CN102197589A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明的压电振动器，包括：具有一对振动腕部的音叉型压电振动片；收容所述压电振动片的封装件；以及在所述封装件的内部沿着所述振动腕部的长度方向形成的吸气材料，与所述振动腕部的长度方向的中心部邻接的所述吸气材料的中间部的截面积，大于所述吸气材料的端部的截面积。

Description

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
技术领域
本发明涉及在接合的两个基板之间所形成的空腔内密封了压电振动片的表面安装型(SMD)的压电振动器、该压电振动器的制造方法、具有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，采用利用由水晶等的压电材料构成的压电振动片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。作为压电振动片，采用具备一对振动腕部的音叉型压电振动片。
作为这种压电振动器，众所周知表面安装型(SMD：Surface Mount Device)的压电振动器。
图16是拆下现有技术的表面安装型的压电振动器的盖基板的状态的平面图，图17是图16的C-C线的剖视图。如图17所示，作为表面安装型的压电振动器200，提出用基底基板201和盖基板202形成封装件(package)209，并在封装件209的内部形成的空腔C收纳压电振动片203的压电振动器。基底基板201和盖基板202在两者间配置接合膜207并通过阳极接合来接合。
压电振动器一般要求抑制等效电阻值(有效电阻值，Re)为低值。等效电阻值低的压电振动器可以用低电力来使压电振动片振动，因此成为能量效率良好的压电振动器。
作为抑制等效电阻值的一般的方法之一，众所周知如图16所示那样使密封压电振动片203的空腔C内接近真空，从而降低与等效电阻值有比例关系的串联谐振电阻值(R1)的方法。作为使空腔C内接近真空的方法，众所周知在空腔C内密封由铝等构成的吸气材料(吸气部件)220，并从外部照射激光而使该吸气材料220激活的方法(吸气法)(参照下述专利文献1)。依据该方法，利用成为激活状态的吸气材料220，能够吸收阳极接合之际产生的氧，因此能够使空腔C内接近真空。
专利文献1：日本特开2003-142976号公报
发明内容
吸气材料220在压电振动片203的宽度方向上的一对振动腕部210的两外侧，沿着振动腕部210的长度方向形成。在使该吸气材料220吸气时，生成物附着到振动腕部210，存在压电振动片203的频率会变动的问题。
此外在吸气工序之后，一般对设置在振动腕部210的前端的金属重锤材料211照射激光，从而对金属重锤材料211进行切边而进行压电振动片203的频率的微调(微调工序)。但是，在吸气工序中频率出现大幅变动的情况下，微调工序中使压电振动片203的频率落入标称频率的范围内是有困难或者不可能的。
本发明鉴于上述问题构思而成，其目的在于提供能够抑制伴随吸气的频率变动的压电振动器及其制造方法。
本申请的发明人，通过实验发现以下的技术。在压电振动片的与振动腕部的前端部邻接的区域进行了吸气的情况下，伴随吸气的生成物主要附着到振动腕部的前端部。在该情况下，前端部的重量(相当于弹簧-质量系的质量)增加，所以压电振动片的频率降低。另一方面，在与振动腕部的基端部邻接的区域进行吸气的情况下，生成物主要附着到振动腕部的基端部。在该情况下，基端部的刚性(相当于弹簧-质量系的弹簧常数)的增加占主导，压电振动片的频率增加。与之相对，在与压电振动片的振动腕部的中心部邻接的区域进行吸气的情况下，生成物主要附着到振动腕部的中心部。在该情况下，成为上述两者的中间的状态，压电振动片的频率不会变动。
于是本发明的压电振动器采用以下方案。
即，其特征在于，包括：具备一对振动腕部的音叉型的压电振动片；收容所述压电振动片的封装件；以及在所述封装件的内部，沿着所述振动腕部的长度方向形成的吸气材料，与所述振动腕部的长度方向的中心部邻接的所述吸气材料的中间部的截面积，大于所述吸气材料的端部的截面积。
依据该构成，只使中间部吸气，能够激活大量的吸气材料，并能确保封装件内的真空度。而且，通过使中间部吸气，伴随吸气的生成物主要附着到振动腕部的中心部。因而，能够抑制伴随吸气的频率的变动。
此外优选所述吸气材料的所述中间部的宽度，大于所述吸气材料的所述端部的宽度。
此外优选所述吸气材料的所述中间部的厚度，大于所述吸气材料的所述端部的厚度。
依据这些构成，能够使吸气材料的中间部的截面积，大于吸气材料的端部的截面积。
此外优选所述吸气材料配置在所述压电振动片的宽度方向上的所述一对振动腕部的外侧，从所述振动腕部到所述吸气材料的所述端部为止的距离，大于从所述振动腕部到所述吸气材料的所述中间部为止的距离。
依据该构成，能够在从振动腕部分离的位置使吸气材料的端部吸气，从而能够抑制生成物附着到振动腕部的前端部或基端部。因而，能够抑制伴随吸气的频率变动。
此外，本发明的其它压电振动器，其特征在于，包括：具备从基部延伸的一对振动腕部的音叉型压电振动片；收容所述压电振动片的封装件；以及在所述封装件的内部中形成在所述基部的周围的吸气材料。
依据该构成，能够使伴随吸气的生成物附着到压电振动片的基部，能够抑制附着到振动腕部的前端部或基端部的情况。因而，能够抑制伴随吸气的频率的变动。
另一方面，本发明的压电振动器的制造方法，制造包括具备一对振动腕部的音叉型压电振动片、收容所述压电振动片的封装件、以及在所述封装件的内部中沿着所述振动腕部的长度方向形成的吸气材料的压电振动器，其特征在于，包括：第一吸气工序，将与所述振动腕部的长度方向的中心部邻接的所述吸气材料的中间部激活；以及第二吸气工序，将所述吸气材料的端部激活。
依据该构成，由于先进行将中间部激活的第一吸气工序，所以能够尽量使伴随吸气的生成物附着到振动腕部的中心部附近。因而，能够抑制伴随吸气的频率的变动。
此外优选在所述第二吸气工序中激活所述吸气材料的两端部，以相对于所述振动腕部的长度方向的中心线成为线对称。
依据该构成，能够使伴随吸气的生成物均匀地附着到振动腕部的前端部及基端部。由此，能够使伴随吸气的频率的减少及增加相抵消，并能抑制频率的变动。
另一方面，本发明的振荡器，其特征在于，使上述压电振动器作为振子而与集成电路电连接。
此外，本发明的电子设备，其特征在于，使上述压电振动器与计时部电连接。
此外，本发明的电波钟，其特征在于，使上述压电振动器与滤波部电连接。
上述压电振动器能够抑制伴随吸气的频率变动，因此能够使压电振动器的频率落在标称频率的范围内，并且能够提高成品率。因而，能够减少振荡器、电子设备及电波钟的成本。
(发明效果)
依据本发明的压电振动器，只使中间部吸气，从而能够激活大量的吸气材料，并能确保封装件内的真空度。而且，通过使中间部吸气，伴随吸气的生成物主要附着到振动腕部的中心部。因而，能够抑制伴随吸气的频率的变动。
此外依据本发明的压电振动器的制造方法，由于先进行使中间部激活的第一吸气工序，所以能够使伴随吸气的生成物尽量附着到振动腕部的中心部附近。因而，能够抑制伴随吸气的频率的变动。
附图说明
图1是第一实施方式的压电振动器的外观斜视图。
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平面图。
图6是图5所示的压电振动片的仰视图。
图7是图5的B-B线上的剖视图。
图8是第一实施方式的吸气材料的说明图。
图8B是第一实施方式的吸气材料的说明图。
图8C是第一实施方式的吸气材料的说明图。
图8D是第一实施方式的吸气材料的说明图。
图9A是第一实施方式的第一变形例的吸气材料的说明图。
图9B是第一实施方式的第二变形例的吸气材料的说明图。
图10是压电振动器的制造方法的流程图。
图11是以在空腔内收容压电振动片的状态阳极接合基底基板用圆片和盖基板用圆片的圆片体的分解斜视图。
图12是第二实施方式的吸气材料的说明图。
图13是振荡器的概略结构图。
图14是电子设备的方框图。
图15是电波钟的方框图。
图16是现有的压电振动器的拆下盖基板的状态的平面图。
图17是图16的C-C线上的剖视图。
附图标记说明
CNT…中心部；c1、e1…宽度；c2、e2…距离；c4、e4…厚度；Ly…中心线；Sc、Se…截面积；S74…第一吸气工序；S76…第二吸气工序；1…压电振动器；4…压电振动片；9…封装件；10、11…振动腕部；12…基部；70…吸气材料；70c…中间部；70e…端部；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，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
图1是实施方式的压电振动器的外观斜视图。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的A-A线的压电振动器的剖视图。图4是压电振动器的分解斜视图。此外在图4中，为了方便附图理解，省略了压电振动片的激振电极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1～图4所示，本实施方式的压电振动器1是具备将基底基板2和盖基板3层叠为2层的封装件9，并在封装件9的内部的空腔C内收纳压电振动片4的表面安装型的压电振动器1。
(压电振动片)
图5是压电振动片的平面图，图6是压电振动片的仰视图。图7是图5的B-B线上的剖视图。
如图5～图7所示，压电振动片4是由水晶或钽酸锂、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。此外压电振动片4具备在一对振动腕部10、11的两主面上沿着该振动腕部10、11的长度方向而分别形成的沟部18。该沟部18从振动腕部10、11的基端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沿互相接近或分离的方向以既定的谐振频率振动的电极，在一对振动腕部10、11的外表面，分别以电性切断的状态被构图而成。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而与装配电极16、17电连接。然后压电振动片4构成为经由该装配电极16、17而被施加电压。此外，上述激振电极15、装配电极16、17及引出电极19、20，是由例如铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)或钛(Ti)等的导电膜的覆膜形成。
此外，在一对振动腕部10、11的前端部覆盖有用于进行质量调整(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进行振动。再者，该重锤金属膜21分为在对频率进行粗调之际使用的粗调膜21a和在进行微小调整之际使用的微调膜21b。利用这些粗调膜21a及微调膜21b进行频率调整，能够将一对振动腕部10、11的频率落在器件的标称(目标)频率的范围内。
如图3、图4所示，这样构成的压电振动片4，利用金等的凸点(bump)B，凸点接合至基底基板2的上表面。更具体地说，在基底基板2的上表面构图的后述的迂回电极36、37上形成的2个凸点B上，分别接触一对装配电极16、17的状态被凸点接合。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，并且成为分别电连接装配电极16、17和迂回电极36、37的状态。
(压电振动器)
如图1～图4所示，本实施方式的压电振动器1具备将基底基板2和盖基板3层叠为2层的封装件9。
如图1、图3及图4所示，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，形成为板状。再者，在接合基底基板2的接合面侧，形成有收纳压电振动片4的矩形状的凹部3a。该凹部3a是在叠合两基板2、3时成为收容压电振动片4的空腔C的空腔用的凹部。而且，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。
基底基板2与盖基板3同样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4所示，以能对盖基板3叠合的大小形成为板状。
如图2和图3所示，在该基底基板2形成有贯通该基底基板2的一对贯通孔(through hole)30、31。一对贯通孔30、31形成在空腔C的对角线的两端部。并且，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用Ag膏等的导电材料构成。在基底基板2的下表面，形成有与一对贯通电极32、33分别电连接的一对外部电极38、39。
如图2及图4所示，在基底基板2的上表面侧(接合盖基板3的接合面侧)，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沿着基底基板2的周边以包围形成在盖基板3的凹部3a的周围的方式形成。此外，一对迂回电极36、37构图成为使一对贯通电极32、33之中一个贯通电极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。
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，能够对压电振动片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施加电压，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。再者，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。
(吸气材料)
如图2及图4所示，本实施方式的压电振动器1在空腔的内部具有吸气材料(第二质量调整膜)70。吸气材料70是因激光照射而被激活并吸附周围的气体的材料，例如能够用铝(Al)或钛(Ti)、锆(Zr)、铬(Cr)等的金属或它们的合金等来形成。本实施方式的吸气材料70利用与接合膜35及迂回电极36、37相同的金属铝，在基底基板2的上表面上与接合膜35及迂回电极36、37同时形成。此外吸气材料70也可以形成在盖基板3的空腔用凹部3a的底面。
吸气材料70配置在可从压电振动器1的外部照射激光的位置。此外，由于盖基板3中的凹部3a的底面为非研磨面(磨砂玻璃状)，无法从盖基板3的外侧(从压电振动器1的上表面侧)照射激光。因此，成为从基底基板2的外侧(从压电振动器1的下表面侧)，照射激光。因此，吸气材料70配置在从压电振动器1的下表面侧观看不与外部电极38、39重叠的位置。此外，吸气材料70配置在从压电振动器1的下表面侧观看不与重锤金属膜21重叠的位置，以使吸气材料70不妨碍对重锤金属膜21的激光照射。在本实施方式中，从压电振动器1的下表面侧观看，在压电振动片的宽度方向上一对振动腕部10、11的两外侧分别形成有吸气材料70、70。
图8A是本实施方式中的吸气材料的说明图，是相当于图2的平面图。此外在图8A中为了方便观看附图，省略了形成在压电振动片4的各电极和形成在基底基板2上的迂回电极等的记载。此外在图8A中，将压电振动片4的振动腕部10、11的长度方向设为X方向；将压电振动片4的宽度方向设为Y方向；将压电振动片4的厚度方向设为Z方向。
如图8A所示，吸气材料70沿着X方向延伸设置。吸气材料70的Y方向外侧的边缘，形成为与X轴平行的直线状，吸气材料70的Y方向内侧的边缘，形成为使X方向中央部朝着振动腕部突出的圆弧状。对于振动腕部10、11的长度方向的中心线Ly而言，吸气材料70形成为线对称形状。此外吸气材料70由与振动腕部10、11的长度方向的中心部CNT邻接的中间部70c和在其±X方向配置的端部70e、70e构成。此外中间部70c的X方向的长度c3和端部70e、70e的X方向的长度e3，例如形成为相等。
图8B是图8A的P-P线上的剖视图，图8C是图8A的Q-Q线上的剖视图，图8D是图8A的R-R线上的剖视图。图8C所示的吸气材料70的中间部70c的截面积Sc，成为大于图8B及图8D所示的端部70e的截面积Se。具体而言，图8C所示的中间部70c的宽度c1，成为大于图8B及图8D所示的端部70e的宽度e1。此外图8C所示的中间部70c的厚度c4，最好成为大于图8B及图8D所示的端部70e的厚度e4。
返回图8A，吸气材料70在Y方向上从振动腕部10、11起隔着距离而配置。从振动腕部10到吸气材料70的端部70e为止的距离e2，成为大于从振动腕部10到吸气材料70的中间部70c为止的距离c2。
若对吸气材料70照射激光，则吸气材料70蒸发而被除去，在吸气材料70的表面形成激光照射痕71。例如，若对吸气材料70的一点照射激光(点照射)，则激光照射痕71形成为碗状。此外若使激光边扫描边以短距离间隔反复进行点照射，则激光照射痕71形成为沟状。在本实施方式中，使压电振动片4的两侧的吸气材料70、70中的激光照射痕71，形成为对于压电振动片4的中心线Lx而言呈线对称。此外各吸气材料70中的激光照射痕71，形成为对于振动腕部10、11的长度方向的中心线Ly而言呈线对称。而且，吸气材料70的端部70e中的激光照射痕71，形成在比中间部70c的宽度方向的中心外侧的位置(即，从振动腕部10、11远离的一侧)。
(第一变形例)
图9A是第一实施方式的第一变形例中的吸气材料的说明图，并且是相当于图2的平面图。在图8A至图8D所示的第一实施方式中，吸气材料70的Y方向内侧的边缘形成为圆弧状，但是，在图9A所示的第一变形例中形成为阶梯状，在这一点上有所不同。
在第一变形例中，吸气材料70的Y方向内侧的边缘，形成为与振动腕部10、11平行的直线状。而且与第一实施方式同样地，从振动腕部10、11到吸气材料70的端部70e、70e为止的距离，成为大于从振动腕部10、11到吸气材料70的中间部70c为止的距离。由此，吸气材料70的Y方向内侧的边缘形成为阶梯状。
(第二变形例)
图9B是第一实施方式的第二变形例中的吸气材料的说明图，并且是相当于图2的平面图。在图9A所示的第二变形例中，吸气材料70的Y方向内侧的边缘形成为山状，在这一点上与第一实施方式有所不同。
在第二变形例中，吸气材料70的Y方向内侧的边缘，形成为连接X方向的中央部和两端部的直线状。而且与第一实施方式同样地，从振动腕部10、11到吸气材料的端部70e、70e为止的距离，成为大于从振动腕部10、11到吸气材料的中间部70c为止的距离。由此，吸气材料70的Y方向内侧的边缘形成为山状。
(压电振动器的制造方法)
图10是压电振动器的制造方法的流程图，图11是压电振动器的制造方法的说明图。此外图11中为了方便观看附图，省略了基底基板用圆片40中的接合膜35及吸气材料70的图示。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。在本实施方式中，在基底基板用圆片40与盖基板用圆片50之间配置多个压电振动片4，一次性制造多个压电振动器。
首先，进行压电振动片制作工序而制作出图5～图7所示的压电振动片4(S10)。此外在制作压电振动片4之后，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照射激光而使一部分蒸发，从而使重量变化来进行的。此外，关于更加高精度调整谐振频率的微调，在装配后进行。对此，在后面进行说明。
接着，如图11所示，进行将后面成为盖基板的盖基板用圆片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，形成利用蚀刻等来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，进行凹部形成工序(S22)，即，利用蚀刻等来在盖基板用圆片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，进行对基底基板用圆片40形成多个一对贯通电极32、33的贯通电极形成工序(S30A)。
接着如图4所示，将在基底基板用圆片40的上表面对导电材料进行构图，形成接合膜35的接合膜形成工序(S36)、形成迂回电极36、37的迂回电极形成工序(S37)、形成吸气材料70的吸气材料形成工序(S38)同时进行。此外接合膜形成工序(S36)、迂回电极形成工序(S37)及吸气材料形成工序(S38)，可以将全部或一部分作为另外工序，以任意的工序顺序进行。
接着，进行将所制作的多个压电振动片4分别通过迂回电极36、37而接合到基底基板用圆片40的上表面的装配工序(S40)。首先，在一对迂回电极36、37上分别形成金等的凸点(bump)B。然后，在凸点B上承载压电振动片4的基部12之后，一边将凸点B加热到既定温度，一边使压电振动片4压上凸点B。由此，压电振动片4被机械支撑于凸点B上并且成为从基底基板用圆片40的上表面浮起的状态，此外成为电连接装配电极16、17和迂回电极36、37的状态。
在压电振动片4的装配结束后，如图11所示，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成为被收容于形成在两圆片40、50之间的空腔内的状态。
在叠合工序后，进行将叠合后的两个圆片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，对图4所示的接合膜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接合的圆片体60。
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，形成多个一对外部电极38、39。通过该工序，能够从外部电极38、39经由贯通电极32、33而使密封于空腔C内的压电振动片4动作。
(吸气工序)
接着，进行对图4所示的吸气材料70照射激光而使吸气材料70激活的吸气工序(S72)。作为激光器，能够采用与下述的微调工序相同的YAG激光器等。如上所述，无法从盖基板用圆片50的外侧照射激光，因此从基底基板用圆片40的外侧进行激光照射。因激光照射而吸气材料70(例如Al)蒸发时，吸收空腔内的氧而生成金属氧化物(例如Al2O3)。由此，会消耗空腔内的氧，因此能够使真空度提升到一定水平以上。在此，一定水平是指即便将真空度提高到该水平以上，串联谐振电阻值也不会大变动的状态。由此，能够确保适宜的串联谐振电阻值。
可是，若在压电振动片4的振动腕部10、11的附近进行吸气，则伴随吸气的生成物会附着到振动腕部10、11。在振动腕部10、11的前端部的附近进行了吸气时，生成物会主要附着到振动腕部10、11的前端部。在该情况下，前端部的重量(相当于弹簧-质量系的质量)增加，因此压电振动片4的频率下降。该现象是与下述的微调工序(利用激光照射对振动腕部10、11的前端部的微调膜21b进行切边，减少前端部的重量而增加频率的工序)相反的现象。另一方面，在振动腕部10、11的基端部的附近进行了吸气时，生成物会主要附着到振动腕部10、11的基端部。在该情况下，振动腕部10、11的刚性(相当于弹簧-质量系的弹簧常数)的增加占主导，压电振动片4的频率会增加。
此外，即便在吸气工序中压电振动片4的频率发生变动，也能在下述的微调工序中对压电振动器的频率进行微调。但是，若在吸气工序中压电振动片4的频率发生大变动，则在微调工序中使压电振动器的频率落入标称频率的范围内是有困难或不可能的。
因此在本实施方式中，首先进行将与图8A至图8D所示的振动腕部10、11的中心部邻接的吸气材料70的中间部70c激活的第一吸气工序(S74)。具体而言，对吸气材料70的中间部70c照射激光。
在本实施方式中，吸气材料70的中间部70c的截面积Sc大于端部70e的截面积Se。因此，仅对中间部70c照射激光，就能使大量的吸气材料70蒸发，从而能够确保封装件内的真空度。进而，通过对中间部70c照射激光，能够使生成物主要附着到振动腕部10、11的中心部。因而，能够抑制伴随吸气的压电振动片的频率变动。
在吸气材料70的中间部70c中，首先沿着中心线Ly进行激光照射。接着，沿着使中心线Ly在±X方向上仅偏置距离d的直线进行激光照射。同样地，沿着使使中心线Ly在±X方向仅偏置距离n·d(n为自然数)的直线依次进行激光照射，并在空腔内达到既定的真空度的时刻停止激光照射。如此，从X方向的中心朝外侧扩大激光照射范围，从而能尽量使生成物附着到振动腕部10、11的中心部附近。因而，能够将伴随吸气的压电振动片的频率变动抑制在最小范围内。
在上述第一吸气工序中使吸气材料70的中间部70c的全体吸气，当空腔内未达到既定的真空度时，进行对吸气材料70的端部70e照射激光而激活的第二吸气工序(S76)。在第二吸气工序中，在振动腕部10、11的前端部或基端部的附近进行吸气，因此生成物附着到振动腕部10、11的前端部或基端部，有可能使压电振动片的频率变动。但是，由于在使中间部70c进行第一吸气之后使端部70e进行第二吸气，因此能够将伴随吸气的压电振动片的频率变动抑制在最小范围内。
在第二吸气工序中，从X方向的中央侧朝着外侧扩大激光照射范围，以相对中心线Ly呈线对称的方式进行激光照射。具体而言，首先沿着使中心线Ly在±X方向仅偏置距离c3/2的直线进行激光照射。接着，沿着使中心线Ly在±X方向仅偏置距离c3/2+d的直线进行激光照射。同样地，沿着使中心线Ly在±X方向仅偏置距离c3/2+n·d(n为自然数)的直线依次进行激光照射，并在空腔内达到既定的真空度的时刻停止激光照射。此外由于以相对中心线Ly呈线对称的方式进行激光照射，所以能对中心线Ly呈线对称的方式形成激光照射痕71。
如此在第二吸气工序中，从X方向的中央侧朝着外侧扩大激光照射范围，从而能使生成物尽量附着到振动腕部10、11的中心部附近。而且，以对中心线Ly呈线对称的方式进行吸气，从而能使伴随吸气的生成物均匀地对振动腕部的前端部及基端部附着。由此，能够使频率的增加及减少相抵消。因此，能够将伴随吸气的压电振动片的频率变动抑制在最小范围内。
此外在本实施方式中，从振动腕部10、11到吸气材料70的端部70e为止的距离，大于从振动腕部10、11到吸气材料70的中间部70c为止的距离，因此能够在从振动腕部10、11相距的位置进行吸气材料70的端部70e的吸气。由此，能够抑制生成物附着到振动腕部10、11的前端部或基端部，并能抑制伴随吸气的压电振动片的频率变动。
返回图10的流程图，在吸气工序(S72)之后，进行对密封于空腔C内的各个压电振动器1的频率进行微调而使之落入既定范围内的微调工序(S80)。具体地说明，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基底基板用圆片40的外部照射激光，使重锤金属膜21的微调膜21b蒸发，从而进行切边。若将微调膜21b切边，则一对振动腕部10、11的前端侧的重量减少，因此压电振动片4的频率增加。由此，能够进行微调，以使压电振动器1的频率落入标称频率的既定范围内。
在频率的微调工序结束后，进行沿着图11所示的切断线M切断圆片体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之间所形成的空腔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，进行吸气工序(S72)及微调工序(S80)的工序顺序也可。但是，如上所述，通过先进行吸气工序(S72)及微调工序(S80)，能够在圆片体60的状态下进行吸气及微调，因此能更加有效率地制造多个压电振动器1。因而，能够提高生产率，因此是优选的。
其后，进行压电振动片4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。
如以上详细说明的那样，图8A至图8D所示的本实施方式的压电振动器，构成为与振动腕部10、11的长度方向的中心部CNT邻接的吸气材料70的中间部70c的截面积Sc，大于吸气材料70的端部70e、70e的截面积Se。
依据该构成，仅使中间部70c吸气，就能使大量的吸气材料激活，能够确保封装件9内的真空度。而且，通过使中间部70c吸气，伴随吸气的生成物主要附着到振动腕部10、11的中心部。因而，能够抑制伴随吸气的压电振动片的频率变动。
此外本实施方式的压电振动器的制造方法，采用如下构成：即，具有使与振动腕部10、11的长度方向的中心部CNT邻接的吸气材料70的中间部70c激活的第一吸气工序和使振动腕部10、11的长度方向的前端部或与基端部邻接的吸气材料70的端部70e、70e激活的第二吸气工序。
依据该构成，由于先进行使中间部70c激活的第一吸气工序，所以能够使伴随吸气的生成物尽量附着到振动腕部10、11的中心部。因而，能够抑制伴随吸气的压电振动片的频率的变动。
如此，在吸气工序中能够抑制压电振动片的频率变动，因此能够在下个微调工序中使压电振动器的频率落在标称频率的范围内。因而，能够提高压电振动器的成品率。
(第二实施方式)
图12是第二实施方式的压电振动器的说明图，并且是相当于图2的平面图。在图8A所示的第一实施方式中，使吸气材料70形成在压电振动片4的振动腕部10、11的外侧，而在图12所示的第二实施方式中，使吸气材料70形成在压电振动片4的基部12的周围，在这一点上有所不同。此外对于与第一实施方式相同的构成部分，省略其详细说明。
在第二实施方式中，在压电振动片4的基部12的周围形成吸气材料70。若使该吸气材料70吸气，则生成物主要附着到基部12，而不会附着到振动腕部10、11。因此，能够抑制伴随吸气的压电振动片4的频率变动。由此，能够在下个微调工序中使压电振动器的频率落在标称频率的范围内。因而，能够提高压电振动器的成品率。
(振荡器)
接着，参照图13，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13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。
并且在本实施方式中，具备提高了成品率的压电振动器1，因此能够减少振荡器100的成本。
(电子设备)
接着，参照图14，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为例如以便携电话为首的，发展并改良了现有技术中的手表的设备。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，可进行与现有技术的便携电话同样的通信。但是，与现有的便携电话相比，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14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具有与现有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)”标记也可。
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。
并且在本实施方式中，由于具备提高了成品率的压电振动器1，能够减少便携信息设备110的成本。
(电波钟)
接着，参照图15，就本发明的电波钟的一个实施方式进行说明。
如图15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，显示出正确的时刻信息。
载波为40kHz或60kHz，因此水晶振动器部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。
并且在本实施方式中，由于具备提高了成品率的压电振动器1，能够减少电波钟130的成本。
此外，本发明的技术范围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包含对上述实施方式做的各种变更。即，实施方式中列举的具体的材料或层结构等只是一个例子，能够适宜变更。
例如，在上述实施方式(参照图8A至图8D)中使吸气材料70的中间部70c的宽度c1及厚度c4大于端部70e的宽度e1及厚度e4，但是只增大宽度及厚度中的任一个也可。
此外，在上述实施方式中使从振动腕部10到吸气材料70的端部70e为止的距离e2大于到中间部70c为止的距离c2，但是形成为使距离e2及距离c2相等，并且在从振动腕部10分开的位置(Y方向的外侧)使端部70e吸气也可。但是，如果使距离e2大于距离c2，能够节约吸气材料的材料。
此外，在上述实施方式中将吸气材料70形成为相对于中心线Ly呈线对称形状，但是，将吸气材料70形成为非线对称形状，并且以成为线对称的方式吸气也可。
此外，在上述实施方式(参照图4)中将吸气材料70形成在基底基板2的表面，但形成在盖基板3的表面也可。但是，如上述实施方式那样形成在基底基板侧，从而能够将迂回电极36、37及接合膜35与吸气材料同时形成，能够简化制造工序并减少制造成本。
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的两面形成有沟部18的带沟的压电振动片4，但也可以是没有沟部18的类型的压电振动片。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，通过接合膜35阳极接合基底基板2和盖基板3，但并不限于阳极接合。但是，通过进行阳极接合，能够牢固地接合两基板2、3，因此是优选的。
此外，在上述实施方式中，将压电振动片4凸点接合，但并不限于凸点接合。例如，也可以用导电粘接剂来接合压电振动片4。但是，通过进行凸点接合，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。
产业上的利用可能性
依据本发明的压电振动器，仅使中间部吸气，就能激活大量的吸气材料，从而能确保封装件内的真空度。而且，通过使中间部吸气，使伴随吸气的生成物主要附着到振动腕部的中心部。因而，能够抑制伴随吸气的频率变动。
此外依据本发明的压电振动器的制造方法，由于先进行使中间部激活的第一吸气工序，所以能够使伴随吸气的生成物尽量附着到振动腕部的中心部附近。因而，能够抑制伴随吸气的频率变动。

Claims (10)

1.一种压电振动器，其特征在于，包括：
具备一对振动腕部的音叉型的压电振动片；
收容所述压电振动片的封装件；以及
在所述封装件的内部，沿着所述振动腕部的长度方向形成的吸气材料，
与所述振动腕部的长度方向的中心部邻接的所述吸气材料的中间部的截面积，大于所述吸气材料的端部的截面积。
2.如权利要求1所述的压电振动器，其中所述吸气材料的所述中间部的宽度，大于所述吸气材料的所述端部的宽度。
3.如权利要求1或2所述的压电振动器，其中所述吸气材料的所述中间部的厚度，大于所述吸气材料的所述端部的厚度。
4.如权利要求1或2所述的压电振动器，其中，
所述吸气材料配置在所述压电振动片的宽度方向上的所述一对振动腕部的外侧，
从所述振动腕部到所述吸气材料的所述端部为止的距离，大于从所述振动腕部到所述吸气材料的所述中间部为止的距离。
5.一种压电振动器，其特征在于，包括：
具备从基部延伸的一对振动腕部的音叉型压电振动片；
收容所述压电振动片的封装件；以及
在所述封装件的内部中形成在所述基部的周围的吸气材料。
6.一种压电振动器的制造方法，制造包括
具备一对振动腕部的音叉型压电振动片、
收容所述压电振动片的封装件、以及
在所述封装件的内部中沿着所述振动腕部的长度方向形成的吸气材料的压电振动器，其特征在于，包括：
第一吸气工序，将与所述振动腕部的长度方向的中心部邻接的所述吸气材料的中间部激活；以及
第二吸气工序，将所述吸气材料的端部激活。
7.如权利要求6所述的压电振动器的制造方法，其中在所述第二吸气工序中激活所述吸气材料的两端部，以相对于所述振动腕部的长度方向的中心线成为线对称。
8.一种振荡器，其特征在于：使权利要求1或5所述的压电振动器，作为振子与集成电路电连接。
9.一种电子设备，其特征在于：使权利要求1或5所述的压电振动器，与计时部电连接。
10.一种电波钟，其特征在于：使权利要求1或5所述的压电振动器，与滤波部电连接。
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