(第一実施形態)
 以下、本発明に係る圧電振動子の第一実施� ��態を、図1~図18を参照して説明する。
 図1~図4に示すように、本実施形態の圧電振� ��子1は、ベース基板2とリッド基板3とで2層に 積層された箱状に形成されており、内部のキ ャビティC内に圧電振動片4が収納された表面� ��装型の圧電振動子1である。なお、図4にお� �ては、図面を見易くするために後述する励� �電極15、引き出し電極19,20、マウント電極16,1 7および重り金属膜21の図示を省略している。

 図5~図7に示すように、圧電振動片4は、水晶 、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムな どの圧電材料から形成された音叉型の振動片 であり、所定の電圧が印加されたときに振動 するものである。
 この圧電振動片4は、平行に配置された一対 の振動腕部10,11と、この一対の振動腕部10,11� �基端側を一体的に固定する基部12と、一対の 振動腕部10,11の外表面上に形成されて一対の� ��動腕部10,11を振動させる第1の励振電極13と� �2の励振電極14とからなる励振電極15と、第1� �励振電極13および第2の励振電極14に電気的に 接続されたマウント電極16,17とを有している� ��
 また、本実施形態の圧電振動片4は、一対の 振動腕部10,11の両主面上に、この振動腕部10,1 1の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝� �18を備えている。この溝部18は、振動腕部10,1 1の基端側から略中間付近まで形成されてい� �。

 第1の励振電極13と第2の励振電極14とから� ��る励振電極15は、一対の振動腕部10,11を互い に接近又は離間する方向に所定の共振周波数 で振動させる電極であり、一対の振動腕部10, 11の外表面に、それぞれ電気的に切り離され� ��状態でパターニングされて形成されている� ��具体的には、第1の励振電極13が、一方の振� ��腕部10の溝部18上と他方の振動腕部11の両側� ��上とに主に形成され、第2の励振電極14が、� ��方の振動腕部10の両側面上と他方の振動腕� �11の溝部18上とに主に形成されている。

 また、第1の励振電極13および第2の励振電極 14は、基部12の両主面上において、それぞれ� �き出し電極19,20を介してマウント電極16,17に� ��気的に接続されている。そして圧電振動片4 は、このマウント電極16,17を介して電圧が印� ��されるようになっている。
 なお、上述した励振電極15、マウント電極16 ,17および引き出し電極19,20は、例えば、クロ� ��(Cr)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)やチタ� ��(Ti)などの導電性膜の被膜により形成された ものである。

 また、一対の振動腕部10,11の先端には、� �身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振� �するように調整(周波数調整)を行うための重 り金属膜21が被膜されている。なお、この重� ��金属膜21は、周波数を粗く調整する際に使� �される粗調膜21aと、微小に調整する際に使� �される微調膜21bとに分かれている。これら� �調膜21aおよび微調膜21bを利用して周波数調� �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。

 このように構成された圧電振動片4は、図 3、図4に示すように、金などのバンプBを利用 して、ベース基板2の上面にバンプ接合され� �いる。より具体的には、ベース基板2の上面� ��パターニングされた引き回し電極36,37上に� �成された2つのバンプB上に、一対のマウント 電極16,17がそれぞれ接触した状態でバンプ接� ��されている。これにより、圧電振動片4は、 ベース基板2の上面から浮いた状態で支持さ� �るとともに、マウント電極16,17と引き回し電 極36,37とがそれぞれ電気的に接続された状態� ��なっている。

 上記リッド基板3は、ガラス材料、例えば ソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板で あり、図1、図3および図4に示すように、板状 に形成されている。そして、ベース基板2が� �合される接合面側には、圧電振動片4が収ま� ��矩形状の凹部3aが形成されている。この凹� �3aは、両基板2,3が重ね合わされたときに、圧 電振動片4を収容するキャビティCとなるキャ� ��ティ用の凹部3aである。そして、リッド基� �3は、この凹部3aをベース基板2側に対向させ� ��状態でこのベース基板2に対して陽極接合さ れている。

 上記ベース基板2は、リッド基板3と同様に� �ラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからな� �透明な絶縁基板であり、図1~図4に示すよう� �、リッド基板3に対して重ね合わせ可能な大� ��さで板状に形成されている。
 ベース基板2には、このベース基板2を貫通� �る一対のスルーホール(貫通孔)30,31が形成さ� ��ている。この際、一対のスルーホール30,31� �、キャビティC内に収まるように形成されて� ��る。より詳しく説明すると、本実施形態の� ��ルーホール30,31は、マウントされた圧電振� �片4の基部12側に対応した位置に一方のスル� �ホール30が形成され、振動腕部10,11の先端側� ��対応した位置に他方のスルーホール31が形� �されている。また、本実施形態では、ベー� �基板2の下面に向かって漸次径が2段階に分か れて縮径する断面テーパ状のスルーホールを 例に挙げて説明するが、この場合に限られず 、漸次径が連続的に縮径するスルーホールで もかまわないし、ベース基板2を真っ直ぐに� �通するスルーホールでも構わない。いずれ� �しても、ベース基板2を貫通していれば良い� ��

 そして、これら一対のスルーホール30,31� �は、このスルーホール30,31を埋めるように形 成された一対の貫通電極32,33が形成されてい� ��。これら貫通電極32,33は、図3に示すように� ��複数のガラスビーズP1を含んだペーストPの� ��化によって形成されたものであり、スルー� ��ール30,31を完全に塞いでキャビティC内の気� ��を維持しているとともに、後述する外部電� ��38,39と引き回し電極36,37とを導通させる役割 を担っている。なお、本実施形態においては 、ガラスビーズP1として、原料となるガラス� ��末などをボール状(球状)に焼成した場合を� �に挙げて説明する。また、ガラスビーズP1は 、熱膨張係数がベース基板2と略等しい。さ� �に、ガラスビーズP1は、直径が20μm~50μm程度� ��あることが好ましい。

 また、図8に示すように、ペーストPは、� �数のガラスビーズP1とともに、複数の金属微 粒子P2を含んでいる。そして、貫通電極32,33� �、ペーストPに含まれる複数の金属微粒子P2� �互いに接触し合っていることで、電気導通� �が確保されている。また、本実施形態の金� �微粒子P2は、銅などにより細長い繊維状(非� �形形状)に形成されている場合を例に挙げて� ��明する。

 ベース基板2の上面側(リッド基板3が接合� ��れる接合面側)には、図1~図4に示すように、 導電性材料(例えば、アルミニウム)により、� ��極接合用の接合膜35と、一対の引き回し電� �36,37とがパターニングされている。このうち 接合膜35は、リッド基板3に形成された凹部3a� ��周囲を囲むようにベース基板2の周縁に沿っ て形成されている。

 また、一対の引き回し電極36,37は、一対の� �通電極32,33のうち、一方の貫通電極32と圧電� ��動片4の一方のマウント電極16とを電気的に� ��続するとともに、他方の貫通電極33と圧電� �動片4の他方のマウント電極17とを電気的に� �続するようにパターニングされている。
 より詳しく説明すると、一方の引き回し電� ��36は、圧電振動片4の基部12の真下に位置す� �ように一方の貫通電極32の真上に形成されて いる。また、他方の引き回し電極37は、一方� ��引き回し電極36に隣接した位置から、振動� �部10,11に沿ってこの振動腕部10,11の先端側に� ��き回しされた後、他方の貫通電極33の真上� �位置するように形成されている。
 そして、これら一対の引き回し電極36,37上� �それぞれバンプBが形成されており、このバ� ��プBを利用して圧電振動片4がマウントされ� �いる。これにより、圧電振動片4の一方のマ� ��ント電極16が、一方の引き回し電極36を介し て一方の貫通電極32に導通し、他方のマウン� ��電極17が、他方の引き回し電極37を介して他 方の貫通電極33に導通するようになっている� ��

 また、ベース基板2の下面には、図1、図3� ��よび図4に示すように、一対の貫通電極32,33� ��対してそれぞれ電気的に接続される外部電� ��38,39が形成されている。つまり、一方の外� �電極38は、一方の貫通電極32および一方の引� ��回し電極36を介して圧電振動片4の第1の励振 電極13に電気的に接続されている。また、他� ��の外部電極39は、他方の貫通電極33および他 方の引き回し電極37を介して、圧電振動片4の 第2の励振電極14に電気的に接続されている。

 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� �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� ��極13および第2の励振電極14からなる励振電� �15に電流を流すことができ、一対の振動腕部 10,11を接近・離間させる方向に所定の周波数� ��振動させることができる。そして、この一� ��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� �源などとして利用することができる。

 次に、上述した圧電振動子1を、図9に示� �フローチャートを参照しながら、ベース基� �用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50とを利用� ��て一度に複数製造する製造方法について以� ��に説明する。

 初めに、圧電振動片作製工程を行って図5 ~図7に示す圧電振動片4を作製する(S10)。具体� ��には、まず水晶のランバート原石を所定の� ��度でスライスして一定の厚みのウエハとす� ��。続いて、このウエハをラッピングして粗� ��工した後、加工変質層をエッチングで取り� ��き、その後ポリッシュなどの鏡面研磨加工� ��行って、所定の厚みのウエハとする。続い� ��、ウエハに洗浄などの適切な処理を施した� ��、このウエハをフォトリソグラフィ技術に� ��って圧電振動片4の外形形状でパターニング するとともに、金属膜の成膜およびパターニ ングを行って、励振電極15、引き出し電極19,2 0、マウント電極16,17、重り金属膜21を形成す� ��。これにより、複数の圧電振動片4を作製す ることができる。

 また、圧電振動片4を作製した後、共振周 波数の粗調を行っておく。これは、重り金属 膜21の粗調膜21aにレーザ光を照射して一部を� ��発させ、重量を変化させることで行う。な� ��、共振周波数をより高精度に調整する微調� ��関しては、マウント後に行う。これについ� ��は、後に説明する。

 次に、後にリッド基板3となるリッド基板 用ウエハ50を、陽極接合を行う直前の状態ま� ��作製する第1のウエハ作製工程を行う(S20)。� ��ず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研� ��加工して洗浄した後に、エッチングなどに� ��り最表面の加工変質層を除去した円板状の� ��ッド基板用ウエハ50を形成する(S21)。次いで 、リッド基板用ウエハ50の接合面に、エッチ� ��グなどにより行列方向にキャビティ用の凹� ��3aを複数形成する凹部形成工程を行う(S22)。 この時点で、第1のウエハ作製工程が終了す� �。

 次に、上記工程と同時あるいは前後のタ� ��ミングで、後にベース基板2となるベース基 板用ウエハ40を、陽極接合を行う直前の状態� ��で作製する第2のウエハ作製工程を行う(S30)� ��まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで� ��磨加工して洗浄した後に、エッチングなど� ��より最表面の加工変質層を除去した円板状� ��ベース基板用ウエハ40を形成する(S31)。次い で、ベース基板用ウエハ40に、複数の金属微� ��子P2および複数のガラスビーズP1を含んだペ ーストPを利用して、一対の貫通電極32,33を複 数形成する貫通電極形成工程を行う(S30A)。こ こで、この貫通電極形成工程について、詳細 に説明する。

 まず、図11に示すように、ベース基板用ウ� �ハ40に、このウエハ40を貫通する一対のスル� ��ホール30,31を複数形成する貫通孔形成工程(S 32)を行う。なお、図11に示す点線Mは、後に行 う切断工程で切断する切断線を図示している 。この工程を行う際、ベース基板用ウエハ40� ��上面側から、例えばプレス加工などにより� ��う。これにより、図12に示すように、ベー� �基板用ウエハ40の下面に向かって漸次径が2� �階に分かれて縮径する断面テーパ状のスル� �ホール30,31を形成することができる。また、 後に両ウエハ40,50を重ね合わせたときに、リ� ��ド基板用ウエハ50に形成された凹部3a内に収 まるように一対のスルーホール30,31を複数形� ��する。しかも、一方のスルーホール30が圧� �振動片4の基部12側に位置し、他方のスルー� �ール31が振動腕部10,11の先端側に位置するよ� ��に形成する。
 なお、貫通孔形成工程では、加工方法とし� ��サンドブラスト法などを用いて、漸次径が� ��続的に縮径するスルーホールを形成しても� ��わないし、ベース基板用ウエハ40を真っ直� �に貫通するスルーホールを形成しても構わ� �い。

 続いて、図13に示すように、これら複数� �スルーホール30,31内にペーストPを隙間なく� �め込んで、このスルーホール30,31を塞ぐ充填 工程を行う(S33)。なお、図13、図14では、金属 微粒子P2の図示を省略している。続いて、充� ��したペーストPを所定の温度で焼成して硬化 させる焼成工程を行う(S34)。これにより、ス� ��ーホール30,31の内面にペーストPが強固に固� ��した状態となる。

 ところで、ペーストP内には有機物が含ま れており、この有機物は焼成することで蒸発 してしまう。したがって、ペーストPを焼成� �ると、焼成前に比べて体積が減少してしま� �。そのため、仮にガラスビーズP1が含まれて いない単なるペーストPをスルーホール30,31内 に埋め込んだ後に焼成した場合には、ペース トPの表面に、大きな凹みが生じてしまう。

 しかしながら、本実施形態では複数のガラ� ��ビーズP1が含まれたペーストPを利用してい� ��。したがって、充填工程の後、スルーホー� ��30,31内にはペーストPとともにガラスビーズP 1も複数埋め込まれた状態となっている。よ� �て、ペーストPだけでスルーホール30,31内を� �める場合と比べて、ガラスビーズP1の分だけ ペーストPの量を少なくすることができる。� �まり、使用するペーストPの量をできるだけ� ��なくすることができる。そのため、焼成工� ��によってペーストP内の有機物が蒸発したと しても、ペーストPの量そのものが従来より� �かに少ないので、ペーストPの体積減少の影� ��はわずかである。よって、図14に示すよう� �、ペーストPの硬化後に現れる表面の凹みは� ��視できるほど小さい。したがって、ベース� ��板用ウエハ40の表面と硬化したペーストPの� ��面とが、ほぼ面一な状態となる。
 なお、一般にガラスの融点は、金属微粒子� ��焼成温度より高いため、焼成工程の際にガ� ��スビーズP1が融解することはない。したが� �て、焼成工程の前後でガラスビーズP1の体積 が変化することはない。
 この焼成工程を行うことで、貫通電極形成� ��程が終了する。

 次に、ベース基板用ウエハ40の上面に導電� �材料をパターニングして、図15、図16に示す� ��うに、接合膜35を形成する接合膜形成工程� �行う(S35)とともに、各一対の貫通電極32,33に� ��れぞれ電気的に接続された引き回し電極36,3 7を複数形成する引き回し電極形成工程を行� �(S36)。なお、図15、図16に示す点線Mは、後に� ��う切断工程で切断する切断線を図示してい� ��。
 特に、貫通電極32,33は上述したように、ベ� �ス基板用ウエハ40の上面に対して略面一な状 態となっている。そのため、ベース基板用ウ エハ40の上面にパターニングされた引き回し� ��極36,37は、間に隙間などを発生させること� �く貫通電極32,33に対して密着した状態で接す る。これにより、一方の引き回し電極36と一� ��の貫通電極32との導通性、並びに、他方の� �き回し電極37と他方の貫通電極33との導通性� ��確実なものにすることができる。この時点� ��第2のウエハ作製工程が終了する。

 ところで、図9では、接合膜形成工程(S35)� ��後に、引き回し電極形成工程(S36)を行う工� �順序としているが、これとは逆に、引き回� �電極形成工程(S36)の後に、接合膜形成工程(S3 5)を行っても構わないし、両工程を同時に行� ��ても構わない。いずれの工程順序であって� ��、同一の作用効果を奏することができる。� ��って、必要に応じて適宜、工程順序を変更� ��て構わない。

 次に、作製した複数の圧電振動片4を、それ ぞれ引き回し電極36,37を介してベース基板用� ��エハ40の上面に接合するマウント工程を行� �(S40)。まず、一対の引き回し電極36,37上にそ� ��ぞれ金などのバンプBを形成する。そして、 圧電振動片4の基部12をバンプB上に載置した� �、バンプBを所定温度に加熱しながら圧電振� ��片4をバンプBに押し付ける。これにより、� �電振動片4は、バンプBに機械的に支持される とともに、マウント電極16,17と引き回し電極3 6,37とが電気的に接続された状態となる。よ� �て、この時点で圧電振動片4の一対の励振電� ��15は、一対の貫通電極32,33に対してそれぞれ 導通した状態となる。
 特に、圧電振動片4は、バンプ接合されるた め、ベース基板用ウエハ40の上面から浮いた� ��態で支持される。

 圧電振動片4のマウントが終了した後、ベ ース基板用ウエハ40に対してリッド基板用ウ� ��ハ50を重ね合わせる重ね合わせ工程を行う(S 50)。具体的には、図示しない基準マークなど を指標としながら、両ウエハ40,50を正しい位� ��にアライメントする。これにより、マウン� ��された圧電振動片4が、ベース基板用ウエハ 40に形成された凹部3aと両ウエハ40,50とで囲ま れるキャビティC内に収容された状態となる� �

 重ね合わせ工程後、重ね合わせた2枚のウエ ハ40,50を図示しない陽極接合装置に入れ、所� ��の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極� ��合する接合工程を行う(S60)。具体的には、� �合膜35とリッド基板用ウエハ50との間に所定� ��電圧を印加する。すると、接合膜35とリッ� �基板用ウエハ50との界面に電気化学的な反応 が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して陽極 接合される。これにより、圧電振動片4をキ� �ビティC内に封止することができ、ベース基� ��用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50とが接合 した図17に示すウエハ体60を得ることができ� �。なお、図17においては、図面を見易くする ために、ウエハ体60を分解した状態を図示し� ��おり、ベース基板用ウエハ40から接合膜35の 図示を省略している。なお、図17に示す点線M は、後に行う切断工程で切断する切断線を図 示している。
 ところで、陽極接合を行う際、ベース基板� ��ウエハ40に形成されたスルーホール30,31は、 貫通電極32,33によって完全に塞がれているた� ��、キャビティC内の気密がスルーホール30,31� ��通じて損なわれることがない。特に、貫通� ��極32,33を構成するペーストPは、スルーホー� ��30,31の内面に強固に密着しているため、キ� �ビティC内の気密を確実に維持することがで� ��る。

 そして、上述した陽極接合が終了した後、� ��ース基板用ウエハ40の下面に導電性材料を� �ターニングして、一対の貫通電極32,33にそれ ぞれ電気的に接続された一対の外部電極38,39� ��複数形成する外部電極形成工程を行う(S70)� �この工程により、外部電極38,39を利用してキ ャビティC内に封止された圧電振動片4を作動� ��せることができる。
 特に、この工程を行う場合も引き回し電極3 6,37の形成時と同様に、ベース基板用ウエハ40 の下面に対して貫通電極32,33が略面一な状態� ��なっているため、パターニングされた外部� ��極38,39は、間に隙間などを発生させること� �く貫通電極32,33に対して密着した状態で接す る。これにより、外部電極38,39と貫通電極32,3 3との導通性を確実なものにすることができ� �。

 次に、ウエハ体60の状態で、キャビティC� ��に封止された個々の圧電振動子1の周波数を 微調整して所定の範囲内に収める微調工程を 行う(S80)。具体的に説明すると、ベース基板� ��ウエハ40の下面に形成された一対の外部電� �38,39に電圧を印加して圧電振動片4を振動さ� �る。そして、周波数を計測しながらリッド� �板用ウエハ50を通して外部からレーザ光を照 射し、重り金属膜21の微調膜21bを蒸発させる� ��これにより、一対の振動腕部10,11の先端側� �重量が変化するため、圧電振動片4の周波数� ��、公称周波数の所定範囲内に収まるように� ��調整することができる。

 周波数の微調が終了後、接合されたウエハ� ��60を図17に示す切断線Mに沿って切断して小� �化する切断工程を行う(S90)。その結果、互い に陽極接合されたベース基板2とリッド基板3� ��の間に形成されたキャビティC内に圧電振動 片4が封止された、図1に示す2層構造式表面実 装型の圧電振動子1を一度に複数製造するこ� �ができる。
 なお、切断工程(S90)を行って個々の圧電振� �子1に小片化した後に、微調工程(S80)を行う� �程順序でも構わない。但し、上述したよう� �、微調工程(S80)を先に行うことで、ウエハ体 60の状態で微調を行うことができるため、複� ��の圧電振動子1をより効率よく微調すること ができる。よって、スループットの向上を図 ることができるため好ましい。

 その後、内部の電気特性検査を行う(S100)� ��即ち、圧電振動片4の共振周波数、共振抵抗 値、ドライブレベル特性(共振周波数および� �振抵抗値の励振電力依存性)などを測定して� ��ェックする。また、絶縁抵抗特性などを併� ��てチェックする。そして、最後に圧電振動� ��1の外観検査を行って、寸法や品質などを最 終的にチェックする。これをもって圧電振動 子1の製造が終了する。

 特に、本実施形態の圧電振動子1は、ベー ス基板2に対して略面一な状態で貫通電極32,33 を形成できるため、この貫通電極32,33を、引� ��回し電極36,37および外部電極38,39に対して確 実に密着させることができる。その結果、圧 電振動片4と外部電極38,39との安定した導通性 を確保することができ、作動性能の信頼性を 向上して高性能化を図ることができる。また 、キャビティC内の気密に関しても確実に維� �することができるため、この点においても� �品質化を図ることができる。加えて、ペー� �トPを利用した簡単な方法で貫通電極32,33を� �成できるため、工程の簡素化を図ることが� �きる。加えて、本実施形態の製造方法によ� �ば、上記圧電振動子1を一度に複数製造する� ��とができるため、低コスト化を図ることが� ��きる。

 また、本実施形態のペーストPに含まれるガ ラスビーズP1の熱膨張係数は、ベース基板用� ��エハ40の熱膨張係数と略等しい。
 ところで、焼成工程の際に、ガラスビーズP 1およびベース基板用ウエハ40は、ペーストP� �ともに加熱されることで、それぞれの熱膨� �係数にしたがって膨張する。即ち、ペース� �P内のガラスビーズP1は、ベース基板用ウエ� �40のスルーホール30,31の周縁部分を内側から� ��し出すように膨張する。そして、ベース基� ��用ウエハ40は、スルーホール30,31の径を拡張 させるように膨張する。したがって、例えば ガラスビーズP1の熱膨張係数がベース基板用� ��エハ40の熱膨張係数より大きい場合は、ペ� �ストP内のガラスビーズP1によりスルーホー� �30,31の周縁部分を内側から押し出す膨張量が 、スルーホール30,31の径を拡張させる膨張量� ��りも大きくなる。このため、スルーホール3 0,31の周縁部分に負荷がかかり、クラックな� �が発生してしまう。
 しかしながら、ペーストPに含まれるガラス ビーズP1の熱膨張係数は、ベース基板用ウエ� ��40の熱膨張係数と略等しく、焼成工程の際� �、ペーストP内のガラスビーズP1とベース基� �用ウエハ40との膨張量が略等しくなるため、 上述した現象が発生する虞はない。これによ り、ベース基板用ウエハ40にクラックなどが� ��生することを防止でき、圧電振動子1の高品 質化を図ることが可能になる。

 さらに、ガラスビーズP1は、球状である� �したがって、ガラスビーズP1同士は、点接触 で接触することになる。よって、ガラスビー ズP1同士を接触させた上で、ガラスビーズP1� �間に隙間を確保することができる。そのた� �、スルーホール30,31内にガラスビーズP1が可� ��な限り充填されていたとしても、ガラスビ� ��ズP1間に確保された隙間を利用することで� �ース基板2の一面側から他面側へ金属微粒子P 2が含まれたペーストPを行き亘らせることが� ��能になる。このため、導電性を有する金属� ��粒子P2同士がペーストP内で接触し合うこと� ��確保される貫通電極32,33の電気導通性が、� �縁体のガラスビーズP1同士の接触によって阻 害されることがない。これにより、貫通電極 32,33の電気導通性をより安定に確保すること� ��できる。

 なお、上述した実施形態では、複数のガ� ��スビーズP1および複数の金属微粒子P2を含ん だペーストPを用いて貫通電極32,33を形成した が、ペーストPの代わりにガラスフリットを� �いて貫通電極32,33を形成してもよい。ガラス フリットを用いる場合にも焼成をして硬化さ せる焼成工程を行うが、このガラスフリット もペーストPと同様に、焼成すると焼成前に� �べて体積が減少してしまう。しかしながら� �ガラスビーズP1が含まれたガラスフリットを 用いることで、ガラスフリットの硬化後に現 れる表面の凹みは無視できるほど小さくなる 。また、金属微粒子P2が含まれたガラスフリ� ��トを用いることで、貫通電極32,33の電気導� �性を確保することができる。

 また、上記実施形態では、細長い繊維状の� ��属微粒子P2を含むペーストPを用いた場合を� ��に挙げたが、金属微粒子P2の形状は他の形� �でも構わない。例えば、球形でも構わない� �この場合であっても、金属微粒子P2が互いに 接触し合ったときに、点接触するので同様に 電気的な導通性を確保することができる。但 し、細長い繊維状のように非球形形状の金属 微粒子P2を用いることで、互いに接触し合っ� ��ときに点接触ではなく、線接触になり易い� ��したがって、貫通電極32,33の電気的な導通� �をより高めることができるので、球形より� �非球形の金属微粒子P2を含むペーストPを用� �ることが好ましい。
 なお、金属微粒子P2を非球形とする場合に� �、例えば、図18(a)に示す短冊状や、図18(b)に� ��す波型状にしても構わないし、図18(c)に示� �断面星型や、図18(d)に示す断面十字型でも構 わない。

 また、上記実施形態において充填工程を� ��う際に、ペーストPを脱泡処理(例えば、遠� �脱泡や真空引き等)した後に、このペーストP をスルーホール30,31内に埋め込んでも構わな� ��。このように、事前にペーストPを脱泡処理 することで、気泡などが極力含まれていない ペーストPを充填することができる。よって� �焼成工程を行ったとしても、ペーストPの体� ��減少をできるだけ抑えることができる。し� ��がって、焼成工程後のベース基板用ウエハ4 0の表面と硬化したペーストPの表面とが、よ� ��面一な状態になる。これにより、圧電振動� ��4と外部電極38,39とのより安定した導通性を� ��保することができ、一層の高品質化を図る� ��とができる。

 さらに、上記実施形態では、ガラスビー� ��P1をボール状としたが、これに制限される� �のではなく、例えば、柱状や錘状でも構わ� �い。但し、ガラスビーズP1が球状であること で、ガラスビーズP1同士を点接触で接触させ� ��貫通電極32,33の電気導通性をより安定して� �保することが可能になるため、ガラスビー� �P1は球状であることが好ましい。

(第二実施形態)
 次に、本発明に係る圧電振動子の第二実施� ��態を、図19~図26を参照して説明する。なお� �本実施形態は、第一実施形態と貫通電極の� �成が異なるのみであり、その他の構成は第� �実施形態と略同一であるため、同一箇所に� �同一符号を付して詳細な説明は省略する。
 図19に示すように、本実施形態の圧電振動� �1は、ベース基板2とリッド基板3とで2層に積� ��された箱状に形成されており、内部のキャ� ��ティC内に圧電振動片4が収納された表面実� �型の圧電振動子である。

 圧電振動片4は、金等のバンプBを利用し� �、ベース基板2の上面にバンプ接合されてい� ��。より具体的には、ベース基板2の上面にパ ターニングされた引き回し電極36,37上に形成� ��れた2つのバンプB上に、一対のマウント電� �16,17がそれぞれ接触した状態でバンプ接合さ れている。これにより、圧電振動片4は、ベ� �ス基板2の上面から浮いた状態で支持される� ��ともに、マウント電極16,17と引き回し電極36 ,37とがそれぞれ電気的に接続された状態とな っている。

 ベース基板2は、リッド基板3と同様にガラ� �材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透� �な絶縁基板であり、リッド基板3に対して重� ��合わせ可能な大きさで板状に形成されてい� ��。
 このベース基板2には、このベース基板2を� �通する一対のスルーホール(貫通孔)230,231が� �成されている。この際、一対のスルーホー� �230,231は、キャビティC内に収まるように形成 されている。より詳しく説明すると、本実施 形態のスルーホール230,231は、マウントされ� �圧電振動片4の基部12側に対応した位置に一� �のスルーホール230が形成され、振動腕部10、 11の先端側に対応した位置に他方のスルーホ� ��ル231が形成されている。また、本実施形態� ��は、ベース基板2の下面から上面に向かって 漸次径が縮径した断面テーパ状のスルーホー ルを例に挙げて説明するが、この場合に限ら れず、ベース基板2を真っ直ぐに貫通するス� �ーホールでも構わない。いずれにしても、� �ース基板2を貫通していれば良い。

 そして、これら一対のスルーホール230,231 には、このスルーホール230,231を埋めるよう� �形成された一対の貫通電極232,233が形成され� ��いる。これら貫通電極232,233は、焼成によっ てスルーホール230,231に対して一体的に固定� �れた筒体206及び芯材部207によって形成され� �ものであり、スルーホール230,231を完全に塞� ��でキャビティC内の気密を維持しているとと もに、後述する外部電極38,39と引き回し電極3 6,37とを導通させる役割を担っている。

 図20に示すように、上記筒体206は、ペー� �ト状のガラスフリット206aと、ベース基板2と 同じガラス材料によって形成されたガラスビ ーズ206bとを混合して、焼成されたものであ� �。筒体206は、両端が平坦で且つベース基板2� ��略同じ厚みの円筒状に形成されている。そ� ��て、筒体206の中心には、芯材部207が筒体206� ��貫通するように配されている。また、本実� ��形態ではスルーホール230,231の形状に合わせ て、筒体206の外形が円錐状(断面テーパ状)と� ��るように形成されている。そして、この筒� ��206は、図19に示すように、スルーホール230,2 31内に埋め込まれた状態で焼成されており、� ��のスルーホール230,231に対して強固に固着さ れている。

 ここで、一般的にペースト状のガラスフ� ��ット206aにはビスマスなどが混合されている ため、硬度が小さい。例えば、ベース基板2� �青板ガラスを採用した場合、青板ガラスの� �さは570HV(ビッカーズ硬度)であるのに対して� ��ガラスフリット206aの硬さは410HVである。本� ��施形態ではガラスフリット206aにベース基板 2と同じ材質のガラスビーズ206bを混合したも� ��を用いており、その硬さは約500HVとなり、� �ース基板2の硬さに近づけることができる。� ��お、芯材部207の外径を200μm、スルーホール2 30,231の土台部208が配置された側の外径を220μm 、土台部208が配置された側の反対側の外径を 400μmと設定したとき、ガラスビーズ206bの粒� �は、5~20μmで構成すると、気泡の発生を抑制� ��ることができる。また、ガラスフリット206a とガラスビーズ206bとの体積比を適正に設定� �て、ガラスフリット206aがペースト状になる� ��うにする必要がある。さらに、ガラスビー� ��206bは、ガラスフリット206aの焼成温度より� �50℃以上高い温度で軟化するものを採用して いる。

 芯材部7は、金属材料により円柱状に形成さ れた導電性の芯材であり、筒体206と同様に両 端が平坦で且つベース基板2の厚みと略同じ� �みとなるように形成されている。そして、� �の芯材部207は、筒体206の中心孔206cに位置し� ��おり、筒体206の焼成によってこの筒体206に� ��して強固に固着されている。
 なお、貫通電極232,233は、導電性の芯材部207 を通して電気導通性が確保されている。

 ベース基板2の上面側には、導電性材料に より、陽極接合用の接合膜35と、一対の引き� ��し電極36,37とがパターニングされている。� �のうち接合膜35は、リッド基板3に形成され� �凹部3aの周囲を囲むようにベース基板2の周� �に沿って形成されている。

 これら一対の引き回し電極36,37上にそれ� �れバンプBが形成されており、このバンプBを 利用して圧電振動片4がマウントされている� �これにより、圧電振動片4の一方のマウント� ��極16が、一方の引き回し電極36を介して一方 の貫通電極232に導通し、他方のマウント電極 17が、他方の引き回し電極37を介して他方の� �通電極233に導通するようになっている。

 また、ベース基板2の下面には、一対の貫 通電極232,233に対してそれぞれ電気的に接続� �れる外部電極38,39が形成されている。つまり 、一方の外部電極38は、一方の貫通電極232及� ��一方の引き回し電極36を介して圧電振動片4� ��第1の励振電極13に電気的に接続されている� ��また、他方の外部電極39は、他方の貫通電� �233及び他方の引き回し電極37を介して、圧電 振動片4の第2の励振電極14に電気的に接続さ� �ている。

 次に、上述した圧電振動子1を、図21に示� ��フローチャートを参照しながら、ベース基� ��用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50とを利用 して一度に複数製造する製造方法について以 下に説明する。

 初めに、圧電振動片作製工程を行って圧� ��振動片4(図5~図7参照)を作製する(S10)。具体� �には、まず水晶のランバート原石を所定の� �度でスライスして一定の厚みのウエハとす� �。続いて、このウエハをラッピングして粗� �工した後、加工変質層をエッチングで取り� �き、その後ポリッシュ等の鏡面研磨加工を� �って、所定の厚みのウエハとする。続いて� �ウエハに洗浄等の適切な処理を施した後、� �のウエハをフォトリソグラフィ技術によっ� �圧電振動片4の外形形状でパターニングする� ��共に、金属膜の成膜及びパターニングを行� ��て、励振電極15、引き出し電極19,20、マウン ト電極16,17、重り金属膜21を形成する。これ� �より、複数の圧電振動片4を作製することが� ��きる。

 また、圧電振動片4を作製した後、共振周 波数の粗調を行っておく。これは、重り金属 膜21の粗調膜21aにレーザ光を照射して一部を� ��発させ、重量を変化させることで行う。な� ��、共振周波数をより高精度に調整する微調� ��関しては、マウント後に行う。これについ� ��は、後に説明する。

 次に、後にリッド基板3となるリッド基板 用ウエハ50を、陽極接合を行う直前の状態ま� ��作製する第1のウエハ作製工程を行う(S20)。� ��ず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研� ��加工して洗浄した後に、エッチング等によ� ��最表面の加工変質層を除去した円板状のリ� ��ド基板用ウエハ50(図10参照)を形成する(S21)� �次いで、リッド基板用ウエハ50の接合面に、 エッチングなどにより行列方向にキャビティ 用の凹部3aを複数形成する凹部形成工程を行� ��(S22)。この時点で、第1のウエハ作製工程が� ��了する。

 次に、上記工程と同時あるいは前後のタ� ��ミングで、後にベース基板2となるベース基 板用ウエハ40を、陽極接合を行う直前の状態� ��で作製する第2のウエハ作製工程を行う(S30)� ��まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで� ��磨加工して洗浄した後に、エッチングなど� ��より最表面の加工変質層を除去した円板状� ��ベース基板用ウエハ40を形成する(S31)。次い で、ベース基板用ウエハ40に一対の貫通電極2 32,233を複数形成する貫通電極形成工程を行う (S30A)。ここで、この貫通電極形成工程につい て、詳細に説明する。

 まず、ベース基板用ウエハ40を貫通する� �対のスルーホール230,231を複数形成する貫通� ��形成工程(S32)を行う(図11参照)。この工程を� ��う際、ベース基板用ウエハ40の下面側から� �例えばサンドブラスト法で行う。これによ� �、図22に示すように、ベース基板用ウエハ40� ��下面から上面に向かって漸次径が縮径する� ��面テーパ状のスルーホール230,231を形成する ことができる。また、後に両ウエハ40、50を� �ね合わせたときに、リッド基板用ウエハ50に 形成された凹部3a内に収まるように一対のス� ��ーホール230,231を複数形成する。しかも、一 方のスルーホール230が圧電振動片4の基部12側 に位置し、他方のスルーホール231が振動腕部 10、11の先端側に位置するように形成する。

 続いて、これら複数のスルーホール230,231 内に、鋲体209の芯材部207を配置するとともに 、ガラス材料からなるガラスフリット206aに� �ース基板2と同じ材料で形成されたガラスビ� ��ズ206bを混合させた充填材206dをスルーホー� �230,231内に充填するセット工程を行う(S33)。� �の際、鋲体209として、図23に示すように、平 板状の土台部208と、この土台部208上から土台 部208の表面に略直交する方向に沿ってベース 基板用ウエハ40と略同じ厚みだけ延在すると� ��もに、先端が平坦に形成された芯材部207と� ��を有する導電性の鋲体209を用いる。さらに� ��図24に示すように、この鋲体209の土台部208� �ベース基板用ウエハ40に接触するまで、芯材 部207を挿入する。ここで、芯材部207の両端を ベース基板用ウエハ40の表面に対して略面一� ��なるように位置調整する必要がある。しか� ��ながら、土台部208上に芯材部207が形成され� ��鋲体209を利用するため、土台部208をベース� ��板用ウエハ40に接触させるまで押し込むだ� �の簡単な作業で、芯材部207の両端をベース� �板用ウエハ40の表面に対して容易かつ確実に 面一にすることができる。したがって、セッ ト工程時における作業性を向上することがで きる。

 しかも、土台部208をベース基板用ウエハ40� �表面に接触させることで、ペースト状のガ� �スフリット206aを確実にスルーホール230,231内 に充填させることができる。
 さらに、土台部208は、平板状に形成されて� ��るため、セット工程後、次に行う焼成工程� ��での間に、ベース基板用ウエハ40を机上等� �平面上に載置したとしても、がたつきなど� �なく、安定する。この点においても、作業� �の向上を図ることができる。

 続いて、埋め込んだ充填材を所定の温度� ��焼成する焼成工程を行う(S34)。これにより� �スルーホール230,231と、このスルーホール230, 231内に埋め込まれた充填材206dと、充填材206d� ��に配置された鋲体209と、が互いに固着し合� ��。この焼成を行う際に、土台部208ごと焼成� ��るため、充填材206d及び芯材部207の両端を、 共にベース基板用ウエハ40の表面に対して略� ��一な状態にしたまま、両者を一体的に固定� ��ることができる。充填材206dが焼成されると 筒体206として固化する。続いて、図25に示す� ��うに、焼成後に鋲体209の土台部208を研磨し� ��除去する研磨工程を行う(S35)。これにより� �筒体206および芯材部207を位置決めさせる役� �を果たしていた土台部208を除去することが� �き、芯材部207のみを筒体206の内部に取り残� �ことができる。また、筒体206の硬度がベー� �基板用ウエハ40の硬度と同程度になるように 構成されているため、研削・研磨時に筒体206 が余分に研削・研磨されるのを抑制すること ができる。その結果、図26に示すように、筒� ��206と芯材部207とが一体的に固定された一対� ��貫通電極232,233を複数得ることができる。

 特に、貫通電極232,233を形成するにあたっ て、従来のものとは異なり、導電部にペース トを使用せずに、ガラス材料からなる筒体206 と、導電性の芯材部207とで貫通電極232,233を� �成している。仮に導電部にペーストを利用� �た場合には、焼成時にペースト内に含まれ� �有機物が蒸発してしまうため、ペーストの� �積が焼成前に比べて顕著に減少してしまう� �そのため、仮にペーストだけをスルーホー� �230,231内に埋め込んだ場合には、焼成後にペ� ��ストの表面に大きな凹みが生じてしまう。

 また、貫通電極232,233を、ガラスフリット と、導電性の芯材部とで形成した場合には、 焼成時にガラスフリット内に気泡や凹部が発 生する。また、ガラスフリットを焼成しても 、一般的にガラスフリット内にはビスマスな どが混合されているため柔らかく、ベース基 板用ウエハ40の硬度よりも低くなる。したが� ��て、その後の研削・研磨工程において、ガ� ��スフリットの部分が余分に研削・研磨され� ��しまい、表面に凹みが生じてしまう。

 しかしながら、上述したようにガラスフ� ��ット206aにこのガラスフリットよりも硬度の 高いガラスビーズ206bが混合された充填材206d� ��用いて筒体206を形成するようにしたため、� ��成後に表面に大きな凹みが現れる虞がない� ��なお、焼成によって筒体206は若干体積が減� ��する可能性があるが、目立つ凹みとなって� ��れるほど顕著なものではなく無視できる範� ��である。なお、この研削・研磨工程の際に� ��ース基板用ウエハ40の裏面(鋲体209の土台部2 08が配されていない側の面)を研磨して平坦面 になるようにしてもよい。

 したがって、上述したように、ベース基� ��用ウエハ40の表面と、筒体206および芯材部20 7の両端とは、略面一な状態となる。つまり� �ベース基板用ウエハ40の表面と貫通電極232,23 3の表面とを、略面一な状態とすることがで� �る。なお、研磨工程を行った時点で、貫通� �極形成工程が終了する。

 次に、ベース基板用ウエハ40の上面に導電� �材料をパターニングして、接合膜35を形成す る接合膜形成工程を行う(S36)とともに、各一� ��の貫通電極232,233にそれぞれ電気的に接続さ れた引き回し電極36,37を複数形成する引き回� ��電極形成工程(S37)を行う(図15、図16参照)。
 特に、貫通電極232,233は、上述したようにベ ース基板用ウエハ40の上面に対して略面一な� ��態となっている。そのため、ベース基板用� ��エハ40の上面にパターニングされた引き回� �電極36,37は、間に隙間などを発生させること なく貫通電極232,233に対して密着した状態で� �する。これにより、一方の引き回し電極36と 一方の貫通電極232との導通性、並びに、他方 の引き回し電極37と他方の貫通電極233との導� ��性を確実なものにすることができる。この� ��点で第2のウエハ作製工程が終了する。

 ところで、図21では、接合膜形成工程(S36) の後に、引き回し電極形成工程(S37)を行う工� ��順序としているが、これとは逆に、引き回� ��電極形成工程(S37)の後に、接合膜形成工程(S 36)を行っても構わないし、両工程を同時に行 っても構わない。いずれの工程順序であって も、同一の作用効果を奏することができる。 よって、必要に応じて適宜、工程順序を変更 して構わない。

 次に、作製した複数の圧電振動片4を、それ ぞれ引き回し電極36,37を介してベース基板用� ��エハ40の上面に接合するマウント工程を行� �(S40)。まず、一対の引き回し電極36,37上にそ� ��ぞれ金などのバンプBを形成する。そして、 圧電振動片4の基部12をバンプB上に載置した� �、バンプBを所定温度に加熱しながら圧電振� ��片4をバンプBに押し付ける。これにより、� �電振動片4は、バンプBに機械的に支持される とともに、マウント電極16,17と引き回し電極3 6,37とが電気的に接続された状態となる。よ� �て、この時点で圧電振動片4の一対の励振電� ��15は、一対の貫通電極232,233に対してそれぞ� ��導通した状態となる。
 特に、圧電振動片4は、バンプ接合されるた め、ベース基板用ウエハ40の上面から浮いた� ��態で支持される。

 圧電振動片4のマウントが終了した後、ベ ース基板用ウエハ40に対してリッド基板用ウ� ��ハ50を重ね合わせる重ね合わせ工程を行う(S 50)。具体的には、図示しない基準マーク等を 指標としながら、両ウエハ40、50を正しい位� �にアライメントする。これにより、マウン� �された圧電振動片4が、ベース基板用ウエハ4 0に形成された凹部3aと両ウエハ40、50とで囲� �れるキャビティC内に収容された状態となる� ��

 重ね合わせ工程後、重ね合わせた2枚のウ エハ40、50を図示しない陽極接合装置に入れ� �所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して� �極接合する接合工程を行う(S60)。具体的には 、接合膜35とリッド基板用ウエハ50との間に� �定の電圧を印加する。すると、接合膜35とリ ッド基板用ウエハ50との界面に電気化学的な� ��応が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して� ��極接合される。これにより、圧電振動片4を キャビティC内に封止することができ、ベー� �基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50とが� ��合したウエハ体60を得ることができる(図17� �照)。

 ところで、陽極接合を行う際、ベース基� ��用ウエハ40に形成されたスルーホール230,231� ��、貫通電極232,233によって完全に塞がれてい るため、キャビティC内の気密がスルーホー� �230,231を通じて損なわれることがない。特に� ��焼成によって筒体206と芯材部207とが一定的� ��固定されていると共に、これらがスルーホ� ��ル230,231に対して強固に固着されているため 、キャビティC内の気密を確実に維持するこ� �ができる。

 そして、上述した陽極接合が終了した後、� ��ース基板用ウエハ40の下面に導電性材料を� �ターニングして、一対の貫通電極232,233にそ� ��ぞれ電気的に接続された一対の外部電極38,3 9を複数形成する外部電極形成工程を行う(S70) 。この工程により、外部電極38,39を利用して� ��ャビティC内に封止された圧電振動片4を作� �させることができる。
 特に、この工程を行う場合も引き回し電極3 6,37の形成時と同様に、ベース基板用ウエハ40 の下面に対して貫通電極232,233が略面一な状� �となっているため、パターニングされた外� �電極38,39は、間に隙間などを発生させること なく貫通電極232,233に対して密着した状態で� �する。これにより、外部電極38,39と貫通電極 232,233との導通性を確実なものにすることが� �きる。

 次に、ウエハ体60の状態で、キャビティC� ��に封止された個々の圧電振動子1の周波数を 微調整して所定の範囲内に収める微調工程を 行う(S80)。具体的に説明すると、ベース基板� ��ウエハ40の下面に形成された一対の外部電� �38,39に電圧を印加して圧電振動片4を振動さ� �る。そして、周波数を計測しながらリッド� �板用ウエハ50を通して外部からレーザ光を照 射し、重り金属膜21の微調膜21bを蒸発させる� ��これにより、一対の振動腕部10、11の先端側 の重量が変化するため、圧電振動片4の周波� �を、公称周波数の所定範囲内に収まるよう� �微調整することができる。

 周波数の微調が終了後、接合されたウエハ� ��60を切断線M(図17参照)に沿って切断して小片 化する切断工程を行う(S90)。その結果、互い� ��陽極接合されたベース基板2とリッド基板3� �の間に形成されたキャビティC内に圧電振動� ��4が封止された、2層構造式表面実装型の圧� �振動子1を一度に複数製造することができる� ��
 なお、切断工程(S90)を行って個々の圧電振� �子1に小片化した後に、微調工程(S80)を行う� �程順序でも構わない。但し、上述したよう� �、微調工程(S80)を先に行うことで、ウエハ体 60の状態で微調を行うことができるため、複� ��の圧電振動子1をより効率良く微調すること ができる。よって、スループットの向上化を 図ることができるため好ましい。

 その後、内部の電気特性検査を行う(S100)� ��即ち、圧電振動片4の共振周波数、共振抵抗 値、ドライブレベル特性(共振周波数及び共� �抵抗値の励振電力依存性)などを測定してチ� ��ックする。また、絶縁抵抗特性などを併せ� ��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。これをもって圧電振動子1� �製造が終了する。

 特に、本実施形態の圧電振動子1は、表面 に凹みがなく、ベース基板2に対して略面一� �状態で貫通電極232,233を形成できるため、こ� ��貫通電極232,233を、引き回し電極36,37および� ��部電極38,39に対して確実に密着させること� �できる。その結果、圧電振動片4と外部電極3 8,39との安定した導通性を確保することがで� �、作動性能の信頼性を向上して高性能化を� �ることができる。しかも、導通性の芯材部20 7を利用して貫通電極232,233を構成しているた� ��、非常に安定した導通性を得ることができ� ��。

 また、キャビティC内の気密に関しても確実 に維持することができるため、この点におい ても高品質化を図ることができる。特に、本 実施形態の筒体206は、ガラスフリット206aに� �ラスビーズ206bを混合したもので形成したた� ��、その後の焼成時の段階で変形や体積減少� ��どが生じ難い。そのため、高品質な貫通電� ��232,233を形成することができ、キャビティC� �の気密をより確実にすることができる。よ� �て、圧電振動子1の高品質化を図ることがで� ��る。
 また、本実施形態の製造方法によれば、上� ��圧電振動子1を一度に複数製造することがで きるため、低コスト化を図ることができる。

 また、筒体206を構成するガラスフリット2 06aに容易に入手可能なガラスビーズ206bを混� �させるだけで、筒体206としての機能を確実� �発揮することができ、スルーホール230,231内� ��気密性を確保した貫通電極232,233を形成する ことができる。

 さらに、芯材部207と、筒体206を構成する� ��ラスフリット206aと、このガラスフリット206 aよりも硬度の高いガラスビーズ206bとが混合� ��れた充填材206dと、をスルーホール230,231に� �置し、焼成した後に、ベース基板2および貫� ��電極232,233の表面に研磨を施しても、筒体206 の硬度が、ガラスフリット206a単体の場合よ� �もベース基板2の硬度とに近づいている(略同 一になっている)ため、その後の研磨工程で� �体206が余分に研磨されることを抑制するこ� �ができる。つまり、その後圧電振動片4と貫� ��電極232,233とを電気的に接続するために引き 回し電極36,37をベース基板2の上面に形成する 際に、精度良く引き回し電極36,37を形成する� ��とができ、断線などの発生を抑制すること� ��できる。したがって、圧電振動片4と外部電 極38,39との安定した導通性を確保した高品質� ��2層構造式表面実装型の圧電振動子1を提供� �ることができる。

 なお、上述した実施形態では、複数のガ� ��スビーズ206bを含んだガラスフリット206aを� �いて筒体206を形成したが、ガラスフリット20 6aの代わりに銀ペーストなどのペースト材を� ��いて筒体206を形成してもよい。ペースト材� ��用いる場合にも焼成をして硬化させる焼成� ��程を行うが、このペースト材もガラスフリ� ��ト206aと同様に、焼成すると焼成前に比べて 体積が減少してしまう。しかしながら、ガラ スビーズ206bが含まれたペースト材を用いる� �とで、ペースト材の硬化後に現れる表面の� �みは無視できるほど小さくなる。

 また、本実施形態では、芯材部207の形状� ��円柱状で形成した場合の説明をしたが、角� ��にしてもよい。この場合であっても、やは� ��同様の作用効果を奏することができる。

 また、上記実施形態において、芯材部207� ��して、熱膨張係数がベース基板2(ベース基� �用ウエハ40)および筒体206と略等しいものを� �いることが好ましい。この場合には、焼成� �行う際に、ベース基板用ウエハ40、筒体206お よび芯材部207の3つが、それぞれ同じように� �膨張する。したがって、熱膨張係数の違い� �よって、ベース基板用ウエハ40や筒体206に過 度に圧力を作用させてクラックなどを発生さ せたり、筒体206とスルーホール230,231との間� �あるいは、筒体206と芯材部207との間に隙間� �開いてしまったりすることがない。そのた� �、より高品質な貫通電極を形成することが� �き、その結果、圧電振動子1のさらなる高品� ��化を図ることができる。

(発振器)
 次に、本発明に係る発振器の一実施形態に� ��いて、図27を参照しながら説明する。
 本実施形態の発振器100は、図27に示すよう� �、圧電振動子1を、集積回路101に電気的に接� ��された発振子として構成したものである。� ��の発振器100は、コンデンサなどの電子部品1 02が実装された基板103を備えている。基板103� ��は、発振器用の上記集積回路101が実装され� ��おり、この集積回路101の近傍に、圧電振動� ��1が実装されている。これら電子部品102、集 積回路101および圧電振動子1は、図示しない� �線パターンによってそれぞれ電気的に接続� �れている。なお、各構成部品は、図示しな� �樹脂によりモールドされている。

 このように構成された発振器100において、� ��電振動子1に電圧を印加すると、この圧電振 動子1内の圧電振動片4が振動する。この振動� ��、圧電振動片4が有する圧電特性により電気 信号に変換されて、集積回路101に電気信号と して入力される。入力された電気信号は、集 積回路101によって各種処理がなされ、周波数 信号として出力される。これにより、圧電振 動子1が発振子として機能する。
 また、集積回路101の構成を、例えば、RTC(リ アルタイムクロック)モジュールなどを要求� �応じて選択的に設定することで、時計用単� �能発振器などの他、当該機器や外部機器の� �作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダ� �などを提供したりする機能を付加すること� �できる。

 上述したように、本実施形態の発振器100� ��よれば、キャビティC内の気密が確実で、作 動の信頼性が向上した高品質な圧電振動子1� �備えているため、発振器100自体も同様に作� �の信頼性を高めて高品質化を図ることがで� �る。さらにこれに加え、長期にわたって安� �した高精度な周波数信号を得ることができ� �。

(電子機器)
 次に、本発明に係る電子機器の一実施形態� ��ついて、図28を参照して説明する。なお電� �機器として、上述した圧電振動子1を有する� ��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� ��ば、携帯電話に代表されるものであり、従� ��技術における腕時計を発展、改良したもの� ��ある。外観は腕時計に類似し、文字盤に相� ��する部分に液晶ディスプレイを配し、この� ��面上に現在の時刻などを表示させることが� ��きるものである。また、通信機として利用� ��る場合には、手首から外し、バンドの内側� ��分に内蔵されたスピーカおよびマイクロフ� ��ンによって、従来技術の携帯電話と同様の� ��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� ��び軽量化されている。

 次に、本実施形態の携帯情報機器110の構� ��について説明する。この携帯情報機器110は� ��図28に示すように、圧電振動子1と、電力を� ��給するための電源部111とを備えている。電� ��部111は、例えば、リチウム二次電池からな� ��ている。この電源部111には、各種制御を行� ��制御部112と、時刻などのカウントを行う計� ��部113と、外部との通信を行う通信部114と、� ��種情報を表示する表示部115と、それぞれの� ��能部の電圧を検出する電圧検出部116とが並� ��に接続されている。そして、電源部111によ� ��て、各機能部に電力が供給されるようにな� ��ている。

 制御部112は、各機能部を制御して音声デ� ��タの送信及び受信、現在時刻の計測や表示� ��ど、システム全体の動作制御を行う。また� ��制御部112は、予めプログラムが書き込まれ� ��ROMと、このROMに書き込まれたプログラムを� ��み出して実行するCPUと、このCPUのワークエ� ��アとして使用されるRAMなどとを備えている� ��

 計時部113は、発振回路、レジスタ回路、� ��ウンタ回路およびインターフェース回路な� ��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� �電振動片4が振動し、この振動が水晶の有す� ��圧電特性により電気信号に変換されて、発� ��回路に電気信号として入力される。発振回� ��の出力は二値化され、レジスタ回路とカウ� ��タ回路とにより計数される。そして、イン� ��ーフェース回路を介して、制御部112と信号� ��送受信が行われ、表示部115に、現在時刻や� ��在日付あるいはカレンダー情報などが表示� ��れる。

 通信部114は、従来の携帯電話と同様の機能� ��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� ��122、着信音発生部123および呼制御メモリ部1 24を備えている。
 無線部117は、音声データなどの各種データ� ��、アンテナ125を介して基地局と送受信のや� ��とりを行う。音声処理部118は、無線部117ま� ��は増幅部120から入力された音声信号を符号� ��および複号化する。増幅部120は、音声処理� ��118又は音声入出力部121から入力された信号� ��、所定のレベルまで増幅する。音声入出力� ��121は、スピーカやマイクロフォンなどから� ��り、着信音や受話音声を拡声したり、音声� ��集音したりする。

 また、着信音発生部123は、基地局からの呼� ��出しに応じて着信音を生成する。切替部119� ��、着信時に限って、音声処理部118に接続さ� ��ている増幅部120を着信音発生部123に切り替� ��ることによって、着信音発生部123において� ��成された着信音が増幅部120を介して音声入� ��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� ��御に係るプログラムを格納する。また、電� ��番号入力部122は、例えば、0から9の番号キ� �およびその他のキーを備えており、これら� �号キーなどを押下することにより、通話先� �電話番号などが入力される。

 電圧検出部116は、電源部111によって制御� ��112などの各機能部に対して加えられている� ��圧が、所定の値を下回った場合に、その電� ��降下を検出して制御部112に通知する。この� ��きの所定の電圧値は、通信部114を安定して� ��作させるために必要な最低限の電圧として� ��め設定されている値であり、例えば、3V程� �となる。電圧検出部116から電圧降下の通知� �受けた制御部112は、無線部117、音声処理部11 8、切替部119および着信音発生部123の動作を� �止する。特に、消費電力の大きな無線部117� �動作停止は、必須となる。さらに、表示部11 5に、通信部114が電池残量の不足により使用� �能になった旨が表示される。

 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1 15に表示することができる。この表示は、文� ��メッセージであっても良いが、より直感的� ��表示として、表示部115の表示面の上部に表� ��された電話アイコンに、×(バツ)印を付ける ようにしてもよい。
 なお、通信部114の機能に係る部分の電源を� ��選択的に遮断することができる電源遮断部1 26を備えることで、通信部114の機能をより確� ��に停止することができる。

 上述したように、本実施形態の携帯情報� ��器110によれば、キャビティC内の気密が確実 で、作動の信頼性が向上した高品質な圧電振 動子1を備えているため、携帯情報機器自体� �同様に作動の信頼性を高めて高品質化を図� �ことができる。さらにこれに加え、長期に� �たって安定した高精度な時計情報を表示す� �ことができる。

(電波時計)
 次に、本発明に係る電波時計の一実施形態� ��ついて、図29を参照して説明する。
 本実施形態の電波時計130は、図29に示すよ� �に、フィルタ部131に電気的に接続された圧� �振動子1を備えたものであり、時計情報を含� ��標準の電波を受信して、正確な時刻に自動� ��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)� �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。40k Hz若しくは60kHzのような長波は、地表を伝播� �る性質と、電離層と地表とを反射しながら� �播する性質とを併せもつため、伝播範囲が� �く、上述した2つの送信所で日本国内を全て� ��羅している。

 以下、電波時計130の機能的構成について詳� ��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� ��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� �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および60kHzの共振周波� �を有する水晶振動子部138、139をそれぞれ備� �ている。

 さらに、濾波された所定周波数の信号は、� ��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� ��ドが取り出され、CPU136でカウントされる。C PU136では、現在の年、積算日、曜日、時刻な� ��の情報を読み取る。読み取られた情報は、R TC137に反映され、正確な時刻情報が表示され� ��。
 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。

 なお、上述の説明は、日本国内の例で示� ��たが、長波の標準電波の周波数は、海外で� ��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。したがって、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。

 上述したように、本実施形態の電波時計1 30によれば、キャビティC内の気密が確実で、 作動の信頼性が向上した高品質な圧電振動子 1を備えているため、電波時計自体も同様に� �動の信頼性を高めて高品質化を図ることが� �きる。さらにこれに加え、長期にわたって� �定して高精度に時刻をカウントすることが� �きる。

 なお、本発明は上記実施形態に限定される� ��のではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範� ��において種々の変更を加えることが可能で� ��る。
 例えば、上記実施形態では、スルーホール� ��形状を断面テーパ状の円錐形状に形成した� ��、断面テーパ状ではなくストレート形状の� ��柱形状にしてもよい。

 また、上記実施形態では、圧電振動片4の一 例として振動腕部10、11の両面に溝部18が形成 された溝付きの圧電振動片4を例に挙げて説� �したが、溝部18がないタイプの圧電振動片で も構わない。但し、溝部18を形成することで� ��一対の励振電極15に所定の電圧を印加させ� �ときに、一対の励振電極15間における電界効 率を上げることができるため、振動損失をよ り抑えて振動特性をさらに向上することがで きる。つまり、CI値(Crystal Impedance)をさらに� �くすることができ、圧電振動片4のさらなる� ��性能化を図ることができる。この点におい� ��、溝部18を形成する方が好ましい。
 また、上記実施形態では、音叉型の圧電振� ��片4を例に挙げて説明したが、音叉型に限ら れるものではない。例えば、厚み滑り振動片 としても構わない。

 また、上記実施形態では、ベース基板2とリ ッド基板3とを接合膜35を介して陽極接合した が、陽極接合に限定されるものではない。但 し、陽極接合することで、両基板2、3を強固� ��接合できるため好ましい。
 また、上記実施形態では、圧電振動片4をバ ンプ接合したが、バンプ接合に限定されるも のではない。例えば、導電性接着剤により圧 電振動片4を接合しても構わない。但し、バ� �プ接合することで、圧電振動片4をベース基� ��2の上面から浮かすことができ、振動に必要 な最低限の振動ギャップを自然と確保するこ とができる。よって、バンプ接合することが 好ましい。

 また、上記実施形態では、ガラスビーズ� ��熱膨張係数がベース基板用ウエハ40と略等� �いとしたが、これに制限されるものではな� �。但し、ガラスビーズおよびウエハ40の熱膨 張係数が略等しいことで、クラックの発生を 防止でき、高品質化を図ることができるので 、熱膨張係数は略等しいことが好ましい。