７が筒体６を貫通するように配されており、筒体６は、金属ピン７および貫通孔３０に対して強固に固着している。このように、筒体６および金属ピン７は、貫通孔３０を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持しているとともに、後述する引き回し電極３６と外部電極３８とを導通させる役割を担っている。
【００３３】
図２から図４に示すように、ベース基板２の第２面Ｕ側には、一対の引き回し電極３６，３７がパターニングされている。一対の引き回し電極３６，３７のうち、一方の引き回し電極３６は、一方の貫通電極３２の真上に位置するように形成されている。また、他方の引き回し電極３７は、一方の引き回し電極３６に隣接した位置から、振動腕部１０，１１に沿って前記振動腕部１０，１１の先端側に引き回しされた後、他方の貫通電極３３の真上に位置するように形成されている。
【００３４】
そして、これら一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれＡｕ等からなる先細り形状のバンプＢが形成されており、前記バンプＢを利用して圧電振動片４の一対のマウント電極が実装されている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極１６が、一方の引き回し電極３６を介して一方の貫通電極３２に導通し、他方のマウント電極１７が、他方の引き回し電極３７を介して他方の貫通電極３３に導通するようになっている。
【００３５】
またベース基板２の第１面Ｌには、図１、図３および図４に示すように、一対の外部電極３８，３９が形成されている。一対の外部電極３８，３９は、ベース基板２の長手方向の両端部に形成され、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ電気的に接続されている。
【００３６】
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３８，３９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１３および第２の励振電極１４からなる励振電極１５に電圧を印加することができるので、一対の振動腕部１０，１１を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０，１１の振動を利用して、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として利用することができる。
【００３７】
（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を、フローチャートを参照しながら説明する。
図８は本実施形態の圧電振動子の製造方法のフローチャートである。
図９は、ウエハ体の分解斜視図である。なお、図９に示す点線は、後に行う切断工程で切断する切断線Ｍを図示している。
本実施形態に係る圧電振動子の製造方法は、主に、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、組立工程（Ｓ５０以降）を有している。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およ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。
【００３８】
（圧電振動片作製工程）
圧電振動片作製工程Ｓ１０では、図５から図７に示す圧電振動片４を作製する。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、加工変質層をエッチングで取り除き、その後ポリッシュなどの鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハとする。続いて、ウエハに洗浄などの適切な処理を施した後、該ウエハをフォトリソグラフィ技術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、金属膜の成膜およびパターニングを行って、励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７および重り金属膜２１を形成する。これにより、複数の圧電振動片４を作製することができる。次に、圧電振動片４の共振周波数の粗調を行う。これは、重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザ光を照射して一部を蒸発させ、振動腕部１０，１１の重量を変化させることで行う。
【００３９】
（リッド基板用ウエハ作製工程）
リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０では、図１０に示すように、後にリッド基板となるリッド基板用ウエハ５０を作製する。まず、ソーダ石灰ガラスからなる円板状の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、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去する（Ｓ２１）。次いで、キャビティ形成工程Ｓ２２では、リッド基板用ウエハ５０におけるベース基板用ウエハ４０との接合面に、キャビティ用凹部３ａを複数形成する。キャビティ用凹部３ａの形成は、加熱プレス成型やエッチング加工などによって行う。次に、接合面研磨工程Ｓ２３では、ベース基板用ウエハ４０との接合面を研磨する。
【００４０】
次に、接合膜形成工程Ｓ２４では、ベース基板用ウエハ４０との接合面に、図１、図２および図４に示す接合膜３５を形成する。接合膜３５は、ベース基板用ウエハ４０との接合面に加えて、キャビティＣの内面全体に形成してもよい。これにより、接合膜３５のパターニングが不要になり、製造コストを低減することができる。接合膜３５の形成は、スパッタやＣＶＤ等の成膜方法によって行うことができる。なお、接合膜形成工程Ｓ２４の前に接合面研磨工程Ｓ２３を行っているので、接合膜３５の表面の平面度が確保され、ベース基板用ウエハ４０との安定した接合を実現することができる。
【００４１】
（ベース基板用ウエハ作製工程）
ベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０では、図９に示すように、後にベース基板となるベース基板用ウエハ４０を作製する。まず、ソーダ石灰ガラスからなる円板状のベース基板用ウエハ４０を、所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去する（Ｓ３１）。
【００４２】
（貫通電極形成工程）
次に、ベース基板用ウエハ４０に、一対の貫通電極３２，３３を形成する貫通電極形成工程Ｓ３０Ａを行う。以下に、この貫通電極形成工程Ｓ３０Ａについて説明する。なお、以下には貫通電極３２の形成工程を例にして説明するが、貫通電極３３の形成工程についても同様である。
【００４３】
図８に示すように、本実施形態の貫通電極形成工程Ｓ３０Ａは、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌに第１開口部を有する貫通孔（凹部）を形成する貫通孔（凹部）形成工程Ｓ３２と、貫通孔に金属ピンを挿入する金属ピン配置工程Ｓ３３とを有している。また、貫通孔内に第１ガラスフリットを充填して仮乾燥させる第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａと、第１ガラスフリットに重ねて、貫通孔内に第２ガラスフリットを充填して仮乾燥させる第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ｂとを有している。さらに、貫通孔内に充填された第１ガラスフリットおよび第２ガラスフリットを焼成して硬化させる焼成工程Ｓ３７と、少なくとも前記第１基板の第２面を研磨して前記金属ピンを前記第２面に露出させる研磨工程Ｓ３９とを有している。
【００４４】
（貫通孔形成工程）
図１０は貫通孔の説明図である。
貫通電極形成工程Ｓ３０Ａにおいて、ベース基板用ウエハ４０に、貫通電極を配するための貫通孔３０を形成する貫通孔形成工程Ｓ３２を行う。貫通孔３０は、プレス加工やサンドブラスト法等により形成される。本実施形態では、図１０に示すように、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕ側から第１面Ｌ側にかけて内形が次第に大きくなるように、貫通孔３０をプレス加工により成型している。
【００４５】
具体的な貫通孔形成工程Ｓ３２としては、まず、プレス型を加熱しながらベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌに押圧する。ここで、プレス型に形成された円錐台状の凸部により、ベース基板用ウエハ４０にすり鉢状の凹部が形成される。その後、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕを研磨して凹部の底面を除去することで、テーパ状の内面を有する貫通孔３０が形成される。以上で、貫通孔形成工程Ｓ３２が終了する。
なお、本実施形態では、中心軸Ｏに垂直な方向の断面において、貫通孔３０の形状が円形状となるように形成しているが、プレス型の凸部の形状を変更することにより、例えば断面形状が矩形状となるように形成することもできる。
【００４６】
（金属ピン配置工程）
続いて、貫通孔３０内に金属ピンを挿入する金属ピン配置工程Ｓ３３を行う。
図１１は金属ピンの説明図であり、図１１（ａ）は斜視図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
図１２は金属ピン配置工程の説明図であり、図１２（ａ）は配置中の説明図であり、図１２（ｂ）は配置後の説明図である。
図１１に示すように、金属ピン７と土台部７ａとで鋲体を構成している。金属ピン７は、平板上の土台部７ａから法線方向に立設されている。金属ピン７および土台部７ａを形成するには、まず、金属ピン７と略同径の棒状部材を切断する。その後、棒状部材の一端側をプレス加工や鍛造により成型して土台部７ａを形成し、他端側を切断することにより金属ピン７を形成する。本実施形態では、土台部７ａは略円盤状に形成されている。また、土台部７ａの平面視における外形は、金属ピン７の平面視における外形よりも大きく、なおかつ第２開口部３０Ｕの平面視における外形よりも大きく形成されている。このようにして、金属ピン７および土台部７ａを形成する。
【００４７】
金属ピン配置工程Ｓ３３では、図１２に示すように、金属ピン７をベース基板用ウエハ４０の第２開口部３０Ｕから挿入して、貫通孔３０の内部に金属ピン７を配置する。具体的な金属ピンの配置方法としては、例えば、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕに鋲体群を載置する。そして、ベース基板用ウエハ４０を揺動させつつ、ベース基板用ウエハ４０に振動を加えて鋲体群を拡散させて、貫通孔３０内に金属ピン７を振り込む。なお、治具を用いて複数の金属ピン７を貫通孔３０に対応した位置に配置し、第２面Ｕ側から複数の金属ピン７を挿入することにより、貫通孔３０内に金属ピン７を配置してもよい。また、図１２（ｂ）に示すように、金属ピン配置工程Ｓ３３において、土台部７ａは、第２開口部３０Ｕを閉塞している。そして、土台部７ａは、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕに当接した状態で配置される。
【００４８】
金属ピン７を貫通孔３０内に配置した後、図１２（ｂ）に示すように紙テープのラミネート材７０を第２面Ｕ側に貼付する。これにより、次に述べるガラスフリット充填工程Ｓ３５以降での金属ピン７の脱落やガラスフリットの漏洩を防止することができる。以上で、金属ピン配置工程Ｓ３３が終了する。ラミネート材７０を貼付した後、ベース基板用ウエハ４０を表裏反転して第１面Ｌ側を上面にし、第１面Ｌ側からガラスフリットを充填するガラスフリット充填工程Ｓ３５を行う。
【００４９】
（ガラスフリット充填工程）
図１３は、ガラスフリット充填工程Ｓ３５のうち、第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａの説明図であり、図１３（ａ）は第１ガラスフリット充填時の説明図であり、図１３（ｂ）は仮乾燥後の説明図である。
図１４は、ガラスフリット充填工程Ｓ３５のうち、第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ｂの説明図であり、図１４（ａ）は第２ガラスフリット充填時の説明図であり、図１４（ｂ）は仮乾燥後の説明図である。
続いて、貫通孔３０と金属ピン７との間に第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３を充填するガラスフリット充填工程Ｓ３５を行う。ガラスフリット充填工程Ｓ３５は、貫通孔３０内に第１ガラスフリット６１を充填して仮乾燥する第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａと、第１ガラスフリット６１に重ねて貫通孔３０内に第２ガラスフリット６３を充填して仮乾燥する第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ｂと、を有している。
【００５０】
第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３は、主に粉末状のガラス粒子と、有機溶剤と、バインダとなるエチルセルロースとで構成される、ペースト状のガラスフリットである。
第２ガラスフリット６３に含有される第２ガラス粒子の第２粒径は、第１ガラスフリット６１に含有される第１ガラス粒子の第１粒径よりも大きい。本実施形態では、第１ガラス粒子の第１粒径が１μｍ以下であり、第２ガラス粒子の第２粒径が２μｍから４μｍ程度である。このように、第２ガラス粒子の第２粒径は第１ガラス粒子の第１粒径よりも大きいので、第２ガラス粒子の熱容量は、第１ガラス粒子の熱容量よりも大きくなる。したがって、後述する焼成工程Ｓ３７では、第１ガラス粒子が先に溶融し、その後、第２ガラス粒子が溶融する。
【００５１】
また、第１ガラスフリット６１の粘度は、第２ガラスフリット６３の粘度以下に設定される。本実施形態では、第１ガラスフリット６１の粘度が３０Ｐａ・ｓ程度であり、第２ガラスフリット６３の粘度が６０Ｐａ・ｓ程度である。なお、第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３の粘度は、おもにガラス粒子と有機溶剤との配合比率により決定される。具体的には、ガラス粒子の配合比率を高くして有機溶剤の配合比率を低くすることにより粘度を高くすることができ、ガラス粒子の配合比率を低くして有機溶剤の配合比率を高くすることにより粘度を低くすることができる。なお、ガラスフリットの粘度は、ガラス粒子の大きさによっても変化する。同じ粘度の有機溶剤を用いた場合、ガラス粒子が小さいと粘度が高くなり、ガラス粒子が大きいと粘度が低くなる。
【００５２】
（第１ガラスフリット充填工程）
ガラスフリット充填工程Ｓ３５では、まず、貫通孔３０内に第１ガラスフリット６１を充填して仮乾燥させる第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａを行う。以下に第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａについて詳述する。
【００５３】
具体的には、まず、メタルマスク（不図示）を第１面Ｌに配置する。メタルマスクは、第２面Ｕにガラスフリットが回り込んで付着するのを防止するため、第１面Ｌの周辺部を覆っているとともに、中央にはガラスフリットを塗布するための開口部が形成されている。次に、真空スクリーン印刷機のチャンバー（ともに不図示）内にベース基板用ウエハ４０を搬送しセットし、チャンバー内の真空引きを行って減圧雰囲気とする。次に、第１ガラスフリット６１をベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌ側から塗布する。なお、貫通孔の第１面Ｌ側の第１開口部３０Ｌの外形が、第２面Ｕ側の第２開口部３０Ｕの外形よりも大きく形成されているので、貫通孔３０内に容易に第１ガラスフリット６１を充填することができる。このとき、チャンバー内を１ｔｏｒｒ程度まで減圧するので、第１ガラスフリット６１が脱気され、第１ガラスフリット６１に含まれる気泡が除去される。
【００５４】
続いて、図１３（ａ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌにスキージ６５の先端を当接させつつ、メタルマスク上で第１面Ｌに沿ってスキージ６５を移動させる。これにより、スキージ６５の先端によって第１ガラスフリット６１が貫通孔３０内に押し流されるように流動し、第１ガラスフリット６１が貫通孔３０内に充填される。ここで、第１ガラスフリット６１の粘度は、前述のとおり３０Ｐａ・ｓ程度に低く設定されている。このため、第１ガラスフリット６１の流動性がよいので、貫通孔３０と金属ピン７との間隙の隅々まで第１ガラスフリット６１を行き渡らせることができ、貫通電極に空隙が発生するのを抑制することができる。なお、前述のとおり、第２開口部３０Ｕを土台部７ａで閉塞しつつ、土台部７ａをベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕに当接させた状態で、ラミネート材７０を第２面Ｕに貼付している。これにより、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕ側から第１ガラスフリット６１が漏れることなく、第１ガラスフリット６１を第１面Ｌ側から充填することができる。
【００５５】
その後、第１ガラスフリット６１を仮乾燥する。例えば、ベース基板用ウエハ４０を恒温槽内に搬送した後、８５℃程度の雰囲気下に３０分程度保持することで第１ガラスフリット６１を仮乾燥する。一般に、ガラス粒子の溶融温度は約４００℃から５００℃程度であり、仮乾燥時の温度である８５℃よりもはるかに高い。したがって、仮乾燥時に第１ガラスフリット６１は溶融しない。一方、第１ガラスフリット６１に配合されている有機溶剤の沸点は８５℃よりも低い。したがって、仮乾燥時に有機溶剤はある程度蒸発してガスとなる。なお、第１ガラスフリット６１にはエチルセルロースも配合されているが、エチルセルロースの沸点は３５０℃程度と仮乾燥時の温度である８５℃よりもはるかに高い。したがって、仮乾燥時にエチルセルロースが蒸発することはない。
ここで、第１ガラスフリット６１の第１ガラス粒子は溶融していないので、ガラス粒子間に間隙が存在している。したがって、有機溶剤が蒸発することにより発生したガスは、第１ガラス粒子の間隙を流通して第１ガラスフリット６１の外部に放出される。
【００５６】
第１ガラスフリット６１を仮乾燥することにより、図１３（ｂ）に示すように、第１ガラスフリット６１の体積が減少する。なお、前述の通り第１ガラスフリット６１の粘度は低く設定されており、第１ガラスフリット６１に配合されている有機溶剤の配合比率は高い。したがって、仮乾燥により有機溶剤が蒸発すると、第１ガラスフリット６１の体積が大幅に減少する。そして、仮乾燥の後、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌに付着している余分な第１ガラスフリット６１の残渣を除去した時点で、第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａが終了する。
【００５７】
（第２ガラスフリット充填工程）
続いて、ガラスフリット充填工程Ｓ３５では、乾燥した第１ガラスフリット６１に重ねて、粒径の大きい第２ガラスフリット６３を充填して仮乾燥させる第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ｂを行う。図１４（ａ）に示すように、第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａと同様に、減圧雰囲気下において、メタルマスク上で第１面Ｌに沿ってスキージ６５を移動させることにより、貫通孔３０内に第２ガラスフリット６３を充填し仮乾燥させる。
【００５８】
ここで、第２ガラスフリット６３の粘度は、前述の通り６０Ｐａ・ｓ程度に設定されている。このため、第２ガラスフリット６３は第１ガラスフリット６１と比較して粘度が高く、第１ガラスフリット６１よりも流動性が悪い。しかし、前述の第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａにより、小径の第２開口部３０Ｕ付近における貫通孔３０と金属ピン７との間隙の隅々まで、第１ガラスフリット６１を行き渡らせて充填している。そのため、第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ｂでは、大径の第１開口部３０Ｌ付近における貫通孔３０と金属ピン７との比較的広い間隙に、第２ガラスフリット６３を充填すればよい。したがって、第２ガラスフリット６３の粘度が高くても、貫通孔３０と金属ピン７との間隙の隅々まで第２ガラスフリット６３を充填することができる。
【００５９】
その後、第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａと同様に、８５℃程度の雰囲気下で３０分程度放置して第２ガラスフリット６３を仮乾燥させる。なお、第２ガラスフリット６３に配合されている有機溶剤の配合比率は低いので、仮乾燥により有機溶剤が蒸発しても、第２ガラスフリット６３の体積はほとんど減少しない。そして、仮乾燥の後、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌに付着している余分な第２ガラスフリット６３の残渣を除去した時点で、第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ｂが終了する。
【００６０】
（焼成工程）
図１５は焼成工程Ｓ３７の説明図である。なお、図面を分かりやすくするために、第１ガラスフリット６１の第１ガラス粒子６１ａの大きさおよび第２ガラスフリット６３の第２ガラス粒子６３ａの大きさを誇張して表現している。
次に、貫通孔３０に充填した第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３を焼成して硬化させる焼成工程Ｓ３７を行う。例えば、ベース基板用ウエハ４０を焼成炉に搬送した後、６１０℃程度の雰囲気下に３０分程度保持することで、第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３を焼成する。
【００６１】
図１５に示すとおり、第２ガラスフリット６３に含有される第２ガラス粒子６３ａの第２粒径は、第１ガラスフリット６１に含有される第１ガラス粒子６１ａの第１粒径よりも大きい。そのため、第２ガラス粒子６３ａの熱容量は、第１ガラス粒子６１ａの熱容量よりも大きくなる。したがって、第１ガラス粒子６１ａの中心部は、第２ガラス粒子６３ａの中心部よりも先にガラス粒子の溶融温度である約４００℃から５００℃程度に達し、第２ガラス粒子６３ａの溶融が完了するのよりも先に、第１ガラス粒子６１ａの溶融が完了する。ガラスフリットに含有されるエチルセルロースの沸点は前述の通り３５０℃程度であるので、焼成中の第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３からは、エチルセルロースが蒸発することにより、一酸化炭素（ＣＯ）や二酸化炭素（ＣＯ2）、水蒸気（Ｈ2Ｏ）等のガスが発生する。
【００６２】
ここで、土台部７ａと貫通孔３０とで形成された凹部の底部側（すなわち第２開口部３０Ｕ側）に第１ガラスフリットが充填され、第１開口部３０Ｌ側に第２ガラスフリットが充填されている。よって、第１ガラスフリット６１から発生したガスは、第２ガラスフリット６３によって蓋をされることなく、第２ガラス粒子６３ａ間の間隙６３ｂを流通して、第１開口部３０Ｌから外部に放出される。これにより、第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３内部にはガスによる気泡が残留しにくいので、ガラスフリット焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することができる。したがって、貫通孔３０および金属ピン７と焼成後のガラスとは空隙が発生することなく良好に密着するので、キャビティ内の気密を維持しつつ、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【００６３】
その後、第１ガラスフリット６１に続いて、第２ガラスフリット６３の溶融が進行する。前述の通り、６１０℃程度の雰囲気下に３０分程度保持することにより、第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３の焼成が完了する。焼成が完了した後、ベース基板用ウエハ４０を常温雰囲気下で放置して冷却する。これにより、第１ガラスフリット６１と第２ガラスフリット６３とが固化し、貫通孔３０、第１ガラスフリット６１、第２ガラスフリット６３および金属ピン７が互いに固着して貫通電極を形成することができる。以上で、焼成工程Ｓ３７が終了する。
【００６４】
（研磨工程）
続いて、図１４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Ｕを研磨して金属ピン７を第２面Ｕに露出させる研磨工程Ｓ３９を行う。第２面Ｕを研磨することにより、土台部７ａを除去することができ、金属ピン７を筒体６の内部に取り残すことができる。また、第２面に加えて第１面Ｌを研磨するのが望ましい。これにより、第１面Ｌを平坦面にすることができ、金属ピン７の先端を確実に露出させることができる。その結果、ベース基板用ウエハ４０の表面と金属ピン７の両端とを略面一な状態とすることができ、貫通電極３２を複数得ることができる。なお、研磨工程Ｓ３９を行った時点で、貫通電極形成工程Ｓ３０Ａが終了する。
【００６５】
次に、図９に戻り、貫通電極にそれぞれ電気的に接続された引き回し電極３６，３７を第２面Ｕ上に複数形成する引き回し電極形成工程Ｓ４０を行う。さらに、引き回し電極３６，３７上に、それぞれＡｕ等からなる先細り形状のバンプを形成する。なお、図９では、図面の見易さのためバンプの図示を省略している。この時点でベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０が終了する。
【００６６】
（マウント工程Ｓ５０以降の圧電振動子組立工程）
次に、ベース基板用ウエハ４０の引き回し電極３６，３７上に、バンプＢを介して圧電振動片４を接合するマウント工程Ｓ５０を行う。具体的には、圧電振動片４の基部１２をバンプＢ上に載置し、バンプＢを所定温度に加熱しながら、圧電振動片４をバンプＢに押し付けつつ超音波振動を印加する。これにより、図３に示すように、圧電振動片４の振動腕部１０，１１がベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕから浮いた状態で、基部１２がバンプＢに機械的に固着される。また、マウント電極１６，１７と引き回し電極３６，３７とが電気的に接続された状態となる。
【００６７】
圧電振動片４の実装が終了した後、図１０に示すように、ベース基板用ウエハ４０に対してリッド基板用ウエハ５０を重ね合わせる重ね合わせ工程Ｓ６０を行う。具体的には、図示しない基準マークなどを指標としながら、両ウエハ４０、５０を正しい位置にアライメントする。これにより、ベース基板用ウエハ４０に実装された圧電振動片４が、リッド基板用ウエハ５０のキャビティ用凹部３ａとベース基板用ウエハ４０とで囲まれるキャビティＣ内に収容された状態となる。
【００６８】
重ね合わせ工程Ｓ６０の後、重ね合わせた両ウエハ４０，５０を図示しない陽極接合装置に入れ、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接合工程Ｓ７０を行う。具体的には、接合膜３５とベース基板用ウエハ４０との間に所定の電圧を印加する。すると、接合膜３５とベース基板用ウエハ４０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、図１０に示すウエハ体６０を得ることができる。なお、図１０においては、図面を見易くするために、ウエハ体６０を分解した状態を図示しており、リッド基板用ウエハ５０から接合膜３５の図示を省略している。
【００６９】
次に、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌに導電性材料をパターニングして、一対の貫通電極３２，３３にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極３８，３９（図３参照）を複数形成する外部電極形成工程Ｓ８０を行う。この工程により、圧電振動片４は、貫通電極３２，３３を介して外部電極３８，３９と導通する。
【００７０】
次に、ウエハ体６０の状態で、キャビティＣ内に封止された個々の圧電振動子の周波数を微調整して所定の範囲内に収める微調工程Ｓ９０を行う。具体的には、図４に示す外部電極３８，３９から所定電圧を継続的に印加して、圧電振動片４を振動させつつ周波数を計測する。この状態で、ベース基板用ウエハ４０の外部からレーザ光を照射し、図５および図６に示す重り金属膜２１の微調膜２１ｂを蒸発させる。これにより、一対の振動腕部１０，１１の先端側の重量が低下するため、圧電振動片４の周波数が上昇する。これにより、圧電振動子の周波数を微調整して、公称周波数の範囲内に収めることができる。
【００７１】
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体６０を図１０に示す切断線Ｍに沿って切断する切断工程Ｓ１００を行う。具体的には、まずウエハ体６０のベース基板用ウエハ４０の表面にＵＶテープを貼り付ける。次に、リッド基板用ウエハ５０側から切断線Ｍに沿ってレーザを照射する（スクライブ）。次に、ＵＶテープの表面から切断線Ｍに沿って切断刃を押し当て、ウエハ体６０を割断する（ブレーキング）。その後、ＵＶを照射してＵＶテープを剥離する。これにより、ウエハ体６０を複数の圧電振動子に分離することができる。なお、これ以外のダイシング等の方法によりウエハ体６０を切断してもよい。
【００７２】
なお、切断工程Ｓ１００を行って個々の圧電振動子にした後に、微調工程Ｓ９０を行う工程順序でも構わない。但し、上述したように、微調工程Ｓ９０を先に行うことで、ウエハ体６０の状態で微調を行うことができるため、複数の圧電振動子をより効率良く微調することができる。よって、スループットの向上化を図ることができるため好ましい。
【００７３】
その後、内部の電気特性検査Ｓ１１０を行う。即ち、圧電振動片４の共振周波数や共振抵抗値、ドライブレベル特性（共振周波数および共振抵抗値の励振電力依存性）等を測定してチェックする。また、絶縁抵抗特性等を併せてチェックする。そして、最後に圧電振動子の外観検査を行って、寸法や品質等を最終的にチェックする。これをもって圧電振動子の製造が終了する。
【００７４】
本実施形態によれば、図１５に示すように、第２ガラス粒子６３ａの第１粒径は、第１ガラス粒子６１ａの第１粒径よりも大きいので、第２ガラス粒子６３ａの熱容量は第１ガラス粒子６１ａの熱容量よりも大きくなる。そのため、焼成工程では、第１ガラス粒子６１ａの溶融完了よりも第２ガラス粒子６３ａの溶融完了が遅くなる。また、第１ガラスフリット６１に重ねて第２ガラスフリット６３を充填しているので、貫通孔３０の第２開口部３０Ｕ側に第１ガラスフリット６１が充填され、貫通孔３０の第１開口部３０Ｌ側に第２ガラスフリット６３が充填される。よって、第１ガラスフリット６１から発生したガスは、第２ガラスフリット６３により蓋をされることなく、第２ガラス粒子６３ａ間の間隙６３ｂを流通して、貫通孔３０の第１開口部３０Ｌから外部に放出される。これにより、第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３の内部にはガスによる気泡が残留しにくいので、焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することができる。したがって、貫通孔３０および金属ピン７と焼成後のガラスとは空隙が発生することなく良好に密着するので、キャビティ内の気密を維持しつつ、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【００７５】
（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１６を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図１６に示すように、圧電振動子１を、集積回路１１１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１１０は、コンデンサ等の電子素子部品１１２が実装された基板１１３を備えている。基板１１３には、発振器用の前記集積回路１１１が実装されており、この集積回路１１１の近傍に、圧電振動子１の圧電振動片が実装されている。これら電子素子部品１１２、集積回路１１１および圧電振動子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。
【００７６】
このように構成された発振器１１０において、圧電振動子１に電圧を印加すると、圧電振動子１内の圧電振動片が振動する。この振動は、圧電振動片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１１１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１１１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１１１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。
【００７７】
本実施形態の発振器１１０によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ、貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造された圧電振動子１を備えているので、性能が良好で信頼性に優れた発振器１１０を提供することができる。
【００７８】
（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１７を参照して説明する。なお電子機器として、前述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１２０を例にして説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器１２０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およ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、格段に小型化および軽量化されている。
【００７９】
次に、本実施形態の携帯情報機器１２０の構成について説明する。この携帯情報機器１２０は、図１７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１２１とを備えている。電源部１２１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１２１には、各種制御を行う制御部１２２と、時刻等のカウントを行う計時部１２３と、外部との通信を行う通信部１２４と、各種情報を表示する表示部１２５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１２６とが並列に接続されている。そして、電源部１２１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。
【００８０】
制御部１２２は、各機能部を制御して音声データの送信や受信、現在時刻の計測、表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１２２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。
【００８１】
計時部１２３は、発振回路やレジスタ回路、カウンタ回路、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１２２と信号の送受信が行われ、表示部１２５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。
【００８２】
通信部１２４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９、増幅部１３０、音声入出力部１３１、電話番号入力部１３２、着信音発生部１３３および呼制御メモリ部１３４を備えている。
無線部１２７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１３５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１２８は、無線部１２７又は増幅部１３０から入力された音声信号を符号化および複号化する。増幅部１３０は、音声処理部１２８又は音声入出力部１３１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１３１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。
【００８３】
また、着信音発生部１３３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１２９は、着信時に限って、音声処理部１２８に接続されている増幅部１３０を着信音発生部１３３に切り替えることによって、着信音発生部１３３において生成された着信音が増幅部１３０を介して音声入出力部１３１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１３４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１３２は、例えば、０から９の番号キーおよ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。
【００８４】
電圧検出部１２６は、電源部１２１によって制御部１２２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１２２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１２４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１２６から電圧降下の通知を受けた制御部１２２は、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９および着信音発生部１３３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１２７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１２５に、通信部１２４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。
【００８５】
すなわち、電圧検出部１２６と制御部１２２とによって、通信部１２４の動作を禁止し、その旨を表示部１２５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１２５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１２４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１３６を備えることで、通信部１２４の機能をより確実に停止することができる。
【００８６】
本実施形態の携帯情報機器１２０によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ、貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造された圧電振動子１を備えているので、性能が良好で信頼性に優れた携帯情報機器１２０を提供することができる。
【００８７】
（電波時計）
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図１８を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図１８に示すように、フィルタ部１４１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、前述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【００８８】
以下、電波時計１４０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１４２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１４３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１４１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、前記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１４８、１４９をそれぞれ備えている。
【００８９】
更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１４４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１４５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１４６でカウントされる。ＣＰＵ１４６では、現在の年や積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１４８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１４８、１４９は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【００９０】
なお、前述の説明は、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１４０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。
【００９１】
本実施形態の電波時計１４０によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ、貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造された圧電振動子１を備えているので、性能が良好で信頼性に優れた電波時計１４０を提供することができる。
【００９２】
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
本実施形態では、音叉型の圧電振動片を用いた圧電振動子を例に挙げて、本発明のパッケージの製造方法を説明した。しかし、例えば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、上述した本発明のパッケージの製造方法を採用しても構わない。
【００９３】
本実施形態では、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。しかし、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できる。
【００９４】
本実施形態では、ガラスフリット充填工程において、第１ガラスフリット充填工程と第２ガラスフリット充填工程とをそれぞれ１回ずつ実施している。しかし、第２ガラスフリット充填工程の後、さらに重ねて第２ガラスフリットを充填してもよい。これにより、有機溶剤の蒸発により発生する貫通電極の表面の凹みを抑制することができる。
【００９５】
本実施形態では、貫通孔内に土台部から立設された金属ピンを配置し、その後、土台部を研磨して除去することにより貫通電極を形成している。しかし、貫通孔を有底の凹部とし、円柱状の金属ピンを凹部内に配置して貫通電極を形成してもよい。ただし、金属ピンが傾倒することなく貫通孔内に配置できる点で、本実施形態に優位性がある。
【符号の説明】
【００９６】
１・・・圧電振動子（パッケージ） ２・・・ベース基板（第１基板） ４・・・圧電振動片（電子部品） ７・・・金属ピン ９・・・パッケージ ３０，３１・・・貫通孔（凹部） ３０Ｌ，３１Ｌ・・・第１開口部 ３０Ｕ，３１Ｕ・・・第２開口部 ３２，３３・・・貫通電極 ６１・・・第１ガラスフリット ６１ａ・・・第１ガラス粒子 ６３・・・第２ガラスフリット ６３ａ・・・第２ガラス粒子 １１０・・・発振器 １２０・・・携帯情報機器（電子機器） １２３・・・計時部 １４０・・・電波時計 １４１・・・フィルタ部 Ｃ・・・キャビティ Ｌ・・・第１面 Ｓ３０Ａ・・・貫通電極形成工程 Ｓ３２・・・貫通孔（凹部）形成工程 Ｓ３３・・・金属ピン配置工程 Ｓ３５・・・ガラスフリット充填工程 Ｓ３５Ａ・・・第１ガラスフリット充填工程 Ｓ３５Ｂ・・・第２ガラスフリット充填工程 Ｓ３７・・・焼成工程 Ｓ３９・・・研磨工程 Ｕ・・・第２面
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計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には、時刻源や制御信号などのタイミング源、リファレンス信号源などとして水晶など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、その一つとして、２層構造タイプの表面実装型の圧電振動子が知られている。
【０００３】
このタイプの圧電振動子は、第１基板と第２基板とが直接接合されることでパッケージ化された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の１つとして、ベース基板に形成された貫通電極により、キャビティの内側に封入された圧電振動片とベース基板の外側に形成された外部電極とを導通させた圧電振動子が知られている（特許文献１参照)。
【０００４】
上述した２層構造タイプの圧電振動子において、貫通電極は、圧電振動片と外部電極とを導通させるとともに、貫通孔を塞いでキャビティ内の気密を維持するという２つの大きな役割を担っている。特に、貫通電極と貫通孔との密着が不十分であると、キャビティ内の気密が損なわれてしまう虞がある。このような不具合をなくすためにも、貫通孔の内周面に強固に密着し貫通孔を完全に塞いだ状態で貫通電極を形成する必要がある。
【０００５】
ところで、特許文献１には、金属からなるピン部材（本発明の金属ピンに相当）を導電材料として用いることにより、貫通電極を形成することが記載されている。貫通電極を形成する具体的な方法としては、後にベース基板となるベース基板用ウエハを加熱した後、ベース基板用ウエハが熱軟化状態にあるうちに、貫通孔にピン部材を打ち込むことが記載されている。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されている、貫通孔にピン部材を打ち込むことにより貫通電極を形成する方法は、ピン部材と貫通孔との間隙を完全に塞ぐのが困難である。したがって、キャビティ内の気密性を確保できない虞がある。また、ベース基板用ウエハは多数の貫通孔を有している。したがって、ベース基板用ウエハが熱軟化状態にあるうちに、全ての貫通孔にピン部材を打ち込むのは多大な工数を要する。
【０００７】
上記の問題を解決するために、導電性の金属ピンとガラスフリットとを用いて貫通電極を形成する方法が提案されている。具体的な貫通電極の形成方法としては、まず、平板状の土台部から立設された金属ピンを貫通孔（本発明の凹部に相当）内に挿入した状態で、貫通孔と金属ピンとの間隙にガラスフリットを充填する。ガラスフリットは主に粉末状のガラス粒子と溶媒である有機溶剤とで構成される。そして、充填したガラスフリットを焼成して貫通孔、金属ピンおよびガラスフリットを一体化させた後、土台部を研磨して除去することにより貫通電極を形成する。
【０００８】
上述したガラスフリットの焼成は、ガラスフリットが充填されたベース基板用ウエハを焼成炉に投入し、所定の雰囲気温度下で所定時間保持することにより行われる。ガラスフリットを焼成することによりガラス粒子が溶融し、ガラス粒子間の隙間が閉塞されるので、強固に密着した状態で貫通孔を完全に塞ぐことができる。なお、ガラスフリットを焼成すると、ガラスフリットに含まれる有機成分が蒸発してガラスフリット内部にガスが発生する。このガスは、ガラスフリットの外側の露出部分から外部に放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１２４８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記のように焼成炉に投入して所定の雰囲気温度下で保持して焼成を行う場合、貫通孔内部に充填されたガラスフリットは外側から温度が上昇するため、ガラスフリットの外側から内部に向かって焼成が進行していく。このとき、焼成完了後の外側のガラスフリットが蓋として作用してしまうため、ガラスフリット内部で発生したガスがガラスフリット外部へ放出されにくくなる。そして、そのままガラスフリットの焼成が完了すると、ガラスフリット内部にガスによる気泡が残留して、ガラスフリット焼成後のガラス内部に空隙が形成される虞がある。そして、この空隙により、貫通孔および金属ピンと焼成後のガラスとが密着できず、キャビティ内の気密性が損なわれる虞がある。また、この空隙により、土台部を除去して貫通電極を形成したときに、貫通電極表面に凹部が形成される。そして、凹部上に電極膜を成膜すると、凹部の周縁部の膜厚が薄くなって電極膜が断切れを起こし、貫通電極の確実な導通が確保できなくなる虞がある。
【００１１】
そこで本発明は、焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することにより、キャビティ内の気密を維持しつつ導通不良のない貫通電極を形成することができるパッケージの製造方法、この製造方法により製造された圧電振動子、この圧電振動子を備えた発振器、電子機器および電波時計の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明の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第１基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記パッケージの外側とを導通する貫通電極を形成する貫通電極形成工程を備え、前記貫通電極形成工程は、前記第１基板の第１面に第１開口部を有する凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部に金属ピンを挿入する金属ピン配置工程と、前記凹部内に第１ガラスフリットを充填して仮乾燥させる第１ガラスフリット充填工程と、前記第１ガラスフリットに重ねて、前記凹部内に第２ガラスフリットを充填して仮乾燥させる第２ガラスフリット充填工程と、前記凹部内に充填された前記第１ガラスフリットおよび前記第２ガラスフリットを焼成して硬化させる焼成工程と、少なくとも前記第１基板の第２面を研磨して前記金属ピンを前記第２面に露出させる研磨工程と、を有し、前記第２ガラスフリットに含有される第２ガラス粒子の第２粒径は、前記第１ガラスフリットに含有される第１ガラス粒子の第１粒径よりも大きいことを特徴とする。
本発明によれば、第２ガラス粒子の第２粒径は、第１ガラス粒子の第１粒径よりも大きいので、第２ガラス粒子の熱容量は第１ガラス粒子の熱容量よりも大きくなる。そのため、焼成工程では、第１ガラス粒子の溶融完了よりも第２ガラス粒子の溶融完了の方が遅くなる。また、第１ガラスフリットに重ねて第２ガラスフリットを充填しているので、凹部の底部側に第１ガラスフリットが充填され、凹部の第１開口部側に第２ガラスフリットが充填される。よって、第１ガラスフリットから発生したガスは、第２ガラスフリットによって蓋をされることなく、第２ガラス粒子間の間隙を流通して、凹部の第１開口部から外部に放出される。これにより、第１ガラスフリットおよび第２ガラスフリットの内部にはガスによる気泡が残留しにくいので、焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することができる。したがって、凹部および金属ピンと焼成後のガラスとは空隙が発生することなく良好に密着するので、キャビティ内の気密を維持しつつ、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【００１３】
また、前記第１ガラスフリットの粘度は、前記第２ガラスフリットの粘度以下であることが望ましい。
本発明によれば、粘度が低い第１ガラスフリットを先に充填するので、第１ガラスフリットを凹部内部の隅々まで行き渡らせることができる。これにより、第１ガラスフリット充填時に、凹部内に空隙が発生するのを抑制することができる。
【００１４】
また、前記凹部は、前記第２面側から前記第１面側にかけて、内形が次第に大きくなるように形成されていることが望ましい。
本発明によれば、第１開口部の内形が大きいので、第１および第２ガラスフリットの内部で発生したガスは、第２ガラスフリットの外側の露出部分から外部に放出され易くなる。さらに、第１開口部からガラスフリットを充填することにより、凹部と金属ピンとの間隙に容易にガラスフリットを充填することができる。
【００１５】
また、本発明の圧電振動子は、上述したパッケージ製造方法により製造した前記パッケージにおける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。
本発明によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造されたパッケージの内部に圧電振動子を封入しているので、性能が良好で信頼性に優れた圧電振動子を提供することができる。
【００１６】
本発明の発振器は、上述した圧電振動子が、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。
本発明の電子機器は、上述した圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の電波時計は、上述した圧電振動子が、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。
【００１７】
本発明にかかる発振器、電子機器および電波時計によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ、貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造された圧電振動子を備えているので、性能が良好で信頼性に優れた発振器、電子機器および電波時計を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第２ガラス粒子の第２粒径は、第１ガラス粒子の第１粒径よりも大きいので、第２ガラス粒子の熱容量は第１ガラス粒子の熱容量よりも大きくなる。そのため、焼成工程では、第１ガラス粒子の溶融完了よりも第２ガラス粒子の溶融完了の方が遅くなる。また、第１ガラスフリットに重ねて第２ガラスフリットを充填しているので、凹部の底部側に第１ガラスフリットが充填され、凹部の第１開口部側に第２ガラスフリットが充填される。よって、第１ガラスフリットから発生したガスは、第２ガラスフリットによって蓋をされることなく、第２ガラス粒子間の間隙を流通して、凹部の第１開口部から外部に放出される。これにより、第１ガラスフリットおよび第２ガラスフリットの内部にはガスによる気泡が残留しにくいので、焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することができる。したがって、凹部および金属ピンと焼成後のガラスとは空隙が発生することなく良好に密着するので、キャビティ内の気密を維持しつつ、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態における圧電振動子を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示す圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】圧電振動片の平面図である。
【図６】圧電振動片の底面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図８】圧電振動子の製造方法のフローチャートである。
【図９】ウエハ体の分解斜視図である。
【図１０】貫通孔の説明図である。
【図１１】金属ピンの説明図であり、図１１（ａ）は斜視図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図１２】金属ピン配置工程の説明図である。
【図１３】第１ガラスフリット充填工程の説明図であり、図１３（ａ）は第１ガラスフリット充填時の説明図であり、図１３（ｂ）は仮乾燥後の説明図である。
【図１４】第２ガラスフリット充填工程の説明図であり、図１４（ａ）は第２ガラスフリット充填時の説明図であり、図１４（ｂ）は仮乾燥後の説明図である。
【図１５】焼成工程の説明図である。
【図１６】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１７】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１８】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】
【００２０】
（第１実施形態、圧電振動子）
以下、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。
なお、以下において、第１基板をベース基板とし、ベース基板に接合される基板をリッド基板として説明する。さらに、パッケージ（圧電振動子）におけるベース基板の外側の面を第１面Ｌとし、ベース基板のリッド基板との接合面を第２面Ｕとして説明する。
図１は圧電振動子の外観斜視図である。
図２は圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態の平面図である。
図３は図２のＡ−Ａ線における断面図である。
図４は図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。
なお、図４においては、図面を見易くするために後述する励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７および重り金属膜２１の図示を省略している。
図１から図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２およびリッド基板３が接合膜３５を介して陽極接合されたパッケージ９と、パッケージ９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。
【００２１】
（圧電振動片）
図５は圧電振動片の平面図である。
図６は圧電振動片の底面図である。
図７は図５のＢ−Ｂ線における断面図である。
図５から図７に示すように、圧電振動片４は、水晶やタンタル酸リチウム、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。圧電振動片４は、平行に配置された一対の振動腕部１０，１１と、前記一対の振動腕部１０，１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、一対の振動腕部１０，１１の両主面上に形成された溝部１８とを備えている。この溝部１８は、該振動腕部１０，１１の長手方向に沿って振動腕部１０，１１の基端側から略中間付近まで形成されている。
【００２２】
励振電極１５および引き出し電極１９，２０は、後述するマウント電極１６，１７の下地層と同じ材料のクロム（Ｃｒ）により単層膜が形成されている。これにより、マウント電極１６，１７の下地層を成膜するのと同時に、励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜することができる。
【００２３】
励振電極１５は、一対の振動腕部１０，１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極である。励振電極１５を構成する第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、一対の振動腕部１０，１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。
【００２４】
本実施形態のマウント電極１６，１７は、Ｃｒと金（Ａｕ）との積層膜であり、水晶と密着性の良いＣｒ膜を下地層として成膜した後に、表面にＡｕの薄膜を仕上げ層として成膜することにより形成される。
【００２５】
一対の振動腕部１０，１１の先端には、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜２１が被膜されている。この重り金属膜２１は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜２１ａと、微小に調整する際に使用される微調膜２１ｂとに分かれている。これら粗調膜２１ａおよび微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０，１１の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。
【００２６】
（パッケージ）
図１、図３および図４に示すように、ベース基板２およびリッド基板３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる陽極接合可能な基板であり、略板状に形成されている。リッド基板３におけるベース基板２との接合面側には、圧電振動片４を収容するキャビティ用凹部３ａが形成されている。
【００２７】
リッド基板３におけるベース基板２との接合面側の全体に、陽極接合用の接合膜３５が形成されている。すなわち接合膜３５は、キャビティ用凹部３ａの内面全体に加えて、キャビティ用凹部３ａの周囲の額縁領域に形成されている。本実施形態の接合膜３５はシリコン膜で形成されているが、接合膜３５をアルミニウム（Ａｌ）やＣｒ等で形成することも可能である。後述するように、この接合膜３５とベース基板２とが陽極接合され、キャビティＣが真空封止されている。
【００２８】
図３に示すように、圧電振動子１は、ベース基板２を厚さ方向に貫通し、キャビティＣの内側と圧電振動子１の外側とを導通する貫通電極３２，３３を備えている。そして、貫通電極３２，３３は、ベース基板２を貫通する貫通孔（凹部）３０，３１内に配置され、圧電振動片４と外部とを電気的に接続する金属ピン７と、貫通孔３０，３１と金属ピン７との間に充填される筒体６と、を有している。
【００２９】
図２および図３に示すように、貫通孔３０，３１は、圧電振動子１を形成したときにキャビティＣ内に収まるように形成される。より詳しく説明すると、本実施形態の貫通孔３０，３１は、後述するマウント工程で実装される圧電振動片４の基部１２側に対応した位置に一方の貫通孔３０が形成され、振動腕部１０，１１の先端側に対応した位置に他方の貫通孔３１が形成される。図３に示すように、本実施形態の貫通孔３０，３１は、第２面Ｕ側から第１面Ｌ側にかけて、内形が次第に大きくなるように形成されており、貫通孔３０，３１の中心軸Ｏを含む断面形状がテーパ状となるように形成されている。なお、貫通孔３０，３１の内周面のテーパ角度は、貫通孔３０，３１の中心軸Ｏに対して１０度から２０度程度となるように形成される。また、本実施形態では、貫通孔３０，３１の中心軸Ｏに垂直な方向の断面形状は、円形状となるように形成されている。
【００３０】
以下に貫通電極の説明をする。なお、以下には貫通電極３２を例にして説明するが、貫通電極３３についても同様である。また、貫通電極３３、引き回し電極３７および外部電極３９の関係についても、貫通電極３２、引き回し電極３６および外部電極３９と同様の関係となっている。
【００３１】
貫通電極３２は、図３に示すように、貫通孔３０の内部に配置された金属ピン７および筒体６によって形成されたものである。
金属ピン７は、ベース基板２に形成された貫通孔３０の第２面Ｕ側における直径より少し小さい直径を有し、貫通孔３０の深さと略同一の長さを有する円柱状の部材である。
金属ピン７は、ステンレスや銀（Ａｇ）、Ｎｉ合金、Ａｌ等の金属材料により形成された導電性の部材であり、特に、鉄（Ｆｅ）を５８重量パーセント、Ｎｉを４２重量パーセント含有する合金（４２アロイ）で形成することが望ましい。金属ピン７は、鍛造やプレス加工により成型される。
【００３２】
本実施形態では、筒体６は、後述する第１ガラスフリットおよび第２ガラスフリットが焼成されたものである。具体的には、筒体６の小径側（第２面Ｕ側）が第１ガラスフリットを焼成したもので形成され、大径側（第１面Ｌ側）が第２ガラスフリットを焼成したもので形成されている。筒体６は、両端が平坦で且つベース基板２と略同じ厚みに形成されている。筒体６の中心には、金属ピン７が筒体６を貫通するように配されており、筒体６は、金属ピン７および貫通孔３０に対して強固に固着している。このように、筒体６および金属ピン７は、貫通孔３０を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持しているとともに、後述する引き回し電極３６と外部電極３８とを導通させる役割を担っている。
【００３３】
図２から図４に示すように、ベース基板２の第２面Ｕ側には、一対の引き回し電極３６，３７がパターニングされている。一対の引き回し電極３６，３７のうち、一方の引き回し電極３６は、一方の貫通電極３２の真上に位置するように形成されている。また、他方の引き回し電極３７は、一方の引き回し電極３６に隣接した位置から、振動腕部１０，１１に沿って前記振動腕部１０，１１の先端側に引き回しされた後、他方の貫通電極３３の真上に位置するように形成されている。
【００３４】
そして、これら一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれＡｕ等からなる先細り形状のバンプＢが形成されており、前記バンプＢを利用して圧電振動片４の一対のマウント電極が実装されている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極１６が、一方の引き回し電極３６を介して一方の貫通電極３２に導通し、他方のマウント電極１７が、他方の引き回し電極３７を介して他方の貫通電極３３に導通するようになっている。
【００３５】
またベース基板２の第１面Ｌには、図１、図３および図４に示すように、一対の外部電極３８，３９が形成されている。一対の外部電極３８，３９は、ベース基板２の長手方向の両端部に形成され、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ電気的に接続されている。
【００３６】
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３８，３９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１３および第２の励振電極１４からなる励振電極１５に電圧を印加することができるので、一対の振動腕部１０，１１を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０，１１の振動を利用して、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として利用することができる。
【００３７】
（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を、フローチャートを参照しながら説明する。
図８は本実施形態の圧電振動子の製造方法のフローチャートである。
図９は、ウエハ体の分解斜視図である。なお、図９に示す点線は、後に行う切断工程で切断する切断線Ｍを図示している。
本実施形態に係る圧電振動子の製造方法は、主に、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、組立工程（Ｓ５０以降）を有している。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およ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。
【００３８】
（圧電振動片作製工程）
圧電振動片作製工程Ｓ１０では、図５から図７に示す圧電振動片４を作製する。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、加工変質層をエッチングで取り除き、その後ポリッシュなどの鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハとする。続いて、ウエハに洗浄などの適切な処理を施した後、該ウエハをフォトリソグラフィ技術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、金属膜の成膜およびパターニングを行って、励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７および重り金属膜２１を形成する。これにより、複数の圧電振動片４を作製することができる。次に、圧電振動片４の共振周波数の粗調を行う。これは、重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザ光を照射して一部を蒸発させ、振動腕部１０，１１の重量を変化させることで行う。
【００３９】
（リッド基板用ウエハ作製工程）
リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０では、図１０に示すように、後にリッド基板となるリッド基板用ウエハ５０を作製する。まず、ソーダ石灰ガラスからなる円板状の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、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去する（Ｓ２１）。次いで、キャビティ形成工程Ｓ２２では、リッド基板用ウエハ５０におけるベース基板用ウエハ４０との接合面に、キャビティ用凹部３ａを複数形成する。キャビティ用凹部３ａの形成は、加熱プレス成型やエッチング加工などによって行う。次に、接合面研磨工程Ｓ２３では、ベース基板用ウエハ４０との接合面を研磨する。
【００４０】
次に、接合膜形成工程Ｓ２４では、ベース基板用ウエハ４０との接合面に、図１、図２および図４に示す接合膜３５を形成する。接合膜３５は、ベース基板用ウエハ４０との接合面に加えて、キャビティＣの内面全体に形成してもよい。これにより、接合膜３５のパターニングが不要になり、製造コストを低減することができる。接合膜３５の形成は、スパッタやＣＶＤ等の成膜方法によって行うことができる。なお、接合膜形成工程Ｓ２４の前に接合面研磨工程Ｓ２３を行っているので、接合膜３５の表面の平面度が確保され、ベース基板用ウエハ４０との安定した接合を実現することができる。
【００４１】
（ベース基板用ウエハ作製工程）
ベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０では、図９に示すように、後にベース基板となるベース基板用ウエハ４０を作製する。まず、ソーダ石灰ガラスからなる円板状のベース基板用ウエハ４０を、所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去する（Ｓ３１）。
【００４２】
（貫通電極形成工程）
次に、ベース基板用ウエハ４０に、一対の貫通電極３２，３３を形成する貫通電極形成工程Ｓ３０Ａを行う。以下に、この貫通電極形成工程Ｓ３０Ａについて説明する。なお、以下には貫通電極３２の形成工程を例にして説明するが、貫通電極３３の形成工程についても同様である。
【００４３】
図８に示すように、本実施形態の貫通電極形成工程Ｓ３０Ａは、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌに第１開口部を有する貫通孔（凹部）を形成する貫通孔（凹部）形成工程Ｓ３２と、貫通孔に金属ピンを挿入する金属ピン配置工程Ｓ３３とを有している。また、貫通孔内に第１ガラスフリットを充填して仮乾燥させる第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａと、第１ガラスフリットに重ねて、貫通孔内に第２ガラスフリットを充填して仮乾燥させる第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ｂとを有している。さらに、貫通孔内に充填された第１ガラスフリットおよび第２ガラスフリットを焼成して硬化させる焼成工程Ｓ３７と、少なくとも前記第１基板の第２面を研磨して前記金属ピンを前記第２面に露出させる研磨工程Ｓ３９とを有している。
【００４４】
（貫通孔形成工程）
図１０は貫通孔の説明図である。
貫通電極形成工程Ｓ３０Ａにおいて、ベース基板用ウエハ４０に、貫通電極を配するための貫通孔３０を形成する貫通孔形成工程Ｓ３２を行う。貫通孔３０は、プレス加工やサンドブラスト法等により形成される。本実施形態では、図１０に示すように、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕ側から第１面Ｌ側にかけて内形が次第に大きくなるように、貫通孔３０をプレス加工により成型している。
【００４５】
具体的な貫通孔形成工程Ｓ３２としては、まず、プレス型を加熱しながらベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌに押圧する。ここで、プレス型に形成された円錐台状の凸部により、ベース基板用ウエハ４０にすり鉢状の凹部が形成される。その後、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕを研磨して凹部の底面を除去することで、テーパ状の内面を有する貫通孔３０が形成される。以上で、貫通孔形成工程Ｓ３２が終了する。
なお、本実施形態では、中心軸Ｏに垂直な方向の断面において、貫通孔３０の形状が円形状となるように形成しているが、プレス型の凸部の形状を変更することにより、例えば断面形状が矩形状となるように形成することもできる。
【００４６】
（金属ピン配置工程）
続いて、貫通孔３０内に金属ピンを挿入する金属ピン配置工程Ｓ３３を行う。
図１１は金属ピンの説明図であり、図１１（ａ）は斜視図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
図１２は金属ピン配置工程の説明図であり、図１２（ａ）は配置中の説明図であり、図１２（ｂ）は配置後の説明図である。
図１１に示すように、金属ピン７と土台部７ａとで鋲体を構成している。金属ピン７は、平板上の土台部７ａから法線方向に立設されている。金属ピン７および土台部７ａを形成するには、まず、金属ピン７と略同径の棒状部材を切断する。その後、棒状部材の一端側をプレス加工や鍛造により成型して土台部７ａを形成し、他端側を切断することにより金属ピン７を形成する。本実施形態では、土台部７ａは略円盤状に形成されている。また、土台部７ａの平面視における外形は、金属ピン７の平面視における外形よりも大きく、なおかつ第２開口部３０Ｕの平面視における外形よりも大きく形成されている。このようにして、金属ピン７および土台部７ａを形成する。
【００４７】
金属ピン配置工程Ｓ３３では、図１２に示すように、金属ピン７をベース基板用ウエハ４０の第２開口部３０Ｕから挿入して、貫通孔３０の内部に金属ピン７を配置する。具体的な金属ピンの配置方法としては、例えば、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕに鋲体群を載置する。そして、ベース基板用ウエハ４０を揺動させつつ、ベース基板用ウエハ４０に振動を加えて鋲体群を拡散させて、貫通孔３０内に金属ピン７を振り込む。なお、治具を用いて複数の金属ピン７を貫通孔３０に対応した位置に配置し、第２面Ｕ側から複数の金属ピン７を挿入することにより、貫通孔３０内に金属ピン７を配置してもよい。また、図１２（ｂ）に示すように、金属ピン配置工程Ｓ３３において、土台部７ａは、第２開口部３０Ｕを閉塞している。そして、土台部７ａは、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕに当接した状態で配置される。
【００４８】
金属ピン７を貫通孔３０内に配置した後、図１２（ｂ）に示すように紙テープのラミネート材７０を第２面Ｕ側に貼付する。これにより、次に述べるガラスフリット充填工程Ｓ３５以降での金属ピン７の脱落やガラスフリットの漏洩を防止することができる。以上で、金属ピン配置工程Ｓ３３が終了する。ラミネート材７０を貼付した後、ベース基板用ウエハ４０を表裏反転して第１面Ｌ側を上面にし、第１面Ｌ側からガラスフリットを充填するガラスフリット充填工程Ｓ３５を行う。
【００４９】
（ガラスフリット充填工程）
図１３は、ガラスフリット充填工程Ｓ３５のうち、第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａの説明図であり、図１３（ａ）は第１ガラスフリット充填時の説明図であり、図１３（ｂ）は仮乾燥後の説明図である。
図１４は、ガラスフリット充填工程Ｓ３５のうち、第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ｂの説明図であり、図１４（ａ）は第２ガラスフリット充填時の説明図であり、図１４（ｂ）は仮乾燥後の説明図である。
続いて、貫通孔３０と金属ピン７との間に第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３を充填するガラスフリット充填工程Ｓ３５を行う。ガラスフリット充填工程Ｓ３５は、貫通孔３０内に第１ガラスフリット６１を充填して仮乾燥する第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａと、第１ガラスフリット６１に重ねて貫通孔３０内に第２ガラスフリット６３を充填して仮乾燥する第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ｂと、を有している。
【００５０】
第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３は、主に粉末状のガラス粒子と、有機溶剤と、バインダとなるエチルセルロースとで構成される、ペースト状のガラスフリットである。
第２ガラスフリット６３に含有される第２ガラス粒子の第２粒径は、第１ガラスフリット６１に含有される第１ガラス粒子の第１粒径よりも大きい。本実施形態では、第１ガラス粒子の第１粒径が１μｍ以下であり、第２ガラス粒子の第２粒径が２μｍから４μｍ程度である。このように、第２ガラス粒子の第２粒径は第１ガラス粒子の第１粒径よりも大きいので、第２ガラス粒子の熱容量は、第１ガラス粒子の熱容量よりも大きくなる。したがって、後述する焼成工程Ｓ３７では、第１ガラス粒子が先に溶融し、その後、第２ガラス粒子が溶融する。
【００５１】
また、第１ガラスフリット６１の粘度は、第２ガラスフリット６３の粘度以下に設定される。本実施形態では、第１ガラスフリット６１の粘度が３０Ｐａ・ｓ程度であり、第２ガラスフリット６３の粘度が６０Ｐａ・ｓ程度である。なお、第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３の粘度は、おもにガラス粒子と有機溶剤との配合比率により決定される。具体的には、ガラス粒子の配合比率を高くして有機溶剤の配合比率を低くすることにより粘度を高くすることができ、ガラス粒子の配合比率を低くして有機溶剤の配合比率を高くすることにより粘度を低くすることができる。なお、ガラスフリットの粘度は、ガラス粒子の大きさによっても変化する。同じ粘度の有機溶剤を用いた場合、ガラス粒子が小さいと粘度が高くなり、ガラス粒子が大きいと粘度が低くなる。
【００５２】
（第１ガラスフリット充填工程）
ガラスフリット充填工程Ｓ３５では、まず、貫通孔３０内に第１ガラスフリット６１を充填して仮乾燥させる第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａを行う。以下に第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａについて詳述する。
【００５３】
具体的には、まず、メタルマスク（不図示）を第１面Ｌに配置する。メタルマスクは、第２面Ｕにガラスフリットが回り込んで付着するのを防止するため、第１面Ｌの周辺部を覆っているとともに、中央にはガラスフリットを塗布するための開口部が形成されている。次に、真空スクリーン印刷機のチャンバー（ともに不図示）内にベース基板用ウエハ４０を搬送しセットし、チャンバー内の真空引きを行って減圧雰囲気とする。次に、第１ガラスフリット６１をベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌ側から塗布する。なお、貫通孔の第１面Ｌ側の第１開口部３０Ｌの外形が、第２面Ｕ側の第２開口部３０Ｕの外形よりも大きく形成されているので、貫通孔３０内に容易に第１ガラスフリット６１を充填することができる。このとき、チャンバー内を１ｔｏｒｒ程度まで減圧するので、第１ガラスフリット６１が脱気され、第１ガラスフリット６１に含まれる気泡が除去される。
【００５４】
続いて、図１３（ａ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌにスキージ６５の先端を当接させつつ、メタルマスク上で第１面Ｌに沿ってスキージ６５を移動させる。これにより、スキージ６５の先端によって第１ガラスフリット６１が貫通孔３０内に押し流されるように流動し、第１ガラスフリット６１が貫通孔３０内に充填される。ここで、第１ガラスフリット６１の粘度は、前述のとおり３０Ｐａ・ｓ程度に低く設定されている。このため、第１ガラスフリット６１の流動性がよいので、貫通孔３０と金属ピン７との間隙の隅々まで第１ガラスフリット６１を行き渡らせることができ、貫通電極に空隙が発生するのを抑制することができる。なお、前述のとおり、第２開口部３０Ｕを土台部７ａで閉塞しつつ、土台部７ａをベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕに当接させた状態で、ラミネート材７０を第２面Ｕに貼付している。これにより、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕ側から第１ガラスフリット６１が漏れることなく、第１ガラスフリット６１を第１面Ｌ側から充填することができる。
【００５５】
その後、第１ガラスフリット６１を仮乾燥する。例えば、ベース基板用ウエハ４０を恒温槽内に搬送した後、８５℃程度の雰囲気下に３０分程度保持することで第１ガラスフリット６１を仮乾燥する。一般に、ガラス粒子の溶融温度は約４００℃から５００℃程度であり、仮乾燥時の温度である８５℃よりもはるかに高い。したがって、仮乾燥時に第１ガラスフリット６１は溶融しない。一方、第１ガラスフリット６１に配合されている有機溶剤の沸点は８５℃よりも低い。したがって、仮乾燥時に有機溶剤はある程度蒸発してガスとなる。なお、第１ガラスフリット６１にはエチルセルロースも配合されているが、エチルセルロースの沸点は３５０℃程度と仮乾燥時の温度である８５℃よりもはるかに高い。したがって、仮乾燥時にエチルセルロースが蒸発することはない。
ここで、第１ガラスフリット６１の第１ガラス粒子は溶融していないので、ガラス粒子間に間隙が存在している。したがって、有機溶剤が蒸発することにより発生したガスは、第１ガラス粒子の間隙を流通して第１ガラスフリット６１の外部に放出される。
【００５６】
第１ガラスフリット６１を仮乾燥することにより、図１３（ｂ）に示すように、第１ガラスフリット６１の体積が減少する。なお、前述の通り第１ガラスフリット６１の粘度は低く設定されており、第１ガラスフリット６１に配合されている有機溶剤の配合比率は高い。したがって、仮乾燥により有機溶剤が蒸発すると、第１ガラスフリット６１の体積が大幅に減少する。そして、仮乾燥の後、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌに付着している余分な第１ガラスフリット６１の残渣を除去した時点で、第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａが終了する。
【００５７】
（第２ガラスフリット充填工程）
続いて、ガラスフリット充填工程Ｓ３５では、乾燥した第１ガラスフリット６１に重ねて、粒径の大きい第２ガラスフリット６３を充填して仮乾燥させる第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ｂを行う。図１４（ａ）に示すように、第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａと同様に、減圧雰囲気下において、メタルマスク上で第１面Ｌに沿ってスキージ６５を移動させることにより、貫通孔３０内に第２ガラスフリット６３を充填し仮乾燥させる。
【００５８】
ここで、第２ガラスフリット６３の粘度は、前述の通り６０Ｐａ・ｓ程度に設定されている。このため、第２ガラスフリット６３は第１ガラスフリット６１と比較して粘度が高く、第１ガラスフリット６１よりも流動性が悪い。しかし、前述の第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａにより、小径の第２開口部３０Ｕ付近における貫通孔３０と金属ピン７との間隙の隅々まで、第１ガラスフリット６１を行き渡らせて充填している。そのため、第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ｂでは、大径の第１開口部３０Ｌ付近における貫通孔３０と金属ピン７との比較的広い間隙に、第２ガラスフリット６３を充填すればよい。したがって、第２ガラスフリット６３の粘度が高くても、貫通孔３０と金属ピン７との間隙の隅々まで第２ガラスフリット６３を充填することができる。
【００５９】
その後、第１ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ａと同様に、８５℃程度の雰囲気下で３０分程度放置して第２ガラスフリット６３を仮乾燥させる。なお、第２ガラスフリット６３に配合されている有機溶剤の配合比率は低いので、仮乾燥により有機溶剤が蒸発しても、第２ガラスフリット６３の体積はほとんど減少しない。そして、仮乾燥の後、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌに付着している余分な第２ガラスフリット６３の残渣を除去した時点で、第２ガラスフリット充填工程Ｓ３５Ｂが終了する。
【００６０】
（焼成工程）
図１５は焼成工程Ｓ３７の説明図である。なお、図面を分かりやすくするために、第１ガラスフリット６１の第１ガラス粒子６１ａの大きさおよび第２ガラスフリット６３の第２ガラス粒子６３ａの大きさを誇張して表現している。
次に、貫通孔３０に充填した第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３を焼成して硬化させる焼成工程Ｓ３７を行う。例えば、ベース基板用ウエハ４０を焼成炉に搬送した後、６１０℃程度の雰囲気下に３０分程度保持することで、第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３を焼成する。
【００６１】
図１５に示すとおり、第２ガラスフリット６３に含有される第２ガラス粒子６３ａの第２粒径は、第１ガラスフリット６１に含有される第１ガラス粒子６１ａの第１粒径よりも大きい。そのため、第２ガラス粒子６３ａの熱容量は、第１ガラス粒子６１ａの熱容量よりも大きくなる。したがって、第１ガラス粒子６１ａの中心部は、第２ガラス粒子６３ａの中心部よりも先にガラス粒子の溶融温度である約４００℃から５００℃程度に達し、第２ガラス粒子６３ａの溶融が完了するのよりも先に、第１ガラス粒子６１ａの溶融が完了する。ガラスフリットに含有されるエチルセルロースの沸点は前述の通り３５０℃程度であるので、焼成中の第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３からは、エチルセルロースが蒸発することにより、一酸化炭素（ＣＯ）や二酸化炭素（ＣＯ2）、水蒸気（Ｈ2Ｏ）等のガスが発生する。
【００６２】
ここで、土台部７ａと貫通孔３０とで形成された凹部の底部側（すなわち第２開口部３０Ｕ側）に第１ガラスフリットが充填され、第１開口部３０Ｌ側に第２ガラスフリットが充填されている。よって、第１ガラスフリット６１から発生したガスは、第２ガラスフリット６３によって蓋をされることなく、第２ガラス粒子６３ａ間の間隙６３ｂを流通して、第１開口部３０Ｌから外部に放出される。これにより、第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３内部にはガスによる気泡が残留しにくいので、ガラスフリット焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することができる。したがって、貫通孔３０および金属ピン７と焼成後のガラスとは空隙が発生することなく良好に密着するので、キャビティ内の気密を維持しつつ、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【００６３】
その後、第１ガラスフリット６１に続いて、第２ガラスフリット６３の溶融が進行する。前述の通り、６１０℃程度の雰囲気下に３０分程度保持することにより、第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３の焼成が完了する。焼成が完了した後、ベース基板用ウエハ４０を常温雰囲気下で放置して冷却する。これにより、第１ガラスフリット６１と第２ガラスフリット６３とが固化し、貫通孔３０、第１ガラスフリット６１、第２ガラスフリット６３および金属ピン７が互いに固着して貫通電極を形成することができる。以上で、焼成工程Ｓ３７が終了する。
【００６４】
（研磨工程）
続いて、図１４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Ｕを研磨して金属ピン７を第２面Ｕに露出させる研磨工程Ｓ３９を行う。第２面Ｕを研磨することにより、土台部７ａを除去することができ、金属ピン７を筒体６の内部に取り残すことができる。また、第２面に加えて第１面Ｌを研磨するのが望ましい。これにより、第１面Ｌを平坦面にすることができ、金属ピン７の先端を確実に露出させることができる。その結果、ベース基板用ウエハ４０の表面と金属ピン７の両端とを略面一な状態とすることができ、貫通電極３２を複数得ることができる。なお、研磨工程Ｓ３９を行った時点で、貫通電極形成工程Ｓ３０Ａが終了する。
【００６５】
次に、図９に戻り、貫通電極にそれぞれ電気的に接続された引き回し電極３６，３７を第２面Ｕ上に複数形成する引き回し電極形成工程Ｓ４０を行う。さらに、引き回し電極３６，３７上に、それぞれＡｕ等からなる先細り形状のバンプを形成する。なお、図９では、図面の見易さのためバンプの図示を省略している。この時点でベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０が終了する。
【００６６】
（マウント工程Ｓ５０以降の圧電振動子組立工程）
次に、ベース基板用ウエハ４０の引き回し電極３６，３７上に、バンプＢを介して圧電振動片４を接合するマウント工程Ｓ５０を行う。具体的には、圧電振動片４の基部１２をバンプＢ上に載置し、バンプＢを所定温度に加熱しながら、圧電振動片４をバンプＢに押し付けつつ超音波振動を印加する。これにより、図３に示すように、圧電振動片４の振動腕部１０，１１がベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕから浮いた状態で、基部１２がバンプＢに機械的に固着される。また、マウント電極１６，１７と引き回し電極３６，３７とが電気的に接続された状態となる。
【００６７】
圧電振動片４の実装が終了した後、図１０に示すように、ベース基板用ウエハ４０に対してリッド基板用ウエハ５０を重ね合わせる重ね合わせ工程Ｓ６０を行う。具体的には、図示しない基準マークなどを指標としながら、両ウエハ４０、５０を正しい位置にアライメントする。これにより、ベース基板用ウエハ４０に実装された圧電振動片４が、リッド基板用ウエハ５０のキャビティ用凹部３ａとベース基板用ウエハ４０とで囲まれるキャビティＣ内に収容された状態となる。
【００６８】
重ね合わせ工程Ｓ６０の後、重ね合わせた両ウエハ４０，５０を図示しない陽極接合装置に入れ、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接合工程Ｓ７０を行う。具体的には、接合膜３５とベース基板用ウエハ４０との間に所定の電圧を印加する。すると、接合膜３５とベース基板用ウエハ４０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、図１０に示すウエハ体６０を得ることができる。なお、図１０においては、図面を見易くするために、ウエハ体６０を分解した状態を図示しており、リッド基板用ウエハ５０から接合膜３５の図示を省略している。
【００６９】
次に、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌに導電性材料をパターニングして、一対の貫通電極３２，３３にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極３８，３９（図３参照）を複数形成する外部電極形成工程Ｓ８０を行う。この工程により、圧電振動片４は、貫通電極３２，３３を介して外部電極３８，３９と導通する。
【００７０】
次に、ウエハ体６０の状態で、キャビティＣ内に封止された個々の圧電振動子の周波数を微調整して所定の範囲内に収める微調工程Ｓ９０を行う。具体的には、図４に示す外部電極３８，３９から所定電圧を継続的に印加して、圧電振動片４を振動させつつ周波数を計測する。この状態で、ベース基板用ウエハ４０の外部からレーザ光を照射し、図５および図６に示す重り金属膜２１の微調膜２１ｂを蒸発させる。これにより、一対の振動腕部１０，１１の先端側の重量が低下するため、圧電振動片４の周波数が上昇する。これにより、圧電振動子の周波数を微調整して、公称周波数の範囲内に収めることができる。
【００７１】
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体６０を図１０に示す切断線Ｍに沿って切断する切断工程Ｓ１００を行う。具体的には、まずウエハ体６０のベース基板用ウエハ４０の表面にＵＶテープを貼り付ける。次に、リッド基板用ウエハ５０側から切断線Ｍに沿ってレーザを照射する（スクライブ）。次に、ＵＶテープの表面から切断線Ｍに沿って切断刃を押し当て、ウエハ体６０を割断する（ブレーキング）。その後、ＵＶを照射してＵＶテープを剥離する。これにより、ウエハ体６０を複数の圧電振動子に分離することができる。なお、これ以外のダイシング等の方法によりウエハ体６０を切断してもよい。
【００７２】
なお、切断工程Ｓ１００を行って個々の圧電振動子にした後に、微調工程Ｓ９０を行う工程順序でも構わない。但し、上述したように、微調工程Ｓ９０を先に行うことで、ウエハ体６０の状態で微調を行うことができるため、複数の圧電振動子をより効率良く微調することができる。よって、スループットの向上化を図ることができるため好ましい。
【００７３】
その後、内部の電気特性検査Ｓ１１０を行う。即ち、圧電振動片４の共振周波数や共振抵抗値、ドライブレベル特性（共振周波数および共振抵抗値の励振電力依存性）等を測定してチェックする。また、絶縁抵抗特性等を併せてチェックする。そして、最後に圧電振動子の外観検査を行って、寸法や品質等を最終的にチェックする。これをもって圧電振動子の製造が終了する。
【００７４】
本実施形態によれば、図１５に示すように、第２ガラス粒子６３ａの第１粒径は、第１ガラス粒子６１ａの第１粒径よりも大きいので、第２ガラス粒子６３ａの熱容量は第１ガラス粒子６１ａの熱容量よりも大きくなる。そのため、焼成工程では、第１ガラス粒子６１ａの溶融完了よりも第２ガラス粒子６３ａの溶融完了が遅くなる。また、第１ガラスフリット６１に重ねて第２ガラスフリット６３を充填しているので、貫通孔３０の第２開口部３０Ｕ側に第１ガラスフリット６１が充填され、貫通孔３０の第１開口部３０Ｌ側に第２ガラスフリット６３が充填される。よって、第１ガラスフリット６１から発生したガスは、第２ガラスフリット６３により蓋をされることなく、第２ガラス粒子６３ａ間の間隙６３ｂを流通して、貫通孔３０の第１開口部３０Ｌから外部に放出される。これにより、第１ガラスフリット６１および第２ガラスフリット６３の内部にはガスによる気泡が残留しにくいので、焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することができる。したがって、貫通孔３０および金属ピン７と焼成後のガラスとは空隙が発生することなく良好に密着するので、キャビティ内の気密を維持しつつ、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【００７５】
（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１６を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図１６に示すように、圧電振動子１を、集積回路１１１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１１０は、コンデンサ等の電子素子部品１１２が実装された基板１１３を備えている。基板１１３には、発振器用の前記集積回路１１１が実装されており、この集積回路１１１の近傍に、圧電振動子１の圧電振動片が実装されている。これら電子素子部品１１２、集積回路１１１および圧電振動子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。
【００７６】
このように構成された発振器１１０において、圧電振動子１に電圧を印加すると、圧電振動子１内の圧電振動片が振動する。この振動は、圧電振動片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１１１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１１１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１１１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。
【００７７】
本実施形態の発振器１１０によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ、貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造された圧電振動子１を備えているので、性能が良好で信頼性に優れた発振器１１０を提供することができる。
【００７８】
（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１７を参照して説明する。なお電子機器として、前述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１２０を例にして説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器１２０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およ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、格段に小型化および軽量化されている。
【００７９】
次に、本実施形態の携帯情報機器１２０の構成について説明する。この携帯情報機器１２０は、図１７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１２１とを備えている。電源部１２１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１２１には、各種制御を行う制御部１２２と、時刻等のカウントを行う計時部１２３と、外部との通信を行う通信部１２４と、各種情報を表示する表示部１２５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１２６とが並列に接続されている。そして、電源部１２１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。
【００８０】
制御部１２２は、各機能部を制御して音声データの送信や受信、現在時刻の計測、表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１２２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。
【００８１】
計時部１２３は、発振回路やレジスタ回路、カウンタ回路、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１２２と信号の送受信が行われ、表示部１２５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。
【００８２】
通信部１２４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９、増幅部１３０、音声入出力部１３１、電話番号入力部１３２、着信音発生部１３３および呼制御メモリ部１３４を備えている。
無線部１２７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１３５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１２８は、無線部１２７又は増幅部１３０から入力された音声信号を符号化および複号化する。増幅部１３０は、音声処理部１２８又は音声入出力部１３１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１３１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。
【００８３】
また、着信音発生部１３３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１２９は、着信時に限って、音声処理部１２８に接続されている増幅部１３０を着信音発生部１３３に切り替えることによって、着信音発生部１３３において生成された着信音が増幅部１３０を介して音声入出力部１３１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１３４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１３２は、例えば、０から９の番号キーおよ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。
【００８４】
電圧検出部１２６は、電源部１２１によって制御部１２２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１２２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１２４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１２６から電圧降下の通知を受けた制御部１２２は、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９および着信音発生部１３３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１２７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１２５に、通信部１２４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。
【００８５】
すなわち、電圧検出部１２６と制御部１２２とによって、通信部１２４の動作を禁止し、その旨を表示部１２５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１２５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１２４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１３６を備えることで、通信部１２４の機能をより確実に停止することができる。
【００８６】
本実施形態の携帯情報機器１２０によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ、貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造された圧電振動子１を備えているので、性能が良好で信頼性に優れた携帯情報機器１２０を提供することができる。
【００８７】
（電波時計）
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図１８を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図１８に示すように、フィルタ部１４１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、前述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【００８８】
以下、電波時計１４０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１４２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１４３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１４１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、前記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１４８、１４９をそれぞれ備えている。
【００８９】
更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１４４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１４５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１４６でカウントされる。ＣＰＵ１４６では、現在の年や積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１４８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１４８、１４９は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【００９０】
なお、前述の説明は、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１４０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。
【００９１】
本実施形態の電波時計１４０によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ、貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造された圧電振動子１を備えているので、性能が良好で信頼性に優れた電波時計１４０を提供することができる。
【００９２】
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
本実施形態では、音叉型の圧電振動片を用いた圧電振動子を例に挙げて、本発明のパッケージの製造方法を説明した。しかし、例えば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、上述した本発明のパッケージの製造方法を採用しても構わない。
【００９３】
本実施形態では、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。しかし、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できる。
【００９４】
本実施形態では、ガラスフリット充填工程において、第１ガラスフリット充填工程と第２ガラスフリット充填工程とをそれぞれ１回ずつ実施している。しかし、第２ガラスフリット充填工程の後、さらに重ねて第２ガラスフリットを充填してもよい。これにより、有機溶剤の蒸発により発生する貫通電極の表面の凹みを抑制することができる。
【００９５】
本実施形態では、貫通孔内に土台部から立設された金属ピンを配置し、その後、土台部を研磨して除去することにより貫通電極を形成している。しかし、貫通孔を有底の凹部とし、円柱状の金属ピンを凹部内に配置して貫通電極を形成してもよい。ただし、金属ピンが傾倒することなく貫通孔内に配置できる点で、本実施形態に優位性がある。
【符号の説明】
【００９６】
１・・・圧電振動子（パッケージ） ２・・・ベース基板（第１基板） ４・・・圧電振動片（電子部品） ７・・・金属ピン ９・・・パッケージ ３０，３１・・・貫通孔（凹部） ３０Ｌ，３１Ｌ・・・第１開口部 ３０Ｕ，３１Ｕ・・・第２開口部 ３２，３３・・・貫通電極 ６１・・・第１ガラスフリット ６１ａ・・・第１ガラス粒子 ６３・・・第２ガラスフリット ６３ａ・・・第２ガラス粒子 １１０・・・発振器 １２０・・・携帯情報機器（電子機器） １２３・・・計時部 １４０・・・電波時計 １４１・・・フィルタ部 Ｃ・・・キャビティ Ｌ・・・第１面 Ｓ３０Ａ・・・貫通電極形成工程 Ｓ３２・・・貫通孔（凹部）形成工程 Ｓ３３・・・金属ピン配置工程 Ｓ３５・・・ガラスフリット充填工程 Ｓ３５Ａ・・・第１ガラスフリット充填工程 Ｓ３５Ｂ・・・第２ガラスフリット充填工程 Ｓ３７・・・焼成工程 Ｓ３９・・・研磨工程 Ｕ・・・第２面
【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第１基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記パッケージの外側とを導通する貫通電極を形成する貫通電極形成工程を備え、
前記貫通電極形成工程は、
前記第１基板の第１面に第１開口部を有する凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部に金属ピンを挿入する金属ピン配置工程と、
前記凹部内に第１ガラスフリットを充填して仮乾燥させる第１ガラスフリット充填工 程と、
前記第１ガラスフリットに重ねて、前記凹部内に第２ガラスフリットを充填して仮乾 燥させる第２ガラスフリット充填工程と、
前記凹部内に充填された前記第１ガラスフリットおよび前記第２ガラスフリットを焼 成して硬化させる焼成工程と、
少なくとも前記第１基板の第２面を研磨して前記金属ピンを前記第２面に露出させる 研磨工程と、
を有し、
前記第２ガラスフリットに含有される第２ガラス粒子の第２粒径は、前記第１ガラスフリットに含有される第１ガラス粒子の第１粒径よりも大きいことを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパッケージの製造方法において、
前記第１ガラスフリットの粘度は、前記第２ガラスフリットの粘度以下であることを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項３】
請求項１および２に記載のパッケージの製造方法において、
前記凹部は、前記第２面側から前記第１面側にかけて、内形が次第に大きくなるよう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４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のパッケージの製造方法により製造した前記パッケージにおける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５】
請求項４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６】
請求項４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７】
請求項４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】
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第１基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記パッケージの外側とを導通する貫通電極を形成する貫通電極形成工程を備え、
前記貫通電極形成工程は、
前記第１基板の第１面に第１開口部を有する凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部に金属ピンを挿入する金属ピン配置工程と、
前記凹部内に第１ガラスフリットを充填して仮乾燥させる第１ガラスフリット充填工 程と、
前記第１ガラスフリットに重ねて、前記凹部内に第２ガラスフリットを充填して仮乾 燥させる第２ガラスフリット充填工程と、
前記凹部内に充填された前記第１ガラスフリットおよび前記第２ガラスフリットを焼 成して硬化させる焼成工程と、
少なくとも前記第１基板の第２面を研磨して前記金属ピンを前記第２面に露出させる 研磨工程と、
を有し、
前記第２ガラスフリットに含有される第２ガラス粒子の第２粒径は、前記第１ガラスフリットに含有される第１ガラス粒子の第１粒径よりも大きいことを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパッケージの製造方法において、
前記第１ガラスフリットの粘度は、前記第２ガラスフリットの粘度以下であることを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項３】
請求項１および２に記載のパッケージの製造方法において、
前記凹部は、前記第２面側から前記第１面側にかけて、内形が次第に大きくなるよう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４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のパッケージの製造方法により製造した前記パッケージにおける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５】
請求項４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６】
請求項４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７】
請求項４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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−１７６５０２（Ｐ２０１１−１７６５０２Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３７９８６（Ｐ２０１０−３７９８６）
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【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２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【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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