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】パッケージ内の良好な真空度を確保できるパッケージの製造方法、このパッケージの製造方法により製造された圧電振動子、この圧電振動子を有する発振器、電子機器、および電波時計を提供する。
【解決手段】リッド基板用ウエハ５０（第１基板）の内面に形成された接合膜３５（接合材）と、ベース基板用ウエハ４０（第２基板）の内面とを陽極接合して圧電振動子（パッケージ）を製造する圧電振動子の製造方法であって、リッド基板用ウエハ５０の外面に第１ヒータ７１を当接させ、ベース基板用ウエハ４０の外面に第２ヒータ７２を当接させて加熱する予備加熱工程Ｓ６０と、接合膜３５を陽極とし、ベース基板用ウエハ４０を陰極として陽極接合する陽極接合工程Ｓ７０と、を有し、予備加熱工程Ｓ６０は、スペーサ７５を配置し、スペーサ７５を介してリッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を重ねた状態で行うことを特徴とする。
【解決手段】リッド基板用ウエハ５０（第１基板）の内面に形成された接合膜３５（接合材）と、ベース基板用ウエハ４０（第２基板）の内面とを陽極接合して圧電振動子（パッケージ）を製造する圧電振動子の製造方法であって、リッド基板用ウエハ５０の外面に第１ヒータ７１を当接させ、ベース基板用ウエハ４０の外面に第２ヒータ７２を当接させて加熱する予備加熱工程Ｓ６０と、接合膜３５を陽極とし、ベース基板用ウエハ４０を陰極として陽極接合する陽極接合工程Ｓ７０と、を有し、予備加熱工程Ｓ６０は、スペーサ７５を配置し、スペーサ７５を介してリッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を重ねた状態で行うことを特徴とする。
【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】
例えば、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電子部品が収納されている。このような２層構造タイプのパッケージの１つとして、基板（本願の「第２基板」に相当）に貫通穴を設け、貫通穴の内面および貫通穴の周囲上下面もしくはそのいずれかの部分に配線用金属を形成し、その貫通穴に合金を溶着して気密端子（本願の「貫通電極」に相当）とした水晶部品（本願の「水晶振動子」に相当）が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
この水晶部品は、音叉型の水晶片（本願の「水晶振動片」に相当）を基板に接合後、蓋（本願の「第１基板」に相当）と基板とを陽極接合することで、水晶片を気密封止している。具体的には、蓋に陽極接合用の金属膜を形成し、金属膜とガラス材からなる基板との間に数百ボルトの直流電圧を印加して、真空中もしくは不活性ガス中で陽極接合している。
【０００５】
ここで、一般に圧電振動子は、等価抵抗値（実効抵抗値、Ｒｅ）がより低く抑えられたものが望まれている。等価抵抗値が低い圧電振動子は、低電力で圧電振動片を振動させることが可能であるため、エネルギー効率のよい高品質な圧電振動子になる。そして、等価抵抗値は、圧電振動片が封止されているパッケージ内が真空に近いほど低く抑えられることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２８３９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、第１基板と第２基板とを陽極接合する際、各基板のガラス中に含まれている易移動性陽イオンの動きやすい温度は、２００℃から２５０℃程度であることが知られている。したがって、陽極接合する際の第１基板および第２基板の各基板の温度（以下「接合温度」という。）が、２００℃から２５０℃程度になるように各基板を加熱して陽極接合を行っている。
【０００８】
ここで、通常、各基板のガラス材には有機物や水分等が含まれている。特に、ガラスフリットを焼成して貫通電極を形成している場合には、焼成後のガラスフリット中に有機溶剤が残存しているおそれがある。このため、各基板を加熱すると、各基板のガラス材およびガラスフリット内の有機物や水分等がアウトガスとして放出される。したがって、陽極接合の際、接合温度になるまで各基板を加熱すると、各基板からのアウトガスがパッケージ内に放出され、パッケージ内の真空度が低下するおそれがある。
【０００９】
そこで本発明は、パッケージ内の良好な真空度を確保できるパッケージの製造方法、このパッケージの製造方法により製造された圧電振動子、この圧電振動子を有する発振器、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】
【００１０】
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、第１基板の内面に形成された接合材と、第２基板の内面とを陽極接合することによりパッケージを製造するパッケージの製造方法であって、前記第１基板の外面に設定温度Ｔ1の第１ヒータを当接させ、前記第２基板の外面に設定温度Ｔ2の第２ヒータを当接させ、前記各ヒータで前記各基板を加熱する予備加熱工程と、前記第１基板の接合材を陽極とし、前記第２基板を陰極として電圧を印加するとともに、前記第１基板を接合温度Ｆ1とし、前記第２基板を接合温度Ｆ2として、前記第１基板と前記第２基板とを接合する陽極接合工程と、を有し、前記予備加熱工程は、前記第１基板の前記接合材と前記第２基板との間にスペーサを配置し、前記スペーサを介して前記第１基板と前記第２基板とを重ねた状態で行うことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、予備加熱工程を行うことで、陽極接合工程の前にアウトガスを放出させることができる。その際、第１基板の接合材と第２基板との間にスペーサを配置して予備加熱工程を行っているので、予備加熱工程により各基板から放出されたアウトガスは、スペーサにより形成された第１基板と第２基板との間隙から、各基板の外部に放出される。これにより、陽極接合工程でアウトガスがパッケージ内に放出されるのを抑制できるので、パッケージ内の良好な真空度を確保できる。
【００１２】
また、前記予備加熱工程と同条件下で、前記第１ヒータを任意温度ｔ1とし、前記第２ヒータを任意温度ｔ2として前記各基板を加熱した場合の、前記第１ヒータの前記任意温度ｔ1と前記第１基板の実温度ｆ1との差分α1、および前記第２ヒータの前記任意温度ｔ2と前記第２基板の実温度ｆ2との差分α2を予め測定しておき、前記予備加熱工程の前記第１ヒータの設定温度Ｔ1、および前記第２ヒータの設定温度Ｔ2は、Ｔ1＞Ｆ1＋α1、かつ、Ｔ2＞Ｆ2＋α2、を満たすように設定されていることが望ましい。
【００１３】
本発明によれば、予備加熱工程の第１ヒータの設定温度Ｔ1は、第１基板の接合温度Ｆ1に、第１ヒータの任意温度ｔ1と第１基板の実温度ｆ1との差分α1を加えた温度よりも高い温度としている。また、予備加熱工程の第２ヒータの設定温度Ｔ2は、第２基板の接合温度Ｆ2に、第２ヒータの任意温度ｔ2と第２基板の実温度ｆ2との差分α2を加えた温度よりも高い温度としている。これにより、予備加熱工程の各基板の実温度は、陽極接合工程の各基板の各接合温度Ｆ1，Ｆ2よりも高温となる。したがって、陽極接合工程でアウトガスがパッケージ内に放出されるのを確実に抑制し、パッケージ内のより良好な真空度を確保できる。
【００１４】
また、前記第１基板からアウトガスが放出されるときの前記第１基板の放出温度をＫ1とし、前記第２基板からアウトガスが放出されるときの前記第２基板の放出温度をＫ2としたとき、前記予備加熱工程の前記第１ヒータの設定温度Ｔ1、および前記第２ヒータの設定温度Ｔ2は、Ｔ1＞Ｋ1＋α1、かつ、Ｔ2＞Ｋ2＋α2、を満たすように設定されていることが望ましい。
【００１５】
本発明によれば、予備加熱工程の第１ヒータの設定温度Ｔ1は、第１基板からアウトガスが放出される放出温度Ｋ1に、第１ヒータの任意温度ｔ1と第１基板の実温度ｆ1との差分α1を加えた温度よりも高い温度としている。また、予備加熱工程の第２ヒータの設定温度Ｔ2は、第２基板からアウトガスが放出される放出温度Ｋ2に、第２ヒータの任意温度ｔ2と第２基板の実温度ｆ2との差分α2を加えた温度よりも高い温度としている。これにより、予備加熱工程の各基板の実温度は、各基板からアウトガスが放出される各放出温度Ｋ1，Ｋ2よりも高温となるので、各基板からアウトガスを放出しきることができる。したがって、陽極接合工程の際、および完成後のパッケージの使用時にも、アウトガスがパッケージ内に放出されるのを確実に防止し、パッケージ内のより良好な真空度を確保できる。
【００１６】
また、本発明の圧電振動子は、上述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の内部に、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、良好な真空度を確保できるパッケージの内部に圧電振動片が封入されているので、電気的特性に優れた圧電振動子を提供できる。
【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】
本発明の発振器、電子機器および電波時計によれば、電気的特性に優れた圧電振動子を備えているので、高性能な発振器、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、予備加熱工程を行うことで、陽極接合工程の前にアウトガスを放出させることができる。その際、第１基板の接合材と第２基板との間にスペーサを配置して予備加熱工程を行っているので、予備加熱工程により各基板から放出されたアウトガスは、スペーサにより形成された第１基板と第２基板との間隙から、各基板の外部に放出される。これにより、陽極接合工程でアウトガスがパッケージ内に放出されるのを抑制できるので、パッケージ内の良好な真空度を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】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】圧電振動子の製造方法のフローチャートである。
【図６】ウエハ体の分解斜視図である。
【図７】予備加熱工程のうち、各基板用ウエハをセットしたときの側面図である。
【図８】予備加熱工程のうち、各基板用ウエハをセットしたときの平面図である。
【図９】陽極接合工程の説明図である。
【図１０】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１１】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１２】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、以下の説明において、第１基板をリッド基板用ウエハとし、第２基板をベース基板用ウエハとして説明する。また、パッケージ（圧電振動子）におけるベース基板のリッド基板との接合面を上面Ｕとし、ベース基板の外側の面を下面Ｌ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１３，１４、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３ａ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）
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。
【００２３】
励振電極１３，１４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１３，１４および引き出し電極１９，２０を成膜することができる。
【００２４】
励振電極１３，１４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。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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
（パッケージ）
図１から図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３ａが形成されている。
【００２８】
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（接合材）が形成されている。すなわち接合膜３５は、キャビティ３ａの内面全体に加えて、キャビティ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はアルミニウム（Ａｌ）により形成されているが、シリコン（Ｓｉ）やＣｒ等で接合膜３５を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３ａが真空封止されている。
【００２９】
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３ａ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、により形成されている。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の電気的接続についても、貫通電極３２、引き回し電極３６および外部電極３９と同様となっている。
【００３０】
図３に示すように、貫通孔３０は、上面Ｕ側から下面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。
金属ピン７は、銀（Ａｇ）やＮｉ合金、Ａｌ等の金属材料により形成された導電性の棒状部材であり、鍛造やプレス加工により成型される。金属ピン７は、線膨張係数がベース基板２のガラス材料と近い金属、例えば、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。
筒体６は、ペースト状のガラスフリットが焼成されたものである。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。
【００３１】
ベース基板２の上面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。また、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。
【００３２】
ベース基板２の下面Ｌには、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５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６は、ウエハ体６０の分解斜視図である。なお、図６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。各工程のうち、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できる。
【００３５】
（圧電振動片作製工程Ｓ１０）
圧電振動片作製工程Ｓ１０では、圧電振動片４を作製している。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、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、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１３，１４、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。その後、圧電振動片４の共振周波数の粗調を行う。以上で、圧電振動片作製工程Ｓ１０が終了する。
【００３６】
（リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０）
リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０では、後にリッド基板となるリッド基板用ウエハ５０（請求項の「第１基板」に相当）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３ａを複数形成する。キャビティ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、後述のベース基板用ウエハ４０（請求項の「第２基板」に相当）との接合面に、Ａｌからなる接合膜３５（図３参照）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Ｓ３０）
ベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０では、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Ｓ３２）
次いで、ベース基板用ウエハ４０に、一対の貫通電極３２を形成する貫通電極形成工程Ｓ３２を行う。なお、以下には貫通電極３２の形成工程を説明するが、貫通電極３３の形成工程についても同様である。
【００４０】
まず、ベース基板用ウエハ４０の下面Ｌから上面Ｕにかけてプレス加工等で貫通孔３０を成型する。次に、貫通孔３０内に金属ピン７を挿入して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、有機溶剤と、バインダ（固着剤）とにより構成されている。
【００４１】
続いて、ガラスフリットを焼成して、ガラスの筒体６、貫通孔３０および金属ピン７を一体化させる。例えば、ベース基板用ウエハ４０を焼成炉に搬送した後、ガラスフリットを焼成している。このとき、ガラスフリット内部の有機溶剤やバインダ等が蒸発して、一酸化炭素（ＣＯ）や二酸化炭素（ＣＯ2）、水蒸気（Ｈ2Ｏ）等のアウトガスが発生し、ガラスフリットの外部に放出される。
【００４２】
最後に、ベース基板用ウエハ４０の上面Ｕおよび下面Ｌを研磨して、金属ピン７を上面Ｕおよび下面Ｌに露出させつつ平坦面とすることにより、貫通孔３０内に貫通電極３２を形成する。貫通電極３２により、ベース基板用ウエハ４０の上面Ｕ側と下面Ｌ側との導電性が確保されると同時に、ベース基板用ウエハ４０の貫通孔３０を封止することができる。
【００４３】
（引き回し電極形成工程Ｓ３３）
次に、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を上面Ｕ上に複数形成する引き回し電極形成工程Ｓ３３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６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。
【００４４】
（マウント工程Ｓ５０）
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の上面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。
【００４５】
（予備加熱工程Ｓ６０）
続いて、陽極接合工程Ｓ７０に先立ち、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を予備加熱する予備加熱工程Ｓ６０を行う。予備加熱工程Ｓ６０は、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を真空チャンバ内にセットするセット工程Ｓ６１と、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を予備加熱する各ウエハ加熱工程と、を有している。
予備加熱工程Ｓ６０では、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の内部に残存している有機溶剤やバインダ、水分等を予備加熱により蒸発させ、一酸化炭素（ＣＯ）や二酸化炭素（ＣＯ2）、水蒸気（Ｈ2Ｏ）等のアウトガスを放出している。そして、後述の陽極接合工程Ｓ７０の際、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０が接合温度まで上昇しても、アウトガスが放出されるのを抑制している。
【００４６】
（セット工程Ｓ６１）
図７は、予備加熱工程Ｓ６０のうち、各基板用ウエハをセットしたときの側面図である。
図８は、予備加熱工程Ｓ６０のうち、各基板用ウエハをセットしたときの平面図である。
なお、図面をわかりやすくするために、各図では、スペーサ７５の大きさを誇張して表現している。また、図８では、リッド基板用ウエハ５０および第１ヒータ７１の図示を省略している。
まず始めに、図７および図８に示すように、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を予備加熱するため、真空チャンバ６５内の予備加熱室６７ａに、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０をセットするセット工程Ｓ６１を行う。
【００４７】
真空チャンバ６５には真空ポンプＰが接続されており、この真空ポンプＰにより予備加熱室６７ａの圧力が調節可能になっている。なお、真空チャンバ６５内には、予備加熱室６７ａに隣接して陽極接合室６７ｂ（図９参照）が設けられており、予備加熱室６７ａと同様に陽極接合室６７ｂの圧力が調節可能になっている。
予備加熱室６７ａには、リッド基板用ウエハ５０を加熱する第１ヒータ７１と、ベース基板用ウエハ４０を加熱する第２ヒータ７２と、が設けられている。第１ヒータ７１および第２ヒータ７２には、市販のホットプレート等が使用される。
【００４８】
リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０は、以下の手順で予備加熱室６７ａにセットされる。
まず、第２ヒータ７２の上面７２ａにベース基板用ウエハ４０の下面Ｌ（外面）を当接させて、ベース基板用ウエハ４０を配置する。第２ヒータ７２の上面７２ａには不図示の治具が配置されており、ベース基板用ウエハ４０が第２ヒータ７２に対して位置決めされる。
【００４９】
次に、図８に示すように、ベース基板用ウエハ４０の上面Ｕに、複数（本実施形態では２個）のスペーサ７５の下面７５ｂを当接させて、複数のスペーサ７５を配置する。
スペーサ７５は、例えばステンレス等からなる平面視略矩形状をした平板部材である。スペーサ７５は、例えば幅が１０ｍｍ程度、長さが３０ｍｍから５０ｍｍ程度、板厚が１００μｍ程度である。各スペーサ７５の長手方向をベース基板用ウエハ４０の径方向に沿わせ、２個のスペーサ７５とベース基板用ウエハ４０の中心とで形成する角度が、例えば１２０度程度となるようにスペーサ７５を配置する。また、ベース基板用ウエハ４０の上面Ｕに形成された引き回し電極３６，３７等をスペーサ７５で傷つけないように、切断線Ｍの外径側にスペーサ７５を配置する。
【００５０】
続いて、スペーサ７５の上面７５ａにリッド基板用ウエハ５０の接合膜３５を当接させて、リッド基板用ウエハ５０を配置する。このとき、スペーサ７５は、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とにより挟持された状態となる。ここで、スペーサ７５は１００μｍ程度の厚みを有しているため、ベース基板用ウエハ４０の上面Ｕと、リッド基板用ウエハ５０の接合膜３５との間には、スペーサ７５の厚みと略同一の間隙Ｇが形成される。
【００５１】
最後に、リッド基板用ウエハ５０の上面５０ａ（外面）に第１ヒータ７１の下面７１ｂを当接させて、第１ヒータ７１を配置する。第１ヒータ７１の下面７１ｂには不図示の治具が配置されており、リッド基板用ウエハ５０が第１ヒータ７１に対して位置決めされる。以上で、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０のセット工程Ｓ６１が終了する。
【００５２】
（各ウエハ加熱工程Ｓ６３）
続いて、第１ヒータ７１でリッド基板用ウエハ５０を加熱し、第２ヒータ７２でベース基板用ウエハ４０を加熱する、各ウエハ加熱工程Ｓ６３を行う。各ウエハ加熱工程Ｓ６３では、真空下で、第１ヒータ７１の設定温度をＴ1としてリッド基板用ウエハ５０の上面５０ａに当接させ、第２ヒータ７２の設定温度をＴ2としてベース基板用ウエハ４０下面Ｌに当接させている。
【００５３】
ところで、予備加熱工程Ｓ６０では、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の外部にアウトガスを放出させることで、後述の陽極接合工程Ｓ７０の際、アウトガスが発生するのを抑制することを目的としている。したがって、予備加熱工程Ｓ６０におけるリッド基板用ウエハ５０の実温度が、陽極接合工程Ｓ７０におけるリッド基板用ウエハ５０の接合温度Ｆ1を確実に上回っている必要がある。また同様に、予備加熱工程Ｓ６０では、ベース基板用ウエハ４０の実温度が、陽極接合工程Ｓ７０におけるベース基板用ウエハ４０の接合温度Ｆ2を確実に上回っている必要がある。
【００５４】
ここで、予備加熱工程Ｓ６０では、リッド基板用ウエハ５０とベース基板用ウエハ４０との間にスペーサ７５が配置されている。これにより、リッド基板用ウエハ５０とベース基板用ウエハ４０との間に間隙Ｇが形成されるため、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の熱が間隙Ｇから放熱されるおそれがある。このため、予備加熱工程Ｓ６０におけるリッド基板用ウエハ５０の実温度は、第１ヒータ７１の設定温度であるＴ1を大幅に下回り、さらに陽極接合工程Ｓ７０におけるリッド基板用ウエハ５０の接合温度Ｆ1を下回るおそれがある。また、予備加熱工程Ｓ６０におけるベース基板用ウエハ４０の実温度は、第２ヒータ７２の設定温度であるＴ2を大幅に下回り、さらに接合温度Ｆ2を下回るおそれがある。このため、予備加熱工程Ｓ６０で、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の外部へのアウトガスの放出が不十分となり、陽極接合工程Ｓ７０でアウトガスを放出してしまうおそれがある。
【００５５】
そこで、各ヒータの温度と各基板の実温度との差分を予め測定しておき、この差分を考慮して予備加熱工程における各ヒータの設定温度を決定することが望ましい。具体的には、第１ヒータ７１の任意温度ｔ1とリッド基板用ウエハ５０の実温度ｆ1との差分α1、および第２ヒータ７２の任意温度ｔ2とベース基板用ウエハ４０の実温度ｆ2との差分α2を予め測定する。
【００５６】
差分α1および差分α2の測定は、圧電振動子１の各製造工程とは独立して、以下の手順で行われる。なお、差分α1および差分α2の測定は、予備加熱工程Ｓ６０と同条件で行われる。すなわち、リッド基板用ウエハ５０とベース基板用ウエハ４０との間にスペーサ７５を配置し、間隙Ｇを形成する。そして、真空下で、第１ヒータ７１をリッド基板用ウエハ５０の上面５０ａに当接させ、第２ヒータ７２をベース基板用ウエハ４０下面Ｌに当接させた状態で差分α1および差分α2の測定が行われる。
【００５７】
まず、前述のセット工程Ｓ６１と同じように、真空チャンバ６５内の予備加熱室６７ａに、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０をセットする（図７参照）。
続いて、真空下で、第１ヒータ７１を任意温度ｔ1としてリッド基板用ウエハ５０の加熱を行い、第２ヒータ７２を任意温度ｔ2としてベース基板用ウエハ４０の加熱を行う。ここで、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０にはそれぞれ熱電対（不図示）が埋設されており、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の実温度は、各熱電対により測定される。そして、第１ヒータ７１の任意温度ｔ1とリッド基板用ウエハ５０に埋設された熱電対との差分からα1が算出され、第２ヒータ７２の任意温度ｔ2とベース基板用ウエハ４０に埋設された熱電対との差分からα2が算出される。なお、一例として、任意温度ｔ1＝４２０℃のとき、リッド基板用ウエハ５０の実温度ｆ1は３３０℃となり、差分α1＝９０℃となる。また、この差分α1，α2は、各ヒータの設定温度に関わらずほぼ一定となる。
【００５８】
各ウエハ加熱工程Ｓ６３における第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1、および第２ヒータ７２の設定温度Ｔ2は、上述の差分α1およびα2を考慮して、
Ｔ1＞Ｆ1＋α1・・・（１）、かつ、Ｔ2＞Ｆ2＋α2・・・（２）
を満たすように設定される。なお、一例として、リッド基板用ウエハ５０の接合温度Ｆ1が２００℃のとき、設定温度Ｔ1＝２９０℃となる。
【００５９】
各ウエハ加熱工程Ｓ６３における第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1は、リッド基板用ウエハ５０の接合温度Ｆ1に、第１ヒータ７１の任意温度ｔ1とリッド基板用ウエハ５０の実温度ｆ1との差分α1を加えた温度よりも高い温度に設定している。ここで、前述のとおり、差分α1は、第１ヒータ７１の設定温度に関わらずほぼ一定となる。したがって、（１）式を満たすことで、予備加熱工程Ｓ６０において、陽極接合工程Ｓ７０におけるリッド基板用ウエハ５０の接合温度Ｆ1よりも高温となるように、リッド基板用ウエハ５０を加熱することができる。
また、第２ヒータ７２の設定温度Ｔ2は、ベース基板用ウエハ４０の接合温度Ｆ2に、第２ヒータ７２の任意温度ｔ2とベース基板用ウエハ４０の実温度ｆ2との差分α2を加えた温度よりも高い温度に設定している。ここで、前述のとおり、差分α2は、第２ヒータ７２の設定温度に関わらずほぼ一定となる。したがって、（２）式を満たすことで、予備加熱工程Ｓ６０において、陽極接合工程Ｓ７０におけるベース基板用ウエハ４０の接合温度Ｆ2よりも高温となるように、ベース基板用ウエハ４０を加熱することができる。
したがって、後述の陽極接合工程Ｓ７０でアウトガスがパッケージ内に放出されるのを確実に抑制できる。
【００６０】
ところで、上述した（１）式および（２）式を満たすように第１ヒータ７１および第２ヒータ７２の温度を設定すると、陽極接合工程Ｓ７０でアウトガスが放出されることはない。しかしながら、すべてのアウトガスが放出しきれていないおそれがある。このため、例えば圧電振動子１を電子機器等に実装した後、電子機器等の使用時に温度が上昇して、圧電振動子１が接合温度Ｆ1，Ｆ2に比較してかなりの高温になった場合には、アウトガスが放出されるおそれがある。
【００６１】
そこで、予備加熱工程Ｓ６０では、完全にアウトガスを放出しきるため、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０がアウトガスを放出する放出温度Ｋ1，Ｋ2よりも高温になるように、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を加熱するのが望ましい。
【００６２】
予備加熱工程Ｓ６０では、上述した（１）式および（２）式を満たすように第１ヒータ７１および第２ヒータ７２の設定温度Ｔ1，Ｔ2が設定されている。
さらに、リッド基板用ウエハ５０からアウトガスが放出されるときのリッド基板用ウエハ５０の放出温度をＫ1とし、ベース基板用ウエハ４０からアウトガスが放出されるときのベース基板用ウエハ４０の放出温度をＫ2としたとき、予備加熱工程Ｓ６０の第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1、および第２ヒータ７２の設定温度Ｔ2は、
Ｔ1＞Ｋ1＋α1・・・（３）、かつ、Ｔ2＞Ｋ2＋α2・・・（４）
を満たすように設定されている。なお、一例として、放出温度Ｋ1は、例えば、Ｋ1＝３３０℃程度である。また、前述のとおり差分α1は９０℃程度であるため、第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1は、例えば４２０℃以上に設定される。
【００６３】
各ウエハ加熱工程Ｓ６３における第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1は、リッド基板用ウエハ５０からアウトガスが放出される放出温度Ｋ1に、第１ヒータ７１の任意温度ｔ1とリッド基板用ウエハ５０の実温度ｆ1との差分α1を加えた温度よりも高い温度に設定されている。したがって、（３）式を満たすことで、アウトガスが放出される放出温度Ｋ1よりも高温となるように、リッド基板用ウエハ５０を加熱することができる。
また、各ウエハ加熱工程Ｓ６３における第２ヒータ７２の設定温度Ｔ2は、ベース基板用ウエハ４０からアウトガスが放出される放出温度Ｋ2に、第２ヒータ７２の任意温度ｔ2とベース基板用ウエハ４０の実温度ｆ2との差分α2を加えた温度よりも高い温度に設定されている。
したがって、（４）式を満たすことで、アウトガスが放出される放出温度Ｋ2よりも高温となるように、ベース基板用ウエハ４０を加熱することができる。
【００６４】
（１）および（３）式を満たすように設定温度Ｔ1を設定し、第１ヒータ７１でリッド基板用ウエハ５０を加熱すると、リッド基板用ウエハ５０からアウトガスが放出される。同様に、（２）および（４）式を満たすように設定温度Ｔ2を設定し、第２ヒータ７２でベース基板用ウエハ４０を加熱すると、ベース基板用ウエハ４０からアウトガスが放出される。そして、アウトガスは、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０との間隙Ｇから、真空チャンバ６５の予備加熱室６７ａ内に放出される。所定時間（例えばアウトガスが放出しきると想定される時間）経過した後、各ウエハ加熱工程Ｓ６３を終了する。以上で、予備加熱工程Ｓ６０が終了する。
【００６５】
（陽極接合工程Ｓ７０）
図９は、陽極接合工程Ｓ７０の説明図である。
次に、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を陽極接合する陽極接合工程Ｓ７０を行う。具体的には、以下の手順で陽極接合を行う。
まず、真空状態のまま、第１ヒータ７１、第２ヒータ７２およびスペーサ７５と共に、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を予備加熱室６７ａから陽極接合室６７ｂに移動する。陽極接合室６７ｂでは、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０は、前述のセット工程Ｓ６１と同じ状態でセットされる。
【００６６】
次に、図９に示すように、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の外径側にスペーサ７５を移動させてスペーサ７５を外し、リッド基板用ウエハ５０の接合膜３５と、ベース基板用ウエハ４０の上面Ｕとを当接させる。
続いて、不図示の加圧装置で第１ヒータ７１の上面７１ａを押圧して、ベース基板用ウエハ４０にリッド基板用ウエハ５０を押付ける。なお、加圧装置の押圧力は、例えば５００Ｎ程度である。
【００６７】
続いて、加圧装置で押圧しながら、第１ヒータ７１でリッド基板用ウエハ５０を加熱し、第２ヒータ７２でベース基板用ウエハ４０を加熱する。例えば、２００℃程度に第１ヒータ７１を設定して、リッド基板用ウエハ５０を接合温度Ｆ1＝１９０℃になるまで、リッド基板用ウエハ５０を加熱している。また、例えば２２０℃程度に第２ヒータ７２を設定して、接合温度Ｆ2＝２１０℃になるまでベース基板用ウエハ４０を加熱している。なお、第２ヒータ７２の温度を第１ヒータ７１の温度よりも若干高く設定するのが望ましい。これにより、陽極接合工程Ｓ７０でベース基板用ウエハ４０およびリッド基板用ウエハ５０を接合した後に反りが発生するのを防止できる。
【００６８】
ここで、前述の予備加熱工程Ｓ６０では、（１）式および（２）式を満たすように、第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1および第２ヒータ７２の設定温度Ｔ2を設定している。すなわち、予備加熱工程Ｓ６０では、接合温度Ｆ1，Ｆ2よりも高温になるように、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を加熱している。したがって、陽極接合工程Ｓ７０でリッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０からアウトガスが放出されることがない。
【００６９】
続いて、加圧装置で押圧しつつ第１ヒータ７１および第２ヒータ７２で加熱しながら、リッド基板用ウエハ５０の接合膜３５を電源７７の陽極電極に、ベース基板用ウエハ４０を電源７７の陰極電極に接続し、各電極間に例えば５００Ｖ程度の電圧を印加する。これにより、リッド基板用ウエハ５０とベース基板用ウエハ４０とを陽極接合することができ、図６に示すウエハ体６０を得ることができる。以上で、陽極接合工程Ｓ７０が終了する。
【００７０】
次に、ベース基板用ウエハ４０の下面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。
【００７１】
次に、ウエハ体６０の状態で、キャビティ３ａ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３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、重り金属膜２１の微調膜２１ｂ（図２参照）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。
【００７２】
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体６０を図６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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
本実施形態によれば、予備加熱工程Ｓ６０を行うことで、陽極接合工程Ｓ７０の前にアウトガスを放出させることができる。その際、リッド基板用ウエハ５０の接合膜３５とベース基板用ウエハ４０との間にスペーサ７５を配置して予備加熱工程を行っている。このため、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０から放出されたアウトガスは、スペーサ７５により形成されたベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０との間隙Ｇから外部に放出される。これにより、陽極接合工程Ｓ７０でアウトガスが圧電振動子１の内部に放出されるのを抑制できるので、圧電振動子１の良好な真空度を確保できる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、予備加熱工程Ｓ６０の第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1は、リッド基板用ウエハ５０の接合温度Ｆ1に、第１ヒータ７１の任意温度ｔ1とリッド基板用ウエハ５０の実温度ｆ1との差分α1を加えた温度よりも高い温度としている。また、予備加熱工程Ｓ６０の第２ヒータ７２の設定温度Ｔ2は、ベース基板用ウエハ４０の接合温度Ｆ2に、第２ヒータ７２の任意温度ｔ2とベース基板用ウエハ４０の実温度ｆ2との差分α2を加えた温度よりも高い温度としている。これにより、予備加熱工程Ｓ６０のリッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の実温度は、陽極接合工程Ｓ７０の各接合温度Ｆ1，Ｆ2よりも高温となる。したがって、陽極接合工程Ｓ７０でアウトガスがパッケージ内に放出されるのを確実に抑制し、パッケージ内のより良好な真空度を確保できる。
【００７７】
さらに、予備加熱工程Ｓ６０において、アウトガスが放出される放出温度Ｋ1よりも高温となるようにリッド基板用ウエハ５０を加熱し、アウトガスが放出される放出温度Ｋ2よりも高温となるように、ベース基板用ウエハ４０を加熱している。これにより、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０からアウトガスを放出しきることができる。したがって、陽極接合工程Ｓ７０の際、および完成後の圧電振動子１の使用時にも、アウトガスが圧電振動子１の内部に放出されるのを確実に防止し、圧電振動子１のより良好な真空度を確保できる。
【００７８】
（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１０を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図１０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。
【００７９】
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。
【００８０】
本実施形態の発振器１１０によれば、良好な真空度を確保でき、電気的特性に優れた圧電振動子１を備えているので、高性能な発振器１１０を提供することができる。
【００８１】
（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１１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。
【００８２】
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１１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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
本実施形態の携帯情報機器１２０によれば、良好な真空度を確保でき、電気的特性に優れた圧電振動子１を備えているので、高性能な携帯情報機器１２０を提供することができる。
【００９０】
（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１２を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図１２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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
本実施形態の電波時計１４０によれば、良好な真空度を確保でき、電気的特性に優れた圧電振動子１を備えているので、高性能な電波時計１４０を提供することができる。
【００９５】
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、本発明に係るパッケージ９の製造方法を使用しつつ、パッケージ９の内部に音叉型の圧電振動片４を封入して圧電振動子１を製造した。しかし、例えば、パッケージ９の内部にＡＴカット型の圧電振動片（厚み滑り振動片）を封入して圧電振動子を製造してもよい。また、パッケージ９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してもよい。
【００９６】
本実施形態の予備加熱工程Ｓ６０では、スペーサ７５を２個使用して、リッド基板用ウエハ５０とベース基板用ウエハ４０との間に間隙Ｇを形成している。しかし、例えば、スペーサ７５を３個以上使用して間隙Ｇを形成してもよい。ただし、短時間でスペーサ７５を設置できる点で、本実施形態に優位性がある。
【符号の説明】
【００９７】
１・・・圧電振動子 ２・・・リッド基板（第１基板） ３・・・ベース基板（第２基板） ４・・・圧電振動片 ９・・・パッケージ ７１・・・第１ヒータ ７２・・・第２ヒータ ７５・・・スペーサ 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 Ｓ６０・・・予備加熱工程 Ｓ７０・・・陽極接合工程
【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】
例えば、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電子部品が収納されている。このような２層構造タイプのパッケージの１つとして、基板（本願の「第２基板」に相当）に貫通穴を設け、貫通穴の内面および貫通穴の周囲上下面もしくはそのいずれかの部分に配線用金属を形成し、その貫通穴に合金を溶着して気密端子（本願の「貫通電極」に相当）とした水晶部品（本願の「水晶振動子」に相当）が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
この水晶部品は、音叉型の水晶片（本願の「水晶振動片」に相当）を基板に接合後、蓋（本願の「第１基板」に相当）と基板とを陽極接合することで、水晶片を気密封止している。具体的には、蓋に陽極接合用の金属膜を形成し、金属膜とガラス材からなる基板との間に数百ボルトの直流電圧を印加して、真空中もしくは不活性ガス中で陽極接合している。
【０００５】
ここで、一般に圧電振動子は、等価抵抗値（実効抵抗値、Ｒｅ）がより低く抑えられたものが望まれている。等価抵抗値が低い圧電振動子は、低電力で圧電振動片を振動させることが可能であるため、エネルギー効率のよい高品質な圧電振動子になる。そして、等価抵抗値は、圧電振動片が封止されているパッケージ内が真空に近いほど低く抑えられることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２８３９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、第１基板と第２基板とを陽極接合する際、各基板のガラス中に含まれている易移動性陽イオンの動きやすい温度は、２００℃から２５０℃程度であることが知られている。したがって、陽極接合する際の第１基板および第２基板の各基板の温度（以下「接合温度」という。）が、２００℃から２５０℃程度になるように各基板を加熱して陽極接合を行っている。
【０００８】
ここで、通常、各基板のガラス材には有機物や水分等が含まれている。特に、ガラスフリットを焼成して貫通電極を形成している場合には、焼成後のガラスフリット中に有機溶剤が残存しているおそれがある。このため、各基板を加熱すると、各基板のガラス材およびガラスフリット内の有機物や水分等がアウトガスとして放出される。したがって、陽極接合の際、接合温度になるまで各基板を加熱すると、各基板からのアウトガスがパッケージ内に放出され、パッケージ内の真空度が低下するおそれがある。
【０００９】
そこで本発明は、パッケージ内の良好な真空度を確保できるパッケージの製造方法、このパッケージの製造方法により製造された圧電振動子、この圧電振動子を有する発振器、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】
【００１０】
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、第１基板の内面に形成された接合材と、第２基板の内面とを陽極接合することによりパッケージを製造するパッケージの製造方法であって、前記第１基板の外面に設定温度Ｔ1の第１ヒータを当接させ、前記第２基板の外面に設定温度Ｔ2の第２ヒータを当接させ、前記各ヒータで前記各基板を加熱する予備加熱工程と、前記第１基板の接合材を陽極とし、前記第２基板を陰極として電圧を印加するとともに、前記第１基板を接合温度Ｆ1とし、前記第２基板を接合温度Ｆ2として、前記第１基板と前記第２基板とを接合する陽極接合工程と、を有し、前記予備加熱工程は、前記第１基板の前記接合材と前記第２基板との間にスペーサを配置し、前記スペーサを介して前記第１基板と前記第２基板とを重ねた状態で行うことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、予備加熱工程を行うことで、陽極接合工程の前にアウトガスを放出させることができる。その際、第１基板の接合材と第２基板との間にスペーサを配置して予備加熱工程を行っているので、予備加熱工程により各基板から放出されたアウトガスは、スペーサにより形成された第１基板と第２基板との間隙から、各基板の外部に放出される。これにより、陽極接合工程でアウトガスがパッケージ内に放出されるのを抑制できるので、パッケージ内の良好な真空度を確保できる。
【００１２】
また、前記予備加熱工程と同条件下で、前記第１ヒータを任意温度ｔ1とし、前記第２ヒータを任意温度ｔ2として前記各基板を加熱した場合の、前記第１ヒータの前記任意温度ｔ1と前記第１基板の実温度ｆ1との差分α1、および前記第２ヒータの前記任意温度ｔ2と前記第２基板の実温度ｆ2との差分α2を予め測定しておき、前記予備加熱工程の前記第１ヒータの設定温度Ｔ1、および前記第２ヒータの設定温度Ｔ2は、Ｔ1＞Ｆ1＋α1、かつ、Ｔ2＞Ｆ2＋α2、を満たすように設定されていることが望ましい。
【００１３】
本発明によれば、予備加熱工程の第１ヒータの設定温度Ｔ1は、第１基板の接合温度Ｆ1に、第１ヒータの任意温度ｔ1と第１基板の実温度ｆ1との差分α1を加えた温度よりも高い温度としている。また、予備加熱工程の第２ヒータの設定温度Ｔ2は、第２基板の接合温度Ｆ2に、第２ヒータの任意温度ｔ2と第２基板の実温度ｆ2との差分α2を加えた温度よりも高い温度としている。これにより、予備加熱工程の各基板の実温度は、陽極接合工程の各基板の各接合温度Ｆ1，Ｆ2よりも高温となる。したがって、陽極接合工程でアウトガスがパッケージ内に放出されるのを確実に抑制し、パッケージ内のより良好な真空度を確保できる。
【００１４】
また、前記第１基板からアウトガスが放出されるときの前記第１基板の放出温度をＫ1とし、前記第２基板からアウトガスが放出されるときの前記第２基板の放出温度をＫ2としたとき、前記予備加熱工程の前記第１ヒータの設定温度Ｔ1、および前記第２ヒータの設定温度Ｔ2は、Ｔ1＞Ｋ1＋α1、かつ、Ｔ2＞Ｋ2＋α2、を満たすように設定されていることが望ましい。
【００１５】
本発明によれば、予備加熱工程の第１ヒータの設定温度Ｔ1は、第１基板からアウトガスが放出される放出温度Ｋ1に、第１ヒータの任意温度ｔ1と第１基板の実温度ｆ1との差分α1を加えた温度よりも高い温度としている。また、予備加熱工程の第２ヒータの設定温度Ｔ2は、第２基板からアウトガスが放出される放出温度Ｋ2に、第２ヒータの任意温度ｔ2と第２基板の実温度ｆ2との差分α2を加えた温度よりも高い温度としている。これにより、予備加熱工程の各基板の実温度は、各基板からアウトガスが放出される各放出温度Ｋ1，Ｋ2よりも高温となるので、各基板からアウトガスを放出しきることができる。したがって、陽極接合工程の際、および完成後のパッケージの使用時にも、アウトガスがパッケージ内に放出されるのを確実に防止し、パッケージ内のより良好な真空度を確保できる。
【００１６】
また、本発明の圧電振動子は、上述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の内部に、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、良好な真空度を確保できるパッケージの内部に圧電振動片が封入されているので、電気的特性に優れた圧電振動子を提供できる。
【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】
本発明の発振器、電子機器および電波時計によれば、電気的特性に優れた圧電振動子を備えているので、高性能な発振器、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、予備加熱工程を行うことで、陽極接合工程の前にアウトガスを放出させることができる。その際、第１基板の接合材と第２基板との間にスペーサを配置して予備加熱工程を行っているので、予備加熱工程により各基板から放出されたアウトガスは、スペーサにより形成された第１基板と第２基板との間隙から、各基板の外部に放出される。これにより、陽極接合工程でアウトガスがパッケージ内に放出されるのを抑制できるので、パッケージ内の良好な真空度を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】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】圧電振動子の製造方法のフローチャートである。
【図６】ウエハ体の分解斜視図である。
【図７】予備加熱工程のうち、各基板用ウエハをセットしたときの側面図である。
【図８】予備加熱工程のうち、各基板用ウエハをセットしたときの平面図である。
【図９】陽極接合工程の説明図である。
【図１０】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１１】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１２】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、以下の説明において、第１基板をリッド基板用ウエハとし、第２基板をベース基板用ウエハとして説明する。また、パッケージ（圧電振動子）におけるベース基板のリッド基板との接合面を上面Ｕとし、ベース基板の外側の面を下面Ｌ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１３，１４、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３ａ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）
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。
【００２３】
励振電極１３，１４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１３，１４および引き出し電極１９，２０を成膜することができる。
【００２４】
励振電極１３，１４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。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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
（パッケージ）
図１から図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３ａが形成されている。
【００２８】
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（接合材）が形成されている。すなわち接合膜３５は、キャビティ３ａの内面全体に加えて、キャビティ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はアルミニウム（Ａｌ）により形成されているが、シリコン（Ｓｉ）やＣｒ等で接合膜３５を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３ａが真空封止されている。
【００２９】
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３ａ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、により形成されている。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の電気的接続についても、貫通電極３２、引き回し電極３６および外部電極３９と同様となっている。
【００３０】
図３に示すように、貫通孔３０は、上面Ｕ側から下面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。
金属ピン７は、銀（Ａｇ）やＮｉ合金、Ａｌ等の金属材料により形成された導電性の棒状部材であり、鍛造やプレス加工により成型される。金属ピン７は、線膨張係数がベース基板２のガラス材料と近い金属、例えば、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。
筒体６は、ペースト状のガラスフリットが焼成されたものである。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。
【００３１】
ベース基板２の上面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。また、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。
【００３２】
ベース基板２の下面Ｌには、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５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６は、ウエハ体６０の分解斜視図である。なお、図６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。各工程のうち、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できる。
【００３５】
（圧電振動片作製工程Ｓ１０）
圧電振動片作製工程Ｓ１０では、圧電振動片４を作製している。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、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、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１３，１４、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。その後、圧電振動片４の共振周波数の粗調を行う。以上で、圧電振動片作製工程Ｓ１０が終了する。
【００３６】
（リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０）
リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０では、後にリッド基板となるリッド基板用ウエハ５０（請求項の「第１基板」に相当）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３ａを複数形成する。キャビティ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、後述のベース基板用ウエハ４０（請求項の「第２基板」に相当）との接合面に、Ａｌからなる接合膜３５（図３参照）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Ｓ３０）
ベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０では、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Ｓ３２）
次いで、ベース基板用ウエハ４０に、一対の貫通電極３２を形成する貫通電極形成工程Ｓ３２を行う。なお、以下には貫通電極３２の形成工程を説明するが、貫通電極３３の形成工程についても同様である。
【００４０】
まず、ベース基板用ウエハ４０の下面Ｌから上面Ｕにかけてプレス加工等で貫通孔３０を成型する。次に、貫通孔３０内に金属ピン７を挿入して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、有機溶剤と、バインダ（固着剤）とにより構成されている。
【００４１】
続いて、ガラスフリットを焼成して、ガラスの筒体６、貫通孔３０および金属ピン７を一体化させる。例えば、ベース基板用ウエハ４０を焼成炉に搬送した後、ガラスフリットを焼成している。このとき、ガラスフリット内部の有機溶剤やバインダ等が蒸発して、一酸化炭素（ＣＯ）や二酸化炭素（ＣＯ2）、水蒸気（Ｈ2Ｏ）等のアウトガスが発生し、ガラスフリットの外部に放出される。
【００４２】
最後に、ベース基板用ウエハ４０の上面Ｕおよび下面Ｌを研磨して、金属ピン７を上面Ｕおよび下面Ｌに露出させつつ平坦面とすることにより、貫通孔３０内に貫通電極３２を形成する。貫通電極３２により、ベース基板用ウエハ４０の上面Ｕ側と下面Ｌ側との導電性が確保されると同時に、ベース基板用ウエハ４０の貫通孔３０を封止することができる。
【００４３】
（引き回し電極形成工程Ｓ３３）
次に、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を上面Ｕ上に複数形成する引き回し電極形成工程Ｓ３３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６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。
【００４４】
（マウント工程Ｓ５０）
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の上面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。
【００４５】
（予備加熱工程Ｓ６０）
続いて、陽極接合工程Ｓ７０に先立ち、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を予備加熱する予備加熱工程Ｓ６０を行う。予備加熱工程Ｓ６０は、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を真空チャンバ内にセットするセット工程Ｓ６１と、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を予備加熱する各ウエハ加熱工程と、を有している。
予備加熱工程Ｓ６０では、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の内部に残存している有機溶剤やバインダ、水分等を予備加熱により蒸発させ、一酸化炭素（ＣＯ）や二酸化炭素（ＣＯ2）、水蒸気（Ｈ2Ｏ）等のアウトガスを放出している。そして、後述の陽極接合工程Ｓ７０の際、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０が接合温度まで上昇しても、アウトガスが放出されるのを抑制している。
【００４６】
（セット工程Ｓ６１）
図７は、予備加熱工程Ｓ６０のうち、各基板用ウエハをセットしたときの側面図である。
図８は、予備加熱工程Ｓ６０のうち、各基板用ウエハをセットしたときの平面図である。
なお、図面をわかりやすくするために、各図では、スペーサ７５の大きさを誇張して表現している。また、図８では、リッド基板用ウエハ５０および第１ヒータ７１の図示を省略している。
まず始めに、図７および図８に示すように、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を予備加熱するため、真空チャンバ６５内の予備加熱室６７ａに、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０をセットするセット工程Ｓ６１を行う。
【００４７】
真空チャンバ６５には真空ポンプＰが接続されており、この真空ポンプＰにより予備加熱室６７ａの圧力が調節可能になっている。なお、真空チャンバ６５内には、予備加熱室６７ａに隣接して陽極接合室６７ｂ（図９参照）が設けられており、予備加熱室６７ａと同様に陽極接合室６７ｂの圧力が調節可能になっている。
予備加熱室６７ａには、リッド基板用ウエハ５０を加熱する第１ヒータ７１と、ベース基板用ウエハ４０を加熱する第２ヒータ７２と、が設けられている。第１ヒータ７１および第２ヒータ７２には、市販のホットプレート等が使用される。
【００４８】
リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０は、以下の手順で予備加熱室６７ａにセットされる。
まず、第２ヒータ７２の上面７２ａにベース基板用ウエハ４０の下面Ｌ（外面）を当接させて、ベース基板用ウエハ４０を配置する。第２ヒータ７２の上面７２ａには不図示の治具が配置されており、ベース基板用ウエハ４０が第２ヒータ７２に対して位置決めされる。
【００４９】
次に、図８に示すように、ベース基板用ウエハ４０の上面Ｕに、複数（本実施形態では２個）のスペーサ７５の下面７５ｂを当接させて、複数のスペーサ７５を配置する。
スペーサ７５は、例えばステンレス等からなる平面視略矩形状をした平板部材である。スペーサ７５は、例えば幅が１０ｍｍ程度、長さが３０ｍｍから５０ｍｍ程度、板厚が１００μｍ程度である。各スペーサ７５の長手方向をベース基板用ウエハ４０の径方向に沿わせ、２個のスペーサ７５とベース基板用ウエハ４０の中心とで形成する角度が、例えば１２０度程度となるようにスペーサ７５を配置する。また、ベース基板用ウエハ４０の上面Ｕに形成された引き回し電極３６，３７等をスペーサ７５で傷つけないように、切断線Ｍの外径側にスペーサ７５を配置する。
【００５０】
続いて、スペーサ７５の上面７５ａにリッド基板用ウエハ５０の接合膜３５を当接させて、リッド基板用ウエハ５０を配置する。このとき、スペーサ７５は、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とにより挟持された状態となる。ここで、スペーサ７５は１００μｍ程度の厚みを有しているため、ベース基板用ウエハ４０の上面Ｕと、リッド基板用ウエハ５０の接合膜３５との間には、スペーサ７５の厚みと略同一の間隙Ｇが形成される。
【００５１】
最後に、リッド基板用ウエハ５０の上面５０ａ（外面）に第１ヒータ７１の下面７１ｂを当接させて、第１ヒータ７１を配置する。第１ヒータ７１の下面７１ｂには不図示の治具が配置されており、リッド基板用ウエハ５０が第１ヒータ７１に対して位置決めされる。以上で、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０のセット工程Ｓ６１が終了する。
【００５２】
（各ウエハ加熱工程Ｓ６３）
続いて、第１ヒータ７１でリッド基板用ウエハ５０を加熱し、第２ヒータ７２でベース基板用ウエハ４０を加熱する、各ウエハ加熱工程Ｓ６３を行う。各ウエハ加熱工程Ｓ６３では、真空下で、第１ヒータ７１の設定温度をＴ1としてリッド基板用ウエハ５０の上面５０ａに当接させ、第２ヒータ７２の設定温度をＴ2としてベース基板用ウエハ４０下面Ｌに当接させている。
【００５３】
ところで、予備加熱工程Ｓ６０では、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の外部にアウトガスを放出させることで、後述の陽極接合工程Ｓ７０の際、アウトガスが発生するのを抑制することを目的としている。したがって、予備加熱工程Ｓ６０におけるリッド基板用ウエハ５０の実温度が、陽極接合工程Ｓ７０におけるリッド基板用ウエハ５０の接合温度Ｆ1を確実に上回っている必要がある。また同様に、予備加熱工程Ｓ６０では、ベース基板用ウエハ４０の実温度が、陽極接合工程Ｓ７０におけるベース基板用ウエハ４０の接合温度Ｆ2を確実に上回っている必要がある。
【００５４】
ここで、予備加熱工程Ｓ６０では、リッド基板用ウエハ５０とベース基板用ウエハ４０との間にスペーサ７５が配置されている。これにより、リッド基板用ウエハ５０とベース基板用ウエハ４０との間に間隙Ｇが形成されるため、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の熱が間隙Ｇから放熱されるおそれがある。このため、予備加熱工程Ｓ６０におけるリッド基板用ウエハ５０の実温度は、第１ヒータ７１の設定温度であるＴ1を大幅に下回り、さらに陽極接合工程Ｓ７０におけるリッド基板用ウエハ５０の接合温度Ｆ1を下回るおそれがある。また、予備加熱工程Ｓ６０におけるベース基板用ウエハ４０の実温度は、第２ヒータ７２の設定温度であるＴ2を大幅に下回り、さらに接合温度Ｆ2を下回るおそれがある。このため、予備加熱工程Ｓ６０で、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の外部へのアウトガスの放出が不十分となり、陽極接合工程Ｓ７０でアウトガスを放出してしまうおそれがある。
【００５５】
そこで、各ヒータの温度と各基板の実温度との差分を予め測定しておき、この差分を考慮して予備加熱工程における各ヒータの設定温度を決定することが望ましい。具体的には、第１ヒータ７１の任意温度ｔ1とリッド基板用ウエハ５０の実温度ｆ1との差分α1、および第２ヒータ７２の任意温度ｔ2とベース基板用ウエハ４０の実温度ｆ2との差分α2を予め測定する。
【００５６】
差分α1および差分α2の測定は、圧電振動子１の各製造工程とは独立して、以下の手順で行われる。なお、差分α1および差分α2の測定は、予備加熱工程Ｓ６０と同条件で行われる。すなわち、リッド基板用ウエハ５０とベース基板用ウエハ４０との間にスペーサ７５を配置し、間隙Ｇを形成する。そして、真空下で、第１ヒータ７１をリッド基板用ウエハ５０の上面５０ａに当接させ、第２ヒータ７２をベース基板用ウエハ４０下面Ｌに当接させた状態で差分α1および差分α2の測定が行われる。
【００５７】
まず、前述のセット工程Ｓ６１と同じように、真空チャンバ６５内の予備加熱室６７ａに、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０をセットする（図７参照）。
続いて、真空下で、第１ヒータ７１を任意温度ｔ1としてリッド基板用ウエハ５０の加熱を行い、第２ヒータ７２を任意温度ｔ2としてベース基板用ウエハ４０の加熱を行う。ここで、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０にはそれぞれ熱電対（不図示）が埋設されており、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の実温度は、各熱電対により測定される。そして、第１ヒータ７１の任意温度ｔ1とリッド基板用ウエハ５０に埋設された熱電対との差分からα1が算出され、第２ヒータ７２の任意温度ｔ2とベース基板用ウエハ４０に埋設された熱電対との差分からα2が算出される。なお、一例として、任意温度ｔ1＝４２０℃のとき、リッド基板用ウエハ５０の実温度ｆ1は３３０℃となり、差分α1＝９０℃となる。また、この差分α1，α2は、各ヒータの設定温度に関わらずほぼ一定となる。
【００５８】
各ウエハ加熱工程Ｓ６３における第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1、および第２ヒータ７２の設定温度Ｔ2は、上述の差分α1およびα2を考慮して、
Ｔ1＞Ｆ1＋α1・・・（１）、かつ、Ｔ2＞Ｆ2＋α2・・・（２）
を満たすように設定される。なお、一例として、リッド基板用ウエハ５０の接合温度Ｆ1が２００℃のとき、設定温度Ｔ1＝２９０℃となる。
【００５９】
各ウエハ加熱工程Ｓ６３における第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1は、リッド基板用ウエハ５０の接合温度Ｆ1に、第１ヒータ７１の任意温度ｔ1とリッド基板用ウエハ５０の実温度ｆ1との差分α1を加えた温度よりも高い温度に設定している。ここで、前述のとおり、差分α1は、第１ヒータ７１の設定温度に関わらずほぼ一定となる。したがって、（１）式を満たすことで、予備加熱工程Ｓ６０において、陽極接合工程Ｓ７０におけるリッド基板用ウエハ５０の接合温度Ｆ1よりも高温となるように、リッド基板用ウエハ５０を加熱することができる。
また、第２ヒータ７２の設定温度Ｔ2は、ベース基板用ウエハ４０の接合温度Ｆ2に、第２ヒータ７２の任意温度ｔ2とベース基板用ウエハ４０の実温度ｆ2との差分α2を加えた温度よりも高い温度に設定している。ここで、前述のとおり、差分α2は、第２ヒータ７２の設定温度に関わらずほぼ一定となる。したがって、（２）式を満たすことで、予備加熱工程Ｓ６０において、陽極接合工程Ｓ７０におけるベース基板用ウエハ４０の接合温度Ｆ2よりも高温となるように、ベース基板用ウエハ４０を加熱することができる。
したがって、後述の陽極接合工程Ｓ７０でアウトガスがパッケージ内に放出されるのを確実に抑制できる。
【００６０】
ところで、上述した（１）式および（２）式を満たすように第１ヒータ７１および第２ヒータ７２の温度を設定すると、陽極接合工程Ｓ７０でアウトガスが放出されることはない。しかしながら、すべてのアウトガスが放出しきれていないおそれがある。このため、例えば圧電振動子１を電子機器等に実装した後、電子機器等の使用時に温度が上昇して、圧電振動子１が接合温度Ｆ1，Ｆ2に比較してかなりの高温になった場合には、アウトガスが放出されるおそれがある。
【００６１】
そこで、予備加熱工程Ｓ６０では、完全にアウトガスを放出しきるため、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０がアウトガスを放出する放出温度Ｋ1，Ｋ2よりも高温になるように、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を加熱するのが望ましい。
【００６２】
予備加熱工程Ｓ６０では、上述した（１）式および（２）式を満たすように第１ヒータ７１および第２ヒータ７２の設定温度Ｔ1，Ｔ2が設定されている。
さらに、リッド基板用ウエハ５０からアウトガスが放出されるときのリッド基板用ウエハ５０の放出温度をＫ1とし、ベース基板用ウエハ４０からアウトガスが放出されるときのベース基板用ウエハ４０の放出温度をＫ2としたとき、予備加熱工程Ｓ６０の第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1、および第２ヒータ７２の設定温度Ｔ2は、
Ｔ1＞Ｋ1＋α1・・・（３）、かつ、Ｔ2＞Ｋ2＋α2・・・（４）
を満たすように設定されている。なお、一例として、放出温度Ｋ1は、例えば、Ｋ1＝３３０℃程度である。また、前述のとおり差分α1は９０℃程度であるため、第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1は、例えば４２０℃以上に設定される。
【００６３】
各ウエハ加熱工程Ｓ６３における第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1は、リッド基板用ウエハ５０からアウトガスが放出される放出温度Ｋ1に、第１ヒータ７１の任意温度ｔ1とリッド基板用ウエハ５０の実温度ｆ1との差分α1を加えた温度よりも高い温度に設定されている。したがって、（３）式を満たすことで、アウトガスが放出される放出温度Ｋ1よりも高温となるように、リッド基板用ウエハ５０を加熱することができる。
また、各ウエハ加熱工程Ｓ６３における第２ヒータ７２の設定温度Ｔ2は、ベース基板用ウエハ４０からアウトガスが放出される放出温度Ｋ2に、第２ヒータ７２の任意温度ｔ2とベース基板用ウエハ４０の実温度ｆ2との差分α2を加えた温度よりも高い温度に設定されている。
したがって、（４）式を満たすことで、アウトガスが放出される放出温度Ｋ2よりも高温となるように、ベース基板用ウエハ４０を加熱することができる。
【００６４】
（１）および（３）式を満たすように設定温度Ｔ1を設定し、第１ヒータ７１でリッド基板用ウエハ５０を加熱すると、リッド基板用ウエハ５０からアウトガスが放出される。同様に、（２）および（４）式を満たすように設定温度Ｔ2を設定し、第２ヒータ７２でベース基板用ウエハ４０を加熱すると、ベース基板用ウエハ４０からアウトガスが放出される。そして、アウトガスは、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０との間隙Ｇから、真空チャンバ６５の予備加熱室６７ａ内に放出される。所定時間（例えばアウトガスが放出しきると想定される時間）経過した後、各ウエハ加熱工程Ｓ６３を終了する。以上で、予備加熱工程Ｓ６０が終了する。
【００６５】
（陽極接合工程Ｓ７０）
図９は、陽極接合工程Ｓ７０の説明図である。
次に、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を陽極接合する陽極接合工程Ｓ７０を行う。具体的には、以下の手順で陽極接合を行う。
まず、真空状態のまま、第１ヒータ７１、第２ヒータ７２およびスペーサ７５と共に、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を予備加熱室６７ａから陽極接合室６７ｂに移動する。陽極接合室６７ｂでは、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０は、前述のセット工程Ｓ６１と同じ状態でセットされる。
【００６６】
次に、図９に示すように、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の外径側にスペーサ７５を移動させてスペーサ７５を外し、リッド基板用ウエハ５０の接合膜３５と、ベース基板用ウエハ４０の上面Ｕとを当接させる。
続いて、不図示の加圧装置で第１ヒータ７１の上面７１ａを押圧して、ベース基板用ウエハ４０にリッド基板用ウエハ５０を押付ける。なお、加圧装置の押圧力は、例えば５００Ｎ程度である。
【００６７】
続いて、加圧装置で押圧しながら、第１ヒータ７１でリッド基板用ウエハ５０を加熱し、第２ヒータ７２でベース基板用ウエハ４０を加熱する。例えば、２００℃程度に第１ヒータ７１を設定して、リッド基板用ウエハ５０を接合温度Ｆ1＝１９０℃になるまで、リッド基板用ウエハ５０を加熱している。また、例えば２２０℃程度に第２ヒータ７２を設定して、接合温度Ｆ2＝２１０℃になるまでベース基板用ウエハ４０を加熱している。なお、第２ヒータ７２の温度を第１ヒータ７１の温度よりも若干高く設定するのが望ましい。これにより、陽極接合工程Ｓ７０でベース基板用ウエハ４０およびリッド基板用ウエハ５０を接合した後に反りが発生するのを防止できる。
【００６８】
ここで、前述の予備加熱工程Ｓ６０では、（１）式および（２）式を満たすように、第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1および第２ヒータ７２の設定温度Ｔ2を設定している。すなわち、予備加熱工程Ｓ６０では、接合温度Ｆ1，Ｆ2よりも高温になるように、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０を加熱している。したがって、陽極接合工程Ｓ７０でリッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０からアウトガスが放出されることがない。
【００６９】
続いて、加圧装置で押圧しつつ第１ヒータ７１および第２ヒータ７２で加熱しながら、リッド基板用ウエハ５０の接合膜３５を電源７７の陽極電極に、ベース基板用ウエハ４０を電源７７の陰極電極に接続し、各電極間に例えば５００Ｖ程度の電圧を印加する。これにより、リッド基板用ウエハ５０とベース基板用ウエハ４０とを陽極接合することができ、図６に示すウエハ体６０を得ることができる。以上で、陽極接合工程Ｓ７０が終了する。
【００７０】
次に、ベース基板用ウエハ４０の下面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。
【００７１】
次に、ウエハ体６０の状態で、キャビティ３ａ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３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、重り金属膜２１の微調膜２１ｂ（図２参照）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。
【００７２】
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体６０を図６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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
本実施形態によれば、予備加熱工程Ｓ６０を行うことで、陽極接合工程Ｓ７０の前にアウトガスを放出させることができる。その際、リッド基板用ウエハ５０の接合膜３５とベース基板用ウエハ４０との間にスペーサ７５を配置して予備加熱工程を行っている。このため、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０から放出されたアウトガスは、スペーサ７５により形成されたベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０との間隙Ｇから外部に放出される。これにより、陽極接合工程Ｓ７０でアウトガスが圧電振動子１の内部に放出されるのを抑制できるので、圧電振動子１の良好な真空度を確保できる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、予備加熱工程Ｓ６０の第１ヒータ７１の設定温度Ｔ1は、リッド基板用ウエハ５０の接合温度Ｆ1に、第１ヒータ７１の任意温度ｔ1とリッド基板用ウエハ５０の実温度ｆ1との差分α1を加えた温度よりも高い温度としている。また、予備加熱工程Ｓ６０の第２ヒータ７２の設定温度Ｔ2は、ベース基板用ウエハ４０の接合温度Ｆ2に、第２ヒータ７２の任意温度ｔ2とベース基板用ウエハ４０の実温度ｆ2との差分α2を加えた温度よりも高い温度としている。これにより、予備加熱工程Ｓ６０のリッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０の実温度は、陽極接合工程Ｓ７０の各接合温度Ｆ1，Ｆ2よりも高温となる。したがって、陽極接合工程Ｓ７０でアウトガスがパッケージ内に放出されるのを確実に抑制し、パッケージ内のより良好な真空度を確保できる。
【００７７】
さらに、予備加熱工程Ｓ６０において、アウトガスが放出される放出温度Ｋ1よりも高温となるようにリッド基板用ウエハ５０を加熱し、アウトガスが放出される放出温度Ｋ2よりも高温となるように、ベース基板用ウエハ４０を加熱している。これにより、リッド基板用ウエハ５０およびベース基板用ウエハ４０からアウトガスを放出しきることができる。したがって、陽極接合工程Ｓ７０の際、および完成後の圧電振動子１の使用時にも、アウトガスが圧電振動子１の内部に放出されるのを確実に防止し、圧電振動子１のより良好な真空度を確保できる。
【００７８】
（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１０を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図１０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。
【００７９】
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。
【００８０】
本実施形態の発振器１１０によれば、良好な真空度を確保でき、電気的特性に優れた圧電振動子１を備えているので、高性能な発振器１１０を提供することができる。
【００８１】
（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１１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。
【００８２】
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１１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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
本実施形態の携帯情報機器１２０によれば、良好な真空度を確保でき、電気的特性に優れた圧電振動子１を備えているので、高性能な携帯情報機器１２０を提供することができる。
【００９０】
（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１２を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図１２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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
本実施形態の電波時計１４０によれば、良好な真空度を確保でき、電気的特性に優れた圧電振動子１を備えているので、高性能な電波時計１４０を提供することができる。
【００９５】
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、本発明に係るパッケージ９の製造方法を使用しつつ、パッケージ９の内部に音叉型の圧電振動片４を封入して圧電振動子１を製造した。しかし、例えば、パッケージ９の内部にＡＴカット型の圧電振動片（厚み滑り振動片）を封入して圧電振動子を製造してもよい。また、パッケージ９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してもよい。
【００９６】
本実施形態の予備加熱工程Ｓ６０では、スペーサ７５を２個使用して、リッド基板用ウエハ５０とベース基板用ウエハ４０との間に間隙Ｇを形成している。しかし、例えば、スペーサ７５を３個以上使用して間隙Ｇを形成してもよい。ただし、短時間でスペーサ７５を設置できる点で、本実施形態に優位性がある。
【符号の説明】
【００９７】
１・・・圧電振動子 ２・・・リッド基板（第１基板） ３・・・ベース基板（第２基板） ４・・・圧電振動片 ９・・・パッケージ ７１・・・第１ヒータ ７２・・・第２ヒータ ７５・・・スペーサ 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 Ｓ６０・・・予備加熱工程 Ｓ７０・・・陽極接合工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板の内面に形成された接合材と、第２基板の内面とを陽極接合することによりパッケージを製造するパッケージの製造方法であって、
前記第１基板の外面に設定温度Ｔ1の第１ヒータを当接させ、前記第２基板の外面に設定温度Ｔ2の第２ヒータを当接させ、前記各ヒータで前記各基板を加熱する予備加熱工程と、
前記第１基板の接合材を陽極とし、前記第２基板を陰極として電圧を印加するとともに、前記第１基板を接合温度Ｆ1とし、前記第２基板を接合温度Ｆ2として、前記第１基板と前記第２基板とを接合する陽極接合工程と、
を有し、
前記予備加熱工程は、前記第１基板の前記接合材と前記第２基板との間にスペーサを配置し、前記スペーサを介して前記第１基板と前記第２基板とを重ねた状態で行う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であって、
前記予備加熱工程と同条件下で、前記第１ヒータを任意温度ｔ1とし、前記第２ヒータを任意温度ｔ2として前記各基板を加熱した場合の、前記第１ヒータの前記任意温度ｔ1と前記第１基板の実温度ｆ1との差分α1、および前記第２ヒータの前記任意温度ｔ2と前記第２基板の実温度ｆ2との差分α2を予め測定しておき、
前記予備加熱工程の前記第１ヒータの設定温度Ｔ1、および前記第２ヒータの設定温度Ｔ2は、
Ｔ1＞Ｆ1＋α1、かつ、Ｔ2＞Ｆ2＋α2、
を満たすように設定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３】
請求項２に記載のパッケージの製造方法であって、
前記第１基板からアウトガスが放出されるときの前記第１基板の放出温度をＫ1とし、前記第２基板からアウトガスが放出されるときの前記第２基板の放出温度をＫ2としたとき、
前記予備加熱工程の前記第１ヒータの設定温度Ｔ1、および前記第２ヒータの設定温度Ｔ2は、
Ｔ1＞Ｋ1＋α1、かつ、Ｔ2＞Ｋ2＋α2、
を満たすように設定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の内部に、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】
第１基板の内面に形成された接合材と、第２基板の内面とを陽極接合することによりパッケージを製造するパッケージの製造方法であって、
前記第１基板の外面に設定温度Ｔ1の第１ヒータを当接させ、前記第２基板の外面に設定温度Ｔ2の第２ヒータを当接させ、前記各ヒータで前記各基板を加熱する予備加熱工程と、
前記第１基板の接合材を陽極とし、前記第２基板を陰極として電圧を印加するとともに、前記第１基板を接合温度Ｆ1とし、前記第２基板を接合温度Ｆ2として、前記第１基板と前記第２基板とを接合する陽極接合工程と、
を有し、
前記予備加熱工程は、前記第１基板の前記接合材と前記第２基板との間にスペーサを配置し、前記スペーサを介して前記第１基板と前記第２基板とを重ねた状態で行う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であって、
前記予備加熱工程と同条件下で、前記第１ヒータを任意温度ｔ1とし、前記第２ヒータを任意温度ｔ2として前記各基板を加熱した場合の、前記第１ヒータの前記任意温度ｔ1と前記第１基板の実温度ｆ1との差分α1、および前記第２ヒータの前記任意温度ｔ2と前記第２基板の実温度ｆ2との差分α2を予め測定しておき、
前記予備加熱工程の前記第１ヒータの設定温度Ｔ1、および前記第２ヒータの設定温度Ｔ2は、
Ｔ1＞Ｆ1＋α1、かつ、Ｔ2＞Ｆ2＋α2、
を満たすように設定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３】
請求項２に記載のパッケージの製造方法であって、
前記第１基板からアウトガスが放出されるときの前記第１基板の放出温度をＫ1とし、前記第２基板からアウトガスが放出されるときの前記第２基板の放出温度をＫ2としたとき、
前記予備加熱工程の前記第１ヒータの設定温度Ｔ1、および前記第２ヒータの設定温度Ｔ2は、
Ｔ1＞Ｋ1＋α1、かつ、Ｔ2＞Ｋ2＋α2、
を満たすように設定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の内部に、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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−７４９６９（Ｐ２０１２−７４９６９Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１９００９（Ｐ２０１０−２１９００９）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]