圧電振動片の製造方法、圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器、電波時計、ウエハ及びウエハ用治具
【課題】 ウエハの外形精度に関係なく、高品質な圧電振動片を効率良く製造すること。
【解決手段】 ウエハＳを利用して圧電振動片を一度に複数製造する方法であって、ウエハをフォトリソ技術によってエッチングして、貫通孔４０を２つ以上形成すると共に、これら貫通孔の中心を基準点Ｇとして複数の圧電板１０の外形形状を貫通孔と同時に形成する工程と、平板部上から貫通孔と同じ数だけ突出するように形成された挿入ピンを有するウエハ用治具を用意した後、貫通孔内に挿入ピンを挿入させた状態でウエハを平板部上に載置する工程と、複数の圧電板の外表面上に電極を形成する工程と、複数の圧電板をウエハから切り離して小片化する工程と、を備え、電極形成工程及び切断工程の際、貫通孔の中心を基準点としてウエハに対する位置合わせ行う圧電振動片の製造方法を提供する。
【解決手段】 ウエハＳを利用して圧電振動片を一度に複数製造する方法であって、ウエハをフォトリソ技術によってエッチングして、貫通孔４０を２つ以上形成すると共に、これら貫通孔の中心を基準点Ｇとして複数の圧電板１０の外形形状を貫通孔と同時に形成する工程と、平板部上から貫通孔と同じ数だけ突出するように形成された挿入ピンを有するウエハ用治具を用意した後、貫通孔内に挿入ピンを挿入させた状態でウエハを平板部上に載置する工程と、複数の圧電板の外表面上に電極を形成する工程と、複数の圧電板をウエハから切り離して小片化する工程と、を備え、電極形成工程及び切断工程の際、貫通孔の中心を基準点としてウエハに対する位置合わせ行う圧電振動片の製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶やタンタル酸リチウム等の圧電材料からなる圧電振動片を製造する製造方法、該製造方法で製造された圧電振動片、該圧電振動片を有する圧電振動子、該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。
また、圧電振動片を製造する際に用いられるウエハ及び該ウエハを保持するウエハ用治具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。
ところで、この圧電振動片は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の各種の圧電材料からなるウエハ（半導体ウエハ）から形成されている。具体的には、ウエハを所定の厚みまで研磨加工した後、フォトリソグラフィ技術によりエッチング加工して圧電振動片の外形を複数形成すると共に、外形形成したこれら複数の圧電振動片に対してそれぞれ所定の金属膜をパターニングして電極を形成する。これにより、１枚のウエハから一度に複数の圧電振動片を作製することができる。
【０００３】
ところで、圧電振動片を作製する際、上述したように最初に外形を形成した後に、金属膜のパターニング等を行っているのが一般的である（特許文献１参照）。この際、高品質な圧電振動片を作製するためには、外形形成した複数の圧電振動片の外表面に対してそれぞれ正確に金属膜等をパターニングする必要がある。そのため、ウエハをマスク等に対して正確に位置決めすることが求められている。この点、従来では、ウエハの加工を行うにあたって、ウエハの外形を基準としているのが現状である。
【特許文献１】特開２００６−１４８７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、まだ以下の課題が残されている。
始めに、ウエハを加工して圧電振動片を作製するためには、各種のパターンが形成されたマスクを工程に応じて使い分けると共に、その都度マスクをウエハに対して正確に位置決めする必要がある。例えば、圧電振動片を振動させるための電極をパターニングする場合や、圧電振動片の周波数調整を行うための重り金属膜２８をパターニングする場合や、最後にウエハから各圧電振動片を切断する場合等である。
【０００５】
ところが、従来ではウエハに対してマスクを位置決めする際、上述したようにウエハの外形を基準にセットしている。そのため、ウエハの外形精度によって、圧電振動片の品質が左右されてしまうものであった。
つまり、圧電振動片の外形をウエハに複数形成した後、各電極や重り金属膜２８等を正確にパターニングする必要があるが、ウエハの外形形状は全て均一なものではなくウエハによって若干の差がどうしても生じてしまう。そのため、圧電振動片の外形形成が終了したウエハにマスクを位置合わせする際に、マスクのパターンが各圧電振動片に対して一致せず、若干のずれが生じてしまうことが多々あった。
【０００６】
よって、このずれを考慮してマスクの位置合わせを行う必要があるので、位置合わせに手間取ってしまい効率の良い作業を行うことができなかった。また、ずれを考慮したとしても、やはり高精度な位置合わせが難しく、高品質な圧電振動片を作製することが困難であった。
【０００７】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その主目的は、ウエハの外形精度に関係なく、高品質な圧電振動片を効率良く製造することができる圧電振動片の製造方法、該製造方法で製造された圧電振動片を提供することである。
また、別の目的としては、上記圧電振動片を有する圧電振動子、該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ことである。
更には、上記圧電振動片を製造するために用いられるウエハ及び該ウエハを保持するためのウエハ用治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る圧電振動片の製造方法は、圧電材料からなる圧電板と、該圧電板の外表面上に形成され、所定の電圧が印加されたときに圧電板を振動させる電極と、を有する圧電振動片を、ウエハを利用して一度に複数製造する方法であって、前記ウエハをフォトリソ技術によってエッチングして、ウエハを貫通する貫通孔を２つ以上形成すると共に、これら貫通孔の中心を基準点としてウエハに複数の前記圧電板の外形形状を貫通孔と同時に形成する外形形成工程と、平板部と、該平板部上から前記貫通孔と同じ数だけ突出するように形成された挿入ピンとを有するウエハ用治具を用意した後、貫通孔内に挿入ピンを挿入させた状態で前記ウエハを平板部上に載置するウエハセット工程と、複数の前記圧電板の外表面上に電極膜をパターニングして、前記電極を形成する電極形成工程と、複数の前記圧電板を前記ウエハから切り離して小片化する切断工程と、を備え、前記電極形成工程及び前記切断工程の際、前記貫通孔の中心を基準点として、前記ウエハに対する位置合わせ行うことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る圧電振動片の製造方法においては、まず、水晶等の圧電材料からなるウエハをフォトリソ技術によりエッチングして、ウエハを貫通する貫通孔を少なくとも２つ以上形成すると共に、これら貫通孔の形成と同時に複数の圧電板の外形形状を形成する外形形成工程を行う。この際、貫通孔の中心を基準点として、圧電板の外形形状を形成する。これにより、外形が形成された全ての圧電板の位置を、基準点によって正確に特定することができる。
【００１０】
続いて、貫通孔内に挿入ピンを挿入させながら、ウエハをウエハ用治具の平板部上に載置する。これにより、ウエハは、がたつくことなくウエハ用治具によって安定に保持される。しかも、貫通孔内に挿入ピンが挿入された状態となるので、挿入ピンの中心を基準点に置き換えることができ、基準点を把握し易くなる。
続いて、複数の圧電板の外表面上に電極膜をパターニングして電極を形成する電極形成工程を行う。そして、電極を形成した後、複数の圧電板をウエハから切り離して小片化する切断工程を行う。これにより、１枚のウエハから、圧電板の外表面上に該圧電板を振動させる電極が形成された圧電振動片を一度に複数製造することができる。
【００１１】
特に、電極形成工程及び切断工程の際に、予めパターンが形成されたマスクを利用して露光や現像を適宜行う必要があるが、貫通孔の中心を基準点としてマスクの位置合わせを行うことができる。そのため、ウエハの外形を基準としていた従来の場合とは異なり、ウエハの外形精度に影響されることなく、マスクを複数の圧電板に対して高精度に位置合わせすることができる。しかも、貫通孔が２つ以上形成されているので、基準点を２つ以上確保することができ、ウエハの向きに影響されることなく位置合わせを行える。よって、ウエハの外形精度に起因して位置ずれが生じる恐れがない。従って、高品質な圧電振動片を製造することができる。
しかも、ウエハ用治具によってウエハは安定に保持されていると共に、挿入ピンによって基準点を確実に把握できるので、位置合わせ作業を容易に行うことができる。従って、製造効率を従来に比べて遥かに高めることができ、圧電振動片の低コスト化に繋げることができる。
【００１２】
また、本発明に係る圧電振動片の製造方法は、上記本発明の圧電振動片の製造方法において、前記外形形成工程の際、前記ウエハを平面視したときに、角部がＲ状になるように前記貫通孔を形成することを特徴とするものである。
【００１３】
この発明に係る圧電振動片の製造方法においては、ウエハを平面視したときに、直線と直線とが交わる角部がＲ状（滑らかな曲線）となるように貫通孔を形成する。これにより、製造途中で貫通孔を介してウエハに外力が作用したとしても、外力が角部に集中することを防止することができる。よって、角部を起点にしてウエハに割れが入り難い。従って、ウエハに欠けやクラックが生じてしまうことを防止することができる。その結果、歩留まりを良くして製造効率をさらに高めることができる。
【００１４】
また、本発明に係る圧電振動片の製造方法は、上記本発明の圧電振動片の製造方法において、前記外形形成工程の際、前記ウエハを平面視したときに、円形状となるように前記貫通孔を形成することを特徴とするものである。
【００１５】
この発明に係る圧電振動片の製造方法においては、ウエハを平面視したときに、円形状となるように貫通孔を形成する。これにより、製造途中で貫通孔に外力が作用したとしても、外力が一点に集中することを防止することができる。よって、ウエハに割れが入り難い。従って、ウエハに欠けやクラックが生じてしまうことを防止することができる。その結果、歩留まりを良くして製造効率をさらに高めることができる。
【００１６】
また、本発明に係る圧電振動片は、上記本発明の圧電振動片の製造方法により製造されたことを特徴とするものである。
【００１７】
この発明に係る圧電振動片においては、上述した製造方法により製造されているので、高品質化及び低コスト化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明に係る圧電振動子は、上記本発明の圧電振動片を有することを特徴とするものである。
【００１９】
この発明に係る圧電振動子においては、上述した圧電振動片を有しているので、圧電振動子自体の高品質化及び低コスト化を図ることができる。
【００２０】
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するものである。
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するものである。
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するものである。
【００２１】
この発明に係る発振器、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有しているので、同様に高品質化及び低コスト化を図ることができる。
【００２２】
また、本発明に係るウエハは、圧電材料からなる圧電板と、該圧電板の外表面上に形成され、所定の電圧が印加されたときに圧電板を振動させる電極と、を有する圧電振動片を製造する際に用いられるウエハであって、フォトリソ技術によってエッチングされ、前記ウエハを貫通する２つ以上の貫通孔と、これら貫通孔の中心を基準点として前記エッチングにより貫通孔と同時に外形形状が形成された複数の前記圧電板と、を備え、前記貫通孔の中心が、前記圧電振動片が製造されるまでの間の基準点として利用されることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明に係るウエハを利用して圧電振動片を製造する場合には、外形形状が形成されている複数の圧電板の外表面上に電極膜をパターニングして電極を形成した後、これら複数の圧電板をウエハから切り離して小片化する。これにより、１枚のウエハから、圧電板の外表面上に該圧電板を振動させる電極が形成された圧電振動片を一度に複数製造することができる。
【００２４】
ところで、このウエハは、該ウエハを貫通する２つ以上の貫通孔と、これら貫通孔と同時に外形形状が形成された複数の圧電板とを備えている。しかも、複数の圧電板は、貫通孔の中心を基準点として形成されている。これにより、外形が形成された圧電板は、全て基準点によって位置が正確に特定された状態となっている
【００２５】
また、上述した電極の形成時や圧電板の切断時に予めパターンが形成されたマスクを利用して露光や現像を適宜行う必要があるが、貫通孔の中心を基準点としてこのマスクの位置合わせを行うことができる。そのため、ウエハの外形を基準としていた従来の場合とは異なり、ウエハの外形精度に影響されることなく、マスクを複数の圧電板に対して高精度に位置合わせすることができる。しかも、貫通孔が２つ以上形成されているので、基準点を２つ以上確保することができ、ウエハの向きに影響されることなく位置合わせを行える。よって、ウエハの外形精度に起因して位置ずれが生じる恐れがない。従って、高品質な圧電振動片を製造することができる。
また、貫通孔を利用して位置合わせ作業を容易に行うことができるので、製造効率を従来に比べて遥かに高めることができ、圧電振動片の低コスト化に繋げることができる。
【００２６】
また、本発明に係るウエハは、上記本発明のウエハにおいて、前記貫通孔が、前記ウエハを平面視したときに角部がＲ状になるように形成されていることを特徴とするものである。
【００２７】
この発明に係るウエハにおいては、該ウエハを平面視したときに、直線と直線とが交わる角部がＲ状（滑らかな曲線）となるように貫通孔が形成されている。これにより、製造途中で貫通孔を介してウエハに外力が作用したとしても、外力が角部に集中することを防止することができる。よって、角部を起点にしてウエハに割れが入り難い。従って、ウエハに欠けやクラックが生じてしまうことを防止することができる。その結果、歩留まりを良くして製造効率をさらに高めることができる。
【００２８】
また、本発明に係るウエハは、上記本発明のウエハにおいて、前記貫通孔が、前記ウエハを平面視したときに円形状となるように形成されていることを特徴とするものである。
【００２９】
この発明に係る圧電振動片の製造方法においては、ウエハを平面視したときに、円形状となるように貫通孔が形成されている。これにより、製造途中で貫通孔を介してウエハに外力が作用したとしても、外力が一点に集中することを防止することができる。よって、ウエハに割れが入り難い。従って、ウエハに欠けやクラックが生じてしまうことを防止することができる。その結果、歩留まりを良くして製造効率をさらに高めることができる。
【００３０】
また、本発明に係るウエハ用治具は、上記本発明のウエハを保持するウエハ用治具であって、前記ウエハを上面に載置する平板部と、前記貫通孔内に挿入可能なサイズとされ、前記平板部上から前記貫通孔と同じ数だけ突出するように形成された挿入ピンと、を備えていることを特徴とするものである。
【００３１】
この発明に係るウエハ用治具においては、平板部上から貫通孔と同じ数だけ突出するように形成された挿入ピンを有しているので、貫通孔内に挿入ピンを挿入させながら、ウエハを平板部上に載置することができる。これにより、がたつきを抑えながらウエハを安定に保持することができる。しかも、貫通孔内に挿入ピンが挿入された状態となるので、挿入ピンの中心を基準点に置き換えることができ、基準点を把握し易くすることができる。従って、位置合わせ作業をより容易に行うことができ、製造効率をさらに高めることができる。
【００３２】
また、本発明に係るウエハ用治具は、上記本発明のウエハ用治具において、前記挿入ピンが、先端が先細りするように形成されていることを特徴とするものである。
【００３３】
この発明に係るウエハ用治具においては、挿入ピンの先端が先細りしているので、挿入ピンを貫通孔内に挿入させる際に、ひっかかり等が生じ難い。よって、ウエハに傷等が付き難い。加えて、より円滑な作業を行うことができ、製造効率のさらなる向上化に繋げることができる。
【００３４】
また、本発明に係るウエハ用治具は、上記本発明のウエハ用治具において、前記挿入ピンが、円柱状に形成されていることを特徴とするものである。
【００３５】
この発明に係るウエハ用治具においては、挿入ピンが円柱状に形成されているので、外周面が滑らかな曲面となっている。そのため、挿入ピンを貫通孔内に挿入させる際に、貫通孔の内面が挿入ピンの外周面に接触したとしても、ウエハに傷等が付き難い。この点においても、ウエハに欠けやクラックが生じてしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る圧電振動片の製造方法によれば、ウエハの外形精度に関係なく、高品質な圧電振動片を効率良く製造することができる。
また、本発明に係る圧電振動片によれば、上記製造方法により製造されているので、高品質化を図ることができると共に低コスト化を図ることができる。
また、本発明に係る圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計によれば、上記圧電振動片を有しているので、同様に高品質化及び低コスト化を図ることができる。
【００３７】
更に、本発明に係るウエハを利用することで、高品質な圧電振動片を効率良く製造することができる。また、本発明に係るウエハ用治具によれば、圧電振動片を製造する際に、がたつきを抑えながらウエハを安定に保持することができると共に、基準点を把握し易くすることができるので、圧電振動片の製造効率をさらに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明に係る一実施形態を、図１から図９を参照して説明する。なお、本実施形態では、圧電振動子１として、シリンダパッケージタイプの圧電振動子を例に挙げて説明する。
本実施形態の圧電振動子１は、図１に示すように、圧電振動片２と、該圧電振動片２を内部に収納するケース３と、圧電振動片２をケース３内に密閉させる気密端子であるプラグ４と、を備えている。
【００３９】
圧電振動片２は、図２及び図３に示すように、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。なお、この圧電振動片２は、後述するウエハＳから作製されたものである。
この圧電振動片２は、平行に配置された一対の振動腕部１１、１２と、該一対の振動腕部１１、１２の基端側を一体的に固定する基部１３とからなる圧電板１０と、該圧電板１０の外表面上に形成され、所定の電圧が印加されたときに圧電板１０を振動させる電極２０と、で構成されている。
【００４０】
この電極２０は、一対の振動腕部１１、１２の外表面上に形成されて一対の振動腕部１１、１２を振動させる第１の励振電極２１と第２の励振電極２２とからなる励振電極２３と、引き出し電極２４、２５を介して第１の励振電極２１及び第２の励振電極２２にそれぞれ電気的に接続されたマウント電極２６、２７とで構成されている。
【００４１】
一対の励振電極２４、２５は、一対の振動腕部１１、１２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１１、１２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２１が、一方の振動腕部１１の上下面上と、他方の振動腕部１２の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極２２が、一方の振動腕部１１の両側面上と他方の振動腕部１２の上下面上とに主に形成されている。
【００４２】
なお、上述した励振電極２３、マウント電極２６、２７及び引き出し電極２４、２５は、例えば、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の導電性膜（電極膜）の被膜により形成されたものである。
【００４３】
また、一対の振動腕部１１、１２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２８が被膜されている。なお、この重り金属膜２８は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜２８ａと、微小に調整する際に使用される微調膜２８ｂとに分かれている。これら粗調膜２８ａ及び微調膜２８ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１１、１２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。
【００４４】
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。
【００４５】
プラグ４は、ケース３を密閉させるステム３０と、該ステム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、それぞれ同材料の図示しないメッキが施されている。
【００４６】
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。そして、インナーリード３１ａとマウント電極２６、２７とが、導電性のバンプＥを介してマウントされている。即ち、バンプＥを介してインナーリード３１ａとマウント電極２６、２７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。
【００４７】
ここで、プラグ４を構成する主要部品の寸法及び材質の一例について述べる。
リード端子３１の直径は例えば約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の外周に被膜させるメッキの材質としては、下地金属膜としてはＣｕが用いられ、仕上金属膜としては、耐熱ハンダメッキ（錫と鉛の合金で、その重量比が１：９）や、銀（Ａｇ）や錫銅合金（ＳｎＣｕ）や金錫合金（ＡｕＳｎ）等が用いられる。
また、ステム３０の外周に被膜された金属膜（メッキ層）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。
【００４８】
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、バンプＥ、マウント電極２６、２７及び引き出し電極２４、２５を介して、第１の励振電極２１及び第２の励振電極２２からなる励振電極２３に電流を流すことができ、一対の振動腕部１１、１２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１１、１２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。
【００４９】
次に、上述した圧電振動片２並びに圧電振動子１の製造方法について、図４及び図５に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。
始めに、圧電材料からなるウエハＳを利用して、圧電振動片２を一度に複数製造する工程を行う。この工程を行うにあたって、まず所定のポリッシングが終了し、所定の厚みに高精度に仕上げられた図６に示すウエハＳを準備する（Ｓ１０）。なお、本実施形態では、円板状のウエハＳを使用する場合を例に挙げて説明する。次いで、このウエハＳをフォトリソ技術によってエッチングして、ウエハＳを貫通する貫通孔４０を２つ以上形成すると共に、これら貫通孔４０の中心を基準点ＧとしてウエハＳに複数の圧電板１０の外形形状を貫通孔４０と同時に形成する外形形成工程を行う（Ｓ２０）。
【００５０】
これにより、図７に示すように、貫通孔４０と、これら貫通孔４０の中心を基準点Ｇとして外形形状が形成された複数の圧電板１０とを有するウエハＳを得ることができる。なお、本実施形態では、貫通孔４０を４つ形成している場合を例に挙げて説明する。また、複数の圧電板１０は、後に行う切断工程までの間、連結部４１を介してウエハＳに連結された状態となっている。
特に、圧電板１０の外形形成と同時に貫通孔４０を形成するので、全ての圧電板１０の位置を基準点Ｇによって正確に特定することができる。
【００５１】
次いで、ウエハＳをウエハ用治具４５の平板部４６上に載置するウエハセット工程を行う（Ｓ３０）。ここで、ウエハ用治具４５について、簡単に説明する。
このウエハ用治具４５は、図８に示すように、ウエハＳを上面に載置する平板部４６と、貫通孔４０内に挿入可能な大きさとされ、平板部４６上から該平板部４６の上面に対して略直交する方向に突出した４つ（貫通孔４０と同じ数）の挿入ピン４７と、を備えている。よって、貫通孔４０内に挿入ピン４７を挿入させることで、ウエハＳを平板部４６上に載置することができるようになっている。
【００５２】
上記挿入ピン４７は、円柱状に形成されており、先端が先細りするようにテーパ状になっている。また、挿入ピン４７は、ウエハＳの厚みよりも長くなるように形成されている。また、平板部４６には、ウエハＳが載置されたときに該ウエハＳの周囲を囲むように、スペーサ４８を取り付けることができるようになっている。このスペーサ４８は、ウエハＳと略同じ厚みとされたものであり、該スペーサ４８とウエハＳとの間には段差が生じないようになっている。
【００５３】
そして、このように構成されたウエハ用治具４５を利用して上記ウエハセット工程を行う。つまり、４つの貫通孔４０内に４つの挿入ピン４７をそれぞれ挿入させながら、図９に示すように、ウエハＳを平板部４６上に載置する。これにより、ウエハＳは、がたつくことなくウエハ用治具４５によって安定に保持される。しかも、貫通孔４０内に挿入ピン４７が挿入された状態となるので、挿入ピン４７の中心を基準点Ｇに置き換えることができ、基準点Ｇを把握し易くなる。
【００５４】
次いで、複数の圧電板１０の外表面上に図示しない電極膜を成膜すると共にパターニングを行って、励振電極２３、引き出し電極２４、２５、マウント電極２６、２７からなる電極２０を形成する電極形成工程を行う（Ｓ４０）。この際、図９に示すように、予め所定のパターンが形成されたマスクＭをウエハＳに重ね、該マスクＭを利用して露光や現像やエッチングを適宜行うことで、上記パターニングを行うことができる。
このとき、貫通孔４０の中心を基準点Ｇとして、マスクＭの位置合わせを行う。そのため、ウエハＳの外形を基準としていた従来の場合とは異なり、ウエハＳの外形精度に影響されることなく、マスクＭを複数の圧電板１０に対して高精度に位置合わせすることができる。しかも、貫通孔４０が４つ形成されているので、基準点Ｇを４つ確保することができ、ウエハＳの向きに影響されることなく位置合わせを行える。よって、ウエハＳの外形精度に起因して位置ずれが生じる恐れがない。
従って、複数の圧電板１０に対して高精度に電極２０をパターニングすることができる。なお、ウエハＳとスペーサ４８との間には段差がないので、マスクＭを安定してウエハＳ上に重ねることが可能である。
【００５５】
また、電極２０を形成した後、マスクＭを取り替えて露光や現像やエッチングを適宜行って、重り金属膜２８を形成する（Ｓ５０）。この場合も同様に、マスクＭとウエハＳとの位置合わせを高精度に行えるので、複数の圧電板１０に対して重り金属膜２８を正確にパターニングすることができる。
【００５６】
次いで、ウエハＳと圧電板１０とを連結していた連結部４１を切断して、複数の圧電板１０をウエハＳから切り離して小片化する切断工程を行う（Ｓ６０）。この場合も同様に、マスクＭを取り替えて露光や現像やエッチングを適宜行って切断を実施する。このときもやはりマスクＭとウエハＳとの位置合わせを高精度に行えるので、連結部４１を正確に切断することができる。
この切断工程を行うことで、１枚のウエハＳから、圧電板１０の外表面上に電極２０、重り金属膜２８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。この時点で、圧電振動片２の製造工程が終了する。
【００５７】
特に、圧電振動片２を製造するにあたって、上述したようにマスクＭの位置合わせを従来とは異なり、ウエハＳの外形精度に影響されずに高精度に行うことができる。従って、高品質な圧電振動片２を製造することができる。しかも、ウエハ用治具４５によってウエハＳは安定に保持されていると共に、挿入ピン４７によって基準点Ｇを確実に把握できるので、位置合わせ作業を容易に行うことができる。従って、製造効率を従来に比べて遥かに高めることができ、圧電振動片２の低コスト化に繋げることができる。
【００５８】
また、ウエハＳに貫通孔４０を形成する際に、該ウエハＳを平面視したときに円形状となるように形成している。そのため、貫通孔４０を形成する際、或いは、形成した後に貫通孔４０に外力が作用したとしても、外力が一点に集中することを防止することができ、力を分散化させることができる。よって、ウエハＳに割れが入り難い。従って、ウエハＳに欠けやクラック等が生じてしまうことを防止することができる。その結果、歩留まりを良くして製造効率をさらに高めることができる。
しかも、本実施形態の挿入ピン４７は円柱状に形成されているので、外周面が滑らかな曲面となっている。そのため、挿入ピン４７を貫通孔４０内に挿入させる際に、貫通孔４０の内面が挿入ピン４７の外周面に接触したとしても、ウエハＳに傷等が付き難い。この点においても、ウエハＳに欠けやクラック等が生じてしまうことを防止することができる。
【００５９】
加えて、本実施形態の挿入ピン４７は、先端がテーパ状に形成されており、先細りした形となっている。よって、挿入ピン４７を貫通孔４０内に挿入させる際に、ひっかかり等が生じ難い。この点においても、ウエハＳに傷等を付け難くすることができる。更に、ウエハセット工程をより円滑に行うことができるので、製造効率のさらなる向上化に繋げることができる。
【００６０】
次に、圧電振動子１の製造工程を行う。なお、圧電振動片２をリード端子３１にマウントする前に、共振周波数の粗調を行っておく（Ｓ７０）。これは、重り金属膜２８の粗調膜２８ａ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。
【００６１】
圧電振動子１を製造するにあたって、まずプラグ４を作製する気密端子作製工程を行う（Ｓ８０）。具体的には、まず、ステム作製工程によりステム３０を作製する（Ｓ８１）。即ち、鉄ニッケルコバルト合金や鉄ニッケル合金等の導電性を有する板部材をランス加工した後、複数回の深絞り加工を行って有底の筒部材を形成する。そして、筒部材の底面に開口を形成すると共に、外形抜きを行って筒部材を板部材から切り離すことで、ステム３０を作製する。
次いで、ステム３０内に、リード端子３１及び充填材３２をそれぞれセットするセット工程を行う（Ｓ８２）。まず、作製したステム３０を、図示しない専用の治具にセットした後、予めリング状に焼結された充填材３２をステム３０の内部にセットすると共に、充填材３２を貫通するようにリード端子３１をセットする。
【００６２】
上記セット工程により、ステム３０とリード端子３１と充填材３２とを組み合わせた後、治具を加熱炉内に入れて１０００℃前後の温度雰囲気で充填材３２の焼成を行う（Ｓ８３）。これにより、充填材３２とリード端子３１との間、充填材３２とステム３０との間が完全に封着されて、気密に耐えられる構造となる。そして、治具から取り出すことで、プラグ４を得ることができる。この時点で、気密端子作製工程が終了する。
【００６３】
次に、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金属膜を湿式メッキ法で被膜させるメッキ工程を行う（Ｓ９０）。そのための前処理として、リード端子３１の外表面及びステム３０の外周を洗浄すると共に、アルカリ溶液で脱脂した後、塩酸及び硫酸の溶液にて酸洗浄を行う。この前処理が終了した後、リード端子３１の外表面及びステム３０の外周面に下地金属膜を形成する。例えば、Ｃｕメッキ或いはＮｉメッキを略２μｍ〜５μｍの膜厚で被膜させる。続いて、下地金属膜上に仕上金属膜を形成する。例えば錫や銀等の単一材料の他、耐熱メッキや、錫銅合金、錫ビス膜合金、錫アンチモン合金等を、略８μｍ〜１５μｍの膜厚で被膜させる。
このように、下地金属膜及び仕上金属膜からなる金属膜を被膜させることで、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金属膜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。
【００６４】
続いて、金属膜の安定化を図るため、真空雰囲気の炉中でアニーリングを行う（Ｓ１００）。例えば、１７０℃の温度で１時間の加熱を行う。これにより、下地金属膜の材料と仕上金属膜の材料との界面に形成される金属間化合物の組成を調整して、ウイスカの発生を抑制することができる。このアニーリングが終了した時点でマウント工程を行うことができる。なお、金属膜を被膜する際に、湿式メッキ法で行った場合を例にしたが、この場合に限られず、例えば、蒸着法や化学気相法等で行っても構わない。
【００６５】
なお、本実施形態では、アニーリングが終了した後、次に行うマウント工程のためにインナーリード３１ａの先端に、金等の導電性のバンプＥを形成する（Ｓ１１０）。そして、圧電振動片２のマウント電極２６、２７をインナーリード３１ａに接合するマウント工程を行う（Ｓ１２０）。具体的には、バンプＥを加熱しながら、該バンプＥを間に挟んだ状態でインナーリード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、バンプＥを介してインナーリード３１ａとマウント電極２６、２７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。即ち、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、バンプ接続する際に、加熱・加圧を行ってマウントしたが、超音波を利用してバンプ接続を行っても構わない。
【００６６】
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う（Ｓ１３０）。続いて、圧電振動片２の周波数調整（微調）を行う（Ｓ１４０）。この周波数調整について、具体的に説明すると、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、レーザにより重り金属膜２８の微調膜２８ｂを蒸発させることで、周波数の調整を行う。なお、周波数計測を行うには、アウターリード３１ｂに図示しないプローブの先端を押し付けることで、計測を正確に行うことができる。この周波数調整を行うことで、予め決められた周波数の範囲内に圧電振動片２の周波数を調整することができる。
【００６７】
なお、上記微調及び先に行った粗調の際に、レーザの照射により重り金属膜２８を蒸発させることで、周波数調整を行ったが、レーザ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２８を除去することで周波数調整を行う。
【００６８】
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を気密封止する封止工程を行う（Ｓ１５０）。具体的に説明すると、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。
【００６９】
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（Ｓ１６０）。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（Ｓ１７０）。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。
【００７０】
特に、本実施形態の圧電振動子１は、高品質で低コスト化された圧電振動片２を有しているので、に従来のものよりも高品質化及び低コスト化を図ることができる。
更に、本実施形態の圧電振動子１は、圧電振動片２をケース３内に密閉したシリンダパッケージタイプであるので、塵埃等の影響を受けることなく圧電振動片２を振動させることができる。よって、圧電振動片２を高精度に振動させることができ、高性能化を図ることができる。
【００７１】
なお、上記実施形態では、音叉型の圧電振動片２を備えた圧電振動子１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、図１０に示すように、厚み滑り振動片（圧電振動片）６１を有する厚み滑り振動子（圧電振動子）６０であっても構わない。厚み滑り振動片６１は、ウエハＳから一定の厚みで板状に形成された圧電板６２と、励振電極６３、引き出し電極６４及びマウント電極６５とからなる電極６６と、を備えている。
圧電板６２は、例えば、外形が矩形状に形成されており、両面の略中央部分に励振電極６３が対向するように形成されている。圧電板６２の端部には、引き出し電極６４を介して励振電極６３に電気的に接続されたマウント電極６５が形成されている。なお、マウント電極６５は、一方の励振電極６３に接続されたものと、他方の励振電極６３に接続されたものとが、圧電板６２の両面にそれぞれ形成されている。この際、圧電板６２の一方の面に形成されたマウント電極６５は、他方の面に形成されたマウント電極６５に対して、圧電板６２の側面上に形成された側面電極６７を介して電気的に接続されている。
【００７２】
このように構成された厚み滑り振動子６０であっても、厚み滑り振動片６１を従来よりも高品質及び低コストで製造できるので、厚み滑り振動子６０自体の高品質化及び低コスト化を図ることができる。
【００７３】
また、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７１で固めて表面実装型振動子７０としても構わない。
この表面実装型振動子７０は、図１１及び図１２に示すように、圧電振動子１と、該圧電振動子１を所定の形状で固定するモールド樹脂部７１と、一端側がアウターリード３１ｂに電気的に接続されると共に、他端側がモールド樹脂部７１の底面に露出して外部に電気的に接続される外部接続端子７２と、を備えている。
この外部接続端子７２は、銅等の金属材料で断面コ形に形成されている。このように圧電振動子１をモールド樹脂部７１で固めることで、回路基板等に安定して取り付けることができるので、より使用し易く、使い易さが向上する。
【００７４】
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図１３を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図１３に示すように、圧電振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上記集積回路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。
【００７５】
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。
【００７６】
本実施形態の発振器１００によれば、高品質化及び低コスト化された圧電振動子１を備えているので、発振器１００自体も同様に作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができると共に、低コスト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。
【００７７】
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図１４を参照して説明する。なお電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１１０を例にして説明する。始めに本実施形態の携帯情報機器１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【００７８】
次に、本実施形態の携帯情報機器１１０の構成について説明する。この携帯情報機器１１０は、図１４に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１１１とを備えている。電源部１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１には、各種制御を行う制御部１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１３と、外部との通信を行う通信部１１４と、各種情報を表示する表示部１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【００７９】
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、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【００８０】
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、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等が表示される。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、高品質化及び低コスト化された圧電振動子１を備えているので、携帯情報機器自体も同様に作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができると共に、低コスト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。
【００８６】
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図１５を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図１５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。
【００８７】
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。
【００８８】
更に、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。
【００８９】
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。
【００９０】
本実施形態の電波時計１３０によれば、高品質化及び低コスト化された圧電振動子１を備えているので、電波時計自体も同様に作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができると共に、低コスト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。
【００９１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の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。
【００９２】
例えば、上記実施形態では、ウエハＳに４つの貫通孔４０を形成した場合を例に挙げたが、４つに限定されるものではなく、２つ以上であれば構わない。
また、ウエハＳを平面視したときに、貫通孔４０を円形状に形成したが、この場合に限られず、四角形等の多角形状でも構わない。但し、直線と直線とが交わる角部がＲ状（滑らかな曲線）となるように貫通孔を形成することが好ましい。このようにすることで、角部を起点としてウエハＳに割れが入り難い。従って、ウエハＳに欠けやクラック等が生じてしまうことを防止することができる。なお、上記実施形態のように円形状に形成することがより好ましい。
【００９３】
また、挿入ピン４７の先端をテーパ状に形成することで先細り形状にしたが、図１６に示すように、Ｃ面取りを行うことで先細り形状にしても構わない。また、上記実施形態では、挿入ピン４７を円柱状としたが、この場合に限られず、図１７及び図１８に示すように、四角形や六角形等の多角形状に形成しても構わない。但し、外周面が滑らかな円柱状にすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係る圧電振動子の一実施形態を示す図であって上面側から見た全体図である。
【図２】図１に示す圧電振動子を構成する圧電振動片を上面から見た図である。
【図３】図１に示す圧電振動子を構成する圧電振動片を下面から見た図である。
【図４】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５】図４に示すフローチャートの続きである。
【図６】図１に示す圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ウエハの上面図である。
【図７】図１に示す圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図６に示すウエハをエッチング加工して、４つの貫通孔を形成すると共に複数の圧電板の外形形状を形成した状態を示す図である。
【図８】図１に示す圧電振動子を製造する際に用いるウエハ用治具の断面図である。
【図９】図１に示す圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図７に示すウエハを図８に示すウエハ用治具にセットした状態を示す図である。
【図１０】本発明に係る圧電振動子の他の例を示す図であって、厚み滑り振動する圧電振動子の斜視図である。
【図１１】本発明に係る圧電振動子を有する表面実装型振動子を示す断面図である。
【図１２】図１１に示す圧電振動子と外部接続端子との取り付け関係を示す斜視図である。
【図１３】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１４】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１５】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１６】本発明に係るウエハ用治具の挿入ピンの変形例を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の断面矢視Ａ−Ａ図である。
【図１７】本発明に係るウエハ用治具の挿入ピンの変形例を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の断面矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図１８】本発明に係るウエハ用治具の挿入ピンの変形例を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の断面矢視Ｃ−Ｃ図である。
【符号の説明】
【００９５】
Ｇ…基準点
Ｓ…ウエハ
１…圧電振動子
２…圧電振動片
１０、６２…圧電板
２０、６６…電極
４０…ウエハの貫通孔
４５…ウエハ用治具
４７…ウエハ用治具の挿入ピン
４６…ウエハ用治具の平板部
６０…厚み滑り振動子（圧電振動子）
６２…厚み滑り振動片（圧電振動片）
１０１…発振器の集積回路
１００…発振器
１１３…電子機器の計時部
１１０…電子機器
１３０…電波時計
１３１…電波時計のフィルタ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶やタンタル酸リチウム等の圧電材料からなる圧電振動片を製造する製造方法、該製造方法で製造された圧電振動片、該圧電振動片を有する圧電振動子、該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。
また、圧電振動片を製造する際に用いられるウエハ及び該ウエハを保持するウエハ用治具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。
ところで、この圧電振動片は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の各種の圧電材料からなるウエハ（半導体ウエハ）から形成されている。具体的には、ウエハを所定の厚みまで研磨加工した後、フォトリソグラフィ技術によりエッチング加工して圧電振動片の外形を複数形成すると共に、外形形成したこれら複数の圧電振動片に対してそれぞれ所定の金属膜をパターニングして電極を形成する。これにより、１枚のウエハから一度に複数の圧電振動片を作製することができる。
【０００３】
ところで、圧電振動片を作製する際、上述したように最初に外形を形成した後に、金属膜のパターニング等を行っているのが一般的である（特許文献１参照）。この際、高品質な圧電振動片を作製するためには、外形形成した複数の圧電振動片の外表面に対してそれぞれ正確に金属膜等をパターニングする必要がある。そのため、ウエハをマスク等に対して正確に位置決めすることが求められている。この点、従来では、ウエハの加工を行うにあたって、ウエハの外形を基準としているのが現状である。
【特許文献１】特開２００６−１４８７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、まだ以下の課題が残されている。
始めに、ウエハを加工して圧電振動片を作製するためには、各種のパターンが形成されたマスクを工程に応じて使い分けると共に、その都度マスクをウエハに対して正確に位置決めする必要がある。例えば、圧電振動片を振動させるための電極をパターニングする場合や、圧電振動片の周波数調整を行うための重り金属膜２８をパターニングする場合や、最後にウエハから各圧電振動片を切断する場合等である。
【０００５】
ところが、従来ではウエハに対してマスクを位置決めする際、上述したようにウエハの外形を基準にセットしている。そのため、ウエハの外形精度によって、圧電振動片の品質が左右されてしまうものであった。
つまり、圧電振動片の外形をウエハに複数形成した後、各電極や重り金属膜２８等を正確にパターニングする必要があるが、ウエハの外形形状は全て均一なものではなくウエハによって若干の差がどうしても生じてしまう。そのため、圧電振動片の外形形成が終了したウエハにマスクを位置合わせする際に、マスクのパターンが各圧電振動片に対して一致せず、若干のずれが生じてしまうことが多々あった。
【０００６】
よって、このずれを考慮してマスクの位置合わせを行う必要があるので、位置合わせに手間取ってしまい効率の良い作業を行うことができなかった。また、ずれを考慮したとしても、やはり高精度な位置合わせが難しく、高品質な圧電振動片を作製することが困難であった。
【０００７】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その主目的は、ウエハの外形精度に関係なく、高品質な圧電振動片を効率良く製造することができる圧電振動片の製造方法、該製造方法で製造された圧電振動片を提供することである。
また、別の目的としては、上記圧電振動片を有する圧電振動子、該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ことである。
更には、上記圧電振動片を製造するために用いられるウエハ及び該ウエハを保持するためのウエハ用治具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る圧電振動片の製造方法は、圧電材料からなる圧電板と、該圧電板の外表面上に形成され、所定の電圧が印加されたときに圧電板を振動させる電極と、を有する圧電振動片を、ウエハを利用して一度に複数製造する方法であって、前記ウエハをフォトリソ技術によってエッチングして、ウエハを貫通する貫通孔を２つ以上形成すると共に、これら貫通孔の中心を基準点としてウエハに複数の前記圧電板の外形形状を貫通孔と同時に形成する外形形成工程と、平板部と、該平板部上から前記貫通孔と同じ数だけ突出するように形成された挿入ピンとを有するウエハ用治具を用意した後、貫通孔内に挿入ピンを挿入させた状態で前記ウエハを平板部上に載置するウエハセット工程と、複数の前記圧電板の外表面上に電極膜をパターニングして、前記電極を形成する電極形成工程と、複数の前記圧電板を前記ウエハから切り離して小片化する切断工程と、を備え、前記電極形成工程及び前記切断工程の際、前記貫通孔の中心を基準点として、前記ウエハに対する位置合わせ行うことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る圧電振動片の製造方法においては、まず、水晶等の圧電材料からなるウエハをフォトリソ技術によりエッチングして、ウエハを貫通する貫通孔を少なくとも２つ以上形成すると共に、これら貫通孔の形成と同時に複数の圧電板の外形形状を形成する外形形成工程を行う。この際、貫通孔の中心を基準点として、圧電板の外形形状を形成する。これにより、外形が形成された全ての圧電板の位置を、基準点によって正確に特定することができる。
【００１０】
続いて、貫通孔内に挿入ピンを挿入させながら、ウエハをウエハ用治具の平板部上に載置する。これにより、ウエハは、がたつくことなくウエハ用治具によって安定に保持される。しかも、貫通孔内に挿入ピンが挿入された状態となるので、挿入ピンの中心を基準点に置き換えることができ、基準点を把握し易くなる。
続いて、複数の圧電板の外表面上に電極膜をパターニングして電極を形成する電極形成工程を行う。そして、電極を形成した後、複数の圧電板をウエハから切り離して小片化する切断工程を行う。これにより、１枚のウエハから、圧電板の外表面上に該圧電板を振動させる電極が形成された圧電振動片を一度に複数製造することができる。
【００１１】
特に、電極形成工程及び切断工程の際に、予めパターンが形成されたマスクを利用して露光や現像を適宜行う必要があるが、貫通孔の中心を基準点としてマスクの位置合わせを行うことができる。そのため、ウエハの外形を基準としていた従来の場合とは異なり、ウエハの外形精度に影響されることなく、マスクを複数の圧電板に対して高精度に位置合わせすることができる。しかも、貫通孔が２つ以上形成されているので、基準点を２つ以上確保することができ、ウエハの向きに影響されることなく位置合わせを行える。よって、ウエハの外形精度に起因して位置ずれが生じる恐れがない。従って、高品質な圧電振動片を製造することができる。
しかも、ウエハ用治具によってウエハは安定に保持されていると共に、挿入ピンによって基準点を確実に把握できるので、位置合わせ作業を容易に行うことができる。従って、製造効率を従来に比べて遥かに高めることができ、圧電振動片の低コスト化に繋げることができる。
【００１２】
また、本発明に係る圧電振動片の製造方法は、上記本発明の圧電振動片の製造方法において、前記外形形成工程の際、前記ウエハを平面視したときに、角部がＲ状になるように前記貫通孔を形成することを特徴とするものである。
【００１３】
この発明に係る圧電振動片の製造方法においては、ウエハを平面視したときに、直線と直線とが交わる角部がＲ状（滑らかな曲線）となるように貫通孔を形成する。これにより、製造途中で貫通孔を介してウエハに外力が作用したとしても、外力が角部に集中することを防止することができる。よって、角部を起点にしてウエハに割れが入り難い。従って、ウエハに欠けやクラックが生じてしまうことを防止することができる。その結果、歩留まりを良くして製造効率をさらに高めることができる。
【００１４】
また、本発明に係る圧電振動片の製造方法は、上記本発明の圧電振動片の製造方法において、前記外形形成工程の際、前記ウエハを平面視したときに、円形状となるように前記貫通孔を形成することを特徴とするものである。
【００１５】
この発明に係る圧電振動片の製造方法においては、ウエハを平面視したときに、円形状となるように貫通孔を形成する。これにより、製造途中で貫通孔に外力が作用したとしても、外力が一点に集中することを防止することができる。よって、ウエハに割れが入り難い。従って、ウエハに欠けやクラックが生じてしまうことを防止することができる。その結果、歩留まりを良くして製造効率をさらに高めることができる。
【００１６】
また、本発明に係る圧電振動片は、上記本発明の圧電振動片の製造方法により製造されたことを特徴とするものである。
【００１７】
この発明に係る圧電振動片においては、上述した製造方法により製造されているので、高品質化及び低コスト化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明に係る圧電振動子は、上記本発明の圧電振動片を有することを特徴とするものである。
【００１９】
この発明に係る圧電振動子においては、上述した圧電振動片を有しているので、圧電振動子自体の高品質化及び低コスト化を図ることができる。
【００２０】
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するものである。
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するものである。
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するものである。
【００２１】
この発明に係る発振器、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有しているので、同様に高品質化及び低コスト化を図ることができる。
【００２２】
また、本発明に係るウエハは、圧電材料からなる圧電板と、該圧電板の外表面上に形成され、所定の電圧が印加されたときに圧電板を振動させる電極と、を有する圧電振動片を製造する際に用いられるウエハであって、フォトリソ技術によってエッチングされ、前記ウエハを貫通する２つ以上の貫通孔と、これら貫通孔の中心を基準点として前記エッチングにより貫通孔と同時に外形形状が形成された複数の前記圧電板と、を備え、前記貫通孔の中心が、前記圧電振動片が製造されるまでの間の基準点として利用されることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明に係るウエハを利用して圧電振動片を製造する場合には、外形形状が形成されている複数の圧電板の外表面上に電極膜をパターニングして電極を形成した後、これら複数の圧電板をウエハから切り離して小片化する。これにより、１枚のウエハから、圧電板の外表面上に該圧電板を振動させる電極が形成された圧電振動片を一度に複数製造することができる。
【００２４】
ところで、このウエハは、該ウエハを貫通する２つ以上の貫通孔と、これら貫通孔と同時に外形形状が形成された複数の圧電板とを備えている。しかも、複数の圧電板は、貫通孔の中心を基準点として形成されている。これにより、外形が形成された圧電板は、全て基準点によって位置が正確に特定された状態となっている
【００２５】
また、上述した電極の形成時や圧電板の切断時に予めパターンが形成されたマスクを利用して露光や現像を適宜行う必要があるが、貫通孔の中心を基準点としてこのマスクの位置合わせを行うことができる。そのため、ウエハの外形を基準としていた従来の場合とは異なり、ウエハの外形精度に影響されることなく、マスクを複数の圧電板に対して高精度に位置合わせすることができる。しかも、貫通孔が２つ以上形成されているので、基準点を２つ以上確保することができ、ウエハの向きに影響されることなく位置合わせを行える。よって、ウエハの外形精度に起因して位置ずれが生じる恐れがない。従って、高品質な圧電振動片を製造することができる。
また、貫通孔を利用して位置合わせ作業を容易に行うことができるので、製造効率を従来に比べて遥かに高めることができ、圧電振動片の低コスト化に繋げることができる。
【００２６】
また、本発明に係るウエハは、上記本発明のウエハにおいて、前記貫通孔が、前記ウエハを平面視したときに角部がＲ状になるように形成されていることを特徴とするものである。
【００２７】
この発明に係るウエハにおいては、該ウエハを平面視したときに、直線と直線とが交わる角部がＲ状（滑らかな曲線）となるように貫通孔が形成されている。これにより、製造途中で貫通孔を介してウエハに外力が作用したとしても、外力が角部に集中することを防止することができる。よって、角部を起点にしてウエハに割れが入り難い。従って、ウエハに欠けやクラックが生じてしまうことを防止することができる。その結果、歩留まりを良くして製造効率をさらに高めることができる。
【００２８】
また、本発明に係るウエハは、上記本発明のウエハにおいて、前記貫通孔が、前記ウエハを平面視したときに円形状となるように形成されていることを特徴とするものである。
【００２９】
この発明に係る圧電振動片の製造方法においては、ウエハを平面視したときに、円形状となるように貫通孔が形成されている。これにより、製造途中で貫通孔を介してウエハに外力が作用したとしても、外力が一点に集中することを防止することができる。よって、ウエハに割れが入り難い。従って、ウエハに欠けやクラックが生じてしまうことを防止することができる。その結果、歩留まりを良くして製造効率をさらに高めることができる。
【００３０】
また、本発明に係るウエハ用治具は、上記本発明のウエハを保持するウエハ用治具であって、前記ウエハを上面に載置する平板部と、前記貫通孔内に挿入可能なサイズとされ、前記平板部上から前記貫通孔と同じ数だけ突出するように形成された挿入ピンと、を備えていることを特徴とするものである。
【００３１】
この発明に係るウエハ用治具においては、平板部上から貫通孔と同じ数だけ突出するように形成された挿入ピンを有しているので、貫通孔内に挿入ピンを挿入させながら、ウエハを平板部上に載置することができる。これにより、がたつきを抑えながらウエハを安定に保持することができる。しかも、貫通孔内に挿入ピンが挿入された状態となるので、挿入ピンの中心を基準点に置き換えることができ、基準点を把握し易くすることができる。従って、位置合わせ作業をより容易に行うことができ、製造効率をさらに高めることができる。
【００３２】
また、本発明に係るウエハ用治具は、上記本発明のウエハ用治具において、前記挿入ピンが、先端が先細りするように形成されていることを特徴とするものである。
【００３３】
この発明に係るウエハ用治具においては、挿入ピンの先端が先細りしているので、挿入ピンを貫通孔内に挿入させる際に、ひっかかり等が生じ難い。よって、ウエハに傷等が付き難い。加えて、より円滑な作業を行うことができ、製造効率のさらなる向上化に繋げることができる。
【００３４】
また、本発明に係るウエハ用治具は、上記本発明のウエハ用治具において、前記挿入ピンが、円柱状に形成されていることを特徴とするものである。
【００３５】
この発明に係るウエハ用治具においては、挿入ピンが円柱状に形成されているので、外周面が滑らかな曲面となっている。そのため、挿入ピンを貫通孔内に挿入させる際に、貫通孔の内面が挿入ピンの外周面に接触したとしても、ウエハに傷等が付き難い。この点においても、ウエハに欠けやクラックが生じてしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る圧電振動片の製造方法によれば、ウエハの外形精度に関係なく、高品質な圧電振動片を効率良く製造することができる。
また、本発明に係る圧電振動片によれば、上記製造方法により製造されているので、高品質化を図ることができると共に低コスト化を図ることができる。
また、本発明に係る圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計によれば、上記圧電振動片を有しているので、同様に高品質化及び低コスト化を図ることができる。
【００３７】
更に、本発明に係るウエハを利用することで、高品質な圧電振動片を効率良く製造することができる。また、本発明に係るウエハ用治具によれば、圧電振動片を製造する際に、がたつきを抑えながらウエハを安定に保持することができると共に、基準点を把握し易くすることができるので、圧電振動片の製造効率をさらに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明に係る一実施形態を、図１から図９を参照して説明する。なお、本実施形態では、圧電振動子１として、シリンダパッケージタイプの圧電振動子を例に挙げて説明する。
本実施形態の圧電振動子１は、図１に示すように、圧電振動片２と、該圧電振動片２を内部に収納するケース３と、圧電振動片２をケース３内に密閉させる気密端子であるプラグ４と、を備えている。
【００３９】
圧電振動片２は、図２及び図３に示すように、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。なお、この圧電振動片２は、後述するウエハＳから作製されたものである。
この圧電振動片２は、平行に配置された一対の振動腕部１１、１２と、該一対の振動腕部１１、１２の基端側を一体的に固定する基部１３とからなる圧電板１０と、該圧電板１０の外表面上に形成され、所定の電圧が印加されたときに圧電板１０を振動させる電極２０と、で構成されている。
【００４０】
この電極２０は、一対の振動腕部１１、１２の外表面上に形成されて一対の振動腕部１１、１２を振動させる第１の励振電極２１と第２の励振電極２２とからなる励振電極２３と、引き出し電極２４、２５を介して第１の励振電極２１及び第２の励振電極２２にそれぞれ電気的に接続されたマウント電極２６、２７とで構成されている。
【００４１】
一対の励振電極２４、２５は、一対の振動腕部１１、１２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１１、１２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２１が、一方の振動腕部１１の上下面上と、他方の振動腕部１２の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極２２が、一方の振動腕部１１の両側面上と他方の振動腕部１２の上下面上とに主に形成されている。
【００４２】
なお、上述した励振電極２３、マウント電極２６、２７及び引き出し電極２４、２５は、例えば、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の導電性膜（電極膜）の被膜により形成されたものである。
【００４３】
また、一対の振動腕部１１、１２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２８が被膜されている。なお、この重り金属膜２８は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜２８ａと、微小に調整する際に使用される微調膜２８ｂとに分かれている。これら粗調膜２８ａ及び微調膜２８ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１１、１２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。
【００４４】
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。
【００４５】
プラグ４は、ケース３を密閉させるステム３０と、該ステム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、それぞれ同材料の図示しないメッキが施されている。
【００４６】
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。そして、インナーリード３１ａとマウント電極２６、２７とが、導電性のバンプＥを介してマウントされている。即ち、バンプＥを介してインナーリード３１ａとマウント電極２６、２７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。
【００４７】
ここで、プラグ４を構成する主要部品の寸法及び材質の一例について述べる。
リード端子３１の直径は例えば約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の外周に被膜させるメッキの材質としては、下地金属膜としてはＣｕが用いられ、仕上金属膜としては、耐熱ハンダメッキ（錫と鉛の合金で、その重量比が１：９）や、銀（Ａｇ）や錫銅合金（ＳｎＣｕ）や金錫合金（ＡｕＳｎ）等が用いられる。
また、ステム３０の外周に被膜された金属膜（メッキ層）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。
【００４８】
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、バンプＥ、マウント電極２６、２７及び引き出し電極２４、２５を介して、第１の励振電極２１及び第２の励振電極２２からなる励振電極２３に電流を流すことができ、一対の振動腕部１１、１２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１１、１２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。
【００４９】
次に、上述した圧電振動片２並びに圧電振動子１の製造方法について、図４及び図５に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。
始めに、圧電材料からなるウエハＳを利用して、圧電振動片２を一度に複数製造する工程を行う。この工程を行うにあたって、まず所定のポリッシングが終了し、所定の厚みに高精度に仕上げられた図６に示すウエハＳを準備する（Ｓ１０）。なお、本実施形態では、円板状のウエハＳを使用する場合を例に挙げて説明する。次いで、このウエハＳをフォトリソ技術によってエッチングして、ウエハＳを貫通する貫通孔４０を２つ以上形成すると共に、これら貫通孔４０の中心を基準点ＧとしてウエハＳに複数の圧電板１０の外形形状を貫通孔４０と同時に形成する外形形成工程を行う（Ｓ２０）。
【００５０】
これにより、図７に示すように、貫通孔４０と、これら貫通孔４０の中心を基準点Ｇとして外形形状が形成された複数の圧電板１０とを有するウエハＳを得ることができる。なお、本実施形態では、貫通孔４０を４つ形成している場合を例に挙げて説明する。また、複数の圧電板１０は、後に行う切断工程までの間、連結部４１を介してウエハＳに連結された状態となっている。
特に、圧電板１０の外形形成と同時に貫通孔４０を形成するので、全ての圧電板１０の位置を基準点Ｇによって正確に特定することができる。
【００５１】
次いで、ウエハＳをウエハ用治具４５の平板部４６上に載置するウエハセット工程を行う（Ｓ３０）。ここで、ウエハ用治具４５について、簡単に説明する。
このウエハ用治具４５は、図８に示すように、ウエハＳを上面に載置する平板部４６と、貫通孔４０内に挿入可能な大きさとされ、平板部４６上から該平板部４６の上面に対して略直交する方向に突出した４つ（貫通孔４０と同じ数）の挿入ピン４７と、を備えている。よって、貫通孔４０内に挿入ピン４７を挿入させることで、ウエハＳを平板部４６上に載置することができるようになっている。
【００５２】
上記挿入ピン４７は、円柱状に形成されており、先端が先細りするようにテーパ状になっている。また、挿入ピン４７は、ウエハＳの厚みよりも長くなるように形成されている。また、平板部４６には、ウエハＳが載置されたときに該ウエハＳの周囲を囲むように、スペーサ４８を取り付けることができるようになっている。このスペーサ４８は、ウエハＳと略同じ厚みとされたものであり、該スペーサ４８とウエハＳとの間には段差が生じないようになっている。
【００５３】
そして、このように構成されたウエハ用治具４５を利用して上記ウエハセット工程を行う。つまり、４つの貫通孔４０内に４つの挿入ピン４７をそれぞれ挿入させながら、図９に示すように、ウエハＳを平板部４６上に載置する。これにより、ウエハＳは、がたつくことなくウエハ用治具４５によって安定に保持される。しかも、貫通孔４０内に挿入ピン４７が挿入された状態となるので、挿入ピン４７の中心を基準点Ｇに置き換えることができ、基準点Ｇを把握し易くなる。
【００５４】
次いで、複数の圧電板１０の外表面上に図示しない電極膜を成膜すると共にパターニングを行って、励振電極２３、引き出し電極２４、２５、マウント電極２６、２７からなる電極２０を形成する電極形成工程を行う（Ｓ４０）。この際、図９に示すように、予め所定のパターンが形成されたマスクＭをウエハＳに重ね、該マスクＭを利用して露光や現像やエッチングを適宜行うことで、上記パターニングを行うことができる。
このとき、貫通孔４０の中心を基準点Ｇとして、マスクＭの位置合わせを行う。そのため、ウエハＳの外形を基準としていた従来の場合とは異なり、ウエハＳの外形精度に影響されることなく、マスクＭを複数の圧電板１０に対して高精度に位置合わせすることができる。しかも、貫通孔４０が４つ形成されているので、基準点Ｇを４つ確保することができ、ウエハＳの向きに影響されることなく位置合わせを行える。よって、ウエハＳの外形精度に起因して位置ずれが生じる恐れがない。
従って、複数の圧電板１０に対して高精度に電極２０をパターニングすることができる。なお、ウエハＳとスペーサ４８との間には段差がないので、マスクＭを安定してウエハＳ上に重ねることが可能である。
【００５５】
また、電極２０を形成した後、マスクＭを取り替えて露光や現像やエッチングを適宜行って、重り金属膜２８を形成する（Ｓ５０）。この場合も同様に、マスクＭとウエハＳとの位置合わせを高精度に行えるので、複数の圧電板１０に対して重り金属膜２８を正確にパターニングすることができる。
【００５６】
次いで、ウエハＳと圧電板１０とを連結していた連結部４１を切断して、複数の圧電板１０をウエハＳから切り離して小片化する切断工程を行う（Ｓ６０）。この場合も同様に、マスクＭを取り替えて露光や現像やエッチングを適宜行って切断を実施する。このときもやはりマスクＭとウエハＳとの位置合わせを高精度に行えるので、連結部４１を正確に切断することができる。
この切断工程を行うことで、１枚のウエハＳから、圧電板１０の外表面上に電極２０、重り金属膜２８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。この時点で、圧電振動片２の製造工程が終了する。
【００５７】
特に、圧電振動片２を製造するにあたって、上述したようにマスクＭの位置合わせを従来とは異なり、ウエハＳの外形精度に影響されずに高精度に行うことができる。従って、高品質な圧電振動片２を製造することができる。しかも、ウエハ用治具４５によってウエハＳは安定に保持されていると共に、挿入ピン４７によって基準点Ｇを確実に把握できるので、位置合わせ作業を容易に行うことができる。従って、製造効率を従来に比べて遥かに高めることができ、圧電振動片２の低コスト化に繋げることができる。
【００５８】
また、ウエハＳに貫通孔４０を形成する際に、該ウエハＳを平面視したときに円形状となるように形成している。そのため、貫通孔４０を形成する際、或いは、形成した後に貫通孔４０に外力が作用したとしても、外力が一点に集中することを防止することができ、力を分散化させることができる。よって、ウエハＳに割れが入り難い。従って、ウエハＳに欠けやクラック等が生じてしまうことを防止することができる。その結果、歩留まりを良くして製造効率をさらに高めることができる。
しかも、本実施形態の挿入ピン４７は円柱状に形成されているので、外周面が滑らかな曲面となっている。そのため、挿入ピン４７を貫通孔４０内に挿入させる際に、貫通孔４０の内面が挿入ピン４７の外周面に接触したとしても、ウエハＳに傷等が付き難い。この点においても、ウエハＳに欠けやクラック等が生じてしまうことを防止することができる。
【００５９】
加えて、本実施形態の挿入ピン４７は、先端がテーパ状に形成されており、先細りした形となっている。よって、挿入ピン４７を貫通孔４０内に挿入させる際に、ひっかかり等が生じ難い。この点においても、ウエハＳに傷等を付け難くすることができる。更に、ウエハセット工程をより円滑に行うことができるので、製造効率のさらなる向上化に繋げることができる。
【００６０】
次に、圧電振動子１の製造工程を行う。なお、圧電振動片２をリード端子３１にマウントする前に、共振周波数の粗調を行っておく（Ｓ７０）。これは、重り金属膜２８の粗調膜２８ａ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。
【００６１】
圧電振動子１を製造するにあたって、まずプラグ４を作製する気密端子作製工程を行う（Ｓ８０）。具体的には、まず、ステム作製工程によりステム３０を作製する（Ｓ８１）。即ち、鉄ニッケルコバルト合金や鉄ニッケル合金等の導電性を有する板部材をランス加工した後、複数回の深絞り加工を行って有底の筒部材を形成する。そして、筒部材の底面に開口を形成すると共に、外形抜きを行って筒部材を板部材から切り離すことで、ステム３０を作製する。
次いで、ステム３０内に、リード端子３１及び充填材３２をそれぞれセットするセット工程を行う（Ｓ８２）。まず、作製したステム３０を、図示しない専用の治具にセットした後、予めリング状に焼結された充填材３２をステム３０の内部にセットすると共に、充填材３２を貫通するようにリード端子３１をセットする。
【００６２】
上記セット工程により、ステム３０とリード端子３１と充填材３２とを組み合わせた後、治具を加熱炉内に入れて１０００℃前後の温度雰囲気で充填材３２の焼成を行う（Ｓ８３）。これにより、充填材３２とリード端子３１との間、充填材３２とステム３０との間が完全に封着されて、気密に耐えられる構造となる。そして、治具から取り出すことで、プラグ４を得ることができる。この時点で、気密端子作製工程が終了する。
【００６３】
次に、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金属膜を湿式メッキ法で被膜させるメッキ工程を行う（Ｓ９０）。そのための前処理として、リード端子３１の外表面及びステム３０の外周を洗浄すると共に、アルカリ溶液で脱脂した後、塩酸及び硫酸の溶液にて酸洗浄を行う。この前処理が終了した後、リード端子３１の外表面及びステム３０の外周面に下地金属膜を形成する。例えば、Ｃｕメッキ或いはＮｉメッキを略２μｍ〜５μｍの膜厚で被膜させる。続いて、下地金属膜上に仕上金属膜を形成する。例えば錫や銀等の単一材料の他、耐熱メッキや、錫銅合金、錫ビス膜合金、錫アンチモン合金等を、略８μｍ〜１５μｍの膜厚で被膜させる。
このように、下地金属膜及び仕上金属膜からなる金属膜を被膜させることで、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金属膜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。
【００６４】
続いて、金属膜の安定化を図るため、真空雰囲気の炉中でアニーリングを行う（Ｓ１００）。例えば、１７０℃の温度で１時間の加熱を行う。これにより、下地金属膜の材料と仕上金属膜の材料との界面に形成される金属間化合物の組成を調整して、ウイスカの発生を抑制することができる。このアニーリングが終了した時点でマウント工程を行うことができる。なお、金属膜を被膜する際に、湿式メッキ法で行った場合を例にしたが、この場合に限られず、例えば、蒸着法や化学気相法等で行っても構わない。
【００６５】
なお、本実施形態では、アニーリングが終了した後、次に行うマウント工程のためにインナーリード３１ａの先端に、金等の導電性のバンプＥを形成する（Ｓ１１０）。そして、圧電振動片２のマウント電極２６、２７をインナーリード３１ａに接合するマウント工程を行う（Ｓ１２０）。具体的には、バンプＥを加熱しながら、該バンプＥを間に挟んだ状態でインナーリード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、バンプＥを介してインナーリード３１ａとマウント電極２６、２７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。即ち、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、バンプ接続する際に、加熱・加圧を行ってマウントしたが、超音波を利用してバンプ接続を行っても構わない。
【００６６】
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う（Ｓ１３０）。続いて、圧電振動片２の周波数調整（微調）を行う（Ｓ１４０）。この周波数調整について、具体的に説明すると、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、レーザにより重り金属膜２８の微調膜２８ｂを蒸発させることで、周波数の調整を行う。なお、周波数計測を行うには、アウターリード３１ｂに図示しないプローブの先端を押し付けることで、計測を正確に行うことができる。この周波数調整を行うことで、予め決められた周波数の範囲内に圧電振動片２の周波数を調整することができる。
【００６７】
なお、上記微調及び先に行った粗調の際に、レーザの照射により重り金属膜２８を蒸発させることで、周波数調整を行ったが、レーザ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２８を除去することで周波数調整を行う。
【００６８】
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を気密封止する封止工程を行う（Ｓ１５０）。具体的に説明すると、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。
【００６９】
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（Ｓ１６０）。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（Ｓ１７０）。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。
【００７０】
特に、本実施形態の圧電振動子１は、高品質で低コスト化された圧電振動片２を有しているので、に従来のものよりも高品質化及び低コスト化を図ることができる。
更に、本実施形態の圧電振動子１は、圧電振動片２をケース３内に密閉したシリンダパッケージタイプであるので、塵埃等の影響を受けることなく圧電振動片２を振動させることができる。よって、圧電振動片２を高精度に振動させることができ、高性能化を図ることができる。
【００７１】
なお、上記実施形態では、音叉型の圧電振動片２を備えた圧電振動子１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、図１０に示すように、厚み滑り振動片（圧電振動片）６１を有する厚み滑り振動子（圧電振動子）６０であっても構わない。厚み滑り振動片６１は、ウエハＳから一定の厚みで板状に形成された圧電板６２と、励振電極６３、引き出し電極６４及びマウント電極６５とからなる電極６６と、を備えている。
圧電板６２は、例えば、外形が矩形状に形成されており、両面の略中央部分に励振電極６３が対向するように形成されている。圧電板６２の端部には、引き出し電極６４を介して励振電極６３に電気的に接続されたマウント電極６５が形成されている。なお、マウント電極６５は、一方の励振電極６３に接続されたものと、他方の励振電極６３に接続されたものとが、圧電板６２の両面にそれぞれ形成されている。この際、圧電板６２の一方の面に形成されたマウント電極６５は、他方の面に形成されたマウント電極６５に対して、圧電板６２の側面上に形成された側面電極６７を介して電気的に接続されている。
【００７２】
このように構成された厚み滑り振動子６０であっても、厚み滑り振動片６１を従来よりも高品質及び低コストで製造できるので、厚み滑り振動子６０自体の高品質化及び低コスト化を図ることができる。
【００７３】
また、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７１で固めて表面実装型振動子７０としても構わない。
この表面実装型振動子７０は、図１１及び図１２に示すように、圧電振動子１と、該圧電振動子１を所定の形状で固定するモールド樹脂部７１と、一端側がアウターリード３１ｂに電気的に接続されると共に、他端側がモールド樹脂部７１の底面に露出して外部に電気的に接続される外部接続端子７２と、を備えている。
この外部接続端子７２は、銅等の金属材料で断面コ形に形成されている。このように圧電振動子１をモールド樹脂部７１で固めることで、回路基板等に安定して取り付けることができるので、より使用し易く、使い易さが向上する。
【００７４】
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図１３を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図１３に示すように、圧電振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上記集積回路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。
【００７５】
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。
【００７６】
本実施形態の発振器１００によれば、高品質化及び低コスト化された圧電振動子１を備えているので、発振器１００自体も同様に作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができると共に、低コスト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。
【００７７】
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図１４を参照して説明する。なお電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１１０を例にして説明する。始めに本実施形態の携帯情報機器１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【００７８】
次に、本実施形態の携帯情報機器１１０の構成について説明する。この携帯情報機器１１０は、図１４に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１１１とを備えている。電源部１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１には、各種制御を行う制御部１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１３と、外部との通信を行う通信部１１４と、各種情報を表示する表示部１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【００７９】
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、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【００８０】
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、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等が表示される。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、高品質化及び低コスト化された圧電振動子１を備えているので、携帯情報機器自体も同様に作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができると共に、低コスト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。
【００８６】
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図１５を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図１５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。
【００８７】
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。
【００８８】
更に、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。
【００８９】
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。
【００９０】
本実施形態の電波時計１３０によれば、高品質化及び低コスト化された圧電振動子１を備えているので、電波時計自体も同様に作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができると共に、低コスト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。
【００９１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の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。
【００９２】
例えば、上記実施形態では、ウエハＳに４つの貫通孔４０を形成した場合を例に挙げたが、４つに限定されるものではなく、２つ以上であれば構わない。
また、ウエハＳを平面視したときに、貫通孔４０を円形状に形成したが、この場合に限られず、四角形等の多角形状でも構わない。但し、直線と直線とが交わる角部がＲ状（滑らかな曲線）となるように貫通孔を形成することが好ましい。このようにすることで、角部を起点としてウエハＳに割れが入り難い。従って、ウエハＳに欠けやクラック等が生じてしまうことを防止することができる。なお、上記実施形態のように円形状に形成することがより好ましい。
【００９３】
また、挿入ピン４７の先端をテーパ状に形成することで先細り形状にしたが、図１６に示すように、Ｃ面取りを行うことで先細り形状にしても構わない。また、上記実施形態では、挿入ピン４７を円柱状としたが、この場合に限られず、図１７及び図１８に示すように、四角形や六角形等の多角形状に形成しても構わない。但し、外周面が滑らかな円柱状にすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係る圧電振動子の一実施形態を示す図であって上面側から見た全体図である。
【図２】図１に示す圧電振動子を構成する圧電振動片を上面から見た図である。
【図３】図１に示す圧電振動子を構成する圧電振動片を下面から見た図である。
【図４】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５】図４に示すフローチャートの続きである。
【図６】図１に示す圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ウエハの上面図である。
【図７】図１に示す圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図６に示すウエハをエッチング加工して、４つの貫通孔を形成すると共に複数の圧電板の外形形状を形成した状態を示す図である。
【図８】図１に示す圧電振動子を製造する際に用いるウエハ用治具の断面図である。
【図９】図１に示す圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、図７に示すウエハを図８に示すウエハ用治具にセットした状態を示す図である。
【図１０】本発明に係る圧電振動子の他の例を示す図であって、厚み滑り振動する圧電振動子の斜視図である。
【図１１】本発明に係る圧電振動子を有する表面実装型振動子を示す断面図である。
【図１２】図１１に示す圧電振動子と外部接続端子との取り付け関係を示す斜視図である。
【図１３】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１４】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１５】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１６】本発明に係るウエハ用治具の挿入ピンの変形例を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の断面矢視Ａ−Ａ図である。
【図１７】本発明に係るウエハ用治具の挿入ピンの変形例を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の断面矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図１８】本発明に係るウエハ用治具の挿入ピンの変形例を示す図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の断面矢視Ｃ−Ｃ図である。
【符号の説明】
【００９５】
Ｇ…基準点
Ｓ…ウエハ
１…圧電振動子
２…圧電振動片
１０、６２…圧電板
２０、６６…電極
４０…ウエハの貫通孔
４５…ウエハ用治具
４７…ウエハ用治具の挿入ピン
４６…ウエハ用治具の平板部
６０…厚み滑り振動子（圧電振動子）
６２…厚み滑り振動片（圧電振動片）
１０１…発振器の集積回路
１００…発振器
１１３…電子機器の計時部
１１０…電子機器
１３０…電波時計
１３１…電波時計のフィルタ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料からなる圧電板と、該圧電板の外表面上に形成され、所定の電圧が印加されたときに圧電板を振動させる電極と、を有する圧電振動片を、ウエハを利用して一度に複数製造する方法であって、
前記ウエハをフォトリソ技術によってエッチングして、ウエハを貫通する貫通孔を２つ以上形成すると共に、これら貫通孔の中心を基準点としてウエハに複数の前記圧電板の外形形状を貫通孔と同時に形成する外形形成工程と、
平板部と、該平板部上から前記貫通孔と同じ数だけ突出するように形成された挿入ピンとを有するウエハ用治具を用意した後、貫通孔内に挿入ピンを挿入させた状態で前記ウエハを平板部上に載置するウエハセット工程と、
複数の前記圧電板の外表面上に電極膜をパターニングして、前記電極を形成する電極形成工程と、
複数の前記圧電板を前記ウエハから切り離して小片化する切断工程と、を備え、
前記電極形成工程及び前記切断工程の際、前記貫通孔の中心を基準点として、前記ウエハに対する位置合わせ行うことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載する圧電振動片の製造方法において、
前記外形形成工程の際、前記ウエハを平面視したときに、角部がＲ状になるように前記貫通孔を形成することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載する圧電振動片の製造方法において、
前記外形形成工程の際、前記ウエハを平面視したときに、円形状となるように前記貫通孔を形成することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法により製造されたことを特徴とする圧電振動片。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電振動片を有することを特徴とする圧電振動子。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項７】
請求項５に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項８】
請求項５に記載の圧電振動子が、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９】
圧電材料からなる圧電板と、該圧電板の外表面上に形成され、所定の電圧が印加されたときに圧電板を振動させる電極と、を有する圧電振動片を製造する際に用いられるウエハであって、
フォトリソ技術によってエッチングされ、前記ウエハを貫通する２つ以上の貫通孔と、
これら貫通孔の中心を基準点として前記エッチングにより貫通孔と同時に外形形状が形成された複数の前記圧電板と、を備え、
前記貫通孔の中心は、前記圧電振動片が製造されるまでの間の基準点として利用されることを特徴とするウエハ。
【請求項１０】
請求項９に記載するウエハにおいて、
前記貫通孔は、前記ウエハを平面視したときに角部がＲ状になるように形成されていることを特徴とするウエハ。
【請求項１１】
請求項９に記載するウエハにおいて、
前記貫通孔は、前記ウエハを平面視したときに円形状となるように形成されていることを特徴とするウエハ。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれか１項に記載されたウエハを保持するウエハ用治具であって、
前記ウエハを上面に載置する平板部と、
前記貫通孔内に挿入可能なサイズとされ、前記平板部上から前記貫通孔と同じ数だけ突出するように形成された挿入ピンと、を備えていることを特徴とするウエハ用治具。
【請求項１３】
請求項１２に記載されたウエハ用治具において、
前記挿入ピンは、先端が先細りするように形成されていることを特徴とするウエハ用治具。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載されたウエハ用治具において、
前記挿入ピンは、円柱状に形成されていることを特徴とするウエハ用治具。
【請求項１】
圧電材料からなる圧電板と、該圧電板の外表面上に形成され、所定の電圧が印加されたときに圧電板を振動させる電極と、を有する圧電振動片を、ウエハを利用して一度に複数製造する方法であって、
前記ウエハをフォトリソ技術によってエッチングして、ウエハを貫通する貫通孔を２つ以上形成すると共に、これら貫通孔の中心を基準点としてウエハに複数の前記圧電板の外形形状を貫通孔と同時に形成する外形形成工程と、
平板部と、該平板部上から前記貫通孔と同じ数だけ突出するように形成された挿入ピンとを有するウエハ用治具を用意した後、貫通孔内に挿入ピンを挿入させた状態で前記ウエハを平板部上に載置するウエハセット工程と、
複数の前記圧電板の外表面上に電極膜をパターニングして、前記電極を形成する電極形成工程と、
複数の前記圧電板を前記ウエハから切り離して小片化する切断工程と、を備え、
前記電極形成工程及び前記切断工程の際、前記貫通孔の中心を基準点として、前記ウエハに対する位置合わせ行うことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載する圧電振動片の製造方法において、
前記外形形成工程の際、前記ウエハを平面視したときに、角部がＲ状になるように前記貫通孔を形成することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載する圧電振動片の製造方法において、
前記外形形成工程の際、前記ウエハを平面視したときに、円形状となるように前記貫通孔を形成することを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法により製造されたことを特徴とする圧電振動片。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電振動片を有することを特徴とする圧電振動子。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項７】
請求項５に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項８】
請求項５に記載の圧電振動子が、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９】
圧電材料からなる圧電板と、該圧電板の外表面上に形成され、所定の電圧が印加されたときに圧電板を振動させる電極と、を有する圧電振動片を製造する際に用いられるウエハであって、
フォトリソ技術によってエッチングされ、前記ウエハを貫通する２つ以上の貫通孔と、
これら貫通孔の中心を基準点として前記エッチングにより貫通孔と同時に外形形状が形成された複数の前記圧電板と、を備え、
前記貫通孔の中心は、前記圧電振動片が製造されるまでの間の基準点として利用されることを特徴とするウエハ。
【請求項１０】
請求項９に記載するウエハにおいて、
前記貫通孔は、前記ウエハを平面視したときに角部がＲ状になるように形成されていることを特徴とするウエハ。
【請求項１１】
請求項９に記載するウエハにおいて、
前記貫通孔は、前記ウエハを平面視したときに円形状となるように形成されていることを特徴とするウエハ。
【請求項１２】
請求項９から１１のいずれか１項に記載されたウエハを保持するウエハ用治具であって、
前記ウエハを上面に載置する平板部と、
前記貫通孔内に挿入可能なサイズとされ、前記平板部上から前記貫通孔と同じ数だけ突出するように形成された挿入ピンと、を備えていることを特徴とするウエハ用治具。
【請求項１３】
請求項１２に記載されたウエハ用治具において、
前記挿入ピンは、先端が先細りするように形成されていることを特徴とするウエハ用治具。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載されたウエハ用治具において、
前記挿入ピンは、円柱状に形成されていることを特徴とするウエハ用治具。
【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２】
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【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
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【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−１９４７４５（Ｐ２００９−１９４７４５Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３５０４９（Ｐ２００８−３５０４９）
【出願日】平成２０年２月１５日（２００８．２．１５）
【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２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月１５日（２００８．２．１５）
【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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