圧電振動子の製造方法及び圧電振動子、発振器、電子機器並びに電波時計
【課題】圧電振動片に対して高速かつ低温で絶縁膜を形成し、圧電振動片とパッケージとの接合性を向上させることができる圧電振動子の製造方法を提供する。
【解決手段】圧電振動片２をマウントする工程の前に、圧電振動片２の表面にクロムからなる下地金属層１８ａ及び金からなる仕上金属層１８ｂを積層状態で形成する工程と、仕上金属層１８ｂを所定領域で剥離する工程と、仕上金属層１８ｂを剥離した後の下地金属層１８ａの表面を改質して絶縁膜３４を形成する工程とを有することを特徴とする。
【解決手段】圧電振動片２をマウントする工程の前に、圧電振動片２の表面にクロムからなる下地金属層１８ａ及び金からなる仕上金属層１８ｂを積層状態で形成する工程と、仕上金属層１８ｂを所定領域で剥離する工程と、仕上金属層１８ｂを剥離した後の下地金属層１８ａの表面を改質して絶縁膜３４を形成する工程とを有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子の製造方法及び圧電振動子、発振器、電子機器並びに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、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られており、例えば音叉型の圧電振動片を有するものや、厚み滑り振動する圧電振動片を有するもの等が知られている。
【０００３】
具体的に、圧電振動子は、音叉型の圧電振動片と、プラグと、プラグとともに圧電振動片を気密封止するケースとを備えている。プラグは、圧電振動片が実装される一対のインナーリードと、インナーリードを保持するプラグ本体とを備えている。また、圧電振動片は、圧電材料からなる圧電板と、圧電板上に形成され、所定の駆動電圧が印加されたときに圧電板を振動させる一対の励振電極と、圧電板の基端側に形成され一対の励振電極にそれぞれ電気的に接続されたマウント電極と、を備えている。
なお、一対の励振電極及びマウント電極は、クロム等からなる下地金属層と金等からなる仕上金属層とが積層されることで形成された積層体である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上述した圧電振動片を製造するにあたっては、まず水晶からなるウエハを音叉形状にエッチングした後、その表面に励振電極やマウント電極となる下地金属層（クロム）と、仕上金属層（金）とを連続して成膜し、ウエハから個々の圧電振動片を切断する。さらに、振動領域の仕上金属層を除去し、下地金属層の上層に絶縁膜を形成して励振電極間の短絡を防止した後、インナーリードとマウント電極とを金や高融点ハンダ等の接合材料を介して接合するようになっている。
【０００５】
一般に、絶縁膜を低温で形成するため、様々な方法が提案されている。例えば、スパッタリング法を用いてＳｉＯ2からなる絶縁膜を形成する際に、プラズマ生成用ガスとして炭酸ガス又はアルゴンガスと炭酸ガスとの混合ガスを用いてＳｉターゲットをスパッタする技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、基板温度が２００℃程度になり、高温プロセスの必要がないとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−２６９７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、スパッタリング法を用いて絶縁膜を形成すると、それ以前の工程においても複数回の加熱処理を行っていることから、基板（水晶）等に対して比較的高温（例えば、１６０℃以上）な加熱回数、加熱時間、加熱温度、を強いることとなり、その悪影響が全く現出しないとは言い切れなかった。
【０００８】
特に、下地金属層（クロム）を形成した後の工程で比較的高温な工程を行うと、下地金属層のクロムが仕上金属層（金）の表面に拡散析出する虞がある。
このように、仕上金属層の表面に下地金属層であるクロムが拡散析出すると、例えばマウント電極にあっては、高融点はんだ等の接合材料の濡れ性等が低下し、マウント電極とインナーリードとの接合性が低下するという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、下地金属層（クロム）を形成した後の絶縁膜を形成する際、加熱工程の回数、時間、温度（例えば、１６０℃以上）の少なくとも１つ以上の条件を削減又は緩和することができ、圧電振動片とパッケージとの接合性を向上させることができる圧電振動子の製造方法並びにこの製造方法により製造された圧電振動子、前記圧電振動子を有する発振器、電子機器及び電波時計を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係る圧電振動子の製造方法は、圧電振動片における実装領域及び振動領域の表面に、下地金属層及び仕上金属層を積層状態で形成する工程と、前記仕上金属層を所定領域で剥離する工程と、前記仕上金属層を剥離した後の前記下地金属層の表面を改質して絶縁膜を形成する工程と、接合材料を介して前記圧電振動片を前記実装領域においてパッケージに実装する工程と、を有することを特徴としている。
【００１１】
このような圧電振動子の製造方法によれば、剥離後に露出した下地金属層（クロム）の表面を改質してＳｉＯ２の絶縁膜に変わる絶縁膜とし得て、下地金属層（クロム）を形成した後の工程における加熱工程の回数、時間、温度（例えば、１６０℃以上）の少なくとも１つ以上の条件を削減又は緩和することができる。
【００１２】
これにより、パッケージが実装される仕上金属層を、クロムの析出を抑制した良好な状態に保つことができる。したがって、その後のクロム析出層を削除する工程での手間を削減若しくは緩和することができ、パッケージと圧電振動片との接合に高融点ハンダや金からなる接合材料を用いた場合であっても、接合材料が良好に濡れ広がるので、パッケージと圧電振動片との接合性を向上させ、両者を確実に接合させることができる。
【００１３】
また、前記下地金属層の表面は、プラズマ処理によって改質されていることを特徴としている。
【００１４】
このような圧電振動子の製造方法によれば、加熱温度を緩和した加熱工程により下地金属層を改質することが可能となり、仕上金属層でのクロムの析出を抑制することができる。
【００１５】
また、前記下地金属層の表面は、溶液のスプレー塗布又は溶液中若しくは気体雰囲気下に曝すことによって改質されていることを特徴としている。
【００１６】
このような圧電振動子の製造方法によれば、加熱回数を削減することができ、クロムの析出を抑制することができる。
【００１７】
さらに、前記下地金属層の表面の改質は、酸化又は窒化であることを特徴としている。
【００１８】
このような圧電振動子の製造方法によれば、下地金属層の表面に、容易に絶縁膜を形成することができる。
【００１９】
また、本発明の圧電振動子は、上記本発明の圧電振動子の製造方法を用いて製造されたことを特徴としている。
【００２０】
この構成によれば、上記本発明の圧電振動片を備えているので、クロムの析出を抑制した良好な状態に保つことができ、パッケージと圧電振動片とを確実に接合させることができ、パッケージと圧電振動片との導通を確保できる。その結果、信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
【００２１】
また、本発明に係る発振器は、上記本発明の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明に係る電子機器は、上記本発明の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴としている。
【００２３】
また、本発明に係る電波時計は、上記本発明の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴としている。
【００２４】
本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、上述した圧電振動子を備えているので、圧電振動子と同様に信頼性の高い製品を提供することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る圧電振動子の製造方法及び圧電振動子によれば、クロムの析出を抑制した良好な状態に圧電振動片に保つことができ、パッケージと圧電振動片との接合性を向上させ、両者を確実に接合させることができる。
【００２６】
本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、上述した圧電振動子を備えているので、圧電振動子と同様に信頼性の高い製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る一実施形態の圧電振動子のケースの中身を見た図であって、圧電振動片を平面視した状態の図である。
【図２】図１に示す圧電振動片を上面から見た平面図である。
【図３】図１に示す圧電振動片を下面から見た平面図である。
【図４】図１に示す圧電振動片の斜視図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図８】図１に示す圧電振動子を製造する際のメイン工程のフローチャートである。
【図９】図８に示すメイン工程のうち電極層形成工程から切離工程に至る具体的な工程のフローチャートである。
【図１０】図８に示すフローチャートのうち仕上工程の具体的な工程のフローチャートである。
【図１１】圧電振動子の製造方法における主要な工程の要部を時系列で示し、（Ａ）は下地・仕上層形成工程、（Ｂ）はパターニング１工程、（Ｃ）はエッチング工程１、（Ｄ）はパターニング２工程、（Ｆ）は絶縁膜形成工程、（Ｇ）は第１エッチング工程、（Ｈ）は第２エッチング工程、の図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１２】本発明に係る発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１３】本発明に係る電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１４】本発明に係る電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【図１５】本発明に係る表面実装型の圧電振動子を示す断面図である。
【図１６】従来のスパッタリングによる絶縁膜形成時の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（圧電振動子）
図１は、本実施形態に係る圧電振動子の斜視図である。図１に示すように、圧電振動子１は、シリンダパッケージタイプの圧電振動子であって、音叉型の圧電振動片２と、圧電振動片２がマウント（機械的に接合及び電気的に接続）されたプラグ３と、プラグ３とともに圧電振動片２を気密封止するケース４と、を備えている。
【００２９】
図２は圧電振動片の上面から見た平面図であり、図３は下面から見た平面図である。また、図４は圧電振動片の斜視図であり、図５は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図２，３に示すように、圧電振動片２は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
【００３０】
この圧電振動片２は、平行に配置されて先端側を自由端とする一対の振動腕部（振動領域）８，９と、これら一対の振動腕部８，９の基端側を一体的に固定する基部（実装領域）１０と、を有する圧電板１１を備えている。また、圧電振動片２は、一対の振動腕部８，９の外表面上に形成されて一対の振動腕部８，９を振動させる第１の励振電極１２と第２の励振電極１３とからなる励振電極１４と、第１の励振電極１２及び第２の励振電極１３に電気的に接続されたマウント電極１５，１６と、一対の振動腕部８，９の両主面上に、振動腕部８，９の基端部から先端部に向かう軸線方向に沿って一定の溝長さＬで形成された溝部１７と、を備えている。この溝部１７は、図４に示すように、振動腕部８，９の基端部から略中間付近まで形成されている。なお、一対の振動腕部８，９の腕幅は同一であり、それぞれＷとする。また、基部１０において一対の振動腕部８，９の基端部と連結されている部分を股部１０ａとする。
【００３１】
図２，３，５に示すように、第１の励振電極１２と第２の励振電極１３とからなる励振電極１４は、一対の振動腕部８，９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り、一対の振動腕部８，９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１２が、一方の振動腕部８の溝部１７上と、他方の振動腕部９の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極１３が、一方の振動腕部８の両側面上と他方の振動腕部９の溝部１７上とに主に形成されている。
【００３２】
また、図２，３に示すように、第１の励振電極１２及び第２の励振電極１３は、基部１０の両主面上において連続的に形成されており、それぞれ引き出し電極１９，２０を介してマウント電極１５，１６に電気的に接続されている。このマウント電極１５，１６は、圧電板１１の基端側に形成されている。すなわち、励振電極１４、マウント電極１５，１６及び引き出し電極１９，２０は、所定の電圧が印加されたときに一対の振動腕部８，９を振動させる電極層１８として機能している。
【００３３】
図６は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図７は図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
図６，７に示すように、電極層１８は、基部１０の両主面上に形成されたクロム（Ｃｒ）からなる下地金属層１８ａと、金（Ａｕ）からなる仕上金属層１８ｂとが順次積層されて構成されている。
【００３４】
下地金属層１８ａは、仕上金属層１８ｂと圧電振動片２との密着性を向上させるためのものであり、マウント電極１５，１６から引き出し電極１９，２０、励振電極１４に亘って連続的に形成されている。
【００３５】
また、仕上金属層１８ｂは、図４，５，７に示すように、少なくとも振動腕部８，９の基端部から先端部に至る領域で、仕上金属層１８ｂの一部或いは全部が除去されている。
より詳しくは、振動腕部８，９の基端部より先端部側では、基端部から溝長さＬ以上離間した位置まで（図４に示す領域ＲＡ）、仕上金属層１８ｂの全部が除去されている。さらに、振動腕部８，９の基端部より基部１０側には、基端部から基部１０に向かって振動腕部８，９の腕幅Ｗの２倍離間した位置に至るまで（図４に示す領域ＲＢ）、仕上金属層１８ｂの全部が除去されている。
【００３６】
すなわち、電極層１８は、振動腕部８，９の溝部１７が形成されている領域を含む領域ＲＡ及び領域ＲＢで、溝部１７内を含めて全面的に下地金属層１８ａだけが形成されている。そして、領域ＲＡ及び領域ＲＢには、下地金属層１８ａを覆うように酸化珪素（ＳｉＯ2）等からなる絶縁膜３４（図７参照）が被覆されている。これにより、振動腕部８，９の励振電極１２，１３間に導電性粒子が付着した場合でも、電極間の短絡を防止することができる。そして、本実施形態のように励振電極１２，１３の形成領域である領域ＲＡ，ＲＢにおいて、仕上金属層１８ｂを除去した状態で下地金属層１８ａ上に絶縁膜３４を形成することで、絶縁膜３４の密着性を向上させて励振電極１２，１３の短絡をより防ぐことができる。なお、以下の説明では、領域ＲＡ及び領域ＲＢを合わせた領域を単層領域Ｒとして説明する。
【００３７】
一方、圧電板１１における単層領域Ｒよりも基端側に形成された引き出し電極１９，２０及びマウント電極１５，１６は、上述したように下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂが積層された状態となっている。そして、これら下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂが積層されている領域を積層領域Ｐとして説明する。
【００３８】
また、一対の振動腕部８，９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及び微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部８，９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。
【００３９】
重り金属膜２１のうち、振動腕部８，９の先端側に形成された粗調膜２１ａは、電極層１８と同様に下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂが順次積層され、仕上金属層１８ｂ上にさらに金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）等からなる上層金属層（不図示）が積層されて構成されている。これに対して、粗調膜２１ａよりも基端側に形成された微調膜２１ｂは、電極層１８と同様に下地金属層１８ａ、仕上金属層１８ｂが順次積層されて構成されている。すなわち、重り金属膜２１を構成する下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂは、上述した電極層１８と同時に積層される。
【００４０】
ケース４は、図１に示すように、有底円筒状に形成されており、圧電振動片２を内部に収納した状態でプラグ３の後述するステム３０の外周に対して圧入されて、嵌合固定されている。なお、このケース４の圧入は、真空雰囲気下で行われており、ケース４内の圧電振動片２を囲む空間が真空に保たれた状態となっている。
【００４１】
プラグ３は、ケース４を密閉させるステム３０と、このステム３０を貫通するように平行配置され、ステム３０を間に挟んで一端側が圧電振動片２をマウント（機械的に接合及び電気的に接続）するインナーリード３１ａとされ、他端側が外部に電気的に接続されるアウターリード３１ｂとされた２本のリード端子３１と、ステム３０の内側に充填されてステム３０とリード端子３１とを固定させる絶縁性の充填材３２とを有している。
【００４２】
ステム３０は、金属材料で環状に形成されたものである。また、充填材３２の材料としては、例えばホウ珪酸ガラスである。また、リード端子３１の表面及びステム３０の外周には、それぞれ同材料の後述するめっき層３５が施されている。
【００４３】
２本のリード端子３１は、ケース４内に突出している部分がインナーリード３１ａとなり、ケース４外に突出している部分がアウターリード３１ｂとなっている。リード端子３１は、その直径が例えば約０．１２ｍｍであり、リード端子３１の母材の材質としては、コバール（ＦｅＮｉＣｏ合金）が慣用されている。また、図６に示すように、リード端子３１の外表面及びステム３０の外周には、めっき層３５が被覆されている。被膜させるめっきの材質としては、下地膜３５ａに銅（Ｃｕ）めっき等が用いられ、仕上膜３５ｂに融点が例えば３００度程度の高融点ハンダめっき（錫と鉛の合金で、その重量比が１：９）が用いられる。
【００４４】
また、ステム３０の外周に被膜されためっき層３５を介在させながらケース４の内周に真空中で冷間圧接させることにより、ケース４の内部を真空状態で気密封止できるようになっている。
【００４５】
そして、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とは、仕上膜（高融点ハンダめっき）３５ｂを溶解させて形成された接合部Ｅを介して、マウント電極１５，１６の仕上金属層１８ｂ上にマウントされている。すなわち、接合部Ｅを介してインナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とが機械的に接合されていると同時に、電気的に接続されている。その結果、圧電振動片２は、２本のリード端子３１にマウントされた状態となっている。
【００４６】
なお、上述した２本のリード端子３１は、一端側（アウターリード３１ｂ側）が外部に電気的に接続され、他端側（インナーリード３１ａ側）が圧電振動片２に対してマウントされる外部接続端子として機能する。
【００４７】
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、２本のリード端子３１のアウターリード３１ｂに対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、インナーリード３１ａ、接合部Ｅ、マウント電極１５，１６及び引き出し電極１９，２０を介して、第１の励振電極１２及び第２の励振電極１３からなる励振電極１４に電流を流すことができ、一対の振動腕部８，９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８，９の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００４８】
（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について説明する。図８は、圧電振動子の製造方法を示すメインルーチンのフロー図である。
【００４９】
（ステップＳ１０）
ステップＳ１０では、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Ｓとする。続いて、このウエハＳ（図１１（Ａ）参照）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、その後ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハＳを形成するウエハ準備工程を行う。
【００５０】
（ステップＳ２０）
ステップＳ２０では、研磨後のウエハＳにおいて複数の圧電振動片２の外形形状を形成する外形形成工程を行う。具体的には、先ず、圧電振動片２の外形形状にパターニングされたウエハ用マスク（不図示）をマスクとしてエッチング加工を行なう。これにより、ウエハ用マスクでマスクされていない領域を選択的に除去して、圧電振動片２の外形形状を形作ることができる。ここでは、圧電振動片２は、図示しない連結部を介してウエハＳに連結された状態であるため、後述する電極層形成工程を行う前に一対の振動腕部８，９に溝部１７を形成する溝部形成工程を行う。ここでは、圧電振動片２は、図示しない連結部を介してウエハＳに連結された状態であるため、これにより、ウエハＳ上に上述した圧電振動片２が複数連結された状態となる。
【００５１】
（ステップＳ３０）
ステップＳ３０では、複数の圧電板１１の外表面上に下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂを積層して、電極層１８（励振電極１４、引き出し電極１９，２０及びマウント電極１５、１６）及び重り金属膜２１を形成する電極層形成工程を行う。
【００５２】
（ステップＳ４０）
ステップＳ４０では、絶縁膜３４を形成した後、一対の振動腕部８，９の先端に周波数調整用の重り金属膜２１のうち、粗調膜２１ａの形成領域における仕上金属層１８ｂ上に上層金属層を被膜させる被膜形成工程を行う。
【００５３】
（ステップＳ５０）
ステップＳ５０では、被膜形成工程（ステップＳ４０）で仕上金属層１８ｂの表面に析出したクロムおよび仕上金属層１８ｂの表面に付着した付着物を除去するための除去処理工程を行う。
【００５４】
（ステップＳ６０）
ステップＳ６０では、複数の圧電振動片２をウエハＳから切り離して小片化した後に、圧電振動片２をマウントする前に、共振周波数の粗調を行う切離工程を行う。
【００５５】
（ステップＳ７０）
ステップＳ７０では、プラグ３を作製する気密端子作製工程を行った後、プラグ３のリード端子３１の外表面及びステム３０の外周に、同一材料のめっき層を湿式めっき法で被膜させるめっき工程を行う。
【００５６】
このように、ステップＳ７０のプラグ処理工程では、下地膜３５ａ及び仕上膜３５ｂからなるめっき層３５をリード端子３１に被膜することで、インナーリード３１ａと圧電振動片２との接続を可能にすることができる。また、圧電振動片２の接続だけでなく、ステム３０の外周に被膜されためっき層３５が柔らかく弾性変形する特性を有しているので、ステム３０とケース４との冷間圧接を可能にすることができ、気密接合を行うことができる。
【００５７】
（ステップＳ８０）
ステップＳ８０では、圧電振動片２の接合から圧電振動子１の外観検査までを行って、寸法や品質等を最終的にチェックする仕上工程を行う。
【００５８】
次に、図９乃至図１１に基づいて上述したメイン工程の詳細な工程を説明する。図９は図８に示すメイン工程のうち電極層形成工程から切離工程に至る具体的な工程のフローチャート、図１０は図８に示すフローチャートのうち仕上工程の具体的な工程のフローチャート、図１１は圧電振動子の製造方法における主要な工程の要部を時系列で示す図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【００５９】
＜電極層形成工程（ステップＳ３０）の具体例＞
（ステップＳ３１）
始めに、図１１（Ａ）に示すように、圧電板１１上に下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂを、蒸着やスパッタリング等により順次成膜する。
【００６０】
（ステップＳ３２）
次に、図１１（Ｂ）に示すように、スプレーコート等によりフォトレジスト膜４１を成膜した後、フォトリソ技術でパターニングする。この際、電極層１８を残しておきたい部分、すなわちマウント電極１５，１６、励振電極１２，１３、引き出し電極１９，２０及び重り金属膜２１の形成領域が、フォトレジスト膜４１によって被膜されるようにパターニングする。
【００６１】
（ステップＳ３３）
そして、残ったフォトレジスト膜４１をマスクとして、図１１（Ｃ）に示すように、電極層１８をエッチング加工するエッチング工程を行う。これにより、下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂが積層された電極層１８が形成される。その後フォトレジスト膜４１を除去する。
【００６２】
（ステップＳ３４）
続いて、単層領域Ｒ（図４参照）に存在する電極層１８の仕上金属層１８ｂの除去を行う。具体的には、仕上金属層１８ｂを除去するために、図１１（Ｄ）に示すように、スプレーコート等によりフォトレジスト膜４２を成膜した後、フォトリソ技術を用いて、フォトレジスト膜４２をパターニングする。この際、少なくとも仕上金属層１８ｂを残しておきたい部分、すなわち積層領域Ｐ及び重り金属膜２１の形成領域を覆うようにパターニングする。つまり、単層領域Ｒに形成されたフォトレジスト膜４２を除去する。
【００６３】
（ステップＳ３５）
そして、そのフォトレジスト膜４２をマスクとしてエッチングする。これにより、単層領域Ｒに存在する電極層１８において、仕上金属層１８ｂを除去することができる。その後、図１１（Ｅ）に示すように、フォトレジスト膜４２を除去する。
以上の工程を実施することで、電極層形成工程が終了する。
【００６４】
＜被膜形成工程（ステップＳ４０）の具体例＞
（ステップＳ４１）
ステップＳ４１では、図１１（Ｆ）に示すように、仕上金属層１８ｂが除去された後の単層領域Ｒにおいて、下地金属層１８ａの表面を酸化させることにより、この表面に例えばＳｉＯ2等からなる絶縁膜に代えて、図１１（Ｇ）に示すように、酸化クロムによる絶縁膜３４を形成する。この酸化クロムにより絶縁膜３４を形成する具体的な方法としては、例えば、（１）酸素プラズマ処理により行う方法、（２）強酸化性の薬品に曝すことにより行う方法、及び（３）陽極酸化させる方法などが挙げられる。
【００６５】
各方法の詳細な条件は、例えば以下の通りである。
（１）酸素プラズマ処理による酸化方法：酸素ガス圧は２Ｐａ、ＲＦ電力は５００Ｗ
（２）強酸化性の薬品に曝す酸化方法：薬品には、例えば硝酸、硝酸と過酸化水素との混合物等が挙げられる。ここで、硝酸を用いて酸化させる際の環境温度は常温である。また、硝酸と過酸化水素との混合物を用いて酸化させる際の環境温度は、反応熱により約６０°〜７０°程度になる。
（３）陽極酸化方法：電解質溶液中で金属部品を陽極（正極）にして通電（電解）することにより、下地金属層１８ａの表面を酸化させる。電解質溶液としてはクロム酸、硫酸、リン酸、シュウ酸等が用いられ、酸化させる際の環境温度は常温である。
なお、下地金属層１８ａの表面に絶縁膜３４を形成するにあたって、下地金属層１８ａの表面を酸化させて絶縁膜３４を形成する場合に限られるものではなく、酸化に代えて窒化させて絶縁膜３４を形成してもよい。
このように、従来のように、高温で蒸着と加熱とを同時に行うスパッタリング等を行うことなく、クロムからなる下地金属層１８ａの表面を酸化させて酸化クロムからなる絶縁膜３４を形成するため、下地金属層（クロム）を形成した工程（ステップＳ３１）以降の工程における加熱工程の回数、時間、温度（例えば、従来のスパッタリング法では１６０℃以上）の少なくとも１つ以上の条件を削減又は緩和することができる。したがって、積層領域Ｐにおける仕上金属層１８ｂの表面にクロムが析出する機会を少なくすることができ、結果的に、クロムの析出を抑制した良好な状態に保つことができ、その析出層を除去する手間を削減若しくは緩和することができる。
【００６６】
（ステップＳ４２）
ステップＳ４２では、上述した電極層形成工程（ステップＳ３０）が終了した後、一対の振動腕部８，９の先端に周波数調整用の重り金属膜２１のうち、粗調膜２１ａの形成領域における仕上金属層１８ｂ上に例えば、銀や金等からなる上層金属層を、蒸着やスパッタリング等を用いて被膜させる。そして、水晶ウエハに形成された全ての振動腕部８，９に対して、共振周波数を粗く調整する粗調工程を行う。これは、重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザー光を照射して、一対の振動腕部８，９の先端にかかる重量を軽減させることで、周波数を粗く調整する工程である。
【００６７】
＜除去処理工程（ステップＳ５０）の具体例＞
ところで、図１１（Ｆ），（Ｇ）に示すように、圧電振動片２の製造工程においては、電極層１８を形成した後に、上述した重り金属膜２１の上層金属層を形成したり、フォトレジスト膜４１，４２を形成したりするが、この際に圧電振動片２が加熱される。圧電振動片２が加熱されることで、マウント電極１５，１６（積層領域Ｐ）の下地金属層１８ａのクロムが仕上金属層１８ｂの表面に析出するという問題がある。なお、以下の説明では、仕上金属層１８ｂ上に析出したクロムを析出クロム５０とする。また、図１１（Ｆ）では、説明を分かり易くするために析出クロム５０を層状に図示している。
【００６８】
また、本実施の形態においては、単層領域Ｒの仕上金属層１８ｂを除去し、露出した下地金属層１８ａの表面を改質して絶縁膜３４を形成している（ステップＳ４１）ことから、この時点で積層領域Ｐの析出クロム５０においても、図１１（Ｇ）に示すように、表面が絶縁膜３４に改質している。そこで、本実施形態では、積層領域Ｐの析出クロム５０、即ち、改質した絶縁膜３４を除去するための処理工程（Ｓ５０）を行う。
【００６９】
ところで、本実施の形態においては、単層領域Ｒの下地金属層１８ａを改質する方法として、例えば、上述の３つの酸化方法が挙げられる。
【００７０】
したがって、積層領域Ｐの析出クロム５０が酸化（改質）して絶縁膜３４となるか、析出クロム５０のままであるかは、例えば、マスク等によって積層領域Ｐを覆った状態で単層領域Ｒの下地金属層１８ａを改質させるか、積層領域Ｐを含めて改質させるかや、上述した改質の方法等によって異なる。以下の説明では、これら析出クロム５０のままか改質したかに関わらず、析出クロム５０の除去として説明する。
【００７１】
（ステップＳ５１）
ステップＳ５１では、積層領域Ｐにおいて絶縁膜３４とは別の付着粒子（図示せず）をウェットエッチングにより除去する第１エッチング工程を行う。この第１エッチング工程で使用する第１エッチャント（第１処理液）としては、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液や弗化水素（ＨＦ）水溶液等を用いることが可能であり、本実施形態ではＫＯＨ水溶液が好適に用いられている。そして、第１エッチャントが収容された第１エッチング槽内にウエハＳ全体を浸漬させる。
【００７２】
なお、第１エッチング工程における具体的な条件（ＫＯＨ水溶液の濃度、温度、エッチング時間）は、例えば以下の通りである。
濃度：約１０重量％
温度：約６０℃
エッチング時間：約３分
この条件でエッチングを行うことで、積層領域Ｐに付着した付着粒子を除去することができる。
【００７３】
（ステップＳ５２）
ステップＳ５２では、その後、第１エッチング槽からウエハＳを取り出し、純水でウエハＳを洗浄する純水洗浄工程を行う。
【００７４】
（ステップＳ５３）
ステップＳ５３では、積層領域Ｐに析出した析出クロム５０、すなわち、改質した絶縁膜３４を、ウェットエッチングにより除去する第２エッチング工程を行う。この第２エッチング工程で使用する第２エッチャント（第２処理液）としては、フェリシアン化カリウム（Ｋ3［Ｆｅ（ＣＮ）6］）及びＫＯＨの水溶液が好適に用いられている。そして、第２エッチャントが収容された第２エッチング槽内にウエハＳ全体を浸漬させる。
【００７５】
なお、第２エッチング工程における具体的な条件（Ｋ3［Ｆｅ（ＣＮ）6］］及びＫＯＨの濃度、温度、エッチング時間）は、例えば以下の通りである。
Ｋ3［Ｆｅ（ＣＮ）6］の濃度：１重量％以上１０重量％以下（好ましくは２％程度）
ＫＯＨの濃度：１重量％以上１０重量％以下（好ましくは２重量％程度）
温度：常温（例えば、２５〜３０℃程度）
エッチング時間：約３０秒
【００７６】
この条件でエッチングを行うことで、図１１（Ｈ）に示すように、積層領域Ｐ（特に、マウント電極１５，１６）の仕上金属層１８ｂ上に析出した析出クロム５０を除去することができる。なお、Ｋ3［Ｆｅ（ＣＮ）6］又はＫＯＨの濃度が１０重量％より高いと、所望の電極層１８として形成されたクロム（下地金属層１８ａ）まで除去してしまい、圧電振動片２の特性が変動する虞があるため好ましくない。一方、濃度が１重量％よりも低いと、マウント電極１５，１６の表面（仕上金属層１８ｂ）に析出した析出クロム５０を効果的に除去することができない虞があるため好ましくない。
【００７７】
これに対して、本実施形態の構成によれば、Ｋ3［Ｆｅ（ＣＮ）6］及びＫＯＨの濃度を、それぞれ１重量％以上１０重量％以下の範囲に設定することで、圧電振動片２の特性に影響を与えずに、マウント電極１５，１６の表面に析出した析出クロム５０を効果的に除去することができる。
【００７８】
なお、上述した電極層形成工程において、単層領域Ｒの仕上金属層１８ｂを除去する際、例えば、振動腕部８，９の側面に付着した仕上金属層１８ｂはエッチングされずに僅かながら残存する場合がある。仕上金属層１８ｂが残存した箇所に絶縁膜３４を形成しようとすると、絶縁膜３４との密着性を確保することができず、圧電振動片２の完成後に剥離等が生じる虞がある。しかしながら、本実施形態では、第２エッチング工程において、仕上金属層１８ｂが残存している箇所が存在している場合に、第２エッチャントが絶縁膜３４と仕上金属層１８ｂとの間に入り込んだりして、振動腕部８，９の側面等、仕上金属層１８ｂが残存している箇所に形成された絶縁膜３４を、製品となる前に予め除去しておくことができる。
【００７９】
＜切離工程（ステップＳ６０）の具体例＞
（ステップＳ６１）
ステップＳ６１では、ウエハＳと圧電振動片２とを連結していた連結部を切断して、複数の圧電振動片２をウエハＳから切り離して小片化する切断工程を行う。これにより、ウエハＳから、電極層１８（励振電極１４、引き出し電極１９，２０及びマウント電極１５，１６）及び重り金属膜２１が形成された圧電振動片２を一度に複数製造することができる。
【００８０】
（ステップＳ６２）
ステップＳ６２では、圧電振動片２をマウントする前に、共振周波数の粗調を行う周波数調整（粗調）工程を行う。これは、重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザー光を照射して一部を蒸発させ、重量を変化させることで行う。なお、共振周波数をより高精度に調整する微調に関しては仕上工程（ステップＳ８０）にて行う。
【００８１】
＜仕上工程（ステップＳ８０）の具体例）
（ステップＳ８１）
ステップＳ８１では、圧電振動片２のマウント電極１５，１６をインナーリード３１ａに接合するマウント工程を行う。具体的には、インナーリード３１ａを３００度を超える温度で加熱しながら、インナーリード３１ａと圧電振動片２とを所定の圧力で重ね合わせる。これにより、インナーリード３１ａの仕上膜３５ｂである高融点ハンダめっきが溶解し、仕上金属層１８ｂ上に速やかに濡れ広がる。これにより、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とを接続することができる。その結果、圧電振動片２をマウントすることができる。すなわち、圧電振動片２は、リード端子３１に機械的に支持されると共に、電気的に接続された状態となる。
【００８２】
なお、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とを接続する際に、加熱・加圧を行ってマウントしたが、超音波を利用して接続を行っても構わない。
【００８３】
（ステップＳ８２）
ステップＳ８２では、封止工程を行う前に、上述したマウントによる歪みをなくすために、所定の温度でベーキングを行う。
【００８４】
（ステップＳ８３）
ステップＳ８３では、圧電振動片２の周波数調整（微調）を行う。具体的には、圧電振動子１全体を真空チャンバーに入れた状態で、アウターリード３１ｂ間に電圧を印加して圧電振動片２を振動させる。そして、周波数を計測しながら、レーザーにより重り金属膜２１の微調膜２１ｂを蒸発させることで、周波数の調整を行う。
【００８５】
なお、上述した微調及び先に行った粗調の際に、レーザーの照射により重り金属膜２１を蒸発させることで、周波数調整を行ったが、レーザーではなくアルゴンイオンを利用しても構わない。この場合には、アルゴンイオンの照射によりスパッタリングを行い、重り金属膜２１を除去することで周波数調整を行う。
【００８６】
（ステップＳ８４）
ステップＳ８４では、マウントされた圧電振動片２を内部に収納するようにケース４をステム３０に圧入し、圧電振動片２を気密封止するケース圧入を行う。具体的には、真空中で所定の荷重を加えながらケース４をプラグ３のステム３０の外周に圧入する。すると、ステム３０の外周に形成された金属膜が弾性変形するので、冷間圧接により気密封止することができる。これにより、ケース４内に圧電振動片２を密閉して真空封止することができる。
【００８７】
なお、この工程を行う前に、圧電振動片２、ケース４及びプラグ３を十分に加熱して、表面吸着水分等を脱離させておくことが好ましい。
【００８８】
（ステップＳ８５）
ステップＳ８５では、ケース４の固定が終了した後、スクリーニングを行う。このスクリーニングは、周波数や共振抵抗値の安定化を図ると共に、ケース４を圧入した嵌合部に圧縮応力に起因する金属ウイスカが発生してしまうことを抑制するために行うものである。
【００８９】
（ステップＳ８６）
ステップＳ８６では、スクリーニング終了後、内部の電気特性検査を行う。そして、最後に圧電振動子１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。この結果、図１に示す圧電振動子１を製造することができる。
【００９０】
このように、本実施形態では、圧電振動片２のマウント電極１５，１６をインナーリード３１ａにマウントする前に、第１エッチャントを用いた第１エッチング工程と、第２エッチャントを用いた第２エッチング工程とを経て、圧電振動片２が形成される構成とした。
【００９１】
この構成によれば、マウント電極１５，１６をインナーリード３１ａにマウントする前に第１エッチング工程を行うことで、主として積層領域Ｐ（マウント電極１５，１６）に付着した付着粒子を除去することができる。さらに、第１エッチング工程に連続して第２エッチング工程を行うことで、主としてマウント電極１５，１６の表面に析出した析出クロム５０を除去することができる。これにより、インナーリード３１ａが実装されるマウント電極１５，１６の表面（仕上金属層１８ｂ）を、クロムの析出や絶縁膜３４の粒子の付着がない良好な状態に保つことができる。
【００９２】
このように、各エッチング工程において、マウント電極１５，１６の仕上金属層１８ｂ上に析出した析出クロム５０や付着粒子を除去することができる。
【００９３】
したがって、上述の実施形態によれば、仕上金属層１８ｂが除去された後の単層領域Ｒにおいて、下地金属層１８ａの表面を酸化させることにより、この表面に例えばＳｉＯ2等からなる絶縁膜に代えて、図１１（Ｇ）に示すように、酸化クロムによる絶縁膜３４を形成しているので、従来のように、高温で蒸着と加熱とを同時に行うスパッタリング等を行うことなく、下地金属層（クロム）を形成した工程（ステップＳ３１）以降の工程における加熱工程の回数、時間、温度（例えば、従来のスパッタリング法では１６０℃以上）の少なくとも１つ以上の条件を削減又は緩和することができる。このため、積層領域Ｐにおける仕上金属層１８ｂの表面にクロムが析出する機会を少なくすることができ、結果的に、クロムの析出を抑制した良好な状態に保つことができ、その析出層を除去する手間を削減若しくは緩和することができる。よって、マウント工程において、仕上金属層１８ｂ上における高融点ハンダの濡れ性（仕上膜３５ｂ）の濡れ性を向上させることができる。すなわち、高融点ハンダめっきからなる仕上膜３５ｂを用いた場合であっても、マウント電極１５，１６上に高融点ハンダが良好に濡れ広がるので、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６との接合性を向上させ、両者を確実に接合させることができる。
【００９４】
さらに、励振電極１２，１３の表面に、絶縁膜３４が形成されているため、万が一励振電極１２，１３に導電性粒子が付着した場合でも、電極間の短絡を防止することができる。また、単層領域Ｒにおいて、仕上金属層１８ｂ（金）を除去した後に下地金属層１８ａ上に絶縁膜３４を形成することで、絶縁膜３４の密着性を向上させることができ、励振電極１２，１３間の短絡をより確実に防ぐことができる。
【００９５】
したがって、プラグ３と圧電振動片２との導通を確保でき、信頼性の高い圧電振動子１を提供することができる。
【００９６】
（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１３を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図１３に示すように、圧電振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上述した集積回路１０１が実装されており、この集積回路１０１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子部品１０２、集積回路１０１及び圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【００９７】
このように構成された発振器１００において、圧電振動子１に電圧を印加すると、この圧電振動子１内の圧電振動片２が振動する。この振動は、圧電振動片２が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。
これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
【００９８】
また、集積回路１０１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【００９９】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、クロムの析出を抑制した良好な状態に圧電振動片を保つことができ、パッケージと圧電振動片との接合性を向上させた圧電振動子１を備えているので、発振器１００自体も同様に信頼性を向上させることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる。
【０１００】
（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１４を参照して説明する。なお電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１１０を例にして説明する。始めに本実施形態の携帯情報機器１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【０１０１】
次に、本実施形態の携帯情報機器１１０の構成について説明する。この携帯情報機器１１０は、図１４に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１１１とを備えている。電源部１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１には、各種制御を行う制御部１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１３と、外部との通信を行う通信部１１４と、各種情報を表示する表示部１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【０１０２】
制御部１１２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、この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、この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。
【０１０３】
計時部１１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片２が振動し、この振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１１２と信号の送受信が行われ、表示部１１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【０１０４】
通信部１１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９、増幅部１２０、音声入出力部１２１、電話番号入力部１２２、着信音発生部１２３及び呼制御メモリ部１２４を備えている。
【０１０５】
無線部１１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１１８は、無線部１１７又は増幅部１２０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１２０は、音声処理部１１８又は音声入出力部１２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１２１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【０１０６】
また、着信音発生部１２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１１９は、着信時に限って、音声処理部１１８に接続されている増幅部１２０を着信音発生部１２３に切り替えることによって、着信音発生部１２３において生成された着信音が増幅部１２０を介して音声入出力部１２１に出力される。
【０１０７】
なお、呼制御メモリ部１２４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１２２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【０１０８】
電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１２は、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９及び着信音発生部１２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１１５に、通信部１１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【０１０９】
即ち、電圧検出部１１６と制御部１１２とによって、通信部１１４の動作を禁止し、その旨を表示部１１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
【０１１０】
なお、通信部１１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１２６を備えることで、通信部１１４の機能をより確実に停止することができる。
【０１１１】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、クロムの析出を抑制した信頼性の高い圧電振動子１を備えているので、携帯情報機器自体も同様に信頼性を向上させることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な時計情報を表示することができる。
【０１１２】
（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１４を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図１４に示すように、フィルタ部１３１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
【０１１３】
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【０１１４】
以下、電波時計１３０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１３２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１３３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１３１によって濾波、同調される。
【０１１５】
本実施形態における圧電振動子１は、上述した搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１３８、１３９をそれぞれ備えている。
【０１１６】
さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１３４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１３６でカウントされる。ＣＰＵ１３６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
【０１１７】
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１３８、１３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【０１１８】
なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１３０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。
【０１１９】
上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、クロムの析出を抑制した信頼性の高い圧電振動子１を備えているので、電波時計自体も同様に小型化及び高品質化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定して高精度に時刻をカウントすることができる。
【０１２０】
（表面実装型圧電振動子）
なお、本発明は、上述したシリンダータイプの圧電振動子１に限られず、表面実装型の圧電振動子に本発明を適用することもできる。図１５は、表面実装型の圧電振動子を示す断面図である。なお、以下の説明では、上述した実施形態と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２１】
図１５に示すように、本実施形態の圧電振動子２０１は、ベース基板２０２とリッド基板２０３とで２層に積層された箱状に形成されており、内部のキャビティＣ内に上述した圧電振動片２が収納されている。
【０１２２】
リッド基板２０３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、板状に形成されている。そして、ベース基板２０２が接合される接合面側には、圧電振動片２が収まる矩形状の凹部２０３ａが形成されている。この凹部２０３ａは、両基板２０２，２０３が重ね合わされたときに、圧電振動片２を収容するキャビティＣとなるキャビティ用の凹部である。そして、リッド基板２０３は、この凹部２０３ａをベース基板２０２側に対向させた状態でベース基板２０２に対して陽極接合されている。
【０１２３】
一方、ベース基板２０２は、リッド基板２０３と同様にガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明な絶縁基板であり、リッド基板２０３に対して重ね合わせ可能な大きさで板状に形成されている。
【０１２４】
このベース基板２０２には、ベース基板２０２を貫通する一対のスルーホール２３０，２３１が形成されている。これらスルーホール２３０，２３１は、マウントされた圧電振動片２の基部１０側に対応した位置に一方のスルーホール２３０が形成され、振動腕部８，９の先端側に対応した位置に他方のスルーホール２３１が形成されている。
【０１２５】
そして、これら一対のスルーホール２３０，２３１には、これらスルーホール２３０，２３１を埋めるように形成された一対の貫通電極２３２，２３３が形成されている。これら貫通電極２３２，２３３は、焼成によってスルーホール２３０，２３１に対して一体的に固定された筒体２０６及び芯材部２０７によって形成されたものであり、スルーホール２３０，２３１を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持しているとともに、後述する外部電極２３８，２３９と引き回し電極２３６，２３７とを導通させる役割を担っている。
【０１２６】
筒体２０６は、ペースト状のガラスフリットが焼成されたものであり、その中心には芯材部２０７が筒体２０６を貫通するように配されている。
【０１２７】
芯材部２０７は、導電性を有する金属材料により円柱状に形成された導電性の芯材であり、この芯材部２０７を通して貫通電極２３２，２３３の電気導通性が確保されている。
【０１２８】
ベース基板２０２の上面側（リッド基板２０３が接合される接合面側）には、導電性材料（例えば、アルミニウム）により、陽極接合用の接合膜２３５と、一対の引き回し電極２３６，２３７とがパターニングされている。このうち接合膜２３５は、リッド基板２０３に形成された凹部２０３ａの周囲を囲むようにベース基板２０２の周縁に沿って形成されている。
【０１２９】
また、一対の引き回し電極２３６，２３７は、一対の貫通電極２３２，２３３のうち、一方の貫通電極２３２と圧電振動片２の一方のマウント電極１５とを電気的に接続するとともに、他方の貫通電極２３３と圧電振動片２の他方のマウント電極１６とを電気的に接続するようにパターニングされている。
【０１３０】
また、ベース基板２０２の下面には、一対の貫通電極２３２，２３３に対してそれぞれ電気的に接続される外部電極２３８，２３９が形成されている。
【０１３１】
ここで、一対の引き回し電極２３６，２３７上には、それぞれ金からなるバンプＢが形成されており、このバンプＢを利用して圧電振動片２がマウントされている。より具体的には、ベース基板２０２の上面にパターニングされた後述する引き回し電極２３６，２３７上に形成された２つのバンプＢ上に、一対のマウント電極１５，１６がそれぞれ接触した状態でバンプ接合されている。これにより、圧電振動片２は、ベース基板２０２の上面から浮いた状態で支持されるとともに、マウント電極１５，１６と引き回し電極２３６，２３７とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。この場合においても、圧電振動片２が各エッチング工程を経て形成されているため、仕上金属層１８ｂは析出クロム５０や付着粒子のない良好な層に維持される。そのため、マウント工程において、仕上金属層１８ｂ上におけるバンプＢの濡れ性を向上させることができる。すなわち、仕上金属層１８ｂ上にバンプＢが良好に濡れ広がるので、引き回し電極２３６，２３７と電極層１８との接合性を向上させ、両者を確実に接合させることができる。
【０１３２】
したがって、引き回し電極２３６，２３７と圧電振動片２との導通を確保でき、信頼性の高い圧電振動子２０１を提供することができる。
【０１３３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【０１３４】
例えば、上述した実施形態では、圧電振動子の一例として、シリンダパッケージタイプや表面実装型の圧電振動子１，２０１を例に挙げて説明したが、これら圧電振動子１，２０１に限定されるものではない。例えば、セラミックパッケージタイプの圧電振動子や、シリンダパッケージタイプの圧電振動子１を、さらにモールド樹脂部で固めて表面実装型振動子としても構わない。また、音叉型の圧電振動片２に限られず、ＡＴ型の圧電振動片に本発明を適用することも可能である。
【０１３５】
また、上述した実施形態では第１エッチング工程と第２エッチング工程とを連続して行う場合について説明したが、インナーリード３１ａをマウントする前であれば、これに限られない。例えば、絶縁膜３４の形成直後に第１エッチング工程を行い、重り金属膜２１の形成直後に第２エッチング工程を行うような構成にしてもよい。また、第１エッチャントに弗化水素水溶液を用いても構わない。さらに、上述した各エッチング工程では、ウエハＳ全体をエッチング槽に浸漬させる場合について説明したが、エッチングする領域のみをエッチング槽に浸漬させてもよい。
【０１３６】
また、上述した実施形態では、インナーリード３１ａの外周面に形成された高融点ハンダめっきを溶解させ、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とを接合する場合について説明したが、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６との間に両者を接合するための高融点ハンダや金等からなるバンプを介在させて両者を接合してもよい。この場合においても、バンプの濡れ性が良好になり、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とを確実に接合することができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１，２０１…圧電振動子 ２…圧電振動片 ３…プラグ ８，９…振動腕部 １１…圧電板 １２…第１の励振電極（振動領域） １３…第２の励振電極（振動領域） １４…励振電極（振動領域） １５，１６…マウント電極（実装領域） １８…電極層（積層体） １８ａ…下地金属層 １８ｂ…仕上金属層 ３１ａ…インナーリード ３４…絶縁膜 ３５ｂ…仕上膜（接合材料） Ｂ…バンプ（接合材料） １００…発振器 １０１…発振器の集積回路 １１０…携帯情報機器（電子機器） １１３…電子機器の計時部 １３０…電波時計 １３１…電波時計のフィルタ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子の製造方法及び圧電振動子、発振器、電子機器並びに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、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られており、例えば音叉型の圧電振動片を有するものや、厚み滑り振動する圧電振動片を有するもの等が知られている。
【０００３】
具体的に、圧電振動子は、音叉型の圧電振動片と、プラグと、プラグとともに圧電振動片を気密封止するケースとを備えている。プラグは、圧電振動片が実装される一対のインナーリードと、インナーリードを保持するプラグ本体とを備えている。また、圧電振動片は、圧電材料からなる圧電板と、圧電板上に形成され、所定の駆動電圧が印加されたときに圧電板を振動させる一対の励振電極と、圧電板の基端側に形成され一対の励振電極にそれぞれ電気的に接続されたマウント電極と、を備えている。
なお、一対の励振電極及びマウント電極は、クロム等からなる下地金属層と金等からなる仕上金属層とが積層されることで形成された積層体である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上述した圧電振動片を製造するにあたっては、まず水晶からなるウエハを音叉形状にエッチングした後、その表面に励振電極やマウント電極となる下地金属層（クロム）と、仕上金属層（金）とを連続して成膜し、ウエハから個々の圧電振動片を切断する。さらに、振動領域の仕上金属層を除去し、下地金属層の上層に絶縁膜を形成して励振電極間の短絡を防止した後、インナーリードとマウント電極とを金や高融点ハンダ等の接合材料を介して接合するようになっている。
【０００５】
一般に、絶縁膜を低温で形成するため、様々な方法が提案されている。例えば、スパッタリング法を用いてＳｉＯ2からなる絶縁膜を形成する際に、プラズマ生成用ガスとして炭酸ガス又はアルゴンガスと炭酸ガスとの混合ガスを用いてＳｉターゲットをスパッタする技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、基板温度が２００℃程度になり、高温プロセスの必要がないとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−２６９７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、スパッタリング法を用いて絶縁膜を形成すると、それ以前の工程においても複数回の加熱処理を行っていることから、基板（水晶）等に対して比較的高温（例えば、１６０℃以上）な加熱回数、加熱時間、加熱温度、を強いることとなり、その悪影響が全く現出しないとは言い切れなかった。
【０００８】
特に、下地金属層（クロム）を形成した後の工程で比較的高温な工程を行うと、下地金属層のクロムが仕上金属層（金）の表面に拡散析出する虞がある。
このように、仕上金属層の表面に下地金属層であるクロムが拡散析出すると、例えばマウント電極にあっては、高融点はんだ等の接合材料の濡れ性等が低下し、マウント電極とインナーリードとの接合性が低下するという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、下地金属層（クロム）を形成した後の絶縁膜を形成する際、加熱工程の回数、時間、温度（例えば、１６０℃以上）の少なくとも１つ以上の条件を削減又は緩和することができ、圧電振動片とパッケージとの接合性を向上させることができる圧電振動子の製造方法並びにこの製造方法により製造された圧電振動子、前記圧電振動子を有する発振器、電子機器及び電波時計を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係る圧電振動子の製造方法は、圧電振動片における実装領域及び振動領域の表面に、下地金属層及び仕上金属層を積層状態で形成する工程と、前記仕上金属層を所定領域で剥離する工程と、前記仕上金属層を剥離した後の前記下地金属層の表面を改質して絶縁膜を形成する工程と、接合材料を介して前記圧電振動片を前記実装領域においてパッケージに実装する工程と、を有することを特徴としている。
【００１１】
このような圧電振動子の製造方法によれば、剥離後に露出した下地金属層（クロム）の表面を改質してＳｉＯ２の絶縁膜に変わる絶縁膜とし得て、下地金属層（クロム）を形成した後の工程における加熱工程の回数、時間、温度（例えば、１６０℃以上）の少なくとも１つ以上の条件を削減又は緩和することができる。
【００１２】
これにより、パッケージが実装される仕上金属層を、クロムの析出を抑制した良好な状態に保つことができる。したがって、その後のクロム析出層を削除する工程での手間を削減若しくは緩和することができ、パッケージと圧電振動片との接合に高融点ハンダや金からなる接合材料を用いた場合であっても、接合材料が良好に濡れ広がるので、パッケージと圧電振動片との接合性を向上させ、両者を確実に接合させることができる。
【００１３】
また、前記下地金属層の表面は、プラズマ処理によって改質されていることを特徴としている。
【００１４】
このような圧電振動子の製造方法によれば、加熱温度を緩和した加熱工程により下地金属層を改質することが可能となり、仕上金属層でのクロムの析出を抑制することができる。
【００１５】
また、前記下地金属層の表面は、溶液のスプレー塗布又は溶液中若しくは気体雰囲気下に曝すことによって改質されていることを特徴としている。
【００１６】
このような圧電振動子の製造方法によれば、加熱回数を削減することができ、クロムの析出を抑制することができる。
【００１７】
さらに、前記下地金属層の表面の改質は、酸化又は窒化であることを特徴としている。
【００１８】
このような圧電振動子の製造方法によれば、下地金属層の表面に、容易に絶縁膜を形成することができる。
【００１９】
また、本発明の圧電振動子は、上記本発明の圧電振動子の製造方法を用いて製造されたことを特徴としている。
【００２０】
この構成によれば、上記本発明の圧電振動片を備えているので、クロムの析出を抑制した良好な状態に保つことができ、パッケージと圧電振動片とを確実に接合させることができ、パッケージと圧電振動片との導通を確保できる。その結果、信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
【００２１】
また、本発明に係る発振器は、上記本発明の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴としている。
【００２２】
また、本発明に係る電子機器は、上記本発明の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴としている。
【００２３】
また、本発明に係る電波時計は、上記本発明の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴としている。
【００２４】
本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、上述した圧電振動子を備えているので、圧電振動子と同様に信頼性の高い製品を提供することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る圧電振動子の製造方法及び圧電振動子によれば、クロムの析出を抑制した良好な状態に圧電振動片に保つことができ、パッケージと圧電振動片との接合性を向上させ、両者を確実に接合させることができる。
【００２６】
本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、上述した圧電振動子を備えているので、圧電振動子と同様に信頼性の高い製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る一実施形態の圧電振動子のケースの中身を見た図であって、圧電振動片を平面視した状態の図である。
【図２】図１に示す圧電振動片を上面から見た平面図である。
【図３】図１に示す圧電振動片を下面から見た平面図である。
【図４】図１に示す圧電振動片の斜視図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図８】図１に示す圧電振動子を製造する際のメイン工程のフローチャートである。
【図９】図８に示すメイン工程のうち電極層形成工程から切離工程に至る具体的な工程のフローチャートである。
【図１０】図８に示すフローチャートのうち仕上工程の具体的な工程のフローチャートである。
【図１１】圧電振動子の製造方法における主要な工程の要部を時系列で示し、（Ａ）は下地・仕上層形成工程、（Ｂ）はパターニング１工程、（Ｃ）はエッチング工程１、（Ｄ）はパターニング２工程、（Ｆ）は絶縁膜形成工程、（Ｇ）は第１エッチング工程、（Ｈ）は第２エッチング工程、の図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１２】本発明に係る発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１３】本発明に係る電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１４】本発明に係る電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【図１５】本発明に係る表面実装型の圧電振動子を示す断面図である。
【図１６】従来のスパッタリングによる絶縁膜形成時の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（圧電振動子）
図１は、本実施形態に係る圧電振動子の斜視図である。図１に示すように、圧電振動子１は、シリンダパッケージタイプの圧電振動子であって、音叉型の圧電振動片２と、圧電振動片２がマウント（機械的に接合及び電気的に接続）されたプラグ３と、プラグ３とともに圧電振動片２を気密封止するケース４と、を備えている。
【００２９】
図２は圧電振動片の上面から見た平面図であり、図３は下面から見た平面図である。また、図４は圧電振動片の斜視図であり、図５は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図２，３に示すように、圧電振動片２は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
【００３０】
この圧電振動片２は、平行に配置されて先端側を自由端とする一対の振動腕部（振動領域）８，９と、これら一対の振動腕部８，９の基端側を一体的に固定する基部（実装領域）１０と、を有する圧電板１１を備えている。また、圧電振動片２は、一対の振動腕部８，９の外表面上に形成されて一対の振動腕部８，９を振動させる第１の励振電極１２と第２の励振電極１３とからなる励振電極１４と、第１の励振電極１２及び第２の励振電極１３に電気的に接続されたマウント電極１５，１６と、一対の振動腕部８，９の両主面上に、振動腕部８，９の基端部から先端部に向かう軸線方向に沿って一定の溝長さＬで形成された溝部１７と、を備えている。この溝部１７は、図４に示すように、振動腕部８，９の基端部から略中間付近まで形成されている。なお、一対の振動腕部８，９の腕幅は同一であり、それぞれＷとする。また、基部１０において一対の振動腕部８，９の基端部と連結されている部分を股部１０ａとする。
【００３１】
図２，３，５に示すように、第１の励振電極１２と第２の励振電極１３とからなる励振電極１４は、一対の振動腕部８，９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り、一対の振動腕部８，９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１２が、一方の振動腕部８の溝部１７上と、他方の振動腕部９の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極１３が、一方の振動腕部８の両側面上と他方の振動腕部９の溝部１７上とに主に形成されている。
【００３２】
また、図２，３に示すように、第１の励振電極１２及び第２の励振電極１３は、基部１０の両主面上において連続的に形成されており、それぞれ引き出し電極１９，２０を介してマウント電極１５，１６に電気的に接続されている。このマウント電極１５，１６は、圧電板１１の基端側に形成されている。すなわち、励振電極１４、マウント電極１５，１６及び引き出し電極１９，２０は、所定の電圧が印加されたときに一対の振動腕部８，９を振動させる電極層１８として機能している。
【００３３】
図６は図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図７は図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
図６，７に示すように、電極層１８は、基部１０の両主面上に形成されたクロム（Ｃｒ）からなる下地金属層１８ａと、金（Ａｕ）からなる仕上金属層１８ｂとが順次積層されて構成されている。
【００３４】
下地金属層１８ａは、仕上金属層１８ｂと圧電振動片２との密着性を向上させるためのものであり、マウント電極１５，１６から引き出し電極１９，２０、励振電極１４に亘って連続的に形成されている。
【００３５】
また、仕上金属層１８ｂは、図４，５，７に示すように、少なくとも振動腕部８，９の基端部から先端部に至る領域で、仕上金属層１８ｂの一部或いは全部が除去されている。
より詳しくは、振動腕部８，９の基端部より先端部側では、基端部から溝長さＬ以上離間した位置まで（図４に示す領域ＲＡ）、仕上金属層１８ｂの全部が除去されている。さらに、振動腕部８，９の基端部より基部１０側には、基端部から基部１０に向かって振動腕部８，９の腕幅Ｗの２倍離間した位置に至るまで（図４に示す領域ＲＢ）、仕上金属層１８ｂの全部が除去されている。
【００３６】
すなわち、電極層１８は、振動腕部８，９の溝部１７が形成されている領域を含む領域ＲＡ及び領域ＲＢで、溝部１７内を含めて全面的に下地金属層１８ａだけが形成されている。そして、領域ＲＡ及び領域ＲＢには、下地金属層１８ａを覆うように酸化珪素（ＳｉＯ2）等からなる絶縁膜３４（図７参照）が被覆されている。これにより、振動腕部８，９の励振電極１２，１３間に導電性粒子が付着した場合でも、電極間の短絡を防止することができる。そして、本実施形態のように励振電極１２，１３の形成領域である領域ＲＡ，ＲＢにおいて、仕上金属層１８ｂを除去した状態で下地金属層１８ａ上に絶縁膜３４を形成することで、絶縁膜３４の密着性を向上させて励振電極１２，１３の短絡をより防ぐことができる。なお、以下の説明では、領域ＲＡ及び領域ＲＢを合わせた領域を単層領域Ｒとして説明する。
【００３７】
一方、圧電板１１における単層領域Ｒよりも基端側に形成された引き出し電極１９，２０及びマウント電極１５，１６は、上述したように下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂが積層された状態となっている。そして、これら下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂが積層されている領域を積層領域Ｐとして説明する。
【００３８】
また、一対の振動腕部８，９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及び微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部８，９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。
【００３９】
重り金属膜２１のうち、振動腕部８，９の先端側に形成された粗調膜２１ａは、電極層１８と同様に下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂが順次積層され、仕上金属層１８ｂ上にさらに金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）等からなる上層金属層（不図示）が積層されて構成されている。これに対して、粗調膜２１ａよりも基端側に形成された微調膜２１ｂは、電極層１８と同様に下地金属層１８ａ、仕上金属層１８ｂが順次積層されて構成されている。すなわち、重り金属膜２１を構成する下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂは、上述した電極層１８と同時に積層される。
【００４０】
ケース４は、図１に示すように、有底円筒状に形成されており、圧電振動片２を内部に収納した状態でプラグ３の後述するステム３０の外周に対して圧入されて、嵌合固定されている。なお、このケース４の圧入は、真空雰囲気下で行われており、ケース４内の圧電振動片２を囲む空間が真空に保たれた状態となっている。
【００４１】
プラグ３は、ケース４を密閉させるステム３０と、このステム３０を貫通するように平行配置され、ステム３０を間に挟んで一端側が圧電振動片２をマウント（機械的に接合及び電気的に接続）するインナーリード３１ａとされ、他端側が外部に電気的に接続されるアウターリード３１ｂとされた２本のリード端子３１と、ステム３０の内側に充填されてステム３０とリード端子３１とを固定させる絶縁性の充填材３２とを有している。
【００４２】
ステム３０は、金属材料で環状に形成されたものである。また、充填材３２の材料としては、例えばホウ珪酸ガラスである。また、リード端子３１の表面及びステム３０の外周には、それぞれ同材料の後述するめっき層３５が施されている。
【００４３】
２本のリード端子３１は、ケース４内に突出している部分がインナーリード３１ａとなり、ケース４外に突出している部分がアウターリード３１ｂとなっている。リード端子３１は、その直径が例えば約０．１２ｍｍであり、リード端子３１の母材の材質としては、コバール（ＦｅＮｉＣｏ合金）が慣用されている。また、図６に示すように、リード端子３１の外表面及びステム３０の外周には、めっき層３５が被覆されている。被膜させるめっきの材質としては、下地膜３５ａに銅（Ｃｕ）めっき等が用いられ、仕上膜３５ｂに融点が例えば３００度程度の高融点ハンダめっき（錫と鉛の合金で、その重量比が１：９）が用いられる。
【００４４】
また、ステム３０の外周に被膜されためっき層３５を介在させながらケース４の内周に真空中で冷間圧接させることにより、ケース４の内部を真空状態で気密封止できるようになっている。
【００４５】
そして、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とは、仕上膜（高融点ハンダめっき）３５ｂを溶解させて形成された接合部Ｅを介して、マウント電極１５，１６の仕上金属層１８ｂ上にマウントされている。すなわち、接合部Ｅを介してインナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とが機械的に接合されていると同時に、電気的に接続されている。その結果、圧電振動片２は、２本のリード端子３１にマウントされた状態となっている。
【００４６】
なお、上述した２本のリード端子３１は、一端側（アウターリード３１ｂ側）が外部に電気的に接続され、他端側（インナーリード３１ａ側）が圧電振動片２に対してマウントされる外部接続端子として機能する。
【００４７】
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、２本のリード端子３１のアウターリード３１ｂに対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、インナーリード３１ａ、接合部Ｅ、マウント電極１５，１６及び引き出し電極１９，２０を介して、第１の励振電極１２及び第２の励振電極１３からなる励振電極１４に電流を流すことができ、一対の振動腕部８，９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８，９の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００４８】
（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について説明する。図８は、圧電振動子の製造方法を示すメインルーチンのフロー図である。
【００４９】
（ステップＳ１０）
ステップＳ１０では、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Ｓとする。続いて、このウエハＳ（図１１（Ａ）参照）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、その後ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハＳを形成するウエハ準備工程を行う。
【００５０】
（ステップＳ２０）
ステップＳ２０では、研磨後のウエハＳにおいて複数の圧電振動片２の外形形状を形成する外形形成工程を行う。具体的には、先ず、圧電振動片２の外形形状にパターニングされたウエハ用マスク（不図示）をマスクとしてエッチング加工を行なう。これにより、ウエハ用マスクでマスクされていない領域を選択的に除去して、圧電振動片２の外形形状を形作ることができる。ここでは、圧電振動片２は、図示しない連結部を介してウエハＳに連結された状態であるため、後述する電極層形成工程を行う前に一対の振動腕部８，９に溝部１７を形成する溝部形成工程を行う。ここでは、圧電振動片２は、図示しない連結部を介してウエハＳに連結された状態であるため、これにより、ウエハＳ上に上述した圧電振動片２が複数連結された状態となる。
【００５１】
（ステップＳ３０）
ステップＳ３０では、複数の圧電板１１の外表面上に下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂを積層して、電極層１８（励振電極１４、引き出し電極１９，２０及びマウント電極１５、１６）及び重り金属膜２１を形成する電極層形成工程を行う。
【００５２】
（ステップＳ４０）
ステップＳ４０では、絶縁膜３４を形成した後、一対の振動腕部８，９の先端に周波数調整用の重り金属膜２１のうち、粗調膜２１ａの形成領域における仕上金属層１８ｂ上に上層金属層を被膜させる被膜形成工程を行う。
【００５３】
（ステップＳ５０）
ステップＳ５０では、被膜形成工程（ステップＳ４０）で仕上金属層１８ｂの表面に析出したクロムおよび仕上金属層１８ｂの表面に付着した付着物を除去するための除去処理工程を行う。
【００５４】
（ステップＳ６０）
ステップＳ６０では、複数の圧電振動片２をウエハＳから切り離して小片化した後に、圧電振動片２をマウントする前に、共振周波数の粗調を行う切離工程を行う。
【００５５】
（ステップＳ７０）
ステップＳ７０では、プラグ３を作製する気密端子作製工程を行った後、プラグ３のリード端子３１の外表面及びステム３０の外周に、同一材料のめっき層を湿式めっき法で被膜させるめっき工程を行う。
【００５６】
このように、ステップＳ７０のプラグ処理工程では、下地膜３５ａ及び仕上膜３５ｂからなるめっき層３５をリード端子３１に被膜することで、インナーリード３１ａと圧電振動片２との接続を可能にすることができる。また、圧電振動片２の接続だけでなく、ステム３０の外周に被膜されためっき層３５が柔らかく弾性変形する特性を有しているので、ステム３０とケース４との冷間圧接を可能にすることができ、気密接合を行うことができる。
【００５７】
（ステップＳ８０）
ステップＳ８０では、圧電振動片２の接合から圧電振動子１の外観検査までを行って、寸法や品質等を最終的にチェックする仕上工程を行う。
【００５８】
次に、図９乃至図１１に基づいて上述したメイン工程の詳細な工程を説明する。図９は図８に示すメイン工程のうち電極層形成工程から切離工程に至る具体的な工程のフローチャート、図１０は図８に示すフローチャートのうち仕上工程の具体的な工程のフローチャート、図１１は圧電振動子の製造方法における主要な工程の要部を時系列で示す図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【００５９】
＜電極層形成工程（ステップＳ３０）の具体例＞
（ステップＳ３１）
始めに、図１１（Ａ）に示すように、圧電板１１上に下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂを、蒸着やスパッタリング等により順次成膜する。
【００６０】
（ステップＳ３２）
次に、図１１（Ｂ）に示すように、スプレーコート等によりフォトレジスト膜４１を成膜した後、フォトリソ技術でパターニングする。この際、電極層１８を残しておきたい部分、すなわちマウント電極１５，１６、励振電極１２，１３、引き出し電極１９，２０及び重り金属膜２１の形成領域が、フォトレジスト膜４１によって被膜されるようにパターニングする。
【００６１】
（ステップＳ３３）
そして、残ったフォトレジスト膜４１をマスクとして、図１１（Ｃ）に示すように、電極層１８をエッチング加工するエッチング工程を行う。これにより、下地金属層１８ａ及び仕上金属層１８ｂが積層された電極層１８が形成される。その後フォトレジスト膜４１を除去する。
【００６２】
（ステップＳ３４）
続いて、単層領域Ｒ（図４参照）に存在する電極層１８の仕上金属層１８ｂの除去を行う。具体的には、仕上金属層１８ｂを除去するために、図１１（Ｄ）に示すように、スプレーコート等によりフォトレジスト膜４２を成膜した後、フォトリソ技術を用いて、フォトレジスト膜４２をパターニングする。この際、少なくとも仕上金属層１８ｂを残しておきたい部分、すなわち積層領域Ｐ及び重り金属膜２１の形成領域を覆うようにパターニングする。つまり、単層領域Ｒに形成されたフォトレジスト膜４２を除去する。
【００６３】
（ステップＳ３５）
そして、そのフォトレジスト膜４２をマスクとしてエッチングする。これにより、単層領域Ｒに存在する電極層１８において、仕上金属層１８ｂを除去することができる。その後、図１１（Ｅ）に示すように、フォトレジスト膜４２を除去する。
以上の工程を実施することで、電極層形成工程が終了する。
【００６４】
＜被膜形成工程（ステップＳ４０）の具体例＞
（ステップＳ４１）
ステップＳ４１では、図１１（Ｆ）に示すように、仕上金属層１８ｂが除去された後の単層領域Ｒにおいて、下地金属層１８ａの表面を酸化させることにより、この表面に例えばＳｉＯ2等からなる絶縁膜に代えて、図１１（Ｇ）に示すように、酸化クロムによる絶縁膜３４を形成する。この酸化クロムにより絶縁膜３４を形成する具体的な方法としては、例えば、（１）酸素プラズマ処理により行う方法、（２）強酸化性の薬品に曝すことにより行う方法、及び（３）陽極酸化させる方法などが挙げられる。
【００６５】
各方法の詳細な条件は、例えば以下の通りである。
（１）酸素プラズマ処理による酸化方法：酸素ガス圧は２Ｐａ、ＲＦ電力は５００Ｗ
（２）強酸化性の薬品に曝す酸化方法：薬品には、例えば硝酸、硝酸と過酸化水素との混合物等が挙げられる。ここで、硝酸を用いて酸化させる際の環境温度は常温である。また、硝酸と過酸化水素との混合物を用いて酸化させる際の環境温度は、反応熱により約６０°〜７０°程度になる。
（３）陽極酸化方法：電解質溶液中で金属部品を陽極（正極）にして通電（電解）することにより、下地金属層１８ａの表面を酸化させる。電解質溶液としてはクロム酸、硫酸、リン酸、シュウ酸等が用いられ、酸化させる際の環境温度は常温である。
なお、下地金属層１８ａの表面に絶縁膜３４を形成するにあたって、下地金属層１８ａの表面を酸化させて絶縁膜３４を形成する場合に限られるものではなく、酸化に代えて窒化させて絶縁膜３４を形成してもよい。
このように、従来のように、高温で蒸着と加熱とを同時に行うスパッタリング等を行うことなく、クロムからなる下地金属層１８ａの表面を酸化させて酸化クロムからなる絶縁膜３４を形成するため、下地金属層（クロム）を形成した工程（ステップＳ３１）以降の工程における加熱工程の回数、時間、温度（例えば、従来のスパッタリング法では１６０℃以上）の少なくとも１つ以上の条件を削減又は緩和することができる。したがって、積層領域Ｐにおける仕上金属層１８ｂの表面にクロムが析出する機会を少なくすることができ、結果的に、クロムの析出を抑制した良好な状態に保つことができ、その析出層を除去する手間を削減若しくは緩和することができる。
【００６６】
（ステップＳ４２）
ステップＳ４２では、上述した電極層形成工程（ステップＳ３０）が終了した後、一対の振動腕部８，９の先端に周波数調整用の重り金属膜２１のうち、粗調膜２１ａの形成領域における仕上金属層１８ｂ上に例えば、銀や金等からなる上層金属層を、蒸着やスパッタリング等を用いて被膜させる。そして、水晶ウエハに形成された全ての振動腕部８，９に対して、共振周波数を粗く調整する粗調工程を行う。これは、重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザー光を照射して、一対の振動腕部８，９の先端にかかる重量を軽減させることで、周波数を粗く調整する工程である。
【００６７】
＜除去処理工程（ステップＳ５０）の具体例＞
ところで、図１１（Ｆ），（Ｇ）に示すように、圧電振動片２の製造工程においては、電極層１８を形成した後に、上述した重り金属膜２１の上層金属層を形成したり、フォトレジスト膜４１，４２を形成したりするが、この際に圧電振動片２が加熱される。圧電振動片２が加熱されることで、マウント電極１５，１６（積層領域Ｐ）の下地金属層１８ａのクロムが仕上金属層１８ｂの表面に析出するという問題がある。なお、以下の説明では、仕上金属層１８ｂ上に析出したクロムを析出クロム５０とする。また、図１１（Ｆ）では、説明を分かり易くするために析出クロム５０を層状に図示している。
【００６８】
また、本実施の形態においては、単層領域Ｒの仕上金属層１８ｂを除去し、露出した下地金属層１８ａの表面を改質して絶縁膜３４を形成している（ステップＳ４１）ことから、この時点で積層領域Ｐの析出クロム５０においても、図１１（Ｇ）に示すように、表面が絶縁膜３４に改質している。そこで、本実施形態では、積層領域Ｐの析出クロム５０、即ち、改質した絶縁膜３４を除去するための処理工程（Ｓ５０）を行う。
【００６９】
ところで、本実施の形態においては、単層領域Ｒの下地金属層１８ａを改質する方法として、例えば、上述の３つの酸化方法が挙げられる。
【００７０】
したがって、積層領域Ｐの析出クロム５０が酸化（改質）して絶縁膜３４となるか、析出クロム５０のままであるかは、例えば、マスク等によって積層領域Ｐを覆った状態で単層領域Ｒの下地金属層１８ａを改質させるか、積層領域Ｐを含めて改質させるかや、上述した改質の方法等によって異なる。以下の説明では、これら析出クロム５０のままか改質したかに関わらず、析出クロム５０の除去として説明する。
【００７１】
（ステップＳ５１）
ステップＳ５１では、積層領域Ｐにおいて絶縁膜３４とは別の付着粒子（図示せず）をウェットエッチングにより除去する第１エッチング工程を行う。この第１エッチング工程で使用する第１エッチャント（第１処理液）としては、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液や弗化水素（ＨＦ）水溶液等を用いることが可能であり、本実施形態ではＫＯＨ水溶液が好適に用いられている。そして、第１エッチャントが収容された第１エッチング槽内にウエハＳ全体を浸漬させる。
【００７２】
なお、第１エッチング工程における具体的な条件（ＫＯＨ水溶液の濃度、温度、エッチング時間）は、例えば以下の通りである。
濃度：約１０重量％
温度：約６０℃
エッチング時間：約３分
この条件でエッチングを行うことで、積層領域Ｐに付着した付着粒子を除去することができる。
【００７３】
（ステップＳ５２）
ステップＳ５２では、その後、第１エッチング槽からウエハＳを取り出し、純水でウエハＳを洗浄する純水洗浄工程を行う。
【００７４】
（ステップＳ５３）
ステップＳ５３では、積層領域Ｐに析出した析出クロム５０、すなわち、改質した絶縁膜３４を、ウェットエッチングにより除去する第２エッチング工程を行う。この第２エッチング工程で使用する第２エッチャント（第２処理液）としては、フェリシアン化カリウム（Ｋ3［Ｆｅ（ＣＮ）6］）及びＫＯＨの水溶液が好適に用いられている。そして、第２エッチャントが収容された第２エッチング槽内にウエハＳ全体を浸漬させる。
【００７５】
なお、第２エッチング工程における具体的な条件（Ｋ3［Ｆｅ（ＣＮ）6］］及びＫＯＨの濃度、温度、エッチング時間）は、例えば以下の通りである。
Ｋ3［Ｆｅ（ＣＮ）6］の濃度：１重量％以上１０重量％以下（好ましくは２％程度）
ＫＯＨの濃度：１重量％以上１０重量％以下（好ましくは２重量％程度）
温度：常温（例えば、２５〜３０℃程度）
エッチング時間：約３０秒
【００７６】
この条件でエッチングを行うことで、図１１（Ｈ）に示すように、積層領域Ｐ（特に、マウント電極１５，１６）の仕上金属層１８ｂ上に析出した析出クロム５０を除去することができる。なお、Ｋ3［Ｆｅ（ＣＮ）6］又はＫＯＨの濃度が１０重量％より高いと、所望の電極層１８として形成されたクロム（下地金属層１８ａ）まで除去してしまい、圧電振動片２の特性が変動する虞があるため好ましくない。一方、濃度が１重量％よりも低いと、マウント電極１５，１６の表面（仕上金属層１８ｂ）に析出した析出クロム５０を効果的に除去することができない虞があるため好ましくない。
【００７７】
これに対して、本実施形態の構成によれば、Ｋ3［Ｆｅ（ＣＮ）6］及びＫＯＨの濃度を、それぞれ１重量％以上１０重量％以下の範囲に設定することで、圧電振動片２の特性に影響を与えずに、マウント電極１５，１６の表面に析出した析出クロム５０を効果的に除去することができる。
【００７８】
なお、上述した電極層形成工程において、単層領域Ｒの仕上金属層１８ｂを除去する際、例えば、振動腕部８，９の側面に付着した仕上金属層１８ｂはエッチングされずに僅かながら残存する場合がある。仕上金属層１８ｂが残存した箇所に絶縁膜３４を形成しようとすると、絶縁膜３４との密着性を確保することができず、圧電振動片２の完成後に剥離等が生じる虞がある。しかしながら、本実施形態では、第２エッチング工程において、仕上金属層１８ｂが残存している箇所が存在している場合に、第２エッチャントが絶縁膜３４と仕上金属層１８ｂとの間に入り込んだりして、振動腕部８，９の側面等、仕上金属層１８ｂが残存している箇所に形成された絶縁膜３４を、製品となる前に予め除去しておくことができる。
【００７９】
＜切離工程（ステップＳ６０）の具体例＞
（ステップＳ６１）
ステップＳ６１では、ウエハＳと圧電振動片２とを連結していた連結部を切断して、複数の圧電振動片２をウエハＳから切り離して小片化する切断工程を行う。これにより、ウエハＳから、電極層１８（励振電極１４、引き出し電極１９，２０及びマウント電極１５，１６）及び重り金属膜２１が形成された圧電振動片２を一度に複数製造することができる。
【００８０】
（ステップＳ６２）
ステップＳ６２では、圧電振動片２をマウントする前に、共振周波数の粗調を行う周波数調整（粗調）工程を行う。これは、重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザー光を照射して一部を蒸発させ、重量を変化させることで行う。なお、共振周波数をより高精度に調整する微調に関しては仕上工程（ステップＳ８０）にて行う。
【００８１】
＜仕上工程（ステップＳ８０）の具体例）
（ステップＳ８１）
ステップＳ８１では、圧電振動片２のマウント電極１５，１６をインナーリード３１ａに接合するマウント工程を行う。具体的には、インナーリード３１ａを３００度を超える温度で加熱しながら、インナーリード３１ａと圧電振動片２とを所定の圧力で重ね合わせる。これにより、インナーリード３１ａの仕上膜３５ｂである高融点ハンダめっきが溶解し、仕上金属層１８ｂ上に速やかに濡れ広がる。これにより、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とを接続することができる。その結果、圧電振動片２をマウントすることができる。すなわち、圧電振動片２は、リード端子３１に機械的に支持されると共に、電気的に接続された状態となる。
【００８２】
なお、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とを接続する際に、加熱・加圧を行ってマウントしたが、超音波を利用して接続を行っても構わない。
【００８３】
（ステップＳ８２）
ステップＳ８２では、封止工程を行う前に、上述したマウントによる歪みをなくすために、所定の温度でベーキングを行う。
【００８４】
（ステップＳ８３）
ステップＳ８３では、圧電振動片２の周波数調整（微調）を行う。具体的には、圧電振動子１全体を真空チャンバーに入れた状態で、アウターリード３１ｂ間に電圧を印加して圧電振動片２を振動させる。そして、周波数を計測しながら、レーザーにより重り金属膜２１の微調膜２１ｂを蒸発させることで、周波数の調整を行う。
【００８５】
なお、上述した微調及び先に行った粗調の際に、レーザーの照射により重り金属膜２１を蒸発させることで、周波数調整を行ったが、レーザーではなくアルゴンイオンを利用しても構わない。この場合には、アルゴンイオンの照射によりスパッタリングを行い、重り金属膜２１を除去することで周波数調整を行う。
【００８６】
（ステップＳ８４）
ステップＳ８４では、マウントされた圧電振動片２を内部に収納するようにケース４をステム３０に圧入し、圧電振動片２を気密封止するケース圧入を行う。具体的には、真空中で所定の荷重を加えながらケース４をプラグ３のステム３０の外周に圧入する。すると、ステム３０の外周に形成された金属膜が弾性変形するので、冷間圧接により気密封止することができる。これにより、ケース４内に圧電振動片２を密閉して真空封止することができる。
【００８７】
なお、この工程を行う前に、圧電振動片２、ケース４及びプラグ３を十分に加熱して、表面吸着水分等を脱離させておくことが好ましい。
【００８８】
（ステップＳ８５）
ステップＳ８５では、ケース４の固定が終了した後、スクリーニングを行う。このスクリーニングは、周波数や共振抵抗値の安定化を図ると共に、ケース４を圧入した嵌合部に圧縮応力に起因する金属ウイスカが発生してしまうことを抑制するために行うものである。
【００８９】
（ステップＳ８６）
ステップＳ８６では、スクリーニング終了後、内部の電気特性検査を行う。そして、最後に圧電振動子１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。この結果、図１に示す圧電振動子１を製造することができる。
【００９０】
このように、本実施形態では、圧電振動片２のマウント電極１５，１６をインナーリード３１ａにマウントする前に、第１エッチャントを用いた第１エッチング工程と、第２エッチャントを用いた第２エッチング工程とを経て、圧電振動片２が形成される構成とした。
【００９１】
この構成によれば、マウント電極１５，１６をインナーリード３１ａにマウントする前に第１エッチング工程を行うことで、主として積層領域Ｐ（マウント電極１５，１６）に付着した付着粒子を除去することができる。さらに、第１エッチング工程に連続して第２エッチング工程を行うことで、主としてマウント電極１５，１６の表面に析出した析出クロム５０を除去することができる。これにより、インナーリード３１ａが実装されるマウント電極１５，１６の表面（仕上金属層１８ｂ）を、クロムの析出や絶縁膜３４の粒子の付着がない良好な状態に保つことができる。
【００９２】
このように、各エッチング工程において、マウント電極１５，１６の仕上金属層１８ｂ上に析出した析出クロム５０や付着粒子を除去することができる。
【００９３】
したがって、上述の実施形態によれば、仕上金属層１８ｂが除去された後の単層領域Ｒにおいて、下地金属層１８ａの表面を酸化させることにより、この表面に例えばＳｉＯ2等からなる絶縁膜に代えて、図１１（Ｇ）に示すように、酸化クロムによる絶縁膜３４を形成しているので、従来のように、高温で蒸着と加熱とを同時に行うスパッタリング等を行うことなく、下地金属層（クロム）を形成した工程（ステップＳ３１）以降の工程における加熱工程の回数、時間、温度（例えば、従来のスパッタリング法では１６０℃以上）の少なくとも１つ以上の条件を削減又は緩和することができる。このため、積層領域Ｐにおける仕上金属層１８ｂの表面にクロムが析出する機会を少なくすることができ、結果的に、クロムの析出を抑制した良好な状態に保つことができ、その析出層を除去する手間を削減若しくは緩和することができる。よって、マウント工程において、仕上金属層１８ｂ上における高融点ハンダの濡れ性（仕上膜３５ｂ）の濡れ性を向上させることができる。すなわち、高融点ハンダめっきからなる仕上膜３５ｂを用いた場合であっても、マウント電極１５，１６上に高融点ハンダが良好に濡れ広がるので、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６との接合性を向上させ、両者を確実に接合させることができる。
【００９４】
さらに、励振電極１２，１３の表面に、絶縁膜３４が形成されているため、万が一励振電極１２，１３に導電性粒子が付着した場合でも、電極間の短絡を防止することができる。また、単層領域Ｒにおいて、仕上金属層１８ｂ（金）を除去した後に下地金属層１８ａ上に絶縁膜３４を形成することで、絶縁膜３４の密着性を向上させることができ、励振電極１２，１３間の短絡をより確実に防ぐことができる。
【００９５】
したがって、プラグ３と圧電振動片２との導通を確保でき、信頼性の高い圧電振動子１を提供することができる。
【００９６】
（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１３を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図１３に示すように、圧電振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上述した集積回路１０１が実装されており、この集積回路１０１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子部品１０２、集積回路１０１及び圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【００９７】
このように構成された発振器１００において、圧電振動子１に電圧を印加すると、この圧電振動子１内の圧電振動片２が振動する。この振動は、圧電振動片２が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。
これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
【００９８】
また、集積回路１０１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【００９９】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、クロムの析出を抑制した良好な状態に圧電振動片を保つことができ、パッケージと圧電振動片との接合性を向上させた圧電振動子１を備えているので、発振器１００自体も同様に信頼性を向上させることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる。
【０１００】
（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１４を参照して説明する。なお電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１１０を例にして説明する。始めに本実施形態の携帯情報機器１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【０１０１】
次に、本実施形態の携帯情報機器１１０の構成について説明する。この携帯情報機器１１０は、図１４に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１１１とを備えている。電源部１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１には、各種制御を行う制御部１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１３と、外部との通信を行う通信部１１４と、各種情報を表示する表示部１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【０１０２】
制御部１１２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、この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、この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。
【０１０３】
計時部１１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片２が振動し、この振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１１２と信号の送受信が行われ、表示部１１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【０１０４】
通信部１１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９、増幅部１２０、音声入出力部１２１、電話番号入力部１２２、着信音発生部１２３及び呼制御メモリ部１２４を備えている。
【０１０５】
無線部１１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１１８は、無線部１１７又は増幅部１２０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１２０は、音声処理部１１８又は音声入出力部１２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１２１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【０１０６】
また、着信音発生部１２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１１９は、着信時に限って、音声処理部１１８に接続されている増幅部１２０を着信音発生部１２３に切り替えることによって、着信音発生部１２３において生成された着信音が増幅部１２０を介して音声入出力部１２１に出力される。
【０１０７】
なお、呼制御メモリ部１２４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１２２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【０１０８】
電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１２は、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９及び着信音発生部１２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１１５に、通信部１１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【０１０９】
即ち、電圧検出部１１６と制御部１１２とによって、通信部１１４の動作を禁止し、その旨を表示部１１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
【０１１０】
なお、通信部１１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１２６を備えることで、通信部１１４の機能をより確実に停止することができる。
【０１１１】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、クロムの析出を抑制した信頼性の高い圧電振動子１を備えているので、携帯情報機器自体も同様に信頼性を向上させることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な時計情報を表示することができる。
【０１１２】
（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１４を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図１４に示すように、フィルタ部１３１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
【０１１３】
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【０１１４】
以下、電波時計１３０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１３２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１３３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１３１によって濾波、同調される。
【０１１５】
本実施形態における圧電振動子１は、上述した搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１３８、１３９をそれぞれ備えている。
【０１１６】
さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１３４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１３６でカウントされる。ＣＰＵ１３６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
【０１１７】
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１３８、１３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【０１１８】
なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１３０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。
【０１１９】
上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、クロムの析出を抑制した信頼性の高い圧電振動子１を備えているので、電波時計自体も同様に小型化及び高品質化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定して高精度に時刻をカウントすることができる。
【０１２０】
（表面実装型圧電振動子）
なお、本発明は、上述したシリンダータイプの圧電振動子１に限られず、表面実装型の圧電振動子に本発明を適用することもできる。図１５は、表面実装型の圧電振動子を示す断面図である。なお、以下の説明では、上述した実施形態と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【０１２１】
図１５に示すように、本実施形態の圧電振動子２０１は、ベース基板２０２とリッド基板２０３とで２層に積層された箱状に形成されており、内部のキャビティＣ内に上述した圧電振動片２が収納されている。
【０１２２】
リッド基板２０３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、板状に形成されている。そして、ベース基板２０２が接合される接合面側には、圧電振動片２が収まる矩形状の凹部２０３ａが形成されている。この凹部２０３ａは、両基板２０２，２０３が重ね合わされたときに、圧電振動片２を収容するキャビティＣとなるキャビティ用の凹部である。そして、リッド基板２０３は、この凹部２０３ａをベース基板２０２側に対向させた状態でベース基板２０２に対して陽極接合されている。
【０１２３】
一方、ベース基板２０２は、リッド基板２０３と同様にガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明な絶縁基板であり、リッド基板２０３に対して重ね合わせ可能な大きさで板状に形成されている。
【０１２４】
このベース基板２０２には、ベース基板２０２を貫通する一対のスルーホール２３０，２３１が形成されている。これらスルーホール２３０，２３１は、マウントされた圧電振動片２の基部１０側に対応した位置に一方のスルーホール２３０が形成され、振動腕部８，９の先端側に対応した位置に他方のスルーホール２３１が形成されている。
【０１２５】
そして、これら一対のスルーホール２３０，２３１には、これらスルーホール２３０，２３１を埋めるように形成された一対の貫通電極２３２，２３３が形成されている。これら貫通電極２３２，２３３は、焼成によってスルーホール２３０，２３１に対して一体的に固定された筒体２０６及び芯材部２０７によって形成されたものであり、スルーホール２３０，２３１を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持しているとともに、後述する外部電極２３８，２３９と引き回し電極２３６，２３７とを導通させる役割を担っている。
【０１２６】
筒体２０６は、ペースト状のガラスフリットが焼成されたものであり、その中心には芯材部２０７が筒体２０６を貫通するように配されている。
【０１２７】
芯材部２０７は、導電性を有する金属材料により円柱状に形成された導電性の芯材であり、この芯材部２０７を通して貫通電極２３２，２３３の電気導通性が確保されている。
【０１２８】
ベース基板２０２の上面側（リッド基板２０３が接合される接合面側）には、導電性材料（例えば、アルミニウム）により、陽極接合用の接合膜２３５と、一対の引き回し電極２３６，２３７とがパターニングされている。このうち接合膜２３５は、リッド基板２０３に形成された凹部２０３ａの周囲を囲むようにベース基板２０２の周縁に沿って形成されている。
【０１２９】
また、一対の引き回し電極２３６，２３７は、一対の貫通電極２３２，２３３のうち、一方の貫通電極２３２と圧電振動片２の一方のマウント電極１５とを電気的に接続するとともに、他方の貫通電極２３３と圧電振動片２の他方のマウント電極１６とを電気的に接続するようにパターニングされている。
【０１３０】
また、ベース基板２０２の下面には、一対の貫通電極２３２，２３３に対してそれぞれ電気的に接続される外部電極２３８，２３９が形成されている。
【０１３１】
ここで、一対の引き回し電極２３６，２３７上には、それぞれ金からなるバンプＢが形成されており、このバンプＢを利用して圧電振動片２がマウントされている。より具体的には、ベース基板２０２の上面にパターニングされた後述する引き回し電極２３６，２３７上に形成された２つのバンプＢ上に、一対のマウント電極１５，１６がそれぞれ接触した状態でバンプ接合されている。これにより、圧電振動片２は、ベース基板２０２の上面から浮いた状態で支持されるとともに、マウント電極１５，１６と引き回し電極２３６，２３７とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。この場合においても、圧電振動片２が各エッチング工程を経て形成されているため、仕上金属層１８ｂは析出クロム５０や付着粒子のない良好な層に維持される。そのため、マウント工程において、仕上金属層１８ｂ上におけるバンプＢの濡れ性を向上させることができる。すなわち、仕上金属層１８ｂ上にバンプＢが良好に濡れ広がるので、引き回し電極２３６，２３７と電極層１８との接合性を向上させ、両者を確実に接合させることができる。
【０１３２】
したがって、引き回し電極２３６，２３７と圧電振動片２との導通を確保でき、信頼性の高い圧電振動子２０１を提供することができる。
【０１３３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこれら実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【０１３４】
例えば、上述した実施形態では、圧電振動子の一例として、シリンダパッケージタイプや表面実装型の圧電振動子１，２０１を例に挙げて説明したが、これら圧電振動子１，２０１に限定されるものではない。例えば、セラミックパッケージタイプの圧電振動子や、シリンダパッケージタイプの圧電振動子１を、さらにモールド樹脂部で固めて表面実装型振動子としても構わない。また、音叉型の圧電振動片２に限られず、ＡＴ型の圧電振動片に本発明を適用することも可能である。
【０１３５】
また、上述した実施形態では第１エッチング工程と第２エッチング工程とを連続して行う場合について説明したが、インナーリード３１ａをマウントする前であれば、これに限られない。例えば、絶縁膜３４の形成直後に第１エッチング工程を行い、重り金属膜２１の形成直後に第２エッチング工程を行うような構成にしてもよい。また、第１エッチャントに弗化水素水溶液を用いても構わない。さらに、上述した各エッチング工程では、ウエハＳ全体をエッチング槽に浸漬させる場合について説明したが、エッチングする領域のみをエッチング槽に浸漬させてもよい。
【０１３６】
また、上述した実施形態では、インナーリード３１ａの外周面に形成された高融点ハンダめっきを溶解させ、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とを接合する場合について説明したが、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６との間に両者を接合するための高融点ハンダや金等からなるバンプを介在させて両者を接合してもよい。この場合においても、バンプの濡れ性が良好になり、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とを確実に接合することができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１，２０１…圧電振動子 ２…圧電振動片 ３…プラグ ８，９…振動腕部 １１…圧電板 １２…第１の励振電極（振動領域） １３…第２の励振電極（振動領域） １４…励振電極（振動領域） １５，１６…マウント電極（実装領域） １８…電極層（積層体） １８ａ…下地金属層 １８ｂ…仕上金属層 ３１ａ…インナーリード ３４…絶縁膜 ３５ｂ…仕上膜（接合材料） Ｂ…バンプ（接合材料） １００…発振器 １０１…発振器の集積回路 １１０…携帯情報機器（電子機器） １１３…電子機器の計時部 １３０…電波時計 １３１…電波時計のフィルタ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動片における実装領域及び振動領域の表面に、下地金属層及び仕上金属層を積層状態で形成する工程と、
前記仕上金属層を所定領域で剥離する工程と、
前記仕上金属層を剥離した後の前記下地金属層の表面を改質して絶縁膜を形成する工程と、
接合材料を介して前記圧電振動片を前記実装領域においてパッケージに実装する工程と、
を有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項２】
前記下地金属層の表面は、プラズマ処理によって改質されていることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項３】
前記下地金属層の表面は、溶液のスプレー塗布又は溶液中若しくは気体雰囲気下に曝すことによって改質されていることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項４】
前記下地金属層の表面の改質は、酸化又は窒化であることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の圧電振動子の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする圧電振動子。
【請求項６】
請求項５に記載の前記圧電振動子が、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７】
請求項５に記載の前記圧電振動子が、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８】
請求項５に記載の前記圧電振動子が、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】
圧電振動片における実装領域及び振動領域の表面に、下地金属層及び仕上金属層を積層状態で形成する工程と、
前記仕上金属層を所定領域で剥離する工程と、
前記仕上金属層を剥離した後の前記下地金属層の表面を改質して絶縁膜を形成する工程と、
接合材料を介して前記圧電振動片を前記実装領域においてパッケージに実装する工程と、
を有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項２】
前記下地金属層の表面は、プラズマ処理によって改質されていることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項３】
前記下地金属層の表面は、溶液のスプレー塗布又は溶液中若しくは気体雰囲気下に曝すことによって改質されていることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項４】
前記下地金属層の表面の改質は、酸化又は窒化であることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の圧電振動子の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする圧電振動子。
【請求項６】
請求項５に記載の前記圧電振動子が、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７】
請求項５に記載の前記圧電振動子が、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８】
請求項５に記載の前記圧電振動子が、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２０１３−７８０７８（Ｐ２０１３−７８０７８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８２３５（Ｐ２０１１−２１８２３５）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【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２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【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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