圧電振動片、圧電振動子、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計
【課題】バンプとの間で安定した接合強度を確保することができる圧電振動片、圧電振動子、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計を提供する。
【解決手段】振動部と、該振動部に隣接する基部１２と、前記振動部に形成された励振電極と、前記基部に形成されたマウント電極１６，１７と、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を備えた圧電振動片４において、前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜７２が成膜されており、該接合膜が、金からなるバンプＢと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されている。
【解決手段】振動部と、該振動部に隣接する基部１２と、前記振動部に形成された励振電極と、前記基部に形成されたマウント電極１６，１７と、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を備えた圧電振動片４において、前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜７２が成膜されており、該接合膜が、金からなるバンプＢと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されている。
【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、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から一対の基板を接合し、その基板間に形成されたキャビティ内に圧電振動片を封止した圧電振動子が知られている。圧電振動子は、例えば携帯電話や携帯情報端末の時刻源や制御信号などのタイミング源、リファレンス信号源などに用いられている。圧電振動子の形態としては、様々なものが知られているが、その一つとして、表面実装型の圧電振動子が知られている。
【０００３】
表面実装型の圧電振動子としては、ベース基板とリッド基板とが直接接合され、両基板の間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が収納された２層構造タイプのものがある。この２層構造タイプの圧電振動子は、薄型化を図ることができるなどの点において優れており、好適に使用されている。このような２層構造タイプの圧電振動子では、ベース基板を貫通するように形成された導電部材（貫通電極）を利用して、圧電振動片のマウント電極とベース基板に形成された外部電極とを導通させた圧電振動子が知られている。
【０００４】
具体的には、ベース基板における外側において貫通電極と外部電極とが導通されており、ベース基板におけるキャビティ側において貫通電極と引き回し電極とが導通されている。この引き回し電極は、ベース基板の表面に形成されている。そして、引き回し電極とマウント電極との間に金属材料からなるバンプが設けられ、引き回し電極とバンプとの間、およびバンプとマウント電極との間は、それぞれ超音波接合にて接合されている。
【０００５】
ここで、バンプとして金を用いるとともに、引き回し電極およびマウント電極の表面におけるバンプとの接合面に金を成膜したものを用いて、それぞれを超音波接合する技術が開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２６６１３５号公報
【特許文献２】特開２００１−１０２８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した従来の超音波接合を行った圧電振動子においては、バンプと圧電振動片（マウント電極）との間の接合強度にバラツキが生じやすく、安定した接合強度を維持することが困難であった。
そのため、バンプと圧電振動片との間の接合強度を確保するために、１つの接合箇所に複数のバンプを形成して超音波接合する方法を採用することも考えられるが、生産効率が低下するという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、バンプとの間で安定した接合強度を確保することができる圧電振動片、圧電振動子、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の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、振動部と、該振動部に隣接する基部と、前記振動部に形成された励振電極と、前記基部に形成されたマウント電極と、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を備えた圧電振動片において、前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜が成膜されており、該接合膜が、金からなるバンプと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る圧電振動片によれば、バンプとマウント電極とを超音波接合すると、マウント電極の表面に形成された金からなる接合膜の厚さ方向の略全体に亘って相互拡散させることができるため、バンプとマウント電極との接合箇所において接合膜に相互拡散されない領域が生じるのを防止することができる。したがって、バンプと圧電振動片との間の接合強度を安定して確保することができる。また、このように接合膜を薄膜形成するだけで、接合強度を確保するために１つの接合箇所に複数のバンプを形成して超音波接合する必要がなくなるため、生産効率を向上することができる。
【００１１】
また、本発明に係る圧電振動子は、ベース基板と、該ベース基板に対向させた状態で前記ベース基板に接合されるリッド基板と、前記ベース基板と前記リッド基板との間に形成されたキャビティ内に収納される圧電振動片と、を備え、該圧電振動片は、振動部と、該振動部に隣接する基部と、前記振動部に形成された励振電極と、前記基部に形成されたマウント電極と、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を有し、前記ベース基板に形成された貫通孔に貫通電極が設けられるとともに、前記圧電振動片と前記貫通電極とを電気的に接続するために前記ベース基板に引き回し電極が形成された圧電振動子において、前記引き回し電極の所定の位置に、該引き回し電極と前記圧電振動片に形成された前記マウント電極とを電気的に接続するために金からなるバンプが形成されるとともに、前記圧電振動片における前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜が成膜されており、該接合膜が、前記バンプと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る圧電振動子によれば、バンプとマウント電極とを超音波接合すると、マウント電極の表面に形成された金からなる接合膜の厚さ方向の略全体に亘って相互拡散させることができるため、バンプとマウント電極との接合箇所において接合膜に相互拡散されない領域が生じるのを防止することができる。したがって、バンプと圧電振動片との間の接合強度を安定して確保することができる。また、このように接合膜を薄膜形成するだけで、接合強度を確保するために１つの接合箇所に複数のバンプを形成して超音波接合する必要がなくなるため、生産効率を向上することができる。
【００１３】
また、本発明に係る圧電振動子の製造方法は、ベース基板と、該ベース基板に対向させた状態で前記ベース基板に接合されるリッド基板と、前記ベース基板と前記リッド基板との間に形成されたキャビティ内に収納される圧電振動片と、を備え、該圧電振動片は、振動部と、該振動部に隣接する基部と、前記振動部に形成された励振電極と、前記基部に形成されたマウント電極と、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を有し、前記ベース基板に形成された貫通孔に貫通電極が設けられるとともに、前記圧電振動片と前記貫通電極とを電気的に接続するために前記ベース基板に引き回し電極が形成され、該引き回し電極の所定の位置に、該引き回し電極と前記圧電振動片に形成された前記マウント電極とを電気的に接続するために金からなるバンプが形成された圧電振動子の製造方法において、前記ベース基板に前記引き回し電極を形成する工程と、前記引き回し電極の所定位置に、前記バンプを形成する工程と、前記バンプに前記圧電振動片のマウント電極を超音波接合する工程と、を備え、前記圧電振動片における前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜が成膜されており、該接合膜が、前記バンプと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されていることを特徴としている。
【００１４】
本発明に係る圧電振動子の製造方法によれば、バンプとマウント電極とを超音波接合すると、マウント電極の表面に形成された金からなる接合膜の厚さ方向の略全体に亘って相互拡散させることができるため、バンプとマウント電極との接合箇所において接合膜に相互拡散されない領域が生じるのを防止することができる。したがって、バンプと圧電振動片との間の接合強度を安定して確保することができる。また、このように接合膜を薄膜形成するだけで、接合強度を確保するために１つの接合箇所に複数のバンプを形成して超音波接合する必要がなくなるため、生産効率を向上することができる。
【００１５】
また、本発明に係る発振器は、上述した圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴としている。
さらに、本発明に係る電子機器は、上述した圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴としている。
そして、本発明に係る電波時計は、上述した圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明に係る発振器、電子機器および電波時計においては、圧電振動片とバンプとの間で安定した接合強度を確保することができる圧電振動子を用いているため、歩留まりが向上するとともに、品質が安定した発振器、電子機器および電波時計を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る圧電振動子によれば、バンプとマウント電極とを超音波接合すると、マウント電極の表面に形成された金からなる接合膜の厚さ方向の略全体に亘って相互拡散させることができるため、バンプとマウント電極との接合箇所において接合膜に相互拡散されない領域が生じるのを防止することができる。したがって、バンプと圧電振動片との間の接合強度を安定して確保することができる。また、このように接合膜を薄膜形成するだけで、接合強度を確保するために１つの接合箇所に複数のバンプを形成して超音波接合する必要がなくなるため、生産効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る圧電振動子の一実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示す圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ線に沿った圧電振動子の断面図である。
【図４】図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】図１に示す圧電振動子を構成する圧電振動片の上面図である。
【図６】図５に示す圧電振動片の下面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】図３のＤ部拡大図である。
【図９】図１に示す圧電振動子を製造する際の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、リッド基板の元となるリッド基板用ウエハに複数の凹部を形成した状態を示す図である。
【図１１】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ベース基板の元となるベース基板用ウエハに一対のスルーホールを形成した状態を示す図である。
【図１２】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ベース基板用ウエハに形成された凹部をスルーホールにするために研磨する状態を示す図である。
【図１３】図１１に示す状態をベース基板用ウエハの断面から見た図である。
【図１４】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際に利用する鋲体の斜視図である。
【図１５】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、スルーホール内に鋲体を配置するとともに、ガラスフリットを充填した状態を示す図である。
【図１６】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、余分なガラスフリットを除去する状態を示す図である。
【図１７】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、余分なガラスフリットを除去した状態を示す図である。
【図１８】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図１７に示す状態の後、ガラスフリットを焼成した状態を示す図である。
【図１９】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図１８に示す状態の後、鋲体の土台部およびベース基板用ウエハを研磨した状態を示す図である。
【図２０】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図１９に示す状態の後、ベース基板用ウエハの上面に接合膜及び引き回し電極をパターニングした状態を示す図である。
【図２１】図２０に示す状態のベース基板用ウエハの全体図である。
【図２２】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、圧電振動片をキャビティ内に収容した状態でベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとが陽極接合されたウエハ体の分解斜視図である。
【図２３】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２４】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２５】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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態を、図１〜図２５を参照して説明する。なお、本実施形態では、音叉型の圧電振動片を用いた圧電振動子の場合について説明する。
図１〜図４に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、ベース基板２とリッド基板３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内に圧電振動片４が収納された表面実装型の圧電振動子である。なお、図４においては、図面を見易くするために後述する励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７及び重り金属膜２１の図示を省略している。
【００２０】
図５〜図７に示すように、圧電振動片４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４は、平行に配置された一対の振動腕部１０、１１と、該一対の振動腕部１０、１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、一対の振動腕部１０、１１の外表面上に形成されて一対の振動腕部１０、１１を振動させる第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とからなる励振電極１５と、第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４に電気的に接続されたマウント電極１６，１７とを有している。
また、本実施形態の圧電振動片４は、一対の振動腕部１０、１１の両主面上に、該振動腕部１０、１１の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部１８を備えている。この溝部１８は、振動腕部１０、１１の基端側から略中間付近まで形成されている。
【００２１】
第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とからなる励振電極１５は、一対の振動腕部１０、１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極であり、一対の振動腕部１０、１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。具体的には、第１の励振電極１３が、一方の振動腕部１０の溝部１８上と他方の振動腕部１１の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極１４が、一方の振動腕部１０の両側面上と他方の振動腕部１１の溝部１８上とに主に形成されている。
【００２２】
また、第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４は、基部１２の両主面上において、それぞれ引き出し電極１９，２０を介してマウント電極１６，１７に電気的に接続されている。そして圧電振動片４は、このマウント電極１６，１７を介して電圧が印加されるようになっている。
なお、上述した励振電極１５、マウント電極１６，１７及び引き出し電極１９，２０は、例えば、導電性材料であるクロム（Ｃｒ）の被膜により形成されたものである。また、図８に示すように、マウント電極１６，１７におけるバンプＢとの接合面には、クロムからなる被膜（下地膜７１）上に更に金（Ａｕ）からなる接合膜７２が成膜されている。例えば、下地膜７１の膜厚は、約５００〜６００Åの厚さで形成されており、接合膜７２の膜厚は、約５００〜６００Åの厚さで形成されている。つまり、接合膜７２は薄膜状に形成されている。なお、上記各電極の被膜としては、他に、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）またはチタン（Ｔｉ）などを用いてもよい。
【００２３】
また、一対の振動腕部１０、１１の先端には、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜２１が被膜されている。なお、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１０、１１の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。
【００２４】
このように構成された圧電振動片４は、図３、図４に示すように、金等のバンプＢを利用して、ベース基板２の上面にバンプ接合されている。より具体的には、ベース基板２の上面にパターニングされた引き回し電極３６，３７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１６，１７がそれぞれ接触した状態で、超音波接合などの方法を用いて、バンプ接合されている。これにより、圧電振動片４は、ベース基板２の上面から浮いた状態で支持されると共に、マウント電極１６，１７と引き回し電極３６，３７とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。
【００２５】
上記リッド基板３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、図１、図３及び図４に示すように、板状に形成されている。そして、ベース基板２が接合される接合面側には、圧電振動片４が収まる矩形状の凹部３ａが形成されている。この凹部３ａは、両基板２、３が重ね合わされたときに、圧電振動片４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３は、この凹部３ａをベース基板２側に対向させた状態で該ベース基板２に対して陽極接合されている。
【００２６】
上記ベース基板２は、リッド基板３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、図１〜図４に示すように、リッド基板３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２には、該ベース基板２を貫通する一対のスルーホール（貫通孔）３０，３１が形成されている。この際、一対のスルーホール３０，３１は、キャビティＣ内に収まるように形成されている。より詳しく説明すると、本実施形態のスルーホール３０，３１は、マウントされた圧電振動片４の基部１２側に対応した位置に一方のスルーホール３０が形成され、振動腕部１０、１１の先端側に対応した位置に他方のスルーホール３１が形成されている。また、本実施形態のスルーホール３０，３１は、ベース基板２の上面から下面に向かって漸次径が拡径したテーパ状に形成されている。
【００２７】
そして、これら一対のスルーホール３０，３１には、該スルーホール３０，３１を埋めるように形成された一対の貫通電極３２，３３が形成されている。これら貫通電極３２，３３は、図３に示すように、焼成によってスルーホール３０，３１に対して一体的に固定された筒体６及び芯材部７によって形成されたものであり、スルーホール３０，３１を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持しているとともに、後述する外部電極３８，３９と引き回し電極３６，３７とを導通させる役割を担っている。
【００２８】
なお、筒体６は、ペースト状のガラスフリットが焼成されたものである。筒体６は、両端が平坦で且つベース基板２と略同じ厚みの円筒状に形成されている。また、筒体６の中心には、芯材部７が筒体６を貫通するように配されている。さらに、この筒体６は、図３に示すように、スルーホール３０，３１内に埋め込まれた状態で焼成されており、該スルーホール３０，３１に対して強固に固着されている。
【００２９】
上記芯材部７は、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、筒体６と同様に両端が平坦で且つベース基板２の厚みと略同じ厚さとなるように形成されている。なお、図３に示すように、貫通電極３２，３３が完成品として形成された場合には、上述したように芯材部７は、ベース基板２の厚みと略同じ厚さとなるように形成されているが、製造過程では、芯材部７の長さは、製造過程の当初のベース基板２の厚さよりも若干短い長さのものを採用している。そして、この芯材部７は、筒体６の焼成によって該筒体６に対して強固に固着されている。なお、貫通電極３２，３３は、導電性の芯材部７を通して電気導通性が確保されている。
【００３０】
ベース基板２の上面側（リッド基板３が接合される接合面側）には、図１〜図４に示すように、導電性材料により、陽極接合用の接合膜３５と、一対の引き回し電極３６，３７とがパターニングされている。このうち接合膜３５は、リッド基板３に形成された凹部３ａの周囲を囲むようにベース基板２の周縁に沿って形成されている。なお、図８に示すように、本実施形態では、引き回し電極３６，３７は、例えば導電性材料であるクロム（Ｃｒ）の被膜（下地膜７３）上に更に金（Ａｕ）からなる接合膜７４が成膜されている。例えば、下地膜７３の膜厚は、約５００〜６００Åの厚さで形成されており、接合膜７４の膜厚は、約１０００〜１５００Åの厚さで形成されている。
【００３１】
また、一対の引き回し電極３６，３７は、一対の貫通電極３２，３３のうち、一方の貫通電極３２と圧電振動片４の一方のマウント電極１６とを電気的に接続するとともに、他方の貫通電極３３と圧電振動片４の他方のマウント電極１７とを電気的に接続するようにパターニングされている。
より詳しく説明すると、一方の引き回し電極３６は、圧電振動片４の基部１２の真下に位置するように一方の貫通電極３２の真上に形成されている。また、他方の引き回し電極３７は、一方の引き回し電極３６の近傍の位置から、振動腕部１０、１１に沿って該振動腕部１０、１１の先端側に引き回しされた後、他方の貫通電極３３の真上に位置するように形成されている。
そして、これら一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれバンプＢが形成されており、該バンプＢを利用して圧電振動片４がマウントされている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極１６が、一方の引き回し電極３６を介して一方の貫通電極３２に導通し、他方のマウント電極１７が、他方の引き回し電極３７を介して他方の貫通電極３３に導通するようになっている。
【００３２】
また、ベース基板２の下面には、図１、図３及び図４に示すように、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ電気的に接続される外部電極３８，３９が形成されている。つまり、一方の外部電極３８は、一方の貫通電極３２及び一方の引き回し電極３６を介して圧電振動片４の第１の励振電極１３に電気的に接続されている。また、他方の外部電極３９は、他方の貫通電極３３及び他方の引き回し電極３７を介して、圧電振動片４の第２の励振電極１４に電気的に接続されている。
【００３３】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極３８，３９に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４からなる励振電極１５に電流を流すことができ、一対の振動腕部１０、１１を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０、１１の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源などとして利用することができる。
【００３４】
次に、上述した圧電振動子１を、図９に示すフローチャートを参照しながら、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とを利用して一度に複数製造する製造方法について以下に説明する。
【００３５】
初めに、圧電振動片作製工程を行って図５〜図７に示す圧電振動片４を作製する（Ｓ１０）。具体的には、まず水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハとする。続いて、このウエハをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、その後ポリッシュなどの鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハとする。続いて、ウエハに洗浄などの適切な処理を施した後、該ウエハをフォトリソグラフィ技術によって圧電振動片４の外形形状でパターニングするとともに、金属膜の成膜及びパターニングを行って、励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７、重り金属膜２１を形成する。これにより、複数の圧電振動片４を作製することができる。なお、本実施形態では、少なくともマウント電極１６，１７に、下地膜７１としてクロムを約５００〜６００Åの厚さで成膜するとともに、接合膜７２として金を約５００〜６００Åの厚さで成膜する。
【００３６】
また、圧電振動片４を作製した後、共振周波数の粗調を行っておく。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、マウント後に行う。これについては、後に説明する。
【００３７】
次に、後にリッド基板３となるリッド基板用ウエハ５０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第１のウエハ作製工程を行う（Ｓ２０）。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去した円板状のリッド基板用ウエハ５０を形成する（Ｓ２１）。次いで、図１０に示すように、リッド基板用ウエハ５０の接合面に、エッチングなどにより行列方向にキャビティＣ用の凹部３ａを複数形成する凹部形成工程を行う（Ｓ２２）。この時点で、第１のウエハ作製工程が終了する。
【００３８】
次に、上記工程と同時或いは前後のタイミングで、後にベース基板２となるベース基板用ウエハ４０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第２のウエハ作製工程を行う（Ｓ３０）。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のベース基板用ウエハ４０を形成する（Ｓ３１）。次いで、ベース基板用ウエハ４０に一対の貫通電極３２，３３を複数形成する貫通電極形成工程を行う（Ｓ３０Ａ）。ここで、この貫通電極形成工程について、詳細に説明する。
【００３９】
まず、図１１に示すように、ベース基板用ウエハ４０に一対のスルーホール３０，３１に対応した凹部３０ａ，３１ａを形成する凹部形成工程（Ｓ３２）を行う。なお、図１１に示す点線Ｍは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。
【００４０】
続いて、ベース基板用ウエハ４０を貫通する一対のスルーホール３０，３１を複数形成する貫通孔形成工程（Ｓ３３）を行う。ベース基板用ウエハ４０にスルーホール３０，３１を形成するには、図１２に示すように、ベース基板用ウエハ４０を両面から研磨する。そして、図１３に示すように、ベース基板用ウエハ４０の上面から下面に向かって漸次径が拡径するテーパ状にスルーホール３０，３１を複数形成する。なお、一方のスルーホール３０が圧電振動片４の基部１２側に位置し、他方のスルーホール３１が振動腕部１０、１１の先端側に位置するように形成する。
【００４１】
続いて、これら複数のスルーホール３０，３１内に、鋲体９の芯材部７を配置するとともに、ガラス材料からなるペースト状のガラスフリット６ａをスルーホール３０，３１内に充填する貫通電極配置工程を行う（Ｓ３４）。この際、鋲体９として、図１４に示すように、平板状の土台部８と、該土台部８上から該土台部８の表面に略直交する方向に沿ってベース基板用ウエハ４０の厚さよりも若干短い（例えば、約０．０２ｍｍ程度短い）長さで形成されるとともに、先端が平坦に形成された芯材部７と、を有する導電性の鋲体９を用いる。そして、図１５に示すように、この鋲体９の土台部８がベース基板用ウエハ４０に接触するまで、芯材部７を挿入する。ここで、芯材部７の軸方向とスルーホール３０，３１の軸方向とを略一致するように鋲体９を配置する必要がある。本実施形態では、土台部８上に芯材部７が形成された鋲体９を利用するため、土台部８をベース基板用ウエハ４０に接触させるまで押し込むだけの簡単な作業で、芯材部７の軸方向とスルーホール３０，３１の軸方向とを略一致させることができる。したがって、貫通電極配置工程時における作業性を向上することができる。
【００４２】
しかも、土台部８をベース基板用ウエハ４０の表面に接触させることで、ペースト状のガラスフリット６ａを確実にスルーホール３０，３１内に充填させることができる。
さらに、土台部８は、平板状に形成されているため、貫通電極配置工程後、後に行う焼成工程までの間に、ベース基板用ウエハ４０を机上などの平面上に載置したとしても、がたつきなどがなく、安定する。この点においても、作業性の向上を図ることができる。
【００４３】
また、ガラスフリット６ａをスルーホール３０，３１内に充填する際には、スルーホール３０，３１内に確実にガラスフリット６ａが充填されるように多めに塗布する。したがって、ベース基板用ウエハ４０の表面にもガラスフリット６ａが塗布されている。この状態でガラスフリット６ａを焼成すると、後の研磨工程に要する時間が多くなるため、焼成前に余分なガラスフリット６ａを除去するガラスフリット除去工程を行う（Ｓ３５）。図１６に示すように、このガラスフリット除去工程では、例えば樹脂製のスキージ４７を用い、スキージ４７の先端４７ａをベース基板用ウエハ４０の表面に当接して、該表面に沿って移動させることによりガラスフリット６ａを除去する。このようにすることで、図１７に示すように、簡易な作業で確実に余分なガラスフリット６ａを除去することができる。そして、本実施形態では鋲体９の芯材部７の長さをベース基板用ウエハ４０の厚さよりも若干短くしたため、スキージ４７がスルーホール３０，３１の上部を通過する際に、スキージ４７の先端４７ａと芯材部７の先端とが接触することがなくなり、芯材部７が傾いてしまうことを抑制することができる。
【００４４】
続いて、埋め込んだ充填材を所定の温度で焼成する焼成工程を行う（Ｓ３６）。これにより、スルーホール３０，３１と、該スルーホール３０，３１内に埋め込まれたガラスフリット６ａと、ガラスフリット６ａ内に配置された芯材部７と、が互いに固着し合う。この焼成を行う際に、土台部８ごと焼成するため、芯材部７の軸方向とスルーホール３０，３１の軸方向とを略一致させた状態にしたまま、両者を一体的に固定することができる。ガラスフリット６ａが焼成されると筒体６として固化する。
【００４５】
続いて、図１８に示すように、焼成後に鋲体９の土台部８を研磨して除去する研磨工程を行う（Ｓ３７）。これにより、筒体６及び芯材部７を位置決めさせる役割を果たしていた土台部８を除去することができ、芯材部７のみを筒体６の内部に取り残すことができる。
【００４６】
また、同時にベース基板用ウエハ４０の裏面（鋲体９の土台部８が配されていない側の面）を研磨して平坦面になるようにする。そして、芯材部７の先端が露出するまで研磨する。その結果、図１９に示すように、筒体６と芯材部７とが一体的に固定された一対の貫通電極３２，３３を複数得ることができる。
【００４７】
上述したように、ベース基板用ウエハ４０の表面と、筒体６および芯材部７の両端とは、略面一な状態となる。つまり、ベース基板用ウエハ４０の表面と貫通電極３２，３３の表面とを、略面一な状態とすることができる。なお、研磨工程を行った時点で、貫通電極形成工程（Ｓ３０Ａ）が終了する。
【００４８】
次に、ベース基板用ウエハ４０の上面に導電性材料をパターニングして、図２０、図２１に示すように、接合膜３５を形成する接合膜形成工程を行う（Ｓ３８）とともに、各一対の貫通電極３２，３３にそれぞれ電気的に接続された引き回し電極３６，３７を複数形成する引き回し電極形成工程を行う（Ｓ３９）。本実施形態では、少なくとも引き回し電極３６，３７に、下地膜７３としてクロムを約５００〜６００Åの厚さで成膜するとともに、接合膜７４として金を約１０００〜１５００Åの厚さで成膜する。なお、図２０、図２１に示す点線Ｍは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。
【００４９】
特に、貫通電極３２，３３は、上述したようにベース基板用ウエハ４０の上面に対して略面一な状態となっている。そのため、ベース基板用ウエハ４０の上面にパターニングされた引き回し電極３６，３７は、間に隙間などを発生させることなく貫通電極３２，３３に対して密着した状態で接する。これにより、一方の引き回し電極３６と一方の貫通電極３２との導通性、並びに、他方の引き回し電極３７と他方の貫通電極３３との導通性を確実なものにすることができる。この時点で第２のウエハ作製工程が終了する。
【００５０】
ところで、図９では、接合膜形成工程（Ｓ３８）の後に、引き回し電極形成工程（Ｓ３９）を行う工程順序としているが、これとは逆に、引き回し電極形成工程（Ｓ３９）の後に、接合膜形成工程（Ｓ３８）を行っても構わないし、両工程を同時に行っても構わない。いずれの工程順序であっても、同一の作用効果を奏することができる。よって、必要に応じて適宜、工程順序を変更して構わない。
【００５１】
次に、作製した複数の圧電振動片４を、それぞれ引き回し電極３６，３７を介してベース基板用ウエハ４０の上面に接合するマウント工程を行う（Ｓ４０）。まず、一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれ金からなるバンプＢをワイヤボンディングなどにより形成し、その後、超音波接合により引き回し電極３６，３７とバンプＢとを接合する。このとき、引き回し電極３６，３７とバンプＢとの金同士が相互拡散することにより、接合強度が確保される。
【００５２】
続いて、圧電振動片４の基部１２（マウント電極１６，１７）をバンプＢ上に載置した後、バンプＢを所定温度に加熱しながら圧電振動片４をバンプＢに押し付けるとともに、超音波をかけて接合する。これにより、圧電振動片４は、バンプＢに機械的に支持されるとともに、マウント電極１６，１７と引き回し電極３６，３７とが電気的に接続された状態となる。よって、この時点で圧電振動片４の一対の励振電極１５は、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ導通した状態となる。特に、圧電振動片４は、バンプ接合されるため、ベース基板用ウエハ４０の上面から浮いた状態で支持される。
【００５３】
ここで、本実施形態では、マウント電極１６，１７に成膜された金からなる接合膜７２の膜厚が薄いため、バンプＢと超音波接合する際に接合膜７２の厚さ方向の略全体に亘ってマウント電極１６，１７とバンプＢとの金同士が相互拡散されることになり、マウント電極１６，１７とバンプＢとの間が安定した接合強度により接合されることとなる。また、引き回し電極３６，３７とバンプＢとの金同士が再度相互拡散することにより、接合強度がさらに高められる。
【００５４】
圧電振動片４のマウントが終了した後、ベース基板用ウエハ４０に対してリッド基板用ウエハ５０を重ね合わせる重ね合わせ工程を行う（Ｓ５０）。具体的には、図示しない基準マークなどを指標としながら、両ウエハ４０、５０を正しい位置にアライメントする。これにより、マウントされた圧電振動片４が、リッド基板用ウエハ５０に形成された凹部３ａ内、つまり両ウエハ４０，５０とで囲まれるキャビティＣ内に収容された状態となる。
【００５５】
重ね合わせ工程後、重ね合わせた２枚のウエハ４０，５０を図示しない陽極接合装置に入れ、所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極接合する接合工程を行う（Ｓ６０）。具体的には、接合膜３５とリッド基板用ウエハ５０との間に所定の電圧を印加する。すると、接合膜３５とリッド基板用ウエハ５０との界面に電気化学的な反応が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して陽極接合される。これにより、圧電振動片４をキャビティＣ内に封止することができ、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とが接合した図２５に示すウエハ体６０を得ることができる。なお、図２２においては、図面を見易くするために、ウエハ体６０を分解した状態を図示している。なお、図２２に示す点線Ｍは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。
【００５６】
ところで、陽極接合を行う際、ベース基板用ウエハ４０に形成されたスルーホール３０，３１は、貫通電極３２，３３によって完全に塞がれているため、キャビティＣ内の気密がスルーホール３０，３１を通じて損なわれることがない。特に、焼成によって筒体６と芯材部７とが一定的に固定されているとともに、これらがスルーホール３０，３１に対して強固に固着されているため、キャビティＣ内の気密を確実に維持することができる。
【００５７】
そして、上述した陽極接合が終了した後、ベース基板用ウエハ４０の下面に導電性材料をパターニングして、一対の貫通電極３２，３３にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極３８，３９を複数形成する外部電極形成工程を行う（Ｓ７０）。この工程により、外部電極３８，３９を利用してキャビティＣ内に封止された圧電振動片４を作動させることができる。
【００５８】
特に、この工程を行う場合も引き回し電極３６，３７の形成時と同様に、ベース基板用ウエハ４０の下面に対して貫通電極３２，３３が略面一な状態となっているため、パターニングされた外部電極３８，３９は、間に隙間などを発生させることなく貫通電極３２，３３に対して密着した状態で接する。これにより、外部電極３８，３９と貫通電極３２，３３との導通性を確実なものにすることができる。
【００５９】
次に、ウエハ体６０の状態で、キャビティＣ内に封止された個々の圧電振動子１の周波数を微調整して所定の範囲内に収める微調工程を行う（Ｓ８０）。具体的に説明すると、ベース基板用ウエハ４０の下面に形成された一対の外部電極３８，３９に電圧を印加して圧電振動片４を振動させる。そして、周波数を計測しながらリッド基板用ウエハ５０を通して外部からレーザ光を照射し、重り金属膜２１の微調膜２１ｂを蒸発させる。これにより、一対の振動腕部１０、１１の先端側の重量が変化するため、圧電振動片４の周波数を、公称周波数の所定範囲内に収まるように微調整することができる。
【００６０】
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体６０を図２２に示す切断線Ｍに沿って切断して小片化する切断工程を行う（Ｓ９０）。その結果、互いに陽極接合されたベース基板２とリッド基板３との間に形成されたキャビティＣ内に圧電振動片４が封止された、図１に示す２層構造式表面実装型の圧電振動子１を一度に複数製造することができる。
【００６１】
なお、切断工程（Ｓ９０）を行って個々の圧電振動子１に小片化した後に、微調工程（Ｓ８０）を行う工程順序でも構わない。但し、上述したように、微調工程（Ｓ８０）を先に行うことで、ウエハ体６０の状態で微調を行うことができるため、複数の圧電振動子１をより効率良く微調することができる。よって、スループットの向上化を図ることができるため好ましい。
【００６２】
その後、内部の電気特性検査を行う（Ｓ１００）。即ち、圧電振動片４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）などを測定してチェックする。また、絶縁抵抗特性など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、寸法や品質などを最終的にチェックする。これをもって圧電振動子１の製造が終了する。
【００６３】
本実施形態によれば、バンプＢとマウント電極１６，１７とを超音波接合すると、マウント電極１６，１７の表面に形成された金からなる接合膜７２の厚さ方向の略全体に亘って相互拡散させることができる。つまり、バンプＢとマウント電極１６，１７との接合箇所において接合膜７２に相互拡散されない領域が生じるのを防止することができる。したがって、バンプＢと圧電振動片４との間の接合強度を安定して確保することができる。また、このように接合膜７２を薄膜形成するだけで、接合強度を確保するために１つの接合箇所に複数のバンプを形成して超音波接合する必要がなくなるため、生産効率を向上することができる。
【００６４】
また、圧電振動片４の接合膜７２を薄膜に形成することにより、圧電振動片４のドライブレベル特性が向上し、圧電振動子１としての性能を向上させることができる。
【００６５】
さらに、接合膜７２の厚さ方向の略全体に亘って相互拡散されることにより、製品ごとに接合強度にバラツキが発生するのを抑制することができる。したがって、歩留まりが向上するとともに、品質が安定した圧電振動子１を得ることができる。
【００６６】
（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２３を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図２３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、コンデンサなどの電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上記集積回路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。
【００６７】
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、該圧電振動子１内の圧電振動片４が振動する。この振動は、圧電振動片４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、時刻やカレンダーなどを提供したりする機能を付加することができる。
【００６８】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、ベース基板２のスルーホール３０，３１の端部に曲面部４５が形成され、ベース基板２のスルーホール３０，３１の端部にクラックが入り難い圧電振動子１を用いているため、歩留まりが向上するとともに、品質が安定した発振器１００を提供することができる。
【００６９】
（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２４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。
【００７０】
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２４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、時刻など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。
【００７１】
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など、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、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭなどを備えている。
【００７２】
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など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４が振動し、該振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部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などが表示される。
【００７３】
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、音声データなどの各種データを、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などからなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【００７４】
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、これら番号キーなどを押下することにより、通話先の電話番号などが入力される。
【００７５】
電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２など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。
【００７６】
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よい。
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。
【００７７】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、ベース基板２のスルーホール３０，３１の端部に曲面部４５が形成され、ベース基板２のスルーホール３０，３１の端部にクラックが入り難い圧電振動子１を用いているため、歩留まりが向上するとともに、品質が安定した携帯情報機器１１０を提供することができる。
【００７８】
（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２５を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図２５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。
【００７９】
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、上記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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、ベース基板２のスルーホール３０，３１の端部に曲面部４５が形成され、ベース基板２のスルーホール３０，３１の端部にクラックが入り難い圧電振動子１を用いているため、歩留まりが向上するとともに、品質が安定した電波時計１３０を提供することができる。
【００８３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、スルーホール３０，３１の形状を断面テーパ状の円錐形状に形成したが、断面テーパ状ではなくストレート形状の略円柱形状に形成してもよい。
【００８４】
また、上記実施形態において、芯材部７として、熱膨張係数がベース基板２（ベース基板用ウエハ４０）及び筒体６と略同一のものを用いることが好ましい。
この場合には、焼成を行う際に、ベース基板用ウエハ４０、筒体６及び芯材部７の３つが、それぞれ同じように熱膨張する。従って、熱膨張係数の違いによって、ベース基板用ウエハ４０や筒体６に過度に圧力を作用させてクラックなどを発生させたり、筒体６とスルーホール３０，３１との間、或いは、筒体６と芯材部７との間に隙間が開いてしまったりすることがない。そのため、より高品質な貫通電極を形成することができ、その結果、圧電振動子１のさらなる高品質化を図ることができる。
【００８５】
また、上記実施形態では、圧電振動片４の一例として振動腕部１０、１１の両面に溝部１８が形成された溝付きの圧電振動片４を例に挙げて説明したが、溝部１８がないタイプの圧電振動片でも構わない。但し、溝部１８を形成することで、一対の励振電極１５に所定の電圧を印加させたときに、一対の励振電極１５間における電界効率を上げることができるため、振動損失をより抑えて振動特性をさらに向上することができる。つまり、ＣＩ値（Crystal Impedance）をさらに低くすることができ、圧電振動片４のさらなる高性能化を図ることができる。この点において、溝部１８を形成する方が好ましい。
【００８６】
また、上記実施形態では、音叉型の圧電振動片４を例に挙げて説明したが、音叉型に限られるものではない。例えば、厚み滑り振動片としても構わない。
【００８７】
また、上記実施形態では、ベース基板２とリッド基板３とを接合膜３５を介して陽極接合したが、陽極接合に限定されるものではない。但し、陽極接合することで、両基板２、３を強固に接合できるため好ましい。
【符号の説明】
【００８８】
１…圧電振動子 ２…ベース基板 ３…リッド基板 ４…圧電振動片 １０，１１…振動腕部（振動部） １２…基部 １５…励振電極 １６，１７…マウント電極 １９，２０…引き出し電極 ３０，３１…スルーホール（貫通孔） ３２，３３…貫通電極 ３６，３７…引き回し電極 ７２…接合膜 １００…発振器 １１０…携帯情報機器（電子機器） １３０…電波時計 Ｂ…バンプ Ｃ…キャビティ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動片、圧電振動子、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から一対の基板を接合し、その基板間に形成されたキャビティ内に圧電振動片を封止した圧電振動子が知られている。圧電振動子は、例えば携帯電話や携帯情報端末の時刻源や制御信号などのタイミング源、リファレンス信号源などに用いられている。圧電振動子の形態としては、様々なものが知られているが、その一つとして、表面実装型の圧電振動子が知られている。
【０００３】
表面実装型の圧電振動子としては、ベース基板とリッド基板とが直接接合され、両基板の間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が収納された２層構造タイプのものがある。この２層構造タイプの圧電振動子は、薄型化を図ることができるなどの点において優れており、好適に使用されている。このような２層構造タイプの圧電振動子では、ベース基板を貫通するように形成された導電部材（貫通電極）を利用して、圧電振動片のマウント電極とベース基板に形成された外部電極とを導通させた圧電振動子が知られている。
【０００４】
具体的には、ベース基板における外側において貫通電極と外部電極とが導通されており、ベース基板におけるキャビティ側において貫通電極と引き回し電極とが導通されている。この引き回し電極は、ベース基板の表面に形成されている。そして、引き回し電極とマウント電極との間に金属材料からなるバンプが設けられ、引き回し電極とバンプとの間、およびバンプとマウント電極との間は、それぞれ超音波接合にて接合されている。
【０００５】
ここで、バンプとして金を用いるとともに、引き回し電極およびマウント電極の表面におけるバンプとの接合面に金を成膜したものを用いて、それぞれを超音波接合する技術が開示されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２６６１３５号公報
【特許文献２】特開２００１−１０２８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した従来の超音波接合を行った圧電振動子においては、バンプと圧電振動片（マウント電極）との間の接合強度にバラツキが生じやすく、安定した接合強度を維持することが困難であった。
そのため、バンプと圧電振動片との間の接合強度を確保するために、１つの接合箇所に複数のバンプを形成して超音波接合する方法を採用することも考えられるが、生産効率が低下するという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、バンプとの間で安定した接合強度を確保することができる圧電振動片、圧電振動子、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の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、振動部と、該振動部に隣接する基部と、前記振動部に形成された励振電極と、前記基部に形成されたマウント電極と、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を備えた圧電振動片において、前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜が成膜されており、該接合膜が、金からなるバンプと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る圧電振動片によれば、バンプとマウント電極とを超音波接合すると、マウント電極の表面に形成された金からなる接合膜の厚さ方向の略全体に亘って相互拡散させることができるため、バンプとマウント電極との接合箇所において接合膜に相互拡散されない領域が生じるのを防止することができる。したがって、バンプと圧電振動片との間の接合強度を安定して確保することができる。また、このように接合膜を薄膜形成するだけで、接合強度を確保するために１つの接合箇所に複数のバンプを形成して超音波接合する必要がなくなるため、生産効率を向上することができる。
【００１１】
また、本発明に係る圧電振動子は、ベース基板と、該ベース基板に対向させた状態で前記ベース基板に接合されるリッド基板と、前記ベース基板と前記リッド基板との間に形成されたキャビティ内に収納される圧電振動片と、を備え、該圧電振動片は、振動部と、該振動部に隣接する基部と、前記振動部に形成された励振電極と、前記基部に形成されたマウント電極と、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を有し、前記ベース基板に形成された貫通孔に貫通電極が設けられるとともに、前記圧電振動片と前記貫通電極とを電気的に接続するために前記ベース基板に引き回し電極が形成された圧電振動子において、前記引き回し電極の所定の位置に、該引き回し電極と前記圧電振動片に形成された前記マウント電極とを電気的に接続するために金からなるバンプが形成されるとともに、前記圧電振動片における前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜が成膜されており、該接合膜が、前記バンプと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る圧電振動子によれば、バンプとマウント電極とを超音波接合すると、マウント電極の表面に形成された金からなる接合膜の厚さ方向の略全体に亘って相互拡散させることができるため、バンプとマウント電極との接合箇所において接合膜に相互拡散されない領域が生じるのを防止することができる。したがって、バンプと圧電振動片との間の接合強度を安定して確保することができる。また、このように接合膜を薄膜形成するだけで、接合強度を確保するために１つの接合箇所に複数のバンプを形成して超音波接合する必要がなくなるため、生産効率を向上することができる。
【００１３】
また、本発明に係る圧電振動子の製造方法は、ベース基板と、該ベース基板に対向させた状態で前記ベース基板に接合されるリッド基板と、前記ベース基板と前記リッド基板との間に形成されたキャビティ内に収納される圧電振動片と、を備え、該圧電振動片は、振動部と、該振動部に隣接する基部と、前記振動部に形成された励振電極と、前記基部に形成されたマウント電極と、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を有し、前記ベース基板に形成された貫通孔に貫通電極が設けられるとともに、前記圧電振動片と前記貫通電極とを電気的に接続するために前記ベース基板に引き回し電極が形成され、該引き回し電極の所定の位置に、該引き回し電極と前記圧電振動片に形成された前記マウント電極とを電気的に接続するために金からなるバンプが形成された圧電振動子の製造方法において、前記ベース基板に前記引き回し電極を形成する工程と、前記引き回し電極の所定位置に、前記バンプを形成する工程と、前記バンプに前記圧電振動片のマウント電極を超音波接合する工程と、を備え、前記圧電振動片における前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜が成膜されており、該接合膜が、前記バンプと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されていることを特徴としている。
【００１４】
本発明に係る圧電振動子の製造方法によれば、バンプとマウント電極とを超音波接合すると、マウント電極の表面に形成された金からなる接合膜の厚さ方向の略全体に亘って相互拡散させることができるため、バンプとマウント電極との接合箇所において接合膜に相互拡散されない領域が生じるのを防止することができる。したがって、バンプと圧電振動片との間の接合強度を安定して確保することができる。また、このように接合膜を薄膜形成するだけで、接合強度を確保するために１つの接合箇所に複数のバンプを形成して超音波接合する必要がなくなるため、生産効率を向上することができる。
【００１５】
また、本発明に係る発振器は、上述した圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴としている。
さらに、本発明に係る電子機器は、上述した圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴としている。
そして、本発明に係る電波時計は、上述した圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明に係る発振器、電子機器および電波時計においては、圧電振動片とバンプとの間で安定した接合強度を確保することができる圧電振動子を用いているため、歩留まりが向上するとともに、品質が安定した発振器、電子機器および電波時計を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る圧電振動子によれば、バンプとマウント電極とを超音波接合すると、マウント電極の表面に形成された金からなる接合膜の厚さ方向の略全体に亘って相互拡散させることができるため、バンプとマウント電極との接合箇所において接合膜に相互拡散されない領域が生じるのを防止することができる。したがって、バンプと圧電振動片との間の接合強度を安定して確保することができる。また、このように接合膜を薄膜形成するだけで、接合強度を確保するために１つの接合箇所に複数のバンプを形成して超音波接合する必要がなくなるため、生産効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る圧電振動子の一実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示す圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ線に沿った圧電振動子の断面図である。
【図４】図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】図１に示す圧電振動子を構成する圧電振動片の上面図である。
【図６】図５に示す圧電振動片の下面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】図３のＤ部拡大図である。
【図９】図１に示す圧電振動子を製造する際の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、リッド基板の元となるリッド基板用ウエハに複数の凹部を形成した状態を示す図である。
【図１１】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ベース基板の元となるベース基板用ウエハに一対のスルーホールを形成した状態を示す図である。
【図１２】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ベース基板用ウエハに形成された凹部をスルーホールにするために研磨する状態を示す図である。
【図１３】図１１に示す状態をベース基板用ウエハの断面から見た図である。
【図１４】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際に利用する鋲体の斜視図である。
【図１５】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、スルーホール内に鋲体を配置するとともに、ガラスフリットを充填した状態を示す図である。
【図１６】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、余分なガラスフリットを除去する状態を示す図である。
【図１７】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、余分なガラスフリットを除去した状態を示す図である。
【図１８】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図１７に示す状態の後、ガラスフリットを焼成した状態を示す図である。
【図１９】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図１８に示す状態の後、鋲体の土台部およびベース基板用ウエハを研磨した状態を示す図である。
【図２０】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図１９に示す状態の後、ベース基板用ウエハの上面に接合膜及び引き回し電極をパターニングした状態を示す図である。
【図２１】図２０に示す状態のベース基板用ウエハの全体図である。
【図２２】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、圧電振動片をキャビティ内に収容した状態でベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとが陽極接合されたウエハ体の分解斜視図である。
【図２３】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２４】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２５】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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態を、図１〜図２５を参照して説明する。なお、本実施形態では、音叉型の圧電振動片を用いた圧電振動子の場合について説明する。
図１〜図４に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、ベース基板２とリッド基板３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内に圧電振動片４が収納された表面実装型の圧電振動子である。なお、図４においては、図面を見易くするために後述する励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７及び重り金属膜２１の図示を省略している。
【００２０】
図５〜図７に示すように、圧電振動片４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４は、平行に配置された一対の振動腕部１０、１１と、該一対の振動腕部１０、１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、一対の振動腕部１０、１１の外表面上に形成されて一対の振動腕部１０、１１を振動させる第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とからなる励振電極１５と、第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４に電気的に接続されたマウント電極１６，１７とを有している。
また、本実施形態の圧電振動片４は、一対の振動腕部１０、１１の両主面上に、該振動腕部１０、１１の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部１８を備えている。この溝部１８は、振動腕部１０、１１の基端側から略中間付近まで形成されている。
【００２１】
第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とからなる励振電極１５は、一対の振動腕部１０、１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極であり、一対の振動腕部１０、１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。具体的には、第１の励振電極１３が、一方の振動腕部１０の溝部１８上と他方の振動腕部１１の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極１４が、一方の振動腕部１０の両側面上と他方の振動腕部１１の溝部１８上とに主に形成されている。
【００２２】
また、第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４は、基部１２の両主面上において、それぞれ引き出し電極１９，２０を介してマウント電極１６，１７に電気的に接続されている。そして圧電振動片４は、このマウント電極１６，１７を介して電圧が印加されるようになっている。
なお、上述した励振電極１５、マウント電極１６，１７及び引き出し電極１９，２０は、例えば、導電性材料であるクロム（Ｃｒ）の被膜により形成されたものである。また、図８に示すように、マウント電極１６，１７におけるバンプＢとの接合面には、クロムからなる被膜（下地膜７１）上に更に金（Ａｕ）からなる接合膜７２が成膜されている。例えば、下地膜７１の膜厚は、約５００〜６００Åの厚さで形成されており、接合膜７２の膜厚は、約５００〜６００Åの厚さで形成されている。つまり、接合膜７２は薄膜状に形成されている。なお、上記各電極の被膜としては、他に、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）またはチタン（Ｔｉ）などを用いてもよい。
【００２３】
また、一対の振動腕部１０、１１の先端には、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜２１が被膜されている。なお、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１０、１１の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。
【００２４】
このように構成された圧電振動片４は、図３、図４に示すように、金等のバンプＢを利用して、ベース基板２の上面にバンプ接合されている。より具体的には、ベース基板２の上面にパターニングされた引き回し電極３６，３７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１６，１７がそれぞれ接触した状態で、超音波接合などの方法を用いて、バンプ接合されている。これにより、圧電振動片４は、ベース基板２の上面から浮いた状態で支持されると共に、マウント電極１６，１７と引き回し電極３６，３７とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。
【００２５】
上記リッド基板３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、図１、図３及び図４に示すように、板状に形成されている。そして、ベース基板２が接合される接合面側には、圧電振動片４が収まる矩形状の凹部３ａが形成されている。この凹部３ａは、両基板２、３が重ね合わされたときに、圧電振動片４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３は、この凹部３ａをベース基板２側に対向させた状態で該ベース基板２に対して陽極接合されている。
【００２６】
上記ベース基板２は、リッド基板３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、図１〜図４に示すように、リッド基板３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２には、該ベース基板２を貫通する一対のスルーホール（貫通孔）３０，３１が形成されている。この際、一対のスルーホール３０，３１は、キャビティＣ内に収まるように形成されている。より詳しく説明すると、本実施形態のスルーホール３０，３１は、マウントされた圧電振動片４の基部１２側に対応した位置に一方のスルーホール３０が形成され、振動腕部１０、１１の先端側に対応した位置に他方のスルーホール３１が形成されている。また、本実施形態のスルーホール３０，３１は、ベース基板２の上面から下面に向かって漸次径が拡径したテーパ状に形成されている。
【００２７】
そして、これら一対のスルーホール３０，３１には、該スルーホール３０，３１を埋めるように形成された一対の貫通電極３２，３３が形成されている。これら貫通電極３２，３３は、図３に示すように、焼成によってスルーホール３０，３１に対して一体的に固定された筒体６及び芯材部７によって形成されたものであり、スルーホール３０，３１を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持しているとともに、後述する外部電極３８，３９と引き回し電極３６，３７とを導通させる役割を担っている。
【００２８】
なお、筒体６は、ペースト状のガラスフリットが焼成されたものである。筒体６は、両端が平坦で且つベース基板２と略同じ厚みの円筒状に形成されている。また、筒体６の中心には、芯材部７が筒体６を貫通するように配されている。さらに、この筒体６は、図３に示すように、スルーホール３０，３１内に埋め込まれた状態で焼成されており、該スルーホール３０，３１に対して強固に固着されている。
【００２９】
上記芯材部７は、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、筒体６と同様に両端が平坦で且つベース基板２の厚みと略同じ厚さとなるように形成されている。なお、図３に示すように、貫通電極３２，３３が完成品として形成された場合には、上述したように芯材部７は、ベース基板２の厚みと略同じ厚さとなるように形成されているが、製造過程では、芯材部７の長さは、製造過程の当初のベース基板２の厚さよりも若干短い長さのものを採用している。そして、この芯材部７は、筒体６の焼成によって該筒体６に対して強固に固着されている。なお、貫通電極３２，３３は、導電性の芯材部７を通して電気導通性が確保されている。
【００３０】
ベース基板２の上面側（リッド基板３が接合される接合面側）には、図１〜図４に示すように、導電性材料により、陽極接合用の接合膜３５と、一対の引き回し電極３６，３７とがパターニングされている。このうち接合膜３５は、リッド基板３に形成された凹部３ａの周囲を囲むようにベース基板２の周縁に沿って形成されている。なお、図８に示すように、本実施形態では、引き回し電極３６，３７は、例えば導電性材料であるクロム（Ｃｒ）の被膜（下地膜７３）上に更に金（Ａｕ）からなる接合膜７４が成膜されている。例えば、下地膜７３の膜厚は、約５００〜６００Åの厚さで形成されており、接合膜７４の膜厚は、約１０００〜１５００Åの厚さで形成されている。
【００３１】
また、一対の引き回し電極３６，３７は、一対の貫通電極３２，３３のうち、一方の貫通電極３２と圧電振動片４の一方のマウント電極１６とを電気的に接続するとともに、他方の貫通電極３３と圧電振動片４の他方のマウント電極１７とを電気的に接続するようにパターニングされている。
より詳しく説明すると、一方の引き回し電極３６は、圧電振動片４の基部１２の真下に位置するように一方の貫通電極３２の真上に形成されている。また、他方の引き回し電極３７は、一方の引き回し電極３６の近傍の位置から、振動腕部１０、１１に沿って該振動腕部１０、１１の先端側に引き回しされた後、他方の貫通電極３３の真上に位置するように形成されている。
そして、これら一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれバンプＢが形成されており、該バンプＢを利用して圧電振動片４がマウントされている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極１６が、一方の引き回し電極３６を介して一方の貫通電極３２に導通し、他方のマウント電極１７が、他方の引き回し電極３７を介して他方の貫通電極３３に導通するようになっている。
【００３２】
また、ベース基板２の下面には、図１、図３及び図４に示すように、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ電気的に接続される外部電極３８，３９が形成されている。つまり、一方の外部電極３８は、一方の貫通電極３２及び一方の引き回し電極３６を介して圧電振動片４の第１の励振電極１３に電気的に接続されている。また、他方の外部電極３９は、他方の貫通電極３３及び他方の引き回し電極３７を介して、圧電振動片４の第２の励振電極１４に電気的に接続されている。
【００３３】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極３８，３９に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４からなる励振電極１５に電流を流すことができ、一対の振動腕部１０、１１を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０、１１の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源などとして利用することができる。
【００３４】
次に、上述した圧電振動子１を、図９に示すフローチャートを参照しながら、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とを利用して一度に複数製造する製造方法について以下に説明する。
【００３５】
初めに、圧電振動片作製工程を行って図５〜図７に示す圧電振動片４を作製する（Ｓ１０）。具体的には、まず水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハとする。続いて、このウエハをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、その後ポリッシュなどの鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハとする。続いて、ウエハに洗浄などの適切な処理を施した後、該ウエハをフォトリソグラフィ技術によって圧電振動片４の外形形状でパターニングするとともに、金属膜の成膜及びパターニングを行って、励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７、重り金属膜２１を形成する。これにより、複数の圧電振動片４を作製することができる。なお、本実施形態では、少なくともマウント電極１６，１７に、下地膜７１としてクロムを約５００〜６００Åの厚さで成膜するとともに、接合膜７２として金を約５００〜６００Åの厚さで成膜する。
【００３６】
また、圧電振動片４を作製した後、共振周波数の粗調を行っておく。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、マウント後に行う。これについては、後に説明する。
【００３７】
次に、後にリッド基板３となるリッド基板用ウエハ５０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第１のウエハ作製工程を行う（Ｓ２０）。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去した円板状のリッド基板用ウエハ５０を形成する（Ｓ２１）。次いで、図１０に示すように、リッド基板用ウエハ５０の接合面に、エッチングなどにより行列方向にキャビティＣ用の凹部３ａを複数形成する凹部形成工程を行う（Ｓ２２）。この時点で、第１のウエハ作製工程が終了する。
【００３８】
次に、上記工程と同時或いは前後のタイミングで、後にベース基板２となるベース基板用ウエハ４０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第２のウエハ作製工程を行う（Ｓ３０）。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のベース基板用ウエハ４０を形成する（Ｓ３１）。次いで、ベース基板用ウエハ４０に一対の貫通電極３２，３３を複数形成する貫通電極形成工程を行う（Ｓ３０Ａ）。ここで、この貫通電極形成工程について、詳細に説明する。
【００３９】
まず、図１１に示すように、ベース基板用ウエハ４０に一対のスルーホール３０，３１に対応した凹部３０ａ，３１ａを形成する凹部形成工程（Ｓ３２）を行う。なお、図１１に示す点線Ｍは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。
【００４０】
続いて、ベース基板用ウエハ４０を貫通する一対のスルーホール３０，３１を複数形成する貫通孔形成工程（Ｓ３３）を行う。ベース基板用ウエハ４０にスルーホール３０，３１を形成するには、図１２に示すように、ベース基板用ウエハ４０を両面から研磨する。そして、図１３に示すように、ベース基板用ウエハ４０の上面から下面に向かって漸次径が拡径するテーパ状にスルーホール３０，３１を複数形成する。なお、一方のスルーホール３０が圧電振動片４の基部１２側に位置し、他方のスルーホール３１が振動腕部１０、１１の先端側に位置するように形成する。
【００４１】
続いて、これら複数のスルーホール３０，３１内に、鋲体９の芯材部７を配置するとともに、ガラス材料からなるペースト状のガラスフリット６ａをスルーホール３０，３１内に充填する貫通電極配置工程を行う（Ｓ３４）。この際、鋲体９として、図１４に示すように、平板状の土台部８と、該土台部８上から該土台部８の表面に略直交する方向に沿ってベース基板用ウエハ４０の厚さよりも若干短い（例えば、約０．０２ｍｍ程度短い）長さで形成されるとともに、先端が平坦に形成された芯材部７と、を有する導電性の鋲体９を用いる。そして、図１５に示すように、この鋲体９の土台部８がベース基板用ウエハ４０に接触するまで、芯材部７を挿入する。ここで、芯材部７の軸方向とスルーホール３０，３１の軸方向とを略一致するように鋲体９を配置する必要がある。本実施形態では、土台部８上に芯材部７が形成された鋲体９を利用するため、土台部８をベース基板用ウエハ４０に接触させるまで押し込むだけの簡単な作業で、芯材部７の軸方向とスルーホール３０，３１の軸方向とを略一致させることができる。したがって、貫通電極配置工程時における作業性を向上することができる。
【００４２】
しかも、土台部８をベース基板用ウエハ４０の表面に接触させることで、ペースト状のガラスフリット６ａを確実にスルーホール３０，３１内に充填させることができる。
さらに、土台部８は、平板状に形成されているため、貫通電極配置工程後、後に行う焼成工程までの間に、ベース基板用ウエハ４０を机上などの平面上に載置したとしても、がたつきなどがなく、安定する。この点においても、作業性の向上を図ることができる。
【００４３】
また、ガラスフリット６ａをスルーホール３０，３１内に充填する際には、スルーホール３０，３１内に確実にガラスフリット６ａが充填されるように多めに塗布する。したがって、ベース基板用ウエハ４０の表面にもガラスフリット６ａが塗布されている。この状態でガラスフリット６ａを焼成すると、後の研磨工程に要する時間が多くなるため、焼成前に余分なガラスフリット６ａを除去するガラスフリット除去工程を行う（Ｓ３５）。図１６に示すように、このガラスフリット除去工程では、例えば樹脂製のスキージ４７を用い、スキージ４７の先端４７ａをベース基板用ウエハ４０の表面に当接して、該表面に沿って移動させることによりガラスフリット６ａを除去する。このようにすることで、図１７に示すように、簡易な作業で確実に余分なガラスフリット６ａを除去することができる。そして、本実施形態では鋲体９の芯材部７の長さをベース基板用ウエハ４０の厚さよりも若干短くしたため、スキージ４７がスルーホール３０，３１の上部を通過する際に、スキージ４７の先端４７ａと芯材部７の先端とが接触することがなくなり、芯材部７が傾いてしまうことを抑制することができる。
【００４４】
続いて、埋め込んだ充填材を所定の温度で焼成する焼成工程を行う（Ｓ３６）。これにより、スルーホール３０，３１と、該スルーホール３０，３１内に埋め込まれたガラスフリット６ａと、ガラスフリット６ａ内に配置された芯材部７と、が互いに固着し合う。この焼成を行う際に、土台部８ごと焼成するため、芯材部７の軸方向とスルーホール３０，３１の軸方向とを略一致させた状態にしたまま、両者を一体的に固定することができる。ガラスフリット６ａが焼成されると筒体６として固化する。
【００４５】
続いて、図１８に示すように、焼成後に鋲体９の土台部８を研磨して除去する研磨工程を行う（Ｓ３７）。これにより、筒体６及び芯材部７を位置決めさせる役割を果たしていた土台部８を除去することができ、芯材部７のみを筒体６の内部に取り残すことができる。
【００４６】
また、同時にベース基板用ウエハ４０の裏面（鋲体９の土台部８が配されていない側の面）を研磨して平坦面になるようにする。そして、芯材部７の先端が露出するまで研磨する。その結果、図１９に示すように、筒体６と芯材部７とが一体的に固定された一対の貫通電極３２，３３を複数得ることができる。
【００４７】
上述したように、ベース基板用ウエハ４０の表面と、筒体６および芯材部７の両端とは、略面一な状態となる。つまり、ベース基板用ウエハ４０の表面と貫通電極３２，３３の表面とを、略面一な状態とすることができる。なお、研磨工程を行った時点で、貫通電極形成工程（Ｓ３０Ａ）が終了する。
【００４８】
次に、ベース基板用ウエハ４０の上面に導電性材料をパターニングして、図２０、図２１に示すように、接合膜３５を形成する接合膜形成工程を行う（Ｓ３８）とともに、各一対の貫通電極３２，３３にそれぞれ電気的に接続された引き回し電極３６，３７を複数形成する引き回し電極形成工程を行う（Ｓ３９）。本実施形態では、少なくとも引き回し電極３６，３７に、下地膜７３としてクロムを約５００〜６００Åの厚さで成膜するとともに、接合膜７４として金を約１０００〜１５００Åの厚さで成膜する。なお、図２０、図２１に示す点線Ｍは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。
【００４９】
特に、貫通電極３２，３３は、上述したようにベース基板用ウエハ４０の上面に対して略面一な状態となっている。そのため、ベース基板用ウエハ４０の上面にパターニングされた引き回し電極３６，３７は、間に隙間などを発生させることなく貫通電極３２，３３に対して密着した状態で接する。これにより、一方の引き回し電極３６と一方の貫通電極３２との導通性、並びに、他方の引き回し電極３７と他方の貫通電極３３との導通性を確実なものにすることができる。この時点で第２のウエハ作製工程が終了する。
【００５０】
ところで、図９では、接合膜形成工程（Ｓ３８）の後に、引き回し電極形成工程（Ｓ３９）を行う工程順序としているが、これとは逆に、引き回し電極形成工程（Ｓ３９）の後に、接合膜形成工程（Ｓ３８）を行っても構わないし、両工程を同時に行っても構わない。いずれの工程順序であっても、同一の作用効果を奏することができる。よって、必要に応じて適宜、工程順序を変更して構わない。
【００５１】
次に、作製した複数の圧電振動片４を、それぞれ引き回し電極３６，３７を介してベース基板用ウエハ４０の上面に接合するマウント工程を行う（Ｓ４０）。まず、一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれ金からなるバンプＢをワイヤボンディングなどにより形成し、その後、超音波接合により引き回し電極３６，３７とバンプＢとを接合する。このとき、引き回し電極３６，３７とバンプＢとの金同士が相互拡散することにより、接合強度が確保される。
【００５２】
続いて、圧電振動片４の基部１２（マウント電極１６，１７）をバンプＢ上に載置した後、バンプＢを所定温度に加熱しながら圧電振動片４をバンプＢに押し付けるとともに、超音波をかけて接合する。これにより、圧電振動片４は、バンプＢに機械的に支持されるとともに、マウント電極１６，１７と引き回し電極３６，３７とが電気的に接続された状態となる。よって、この時点で圧電振動片４の一対の励振電極１５は、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ導通した状態となる。特に、圧電振動片４は、バンプ接合されるため、ベース基板用ウエハ４０の上面から浮いた状態で支持される。
【００５３】
ここで、本実施形態では、マウント電極１６，１７に成膜された金からなる接合膜７２の膜厚が薄いため、バンプＢと超音波接合する際に接合膜７２の厚さ方向の略全体に亘ってマウント電極１６，１７とバンプＢとの金同士が相互拡散されることになり、マウント電極１６，１７とバンプＢとの間が安定した接合強度により接合されることとなる。また、引き回し電極３６，３７とバンプＢとの金同士が再度相互拡散することにより、接合強度がさらに高められる。
【００５４】
圧電振動片４のマウントが終了した後、ベース基板用ウエハ４０に対してリッド基板用ウエハ５０を重ね合わせる重ね合わせ工程を行う（Ｓ５０）。具体的には、図示しない基準マークなどを指標としながら、両ウエハ４０、５０を正しい位置にアライメントする。これにより、マウントされた圧電振動片４が、リッド基板用ウエハ５０に形成された凹部３ａ内、つまり両ウエハ４０，５０とで囲まれるキャビティＣ内に収容された状態となる。
【００５５】
重ね合わせ工程後、重ね合わせた２枚のウエハ４０，５０を図示しない陽極接合装置に入れ、所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極接合する接合工程を行う（Ｓ６０）。具体的には、接合膜３５とリッド基板用ウエハ５０との間に所定の電圧を印加する。すると、接合膜３５とリッド基板用ウエハ５０との界面に電気化学的な反応が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して陽極接合される。これにより、圧電振動片４をキャビティＣ内に封止することができ、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とが接合した図２５に示すウエハ体６０を得ることができる。なお、図２２においては、図面を見易くするために、ウエハ体６０を分解した状態を図示している。なお、図２２に示す点線Ｍは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。
【００５６】
ところで、陽極接合を行う際、ベース基板用ウエハ４０に形成されたスルーホール３０，３１は、貫通電極３２，３３によって完全に塞がれているため、キャビティＣ内の気密がスルーホール３０，３１を通じて損なわれることがない。特に、焼成によって筒体６と芯材部７とが一定的に固定されているとともに、これらがスルーホール３０，３１に対して強固に固着されているため、キャビティＣ内の気密を確実に維持することができる。
【００５７】
そして、上述した陽極接合が終了した後、ベース基板用ウエハ４０の下面に導電性材料をパターニングして、一対の貫通電極３２，３３にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極３８，３９を複数形成する外部電極形成工程を行う（Ｓ７０）。この工程により、外部電極３８，３９を利用してキャビティＣ内に封止された圧電振動片４を作動させることができる。
【００５８】
特に、この工程を行う場合も引き回し電極３６，３７の形成時と同様に、ベース基板用ウエハ４０の下面に対して貫通電極３２，３３が略面一な状態となっているため、パターニングされた外部電極３８，３９は、間に隙間などを発生させることなく貫通電極３２，３３に対して密着した状態で接する。これにより、外部電極３８，３９と貫通電極３２，３３との導通性を確実なものにすることができる。
【００５９】
次に、ウエハ体６０の状態で、キャビティＣ内に封止された個々の圧電振動子１の周波数を微調整して所定の範囲内に収める微調工程を行う（Ｓ８０）。具体的に説明すると、ベース基板用ウエハ４０の下面に形成された一対の外部電極３８，３９に電圧を印加して圧電振動片４を振動させる。そして、周波数を計測しながらリッド基板用ウエハ５０を通して外部からレーザ光を照射し、重り金属膜２１の微調膜２１ｂを蒸発させる。これにより、一対の振動腕部１０、１１の先端側の重量が変化するため、圧電振動片４の周波数を、公称周波数の所定範囲内に収まるように微調整することができる。
【００６０】
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体６０を図２２に示す切断線Ｍに沿って切断して小片化する切断工程を行う（Ｓ９０）。その結果、互いに陽極接合されたベース基板２とリッド基板３との間に形成されたキャビティＣ内に圧電振動片４が封止された、図１に示す２層構造式表面実装型の圧電振動子１を一度に複数製造することができる。
【００６１】
なお、切断工程（Ｓ９０）を行って個々の圧電振動子１に小片化した後に、微調工程（Ｓ８０）を行う工程順序でも構わない。但し、上述したように、微調工程（Ｓ８０）を先に行うことで、ウエハ体６０の状態で微調を行うことができるため、複数の圧電振動子１をより効率良く微調することができる。よって、スループットの向上化を図ることができるため好ましい。
【００６２】
その後、内部の電気特性検査を行う（Ｓ１００）。即ち、圧電振動片４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）などを測定してチェックする。また、絶縁抵抗特性など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、寸法や品質などを最終的にチェックする。これをもって圧電振動子１の製造が終了する。
【００６３】
本実施形態によれば、バンプＢとマウント電極１６，１７とを超音波接合すると、マウント電極１６，１７の表面に形成された金からなる接合膜７２の厚さ方向の略全体に亘って相互拡散させることができる。つまり、バンプＢとマウント電極１６，１７との接合箇所において接合膜７２に相互拡散されない領域が生じるのを防止することができる。したがって、バンプＢと圧電振動片４との間の接合強度を安定して確保することができる。また、このように接合膜７２を薄膜形成するだけで、接合強度を確保するために１つの接合箇所に複数のバンプを形成して超音波接合する必要がなくなるため、生産効率を向上することができる。
【００６４】
また、圧電振動片４の接合膜７２を薄膜に形成することにより、圧電振動片４のドライブレベル特性が向上し、圧電振動子１としての性能を向上させることができる。
【００６５】
さらに、接合膜７２の厚さ方向の略全体に亘って相互拡散されることにより、製品ごとに接合強度にバラツキが発生するのを抑制することができる。したがって、歩留まりが向上するとともに、品質が安定した圧電振動子１を得ることができる。
【００６６】
（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２３を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図２３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、コンデンサなどの電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上記集積回路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。
【００６７】
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、該圧電振動子１内の圧電振動片４が振動する。この振動は、圧電振動片４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、時刻やカレンダーなどを提供したりする機能を付加することができる。
【００６８】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、ベース基板２のスルーホール３０，３１の端部に曲面部４５が形成され、ベース基板２のスルーホール３０，３１の端部にクラックが入り難い圧電振動子１を用いているため、歩留まりが向上するとともに、品質が安定した発振器１００を提供することができる。
【００６９】
（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２４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。
【００７０】
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２４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、時刻など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。
【００７１】
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など、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、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭなどを備えている。
【００７２】
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など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４が振動し、該振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部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などが表示される。
【００７３】
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、音声データなどの各種データを、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などからなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【００７４】
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、これら番号キーなどを押下することにより、通話先の電話番号などが入力される。
【００７５】
電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２など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。
【００７６】
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よい。
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。
【００７７】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、ベース基板２のスルーホール３０，３１の端部に曲面部４５が形成され、ベース基板２のスルーホール３０，３１の端部にクラックが入り難い圧電振動子１を用いているため、歩留まりが向上するとともに、品質が安定した携帯情報機器１１０を提供することができる。
【００７８】
（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２５を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図２５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。
【００７９】
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、上記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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、ベース基板２のスルーホール３０，３１の端部に曲面部４５が形成され、ベース基板２のスルーホール３０，３１の端部にクラックが入り難い圧電振動子１を用いているため、歩留まりが向上するとともに、品質が安定した電波時計１３０を提供することができる。
【００８３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、スルーホール３０，３１の形状を断面テーパ状の円錐形状に形成したが、断面テーパ状ではなくストレート形状の略円柱形状に形成してもよい。
【００８４】
また、上記実施形態において、芯材部７として、熱膨張係数がベース基板２（ベース基板用ウエハ４０）及び筒体６と略同一のものを用いることが好ましい。
この場合には、焼成を行う際に、ベース基板用ウエハ４０、筒体６及び芯材部７の３つが、それぞれ同じように熱膨張する。従って、熱膨張係数の違いによって、ベース基板用ウエハ４０や筒体６に過度に圧力を作用させてクラックなどを発生させたり、筒体６とスルーホール３０，３１との間、或いは、筒体６と芯材部７との間に隙間が開いてしまったりすることがない。そのため、より高品質な貫通電極を形成することができ、その結果、圧電振動子１のさらなる高品質化を図ることができる。
【００８５】
また、上記実施形態では、圧電振動片４の一例として振動腕部１０、１１の両面に溝部１８が形成された溝付きの圧電振動片４を例に挙げて説明したが、溝部１８がないタイプの圧電振動片でも構わない。但し、溝部１８を形成することで、一対の励振電極１５に所定の電圧を印加させたときに、一対の励振電極１５間における電界効率を上げることができるため、振動損失をより抑えて振動特性をさらに向上することができる。つまり、ＣＩ値（Crystal Impedance）をさらに低くすることができ、圧電振動片４のさらなる高性能化を図ることができる。この点において、溝部１８を形成する方が好ましい。
【００８６】
また、上記実施形態では、音叉型の圧電振動片４を例に挙げて説明したが、音叉型に限られるものではない。例えば、厚み滑り振動片としても構わない。
【００８７】
また、上記実施形態では、ベース基板２とリッド基板３とを接合膜３５を介して陽極接合したが、陽極接合に限定されるものではない。但し、陽極接合することで、両基板２、３を強固に接合できるため好ましい。
【符号の説明】
【００８８】
１…圧電振動子 ２…ベース基板 ３…リッド基板 ４…圧電振動片 １０，１１…振動腕部（振動部） １２…基部 １５…励振電極 １６，１７…マウント電極 １９，２０…引き出し電極 ３０，３１…スルーホール（貫通孔） ３２，３３…貫通電極 ３６，３７…引き回し電極 ７２…接合膜 １００…発振器 １１０…携帯情報機器（電子機器） １３０…電波時計 Ｂ…バンプ Ｃ…キャビティ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部と、
該振動部に隣接する基部と、
前記振動部に形成された励振電極と、
前記基部に形成されたマウント電極と、
前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を備えた圧電振動片において、
前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜が成膜されており、
該接合膜が、金からなるバンプと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
ベース基板と、
該ベース基板に対向させた状態で前記ベース基板に接合されるリッド基板と、
前記ベース基板と前記リッド基板との間に形成されたキャビティ内に収納される圧電振動片と、を備え、
該圧電振動片は、振動部と、該振動部に隣接する基部と、前記振動部に形成された励振電極と、前記基部に形成されたマウント電極と、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を有し、
前記ベース基板に形成された貫通孔に貫通電極が設けられるとともに、前記圧電振動片と前記貫通電極とを電気的に接続するために前記ベース基板に引き回し電極が形成された圧電振動子において、
前記引き回し電極の所定の位置に、該引き回し電極と前記圧電振動片に形成された前記マウント電極とを電気的に接続するために金からなるバンプが形成されるとともに、
前記圧電振動片における前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜が成膜されており、
該接合膜が、前記バンプと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項３】
ベース基板と、
該ベース基板に対向させた状態で前記ベース基板に接合されるリッド基板と、
前記ベース基板と前記リッド基板との間に形成されたキャビティ内に収納される圧電振動片と、を備え、
該圧電振動片は、振動部と、該振動部に隣接する基部と、前記振動部に形成された励振電極と、前記基部に形成されたマウント電極と、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を有し、
前記ベース基板に形成された貫通孔に貫通電極が設けられるとともに、前記圧電振動片と前記貫通電極とを電気的に接続するために前記ベース基板に引き回し電極が形成され、
該引き回し電極の所定の位置に、該引き回し電極と前記圧電振動片に形成された前記マウント電極とを電気的に接続するために金からなるバンプが形成された圧電振動子の製造方法において、
前記ベース基板に前記引き回し電極を形成する工程と、
前記引き回し電極の所定位置に、前記バンプを形成する工程と、
前記バンプに前記圧電振動片のマウント電極を超音波接合する工程と、を備え、
前記圧電振動片における前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜が成膜されており、
該接合膜が、前記バンプと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されていることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項５】
請求項２に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項６】
請求項２に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
【請求項１】
振動部と、
該振動部に隣接する基部と、
前記振動部に形成された励振電極と、
前記基部に形成されたマウント電極と、
前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を備えた圧電振動片において、
前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜が成膜されており、
該接合膜が、金からなるバンプと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されていることを特徴とする圧電振動片。
【請求項２】
ベース基板と、
該ベース基板に対向させた状態で前記ベース基板に接合されるリッド基板と、
前記ベース基板と前記リッド基板との間に形成されたキャビティ内に収納される圧電振動片と、を備え、
該圧電振動片は、振動部と、該振動部に隣接する基部と、前記振動部に形成された励振電極と、前記基部に形成されたマウント電極と、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を有し、
前記ベース基板に形成された貫通孔に貫通電極が設けられるとともに、前記圧電振動片と前記貫通電極とを電気的に接続するために前記ベース基板に引き回し電極が形成された圧電振動子において、
前記引き回し電極の所定の位置に、該引き回し電極と前記圧電振動片に形成された前記マウント電極とを電気的に接続するために金からなるバンプが形成されるとともに、
前記圧電振動片における前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜が成膜されており、
該接合膜が、前記バンプと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項３】
ベース基板と、
該ベース基板に対向させた状態で前記ベース基板に接合されるリッド基板と、
前記ベース基板と前記リッド基板との間に形成されたキャビティ内に収納される圧電振動片と、を備え、
該圧電振動片は、振動部と、該振動部に隣接する基部と、前記振動部に形成された励振電極と、前記基部に形成されたマウント電極と、前記励振電極と前記マウント電極とを電気的接続する引き出し電極と、を有し、
前記ベース基板に形成された貫通孔に貫通電極が設けられるとともに、前記圧電振動片と前記貫通電極とを電気的に接続するために前記ベース基板に引き回し電極が形成され、
該引き回し電極の所定の位置に、該引き回し電極と前記圧電振動片に形成された前記マウント電極とを電気的に接続するために金からなるバンプが形成された圧電振動子の製造方法において、
前記ベース基板に前記引き回し電極を形成する工程と、
前記引き回し電極の所定位置に、前記バンプを形成する工程と、
前記バンプに前記圧電振動片のマウント電極を超音波接合する工程と、を備え、
前記圧電振動片における前記マウント電極の表面に、金からなる接合膜が成膜されており、
該接合膜が、前記バンプと超音波接合される際に、厚さ方向の略全体に亘って相互拡散する厚さで形成されていることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項５】
請求項２に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項６】
請求項２に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【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２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１１−１６０３５０（Ｐ２０１１−１６０３５０Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２４０５（Ｐ２０１０−２２４０５）
【出願日】平成２２年２月３日（２０１０．２．３）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月３日（２０１０．２．３）
【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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