圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計
【課題】クリーニング工程後の実装工程で、圧電振動片の実装強度を確保できる圧電振動子の製造方法、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】実装工程Ｓ５０の前に、接合ヘッド７０の汚れを落とすクリーニング工程Ｓ４０と、クリーニング工程Ｓ４０の後に、擬似バンプＢ２が形成された擬似基板７４に接合ヘッド７０を用いて擬似圧電振動片７６を実装する擬似実装工程Ｓ４５と、を有しており、擬似実装工程Ｓ４５は、擬似圧電振動片７６の擬似バンプＢ２に対する潜り込み量Ｙ３が所定値以上になるまで繰り返し行うことを特徴とする。
【解決手段】実装工程Ｓ５０の前に、接合ヘッド７０の汚れを落とすクリーニング工程Ｓ４０と、クリーニング工程Ｓ４０の後に、擬似バンプＢ２が形成された擬似基板７４に接合ヘッド７０を用いて擬似圧電振動片７６を実装する擬似実装工程Ｓ４５と、を有しており、擬似実装工程Ｓ４５は、擬似圧電振動片７６の擬似バンプＢ２に対する潜り込み量Ｙ３が所定値以上になるまで繰り返し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、圧電振動子の製造方法、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機器には、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水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られているが、その一つとして、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。このタイプの圧電振動子は、ベース基板とリッド基板とが直接接合されることで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の内部電極に圧電振動片が実装されている。
【０００３】
圧電振動片を内部電極に実装する方法として、エポキシ系樹脂等からなる溶剤に銀等の粒子を混合した導電性接着剤を用いて、圧電振動片を内部電極に直接接合するダイボンディングが知られている。具体的には、内部電極に導電性接着剤を塗布した後、圧電振動片を導電性接着剤に重ねて導電性接着剤を加熱することによって接続している。
【０００４】
ここで、一般に、圧電振動片の周波数特性やインピーダンス特性等の電気的特性は、圧電振動片を封入しているキャビティ内が真空状態のほうが良い。しかし、エポキシ系樹脂等からなる溶剤は、高温になると蒸発してガスを発生する。このガスがキャビティ内に滞留することで、圧電振動片の発振周波数特性やインピーダンス特性等の電気的特性が悪化し、結果として圧電振動子の性能が悪化する虞がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、特許文献１には、導電性接着剤に代えて金属バンプを形成し、フリップチップボンディングにより圧電振動片を実装する方法が記載されている。具体的なフリップチップボンディングの方法としては、フリップチップボンダの接合ヘッドで水晶振動子板（本発明の圧電振動片に相当）をピックし、端子電極（本発明の引き回し電極に相当）上に形成された金等の金属からなるバンプに押付け、水晶振動子板に超音波を与えて振動させることにより、水晶振動子板をバンプに接合する。実装工程で圧電振動片をバンプに接合すると、圧電振動片の電極とバンプとの接合界面における金属拡散によって両者が互いに溶融しあい、圧電振動片がバンプに潜り込む。これにより、圧電振動片の実装強度を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３６８５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、圧電振動片をピックしているフリップチップボンダの接合ヘッドが超音波振動しているとき、圧電振動片の上面に露出している電極と接合ヘッドとが接触するので、電極表面の金等の電極材料が接合ヘッドに付着する。これにより、接合ヘッドの表面が汚れることになる。
【０００８】
接合ヘッドが汚れた状態で実装工程を継続すると、圧電振動片をピックしたときに圧電振動片と接合ヘッドとの間に電極材料が入り込む。この状態で圧電振動片をバンプに接合すると、圧電振動片のパッケージに対する実装高さが低くなったり、圧電振動片が傾いて接合されたりする等の実装時の不具合が発生する。これにより、圧電振動片とパッケージとのクリアランスが不足してしまい、接合された圧電振動片が振動した際に、圧電振動片がパッケージと干渉し、圧電振動片を所定の周波数で振動させることができない等の製造不良が発生する虞がある。
【０００９】
そこで、接合ヘッドが汚れた場合には、圧電振動片の実装工程を一時中断して接合ヘッドの汚れを除去するクリーニング工程を設けることが提案されている。クリーニング工程は、アルミナ粒子を固着したクリーニングパッドに、接合ヘッドの表面を擦り付けることによって行う。
【００１０】
ところが、クリーニング工程を実施すると、接合ヘッドの表面に、クリーニングパッドから剥離したアルミナ粒子が付着するなどして、接合ヘッドの表面が一時的に不安定な状態になる。そのため、接合ヘッドのクリーニング工程後に実装工程を再開すると、接合ヘッドから圧電振動片に超音波が伝達されにくくなる。これにより、圧電振動片の電極とバンプとの金属拡散が不十分となって、圧電振動片の実装強度を確保することが困難になるという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、クリーニング工程後の実装工程で圧電振動片の実装強度を確保できる圧電振動子の製造方法、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】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明の圧電振動子の製造方法は、振動部と、前記振動部に隣接する基部と、を有する圧電振動片と、前記圧電振動片を収容するキャビティを備えたパッケージと、前記キャビティの内部において前記パッケージに固着されたバンプと、を備え、前記圧電振動片の前記基部が前記バンプに接合されてなる圧電振動子の製造方法であって、前記基部の一方面側を接合ヘッドで吸着しつつ、前記基部の他方面側をフリップチップボンディングにより前記バンプに接合して、前記パッケージに前記圧電振動片を実装する実装工程を有し、前記実装工程の前に、前記接合ヘッドの汚れを落とすクリーニング工程と、前記クリーニング工程の後に、擬似バンプが形成された擬似基板に前記接合ヘッドを用いて擬似圧電振動片を実装する擬似実装工程と、を有しており、前記擬似実装工程は、前記擬似圧電振動片の前記擬似バンプに対する潜り込み量が所定値以上になるまで繰り返し行うことを特徴とする。
本発明によれば、クリーニング工程の実施により一時的に不安定となっていた接合ヘッドの表面状態が、擬似実装工程を繰り返し行うことで安定化する。さらに本発明では、擬似圧電振動片の擬似バンプに対する潜り込み量が所定値以上になるまで擬似実装工程を繰り返し行う。これにより、擬似圧電振動片の電極と擬似バンプとの金属拡散が十分になされるまで、接合ヘッドの表面状態が安定化したことを確認できる。そして、その後の実装工程でも、擬似実装工程と同様に圧電振動片のバンプに対する潜り込み量が所定値以上となるので、圧電振動片の電極とバンプとの金属拡散を十分に実現することができる。したがって、クリーニング工程後に圧電振動片の実装強度を確保することができる。
【００１３】
また、前記実装工程では、複数の前記接合ヘッドを交代で用いて行い、一の前記接合ヘッドを用いて前記実装工程を行っている間に、他の前記接合ヘッドについて前記クリーニング工程および前記擬似実装工程を行うことが望ましい。
本発明によれば、クリーニング工程および擬似実装工程を行っても実装工程が停止することがないので、効率よく圧電振動子を製造することができる。
【００１４】
また、本発明の圧電振動子は、上述した圧電振動子の製造方法により製造されたことを特徴とする。
本発明によれば、圧電振動片の実装強度を確保できるので、信頼性に優れた圧電振動子を提供することができる。
【００１５】
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。
【００１６】
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、圧電振動片の実装強度を確保でき、信頼性に優れた圧電振動子を備えているので、信頼性の高い発振器、電子機器および電波時計を製造することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、クリーニング工程の実施により一時的に不安定となっていた接合ヘッドの表面状態が、擬似実装工程を繰り返し行うことで安定化する。さらに本発明では、擬似圧電振動片の擬似バンプに対する潜り込み量が所定値以上になるまで擬似実装工程を繰り返し行う。これにより、擬似圧電振動片の電極と擬似バンプとの金属拡散が十分になされるまで、接合ヘッドの表面状態が安定化したことを確認できる。そして、その後の実装工程でも、擬似実装工程と同様に圧電振動片のバンプに対する潜り込み量が所定値以上となるので、圧電振動片の電極とバンプとの金属拡散を十分に実現することができる。したがって、クリーニング工程後に圧電振動片の実装強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】実装装置の構成図である。
【図１１】フリップチップボンディングの説明図であり、図１１（ａ）は実装工程の説明図であり、図１１（ｂ）は擬似実装工程の説明図である。
【図１２】クリーニング工程の説明図である。
【図１３】バンプに対する圧電振動片の潜り込み量の説明図であり、図１３（ａ）は潜り込み前の説明図であり、図１３（ｂ）は潜り込み後の説明図である。
【図１４】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１５】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１６】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】
【００１９】
（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、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第１面Ｕとし、ベース基板の外側の面を第２面Ｌ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。
【００２０】
（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。
【００２１】
本実施形態の圧電振動片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、圧電振動片４をパッケージに実装するために基部１２に形成されたマウント電極１６，１７と、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４とマウント電極１６，１７とを電気的接続する引き出し電極１９，２０と、を有している。
【００２２】
本実施形態において、励振電極１５および引き出し電極１９，２０は、マウント電極１６，１７の下地層と同じ材料のクロムにより単層膜が形成されている。これにより、マウント電極１６，１７の下地層を成膜するのと同時に、励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜することができる。ただし、この場合に限られず、例えば、ニッケルやアルミニウム、チタン等により励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜しても構わない。
【００２３】
励振電極１５は、一対の振動腕部１０，１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極である。励振電極１５を構成する第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、一対の振動腕部１０，１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。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、後述するマウント電極１６，１７に電気的に接続されている。
【００２４】
本実施形態のマウント電極１６，１７は、クロムと金との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地層として成膜した後に、表面に金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。ただし、この場合に限られず、例えば、クロムとニクロムを下地層として成膜した後に、表面にさらに金の薄膜を仕上げ層として成膜しても構わない。このようにマウント電極１６，１７の仕上げ層を金としているのは、後述するバンプと同じ材料にして、マウント電極１６，１７とバンプとの金属拡散を十分に実現するためである。
【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用凹部３ａが形成されている。
【００２７】
リッド基板３におけるベース基板２との接合面側の全体に、陽極接合用の接合膜３５が形成されている。すなわち接合膜３５は、キャビティ用凹部３ａの内面全体に加えて、キャビティ用凹部３ａの周囲の額縁領域に形成されている。本実施形態の接合膜３５はシリコン膜で形成されているが、接合膜３５をアルミニウム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。
【００２８】
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。また、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、一対の貫通電極３２，３３とが形成されている。
【００２９】
図２および図３に示すように、貫通孔３０，３１は、圧電振動子１を形成したときにキャビティＣ内に収まるように形成される。より詳しく説明すると、本実施形態の貫通孔３０，３１は、後述する実装工程で実装される圧電振動片４の基部１２側に対応した位置に一方の貫通孔３０が形成され、振動腕部１０，１１の先端側に対応した位置に他方の貫通孔３１が形成される。図３に示すように、本実施形態の貫通孔３０，３１は、第１面Ｕ側から第２面Ｌ側にかけて、内形が次第に大きくなるように形成されており、貫通孔３０，３１の中心軸Ｏを含む断面形状がテーパ状となるように形成されている。なお、テーパ角度は中心軸Ｏに対して１０度から２０度程度となるように形成される。また、本実施形態では、貫通孔３０，３１の中心軸Ｏに垂直な方向の断面形状は、円形状となるように形成されている。
【００３０】
以下に貫通電極の説明をする。なお、以下には貫通電極３２を例にして説明するが、貫通電極３３についても同様である。
貫通電極３２は、図３に示すように、貫通孔３０の内部に配置されたガラスの筒体６および導電部材７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、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は、両端が平坦で且つベース基板２と略同じ厚みに形成されている。筒体６の中心には、導電部材７が筒体６を貫通するように配されている。筒体６は、導電部材７および貫通孔３０に対して強固に固着している。そして、筒体６および導電部材７は、貫通孔３０を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持している。
【００３１】
図２から図４に示すように、ベース基板２の第１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。
【００３２】
そして、図４に示すように、一対の引き回し電極３６，３７上に、台座部Ｂ１２を有するバンプＢ１が形成されている。また、バンプＢ１は、前述したマウント電極の仕上げ層と同じ金材料により形成される。これにより、フリップチップボンディングによりマウント電極１６，１７をバンプＢ１に接合する際に、マウント電極１６，１７とバンプＢ１との金属拡散を十分に実現することができる。
【００３３】
圧電振動片４のマウント電極１６，１７は、バンプＢ１を介してベース基板２に実装されている。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。
【００３４】
またベース基板２の第２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。
【００３５】
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。
【００３６】
（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（Ｓ４０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。
【００３７】
（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。
【００３８】
（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、キャビティ形成工程Ｓ２２では、リッド基板用ウエハ５０におけるベース基板用ウエハ４０との接合面に、キャビティ用凹部３ａを複数形成する。キャビティ用凹部３ａの形成は、加熱プレス成型やエッチング加工などによって行う。次に、接合面研磨工程Ｓ２３では、ベース基板用ウエハ４０との接合面を研磨する。
【００３９】
次に、接合膜形成工程Ｓ２４では、ベース基板用ウエハ４０との接合面に、図１、図２および図４に示す接合膜３５を形成する。接合膜３５は、ベース基板用ウエハ４０との接合面に加えて、キャビティＣの内面全体に形成してもよい。これにより、接合膜３５のパターニングが不要になり、製造コストを低減することができる。接合膜３５の形成は、スパッタやＣＶＤ等の成膜方法によって行うことができる。なお、接合膜形成工程Ｓ２４の前に接合面研磨工程Ｓ２３を行っているので、接合膜３５の表面の平面度が確保され、ベース基板用ウエハ４０との安定した接合を実現することができる。
【００４０】
（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）。
【００４１】
（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Ｓ３２を行う。以下に、この貫通電極形成工程Ｓ３２について説明する。なお、以下には貫通電極３２の形成工程を例にして説明するが、貫通電極３３の形成工程についても同様である。
【００４２】
まず、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｌから第１面Ｕにかけて、プレス加工等により図３に示す貫通孔３０を成型する。次に、貫通孔３０内に導電部材７を挿入してガラスフリットからなるペースト材を充填する。続いて、ペースト材を焼成して、図３に示すガラスの筒体６、貫通孔３０および導電部材７を一体化させる。最後に、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕおよび第２面Ｌの両方を研磨して、第１面Ｕおよび第２面Ｌの両方に導電部材７を露出させつつ平坦面とすることにより、図３に示す貫通電極３２を貫通孔３０内に形成する。貫通電極３２により、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕ側と第２面Ｌ側との導電性が確保されると同時に、キャビティＣ内の気密性を確保することができる。
【００４３】
（電極パターン形成工程）
次に、図４および図９に示すように、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕに引き回し電極３６，３７を形成する、電極パターン形成工程Ｓ３４を行う。引き回し電極３６，３７を同一の材料で形成するので、引き回し電極３６，３７を同時に形成することができる。引き回し電極３６，３７は、スパッタ法や真空蒸着法等により形成された被膜を、フォトリソグラフィ技術によりパターニングして形成される。
【００４４】
そして、図４に示すように、一対の引き回し電極３６，３７上に一対のバンプＢ１を形成する。バンプＢ１は、ワイヤボンダを用いて形成される。具体的には、極細の金ワイヤの先端をアーク放電等により溶解し、金ワイヤの先端に、のちに台座部Ｂ１２となる金ボールを形成する。続いて、引き回し電極３６，３７上のバンプ形成位置に金ワイヤの先端の金ボールを押付けつつ、超音波振動を印加することにより接合する。最後に金ワイヤを引っ張って切断することにより、先細りのワイヤ部Ｂ１１と台座部Ｂ１２とを有するバンプＢ１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。
【００４５】
（圧電振動子の組立工程）
次に、上述の通り作製した圧電振動片、リッド基板用ウエハおよびベース基板用ウエハを用いて圧電振動子の組立を行う。
図１０は実装装置の構成図である。
図１１は、フリップチップボンディングの説明図であり、図１１（ａ）は実装工程の説明図であり、図１１（ｂ）は擬似実装工程の説明図である。
図１２はクリーニング工程の説明図である。
本実施形態の圧電振動子の製造方法は、図１０から図１２に示すように、基部１２の一方面側を接合ヘッド７０で吸着しつつ、基部１２の他方面側をフリップチップボンディングによりバンプＢ１に接合して、パッケージに圧電振動片４を実装する実装工程Ｓ５０を有している。また、実装工程Ｓ５０において、圧電振動片４を所定個数だけ実装し、接合ヘッド７０の汚れ発生が推定される時点で、接合ヘッド７０の汚れを落とすクリーニング工程Ｓ４０と、擬似バンプＢ２が形成された擬似基板７４に接合ヘッド７０を用いて擬似圧電振動片７６を実装する擬似実装工程Ｓ４５と、を行う。擬似実装工程Ｓ４５は、擬似圧電振動片７６の擬似バンプＢ２に対する潜り込み量が所定値以上になるまで繰り返し行う。擬似実装工程Ｓ４５が終了した後に、実装工程Ｓ５０を再開する。
【００４６】
（実装装置）
図１０に示すように、本実施形態の圧電振動子の組立工程で用いる実装装置は、不図示のフリップチップボンダに設けられた接合ヘッド７０と、接合ヘッド７０の汚れを落とすクリーニングパッド７２と、不図示のヒートステージと、を備えている。ヒートステージにはベース基板用ウエハ４０および擬似基板７４が載置される。これにより、フリップチップボンディングにより圧電振動片および擬似圧電振動片を実装する際に、ベース基板用ウエハ４０上のバンプＢ１および擬似基板７４上の擬似バンプＢ２を加熱することができる。
【００４７】
接合ヘッド７０は、例えばタングステンやコバルト等が配合された超硬合金からなる部材である。接合ヘッド７０は、真空吸着等により圧電振動片をピックしつつ、圧電振動片をバンプに押付けながら超音波振動させることができる。
クリーニングパッド７２は、例えば表面にアルミナ粒子を固着したシート状の部材であり、市販品を用いることができる。
擬似基板７４はベース基板用ウエハ４０と同じソーダ石灰ガラスからなる基板を用いるのが好ましいが、特にこれに限られない。擬似基板７４の表面には、擬似バンプＢ２が形成されている。擬似バンプＢ２は、バンプＢ１と同一の材料により、同一の先細り形状に形成される。
【００４８】
（実装工程Ｓ５０）
図１１（ａ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０の引き回し電極３６，３７上に、バンプＢ１を介して圧電振動片４を接合する実装工程Ｓ５０を行う。具体的な実装方法としては、まず、ヒートステージにより予めバンプＢ１を加熱しておく。次に、フリップチップボンダの接合ヘッド７０で圧電振動片４を真空吸着してピックし、圧電振動片４をベース基板用ウエハ４０上に移動する。次に、ベース基板用ウエハ４０上に形成されたバンプＢ１上に、圧電振動片４のマウント電極１６，１７を押付ける。そして、接合ヘッド７０で圧電振動片４のマウント電極１６，１７をバンプＢ１に加圧して押付けつつ、接合ヘッド７０を超音波振動させて、圧電振動片４のマウント電極１６，１７をバンプＢ１に超音波接合する。ここで、実装工程Ｓ５０において、接合ヘッド７０は、例えば、１５ｋＨｚから２０ｋＨｚ程度の周波数で、水平方向および垂直方向に圧電振動片４を振動させる。そして、図１１（ａ）に示すように、圧電振動片４がベース基板用ウエハ４０から浮いた状態で、基部およびバンプＢ１が機械的に固着される。この時点で、実装工程Ｓ５０が終了する。
【００４９】
（クリーニング工程Ｓ４０）
上述の実装工程Ｓ５０により圧電振動片４を複数個実装すると、接合ヘッド７０に圧電振動片４の電極材料が付着して接合ヘッド７０の表面が汚れる。そして、接合ヘッド７０が汚れた状態で実装工程Ｓ５０を継続すると、圧電振動片４のベース基板用ウエハ４０に対する実装高さが低くなったり、圧電振動片４が傾いて接合されたりする等の実装時の不具合が発生する。そこで、接合ヘッド７０の汚れ発生が推定される時点で、クリーニング工程Ｓ４０を行う。
【００５０】
クリーニング工程Ｓ４０では、図１２に示すように、接合ヘッド７０の先端の電子部品吸着面を、クリーニングパッド７２の表面に所定の荷重で押付けつつ、接合ヘッド７０をクリーニングパッド７２の表面に沿って所定回数往復移動させる。これにより、接合ヘッド７０に付着している圧電振動片の電極材料等の汚れを除去することができる。ただし、このとき、接合ヘッド７０の表面に、クリーニングパッド７２から剥離したアルミナ粒子が付着するなどして、接合ヘッド７０の表面が一時的に不安定な状態になる。この状態で前述の実装工程Ｓ５０を行うと、接合ヘッド７０から圧電振動片に超音波振動が伝達されにくくなる。これにより、図１１（ａ）において、マウント電極１６，１７とバンプＢ１との金属拡散が不十分となって、圧電振動片４のバンプＢ１に対する潜り込み量が少なくなる。その結果、圧電振動片４の実装強度を確保することが困難になる。そこで、次に述べる擬似実装工程Ｓ４５を行う。
【００５１】
（擬似実装工程Ｓ４５）
次に、図１１（ｂ）に示すように、擬似バンプＢ２が形成された擬似基板７４に接合ヘッド７０を用いて擬似圧電振動片７６を実装する擬似実装工程Ｓ４５を行う。図１１（ｂ）に示すように、擬似実装工程Ｓ４５では、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａを擬似基板７４上に形成されている擬似バンプＢ２に当接させつつ、接合ヘッド７０を基部１２に加圧して超音波振動を印加することにより、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａを擬似バンプＢ２に実装する。
【００５２】
擬似実装工程Ｓ４５における擬似基板７４および擬似バンプＢ２の加熱温度や接合ヘッド７０の加圧力、振動周波数等の接合条件は、前述した実装工程Ｓ５０の接合条件と同一に設定される。
擬似実装工程Ｓ４５では、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａと擬似バンプＢ２とが金属拡散しつつ、擬似圧電振動片７６が擬似バンプＢ２に潜り込む。そして、擬似圧電振動片７６は擬似バンプＢ２に機械的に支持され、擬似基板７４の表面から浮いた状態で接合される。擬似実装工程Ｓ４５を繰り返すことにより、クリーニング工程Ｓ４０で接合ヘッド７０の表面に付着したアルミナ粒子が、擬似圧電振動片７６に移転して接合ヘッド７０の表面から除去される。これにより、一時的に不安定となっていた接合ヘッド７０の表面状態が安定化する。そのため、接合ヘッド７０から擬似圧電振動片７６に超音波振動が伝達されるようになり、擬似圧電振動片７６の電極と擬似バンプＢ２との金属拡散が十分になされて、擬似圧電振動片７６の擬似バンプＢ２に対する潜り込み量が回復する。
【００５３】
図１３は、バンプに対する圧電振動片の潜り込み量の説明図であり、図１３（ａ）は潜り込み前の説明図であり、図１３（ｂ）は潜り込み後の説明図である。
具体的な潜り込み量の判定方法は以下の通りである。
まず、図１３（ａ）に示すように、擬似圧電振動片７６を接合ヘッド７０でピックした状態で接合ヘッド７０を下降させ、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａを擬似バンプＢ２のワイヤ部Ｂ２１の先端に当接させる。ここで、擬似圧電振動片７６がワイヤ部Ｂ２１の先端に当接したとき、擬似基板７４の垂直方向における接合ヘッド７０の位置Ｙ１を、不図示のメモリ部に記録する。
【００５４】
次に、接合ヘッド７０で擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａを擬似バンプＢ２に所定の力で加圧して押付けつつ、接合ヘッド７０を所定の振動周波数で所定時間だけ超音波振動させる。図１３（ｂ）に示すように、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａと擬似バンプＢ２とが金属拡散しつつ、擬似圧電振動片７６が擬似バンプＢ２に潜り込んで停止する。ここで、潜り込みが停止したとき、擬似基板７４の垂直方向における接合ヘッド７０の位置Ｙ２を読み取り、メモリ部に記録されている位置Ｙ１との差分を演算して、潜り込み量Ｙ３を算出する。
【００５５】
前述の通り、接合ヘッド７０の表面に付着しているアルミナ粒子が、擬似圧電振動片７６に移転して接合ヘッド７０の表面から除去されるので、擬似実装工程Ｓ４５を繰り返すことで、潜り込み量Ｙ３が回復する。擬似圧電振動片７６の擬似バンプＢ２に対する潜り込み量Ｙ３が所定値以上になるまで、擬似実装工程Ｓ４５を繰り返し行い、潜り込み量Ｙ３が所定値以上になった時点で擬似実装工程Ｓ４５が終了する。なお、擬似実装工程Ｓ４５で使用した擬似基板７４、擬似圧電振動片７６および擬似バンプＢ２は廃棄する。このように、潜り込み量Ｙ３が所定値以上になることにより、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａと擬似バンプＢ２との金属拡散が十分になされるまで接合ヘッドが安定化したことを確認することができ、擬似圧電振動片７６の実装強度を確保することができる。また、その後に行う実装工程Ｓ５０では、擬似実装工程Ｓ４５と同じ潜り込み量を確保することができるので、圧電振動片の実装強度を確保することができる。
【００５６】
本実施形態では演算を行って潜り込み量Ｙ３を算出し、潜り込み量Ｙ３が所定値以上かどうかを判定している。しかし、この方法に限られることは無く、例えば、画像を用いて接合ヘッドの位置を認識することで、潜り込み量Ｙ３が所定値以上かどうかを判定してもよい。ただし、カメラ等の画像処理機器が不要であり、実装装置の構成が簡単であるという点で本実施形態に優位性がある。
【００５７】
なお、接合ヘッドが１個の場合、クリーニング工程Ｓ４０および擬似実装工程Ｓ４５を行っている間は、実装工程Ｓ５０を行うことはできない。しかし、接合ヘッドを複数個設け、一の接合ヘッドを用いて実装工程Ｓ５０を行っている間に、他の接合ヘッドについてクリーニング工程Ｓ４０および擬似実装工程Ｓ４５を行ってもよい。このように、実装工程Ｓ５０、クリーニング工程Ｓ４０および擬似実装工程Ｓ４５を並行して実施することで、効率よく圧電振動子を製造することができる。
【００５８】
擬似実装工程Ｓ４５は、擬似圧電振動片７６の擬似バンプＢ２に対する潜り込み量Ｙ３が所定値以上になった時点で終了する。その後、実装工程Ｓ５０を再開する。
【００５９】
（重ね合わせ工程Ｓ６０以降）
次に、図９に戻り、ベース基板用ウエハ４０に対してリッド基板用ウエハ５０を重ね合わせる重ね合わせ工程Ｓ６０を行う。具体的には、図示しない基準マークなどを指標としながら、両ウエハ４０，５０を正しい位置にアライメントする。これにより、ベース基板用ウエハ４０に実装された圧電振動片４が、リッド基板用ウエハ５０のキャビティ用凹部３ａとベース基板用ウエハ４０とで囲まれるキャビティＣ内に収容された状態となる。
【００６０】
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。
【００６１】
次に、ベース基板用ウエハ４０の第２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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
本実施形態によれば、図１３に示すように、擬似実装工程Ｓ４５で擬似圧電振動片７６を擬似バンプＢ２に接合すると、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａと擬似バンプＢ２との接合界面における金属拡散によって互いに溶融しあい、擬似圧電振動片７６が擬似バンプＢ２に潜り込む。さらに本実施形態では、擬似圧電振動片７６の擬似バンプＢ２に対する潜り込み量Ｙ３が所定値以上になるまで擬似実装工程Ｓ４５を繰り返し行う。これにより、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａと擬似バンプＢ２との金属拡散が十分であることを確認できる。そして、図１１（ａ）に示すように、その後の実装工程Ｓ５０でも、擬似実装工程Ｓ４５と同様に圧電振動片４のバンプＢ１に対する潜り込み量が所定値以上となるので、圧電振動片４のマウント電極１６，１７とバンプＢ１との金属拡散を十分に実現することができる。したがって、クリーニング工程Ｓ４０後に圧電振動片４の実装強度を確保することができる。
【００６７】
（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１４を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図１４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。
【００６８】
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。
【００６９】
本実施形態の発振器１１０によれば、圧電振動片の実装強度を確保でき、信頼性に優れた圧電振動子１を備えているので、信頼性に優れた発振器１１０を提供することができる。
【００７０】
（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１５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。
【００７１】
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１５に示すように、電力を供給するための電源部１２１と、圧電振動子１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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
本実施形態の携帯情報機器１２０によれば、圧電振動片の実装強度を確保でき、信頼性に優れた圧電振動子１を備えているので、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。
【００７９】
（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１６を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図１６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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
本実施形態の電波時計１４０によれば、圧電振動片の実装強度を確保でき、信頼性に優れた圧電振動子１を備えているので、信頼性に優れた電波時計１４０を提供することができる。
【００８４】
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、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。
【００８５】
本実施形態において、表面実装型の圧電振動子を例にしてパッケージの製造方法を説明した。しかし、これに限らず、例えばシリンダーパッケージタイプの圧電振動子に本発明のパッケージの製造方法を採用しても構わない。
【符号の説明】
【００８６】
１・・・圧電振動子 ４・・・圧電振動片 ９・・・パッケージ １０，１１・・・振動腕部（振動部） １２・・・基部 ７０・・・接合ヘッド 擬似基板・・・７４ 擬似圧電振動片・・・７６ １１０・・・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 Ｂ１・・・バンプ Ｂ２・・・擬似バンプ Ｃ・・・キャビティ Ｓ４０・・・クリーニング工程 Ｓ４５・・・擬似実装工程 Ｓ５０・・・実装工程 Ｙ３・・・潜り込み量
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電振動子の製造方法、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機器には、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水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られているが、その一つとして、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。このタイプの圧電振動子は、ベース基板とリッド基板とが直接接合されることで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の内部電極に圧電振動片が実装されている。
【０００３】
圧電振動片を内部電極に実装する方法として、エポキシ系樹脂等からなる溶剤に銀等の粒子を混合した導電性接着剤を用いて、圧電振動片を内部電極に直接接合するダイボンディングが知られている。具体的には、内部電極に導電性接着剤を塗布した後、圧電振動片を導電性接着剤に重ねて導電性接着剤を加熱することによって接続している。
【０００４】
ここで、一般に、圧電振動片の周波数特性やインピーダンス特性等の電気的特性は、圧電振動片を封入しているキャビティ内が真空状態のほうが良い。しかし、エポキシ系樹脂等からなる溶剤は、高温になると蒸発してガスを発生する。このガスがキャビティ内に滞留することで、圧電振動片の発振周波数特性やインピーダンス特性等の電気的特性が悪化し、結果として圧電振動子の性能が悪化する虞がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、特許文献１には、導電性接着剤に代えて金属バンプを形成し、フリップチップボンディングにより圧電振動片を実装する方法が記載されている。具体的なフリップチップボンディングの方法としては、フリップチップボンダの接合ヘッドで水晶振動子板（本発明の圧電振動片に相当）をピックし、端子電極（本発明の引き回し電極に相当）上に形成された金等の金属からなるバンプに押付け、水晶振動子板に超音波を与えて振動させることにより、水晶振動子板をバンプに接合する。実装工程で圧電振動片をバンプに接合すると、圧電振動片の電極とバンプとの接合界面における金属拡散によって両者が互いに溶融しあい、圧電振動片がバンプに潜り込む。これにより、圧電振動片の実装強度を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３６８５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、圧電振動片をピックしているフリップチップボンダの接合ヘッドが超音波振動しているとき、圧電振動片の上面に露出している電極と接合ヘッドとが接触するので、電極表面の金等の電極材料が接合ヘッドに付着する。これにより、接合ヘッドの表面が汚れることになる。
【０００８】
接合ヘッドが汚れた状態で実装工程を継続すると、圧電振動片をピックしたときに圧電振動片と接合ヘッドとの間に電極材料が入り込む。この状態で圧電振動片をバンプに接合すると、圧電振動片のパッケージに対する実装高さが低くなったり、圧電振動片が傾いて接合されたりする等の実装時の不具合が発生する。これにより、圧電振動片とパッケージとのクリアランスが不足してしまい、接合された圧電振動片が振動した際に、圧電振動片がパッケージと干渉し、圧電振動片を所定の周波数で振動させることができない等の製造不良が発生する虞がある。
【０００９】
そこで、接合ヘッドが汚れた場合には、圧電振動片の実装工程を一時中断して接合ヘッドの汚れを除去するクリーニング工程を設けることが提案されている。クリーニング工程は、アルミナ粒子を固着したクリーニングパッドに、接合ヘッドの表面を擦り付けることによって行う。
【００１０】
ところが、クリーニング工程を実施すると、接合ヘッドの表面に、クリーニングパッドから剥離したアルミナ粒子が付着するなどして、接合ヘッドの表面が一時的に不安定な状態になる。そのため、接合ヘッドのクリーニング工程後に実装工程を再開すると、接合ヘッドから圧電振動片に超音波が伝達されにくくなる。これにより、圧電振動片の電極とバンプとの金属拡散が不十分となって、圧電振動片の実装強度を確保することが困難になるという問題がある。
【００１１】
そこで本発明は、クリーニング工程後の実装工程で圧電振動片の実装強度を確保できる圧電振動子の製造方法、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】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明の圧電振動子の製造方法は、振動部と、前記振動部に隣接する基部と、を有する圧電振動片と、前記圧電振動片を収容するキャビティを備えたパッケージと、前記キャビティの内部において前記パッケージに固着されたバンプと、を備え、前記圧電振動片の前記基部が前記バンプに接合されてなる圧電振動子の製造方法であって、前記基部の一方面側を接合ヘッドで吸着しつつ、前記基部の他方面側をフリップチップボンディングにより前記バンプに接合して、前記パッケージに前記圧電振動片を実装する実装工程を有し、前記実装工程の前に、前記接合ヘッドの汚れを落とすクリーニング工程と、前記クリーニング工程の後に、擬似バンプが形成された擬似基板に前記接合ヘッドを用いて擬似圧電振動片を実装する擬似実装工程と、を有しており、前記擬似実装工程は、前記擬似圧電振動片の前記擬似バンプに対する潜り込み量が所定値以上になるまで繰り返し行うことを特徴とする。
本発明によれば、クリーニング工程の実施により一時的に不安定となっていた接合ヘッドの表面状態が、擬似実装工程を繰り返し行うことで安定化する。さらに本発明では、擬似圧電振動片の擬似バンプに対する潜り込み量が所定値以上になるまで擬似実装工程を繰り返し行う。これにより、擬似圧電振動片の電極と擬似バンプとの金属拡散が十分になされるまで、接合ヘッドの表面状態が安定化したことを確認できる。そして、その後の実装工程でも、擬似実装工程と同様に圧電振動片のバンプに対する潜り込み量が所定値以上となるので、圧電振動片の電極とバンプとの金属拡散を十分に実現することができる。したがって、クリーニング工程後に圧電振動片の実装強度を確保することができる。
【００１３】
また、前記実装工程では、複数の前記接合ヘッドを交代で用いて行い、一の前記接合ヘッドを用いて前記実装工程を行っている間に、他の前記接合ヘッドについて前記クリーニング工程および前記擬似実装工程を行うことが望ましい。
本発明によれば、クリーニング工程および擬似実装工程を行っても実装工程が停止することがないので、効率よく圧電振動子を製造することができる。
【００１４】
また、本発明の圧電振動子は、上述した圧電振動子の製造方法により製造されたことを特徴とする。
本発明によれば、圧電振動片の実装強度を確保できるので、信頼性に優れた圧電振動子を提供することができる。
【００１５】
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。
【００１６】
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、圧電振動片の実装強度を確保でき、信頼性に優れた圧電振動子を備えているので、信頼性の高い発振器、電子機器および電波時計を製造することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、クリーニング工程の実施により一時的に不安定となっていた接合ヘッドの表面状態が、擬似実装工程を繰り返し行うことで安定化する。さらに本発明では、擬似圧電振動片の擬似バンプに対する潜り込み量が所定値以上になるまで擬似実装工程を繰り返し行う。これにより、擬似圧電振動片の電極と擬似バンプとの金属拡散が十分になされるまで、接合ヘッドの表面状態が安定化したことを確認できる。そして、その後の実装工程でも、擬似実装工程と同様に圧電振動片のバンプに対する潜り込み量が所定値以上となるので、圧電振動片の電極とバンプとの金属拡散を十分に実現することができる。したがって、クリーニング工程後に圧電振動片の実装強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】実装装置の構成図である。
【図１１】フリップチップボンディングの説明図であり、図１１（ａ）は実装工程の説明図であり、図１１（ｂ）は擬似実装工程の説明図である。
【図１２】クリーニング工程の説明図である。
【図１３】バンプに対する圧電振動片の潜り込み量の説明図であり、図１３（ａ）は潜り込み前の説明図であり、図１３（ｂ）は潜り込み後の説明図である。
【図１４】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１５】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１６】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】
【００１９】
（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、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第１面Ｕとし、ベース基板の外側の面を第２面Ｌ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。
【００２０】
（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。
【００２１】
本実施形態の圧電振動片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、圧電振動片４をパッケージに実装するために基部１２に形成されたマウント電極１６，１７と、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４とマウント電極１６，１７とを電気的接続する引き出し電極１９，２０と、を有している。
【００２２】
本実施形態において、励振電極１５および引き出し電極１９，２０は、マウント電極１６，１７の下地層と同じ材料のクロムにより単層膜が形成されている。これにより、マウント電極１６，１７の下地層を成膜するのと同時に、励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜することができる。ただし、この場合に限られず、例えば、ニッケルやアルミニウム、チタン等により励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜しても構わない。
【００２３】
励振電極１５は、一対の振動腕部１０，１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極である。励振電極１５を構成する第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、一対の振動腕部１０，１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。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、後述するマウント電極１６，１７に電気的に接続されている。
【００２４】
本実施形態のマウント電極１６，１７は、クロムと金との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地層として成膜した後に、表面に金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。ただし、この場合に限られず、例えば、クロムとニクロムを下地層として成膜した後に、表面にさらに金の薄膜を仕上げ層として成膜しても構わない。このようにマウント電極１６，１７の仕上げ層を金としているのは、後述するバンプと同じ材料にして、マウント電極１６，１７とバンプとの金属拡散を十分に実現するためである。
【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用凹部３ａが形成されている。
【００２７】
リッド基板３におけるベース基板２との接合面側の全体に、陽極接合用の接合膜３５が形成されている。すなわち接合膜３５は、キャビティ用凹部３ａの内面全体に加えて、キャビティ用凹部３ａの周囲の額縁領域に形成されている。本実施形態の接合膜３５はシリコン膜で形成されているが、接合膜３５をアルミニウム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。
【００２８】
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。また、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、一対の貫通電極３２，３３とが形成されている。
【００２９】
図２および図３に示すように、貫通孔３０，３１は、圧電振動子１を形成したときにキャビティＣ内に収まるように形成される。より詳しく説明すると、本実施形態の貫通孔３０，３１は、後述する実装工程で実装される圧電振動片４の基部１２側に対応した位置に一方の貫通孔３０が形成され、振動腕部１０，１１の先端側に対応した位置に他方の貫通孔３１が形成される。図３に示すように、本実施形態の貫通孔３０，３１は、第１面Ｕ側から第２面Ｌ側にかけて、内形が次第に大きくなるように形成されており、貫通孔３０，３１の中心軸Ｏを含む断面形状がテーパ状となるように形成されている。なお、テーパ角度は中心軸Ｏに対して１０度から２０度程度となるように形成される。また、本実施形態では、貫通孔３０，３１の中心軸Ｏに垂直な方向の断面形状は、円形状となるように形成されている。
【００３０】
以下に貫通電極の説明をする。なお、以下には貫通電極３２を例にして説明するが、貫通電極３３についても同様である。
貫通電極３２は、図３に示すように、貫通孔３０の内部に配置されたガラスの筒体６および導電部材７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、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は、両端が平坦で且つベース基板２と略同じ厚みに形成されている。筒体６の中心には、導電部材７が筒体６を貫通するように配されている。筒体６は、導電部材７および貫通孔３０に対して強固に固着している。そして、筒体６および導電部材７は、貫通孔３０を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持している。
【００３１】
図２から図４に示すように、ベース基板２の第１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。
【００３２】
そして、図４に示すように、一対の引き回し電極３６，３７上に、台座部Ｂ１２を有するバンプＢ１が形成されている。また、バンプＢ１は、前述したマウント電極の仕上げ層と同じ金材料により形成される。これにより、フリップチップボンディングによりマウント電極１６，１７をバンプＢ１に接合する際に、マウント電極１６，１７とバンプＢ１との金属拡散を十分に実現することができる。
【００３３】
圧電振動片４のマウント電極１６，１７は、バンプＢ１を介してベース基板２に実装されている。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。
【００３４】
またベース基板２の第２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。
【００３５】
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。
【００３６】
（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（Ｓ４０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。
【００３７】
（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。
【００３８】
（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、キャビティ形成工程Ｓ２２では、リッド基板用ウエハ５０におけるベース基板用ウエハ４０との接合面に、キャビティ用凹部３ａを複数形成する。キャビティ用凹部３ａの形成は、加熱プレス成型やエッチング加工などによって行う。次に、接合面研磨工程Ｓ２３では、ベース基板用ウエハ４０との接合面を研磨する。
【００３９】
次に、接合膜形成工程Ｓ２４では、ベース基板用ウエハ４０との接合面に、図１、図２および図４に示す接合膜３５を形成する。接合膜３５は、ベース基板用ウエハ４０との接合面に加えて、キャビティＣの内面全体に形成してもよい。これにより、接合膜３５のパターニングが不要になり、製造コストを低減することができる。接合膜３５の形成は、スパッタやＣＶＤ等の成膜方法によって行うことができる。なお、接合膜形成工程Ｓ２４の前に接合面研磨工程Ｓ２３を行っているので、接合膜３５の表面の平面度が確保され、ベース基板用ウエハ４０との安定した接合を実現することができる。
【００４０】
（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）。
【００４１】
（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Ｓ３２を行う。以下に、この貫通電極形成工程Ｓ３２について説明する。なお、以下には貫通電極３２の形成工程を例にして説明するが、貫通電極３３の形成工程についても同様である。
【００４２】
まず、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｌから第１面Ｕにかけて、プレス加工等により図３に示す貫通孔３０を成型する。次に、貫通孔３０内に導電部材７を挿入してガラスフリットからなるペースト材を充填する。続いて、ペースト材を焼成して、図３に示すガラスの筒体６、貫通孔３０および導電部材７を一体化させる。最後に、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕおよび第２面Ｌの両方を研磨して、第１面Ｕおよび第２面Ｌの両方に導電部材７を露出させつつ平坦面とすることにより、図３に示す貫通電極３２を貫通孔３０内に形成する。貫通電極３２により、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕ側と第２面Ｌ側との導電性が確保されると同時に、キャビティＣ内の気密性を確保することができる。
【００４３】
（電極パターン形成工程）
次に、図４および図９に示すように、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕに引き回し電極３６，３７を形成する、電極パターン形成工程Ｓ３４を行う。引き回し電極３６，３７を同一の材料で形成するので、引き回し電極３６，３７を同時に形成することができる。引き回し電極３６，３７は、スパッタ法や真空蒸着法等により形成された被膜を、フォトリソグラフィ技術によりパターニングして形成される。
【００４４】
そして、図４に示すように、一対の引き回し電極３６，３７上に一対のバンプＢ１を形成する。バンプＢ１は、ワイヤボンダを用いて形成される。具体的には、極細の金ワイヤの先端をアーク放電等により溶解し、金ワイヤの先端に、のちに台座部Ｂ１２となる金ボールを形成する。続いて、引き回し電極３６，３７上のバンプ形成位置に金ワイヤの先端の金ボールを押付けつつ、超音波振動を印加することにより接合する。最後に金ワイヤを引っ張って切断することにより、先細りのワイヤ部Ｂ１１と台座部Ｂ１２とを有するバンプＢ１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。
【００４５】
（圧電振動子の組立工程）
次に、上述の通り作製した圧電振動片、リッド基板用ウエハおよびベース基板用ウエハを用いて圧電振動子の組立を行う。
図１０は実装装置の構成図である。
図１１は、フリップチップボンディングの説明図であり、図１１（ａ）は実装工程の説明図であり、図１１（ｂ）は擬似実装工程の説明図である。
図１２はクリーニング工程の説明図である。
本実施形態の圧電振動子の製造方法は、図１０から図１２に示すように、基部１２の一方面側を接合ヘッド７０で吸着しつつ、基部１２の他方面側をフリップチップボンディングによりバンプＢ１に接合して、パッケージに圧電振動片４を実装する実装工程Ｓ５０を有している。また、実装工程Ｓ５０において、圧電振動片４を所定個数だけ実装し、接合ヘッド７０の汚れ発生が推定される時点で、接合ヘッド７０の汚れを落とすクリーニング工程Ｓ４０と、擬似バンプＢ２が形成された擬似基板７４に接合ヘッド７０を用いて擬似圧電振動片７６を実装する擬似実装工程Ｓ４５と、を行う。擬似実装工程Ｓ４５は、擬似圧電振動片７６の擬似バンプＢ２に対する潜り込み量が所定値以上になるまで繰り返し行う。擬似実装工程Ｓ４５が終了した後に、実装工程Ｓ５０を再開する。
【００４６】
（実装装置）
図１０に示すように、本実施形態の圧電振動子の組立工程で用いる実装装置は、不図示のフリップチップボンダに設けられた接合ヘッド７０と、接合ヘッド７０の汚れを落とすクリーニングパッド７２と、不図示のヒートステージと、を備えている。ヒートステージにはベース基板用ウエハ４０および擬似基板７４が載置される。これにより、フリップチップボンディングにより圧電振動片および擬似圧電振動片を実装する際に、ベース基板用ウエハ４０上のバンプＢ１および擬似基板７４上の擬似バンプＢ２を加熱することができる。
【００４７】
接合ヘッド７０は、例えばタングステンやコバルト等が配合された超硬合金からなる部材である。接合ヘッド７０は、真空吸着等により圧電振動片をピックしつつ、圧電振動片をバンプに押付けながら超音波振動させることができる。
クリーニングパッド７２は、例えば表面にアルミナ粒子を固着したシート状の部材であり、市販品を用いることができる。
擬似基板７４はベース基板用ウエハ４０と同じソーダ石灰ガラスからなる基板を用いるのが好ましいが、特にこれに限られない。擬似基板７４の表面には、擬似バンプＢ２が形成されている。擬似バンプＢ２は、バンプＢ１と同一の材料により、同一の先細り形状に形成される。
【００４８】
（実装工程Ｓ５０）
図１１（ａ）に示すように、ベース基板用ウエハ４０の引き回し電極３６，３７上に、バンプＢ１を介して圧電振動片４を接合する実装工程Ｓ５０を行う。具体的な実装方法としては、まず、ヒートステージにより予めバンプＢ１を加熱しておく。次に、フリップチップボンダの接合ヘッド７０で圧電振動片４を真空吸着してピックし、圧電振動片４をベース基板用ウエハ４０上に移動する。次に、ベース基板用ウエハ４０上に形成されたバンプＢ１上に、圧電振動片４のマウント電極１６，１７を押付ける。そして、接合ヘッド７０で圧電振動片４のマウント電極１６，１７をバンプＢ１に加圧して押付けつつ、接合ヘッド７０を超音波振動させて、圧電振動片４のマウント電極１６，１７をバンプＢ１に超音波接合する。ここで、実装工程Ｓ５０において、接合ヘッド７０は、例えば、１５ｋＨｚから２０ｋＨｚ程度の周波数で、水平方向および垂直方向に圧電振動片４を振動させる。そして、図１１（ａ）に示すように、圧電振動片４がベース基板用ウエハ４０から浮いた状態で、基部およびバンプＢ１が機械的に固着される。この時点で、実装工程Ｓ５０が終了する。
【００４９】
（クリーニング工程Ｓ４０）
上述の実装工程Ｓ５０により圧電振動片４を複数個実装すると、接合ヘッド７０に圧電振動片４の電極材料が付着して接合ヘッド７０の表面が汚れる。そして、接合ヘッド７０が汚れた状態で実装工程Ｓ５０を継続すると、圧電振動片４のベース基板用ウエハ４０に対する実装高さが低くなったり、圧電振動片４が傾いて接合されたりする等の実装時の不具合が発生する。そこで、接合ヘッド７０の汚れ発生が推定される時点で、クリーニング工程Ｓ４０を行う。
【００５０】
クリーニング工程Ｓ４０では、図１２に示すように、接合ヘッド７０の先端の電子部品吸着面を、クリーニングパッド７２の表面に所定の荷重で押付けつつ、接合ヘッド７０をクリーニングパッド７２の表面に沿って所定回数往復移動させる。これにより、接合ヘッド７０に付着している圧電振動片の電極材料等の汚れを除去することができる。ただし、このとき、接合ヘッド７０の表面に、クリーニングパッド７２から剥離したアルミナ粒子が付着するなどして、接合ヘッド７０の表面が一時的に不安定な状態になる。この状態で前述の実装工程Ｓ５０を行うと、接合ヘッド７０から圧電振動片に超音波振動が伝達されにくくなる。これにより、図１１（ａ）において、マウント電極１６，１７とバンプＢ１との金属拡散が不十分となって、圧電振動片４のバンプＢ１に対する潜り込み量が少なくなる。その結果、圧電振動片４の実装強度を確保することが困難になる。そこで、次に述べる擬似実装工程Ｓ４５を行う。
【００５１】
（擬似実装工程Ｓ４５）
次に、図１１（ｂ）に示すように、擬似バンプＢ２が形成された擬似基板７４に接合ヘッド７０を用いて擬似圧電振動片７６を実装する擬似実装工程Ｓ４５を行う。図１１（ｂ）に示すように、擬似実装工程Ｓ４５では、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａを擬似基板７４上に形成されている擬似バンプＢ２に当接させつつ、接合ヘッド７０を基部１２に加圧して超音波振動を印加することにより、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａを擬似バンプＢ２に実装する。
【００５２】
擬似実装工程Ｓ４５における擬似基板７４および擬似バンプＢ２の加熱温度や接合ヘッド７０の加圧力、振動周波数等の接合条件は、前述した実装工程Ｓ５０の接合条件と同一に設定される。
擬似実装工程Ｓ４５では、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａと擬似バンプＢ２とが金属拡散しつつ、擬似圧電振動片７６が擬似バンプＢ２に潜り込む。そして、擬似圧電振動片７６は擬似バンプＢ２に機械的に支持され、擬似基板７４の表面から浮いた状態で接合される。擬似実装工程Ｓ４５を繰り返すことにより、クリーニング工程Ｓ４０で接合ヘッド７０の表面に付着したアルミナ粒子が、擬似圧電振動片７６に移転して接合ヘッド７０の表面から除去される。これにより、一時的に不安定となっていた接合ヘッド７０の表面状態が安定化する。そのため、接合ヘッド７０から擬似圧電振動片７６に超音波振動が伝達されるようになり、擬似圧電振動片７６の電極と擬似バンプＢ２との金属拡散が十分になされて、擬似圧電振動片７６の擬似バンプＢ２に対する潜り込み量が回復する。
【００５３】
図１３は、バンプに対する圧電振動片の潜り込み量の説明図であり、図１３（ａ）は潜り込み前の説明図であり、図１３（ｂ）は潜り込み後の説明図である。
具体的な潜り込み量の判定方法は以下の通りである。
まず、図１３（ａ）に示すように、擬似圧電振動片７６を接合ヘッド７０でピックした状態で接合ヘッド７０を下降させ、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａを擬似バンプＢ２のワイヤ部Ｂ２１の先端に当接させる。ここで、擬似圧電振動片７６がワイヤ部Ｂ２１の先端に当接したとき、擬似基板７４の垂直方向における接合ヘッド７０の位置Ｙ１を、不図示のメモリ部に記録する。
【００５４】
次に、接合ヘッド７０で擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａを擬似バンプＢ２に所定の力で加圧して押付けつつ、接合ヘッド７０を所定の振動周波数で所定時間だけ超音波振動させる。図１３（ｂ）に示すように、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａと擬似バンプＢ２とが金属拡散しつつ、擬似圧電振動片７６が擬似バンプＢ２に潜り込んで停止する。ここで、潜り込みが停止したとき、擬似基板７４の垂直方向における接合ヘッド７０の位置Ｙ２を読み取り、メモリ部に記録されている位置Ｙ１との差分を演算して、潜り込み量Ｙ３を算出する。
【００５５】
前述の通り、接合ヘッド７０の表面に付着しているアルミナ粒子が、擬似圧電振動片７６に移転して接合ヘッド７０の表面から除去されるので、擬似実装工程Ｓ４５を繰り返すことで、潜り込み量Ｙ３が回復する。擬似圧電振動片７６の擬似バンプＢ２に対する潜り込み量Ｙ３が所定値以上になるまで、擬似実装工程Ｓ４５を繰り返し行い、潜り込み量Ｙ３が所定値以上になった時点で擬似実装工程Ｓ４５が終了する。なお、擬似実装工程Ｓ４５で使用した擬似基板７４、擬似圧電振動片７６および擬似バンプＢ２は廃棄する。このように、潜り込み量Ｙ３が所定値以上になることにより、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａと擬似バンプＢ２との金属拡散が十分になされるまで接合ヘッドが安定化したことを確認することができ、擬似圧電振動片７６の実装強度を確保することができる。また、その後に行う実装工程Ｓ５０では、擬似実装工程Ｓ４５と同じ潜り込み量を確保することができるので、圧電振動片の実装強度を確保することができる。
【００５６】
本実施形態では演算を行って潜り込み量Ｙ３を算出し、潜り込み量Ｙ３が所定値以上かどうかを判定している。しかし、この方法に限られることは無く、例えば、画像を用いて接合ヘッドの位置を認識することで、潜り込み量Ｙ３が所定値以上かどうかを判定してもよい。ただし、カメラ等の画像処理機器が不要であり、実装装置の構成が簡単であるという点で本実施形態に優位性がある。
【００５７】
なお、接合ヘッドが１個の場合、クリーニング工程Ｓ４０および擬似実装工程Ｓ４５を行っている間は、実装工程Ｓ５０を行うことはできない。しかし、接合ヘッドを複数個設け、一の接合ヘッドを用いて実装工程Ｓ５０を行っている間に、他の接合ヘッドについてクリーニング工程Ｓ４０および擬似実装工程Ｓ４５を行ってもよい。このように、実装工程Ｓ５０、クリーニング工程Ｓ４０および擬似実装工程Ｓ４５を並行して実施することで、効率よく圧電振動子を製造することができる。
【００５８】
擬似実装工程Ｓ４５は、擬似圧電振動片７６の擬似バンプＢ２に対する潜り込み量Ｙ３が所定値以上になった時点で終了する。その後、実装工程Ｓ５０を再開する。
【００５９】
（重ね合わせ工程Ｓ６０以降）
次に、図９に戻り、ベース基板用ウエハ４０に対してリッド基板用ウエハ５０を重ね合わせる重ね合わせ工程Ｓ６０を行う。具体的には、図示しない基準マークなどを指標としながら、両ウエハ４０，５０を正しい位置にアライメントする。これにより、ベース基板用ウエハ４０に実装された圧電振動片４が、リッド基板用ウエハ５０のキャビティ用凹部３ａとベース基板用ウエハ４０とで囲まれるキャビティＣ内に収容された状態となる。
【００６０】
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。
【００６１】
次に、ベース基板用ウエハ４０の第２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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
本実施形態によれば、図１３に示すように、擬似実装工程Ｓ４５で擬似圧電振動片７６を擬似バンプＢ２に接合すると、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａと擬似バンプＢ２との接合界面における金属拡散によって互いに溶融しあい、擬似圧電振動片７６が擬似バンプＢ２に潜り込む。さらに本実施形態では、擬似圧電振動片７６の擬似バンプＢ２に対する潜り込み量Ｙ３が所定値以上になるまで擬似実装工程Ｓ４５を繰り返し行う。これにより、擬似圧電振動片７６のマウント電極１６ａ，１７ａと擬似バンプＢ２との金属拡散が十分であることを確認できる。そして、図１１（ａ）に示すように、その後の実装工程Ｓ５０でも、擬似実装工程Ｓ４５と同様に圧電振動片４のバンプＢ１に対する潜り込み量が所定値以上となるので、圧電振動片４のマウント電極１６，１７とバンプＢ１との金属拡散を十分に実現することができる。したがって、クリーニング工程Ｓ４０後に圧電振動片４の実装強度を確保することができる。
【００６７】
（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１４を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図１４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。
【００６８】
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。
【００６９】
本実施形態の発振器１１０によれば、圧電振動片の実装強度を確保でき、信頼性に優れた圧電振動子１を備えているので、信頼性に優れた発振器１１０を提供することができる。
【００７０】
（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１５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。
【００７１】
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１５に示すように、電力を供給するための電源部１２１と、圧電振動子１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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
本実施形態の携帯情報機器１２０によれば、圧電振動片の実装強度を確保でき、信頼性に優れた圧電振動子１を備えているので、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。
【００７９】
（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１６を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図１６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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
本実施形態の電波時計１４０によれば、圧電振動片の実装強度を確保でき、信頼性に優れた圧電振動子１を備えているので、信頼性に優れた電波時計１４０を提供することができる。
【００８４】
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、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。
【００８５】
本実施形態において、表面実装型の圧電振動子を例にしてパッケージの製造方法を説明した。しかし、これに限らず、例えばシリンダーパッケージタイプの圧電振動子に本発明のパッケージの製造方法を採用しても構わない。
【符号の説明】
【００８６】
１・・・圧電振動子 ４・・・圧電振動片 ９・・・パッケージ １０，１１・・・振動腕部（振動部） １２・・・基部 ７０・・・接合ヘッド 擬似基板・・・７４ 擬似圧電振動片・・・７６ １１０・・・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 Ｂ１・・・バンプ Ｂ２・・・擬似バンプ Ｃ・・・キャビティ Ｓ４０・・・クリーニング工程 Ｓ４５・・・擬似実装工程 Ｓ５０・・・実装工程 Ｙ３・・・潜り込み量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部と、前記振動部に隣接する基部と、を有する圧電振動片と、
前記圧電振動片を収容するキャビティを備えたパッケージと、
前記キャビティの内部において前記パッケージに固着されたバンプと、を備え、
前記圧電振動片の前記基部が前記バンプに接合されてなる圧電振動子の製造方法であって、
前記基部の一方面側を接合ヘッドで吸着しつつ、前記基部の他方面側をフリップチップボンディングにより前記バンプに接合して、前記パッケージに前記圧電振動片を実装する実装工程を有し、
前記実装工程の前に、
前記接合ヘッドの汚れを落とすクリーニング工程と、
前記クリーニング工程の後に、擬似バンプが形成された擬似基板に前記接合ヘッドを 用いて擬似圧電振動片を実装する擬似実装工程と、
を有しており、
前記擬似実装工程は、前記擬似圧電振動片の前記擬似バンプに対する潜り込み量が所定値以上になるまで繰り返し行うことを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法であって、
前記実装工程は、複数の前記接合ヘッドを交代で用いて行い、
一の前記接合ヘッドを用いて前記実装工程を行っている間に、他の前記接合ヘッドについて前記クリーニング工程および前記擬似実装工程を行うことを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧電振動子の製造方法により製造されたことを特徴とする圧電振動子。
【請求項４】
請求項３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５】
請求項３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６】
請求項３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】
振動部と、前記振動部に隣接する基部と、を有する圧電振動片と、
前記圧電振動片を収容するキャビティを備えたパッケージと、
前記キャビティの内部において前記パッケージに固着されたバンプと、を備え、
前記圧電振動片の前記基部が前記バンプに接合されてなる圧電振動子の製造方法であって、
前記基部の一方面側を接合ヘッドで吸着しつつ、前記基部の他方面側をフリップチップボンディングにより前記バンプに接合して、前記パッケージに前記圧電振動片を実装する実装工程を有し、
前記実装工程の前に、
前記接合ヘッドの汚れを落とすクリーニング工程と、
前記クリーニング工程の後に、擬似バンプが形成された擬似基板に前記接合ヘッドを 用いて擬似圧電振動片を実装する擬似実装工程と、
を有しており、
前記擬似実装工程は、前記擬似圧電振動片の前記擬似バンプに対する潜り込み量が所定値以上になるまで繰り返し行うことを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法であって、
前記実装工程は、複数の前記接合ヘッドを交代で用いて行い、
一の前記接合ヘッドを用いて前記実装工程を行っている間に、他の前記接合ヘッドについて前記クリーニング工程および前記擬似実装工程を行うことを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の圧電振動子の製造方法により製造されたことを特徴とする圧電振動子。
【請求項４】
請求項３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５】
請求項３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６】
請求項３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】
【公開番号】特開２０１１−１６６４４８（Ｐ２０１１−１６６４４８Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６９３０（Ｐ２０１０−２６９３０）
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【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８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【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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