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Title:
METHOD FOR MANUFACTURING PIEZOELECTRIC VIBRATOR, PIEZOELECTRIC VIBRATOR, OSCILLATOR, ELECTRONIC DEVICE AND RADIO-CONTROLLED CLOCK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/081686
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a method for manufacturing a piezoelectric vibrator (1). The method is provided with a step of forming through holes (35, 36), which penetrate a wafer to be used as a base substrate, so that openings are made on the outer side of a recessed section for a cavity (C); a step of patterning a bonding layer (30), which surrounds the periphery of the recessed section, a pair of mount layers contained in the recessed section, and a pair of extraction electrode layers (33, 34) which electrically connect the bonding layer and the pair of mount layers with each other, on the upper surface of the wafer by using the same conductive material; and a step of irradiating a part (region (S2)) of the extraction electrode layer (34) between the opening of the through hole (36) and the bonding layer with laser beams after anodically bonding the wafers, and cutting the extraction electrode layer (34).

Inventors:
ARATAKE KIYOSHI (JP)
KAWADA YASUO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/071571
Publication Date:
July 02, 2009
Filing Date:
November 27, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SEIKO INSTR INC (JP)
ARATAKE KIYOSHI (JP)
KAWADA YASUO (JP)
International Classes:
H03H3/02; H03B5/32; H03H9/02
Foreign References:
JPH06343017A1994-12-13
JP2001177373A2001-06-29
JP2007013628A2007-01-18
Attorney, Agent or Firm:
MATSUSHITA, Yoshiharu (11-2 Hiroo 1-chome Shibuya-ku Tokyo, 12, JP)
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Claims:
 互いに陽極接合されたベース基板とリッド基板との間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が封止された圧電振動子を、ベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとを利用して一度に複数製造する方法であって、
 前記ベース基板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとのうち少なくともいずれか一方に、両ウエハが重ね合わされたときに前記キャビティを形成するキャビティ用の凹部を複数形成する凹部形成工程と、
 前記ベース基板用ウエハを貫通する一対のスルーホールを、前記凹部外に開口が開くように形成するスルーホール形成工程と、
 前記ベース基板用ウエハの上面に、前記凹部の周囲を囲む接合層と、前記圧電振動片に対して電気的に接続され、前記凹部内に収まる一対のマウント層と、前記凹部外で前記開口上を通過するように凹部内から凹部外に引き出され、前記一対のマウント層を接合層に対してそれぞれ別々に電気的に繋げる一対の引き出し電極層と、を同一の導電性材料によりパターニングするパターニング工程と、
 前記一対のマウント層に対して前記圧電振動片をマウントさせた後、前記両ウエハを重ね合わせて前記凹部と両ウエハとで囲まれる前記キャビティ内に圧電振動片を収納する重ね合わせ工程と、
 前記接合層と前記リッド基板用ウエハとの間に電圧を印加させて前記両ウエハを陽極接合し、前記圧電振動片を前記キャビティ内に封止する接合工程と、
 前記一対のスルーホールの開口と前記接合層との間における前記一対の引き出し電極層に対してレーザ光を照射して、接合層から電気的に切り離されるように引き出し電極層を途中で分断する分断工程と、
 導電性材料により前記一対のスルーホールを塞いで、前記ベース基板用ウエハの下面側に露出する外部電極を形成する外部電極形成工程と、
 接合された前記両ウエハを切断して、複数の前記圧電振動子に小片化する切断工程と、を備え、
 前記パターニング工程の際、前記開口の周囲を覆った状態で該開口上を通過するように、前記一対の引き出し電極層をパターニングすることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
 請求項1に記載の圧電振動子の製造方法において、
 前記パターニング工程の際、前記一対のスルーホールのうち一方のスルーホールの開口の周囲を覆った状態で該開口上を通過するように前記接合層をパターニングすると共に、一対の引き出し電極層のうち一方の引き出し電極層を接合層に接続し、他方の引き出し電極層を他方のスルーホールの開口の周囲を覆った状態で該開口上を通過した後に接合層に接続するようにパターニングを行い、
 前記分断工程の際、前記他方のスルーホールの開口と前記接合層との間における前記引き出し電極層に対してレーザ光を照射することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
 請求項1又は2に記載の圧電振動子の製造方法において、
 前記パターニング工程時に前記引き出し電極層をパターニングする際、前記分断工程で分断する領域を予め他の部分よりも幅が狭くなるようにパターニングしておくことを特徴とする圧電振動子の製造方法。
 接合層を介して互いに陽極接合されたベース基板及びリッド基板と、
 前記両基板の間に形成されたキャビティ内に封止された圧電振動片と、
 前記キャビティ内に収まるように前記ベース基板の上面に形成され、前記圧電振動片に対して電気的に接続される一対のマウント層と、
 前記ベース基板の上面に形成され、前記一対のマウント層に対してそれぞれ電気的に接続されると共に、前記キャビティ外に引き出された位置で前記リッド基板に対して密着した一対の引き出し電極層と、
 前記ベース基板を貫通するように形成されると共に、前記キャビティ外に引き出された前記一対の引き出し電極層の途中にそれぞれ開口が開き、且つ、開口の周囲が引き出し電極層で囲まれる大きさで形成された一対のスルーホールと、
 前記一対のスルーホールを塞ぐように形成され、前記ベース基板用ウエハの下面側に露出する外部電極と、を備えていることを特徴とする圧電振動子。
 請求項4に記載の圧電振動子において、
 前記一対の引き出し電極のうち一方の引き出し電極層が、前記接合層に電気的に接続され、
 前記一対のスルーホールのうち一方のスルーホールが、前記接合層に開口が開き、且つ、開口の周囲が接合層で囲まれる大きさで形成されていることを特徴とする圧電振動子。
 請求項4又は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4又は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4又は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。
Description:
圧電振動子の製造方法、圧電振 子、発振器、電子機器及び電波時計

 本発明は、接合された2枚の基板の間に形 成されたキャビティ内に圧電振動片が封止さ れた表面実装型(SMD)の圧電振動子を製造する 電振動子の製造方法、該製造方法で製造さ た圧電振動子、該圧電振動子を有する発振 、電子機器及び電波時計に関するものであ 。

 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 レンス信号源等として水晶等を利用した圧 振動子が用いられている。この種の圧電振 子は、様々なものが知られているが、その1 つとして、表面実装型の圧電振動子が知られ ている。この種の圧電振動子としては、一般 的に圧電振動片が形成された圧電基板を、ベ ース基板とリッド基板とで上下から挟み込む ように接合した3層構造タイプのものが知ら ている。この場合、圧電振動子は、ベース 板とリッド基板との間に形成されたキャビ ィ(密閉室)内に収納されている。また、近年 では、上述した3層構造タイプのものではな 、2層構造タイプのものも開発されている。

 このタイプの圧電振動子は、ベース基板と ッド基板とが直接接合されることで2層構造 になっており、両基板の間に形成されたキャ ビティ内に圧電振動片が収納されている。
この2層構造タイプの圧電振動子は、3層構造 ものに比べて薄型化を図ることができる等 点において優れており、好適に使用されて る。このような圧電振動子の1つとして、ス ルーホールを利用して、圧電振動片とベース 基板に形成された外部電極とが電気的に接続 された圧電振動子が知られている(特許文献1 照)。

 この圧電振動子200は、図22及び図23に示すよ うに、互いに陽極接合されたベース基板201及 びリッド基板202と、両基板201、202の間に形成 されたキャビティC内に封止された圧電振動 203と、を備えている。
 ベース基板201には、該基板201を貫通するス ーホール204が形成されており、該スルーホ ル204の内面を通じてベース基板201の上面及 下面に亘って導電膜205が形成されている。 の導電膜205のうち、ベース基板201の上面に 成された部分が圧電振動片203に対して電気 に接続されるマウントパッド205aとして機能 し、ベース基板201の下面に形成された部分が 外部に対して電気的に接続される外部電極205 bとして機能している。しかも、マウントパ ド205aの一部は、ベース基板201とリッド基板2 02とを陽極接合する際の接合膜として利用さ ている。また、スルーホール204は、陽極接 されたときに、マウントパッド205aが両基板 201、202に密着するので、封止された状態とな る。また、ベース基板201とリッド基板202との 間には、キャビティCの周囲を囲むように陽 接合用の接合膜206が形成されている。

 このように構成された圧電振動子200を製造 るにあたって、ベース基板201とリッド基板2 02とを陽極接合する場合には、図22に示すよ に、接合膜206及び外部電極205bとして機能す 導電膜205と、リッド基板202との間に所定の 圧を印加する。すると、両基板201、202は、 電膜205の一部及び接合膜206を介して陽極接 により強固に接合される。これにより、ス ーホール204を封止して、圧電振動片203をキ ビティC内に気密封止することができる。ま た、導電膜205を通じて、圧電振動片203に対し て外部から導通を図ることができるので、圧 電振動片203をキャビティC内で確実に作動さ ることができる。

特開平6-343017号公報

 しかしながら、従来の圧電振動子200には、 だ以下の課題が残されている。
 始めに、近年の電子機器の小型化に伴って これら各種の電子機器に搭載される圧電振 子200のさらなる小型化が求められている。 のため、キャビティC内に収納される圧電振 動片203も当然にさらなる小型化が求められて おり、ベース基板201に形成されるスルーホー ル204の径もできるだけ小さい径が望ましいと されている。ところが、スルーホール204の径 を小さくしてしまうと、内面に導電膜205をム ラ無く一定の厚みをもって成膜させることが 難しくなってしまう。そのため、通常、スパ ッタ法等で成膜を行うが、図24に示すように 導電膜205がスルーホール204の内面まで確実 回り込まず、途中で分断されてしまう可能 があった。
 その結果、陽極接合が不完全になりキャビ ィC内を封止することができなかったり、導 電膜205を介して圧電振動片203との導通を図る ことができなかったりする等の不都合が生じ る恐れがあった。

 また、通常、陽極接合を行う場合には、両 板201、202をウエハ状態で接合している。つ り、後にベース基板201となるベース基板用 エハと、後にリッド基板202となるリッド基 用ウエハとを陽極接合している。そして、 極接合した両ウエハを格子状に小片化する とで、複数の圧電振動子200を製造するのが 一般的な方法である。
 ところで、ベース基板用ウエハには、圧電 動片203の数に応じて複数のスルーホール204 形成されると共に、複数の導電膜205がパタ ニングされる。この際、上述した不都合が じずに、スルーホール204の内面に導電膜205 成膜が問題なく行われたとしても、以下の 都合が生じる懸念があった。

 即ち、陽極接合するには、ベース基板用 エハに形成された複数の導電膜205に電圧を 加する必要があるので、通常は平板状の電 上にベース基板用ウエハを載置して、導電 205の外部電極205bとして機能する部分を全て 電極に導通させる必要がある。しかしながら 、ベース基板用ウエハの若干のうねりや、該 ウエハと電極との間に介在された異物等によ って、実際には図25に示すように、外部電極2 05bの一部が電極207にコンタクトせず中に浮い た状態となってしまい易かった。そのため、 接合不良が部分的に生じてしまい、両ウエハ を全面に亘って均一に接合することができな い恐れがあった。

 本発明は、このような事情に考慮してなさ たもので、その目的は、ベース基板用ウエ とリッド基板用ウエハとを全面に亘って均 に接合することができ、キャビティ内を確 に封止したうえで、スルーホールを利用し 外部電極と圧電振動片との導通を図ること できる表面実装型の圧電振動子を、効率良 製造することができる圧電振動子の製造方 を提供することである。
 また、圧電振動子の製造方法で製造された 電振動子、該圧電振動子を有する発振器、 子機器及び電波時計を提供することである

 本発明は、前記課題を解決するために以下 手段を提供する。
 本発明に係る圧電振動子の製造方法は、互 に陽極接合されたベース基板とリッド基板 の間に形成されたキャビティ内に圧電振動 が封止された圧電振動子を、ベース基板用 エハとリッド基板用ウエハとを利用して一 に複数製造する方法であって、前記ベース 板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとの ち少なくともいずれか一方に、両ウエハが ね合わされたときに前記キャビティを形成 るキャビティ用の凹部を複数形成する凹部 成工程と、前記ベース基板用ウエハを貫通 る一対のスルーホールを、前記凹部外に開 が開くように形成するスルーホール形成工 と、前記ベース基板用ウエハの上面に、前 凹部の周囲を囲む接合層と、前記圧電振動 に対して電気的に接続され、前記凹部内に まる一対のマウント層と、前記凹部外で前 開口上を通過するように凹部内から凹部外 引き出され、前記一対のマウント層を接合 に対してそれぞれ別々に電気的に繋げる一 の引き出し電極層と、を同一の導電性材料 よりパターニングするパターニング工程と 前記一対のマウント層に対して前記圧電振 片をマウントさせた後、前記両ウエハを重 合わせて前記凹部と両ウエハとで囲まれる 記キャビティ内に圧電振動片を収納する重 合わせ工程と、前記接合層と前記リッド基 用ウエハとの間に電圧を印加させて前記両 エハを陽極接合し、前記圧電振動片を前記 ャビティ内に封止する接合工程と、前記一 のスルーホールの開口と前記接合層との間 おける前記一対の引き出し電極層に対して ーザ光を照射して、接合層から電気的に切 離されるように引き出し電極層を途中で分 する分断工程と、導電性材料により前記一 のスルーホールを塞いで、前記ベース基板 ウエハの下面側に露出する外部電極を形成 る外部電極形成工程と、接合された前記両 エハを切断して、複数の前記圧電振動子に 片化する切断工程と、を備え、前記パター ング工程の際、前記開口の周囲を覆った状 で該開口上を通過するように、前記一対の き出し電極層をパターニングすることを特 とするものである。

 また、本発明に係る圧電振動子は、接合 を介して互いに陽極接合されたベース基板 びリッド基板と、前記両基板の間に形成さ たキャビティ内に封止された圧電振動片と 前記キャビティ内に収まるように前記ベー 基板の上面に形成され、前記圧電振動片に して電気的に接続される一対のマウント層 、前記ベース基板の上面に形成され、前記 対のマウント層に対してそれぞれ電気的に 続されると共に、前記キャビティ外に引き された位置で前記リッド基板に対して密着 た一対の引き出し電極層と、前記ベース基 を貫通するように形成されると共に、前記 ャビティ外に引き出された前記一対の引き し電極層の途中にそれぞれ開口が開き、且 、開口の周囲が引き出し電極層で囲まれる きさで形成された一対のスルーホールと、 記一対のスルーホールを塞ぐように形成さ 、前記ベース基板用ウエハの下面側に露出 る外部電極と、を備えていることを特徴と るものである。

 この発明に係る圧電振動子及び圧電振動子 製造方法においては、まず、ベース基板用 エハとリッド基板用ウエハとのうち少なく もいずれか一方の基板に、キャビティ用の 部を複数形成する凹部形成工程を行う。こ ら凹部は、後に両ウエハを重ね合わせた際 、キャビティとなる凹部である。
 次に、ベース基板を貫通する一対のスルー ールを形成するスルーホール形成工程を行 。この際、凹部内(凹部の内側)ではなく、 部外(凹部の外側)に開口が開くようにスルー ホールを形成する。

 次に、ベース基板用ウエハの上面に、接合 、一対のマウント層及び一対の引き出し電 層を同一の導電性材料をパターニングする とで形成するパターニング工程を行う。こ うち接合層は、後に陽極接合する際に電圧 印加するためのものであって、凹部の周囲 囲むように形成する。また、一対のマウン 層は、圧電振動片に対して電気的に接続さ 、該圧電振動片をマウントするためのもの あって、凹部内に収まるように形成する。 た、一対の引き出し電極層は、一対のマウ ト層と接合層との間にパターニングされ、 対のマウント層を接合層に対してそれぞれ 々に電気的に繋げるものである。具体的に 、凹部内から凹部外に引き出すようにパタ ニングすると共に、凹部外において一対の ルーホールの開口上を通過するようにパタ ニングする。しかもこの際、開口の一部を 過するのではなく、開口の周囲を覆った状 で開口上を通過するようにパターニングす 。これにより、開口の周囲が引き出し電極 で囲まれた状態となる。
 このパターニング工程を行った時点で、接 層、一対のマウント層及び一対の引き出し 極層は、全て電気的に繋がった状態となっ いる。

 上述した各工程が全て終了した後、重ね わせ工程を行う。まず、複数の凹部内にそ ぞれ収まるように形成された一対のマウン 層に対して、圧電振動片をそれぞれ重ねる うに接合してマウントする。これにより、 数の圧電振動片は、一対のマウント層に電 的に接続された状態でそれぞれ支持される そして、圧電振動片のマウント後、ベース 板用ウエハとリッド基板用ウエハとを重ね わせる。これにより、凹部と両ウエハとで まれるキャビティ内に圧電振動片を収納す ことができる。

 重ね合わせ工程後、接合層とリッド基板用 エハとの間に所定の電圧を印加させて両ウ ハを陽極接合する接合工程を行う。これに り、接合層とリッド基板用ウエハとが強固 密着するので、圧電振動片をキャビティ内 封止することができる。また、上述したよ に、接合層と一対の引き出し電極層とは電 的に接続されているので、電圧を印加した に一対の引き出し電極層にも電圧が印加さ る。よって、凹部外に引き出された一対の き出し電極層も同様に、リッド基板用ウエ に対して強固に密着する。これにより、ス ーホールの開口の周囲が確実に封止され、 ルーホールを通してキャビティ内の気密が なわれることがない。
 特に、接合層と一対の引き出し電極層とが ターニング工程によって予め電気的に接続 れているので、スルーホールの内面に成膜 れた導電膜を介して電圧を印加していた従 の方法のように、キャビティ内の封止が不 実になる恐れがない。つまり、スルーホー の存在に影響されることなく陽極接合を行 るので、接合を確実に行うことができる。 かも、接合層に電圧を印加するだけで、全 の一対の引き出し電極層にも同時に電圧を 加できるので、ウエハにうねり等があって しても、ベース基板用ウエハとリッド基板 ウエハとを全面に亘って均一に接合するこ ができる。そのうえ、従来に比べて電圧印 が簡単で短時間で行うことができるので、 造効率を向上することができる。

 次いで、接合が終了した後、接合層と引 出し電極層との電気的な繋がりを途中で分 する分断工程を行う。つまり、引き出し電 層のうち、スルーホールの開口と接合層と 間における領域にレーザ光を照射して、こ 部分の引き出し電極層を切断する。これに り、引き出し電極層は、途中で切り離され 接合層との電気的な繋がりが分断される。 の工程を行うことで、一対の引き出し電極 及び一対のマウント層は、接合層から電気 に独立した状態となる。

 次いで、導電性材料により一対のスルーホ ルを塞いで外部電極を形成する外部電極形 工程を行う。この際、ベース基板用ウエハ 下面側に露出するように外部電極を形成す 。特に、スルーホールの開口の周囲は、引 出し電極層に囲まれているので、この工程 行うことで外部電極と引き出し電極層とが 気的に接続された状態となる。よって、外 電極を利用して、キャビティ内に封止され 圧電振動片を作動させることができる。
 そして、外部電極を形成した後に、接合さ たベース基板用ウエハ及びリッド基板用ウ ハを切断して、複数の圧電振動子に小片化 る切断工程を行う。

 その結果、互いに陽極接合されたベース 板とリッド基板との間に形成されたキャビ ィ内に圧電振動片が封止された表面実装型 圧電振動子を一度に複数製造することがで る。特に、キャビティ内が確実に封止され スルーホールを利用して外部電極と圧電振 片との導通を図ることができる圧電振動子 効率良く製造することができると共に、低 スト化を図ることができる。その結果、信 性が高く高品質なうえ、低コスト化が図ら た圧電振動子を得ることができる。

 また、本発明に係る圧電振動子の製造方 は、上記本発明の圧電振動子の製造方法に いて、前記パターニング工程の際、前記一 のスルーホールのうち一方のスルーホール 開口の周囲を覆った状態で該開口上を通過 るように前記接合層をパターニングすると に、一対の引き出し電極層のうち一方の引 出し電極層を接合層に接続し、他方の引き し電極層を他方のスルーホールの開口の周 を覆った状態で該開口上を通過した後に接 層に接続するようにパターニングを行い、 記分断工程の際、前記他方のスルーホール 開口と前記接合層との間における前記引き し電極層に対してレーザ光を照射すること 特徴とするものである。

 また、本発明に係る圧電振動子は、上記 発明の圧電振動子において、前記一対の引 出し電極のうち一方の引き出し電極層が、 記接合層に電気的に接続され、前記一対の ルーホールのうち一方のスルーホールが、 記接合層に開口が開き、且つ、開口の周囲 接合層で囲まれる大きさで形成されている とを特徴とするものである。

 この発明に係る圧電振動子及び圧電振動子 製造方法においては、パターニング工程で 合層を形成する際に、凹部外に開口が開い 一対のスルーホールのうち、一方のスルー ールの開口の周囲を覆った状態で該開口上 通過するようにパターニングする。これに り、一方のスルーホールの開口の周囲は、 合層で囲まれた状態となる。
 また、一対の引き出し電極層を形成する際 、一方の引き出し電極層に関してはスルー ールに関係なく直接接合層に接続し、他方 引き出し電極層に関しては他方のスルーホ ルの開口の周囲を覆った状態で該開口上を 過した後に接合層に接続するようにパター ングする。これにより、他方のスルーホー の開口の周囲は、他方の引き出し電極層で まれた状態となる。
 そして、分断工程を行う際に、他方のスル ホールの開口と接合層との間における他方 引き出し電極層に対してレーザ光を照射し スルーホールが途中で形成された他方の引 出し電極層の途中を分断する。これにより スルーホールが形成された他方の引き出し 極層を、接合層から電気的に切り離すこと できる。

 ところで、一方のスルーホールが形成され 接合層は、一方の引き出し電極層と電気的 接続されたままの状態となっている。しか ながら、接合層は、他方の引き出し電極層 は電気的に切り離されているので、外部電 が形成された後に関しては、他方の引き出 電極層と外部電極とを電気的に繋げる役割 果す。そのため、やはり外部電極を利用し 、圧電振動片を作動させることができる。
 特に、一方のスルーホールが接合層側に形 されているので、一方の引き出し電極層の さを極力短くすることができる。よって、 ンパクトに設計でき、圧電振動子の小型化 図ることができる。

 また、本発明に係る圧電振動子の製造方 は、上記本発明の圧電振動子の製造方法に いて、前記パターニング工程時に前記引き し電極層をパターニングする際、前記分断 程で分断する領域を予め他の部分よりも幅 狭くなるようにパターニングしておくこと 特徴とするものである。

 この発明に係る圧電振動子の製造方法に いては、引き出し電極層をパターニングす 際に、後にレーザ光を照射して分断する領 を、予め他の部分よりも幅が狭くなるよう パターニングする。そのため、短時間で確 に引き出し電極層を分断することができ、 断工程に費やす時間をさらに短くすること できる。従って、製造効率のさらなる向上 を図ることができる。

 また、本発明に係る発振器は、上記本発明 圧電振動子が、発振子として集積回路に電 的に接続されていることを特徴とするもの ある。
 また、本発明に係る電子機器は、上記本発 の圧電振動子が、計時部に電気的に接続さ 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 の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接 されていることを特徴とするものである。

 この発明に係る発振器、電子機器及び電 時計においては、上述した圧電振動子を備 ているので、同様に信頼性が高く高品質化 れているうえ、低コスト化されている。

 本発明に係る圧電振動子の製造方法によれ 、ベース基板用ウエハとリッド基板用ウエ とを全面に亘って均一に接合することがで 、キャビティ内を確実に封止したうえで、 ルーホールを利用して外部電極と圧電振動 との導通を図ることができる表面実施型の 電振動子を一度に効率良く製造することが きる。
 また、本発明に係る圧電振動子によれば、 述した製造方法で製造されているので、キ ビティ内の封止が確実にされており、信頼 が高く高品質化が図られていると共に低コ ト化が図られている。
 また、本発明に係る発振器、電子機器及び 波時計によれば、上述した圧電振動子を備 ているので、同様に信頼性が高く高品質化 れているうえ、低コスト化が図られている

本発明に係る圧電振動子の一実施形態 示す外観斜視図である。 図1に示す圧電振動子の内部構成図であ って、リッド基板を取り外した状態で圧電振 動片を上方から見た図である。 図1に示す断面矢視A-A図である。 図1に示す圧電振動子の分解斜視図であ る。 図1に示す圧電振動子を構成する圧電振 動片の上面図である。 図5に示す圧電振動片の下面図である。 図5に示す断面矢視B-B図である。 図1に示す圧電振動片を製造する際の流 れを示すフローチャートである。 図8に示すフローチャートに沿って圧電 振動子を製造する際の一工程を示す図であっ て、リッド基板の元となるリッド基板用ウエ ハに複数の凹部を形成した状態を示す図であ る。 図8に示すフローチャートに沿って圧 振動子を製造する際の一工程を示す図であ て、ベース基板の元となるベース基板用ウ ハに接合層、マウント層及び引き出し電極 をパターニングした状態を示す図である。 図8に示すフローチャートに沿って圧 振動子を製造する際の一工程を示す図であ て、ベース基板の元となるベース基板用ウ ハに複数のスルーホールを形成した状態を す図である。 図8に示すフローチャートに沿って圧 振動子を製造する際の一工程を示す図であ て、圧電振動片をキャビティ内に収容した 態でベース基板用ウエハとリッド基板用ウ ハとが陽極接合されたウエハ体の分解斜視 である。 図8に示すフローチャートに沿って圧 振動子を製造する際の一工程を示す図であ て、陽極接合時における、接合層とマウン 層と引き出し電極層とのパターニングを示 図である。 図13に示す断面矢視C-C図である。 図8に示すフローチャートに沿って圧 振動子を製造する際の一工程を示す図であ て、引き出し電極層の一部にレーザ光を照 して、引き出し電極層の分断を行っている 態を示す図である。 図15に示す断面矢視D-D図である。 本発明に係る発振器の一実施形態を示 す構成図である。 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。 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。 本発明に係る圧電振動子の変形例を示 す図であって、リッド基板を取り外した状態 で圧電振動片を上方から見た図である。 図20に示す断面矢視E-E図である。 従来の圧電振動子の一例を示す断面図 である。 図22に示す圧電振動子の内部構成図で って、リッド基板を取り外した状態で圧電 動片を上方から見た図である。 図22に示す圧電振動子の部分拡大図で って、スルーホールの内面に成膜された導 膜の状態を示す図である。 図22に示す圧電振動子を製造する際の 工程図であって、ベース基板の元となるベ ス基板用ウエアに複数の外部電極を形成し 後、該ウエハを平板状の電極上に載置した 態を示す図である。

符号の説明

 C…キャビティ
 L…レーザ光
 1…圧電振動子
 2…ベース基板
 3…リッド基板
 3a…キャビティ用の凹部
 4…圧電振動片
 30…接合層
 31、32…マウント層
 33、34…引き出し電極層
 35、36…スルーホール
 37、38…外部電極
 40…ベース基板用ウエハ
 50…リッド基板用ウエハ
 100…発振器
 101…発振器の集積回路
 110…携帯情報機器(電子機器)
 113…電子機器の計時部
 130…電波時計
 131…電波時計のフィルタ部

 以下、本発明に係る一実施形態を、図1から 図16を参照して説明する。
 本実施形態の圧電振動子1は、図1から図4に すように、ベース基板2とリッド基板3とで2 構造の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が収納されたセラミ クパッケージタイプの圧電振動子である。
 なお、図4においては、図面を見易くするた めに後述する励振電極15、引き出し電極19、20 、マウント電極16、17及び重り金属膜21の図示 を省略している。

 圧電振動片4は、図5から図7に示すように、 晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウ 等の圧電材料から形成された音叉型の振動 であり、所定の電圧が印加されたときに振 するものである。
 この圧電振動片4は、平行に配置された一対 の振動腕部10、11と、該一対の振動腕部10、11 基端側を一体的に固定する基部12と、一対 振動腕部10、11の外表面上に形成されて一対 振動腕部10、11を振動させる第1の励振電極13 と第2の励振電極14とからなる励振電極15と、 1の励振電極13及び第2の励振電極14に電気的 接続されたマウント電極16、17とを有してい る。
 また、本実施形態の圧電振動片4は、一対の 振動腕部10、11の両主面上に、該振動腕部10、 11の長手方向Xに沿ってそれぞれ形成された溝 部18を備えている。この溝部18は、振動腕部10 、11の基端側から略中間付近まで形成されて る。

 基部12の両側には、基部12の幅寸法を部分 的に短縮するように切り欠き部(以下、ノッ と称する)12aが形成されている。このノッチ1 2aは、一対の振動腕部10、11から適切な範囲離 れた位置に形成されている。このノッチ12aは 、一対の振動腕部10、11が振動した際に、振 の垂直成分(厚み方向の成分)に起因する基部 12の撓みを抑えて、共振抵抗値のばらつきを 減するものである。このノッチ12aは、必須 ものではないが、高性能化を図ることがで る点で形成することが好ましい。

 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 に接近又は離間する方向に所定の共振周波 で振動させる電極であり、一対の振動腕部1 0、11の外表面に、それぞれ電気的に切り離さ れた状態でパターニングされて形成されてい る。具体的には、図7に示すように、第1の励 電極13が、一方の振動腕部10の溝部18上と、 方の振動腕部11の両側面上とに主に形成さ 、第2の励振電極14が、一方の振動腕部10の両 側面上と他方の振動腕部11の溝部18上とに主 形成されている。

 また、第1の励振電極13及び第2の励振電極14 、図5及び図6に示すように、基部12の両主面 上において、それぞれ引き出し電極19、20を してマウント電極16、17に電気的に接続され いる。そして圧電振動片4は、このマウント 電極16、17を介して電圧が印加されるように っている。
 なお、上述した励振電極15、マウント電極16 、17及び引き出し電極19、20は、例えば、クロ ム(Cr)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)やチタ ン(Ti)等の導電性膜の被膜により形成された のである。 

 また、一対の振動腕部10、11の先端には、 自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振 動するように調整(周波数調整)を行うための り金属膜21が被膜されている。なお、この り金属膜21は、周波数を粗く調整する際に使 用される粗調膜21aと、微小に調整する際に使 用される微調膜21bとに分かれている。これら 粗調膜21a及び微調膜21bを利用して周波数調整 を行うことで、一対の振動腕部10、11の周波 をデバイスの公称周波数の範囲内に収める とができる。

 このように構成された圧電振動片4は、図 2から図4に示すように、ベース基板2の後述す る一対のマウント層31、32に基部12が載置され た状態で図示しない導電性接着剤や金等のバ ンプ接続によりマウントされている。これに より、マウント電極16、17と一対のマウント 31、32とが電気的に接続されている。

 上記リッド基板3は、ソーダ石灰ガラスから なるものであり、図1、図3及び図4に示すよう に、板状に形成されている。そして、ベース 基板2が接合される接合面側には、圧電振動 4が収まる矩形状の凹部3aが形成されている この凹部3aは、両基板2、3が重ね合わされた きに、圧電振動片4を収容するキャビティC なるキャビティ用の凹部である。
 なお、本実施形態では、リッド基板3側にこ の凹部3aが形成されている場合を例に挙げて 明するが、ベース基板2側に形成されていて も構わないし、両方の基板2、3にそれぞれ形 されていても構わない。

 上記ベース基板2は、リッド基板3と同様に ーダ石灰ガラスからなるものであり、図1か 図4に示すように、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の上面側(リッド基板3が 合される側)には、同一の導電性材料(例えば 、アルミニウム)により接合層30と、一対のマ ウント層31、32と、一対の引き出し電極層33、 34とがパターニングされている。
 このうち接合層30は、リッド基板3に形成さ た凹部3aの周囲を囲むようにベース基板2の 縁に沿って形成されている。一対のマウン 層31、32は、リッド基板3に形成された凹部3a 内に収まるように、それぞれ電気的に切り離 された状態で形成されている。一対の引き出 し電極層33、34は、一対のマウント層31、32と 合層30との間に凹部3a内から凹部3a外に引き されるように形成されており、一対のマウ ト層31、32を接合層30に対してそれぞれ電気 に繋げている。
 但し、一対の引き出し電極層33、34のうち、 他方の引き出し電極層34は、製造途中では接 層30に繋がっていたが、圧電振動子1が完成 た段階では途中で分断された状態となって る。

 なお、本実施形態では、一方の引き出し 極層33が、凹部3a内に収まるように形成され ている。一方、他方の引き出し電極層34は、 部分が凹部3a内に収まるように形成された 、残りの部分が凹部3a外で両基板2、3の間に まれるように形成されている。そして、他 の引き出し電極層34のうち、両基板2、3の間 に挟まれた領域S1と接合層30との間の領域S2( 線で図示している)は、製造途中では繋がっ いたが、圧電振動子1が完成した時点では存 在しない部分である。これにより、上述した ように、他方の引き出し電極層34は、途中で 断された状態となっている。

 また、ベース基板2には、該ベース基板2を 通する一対のスルーホール35、36が形成され いる。このうち一方のスルーホール35は、 合層30に開口が開くように形成され、他方の スルーホール36は、他方の引き出し電極層34 途中に開口が開くように形成されている。
 より詳細に説明すると、一方のスルーホー 35は、一方の引き出し電極層33が繋がった付 近の接合層30に開口が開くように形成されて り、開口の周囲が接合層30で囲まれる大き とされている。また、他方のスルーホール36 は、両基板2、3の間に挟まれた他方の引き出 電極層34の領域S1に開口が開くように形成さ れており、やはり開口の周囲が引き出し電極 層34で囲まれる大きさとされている。

 ベース基板2及びリッド基板3は、上述し 接合層30を利用した陽極接合によって接合さ れている。つまり、ベース基板2上に形成さ た接合層30は、陽極接合によってリッド基板 3に強固に密着した状態となっている。この 、両基板2、3の間に形成された他方の引き出 し電極層34の領域S1に関しても、陽極接合に ってリッド基板3に強固に密着した状態とな ている。そのため、一対のスルーホール35 36の開口の周囲は、それぞれ接合層30及び他 の引き出し電極層34によって、確実に封止 れた状態となっている。

 また、ベース基板2には、一対のスルーホ ール35、36内に導電性材料が埋め込まれ、該 ース基板2の下面側に露出する外部電極37、38 が形成されている。この際、一方の外部電極 37は、接合層30に対して電気的に接続され、 方の外部電極38は、他方の引き出し電極層34 電気的に接続された状態となっている。そ 結果、一方の外部電極37は、接合層30、一方 の引き出し電極層33、一方のマウント層31を して、圧電振動片4の第1の励振電極13に電気 に接続されている。また、他方の外部電極3 8は、他方の引き出し電極層34及び他方のマウ ント層32を介して、圧電振動片4の第2の励振 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37、38に対して、所定の駆動電圧を印 する。これにより、圧電振動片4の第1の励 電極13及び第2の励振電極14からなる励振電極 15に電流を流すことができ、一対の振動腕部1 0、11を接近・離間させる方向に所定の周波数 で振動させることができる。そして、この一 対の振動腕部10、11の振動を利用して、時刻 、制御信号のタイミング源やリファレンス 号源等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8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 から図8に示す圧電振動片4を作製する(S10)。 体的には、まず水晶のランバート原石を所 の角度でスライスして一定の厚みのウエハ する。続いて、このウエハをラッピングし 粗加工した後、加工変質層をエッチングで り除き、その後ポリッシュ等の鏡面研磨加 を行って、所定の厚みのウエハとする。続 て、ウエハに洗浄等の適切な処理を施した 、該ウエハをフォトリソグラフィ技術によ て圧電振動片4の外形形状でパターニングす と共に、金属膜の成膜及びパターニングを って、励振電極15、引き出し電極19、20、マ ント電極16、17、重り金属膜21を形成する。 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、図9に示すように、 エッチング等により最表面の加工変質層を除 去した円板状のリッド基板用ウエハ50を形成 る(S21)。次いで、リッド基板用ウエハ50の接 合面に、エッチング等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 を行う(S22)。この時点で、第1のウエハ作製 程が終了する。

 次に、後にベース基板2となるベース基板用 ウエハ40を、陽極接合を行う直前の状態まで 製する第2のウエハ作製工程を行う(S30)。ま 、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨 工して洗浄した後に、エッチング等により 表面の加工変質層を除去した円板状のベー 基板用ウエハ40を形成する(S31)。
 次いで、図10に示すように、ベース基板用 エハ40に、例えばブラスト加工により一対の スルーホール35、36を複数形成するスルーホ ル形成工程を行う(S32)。なお、図10に示す点 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。この際、リッド基板用ウエハ 50を重ねた際に、凹部3aの内側ではなく、凹 3aの外側に開口が開くようにスルーホール35 36を形成する。

 次いで、ベース基板用ウエハ40の接合面に 図11に示すように、接合層30と、一対のマウ ト層31、32と、一対の引き出し電極層33、34 を同一の導電性材料によりパターニングす パターニング工程を行う(S33)。なお、図11に 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。
 特に、接合層30を形成する際、一方のスル ホール35の開口の周囲を覆った状態で該開口 上を通過するように導電性材料をパターニン グする。これにより、一方のスルーホール35 開口の周囲は、接合層30で囲まれた状態と る。しかも、スルーホール形成工程後にパ ーニングを行っているので、一方のスルー ール35の内面に接合層30が若干入り込んだ状 となっている(後述する図14及び図16参照)。

 また、一方の引き出し電極層33に関しては スルーホールに関係なく一方のマウント層31 を接合層30に直接電気的に繋がるようにパタ ニングする。そして、他方の引き出し電極 34に関しては、他方のスルーホール36の開口 の周囲を覆った状態で該開口上を通過した後 に、他方のマウント層32と接合層30とが電気 に繋がるようにパターニングする。つまり 上述した領域S2を介して領域S1と接合層30と 繋がるように他方の引き出し電極層34を形成 しておく。これにより、この工程を行った時 点で、接合層30、一対のマウント層31、32及び 一対の引き出し電極層33、34は、全て電気的 繋がった状態となっている。この時点で、 2のウエハ作製工程が終了する。
 なお、他方のスルーホール36の開口の周囲 、他方の引き出し電極層34の領域S1によって まれた状態となる。しかも、スルーホール 成工程後にパターニングを行っているので 他方のスルーホール36の内面に他方の引き し電極層34が若干入り込んだ状態となってい る(後述する図14及び図16参照)。

 次に、作製した複数の圧電振動片4を一対の マウント層31、32に対してそれぞれマウント せた後、両ウエハ40、50を重ね合わせて凹部3 aと両ウエハ40、50とで囲まれるキャビティC内 に圧電振動片4を収納する重ね合わせ工程を う(S40)。
 まず、作製した複数の圧電振動片4をベース 基板用ウエハ40に形成された各凹部3a内に収 させた状態で、一対のマウント層31、32にマ ントするマウント工程を行う(S41)。具体的 は、圧電振動片4の基部12を各凹部3a内に形成 された一対のマウント層31、32に載置した後 導電性接着剤やバンプ接続等によりマウン する。これにより、圧電振動片4は、一対の ウント層31、32に機械的に支持されると共に 、マウント電極16、17と引き出し電極層33、34 が電気的に接続された状態となる。

 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。そして、図示しない 準マーク等を指標としながら、両ウエハ40、 50を正しい位置にアライメントする(S42)。こ により、圧電振動片4が、ベース基板用ウエ 40に形成された凹部3aと両ウエハ40、50とで まれるキャビティC内に収容された状態とな 。

 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(S50)。具体的には 、接合層30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、接合層30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 合した図12に示すウエハ体60を得ることがで きる。なお、図12においては、図面を見易く るために、ウエハ体60を分解した状態を図 している。また、接合層30、マウント層31、3 2、引き出し電極19、20の図示は、省略してい 。

 ところで、陽極接合を行う際、図13及び図14 に示すように、接合層30と一対の引き出し電 層33、34とは、電気的に接続されているので 、電圧を印加した際に一対の引き出し電極層 33、34にも電圧が印加される。よって、他方 引き出し電極層34の領域S1は、接合層30と同 に、陽極接合によってリッド基板用ウエハ50 に対して強固に密着する。そのため、一対の スルーホール35、36は、共に開口の周囲が確 に封止されるので、該スルーホール35、36を してキャビティC内の気密が損なわれること がない。
 特に、接合層30と一対の引き出し電極層33、 34とがパターニング工程によって予め電気的 接続されているので、スルーホール35、36の 内面に成膜された導電膜を介して電圧を印加 していた従来の方法のように、キャビティC の封止が不確実になる恐れがない。つまり スルーホール35、36の存在に影響されること く陽極接合を行えるので、接合を確実に行 ことができる。
 しかも、接合層30に電圧を印加するだけで ベース基板用ウエハ40に形成された全ての一 対の引き出し電極層33、34に電圧を印加でき ので、ウエハにうねり等があったとしても ベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ 50とを全面に亘って均一に接合することがで る。そのうえ、従来に比べて電圧印加が簡 で短時間で行うことができるので、製造効 を向上することができる。

 上述した陽極接合が終了した後、接合層30 他方の引き出し電極層34との電気的な繋がり を途中で分断する分断工程を行う(S51)。つま 、図15及び図16に示すように、他方の引き出 し電極層34のうち、他方のスルーホール36の 口と接合層30との間における領域S2にレーザ Lを照射して、この領域S2の部分を切断する これにより、他方の引き出し電極層34は、 中で切り離され、接合層30との電気的な繋が りが分断される。この工程を行うことで、他 方の引き出し電極層34及び他方のマウント層3 2は、接合層30から電気的に独立した状態とな る。
 なお、レーザ光Lを照射した際、領域S2が蒸 することで分断が行われるが、蒸発した成 は図15に示す矢印のように、両ウエハ40、50 間に形成された微小な隙間に拡散する。こ により、分断を確実且つスムーズに行うこ ができる。

 次いで、導電性材料により一対のスルーホ ル35、36を塞いで外部電極37、38を形成する 部電極形成工程を行う(S52)。具体的には、ス パッタ法により導電性材料をスルーホール35 36内に成膜させた後、メッキ法により成膜 た導電性材料を成長させる。この際、ベー 基板用ウエハ40の下面側に露出するように外 部電極37、38を形成する。特に、スルーホー 35、36の開口は、それぞれ接合層30及び他方 引き出し電極層34に囲まれているので、この 工程を行うことで、外部電極37、38をそれぞ 接合層30と他方の引き出し電極層34とに電気 に接続されることができる。
しかも、図16に示すように、一方のスルーホ ル35内に接合層30の一部が入り込み、他方の スルーホール36内に他方の引き出し電極層34 一部が入り込んでいる。そのため、外部電 37と接合層30、外部電極38と他方の引き出し 極層34との導通をより確実にすることができ る。

 次いで、接合されたウエハ体60を図10及び図 11に示す切断線Mに沿って切断して小片化する 切断工程を行う(S53)。その結果、互いに陽極 合されたベース基板2とリッド基板3との間 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に示す表面実装型の圧電振動 1を一度に複数製造することができる。
 その後、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 (S54)。具体的に説明すると、両外部電極37、38 に電圧を印加して圧電振動片4を振動させる そして、周波数を計測しながらリッド基板3 通して外部からレーザ光を照射し、重り金 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 るので、圧電振動片4の周波数を、公称周波 数の所定範囲内に収まるように微調整するこ とができる。

 続いて、内部の電気特性検査を行う(S55) 即ち、圧電振動片4の共振周波数、共振抵抗 、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 クする。また、絶縁抵抗特性等を併せてチ ックする。そして、最後に圧電振動子1の外 検査を行って、寸法や品質等を最終的にチ 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、上述した製造方法によれば、キャ ティC内が確実に封止され、スルーホール35 36を利用して外部電極37、38と圧電振動片4と の導通を図ることができる圧電振動子1を効 良く製造することができる。従って、信頼 が高く高品質化な圧電振動子1を製造するこ ができるうえ、低コスト化を図ることがで る。

 次に、本発明に係る発振器の一実施形態に いて、図17を参照しながら説明する。
 本実施形態の発振器100は、図17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、コンデンサ等の電子部品102 実装された基板103を備えている。基板103に 、発振器用の上記集積回路101が実装されて り、この集積回路101の近傍に、圧電振動子1 の圧電振動片4が実装されている。これら電 部品102、集積回路101及び圧電振動子1は、図 しない配線パターンによってそれぞれ電気 に接続されている。なお、各構成部品は、 示しない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、該圧電振動 子1内の圧電振動片4が振動する。この振動は 圧電振動片4が有する圧電特性により電気信 号に変換されて、集積回路101に電気信号とし て入力される。入力された電気信号は、集積 回路101によって各種処理がなされ、周波数信 号として出力される。これにより、圧電振動 子1が発振子として機能する。
 また、集積回路101の構成を、例えば、RTC(リ アルタイムクロック)モジュール等を要求に じて選択的に設定することで、時計用単機 発振器等の他、当該機器や外部機器の動作 や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等 提供したりする機能を付加することができ 。

 上述したように、本実施形態の発振器100 よれば、信頼性が高く高品質化されている 共に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自体の高品質化及び低コ 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。

 次に、本発明に係る電子機器の一実施形 について、図18を参照して説明する。なお 子機器として、上述した圧電振動子1を有す 携帯情報機器110を例にして説明する。始め 本実施形態の携帯情報機器110は、例えば、 帯電話に代表されるものであり、従来技術 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 分に液晶ディスプレイを配し、この画面上 現在の時刻等を表示させることができるも である。また、通信機として利用する場合 は、手首から外し、バンドの内側部分に内 されたスピーカ及びマイクロフォンによっ 、従来技術の携帯電話と同様の通信を行う とが可能である。しかしながら、従来の携 電話と比較して、格段に小型化及び軽量化 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18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、時刻等のカウントを行う計時 113と、外部との通信を行う通信部114と、各 情報を表示する表示部115と、それぞれの機 部の電圧を検出する電圧検出部116とが並列 接続されている。そして、電源部111によっ 、各機能部に電力が供給されるようになっ 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 、システム全体の動作制御を行う。また、 御部112は、予めプログラムが書き込まれたR OMと、該ROMに書き込まれたプログラムを読み して実行するCPUと、該CPUのワークエリアと て使用されるRAM等とを備えている。

 計時部113は、発振回路、レジスタ回路、 ウンタ回路及びインターフェース回路等を 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 動片4が振動し、該振動が水晶の有する圧電 性により電気信号に変換されて、発振回路 電気信号として入力される。発振回路の出 は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回 とにより計数される。そして、インターフ ース回路を介して、制御部112と信号の送受 が行われ、表示部115に、現在時刻や現在日 或いはカレンダー情報等が表示される。

 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及び呼制御メモリ部124 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 りを行う。音声処理部118は、無線部117又は 幅部120から入力された音声信号を符号化及 複号化する。増幅部120は、音声処理部118又 音声入出力部121から入力された信号を、所 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 音や受話音声を拡声したり、音声を集音し 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 及びその他のキーを備えており、これら番 キー等を押下することにより、通話先の電 番号等が入力される。

 電圧検出部116は、電源部111によって制御 112等の各機能部に対して加えられている電 が、所定の値を下回った場合に、その電圧 下を検出して制御部112に通知する。このと の所定の電圧値は、通信部114を安定して動 させるために必要な最低限の電圧として予 設定されている値であり、例えば、3V程度 なる。電圧検出部116から電圧降下の通知を 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 る。特に、消費電力の大きな無線部117の動 停止は、必須となる。更に、表示部115に、 信部114が電池残量の不足により使用不能に 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、信頼性が高く高品質化され いると共に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110自体の高品 質化及び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。

 次に、本発明に係る電波時計の一実施形態 ついて、図19を参照して説明する。
 本実施形態の電波時計130は、図19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及び60kHzの共振周波数 有する水晶振動子部138、139をそれぞれ備え いる。

 更に、濾波された所定周波数の信号は、検 、整流回路134により検波復調される。続い 、波形整形回路135を介してタイムコードが り出され、CPU136でカウントされる。CPU136で 、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報 読み取る。読み取られた情報は、RTC138に反 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。

 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。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。

 上述したように、本実施形態の電波時計1 30によれば、信頼性が高く高品質化されてい と共に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130自体の高品質化及び 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。

 なお、本発明の技術範囲は上記実施の形 に限定されるものではなく、本発明の趣旨 逸脱しない範囲において種々の変更を加え ことが可能である。

 例えば、上記実施形態では、一方のスルー ール35を開口が接合層30に開くように形成し たが、図20及び図21に示すように、他方のス ーホール36と同様に、開口が一方の引き出し 電極層33の途中に開くように一方のスルーホ ル35を形成しても構わない。この場合には 分断工程の際に、他方の引き出し電極層34と 同様に、スルーホール35の開口が形成されて る領域S1と接合層30との間の領域S2にレーザ Lを照射して、この領域S2の部分を切断すれ 良い。この場合であっても、上記実施形態 同様の作用効果を奏することができる。
 但し、上述した実施形態のように、一方の ルーホール35を接合層30側に形成することで 、一方の引き出し電極層33の長さを極力短く ることができる。よって、コンパクトに設 でき、圧電振動子1の小型化を図ることがで きる。