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】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、およびこの製造方法により製造された圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計を提供する。
【解決手段】、貫通電極形成工程Ｓ３０Ａは、ベース基板用ウエハ４０（第１基板）に貫通孔３０，３１を形成する貫通孔形成工程Ｓ３２と、貫通孔３０，３１内に第１ペースト材６１を充填して仮乾燥させる第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａと、第１ペースト材６１に重ねて貫通孔３０，３１内に第２ペースト材６３を充填する第２ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂと、を有し、第１ペースト材６１は第２ペースト材６３よりも粘度が低いことを特徴とする。
【解決手段】、貫通電極形成工程Ｓ３０Ａは、ベース基板用ウエハ４０（第１基板）に貫通孔３０，３１を形成する貫通孔形成工程Ｓ３２と、貫通孔３０，３１内に第１ペースト材６１を充填して仮乾燥させる第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａと、第１ペースト材６１に重ねて貫通孔３０，３１内に第２ペースト材６３を充填する第２ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂと、を有し、第１ペースト材６１は第２ペースト材６３よりも粘度が低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、表面実装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、圧電振動片が形成された圧電基板を第１基板と第２基板とで上下から挟み込むように接合した３層構造タイプのものが知られている。
この場合、圧電振動片は、第１基板と第２基板との間に形成されたキャビティ（密閉室）内に収納されている。
【０００３】
また近年では、上述した３層構造タイプのものではなく、２層構造タイプのものも開発されている。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。このパッケージ化された２層構造タイプの圧電振動子は、３層構造のものに比べて薄型化を図ることができるなどの点において優れており、好適に使用されている。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および特許文献２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２４８４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２７９８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、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た状態で貫通孔を完全に塞ぎ、しかも、表面に凹みなどがない状態で貫通電極を形成する必要がある。
【０００６】
ここで、特許文献１および特許文献２には、導電ペースト材（Ａｇペースト材やＡｕ−Ｓｎペースト材など）を用いることにより、貫通電極を形成することが記載されている。しかし、実際にどのように形成するかなどの具体的な製造方法については何ら記載されていない。
【０００７】
一般的に、貫通孔内に導電ペースト材を充填した後、焼成を行って硬化させる必要がある。ところが、焼成を行うと、導電ペースト材に含まれる溶媒または分散媒（以下「溶媒等」という。）が蒸発により消失してしまうため、通常、焼成後の導電ペースト材の体積は焼成前の導電ペースト材の体積に比べて減少してしまう。そのため、導電ペースト材を利用して貫通電極を形成したとしても、表面に凹みが発生する虞があり、その結果、圧電振動片と外部電極との導通性が損なわれる可能性があった。
【０００８】
上記の凹みの発生による導通不良を解決するため、ＡｇやＡｕ−Ｓｎ等の導電部材の配合比率が高く、溶媒等の配合比率が低い導電ペースト材を用いて貫通電極を形成することが考えられる。この導電ペースト材によると、焼成時の溶媒等の蒸発量が少ないので、貫通電極の表面に凹みが発生するのを抑制し、貫通電極の確実な導通を確保することができる。
【０００９】
しかし、この導電ペースト材は導電部材の配合比率が高いため、その粘度も高くなる。このため、貫通孔内に導電ペースト材を充填したときに、導電ペースト材が隅々まで行き渡ることができず、導電ペースト材内部および貫通孔の内周面と導電ペースト材との間に空隙が発生する虞がある。そして、このように空隙が存在する状態で焼成して貫通電極を形成すると、導電ペースト材の密着が不十分となり、キャビティ内の気密が損なわれてしまう虞がある。
【００１０】
また、凹みの発生による導通不良を解決する他の方法として、導電性の鋲体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鋲体を、貫通孔内に挿入した状態で、貫通孔と芯材部との間隙にガラスフリットを充填する。そして、充填したガラスフリットを焼成して貫通孔と芯材部とガラスフリットとを一体化させた後、鋲体の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。これにより、ベース基板、ガラスフリットおよび芯材部を互いに面一にすることができるので、貫通電極の表面に凹みが発生するのを抑制し、貫通電極の確実な導通を確保することができる。
【００１１】
しかし、鋲体を貫通孔に挿入して配置するため、貫通孔と芯材部との間隙は非常に狭くなる。このため、ガラスフリットが前記間隙の隅々まで行き渡らず、ガラスフリット内部、芯材部の外周面とガラスフリットとの間および貫通孔の内周面とガラスフリットとの間に空隙が発生する虞がある。そして、このように空隙が存在する状態で焼成して貫通電極を形成すると、前述の導電ペースト材で貫通電極を形成した場合と同様に、キャビティ内の気密が損なわれてしまう虞がある。
【００１２】
そこで本発明は、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、およびこの製造方法により製造された圧電振動子、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】
【００１３】
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ている。そして、前記貫通電極形成工程は、前記第１基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、 前記貫通孔内に第１ペースト材を充填して仮乾燥させる第１ペースト材充填工程と、前記第１ペースト材に重ねて前記貫通孔内に第２ペースト材を充填する第２ペースト材充填工程と、を有し、前記第１ペースト材は前記第２ペースト材よりも粘度が低いことを特徴とする。
本発明によれば、粘度が低い第１ペースト材を充填するので、貫通孔内部の隅々まで第１ペースト材を行き渡らせることができる。これにより、貫通電極に空隙が発生するのを抑制することができるので、キャビティ内の気密を良好な状態に維持することができる。ただし、粘度が低い第１ペースト材は、配合される溶媒等の比率が高いので、硬化時の体積の減少が大きくなる。これに対して本発明では、第１ペースト材に重ねて粘度の高い第２ペースト材を充填する。第２ペースト材は第１ペースト材に比較して、溶媒等の比率が低く、硬化時の体積の減少が少ない。これにより、硬化後に貫通電極の表面に凹みが発生するのを抑制し、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【００１４】
また、前記第１基板の第１面側における前記貫通孔の第１開口部の孔径は、前記第１基板の第２面側における前記貫通孔の第２開口部の孔径より大きく形成されており、前記第１開口部から、前記貫通孔内に前記第１ペースト材および前記第２ペースト材を充填することが望ましい。
本発明によれば、孔径の大きい第１開口部から第１ペースト材および第２ペースト材を充填するので、第１ペースト材および第２ペースト材を容易に貫通孔の内部に充填することができる。また、第１面側から第２面側に向かって孔径が小さくなっているため、貫通孔内部の隅々までペースト材を充填しにくくなる。これに対して本発明によれば、粘度が低い第１ペースト材を充填するので、貫通孔内部の隅々まで第１ペースト材を行き渡らせることができる。これにより、貫通電極に空隙が発生するのを抑制することができるので、キャビティ内の気密を良好な状態に維持することができる。
【００１５】
また、前記貫通電極形成工程は、前記第１ペースト材充填工程に先立って、平板状の土台部と、前記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、を有する導電性の鋲体の前記芯材部を、前記貫通孔内に挿入する鋲体配置工程を有することが望ましい。
本発明によれば、貫通孔内に導電性の鋲体の芯材部が配置されているので、貫通電極の導通を確実に確保することができる。ただし、芯材部を貫通孔内に挿入することにより貫通孔と芯材部との間隙が狭くなってしまい、前記間隙にペースト材を充填するのが困難になる。これに対して本発明によれば、貫通孔内に芯材部を配置した後に、粘度の低い第１ペースト材を充填するので、貫通孔と芯材部との間隙の隅々まで第１ペースト材を行き渡らせることができる。これにより、貫通電極に空隙が発生するのを抑制することができるので、キャビティ内の気密を良好な状態に維持することができる。
【００１６】
また、本発明の圧電振動子は、上述した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。
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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】
【００１９】
本発明によれば、粘度が低い第１ペースト材を充填するので、貫通孔内部の隅々まで第１ペースト材を行き渡らせることができる。これにより、貫通電極に空隙が発生するのを抑制することができるので、キャビティ内の気密を良好な状態に維持することができる。ただし、粘度が低い第１ペースト材は、配合される溶媒等の比率が高いので、硬化時の体積の減少が大きくなる。これに対して本発明では、第１ペースト材に重ねて粘度の高い第２ペースト材を充填するが、第２ペースト材は第１ペースト材に比較して、溶媒等の比率が低く、硬化時の体積の減少が少ない。これにより、硬化後に貫通電極の表面に凹みが発生するのを抑制し、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】
【００２０】
【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】鋲体の説明図であり、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】鋲体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１３】第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａの説明図であり、図１３（ａ）は第１ペースト材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ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂの説明図であり、図１４（ａ）は第２ペースト材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】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１６】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１７】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】
【００２１】
（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、その反対面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は本実施形態における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。
【００２２】
（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。この圧電振動片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。
【００２３】
この圧電振動片４は、一対の振動腕部１０，１１の外表面上に形成されて一対の振動腕部１０，１１を振動させる第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と、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４に電気的に接続されたマウント電極１６，１７とを有している。励振電極１５、マウント電極１６，１７および引き出し電極１９，２０は、例えば、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などの導電性材料の被膜により形成されている。
【００２４】
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。具体的には、第１の励振電極１３が、一方の振動腕部１０の溝部１８上と他方の振動腕部１１の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極１４が、一方の振動腕部１０の両側面上と他方の振動腕部１１の溝部１８上とに主に形成されている。また、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、基部１２の両主面上において、それぞれ引き出し電極１９，２０を介してマウント電極１６，１７に電気的に接続されている。
【００２５】
また、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、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Ｃ用の凹部３ａが形成されている。
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、凹部３ａの内面全体に加えて、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Ｓｉ膜で形成されているが、接合膜３５をＡｌで形成することも可能である。そして後述するように、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。
【００２７】
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基板であり、図１から図４に示すように、リッド基板３と同等の外形で略板状に形成されている。
このベース基板２には、ベース基板２を厚さ方向に貫通する一対の貫通孔３０，３１と、貫通電極３２，３３とが形成されている。
【００２８】
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、本実施形態では、第１面Ｌ側の開口部は第２面Ｕ側の開口部よりも大きく形成されており、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。また、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。
【００２９】
貫通電極３２，３３は、図３に示すように、貫通孔３０，３１の内部に配置された筒体６および鋲体の芯材部７ｂによって形成されたものである。
本実施形態では、筒体６は、後述するガラスフリットからなる第１ペースト材および第２ペースト材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ペースト材を焼成したもので形成され、大径側（第１面Ｌ側）が第２ペースト材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。そして、筒体６の中心には、芯材部７ｂが筒体６を貫通するように配されている。芯材部７ｂは、後述する鋲体の土台部を研磨することにより形成される。そして、筒体６は、芯材部７ｂおよび貫通孔３０，３１に対して強固に固着している。
筒体６および芯材部７ｂは、貫通孔３０，３１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３６，３７と外部電極３８，３９とを導通させる役割を担っている。
【００３０】
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。
【００３１】
そして、これら一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれバンプ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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
（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。なお、パッケージの製造方法は、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、組立工程のうち接合工程Ｓ７０とを少なくとも有している。
【００３５】
（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。
【００３６】
（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９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、凹部形成工程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、キャビティ用の凹部３ａを複数形成する。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。
【００３７】
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、凹部３ａ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。
【００３８】
（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）。
【００３９】
（貫通電極形成工程）
次いで、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、詳細に説明する。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。
【００４０】
貫通電極形成工程Ｓ３０Ａは、ベース基板用ウエハ４０に貫通電極３２を配するための凹部を形成する貫通孔形成工程Ｓ３２と、貫通孔内に鋲体を挿入する鋲体配置工程Ｓ３３とを有している。また、貫通孔と芯材部との間隙にペースト材を充填するペースト材充填工程Ｓ３５と、ペースト材を焼成して硬化させる焼成工程Ｓ３７とを有している。さらに、ベース基板用ウエハの第２面Ｕを研磨して土台部を除去するとともに、第１面Ｌを研磨して芯材部を露出させる研磨工程Ｓ３９を有している。
【００４１】
（貫通孔形成工程）
図１０は貫通孔の説明図である。
図１１は鋲体の説明図であり、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。
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３２（図３参照）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。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１面Ｌから第２面Ｕにかけて開口部の外形が小さくなるようにプレス加工で貫通孔３０を成型する。
【００４２】
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。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。
【００４３】
（鋲体配置工程）
続いて、貫通孔内に鋲体を挿入する鋲体配置工程Ｓ３３を行う。
図１１は鋲体７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は鋲体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。
【００４４】
図１１に示す鋲体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。
【００４５】
鋲体７を形成するには、まず、芯材部７ｂ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芯材部７ｂ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。このようにして、土台部７ａおよび芯材部７ｂを有する鋲体７を形成する。
【００４６】
土台部７ａの平面視における外形は、芯材部７ｂ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。そして、後述する鋲体配置工程では、土台部７ａがベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕと当接した状態で鋲体７が配置される。
【００４７】
鋲体配置工程Ｓ３３では、図１２に示すように、貫通孔３０内に鋲体７の芯材部７ｂを配置する。具体的には、芯材部７ｂの中心軸と貫通孔３０の中心軸Ｏとが略一致するように、鋲体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の内部に芯材部７ｂを配置する。本実施形態の鋲体配置工程Ｓ３３では、後述するペースト材充填工程Ｓ３５において、大径の第１開口部３０Ｌからペースト材を充填できるようにするため、小径の第２開口部３０Ｕから芯材部７ｂを挿入し、第２開口部３０Ｕを土台部７ａで塞いでいる。
【００４８】
なお、鋲体配置工程Ｓ３３の後、例えば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、次に述べるペースト材充填工程での鋲体７の脱落やペースト材の漏洩を防止することができる。そして、ベース基板用ウエハ４０を表裏反転し、第１面Ｌ側を上面にして、次に述べるペースト材充填工程を行う。
【００４９】
（ペースト材充填工程）
図１３は、ペースト材充填工程Ｓ３５のうち、第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａの説明図であり、図１３（ａ）は第１ペースト材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、ペースト材充填工程Ｓ３５のうち、第２ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂの説明図であり、図１４（ａ）は第２ペースト材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と鋲体７の芯材部７ｂとの間に第１ペースト材６１および第２ペースト材６３を充填するペースト材充填工程Ｓ３５を行う。ペースト材充填工程Ｓ３５は、貫通孔３０内に第１ペースト材６１を充填する第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａと、第１ペースト材６１を仮乾燥させた後、第１ペースト材６１に重ねて貫通孔３０内に第２ペースト材６３を充填する第２ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂと、を有している。
【００５０】
本実施形態で、第１ペースト材６１および第２ペースト材６３は、主に粉末状のガラスと溶媒である有機溶剤とで構成されるペースト状のガラスフリットである。第１ペースト材６１および第２ペースト材６３の粘度は、ガラス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。
【００５１】
ここで、第１ペースト材６１の粘度は、第２ペースト材６３の粘度よりも低い。そして、第１ペースト材６１のガラスの配合比率は、第２ペースト材６３のガラスの配合比率よりも低くしており、第１ペースト材６１の有機溶剤の配合比率は、第２ペースト材６３のガラスの配合比率よりも高くしている。具体的な粘度は、第１ペースト材６１が２０Ｐａ・ｓ以上４０Ｐａ・ｓ以下であり、第２ペースト材６３が３０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下である。そして、第１ペースト材６１の粘度が第２ペースト材６３の粘度よりも低くなるように各ペースト材の粘度を適宜選択する。
【００５２】
（第１ペースト材充填工程）
ペースト材充填工程Ｓ３５では、まず、貫通孔３０内に、前述の第１ペースト材６１を充填する第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａを行う。本実施形態では、減圧雰囲気下において、貫通孔３０内に第１ペースト材６１を充填する。以下に第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａについて詳述する。
【００５３】
まず、減圧雰囲気下に維持された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を搬送しセットする。次に、図１３（ａ）に示すように、第１ペースト材６１をベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌ側から塗布する。第１面Ｌ側から第１ペースト材６１を塗布するのは、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おり、貫通孔３０内に容易に第１ペースト材６１を充填することができるからである。このとき、チャンバー内を１ｔｏｒｒ程度まで減圧するので、第１ペースト材６１が脱気され、第１ペースト材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、スキージ６５の先端をベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌに当接させ、スキージ６５を第１面Ｌに沿って移動させる。これにより、スキージ６５の先端によって第１ペースト材６１が貫通孔３０内に押し流されるように流動し、第１ペースト材６１が貫通孔３０内に充填される。ここで、第１ペースト材６１の粘度は、例えば２０Ｐａ・ｓ程度に低く設定されている。このため、第１ペースト材６１の流動性がよいので、貫通孔３０と芯材部７ｂとの間隙の隅々まで第１ペースト材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、鋲体７の土台部７ａはベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕに当接している。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ペースト材６１が漏れることなく、第１ペースト材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ペースト材６１を仮乾燥させる。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。これにより、図１３（ｂ）に示すように、第１ペースト材６１に含有される有機溶剤が蒸発し、第１ペースト材６１の体積が減少する。なお、第１ペースト材６１に配合されている有機溶剤の配合比率は高いので、仮乾燥により有機溶剤が蒸発すると、第１ペースト材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ペースト材６１の残渣を除去した時点で、第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａが終了する。
【００５６】
（第２ペースト材充填工程）
ペースト材充填工程Ｓ３５では、次に、乾燥した第１ペースト材６１に重ねて貫通孔３０内に第２ペースト材６３を充填する第２ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂを行う。図１４（ａ）に示すように、第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａと同様に、減圧雰囲気下において、スキージ６５を用いて貫通孔３０内に第２ペースト材６３を充填する。
【００５７】
ここで、第２ペースト材６３の粘度は、例えば１００Ｐａ・ｓ程度に設定されている。このため、第２ペースト材６３の粘度は第１ペースト材６１と比較して粘度が高く、第１ペースト材６１よりも流動性が悪い。しかし、前述の第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａにより、小径の第２開口部３０Ｕ付近における貫通孔３０と芯材部７ｂとの間隙の隅々まで、第１ペースト材６１を行き渡らせて充填している。そのため、第２ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂでは、大径の第１開口部３０Ｌ付近における貫通孔３０と芯材部７ｂとの比較的広い間隙に、第２ペースト材６３を充填すればよい。したがって、第２ペースト材６３の粘度が高くても、貫通孔３０と芯材部７ｂとの間隙の隅々まで第２ペースト材６３を充填することができる。
【００５８】
その後、第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａと同様に、８５℃程度の雰囲気下で３０分程度放置して第２ペースト材６３を仮乾燥させる。なお、第２ペースト材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ペースト材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ペースト材６３の残渣を除去した時点で、第２ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂが終了する。
【００５９】
（焼成工程）
続いて、貫通孔３０に充填した第１ペースト材６１と第２ペースト材６３とを焼成する焼成工程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。これにより、第１ペースト材６１と第２ペースト材６３とが固化し、貫通孔３０、第１ペースト材６１、第２ペースト材６３および鋲体７が互いに固着して貫通電極３２を形成することができる。
【００６０】
なお、前述の仮乾燥時と同様に、焼成工程Ｓ３７でも有機溶剤が蒸発するので、第１ペースト材６１および第２ペースト材６３の体積は減少する。しかし、第２ペースト材６３は、配合される有機溶剤の比率が低いので、焼成時の体積の減少は少ない。さらに、仮乾燥により第１ペースト材６１および第２ペースト材６３に含まれる有機溶剤はある程度蒸発しているので、第１ペースト材６１および第２ペースト材６３の体積の減少は少ない。これにより、焼成後に貫通電極の表面に大きな凹みは発生しない。
【００６１】
（研磨工程）
続いて、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌと第２面Ｕとを研磨する研磨工程Ｓ３９を行う。第１面Ｌを研磨することにより、第１面Ｌを平坦面にすることができ、芯材部７ｂの先端が露出する。また、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、芯材部７ｂを筒体６の内部に取り残すことができる。その結果、ベース基板用ウエハ４０の表面と鋲体７の両端とを略面一な状態とすることができ、図３に示す一対の貫通電極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。
【００６２】
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を複数形成する引き回し電極形成工程Ｓ４０を行う。そして、引き回し電極３６，３７上に、それぞれ金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。
【００６３】
（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。
【００６４】
圧電振動片４の実装が終了した後、図９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。
【００６５】
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９に示すウエハ体６０を得ることができる。なお、図９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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体６０を図９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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
本実施形態によれば、図１４に示すように、粘度が低い第１ペースト材６１を充填するので、貫通孔３０，３１内部の隅々まで第１ペースト材６１を行き渡らせることができる。これにより、貫通電極に空隙が発生するのを抑制することができるので、キャビティ内の気密を良好な状態に維持することができる。ただし、粘度が低い第１ペースト材６１は、配合される溶媒等の比率が高いので、硬化時の体積の減少が大きくなる。これに対して本実施形態によれば、第１ペースト材６１に重ねて粘度の高い第２ペースト材６３を充填するが、第２ペースト材６３は第１ペースト材６１に比較して、配合される有機溶剤の比率が低く、焼成時の体積の減少が少ない。これにより、焼成後に貫通電極の表面に凹みが発生するのを抑制し、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【００７２】
（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１５を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図１５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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
（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１６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。
【００７６】
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１６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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
（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１７を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図１７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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
本実施形態において、貫通孔の形状は、貫通孔の中心軸を含む断面において、テーパ状の内面を有している。しかし、テーパ状ではなくストレート形状としてもよい。ただし、本実施形態のほうが、貫通孔と芯材部との間隙に第１ペースト材および第２ペースト材を充填するときに充填しやすい点で優位性がある。
【００９１】
本実施形態では、貫通孔内に導電性の鋲体の芯材部を配置し、その後、貫通孔と芯材部との間隙にガラスフリットを充填することにより貫通電極を形成している。しかし、第１ペースト材および第２ペースト材として、粉末状のＡｇやＡｕ−Ｓｎ等の導電部材と溶媒等とで構成される導電性のペースト材料を貫通孔内に充填することにより、貫通電極を形成してもよい。しかし、焼成後の貫通電極表面に凹みが発生するのを防止して、圧電振動片および外部電極との導通を確保できる点で、本実施形態の貫通電極に優位性がある。
【００９２】
本実施形態では、土台部および芯材部の軸直角断面形状を円形状に形成している。しかし、鋲体の土台部および芯材部のうち、いずれかまたは全部の軸直角断面形状を非円形状に形成してもよい。
【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、ペースト材充填工程において、第１ペースト材充填工程と第２ペースト材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ペースト材充填工程の後、さらに重ねてペースト材を充填することにより、凹部の発生をより確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１・・・圧電振動子 ２・・・ベース基板（第１基板） ４・・・圧電振動片 ７・・・鋲体 ７ａ・・・土台部 ７ｂ・・・芯材部 ９・・・パッケージ ３０，３１・・・貫通孔 ３０Ｌ，３１Ｌ・・・第１開口部 ３０Ｕ，３１Ｕ・・・第２開口部 ３２，３３・・・貫通電極 ６１・・・第１ペースト材 ６３・・・第２ペースト材 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・・・貫通孔形成工程 Ｓ３３・・・鋲体配置工程 Ｓ３５・・・ペースト材充填工程 Ｓ３５Ａ・・・第１ペースト材充填工程 Ｓ３５Ｂ・・・第２ペースト材充填工程 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、表面実装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、圧電振動片が形成された圧電基板を第１基板と第２基板とで上下から挟み込むように接合した３層構造タイプのものが知られている。
この場合、圧電振動片は、第１基板と第２基板との間に形成されたキャビティ（密閉室）内に収納されている。
【０００３】
また近年では、上述した３層構造タイプのものではなく、２層構造タイプのものも開発されている。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。このパッケージ化された２層構造タイプの圧電振動子は、３層構造のものに比べて薄型化を図ることができるなどの点において優れており、好適に使用されている。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および特許文献２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２４８４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２７９８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、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た状態で貫通孔を完全に塞ぎ、しかも、表面に凹みなどがない状態で貫通電極を形成する必要がある。
【０００６】
ここで、特許文献１および特許文献２には、導電ペースト材（Ａｇペースト材やＡｕ−Ｓｎペースト材など）を用いることにより、貫通電極を形成することが記載されている。しかし、実際にどのように形成するかなどの具体的な製造方法については何ら記載されていない。
【０００７】
一般的に、貫通孔内に導電ペースト材を充填した後、焼成を行って硬化させる必要がある。ところが、焼成を行うと、導電ペースト材に含まれる溶媒または分散媒（以下「溶媒等」という。）が蒸発により消失してしまうため、通常、焼成後の導電ペースト材の体積は焼成前の導電ペースト材の体積に比べて減少してしまう。そのため、導電ペースト材を利用して貫通電極を形成したとしても、表面に凹みが発生する虞があり、その結果、圧電振動片と外部電極との導通性が損なわれる可能性があった。
【０００８】
上記の凹みの発生による導通不良を解決するため、ＡｇやＡｕ−Ｓｎ等の導電部材の配合比率が高く、溶媒等の配合比率が低い導電ペースト材を用いて貫通電極を形成することが考えられる。この導電ペースト材によると、焼成時の溶媒等の蒸発量が少ないので、貫通電極の表面に凹みが発生するのを抑制し、貫通電極の確実な導通を確保することができる。
【０００９】
しかし、この導電ペースト材は導電部材の配合比率が高いため、その粘度も高くなる。このため、貫通孔内に導電ペースト材を充填したときに、導電ペースト材が隅々まで行き渡ることができず、導電ペースト材内部および貫通孔の内周面と導電ペースト材との間に空隙が発生する虞がある。そして、このように空隙が存在する状態で焼成して貫通電極を形成すると、導電ペースト材の密着が不十分となり、キャビティ内の気密が損なわれてしまう虞がある。
【００１０】
また、凹みの発生による導通不良を解決する他の方法として、導電性の鋲体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鋲体を、貫通孔内に挿入した状態で、貫通孔と芯材部との間隙にガラスフリットを充填する。そして、充填したガラスフリットを焼成して貫通孔と芯材部とガラスフリットとを一体化させた後、鋲体の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。これにより、ベース基板、ガラスフリットおよび芯材部を互いに面一にすることができるので、貫通電極の表面に凹みが発生するのを抑制し、貫通電極の確実な導通を確保することができる。
【００１１】
しかし、鋲体を貫通孔に挿入して配置するため、貫通孔と芯材部との間隙は非常に狭くなる。このため、ガラスフリットが前記間隙の隅々まで行き渡らず、ガラスフリット内部、芯材部の外周面とガラスフリットとの間および貫通孔の内周面とガラスフリットとの間に空隙が発生する虞がある。そして、このように空隙が存在する状態で焼成して貫通電極を形成すると、前述の導電ペースト材で貫通電極を形成した場合と同様に、キャビティ内の気密が損なわれてしまう虞がある。
【００１２】
そこで本発明は、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、およびこの製造方法により製造された圧電振動子、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】
【００１３】
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ている。そして、前記貫通電極形成工程は、前記第１基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、 前記貫通孔内に第１ペースト材を充填して仮乾燥させる第１ペースト材充填工程と、前記第１ペースト材に重ねて前記貫通孔内に第２ペースト材を充填する第２ペースト材充填工程と、を有し、前記第１ペースト材は前記第２ペースト材よりも粘度が低いことを特徴とする。
本発明によれば、粘度が低い第１ペースト材を充填するので、貫通孔内部の隅々まで第１ペースト材を行き渡らせることができる。これにより、貫通電極に空隙が発生するのを抑制することができるので、キャビティ内の気密を良好な状態に維持することができる。ただし、粘度が低い第１ペースト材は、配合される溶媒等の比率が高いので、硬化時の体積の減少が大きくなる。これに対して本発明では、第１ペースト材に重ねて粘度の高い第２ペースト材を充填する。第２ペースト材は第１ペースト材に比較して、溶媒等の比率が低く、硬化時の体積の減少が少ない。これにより、硬化後に貫通電極の表面に凹みが発生するのを抑制し、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【００１４】
また、前記第１基板の第１面側における前記貫通孔の第１開口部の孔径は、前記第１基板の第２面側における前記貫通孔の第２開口部の孔径より大きく形成されており、前記第１開口部から、前記貫通孔内に前記第１ペースト材および前記第２ペースト材を充填することが望ましい。
本発明によれば、孔径の大きい第１開口部から第１ペースト材および第２ペースト材を充填するので、第１ペースト材および第２ペースト材を容易に貫通孔の内部に充填することができる。また、第１面側から第２面側に向かって孔径が小さくなっているため、貫通孔内部の隅々までペースト材を充填しにくくなる。これに対して本発明によれば、粘度が低い第１ペースト材を充填するので、貫通孔内部の隅々まで第１ペースト材を行き渡らせることができる。これにより、貫通電極に空隙が発生するのを抑制することができるので、キャビティ内の気密を良好な状態に維持することができる。
【００１５】
また、前記貫通電極形成工程は、前記第１ペースト材充填工程に先立って、平板状の土台部と、前記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、を有する導電性の鋲体の前記芯材部を、前記貫通孔内に挿入する鋲体配置工程を有することが望ましい。
本発明によれば、貫通孔内に導電性の鋲体の芯材部が配置されているので、貫通電極の導通を確実に確保することができる。ただし、芯材部を貫通孔内に挿入することにより貫通孔と芯材部との間隙が狭くなってしまい、前記間隙にペースト材を充填するのが困難になる。これに対して本発明によれば、貫通孔内に芯材部を配置した後に、粘度の低い第１ペースト材を充填するので、貫通孔と芯材部との間隙の隅々まで第１ペースト材を行き渡らせることができる。これにより、貫通電極に空隙が発生するのを抑制することができるので、キャビティ内の気密を良好な状態に維持することができる。
【００１６】
また、本発明の圧電振動子は、上述した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。
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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】
【００１９】
本発明によれば、粘度が低い第１ペースト材を充填するので、貫通孔内部の隅々まで第１ペースト材を行き渡らせることができる。これにより、貫通電極に空隙が発生するのを抑制することができるので、キャビティ内の気密を良好な状態に維持することができる。ただし、粘度が低い第１ペースト材は、配合される溶媒等の比率が高いので、硬化時の体積の減少が大きくなる。これに対して本発明では、第１ペースト材に重ねて粘度の高い第２ペースト材を充填するが、第２ペースト材は第１ペースト材に比較して、溶媒等の比率が低く、硬化時の体積の減少が少ない。これにより、硬化後に貫通電極の表面に凹みが発生するのを抑制し、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】
【００２０】
【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】鋲体の説明図であり、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】鋲体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１３】第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａの説明図であり、図１３（ａ）は第１ペースト材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ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂの説明図であり、図１４（ａ）は第２ペースト材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】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１６】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１７】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】
【００２１】
（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、その反対面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は本実施形態における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。
【００２２】
（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。この圧電振動片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。
【００２３】
この圧電振動片４は、一対の振動腕部１０，１１の外表面上に形成されて一対の振動腕部１０，１１を振動させる第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と、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４に電気的に接続されたマウント電極１６，１７とを有している。励振電極１５、マウント電極１６，１７および引き出し電極１９，２０は、例えば、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などの導電性材料の被膜により形成されている。
【００２４】
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。具体的には、第１の励振電極１３が、一方の振動腕部１０の溝部１８上と他方の振動腕部１１の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極１４が、一方の振動腕部１０の両側面上と他方の振動腕部１１の溝部１８上とに主に形成されている。また、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、基部１２の両主面上において、それぞれ引き出し電極１９，２０を介してマウント電極１６，１７に電気的に接続されている。
【００２５】
また、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、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Ｃ用の凹部３ａが形成されている。
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、凹部３ａの内面全体に加えて、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Ｓｉ膜で形成されているが、接合膜３５をＡｌで形成することも可能である。そして後述するように、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。
【００２７】
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基板であり、図１から図４に示すように、リッド基板３と同等の外形で略板状に形成されている。
このベース基板２には、ベース基板２を厚さ方向に貫通する一対の貫通孔３０，３１と、貫通電極３２，３３とが形成されている。
【００２８】
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、本実施形態では、第１面Ｌ側の開口部は第２面Ｕ側の開口部よりも大きく形成されており、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。また、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。
【００２９】
貫通電極３２，３３は、図３に示すように、貫通孔３０，３１の内部に配置された筒体６および鋲体の芯材部７ｂによって形成されたものである。
本実施形態では、筒体６は、後述するガラスフリットからなる第１ペースト材および第２ペースト材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ペースト材を焼成したもので形成され、大径側（第１面Ｌ側）が第２ペースト材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。そして、筒体６の中心には、芯材部７ｂが筒体６を貫通するように配されている。芯材部７ｂは、後述する鋲体の土台部を研磨することにより形成される。そして、筒体６は、芯材部７ｂおよび貫通孔３０，３１に対して強固に固着している。
筒体６および芯材部７ｂは、貫通孔３０，３１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３６，３７と外部電極３８，３９とを導通させる役割を担っている。
【００３０】
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。
【００３１】
そして、これら一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれバンプ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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
（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。なお、パッケージの製造方法は、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、組立工程のうち接合工程Ｓ７０とを少なくとも有している。
【００３５】
（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。
【００３６】
（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９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、凹部形成工程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、キャビティ用の凹部３ａを複数形成する。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。
【００３７】
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、凹部３ａ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。
【００３８】
（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）。
【００３９】
（貫通電極形成工程）
次いで、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、詳細に説明する。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。
【００４０】
貫通電極形成工程Ｓ３０Ａは、ベース基板用ウエハ４０に貫通電極３２を配するための凹部を形成する貫通孔形成工程Ｓ３２と、貫通孔内に鋲体を挿入する鋲体配置工程Ｓ３３とを有している。また、貫通孔と芯材部との間隙にペースト材を充填するペースト材充填工程Ｓ３５と、ペースト材を焼成して硬化させる焼成工程Ｓ３７とを有している。さらに、ベース基板用ウエハの第２面Ｕを研磨して土台部を除去するとともに、第１面Ｌを研磨して芯材部を露出させる研磨工程Ｓ３９を有している。
【００４１】
（貫通孔形成工程）
図１０は貫通孔の説明図である。
図１１は鋲体の説明図であり、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。
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３２（図３参照）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。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１面Ｌから第２面Ｕにかけて開口部の外形が小さくなるようにプレス加工で貫通孔３０を成型する。
【００４２】
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。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。
【００４３】
（鋲体配置工程）
続いて、貫通孔内に鋲体を挿入する鋲体配置工程Ｓ３３を行う。
図１１は鋲体７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は鋲体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。
【００４４】
図１１に示す鋲体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。
【００４５】
鋲体７を形成するには、まず、芯材部７ｂ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芯材部７ｂ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。このようにして、土台部７ａおよび芯材部７ｂを有する鋲体７を形成する。
【００４６】
土台部７ａの平面視における外形は、芯材部７ｂ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。そして、後述する鋲体配置工程では、土台部７ａがベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕと当接した状態で鋲体７が配置される。
【００４７】
鋲体配置工程Ｓ３３では、図１２に示すように、貫通孔３０内に鋲体７の芯材部７ｂを配置する。具体的には、芯材部７ｂの中心軸と貫通孔３０の中心軸Ｏとが略一致するように、鋲体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の内部に芯材部７ｂを配置する。本実施形態の鋲体配置工程Ｓ３３では、後述するペースト材充填工程Ｓ３５において、大径の第１開口部３０Ｌからペースト材を充填できるようにするため、小径の第２開口部３０Ｕから芯材部７ｂを挿入し、第２開口部３０Ｕを土台部７ａで塞いでいる。
【００４８】
なお、鋲体配置工程Ｓ３３の後、例えば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、次に述べるペースト材充填工程での鋲体７の脱落やペースト材の漏洩を防止することができる。そして、ベース基板用ウエハ４０を表裏反転し、第１面Ｌ側を上面にして、次に述べるペースト材充填工程を行う。
【００４９】
（ペースト材充填工程）
図１３は、ペースト材充填工程Ｓ３５のうち、第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａの説明図であり、図１３（ａ）は第１ペースト材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、ペースト材充填工程Ｓ３５のうち、第２ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂの説明図であり、図１４（ａ）は第２ペースト材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と鋲体７の芯材部７ｂとの間に第１ペースト材６１および第２ペースト材６３を充填するペースト材充填工程Ｓ３５を行う。ペースト材充填工程Ｓ３５は、貫通孔３０内に第１ペースト材６１を充填する第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａと、第１ペースト材６１を仮乾燥させた後、第１ペースト材６１に重ねて貫通孔３０内に第２ペースト材６３を充填する第２ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂと、を有している。
【００５０】
本実施形態で、第１ペースト材６１および第２ペースト材６３は、主に粉末状のガラスと溶媒である有機溶剤とで構成されるペースト状のガラスフリットである。第１ペースト材６１および第２ペースト材６３の粘度は、ガラス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。
【００５１】
ここで、第１ペースト材６１の粘度は、第２ペースト材６３の粘度よりも低い。そして、第１ペースト材６１のガラスの配合比率は、第２ペースト材６３のガラスの配合比率よりも低くしており、第１ペースト材６１の有機溶剤の配合比率は、第２ペースト材６３のガラスの配合比率よりも高くしている。具体的な粘度は、第１ペースト材６１が２０Ｐａ・ｓ以上４０Ｐａ・ｓ以下であり、第２ペースト材６３が３０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下である。そして、第１ペースト材６１の粘度が第２ペースト材６３の粘度よりも低くなるように各ペースト材の粘度を適宜選択する。
【００５２】
（第１ペースト材充填工程）
ペースト材充填工程Ｓ３５では、まず、貫通孔３０内に、前述の第１ペースト材６１を充填する第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａを行う。本実施形態では、減圧雰囲気下において、貫通孔３０内に第１ペースト材６１を充填する。以下に第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａについて詳述する。
【００５３】
まず、減圧雰囲気下に維持された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を搬送しセットする。次に、図１３（ａ）に示すように、第１ペースト材６１をベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌ側から塗布する。第１面Ｌ側から第１ペースト材６１を塗布するのは、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おり、貫通孔３０内に容易に第１ペースト材６１を充填することができるからである。このとき、チャンバー内を１ｔｏｒｒ程度まで減圧するので、第１ペースト材６１が脱気され、第１ペースト材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、スキージ６５の先端をベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌに当接させ、スキージ６５を第１面Ｌに沿って移動させる。これにより、スキージ６５の先端によって第１ペースト材６１が貫通孔３０内に押し流されるように流動し、第１ペースト材６１が貫通孔３０内に充填される。ここで、第１ペースト材６１の粘度は、例えば２０Ｐａ・ｓ程度に低く設定されている。このため、第１ペースト材６１の流動性がよいので、貫通孔３０と芯材部７ｂとの間隙の隅々まで第１ペースト材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、鋲体７の土台部７ａはベース基板用ウエハ４０の第２面Ｕに当接している。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ペースト材６１が漏れることなく、第１ペースト材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ペースト材６１を仮乾燥させる。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。これにより、図１３（ｂ）に示すように、第１ペースト材６１に含有される有機溶剤が蒸発し、第１ペースト材６１の体積が減少する。なお、第１ペースト材６１に配合されている有機溶剤の配合比率は高いので、仮乾燥により有機溶剤が蒸発すると、第１ペースト材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ペースト材６１の残渣を除去した時点で、第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａが終了する。
【００５６】
（第２ペースト材充填工程）
ペースト材充填工程Ｓ３５では、次に、乾燥した第１ペースト材６１に重ねて貫通孔３０内に第２ペースト材６３を充填する第２ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂを行う。図１４（ａ）に示すように、第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａと同様に、減圧雰囲気下において、スキージ６５を用いて貫通孔３０内に第２ペースト材６３を充填する。
【００５７】
ここで、第２ペースト材６３の粘度は、例えば１００Ｐａ・ｓ程度に設定されている。このため、第２ペースト材６３の粘度は第１ペースト材６１と比較して粘度が高く、第１ペースト材６１よりも流動性が悪い。しかし、前述の第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａにより、小径の第２開口部３０Ｕ付近における貫通孔３０と芯材部７ｂとの間隙の隅々まで、第１ペースト材６１を行き渡らせて充填している。そのため、第２ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂでは、大径の第１開口部３０Ｌ付近における貫通孔３０と芯材部７ｂとの比較的広い間隙に、第２ペースト材６３を充填すればよい。したがって、第２ペースト材６３の粘度が高くても、貫通孔３０と芯材部７ｂとの間隙の隅々まで第２ペースト材６３を充填することができる。
【００５８】
その後、第１ペースト材充填工程Ｓ３５Ａと同様に、８５℃程度の雰囲気下で３０分程度放置して第２ペースト材６３を仮乾燥させる。なお、第２ペースト材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ペースト材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ペースト材６３の残渣を除去した時点で、第２ペースト材充填工程Ｓ３５Ｂが終了する。
【００５９】
（焼成工程）
続いて、貫通孔３０に充填した第１ペースト材６１と第２ペースト材６３とを焼成する焼成工程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。これにより、第１ペースト材６１と第２ペースト材６３とが固化し、貫通孔３０、第１ペースト材６１、第２ペースト材６３および鋲体７が互いに固着して貫通電極３２を形成することができる。
【００６０】
なお、前述の仮乾燥時と同様に、焼成工程Ｓ３７でも有機溶剤が蒸発するので、第１ペースト材６１および第２ペースト材６３の体積は減少する。しかし、第２ペースト材６３は、配合される有機溶剤の比率が低いので、焼成時の体積の減少は少ない。さらに、仮乾燥により第１ペースト材６１および第２ペースト材６３に含まれる有機溶剤はある程度蒸発しているので、第１ペースト材６１および第２ペースト材６３の体積の減少は少ない。これにより、焼成後に貫通電極の表面に大きな凹みは発生しない。
【００６１】
（研磨工程）
続いて、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｌと第２面Ｕとを研磨する研磨工程Ｓ３９を行う。第１面Ｌを研磨することにより、第１面Ｌを平坦面にすることができ、芯材部７ｂの先端が露出する。また、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、芯材部７ｂを筒体６の内部に取り残すことができる。その結果、ベース基板用ウエハ４０の表面と鋲体７の両端とを略面一な状態とすることができ、図３に示す一対の貫通電極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。
【００６２】
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を複数形成する引き回し電極形成工程Ｓ４０を行う。そして、引き回し電極３６，３７上に、それぞれ金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。
【００６３】
（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。
【００６４】
圧電振動片４の実装が終了した後、図９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。
【００６５】
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９に示すウエハ体６０を得ることができる。なお、図９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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体６０を図９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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
本実施形態によれば、図１４に示すように、粘度が低い第１ペースト材６１を充填するので、貫通孔３０，３１内部の隅々まで第１ペースト材６１を行き渡らせることができる。これにより、貫通電極に空隙が発生するのを抑制することができるので、キャビティ内の気密を良好な状態に維持することができる。ただし、粘度が低い第１ペースト材６１は、配合される溶媒等の比率が高いので、硬化時の体積の減少が大きくなる。これに対して本実施形態によれば、第１ペースト材６１に重ねて粘度の高い第２ペースト材６３を充填するが、第２ペースト材６３は第１ペースト材６１に比較して、配合される有機溶剤の比率が低く、焼成時の体積の減少が少ない。これにより、焼成後に貫通電極の表面に凹みが発生するのを抑制し、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【００７２】
（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１５を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図１５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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
（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１６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。
【００７６】
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１６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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
（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１７を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図１７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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
本実施形態において、貫通孔の形状は、貫通孔の中心軸を含む断面において、テーパ状の内面を有している。しかし、テーパ状ではなくストレート形状としてもよい。ただし、本実施形態のほうが、貫通孔と芯材部との間隙に第１ペースト材および第２ペースト材を充填するときに充填しやすい点で優位性がある。
【００９１】
本実施形態では、貫通孔内に導電性の鋲体の芯材部を配置し、その後、貫通孔と芯材部との間隙にガラスフリットを充填することにより貫通電極を形成している。しかし、第１ペースト材および第２ペースト材として、粉末状のＡｇやＡｕ−Ｓｎ等の導電部材と溶媒等とで構成される導電性のペースト材料を貫通孔内に充填することにより、貫通電極を形成してもよい。しかし、焼成後の貫通電極表面に凹みが発生するのを防止して、圧電振動片および外部電極との導通を確保できる点で、本実施形態の貫通電極に優位性がある。
【００９２】
本実施形態では、土台部および芯材部の軸直角断面形状を円形状に形成している。しかし、鋲体の土台部および芯材部のうち、いずれかまたは全部の軸直角断面形状を非円形状に形成してもよい。
【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、ペースト材充填工程において、第１ペースト材充填工程と第２ペースト材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ペースト材充填工程の後、さらに重ねてペースト材を充填することにより、凹部の発生をより確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１・・・圧電振動子 ２・・・ベース基板（第１基板） ４・・・圧電振動片 ７・・・鋲体 ７ａ・・・土台部 ７ｂ・・・芯材部 ９・・・パッケージ ３０，３１・・・貫通孔 ３０Ｌ，３１Ｌ・・・第１開口部 ３０Ｕ，３１Ｕ・・・第２開口部 ３２，３３・・・貫通電極 ６１・・・第１ペースト材 ６３・・・第２ペースト材 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・・・貫通孔形成工程 Ｓ３３・・・鋲体配置工程 Ｓ３５・・・ペースト材充填工程 Ｓ３５Ａ・・・第１ペースト材充填工程 Ｓ３５Ｂ・・・第２ペースト材充填工程 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基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔内に第１ペースト材を充填して仮乾燥させる第１ペースト材充填工程と、
前記第１ペースト材に重ねて前記貫通孔内に第２ペースト材を充填する第２ペースト 材充填工程と、を有し、
前記第１ペースト材は前記第２ペースト材よりも粘度が低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基板の第１面側における前記貫通孔の第１開口部の孔径は、前記第１基板の第２面側における前記貫通孔の第２開口部の孔径より大きく形成されており、
前記第１ペースト材充填工程および前記第２ペースト材充填工程では、前記第１開口部から、前記貫通孔内に前記第１ペースト材および前記第２ペースト材を充填す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または２に記載のパッケージの製造方法において、
前記貫通電極形成工程は、前記第１ペースト材充填工程に先立って、平板状の土台部と、前記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、を有する導電性の鋲体の前記芯材部を、前記貫通孔内に挿入する鋲体配置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基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記貫通孔内に第１ペースト材を充填して仮乾燥させる第１ペースト材充填工程と、
前記第１ペースト材に重ねて前記貫通孔内に第２ペースト材を充填する第２ペースト 材充填工程と、を有し、
前記第１ペースト材は前記第２ペースト材よりも粘度が低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基板の第１面側における前記貫通孔の第１開口部の孔径は、前記第１基板の第２面側における前記貫通孔の第２開口部の孔径より大きく形成されており、
前記第１ペースト材充填工程および前記第２ペースト材充填工程では、前記第１開口部から、前記貫通孔内に前記第１ペースト材および前記第２ペースト材を充填す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または２に記載のパッケージの製造方法において、
前記貫通電極形成工程は、前記第１ペースト材充填工程に先立って、平板状の土台部と、前記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、を有する導電性の鋲体の前記芯材部を、前記貫通孔内に挿入する鋲体配置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】
【公開番号】特開２０１１−１９３２９０（Ｐ２０１１−１９３２９０Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５８４３２（Ｐ２０１０−５８４３２）
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【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２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【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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