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Title:
METHOD FOR MANUFACTURING PIEZOELECTRIC VIBRATOR, PIEZOELECTRIC VIBRATOR, OSCILLATOR, ELECTRONIC APPARATUS AND RADIO-CONTROLLED CLOCK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/104328
Kind Code:
A1
Abstract:
A piezoelectric vibrator (1) is provided with a base substrate (2) having polished double surfaces; a lid substrate (3), which has a recessed section (3a) for a cavity (C) and is bonded to the base substrate; a piezoelectric vibrating piece (4), which is bonded to the upper surface of the base substrate while being stored in the cavity formed between the both substrates; a pair of external electrodes (38, 39) formed on the lower surface of the base substrate; a pair of penetrating electrodes (32, 33), which are formed to penetrate the bas substrate, maintain airtightness of the cavity, and are electrically connected to the external electrodes, respectively; and interconnecting electrodes (36, 37), which are formed on the upper surface of the base substrate for electrically connecting the pair of penetrating electrodes, respectively, to the bonded piezoelectric vibrating piece. Each penetrating electrode is formed by curing a paste containing a plurality of non spherically formed metal fine particles.

Inventors:
ONITSUKA OSAMU (JP)
SUGAMA KAZUYOSHI (JP)
KURITA SUMIHIKO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/072621
Publication Date:
August 27, 2009
Filing Date:
December 12, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SEIKO INSTR INC (JP)
ONITSUKA OSAMU (JP)
SUGAMA KAZUYOSHI (JP)
KURITA SUMIHIKO (JP)
International Classes:
H03H9/02; H01L23/02; H01L23/04; H01L23/13; H03B5/32; H03H3/02
Foreign References:
JP2007013628A2007-01-18
JP2005353784A2005-12-22
JPH03276790A1991-12-06
JPH07328315A1995-12-19
Attorney, Agent or Firm:
MATSUSHITA, YOSHIHARU (JP)
Matsushita Yoshiharu (JP)
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Claims:
 両面が研磨加工されたベース基板と、
 キャビティ用の凹部が形成され、該凹部を前記ベース基板に対向させた状態で該ベース基板に接合されたリッド基板と、
 前記凹部を利用して前記ベース基板と前記リッド基板との間に形成されたキャビティ内に収納された状態で、ベース基板の上面に接合された圧電振動片と、
 前記ベース基板の下面に形成された一対の外部電極と、
 前記ベース基板を貫通するように形成され、前記キャビティ内の気密を維持すると共に、前記一対の外部電極に対してそれぞれ電気的に接続された一対の貫通電極と、
 前記ベース基板の上面に形成され、接合された前記圧電振動片に対して前記一対の貫通電極をそれぞれ電気的に接続させる引き回し電極と、を備え、
 前記貫通電極は、非球形形状に形成された複数の金属微粒子を含んだペーストの硬化により形成されていることを特徴とする圧電振動子。
 請求項1に記載の圧電振動子において、
 前記ベース基板及び前記リッド基板は、前記凹部の周囲を囲むように両基板の間に形成された接合膜を介して陽極接合されていることを特徴とする圧電振動子。
 請求項1又は2に記載の圧電振動子において、
 前記圧電振動片は、導電性のバンプによりバンプ接合されていることを特徴とする圧電振動子。
 互いに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、
 前記リッド基板用ウエハに、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に、複数の非球形形状の金属微粒子を含んだペーストを利用して、該ウエハを貫通する一対の貫通電極を複数形成する貫通電極形成工程と、
 前記ベース基板用ウエハの上面に、前記一対の貫通電極に対してそれぞれ電気的に接続された引き回し電極を複数形成する引き回し電極形成工程と、
 複数の前記圧電振動片を、前記引き回し電極を介して前記ベース基板用ウエハの上面に接合するマウント工程と、
 前記ベース基板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとを重ね合わせて、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、
 前記ベース基板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとを接合し、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、
 前記ベース基板用ウエハの下面に、前記一対の貫通電極にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極を複数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、
 前記貫通電極形成工程は、前記ベース基板用ウエハに前記ペーストを保持する一対の保持孔を複数形成する保持孔形成工程と、これら複数の保持孔内に前記ペーストを埋め込んで該保持孔を塞ぐ充填工程と、埋め込んだペーストを所定の温度で焼成して硬化させる焼成工程と、焼成後にベース基板用ウエハの両面をそれぞれ所定の厚みだけ研磨する研磨工程と、を備えていることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
 請求項4に記載の圧電振動子の製造方法において、
 前記マウント工程前に、前記ベース基板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとを重ね合わせたときに、前記凹部の周囲を囲む接合膜をベース基板用ウエハの上面に形成する接合膜形成工程を備え、
 前記接合工程の際、前記接合膜を介して前記両ウエハを陽極接合することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
 請求項4又は5に記載の圧電振動子の製造方法において、
 前記マウント工程の際、導電性のバンプを利用して前記圧電振動片をバンプ接合することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
 請求項4から6のいずれか1項に記載の圧電振動子の製造方法において、
 前記充填工程の際、前記ペーストを脱泡処理した後に、該ペーストを前記保持孔内に埋め込むことを特徴とする圧電振動子の製造方法。
 請求項1から3のいずれか1項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1から3のいずれか1項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1から3のいずれか1項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、該圧電振 子を製造する圧電振動子の製造方法、圧電 動子を有する発振器、電子機器及び電波時 に関するものである。

 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 リ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2層構造タイプの圧電振動子 の1つとして、ベース基板を貫通するように 成された導電部材を利用して、圧電振動片 ベース基板に形成された外部電極とを導通 せた圧電振動子が知られている(特許文献1及 び特許文献2参照)。

 この圧電振動子200は、図24及び図25に示すよ うに、接合膜207を介して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 された圧電振動片203と、を備えている。圧 振動片203は、例えば音叉型の振動片であっ 、キャビティC内においてベース基板201の上 に導電性接着剤Eを介してマウントされてい る。
 ベース基板201及びリッド基板202は、例えば ラミックやガラス等からなる絶縁基板であ 。両基板201、202のうちベース基板201には、 基板201を貫通するスルーホール204が形成さ ている。そして、このスルーホール204内に 、該スルーホール204を塞ぐように導電部材2 05が埋め込まれている。この導電部材205は、 ース基板201の下面に形成された外部電極206 電気的に接続されていると共に、キャビテ C内にマウントされている圧電振動片203に電 気的に接続されている。

特開2002-124845号公報

特開2006-279872号公報

 ところで、上述した2層構造タイプの圧電 振動子において、導電部材205は、スルーホー ル204を塞いでキャビティC内の気密を維持す と共に、圧電振動片203と外部電極206とを導 させるという2つの大きな役割を担っている 特に、スルーホール204との密着が不十分で ると、キャビティC内の気密が損なわれてし まう恐れがあり、また、導電性接着剤E或い 外部電極206との接触が不十分であると、圧 振動片203の作動不良を招いてしまう。従っ 、このような不具合をなくす為にも、スル ホール204の内面に強固に密着した状態で該 ルーホール204を完全に塞ぎ、しかも、表面 凹み等がない状態で導電部材205を形成する 要がある。

 しかしながら、特許文献1及び特許文献2に 、導電部材205を導電ペースト(AgペーストやAu -Snペースト等)にて形成する点は記載されて るものの、実際にどのように形成するか等 具体的な製造方法については何ら記載され いない。
 一般的に導電ペーストを使用する場合には 焼成して硬化させる必要がある。つまり、 ルーホール204内に導電ペーストを埋め込ん 後、焼成を行って硬化させる必要がある。 ころが、焼成を行うと、導電ペーストに含 れる有機物が蒸発により消失してしまうの 、通常、焼成後の体積が焼成前に比べて減 してしまう(例えば、導電ペーストとしてAg ーストを用いた場合には、体積が略20%程度 少してしまう)。そのため、導電ペーストを 利用して導電部材205を形成したとしても、表 面に凹みが発生してしまったり、酷い場合に は貫通孔が中心に開いてしまったりする恐れ がある。
 その結果、キャビティC内の気密が損なわれ たり、圧電振動片203と外部電極206との導通性 が損なわれたりする可能性があった。

 また、一般的に導電ペーストには、図26に すように、球形状に形成された金属微粒子21 0が複数含まれており、これら複数の金属微 子210同士が接触し合うことで、電気導通性 確保されている。なお、金属微粒子210がAgか らなるものをAgペーストと呼んでいる。
 ところが、従来の金属微粒子210は球形であ ので、金属微粒子210同士が完全に接触し合 たとしても、点接触となってしまう。よっ 、金属微粒子210が僅かにずれただけで、簡 に絶縁状態となってしまう。従って、従来 導電ペーストを焼成により硬化させて導電 材205を形成したとしても、安定した導通性 得ることが難しかった。

 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、キャビティ内の気 を確実に維持すると共に、圧電振動片と外 電極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を提供す ることである。
 また、該圧電振動子を、一度に効率良く製 する圧電振動子の製造方法、圧電振動子を する発振器、電子機器、電波時計を提供す 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は、両面が研磨加 されたベース基板と、キャビティ用の凹部 形成され、該凹部を前記ベース基板に対向 せた状態で該ベース基板に接合されたリッ 基板と、前記凹部を利用して前記ベース基 と前記リッド基板との間に形成されたキャ ティ内に収納された状態で、ベース基板の 面に接合された圧電振動片と、前記ベース 板の下面に形成された一対の外部電極と、 記ベース基板を貫通するように形成され、 記キャビティ内の気密を維持すると共に、 記一対の外部電極に対してそれぞれ電気的 接続された一対の貫通電極と、前記ベース 板の上面に形成され、接合された前記圧電 動片に対して前記一対の貫通電極をそれぞ 電気的に接続させる引き回し電極と、を備 、前記貫通電極が、非球形形状に形成され 複数の金属微粒子を含んだペーストの硬化 より形成されていることを特徴とするもの ある。

 また、本発明に係る圧電振動子の製造方 は、互いに接合されたベース基板とリッド 板との間に形成されたキャビティ内に圧電 動片が封止された圧電振動子を、ベース基 用ウエハとリッド基板用ウエハとを利用し 一度に複数製造する方法であって、前記リ ド基板用ウエハに、両ウエハが重ね合わさ たときに前記キャビティを形成するキャビ 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に、複数の非球形 状の金属微粒子を含んだペーストを利用し 、該ウエハを貫通する一対の貫通電極を複 形成する貫通電極形成工程と、前記ベース 板用ウエハの上面に、前記一対の貫通電極 対してそれぞれ電気的に接続された引き回 電極を複数形成する引き回し電極形成工程 、複数の前記圧電振動片を、前記引き回し 極を介して前記ベース基板用ウエハの上面 接合するマウント工程と、前記ベース基板 ウエハと前記リッド基板用ウエハとを重ね 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、前記ベース基板用ウエハと 記リッド基板用ウエハとを接合し、前記圧 振動片を前記キャビティ内に封止する接合 程と、前記ベース基板用ウエハの下面に、 記一対の貫通電極にそれぞれ電気的に接続 れた一対の外部電極を複数形成する外部電 形成工程と、接合された前記両ウエハを切 して、複数の前記圧電振動子に小片化する 断工程と、を備え、前記貫通電極形成工程 、前記ベース基板用ウエハに前記ペースト 保持する一対の保持孔を複数形成する保持 形成工程と、これら複数の保持孔内に前記 ーストを埋め込んで該保持孔を塞ぐ充填工 と、埋め込んだペーストを所定の温度で焼 して硬化させる焼成工程と、焼成後にベー 基板用ウエハの両面をそれぞれ所定の厚み け研磨する研磨工程と、を備えていること 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、まずリッド基板用ウ ハに、キャビティ用の凹部を複数形成する 部形成工程を行う。これら凹部は、後に両 エハを重ね合わせた際に、キャビティとな 凹部である。
 また、上記工程と同時或いは前後のタイミ グで、ベース基板用ウエハに一対の貫通電 を複数形成する貫通電極形成工程を行う。 の際、後に両ウエハを重ね合わせたときに リッド基板用ウエハに形成した凹部内に収 るように一対の貫通電極を複数形成する。

 この貫通電極形成工程について、詳細に説 すると、まずベース基板用ウエハにペース を保持する一対の保持孔を複数形成する保 孔形成工程を行う。なお、保持孔としては 例えばベース基板用ウエハを貫通する貫通 でも構わないし、単に凹んだ有底状の凹み でも構わない。
 続いて、これら複数の保持孔内に複数の金 微粒子を含んだペーストを隙間なく埋め込 で該保持孔を塞ぐ充填工程を行う。この際 非球形(例えば、細長い繊維状や断面星型状 )に形成された金属微粒子を含んだペースト 用いる。

 続いて、充填したペーストを所定の温度で 成して硬化させる焼成工程を行う。これに り、保持孔の内面にペーストが強固に固着 た状態となる。ところで、硬化したペース は、焼成時にペースト内の有機物が蒸発し しまうので、充填工程時に比べて体積が減 してしまう。そのためペーストの表面には どうしても凹みが生じてしまう。
 そこで、焼成後に、ベース基板用ウエハの 面をそれぞれ所定の厚みだけ研磨する研磨 程を行う。この工程を行うことで、焼成に って硬化したペーストも同時に研磨できる で、凹んでしまった部分の周囲を削り取る とができる。つまり、硬化したペーストの 面を平坦にすることができる。よって、ベ ス基板用ウエハの表面と貫通電極の表面と 、ほぼ面一な状態となる。この研磨工程を うことで、貫通電極形成工程が終了する。 お、ペーストに含まれる複数の金属微粒子 互いに接触し合っていることで、貫通電極 電気導通性が確保されている。

 次に、ベース基板用ウエハの上面に導電性 料をパターニングして、各一対の貫通電極 対してそれぞれ電気的に接続された引き回 電極を複数形成する引き回し電極形成工程 行う。この際、後に両ウエハを重ね合わせ ときに、リッド基板用ウエハに形成した凹 内に収まるように引き回し電極を形成する
 特に貫通電極は、上述したように表面に凹 がなく、ベース基板用ウエハの上面に対し ほぼ面一な状態となっている。そのため、 ース基板用ウエハの上面にパターニングさ た引き回し電極は、間に隙間等を発生させ ことなく貫通電極に対して密着した状態で する。これにより、引き回し電極と貫通電 との導通性を確実なものにすることができ 。

 次に、複数の圧電振動片を、それぞれ引き し電極を介してベース基板用ウエハの上面 接合するマウント工程を行う。これにより 接合された各圧電振動片は、引き回し電極 介して一対の貫通電極に対して導通した状 となる。マウント終了後、ベース基板用ウ ハとリッド基板用ウエハとを重ね合わせる ね合わせ工程を行う。これにより、接合さ た複数の圧電振動片は、凹部と両ウエハと 囲まれるキャビティ内に収納された状態と る。
 次に、重ね合わせた両ウエハを接合する接 工程を行う。これにより、両ウエハが強固 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。この際、ベース基 用ウエハに形成された保持孔は、貫通電極 よって既に塞がれているので、キャビティ の気密が損なわれることがない。特に、貫 電極を構成するペーストは、保持孔の内面 強固に密着しているので、キャビティ内の 密を確実に維持することができる。

 次に、ベース基板用ウエハの下面に導電性 料をパターニングして、各一対の貫通電極 それぞれ電気的に接続された一対の外部電 を複数形成する外部電極形成工程を行う。 の場合も引き回し電極の形成時と同様に、 ース基板用ウエハの下面に対して貫通電極 ほぼ面一な状態となっているので、パター ングされた外部電極は、間に隙間等を発生 せることなく貫通電極に対して密着した状 で接する。これにより、外部電極と貫通電 との導通性を確実なものにすることができ 。この工程により、外部電極を利用して、 ャビティ内に封止された圧電振動片を作動 せることができる。
 最後に、接合されたベース基板用ウエハ及 リッド基板用ウエハを切断して、複数の圧 振動子に小片化する切断工程を行う。

 その結果、互いに接合されたベース基板と ッド基板との間に形成されたキャビティ内 圧電振動片が封止された2層構造式表面実装 型の圧電振動子を一度に複数製造することが できる。
 特に、表面に凹みがなく、ベース基板に対 てほぼ面一な状態で貫通電極を形成できる で、該貫通電極を、引き回し電極及び外部 極に対して確実に密着させることができる その結果、圧電振動片と外部電極との安定 た導通性を確保することができ、作動性能 信頼性を向上して、高品質化を図ることが きる。また、キャビティ内の気密に関して 確実に維持することができるので、この点 おいても高品質化を図ることができる。加 て、ペーストを利用した簡単な方法で貫通 極を形成できるので、工程の簡素化を図る とができる。
 しかも、ペーストに含まれる金属微粒子が 球形状に形成されているので、互いに接触 合ったときに、従来のように点接触ではな 、線接触になり易い。よって、貫通電極の 気的な導通性を安定にすることができる。

 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、前記ベース基 及び前記リッド基板が、前記凹部の周囲を むように両基板の間に形成された接合膜を して陽極接合されていることを特徴とする のである。

 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、前記マウント工程前に、前記ベース 板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとを ね合わせたときに、前記凹部の周囲を囲む 合膜をベース基板用ウエハの上面に形成す 接合膜形成工程を備え、前記接合工程の際 前記接合膜を介して前記両ウエハを陽極接 するこ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 の製造方法においては、接合膜を介してベ ス基板用ウエハとリッド基板用ウエハとを 極接合できるので、両ウエハをより強固に 合してキャビティ内の気密性を高めること できる。従って、圧電振動片をさらに高精 に振動させることができ、さらなる高品質 を図ることができる。

 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、前記圧電振動 が、導電性のバンプによりバンプ接合され いることを特徴とするものである。

 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、前記マウント工程の際、導電性のバ プを利用して前記圧電振動片をバンプ接合 るこ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 の製造方法においては、圧電振動片をバン 接合するので、バンプの厚み分だけ圧電振 片をベース基板の上面から浮かすことがで る。そのため、圧電振動片の振動に必要な 低限の振動ギャップを自然と確保すること できる。よって、圧電振動子の作動性能の 頼性をさらに向上することができる。

 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、前記充填工程の際、前記ペーストを 泡処理した後に、該ペーストを前記保持孔 に埋め込むことを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、事前にペーストを脱泡処理するの 、気泡等が極力含まれていないペーストを 填することができる。よって、焼成工程を ったとしても、ペーストの体積減少をでき だけ抑えることができる。従って、その後 行う研磨工程時での研磨量を少なくするこ ができ、該工程にかかる時間を削減でき、 り効率良く圧電振動子を製造することがで 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、キャビティ内の気密が確 で、作動の信頼性が向上した高品質な圧電 動子を備えているので、同様に作動の信頼 を高めて高品質化を図ることができる。

 本発明に係る圧電振動子によれば、キャビ ィ内の気密を確実に維持することができる 共に、圧電振動片と外部電極との安定した 通性を確保した高品質な2層構造式表面実装 型の圧電振動子とすることができる。
 また、本発明に係る圧電振動子の製造方法 よれば、上述した圧電振動子を一度に効率 く製造することができ、低コスト化を図る とができる。
 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、同様に作動の信頼性を高めて 品質化を図ることができる。

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2に示すA-A線に沿った圧電振動子の断 面図である。 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3に示す貫通電極の拡大図であって、 複数の金属微粒子を含むペーストを示す図で ある。 図1に示す圧電振動子を製造する際の流 れを示すフローチャートである。 図9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、リッド基板の元となるリッド基板用ウ ハに複数の凹部を形成した状態を示す図で る。 図9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 ハに一対のスルーホールを形成した状態を す図である。 図11に示す状態をベース基板用ウエハ 断面から見た図である。 図9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、図12に示す状態の後、スルーホール内に ペーストを充填させた状態を示す図である。 図9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、図13に示す状態の後、ペーストを焼成に より硬化させ、貫通電極を形成した状態を示 す図である。 図9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、図14に示す状態の後、ベース基板用ウエ ハの両面を研磨している状態を示す図である 。 図9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、図15に示す状態の後、凹みがなくなりベ ース基板用ウエハの表面に面一となった貫通 電極を示す図である。 図9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、図16に示す状態の後、ベース基板用ウエ ハの上面に接合膜及び引き回し電極をパター ニングした状態を示す図である。 図17に示す状態のベース基板用ウエハ 全体図である。 図9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。 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。 図8に示す金属微粒子の変形例を示す であって、(a)は短冊状に形成された金属微 子、(b)は波型状に形成された金属微粒子、(c )は断面星型に形成された金属微粒子、(d)は 面十字型に形成された金属微粒子を示す図 ある。 従来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で圧電振動 片を上方から見た図である。 図24に示す圧電振動子の断面図である 従来の導電性ペーストの拡大図である 。

符号の説明

 B…バンプ
 C…キャビティ
 P…ペースト
 P1…金属微粒子
 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、31…スルーホール(保持孔)
 35…接合膜
 36、37…引き回し電極
 38、39…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19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 に積層された箱状に形成されており、内部 キャビティC内に圧電振動片4が収納された 面実装型の圧電振動子である。
 なお、図4においては、図面を見易くするた めに後述する励振電極15、引き出し電極19、20 、マウント電極16、17及び重り金属膜21の図示 を省略している。

 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 11の基端側から略中間付近まで形成されて る。

 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上と他 の振動腕部11の両側面上とに主に形成され 第2の励振電極14が、一方の振動腕部10の両側 面上と他方の振動腕部11の溝部18上とに主に 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 3から図4に示すように、金等のバンプBを利用 して、ベース基板2の上面にバンプ接合され 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後述する引き回し電極3 6、37上に形成された2つのバンプB上に、一対 マウント電極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、ベース基板2の上面から浮いた状 で支持されると共に、マウント電極16、17と 引き回し電極36、37とがそれぞれ電気的に接 された状態となっている。

 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 される接合面側には、圧電振動片4が収まる 形状の凹部3aが形成されている。この凹部3a は、両基板2、3が重ね合わされたときに、圧 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、リッド基板 3は、この凹部3aをベース基板2側に対向させ 状態で該ベース基板2に対して陽極接合され 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から図4に示すよ うに、リッド基板3に対して重ね合わせ可能 大きさで板状に形成されている。
 このベース基板2には、後述するペーストP 保持する一対の保持孔30、31が形成されてい 。本実施形態では、保持孔30、31の一例とし て、ベース基板2を貫通するスルーホールを に挙げて説明する。よって、以下、一対の 持孔30、31を、一対のスルーホール30、31とし て説明する。

 これら一対のスルーホール30、31は、キャ ビティC内に収まるように形成されている。 り詳しく説明すると、本実施形態のスルー ール30、31は、マウントされた圧電振動片4の 基部12側に一方のスルーホール30が位置し、 動腕部10、11の先端側に他方のスルーホール3 1が位置するように形成されている。また、 実施形態では、ベース基板2の下面に向かっ 漸次径が縮径した断面テーパ状のスルーホ ルを例に挙げて説明するが、この場合に限 れず、ベース基板2を真っ直ぐに貫通するス ルーホールでも構わない。

 そして、これら一対のスルーホール30、31に は、該スルーホール30、31を埋めるように形 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8に示すよう 、複数の金属微粒子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 密を維持していると共に、後述する外部電極 38、39と引き回し電極36、37とを導通させる役 を担っている。
 なお、貫通電極32、33は、ペーストPに含ま る複数の金属微粒子P1が互いに接触し合って いることで、電気導通性が確保されている。 また、この金属微粒子P1は、銅等により細長 繊維状(非球形形状)に形成されている。

 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から図4に示すよう 、導電性材料(例えば、アルミニウム)によ 、陽極接合用の接合膜35と、一対の引き回し 電極36、37とがパターニングされている。こ うち接合膜35は、リッド基板3に形成された 部3aの周囲を囲むようにベース基板2の周縁 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 貫通電極32、33のうち、一方の貫通電極32と圧 電振動片4の一方のマウント電極16とを電気的 に接続すると共に、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 詳しく説明すると、一方の引き回し電極36 、圧電振動片4の基部12の真下に位置するよ に一方の貫通電極32の真上に形成されている 。また、他方の引き回し電極37は、一方の引 回し電極36に隣接した位置から、振動腕部10 、11に沿って該振動腕部10、11の先端側に引き 回しされた後、他方の貫通電極33の真上に位 するように形成されている。
 そして、これら一対の引き回し電極36、37上 にそれぞれバンプBが形成されており、該バ 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 ント電極16が、一方の引き回し電極36を介し 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 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 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及び一方の引き 回し電極36を介して圧電振動片4の第1の励振 極13に電気的に接続されている。また、他方 の外部電極39は、他方の貫通電極33及び他方 引き回し電極37を介して、圧電振動片4の第2 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 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 から図7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10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 去した円板状のリッド基板用ウエハ50を形成 する(S21)。次いで、リッド基板用ウエハ50の 合面に、エッチング等により行列方向にキ ビティ用の凹部3aを複数形成する凹部形成工 程を行う(S22)。この時点で、第1のウエハ作製 工程が終了する。

 次に、上記工程と同時或いは前後のタイ ングで、後にベース基板2となるベース基板 用ウエハ40を、陽極接合を行う直前の状態ま 作製する第2のウエハ作製工程を行う(S30)。 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ベ ス基板用ウエハ40を形成する(S31)。次いで、 ベース基板用ウエハ40に一対の貫通電極32、33 を複数形成する貫通電極形成工程を行う(S32) ここで、この貫通電極形成工程について、 細に説明する。

 まず、図11に示すように、ベース基板用 エハ40にペーストPを保持する一対の保持孔 即ち、ベース基板用ウエハ40を貫通する一対 のスルーホール30、31を複数形成する保持孔 成工程(S33)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の上面側から、例えばサンドブラス 法で行う。これにより、図12に示すように ベース基板用ウエハ40の下面に向かって漸次 径が縮径する断面テーパ状のスルーホール30 31を形成することができる。また、後に両 エハ40、50を重ね合わせたときに、リッド基 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を複数形成す 。しかも、一方のスルーホール30が圧電振動 片4の基部12側に位置し、他方のスルーホール 31が振動腕部10、11の先端側に位置するように 形成する。

 続いて、図13に示すように、これら複数の ルーホール30、31内に非球形形状に形成され 金属微粒子P1を含んだペーストPを隙間なく め込んで該スルーホール30、31を塞ぐ充填工 程を行う(S34)。なお、図13から図16では、金属 微粒子P1の図示を省略している。
 続いて、充填したペーストPを所定の温度で 焼成して、硬化させる焼成工程を行う(S35)。 れにより、スルーホール30、31の内面にペー ストPが強固に固着した状態となる。ところ 、硬化したペーストPは、焼成時に図示しな ペーストP内の有機物が蒸発してしまうので 、図14に示すように、充填工程時に比べて体 が減少してしまう。そのため、ペーストPの 表面には、どうしても凹みが生じてしまう。

 そこで、焼成後に、図15に示すように、ベ ス基板用ウエハ40の両面をそれぞれ所定の厚 みだけ研磨する研磨工程を行う(S36)。この工 を行うことで、焼成によって硬化したペー トPの両面も同時に研磨できるので、凹んで しまった部分の周囲を削り取ることができる 。つまり、ペーストPの表面を平坦にするこ ができる。
 よって、図16に示すように、ベース基板用 エハ40の表面と、貫通電極32、33の表面とを ぼ面一の状態にすることができる。この研 工程を行うことで、貫通電極形成工程が終 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17及び図18に示 ように、接合膜35を形成する接合膜形成工 を行う(S37)と共に、各一対の貫通電極32、33 それぞれ電気的に接続された引き回し電極36 、37を複数形成する引き回し電極形成工程を う(S38)。なお、図17及び図18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。
 特に、貫通電極32、33は上述したように、表 面に凹みがなく、ベース基板用ウエハ40の上 に対してほぼ面一な状態となっている。そ ため、ベース基板用ウエハ40の上面にパタ ニングされた引き回し電極36、37は、間に隙 等を発生させることなく貫通電極32、33に対 して密着した状態で接する。これにより、一 方の引き回し電極36と一方の貫通電極32との 通性、並びに、他方の引き回し電極37と他方 の貫通電極33との導通性を確実なものにする とができる。この時点で第2のウエハ作製工 程が終了する。

 ところで、図9では、接合膜形成工程(S37) 後に、引き回し電極形成工程(S38)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(S38)の後に、接合膜形成工程(S3 7)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 ウエハ40の上面に接合するマウント工程を行 う(S40)。まず、一対の引き回し電極36、37上に それぞれ金等のバンプ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 動片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 と共に、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 って、この時点で圧電振動片4の一対の励振 極15は、一対の貫通電極32、33に対してそれ れ導通した状態となる。
 特に、圧電振動片4は、バンプ接合されるの で、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、 定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽 接合する接合工程を行う(S60)。具体的には、 接合膜35とリッド基板用ウエハ50との間に所 の電圧を印加する。すると、接合膜35とリッ ド基板用ウエハ50との界面に電気化学的な反 が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して陽 接合される。これにより、圧電振動片4をキ ャビティC内に封止することができ、ベース 板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50とが接 した図19に示すウエハ体60を得ることができ る。なお、図19においては、図面を見易くす ために、ウエハ体60を分解した状態を図示 ており、ベース基板用ウエハ40から接合膜35 図示を省略している。なお、図19に示す点 Mは、後に行う切断工程で切断する切断線を 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 ので、キャビティC内の気密がスルーホール30 、31を通じて損なわれることがない。特に、 通電極32、33を構成するペーストPは、スル ホール30、31の内面に強固に密着しているの 、キャビティC内の気密を確実に維持するこ とができる。

 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32、33にそ ぞれ電気的に接続された一対の外部電極38 39を複数形成する外部電極形成工程を行う(S7 0)。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 動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32、33がほぼ面一な 状態となっているので、パターニングされた 外部電極38、39は、間に隙間等を発生させる となく貫通電極32、33に対して密着した状態 接する。これにより、外部電極38、39と貫通 電極32、33との導通性を確実なものにするこ ができる。

 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 せる。そして、周波数を計測しながらリッド 基板用ウエハ50を通して外部からレーザ光を 射し、重り金属膜21の微調膜21bを蒸発させ 。これにより、一対の振動腕部10、11の先端 の重量が変化するので、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。

 周波数の微調が終了後、接合されたウエハ 60を図19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ので、複 の圧電振動子1をより効率良く微調すること ができ、スループットの向上化を図ることが できるので好ましい。

 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)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 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の製 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に対してほぼ面 な状態で貫通電極32、33を形成できるので、 貫通電極32、33を、引き回し電極36、37及び 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 38、39との安定した導通性を確保することが き、作動性能の信頼性を向上して高性能化 図ることができる。また、キャビティC内の 密に関しても確実に維持することができる で、この点においても高品質化を図ること できる。加えて、ペーストPを利用した簡単 な方法で貫通電極32、33を形成できるので、 程の簡素化を図ることができる。

 しかも、ペーストPに含まれる金属微粒子P1 非球形状に形成されているので、互いに接 し合ったときに、従来のように点接触では く、線接触になり易い。よって、貫通電極3 2、33の電気的な導通性を安定にすることがで きる。
 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 きるので、低コスト化を図ることができる。

 次に、本発明に係る発振器の一実施形態に いて、図20を参照しながら説明する。
 本実施形態の発振器100は、図20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 が実装されている。これら電子部品102、集積 回路101及び圧電振動子1は、図示しない配線 ターンによってそれぞれ電気的に接続され いる。なお、各構成部品は、図示しない樹 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、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 備えているので、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 。

 次に、本発明に係る電子機器の一実施形 について、図21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21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、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を備えているので、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。

 次に、本発明に係る電波時計の一実施形態 ついて、図22を参照して説明する。
 本実施形態の電波時計130は、図22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、RTC137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、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を備えているので、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、細長い繊維 の金属微粒子P1を含むペーストPを用いた場 を例に挙げたが、金属微粒子P1の形状は非 形形状であれば他の形状でも構わない。例 ば、図23(a)に示す短冊状や、図23(b)に示す波 状にしても構わないし、図23(c)に示す断面 型や、図23(d)に示す断面十字型でも構わない 。これらの場合であっても、同様の作用効果 を奏することができる。

 また、上記実施形態では、ペーストPを保持 する保持孔の一例として、スルーホール30、3 1を例に挙げて説明したが、スルーホールに 定されるものではない。例えば、単に凹ん 有底状の凹み部を保持孔として、ベース基 用ウエハ40の上面に形成しても構わない。こ の場合には、研磨工程の際に、焼成によって 凹み部内で硬化したペーストPがベース基板 ウエハ40の下面側にも露出するように、ベー ス基板用ウエハ40の厚みと凹み部の深さとを 慮して研磨量を決定すれば良い。
 この場合であっても、同様の作用効果を奏 ることができる。それに加え、ペーストPを 充填する際に、反対側にペーストPが抜けて まうことがないので、充填工程を容易に行 ことができると共に、ペーストPを無駄に使 することがない。

 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ので、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 接合できるので好ましい。
 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、該ペースト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 ることで、気泡等が極力含まれていないペ 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の体積 少をできるだけ抑えることができる。従っ 、その後に行う研磨工程時での研磨量を少 くすることができ、該工程に費やす時間を 減でき、より効率良く圧電振動子1を製造す ことができる。




 
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