CN102142828A - 压电振动片、压电振动器及其制造方法、振荡器、电子设备及电波钟 - Google Patents

压电振动片、压电振动器及其制造方法、振荡器、电子设备及电波钟 Download PDF

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Abstract

本发明提供在与凸点之间能确保稳定的接合强度的压电振动片、压电振动器、压电振动器的制造方法、振荡器、电子设备及电波钟。在包括振动部、与该振动部邻接的基部(12)、形成在所述振动部的激振电极、形成在所述基部的装配电极(16、17)、以及电连接所述激振电极和所述装配电极的引出电极的压电振动片(4)中，在所述装配电极的表面成膜由金构成的接合膜(72)，该接合膜形成为在与由金构成的凸点(B)超声波接合之际，厚度方向的大致全体上互相扩散的厚度。

Description

压电振动片、压电振动器及其制造方法、振荡器、电子设备及电波钟
技术领域
本发明涉及压电振动片、压电振动器、压电振动器的制造方法，振荡器，电子设备及电波钟。
背景技术
一直以来，接合一对基板并在该基板间形成的空腔内密封压电振动片的压电振动器被广为人知。压电振动器例如用于便携电话或便携信息终端的时刻源或控制信号等的定时源、参考信号源等。作为压电振动器的形态，已知有各式各样的压电振动器，但作为其中之一，众所周知表面安装型的压电振动器。
作为表面安装型的压电振动器，有直接接合基底基板和盖基板并在两基板之间形成的空腔内收纳压电振动片的2层构造型的压电振动器。该2层构造型的压电振动器，在能实现薄型化等方面很优越，能适宜使用。在这样的2层构造型的压电振动器中，已知利用以贯通基底基板的方式形成的导电部件(贯通电极)，使压电振动片的装配电极与形成在基底基板的外部电极导通的压电振动器。
具体而言，在基底基板的外侧，贯通电极与外部电极导通，在基底基板的空腔侧，贯通电极和迂回电极导通。该迂回电极形成在基底基板的表面。然后，在迂回电极与装配电极之间设有由金属材料构成的凸点(bump)，迂回电极与凸点之间、以及凸点与装配电极之间分别用超声波接合来接合。
在此，公开了这样的技术：作为凸点使用金，并且使用在迂回电极及装配电极的表面的与凸点的接合面成膜金的构件，将它们分别超声波接合(例如，参照专利文献1、2)。
专利文献1：日本特开平11-266135号公报
专利文献2：日本特开2001-102891号公报
可是，在进行了上述传统的超声波接合的压电振动器中，凸点与压电振动片(装配电极)之间的接合强度容易产生偏差，难以维持稳定的接合强度。
因此，为了确保凸点与压电振动片之间的接合强度，可考虑采用在一个接合部位形成多个凸点进行超声波接合的方法，但存在生产效率降低的问题。
发明内容
因此，本发明鉴于上述问题构思而成，其目的在于提供一种在与凸点之间能够确保稳定的接合强度的压电振动片、压电振动器、压电振动器的制造方法、振荡器、电子设备及电波钟。
为了解决上述课题，本发明提供以下方案。
本发明的压电振动片，其中包括：振动部、与该振动部邻接的基部、形成在所述振动部的激振电极、形成在所述基部的装配电极、以及电连接所述激振电极和所述装配电极的引出电极，其特征在于，在所述装配电极的表面成膜由金构成的接合膜，该接合膜形成为在与由金构成的凸点超声波接合之际，厚度方向的大致全体上互相扩散的厚度。
依据本发明的压电振动片，将凸点与装配电极超声波接合后，能够在装配电极的表面形成的由金构成的接合膜的厚度方向的大致全体上互相扩散，因此能够防止在凸点与装配电极的接合部位中产生没有对接合膜互相扩散的区域。因而，能够稳定地确保凸点与压电振动片之间的接合强度。此外，仅仅这样薄膜形成接合膜，无需为了确保接合强度而在一个接合部位形成多个凸点后进行超声波接合，因此能够提高生产效率。
此外，本发明的压电振动器，其中包括基底基板、以与该基底基板对置的状态接合到所述基底基板的盖基板、以及收纳于在所述基底基板和所述盖基板之间形成的空腔内的压电振动片，该压电振动片具有振动部、与该振动部邻接的基部、形成在所述振动部的激振电极、形成在所述基部的装配电极、以及电连接所述激振电极与所述装配电极的引出电极，形成在所述基底基板的贯通孔中设有贯通电极，并且为了电连接所述压电振动片与所述贯通电极而在所述基底基板形成迂回电极，其特征在于，在所述迂回电极的既定位置形成由金构成的凸点，以电连接该迂回电极和形成在所述压电振动片的所述装配电极，并且在所述压电振动片中的所述装配电极的表面，成膜由金构成的接合膜，该接合膜形成为在与所述凸点超声波接合之际，厚度方向的大致全体上互相扩散的厚度。
依据本发明的压电振动器，将凸点和装配电极超声波接合后，能够在装配电极的表面形成的由金构成的接合膜的厚度方向的大致全体上互相扩散，因此能够防止在凸点与装配电极的接合部位中产生没有对接合膜互相扩散的区域。因而，能够稳定地确保凸点与压电振动片之间的接合强度。此外，仅仅这样薄膜形成接合膜，无需为了确保接合强度而在一个接合部位形成多个凸点后进行超声波接合，因此能够提高生产效率。
此外，本发明的压电振动器的制造方法，其中该压电振动器包括基底基板、以与该基底基板对置的状态接合到所述基底基板的盖基板、以及被收纳于在所述基底基板与所述盖基板之间形成的空腔内的压电振动片，该压电振动片具有振动部、与该振动部邻接的基部、形成在所述振动部的激振电极、形成在所述基部的装配电极、以及电连接所述激振电极和所述装配电极的引出电极，形成在所述基底基板的贯通孔中设有贯通电极，并且为了电连接所述压电振动片和所述贯通电极而在所述基底基板形成迂回电极，在该迂回电极的既定位置形成由金构成的凸点，以电连接该迂回电极和形成在所述压电振动片的所述装配电极，所述压电振动器的制造方法的特征在于，包括：在所述基底基板形成所述迂回电极的工序；在所述迂回电极的既定位置形成所述凸点的工序；以及在所述凸点上超声波接合所述压电振动片的装配电极的工序，在所述压电振动片的所述装配电极的表面成膜由金构成的接合膜，该接合膜形成为在与所述凸点超声波接合之际，厚度方向的大致全体上互相扩散的厚度。
依据本发明的压电振动器的制造方法，将凸点与装配电极超声波接合后，能够在装配电极的表面形成的由金构成的接合膜的厚度方向的大致全体上互相扩散，因此能够防止在凸点和装配电极的接合部位中产生没有对接合膜互相扩散的区域。因而，能够稳定地确保凸点与压电振动片之间的接合强度。此外，仅仅这样薄膜形成接合膜，无需为了确保接合强度而在一个接合部位形成多个凸点后进行超声波接合，因此能提高生产效率。
此外，本发明的振荡器，其特征在于，使上述的压电振动器，作为振子电连接至集成电路。
而且，本发明的电子设备，其特征在于，使上述的压电振动器电连接至计时部。
然后，本发明的电波钟，其特征在于，使上述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，由于采用能够在压电振动片与凸点之间确保稳定的接合强度的压电振动器，能够提供成品率得到提高并且质量稳定的振荡器、电子设备及电波钟。
(发明效果)
依据本发明的压电振动器，将凸点与装配电极超声波接合后，能够在装配电极的表面形成的由金构成的接合膜的厚度方向的大致全体上互相扩散，因此能够防止在凸点与装配电极的接合部位中产生没有对接合膜互相扩散的区域。因而，能够稳定地确保凸点与压电振动片之间的接合强度。此外，仅仅这样薄膜形成接合膜，无需为了确保接合强度而在一个接合部位形成多个凸点后进行超声波接合，因此能提高生产效率。
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是沿着图5的B-B线的剖视图。
图8是图3的D部分放大图。
图9是表示制造图1所示的压电振动器之际的流程的流程图。
图10是表示沿着图9所示的流程图制造压电振动器之际的一工序的图，并且是表示在成为盖基板的根源的盖基板用圆片(wafer)形成多个凹部的状态的图。
图11是表示沿着图9所示的流程图制造压电振动器之际的一工序的图，并且是表示在成为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12是表示沿着图9所示的流程图制造压电振动器之际的一工序的图，并且是表示为了将形成在基底基板用圆片的凹部做成贯通孔而进行研磨的状态的图。
图13是从基底基板用圆片的剖面观看图11所示的状态的图。
图14是沿着图9所示的流程图制造压电振动器之际使用的铆钉体的斜视图。
图15是表示沿着图9所示的流程图制造压电振动器之际的一工序的图，并且是表示在贯通孔内配置铆钉体并填充玻璃料的状态的图。
图16是表示沿着图9所示的流程图制造压电振动器之际的一工序的图，并且是表示除去多余部分的玻璃料的状态的图。
图17是表示沿着图9所示的流程图制造压电振动器之际的一工序的图，并且是表示除去多余部分的玻璃料的状态的图。
图18是表示沿着图9所示的流程图制造压电振动器之际的一工序的图，并且是表示图17所示的状态之后，烧结玻璃料的状态的图。
图19是表示沿着图9所示的流程图制造压电振动器之际的一工序的图，并且是表示在图18所示的状态之后，研磨铆钉体的基座部及基底基板用圆片的状态的图。
图20是表示沿着图9所示的流程图制造压电振动器之际的一工序的图，并且是表示在图19所示的状态之后，在基底基板用圆片的上表面对接合膜及迂回电极进行构图的状态的图。
图21是图20所示的状态的基底基板用圆片的整体图。
图22是表示沿着图9所示的流程图制造压电振动器之际的一工序的图，并且是在空腔内收纳压电振动片的状态下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23是表示本发明的振荡器的一实施方式的结构图。
图24是表示本发明的电子设备的一实施方式的结构图。
图25是表示本发明的电波钟的一实施方式的结构图。
具体实施方式
以下，参照图1～图25，对本发明的实施方式进行说明。此外，在本实施方式中，对使用音叉型压电振动片的压电振动器的情形进行说明。
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内收纳了压电振动片4的表面安装型的压电振动器。此外，在图4中为了方便图示而省略了后述的激振电极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，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，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，通过覆盖例如导电材料的铬(Cr)的膜来形成。此外，如图8所示，在装配电极16、17上的与凸点B的接合面，在由铬构成的覆盖膜(基底膜71)上再成膜由金(Au)构成的接合膜72。例如，基底膜71的膜厚形成为约500～600
Figure BSA00000433821400071
的厚度，接合膜72的膜厚形成为约500～600
Figure BSA00000433821400072
的厚度。也就是说，接合膜72形成为薄膜状。此外，作为上述各电极的覆盖膜，也可以使用其它的镍(Ni)、铝(Al)或钛(Ti)等。
此外，在一对振动腕部10、11的前端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。利用这些粗调膜21a及微调膜21b进行频率调整，从而能够使一对振动腕部10、11的频率落入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B，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的上表面构图的迂回电极36、37上形成的2个凸点B上分别接触的状态凸点接合一对装配电极16、17，其中利用超声波接合等方法进行凸点接合。由此，压电振动片4以从基底基板2的上表面浮置的状态被支撑，并且成为分别电连接有装配电极16、17和迂回电极36、37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形成有贯通该基底基板2的一对贯通孔(throughhole)30、31。这时，一对贯通孔30、31形成为被收纳于空腔C。更详细地说，本实施方式的贯通孔30、31中，一个贯通孔30形成在与所装配的压电振动片4的基部12一侧对应的位置，另一贯通孔31形成在与振动腕部10、11的前端侧对应的位置。此外，在本实施方式的贯通孔30、31，形成为从基底基板2的上表面朝着下表面而直径逐渐扩大的锥(taper)状。
然后，在这些一对贯通孔30、31形成有以埋入该贯通孔30、31的方式形成的一对贯通电极32、33。这些贯通电极32、33如图3所示，由经烧结而对贯通孔30、31固定成一体的筒体6及芯材部7形成，完全堵塞贯通孔30、31而维持空腔C内的气密，并且承担使后述的外部电极38、39与迂回电极36、37导通的作用。
此外，筒体6烧结膏状的玻璃料而成。筒体6形成为两端平坦且厚度与基底基板2大致相同的圆筒状。此外，在筒体6的中心，以贯通筒体6的方式配置有芯材部7。而且，该筒体6如图3所示，以埋入贯通孔30、31内的状态被烧结，对该贯通孔30、31牢固地固接。
上述芯材部7是用金属材料形成为圆柱状的导电性的芯材，与筒体6同样地形成为两端平坦且厚度与基底基板2的厚度大致相同。此外，如图3所示，贯通电极32、33在形成为成品时，如上所述，芯材部7形成为厚度与基底基板2的厚度大致相同，但在制造过程中，采用芯材部7的长度稍短于制造过程当初的基底基板2的厚度的部件。然后，该芯材部7经筒体6的烧结而对该筒体6牢固地固接。此外，贯通电极32、33通过导电性的芯材部7确保电导通性。
在基底基板2的上表面一侧(接合盖基板3的接合面一侧)，如图1至图4所示，利用导电材料构图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周围的方式沿着基底基板2的周边而形成。再者，如图8所示，在本实施方式中，迂回电极36、37例如在导电材料的铬(Cr)的覆盖膜(基底膜73)上再成膜由金(Au)构成的接合膜74。例如，基底膜73的膜厚形成为约500～600
Figure BSA00000433821400091
的厚度，接合膜74的膜厚形成为约1000～1500
Figure BSA00000433821400092
的厚度。
此外，一对迂回电极36、37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以位于压电振动片4的基部12的正下方的方式形成在一个贯通电极32的正上方。此外，另一迂回电极37形成为从一个迂回电极36附近的位置，沿着振动腕部10、11而迂回至该振动腕部10、11的前端侧后，位于另一贯通电极33的正上方位置。
然后，在这些一对迂回电极36、37上分别形成有凸点B，利用该凸点B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。即，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，能够作为时刻源、控制信号的定时源或参考信号源等而加以利用。
接着，参照图9所示的流程图，对利用基底基板用圆片40和盖基板用圆片50一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固定厚度的圆片。接着，研磨(lapping)该圆片而进行粗加工后，利用蚀刻除去加工变质层，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，在本实施方式中，作为基底膜71，至少在装配电极16、17上成膜约500～600
Figure BSA00000433821400111
的厚度的铬，并且作为接合膜72，成膜约500～600的厚度的金。
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，进行将后面成为盖基板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的第一圆片制作工序(S20)。首先，将碱石灰玻璃研磨加工至既定厚度并加以清洗后，形成利用蚀刻等除去了最表面的加工变质层的圆板状的盖基板用圆片50(S21)。接着，如图10所示，进行凹部形成工序(S22)，在该工序中利用蚀刻等在盖基板用圆片50的接合面沿行列方向形成多个空腔用的凹部3a。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，进行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的第二圆片制作工序(S30)。首先，将碱石灰玻璃研磨加工至既定厚度并加以清洗后，形成经蚀刻等而除去了最表面的加工变质层的圆板状的基底基板用圆片40(S31)。接着，进行在基底基板用圆片40形成多个一对贯通电极32、33的贯通电极形成工序(S30A)。在此，对该贯通电极形成工序进行详细说明。
首先，如图11所示，进行在基底基板用圆片40形成与一对贯通孔30、31对应的凹部30a、31a的凹部形成工序(S32)。此外，图11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。
接着，进行形成多个贯通基底基板用圆片40的一对贯通孔30、31的贯通孔形成工序(S33)。为了在基底基板用圆片40形成贯通孔30、31，如图12所示，从两面研磨基底基板用圆片40。然后，如图13所示，以从基底基板用圆片40的上表面朝着下表面而直径逐渐扩大的锥状形成多个贯通孔30、31。此外，一个贯通孔30形成为位于压电振动片4的基部12侧，另一贯通孔31形成为位于振动腕部10、11的前端侧。
接着，进行在这些多个贯通孔30、31内，配置铆钉体9的芯材部7，并且将由玻璃材料构成的膏状的玻璃料6a填充到贯通孔30、31内的贯通电极配置工序(S34)。这时，作为铆钉体9，如图14所示，采用包括平板状的基座部8和从该基座部8上沿着与该基座部8的表面大致正交的方向以比基底基板用圆片40的厚度稍短的(例如，约短0.02mm左右)长度形成并且前端形成为平坦的芯材部7的导电性的铆钉体9。然后，如图15所示，插入芯材部7，直到该铆钉体9的基座部8与基底基板用圆片40接触。在此，需要将铆钉体9配置成使芯材部7的轴向与贯通孔30、31的轴向大致一致。在本实施方式中，由于使用基座部8上形成有芯材部7的铆钉体9，所以仅仅将基座部8按压到使基座部8与基底基板用圆片40接触为止的简单的作业，就能使芯材部7的轴向与贯通孔30、31的轴向大致一致。因而，能够提高进行贯通电极配置工序时的作业性。
进而，通过使基座部8与基底基板用圆片40的表面接触，能够切实地向贯通孔30、31内填充膏状的玻璃料6a。
而且，由于基座部8形成为平板状，所以在贯通电极配置工序后，直到后面进行的烧结工序为止的期间，即便将基底基板用圆片40承载于台上等的平面上，也不会晃动而稳定。在这一点上，也能提高作业性。
此外，在对贯通孔30、31内填充玻璃料6a时，涂敷略多点，以对贯通孔30b、31b内切实地填充玻璃料6a。因而，在基底基板用圆片40的表面也涂敷有玻璃料6a。在此状态下烧结玻璃料6a时，要在后面的研磨工序花费较多的时间，因此在烧结前进行除去多余的玻璃料6a的玻璃料除去工序(S35)。如图16所示，在该玻璃料除去工序中，例如使用树脂制的刮板47(squeegee)，使刮板47的前端47a抵接到基底基板用圆片40的表面，沿着该表面使之移动而除去玻璃料6a。通过这样，如图17所示，能以简单的作业切实地除去多余的玻璃料6a。然后，本实施方式中，使铆钉体9的芯材部7的长度比基底基板用圆片40的厚度稍短，因此当刮板47通过贯通孔30、31的上部之际，刮板47的前端47a和芯材部7的前端不会有接触，能够抑制芯材部7倾斜。
接着，进行将埋入的填充材料在既定温度下烧结的烧结工序(S36)。由此，贯通孔30、31和埋入该贯通孔30、31内的玻璃料6a和配置在玻璃料6a内的芯材部7互相固接。在进行该烧结时，按每个基座部8进行烧结，因此能够在使芯材部7的轴向和贯通孔30、31的轴向大致一致的状态下，能够将两者固定成一体。如果玻璃料6a被烧结，会固化为筒体6。
接着，如图18所示，在烧结后进行将铆钉体9的基座部8研磨并除去的研磨工序(S37)。由此，能够除去筒体6及起到将芯材部7定位的作用效果的基座部8，并能在筒体6的内部只留下芯材部7。
此外，同时研磨基底基板用圆片40的背面(没有配置铆钉体9的基座部8一侧的面)使之成为平坦面。然后，研磨至芯材部7的前端露出为止。其结果是，如图19所示，能够得到多个使筒体6与芯材部7固定成一体的一对贯通电极32、33。
如上所述，基底基板用圆片40的表面和筒体6及芯材部7的两端成为大致共面的状态。即，能做成使基底基板用圆片40的表面和贯通电极32、33的表面大致共面的状态。此外，在进行了研磨工序的时刻，结束贯通电极形成工序(S30A)。
接着，如图20、图21所示，进行在基底基板用圆片40的上表面对导电材料进行构图而形成接合膜35的接合膜形成工序(S38)，并且进行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的迂回电极形成工序(S39)。在本实施方式中，作为基底膜73，至少对迂回电极36、37成膜约500～600厚度的铬，并且作为接合膜74，成膜约1000～1500
Figure BSA00000433821400142
厚度的金。此外，图20、图21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。
特别是，如上所述，贯通电极32、33成为相对于基底基板用圆片40的上表面大致共面的状态。因此，在基底基板用圆片40的上表面构图的迂回电极36、37以在其间不发生间隙等而对贯通电极32、33密合的状态接触。由此，能够使一个迂回电极36与一个贯通电极32确实导通，并能使另一迂回电极37与另一贯通电极33确实导通。在这时刻结束第二圆片制作工序。
可是，在图9中，设工序顺序为接合膜形成工序(S38)之后进行迂回电极形成工序(S39)，但与此相反地，在进行迂回电极形成工序(S39)之后进行接合膜形成工序(S38)也可，并且将两工序同时进行也可。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，进行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的上表面的装配工序(S40)。首先通过引线接合等，在一对迂回电极36、37上分别形成由金构成的凸点B，然后，通过超声波接合，接合迂回电极36、37与凸点B。这时，迂回电极36、37和凸点B的金彼此互相扩散，从而能确保接合强度。
接着，将压电振动片4的基部12(装配电极16、17)承载于凸点B上后，一边将凸点B加热至既定温度一边将压电振动片4按压在凸点B，并且施加超声波而进行接合。由此，压电振动片4被机械支撑于凸点B，并且成为电连接有装配电极16、17和迂回电极36、37的状态。因而，在该时刻压电振动片4的一对激振电极15成为分别对一对贯通电极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。
在此，本实施方式中，成膜在装配电极16、17的由金构成的接合膜72的膜厚较薄，因此在与凸点B进行超声波接合之际在接合膜72的厚度方向的大致全体上，装配电极16、17与凸点B的金彼此互相扩散，使装配电极16、17与凸点B之间会以稳定的接合强度进行接合。此外，由于迂回电极36、37与凸点B的金彼此再次互相扩散，因此能进一步提高接合强度。
在压电振动片4的装配结束后，进行将盖基板用圆片50对基底基板用圆片40叠合的叠合工序(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成为被收纳于形成在盖基板用圆片50的凹部3a内，即由两圆片40、50包围的空腔C内的状态。
在叠合工序后，进行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而阳极接合的接合工序(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25所示的圆片体60。此外，在图22中，为了方便图示，示出分解圆片体60的状态。此外，图22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。
可是，在进行阳极接合时，形成在基底基板用圆片40的贯通孔30、31被贯通电极32、33完全堵塞，因此空腔C内的气密不会通过贯通孔30、31而受破坏。特别是，通过烧结而筒体6和芯材部7固定成一体，并且对这些贯通孔30、31牢固地固接，因此能切实地维持空腔C内的气密。
然后，在结束上述的阳极接合后，进行外部电极形成工序(S70)，即，在基底基板用圆片40的下表面对导电材料进行构图，形成多个与一对贯通电极32、33分别电连接的一对外部电极38、39。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。
特别是，在进行该工序时也与形成迂回电极36、37时同样，使贯通电极32、33相对于基底基板用圆片40的下表面成为大致共面的状态，因此构图的外部电极38、39以不会在其间发生间隙等而对贯通电极32、33密合的状态接触。由此，能够使外部电极38、39和贯通电极32、33确实导通。
接着，在圆片体60的状态下，进行微调密封于空腔C内的各个压电振动器1的频率而使之落入既定范围内的微调工序(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，进行沿着图22所示的切断线M切断已接合的圆片体60而进行小片化的切断工序(S90)。其结果是，能够一次性制造多个在互相阳极接合的基底基板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。
依据本实施方式，若将凸点B和装配电极16、17进行超声波接合，则能够在装配电极16、17的表面形成的由金构成的接合膜72的厚度方向的大致全体上互相扩散。也就是说，能够防止在凸点B与装配电极16、17的接合部位中产生不会对接合膜72互相扩散的区域。因而，能稳定地确保凸点B与压电振动片4之间的接合强度。此外，仅仅这样薄膜形成接合膜72，无需为了确保接合强度而在1个接合部位形成多个凸点进行超声波接合，因此能提高生产效率。
此外，通过将压电振动片4的接合膜72形成为薄膜，能提高压电振动片4的驱动电平特性，并能提高作为压电振动器1的性能。
而且，在接合膜72的厚度方向的大致全体上互相扩散，从而能抑制按每个产品在接合强度上发生偏差的情形。因而，能够获得成品率得到提高并且质量稳定的压电振动器1。
(振荡器)
接着，参照图23，对本发明的振荡器的一个实施方式进行说明。
本实施方式的振荡器100如图23所示，将压电振动器1构成为电连接至集成电路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，除了钟表用单功能振荡器等之外，还能够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，由于使用能够在压电振动片4与凸点B之间确保稳定的接合强度的压电振动器1，能够提供成品率得到提高并且质量稳定的振荡器100。
(电子设备)
接着，参照图24，就本发明的电子设备的一个实施方式进行说明。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。
最初本实施方式的便携信息设备110例如以便携电话为代表，发展并改良现有技术的手表。外观类似于手表，在相当于文字盘的部分配有液晶显示器，能够在该画面上显示当前的时刻等。此外，在作为通信机而利用的情况下，从手腕取下，通过内置于表带的内侧部分的扬声器和麦克风而能够进行与现有技术的便携电话相同的通信。然而，与现有的便携电话相比较，明显小型化且轻型化。
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24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。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与该电源部111并联连接。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，能够由电压检测部116和控制部112禁止通信部114的动作并在显示部115显示该提示。该显示可以是文字消息，但作为更直观的显示，也可以在显示于显示部115的显示面的上部的电话图标打“×(叉)”标记。
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，由于使用能够在压电振动片4与凸点B之间确保稳定的接合强度的压电振动器1，能够提供成品率得到提高并且质量稳定的便携信息设备110。
(电波钟)
接着，参照图25，就本发明的电波钟的一个实施方式进行说明。
如图25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，并具有自动修正为正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一边反射一边传播的性质，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被称为定时码的时刻信息AM调制为40kHz或60kHz的载波。所接收的长波的标准电波由放大器133放大，由具有多个压电振动器1的滤波部131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。
此外，虽然上述的说明由日本国内的示例表示，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。所以，在将即使在海外也能够对应的电波钟130装入便携设备的情况下，还需要与日本的情况不同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，由于使用能够在压电振动片4与凸点B之间确保稳定的接合强度的压电振动器1，能够提供成品率得到提高并且质量稳定的电波钟130。
此外，本发明并不局限于上述实施的方式，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，将贯通孔30、31的形状形成为截面锥状的圆锥形状，但也可以不是截面锥状而直筒形状的大致圆柱形状。
此外，在上述实施方式中，作为芯材部7，优选使用热膨胀系数与基底基板2(基底基板用圆片40)及筒体6大致相同的材料。
在这种情况下，进行烧结时，基底基板用圆片40、筒体6及芯材部7这三个分别以同样的方式热膨胀。因而，不会出现因热膨胀系数的不同而对基底基板用圆片40或筒体6过度作用压力，从而发生裂痕等，或者在筒体6与贯通孔30、31之间或在筒体6与芯材部7之间形成间隙的情形。因此，能够形成更加高质量的贯通电极，其结果是，能谋求压电振动器1的更进一步的高质量化。
此外，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改善振动特性。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，利用接合膜35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。
附图标记说明
1...压电振动器；2...基底基板；3...盖基板；4...压电振动片；10、11...振动腕部(振动部)；12...基部；15...激振电极；16、17...装配电极；19、20...引出电极；30、31...贯通孔(through hole)；32、33...贯通电极；36、37...迂回电极；72...接合膜；100...振荡器；110...便携信息设备(电子设备)；130...电波钟；B...凸点；C...空腔。

Claims (6)

1.一种压电振动片，其中包括：
振动部；
与该振动部邻接的基部；
形成在所述振动部的激振电极；
形成在所述基部的装配电极；以及
电连接所述激振电极和所述装配电极的引出电极，其特征在于，
在所述装配电极的表面成膜由金构成的接合膜，
该接合膜形成为在与由金构成的凸点超声波接合之际，厚度方向的大致全体上互相扩散的厚度。
2.一种压电振动器，其中包括：
基底基板；
以与该基底基板对置的状态接合到所述基底基板的盖基板；以及
收纳于在所述基底基板和所述盖基板之间形成的空腔内的压电振动片，
该压电振动片具有振动部、与该振动部邻接的基部、形成在所述振动部的激振电极、形成在所述基部的装配电极、以及电连接所述激振电极与所述装配电极的引出电极，
形成在所述基底基板的贯通孔中设有贯通电极，并且为了电连接所述压电振动片与所述贯通电极而在所述基底基板形成迂回电极，其特征在于，
在所述迂回电极的既定位置形成由金构成的凸点，以电连接该迂回电极和形成在所述压电振动片的所述装配电极，
并且在所述压电振动片中的所述装配电极的表面，成膜由金构成的接合膜，
该接合膜形成为在与所述凸点超声波接合之际，厚度方向的大致全体上互相扩散的厚度。
3.一种压电振动器的制造方法，其中该压电振动器包括：
基底基板；
以与该基底基板对置的状态接合到所述基底基板的盖基板；以及
被收纳于在所述基底基板与所述盖基板之间形成的空腔内的压电振动片，
该压电振动片具有振动部、与该振动部邻接的基部、形成在所述振动部的激振电极、形成在所述基部的装配电极、以及电连接所述激振电极和所述装配电极的引出电极，
形成在所述基底基板的贯通孔中设有贯通电极，并且为了电连接所述压电振动片和所述贯通电极而在所述基底基板形成迂回电极，
在该迂回电极的既定位置形成由金构成的凸点，以电连接该迂回电极和形成在所述压电振动片的所述装配电极，
所述压电振动器的制造方法的特征在于，包括：
在所述基底基板形成所述迂回电极的工序；
在所述迂回电极的既定位置形成所述凸点的工序；以及
在所述凸点上超声波接合所述压电振动片的装配电极的工序，
在所述压电振动片的所述装配电极的表面成膜由金构成的接合膜，
该接合膜形成为在与所述凸点超声波接合之际，在厚度方向的大致全体上互相扩散的厚度。
4.一种振荡器，其特征在于，使权利要求2所述的压电振动器，作为振子电连接至集成电路。
5.一种电子设备，其特征在于，使权利要求2所述的压电振动器电连接至计时部。
6.一种电波钟，其特征在于，使权利要求2所述的压电振动器电连接至滤波部。
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