CH698830B1

CH698830B1 - Quarzkristallvibrator und Oszillator.

Info

Publication number: CH698830B1
Application number: CH01372/06A
Authority: CH
Inventors: Kiyoshi Aratake
Original assignee: Seiko Instr Inc
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2009-11-13
Also published as: TW200721671A; JP2007060484A; US20070046151A1; CN1921298A; JP4690146B2; CN1921298B; US7589458B2; TWI406499B; US20090140611A1; US7531945B2

Abstract

Um einen Quarzkristallvibrator und einen Oszillator zur Verfügung zu stellen, welche fähig sind, zu verhindern, dass eine Bondelektrode korrodiert, und die Genauigkeit der Bondelektrode über eine lange Zeitspanne zu behalten, wird ein Quarzkristallvibrator vorgesehen, mit einer Quarzkristallvibrationsplatte, gebildet durch die Einfassung eines Quarzkristallvibrationsteils durch einen rahmenähnlichen Teil, einem hermetisch verschlossenen Gefäss, umfassend einen Deckelteil und einen Bodenteil in einer plattenähnlichen Form, zum Einfassen des Quarzkristallvibrationsteils in einer Dickenrichtung davon, Bondelektroden zwischen dem Deckelteil und der Quarzkristallvibrationsplatte und zwischen dem Bodenteil und der Quarzkristallvibrationsplatte und elektrisch verbunden mit der Innerelektrode, und einer Schutzschicht zum Schutz der Bondelektrode, versehen mit einem Vertiefungsbereich, welcher auf einer Innerseite des hermetisch verschlossenen Gefässes von einem Aussengrenzbereich zwischen dem Deckelteil und der Quarzkristallvibrationsplatte und einem Aussengrenzbereich zwischen dem Bodenteil und der Quarzkristallvibrationsplatte vertieft ist, die Schutzschicht ist am Vertiefungsbereich vorgesehen, und die Bondelektrode ist auf der Innerseite des Vertiefungsbereichs angeordnet.

Description


  Hintergrund der Erfindung

Sachgebiet der Erfindung

  

[0001]    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Quarzkristallvibrator und einen Oszillator.

Beschreibung des Standes der Technik

  

[0002]    In den letzten Jahren werden verschiedene Quarzvibratoren in einem tragbaren Telefon oder einem tragbaren Informationsendgerät als eine Taktquelle, eine Zeitmessungsquelle eines Steuersignals und Ähnliches verwendet. In den Quarzkristallvibratoren gibt es eine Quarzkristallvibrationsplatte, welche mittels der Einfassung eines Quarzkristallvibrationsteils durch einen rahmenähnlichen Teil gebildet wird, und ein hermetisch verschlossenes Gefäss, welches mittels des Einfügens der Quarzkristallvibrationsplatte zwischen einem Deckelteil und einem Bodenteil in einer plattenähnlichen Form in einer Dickenrichtung gebildet wird. Die Quarzkristallvibratoren werden, zum Beispiel, wie folgt hergestellt.

   Das heisst, eine Bondelektrode, welche aus Aluminium oder Ähnlichem besteht, wird auf einer äusseren Fläche eines Wafers zur Erzeugung einer Quarzkristallvibrationsplatte gebildet, und die Quarzkristallvibrationsplatte wird zwischen den zwei Wafers zur Erzeugung des Deckelteils und des Bodenteils eingefügt. Danach werden die jeweiligen Wafers durch die Anlegung einer vorgegebenen Spannung an jedem der Wafers anodisch gebondet, und danach geschnitten, um die Quarzkristallvibratoren einen nach dem anderen in einem Schneideschritt zu erzeugen.

  

[0003]    Hier werden, wenn die gebondeten Wafers geschnitten werden, Endbereiche der Bondelektroden von Seitenflächen der hermetisch verschlossenen Gefässe freigelegt. Die Bondelektrode umfasst einen Teil mit einer niedrigen Korrosionswiderstandsfähigkeit aus Aluminium oder Ähnlichem, und deshalb korrodiert die Bondelektrode, wenn der Endbereich dazu gebracht wird, der Aussenluft ausgesetzt zu sein. Wenn Korrosion verursacht wird, wird eine Undichtheit verursacht, die Lufthülle beginnt in einer kleinen Menge in einen Hohlraumbereich, welcher im Innern des hermetisch verschlossenen Gefässes gebildet wird, zu fliessen, und der Druck des Hohlraumbereichs wird verändert. Demzufolge werden die Oszillationsfrequenz und der Resonanzwiderstandswert des Quarzkristallvibrators durch berichtigte Werte oder mehr variiert.

   Deshalb ist es wohl bekannt, eine Fluorharzschicht zur Schutzdeckung des Endbereichs der Bondelektrode an der Seitenfläche des hermetisch verschlossenen Gefässes zu bilden (siehe JP-A-2003-264 447), um die Variationen zu verhindern.

  

[0004]    Jedoch ist gemäss der oben beschriebenen Struktur die Stärke der Fluorharzschicht gegen eine äussere Kraft ungenügend, und deshalb besteht die Besorgnis, dass an der Fluorharzschicht Absplittern oder Ähnliches durch einen gewissen Faktor verursacht wird. Ausserdem, obwohl denkbar wäre, die Fluorharzschicht zur Erhöhung der Stärke dick zu bilden, werden, wenn die Fluorharzschicht dick gebildet wird, durch eine Belastung, welche durch die Ausdehnung, die Zusammenziehung oder Ähnliches durch eine Änderung in der Temperatur der Aussenluft verursacht wird, Risse oder Ähnliches an der dicken Fluorharzschicht verursacht. Wenn ein solches Absplittern oder Risse oder Ähnliches verursacht werden, dringt die Aussenluft oder Feuchtigkeit durch eine Lücke des Absplitterns oder des Risses ein, und die Bondelektrode korrodiert.

Zusammenfassung der Erfindung

  

[0005]    Die Erfindung wurde in Anbetracht einer solchen Situation realisiert, und es ist ein Ziel davon, einen Quarzkristallvibrator und einen Oszillator zur Verfügung zu stellen, welche fähig sind, eine Bondelektrode von der Korrosion zu schützen, und die Zuverlässigkeit der Bondelektrode über eine lange Zeitspanne zu bewahren.

  

[0006]    Um das oben beschriebene Problem zu lösen, stellt die Erfindung die folgenden Mittel zur Verfügung.

  

[0007]    Gemäss der Erfindung wird ein Quarzkristallvibrator zur Verfügung gestellt, umfassend eine Quarzkristallvibrationsplatte, gebildet durch die Einfassung eines Quarzkristallvibrationsteils durch einen rahmenähnlichen Teil, eine Innerelektrode am Quarzkristallvibrationsteil zur Anlegung einer Spannung an den Quarzkristallvibrationsteil, ein hermetisch verschlossenes Gefäss, umfassend einen Deckelteil und einen Bodenteil in einer plattenähnlichen Form, zum Einfassen des Quarzkristallvibrationsteils in einer Dickenrichtung davon, Bondelektroden zum Bonden, zwischen dem Deckelteil und der Quarzkristallvibrationsplatte und zwischen dem Bodenteil und der Quarzkristallvibrationsplatte, und elektrisch verbunden mit der Innerelektrode, und eine Schutzschicht an einer Aussenfläche des hermetisch verschlossenen Gefässes zum Schutz der Bondelektrode, wobei Vertiefungsbereiche,

   welche auf den Innerseiten des hermetisch verschlossenen Gefässes vertieft sind, an einem Aussengrenzbereich zwischen dem Deckelteil und der Quarzkristallvibrationsplatte und zwischen dem Bodenteil und der Quarzkristallvibrationsplatte vorgesehen sind, die Schutzschicht am Vertiefungsbereich vorgesehen ist, und wobei die Bondelektrode auf der Innerseite des Vertiefungsbereichs angeordnet ist.

  

[0008]    In diesem Quarzkristallvibrator ist die Bondelektrode auf der Innerseite der Schutzschicht angeordnet, und deshalb ist die Bondelektrode geschützt, ohne der Aussenluft ausgesetzt zu sein. Ausserdem wird, da die Schutzschicht am Vertiefungsbereich, welcher zur Innerseite vertieft ist, vorgesehen ist, die Stärke der Schutzschicht zur Innerseite vergrössert, wobei es nicht nur verhindert werden kann, dass das Absplittern oder Ähnliches verursacht wird, sondern auch wenn ein Riss oder Ähnliches an der Schutzschicht verursacht wird, kann verhindert werden, dass der Riss einen Endbereich der Innerseite erreicht.

  

[0009]    Weiter wird, gemäss einer Ausführungsform der Erfindung, ein Quarzkristallvibrator zur Verfügung gestellt, weiter umfassend eine Hilfselektrode, welche mit der Bondelektrode elektrisch verbunden ist, und welche eine Korrosionswiderstandsfähigkeit hat, welche grösser ist als die Korrosionswiderstandsfähigkeit der Bondelektrode, wobei sich die Hilfselektrode bis zum Aussengrenzbereich zwischen dem Deckelteil und der Quarzkristallvibrationsplatte und dem Aussengrenzbereich zwischen dem Bodenteil und der Quarzkristallvibrationsplatte erstreckt.

  

[0010]    Im Quarzkristallvibrator gemäss der Erfindung kann die Hilfselektrode mit der Korrosionswiderstandsfähigkeit, welche höher als die Korrosionswiderstandsfähigkeit der Bondelektrode ist, mit der Bondelektrode elektrisch verbunden werden und sich bis zum Aussengrenzbereich erstrecken.

  

[0011]    Hier, bei der Herstellung des Quarzkristallvibrators, ist es üblich, eine Mehrzahl von Quarzkristallvibratoren durch die Verwendung eines Wafers zusammenfassend herzustellen. Das heisst, die Mehrzahl von Quarzkristallvibratoren wird fortlaufend in Zeilen- und Spaltenrichtungen durch die Überlagerung einer Mehrzahl von Wafers gebildet. Weiter wird die Mehrzahl von Wafers anodisch gebondet. Das heisst, dass durch ein äusseres Spannungsanlegungsgerät oder Ähnliches zum Beispiel eine negative Spannung an die jeweiligen oberen und unteren Wafers zur Bildung des Deckelteils und des Bodenteils angelegt wird, und dass eine dazu umgekehrte positive Spannung an die Bondelektrode angelegt wird.

   Bei dieser Gelegenheit wird die Bondelektrode eines Quarzkristallvibrators an der Innerseite des Vertiefungsbereichs angeordnet, und deshalb wird die Bondelektrode eines Quarzkristallvibrators nicht mit der Bondelektrode am Quarzkristallvibrator, welche in den Zeilen- und Spaltenrichtungen angrenzend liegen, verbunden, und die jeweiligen Bondelektroden werden in einen Zustand gebracht, in welchem sie in den jeweiligen einzelnen Quarzkristallvibratoren isoliert sind. Deshalb können die Bondelektroden der Quarzkristallvibratoren, welche an der Innerseite des Wafers angeordnet sind, nicht mit dem Elektrodenanschluss verbunden werden, obwohl die Bondelektronen der Quarzkristallvibratoren, welche an einer Grenze des Wafers angeordnet sind, mit der Spannung versorgt werden können, indem sie jeweils mit einem Elektrodenanschluss des Spannungsanlegungsgeräts oder Ähnliches verbunden werden.

  

[0012]    Da sich die Hilfselektrode bis zum Grenzbereich erstreckt, werden die jeweiligen Hilfselektroden in einen Zustand gebracht, in welchem sie mit den anderen Hilfselektroden, welche in Zeilen- und Spaltenrichtungen angrenzend liegen, elektrisch verbunden sind. Weiter kann, da die jeweiligen Hilfselektroden mit den jeweiligen Bondelektroden elektrisch verbunden sind, die Spannung an alle Bondelektroden am Wafer durch die Hilfselektrode angelegt werden, indem der Aussenelektrodenanschluss lediglich mit einem Punkt der Hilfselektrode verbunden wird. Deshalb kann die Mehrheit der Quarzkristallvibratoren effizient und einfach hergestellt werden. Weiter kann, da die Korrosionswiderstandsfähigkeit der Hilfselektrode grösser ist, als die der Bondelektrode, verhindert werden, dass die Hilfselektrode korrodiert, indem sie in Kontakt mit der Aussenluft gebracht wird.

  

[0013]    Weiter wird nach dem Quarzkristallvibrator gemäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung ein Öffnungsdurchmesser des Vertiefungsbereichs grösser als ein Durchmesser eines Innenbereichs des Vertiefungsbereichs eingestellt.

  

[0014]    In diesem Quarzkristallvibrator wird die geschmolzene Schutzschicht in einem flüssigen Zustand in den Vertiefungsbereich durch einen Öffnungsbereich eingespritzt. Bei dieser Gelegenheit kann die Schutzschicht in den Vertiefungsbereich einfach eingespritzt werden, da der Öffnungsdurchmesser gross eingestellt wurde.

  

[0015]    Weiter wird, gemäss der Erfindung, ein Oszillator zur Verfügung gestellt, wobei der oben beschriebene Quarzkristallvibrator als ein Oszillationsteil mit einem integrierten Schaltkreis elektrisch verbunden wird.

  

[0016]    Im Oszillator kann eine Wirkung ähnlich der des oben beschriebenen Quarzkristallvibrators gemäss einem Aspekt der Erfindung erreicht werden.

  

[0017]    Es kann nicht nur verhindert werden, dass das Absplittern oder Ähnliches an der Schutzschicht verursacht wird, sondern sogar auch dann wenn ein Riss an der Schutzschicht verursacht wird, kann verhindert werden, dass der Riss den Endbereich der Innerseite erreicht und deshalb kann verhindert werden, dass die Bondelektrode korrodiert und die Zuverlässigkeit der Bondelektrode kann über eine lange Zeitspanne einfach beibehalten werden.

   Weiter wird, da verhindert werden kann, dass die Bondelektrode korradiert, keine Undichtheit verursacht, eine Änderung des Drucks des Hohlraumbereichs, welcher im Innern des hermetisch verschlossenen Gefässes gebildet ist, wird unterdrückt, und die Variationen in der Oszillationsfrequenz und dem Resonanzwiderstandswert des Quarzkristallvibrators werden innerhalb der korrigierten Werte für eine lange Zeitspanne beibehalten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

  

[0018]    
<tb>Fig. 1<sep>ist eine ebene Ansicht, die einen Quarzkristallvibrator gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;


  <tb>Fig. 2<sep>ist eine Schnittansicht genommen entlang einer Linie B-B der Fig. 1;


  <tb>Fig. 3<sep>ist eine Schnittansicht genommen entlang einer Linie A-A der Fig. 1;


  <tb>Fig. 4<sep>ist eine erklärende Ansicht, welche einen Verlauf der Herstellung des Quarzkristallvibrators aus Fig. 1zeigt;


  <tb>Fig. 5<sep>ist eine erklärende Ansicht, welche einen wesentlichen Bereich eines Quarzwafers aus Fig. 4vergrössert;


  <tb>Fig. 6<sep>ist eine Schnittansicht genommen entlang einer Linie A-A, welche ein geändertes Beispiel eines Vertiefungsbereichs des Quarzkristallvibrators aus Fig. 1zeigt;


  <tb>Fig. 7<sep>ist eine Ansicht, welche einen wesentlichen Bereich eines Quarzkristallvibrators gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und ist eine Schnittansicht genommen entlang einer Linie A-A entsprechend Fig. 1;


  <tb>Fig. 8<sep>ist eine ebene Ansicht, welche einen Oszillator gemäss einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;


  <tb>Fig. 9<sep>ist ein Blockdiagramm, welches ein tragbares Informationsgerät gemäss einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt; und


  <tb>Fig. 10<sep>ist ein Blockdiagramm, welches eine Radiowellenuhr gemäss einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Beschreibung der Bezugsziffern und Zeichen

  

[0019]    
<tb>1<sep>Quarzkristallvibrator


  <tb>2<sep>Quarzkristallvibrationsplatte


  <tb>3<sep>hermetisch verschlossenes Gefäss


  <tb>6<sep>Deckelteil


  <tb>7<sep>Bodenteil


  <tb>9<sep>Quarzkristallvibrationsteil


  <tb>10<sep>rahmenähnlicher Teil


  <tb>16<sep>Schutzschicht


  <tb>19<sep>Bondelektrode


  <tb>21<sep>Vertiefungsbereich


  <tb>24<sep>Innerelektrode


  <tb>25<sep>Matrixelektrode (Hilfselektrode)


  <tb>38<sep>Oszillator


  <tb>43<sep>integrierter Schaltkreis


  <tb>46<sep>tragbares Informationsgerät (elektronisches Gerät)


  <tb>71<sep>Radiowellenuhr (elektronisches Gerät)


  <tb>d<sep>Öffnungsdurchmesser

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

(Ausführungsform 1)

  

[0020]    Ein Quarzkristallvibrator gemäss einer ersten Ausführung der Erfindung wird in Bezug auf die Zeichnungen wie folgt erklärt.
In Fig.1 stellt die Bezeichnung 1 einen Quarzkristallvibrator dar.

  

[0021]    Der Quarzkristallvibrator 1 umfasst eine Quarzkristallvibrationsplatte 2, welche aus Quarz besteht, und welche in einer rechteckigen Form gebildet ist, und ein hermetisch verschlossenes Gefäss 3 mit einem Deckelteil 6 und einem Bodenteil 7 in einer plattenähnlichen Form zum Einfassen der Quarzkristallvibrationsplatte 2 in einer Dickenrichtung.

  

[0022]    Die Quarzkristallvibrationsplatte 2 umfasst einen Quarzkristallvibrationsteil 9 der Stimmgabelart, in welchem zwei der parallel zueinander stehenden Vibrationsarme 9a an den jeweiligen unteren Endseiten davon vollständig verbunden sind, und einen rahmenähnlichen Teil 10 (gezeigt in Fig. 4) in einer Form eines rechteckigen Rahmens, welcher den Quarzkristallvibrationsteil 9 umgibt. Der Quarzkristallvibrationsteil 9 und der rahmenähnliche Teil 10 werden mittels eines unteren Endbereichs des Quarzkristallvibrationsteils 9 vollständig gebildet. Wie in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigt, wird eine äussere Fläche des Quarzkristallvibrationsteils 9 mit einer Innerelektrode 24 zur Anlegung einer Spannung an den Quarzkristallvibrationsteil 9 gebildet. Die Innerelektrode 24 umfasst einen elektrisch leitenden Teil, aus, zum Beispiel, Aluminium oder Ähnlichem.

   Weiter vibriert der Quarzkristallvibrationsteil 9 mit einer vorbestimmten Frequenz durch die Anlegung einer Spannung an den Quarzkristallvibrationsteil 9 mittels der Innerelektrode 24. Weiter ist, obwohl in Fig. 2und Fig. 3die Innerelektrode 24 vereinfacht gezeigt ist, die Innerelektrode 24 eigentlich normalerweise in Übereinstimmung mit verschiedenen Massangaben oder Formen gestaltet.

  

[0023]    Weiter wird bei den zwei Hauptflächen des Deckelteils 6 eine Hauptfläche 6a mit einem Deckelseitenvertiefungsbereich 11 gebildet, welcher im Wesentlichen in einer rechteckigen Form ist. Ähnlich wird eine Hauptfläche 7a des Bodenteils 7 mit einem Bodenteilvertiefungsbereich 14 gebildet, welcher im Wesentlichen in einer rechteckigen Form ist. Weiter werden der Deckelteil 6 und der Bodenteil 7 durch die Überlagerung der einen Hauptfläche 6a und der anderen Hauptfläche 7a mit der Quarzkristallvibrationsplatte 2, welche dazwischengestellt ist, gebondet, in einem Zustand, in welchem der Deckelseitenvertiefungsbereich 11 und der Bodenseitenvertiefungsbereich 14 einander gegenüberstehen.

   Auf diese Weise, indem der Deckelseitenvertiefungsbereich 11 und der Bodenseitenvertiefungsbereich 14 einander gegenübergestellt werden, wird innerhalb des hermetisch verschlossenen Gefässes 3 ein Hohlraumbereich 15 gebildet, und es wird durch den Hohlraumbereich 15 ermöglicht, dass der Quarzkristallvibrationsteil vibriert. Das Innere des hermetisch verschlossenen Gefässes 3 wird luftdicht verschlossen und der Hohlraumbereich 15 wird in einem Vakuumzustand gehalten.

  

[0024]    Weiter wird eine äussere Peripheriefläche des hermetisch verschlossenen Gefässes 3 mit einer Schutzschicht 16 gebildet, mit Ausnahme einer unteren Fläche (andere Hauptfläche des Bodenteils 7). Die Schutzschicht 16 besteht aus 0,1 Gew.-% Fluorkohlenwasserstoff eines fluorartigen Deckmittels mit Trimethyl Siloxan an einem Endpunkt davon. Als Schutzschicht 16 wird, zum Beispiel, OPTOOL DSX (Produktname: produziert durch Daikin Industries, Ltd.) oder Ähnliches verwendet.

  

[0025]    Weiter werden Bondelektroden 19, umfassend elektrisch leitende Teile aus zum Beispiel, Aluminium oder Ähnlichem, jeweils zwischen dem Deckelteil 6 und der Quarzkristallvibrationsplatte 2 und zwischen dem Bodenteil 7 und der Quarzkristallvibrationsplatte 2 angeordnet. Die Bondelektroden 19 sind zum Bonden des Deckelteils 6 und des Bodenteils 7, sowie der Quarzkristallvibrationsplatte 2, und funktionieren als Anschlusselektroden zur Verlängerung der Innerelektrode 24 bis zum rahmenähnlichen Teil 10. Das heisst, die Bondelektrode 19 wird mit der Innerelektrode 24 vollständig gebildet, und wird mit der Innerelektrode 24 elektrisch verbunden. Weiter wird die Bondelektrode 19 mit einem Aussenanschluss 20, welcher an der unteren Fläche des hermetisch verschlossenen Gefässes 3 vorgesehen ist, elektrisch verbunden.

   Der Aussenanschluss 20 wird durch die Bildung einer Au-Schicht auf einer Cr-Schicht, welche aus einer Matrix gebildet ist, erzeugt.

  

[0026]    Weiter werden, gemäss der Ausführungsform, Vertiefungsbereiche 21 vorgesehen, welche zu den Innenseiten des hermetisch verschlossenen Gefässes 3 von den gesamten Peripherien eines Aussengrenzbereichs zwischen dem Deckelteil 6 und der Quarzkristallvibrationsplatte 2 und einem Aussengrenzbereich zwischen dem Bodenteil 7 und der Quarzkristallvibrationsplatte 2 vertieft sind. Das heisst, die Bondelektroden 19, welche am rahmenähnlichen Teil 10 gebildet sind, werden durch die Ausschliessung der gesamten Peripherien der Aussengrenzbereiche der zwei Hauptflächen der Quarzkristallvibrationsplatte 2 gebildet, und die zwei Aussengrenzbereiche, welche nicht mit den Bondelektroden 19 ausgestattet sind, werden als vertiefte Bereiche 21 gebildet. Deshalb wird die Bondelektrode 19 an der Innenseite des hermetisch verschlossenen Gefässes 3 des Vertiefungsbereichs 21 angebracht.

   Weiter wird der Vertiefungsbereich 21 mit der oben beschriebenen Schutzschicht 16 gefüllt.

  

[0027]    Weiter werden, gemäss der Ausführungsform, Matrixelektroden (Hilfselektroden) 25 zwischen der Bondelektrode 19 und der einen Hauptfläche der Quarzkristallvibrationsplatte 2 (rahmenähnlicher Teil 10), und zwischen der Bondelektrode 19 und der anderen Hauptfläche der Quarzkristallvibrationsplatte 2 (rahmenähnlicher Teil 10) gebildet. Die Matrixelektrode 25 besteht aus einem Teil mit einer Korrosionswiderstandsfähigkeit, welche höher ist als diejenige der Bondelektrode 19, zum Beispiel, aus einem leitenden Material wie Cr, Pi, Ni, W (Wolfram) oder Ähnliches. Die Matrixelektroden 25 werden mit der entsprechenden Bondelektrode 19 innerhalb des hermetisch verschlossenen Gefässes 3 elektrisch verbunden und jeweils zu den Aussengrenzbereichen verlängert.

  

[0028]    Ausserdem bestehender Deckelteil 6 und der Bodenteil 7 aus Glas, zum Beispiel aus Natronkalkglas oder Ähnlichem, und der Deckelteil 6 und der Bodenteil 7 werden mittels der Matrixelektrode 25 und der Bondelektrode 19 anodisch gebondet.

  

[0029]    Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung des Quarzkristallvibrators 1 gemäss der Ausführungsform erklärt.

  

[0030]    Zuerst werden der Deckelteil 6 und der Bodenteil 7 zur Form bearbeitet. Das heisst, wie in Fig. 4gezeigt, ein Wafer 30 für den Deckelbereich bestehend aus Glas wird zu einer vorgegebenen Dicke abgeschliffen und gereinigt. Weiter wird eine durch Bearbeitung beschädigte Schicht auf der obersten Oberfläche durch das Ätzen oder Ähnliches entfernt. Weiter wird eine Mehrzahl von Deckelseitenvertiefungsbereichen 11 in einer Hauptfläche 30a des Wafers 30 für den Deckelbereich durch das Ätzen oder Ähnliches gebildet. Weiter wird, obwohl in Fig. 4nur einer der Deckelseitenvertiefungsbereiche 11 zur einfachen Erklärung deutlich gezeigt wird, eigentlich die Mehrzahl von Deckelseitenvertiefungsbereichen 11 fortlaufend in Zeilen- und Spaltenrichtungen über die gesamte eine Hauptfläche 30a des Wafers 30 des Deckelbereichs gebildet.

   Das heisst, eine Mehrzahl von Deckelteilen 6 wird ausgerichtet, um vollständig im Wafer 30 für den Deckelbereich gebildet zu werden, und hier entspricht der Wafer 30 für den Deckelbereich dem Deckelteil 6. Weiter entspricht die eine Hauptfläche 30a des Wafers 30 für den Deckelbereich der einen Hauptfläche 6a des Deckelteils 6.

  

[0031]    Weiter wird der Bodenteil 7 zur Form bearbeitet. Das heisst, Ähnlich zum Deckelteil 6 wird eine Mehrzahl von Bodenseitenvertiefungsbereichen 14 an einer Hauptfläche 31a des Wafers 31 für den Boden bestehend aus Glas gebildet. Auch in diesem Fall entspricht der Wafer 31 für den Boden dem Bodenteil 7, und die eine Hauptfläche 31a des Wafers 31 für den Boden entspricht der einen Hauptfläche 7a des Bodenteils 7.

  

[0032]    Nachfolgend werden durchgehende Löcher, nicht illustriert, an jedem der vier Ecken eines Rechtecks zur Verfügung gestellt, wenn jeder der Grundseitenvertiefungsbereiche 14 als ein Rechteck einer vorgegebenen Grösse gebildet wird.

  

[0033]    Weiter werden durch das Unterziehen eines Quarzkristallwafers 32 dem Ätzen oder Ähnlichem Mehrzahlen von stimmgabelartigen Quarzkristallvibrationsteilen 9 und den rahmenähnlichen Teilen 10 vollständig zur Form bearbeitet. Auch hier entspricht der Quarzkristallwafer 32 der Quarzkristallvibrationsplatte 2.

  

[0034]    Weiter wird nach der Bildung einer Matrixelektrodenschicht über der gesamten Fläche des Quarzkristallwafers 32 durch die Kathodenzerstäubung, Aufdampfung oder Ähnliches, eine Gestaltung durch Fotolithographie und Ätzen oder Ähnliches durchgeführt, um die Matrixelektrodenschicht von einer Innenseitenfläche 35 des rahmenähnlichen Teils 10, des Vibrationsarms 9a und Ähnlichem zu entfernen. Die in dieser Weise gestaltete Matrixelektrodenschicht bildet die oben beschriebene Matrixelektrode 25. Die Matrixelektrode wird über gesamte zwei Flächen des rahmenähnlichen Teils 10 gebildet und zum Aussengrenzbereich des rahmenähnlichen Teils 10 verlängert.

   Deshalb wird, wie in Fig. 5 gezeigt, die Matrixelektrode 25 mit der Mehrzahl der Quarzkristallvibrationsplatten 2 in Zeilen- und Spaltenrichtungen vollständig gebildet, und alle Matrixelektroden 25 auf dem Quarzkristallwafer 32 kommen in einen elektrisch leitenden Zustand.

  

[0035]    Weiter wird eine Schicht aus Aluminium auf der Gesamtheit der Quarzkristallvibrationsplatte 2 von oberhalb der Matrixelektrode 25 durch die Kathodenzerstäubung, Aufdampfung oder Ähnliches gebildet. Weiter wird die Gestaltung durch Fotolithographie und Ätzen oder Ähnliches durchgeführt, eine Elektrode bestehend aus Aluminium wird am Vibrationsarm 9a gebildet, und die Aluminiumschicht an einem unnötigen Bereich der Innerseitenfläche 35 des rahmenähnlichen Teils 10, ein Aussergrenzbereich jeder Quarzkristallvibrationsplatte 2 oder ähnlich wird entfernt. Bei dieser Gelegenheit stellt die am Vibrationsarm 9a gebildete Elektrode die Innerelektrode 24, und die am rahmenähnlichen Teil 10 gebildete Elektrode die Bondelektrode 19 dar.

   Weiter stellt der Bereich des Aussengrenzbereichs, bei der Entfernung der Aluminiumschicht und Freilegung der Matrixelektrode 25, den oben beschriebenen Vertiefungsbereich 21 dar.

  

[0036]    Danach werden, wie in Fig. 4gezeigt, die jeweiligen Wafers im Vakuum überlagert, um den Quarzkristallwafer 32 zwischen dem Wafer 30 für den Deckelbereich und dem Wafer 31 für den Bodenbereich in der Dickenrichtung einzufügen. Bei dieser Gelegenheit werden der Deckelseitenvertiefungsbereich 11 und der Bodenseitenvertiefungsbereich 14 einander gegenüber gestellt, dabei wird der Hohlraumbereich 15 gebildet.

  

[0037]    In dem Zustand werden die entsprechenden Wafers bis zu einer vorbestimmten Temperatur erhitzt. Gleichzeitig dazu wird durch ein äusseres Spannungsanlegegerät oder Ähnliches eine negative Spannung an den Wafer 30 für den Deckelbereich und den Wafer 31 für den Boden angelegt, und positive Spannung wird auf die Matrixelektrode 25 angelegt. Bei dieser Gelegenheit wird, da alle Matrixelektroden 25 auf dem Quarzkristallwafer 32 elektrisch leitend sind, die Spannung an alle der Matrixelektroden 25 angelegt, indem ein Punkt eines Aussenelektrodenanschlusses mit der Matrixelektrode 25 in Kontakt gebracht wird. Ausserdem wird die Spannung mittels der Matrixelektrode 25 an die Bondelektrode 19 angelegt.

   Demzufolge werden elektrostatische Anziehungskräfte zwischen der Bondelektrode 19 und der einen Hauptfläche 30a und zwischen der Bondelektrode 19 und der einen Hauptfläche 31a erzeugt, um die beiden Teile stark in Kontakt miteinander zu bringen, um sie anodisch zu bonden. Dabei werden die Hohlraumbereiche 15 luftdicht verschlossen und die hermetisch verschlossenen Gefässe 3, angrenzend in Zeilen- und Säulenrichtungen, werden gebildet. Danach werden die entsprechenden Spannungen eingestellt und der Wafer 30 für den Deckelbereich und der Wafer 31 für den Boden werden allmählich abgekühlt, um zur Raumtemperatur zurückzukehren.

   Während der Zeitspanne, in welcher Temperaturen des Wafers 30 für den Deckelbereich, des Wafers 31 für den Boden und der Quarzkristallvibrationsplatte 2 oder ähnlich erhöht sind, und zur Normaltemperatur zurückkehren, dehnen sich der Wafer 30 für den Deckelbereich, der Wafer 31 für den Boden und die Quarzkristallvibrationsplatte 2 durch die Erhöhung der Temperaturen thermisch aus, und ziehen sich durch die allmähliche Abkühlung und die Rückkehr in den ursprünglichen Zustand zusammen. Bei dieser Gelegenheit unterscheiden sich die Beträge der Deformation der jeweiligen Wafers, da die Thermalausdehnungskoeffizienten von Glas und Quarz voneinander unterschiedlich sind, und deshalb ist es nicht wünschenswert, die Temperaturen übermässig zu erhöhen.

   Deshalb wird, wenn das Glas ein Natriumkalkglas ist, Aluminium, welches fähig ist, das anodische Bonden sogar an einer Temperatur egal oder kleiner als 300[deg.]C durchzuführen, als Bondelektrode 19 verwendet.

  

[0038]    Danach werden die Aussenanschlüsse 20 an den jeweiligen hermetisch verschlossenen Gefässen 3 zur Verfügung gestellt. Das heisst, eine dünne Schicht wird durch die Kathodenzerstäubung, Aufdampfung oder Ähnliches an der anderen Hauptfläche des Wafers 31 für den Boden durch die Anlegung einer Metallabdeckung daran gebildet. Dabei werden ein paar von Aussenanschlüssen 20, welche von der Innenfläche des durchgehenden Lochs zur anderen Hauptfläche des Wafers 31 für den Boden liegen, zur Verfügung gestellt. Der Aussenanschluss 20 wird mit der Bondelektrode 19 durch das durchgehende Loch verbunden.

  

[0039]    Weiter werden der Wafer 30 für den Deckelbereich und der Wafer 31 für den Boden oder Ähnliches in einem Zustand, in welchem ein Band auf der anderen Hauptfläche des Wafers 31 für den Boden angebracht wird, geschnitten. Das heisst, der Wafer 30 für den Deckelbereich und der Wafer 31 für den Boden und Ähnliches werden in eine Trennsäge eingeführt und durch eine Schneidklinge in Zeilen- und Säulenrichtungen entlang der geraden Linien geschnitten, welche die durchgehenden Löcher verbinden. Dabei wird die Matrixelektrode 25 von einer Seitenfläche des hermetisch verschlossenen Gefässes 3 freigelegt. Bei dieser Gelegenheit wird die Bondelektrode 19 in einen Zustand gebracht, in welchem sie an einer Innenseite des Vertiefungsbereiches 21 angeordnet wird.

  

[0040]    Weiter wird die Gesamtheit des Wafers 30 für den Deckelbereich und des Wafers 31 für den Boden und Ähnliches in die Lösung von Fluorkohlenwasserstoff in einem Zustand, in welchem sie auf das Band angebracht werden, eingetaucht. Danach werden der Wafer 30 für den Deckelbereich und der Wafer 31 für den Boden und Ähnliches herausgenommen, während einer vorbestimmten Zeitspanne ruhen gelassen, und danach erhitzt. Dann wird die Schutzschicht 16 an den Aussenflächen der jeweiligen hermetisch verschlossenen Gefässe 3 und der Vertiefungsbereiche 21 gebildet. Weiter wird verhindert, dass die Schutzschicht am Aussenanschluss 20 gebildet wird, obwohl es einen Fall gibt, in welchem die Lösung in einen Zwischenraum des Bands eindringt, wenn die jeweiligen Wafers eingetaucht werden, da eine Oberfläche des Aussenanschlusses 20 aus Au und die Lösung aus Fluorkohlenwasserstoff ist.

  

[0041]    Danach, wenn das Band abgenommen wird, werden die einzelnen Quarzkristallvibratoren 1 zu Quarzkristallvibratoren 1, welche in Fig. 1 bis Fig. 3 gezeigt sind.

  

[0042]    Anschliessend wird der Betrieb des Quarzkristallvibrators 1 gemäss der Ausführungsform, welcher in dieser Weise gebildet ist, erklärt.

  

[0043]    Wenn eine vorbestimmte Spannung an den Aussenanschluss 20 angelegt wird, wird die Spannung mittels der Bondelektrode 19 und der Innerelektrode 24 an den Quarzkristallvibrationsteil 9 angelegt. Dann führen die Vibrationsarme 9a eine Biegebewegung mit einer vorbestimmten Periode durch, in Richtungen, in welchen sie in der Nähe voneinander oder weit voneinander sind, das heisst, durch einen Kehrphasenmodus dank einem piezoelektrischen Effekt.

  

[0044]    Hier, bei der Fluorharzschicht oder Ähnlichem als Schutzschicht aus dem Stand der Technik, ist es wahrscheinlich, dass das Absplittern, Risse oder Ähnliches verursacht werden. Gemäss der Ausführungsform wird folgendermassen verhindert, dass ein Fehler, ein Riss oder Ähnliches verursacht wird. Ein Vertiefungsbereich 21, welcher zur Innenseite des hermetisch verschlossenen Gefässes 3 über die gesamten Peripherien des Aussengrenzbereichs zwischen dem Deckelteil 6 und der Quarzkristallvibrationsplatte 2 und zwischen dem Bodenteil 7 und der Quarzkristallvibrationsplatte 2 vertieft ist, wird zur Verfügung gestellt, und der Vertiefungsbereich 21 wird mit der Schutzschicht 16 gefüllt. Deshalb wird eine Dimension der Schutzschicht 16 innerhalb des Vertiefungsbereichs 21, welcher zur Innenseite des hermetisch verschlossenen Gefässes 3 verlängert ist, genügend gross.

  

[0045]    Deshalb wird die Stärke der Schutzschicht 16 innerhalb des Vertiefungsbereichs 21 gegen eine Aussenkraft erhöht, zum Beispiel, sogar wenn der Quarzkristallvibrator 1 mit einer Pinzette oder Ähnlichem gequetscht wird, wird verhindert, dass die Schutzschicht 16 innerhalb des Vertiefungsbereichs 21 absplittert. Weiter ist es schwierig, dass ein Riss oder Ähnliches an der Schutzschicht 16 innerhalb des Vertiefungsbereichs 21 verursacht wird, und sogar wenn ein Riss mutmasslich verursacht wird, ist es schwierig, dass der Riss den Innenseitenendbereich der Schutzschicht 16 innerhalb des Vertiefungsbereichs 21 erreicht.

  

[0046]    Wie oben beschrieben, kann, nach dem Quarzkristallvibrator 1 gemäss der Ausführungsform, verhindert werden, dass das Absplittern, Risse oder Ähnliches an der Schutzschicht 16 innerhalb des Vertiefungsbereichs 21 verursacht werden, und deshalb kann verhindert werden, dass die Bondelektrode 19 korrodiert und die Zuverlässigkeit der Bondelektrode 19 kann über eine lange Zeitspanne einfach behalten werden. Weiter wird, da verhindert werden kann, dass die Bondelektrode 19 korrodiert, keine Undichtheit verursacht, es wird eine Änderung im Druck des Hohlraumbereichs 15, welcher innerhalb des hermetisch verschlossenen Gefässes 3 gebildet ist, unterdrückt, und Variationen der Oszillationsfrequenz und des Resonanzwiderstandswerts des Quarzkristallvibrators 1 werden innerhalb der korrigierten Werte für eine lange Zeitspanne behalten.

  

[0047]    Weiter können alle Matrixelektroden 25 am Quarzkristallwafer 32 elektrisch verbunden werden, da der rahmenähnliche Teil 10 mit der Matrixelektrode 25, welche zum Aussengrenzbereich verlängert ist, versehen wird, wenn eine Mehrzahl der Quarzkristallvibrationsplatten 2 am Quarzkristallwafer 32 gebildet wird. Deshalb kann im anodischen Boden die Spannung an alle Bondelektroden 19 am Quarzkristallwafer 32 mittels der Matrixelektrode 25 angelegt werden, indem der eine Punkt des Aussenelektrodenanschlusses in Kontakt mit der Matrixelektrode 25 gebracht wird. Deshalb kann die Mehrzahl von Quarzkristallvibratoren 1 effizient und einfach hergestellt werden.

   Weiter kann verhindert werden, dass die Matrixelektrode 25 korrodiert, sogar wenn das Abblättern oder ein Riss in der Schutzschicht 16, welche mit der Matrixelektrode 25 in Kontakt gebracht wird, verursacht wird, da die Matrixelektrode 25 mit einer Korrosionswiderstandsfähigkeit ausgestattet ist, welche höher als diejenige der Bondelektrode 19 ist.

  

[0048]    Weiter kann, obwohl gemäss der Ausführungsform der Vertiefungsbereich 21 vorgesehen ist, die Form oder Ähnliches des Vertiefungsbereichs 21 entsprechend geändert werden. Zum Beispiel kann, wie in Fig. 6gezeigt, ein Öffnungsdurchmesser d des Vertiefungsbereichs 21 so eingestellt werden, um grösser zu sein als ein Durchmesser eines Innenbereichs davon. Dabei kann sichergestellt werden, dass die Lösung von Fluorkohlenwasserstoff in das Innere des Vertiefungsbereichs 21 eindringt, und die Lösung kann das Innere des Vertiefungsbereichs schnell ausfüllen.

(Ausführungsform 2)

  

[0049]    Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung erklärt.
Fig. 7 zeigt die zweite Ausführungsform der Erfindung.

  

[0050]    In Fig. 7 werden die gleichen Bereiche als Bestandselemente, die in Fig. 1 bis Fig. 6 illustriert sind, mit den gleichen Bezeichnungen bezeichnet, und eine Erklärung davon wird ausgelassen. Die Grundstrukturen der Ausführungsform und der ersten Ausführungsform sind gleich und eine Erklärung wird hier für einen Unterscheidungspunkt gegeben.

  

[0051]    Gemäss der Ausführungsform wird die Matrixelektrode 25 über eine gesamte Peripherie eines Innengrenzbereichs des rahmenähnlichen Teils 10 entfernt, und die Bondelektrode 19 wird bis zum entfernten Bereich verlängert. Das heisst, die Bondelektrode 19 wird schrittweise zum Innengrenzbereich des rahmenähnlichen Teils 10 von jeder der Hauptfläche 6a, 7a des Deckelteils 6 und des Bodenteils 7 verlängert.

  

[0052]    Hier werden, wenn die Matrixelektrodenschicht an der Innenseitenfläche 35 des rahmenähnlichen Teils 10 bleibt, ohne davon entfernt zu werden, die Bodenelektrode 19 auf der Seite des Deckelteils 6 und die Bondelektrode 19 auf der Seite des Bodenteils 7 kurzgeschlossen. Daher wird bei der Bildung der Matrixelektrode 25 verhindert, dass eine Abdeckung zur Aufdeckung am Innengrenzbereich des rahmenähnlichen Teils 10 angeordnet wird. Ausserdem wird die Matrixelektrode 25 durch Überbelichtung gebildet. Deshalb wird die Matrixelektrodenschicht von der Innenseitenfläche 35 des rahmenähnlichen Teils 10 über zum Innengrenzbereich entfernt. Weiter wird die Bondelektrode 19 auf der gestalteten Matrixelektrode 25 wie oben beschrieben gebildet.

  

[0053]    Dabei kann verhindert werden, dass die Matrixelektrodenschicht auf der Innenseitenfläche 35 bleibt, und das Ergebnis kann verbessert werden.

  

[0054]    Weiter ist, obwohl die Matrixelektroden 25 über die gesamten Flächen der zwei Flächen des rahmenähnlichen Teils 10 zur Verfügung gestellt werden, die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern der Bereich, die Dimension und die Form oder Ähnliches der Matrixelektrode 25 am rahmenähnlichen Teil 10 kann entsprechend geändert werden. Das heisst, die Matrixelektroden 25 können mit den Bondelektroden 19 elektrisch verbunden sein und können mindestens mit den Bereichen der Matrixelektrode 25 elektrisch verbunden sein, welche auf dem Quarzkristallwafer 32 in Zeilen- und Spaltenrichtungen zueinander angrenzend sind. Zum Beispiel können die Matrixelektroden 25 linear in Zeilen- und Säulenrichtungen gebildet werden.

  

[0055]    Weiter kann, obwohl die Matrixelektrode 25 vorgesehen ist, auf die Matrixelektrode 25 verzichtet werden. Jedoch ist es vorteilhaft, die Matrixelektroden 25 vorzusehen, wenn eine Mehrzahl von Quarzkristallvibratoren 1 durch die Verwendung eines Wafers oder ähnlich wie oben beschrieben zusammenfassend hergestellt werden.

  

[0056]    Weiter, obwohl die Schutzschicht 16 aus OPTOOL DSX besteht, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern der Teil kann entsprechend geändert werden.

  

[0057]    Weiter können auch Teile der Bondelektrode 19 und der Matrixelektrode 25 entsprechend geändert werden.

  

[0058]    Weiter ist, obwohl die Mehrzahl von Quarzkristallvibratoren 1 durch den Wafer 30 für den Deckelbereich und den Wafer 31 für den Boden zusammenfassend hergestellt werden, die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern die Mehrzahl von Quarzkristallvibratoren 1 kann auch individuell hergestellt werden.

(Ausführungsform 3)

  

[0059]    Als eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Oszillator, in welchem der oben beschriebene piezoelektrische Vibrator mit einem integrierten Schaltkreis als ein Oszillationsteil verbunden ist, in Verbindung mit Fig. 8 erklärt.
Fig. 8 ist eine grobe schematische Ansicht, welche die Struktur eines stimmgabelartigen Quarzkristalloszillators 38 zeigt.

  

[0060]    In Fig. 8 wird der stimmgabelartige Quarzkristallvibrator 1 an eine gegebene Position auf einer Platte 40 gesetzt, während ein integrierter Schaltkreis für den Oszillator, angegeben durch die Referenzziffer 43, in der Nähe des Quarzkristallvibrators angebracht wird. Weiter wird ein elektronisches Bauteil 39, wie ein Kondensator, auch auf der Platte 40 befestigt. Diese jeweiligen Teile werden mittels einer Leitungsstruktur untereinander elektrisch verbunden, welche in der Zeichnung nicht gezeigt ist. Die mechanischen Vibrationen eines piezoelektrischen Vibrationsteils des stimmgabelartigen Quarzkristallvibrators 1 werden in die elektrischen Signale umgewandelt, dank der piezoelektrischen Eigenschaft, welche der Quarzkristall besitzt, und die elektrischen Signale werden in den integrierten Schaltkreis 43 eingegeben.

   Im Innern des integrierten Schaltkreises 43 wird die Signalverarbeitung durchgeführt und die Frequenzsignale werden ausgegeben und daher funktioniert der integrierte Schaltkreis 43 als ein Oszillator. Diese jeweiligen Bestandteile werden durch einen Harz geformt, welcher in der Zeichnung nicht gezeigt ist. Indem zum Beispiel ein RCT (Real Time Clock - Echtzeituhr) Modul oder Ähnliches als integrierter Schaltkreis 43 gewählt wird, hat der integrierte Schaltkreis 43 neben einer Funktion eines einfachen Funktionsoszillators für die Uhr auch eine Funktion der Kontrolle eines Betriebstags und -zeit des Oszillators und eines äusseren Geräts, und eine Funktion der Informationsbereitstellung über die Zeit und Kalender für den Benutzer.

  

[0061]    Im Oszillator gemäss der Erfindung kann ein Effekt ähnlich dem des oben beschriebenen piezoelektrischen Vibrators erreicht werden. Deshalb kann der Oszillator mit stabiler Genauigkeit über eine lange Zeitspanne betrieben werden.

(Ausführungsform 4)

  

[0062]    Als eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches Gerät in einem Zustand verwendet, in welchem der oben beschriebene piezoelektrische Vibrator mit einem Zeitzählbereich verbunden ist, erklärt in Verbindung mit Fig. 9. Als ein Beispiel des elektronischen Geräts wird eine bevorzugte Ausführungsform auf einem tragbaren Informationsgerät, welches durch ein Mobiltelefon dargestellt ist, detailliert erklärt.

  

[0063]    Zuerst ist, als eine Voraussetzung, das tragbare Informationsgerät gemäss dieser Ausführungsform eine Entwicklung oder eine Verbesserung einer Armbanduhr aus dem Stand der Technik. Das tragbare Informationsgerät ähnelt der Armbanduhr in der äusseren Erscheinung, trägt an einem Bereich davon einen Flüssigkristalldisplay, welcher einem Zifferblatt entspricht, und kann die aktuelle Zeit und Ähnliches auf dem Bildschirm des Displays anzeigen. Bei der Verwendung des tragbaren Informationsgeräts als eine Kommunikationsvorrichtung wird das tragbare Informationsgerät vom Armgelenk entfernt und ein Benutzer kann die Kommunikation in derselben Weise wie mit einem Mobiltelefon aus dem Stand der Technik durch die Verwendung eines Lautsprechers oder eines Mikrofons, welche im Innern des Bandbereiches eingebaut sind, durchführen.

   Jedoch ist das tragbare Informationsgerät drastisch miniaturisiert und ist im Vergleich zum herkömmlichen Mobiltelefon leicht gebaut.

  

[0064]    Anschliessend wird die funktionelle Struktur des tragbaren Informationsgeräts gemäss dieser Ausführungsform in Verbindung mit der Zeichnung erklärt. Fig. 9ist ein Blockdiagramm, welches die Struktur des tragbaren Informationsgeräts 46 gemäss dieser Ausführungsform funktionell zeigt.

  

[0065]    In Fig. 9 bezeichnet die Referenzziffer 47 einen Stromquellenbereich, welcher elektrischen Strom an die jeweiligen funktionellen Teile, welche später beschrieben werden, liefert. Um genau zu sein, ist der Stromquellenbereich 47 durch eine Lithium-Ion-Sekundärzelle ausgeführt. Ein Kontrollbereich 48, ein Zeitzählbereich 51, ein Kommunikationsbereich 52, ein Spannungserkennungsbereich 53 und ein Displaybereich 56 sind mit dem Stromquellenbereich 47 parallel zueinander verbunden, wobei der elektrische Strom vom Stromquellenbereich 47 an die jeweiligen funktionellen Bauteile geliefert wird.

  

[0066]    Der Kontrollbereich 48 kontrolliert die jeweiligen funktionellen Bauteile, welche später beschrieben werden, und führt eine Betriebskontrolle des gesamten Systems, wie die Übertragung und der Empfang von Sprachdaten, die Messung und Anzeige der aktuellen Zeit und Ähnliches, durch. Der Kontrollbereich 48, um genauer zu sein, wird ausgeführt durch Programme, welche vorgängig in ein ROM geschrieben werden, eine CPU, welche die Programme ausliest und ausführt, ein RAM, welches als Arbeitsbereich der CPU verwendet wird und Ähnliches.

  

[0067]    Ein Zeitzählbereich 51 ist aus einem integrierten Schaltkreis gebaut, welcher einen Oszillationsschaltkreis, einen Registerschaltkreis, einen Zählerschaltkreis, einen Schnittstellenschaltkreis und Ähnliches enthält, und dem stimmgabelartigen Quarzkristallvibrator, welcher in den Ausführungsformen 1 oder 2 beschrieben ist. Die mechanischen Vibrationen des stimmgabelartigen Quarzkristallvibrators werden in elektrische Signale umgewandelt, dank der piezoelektrischen Eigenschaft, welche der Quarzkristall besitzt, und die elektrischen Signale werden in den Oszillationsschaltkreis, welcher aus einem Transistor und einem Kondensator gebaut ist, eingegeben. Eine Ausgabe des Oszillationsschaltkreises wird binarisiert und der binarisierte Wert wird durch den Registerschaltkreis und den Zählerschaltkreis gezählt.

   Die Übermittlung und der Empfang von Signalen werden zwischen dem Zeitzählbereich 51 und dem Kontrollbereich 48 durch den Schnittstellenschaltkreis durchgeführt, und die aktuelle Zeit, das aktuelle Datum oder Kalenderinformationen werden am Displaybereich 56 angezeigt.

  

[0068]    Der Kommunikationsbereich 52 funktioniert in derselben Weise wie das Mobiltelefon aus dem Stand der Technik und besteht aus einem Drahtlosbereich 57, einem Sprachverarbeitungsbereich 58, einem Verstärkungsbereich 62, einem Sprach-Eingabe/Ausgabe-Bereich 63, einem Eingangstonerzeugungsbereich 67, einem Schaltbereich 61, einem Anrufkontrollspeicherbereich 68 und einem Telefonnummereingabebereich 66.

  

[0069]    Der Drahtlosbereich 57 übermittelt und empfängt verschiedene Arten von Daten, wie Sprachdaten, mit einer Basisstation über eine Antenne. Der Sprachverarbeitungsbereich 58 kodiert und dekodiert das Sprachsignal, welches vom Drahtlosbereich 57 oder dem Verstärkungsbereich 52, welcher später beschrieben wird, eingegeben wird. Der Verstärkungsbereich 62 verstärkt das Signal, welches vom Sprachverarbeitungsbereich 58 oder dem Sprach-Eingabe/Ausgabe-Bereich 63, welcher später beschrieben wird, eingegeben wird, zu einem gegebenen Niveau. Der Sprach-Eingabe/Ausgabe-Bereich 63 ist, um genau zu sein, ein Lautsprecher oder ein Mikrofon und verstärkt einen Eingangsanrufton oder ein Telefonton oder sammelt die Stimme eines Redners.

  

[0070]    Der Eingangstonerzeugungsbereich 67 erzeugt einen Eingangsanrufton als Antwort auf einen Anruf von der Basisstation. Der Schaltbereich 61 schaltet die Verbindung zwischen dem Verstärkungsbereich 62 und dem Sprachverarbeitungsbereich 58 auf die Verbindung zwischen dem Verstärkungsbereich 62 und dem Eingangsanruferzeugungsbereich 67 lediglich zur Zeit des Empfangs des Eingangssignals um, und daher wird der Eingangsanrufton an den Eingabe-Ausgabe-Bereich 63 durch den Verstärkungsbereich 62 ausgegeben.

  

[0071]    Hier speichert der Anrufkontrollspeicher 68 ein Programm, welches sich auf die Ausgangs-/Eingangsanrufkontrolle der Kommunikation bezieht. Weiter besteht der Telefonnummereingabebereich 66, um genauer zu sein, aus Nummerntasten von 0 bis 9 und gewissen anderen Tasten, und dient zur Eingabe der Telefonnummer einer Telefonanrufdestination oder Ähnliches.

  

[0072]    Der Spannungserkennungsbereich 53 erkennt die Absenkung der Spannung und teilt diese Absenkung der Spannung dem Kontrollbereich 48 mit, wenn die Spannung, welche an die jeweiligen funktionellen Bauteile umfassend den Kontrollbereich 48 vom Stromquellenbereich 47 angelegt wird, kleiner wird als ein vorgegebener Wert. Der vorgegebene Spannungswert ist ein Wert, welcher vorgängig als eine Minimalspannung für den Betrieb des Kommunikationsbereichs 52 in einer stabilen Weise gesetzt ist, und ist eine Spannung von, zum Beispiel, ungefähr 3V. Der Kontrollbereich 48 unterdrückt nach dem Erhalt der Mitteilung über die Absenkung der Spannung vom Spannungserkennungsbereich 53 den Betrieb des Drahtlosbereichs 57, des Sprachverarbeitungsbereichs 58, des Schaltbereichs 61 und des Eingangstonerzeugungsbereichs 67.

   Insbesondere ist das Anhalten des Betriebs des Drahtlosbereichs 57, weicherden grossen Stromverbrauch aufweist, unentbehrlich. Gleichzeitig mit einem solchen Anhalten des Betriebs wird am Displaybereich 56 eine Nachricht angezeigt, womit der Kommunikationsbereich 52 infolge der Knappheit des verbleibenden Batteriebetrags ausser Betrieb ist.

  

[0073]    Dank dem zusammenwirkenden Betrieb des Spannungserkennungsbereichs 53 und des Kontrollbereichs 48 ist es möglich, den Betrieb des Kommunikationsbereichs 52 zu unterdrücken, und es ist auch möglich, die Unterdrückung des Betriebs des Kommunikationsbereichs 52 am Displaybereich 56 anzuzeigen.

  

[0074]    In dieser Ausführungsform ist es möglich, den Betrieb des Kommunikationsbereichs in einer kompletteren Form anzuhalten, indem ein Stromquellentrennbereich 69 zur Verfügung gestellt wird, welcher die Stromversorgung eines Bereichs, welcher der Funktion des Kommunikationsbereichs entspricht, selektiv unterbrechen kann.

  

[0075]    Hier kann, obwohl die Anzeige der Nachricht, dass der Kommunikationsbereich 52 ausser Betrieb ist, durch die Verwendung einer Textnachricht realisiert werden kann, die Anzeige auch durch instinktivere Methoden realisiert werden, umfassend auch eine Methode in welcher ein Zeichen "x" (mit der Bedeutung: ausser Betrieb) an das Telefonzeichen auf dem Displaybereich 56 angewendet wird.

  

[0076]    Im elektrischen Gerät gemäss der Erfindung kann ein Effekt ähnlich dem des oben beschriebenen piezoelektrischen Vibrators erreicht werden. Deshalb kann das elektrische Gerät verlässlich sein und über eine lange Zeitspanne mit stabiler Genauigkeit betrieben werden.

(Ausführungsform 5)

  

[0077]    Fig. 10 ist eine schematische Ansicht, welche einen Schaltkreisblock einer Radiowellenuhr 71 zeigt, welche ein elektronisches Gerät gemäss einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Ausführungsform zeigt einen Fall, in welchem der stimmgabelartige Quarzkristallvibrator (piezoelektrischer Vibrator), welcher durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, mit einem Filterteil der Radiowellenuhr 71 verbunden wird.

  

[0078]    Die Radiowellenuhr 71 ist eine Uhr mit einer Funktion zum Empfang der Standardelektrowelle, welche Zeitinformation umfasst, und zum Anzeigen der Zeitinformation durch das automatische Korrigieren der Zeit zu einer korrekten Zeit. In Japan sind die Übertragungsstationen (Übertragungsanlagen), welche die Standardelektrowellen übertragen, im Fukushima-Bezirk (40 KHz) und Saga-Bezirk (60 KHz) angesiedelt, und diese Übermittlungsstationen übermitteln jeweils die Standardelektrowellen.

   Langwellen mit der Frequenz von 40 KHz oder 60 KHz haben die Eigenschaft, dass sich die Langwellen an der Oberfläche der Erde verbreiten, und eine Eigenschaft, dass sich die Langwellen verbreiten, während sie zwischen der Ionosphäre oder der Oberfläche der Erde reflektiert werden, und daher ist der Verbreitungsbereich breit, wobei die Langwellen mit den oben erwähnten zwei Übermittlungsstationen ganz Japan bedecken.

  

[0079]    In Fig. 10 empfängt eine Antenne 74 die Standardelektrowellen, welche aus Langwellen mit 40 KHz oder 60 KHz bestehen. Die Standardelektrowellen, welche aus Langwellen gebildet sind, sind elektrische Wellen, welche so erzeugt werden, dass die Zeitinformation bezeichnet als Zeitcode an die Trägerwelle von 40 KHz oder 60 KHz mit der AM-Modulation angebracht wird.

  

[0080]    Die empfangenen Standardelektrowellen, welche aus Langwellen gebildet sind, werden durch einen Verstärker 75 verstärkt. Danach werden die Standardelektrowellen durch einen Filterteil 80 gefiltert, welcher Quarzkristallvibratoren 76, 79 umfasst, welche die gleiche Resonanzfrequenz aufweisen wie die Trägerwellenfrequenz, und welche mit der Trägerwelle synchronisiert sind.

  

[0081]    Das gefilterte Signal der gegebenen Frequenz wird durch einen Erkennungs-/ Demodulationsschaltkreis 81 erkannt und demoduliert. Dann wird der Zeitcode durch einen Wellenformformungsschaltkreis 84 herausgenommen und durch eine CPU 85 gezählt. Die CPU 85 liest die Information wie das aktuelle Jahr, die akkumulierten Tage, das Datum, die Zeit und Ähnliches aus. Die ausgelesene Information wird an einem RTC 86 reflektiert und die genaue Zeitinformation wird angezeigt.

  

[0082]    Da die Trägerwelle 40 KHz oder 60 KHz ist, ist es vorteilhaft, den oben beschriebenen Vibrator mit der stimmgabelartigen Struktur als Quarzkristallvibratoren 76, 79, welche jeweils die Filterteile bilden, zu verwenden. Wenn man die Langwellen von 60 KHz, zum Beispiel, als ein Grössenbeispiel des stimmgabelartigen Vibrators nimmt, ist es möglich, den Vibrationsteil so zu konfigurieren, dass der Vibrationsteil eine Totallänge von ungefähr 2,8 mm hat, und die Breitengrösse des Bodenbereichs davon ist ungefähr 0,5 mm.

  

[0083]    Der piezoelektrische Vibrator, welcher durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, wird mit dem Filterteil der Radiowellenuhr verbunden, wobei es möglich gemacht wird, dass die Lebensdauer der Radiowellenuhr weiter vergrössert wird. Dementsprechend ist es möglich zu gestatten, dass die Radiowellenuhr über eine lange Zeitspanne betrieben wird, während die hochgenaue Filterfunktion der Radiowellenuhr während einer langen Zeitspanne beibehalten wird.

Claims

1. Quarzkristallvibrator umfassend:

eine Quarzkristallvibrationsplatte, gebildet durch die Einfassung eines Quarzkristallvibrationsteils durch einen rahmenähnlichen Teil;

eine Innerelektrode am Quartkristallvibrationsteil zur Anlegung einer Spannung an den Quarzkristallvibrationsteil;

ein hermetisch verschlossenen Gefäss, umfassend einen Deckelteil und einen Bodenteil in einer plattenähnlichen Form, zum Einfassen des Quarzkristallvibrationsteils in einer Dickenrichtung davon;

Bondelektroden zum Bonden, zwischen dem Deckelteil und der Quarzkristallvibrationsplatte und zwischen dem Bodenteil und der Quarzkristallvibrationsplatte, und elektrisch verbunden mit der Innerelektrode;

und eine Schutzschicht an einer Aussenfläche des hermetisch verschlossenen Gefässes zum Schutz der Bondelektrode;

wobei Vertiefungsbereiche, welche auf den Innerseiten des hermetisch verschlossenen Gefässes vertieft sind, an einem Aussengrenzbereich zwischen dem Deckelteil und der Quarzkristallvibrationsplatte und zwischen dem Bodenteil und der Quarzkristallvibrationsplatte vorgesehen sind, die Schutzschicht am Vertiefungsbereich vorgesehen ist; und

wobei die Bondelektrode auf der Innerseite des Vertiefungsbereichs angeordnet ist.

2. Quarzkristallvibrator gemäss Anspruch 1, weiter umfassend:

eine Hilfselektrode, welche mit der Bondelektrode elektrisch verbunden ist, und welche eine Korrosionswiderstandsfähigkeit hat, welche grösser ist als die Korrosionswiderstandsfähigkeit der Bondelektrode;

wobei sich die Hilfselektrode bis zum Aussengrenzbereich zwischen dem Deckelteil und der Quarzkristallvibrationsplatte und dem Aussengrenzbereich zwischen dem Bodenteil und der Quarzkristallvibrationsplatte erstreckt.

3. Quarzkristallvibrator gemäss Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei ein Öffnungsdurchmesser des Vertiefungsbereichs grösser als ein Durchmesser eines Innenbereichs des Vertiefungsbereichs eingestellt ist.

4. Oszillator, wobei der Quarzkristallvibrator gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem integrierten Schaltkreis als ein Oszillationsteil elektrisch verbunden ist.