CN102132489B - 压电振动器的制造方法、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟 - Google Patents

压电振动器的制造方法、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟 Download PDF

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Abstract

为了制造切实地维持空腔内的气密并确保压电振动片与外部电极的稳定的导通性的高质量的压电振动器,用包括以下工序的方法制造压电振动器:在基底基板用圆片(40)形成多个贯通孔(30)的贯通孔形成工序;将铆钉体(9)的芯材部(7)从所述圆片的一侧插入贯通孔的芯材部的插入工序;使铆钉体的基座部(8)的背面抵接到所述圆片而堵塞贯通孔中的所述一侧的开口端,并且将所述圆片的另一侧加压并加热,从而使所述圆片的所述另一侧的表面部熔化而成为液状的基底基板材料(41),使该材料从贯通孔的所述另一侧流入贯通孔的内周壁与铆钉体的间隙,从而堵塞该间隙的熔化工序;将流入所述间隙的所述材料冷却而使之固化的固化工序;以及研磨所述圆片及铆钉体,以除去基座部并且使所述圆片和芯材部平坦的研磨工序。

Description

压电振动器的制造方法、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟
技术领域
本发明涉及在接合的两块基板之间形成的空腔内密封了压电振动器的表面安装型(SMD)压电振动器的制造方法、用该制造方法制造的压电振动器、具有该压电振动器的振荡器、电子设备及电波钟。
背景技术
近年来,在便携电话或便携信息终端设备上,采用利用了水晶等作为时刻源或控制信号的定时源、参考信号源等的压电振动器。已提供各式各样的这种压电振动器,但作为其中之一,众所周知表面安装型的压电振动器。作为这种压电振动器,已知一般以由基底基板和盖基板上下夹住形成有压电振动片的压电基板的方式进行接合的3层构造型。这种情况下,压电振动器被收容于在基底基板和盖基板之间形成的空腔(密闭室)内。此外,在近年,并没有开发上述的3层构造型,而还开发了2层构造型。
这种类型的压电振动器由于基底基板和盖基板直接接合而成为2层构造,在两基板之间形成的空腔内收纳有压电振动片。
该2层构造型的压电振动器与3层构造的压电振动器相比在可实现薄型化等的方面优越,被优选使用。作为这种2层构造型的压电振动器之一,众所周知利用形成为贯通基底基板的导电部件,使压电振动片与形成于基底基板的外部电极导通的压电振动器(例如,参照专利文献1及专利文献2)。
如图33及图34所示,该压电振动器200包括:通过接合膜207来互相阳极接合的基底基板201及盖基板202;以及密封于在两基板201、202之间形成的空腔C内的压电振动片203。压电振动片203例如为音叉型振动片,在空腔C内通过导电粘合剂E来装配于基底基板201的上表面。
基底基板201及盖基板202是例如用陶瓷或玻璃等构成的绝缘基板。在两基板201、202中的基底基板201,形成有贯通该基板201的贯通孔204。然后,在该贯通孔204内以堵塞该贯通孔204的方式埋入有导电部件205。该导电部件205与形成在基底基板201的下表面的外部电极206电连接,并且与装配于空腔C内的压电振动片203电连接。
专利文献1:日本特开2002-124845号公报
专利文献2:日本特开2006-279872号公报
发明内容
可是,在上述的2层构造型的压电振动器中,导电部件205承担这样的两大作用:堵塞贯通孔204而维持空腔C内的气密,并使压电振动片203与外部电极206导通。特别是,担心在与贯通孔204的密合不充分时,会影响空腔C内的气密,此外,在与导电粘合剂E或外部电极206的接触不充分时,会导致压电振动片203的动作不良。因而,为了消除这种不良情况,需要在与贯通孔204的内表面牢固地密合的状态下完全堵塞该贯通孔204,并且以在表面没有凹部等的状态形成导电部件205。
但是,在专利文献1及专利文献4中,虽然记载了用导电膏(Ag膏或Au-Sn膏等)形成导电部件205的特征,但几乎没有记载实际上如何形成等的具体的制造方法。
一般在使用导电膏时,需要烧结而固化。即,需要在贯通孔204内埋入导电膏后,进行烧结而固化。可是,一旦进行烧结,导电膏所包含的有机物就会被蒸发而消失,因此通常在烧结后的体积会比烧结前减少(例如,在导电膏使用Ag膏的情况下,体积会大致减少20%左右)。因此,即使利用导电膏形成导电部件205,也有可能在表面会发生凹陷,或者在严重的情况下可能会在中心开个贯通孔。
其结果是,可能会影响空腔C内的气密,或者可能会影响压电振动片203与外部电极206的导通性。
本发明鉴于上述的状况构思而成,其目的在于提供一种压电振动器的制造方法,制造切实地维持空腔内的气密并确保压电振动片与外部电极的稳定的导通性的高质量的2层构造式表面安装型的压电振动器。此外,提供利用该制造方法制造的压电振动器、具有该压电振动器的振荡器、电子设备及电波钟。
本发明为了解决上述课题而提供以下方案。
一种压电振动器的制造方法,利用基底基板用圆片、盖基板用圆片、以及具有平板状的基座部及从该基座部的背面上延伸的芯材部的导电性的铆钉体,一次性制造多个压电振动器,该压电振动器具备:基底基板;以在与该基底基板之间形成空腔的状态接合至所述基底基板的盖基板;以被收纳于所述空腔内的状态接合至所述基底基板的上表面的压电振动片;形成在所述基底基板的下表面的外部电极;以及以上下方向贯通所述基底基板的方式形成并且将所述压电振动片和所述外部电极电连接的贯通电极,所述制造方法的特征在于,在形成所述贯通电极之际,包括:贯通孔形成工序,在所述基底基板用圆片形成多个沿上下方向贯通该基底基板用圆片的贯通孔;芯材部插入工序,将所述铆钉体的芯材部从所述基底基板用圆片的一侧插入所述贯通孔各自的内部;熔化工序,使所述铆钉体的基座部的背面抵接到所述基底基板用圆片而堵塞所述贯通孔中的所述一侧的开口端,并且将所述基底基板用圆片的另一侧加压并加热,从而使所述基底基板用圆片的所述另一侧的表面部熔化而成为液状的基底基板材料,使该基底基板材料从所述贯通孔的所述另一侧流入所述贯通孔的内周壁与所述铆钉体的间隙,从而堵塞该间隙;固化工序,将流入所述间隙的所述基底基板材料冷却而使之固化,使所述基底基板用圆片和所述铆钉体固定成一体;以及研磨工序,研磨所述基底基板用圆片及所述铆钉体,以除去所述铆钉体的基座部并且使所述基底基板用圆片和所述芯材部平坦。
在本发明的压电振动器的制造方法中,在形成贯通电极之际,首先在贯通孔形成工序中,在基底基板用圆片形成多个沿上下方向贯通该基底基板用圆片的贯通孔。
接着,在芯材部插入工序中,将铆钉体的芯材部从基底基板用圆片的一侧插入到贯通孔各自的内部。
接着,在熔化工序中,堵塞贯通孔的内周壁与铆钉体的间隙。这时,使铆钉体的基座部的背面抵接到基底基板用圆片而堵塞贯通孔中的所述一侧的开口端,并且将基底基板用圆片的另一侧加压并加热,从而基底基板用圆片的所述另一侧的表面部熔化而成为液状的基底基板材料,该基底基板材料使从贯通孔的所述另一侧流入所述间隙。由此,基底基板材料层叠到堵塞所述一侧的开口端的基座部的背面上而能够堵塞所述间隙。
接着,在固化工序中,使流入到所述间隙的基底基板材料固化。由此,能够将基底基板用圆片和铆钉体固定成一体。
特别是,将基底基板材料冷却并固化,因此能够抑制得体积比将膏埋入而烧结时的减少,并且能够防止在固化的过程中形成孔而可靠地密封贯通孔。
接着,在研磨工序中,研磨基底基板用圆片及铆钉体。这时,以除去铆钉体的基座部的同时使基底基板用圆片与芯材部平坦的方式进行研磨。该结果,芯材部作为贯通电极起作用。
特别是,基底基板用圆片和贯通电极成为平坦,因此能够在贯通电极上密合导电性粘合剂或电极膜等的状态下形成。其结果,即便通过导电性粘合剂或电极膜等而将压电振动片与贯通电极电连接的情况下,也能确保压电振动片与外部电极的稳定的导通性,并能提高动作性能的可靠性,而谋求高质量化。而且,利用导电性的芯材部构成贯通电极,因此能够得到非常稳定的导通性。
此外,在密封贯通孔的过程中防止基底基板用圆片上形成孔,并且能够防止空腔内的气密受到损伤,在这一点上也能谋求高质量化。
此外,在本发明的压电振动器的制造方法中,在所述贯通孔形成工序之际,优选所述贯通孔形成为使所述另一侧的开口端大于所述一侧的开口端,并且形成为使其内径从所述另一侧朝着所述一侧而逐渐缩小。
这时,贯通孔形成为所述另一侧的开口端大于所述一侧的开口端。因而,基底基板材料能够容易从所述另一侧的开口端流入,在此基础上,利用流入的基底基板材料能够更加切实地堵塞所述一侧的贯通孔的内周壁和铆钉体的间隙。
而且,贯通孔形成为其直径从所述另一侧朝着所述一侧而逐渐缩小,因此,即便基底基板用圆片的所述另一侧的表面部熔化而形成贯通孔的内周壁熔化,在贯通孔的所述另一侧的大小也不会急剧减小。因此,能够将基底基板材料继续顺利流入贯通孔内。
此外,在本发明的压电振动器的制造方法中,优选作为所述铆钉体,使用多个所述芯材部形成在共同的所述基座部的部件。
这时,作为铆钉体,使用多个芯材部形成在共同的基座部的部件,因此在芯材部插入工序之际,仅仅将多个芯材部所共同的基座部对基底基板用圆片进行定位,能够向贯通孔内插入多个芯材部。因此,无需逐个地定位芯材部,因而能够提高芯材部插入工序的作业性。
此外,在本发明的压电振动器的制造方法中,优选的是所述熔化工序包括:设置(set)工序,在形成有能够嵌入所述基底基板用圆片的凹部的承模的该凹部,以使该基底基板用圆片的所述一侧朝向所述承模的状态配置插入了所述铆钉体的所述基底基板用圆片,使所述铆钉体的基座部的背面抵接到所述基底基板用圆片;和加压工序,利用通过按压所述基底基板用圆片来进行加压的压模,对配置在所述承模的凹部的所述基底基板用圆片的所述另一侧的表面部加压。
这时,在熔化工序之际,首先在设置工序中,向承模的凹部配置插入铆钉体的基底基板用圆片。这时,以使基底基板用圆片的所述一侧朝向承模的状态进行配置,使铆钉体的基座部的背面抵接到基底基板用圆片。
接着,在加压工序中,利用压模来对配置在承模的凹部的基底基板用圆片的所述另一侧的表面部进行加压。
特别是,仅仅用压模来按压基底基板用圆片的另一侧的表面部就能进行加压。而且基底基板用圆片嵌入到承模的凹部,因此在用压模进行按压时,基底基板用圆片对于压模而言不会有位置偏移,能够切实地按压并加压基底基板用圆片。
此外,在本发明的压电振动器的制造方法中,优选的是在所述设置工序之际,以在与所述基底基板用圆片之间夹入所述铆钉体的基座部的状态将与该基座部的背面一起形成平坦面的固定夹具,配置在所述基底基板用圆片与所述承模之间。
这时,将固定夹具配置在基底基板用圆片与承模之间。该固定夹具在与基底基板用圆片之间以夹持铆钉体的基座部的状态与该基座部的背面一起形成平坦面,因此在基底基板用圆片的所述一侧的面的整个面上由所述平坦面支撑。因而,由压模施加到基底基板用圆片的所述另一侧的压力分散在基底基板用圆片的所述一侧的表面而作用,不会局部集中。因此,能够抑制在基底基板用圆片产生裂痕等,并能谋求压电振动器的高质量化。
此外,在本发明的压电振动器的制造方法中,优选的是作为所述铆钉体,使用所述芯材部的厚度比所述基底基板用圆片薄。
这时,由于使用芯材部的厚度比基底基板用圆片薄的部件,在加压工序中,用压模按压基底基板用圆片的表面之际,芯材部的前端不会抵接到压模。因而,按每个与压模中基底基板用圆片对置的部分变更形状,而且无需预先调整压模的取向而加压等,能够用仅仅具有平坦的面压模进行加压。
此外,在本发明的压电振动器的制造方法中,优选的是作为所述压模,使用具备芯材插通孔的部件,该芯材插通孔在所述加压工序的之际位于与所述铆钉体的芯材部对置的位置,并且内径形成为与该芯材部的外径大致相等。
这时,作为压模,使用包括在加压工序之际位于与铆钉体的芯材部对置的位置,并且内径与该芯材部的外径大致相等的芯材插通孔的部件。因此,压模在加压工序中对基底基板用圆片进行加压的过程中,即便芯材部的厚度比基底基板用圆片的厚度厚,芯材部的前端部也插穿芯材插通孔,不会与压模接触。因而,与芯材部的厚度不相关地,能够用压模来将基底基板用圆片按压到基底基板用圆片的所述另一侧的表面平坦为止,然后进行熔化。
此外,本发明的压电振动器,其特征在于:利用上述本发明的压电振动器的制造方法来制造。
在本发明的压电振动器中,由于用上述本发明的压电振动器的制造方法来制造,所以能够做成切实维持空腔内的气密并且确保压电振动片与外部电极的稳定的导通性的高质量的2层构造式表面安装型的压电振动器。
此外,本发明的振荡器,其特征在于:使上述本发明的压电振动器,作为振子电连接至集成电路。
此外,本发明的电子设备,其特征在于:使上述本发明的压电振动器电连接至计时部。
此外,本发明的电波钟,其特征在于:使上述本发明的压电振动器电连接至滤波部。
在本发明的振荡器、电子设备及电波钟中,由于具备空腔内切实气密且提高动作的可靠性的高质量的压电振动器,同样能提高动作的可靠性而谋求高质量化。
(发明效果)
依据本发明的压电振动器的制造方法,能够切实地维持空腔内的气密,并且能够制造确保了压电振动片与外部电极的稳定的导通性的高质量的2层构造式表面安装型的压电振动器。
此外,依据本发明的压电振动器,由于用上述的制造方法来制造,能够做成高质量的压电振动器。
此外,依据本发明的振荡器、电子设备及电波钟,由于具备上述的压电振动器,同样能提高动作动的可靠性而谋求高质量化。
附图说明
图1是表示本发明的压电振动器的一实施方式的外观斜视图。
图2是图1所示的压电振动器的内部结构图,并且是在拆下盖基板的状态下俯视压电振动片的图。
图3是沿着图2所示的A-A线的压电振动器的剖视图。
图4是图1所示的压电振动器的分解斜视图。
图5是构成图1所示的压电振动器的压电振动片的俯视图。
图6是图5所示的压电振动片的仰视图。
图7是图5所示的剖面向视B-B图。
图8是在本发明的压电振动器的制造方法中利用的基底基板用圆片的平面图及侧视图。
图9是在本发明的压电振动器的制造方法中利用的铆钉体的斜视图。
图10是在本发明的压电振动器的制造方法中利用的承模及压模的剖视图。
图11是表示制造图1所示的压电振动器时的流程的流程图。
图12是表示沿着图11所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图,并且是表示在成为盖基板的根源的盖基板用圆片形成多个凹部的状态的图。
图13是表示沿着图11所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图,并且是表示在基底基板的根源的基底基板用圆片形成一对贯通孔的状态的图。
图14是图13所示的基底基板用圆片的局部放大斜视图。
图15是将图14所示的状态从基底基板用圆片的剖面观看的图。
图16是表示沿着图11所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图,并且是表示在图13所示的状态之后向贯通孔内插入铆钉体的芯材部的状态的图。
图17是图16所示的基底基板用圆片的局部放大斜视图。
图18是将图17所示的状态从基底基板用圆片的剖面侧观看的图。
图19是在本发明的压电振动器的制造方法中利用的固定夹具的平面图。
图20是图19所示剖面向视C-C图。
图21是表示沿着图11所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图,并且是表示在图18所示的状态之后,将基底基板用圆片配置在承模的状态的图。
图22是表示沿着图11所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图,并且是在图21所示的状态之后,用压模来对基底基板用圆片施加加压的状态的图。
图23是表示沿着图11所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图,并且是表示在图22所示的状态之后,基底基板材料流入贯通孔内的状态的图。
图24是表示沿着图11所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图,并且是表示在图23所示的状态之后,研磨铆钉体的基座部的状态的图。
图25是表示沿着图11所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图,并且是表示在图23所示的状态之后,在基底基板用圆片的上表面构图接合膜及迂回电极的状态的图。
图26是图24所示的状态的基底基板用圆片的全体图。
图27表示是沿着图11所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图,并且是以在空腔内收纳压电振动片的状态阳极接合基底基板用圆片与盖基板用圆片的圆片体的分解斜视图。
图28是表示本发明的一实施方式的变形例中用压模来对基底基板用圆片加压的状态的图。
图29是表示在图28所示的状态之后基底基板材料流入贯通孔内的状态的图。
图30是表示本发明的振荡器的一实施方式的结构图。
图31是表示本发明的电子设备的一实施方式的结构图。
图32是表示本发明的电波钟的一实施方式的结构图。
图33是传统的压电振动器的内部结构图,并且是在拆下盖基板的状态下俯视压电振动片的图。
图34是图33所示的压电振动器的剖视图。
附图标记说明
A1...承模;A11...承模的凹部;A2、A3...压模;A31...芯材插通孔;B...固定夹具;C...空腔;1...压电振动器;2...基底基板;3...盖基板;4...压电振动片;7...芯材部;8...基座部;9...铆钉体;30、31...贯通孔(through hole);38、39...外部电极;40...基底基板用圆片;41...基底基板材料;50...盖基板用圆片;100...振荡器;101...振荡器的集成电路;110...便携信息设备(电子设备);113...电子设备的计时部;130...电波钟;131...电波钟的滤波部。
具体实施方式
以下,参照图1至图27,对本发明的压电振动器的实施方式进行说明。
如图1至图4所示,本实施方式的压电振动器1,形成为由基底基板2和盖基板3层叠为2层的箱状,是在内部的空腔C内收容了压电振动片4的表面安装型压电振动器。
此外,基底基板2及盖基板3的各自的厚度为例如150μm~200μm。此外,在图4中为了方便图示而省略了后面描述的激振电极15、引出电极19、20、装配电极16、17及重锤金属膜21的图示。
如图5至图7所示,压电振动片4是由水晶、钽酸锂或铌酸锂等的压电材料形成的音叉型振动片,在被施加既定电压时振动。
该压电振动片4具有:平行配置的一对振动腕部10、11;将该一对振动腕部10、11的基端侧固定成一体的基部12;形成在一对振动腕部10、11的外表面上并使一对振动腕部10、11振动的由第一激振电极13和第二激振电极14构成的激振电极15;以及与第一激振电极13及第二激振电极14电连接的装配电极16、17。
此外,本实施方式的压电振动片4具备在一对振动腕部10、11的两主表面上沿着该振动腕部10、11的长边方向分别形成的沟部18。该沟部18从振动腕部10、11的基端一侧形成至大致中间附近。
由第一激振电极13和第二激振电极14构成的激振电极15是使一对振动腕部10、11以既定的谐振频率在彼此接近或分离的方向上振动的电极,在一对振动腕部10、11的外表面,以分别电性切断的状态构图而形成。具体而言,如图7所示,第一激振电极13主要形成在一个振动腕部10的沟部18上和另一振动腕部11的两侧面上,第二激振电极14主要形成在一个振动腕部10的两侧面上和另一振动腕部11的沟部18上。
此外,第一激振电极13及第二激振电极14,如图5及图6所示,在基部12的两主表面上,分别经由引出电极19、20电连接至装配电极16、17。然后压电振动片4成为经由该装配电极16、17被施加电压。
此外,上述的激振电极15、装配电极16、17及引出电极19、20,通过覆盖例如铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)或钛(Ti)等的导电膜来形成。
此外,在一对振动腕部10、11的前端侧覆盖了用于进行调整(频率调整)的重锤金属膜21,以使本身的振动状态在既定频率的范围内振动。再者,该重锤金属膜21分为在粗调频率时使用的粗调膜21a和在微调时使用的微调膜21b。利用该粗调膜21a及微调膜21b进行频率调整,从而能够将一对振动腕部10、11的频率收缩在器件的标称频率范围内。
这样构成的压电振动片4,如图3及图4所示,利用金等的凸点P,凸点接合至基底基板2的上表面。更具体地说,以在基底基板2的上表面构图的后述的迂回电极36、37上分别形成2个的2组凸点P上分别接触的状态凸点接合一对装配电极16、17。由此,压电振动片4以从基底基板2的上表面浮起的状态被支撑,并且装配电极16、17和迂回电极36、37成为分别电连接的状态。
上述盖基板3是用玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明绝缘基板,如图1、图3及图4所示,形成为板状。然后,在接合基底基板2的接合面一侧,形成有收纳压电振动片4的矩形状的凹部3a。该凹部3a是叠合两基板2、3时成为收纳压电振动片4的空腔C的空腔用的凹部。再者,盖基板3以使该凹部3a与基底基板2一侧对置的状态对该基底基板2阳极接合。
上述基底基板2是用与盖基板3相同的玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明绝缘基板,如图1至图4所示,能对盖基板3叠合的大小形成为板状。
在该基底基板2形成有以上下方向贯通该基底基板2的方式形成的一对贯通电极32、33。一对贯通电极32、33形成为被收纳于空腔C内。更详细地说,本实施方式的贯通电极32、33中一个贯通电极32形成为位于所装配的压电振动片4的基部12一侧,另一贯通电极33形成为位于振动腕部10、11的前端侧。
如图3所示,贯通电极32、33是由金属材料形成为圆柱状的导电性的芯材,形成为两端平坦且厚度与基底基板2的厚度大致相同。贯通电极32、33例如由科瓦合金(kovar)、杜梅线(Dumet wire)、Fe-Ni等形成,其热膨胀系数与基底基板2大致相等。
该贯通电极32、33在与基底基板2之间被无间隙地配置,承担维持空腔C内的气密,并且使后述的外部电极38、39和迂回电极36、37导通的作用。贯通电极32、33如后述那样熔化后的基底基板2(基底基板用圆片40)冷却并固化,从而对基底基板2牢固地固接。
在基底基板2的上表面侧(接合盖基板3的接合面一侧),如图1至图4所示,利用导电材料(例如,铝)构图有阳极接合用的接合膜35和一对迂回电极36、37。其中接合膜35以包围形成在盖基板3的凹部3a的周围的方式沿着基底基板2的周边形成。
迂回电极36、37是例如以铬为下层、以金为上层的二层构造的电极膜,其厚度例如为
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此外,一对迂回电极36、37被构图成为使一对贯通电极32、33中的一个贯通电极32与压电振动片4的一个装配电极16电连接,并且使另一贯通电极33与压电振动片4的另一装配电极17电连接。更详细地说,一个迂回电极36形成在一个贯通电极32的正上方,以使该迂回电极36位于压电振动片4的基部12的正下方。此外,另一迂回电极37形成为从邻接于一个迂回电极36的位置沿着振动腕部10、11迂回到该振动腕部10、11的前端侧后,位于另一贯通电极33的正上方。
然后,在该一对迂回电极36、37上分别形成有凸点P,利用该凸点P装配压电振动片4。由此,压电振动片4的一个装配电极16经由一个迂回电极36而与一个贯通电极32导通,另一装配电极17经由另一迂回电极37而与另一贯通电极33导通。
此外,在基底基板2的下表面,如图1、图3及图4所示,形成有与一对贯通电极32、33分别电连接的外部电极38、39。也就是说,一个外部电极38经由一个贯通电极32及一个迂回电极36电连接至压电振动片4的第一激振电极13。此外,另一外部电极39经由另一贯通电极33及另一迂回电极37电连接至压电振动片4的第二激振电极14。
在使这样构成的压电振动器1动作时,对形成在基底基板2的外部电极38、39施加既定的驱动电压。由此,能够使电流在压电振动片4的由第一激振电极13及第二激振电极14构成的激振电极15中流过,并能使一对振动腕部10、11以既定频率沿着接近/分离的方向振动。然后,利用该一对振动腕部10、11的振动,能够用作时刻源、控制信号的定时源或参考信号源等。
接着,在说明上述的压电振动器1的制造方法之前,对该制造方法中利用的基底基板用圆片40、盖基板用圆片50、铆钉体9、承模A1及压模A2进行说明。
如图8所示,基底基板用圆片40及盖基板用圆片50是切取圆板的一部分周边部的平面图示呈“D”字状的圆片。两圆片40、50都可以例如将碱石灰玻璃研磨加工至既定厚度并加以清洗后,利用蚀刻等除去最表面的加工变质层而形成。此外,在本实施方式,设研磨加工后的基底基板用圆片40的厚度为L1。
如图9所示,铆钉体9是包括平板状的基座部8及从该基座部8的背面上延伸的芯材部7的导电性部件。在本实施方式中,作为铆钉体9,采用多个芯材部7形成在共同的基座部8的部件。
在图示的例子中,平面上看基座部8形成为长方形状,在其短边宽度方向的大致中央部设有各芯材部7。此外,基座部8的长边方向的长度及沿着该长边方向的芯材部7彼此的间隔,对应于具有这些的铆钉体9在后述的芯材部配置工序中配置的基底基板用圆片40的位置而决定。
此外,在图示的例子中,芯材部7形成为圆柱状,并且从基座部8上沿着与该基座部8的背面大致正交的方向延伸,其前端形成为平坦。芯材部7的厚度12比基底基板用圆片40的厚度L1还要薄。此外,芯材部7也可以形成为角柱状等。
此外,铆钉体9例如将科瓦合金、杜梅线、Fe-Ni等进行切削加工等来形成,其热膨胀系数与基底基板用圆片40大致相等。
如图10所示,承模A1形成有能嵌入基底基板用圆片40的凹部A11。平面视图中凹部A11形成为与基底基板用圆片40大致相等的大小,并且剖面视图中内周表面形成为呈笔直形状。
压模A2是通过按压基底基板用圆片40来加压的模。在本实施方式中,压模A2形成为能嵌入到承模A1的凹部A11的大小,并且其表面的至少一个成为平坦面A21,能够使平坦面A21朝向承模A1的凹部A11的状态嵌入到该凹部A11。压模A2例如由陶瓷等来形成。
接着,下面参照图11所示的流程图,对利用基底基板用圆片40、盖基板用圆片50、铆钉体9、承模A1及压模A2,一次性制造多个上述压电振动器1的制造方法进行说明。
最先,进行压电振动片制作工序,制作图5至图7所示的压电振动片4(S10)。具体而言,首先将未加工的朗伯(Lambert)水晶以既定角度切片而做成一定厚度的圆片。接着,研磨该圆片而进行粗加工后,通过蚀刻来除去加工变质层,其后进行抛光(polish)等的镜面研磨加工,做成既定厚度的圆片。接着,对圆片进行清洗等的适当的处理后,利用光刻技术,以压电振动片4的外形形状对该圆片进行构图,并且进行金属膜的成膜及构图,形成激振电极15、引出电极19、20、装配电极16、17及重锤金属膜21。由此,能够制作出多个压电振动片4。
此外,在制作出压电振动片4后,进行谐振频率的粗调。这是通过对重锤金属膜21的粗调膜21a照射激光使一部分蒸发,从而改变重量来进行的。此外,更高精度地调整谐振频率的微调是在装配后进行的。对此,将在后面进行说明。
接着,在第一圆片制作工序中,将后面成为盖基板3的盖基板用圆片50制作到刚要进行阳极接合之前的状态(S20)。首先,如上所述,由碱石灰玻璃形成盖基板用圆片50(S21)。接着,在凹部形成工序中,如图12所示,在盖基板用圆片50的接合面利用蚀刻等来在行列方向形成多个空腔用的凹部3a(S22)。在该时刻,结束第一圆片制作工序。
接着,与上述工序同时或者在上述工序前后的定时,在第二圆片制作工序中,将后面成为基底基板2的基底基板用圆片40制作到刚要进行阳极接合之前的状态(S30)。首先,如上所述,由碱石灰玻璃形成基底基板用圆片40(S31)。接着,在贯通电极形成工序中,在基底基板用圆片40形成多个一对贯通电极32、33(S30A)。在此,对该贯通电极形成工序进行详细说明。
首先,如图13及图14所示,在贯通孔形成工序中,形成多个沿上下方向贯通基底基板用圆片40的一对贯通孔30、31(S32)。这时,例如用喷射法或压力加工等来进行。此外,如图15所示,将贯通孔30、31形成为使上表面侧(另一侧)的开口端大与下表面侧(一侧)的开口端,并且形成为使其内径从上表面侧朝着下表面侧逐渐缩小。
此外,以在后面叠合了两圆片40、50时被收纳于形成在盖基板用圆片50的凹部3a内的方式形成多个一对贯通孔30、31。并且,形成为使一个贯通孔30位于压电振动片4的基部12一侧,并使另一贯通孔31位于振动腕部10、11的前端侧。在本实施方式中,如图13及图14所示,沿着基底基板用圆片40的“D”字状的直线部40a,使邻接的物体彼此隔开等间隔而分别形成多个一个贯通孔30(多个另一贯通孔31)。
此外,图13及图14所示的虚线M示出在后面进行的切断工序中切断的切断线。此外,图15以及后面所示的基底基板用圆片40的各剖视图,为了方便图示,示意性地示出贯通孔30与基底基板用圆片40的周面的距离及邻接的贯通孔30间的距离。
接着,如图16至图18所示,在芯材部插入工序中,向这些多个贯通孔30、31各自的内部,从基底基板用圆片40的上表面侧插入铆钉体9的芯材部7(S33)。这时,由于芯材部7的厚度L2薄于基底基板用圆片40的厚度L1,所以芯材部7的前端会配置在贯通孔30、31内。
此外,在图示的例子中,沿着所述直线部40a排列的各贯通孔30、31的每一列使用不同的铆钉体9,使该铆钉体9的芯材部7插入各贯通孔30、31。因此,各铆钉体9的基座部8形成为使其长边方向的长度,能够覆盖每一个被配置的基底基板用圆片40的位置中沿着所述直线部40a排列的整个贯通孔30、31。此外,形成在各铆钉体9的基座部8上的芯材部7的间隔,形成为与沿着所述直线部40a邻接的贯通孔30、31彼此的间隔相等。
接着,在说明熔化工序之前,对该工序中利用的固定夹具B进行说明。
如图19及图20所示,固定夹具B以在与基底基板用圆片40之间夹持铆钉体9的基座部8的状态与该基座部8的背面一起形成平坦面。在本实施方式中,在平面视图中固定夹具B为与基底基板用圆片40大致相等的大小的板,例如由碳等来形成。
此外,在固定夹具B的表面,形成有多个能嵌入铆钉体9的基座部8的凹部B11。各凹部B11在与插入基底基板用圆片40的状态的铆钉体9的基座部8对置的位置,以与各基座部8大致相等的大小形成,其深度为铆钉体9的基座部8的厚度L3。因此,通过将铆钉体9的基座部8嵌入到凹部B11,能与基座部8的背面一起形成平坦面。
接着,在熔化工序中,堵塞贯通孔30、31的内周壁与铆钉体9的间隙(S34)。若对本实施方式的熔化工序进行详细说明,则首先在设置(set)工序中,如图21所示,在承模A1的凹部A11配置插入了铆钉体9的基底基板用圆片40(S34a)。这时,以使基底基板用圆片40的上表面侧朝向承模A1的状态进行配置。进而,将上述固定夹具B,配置在基底基板用圆片40与承模A1之间。
由此,能够使铆钉体9的基座部8的背面抵接到基底基板用圆片40。而且,固定夹具B以在与基底基板用圆片40之间夹持铆钉体9的基座部8的状态与该基座部8的背面一起形成平坦面,因此基底基板用圆片40的上表面,在其整个面上被所述平坦面支撑。
接着,将设置了基底基板用圆片40的承模A1,配置在其内部能够调节温度的加热炉(未图示)内。这时,将加热炉内加热,以使基底基板用圆片40的下表面侧的表面部例如成为850~1000℃。此外,作为加热炉,也可以使用例如能够用气体或电等来调节温度的中温成形炉等。
接着,如图22所示,在加压工序中,利用压模A2,对配置在承模A1的凹部A11的基底基板用圆片40的下表面侧的表面部进行加压(S34b)。这时,利用配置在加热炉内的压力机(未图示)等,用压模A2例如以30~50g/cm2的压力进行加压。其结果,边加压边加热基底基板用圆片40的下表面侧,从而能够使基底基板用圆片40的下表面侧的表面部熔化,做成液状的基底基板材料41。
其结果,如图23所示,使铆钉体9的基座部8的背面抵接到基底基板用圆片40而堵塞贯通孔30、31的上表面侧的开口端,并且从贯通孔30、31的下表面侧能够使基底基板材料41流入贯通孔30、31的内周壁与铆钉体9的间隙。由此,基底基板材料41层叠在堵塞上表面侧的开口端的基座部8的背面上,从而能堵塞所述间隙。在图示的例子中,基底基板材料41堵塞所述间隙,并且以覆盖芯材部7的前端的方式流入。
特别是,用压模A2仅仅按压基底基板用圆片40的下表面侧的表面部,从而能进行加压。而且,基底基板用圆片40被嵌入到承模A1的凹部A11,因此在用压模A2进行按压时,基底基板用圆片40不会对压模A2错位,能够可靠地按压基底基板用圆片40而进行加压。
经以上工序结束熔化工序。
接着,在固化工序中,使流入所述间隙的基底基板材料41固化(S35)。这时,将设置了基底基板用圆片40的承模A1,从加热炉的内部取出后冷却。由此,能够将基底基板用圆片40和铆钉体9固定成一体。
特别是,将基底基板材料41冷却而固化,因此比埋入膏后烧结的情况更能抑制体积的减少,并且防止在固化过程中形成孔而能够切实地密封贯通孔30、31。进而,铆钉体9的热膨胀系数与基底基板用圆片40大致相等,因此铆钉体9和基底基板用圆片40在冷却过程中体积以同样的方式变化。所以不会出现两者间形成间隙等,能够切实地密封贯通孔30、31。
而且,基底基板材料41的上表面以与抵接到基底基板用圆片40的铆钉体9的基座部8的背面接触的状态被固化,因此能够做成对基底基板用圆片40的上表面大致共面的状态。
接着,从承模A1取下基底基板用圆片40,进而,从基底基板用圆片40取下固定夹具B。此外,在固定夹具B用碳形成的情况下,由于熔化的玻璃难以固接到碳上,所以能够容易从基底基板用圆片40取下固定夹具B。此外,该一系列的取下作业,在熔化工序之后且在下一个研磨工序前进行即可,例如在固化工序前进行也可。
接着,如图24所示,在研磨工序中,研磨基底基板用圆片40及铆钉体9(S36)。这时,研磨除去铆钉体9的基座部8并且使基底基板用圆片40和芯材部7平坦。在本实施方式的研磨工序中,在基底基板用圆片40的上表面侧实施除去基座部8的第一研磨工序和在基底基板用圆片40的下表面侧对以覆盖芯材部7的前端的方式流入后固化的基底基板材料41进行研磨而使芯材部7的前端露出的第二研磨工序。该结果,芯材部7作为贯通电极32、33起作用。
此外,在图24中为了说明而将基底基板用圆片40和基底基板材料41相区别地进行图示,但是经过固化工序而基底基板材料41被固化,与基底基板用圆片40成为一体,因此实际上如图所示未必是有明确的区别的构件。
特别是,该贯通电极32、33由导电性的芯材部7形成,能够确保稳定的导通性。
而且,在固化工序中基底基板材料41固化之际,能以对基底基板用圆片40的上表面大致共面的状态固化,因此在第一研磨工序中仅仅磨削基座部8就能形成平坦面,而无需磨削基底基板用圆片40的表面。其结果,能够提高研磨工序的效率。
此外,如果没有在覆盖芯材部7的前端的状态下固化基底基板材料41,而使芯材部7的表面以对于基底基板用圆片40共面的状态露出,则不实施第二研磨工序也可。
经以上工序结束贯通电极形成工序。
接着,在接合膜形成工序中,在基底基板用圆片40的上表面对导电材料进行构图,如图25及图26所示,形成接合膜35(S37),并且在迂回电极形成工序中,形成多个与各一对贯通电极32、33分别电连接的迂回电极36、37(S38)。此外,图25及图26所示的虚线M示出在后面进行的切断工序中切断的切断线。
在该时刻结束第二圆片制作工序。
可是,在图11中,设工序顺序为接合膜形成工序(S37)之后进行迂回电极形成工序(S38),但与此相反地,在进行迂回电极形成工序(S38)之后进行接合膜形成工序(S37)也可,并且也可以同时进行两工序。不管是何种工序顺序,都能得到相同的作用效果。因而,根据需要适宜变更工序顺序也可。
接着,在装配工序中,将制作的多个压电振动片4分别经由迂回电极36、37接合至基底基板用圆片40的上表面(S40)。首先在一对迂回电极36、37上分别形成金等的凸点P。然后,将压电振动片4的基部12承载于凸点P上后,一边将凸点P加热至既定温度(例如300℃)一边将压电振动片4按压在凸点P。由此,压电振动片4被机械支撑于凸点P,并且装配电极16、17和迂回电极36、37成为电连接的状态。因而,在该时刻压电振动片4的一对激振电极15成为分别与一对贯通电极32、33导通的状态。
特别是,压电振动片4被凸点接合,因此以从基底基板用圆片40的上表面浮置的状态被支撑。
在压电振动片4的装配结束后,在叠合工序中,将盖基板用圆片50对基底基板用圆片40叠合(S50)。具体而言,以未图示的基准标记等为标志,将两圆片40、50对准到正确的位置。由此,所装配的压电振动片4成为被收纳于由形成在基底基板用圆片40的凹部3a和两圆片40、50包围的空腔C内的状态。
在叠合工序后,在接合工序中,将叠合后的两块圆片40、50置于未图示的阳极接合装置,并在既定温度气氛下施加既定电压进行阳极接合(S60)。具体而言,对接合膜35和盖基板用圆片50之间施加既定电压。这样,在接合膜35与盖基板用圆片50的界面发生电化学反应,使两者分别牢固地密合而阳极接合。从而,能够将压电振动片4密封于空腔C内,并能得到基底基板用圆片40和盖基板用圆片50接合的图27所示的圆片体60。再者,图27中,为了方便观看图面,图示了分解圆片体60的状态,并从基底基板用圆片40省略了接合膜35的图示。此外,图27所示的虚线M示出在后面进行的切断工序中切断的切断线。
然后,在结束上述的阳极接合后,在外部电极形成工序中,在基底基板用圆片40的下表面对导电材料进行构图,形成多个分别与一对贯通电极32、33电连接的一对外部电极38、39(S70)。通过该工序,能够利用外部电极38、39使密封于空腔C内的压电振动片4动作。
接着,在圆片体60的状态下,在微调工序中,微调密封于空腔C内的各个压电振动器1的频率而使之落入既定范围内(S80)。具体说明,则对形成在基底基板用圆片40的下表面的一对外部电极38、39施加电压而使压电振动片4振动。然后,一边测量频率一边从外部通过盖基板用圆片50而照射激光,使重锤金属膜21的微调膜21b蒸发。由此,一对振动腕部10、11的前端侧的重量发生变化,因此能够对压电振动片4的频率进行微调,以使频率落入标称频率的既定范围内。
在频率的微调结束后,在切断工序中,沿着图27所示的切断线M切断已接合的圆片体60而进行小片化(S90)。其结果是,能够一次性制造多个在互相接合的基底基板2与盖基板3之间形成的空腔C内密封了压电振动片4的图1所示的2层构造式表面安装型的压电振动器1。
再者,在进行切断工序(S90)而小片化为各个压电振动器1后,进行微调工序(S80)的工序顺序也可。但是,如上所述,通过先进行微调工序(S80),能在圆片体60的状态下进行微调,因此能更加有效率地微调多个压电振动器1。因而,能够提高生产率,因此是优选的。
其后,进行内部的电特性检查(S100)。即,测定压电振动片4的谐振频率、谐振电阻值、驱动电平特性(谐振频率及谐振电阻值的激振电力依赖性)等并加以核对。此外,将绝缘电阻特性等一并核对。并且,最后进行压电振动器1的外观检查,对尺寸或质量等进行最终核对。由此结束压电振动器1的制造。
特别是,基底基板用圆片40和贯通电极32、33成为平坦,因此能以使迂回电极32、33及外部电极38、39密合到贯通电极32、33的状态形成。其结果,能够确保压电振动片4与外部电极38、39的稳定的导通性,从而提高动作性能的可靠性而能够谋求高质量化。而且,由于利用导电性的芯材部7构成贯通电极32、33,能够获得非常稳定的导通性。
此外,在密封贯通孔30、31的过程中防止在基底基板用圆片40形成孔,因此能够防止损坏空腔C内的气密,在这一点上也能谋求高质量化。
而且,在加压工序中,用压模A2来对基底基板用圆片40的下表面侧进行加压之际,基底基板用圆片40的上表面其整个面被由固定夹具B和基座部8形成的平坦面支撑,因此加压到下表面侧的压力在上表面上被分散后作用,因此不会有在局部上集中的情况。因此,能够抑制基底基板用圆片40发生裂痕等,在这一点上也能谋求高质量化。
此外,作为铆钉体9,采用多个芯材部7形成在共同的基座部8的部件,因此仅仅对于基底基板用圆片40定位多个芯材部7所共同的基座部8,能够将多个芯材部7插入贯通孔30、31内。因此,无需将芯材部7逐个定位,能够提高芯材部插入工序的作业性。此外,芯材部7从基座部8的背面上延伸,因此将芯材部7插入到贯通孔30、31内时使基座部8的背面与基底基板用圆片40的上表面接触,能够将铆钉体9架设在贯通孔30、31上。通过利用铆钉体9,能以这样的简单的作业将芯材部7配置到贯通孔30、31内,在这一点上也能提高作业性。
接着,参照图28及图29,对上述实施方式的压电振动器的制造方法的变形例进行说明。此外,在该变形例中,对于与上述实施方式的工序及构成单元相同的部分,标注相同的附图标记,并省略其说明,仅对不同点进行说明。
在本变形例中,如图28所示,作为压模A3,采用在进行加压工序之际与铆钉体9的芯材部7对置的位置具备以与该芯材部的外径大致相等的内径形成的芯材插通孔A31的模。在图示的例子中,芯材插通孔A31形成为使压模A3能够沿着芯材部7的从基座部8起的延伸方向贯通。
依据本变形例的压电振动器的制造方法,能够发挥与上述实施方式的制造方法同样的作用效果。而且,这时,作为压模A3,采用具备芯材插通孔A31的模,因此压模A3在加压工序中对基底基板用圆片40进行加压的过程中,即便芯材部7的厚度厚于基底基板用圆片40的厚度,如图29所示,芯材部7的前端部也插穿芯材插通孔A31,并且不与压模A3接触。因而,能够与芯材部7的厚度不相关地用压模A3来将基底基板用圆片40按压并熔化,直至基底基板用圆片40的下表面侧的表面平坦。
再者,这时,在研磨工序中,在基底基板用圆片40的下表面侧磨削从基底基板用圆片40突出的芯材部7,从而能够使基底基板用圆片40与芯材部7平坦。
此外,通过使用本变形例所示的压模A3,即使使用芯材部7的厚度L2厚于基底基板用圆片40的厚度L1的铆钉体9,也能实施上述的加压工序。
接着,参照图30,对本发明的振荡器的一实施方式进行说明。
本实施方式的振荡器100如图30所示,构成为将压电振动器1电连接至集成电路101的振子。该振荡器100具备安装了电容器等的电子部件102的基板103。在基板103安装有振荡器用的上述集成电路101,在该集成电路101的附近安装有压电振动器1。这些电子部件102、集成电路101及压电振动器1通过未图示的布线图案分别电连接。此外,各构成部件通过未图示的树脂来模制(mould)。
在这样构成的振荡器100中,对压电振动器1施加电压时,该压电振动器1内的压电振动片4振动。通过压电振动片4所具有的压电特性,将该振动转换为电信号,以电信号方式输入至集成电路101。通过集成电路101对输入的电信号进行各种处理,以频率信号的方式输出。从而,压电振动器1作为振子起作用。
此外,根据需求有选择地设定集成电路101的结构,例如RTC(实时时钟)模块等,能够附加钟表用单功能振荡器等的功能之外,还能附加控制该设备或外部设备的工作日期或时刻,或者提供时刻或日历等的功能。
如上所述,依据本实施方式的振荡器100,由于具备高质量的压电振动器1,振荡器100本身也同样能实现高质量化。而且,除此以外,能够长期得到稳定的高精度的频率信号。
接着,参照图31,就本发明的电子设备的一实施方式进行说明。此外作为电子设备,举例说明了具有上述压电振动器1的便携信息设备110。
最先本实施方式的便携信息设备110为例如以便携电话为首的,发展并改良了传统技术中的手表的设备。它是这样的设备:外观类似于手表,在相当于文字盘的部分配置液晶显示器,能够在该画面上显示当前的时刻等。此外,在用作通信机时,从手腕取下,通过内置于带的内侧部分的扬声器及麦克风,可进行与传统技术的便携电话同样的通信。但是,与传统的便携电话相比,明显小型且轻量。
下面,对本实施方式的便携信息设备110的结构进行说明。如图31所示,该便携信息设备110具备压电振动器1和供电用的电源部111。电源部111例如由锂二次电池构成。该电源部111上并联连接有进行各种控制的控制部112、进行时刻等的计数的计时部113、与外部进行通信的通信部114、显示各种信息的显示部115、和检测各功能部的电压的电压检测部116。而且,通过电源部111来对各功能部供电。
控制部112控制各功能部,进行声音数据的发送及接收、当前时刻的测量或显示等的整个系统的动作控制。此外,控制部112具备预先写入程序的ROM、读取写入到该ROM的程序并执行的CPU、和作为该CPU的工作区使用的RAM等。
计时部113具备内置了振荡电路、寄存器电路、计数器电路及接口电路等的集成电路和压电振动器1。对压电振动器1施加电压时压电振动片4振动,通过水晶所具有的压电特性,该振动转换为电信号,以电信号的方式输入到振荡电路。振荡电路的输出被二值化,通过寄存器电路和计数器电路来计数。然后,通过接口电路,与控制部112进行信号的发送与接收,在显示部115显示当前时刻或当前日期或者日历信息等。
通信部114具有与传统的便携电话相同的功能,具备无线电部117、声音处理部118、切换部119、放大部120、声音输入/输出部121、电话号码输入部122、来电音发生部123及呼叫控制存储器部124。
通过天线125,无线电部117与基站进行收发信息的声音数据等各种数据的交换。声音处理部118对从无线电部117或放大部120输入的声音信号进行编码及解码。放大部120将从声音处理部118或声音输入/输出部121输入的信号放大到既定电平。声音输入/输出部121由扬声器或麦克风等构成,扩大来电音或受话声音,或者将声音集音。
此外,来电音发生部123响应来自基站的呼叫而生成来电音。切换部119仅在来电时,通过将连接在声音处理部118的放大部120切换到来电音发生部123,在来电音发生部123中生成的来电音经由放大部120输出至声音输入/输出部121。
此外,呼叫控制存储器部124存放与通信的呼叫及来电控制相关的程序。此外,电话号码输入部122具备例如0至9的号码键及其它键,通过按压这些号码键等,输入通话目的地的电话号码等。
电压检测部116在通过电源部111对控制部112等的各功能部施加的电压小于既定值时,检测其电压降后通知控制部112。这时的既定电压值是作为使通信部114稳定动作所需的最低限的电压而预先设定的值,例如,3V左右。从电压检测部116收到电压降的通知的控制部112禁止无线电部117、声音处理部118、切换部119及来电音发生部123的动作。特别是,停止耗电较大的无线电部117的动作是必需的。而且,显示部115显示通信部114由于电池余量的不足而不能使用的提示。
即,通过电压检测部116和控制部112,能够禁止通信部114的动作,并在显示部115做提示。该提示可为文字消息,但作为更加直接的提示,在显示部115的显示画面的顶部显示的电话图像上打“×(叉)”也可。
此外,通过具备能够有选择地截断与通信部114的功能相关的部分的电源的电源截断部126,能够更加可靠地停止通信部114的功能。
如上所述,依据本实施方式的便携信息设备110,由于具备高质量的压电振动器1,便携信息设备本身也同样能实现高质量化。而且除此以外,能够长期显示稳定的高精度的时钟信息。
接着,参照图32,就本发明的电波钟的一实施方式进行说明。
如图32所示,本实施方式的电波钟130具备电连接到滤波部131的压电振动器1,是接收包含时钟信息的标准电波,并具有自动修正为准确的时刻并加以显示的功能的钟表。
在日本国内,在福岛县(40kHz)和佐贺县(60kHz)有发送标准电波的发送站(发送局),分别发送标准电波。40kHz或60kHz这样的长波兼有沿地表传播的性质和在电离层和地表边反射边传播的性质,因此其传播范围宽,且由上述的两个发送站覆盖整个日本国内。
以下,对电波钟130的功能性结构进行详细说明。
天线132接收40kHz或60kHz长波的标准电波。长波的标准电波是将称为定时码的时刻信息AM调制为40kHz或60kHz的载波的电波。接收的长波的标准电波通过放大器133放大,通过具有多个压电振动器1的滤波部131来滤波并调谐。
本实施方式中的压电振动器1分别具备与上述载波频率相同的40kHz及60kHz的谐振频率的水晶振动器部138、139。
而且,滤波后的既定频率的信号通过检波、整流电路134来检波并解调。接着,经由波形整形电路135而抽出定时码,由CPU136计数。在CPU136中,读取当前的年、累积日、星期、时刻等的信息。被读取的信息反映于RTC137,显示出准确的时刻信息。
由于载波为40kHz或60kHz,所以水晶振动器部138、139优选具有上述的音叉型结构的振动器。
再者,以上以日本国内为例进行了说明,但长波的标准电波的频率在海外是不同的。例如,在德国使用77.5KHz的标准电波。因而,在便携设备组装也可以应对海外的电波钟130的情况下,还需要不同于日本的频率的压电振动器1。
如上所述,依据本实施方式的电波钟130,由于具备高质量的压电振动器1,电波钟本身也同样谋求高质量化。而且除此以外,能够长期稳定地高精度计数时刻。
此外,本发明的技术范围并不局限于上述实施方式,在不超出本发明的宗旨的范围内可做各种变更。
例如,在上述实施方式中,作为压电振动片4的一个例子,举例说明了在振动腕部10、11的两面形成沟部18的带沟的压电振动片4,但没有沟部18的类型的压电振动片也可。但是,通过形成沟部18,能够在对一对激振电极15施加既定电压时,提高一对激振电极15间的电场效率,因此能够进一步抑制振动损耗而进一步提高振动特性。即,能够进一步降低CI值(Crystal Impedance),并能将压电振动片4进一步高性能化。在这一点上,优选形成沟部18。
此外,在上述实施方式中,举例说明了音叉型压电振动片4,但并不限于音叉型。例如,间隙滑移型振动片也可。
此外,在上述实施方式中,通过接合膜35来阳极接合了基底基板2与盖基板3,但并不限于阳极接合。但是,通过进行阳极接合,能够将两基板2、3牢固地接合,因此是优选的。
此外,在上述实施方式中,凸点接合了压电振动片4,但并不限于凸点接合。例如,用导电粘合剂来接合压电振动片4也可。但是,通过凸点接合,能够使压电振动片4从基底基板2的上表面浮置,并能自然确保振动所需的最低限的振动间隙。因而,优选凸点接合。
此外,在上述实施方式中,作为基底基板用圆片40(基底基板2)及铆钉体9(贯通电极32、33),采用其热膨胀系数分别大致相等的材料,但采用不同的材料也可。
此外,在上述实施方式中,进行贯通孔形成工序之际,将贯通孔30、31形成为下表面侧的开口端大于上表面侧的开口端,但两侧的开口端大致相等的、截面为笔直形状的贯通孔也可。
此外,在上述实施方式中,进行设置工序之际,利用了固定夹具B,但也可以不用固定夹具B。
此外,在上述实施方式中,作为铆钉体9,采用了多个芯材部7形成在共同的基座部8的部件,但也可以使用从基座部8的背面上仅延伸一个芯材部7的铆钉体。此外,在利用该铆钉体的基础上利用固定夹具的情况下,以与该铆钉体对应的方式变更固定夹具中的凹部的形状、位置及数量也可。
此外,在上述实施方式中,作为铆钉体9,采用了形成为平面视图中基座部8为长方形状的部件,但也可以采用形成为平面视图中基座部的大小与基底基板用圆片40大致相等的部件。这时,将形成在铆钉体的基座部的芯材部,形成为在将基底基板用圆片40和铆钉体叠合时,与形成在基底基板用圆片40的所有的贯通孔30、31对置,从而能够进一步提高芯材部插入工序的作业性。此外该场合,进行加压工序之际,能够不用固定夹具而支撑基底基板用圆片40的上表面的整个面,因此在抑制基底基板用圆片40的裂痕的基础上还能省略固定夹具的配置。因此,能够提高设置工序的作业性。
此外,在不超出本发明的宗旨的范围内,也可以适宜地用众所周知的构成单元来转换上述实施方式的构成单元,此外,也可以适宜组合上述的变形例。

Claims (1)

1.一种压电振动器的制造方法,利用基底基板用圆片、盖基板用圆片、以及具有平板状的基座部及从该基座部的背面上延伸的芯材部的导电性的铆钉体,一次性制造多个压电振动器,该压电振动器具备:基底基板;以在与该基底基板之间形成空腔的状态接合至所述基底基板的盖基板;以被收纳于所述空腔内的状态接合至所述基底基板的上表面的压电振动片;形成在所述基底基板的下表面的外部电极;以及以上下方向贯通所述基底基板的方式形成并且将所述压电振动片和所述外部电极电连接的贯通电极,所述制造方法的特征在于,
在形成所述贯通电极之际,包括:
贯通孔形成工序,在所述基底基板用圆片形成多个沿上下方向贯通该基底基板用圆片的贯通孔;
芯材部插入工序,将所述铆钉体的芯材部从所述基底基板用圆片的一侧插入所述贯通孔各自的内部;
熔化工序,使所述铆钉体的基座部的背面抵接到所述基底基板用圆片而堵塞所述贯通孔中的所述一侧的开口端,并且将所述基底基板用圆片的另一侧加压并加热,从而使所述基底基板用圆片的所述另一侧的表面部熔化而成为液状的基底基板材料,使该基底基板材料从所述贯通孔的所述另一侧流入所述贯通孔的内周壁与所述铆钉体的间隙,从而堵塞该间隙;
固化工序,将流入所述间隙的所述基底基板材料冷却而使之固化,使所述基底基板用圆片和所述铆钉体固定成一体;以及
研磨工序,研磨所述基底基板用圆片及所述铆钉体,以除去所述铆钉体的基座部并且使所述基底基板用圆片和所述芯材部平坦。
2.如权利要求1所述的压电振动器的制造方法,其特征在于,在所述贯通孔形成工序之际,所述贯通孔形成为使所述另一侧的开口端大于所述一侧的开口端,并且形成为使其内径从所述另一侧朝着所述一侧而逐渐缩小。
3.如权利要求1所述的压电振动器的制造方法,其特征在于,作为所述铆钉体,使用多个所述芯材部形成在共同的所述基座部的部件。
4.如权利要求2所述的压电振动器的制造方法,其特征在于,作为所述铆钉体,使用多个所述芯材部形成在共同的所述基座部的部件。
5.如权利要求1至4中任一项所述的压电振动器的制造方法,其特征在于,所述熔化工序包括:
设置工序,在形成有能够嵌入所述基底基板用圆片的凹部的承模的该凹部,以使该基底基板用圆片的所述一侧朝向所述承模的状态配置插入了所述铆钉体的所述基底基板用圆片,使所述铆钉体的基座部的背面抵接到所述基底基板用圆片;
和加压工序,利用通过按压所述基底基板用圆片来进行加压的压模,对配置在所述承模的凹部的所述基底基板用圆片的所述另一侧的表面部加压。
6.如权利要求5所述的压电振动器的制造方法,其特征在于,在所述设置工序之际,以在与所述基底基板用圆片之间夹入所述铆钉体的基座部的状态将与该基座部的背面一起形成平坦面的固定夹具,配置在所述基底基板用圆片与所述承模之间。
7.如权利要求5所述的压电振动器的制造方法,其特征在于,作为所述铆钉体,使用所述芯材部的厚度比所述基底基板用圆片薄的部件,以使所以芯材部的前端配置在所述贯通孔内。
8.如权利要求5所述的压电振动器的制造方法,其特征在于,作为所述压模,使用具备芯材插通孔的部件,该芯材插通孔在所述加压工序的之际位于与所述铆钉体的芯材部对置的位置,并且内径形成为与该芯材部的外径大致相等,
所述芯材插通孔形成为使所述压模能够沿着所述芯材部的从所述基座部起的延伸方向贯通。
9.一种压电振动器,其特征在于:利用权利要求1至7中任一项所述的压电振动器的制造方法来制造。
10.一种振荡器,其特征在于,包括:
集成电路;
作为振子电连接至所述集成电路的如权利要求9所述的压电振动器。
11.一种电子设备,其特征在于,包括:
供电用的电源部;
与该电源部并联连接的、进行各种控制的控制部、进行计数的计时部、与外部进行通信的通信部、显示各种信息的显示部、和检测各功能部的电压的电压检测部,
所述计时部,包括集成电路和如权利要求9所述的压电振动器。
12.一种电波钟,其特征在于,包括:
放大接收的长波的标准电波的放大器;
对放大的长波的标准电波进行滤波并调谐的滤波部,
所述滤波部,具备多个如权利要求9所述的压电振动器。
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