圧電振動片の製造方法、圧電振動片の製造装置、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計
【課題】絶縁膜の成膜時における温度上昇を抑制でき、電極の金属拡散を抑制できる圧電振動片の製造方法と、この方法で製造された圧電振動片を備えた圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計を提供する。
【解決手段】パッシベーション膜成膜工程は、ターゲット７７と、回転可能な回転ドラム７１と、を備えたスパッタリング装置７０を用いて行い、パッシベーション膜成膜工程は、回転ドラム７１の外周面７１ａにウエハＷを取り付けるウエハ取付工程と、ウエハＷがターゲット７７に対向する位置を通過するように回転ドラム７１を回転させてパッシベーション膜を成膜する回転成膜工程と、を備え、回転成膜工程は、ウエハＷがターゲット７７に対向する位置を複数回通過するように回転ドラム７１を回転させることによりパッシベーション膜を成膜することを特徴としている。
【解決手段】パッシベーション膜成膜工程は、ターゲット７７と、回転可能な回転ドラム７１と、を備えたスパッタリング装置７０を用いて行い、パッシベーション膜成膜工程は、回転ドラム７１の外周面７１ａにウエハＷを取り付けるウエハ取付工程と、ウエハＷがターゲット７７に対向する位置を通過するように回転ドラム７１を回転させてパッシベーション膜を成膜する回転成膜工程と、を備え、回転成膜工程は、ウエハＷがターゲット７７に対向する位置を複数回通過するように回転ドラム７１を回転させることによりパッシベーション膜を成膜することを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電振動片の製造方法、圧電振動片の製造装置、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として、水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが提供されているが、いわゆるＡＴカット型の圧電振動片や音叉型の圧電振動片等をパッケージに封入した圧電振動子が知られている。
【０００３】
例えば、音叉型の圧電振動片は、幅方向に並んで配置された一対の振動腕部と、一対の振動腕部の長手方向の基端側を一体的に固定する基部とを有する、薄板状の水晶片である。
圧電振動片の各振動腕部の主面上には、それぞれ所定のギャップを隔てて一対の励振電極が形成されている。基部の主面上には、一対の励振電極とそれぞれ電気的に接続された一対のマウント電極が形成されている。
【０００４】
励振電極は、例えば水晶と密着性の良いクロム等の単層膜であり、一対の励振電極の短絡防止を目的とする絶縁膜で覆われている。
マウント電極は、例えばクロム等の下地層と、ハンダ等に対する濡れ性に優れた金等の仕上層とを備えた多層の積層膜である。マウント電極は絶縁膜から露出されており、パッケージの内部電極にハンダ等を介して接合されることで、圧電振動片がパッケージに実装される。
【０００５】
絶縁膜は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）等の絶縁物により形成されており、スパッタリング法やＣＶＤ法等の成膜方法により成膜される。
ところで、スパッタリング法やＣＶＤ法等により絶縁膜を成膜する際、成膜される基板の温度が非常に高温（ＣＶＤ法で例えば１０００℃程度）となるため、基板等に損傷を与えるおそれがある。したがって、基板の温度をなるべく上昇させることなく絶縁膜を成膜する方法が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献１では、プラズマ生成用ガスとして炭酸ガス（ＣＯ2）または希ガスと炭酸ガスの混合ガスを用いてシリコンターゲットをスパッタリングすることで絶縁膜を成膜している。特許文献１によれば、Ｓｉ−Ｏ結合はプラズマ中でできるため、高温を必要とせず、２００℃程度の基板温度で絶縁膜を成膜できるとされている。
【０００７】
また、特許文献２では、ＥＣＲプラズマによって基板上にＳｉＯ2絶縁膜を堆積させる時に、該基板の温度を２００〜４００℃の範囲に制御し、かつ供給ガスの供給速度を１．５ｓｃｃｍ以下としている。特許文献２によれば、膜堆積温度を軽減させ、信頼性の高い高品質膜を得ることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２６９７０６号公報
【特許文献２】特開平９−３０６９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、圧電振動片に絶縁膜を成膜する場合には、以下の問題がある。
圧電振動片のマウント電極は、前述のとおりクロム等の下地層と金等の仕上層とが積層されて形成されている。ここで、マウント電極が高温になると、下地層と仕上層との間で互いの金属が溶融しあう、いわゆる金属拡散が発生する。
【００１０】
金属拡散が進行すると、仕上層の表面に下地層の材料が析出し、仕上層のハンダ等に対する濡れ性を悪化させるおそれがある。これにより、パッケージの内部電極にハンダ等を介してマウント電極を接合した際、圧電振動片の実装強度が低下するおそれがある。従来技術では、２００℃〜４００℃程度まで温度上昇を抑制して絶縁膜を成膜する方法が提案されているが、特に金属拡散を抑制するには更なる温度上昇の抑制が必要である。
【００１１】
そこで本発明は、絶縁膜の成膜時における温度上昇を抑制でき、電極の金属拡散を抑制できる圧電振動片の製造方法と、この方法で製造された圧電振動片を備えた圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明の圧電振動片の製造方法は、ウエハから形成される圧電板と、前記圧電板を振動させる励振電極と、前記励振電極に電気的に接続され金属膜を積層して形成されたマウント電極と、を有する圧電振動片の製造方法であって、前記ウエハの第１面および第２面のうち少なくとも一方に対して、少なくとも前記励振電極を覆う絶縁膜をスパッタリング法により成膜する絶縁膜成膜工程を備え、前記絶縁膜成膜工程は、前記絶縁膜の原料となるターゲットと、回転軸周りに回転可能な回転ドラムと、を備えたスパッタリング装置を用いて行い、前記絶縁膜成膜工程は、前記回転ドラムの外周面に前記ウエハを取り付けるウエハ取付工程と、前記ウエハが前記ターゲットに対向する位置を通過するように前記回転ドラムを回転させて前記絶縁膜を成膜する回転成膜工程と、を備え、前記回転成膜工程は、前記ウエハが前記ターゲットに対向する位置を複数回通過するように前記回転ドラムを回転させることにより前記絶縁膜を成膜することを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、回転成膜工程では、ウエハがターゲットに対向する位置を複数回通過することにより、絶縁膜の成膜を複数回に分けて行うことができる。これにより、ウエハがターゲットに対向する一回当りの時間を短縮できるので、絶縁膜の成膜時におけるウエハの温度上昇を抑制できる。また、ターゲットに対向する位置をウエハが通過した後、再度ターゲットに対向する位置をウエハが通過するまでの間に、ウエハの温度が低下するので、ウエハの温度上昇を抑制できる。したがって、マウント電極の金属拡散を防止できる。
また、回転成膜工程では、回転ドラムの回転途中において、ウエハがターゲットと対向する前後に、圧電板の側面をターゲットに対向させることができる。したがって、圧電板の主面に加えて圧電板の側面にも確実に絶縁膜を成膜できる。特に、振動腕部が基部に接続された音叉型の圧電板の場合には、振動腕部と基部との接続部に形成された又部にも確実に絶縁膜を成膜できる。
【００１４】
また、前記マウント電極は、積層された前記金属膜の最外層に、金を主成分とした仕上層を備えていることを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、金属拡散を抑制できる製造方法により圧電振動片を製造しているので、仕上層の表面に下層の金属膜の材料が析出するのを防止できる。これにより、金を主成分とした仕上層の良好な濡れ性を維持できるので、金を主成分とした仕上層を備えた圧電振動片の製造に特に好適である。
【００１６】
また、前記スパッタリング装置は、複数の前記ウエハを取付可能なウエハ固定治具を備え、前記ウエハ取付工程は、前記ウエハ固定治具に前記ウエハを複数取り付け、前記ウエハ固定治具ごと前記複数のウエハを前記回転ドラムに取り付けることを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、回転ドラムに複数のウエハを短時間で容易に取り付けることができるので、ウエハ取付工程の工数を短縮できる。
【００１８】
また、前記ウエハ固定治具は、前記ウエハの前記第１面および前記第２面を露出する開口部を有し、前記絶縁膜成膜工程は、前記回転成膜工程を行った後に、前記ウエハ固定治具ごと前記複数のウエハの前記第１面および前記第２面の表裏を反転させて、再度前記回転成膜工程を行うことを特徴としている。
【００１９】
本発明によれば、ウエハ固定治具がウエハの第１面および第２面を露出する開口部を有しているので、ウエハ固定治具ごと複数のウエハの表裏を反転させることで、ウエハ固定治具からウエハを外すことなく、ウエハの第１面および第２面に絶縁膜を成膜できる。しかも、複数のウエハの表裏を一度に容易に反転させることができる。したがって、複数のウエハの第１面および第２面に効率よく絶縁膜を成膜できるので、絶縁膜成膜工程の工数を短縮できる。
【００２０】
また、前記絶縁膜成膜工程における前記ウエハの温度は、１００℃以下であることを特徴としている。
【００２１】
本発明によれば、従来のスパッタリング法よりもウエハ温度が極めて低温の状態で絶縁膜を成膜できる。したがって、マウント電極の金属拡散を確実に防止できる。
【００２２】
また、本発明の圧電振動片の製造装置は、ウエハから形成される圧電板と、前記圧電板を振動させる励振電極と、前記励振電極に電気的に接続され金属膜を積層して形成されたマウント電極と、を有する圧電振動片の製造装置であって、前記ウエハの第１面および第２面のうち少なくとも一方に対して、少なくとも前記励振電極を覆う絶縁膜をスパッタリング法により成膜するスパッタリング装置を備え、前記スパッタリング装置は、前記絶縁膜の原料となるターゲットと、回転軸周りに回転可能な回転ドラムと、を備え、前記ウエハは、前記回転ドラムの外周面に取り付けられ、前記回転ドラムが回転することにより、前記ターゲットに対向する位置を複数回通過するように形成されていることを特徴としている。
【００２３】
本発明によれば、ウエハがターゲットに対向する位置を複数回通過することにより、絶縁膜の成膜を複数回に分けて行うことができる。これにより、ウエハがターゲットに対向する一回当りの時間を短縮できるので、絶縁膜の成膜時におけるウエハの温度上昇を抑制できる。また、ターゲットに対向する位置をウエハが通過した後、再度ターゲットに対向する位置をウエハが通過するまでの間に、ウエハの温度が低下するので、ウエハの温度上昇を抑制できる。したがって、マウント電極の金属拡散を防止できるスパッタリング装置を提供できる。
また、回転ドラムの回転途中において、ウエハがターゲットと対向する前後に、圧電板の側面をターゲットに対向させることができる。したがって、圧電板の主面に加えて圧電板の側面にも確実に絶縁膜を成膜できる。
【００２４】
また、複数の前記ウエハを取り付けた状態で、前記回転ドラムの外周面に取り付けられるウエハ固定治具を備え、前記ウエハ固定治具は、前記ウエハの前記第１面および前記第２面を露出する開口部を有することを特徴としている。
【００２５】
本発明によれば、回転ドラムに複数のウエハを短時間で容易に取り付けることができる。
また、ウエハ固定治具がウエハの第１面および第２面を露出する開口部を有しているので、ウエハ固定治具ごと複数のウエハの表裏を反転させることで、ウエハ固定治具からウエハを外すことなく、ウエハの第１面および第２面に絶縁膜を成膜できる。しかも、複数のウエハの表裏を一度に容易に反転させることができる。したがって、複数のウエハの第１面および第２面に効率よく絶縁膜を成膜できるスパッタリング装置を提供できる。
【００２６】
また、本発明の圧電振動子は、上述した製造方法により製造された圧電振動片を備えたことを特徴としている。
【００２７】
本発明によれば、圧電振動片は、マウント電極の金属拡散を防止できる上記製造方法で製造されているので、マウント電極の表面に下層の金属膜材料が析出することがない。したがって、マウント電極の濡れ性が良好に維持されるので、圧電振動片の実装強度が確保された圧電振動子を得ることができる。
【００２８】
また、本発明の発振器は、上述した圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の電子機器は、上述した圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の電波時計は、上述した圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明の発振器、電子機器および電波時計によれば、圧電振動片の実装強度が確保された圧電振動子を備えているので、信頼性の高い発振器、電子機器および電波時計を提供できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、回転成膜工程では、ウエハがターゲットに対向する位置を複数回通過することにより、絶縁膜の成膜を複数回に分けて行うことができる。これにより、ウエハがターゲットに対向する一回当りの時間を短縮できるので、絶縁膜の成膜時におけるウエハの温度上昇を抑制できる。また、ターゲットに対向する位置をウエハが通過した後、再度ターゲットに対向する位置をウエハが通過するまでの間に、ウエハの温度が低下するので、ウエハの温度上昇を抑制できる。したがって、マウント電極の金属拡散を防止できる。
また、回転成膜工程では、回転ドラムの回転途中において、ウエハの第１面または第２面がターゲットと対向する前後に、圧電板の側面をターゲットに対向させることができる。したがって、圧電板の主面に加えて圧電板の側面にも確実に絶縁膜を成膜できる。特に、振動腕部が基部に接続された音叉型の圧電板の場合には、振動腕部と基部との接続部に形成された又部にも確実に絶縁膜を成膜できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】圧電振動片の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】又部の拡大斜視図である。
【図４】シリンダーパッケージタイプの圧電振動子の外観斜視図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】圧電振動片の製造工程のフローチャートである。
【図７】外形形成工程の説明図である。
【図８】電極形成工程における図７のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図９】スパッタリング装置の外観斜視図である。
【図１０】回転ドラムの平面図である。
【図１１】ウエハ固定治具の正面図である。
【図１２】図１１のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図１３】ウエハ取付工程の説明図である。
【図１４】回転成膜工程の説明図である。
【図１５】回転成膜工程時のマウント電極の断面図である。
【図１６】表面実装型の圧電振動子の外観斜視図である。
【図１７】表面実装型の圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態の平面図である。
【図１８】図１７のＥ−Ｅ線における断面図である。
【図１９】図１６に示す圧電振動子の分解斜視図である。
【図２０】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図２１】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図２２】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】
【００３２】
（圧電振動片）
最初に、本発明の実施形態に係る圧電振動片を、図面を参照して説明する。
図１は圧電振動片４の平面図である。なお、以下の説明では、図１における紙面手前側の面を第１面Ｆとし、紙面奥側の面を第２面Ｓとして説明する。
図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図１に示すように、本実施形態の圧電振動片４は、水晶やタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。圧電振動片４は、平行に配置された一対の振動腕部１０，１１（第１の振動腕部１０および第２の振動腕部１１）と、前記一対の振動腕部１０，１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、一対の振動腕部１０，１１の第１面Ｆおよび第２面Ｓ上に形成された溝部１８とを備えている。この溝部１８は、振動腕部１０，１１の長手方向に沿って振動腕部１０，１１の基端側から略中間付近まで形成されている。
【００３３】
図３は、又部２５の拡大斜視図である。
図３に示すように、基部１２は、振動腕部１０，１１に隣接し、振動腕部１０，１１の一端側が接続されて支持している。基部１２と振動腕部１０，１１との接続部には、基部１２、振動腕部１０の内側面１０ｂおよび振動腕部１１の内側面１１ｂに囲まれて又部２５が形成される。又部２５は、平面視略Ｕ字形状に形成されている。
【００３４】
図１に示すように、圧電振動片４は、圧電振動片４をパッケージに実装するために基部１２に形成されたマウント電極１６，１７と、一対の振動腕部１０，１１の外表面上に形成されて一対の振動腕部１０，１１を振動させる第１の励振電極１３および第２の励振電極１４からなる励振電極１５と、マウント電極１６，１７と第１の励振電極１３および第２の励振電極１４とを電気的接続する引き出し電極１９，２０と、を有している。
【００３５】
マウント電極１６，１７は、クロムと金との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地層８４ａ（図５参照）として成膜した後に、表面に金の薄膜を仕上層８４ｂ（図５参照）として成膜することにより形成される。ただし、この場合に限られず、例えば、ニッケルやアルミニウム、チタン等を下地層８４ａとして成膜した後に、金の薄膜を仕上層８４ｂとして成膜しても構わない。
【００３６】
励振電極１５は、一対の振動腕部１０，１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極である。励振電極１５を構成する第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、一対の振動腕部１０，１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。
【００３７】
具体的には、図２に示すように、第１の励振電極１３は、主に第１の振動腕部１０の溝部１８内、第２の振動腕部１１の外側面１１ａ上、および第２の振動腕部１１の内側面１１ｂ上に形成されている。第２の励振電極１４は、主に第２の振動腕部１１の溝部１８内、第１の振動腕部１０の外側面１０ａ上、および第１の振動腕部１０の内側面１０ｂ上に形成されている。第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、基部１２の第１面Ｆおよび第２面Ｓ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。
【００３８】
また、図３に示すように、第２の振動腕部１１の内側面１１ｂ上に形成された第１の励振電極１３と、第１の振動腕部１０の内側面１０ｂ上に形成された第２の励振電極１４とは、又部２５を挟んで対向した状態となっている。又部２５の表面の一部には第１の励振電極１３および第２の励振電極１４が形成されており、又部２５において電気的に切り離された状態でパターニングされている。
【００３９】
図１に示すように、励振電極１５および引き出し電極１９，２０は、マウント電極１６，１７の下地層と同じ材料のクロムにより単層膜で形成されている。これにより、マウント電極１６，１７の下地層を成膜するのと同時に、励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜することができる。ただし、この場合に限られず、例えば、ニッケルやアルミニウム、チタン等により励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜しても構わない。励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０は、後述するパッシベーション膜２４（請求項の「絶縁膜」に相当。）で覆われている。
【００４０】
一対の振動腕部１０，１１の先端には、所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜２１が被膜されている。この重り金属膜２１は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜２１ａと、微小に調整する際に使用される微調膜２１ｂとに分かれている。これら粗調膜２１ａおよび微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０，１１の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。
【００４１】
（パッシベーション膜）
圧電振動片４は、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０を覆うパッシベーション膜２４を備えている。パッシベーション膜２４は、ＳｉＯ2等の電気絶縁材料からなる絶縁膜である。パッシベーション膜２４は、圧電振動片４にマウント電極１６，１７、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０の各電極を形成した後に、後述するスパッタリング装置７０（図９参照）を用いて、スパッタリング法により成膜される。
【００４２】
パッシベーション膜２４は、マウント電極１６，１７および重り金属膜２１の形成領域を除く領域において、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０を覆って形成されている。
具体的には、パッシベーション膜２４は、振動腕部１０，１１および基部１２において、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０を覆って形成されている。これにより、パッシベーション膜２４は、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０の短絡を防止している。
また、図２に示すように、パッシベーション膜２４は、振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂにおいて、励振電極１３，１４を覆って形成されている。これにより、パッシベーション膜２４は、振動腕部１０，１１の内側面１０ｂ，１１ｂに形成された対向する励振電極１３，１４の短絡を防止している。
さらに、図３に示すように、パッシベーション膜２４は、又部２５において、励振電極１３，１４を覆って形成されている。これにより、狭小な又部２５においても、励振電極１３，１４の短絡を防止している。
【００４３】
（シリンダーパッケージタイプの圧電振動子）
次に、上述した圧電振動片４を備えたシリンダーパッケージタイプの圧電振動子について説明する。
図４は、シリンダーパッケージタイプの圧電振動子５１の外観斜視図である。
図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
図４に示すように、圧電振動子５１は、シリンダーパッケージタイプの圧電振動子５１であって、音叉型の圧電振動片４と、圧電振動片４がマウントされたプラグ５２と、プラグ５２とともに圧電振動片４を気密封止するケース５３とを備えている。
【００４４】
ケース５３は、有底円筒状に形成されており、圧電振動片４を内部に収納した状態でプラグ５２の後述するステム５４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５３の圧入は、真空雰囲気下で行われており、ケース５３内の圧電振動片４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５２は、ケース５３を密閉させるステム５４と、このステム５４を貫通するように平行配置され、ステム５４を間に挟んで一端側が圧電振動片４をマウント（機械的に接合および電気的に接続）するインナーリード５５ａ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５５ｂとされた２本のリード端子５５と、ステム５４の内側に充填されてステム５４とリード端子５５とを固定させる絶縁性の充填材５６とを有している。
ステム５４は、金属材料で環状に形成されたものである。また、充填材５６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５５の表面およびステム５４の外周には、それぞれ同材料のめっき層が施されている。
【００４６】
２本のリード端子５５は、ケース５３内に突出している部分がインナーリード５５ａとなり、ケース５３外に突出している部分がアウターリード５５ｂとなっている。リード端子５５は、その直径が例えば約０．１２ｍｍであり、リード端子５５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５５の外表面には、めっき層５７（図５参照）が被覆されている。被膜させるめっきの材質としては、下地膜に銅（Ｃｕ）めっき等が用いられ、仕上膜にハンダめっきが用いられる。
また、ステム５４の外周にも同様にめっきが施されており、ステム５４の外周のめっきを介在させながらケース５３の内周に真空中で冷間圧接させることにより、ケース５３の内部を真空状態で気密封止できるようになっている。
【００４７】
図５に示すように、インナーリード５５ａとマウント電極１６，１７とは、めっき層５７が溶融して形成されたハンダの接合部Ｋを介して仕上層８４ｂ上にマウントされている。すなわち、ハンダの接合部Ｋを介してインナーリード５５ａとマウント電極１６，１７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４は、２本のリード端子５５にマウントされた状態となっている。
【００４８】
なお、上述した２本のリード端子５５は、アウターリード５５ｂ側が外部に電気的に接続され、インナーリード５５ａ側が圧電振動片４に対してマウントされる外部接続端子として機能する。
【００４９】
このように構成された圧電振動子５１を作動させる場合には、２本のリード端子５５のアウターリード５５ｂ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５５ａ、接合部Ｋ、マウント電極１６，１７および引き出し電極１９，２０を介して、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４からなる励振電極１５に電流を流すことができ、一対の振動腕部１０，１１を接近および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等として利用することができる。
【００５０】
（圧電振動片の製造方法）
次に、上述した圧電振動片４の製造工程について、フローチャートを参照しながら以下に説明する。
図６は、圧電振動片４の製造工程のフローチャートである。
図６に示すように、圧電振動片４の製造工程は、外形形成工程Ｓ１１０と、電極形成工程Ｓ１２０と、パッシベーション膜成膜工程（請求項の「絶縁膜成膜工程」に相当。）Ｓ１３０と、周波数調整工程Ｓ１４０と、小片化工程Ｓ１５０とを備えている。以下に各工程の詳細を説明する。
【００５１】
（外形形成工程）
図７は、外形形成工程Ｓ１１０の説明図である。
まず、図７に示すように、水晶のウエハＷに圧電振動片４（図１参照）の外形形状を有する圧電板４ａと、圧電板４ａに後の溝部１８（図１参照）となる凹部（不図示）を形成する外形形成工程Ｓ１１０を行う。外形形成工程Ｓ１１０では、まず、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ウエハＷを準備する。続いて、このウエハＷをフォトリソグラフィ技術によってエッチングして、ウエハＷに圧電振動片４の外形形状に形成された圧電板４ａと、後の溝部１８となる凹部を形成する。なお、圧電板４ａは、エッチング後のウエハＷと、連結部４ｂによって連結されている。以上で、外形形成工程Ｓ１１０が終了する。
【００５２】
（電極形成工程）
図８は、電極形成工程Ｓ１２０における図７のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
次に、圧電板４ａが形成されたウエハＷの表面に、励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７（いずれも図１参照）の各電極を形成する電極形成工程Ｓ１２０を行う。
【００５３】
図８に示すように、電極形成工程Ｓ１２０では、ウエハＷの第１面Ｆおよび第２面Ｓからスパッタリング法や真空蒸着法等により金属材料を塗布して、のちの各電極となる金属膜８４を成膜している。金属膜８４は下地層８４ａと仕上層８４ｂとが積層されて形成される。本実施形態では、下地層８４ａとして、水晶と密着性の良いクロムを成膜している。また、下地層８４ａの表面には、仕上層８４ｂとして、ハンダ等に対して良好な濡れ性を有する金を成膜している。
【００５４】
続いて、金属膜８４に重ねてフォトレジスト膜８５を成膜し、フォトレジスト膜８５を露光および現像してマスクパターン（不図示）を形成する。続いて、マスクパターンを介して電極用金属膜のエッチングを行い、励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７（図１参照）の各電極パターンを形成する。
【００５５】
最後に、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０の形成領域の仕上層８４ｂを剥離する。これにより、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０は、クロムの下地層８４ａのみにより形成される。これにより、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０とパッシベーション膜２４との密着性を高めることができる。
また、マウント電極１６，１７は、クロムの下地層８４ａおよび金の仕上層８４ｂにより形成される。励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７が形成された時点で、電極形成工程Ｓ１２０が終了する。
【００５６】
（パッシベーション膜成膜工程）
次に、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０を覆うパッシベーション膜２４（図１参照）を成膜するパッシベーション膜成膜工程Ｓ１３０を行う。パッシベーション膜成膜工程Ｓ１３０は、ウエハ取付工程Ｓ１３１と、回転成膜工程Ｓ１３３と、表裏反転工程Ｓ１３７と、を備えている。パッシベーション膜成膜工程Ｓ１３０では、スパッタリング装置７０（図９参照）を用いて、スパッタリング法により複数のウエハＷにパッシベーション膜２４を成膜している。以下では、まずスパッタリング装置７０を説明した後に、パッシベーション膜成膜工程Ｓ１３０の各工程について詳述する。
【００５７】
（スパッタリング装置）
図９は、スパッタリング装置７０の外観斜視図である。
図１０は、回転ドラム７１の平面図である。
なお、図９では、成膜室９０を２点鎖線で模式的に図示している。また、以下の説明では、回転ドラム７１の回転方向をθ方向とし、正回転側を＋θ側とし、反対側を−θ側とする。また、回転ドラム７１の回転軸Ｐに沿った方向をＨ方向とし、図９における上側を＋Ｈ側とし、下側を−Ｈ側とする。
【００５８】
図９に示すように、スパッタリング装置７０は、主に成膜室９０と、成膜室９０内に設けられたターゲット７７（本実施形態では２個のターゲット７７）と、回転ドラム７１と、ウエハ固定治具８０とにより構成されている。
【００５９】
成膜室９０には、反応ガスを導入するガス導入管９１と、不図示の吸引ポンプと連通するガス排出管９２が設けられている。
ガス導入管９１からは、成膜室９０内に例えばアルゴンガス等のプラズマ生成用ガスが導入される。ガス導入管９１の吹出口９１ａは、後述するターゲット７７の近傍に配置されており、イオン化したプラズマ生成用ガスがターゲット７７に確実に衝突できるようになっている。本実施形態では、ターゲット７７の個数にあわせてガス導入管９１は２本設けられている。ガス導入管９１からは、例えば２７ｓｃｃｍ程度のガス流量でアルゴンガスが成膜室９０内に導入される。
【００６０】
ガス排出管９２は、不図示の吸引ポンプに接続されている。吸引ポンプを稼動させて成膜室９０内のプラズマ生成用ガスＧを吸引することで、成膜室９０内が所定の成膜圧力に維持されている。本実施形態では、成膜圧力は、例えば０．４Ｐａに維持されている。
【００６１】
（ターゲット）
ターゲット７７は、パッシベーション膜２４（図１参照）の原料であるＳｉＯ2により形成されている。ターゲット７７は、回転ドラム７１を挟んで両側に２個配置されている。ターゲット７７の主面７７ａは、角柱状の回転ドラム７１の周面を構成する複数の平面７１ａ（以下、単に「外周面７１ａ」という。）より大きい面積を有している。これにより、回転ドラム７１が回転したとき、回転ドラム７１の外周面７１ａに取り付けられた複数のウエハＷが、ターゲット７７と対向して通過できる。したがって、複数のウエハＷに対してパッシベーション膜２４を成膜できる。
【００６２】
（回転ドラム）
回転ドラム７１は、回転軸Ｐに垂直な断面形状が略正十角形をした角柱状の部材である。回転ドラム７１は、回転軸Ｐが鉛直方向に設置されており、不図示の駆動モータにより駆動されて回転軸Ｐ周りに回転する。
【００６３】
回転ドラム７１の外周面７１ａには、後述するウエハ固定治具８０を回転ドラム７１の外周面７１ａに取付可能な取付金具７３が設けられている。
図９に示すように、取付金具７３は、回転ドラム７１の外周面７１ａの法線方向から見て略Ｕ字状に形成されている。取付金具７３は、回転ドラム７１の外周面７１ａの＋θ側および−θ側においてＨ方向に沿って略並行に延設された一対の側部７４と、一対の側部７４の−Ｈ側端部を接続する底部７５とで形成されている。
【００６４】
図１０に示すように、側部７４は、回転軸Ｐに垂直な断面が略Ｌ字形状に形成されており、回転ドラム７１の外周面７１ａと離間して略平行に形成された押え部７４ａと、回転ドラム７１の外周面７１ａに対して略垂直に形成された規制部７４ｂとを有している。
押え部７４ａと回転ドラム７１の外周面７１ａと離間距離は、ウエハ固定治具８０の厚さよりも若干広く形成されている。また、回転ドラム７１の外周面７１ａにおける＋θ側および−θ側に配置された一対の規制部７４ｂの離間距離は、ウエハ固定治具８０のθ方向における幅よりも若干広く形成されている。
取付金具７３の＋Ｈ側は開口しており、取付金具７３の一対の側部７４、底部７５および回転ドラム７１の外周面７１ａで囲まれた領域に、＋Ｈ側の開口からウエハ固定治具８０を挿入することで、ウエハ固定治具８０が回転ドラム７１に取り付けられる。
【００６５】
側部７４の押え部７４ａは、ウエハ固定治具８０が取り付けられた状態で回転ドラム７１が回転している時に、ウエハ固定治具８０が径方向外側に移動して脱落するのを防止している。側部７４の規制部７４ｂは、ウエハ固定治具８０が取り付けられた状態で回転ドラム７１が回転している時に、ウエハ固定治具８０がθ方向に移動するのを規制している。
底部７５は、ウエハ固定治具８０の−Ｈ側端部と当接し、ウエハ固定治具８０が−Ｈ側に脱落するのを防止している。
また、取付金具７３の＋Ｈ側は開口しているので、ウエハ固定治具８０は、回転ドラム７１に対して簡単に着脱できる。したがって、後述する表裏反転工程Ｓ１３７を簡単に行うことができる。
【００６６】
（ウエハ固定治具）
図１１は、ウエハ固定治具８０の正面図である。
図１２は、図１１のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
図１１に示すように、ウエハ固定治具８０は、Ｈ方向を長手方向としθ方向を幅方向とする平板状の部材である。図１２に示すように、ウエハ固定治具８０は、第１保持板８１と第２保持板８３とを重ね合わせることで形成されている。
第１保持板８１は、ウエハＷの第１面Ｆを露出する開口部８１ａを有している。本実施形態では、開口部８１ａは、ウエハＷの第１面Ｆの成膜範囲に対応して略正方形状に形成されている。また、開口部８１ａは、ウエハＷの外形よりも若干小さくなるように形成されている。
【００６７】
第１保持板８１の第２保持板８３との当接面８１ｂには、第１保持板８１の厚さ方向に深さを有する凹部８２が形成されている。凹部８２は、開口部８１ａの第２保持板８３側における角部を全周にわたって切り欠くことで形成されている。凹部８２の深さは、ウエハＷの板厚と略同一かそれよりも若干深く形成されている。凹部８２の外形は、ウエハＷの外形と略同一かそれよりも若干大きく形成されている。これにより、開口部８１ａからウエハＷの第１面Ｆを露出させつつ、当接面８１ｂとウエハＷの第２面Ｓとが略面一となるように、第１保持板８１の凹部８２内にウエハＷを配置できる。
【００６８】
第２保持板８３は、第１保持板８１の開口部８１ａと対向する位置に、ウエハＷの第２面Ｓを露出する開口部８３ａを有している。第２保持板８３の開口部８３ａは、第１保持板８１の開口部８１ａと同様に、ウエハＷの第２面Ｓの成膜範囲に対応して略正方形状に形成されており、ウエハＷの外形よりも若干小さく形成されている。
【００６９】
開口部８１ａ，８３ａおよび凹部８２は、ウエハ固定治具８０のＨ方向に並んで、所定間隔を空けて３箇所形成されている。したがって、ウエハ固定治具８０には、３枚のウエハＷをセットすることができる。凹部８２内にウエハＷを配置し、第１保持板８１の当接面８１ｂに第２保持板８３を当接させることにより、第１保持板８１と第２保持板８３とでウエハＷを保持できる。
【００７０】
（ウエハ取付工程）
パッシベーション膜成膜工程Ｓ１３０では、最初にウエハ取付工程Ｓ１３１を行う。ウエハ取付工程Ｓ１３１では、複数のウエハＷをウエハ固定治具８０に取り付けた後、複数のウエハＷをウエハ固定治具８０ごと回転ドラムに装着している。
【００７１】
ウエハ取付工程Ｓ１３１では、まず、ウエハ固定治具８０にウエハＷをセットする。
具体的には、図１２に示すように、ウエハＷを第１保持板８１の凹部８２内に配置し、第１保持板８１の当接面８１ｂに第２保持板８３を当接させて重ね合わせることで、ウエハＷを第１保持板８１と第２保持板８３との間に配置する。そして、第１保持板８１および第２保持板８３を、第１保持板８１に設けた不図示のクリップで固定することにより、第１保持板８１と第２保持板８３とでウエハＷを保持している。
【００７２】
なお、本実施形態では、ウエハ固定治具８０にウエハＷをセットする際、パッシベーション膜２４の成膜領域に対応した開口を有する不図示のメタルマスクを、ウエハＷの第１面Ｆおよび第２面Ｓ上に配置している。具体的には、ウエハＷの第１面Ｆと第１保持板８１との間、および第２面Ｓと第２保持板８３との間にメタルマスクを配置し、第１保持板８１と第２保持板８３とでメタルマスクごとウエハＷを保持している。
【００７３】
また、ウエハＷに形成された振動腕部１０，１１（図１参照）が＋Ｈ方向に沿うように、ウエハ固定治具８０にウエハＷをセットしている。換言すれば、振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂ（図１参照）が、θ方向に面するようにウエハＷを配置している。これにより、後述する回転成膜工程Ｓ１３３では、回転ドラム７１の回転途中において、ウエハＷがターゲット７７と対向する前後に、振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂをターゲット７７に対向させることができる。
【００７４】
図１３は、ウエハ取付工程Ｓ１３１の説明図である。
続いて、図１３に示すように、取付金具７３と回転ドラム７１の外周面７１ａとの間にウエハ固定治具８０を挿入して、回転ドラム７１に複数のウエハＷをウエハ固定治具８０ごと取り付ける。具体的には、回転ドラム７１の外周面７１ａと、第１保持板８１および第２保持板８３のいずれか一方（本実施形態では第２保持板８３）とを対向させる。そして、回転ドラム７１の外周面７１ａと取付金具７３の押え部７４ａとの間に、ウエハ固定治具８０を回転ドラム７１の＋Ｈ側から挿入し、ウエハ固定治具８０を回転ドラム７１に取り付けている。
なお、本実施形態では、回転ドラム７１に形成された１０個の外周面７１ａ全てに、ウエハ固定治具８０ごとウエハＷを取り付けている。ウエハ固定治具８０には３枚のウエハＷが取り付けられているため、回転ドラム７１には合計３０枚のウエハＷが取り付けられる。
【００７５】
（回転成膜工程）
図１４は、回転成膜工程Ｓ１３３の説明図である。なお、図１４では、わかりやすくするために、ウエハ固定治具８０の図示を省略している。また、ウエハＷに形成された圧電板４ａ（図７参照）の振動腕部１０，１１の大きさを誇張して表している。
次に、図１４に示すように、回転ドラム７１を回転させてパッシベーション膜２４を成膜する回転成膜工程Ｓ１３３を行う。
【００７６】
回転成膜工程Ｓ１３３では、プラズマ生成用ガスをターゲット７７に噴射してターゲット７７からＳｉＯ2を弾き出しつつ、回転ドラム７１をθ方向に回転させる。そして、ウエハＷがターゲット７７に対向する位置を複数回通過することで、ターゲット７７から弾き出されたＳｉＯ2がウエハＷに堆積し、パッシベーション膜２４が成膜される。
本実施形態では、回転ドラム７１の回転数が例えば１０ｒｐｍに設定されており、２０分間にわたって回転ドラム７１を回転させながら成膜を行っている。また、前述のとおり、ターゲット７７は、回転ドラム７１を挟んで両側に２個配置されている。したがって、ウエハＷがターゲット７７に対向する位置を４００回通過することで、パッシベーション膜２４が成膜される。
【００７７】
また、回転成膜工程Ｓ１３３では、回転ドラム７１の回転途中において、ウエハＷがターゲット７７と対向する前後に、圧電板４ａに形成された振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂ（図１参照）が、ターゲット７７と対向する。
具体的には、図１４に示すように、Ｈ方向から見てウエハＷがターゲット７７よりも−θ側の位置Ｍ１にあるときは、振動腕部１０の内側面１０ｂおよび振動腕部１１の外側面１１ａがターゲット７７と対向する。これにより、主に振動腕部１０，１１の外側面１１ａおよび内側面１０ｂに、パッシベーション膜２４が成膜される。
また、Ｈ方向から見てウエハＷがターゲット７７より＋θ側の位置Ｍ２にあるときは、振動腕部１０，１１の外側面１０ａおよび内側面１１ｂがターゲット７７と対向する。これにより、主に振動腕部１０，１１の外側面１０ａおよび内側面１１ｂに、パッシベーション膜２４が成膜される。
このように振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂにパッシベーション膜２４が形成されることで、狭小な又部２５（図３参照）にも、確実にパッシベーション膜２４が成膜される。したがって、一対の励振電極１３，１４の短絡を確実に防止できる。
【００７８】
図１５は、回転成膜工程時のマウント電極１６，１７（図１参照）の断面図である。
ところで、圧電板４ａに形成されたマウント電極１６，１７は、前述のとおりクロムの下地層８４ａと金の仕上層８４ｂとが積層されて形成されている。ここで、回転成膜工程Ｓ１３３でマウント電極１６，１７が高温になると、下地層８４ａと仕上層８４ｂとの間で互いの金属が溶融しあう、いわゆる金属拡散が発生するおそれがある。金属拡散が進行すると、仕上層８４ｂの表面に下地層８４ａのクロムが析出し、仕上層８４ｂのハンダ等に対する濡れ性を悪化させるおそれがある。
【００７９】
しかし、上述のように、回転成膜工程Ｓ１３３では、複数回（本実施形態では４００回）に分けてパッシベーション膜２４を成膜するので、一度にパッシベーション膜２４を成膜する場合と比較して、ウエハＷがターゲット７７と対向する一回当りの時間が短縮される。このため、パッシベーション膜２４の成膜時におけるウエハＷの温度は、従来技術の成膜時におけるウエハＷの温度（２００℃〜４００℃程度）よりも大幅に低い、１００℃以下に抑制される。したがって、図１５に示すように、マウント電極１６，１７におけるクロムの下地層８４ａと金の仕上層８４ｂとの金属拡散が抑制されるので、仕上層８４ｂの表面に下地層８４ａのクロムが析出するのを防止できる。これにより、仕上層８４ｂの良好な濡れ性を維持できる。
【００８０】
（成膜面の確認Ｓ１３５および表裏反転工程Ｓ１３７）
図６に示すように、ウエハＷの第１面Ｆにパッシベーション膜２４を成膜した後、ウエハＷの第２面Ｓにパッシベーション膜２４が成膜されていない場合（Ｓ１３５で判定がＮＯの場合）には、ウエハＷの第２面Ｓに対して再度回転成膜工程Ｓ１３３を行う。このとき、ウエハＷの第１面Ｆおよび第２面Ｓの表裏を反転させて回転ドラム７１にウエハＷを取り付ける表裏反転工程Ｓ１３７を行ってから、再度回転成膜工程Ｓ１３３を行う。なお、ウエハＷの第２面Ｓにパッシベーション膜２４が成膜されている場合（Ｓ１３５で判定がＹＥＳの場合）には、そのまま次の周波数調整工程Ｓ１４０に進む。
【００８１】
表裏反転工程Ｓ１３７では、回転ドラム７１にセットされたウエハＷを、ウエハ固定治具８０ごと回転ドラム７１の＋Ｈ側に抜き出し、回転ドラム７１からウエハ固定治具８０ごとウエハＷを全て取り外す。続いて、ウエハ固定治具８０ごとウエハＷの表裏を反転させる。最後に、ウエハ取付工程Ｓ１３１と同様に、再度回転ドラム７１の＋Ｈ側から、取付金具７３と回転ドラム７１の外周面７１ａとの間にウエハ固定治具８０を挿入して、回転ドラム７１に複数のウエハＷをウエハ固定治具８０ごと取り付ける（図１３参照）。
このように、ウエハ固定治具８０ごと複数のウエハＷの表裏を反転させることで、ウエハ固定治具８０からウエハＷを外すことなく、ウエハＷの第１面Ｆおよび第２面Ｓにパッシベーション膜２４を成膜できる。しかも、複数のウエハＷの表裏を一度に容易に反転させることができる。したがって、複数のウエハＷの第１面Ｆおよび第２面Ｓに効率よくパッシベーション膜２４を成膜できるので、パッシベーション膜成膜工程Ｓ１３０の工数を短縮できる。
【００８２】
（周波数調整工程）
次に、ウエハＷに形成された全ての振動腕部１０，１１（図１参照）に対して、共振周波数を粗く調整する周波数調整工程Ｓ１４０を行う。周波数調整工程Ｓ１４０は、重り金属膜２１の粗調膜２１ａおよび２１ｂ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、圧電振動子１（図１６参照）の状態で行う。以上で、周波数調整工程Ｓ１４０が終了する。
【００８３】
（小片化工程）
最後にウエハＷと圧電板４ａとを連結していた連結部４ｂ（図７参照）を切断して、複数の圧電振動片４をウエハＷから切り離して小片化する小片化工程Ｓ１５０を行う。これにより、１枚のウエハＷから、音叉型の圧電振動片４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４の製造工程が終了し、圧電振動片４を複数得ることができる。
【００８４】
（シリンダータイプの圧電振動子の製造工程）
次に、上述のように製造された圧電振動片４を備えたシリンダータイプの圧電振動子５１（図４参照）の製造方法について説明する。
シリンダータイプの圧電振動子５１の製造工程では、まず、図４に示すプラグ５２を作製する気密端子作製工程を行う。続いて、プラグ５２のリード端子５５の外表面およびステム５４の外周に、同一材料のめっきを湿式めっき法で被膜させるめっき工程を行う。
【００８５】
続いて、圧電振動片４のマウント電極１６，１７をインナーリード５５ａに接合するマウント工程を行う。具体的には、インナーリード５５ａを加熱しながら、インナーリード５５ａと圧電振動片４とを所定の圧力で重ね合わせる。これにより、インナーリード５５ａのめっき層５７（図５参照）を形成するハンダめっきが溶解し、仕上層８４ｂ上に速やかに濡れ広がる。これにより、インナーリード５５ａとマウント電極１６，１７とを接続することができる。その結果、圧電振動片４をマウントすることができる。すなわち、圧電振動片４は、リード端子５５に機械的に支持されると共に、電気的に接続された状態となる。
なお、インナーリード５５ａとマウント電極１６，１７とを接続する際に、加熱・加圧を行ってマウントしたが、超音波を利用して接続を行っても構わない。
【００８６】
続いて、上述したマウントによる歪みをなくすために、所定の温度でベーキングを行った後、圧電振動片４の周波数調整（微調）を行う。具体的には、圧電振動子５１全体を真空チャンバーに入れた状態で、周波数を計測しながらレーザにより重り金属膜２１の微調膜２１ｂを蒸発させて周波数調整を行う。
【００８７】
続いて、マウントされた圧電振動片４を内部に収納するようにケース５３をステム５４に圧入し、圧電振動片４を気密封止するケース圧入工程を行う。具体的には、真空中で所定の荷重を加えながらケース５３をプラグ５２のステム５４の外周に圧入する。すると、ステム５４の外周に形成されためっきの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５３内に圧電振動片４を密閉して真空封止することができる。
最後に、ケース５３の固定が終了した後、スクリーニング、電気特性検査、外観検査を行い、電気的性能や寸法、品質等を最終的にチェックする。以上により、図４に示すシリンダーパッケージタイプの圧電振動子５１を製造することができる。
【００８８】
（効果）
本実施形態によれば、回転成膜工程Ｓ１３３では、ウエハＷがターゲット７７に対向する位置を複数回（本実施形態では４００回）通過することにより、パッシベーション膜２４の成膜を複数回に分けて行うことができる。これにより、ウエハＷがターゲット７７に対向する一回当りの時間を短縮できるので、パッシベーション膜２４の成膜時におけるウエハＷの温度上昇を抑制できる。また、ターゲット７７に対向する位置をウエハＷが通過した後、再度ターゲット７７に対向する位置をウエハＷが通過するまでの間に、ウエハＷの温度が低下するので、ウエハＷの温度上昇を抑制できる。したがって、マウント電極１６，１７の金属拡散を防止できる。
また、回転成膜工程Ｓ１３３では、回転ドラム７１の回転途中において、ウエハＷがターゲット７７と対向する前後に、圧電板４ａに形成された振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂをターゲット７７に対向させることができる。したがって、圧電板４ａの第１面Ｆおよび第２面Ｓに加えて、振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂにも確実にパッシベーション膜２４を成膜できる。特に、振動腕部１０，１１と基部１２との接続部に形成された又部２５にも確実にパッシベーション膜２４を成膜できる。これにより、一対の励振電極１３，１４の短絡を確実に防止できる。
【００８９】
また、本実施形態によれば、圧電振動片４は、マウント電極１６，１７の金属拡散を防止できる製造方法で製造されているので、マウント電極１６，１７の仕上層８４ｂに下地層８４ａのクロムが析出することがない（図１５参照）。したがって、マウント電極１６，１７の濡れ性が良好に維持されるので、圧電振動片４の実装強度が確保された圧電振動子１を得ることができる。
【００９０】
（表面実装型の圧電振動子）
次に、上述した製造方法により製造された圧電振動片４を備えた表面実装型の圧電振動子について説明する。
図１６は、表面実装型の圧電振動子１の外観斜視図である。
図１７は、表面実装型の圧電振動子１の内部構成図であって、リッド基板３を取り外した状態の平面図である。
図１８は、図１７のＥ−Ｅ線における断面図である。
図１９は、図１６に示す圧電振動子１の分解斜視図である。
なお、以下では、ベース基板２のリッド基板３との接合面を上面Ｕとし、ベース基板２の外側の面を下面Ｌとして説明する。また、図１９においては、図面を見易くするために励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７、重り金属膜２１およびパッシベーション膜２４の図示を省略している。
【００９１】
図１６に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、ベース基板２およびリッド基板３が接合膜３５を介して陽極接合されたパッケージ９と、図１８に示すようにパッケージ９のキャビティ３ａに収納された圧電振動片４と、を備えた表面実装型の圧電振動子１である。
【００９２】
図１８に示すように、ベース基板２およびリッド基板３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる陽極接合可能な基板であり、略板状に形成されている。リッド基板３におけるベース基板２との接合面側には、圧電振動片４を収容するキャビティ３ａが形成されている。
【００９３】
リッド基板３には、ベース基板２との接合面側の全体に、陽極接合用の接合膜３５が形成されている。本実施形態の接合膜３５はシリコン膜で形成されており、この接合膜３５とベース基板２とが陽極接合されてキャビティ３ａが真空封止されている。なお、接合膜３５をアルミニウムで形成することも可能である。
【００９４】
圧電振動子１は、ベース基板２を厚さ方向に貫通し、キャビティ３ａの内側と圧電振動子１の外側とを導通する貫通電極３２，３３を備えている。貫通電極３２，３３は、ベース基板２を貫通する貫通孔３０，３１内に配置されている。貫通孔３０，３１は、圧電振動子１を形成したときにキャビティ３ａ内に収まるように形成される。
【００９５】
貫通電極３２，３３は、後述する引き回し電極３６，３７と外部電極３８，３９とを導通させる役割を担っている。貫通電極３２，３３は、例えば貫通孔３０，３１に金属ピン７を挿入したのち、貫通孔３０，３１と金属ピン７との間にガラスフリットを充填して焼成することで形成される。このように、金属ピン７とガラスフリットとで貫通孔３０，３１を完全に塞ぐことができるので、キャビティ３ａ内の気密を維持できる。
【００９６】
図１９に示すように、ベース基板２の上面Ｕ側には、一対の引き回し電極３６，３７がパターニングされている。また、これら一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれ金やハンダ等からなるバンプＢが形成されており、バンプＢを利用して圧電振動片４の一対のマウント電極が実装されている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極１７（図１７参照）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１６（図１７参照）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。
【００９７】
ベース基板２の下面Ｌには、一対の外部電極３８，３９が形成されている。一対の外部電極３８，３９は、ベース基板２の長手方向の両端部に形成され、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ電気的に接続されている。
【００９８】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極３８，３９に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第１の励振電極１３および第２の励振電極１４に電圧を印加できるので、一対の振動腕部１０，１１を接近および離間させるように、所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０，１１の振動を利用して、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として利用できる。
【００９９】
（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２０を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図２０に示すように、圧電振動子１を、集積回路１１１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１１０は、コンデンサ等の電子素子部品１１２が実装された基板１１３を備えている。基板１１３には、発振器用の集積回路１１１が実装されており、この集積回路１１１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子素子部品１１２、集積回路１１１および圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【０１００】
このように構成された発振器１１０において、圧電振動子１に電圧を印加すると、圧電振動子１内の圧電振動片が振動する。この振動は、圧電振動片が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１１１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１１１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路１１１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加できる。
【０１０１】
本実施形態によれば、圧電振動片４の実装強度が確保された圧電振動子１を備えているので、信頼性の高い発振器１１０を提供できる。
【０１０２】
（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２１を参照して説明する。なお電子機器として、前述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１２０を例にして説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器１２０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカおよびマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化および軽量化されている。
【０１０３】
次に、本実施形態の携帯情報機器１２０の構成について説明する。この携帯情報機器１２０は、図２１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１２１とを備えている。電源部１２１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１２１には、各種制御を行う制御部１２２と、時刻等のカウントを行う計時部１２３と、外部との通信を行う通信部１２４と、各種情報を表示する表示部１２５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１２６とが並列に接続されている。そして、電源部１２１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【０１０４】
制御部１２２は、各機能部を制御して音声データの送信や受信、現在時刻の計測、表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１２２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【０１０５】
計時部１２３は、発振回路やレジスタ回路、カウンタ回路、インターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片が振動し、該振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１２２と信号の送受信が行われ、表示部１２５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【０１０６】
通信部１２４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９、増幅部１３０、音声入出力部１３１、電話番号入力部１３２、着信音発生部１３３および呼制御メモリ部１３４を備えている。
無線部１２７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１３５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１２８は、無線部１２７又は増幅部１３０から入力された音声信号を符号化および複号化する。増幅部１３０は、音声処理部１２８又は音声入出力部１３１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１３１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【０１０７】
また、着信音発生部１３３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１２９は、着信時に限って、音声処理部１２８に接続されている増幅部１３０を着信音発生部１３３に切り替えることによって、着信音発生部１３３において生成された着信音が増幅部１３０を介して音声入出力部１３１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１３４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１３２は、例えば、０から９の番号キーおよびその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【０１０８】
電圧検出部１２６は、電源部１２１によって制御部１２２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１２２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１２４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１２６から電圧降下の通知を受けた制御部１２２は、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９および着信音発生部１３３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１２７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１２５に、通信部１２４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【０１０９】
すなわち、電圧検出部１２６と制御部１２２とによって、通信部１２４の動作を禁止し、その旨を表示部１２５に表示できる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１２５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１２４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断できる電源遮断部１３６を備えることで、通信部１２４の機能をより確実に停止できる。
【０１１０】
本実施形態によれば、圧電振動片４の実装強度が確保された圧電振動子１を備えているので、信頼性の高い携帯情報機器１２０を提供できる。
【０１１１】
（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２２を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図２２に示すように、フィルタ部１４１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、前述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【０１１２】
以下、電波時計１４０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１４２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１４３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１４１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子１は、前記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１４８、１４９をそれぞれ備えている。
【０１１３】
更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１４４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１４５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１４６でカウントされる。ＣＰＵ１４６では、現在の年や積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１４７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１４８、１４９は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【０１１４】
なお、前述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ｋＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１４０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。
【０１１５】
本実施形態によれば、圧電振動片４の実装強度が確保された圧電振動子１を備えているので、信頼性の高い電波時計１４０を提供できる。
【０１１６】
なお、この発明の技術範囲は上記実施の形態に限られるものではなく、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。
【０１１７】
本実施形態の圧電振動片４の製造方法では、音叉型の圧電振動片４を製造しているが、本発明の製造方法により製造される圧電振動片４は音叉型に限られず、例えば、ＡＴカット型の圧電振動片（厚み滑り振動片）であってもよい。また、本発明の製造方法により、圧電振動片以外の電子部品を製造してもよい。
【０１１８】
本実施形態では、ウエハ固定治具８０を用いて回転ドラム７１にウエハＷを取り付けているが、回転ドラム７１に直接ウエハＷを取り付ける構造としてもよい。ただし、複数のウエハＷを一度に簡単に着脱できる点で、本実施形態に優位性がある。
【０１１９】
本実施形態では、マウント電極１６，１７は、クロムの下地層８４ａおよび金の仕上層８４ｂの２層の金属膜８４により形成されているが、下地層８４ａおよび仕上層８４ｂの材料は、実施形態に限られない。また、マウント電極１６，１７の層数は２層に限られることはなく、例えば３層であってもよい。
【０１２０】
本実施形態では、スパッタリング装置７０でパッシベーション膜２４を成膜する際の成膜条件として、成膜圧力を０．４Ｐａとし、回転ドラム７１の回転速度を１０ｒｐｍとし、プラズマ生成用ガスの流速を２７ｓｃｃｍ程度とし、ターゲット７７の個数を２個とし、成膜時間を片面当り２０分としていた。しかし、スパッタリング装置７０の成膜条件はこれに限られることはない。
【０１２１】
本実施形態では、ターゲット７７にパッシベーション膜２４（図１参照）の原料であるＳｉＯ2を採用し、プラズマ生成用ガスにアルゴンガスを採用して、ウエハＷにＳｉＯ2のパッシベーション膜２４を成膜していた。しかし、例えばターゲット７７にシリコン（Ｓｉ）を採用し、プラズマ生成用ガスにアルゴンガスと二酸化炭素の混合ガスを採用して、ウエハＷにＳｉＯ2のパッシベーション膜２４を成膜してもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１・・・圧電振動子 ４・・・圧電振動片 ４ａ・・・圧電板 １３，１４・・・励振電極 １６，１７・・・マウント電極 ２４・・・パッシベーション膜（絶縁膜） ７０・・・スパッタリング装置 ７１・・・回転ドラム ７１ａ・・・外周面 ７７・・・ターゲット ８４・・・金属膜 ８４ｂ・・・仕上層 ８０・・・ウエハ固定治具 ８１ａ，８３ａ・・・開口部 １１０・・・発振器 １２０・・・携帯情報機器（電子機器） １４０・・・電波時計 Ｗ・・・ウエハ Ｆ・・・第１面 Ｐ・・・回転軸 Ｓ・・・第２面 Ｓ１３０・・・パッシベーション膜成膜工程（絶縁膜成膜工程） Ｓ１３１・・・ウエハ取付工程 Ｓ１３３・・・回転成膜工程
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電振動片の製造方法、圧電振動片の製造装置、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として、水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが提供されているが、いわゆるＡＴカット型の圧電振動片や音叉型の圧電振動片等をパッケージに封入した圧電振動子が知られている。
【０００３】
例えば、音叉型の圧電振動片は、幅方向に並んで配置された一対の振動腕部と、一対の振動腕部の長手方向の基端側を一体的に固定する基部とを有する、薄板状の水晶片である。
圧電振動片の各振動腕部の主面上には、それぞれ所定のギャップを隔てて一対の励振電極が形成されている。基部の主面上には、一対の励振電極とそれぞれ電気的に接続された一対のマウント電極が形成されている。
【０００４】
励振電極は、例えば水晶と密着性の良いクロム等の単層膜であり、一対の励振電極の短絡防止を目的とする絶縁膜で覆われている。
マウント電極は、例えばクロム等の下地層と、ハンダ等に対する濡れ性に優れた金等の仕上層とを備えた多層の積層膜である。マウント電極は絶縁膜から露出されており、パッケージの内部電極にハンダ等を介して接合されることで、圧電振動片がパッケージに実装される。
【０００５】
絶縁膜は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）等の絶縁物により形成されており、スパッタリング法やＣＶＤ法等の成膜方法により成膜される。
ところで、スパッタリング法やＣＶＤ法等により絶縁膜を成膜する際、成膜される基板の温度が非常に高温（ＣＶＤ法で例えば１０００℃程度）となるため、基板等に損傷を与えるおそれがある。したがって、基板の温度をなるべく上昇させることなく絶縁膜を成膜する方法が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献１では、プラズマ生成用ガスとして炭酸ガス（ＣＯ2）または希ガスと炭酸ガスの混合ガスを用いてシリコンターゲットをスパッタリングすることで絶縁膜を成膜している。特許文献１によれば、Ｓｉ−Ｏ結合はプラズマ中でできるため、高温を必要とせず、２００℃程度の基板温度で絶縁膜を成膜できるとされている。
【０００７】
また、特許文献２では、ＥＣＲプラズマによって基板上にＳｉＯ2絶縁膜を堆積させる時に、該基板の温度を２００〜４００℃の範囲に制御し、かつ供給ガスの供給速度を１．５ｓｃｃｍ以下としている。特許文献２によれば、膜堆積温度を軽減させ、信頼性の高い高品質膜を得ることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２６９７０６号公報
【特許文献２】特開平９−３０６９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、圧電振動片に絶縁膜を成膜する場合には、以下の問題がある。
圧電振動片のマウント電極は、前述のとおりクロム等の下地層と金等の仕上層とが積層されて形成されている。ここで、マウント電極が高温になると、下地層と仕上層との間で互いの金属が溶融しあう、いわゆる金属拡散が発生する。
【００１０】
金属拡散が進行すると、仕上層の表面に下地層の材料が析出し、仕上層のハンダ等に対する濡れ性を悪化させるおそれがある。これにより、パッケージの内部電極にハンダ等を介してマウント電極を接合した際、圧電振動片の実装強度が低下するおそれがある。従来技術では、２００℃〜４００℃程度まで温度上昇を抑制して絶縁膜を成膜する方法が提案されているが、特に金属拡散を抑制するには更なる温度上昇の抑制が必要である。
【００１１】
そこで本発明は、絶縁膜の成膜時における温度上昇を抑制でき、電極の金属拡散を抑制できる圧電振動片の製造方法と、この方法で製造された圧電振動片を備えた圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明の圧電振動片の製造方法は、ウエハから形成される圧電板と、前記圧電板を振動させる励振電極と、前記励振電極に電気的に接続され金属膜を積層して形成されたマウント電極と、を有する圧電振動片の製造方法であって、前記ウエハの第１面および第２面のうち少なくとも一方に対して、少なくとも前記励振電極を覆う絶縁膜をスパッタリング法により成膜する絶縁膜成膜工程を備え、前記絶縁膜成膜工程は、前記絶縁膜の原料となるターゲットと、回転軸周りに回転可能な回転ドラムと、を備えたスパッタリング装置を用いて行い、前記絶縁膜成膜工程は、前記回転ドラムの外周面に前記ウエハを取り付けるウエハ取付工程と、前記ウエハが前記ターゲットに対向する位置を通過するように前記回転ドラムを回転させて前記絶縁膜を成膜する回転成膜工程と、を備え、前記回転成膜工程は、前記ウエハが前記ターゲットに対向する位置を複数回通過するように前記回転ドラムを回転させることにより前記絶縁膜を成膜することを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、回転成膜工程では、ウエハがターゲットに対向する位置を複数回通過することにより、絶縁膜の成膜を複数回に分けて行うことができる。これにより、ウエハがターゲットに対向する一回当りの時間を短縮できるので、絶縁膜の成膜時におけるウエハの温度上昇を抑制できる。また、ターゲットに対向する位置をウエハが通過した後、再度ターゲットに対向する位置をウエハが通過するまでの間に、ウエハの温度が低下するので、ウエハの温度上昇を抑制できる。したがって、マウント電極の金属拡散を防止できる。
また、回転成膜工程では、回転ドラムの回転途中において、ウエハがターゲットと対向する前後に、圧電板の側面をターゲットに対向させることができる。したがって、圧電板の主面に加えて圧電板の側面にも確実に絶縁膜を成膜できる。特に、振動腕部が基部に接続された音叉型の圧電板の場合には、振動腕部と基部との接続部に形成された又部にも確実に絶縁膜を成膜できる。
【００１４】
また、前記マウント電極は、積層された前記金属膜の最外層に、金を主成分とした仕上層を備えていることを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、金属拡散を抑制できる製造方法により圧電振動片を製造しているので、仕上層の表面に下層の金属膜の材料が析出するのを防止できる。これにより、金を主成分とした仕上層の良好な濡れ性を維持できるので、金を主成分とした仕上層を備えた圧電振動片の製造に特に好適である。
【００１６】
また、前記スパッタリング装置は、複数の前記ウエハを取付可能なウエハ固定治具を備え、前記ウエハ取付工程は、前記ウエハ固定治具に前記ウエハを複数取り付け、前記ウエハ固定治具ごと前記複数のウエハを前記回転ドラムに取り付けることを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、回転ドラムに複数のウエハを短時間で容易に取り付けることができるので、ウエハ取付工程の工数を短縮できる。
【００１８】
また、前記ウエハ固定治具は、前記ウエハの前記第１面および前記第２面を露出する開口部を有し、前記絶縁膜成膜工程は、前記回転成膜工程を行った後に、前記ウエハ固定治具ごと前記複数のウエハの前記第１面および前記第２面の表裏を反転させて、再度前記回転成膜工程を行うことを特徴としている。
【００１９】
本発明によれば、ウエハ固定治具がウエハの第１面および第２面を露出する開口部を有しているので、ウエハ固定治具ごと複数のウエハの表裏を反転させることで、ウエハ固定治具からウエハを外すことなく、ウエハの第１面および第２面に絶縁膜を成膜できる。しかも、複数のウエハの表裏を一度に容易に反転させることができる。したがって、複数のウエハの第１面および第２面に効率よく絶縁膜を成膜できるので、絶縁膜成膜工程の工数を短縮できる。
【００２０】
また、前記絶縁膜成膜工程における前記ウエハの温度は、１００℃以下であることを特徴としている。
【００２１】
本発明によれば、従来のスパッタリング法よりもウエハ温度が極めて低温の状態で絶縁膜を成膜できる。したがって、マウント電極の金属拡散を確実に防止できる。
【００２２】
また、本発明の圧電振動片の製造装置は、ウエハから形成される圧電板と、前記圧電板を振動させる励振電極と、前記励振電極に電気的に接続され金属膜を積層して形成されたマウント電極と、を有する圧電振動片の製造装置であって、前記ウエハの第１面および第２面のうち少なくとも一方に対して、少なくとも前記励振電極を覆う絶縁膜をスパッタリング法により成膜するスパッタリング装置を備え、前記スパッタリング装置は、前記絶縁膜の原料となるターゲットと、回転軸周りに回転可能な回転ドラムと、を備え、前記ウエハは、前記回転ドラムの外周面に取り付けられ、前記回転ドラムが回転することにより、前記ターゲットに対向する位置を複数回通過するように形成されていることを特徴としている。
【００２３】
本発明によれば、ウエハがターゲットに対向する位置を複数回通過することにより、絶縁膜の成膜を複数回に分けて行うことができる。これにより、ウエハがターゲットに対向する一回当りの時間を短縮できるので、絶縁膜の成膜時におけるウエハの温度上昇を抑制できる。また、ターゲットに対向する位置をウエハが通過した後、再度ターゲットに対向する位置をウエハが通過するまでの間に、ウエハの温度が低下するので、ウエハの温度上昇を抑制できる。したがって、マウント電極の金属拡散を防止できるスパッタリング装置を提供できる。
また、回転ドラムの回転途中において、ウエハがターゲットと対向する前後に、圧電板の側面をターゲットに対向させることができる。したがって、圧電板の主面に加えて圧電板の側面にも確実に絶縁膜を成膜できる。
【００２４】
また、複数の前記ウエハを取り付けた状態で、前記回転ドラムの外周面に取り付けられるウエハ固定治具を備え、前記ウエハ固定治具は、前記ウエハの前記第１面および前記第２面を露出する開口部を有することを特徴としている。
【００２５】
本発明によれば、回転ドラムに複数のウエハを短時間で容易に取り付けることができる。
また、ウエハ固定治具がウエハの第１面および第２面を露出する開口部を有しているので、ウエハ固定治具ごと複数のウエハの表裏を反転させることで、ウエハ固定治具からウエハを外すことなく、ウエハの第１面および第２面に絶縁膜を成膜できる。しかも、複数のウエハの表裏を一度に容易に反転させることができる。したがって、複数のウエハの第１面および第２面に効率よく絶縁膜を成膜できるスパッタリング装置を提供できる。
【００２６】
また、本発明の圧電振動子は、上述した製造方法により製造された圧電振動片を備えたことを特徴としている。
【００２７】
本発明によれば、圧電振動片は、マウント電極の金属拡散を防止できる上記製造方法で製造されているので、マウント電極の表面に下層の金属膜材料が析出することがない。したがって、マウント電極の濡れ性が良好に維持されるので、圧電振動片の実装強度が確保された圧電振動子を得ることができる。
【００２８】
また、本発明の発振器は、上述した圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の電子機器は、上述した圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の電波時計は、上述した圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明の発振器、電子機器および電波時計によれば、圧電振動片の実装強度が確保された圧電振動子を備えているので、信頼性の高い発振器、電子機器および電波時計を提供できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、回転成膜工程では、ウエハがターゲットに対向する位置を複数回通過することにより、絶縁膜の成膜を複数回に分けて行うことができる。これにより、ウエハがターゲットに対向する一回当りの時間を短縮できるので、絶縁膜の成膜時におけるウエハの温度上昇を抑制できる。また、ターゲットに対向する位置をウエハが通過した後、再度ターゲットに対向する位置をウエハが通過するまでの間に、ウエハの温度が低下するので、ウエハの温度上昇を抑制できる。したがって、マウント電極の金属拡散を防止できる。
また、回転成膜工程では、回転ドラムの回転途中において、ウエハの第１面または第２面がターゲットと対向する前後に、圧電板の側面をターゲットに対向させることができる。したがって、圧電板の主面に加えて圧電板の側面にも確実に絶縁膜を成膜できる。特に、振動腕部が基部に接続された音叉型の圧電板の場合には、振動腕部と基部との接続部に形成された又部にも確実に絶縁膜を成膜できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】圧電振動片の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】又部の拡大斜視図である。
【図４】シリンダーパッケージタイプの圧電振動子の外観斜視図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】圧電振動片の製造工程のフローチャートである。
【図７】外形形成工程の説明図である。
【図８】電極形成工程における図７のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図９】スパッタリング装置の外観斜視図である。
【図１０】回転ドラムの平面図である。
【図１１】ウエハ固定治具の正面図である。
【図１２】図１１のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図１３】ウエハ取付工程の説明図である。
【図１４】回転成膜工程の説明図である。
【図１５】回転成膜工程時のマウント電極の断面図である。
【図１６】表面実装型の圧電振動子の外観斜視図である。
【図１７】表面実装型の圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態の平面図である。
【図１８】図１７のＥ−Ｅ線における断面図である。
【図１９】図１６に示す圧電振動子の分解斜視図である。
【図２０】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図２１】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図２２】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】
【００３２】
（圧電振動片）
最初に、本発明の実施形態に係る圧電振動片を、図面を参照して説明する。
図１は圧電振動片４の平面図である。なお、以下の説明では、図１における紙面手前側の面を第１面Ｆとし、紙面奥側の面を第２面Ｓとして説明する。
図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
図１に示すように、本実施形態の圧電振動片４は、水晶やタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。圧電振動片４は、平行に配置された一対の振動腕部１０，１１（第１の振動腕部１０および第２の振動腕部１１）と、前記一対の振動腕部１０，１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、一対の振動腕部１０，１１の第１面Ｆおよび第２面Ｓ上に形成された溝部１８とを備えている。この溝部１８は、振動腕部１０，１１の長手方向に沿って振動腕部１０，１１の基端側から略中間付近まで形成されている。
【００３３】
図３は、又部２５の拡大斜視図である。
図３に示すように、基部１２は、振動腕部１０，１１に隣接し、振動腕部１０，１１の一端側が接続されて支持している。基部１２と振動腕部１０，１１との接続部には、基部１２、振動腕部１０の内側面１０ｂおよび振動腕部１１の内側面１１ｂに囲まれて又部２５が形成される。又部２５は、平面視略Ｕ字形状に形成されている。
【００３４】
図１に示すように、圧電振動片４は、圧電振動片４をパッケージに実装するために基部１２に形成されたマウント電極１６，１７と、一対の振動腕部１０，１１の外表面上に形成されて一対の振動腕部１０，１１を振動させる第１の励振電極１３および第２の励振電極１４からなる励振電極１５と、マウント電極１６，１７と第１の励振電極１３および第２の励振電極１４とを電気的接続する引き出し電極１９，２０と、を有している。
【００３５】
マウント電極１６，１７は、クロムと金との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地層８４ａ（図５参照）として成膜した後に、表面に金の薄膜を仕上層８４ｂ（図５参照）として成膜することにより形成される。ただし、この場合に限られず、例えば、ニッケルやアルミニウム、チタン等を下地層８４ａとして成膜した後に、金の薄膜を仕上層８４ｂとして成膜しても構わない。
【００３６】
励振電極１５は、一対の振動腕部１０，１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極である。励振電極１５を構成する第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、一対の振動腕部１０，１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。
【００３７】
具体的には、図２に示すように、第１の励振電極１３は、主に第１の振動腕部１０の溝部１８内、第２の振動腕部１１の外側面１１ａ上、および第２の振動腕部１１の内側面１１ｂ上に形成されている。第２の励振電極１４は、主に第２の振動腕部１１の溝部１８内、第１の振動腕部１０の外側面１０ａ上、および第１の振動腕部１０の内側面１０ｂ上に形成されている。第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、基部１２の第１面Ｆおよび第２面Ｓ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。
【００３８】
また、図３に示すように、第２の振動腕部１１の内側面１１ｂ上に形成された第１の励振電極１３と、第１の振動腕部１０の内側面１０ｂ上に形成された第２の励振電極１４とは、又部２５を挟んで対向した状態となっている。又部２５の表面の一部には第１の励振電極１３および第２の励振電極１４が形成されており、又部２５において電気的に切り離された状態でパターニングされている。
【００３９】
図１に示すように、励振電極１５および引き出し電極１９，２０は、マウント電極１６，１７の下地層と同じ材料のクロムにより単層膜で形成されている。これにより、マウント電極１６，１７の下地層を成膜するのと同時に、励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜することができる。ただし、この場合に限られず、例えば、ニッケルやアルミニウム、チタン等により励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜しても構わない。励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０は、後述するパッシベーション膜２４（請求項の「絶縁膜」に相当。）で覆われている。
【００４０】
一対の振動腕部１０，１１の先端には、所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜２１が被膜されている。この重り金属膜２１は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜２１ａと、微小に調整する際に使用される微調膜２１ｂとに分かれている。これら粗調膜２１ａおよび微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０，１１の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。
【００４１】
（パッシベーション膜）
圧電振動片４は、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０を覆うパッシベーション膜２４を備えている。パッシベーション膜２４は、ＳｉＯ2等の電気絶縁材料からなる絶縁膜である。パッシベーション膜２４は、圧電振動片４にマウント電極１６，１７、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０の各電極を形成した後に、後述するスパッタリング装置７０（図９参照）を用いて、スパッタリング法により成膜される。
【００４２】
パッシベーション膜２４は、マウント電極１６，１７および重り金属膜２１の形成領域を除く領域において、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０を覆って形成されている。
具体的には、パッシベーション膜２４は、振動腕部１０，１１および基部１２において、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０を覆って形成されている。これにより、パッシベーション膜２４は、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０の短絡を防止している。
また、図２に示すように、パッシベーション膜２４は、振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂにおいて、励振電極１３，１４を覆って形成されている。これにより、パッシベーション膜２４は、振動腕部１０，１１の内側面１０ｂ，１１ｂに形成された対向する励振電極１３，１４の短絡を防止している。
さらに、図３に示すように、パッシベーション膜２４は、又部２５において、励振電極１３，１４を覆って形成されている。これにより、狭小な又部２５においても、励振電極１３，１４の短絡を防止している。
【００４３】
（シリンダーパッケージタイプの圧電振動子）
次に、上述した圧電振動片４を備えたシリンダーパッケージタイプの圧電振動子について説明する。
図４は、シリンダーパッケージタイプの圧電振動子５１の外観斜視図である。
図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
図４に示すように、圧電振動子５１は、シリンダーパッケージタイプの圧電振動子５１であって、音叉型の圧電振動片４と、圧電振動片４がマウントされたプラグ５２と、プラグ５２とともに圧電振動片４を気密封止するケース５３とを備えている。
【００４４】
ケース５３は、有底円筒状に形成されており、圧電振動片４を内部に収納した状態でプラグ５２の後述するステム５４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５３の圧入は、真空雰囲気下で行われており、ケース５３内の圧電振動片４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５２は、ケース５３を密閉させるステム５４と、このステム５４を貫通するように平行配置され、ステム５４を間に挟んで一端側が圧電振動片４をマウント（機械的に接合および電気的に接続）するインナーリード５５ａ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５５ｂとされた２本のリード端子５５と、ステム５４の内側に充填されてステム５４とリード端子５５とを固定させる絶縁性の充填材５６とを有している。
ステム５４は、金属材料で環状に形成されたものである。また、充填材５６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５５の表面およびステム５４の外周には、それぞれ同材料のめっき層が施されている。
【００４６】
２本のリード端子５５は、ケース５３内に突出している部分がインナーリード５５ａとなり、ケース５３外に突出している部分がアウターリード５５ｂとなっている。リード端子５５は、その直径が例えば約０．１２ｍｍであり、リード端子５５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５５の外表面には、めっき層５７（図５参照）が被覆されている。被膜させるめっきの材質としては、下地膜に銅（Ｃｕ）めっき等が用いられ、仕上膜にハンダめっきが用いられる。
また、ステム５４の外周にも同様にめっきが施されており、ステム５４の外周のめっきを介在させながらケース５３の内周に真空中で冷間圧接させることにより、ケース５３の内部を真空状態で気密封止できるようになっている。
【００４７】
図５に示すように、インナーリード５５ａとマウント電極１６，１７とは、めっき層５７が溶融して形成されたハンダの接合部Ｋを介して仕上層８４ｂ上にマウントされている。すなわち、ハンダの接合部Ｋを介してインナーリード５５ａとマウント電極１６，１７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４は、２本のリード端子５５にマウントされた状態となっている。
【００４８】
なお、上述した２本のリード端子５５は、アウターリード５５ｂ側が外部に電気的に接続され、インナーリード５５ａ側が圧電振動片４に対してマウントされる外部接続端子として機能する。
【００４９】
このように構成された圧電振動子５１を作動させる場合には、２本のリード端子５５のアウターリード５５ｂ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５５ａ、接合部Ｋ、マウント電極１６，１７および引き出し電極１９，２０を介して、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４からなる励振電極１５に電流を流すことができ、一対の振動腕部１０，１１を接近および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等として利用することができる。
【００５０】
（圧電振動片の製造方法）
次に、上述した圧電振動片４の製造工程について、フローチャートを参照しながら以下に説明する。
図６は、圧電振動片４の製造工程のフローチャートである。
図６に示すように、圧電振動片４の製造工程は、外形形成工程Ｓ１１０と、電極形成工程Ｓ１２０と、パッシベーション膜成膜工程（請求項の「絶縁膜成膜工程」に相当。）Ｓ１３０と、周波数調整工程Ｓ１４０と、小片化工程Ｓ１５０とを備えている。以下に各工程の詳細を説明する。
【００５１】
（外形形成工程）
図７は、外形形成工程Ｓ１１０の説明図である。
まず、図７に示すように、水晶のウエハＷに圧電振動片４（図１参照）の外形形状を有する圧電板４ａと、圧電板４ａに後の溝部１８（図１参照）となる凹部（不図示）を形成する外形形成工程Ｓ１１０を行う。外形形成工程Ｓ１１０では、まず、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ウエハＷを準備する。続いて、このウエハＷをフォトリソグラフィ技術によってエッチングして、ウエハＷに圧電振動片４の外形形状に形成された圧電板４ａと、後の溝部１８となる凹部を形成する。なお、圧電板４ａは、エッチング後のウエハＷと、連結部４ｂによって連結されている。以上で、外形形成工程Ｓ１１０が終了する。
【００５２】
（電極形成工程）
図８は、電極形成工程Ｓ１２０における図７のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
次に、圧電板４ａが形成されたウエハＷの表面に、励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７（いずれも図１参照）の各電極を形成する電極形成工程Ｓ１２０を行う。
【００５３】
図８に示すように、電極形成工程Ｓ１２０では、ウエハＷの第１面Ｆおよび第２面Ｓからスパッタリング法や真空蒸着法等により金属材料を塗布して、のちの各電極となる金属膜８４を成膜している。金属膜８４は下地層８４ａと仕上層８４ｂとが積層されて形成される。本実施形態では、下地層８４ａとして、水晶と密着性の良いクロムを成膜している。また、下地層８４ａの表面には、仕上層８４ｂとして、ハンダ等に対して良好な濡れ性を有する金を成膜している。
【００５４】
続いて、金属膜８４に重ねてフォトレジスト膜８５を成膜し、フォトレジスト膜８５を露光および現像してマスクパターン（不図示）を形成する。続いて、マスクパターンを介して電極用金属膜のエッチングを行い、励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７（図１参照）の各電極パターンを形成する。
【００５５】
最後に、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０の形成領域の仕上層８４ｂを剥離する。これにより、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０は、クロムの下地層８４ａのみにより形成される。これにより、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０とパッシベーション膜２４との密着性を高めることができる。
また、マウント電極１６，１７は、クロムの下地層８４ａおよび金の仕上層８４ｂにより形成される。励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０およびマウント電極１６，１７が形成された時点で、電極形成工程Ｓ１２０が終了する。
【００５６】
（パッシベーション膜成膜工程）
次に、励振電極１３，１４および引き出し電極１９，２０を覆うパッシベーション膜２４（図１参照）を成膜するパッシベーション膜成膜工程Ｓ１３０を行う。パッシベーション膜成膜工程Ｓ１３０は、ウエハ取付工程Ｓ１３１と、回転成膜工程Ｓ１３３と、表裏反転工程Ｓ１３７と、を備えている。パッシベーション膜成膜工程Ｓ１３０では、スパッタリング装置７０（図９参照）を用いて、スパッタリング法により複数のウエハＷにパッシベーション膜２４を成膜している。以下では、まずスパッタリング装置７０を説明した後に、パッシベーション膜成膜工程Ｓ１３０の各工程について詳述する。
【００５７】
（スパッタリング装置）
図９は、スパッタリング装置７０の外観斜視図である。
図１０は、回転ドラム７１の平面図である。
なお、図９では、成膜室９０を２点鎖線で模式的に図示している。また、以下の説明では、回転ドラム７１の回転方向をθ方向とし、正回転側を＋θ側とし、反対側を−θ側とする。また、回転ドラム７１の回転軸Ｐに沿った方向をＨ方向とし、図９における上側を＋Ｈ側とし、下側を−Ｈ側とする。
【００５８】
図９に示すように、スパッタリング装置７０は、主に成膜室９０と、成膜室９０内に設けられたターゲット７７（本実施形態では２個のターゲット７７）と、回転ドラム７１と、ウエハ固定治具８０とにより構成されている。
【００５９】
成膜室９０には、反応ガスを導入するガス導入管９１と、不図示の吸引ポンプと連通するガス排出管９２が設けられている。
ガス導入管９１からは、成膜室９０内に例えばアルゴンガス等のプラズマ生成用ガスが導入される。ガス導入管９１の吹出口９１ａは、後述するターゲット７７の近傍に配置されており、イオン化したプラズマ生成用ガスがターゲット７７に確実に衝突できるようになっている。本実施形態では、ターゲット７７の個数にあわせてガス導入管９１は２本設けられている。ガス導入管９１からは、例えば２７ｓｃｃｍ程度のガス流量でアルゴンガスが成膜室９０内に導入される。
【００６０】
ガス排出管９２は、不図示の吸引ポンプに接続されている。吸引ポンプを稼動させて成膜室９０内のプラズマ生成用ガスＧを吸引することで、成膜室９０内が所定の成膜圧力に維持されている。本実施形態では、成膜圧力は、例えば０．４Ｐａに維持されている。
【００６１】
（ターゲット）
ターゲット７７は、パッシベーション膜２４（図１参照）の原料であるＳｉＯ2により形成されている。ターゲット７７は、回転ドラム７１を挟んで両側に２個配置されている。ターゲット７７の主面７７ａは、角柱状の回転ドラム７１の周面を構成する複数の平面７１ａ（以下、単に「外周面７１ａ」という。）より大きい面積を有している。これにより、回転ドラム７１が回転したとき、回転ドラム７１の外周面７１ａに取り付けられた複数のウエハＷが、ターゲット７７と対向して通過できる。したがって、複数のウエハＷに対してパッシベーション膜２４を成膜できる。
【００６２】
（回転ドラム）
回転ドラム７１は、回転軸Ｐに垂直な断面形状が略正十角形をした角柱状の部材である。回転ドラム７１は、回転軸Ｐが鉛直方向に設置されており、不図示の駆動モータにより駆動されて回転軸Ｐ周りに回転する。
【００６３】
回転ドラム７１の外周面７１ａには、後述するウエハ固定治具８０を回転ドラム７１の外周面７１ａに取付可能な取付金具７３が設けられている。
図９に示すように、取付金具７３は、回転ドラム７１の外周面７１ａの法線方向から見て略Ｕ字状に形成されている。取付金具７３は、回転ドラム７１の外周面７１ａの＋θ側および−θ側においてＨ方向に沿って略並行に延設された一対の側部７４と、一対の側部７４の−Ｈ側端部を接続する底部７５とで形成されている。
【００６４】
図１０に示すように、側部７４は、回転軸Ｐに垂直な断面が略Ｌ字形状に形成されており、回転ドラム７１の外周面７１ａと離間して略平行に形成された押え部７４ａと、回転ドラム７１の外周面７１ａに対して略垂直に形成された規制部７４ｂとを有している。
押え部７４ａと回転ドラム７１の外周面７１ａと離間距離は、ウエハ固定治具８０の厚さよりも若干広く形成されている。また、回転ドラム７１の外周面７１ａにおける＋θ側および−θ側に配置された一対の規制部７４ｂの離間距離は、ウエハ固定治具８０のθ方向における幅よりも若干広く形成されている。
取付金具７３の＋Ｈ側は開口しており、取付金具７３の一対の側部７４、底部７５および回転ドラム７１の外周面７１ａで囲まれた領域に、＋Ｈ側の開口からウエハ固定治具８０を挿入することで、ウエハ固定治具８０が回転ドラム７１に取り付けられる。
【００６５】
側部７４の押え部７４ａは、ウエハ固定治具８０が取り付けられた状態で回転ドラム７１が回転している時に、ウエハ固定治具８０が径方向外側に移動して脱落するのを防止している。側部７４の規制部７４ｂは、ウエハ固定治具８０が取り付けられた状態で回転ドラム７１が回転している時に、ウエハ固定治具８０がθ方向に移動するのを規制している。
底部７５は、ウエハ固定治具８０の−Ｈ側端部と当接し、ウエハ固定治具８０が−Ｈ側に脱落するのを防止している。
また、取付金具７３の＋Ｈ側は開口しているので、ウエハ固定治具８０は、回転ドラム７１に対して簡単に着脱できる。したがって、後述する表裏反転工程Ｓ１３７を簡単に行うことができる。
【００６６】
（ウエハ固定治具）
図１１は、ウエハ固定治具８０の正面図である。
図１２は、図１１のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
図１１に示すように、ウエハ固定治具８０は、Ｈ方向を長手方向としθ方向を幅方向とする平板状の部材である。図１２に示すように、ウエハ固定治具８０は、第１保持板８１と第２保持板８３とを重ね合わせることで形成されている。
第１保持板８１は、ウエハＷの第１面Ｆを露出する開口部８１ａを有している。本実施形態では、開口部８１ａは、ウエハＷの第１面Ｆの成膜範囲に対応して略正方形状に形成されている。また、開口部８１ａは、ウエハＷの外形よりも若干小さくなるように形成されている。
【００６７】
第１保持板８１の第２保持板８３との当接面８１ｂには、第１保持板８１の厚さ方向に深さを有する凹部８２が形成されている。凹部８２は、開口部８１ａの第２保持板８３側における角部を全周にわたって切り欠くことで形成されている。凹部８２の深さは、ウエハＷの板厚と略同一かそれよりも若干深く形成されている。凹部８２の外形は、ウエハＷの外形と略同一かそれよりも若干大きく形成されている。これにより、開口部８１ａからウエハＷの第１面Ｆを露出させつつ、当接面８１ｂとウエハＷの第２面Ｓとが略面一となるように、第１保持板８１の凹部８２内にウエハＷを配置できる。
【００６８】
第２保持板８３は、第１保持板８１の開口部８１ａと対向する位置に、ウエハＷの第２面Ｓを露出する開口部８３ａを有している。第２保持板８３の開口部８３ａは、第１保持板８１の開口部８１ａと同様に、ウエハＷの第２面Ｓの成膜範囲に対応して略正方形状に形成されており、ウエハＷの外形よりも若干小さく形成されている。
【００６９】
開口部８１ａ，８３ａおよび凹部８２は、ウエハ固定治具８０のＨ方向に並んで、所定間隔を空けて３箇所形成されている。したがって、ウエハ固定治具８０には、３枚のウエハＷをセットすることができる。凹部８２内にウエハＷを配置し、第１保持板８１の当接面８１ｂに第２保持板８３を当接させることにより、第１保持板８１と第２保持板８３とでウエハＷを保持できる。
【００７０】
（ウエハ取付工程）
パッシベーション膜成膜工程Ｓ１３０では、最初にウエハ取付工程Ｓ１３１を行う。ウエハ取付工程Ｓ１３１では、複数のウエハＷをウエハ固定治具８０に取り付けた後、複数のウエハＷをウエハ固定治具８０ごと回転ドラムに装着している。
【００７１】
ウエハ取付工程Ｓ１３１では、まず、ウエハ固定治具８０にウエハＷをセットする。
具体的には、図１２に示すように、ウエハＷを第１保持板８１の凹部８２内に配置し、第１保持板８１の当接面８１ｂに第２保持板８３を当接させて重ね合わせることで、ウエハＷを第１保持板８１と第２保持板８３との間に配置する。そして、第１保持板８１および第２保持板８３を、第１保持板８１に設けた不図示のクリップで固定することにより、第１保持板８１と第２保持板８３とでウエハＷを保持している。
【００７２】
なお、本実施形態では、ウエハ固定治具８０にウエハＷをセットする際、パッシベーション膜２４の成膜領域に対応した開口を有する不図示のメタルマスクを、ウエハＷの第１面Ｆおよび第２面Ｓ上に配置している。具体的には、ウエハＷの第１面Ｆと第１保持板８１との間、および第２面Ｓと第２保持板８３との間にメタルマスクを配置し、第１保持板８１と第２保持板８３とでメタルマスクごとウエハＷを保持している。
【００７３】
また、ウエハＷに形成された振動腕部１０，１１（図１参照）が＋Ｈ方向に沿うように、ウエハ固定治具８０にウエハＷをセットしている。換言すれば、振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂ（図１参照）が、θ方向に面するようにウエハＷを配置している。これにより、後述する回転成膜工程Ｓ１３３では、回転ドラム７１の回転途中において、ウエハＷがターゲット７７と対向する前後に、振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂをターゲット７７に対向させることができる。
【００７４】
図１３は、ウエハ取付工程Ｓ１３１の説明図である。
続いて、図１３に示すように、取付金具７３と回転ドラム７１の外周面７１ａとの間にウエハ固定治具８０を挿入して、回転ドラム７１に複数のウエハＷをウエハ固定治具８０ごと取り付ける。具体的には、回転ドラム７１の外周面７１ａと、第１保持板８１および第２保持板８３のいずれか一方（本実施形態では第２保持板８３）とを対向させる。そして、回転ドラム７１の外周面７１ａと取付金具７３の押え部７４ａとの間に、ウエハ固定治具８０を回転ドラム７１の＋Ｈ側から挿入し、ウエハ固定治具８０を回転ドラム７１に取り付けている。
なお、本実施形態では、回転ドラム７１に形成された１０個の外周面７１ａ全てに、ウエハ固定治具８０ごとウエハＷを取り付けている。ウエハ固定治具８０には３枚のウエハＷが取り付けられているため、回転ドラム７１には合計３０枚のウエハＷが取り付けられる。
【００７５】
（回転成膜工程）
図１４は、回転成膜工程Ｓ１３３の説明図である。なお、図１４では、わかりやすくするために、ウエハ固定治具８０の図示を省略している。また、ウエハＷに形成された圧電板４ａ（図７参照）の振動腕部１０，１１の大きさを誇張して表している。
次に、図１４に示すように、回転ドラム７１を回転させてパッシベーション膜２４を成膜する回転成膜工程Ｓ１３３を行う。
【００７６】
回転成膜工程Ｓ１３３では、プラズマ生成用ガスをターゲット７７に噴射してターゲット７７からＳｉＯ2を弾き出しつつ、回転ドラム７１をθ方向に回転させる。そして、ウエハＷがターゲット７７に対向する位置を複数回通過することで、ターゲット７７から弾き出されたＳｉＯ2がウエハＷに堆積し、パッシベーション膜２４が成膜される。
本実施形態では、回転ドラム７１の回転数が例えば１０ｒｐｍに設定されており、２０分間にわたって回転ドラム７１を回転させながら成膜を行っている。また、前述のとおり、ターゲット７７は、回転ドラム７１を挟んで両側に２個配置されている。したがって、ウエハＷがターゲット７７に対向する位置を４００回通過することで、パッシベーション膜２４が成膜される。
【００７７】
また、回転成膜工程Ｓ１３３では、回転ドラム７１の回転途中において、ウエハＷがターゲット７７と対向する前後に、圧電板４ａに形成された振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂ（図１参照）が、ターゲット７７と対向する。
具体的には、図１４に示すように、Ｈ方向から見てウエハＷがターゲット７７よりも−θ側の位置Ｍ１にあるときは、振動腕部１０の内側面１０ｂおよび振動腕部１１の外側面１１ａがターゲット７７と対向する。これにより、主に振動腕部１０，１１の外側面１１ａおよび内側面１０ｂに、パッシベーション膜２４が成膜される。
また、Ｈ方向から見てウエハＷがターゲット７７より＋θ側の位置Ｍ２にあるときは、振動腕部１０，１１の外側面１０ａおよび内側面１１ｂがターゲット７７と対向する。これにより、主に振動腕部１０，１１の外側面１０ａおよび内側面１１ｂに、パッシベーション膜２４が成膜される。
このように振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂにパッシベーション膜２４が形成されることで、狭小な又部２５（図３参照）にも、確実にパッシベーション膜２４が成膜される。したがって、一対の励振電極１３，１４の短絡を確実に防止できる。
【００７８】
図１５は、回転成膜工程時のマウント電極１６，１７（図１参照）の断面図である。
ところで、圧電板４ａに形成されたマウント電極１６，１７は、前述のとおりクロムの下地層８４ａと金の仕上層８４ｂとが積層されて形成されている。ここで、回転成膜工程Ｓ１３３でマウント電極１６，１７が高温になると、下地層８４ａと仕上層８４ｂとの間で互いの金属が溶融しあう、いわゆる金属拡散が発生するおそれがある。金属拡散が進行すると、仕上層８４ｂの表面に下地層８４ａのクロムが析出し、仕上層８４ｂのハンダ等に対する濡れ性を悪化させるおそれがある。
【００７９】
しかし、上述のように、回転成膜工程Ｓ１３３では、複数回（本実施形態では４００回）に分けてパッシベーション膜２４を成膜するので、一度にパッシベーション膜２４を成膜する場合と比較して、ウエハＷがターゲット７７と対向する一回当りの時間が短縮される。このため、パッシベーション膜２４の成膜時におけるウエハＷの温度は、従来技術の成膜時におけるウエハＷの温度（２００℃〜４００℃程度）よりも大幅に低い、１００℃以下に抑制される。したがって、図１５に示すように、マウント電極１６，１７におけるクロムの下地層８４ａと金の仕上層８４ｂとの金属拡散が抑制されるので、仕上層８４ｂの表面に下地層８４ａのクロムが析出するのを防止できる。これにより、仕上層８４ｂの良好な濡れ性を維持できる。
【００８０】
（成膜面の確認Ｓ１３５および表裏反転工程Ｓ１３７）
図６に示すように、ウエハＷの第１面Ｆにパッシベーション膜２４を成膜した後、ウエハＷの第２面Ｓにパッシベーション膜２４が成膜されていない場合（Ｓ１３５で判定がＮＯの場合）には、ウエハＷの第２面Ｓに対して再度回転成膜工程Ｓ１３３を行う。このとき、ウエハＷの第１面Ｆおよび第２面Ｓの表裏を反転させて回転ドラム７１にウエハＷを取り付ける表裏反転工程Ｓ１３７を行ってから、再度回転成膜工程Ｓ１３３を行う。なお、ウエハＷの第２面Ｓにパッシベーション膜２４が成膜されている場合（Ｓ１３５で判定がＹＥＳの場合）には、そのまま次の周波数調整工程Ｓ１４０に進む。
【００８１】
表裏反転工程Ｓ１３７では、回転ドラム７１にセットされたウエハＷを、ウエハ固定治具８０ごと回転ドラム７１の＋Ｈ側に抜き出し、回転ドラム７１からウエハ固定治具８０ごとウエハＷを全て取り外す。続いて、ウエハ固定治具８０ごとウエハＷの表裏を反転させる。最後に、ウエハ取付工程Ｓ１３１と同様に、再度回転ドラム７１の＋Ｈ側から、取付金具７３と回転ドラム７１の外周面７１ａとの間にウエハ固定治具８０を挿入して、回転ドラム７１に複数のウエハＷをウエハ固定治具８０ごと取り付ける（図１３参照）。
このように、ウエハ固定治具８０ごと複数のウエハＷの表裏を反転させることで、ウエハ固定治具８０からウエハＷを外すことなく、ウエハＷの第１面Ｆおよび第２面Ｓにパッシベーション膜２４を成膜できる。しかも、複数のウエハＷの表裏を一度に容易に反転させることができる。したがって、複数のウエハＷの第１面Ｆおよび第２面Ｓに効率よくパッシベーション膜２４を成膜できるので、パッシベーション膜成膜工程Ｓ１３０の工数を短縮できる。
【００８２】
（周波数調整工程）
次に、ウエハＷに形成された全ての振動腕部１０，１１（図１参照）に対して、共振周波数を粗く調整する周波数調整工程Ｓ１４０を行う。周波数調整工程Ｓ１４０は、重り金属膜２１の粗調膜２１ａおよび２１ｂ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、圧電振動子１（図１６参照）の状態で行う。以上で、周波数調整工程Ｓ１４０が終了する。
【００８３】
（小片化工程）
最後にウエハＷと圧電板４ａとを連結していた連結部４ｂ（図７参照）を切断して、複数の圧電振動片４をウエハＷから切り離して小片化する小片化工程Ｓ１５０を行う。これにより、１枚のウエハＷから、音叉型の圧電振動片４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４の製造工程が終了し、圧電振動片４を複数得ることができる。
【００８４】
（シリンダータイプの圧電振動子の製造工程）
次に、上述のように製造された圧電振動片４を備えたシリンダータイプの圧電振動子５１（図４参照）の製造方法について説明する。
シリンダータイプの圧電振動子５１の製造工程では、まず、図４に示すプラグ５２を作製する気密端子作製工程を行う。続いて、プラグ５２のリード端子５５の外表面およびステム５４の外周に、同一材料のめっきを湿式めっき法で被膜させるめっき工程を行う。
【００８５】
続いて、圧電振動片４のマウント電極１６，１７をインナーリード５５ａに接合するマウント工程を行う。具体的には、インナーリード５５ａを加熱しながら、インナーリード５５ａと圧電振動片４とを所定の圧力で重ね合わせる。これにより、インナーリード５５ａのめっき層５７（図５参照）を形成するハンダめっきが溶解し、仕上層８４ｂ上に速やかに濡れ広がる。これにより、インナーリード５５ａとマウント電極１６，１７とを接続することができる。その結果、圧電振動片４をマウントすることができる。すなわち、圧電振動片４は、リード端子５５に機械的に支持されると共に、電気的に接続された状態となる。
なお、インナーリード５５ａとマウント電極１６，１７とを接続する際に、加熱・加圧を行ってマウントしたが、超音波を利用して接続を行っても構わない。
【００８６】
続いて、上述したマウントによる歪みをなくすために、所定の温度でベーキングを行った後、圧電振動片４の周波数調整（微調）を行う。具体的には、圧電振動子５１全体を真空チャンバーに入れた状態で、周波数を計測しながらレーザにより重り金属膜２１の微調膜２１ｂを蒸発させて周波数調整を行う。
【００８７】
続いて、マウントされた圧電振動片４を内部に収納するようにケース５３をステム５４に圧入し、圧電振動片４を気密封止するケース圧入工程を行う。具体的には、真空中で所定の荷重を加えながらケース５３をプラグ５２のステム５４の外周に圧入する。すると、ステム５４の外周に形成されためっきの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５３内に圧電振動片４を密閉して真空封止することができる。
最後に、ケース５３の固定が終了した後、スクリーニング、電気特性検査、外観検査を行い、電気的性能や寸法、品質等を最終的にチェックする。以上により、図４に示すシリンダーパッケージタイプの圧電振動子５１を製造することができる。
【００８８】
（効果）
本実施形態によれば、回転成膜工程Ｓ１３３では、ウエハＷがターゲット７７に対向する位置を複数回（本実施形態では４００回）通過することにより、パッシベーション膜２４の成膜を複数回に分けて行うことができる。これにより、ウエハＷがターゲット７７に対向する一回当りの時間を短縮できるので、パッシベーション膜２４の成膜時におけるウエハＷの温度上昇を抑制できる。また、ターゲット７７に対向する位置をウエハＷが通過した後、再度ターゲット７７に対向する位置をウエハＷが通過するまでの間に、ウエハＷの温度が低下するので、ウエハＷの温度上昇を抑制できる。したがって、マウント電極１６，１７の金属拡散を防止できる。
また、回転成膜工程Ｓ１３３では、回転ドラム７１の回転途中において、ウエハＷがターゲット７７と対向する前後に、圧電板４ａに形成された振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂをターゲット７７に対向させることができる。したがって、圧電板４ａの第１面Ｆおよび第２面Ｓに加えて、振動腕部１０，１１の外側面１０ａ，１１ａおよび内側面１０ｂ，１１ｂにも確実にパッシベーション膜２４を成膜できる。特に、振動腕部１０，１１と基部１２との接続部に形成された又部２５にも確実にパッシベーション膜２４を成膜できる。これにより、一対の励振電極１３，１４の短絡を確実に防止できる。
【００８９】
また、本実施形態によれば、圧電振動片４は、マウント電極１６，１７の金属拡散を防止できる製造方法で製造されているので、マウント電極１６，１７の仕上層８４ｂに下地層８４ａのクロムが析出することがない（図１５参照）。したがって、マウント電極１６，１７の濡れ性が良好に維持されるので、圧電振動片４の実装強度が確保された圧電振動子１を得ることができる。
【００９０】
（表面実装型の圧電振動子）
次に、上述した製造方法により製造された圧電振動片４を備えた表面実装型の圧電振動子について説明する。
図１６は、表面実装型の圧電振動子１の外観斜視図である。
図１７は、表面実装型の圧電振動子１の内部構成図であって、リッド基板３を取り外した状態の平面図である。
図１８は、図１７のＥ−Ｅ線における断面図である。
図１９は、図１６に示す圧電振動子１の分解斜視図である。
なお、以下では、ベース基板２のリッド基板３との接合面を上面Ｕとし、ベース基板２の外側の面を下面Ｌとして説明する。また、図１９においては、図面を見易くするために励振電極１３，１４、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７、重り金属膜２１およびパッシベーション膜２４の図示を省略している。
【００９１】
図１６に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、ベース基板２およびリッド基板３が接合膜３５を介して陽極接合されたパッケージ９と、図１８に示すようにパッケージ９のキャビティ３ａに収納された圧電振動片４と、を備えた表面実装型の圧電振動子１である。
【００９２】
図１８に示すように、ベース基板２およびリッド基板３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる陽極接合可能な基板であり、略板状に形成されている。リッド基板３におけるベース基板２との接合面側には、圧電振動片４を収容するキャビティ３ａが形成されている。
【００９３】
リッド基板３には、ベース基板２との接合面側の全体に、陽極接合用の接合膜３５が形成されている。本実施形態の接合膜３５はシリコン膜で形成されており、この接合膜３５とベース基板２とが陽極接合されてキャビティ３ａが真空封止されている。なお、接合膜３５をアルミニウムで形成することも可能である。
【００９４】
圧電振動子１は、ベース基板２を厚さ方向に貫通し、キャビティ３ａの内側と圧電振動子１の外側とを導通する貫通電極３２，３３を備えている。貫通電極３２，３３は、ベース基板２を貫通する貫通孔３０，３１内に配置されている。貫通孔３０，３１は、圧電振動子１を形成したときにキャビティ３ａ内に収まるように形成される。
【００９５】
貫通電極３２，３３は、後述する引き回し電極３６，３７と外部電極３８，３９とを導通させる役割を担っている。貫通電極３２，３３は、例えば貫通孔３０，３１に金属ピン７を挿入したのち、貫通孔３０，３１と金属ピン７との間にガラスフリットを充填して焼成することで形成される。このように、金属ピン７とガラスフリットとで貫通孔３０，３１を完全に塞ぐことができるので、キャビティ３ａ内の気密を維持できる。
【００９６】
図１９に示すように、ベース基板２の上面Ｕ側には、一対の引き回し電極３６，３７がパターニングされている。また、これら一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれ金やハンダ等からなるバンプＢが形成されており、バンプＢを利用して圧電振動片４の一対のマウント電極が実装されている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極１７（図１７参照）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１６（図１７参照）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。
【００９７】
ベース基板２の下面Ｌには、一対の外部電極３８，３９が形成されている。一対の外部電極３８，３９は、ベース基板２の長手方向の両端部に形成され、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ電気的に接続されている。
【００９８】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極３８，３９に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第１の励振電極１３および第２の励振電極１４に電圧を印加できるので、一対の振動腕部１０，１１を接近および離間させるように、所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０，１１の振動を利用して、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として利用できる。
【００９９】
（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２０を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図２０に示すように、圧電振動子１を、集積回路１１１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１１０は、コンデンサ等の電子素子部品１１２が実装された基板１１３を備えている。基板１１３には、発振器用の集積回路１１１が実装されており、この集積回路１１１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子素子部品１１２、集積回路１１１および圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【０１００】
このように構成された発振器１１０において、圧電振動子１に電圧を印加すると、圧電振動子１内の圧電振動片が振動する。この振動は、圧電振動片が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１１１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１１１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路１１１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加できる。
【０１０１】
本実施形態によれば、圧電振動片４の実装強度が確保された圧電振動子１を備えているので、信頼性の高い発振器１１０を提供できる。
【０１０２】
（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２１を参照して説明する。なお電子機器として、前述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１２０を例にして説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器１２０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカおよびマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化および軽量化されている。
【０１０３】
次に、本実施形態の携帯情報機器１２０の構成について説明する。この携帯情報機器１２０は、図２１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１２１とを備えている。電源部１２１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１２１には、各種制御を行う制御部１２２と、時刻等のカウントを行う計時部１２３と、外部との通信を行う通信部１２４と、各種情報を表示する表示部１２５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１２６とが並列に接続されている。そして、電源部１２１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【０１０４】
制御部１２２は、各機能部を制御して音声データの送信や受信、現在時刻の計測、表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１２２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、該ＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【０１０５】
計時部１２３は、発振回路やレジスタ回路、カウンタ回路、インターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片が振動し、該振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１２２と信号の送受信が行われ、表示部１２５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【０１０６】
通信部１２４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９、増幅部１３０、音声入出力部１３１、電話番号入力部１３２、着信音発生部１３３および呼制御メモリ部１３４を備えている。
無線部１２７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１３５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１２８は、無線部１２７又は増幅部１３０から入力された音声信号を符号化および複号化する。増幅部１３０は、音声処理部１２８又は音声入出力部１３１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１３１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【０１０７】
また、着信音発生部１３３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１２９は、着信時に限って、音声処理部１２８に接続されている増幅部１３０を着信音発生部１３３に切り替えることによって、着信音発生部１３３において生成された着信音が増幅部１３０を介して音声入出力部１３１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１３４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１３２は、例えば、０から９の番号キーおよびその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【０１０８】
電圧検出部１２６は、電源部１２１によって制御部１２２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１２２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１２４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１２６から電圧降下の通知を受けた制御部１２２は、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９および着信音発生部１３３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１２７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１２５に、通信部１２４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【０１０９】
すなわち、電圧検出部１２６と制御部１２２とによって、通信部１２４の動作を禁止し、その旨を表示部１２５に表示できる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１２５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１２４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断できる電源遮断部１３６を備えることで、通信部１２４の機能をより確実に停止できる。
【０１１０】
本実施形態によれば、圧電振動片４の実装強度が確保された圧電振動子１を備えているので、信頼性の高い携帯情報機器１２０を提供できる。
【０１１１】
（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２２を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図２２に示すように、フィルタ部１４１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、前述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【０１１２】
以下、電波時計１４０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１４２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１４３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１４１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子１は、前記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１４８、１４９をそれぞれ備えている。
【０１１３】
更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１４４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１４５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１４６でカウントされる。ＣＰＵ１４６では、現在の年や積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１４７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１４８、１４９は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【０１１４】
なお、前述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ｋＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１４０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。
【０１１５】
本実施形態によれば、圧電振動片４の実装強度が確保された圧電振動子１を備えているので、信頼性の高い電波時計１４０を提供できる。
【０１１６】
なお、この発明の技術範囲は上記実施の形態に限られるものではなく、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。
【０１１７】
本実施形態の圧電振動片４の製造方法では、音叉型の圧電振動片４を製造しているが、本発明の製造方法により製造される圧電振動片４は音叉型に限られず、例えば、ＡＴカット型の圧電振動片（厚み滑り振動片）であってもよい。また、本発明の製造方法により、圧電振動片以外の電子部品を製造してもよい。
【０１１８】
本実施形態では、ウエハ固定治具８０を用いて回転ドラム７１にウエハＷを取り付けているが、回転ドラム７１に直接ウエハＷを取り付ける構造としてもよい。ただし、複数のウエハＷを一度に簡単に着脱できる点で、本実施形態に優位性がある。
【０１１９】
本実施形態では、マウント電極１６，１７は、クロムの下地層８４ａおよび金の仕上層８４ｂの２層の金属膜８４により形成されているが、下地層８４ａおよび仕上層８４ｂの材料は、実施形態に限られない。また、マウント電極１６，１７の層数は２層に限られることはなく、例えば３層であってもよい。
【０１２０】
本実施形態では、スパッタリング装置７０でパッシベーション膜２４を成膜する際の成膜条件として、成膜圧力を０．４Ｐａとし、回転ドラム７１の回転速度を１０ｒｐｍとし、プラズマ生成用ガスの流速を２７ｓｃｃｍ程度とし、ターゲット７７の個数を２個とし、成膜時間を片面当り２０分としていた。しかし、スパッタリング装置７０の成膜条件はこれに限られることはない。
【０１２１】
本実施形態では、ターゲット７７にパッシベーション膜２４（図１参照）の原料であるＳｉＯ2を採用し、プラズマ生成用ガスにアルゴンガスを採用して、ウエハＷにＳｉＯ2のパッシベーション膜２４を成膜していた。しかし、例えばターゲット７７にシリコン（Ｓｉ）を採用し、プラズマ生成用ガスにアルゴンガスと二酸化炭素の混合ガスを採用して、ウエハＷにＳｉＯ2のパッシベーション膜２４を成膜してもよい。
【符号の説明】
【０１２２】
１・・・圧電振動子 ４・・・圧電振動片 ４ａ・・・圧電板 １３，１４・・・励振電極 １６，１７・・・マウント電極 ２４・・・パッシベーション膜（絶縁膜） ７０・・・スパッタリング装置 ７１・・・回転ドラム ７１ａ・・・外周面 ７７・・・ターゲット ８４・・・金属膜 ８４ｂ・・・仕上層 ８０・・・ウエハ固定治具 ８１ａ，８３ａ・・・開口部 １１０・・・発振器 １２０・・・携帯情報機器（電子機器） １４０・・・電波時計 Ｗ・・・ウエハ Ｆ・・・第１面 Ｐ・・・回転軸 Ｓ・・・第２面 Ｓ１３０・・・パッシベーション膜成膜工程（絶縁膜成膜工程） Ｓ１３１・・・ウエハ取付工程 Ｓ１３３・・・回転成膜工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハから形成される圧電板と、前記圧電板を振動させる励振電極と、前記励振電極に電気的に接続され金属膜を積層して形成されたマウント電極と、を有する圧電振動片の製造方法であって、
前記ウエハの第１面および第２面のうち少なくとも一方に対して、少なくとも前記励振電極を覆う絶縁膜をスパッタリング法により成膜する絶縁膜成膜工程を備え、
前記絶縁膜成膜工程は、
前記絶縁膜の原料となるターゲットと、回転軸周りに回転可能な回転ドラムと、を備 えたスパッタリング装置を用いて行い、
前記絶縁膜成膜工程は、
前記回転ドラムの外周面に前記ウエハを取り付けるウエハ取付工程と、
前記ウエハが前記ターゲットに対向する位置を通過するように前記回転ドラムを回転 させて前記絶縁膜を成膜する回転成膜工程と、
を備え、
前記回転成膜工程は、前記ウエハが前記ターゲットに対向する位置を複数回通過するように前記回転ドラムを回転させることにより前記絶縁膜を成膜する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に記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記マウント電極は、積層された前記金属膜の最外層に、金を主成分とした仕上層を備えてい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または２に記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記スパッタリング装置は、複数の前記ウエハを取付可能なウエハ固定治具を備え、
前記ウエハ取付工程は、前記ウエハ固定治具に前記ウエハを複数取り付け、前記ウエハ固定治具ごと前記複数のウエハを前記回転ドラムに取り付け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３に記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記ウエハ固定治具は、前記ウエハの前記第１面および前記第２面を露出する開口部を有し、
前記絶縁膜成膜工程は、前記回転成膜工程を行った後に、前記ウエハ固定治具ごと前記複数のウエハの前記第１面および前記第２面の表裏を反転させて、再度前記回転成膜工程を行うことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記絶縁膜成膜工程における前記ウエハの温度は、１００℃以下であることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項６】
ウエハから形成される圧電板と、前記圧電板を振動させる励振電極と、前記励振電極に電気的に接続され金属膜を積層して形成されたマウント電極と、を有する圧電振動片の製造装置であって、
前記ウエハの第１面および第２面のうち少なくとも一方に対して、少なくとも前記励振電極を覆う絶縁膜をスパッタリング法により成膜するスパッタリング装置を備え、
前記スパッタリング装置は、
前記絶縁膜の原料となるターゲットと、
回転軸周りに回転可能な回転ドラムと、
を備え、
前記ウエハは、前記回転ドラムの外周面に取り付けられ、前記回転ドラムが回転することにより、前記ターゲットに対向する位置を複数回通過するように形成されていることを特徴とする圧電振動片の製造装置。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電振動片の製造装置であって、
複数の前記ウエハを取り付けた状態で、前記回転ドラムの外周面に取り付けられるウエハ固定治具を備え、
前記ウエハ固定治具は、前記ウエハの前記第１面および前記第２面を露出する開口部を有することを特徴とする圧電振動片の製造装置。
【請求項８】
請求項１に記載の製造方法により製造された圧電振動片を備えたことを特徴とする圧電振動子。
【請求項９】
請求項８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１０】
請求項８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１１】
請求項８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】
ウエハから形成される圧電板と、前記圧電板を振動させる励振電極と、前記励振電極に電気的に接続され金属膜を積層して形成されたマウント電極と、を有する圧電振動片の製造方法であって、
前記ウエハの第１面および第２面のうち少なくとも一方に対して、少なくとも前記励振電極を覆う絶縁膜をスパッタリング法により成膜する絶縁膜成膜工程を備え、
前記絶縁膜成膜工程は、
前記絶縁膜の原料となるターゲットと、回転軸周りに回転可能な回転ドラムと、を備 えたスパッタリング装置を用いて行い、
前記絶縁膜成膜工程は、
前記回転ドラムの外周面に前記ウエハを取り付けるウエハ取付工程と、
前記ウエハが前記ターゲットに対向する位置を通過するように前記回転ドラムを回転 させて前記絶縁膜を成膜する回転成膜工程と、
を備え、
前記回転成膜工程は、前記ウエハが前記ターゲットに対向する位置を複数回通過するように前記回転ドラムを回転させることにより前記絶縁膜を成膜する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に記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記マウント電極は、積層された前記金属膜の最外層に、金を主成分とした仕上層を備えてい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または２に記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記スパッタリング装置は、複数の前記ウエハを取付可能なウエハ固定治具を備え、
前記ウエハ取付工程は、前記ウエハ固定治具に前記ウエハを複数取り付け、前記ウエハ固定治具ごと前記複数のウエハを前記回転ドラムに取り付け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３に記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記ウエハ固定治具は、前記ウエハの前記第１面および前記第２面を露出する開口部を有し、
前記絶縁膜成膜工程は、前記回転成膜工程を行った後に、前記ウエハ固定治具ごと前記複数のウエハの前記第１面および前記第２面の表裏を反転させて、再度前記回転成膜工程を行うことを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の圧電振動片の製造方法であって、
前記絶縁膜成膜工程における前記ウエハの温度は、１００℃以下であることを特徴とする圧電振動片の製造方法。
【請求項６】
ウエハから形成される圧電板と、前記圧電板を振動させる励振電極と、前記励振電極に電気的に接続され金属膜を積層して形成されたマウント電極と、を有する圧電振動片の製造装置であって、
前記ウエハの第１面および第２面のうち少なくとも一方に対して、少なくとも前記励振電極を覆う絶縁膜をスパッタリング法により成膜するスパッタリング装置を備え、
前記スパッタリング装置は、
前記絶縁膜の原料となるターゲットと、
回転軸周りに回転可能な回転ドラムと、
を備え、
前記ウエハは、前記回転ドラムの外周面に取り付けられ、前記回転ドラムが回転することにより、前記ターゲットに対向する位置を複数回通過するように形成されていることを特徴とする圧電振動片の製造装置。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電振動片の製造装置であって、
複数の前記ウエハを取り付けた状態で、前記回転ドラムの外周面に取り付けられるウエハ固定治具を備え、
前記ウエハ固定治具は、前記ウエハの前記第１面および前記第２面を露出する開口部を有することを特徴とする圧電振動片の製造装置。
【請求項８】
請求項１に記載の製造方法により製造された圧電振動片を備えたことを特徴とする圧電振動子。
【請求項９】
請求項８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１０】
請求項８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１１】
請求項８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】
【公開番号】特開２０１３−８０９９０（Ｐ２０１３−８０９９０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８４１５（Ｐ２０１１−２１８４１５）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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