圧電振動片、圧電振動子、及び圧電振動子の製造方法、並びに発振器、電子機器及び電波時計
【課題】高融点ハンダを用いた場合であっても、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、信頼性の高い圧電振動片、圧電振動子、及び圧電振動子の製造方法、並びに前記圧電振動子を有する発振器、電子機器、電波時計を提供する。
【解決手段】実装領域の表面に、第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂを順に積層した第１積層体１８を有する圧電振動片であって、マウント電極１５，１６の第１積層体１８上に、第２クロム層３３ａ及び第２金層３３ｂを順に積層した第２積層体３３を有することを特徴とする。
【解決手段】実装領域の表面に、第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂを順に積層した第１積層体１８を有する圧電振動片であって、マウント電極１５，１６の第１積層体１８上に、第２クロム層３３ａ及び第２金層３３ｂを順に積層した第２積層体３３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、圧電振動片、圧電振動子、及び圧電振動子の製造方法、並びに前記圧電振動子を有する発振器、電子機器及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電極層である。
【０００４】
上述した圧電振動片を製造するにあたっては、例えば特許文献１に示すように、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。その後、インナーリードとマウント電極とをハンダ等を用いて接合するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２６６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、圧電振動子の製造工程においては、高温（例えば３００度を超える温度）で加熱しながら作業を行う工程がある。そのため、圧電振動片とインナーリードとの接合に用いるハンダとしては、比較的融点の高い高融点ハンダ（例えば、融点が３００度程度）を用いる場合がある。
【０００７】
しかしながら、圧電振動片とインナーリードとを高融点ハンダにより接合する場合、マウント電極との接合性が低下し、圧電振動片とインナーリードとを良好な状態で接合できないことがある。
具体的には、上述した圧電振動片では励振電極及びマウント電極を形成した後、様々な工程を経て完成に至るが、いくつかの工程において圧電振動片が加熱される。例えば、圧電振動片の先端側に周波数調整用の重り金属膜（例えば金、銀等）や、励振電極の短絡防止のための絶縁膜、マスクパターンとなるフォトレジスト膜を形成したりするが、この際に圧電振動片が加熱される。このように、圧電振動片が加熱されることで、下地金属層のクロム（またはクロム酸化物）が仕上金属層の表面に析出するという問題がある。その結果、仕上金属層上において、いわゆるハンダ流れ（ハンダの濡れ性）が低下し、ハンダとマウント電極との接合性が低下するという問題がある。
【０００８】
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、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、信頼性の高い圧電振動片、圧電振動子、及び圧電振動子の製造方法、並びに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】
【０００９】
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片は、実装領域の表面に、第１クロム層及び第１金層を順に積層した第１積層体を有する圧電振動片であって、前記第１積層体の表面に、第２クロム層及び第２金層を順に積層した第２積層体を有することを特徴としている。
【００１０】
ところで、本発明の構成では、第１クロム層、第１金層からなる第１積層体上に、再度、第２クロム層、第２金層からなる第２積層体を積層している。第１クロム層は、硬度が高いため、圧電振動片自体を保護するとともに、実装領域と第１クロム層上に形成される第１金層との密着性を向上させることができる。また、第２クロム層は、軟らかい上に電気抵抗値が低いため、圧電振動片を実装する際の接合性や導電性を高めることができる。
しかしながら、第１クロム層は酸化し易いので、第１クロム層が露出した状態で各工程を経ることで、表面が徐々に酸化してしまう。そのため、第１クロム層の上層に直接第２クロム層を積層しても、第１クロム層と第２クロム層との密着性が悪いという問題がある。また、クロムが析出した第１金層は第２金層との密着性が悪く、強度不足になって第２積層体が剥離したりする虞がある。
【００１１】
これに対して、本発明の構成によれば、圧電振動片をパッケージに実装する前に、パッケージとの実装を行う第２積層体を第１積層体上に形成することで、第２積層体は形成後に高温に曝されることがない。そのため、パッケージが接合される第２積層体を、クロムの析出がない良好な層に維持することができる。これにより、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、第２積層体上における接合材料の濡れ性を向上させることができる。すなわち、第２積層体上に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を確実に接合させることができる。
【００１２】
また、前記第１クロム層が振動領域に延設されて励振電極が形成され、前記励振電極の表面に、絶縁膜が形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、万が一励振電極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、第１金層を除去した後に第１クロム層上に絶縁膜を形成することで、絶縁膜の密着性を向上させることができ、励振電極の短絡をより確実に防ぐことができる。
特に、絶縁膜形成時には圧電振動片が加熱されるが、本発明の構成によれば、絶縁膜形成後に第２積層体を形成することで、第２積層体をクロムの析出がない良好な層に維持することができる。
【００１３】
また、前記振動領域の先端側には、周波数調整用の重り金属膜が形成され、前記重り金属膜の一部の前記第１金層仕上に、さらに上層金属層を有していることを特徴としている。
ところで、上層金属層形成時には圧電振動片が加熱されるが、本発明の構成によれば、絶縁膜形成後に第２積層体を形成することで、実装領域の第２積層体をクロムの析出がない良好な層に維持することができる。
【００１４】
また、本発明の圧電振動子は、上記本発明の圧電振動片を備えた圧電振動子であって、前記圧電振動片の前記第２積層体が高融点ハンダまたは金からなる接合材料によりパッケージに実装されていることを特徴としている。
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、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、第２積層体上における接合材料の濡れ性を向上させることができる。すなわち、第２積層体上に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を確実に接合させることができる。
したがって、パッケージと圧電振動片との導通を確保でき、信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
【００１５】
また、前記パッケージは、外表面に高融点ハンダめっきが施されたインナーリードを備え、前記圧電振動片の前記第２積層体は、前記インナーリードに実装されていることを特徴としている。
この構成によれば、第２積層体とインナーリードとの接合時には、高融点ハンダめっきが溶解し、第２積層体上に濡れ広がることで、インナーリードと第２積層体とを接合することができる。すなわち、圧電振動片をパッケージに実装するためにバンプ等を形成する必要がないため、製造コストの低下及び製造効率の向上を図ることができる。
【００１６】
また、本発明の圧電振動子の製造方法は、実装領域の表面に、第１クロム層及び第１金層を順に積層した第１積層体を有する圧電振動片を備え、前記圧電振動片を高融点ハンダまたは金からなる接合材料によりパッケージに実装する工程を有する圧電振動子の製造方法であって、前記圧電振動片をパッケージに実装する工程の前に、前記第１積層体の表面に、第２クロム層及び第２金層を順に積層した第２積層体を形成する工程を有し、前記圧電振動片をパッケージに実装する工程では、前記第２積層体を前記接合材料により前記パッケージに実装することを特徴としている。
この構成によれば、圧電振動片をパッケージに実装する前に、パッケージとの実装を行う第２積層体を第１積層体上に形成することで、第２積層体は形成後に高温に曝されることがない。そのため、パッケージが接合される第２積層体を、クロムの析出がない良好な層に維持することができる。これにより、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、第２積層体上における接合材料の濡れ性を向上させることができる。すなわち、第２積層体上に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を確実に接合させることができる。
したがって、パッケージと圧電振動片との導通を確保でき、信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
【００１７】
また、前記第２積層体を形成する工程では、前記パッケージとの実装領域のみに前記第２積層体を形成することを特徴としている。
この構成によれば、第２積層体を形成することによる圧電振動片の振動特性への影響（膜応力や重量の変化）を考慮することがないので、圧電振動片の振動特性を維持することができる。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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】
【００２２】
本発明に係る圧電振動片及びそれを備えた圧電振動子並びに圧電振動子の製造方法によれば、第２積層体上に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を確実に接合させることができる。したがって、パッケージと圧電振動片との導通を確保でき、信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
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】
【００２３】
【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１に示す圧電振動子を製造する際のフローチャートである。
【図８】図７に示すフローチャートの続きである。
【図９】圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１０】圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１１】圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１２】圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１３】圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１４】圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１５】図１のＢ−Ｂ線に相当する圧電振動子の製造方法を示す工程図である。
【図１６】図１のＢ−Ｂ線に相当する圧電振動子の製造方法を示す工程図である。
【図１７】図１のＢ−Ｂ線に相当する圧電振動子の製造方法を示す工程図である。
【図１８】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１９】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２０】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２１】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。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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がマウントされたプラグ４と、プラグ４とともに圧電振動片２を気密封止するケース３とを備えている。
【００２５】
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。
この圧電振動片２は、平行に配置された一対の振動腕部（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１０と、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とを有している。
また、本実施形態の圧電振動片２は、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って一定長さＬ形成された溝部１７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の腕幅は共通であり、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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を振動させる第１積層体１８として機能している。
【００２８】
図６は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図６に示すように、第１積層体１８は、基部１０の両主面上に形成されたクロム（Ｃｒ）により形成された第１クロム層１８ａと、金（Ａｕ）により形成された第１金層１８ｂとが順次積層されて構成されている。
第１クロム層１８ａは、第１金層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、圧電振動片２と第１金層１８ｂとの間に挟まれるようにして形成されている。第１クロム層１８ａは、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。
また、第１金層１８ｂは、図４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、第１金層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、基端部から一定長さＬ以上離間した位置まで（図４に示す領域ＲＡ）、図５に示すように、第１金層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）、第１金層１８ｂの全部が除去されている。
【００２９】
すなわち、第１積層体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第１クロム層１８ａだけが形成されている。そして、領域ＲＡ及び領域ＲＢには、第１クロム層１８ａを覆うように酸化珪素（ＳｉＯ２）等からなる絶縁膜３４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、第１金層１８ｂを除去した状態で第１クロム層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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、第１積層体１８と同様に第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂが順次積層され、この第１金層１８ｂ上にさらに金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）等からなる上層金属層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、第１積層体１８と同様に第１クロム層１８ａ及び第１金層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を構成する第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂは、上述した第１積層体１８と同時に積層される。
【００３２】
ここで、図２，６に示すように、圧電板１１の一方の主面（図２に示す上面側）におけるマウント電極１５，１６は、第１積層体１８上に後述するインナーリード３１ａに接合される第２積層体３３を備えている。
第２積層体３３は、第１積層体１８上に第１第２クロム層３３ａと、第２金層３３ｂとが順次積層されて構成されている。
【００３３】
第２クロム層３３ａは、クロム（Ｃｒ）により形成されており、第２積層体３３の剥離やクラック等を防止し、第２積層体３３の強度を確保するためのものである。第２クロム層３３ａは、マウント電極１５，１６の第１積層体１８上における後述するインナーリード３１ａとの実装領域Ｄのみに形成されている。
また、第２金層３３ｂは、金（Ａｕ）により形成されており、第２クロム層３３ａに重なるように形成されている。そして、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とは、第２金層３３ｂ上で後述する接合部Ｅを介して接合されている。このように、本実施形態では、マウント電極１５，１６において、第１クロム層１８ａ、第１金層１８ｂが積層された第１積層体１８上に、さらに第２クロム層３３ａ及び第２金層３３ｂが積層された第２積層体３３が形成されている。
【００３４】
ケース３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４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３の圧入は、真空雰囲気下で行われており、ケース３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。
【００３５】
プラグ４は、ケース３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。
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。
【００３６】
２本のリード端子３１は、ケース３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３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、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。
【００３７】
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を介して第２金層３３ｂ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。
【００３８】
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。
また、ステム３０の外周に被膜されためっき層を介在させながらケース３の内周に真空中で冷間圧接させることにより、ケース３の内部を真空状態で気密封止できるようになっている。
【００３９】
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。
【００４０】
（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７，８は、圧電振動子の製造方法を示すフローチャートである。
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Ｓとする。続いて、このウエハＳ（図９参照）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とする（Ｓ１０）。
【００４１】
次に、研磨後のウエハＳを複数の圧電振動片２の外形形状をパターニングする外形形成工程を行う（Ｓ２０）。具体的には、圧電振動片２の外形形状にパターニングされたエッチング保護膜（不図示）をマスクとしてエッチングすることで、エッチング保護膜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。なお、圧電振動片２は、後に行う切断工程を行うまで、図示しない連結部を介してウエハＳに連結された状態となっている。
続いて、本実施形態では、後述する第１積層体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（Ｓ３０）。これにより、ウエハＳ上に上述した圧電振動片１１が複数連結された状態となる。
【００４２】
次に、複数の圧電板１１の外表面上に第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂを積層して、第１積層体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を形成する第１積層体形成工程を行う（Ｓ４０）。
【００４３】
図９〜１４は、圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
始めに、図９に示すように、圧電板１１上に第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂを、蒸着やスパッタリング等により成膜する（Ｓ４１）。
【００４４】
次に、図１０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（Ｓ４２）。この際、第１積層体１８を残しておきたい部分、すなわち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。そして、残ったフォトレジスト膜４１をマスクとして、図１１に示すように、第１積層体１８をエッチング加工するエッチング工程を行う（Ｓ４３）。これにより、第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂが積層された第１積層体１８が形成される。その後フォトレジスト膜４１を除去する。
【００４５】
続いて、単層領域Ｒ（図４参照）に存在する第１積層体１８の第１金層１８ｂの除去を行う。具体的には、第１金層１８ｂを除去するために、図１２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（Ｓ４４）。この際、第１金層１８ｂを残しておきたい部分、すなわちマウント電極１５，１６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。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（Ｓ４５）。これにより、図１３に示すように、単層領域Ｒに存在する第１積層体１８において、第１金層１８ｂを除去することができる。その後フォトレジスト膜４２を除去する。
以上の工程を実施することで、第１積層体形成工程が終了する。
【００４６】
その後、図１４に示すように、第１金層１８ｂが除去された単層領域Ｒにおいて、第１クロム層１８ａ上にＳｉＯ２等の無機絶縁材料からなる絶縁膜３４を、図示しないメタルマスク等を介してＣＶＤ法等により形成する（Ｓ４７）。すると、単層領域Ｒの第１クロム層１８ａを覆うように絶縁膜３４が形成される。
【００４７】
また、上述した第１積層体形成工程が終了した後、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第１金層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（Ｓ５１）。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。
【００４８】
ここで、第１積層体１８のマウント電極１５，１６の形成領域に第２積層体３３を形成する第２積層体形成工程を行う（Ｓ５２）。図１５〜１７は、圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図６に相当する圧電振動片の断面図である。
具体的には、図１５に示すように、まず圧電板１１の一方の主面側に、スプレーコート等によりフォトレジスト膜４３を成膜した後、フォトリソ技術でパターニングする（Ｓ５３）。この際、第２積層体３３の形成領域（実装領域Ｄ）のフォトレジスト膜４３を除去するようにパターニングする。
【００４９】
次に、図１６に示すように、フォトレジスト膜４３をマスクとして、クロムからなる第２クロム層３３ａ及び第２金層３３ｂを、スパッタリング等により順次成膜する（Ｓ５４）。
これにより、図６に示すように、第２クロム層３３ａ及び第２金層３３ｂが積層された第２積層体３３が形成される。そして、第２積層体３３の形成後にフォトレジスト膜４２を除去する。
【００５０】
次いで、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（Ｓ５５）。これにより、ウエハＳから、第１積層体１８（励振電極１４、引き出し電極１９，２０及びマウント電極１５，１６）、第２積層体３３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。
【００５１】
次いで、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（Ｓ５６）。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、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後に行う。これについては、後に説明する。
【００５２】
次に、図８に示すように、プラグ４を作製する気密端子作製工程を行う（Ｓ６０）。
続いて、プラグ４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（Ｓ７１）。具体的には、まずリード端子３１の外表面及びステム３０の外周面に下地膜３５ａを形成する。例えば、Ｃｕメッキ或いはＮｉメッキを略２μｍμｍ〜５μｍの膜厚で被膜させる。続いて、下地膜３５ａ上に仕上膜３５ｂを形成する。例えば高融点めっきを、約８μｍ〜１５μｍの膜厚で被膜させる。
このように、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３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。
【００５３】
そして、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（Ｓ７４）。具体的には、図１７に示すように、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、第２金層３３ｂ上に濡れ広がる。これにより、インナーリード３１ａと第２積層体３３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。
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。
【００５４】
次に、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った後（Ｓ７５）、圧電振動片２の周波数調整（微調）を行う（Ｓ７６）。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。
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。
【００５５】
最後に、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３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工程を行う（Ｓ７７）。具体的には、真空中で所定の荷重を加えながらケース３をプラグ４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３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。
なお、この工程を行う前に、圧電振動片２、ケース３及びプラグ４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。
【００５６】
そして、ケース３の固定が終了した後、スクリーニングを行う（Ｓ７８）。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３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。
スクリーニング終了後、内部の電気特性検査を行う（Ｓ７９）。即ち、圧電振動片２の共振周波数、共振抵抗値、ドライブレベル特性（共振周波数及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。
【００５７】
ところで、上述したように、本実施形態ではマウント電極１５，１６における第１クロム層１８ａ、第１金層１８ｂからなる第１積層体１８上に、再度、第２クロム層３３ａ、第２金層３３ｂからなる第２積層体３３を積層している。第１クロム層１８ａは、硬度が高いため、圧電振動片２自体を保護するとともに、圧電板１１と各層との密着性を向上させることができる。また、第２金層３３ｂは、軟らかい上に電気抵抗値が低いため、圧電振動片２を接合する際の接合性や導電性を高めることができる。
これに対して、例えば第１クロム層１８ａ上に、第２クロム層３３ａ、第２金層３３ｂのみを形成したり（すなわち、クロム、クロム、金：第１参考例）、第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂを形成した後、第１金層１８ｂ上に第２金層３３ｂのみを形成したり（すなわち、クロム、金、金または銅：第２参考例）すること等も考えられる。
【００５８】
しかしながら、第１クロム層１８ａは酸化し易いので、第１クロム層１８ａが露出した状態で各工程を経ることで、表面が徐々に酸化してしまう。そのため、第１参考例を採用した場合には、第１クロム層１８ａの上層に積層される第２クロム層３３ａとの密着性が悪いという問題がある。
また、第２参考例を採用した場合にも、クロムが析出した第１金層１８ｂと第２金層３３ｂとの密着性が悪く、強度不足になって第２積層体３３が剥離したりする虞がある。
【００５９】
これに対して、本実施形態では、圧電振動片２とプラグ４とを接合する接合工程との前に、第１積層体１８上に第２積層体３３を形成する第２積層体形成工程を有する構成とした。
この構成によれば、圧電振動片２をマウント電極１５，１６にマウントする前に、インナーリード３１ａとの接合を行う第２積層体３３を第１積層体１８上に形成することで、第２積層体３３は形成後に高温に曝されることがない。そのため、インナーリード３１ａが接続される第２クロム層３３ａを、クロムの析出がない良好な層に維持することができる。これにより、マウント工程において、高融点ハンダを用いた場合であっても、第２金層３３ｂ上におけるハンダの濡れ性を向上させることができる。すなわち、第２金層３３ｂ上にハンダが良好に濡れ広がるので、インナーリード３１ａと第２積層体３３とを確実に接合させることができる。
したがって、プラグ４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。
【００６０】
また、第２積層体形成工程において、第２積層体３３をインナーリード３１ａとの実装領域Ｄのみに形成することで、第２積層体３３を形成することによる圧電振動片２の振動特性への影響（膜応力や重量の変化）を考慮することがないので、圧電振動片２の振動特性を維持することができる。
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、第１金層１８ｂを除去した後に第１クロム層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の短絡をより確実に防ぐことができる。
特に、絶縁膜３４形成時や上層金属層形成時には圧電振動片２が加熱されるが、本発明の構成によれば、絶縁膜３４形成後に第２積層体３３を形成することで、第２積層体３３をクロムの析出がない良好な層に維持することができる。
【００６１】
また、インナーリード３１ａの外表面に、高融点ハンダめっきにより仕上膜３５ｂが被覆されているため、第２積層体３３とインナーリード３１ａとの接合時には、仕上膜３５ｂが溶解し、第２金層３３ｂ上に濡れ広がり、インナーリード３１ａと第２積層体３３とを接合することができる。すなわち、第２積層体３３とインナーリード３１ａとの接合を行うためにバンプ等を形成する必要がないため、製造コストの低下及び製造効率の向上を図ることができる。
【００６２】
（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１８を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図１８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。
【００６３】
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。
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。
【００６４】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、小型化及び高品質化された信頼性の高い圧電振動子１を備えているので、発振器１００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た高精度な周波数信号を得ることができる。
【００６５】
（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１９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。
【００６６】
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１９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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
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。
【００７０】
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。
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
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。
【００７３】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、小型化及び高品質化され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た高精度な時計情報を表示することができる。
【００７４】
（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２０を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図２０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。
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。
【００７５】
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。
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。
【００７６】
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。
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。
【００７７】
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。
【００７８】
上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、小型化及び高品質化され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。
【００７９】
（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２１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。
図２１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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
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。
【００８６】
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、第２金層３３ｂはクロム析出のない良好な層に維持されているので、マウント工程において、第２金層３３ｂ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、第２金層３３ｂ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と第２積層体３３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。
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。
【００８７】
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。
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、この圧電振動子１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。
【００８８】
さらに、上述した実施形態では、単層領域Ｒの全面に亘って絶縁膜３４を形成した場合について説明したが、これに限らず、単層領域Ｒの第１金層１８ｂ上のみに絶縁膜３４を形成してもよい。
【００８９】
また、上述した実施形態では、フォトレジスト膜４３をマスクとして成膜することで、第２積層体３３を形成したが、第２クロム層３３ａ及び第２金層３３ｂを成膜した後、第２積層体３３の形成領域をマスキングしてエッチングを行うことで、それ以外の領域の第２クロム層３３ａ及び第２金層３３ｂを除去することができる。
【００９０】
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仕上膜３５ｂを溶解することで、インナーリード３１ａと第２金層３３ｂ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と第２金層３３ｂとの間に両者を接合するためのバンプを介在させてもよい。この場合においても、バンプ溶解時のハンダ流れが良好になり、インナーリード３１ａと第２金層３３ｂとを確実に接合することができる。
さらに、上述した実施形態では振動腕部８，９に一定長さＬの溝部１７を形成した場合について説明したが、溝部１７を形成しなくてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１…圧電振動子 ２…圧電振動片 ４…プラグ ８，９…振動腕部（振動領域） １１…圧電板 １２…第１の励振電極 １３…第２の励振電極 １４…励振電極 １８…第１積層体 １８ａ…第１クロム層 １８ｂ…第１金層 ３１ａ…インナーリード ３３…第２積層体 ３３ａ…第２クロム ３３ｂ…第２金層 ３４…絶縁膜 ３５ｂ…仕上膜（接合材料） Ｂ…バンプ（接合材料）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片、圧電振動子、及び圧電振動子の製造方法、並びに前記圧電振動子を有する発振器、電子機器及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電極層である。
【０００４】
上述した圧電振動片を製造するにあたっては、例えば特許文献１に示すように、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。その後、インナーリードとマウント電極とをハンダ等を用いて接合するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２６６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、圧電振動子の製造工程においては、高温（例えば３００度を超える温度）で加熱しながら作業を行う工程がある。そのため、圧電振動片とインナーリードとの接合に用いるハンダとしては、比較的融点の高い高融点ハンダ（例えば、融点が３００度程度）を用いる場合がある。
【０００７】
しかしながら、圧電振動片とインナーリードとを高融点ハンダにより接合する場合、マウント電極との接合性が低下し、圧電振動片とインナーリードとを良好な状態で接合できないことがある。
具体的には、上述した圧電振動片では励振電極及びマウント電極を形成した後、様々な工程を経て完成に至るが、いくつかの工程において圧電振動片が加熱される。例えば、圧電振動片の先端側に周波数調整用の重り金属膜（例えば金、銀等）や、励振電極の短絡防止のための絶縁膜、マスクパターンとなるフォトレジスト膜を形成したりするが、この際に圧電振動片が加熱される。このように、圧電振動片が加熱されることで、下地金属層のクロム（またはクロム酸化物）が仕上金属層の表面に析出するという問題がある。その結果、仕上金属層上において、いわゆるハンダ流れ（ハンダの濡れ性）が低下し、ハンダとマウント電極との接合性が低下するという問題がある。
【０００８】
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、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、信頼性の高い圧電振動片、圧電振動子、及び圧電振動子の製造方法、並びに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】
【０００９】
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片は、実装領域の表面に、第１クロム層及び第１金層を順に積層した第１積層体を有する圧電振動片であって、前記第１積層体の表面に、第２クロム層及び第２金層を順に積層した第２積層体を有することを特徴としている。
【００１０】
ところで、本発明の構成では、第１クロム層、第１金層からなる第１積層体上に、再度、第２クロム層、第２金層からなる第２積層体を積層している。第１クロム層は、硬度が高いため、圧電振動片自体を保護するとともに、実装領域と第１クロム層上に形成される第１金層との密着性を向上させることができる。また、第２クロム層は、軟らかい上に電気抵抗値が低いため、圧電振動片を実装する際の接合性や導電性を高めることができる。
しかしながら、第１クロム層は酸化し易いので、第１クロム層が露出した状態で各工程を経ることで、表面が徐々に酸化してしまう。そのため、第１クロム層の上層に直接第２クロム層を積層しても、第１クロム層と第２クロム層との密着性が悪いという問題がある。また、クロムが析出した第１金層は第２金層との密着性が悪く、強度不足になって第２積層体が剥離したりする虞がある。
【００１１】
これに対して、本発明の構成によれば、圧電振動片をパッケージに実装する前に、パッケージとの実装を行う第２積層体を第１積層体上に形成することで、第２積層体は形成後に高温に曝されることがない。そのため、パッケージが接合される第２積層体を、クロムの析出がない良好な層に維持することができる。これにより、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、第２積層体上における接合材料の濡れ性を向上させることができる。すなわち、第２積層体上に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を確実に接合させることができる。
【００１２】
また、前記第１クロム層が振動領域に延設されて励振電極が形成され、前記励振電極の表面に、絶縁膜が形成されていることを特徴としている。
この構成によれば、万が一励振電極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、第１金層を除去した後に第１クロム層上に絶縁膜を形成することで、絶縁膜の密着性を向上させることができ、励振電極の短絡をより確実に防ぐことができる。
特に、絶縁膜形成時には圧電振動片が加熱されるが、本発明の構成によれば、絶縁膜形成後に第２積層体を形成することで、第２積層体をクロムの析出がない良好な層に維持することができる。
【００１３】
また、前記振動領域の先端側には、周波数調整用の重り金属膜が形成され、前記重り金属膜の一部の前記第１金層仕上に、さらに上層金属層を有していることを特徴としている。
ところで、上層金属層形成時には圧電振動片が加熱されるが、本発明の構成によれば、絶縁膜形成後に第２積層体を形成することで、実装領域の第２積層体をクロムの析出がない良好な層に維持することができる。
【００１４】
また、本発明の圧電振動子は、上記本発明の圧電振動片を備えた圧電振動子であって、前記圧電振動片の前記第２積層体が高融点ハンダまたは金からなる接合材料によりパッケージに実装されていることを特徴としている。
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、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、第２積層体上における接合材料の濡れ性を向上させることができる。すなわち、第２積層体上に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を確実に接合させることができる。
したがって、パッケージと圧電振動片との導通を確保でき、信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
【００１５】
また、前記パッケージは、外表面に高融点ハンダめっきが施されたインナーリードを備え、前記圧電振動片の前記第２積層体は、前記インナーリードに実装されていることを特徴としている。
この構成によれば、第２積層体とインナーリードとの接合時には、高融点ハンダめっきが溶解し、第２積層体上に濡れ広がることで、インナーリードと第２積層体とを接合することができる。すなわち、圧電振動片をパッケージに実装するためにバンプ等を形成する必要がないため、製造コストの低下及び製造効率の向上を図ることができる。
【００１６】
また、本発明の圧電振動子の製造方法は、実装領域の表面に、第１クロム層及び第１金層を順に積層した第１積層体を有する圧電振動片を備え、前記圧電振動片を高融点ハンダまたは金からなる接合材料によりパッケージに実装する工程を有する圧電振動子の製造方法であって、前記圧電振動片をパッケージに実装する工程の前に、前記第１積層体の表面に、第２クロム層及び第２金層を順に積層した第２積層体を形成する工程を有し、前記圧電振動片をパッケージに実装する工程では、前記第２積層体を前記接合材料により前記パッケージに実装することを特徴としている。
この構成によれば、圧電振動片をパッケージに実装する前に、パッケージとの実装を行う第２積層体を第１積層体上に形成することで、第２積層体は形成後に高温に曝されることがない。そのため、パッケージが接合される第２積層体を、クロムの析出がない良好な層に維持することができる。これにより、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、第２積層体上における接合材料の濡れ性を向上させることができる。すなわち、第２積層体上に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を確実に接合させることができる。
したがって、パッケージと圧電振動片との導通を確保でき、信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
【００１７】
また、前記第２積層体を形成する工程では、前記パッケージとの実装領域のみに前記第２積層体を形成することを特徴としている。
この構成によれば、第２積層体を形成することによる圧電振動片の振動特性への影響（膜応力や重量の変化）を考慮することがないので、圧電振動片の振動特性を維持することができる。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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】
【００２２】
本発明に係る圧電振動片及びそれを備えた圧電振動子並びに圧電振動子の製造方法によれば、第２積層体上に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を確実に接合させることができる。したがって、パッケージと圧電振動片との導通を確保でき、信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
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】
【００２３】
【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１に示す圧電振動子を製造する際のフローチャートである。
【図８】図７に示すフローチャートの続きである。
【図９】圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１０】圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１１】圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１２】圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１３】圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１４】圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
【図１５】図１のＢ−Ｂ線に相当する圧電振動子の製造方法を示す工程図である。
【図１６】図１のＢ−Ｂ線に相当する圧電振動子の製造方法を示す工程図である。
【図１７】図１のＢ−Ｂ線に相当する圧電振動子の製造方法を示す工程図である。
【図１８】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１９】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２０】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２１】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。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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がマウントされたプラグ４と、プラグ４とともに圧電振動片２を気密封止するケース３とを備えている。
【００２５】
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。
この圧電振動片２は、平行に配置された一対の振動腕部（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１０と、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とを有している。
また、本実施形態の圧電振動片２は、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って一定長さＬ形成された溝部１７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の腕幅は共通であり、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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を振動させる第１積層体１８として機能している。
【００２８】
図６は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図６に示すように、第１積層体１８は、基部１０の両主面上に形成されたクロム（Ｃｒ）により形成された第１クロム層１８ａと、金（Ａｕ）により形成された第１金層１８ｂとが順次積層されて構成されている。
第１クロム層１８ａは、第１金層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、圧電振動片２と第１金層１８ｂとの間に挟まれるようにして形成されている。第１クロム層１８ａは、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。
また、第１金層１８ｂは、図４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、第１金層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、基端部から一定長さＬ以上離間した位置まで（図４に示す領域ＲＡ）、図５に示すように、第１金層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）、第１金層１８ｂの全部が除去されている。
【００２９】
すなわち、第１積層体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第１クロム層１８ａだけが形成されている。そして、領域ＲＡ及び領域ＲＢには、第１クロム層１８ａを覆うように酸化珪素（ＳｉＯ２）等からなる絶縁膜３４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、第１金層１８ｂを除去した状態で第１クロム層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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、第１積層体１８と同様に第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂが順次積層され、この第１金層１８ｂ上にさらに金（Ａｕ）または銀（Ａｇ）等からなる上層金属層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、第１積層体１８と同様に第１クロム層１８ａ及び第１金層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を構成する第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂは、上述した第１積層体１８と同時に積層される。
【００３２】
ここで、図２，６に示すように、圧電板１１の一方の主面（図２に示す上面側）におけるマウント電極１５，１６は、第１積層体１８上に後述するインナーリード３１ａに接合される第２積層体３３を備えている。
第２積層体３３は、第１積層体１８上に第１第２クロム層３３ａと、第２金層３３ｂとが順次積層されて構成されている。
【００３３】
第２クロム層３３ａは、クロム（Ｃｒ）により形成されており、第２積層体３３の剥離やクラック等を防止し、第２積層体３３の強度を確保するためのものである。第２クロム層３３ａは、マウント電極１５，１６の第１積層体１８上における後述するインナーリード３１ａとの実装領域Ｄのみに形成されている。
また、第２金層３３ｂは、金（Ａｕ）により形成されており、第２クロム層３３ａに重なるように形成されている。そして、インナーリード３１ａとマウント電極１５，１６とは、第２金層３３ｂ上で後述する接合部Ｅを介して接合されている。このように、本実施形態では、マウント電極１５，１６において、第１クロム層１８ａ、第１金層１８ｂが積層された第１積層体１８上に、さらに第２クロム層３３ａ及び第２金層３３ｂが積層された第２積層体３３が形成されている。
【００３４】
ケース３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４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３の圧入は、真空雰囲気下で行われており、ケース３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。
【００３５】
プラグ４は、ケース３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。
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。
【００３６】
２本のリード端子３１は、ケース３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３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、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。
【００３７】
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を介して第２金層３３ｂ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。
【００３８】
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。
また、ステム３０の外周に被膜されためっき層を介在させながらケース３の内周に真空中で冷間圧接させることにより、ケース３の内部を真空状態で気密封止できるようになっている。
【００３９】
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。
【００４０】
（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７，８は、圧電振動子の製造方法を示すフローチャートである。
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Ｓとする。続いて、このウエハＳ（図９参照）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とする（Ｓ１０）。
【００４１】
次に、研磨後のウエハＳを複数の圧電振動片２の外形形状をパターニングする外形形成工程を行う（Ｓ２０）。具体的には、圧電振動片２の外形形状にパターニングされたエッチング保護膜（不図示）をマスクとしてエッチングすることで、エッチング保護膜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。なお、圧電振動片２は、後に行う切断工程を行うまで、図示しない連結部を介してウエハＳに連結された状態となっている。
続いて、本実施形態では、後述する第１積層体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（Ｓ３０）。これにより、ウエハＳ上に上述した圧電振動片１１が複数連結された状態となる。
【００４２】
次に、複数の圧電板１１の外表面上に第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂを積層して、第１積層体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を形成する第１積層体形成工程を行う（Ｓ４０）。
【００４３】
図９〜１４は、圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図２のＣ−Ｃ線に相当する断面図である。
始めに、図９に示すように、圧電板１１上に第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂを、蒸着やスパッタリング等により成膜する（Ｓ４１）。
【００４４】
次に、図１０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（Ｓ４２）。この際、第１積層体１８を残しておきたい部分、すなわち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。そして、残ったフォトレジスト膜４１をマスクとして、図１１に示すように、第１積層体１８をエッチング加工するエッチング工程を行う（Ｓ４３）。これにより、第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂが積層された第１積層体１８が形成される。その後フォトレジスト膜４１を除去する。
【００４５】
続いて、単層領域Ｒ（図４参照）に存在する第１積層体１８の第１金層１８ｂの除去を行う。具体的には、第１金層１８ｂを除去するために、図１２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（Ｓ４４）。この際、第１金層１８ｂを残しておきたい部分、すなわちマウント電極１５，１６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。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（Ｓ４５）。これにより、図１３に示すように、単層領域Ｒに存在する第１積層体１８において、第１金層１８ｂを除去することができる。その後フォトレジスト膜４２を除去する。
以上の工程を実施することで、第１積層体形成工程が終了する。
【００４６】
その後、図１４に示すように、第１金層１８ｂが除去された単層領域Ｒにおいて、第１クロム層１８ａ上にＳｉＯ２等の無機絶縁材料からなる絶縁膜３４を、図示しないメタルマスク等を介してＣＶＤ法等により形成する（Ｓ４７）。すると、単層領域Ｒの第１クロム層１８ａを覆うように絶縁膜３４が形成される。
【００４７】
また、上述した第１積層体形成工程が終了した後、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第１金層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（Ｓ５１）。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。
【００４８】
ここで、第１積層体１８のマウント電極１５，１６の形成領域に第２積層体３３を形成する第２積層体形成工程を行う（Ｓ５２）。図１５〜１７は、圧電振動子の製造方法を示す工程図であって、図６に相当する圧電振動片の断面図である。
具体的には、図１５に示すように、まず圧電板１１の一方の主面側に、スプレーコート等によりフォトレジスト膜４３を成膜した後、フォトリソ技術でパターニングする（Ｓ５３）。この際、第２積層体３３の形成領域（実装領域Ｄ）のフォトレジスト膜４３を除去するようにパターニングする。
【００４９】
次に、図１６に示すように、フォトレジスト膜４３をマスクとして、クロムからなる第２クロム層３３ａ及び第２金層３３ｂを、スパッタリング等により順次成膜する（Ｓ５４）。
これにより、図６に示すように、第２クロム層３３ａ及び第２金層３３ｂが積層された第２積層体３３が形成される。そして、第２積層体３３の形成後にフォトレジスト膜４２を除去する。
【００５０】
次いで、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（Ｓ５５）。これにより、ウエハＳから、第１積層体１８（励振電極１４、引き出し電極１９，２０及びマウント電極１５，１６）、第２積層体３３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。
【００５１】
次いで、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（Ｓ５６）。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、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後に行う。これについては、後に説明する。
【００５２】
次に、図８に示すように、プラグ４を作製する気密端子作製工程を行う（Ｓ６０）。
続いて、プラグ４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（Ｓ７１）。具体的には、まずリード端子３１の外表面及びステム３０の外周面に下地膜３５ａを形成する。例えば、Ｃｕメッキ或いはＮｉメッキを略２μｍμｍ〜５μｍの膜厚で被膜させる。続いて、下地膜３５ａ上に仕上膜３５ｂを形成する。例えば高融点めっきを、約８μｍ〜１５μｍの膜厚で被膜させる。
このように、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３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。
【００５３】
そして、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（Ｓ７４）。具体的には、図１７に示すように、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、第２金層３３ｂ上に濡れ広がる。これにより、インナーリード３１ａと第２積層体３３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。
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。
【００５４】
次に、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った後（Ｓ７５）、圧電振動片２の周波数調整（微調）を行う（Ｓ７６）。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。
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。
【００５５】
最後に、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３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工程を行う（Ｓ７７）。具体的には、真空中で所定の荷重を加えながらケース３をプラグ４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３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。
なお、この工程を行う前に、圧電振動片２、ケース３及びプラグ４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。
【００５６】
そして、ケース３の固定が終了した後、スクリーニングを行う（Ｓ７８）。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３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。
スクリーニング終了後、内部の電気特性検査を行う（Ｓ７９）。即ち、圧電振動片２の共振周波数、共振抵抗値、ドライブレベル特性（共振周波数及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。
【００５７】
ところで、上述したように、本実施形態ではマウント電極１５，１６における第１クロム層１８ａ、第１金層１８ｂからなる第１積層体１８上に、再度、第２クロム層３３ａ、第２金層３３ｂからなる第２積層体３３を積層している。第１クロム層１８ａは、硬度が高いため、圧電振動片２自体を保護するとともに、圧電板１１と各層との密着性を向上させることができる。また、第２金層３３ｂは、軟らかい上に電気抵抗値が低いため、圧電振動片２を接合する際の接合性や導電性を高めることができる。
これに対して、例えば第１クロム層１８ａ上に、第２クロム層３３ａ、第２金層３３ｂのみを形成したり（すなわち、クロム、クロム、金：第１参考例）、第１クロム層１８ａ及び第１金層１８ｂを形成した後、第１金層１８ｂ上に第２金層３３ｂのみを形成したり（すなわち、クロム、金、金または銅：第２参考例）すること等も考えられる。
【００５８】
しかしながら、第１クロム層１８ａは酸化し易いので、第１クロム層１８ａが露出した状態で各工程を経ることで、表面が徐々に酸化してしまう。そのため、第１参考例を採用した場合には、第１クロム層１８ａの上層に積層される第２クロム層３３ａとの密着性が悪いという問題がある。
また、第２参考例を採用した場合にも、クロムが析出した第１金層１８ｂと第２金層３３ｂとの密着性が悪く、強度不足になって第２積層体３３が剥離したりする虞がある。
【００５９】
これに対して、本実施形態では、圧電振動片２とプラグ４とを接合する接合工程との前に、第１積層体１８上に第２積層体３３を形成する第２積層体形成工程を有する構成とした。
この構成によれば、圧電振動片２をマウント電極１５，１６にマウントする前に、インナーリード３１ａとの接合を行う第２積層体３３を第１積層体１８上に形成することで、第２積層体３３は形成後に高温に曝されることがない。そのため、インナーリード３１ａが接続される第２クロム層３３ａを、クロムの析出がない良好な層に維持することができる。これにより、マウント工程において、高融点ハンダを用いた場合であっても、第２金層３３ｂ上におけるハンダの濡れ性を向上させることができる。すなわち、第２金層３３ｂ上にハンダが良好に濡れ広がるので、インナーリード３１ａと第２積層体３３とを確実に接合させることができる。
したがって、プラグ４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。
【００６０】
また、第２積層体形成工程において、第２積層体３３をインナーリード３１ａとの実装領域Ｄのみに形成することで、第２積層体３３を形成することによる圧電振動片２の振動特性への影響（膜応力や重量の変化）を考慮することがないので、圧電振動片２の振動特性を維持することができる。
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、第１金層１８ｂを除去した後に第１クロム層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の短絡をより確実に防ぐことができる。
特に、絶縁膜３４形成時や上層金属層形成時には圧電振動片２が加熱されるが、本発明の構成によれば、絶縁膜３４形成後に第２積層体３３を形成することで、第２積層体３３をクロムの析出がない良好な層に維持することができる。
【００６１】
また、インナーリード３１ａの外表面に、高融点ハンダめっきにより仕上膜３５ｂが被覆されているため、第２積層体３３とインナーリード３１ａとの接合時には、仕上膜３５ｂが溶解し、第２金層３３ｂ上に濡れ広がり、インナーリード３１ａと第２積層体３３とを接合することができる。すなわち、第２積層体３３とインナーリード３１ａとの接合を行うためにバンプ等を形成する必要がないため、製造コストの低下及び製造効率の向上を図ることができる。
【００６２】
（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１８を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図１８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。
【００６３】
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。
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。
【００６４】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、小型化及び高品質化された信頼性の高い圧電振動子１を備えているので、発振器１００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た高精度な周波数信号を得ることができる。
【００６５】
（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１９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。
【００６６】
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１９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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
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。
【００７０】
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。
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
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。
【００７３】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、小型化及び高品質化され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た高精度な時計情報を表示することができる。
【００７４】
（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２０を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図２０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。
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。
【００７５】
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。
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。
【００７６】
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。
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。
【００７７】
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。
【００７８】
上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、小型化及び高品質化され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。
【００７９】
（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２１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。
図２１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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
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。
【００８６】
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、第２金層３３ｂはクロム析出のない良好な層に維持されているので、マウント工程において、第２金層３３ｂ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、第２金層３３ｂ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と第２積層体３３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。
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。
【００８７】
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。
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、この圧電振動子１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。
【００８８】
さらに、上述した実施形態では、単層領域Ｒの全面に亘って絶縁膜３４を形成した場合について説明したが、これに限らず、単層領域Ｒの第１金層１８ｂ上のみに絶縁膜３４を形成してもよい。
【００８９】
また、上述した実施形態では、フォトレジスト膜４３をマスクとして成膜することで、第２積層体３３を形成したが、第２クロム層３３ａ及び第２金層３３ｂを成膜した後、第２積層体３３の形成領域をマスキングしてエッチングを行うことで、それ以外の領域の第２クロム層３３ａ及び第２金層３３ｂを除去することができる。
【００９０】
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仕上膜３５ｂを溶解することで、インナーリード３１ａと第２金層３３ｂ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と第２金層３３ｂとの間に両者を接合するためのバンプを介在させてもよい。この場合においても、バンプ溶解時のハンダ流れが良好になり、インナーリード３１ａと第２金層３３ｂとを確実に接合することができる。
さらに、上述した実施形態では振動腕部８，９に一定長さＬの溝部１７を形成した場合について説明したが、溝部１７を形成しなくてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１…圧電振動子 ２…圧電振動片 ４…プラグ ８，９…振動腕部（振動領域） １１…圧電板 １２…第１の励振電極 １３…第２の励振電極 １４…励振電極 １８…第１積層体 １８ａ…第１クロム層 １８ｂ…第１金層 ３１ａ…インナーリード ３３…第２積層体 ３３ａ…第２クロム ３３ｂ…第２金層 ３４…絶縁膜 ３５ｂ…仕上膜（接合材料） Ｂ…バンプ（接合材料）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装領域の表面に、第１クロム層及び第１金層を順に積層した第１積層体を有する圧電振動片であって、
前記第１積層体の表面に、第２クロム層及び第２金層を順に積層した第２積層体を有することを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
前記第１クロム層が振動領域に延設されて励振電極が形成され、
前記励振電極の表面に、絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の圧電振動片。
【請求項３】
前記振動領域の先端側には、周波数調整用の重り金属膜が形成され、前記重り金属膜の一部の前記第１金層仕上に、さらに上層金属層を有していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧電振動片。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の圧電振動片を備えた圧電振動子であって、
前記圧電振動片の前記第２積層体が高融点ハンダまたは金からなる接合材料によりパッケージに実装されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項５】
前記パッケージは、外表面に高融点ハンダめっきが施されたインナーリードを備え、
前記圧電振動片の前記第２積層体は、前記インナーリードに実装されていることを特徴とする請求項４記載の圧電振動子。
【請求項６】
実装領域の表面に、第１クロム層及び第１金層を順に積層した第１積層体を有する圧電振動片を備え、
前記圧電振動片を高融点ハンダまたは金からなる接合材料によりパッケージに実装する工程を有する圧電振動子の製造方法であって、
前記圧電振動片をパッケージに実装する工程の前に、前記第１積層体の表面に、第２クロム層及び第２金層を順に積層した第２積層体を形成する工程を有し、
前記圧電振動片をパッケージに実装する工程では、前記第２積層体を前記接合材料により前記パッケージに実装することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項７】
前記第２積層体を形成する工程では、前記パッケージとの実装領域のみに前記第２積層体を形成することを特徴とする請求項６記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項８】
請求項４または請求項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９】
請求項４または請求項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１０】
請求項４または請求項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】
実装領域の表面に、第１クロム層及び第１金層を順に積層した第１積層体を有する圧電振動片であって、
前記第１積層体の表面に、第２クロム層及び第２金層を順に積層した第２積層体を有することを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
前記第１クロム層が振動領域に延設されて励振電極が形成され、
前記励振電極の表面に、絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の圧電振動片。
【請求項３】
前記振動領域の先端側には、周波数調整用の重り金属膜が形成され、前記重り金属膜の一部の前記第１金層仕上に、さらに上層金属層を有していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧電振動片。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の圧電振動片を備えた圧電振動子であって、
前記圧電振動片の前記第２積層体が高融点ハンダまたは金からなる接合材料によりパッケージに実装されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項５】
前記パッケージは、外表面に高融点ハンダめっきが施されたインナーリードを備え、
前記圧電振動片の前記第２積層体は、前記インナーリードに実装されていることを特徴とする請求項４記載の圧電振動子。
【請求項６】
実装領域の表面に、第１クロム層及び第１金層を順に積層した第１積層体を有する圧電振動片を備え、
前記圧電振動片を高融点ハンダまたは金からなる接合材料によりパッケージに実装する工程を有する圧電振動子の製造方法であって、
前記圧電振動片をパッケージに実装する工程の前に、前記第１積層体の表面に、第２クロム層及び第２金層を順に積層した第２積層体を形成する工程を有し、
前記圧電振動片をパッケージに実装する工程では、前記第２積層体を前記接合材料により前記パッケージに実装することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項７】
前記第２積層体を形成する工程では、前記パッケージとの実装領域のみに前記第２積層体を形成することを特徴とする請求項６記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項８】
請求項４または請求項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９】
請求項４または請求項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１０】
請求項４または請求項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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−１８７３０６（Ｐ２０１０−１８７３０６Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３１３５４（Ｐ２００９−３１３５４）
【出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【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２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【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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