CN102638235A - 阳极接合装置、封装件制造方法、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟 - Google Patents

阳极接合装置、封装件制造方法、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟 Download PDF

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Abstract

本发明提供能确保封装件内良好的真空度的阳极接合装置、用该阳极接合装置的封装件制造方法、用该封装件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。其特征在于包括：可挠的第一中间部件(75)，配置在盖基板用圆片(50)的上表面(50a)(外表面)与第一加热器(71)之间，具有导热性；以及可挠的第二中间部件(76)，配置在基底基板用圆片(40)的下表面(L)(外表面)与第二加热器(72)之间，具有导电性及导热性，第一中间部件(75)形成为中央部(75c)比周边部(75d)向基底基板用圆片(40)突出，并且第二中间部件(76)形成为中央部(76c)比周边部(76d)向盖基板用圆片(50)突出，第一中间部件(75)及第二中间部件(76)变形为平坦。

Description

阳极接合装置、封装件制造方法、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟
技术领域
本发明涉及阳极接合装置、使用该阳极接合装置的封装件(package)制造方法、用该制造方法来制造的压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟。
背景技术
例如，在便携电话或便携信息终端中，利用了水晶(石英)等的压电振动器被用作时刻源、控制信号等的定时源、参考信号源等。已知各式各样的这种压电振动器，而2层构造型的表面安装型压电振动器作为其中之一而为人所知。
该类型的压电振动器，通过第一基板和第二基板的接合来被封装，在两基板之间形成的空腔内，收纳有压电振动片。第一基板和第二基板通过铝、硅等的接合材料，在真空中或者惰性气体中以使各基板的温度(以下称为“接合温度”。)成为250℃到300℃左右的方式进行加热，从而阳极接合(例如，参照专利文献1)。
在此，一般，第一基板和第二基板用普通玻璃材料形成，玻璃材料中含有有机物、水分等。
特别是，在将玻璃料烧成而形成使封装件内外导通的贯通电极的情况下，有可能在烧成后的玻璃料中残留着有机溶剂。因此，若在阳极接合时加热各基板，则有可能各基板的玻璃材料及玻璃料内的有机物、水分等以逸气(outgas)的形式出现。
此外，希望将压电振动器的等效电阻值(有效电阻值，Re)抑制得较低。众所周知，一般等效电阻值在密封压电振动片的封装件内越接近真空时越被抑制得较低。因而，有效地将各基板产生的逸气排出到封装件外，并且有必要进行阳极接合。
专利文献1：日本特开2001-72433号公报
然而，由于第一基板及第二基板的内表面成为阳极接合面，所以被研磨加工。因此，在第一基板及第二基板的内表面和外表面中，表面粗糙的外表面具有比表面光滑的内表面大的表面积。因而，在进行阳极接合时，若将各基板加热到接合温度，则使第一基板及第二基板的内表面下凹而各基板会显著翘曲。
再者，若在内表面下凹而各基板翘曲的状态下对齐各基板的内表面进行阳极接合，则各基板的周边部先密合，阳极接合从周边部向中央部进行。由此，从各基板产生的逸气不会排出到封装件外而被封入到封装件内，有可能无法确保封装件内良好的真空度。
发明内容
于是本发明的课题是提供能确保封装件内良好的真空度的阳极接合装置、使用该阳极接合装置的封装件制造方法、用该封装件制造方法来制造的压电振动器、具有该压电振动器的振荡器、电子设备、及电波钟。
为了解决上述课题，本发明的阳极接合装置是通过接合材料将第一基板的内表面和第二基板的内表面阳极接合，制造封装件的阳极接合装置，其特征在于，包括：第一加热器，配置在所述第一基板的外表面侧，在阳极接合时按压所述第一基板；第二加热器，配置在所述第二基板的外表面侧，在阳极接合时按压所述第二基板；可挠的第一中间部件，配置在所述第一基板的外表面与所述第一加热器之间，具有导热性；以及可挠的第二中间部件，配置在所述第二基板的外表面与所述第二加热器之间，具有导电性及导热性，所述第一中间部件形成为中央部比周边部向所述第二基板突出，并且所述第二中间部件形成为中央部比周边部向所述第一基板突出，随着各加热器按压各自对应的基板，各中间部件变形为平坦。
依据本发明，由于第一中间部件的中央部比周边部向第二基板突出，并且第二中间部件的中央部比周边部向第一基板突出，刚开始阳极接合后，使接合负荷作用于第一基板和第二基板的中央部，从而能够先将中央部阳极接合。此外，在阳极接合时所述第一中间部件及所述第二中间部件变形为平坦，因此在将第一基板及第二基板的中央部阳极接合后，能够朝着第一基板及第二基板的周边部，以同心圆状依次阳极接合。由此，即便在第一基板及第二基板上发生使内表面下凹而要翘曲的力，也不会封入逸气而能有效地排出并进行阳极接合。因而，能够确保封装件内良好的真空度。
此外，本发明的特征在于，所述第一中间部件及所述第二中间部件由多孔质的碳构成。
依据本发明，第一中间部件及第二中间部件能确保良好的导电性及导热性，因此能够可靠地阳极接合。此外，使第一中间部件及第二中间部件为多孔质，由此在阳极接合时，第一中间部件及第二中间部件能够可靠地变形为平坦。因而，使接合负荷作用于第一基板及第二基板的整个内表面，能可靠地进行阳极接合。
此外，本发明的特征在于，所述接合材料为硅。
依据本发明，通过设接合材料为硅，能够形成耐腐食性优异的封装件。此外，在阳极接合时能够有效地排出逸气，因此优选将在阳极接合时产生气体的硅作为接合材料。
此外，本发明的特征在于，在所述第二加热器的中央形成有将所述第二加热器的内表面和外表面连通的贯通孔，以在阳极接合时从外表面侧朝着内表面侧按压所述第二中间部件的方式将所述销(pin)部件插入所述贯通孔。
依据本发明，用销部件将第二中间部件从外表面侧朝着内表面侧按压，从而使较大的接合负荷作用于第一基板及第二基板的中央部，从而能够阳极接合。因而，在将第一基板及第二基板的中央部阳极接合后，能够向第一基板及第二基板的周边部可靠地依次阳极接合。由此，即便在第一基板及第二基板上发生使内表面下凹而要翘曲的力，也不会封入逸气而能有效地排出的同时可靠地进行阳极接合。因而，能确保封装件内更加良好的真空度。
此外，本发明的封装件制造方法是利用上述的阳极接合装置制造封装件的封装件制造方法，其特征在于，包括：设置预热工序，隔着所述第一中间部件在所述第一加热器上设置(set)所述第一基板，隔着所述第二中间部件在所述第二加热器上设置所述第二基板，将所述第一基板及所述第二基板预热；以及阳极接合工序，将所述第一中间部件向所述第二基板按压，将所述第二中间部件向所述第一基板按压，使所述第一中间部件及所述第二中间部件变形为平坦，接合所述第一基板和所述第二基板。
依据本发明，由于具有设置第一基板及第二基板并预热的设置预热工序，能够从第一基板及第二基板预先排出逸气。此外，在阳极接合工序中，由于使用中央部比周边部向第二基板突出的第一中间部件、和中央部比周边部向第一基板突出的第二中间部件，在刚开始阳极接合后，使接合负荷作用于第一基板和第二基板的中央部，能够先将中央部阳极接合。而且，在阳极接合工序中，第一中间部件及第二中间部件变形为平坦，因此在将第一基板及第二基板的中央部阳极接合之后，向第一基板及第二基板的周边部以同心圆状依次阳极接合。由此，即便在第一基板及第二基板上发生使内表面下凹而要翘曲的力，也不会封入逸气而能够有效地排出并且阳极接合。因而，能够确保封装件内良好的真空度。
此外，本发明的压电振动器，其特征在于，在用上述的封装件制造方法来制造的所述封装件的内部，封入有压电振动片。
依据本发明，由于在用能够确保良好的真空度的封装件制造方法来制造的封装件内部封入有压电振动片，因此能够提供等效电阻值低、电特性优异的压电振动器。
此外，本发明的振荡器，其特征在于，上述的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，上述的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，上述的压电振动器与滤波部电连接。
依据本发明的振荡器、电子设备及电波钟，由于具备等效电阻值较低且电特性优异的压电振动器，所以能够提供高性能的振荡器、电子设备及电波钟。
(发明效果)
依据本发明，由于第一中间部件的中央部比周边部向第二基板突出，第二中间部件的中央部比周边部向第一基板突出，所以刚开始阳极接合后，使接合负荷作用于第一基板和第二基板的中央部，能够先将中央部阳极接。此外，在阳极接合时所述第一中间部件及所述第二中间部件变形为平坦，因此在将第一基板及第二基板的中央部阳极接合后，能够向第一基板及第二基板的周边部以同心圆状依次阳极接合。由此，即便在第一基板及第二基板上发生使内表面下凹而翘曲的力，也不会封入选气而能够有效地排出并阳极接合。因而，能够确保封装件内良好的真空度。
附图说明
图1是示出压电振动器的外观立体图。
图2是图1所示的压电振动器的内部结构图，并且是取下盖基板的状态的平面图。
图3是沿图2的A-A线的剖视图。
图4是图1所示的压电振动器的分解立体图。
图5是压电振动器的制造方法的流程图。
图6是圆片(wafer)体的分解立体图。
图7是阳极接合装置的说明图。
图8是阳极接合装置中第一中间部件及第二中间部件的剖视图。
图9是阳极接合工序的说明图。
图10是示出振荡器的一实施方式的结构图。
图11是示出电子设备的一实施方式的结构图。
图12是示出电波钟的一实施方式的结构图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式的压电振动器。
此外，在以下的说明中，设第二基板为盖基板(或盖基板用圆片)、第二基极为基底基板(或基底基板用圆片)进行说明。此外，设基底基板(或基底基板用圆片)的与盖基板(或盖基板用圆片)的接合面为上表面U、基底基板(或基底基板用圆片)的与外侧面为下表面L进行说明。
图1是压电振动器1的外观立体图。
图2是压电振动器1的内部结构图，并且是取下盖基板3的状态的平面图。
图3是沿着图2的A-A线上的剖视图。
图4是图1所示的压电振动器1的分解立体图。
此外，在图4中，为了方便图示而省略了后述的激振电极13、14、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所示，本实施方式的压电振动器1是具备基底基板2及盖基板3通过接合膜35而阳极接合的封装件9、和收纳于封装件9的空腔3a的压电振动片4的表面安装型的压电振动器1。
(压电振动片)
如图2所示，压电振动片4是由水晶、钽酸锂、铌酸锂等压电材料形成的音叉型的振动片，在施加既定电压时进行振动。压电振动片4包括：平行配置的一对振动臂部10、11；将所述一对振动臂部10、11的基端侧固定成一体的基部12；以及形成于一对振动臂部10、11的两主面上的槽部18。该槽部18沿着振动臂部10、11的长度方向，从振动臂部10、11的基端侧形成到大致中间附近。
激振电极13、14及引出电极19、20由与后述的装配电极16、17的基底层相同材料的铬形成单层膜。由此，在成膜装配电极16、17的基底层的同时，能够成膜激振电极13、14及引出电极19、20。
激振电极13、14是使一对振动臂部10、11以既定的谐振频率在互相接近或者分离的方向振动的电极。第一激振电极13及第二激振电极14，在一对振动臂部10、11的外表面以分别电切断的状态构图而形成。
装配电极16、17是铬和金的层叠膜，通过在形成与水晶的密合性良好的铬膜作为基底层之后，在表面成膜金的薄膜作为精装层(仕上げ)而形成。
在一对振动臂部10、11的前端，形成有重锤金属膜21，该重锤金属膜21用于进行调整(频率调整)，以使本身的振动状态在既定频率的范围内振动。该重锤金属膜21分为对频率进行粗调时使用的粗调膜21a和微调时使用的微调膜21b。通过利用这些粗调膜21a及微调膜21b进行频率调整，能够将一对振动臂部10、11的频率收敛在器件的标称频率的范围内。
(封装件)
如图3所示，基底基板2及盖基板3是由玻璃材料、例如碱石灰玻璃制成的能阳极接合的基板，形成为大致板状。在盖基板3的与基底基板2的接合面一侧，形成容纳压电振动片4的空腔3a。
在盖基板3的与基底基板2的整个接合面一侧，形成阳极接合用的接合膜35(接合材料)。接合膜35除了形成在空腔3a的整个内表面，还形成于空腔3a周围的边框区域。本实施方式的接合膜35由硅形成，但接合膜35能够由铝、铬等形成。如后文所述，该接合膜35与基底基板2阳极接合，空腔3a被真空密封。
压电振动器1具备沿厚度方向贯通基底基板2并使空腔3a的内侧与压电振动器1的外侧导通的贯通电极32、33。而且，贯通电极32、33由金属销7和筒体6形成，该金属销7配置在贯通基底基板2的贯通孔30、31内，将压电振动片4和外部电连接，该筒体6填充到贯通孔30、31与金属销7之间。此外，以下以贯通电极32为例进行说明，但贯通电极33也同样。此外，贯通电极33、迂回电极37及外部电极39的电连接，也与贯通电极32、迂回电极36及外部电极39同样。
贯通孔30形成为内径从基底基板2的上表面U侧到下表面L侧逐渐增大，并且形成为包含贯通孔30的中心轴O的截面形状为锥状。
金属销7是由银或镍合金、铝等的金属材料形成的导电性棒状部件，利用锻造或压力加工来成型。金属销7优选由线膨胀系数接近基底基板2的玻璃材料的金属、例如含有58重量％的铁、42重量％的镍的合金(42合金(alloy))形成。
筒体6是膏状的玻璃料被烧成而成。在筒体6的中心，金属销7以贯通筒体6的方式被配置，筒体6对金属销7及贯通孔30牢固地固接。
如图4所示，在基底基板2的上表面U一侧，构图有一对迂回电极36、37。此外，在这一对迂回电极36、37上形成有各自由金等构成的凸点(bump)B，利用所述凸点B安装压电振动片4的一对装配电极。由此，成为压电振动片4的一个装配电极16(参照图2)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(参照图2)经由另一迂回电极37而与另一贯通电极33导通。
在基底基板2的下表面L，形成有一对外部电极38、39。一对外部电极38、39沿着基底基板2的长度方向的两端部形成，对于一对贯通电极32、33分别电连接。
在使这样构成的压电振动器1动作的情况下，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的第一激振电极13及第二激振电极14施加电压，因此能够使一对振动臂部10、11在接近/分离的方向上以既定的频率振动。然后，利用该一对振动臂部10、11的振动，能作为时刻源、控制信号的定时源、参考信号源等而加以利用。
(压电振动器的制造方法)
图5是本实施方式的压电振动器1的制造方法的流程图。
图6是圆片体60的分解立体图。此外，图6所示的虚线示出在后续进行的切断工序中切断的切断线M。
下面，参照图5的流程图及附图，说明压电振动器1的制造方法。
如图5所示，本实施方式的压电振动器1的制造方法主要包括：压电振动片制作工序S10、盖基板用圆片制作工序S20、基底基板用圆片制作工序S30、和组装工序(装配工序S50以后)。在各工序中，压电振动片制作工序S10、盖基板用圆片制作工序S20及基底基板用圆片制作工序S30能够并行实施。
(压电振动片制作工序S10)
在压电振动片制作工序S10中，制作压电振动片4。具体而言，首先以既定的角度对水晶的朗伯(Lambert)原矿石进行切片，并进行抛光(polish)等镜面研磨加工，做成既定厚度的圆片。接下来，利用光刻技术以压电振动片4的外形形状进行构图，并且进行金属膜的成膜及构图，形成激振电极13、14、引出电极19、20、装配电极16、17、重锤金属膜21。其后，进行压电振动片4的谐振频率的粗调。经以上工序，结束压电振动片制作工序S10。
(盖基板用圆片制作工序S20)
如图6所示，在盖基板用圆片制作工序S20中，制作后面成为盖基板3的盖基板用圆片50(相当于权利要求的“第一基板”)。首先，将由碱石灰玻璃制成的圆板状的盖基板用圆片50，研磨加工至既定的厚度并清洗后，利用蚀刻等除去最表面的加工变质层(S21)。接下来，在空腔形成工序S22中，在盖基板用圆片50的与基底基板用圆片40的接合面形成多个空腔3a。空腔3a的形成是通过加热冲压成型、蚀刻加工等进行的。接下来，在接合面研磨工序S23中，研磨与基底基板用圆片40的接合面。
接下来，在接合膜形成工序S24中，在与基底基板用圆片40(相当于权利要求的“第二基板”)的接合面形成由硅构成的接合膜35(参照图3)。接合膜35除了形成在与基底基板用圆片40的接合面，还可以形成于空腔3a的整个内表面。接合膜35的形成可以利用溅镀、CVD等成膜方法进行。另外，由于在接合膜形成工序S24之前进行接合面研磨工序S23，因此确保接合膜35表面的平面度，能够实现与基底基板用圆片40的稳定的接合。
(基底基板用圆片制作工序S30)
在基底基板用圆片制作工序S30中，制作后面成为基底基板2的基底基板用圆片40。首先，将由碱石灰玻璃制成的圆板状的基底基板用圆片40，研磨加工至既定的厚度并清洗后，利用蚀刻等除去最表面的加工变质层(S31)。
(贯通电极形成工序S32)
接下来，进行在基底基板用圆片40形成一对贯通电极32的贯通电极形成工序S32。以下说明贯通电极32的形成工序，但是对于贯通电极33的形成工序也同样。
首先，通过压力加工等方法从基底基板用圆片40的下表面L到上表面U成型贯通孔30。其次，向贯通孔30内插入金属销7并填充玻璃料。玻璃料主要由粉末状的玻璃颗粒、有机溶剂、粘合剂(固接剂)构成。
接着，将玻璃料烧成，使玻璃的筒体6、贯通孔30及金属销7(都参照图3)一体化。例如，将基底基板用圆片40输送到烧成炉之后，将玻璃料烧成。此时，玻璃料内部的有机溶剂、粘合剂等蒸发，产生一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、水蒸气(H2O)等的逸气，被释放到玻璃料的外部。
最后，研磨基底基板用圆片40的上表面U及下表面L，使金属销7在上表面U及下表面L露出并且成为平坦面，从而在贯通孔30内形成贯通电极32。通过贯通电极32，确保基底基板用圆片40的上表面U侧与下表面L侧的导电性，同时能够密封基底基板用圆片40的贯通孔30。
(迂回电极形成工序S33)
接着，进行在基底基板用圆片40的上表面U形成多个与贯通电极分别电连接的迂回电极36、37的迂回电极形成工序S33。而且，在迂回电极36、37上，形成各自由金等构成的凸点B(参照图4)。此外，图6中为了便于图示而省略了凸点B的图示。在该时刻结束基底基板用圆片制作工序S30。
(装配工序S50)
接着，进行在基底基板用圆片40的迂回电极36、37上，通过凸点B接合压电振动片4的装配工序S50。具体而言，将压电振动片4的基部12承载于凸点B上，将凸点B加热到既定温度，同时将压电振动片4按压到凸点B上并施加超声波振动。由此，如图3所示，以使压电振动片4的振动臂部10、11从基底基板用圆片40的上表面U浮起的状态，基部12被机械固接到凸点B上。
(设置预热工序S60)
接着，在阳极接合工序S70之前，进行将盖基板用圆片50及基底基板用圆片40设置(set)在阳极接合装置上并预热的设置预热工序S60。以下，首先说明阳极接合装置的构成后，对设置预热工序S60进行说明。
(阳极接合装置)
图7是阳极接合装置65的说明图。
如图7所示，阳极接合装置65包括：设于真空室67a内并配置在盖基板用圆片50的上表面50a(外表面)侧的第一加热器71；配置在基底基板用圆片40的下表面L(外表面)侧的第二加热器72；配置在盖基板用圆片50的上表面50a与第一加热器71之间的第一中间部件75；以及配置在基底基板用圆片40的下表面L与第二加热器72之间的第二中间部件76。此外，为了便于理解附图，夸张地表现了第一中间部件75及第二中间部件76的厚度。
在真空室67a上连接有真空泵P，利用该真空泵P能够调节真空室67a内的压力。在阳极接合工序S70中，利用真空泵P来一边抽真空一边在减压气氛中进行阳极接合。然后，将从基底基板用圆片40及盖基板用圆片50释放出的逸气排出到真空室67a之外。
第一加热器71及第二加热器72能够使用例如市售的加热板等。第一加热器71及第二加热器72具有与所加热的盖基板用圆片50及基底基板用圆片40大致相同或大的外形，能够加热盖基板用圆片50的上表面50a及基底基板用圆片40的下表面L的整个面。
此外，在第二加热器72的大致中央，形成有连通第二加热器72的上表面72a(内表面)和下表面72b(外表面)的贯通孔73。贯通孔73中被插入阳极接合时成为阴极电极的后述的销部件79。
在盖基板用圆片50的上表面50a与第一加热器71之间配置的第一中间部件75及在基底基板用圆片40的下表面L与第二加热器72之间配置的第二中间部件76，是各自厚度为3.0～5.0mm左右的板材。
第一中间部件75将来自第一加热器71的热传递给盖基板用圆片50。因此，第一中间部件75由具有高的导热性的多孔质碳形成。此外，第二中间部件76将来自第二加热器72的热传递给基底基板用圆片40，同时连接销部件79而确保接地。因此，第二中间部件76由具有高的导电性及导热性的多孔质碳形成。
图8是阳极接合装置65中第一中间部件75及第二中间部件76的剖视图。此外，为了便于理解附图，省略了基底基板用圆片40、盖基板用圆片50、第一中间部件75及第二中间部件76以外部件的图示。
如图8所示，第一中间部件75的中央部75c比周边部75d向盖基板用圆片50侧突出地形成。此外，第二中间部件76的中央部76c比周边部76d向基底基板用圆片40侧突出地形成。因而，在阳极接合装置65中设置盖基板用圆片50时，成为盖基板用圆片50的上表面50a的中央附近与第一中间部件75的下表面75b的中央部75c抵接的状态。此外，在阳极接合装置65中设置了基底基板用圆片40时，成为基底基板用圆片40的下表面L的中央附近与第二中间部件76的上表面76a的中央部76c抵接的状态。
在第二中间部件76的下表面76b的中央部76c，抵接插入形成在第二加热器72的中央的贯通孔73的销部件79的前端。销部件79是大致圆柱状的部件，由导电性优异的铜等来形成。销部件79的长度形成得比第二加热器72的厚度显著长。因未图示的加压装置，销部件79通过第二中间部件76能够朝着盖基板用圆片50对基底基板用圆片40加压。
此外，销部件79与阳极接合时施加电压的电源77的阴极连接。即，销部件79不仅具有对基底基板用圆片40加压的加压销的功能，而且具有电源77的阴极电极的功能。通过使销部件79的前端抵接到第二中间部件76，确保电源77接地。
在设置预热工序S60中，将盖基板用圆片50及基底基板用圆片40安装在阳极接合装置65并加以设置。然后，进行第一加热器71及第二加热器72的预热，预先释放出逸气。
如图7所示，在第一加热器71的下表面71b，利用未图示的夹紧夹具隔着第一中间部件75安装盖基板用圆片50。此外，在第二加热器72的上表面72a，利用未图示的夹紧夹具隔着第二中间部件76安装基底基板用圆片40。
接着，以分离盖基板用圆片50及基底基板用圆片40的状态，一边利用真空泵P将真空室67a内抽真空，一边进行第一加热器71及第二加热器72的预热。关于预热，例如，将第一加热器71及第二加热器72加热到例如350℃～450℃，使残留在盖基板用圆片50及基底基板用圆片40内部的有机溶剂、粘合剂、水分等蒸发，预先释放一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、水蒸气(H2O)等逸气。然后，在经过既定时间(例如设想能放完逸气的时间)后，结束设置预热工序S60。
(阳极接合工序S70)
图9是阳极接合工序S70的说明图。
接着，进行将盖基板用圆片50及基底基板用圆片40阳极接合的阳极接合工序S70。具体而言，按照以下顺序进行阳极接合。
一边将真空室67a内抽真空，一边将盖基板用圆片50向基底基板用圆片40侧(图9中的下侧)移动，使盖基板用圆片50的接合膜35与基底基板用圆片40的上表面U抵接。
接着，用未图示的加压装置按压第一加热器71的上表面71a，使盖基板用圆片50压到基底基板用圆片40，并且用销部件79按压第二中间部件76的下表面76b的中央部76c，使基底基板用圆片40压到盖基板用圆片50。
接着，用加压装置及销部件79按压的同时，用第一加热器71加热盖基板用圆片50，并且用第二加热器72加热基底基板用圆片40。第一加热器71及第二加热器72例如加热到阳极接合工序S70的接合温度即200℃～300℃。
在此，盖基板用圆片50的下表面50b及基底基板用圆片40的上表面U成为阳极接合面，因此被研磨加工(参照S23、S31等)。
因此，盖基板用圆片50的下表面50b与上表面50a，具有表面的粗糙的上表面50a比表面光滑的下表面50b大的表面积。因而，用第一加热器71加热盖基板用圆片50时，因加热导致的上表面50a与下表面50b的膨胀量的差异，而作用使盖基板用圆片50的下表面50b下凹而要翘曲的力。
此外，对于基底基板用圆片40也同样，在基底基板用圆片50的上表面U与下表面L中，表面的粗糙的下表面L具有比表面光滑的上表面U大的表面积。因而，在用第二加热器72加热基底基板用圆片40时，因加热导致的上表面U与下表面L的膨胀量的差异，作用使基底基板用圆片40的上表面U下凹下而要翘曲的力。
但是，第一中间部件75的中央部75c比周边部75d向盖基板用圆片50侧突出。此外，第二中间部件76的中央部76c比周边部76d向基底基板用圆片40侧突出。然后，用销部件79按压第二中间部件76的下表面76b的中央部76c，使基底基板用圆片40压到盖基板用圆片50。
此时，由于按压加压装置，所以第一中间部件75及第二中间部件76要变形为平坦。而且，通过销部件79的按压和变形为平坦的第一中间部件75及第二中间部件76的反作用力，对盖基板用圆片50的中央部及基底基板用圆片40的中央部，作用妨碍基底基板用圆片40及盖基板用圆片50的翘曲的接合负荷。具体而言，有这样的接合负荷作用，即：将盖基板用圆片50的中央部朝着基底基板用圆片40按压，将基底基板用圆片40的中央部朝着盖基板用圆片50按压。由此，防止在阳极接合工序S70中进行加热时，在基底基板用圆片40及盖基板用圆片50发生的翘曲。
接着，用加压装置及销部件79按压，并且用第一加热器71及第二加热器72进行加热，同时将盖基板用圆片50的接合膜35与电源77的阳极电极连接、将销部件79与电源77的阴极电极连接，向各电极间施加例如500V左右的电压。此外，这时，出现在设置预热工序S60中未被释放完的逸气以及来自硅的接合膜的逸气。
在此，如前所述，接合负荷作用到盖基板用圆片50的中央部及基底基板用圆片40的中央部，作用比盖基板用圆片50的周边部及基底基板用圆片40的周边部大的接合负荷。因此，盖基板用圆片50的中央部及基底基板用圆片40的中央部会被先阳极接合。
而且，在用加压装置及销部件79来按压时，以使第一中间部件75及第二中间部件76以同心圆状扩展的方式变形为平坦，同时对盖基板用圆片50的下表面50b及基底基板用圆片40的上表面U作用接合负荷，以同心圆状扩展。
如此，能够从盖基板用圆片50的下面50b及基底基板用圆片40的上表面U的中心部向周边部以同心圆状依次阳极接合。由此，即便发生使盖基板用圆片50的下表面50b及基底基板用圆片40的上表面U下凹而要翘曲的力，也不会封入逸气而能够有效地排出并阳极接合。因而，能够确保压电振动器1内良好的真空度。
(外部电极形成工序S80)
接着，进行外部电极形成工序S80，即在基底基板用圆片40的下表面L对导电性材料进行构图，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(参照图3)。通过该工序，压电振动片4经由贯通电极32、33而与外部电极38、39导通。
(微调工序S90)
接着，进行在圆片体60的状态下，微调密封于空腔3a内的各个压电振动器的频率使之落在既定范围内的微调工序S90。具体而言，从图3所示的外部电极38、39持续施加既定电压，一边使压电振动片4振动一边测量频率。在该状态下，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(参照图2)蒸发。由此，一对振动臂部10、11前端侧的重量下降，因此压电振动片4的频率上升。由此，微调压电振动器的频率而能够使之落在标称频率的范围内。
(切断工序S100)
在结束频率的微调之后，进行沿着图6所示的切断线M切断已接合的圆片体60的切断工序S100。具体而言，首先在圆片体60的基底基板用圆片40的表面粘贴UV胶带。接着，从盖基板用圆片50一侧沿着切断线M照射激光(划槽)。接着，从UV胶带的表面沿着切断线M推进切断刀，割断圆片体60(断开)。其后，照射UV剥离UV胶带。由此，能够将圆片体60分离成多个压电振动器1。此外，通过除此以外的刻模(ダイシング)等方法来切断圆片体60也可。
此外，在进行切断工序S100而做成各个压电振动器后，进行微调工序S90的工序顺序也可。但是，如上所述，先进行微调工序S90，从而能够在圆片体60的状态下进行微调，因此能够更加有效率地微调多个压电振动器。因而，能够谋求提高生产量，因此是优选的。
(电特性检查S110)
其后，进行内部的电特性检查S110。即，测定并检查压电振动片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。此外，一并检查绝缘电阻特性等。然后，最后进行压电振动器的外观检查，最终检查尺寸、质量等。由此结束压电振动器的制造。
(效果)
依据本实施方式，由于第一中间部件75的中央部75c比周边部75d向基底基板用圆片40突出、第二中间部件76的中央部76c比周边部76d向盖基板用圆片50突出，所以在刚开始阳极接合后，使接合负荷作用到基底基板用圆片40和盖基板用圆片50的中央部，能够使中央部先阳极接合。此外，在阳极接合时第一中间部件75及第二中间部件76变形为平坦，因此能够在将基底基板用圆片40及盖基板用圆片50的中央部阳极接合后，向基底基板用圆片40及盖基板用圆片50的周边部，以同心圆状依次阳极接合。由此，即便在基底基板用圆片40及盖基板用圆片50发生使内表面下凹而翘曲的力，也不会封入逸气而能够有效地排出并阳极接合。因而，能够确保封装件9内良好的真空度。
此外，依据本实施方式，由于第一中间部件75及第二中间部件76由碳构成，所以能够确保良好的导电性及导热性，从而能够可靠地进行阳极接合。此外，使第一中间部件75及第二中间部件76为多孔质，从而在阳极接合时能够使第一中间部件75及第二中间部件76可靠地变形为平坦。因而，使接合负荷作用到基底基板用圆片40及盖基板用圆片50的整个内表面而能够可靠地阳极接合。
此外，依据本实施方式，使接合膜35为硅，从而能够形成耐腐食性优异的封装件9。此外，能够在阳极接合时有效地进行逸气的排出，因此本发明适合用阳极接合时产生气体的硅作为接合膜35的情况。
此外，依据本实施方式，用销部件79来将第二中间部件76从下表面76b侧(外表面侧)向上表面76a侧(内表面侧)按压，从而能够使较大的接合负荷作用到第一基板及第二基板的中央部，并进行阳极接合。因而，在将基底基板用圆片40及盖基板用圆片50的中央部阳极接合后，能够向基底基板用圆片40及盖基板用圆片50的周边部可靠地依次阳极接合。由此，即便在基底基板用圆片40及盖基板用圆片50发生使内表面下凹而翘曲的力，也不会封入逸气而能够有效地排出并可靠地阳极接合。因而，能够确保封装件9内更加良好的真空度。
此外，依据本实施方式，由于在用能够确保良好的真空度的封装件制造方法来制造的封装件9内部封入了压电振动片4，能够提供等效电阻值低且电特性优良的压电振动器1。
(振荡器)
接着，参考图10说明本发明涉及的振荡器的一个实施方式。
本实施方式的振荡器110，如图10所示，将压电振动器1构成为与集成电路111电连接的振子。该振荡器110具备安装有电容器等的电子元器件112的基板113。在基板113安装有振荡器用的所述集成电路111，在该集成电路111的附近安装有压电振动器1的压电振动片。这些电子元器件112、集成电路111及压电振动器1利用未图示的布线图案分别电连接。此外，各构成部件利用未图示的树脂模制。
在这样构成的振荡器110中，对压电振动器1施加电压时，压电振动器1内的压电振动片振动。该振动利用压电振动片具有的压电特性转换为电信号，并作为电信号输入集成电路111。利用集成电路111对输入的电信号进行各种处理，并作为频率信号而输出。由此，压电振动器1作为振子而起作用。
另外，通过根据需求选择性地将集成电路111的构成设定为例如RTC(Real Time Clock：实时时钟)模块等，能够附加控制时钟用单功能振荡器等以外、该设备或外部设备的工作日期或时刻的功能，或者提供时刻或日历等的功能。
依据本实施方式的振荡器110，由于具备等效电阻值低且电特性优异的压电振动器1，所以能够提供高性能的振荡器110。
(电子设备)
接着，参照图11对本发明涉及的电子设备的一个实施方式进行说明。此外作为电子设备，以具有前述的压电振动器1的便携信息设备120为例进行说明。首先，本实施方式的便携信息设备120是例如以便携电话为代表的设备，是发展、改良现有技术的手表而成的。外观类似于手表，能在相当于表盘的部分配置液晶显示器，并在该画面上显示当前的时刻等。另外，在作为通信机利用的情况下，能够从手腕摘下，并通过内置于表带的内侧部分的扬声器及麦克风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已被显著地小型化及轻量化。
接着，说明本实施方式的便携信息设备120的构成。如图11所示，该便携信息设备120包括压电振动器1以及用于供电的电源部121。电源部121由例如锂二次电池构成。该电源部121并联连接有进行各种控制的控制部122、进行时刻等的计数的计时部123、进行与外部的通信的通信部124、显示各种信息的显示部125以及检测各功能部的电压的电压检测部126。然后，通过电源部121向各功能部供电。
控制部122控制各功能部从而进行声音数据的发送及接收、当前时刻的测量或显示等的系统整体的动作控制。另外，控制部122具有预先写入有程序的ROM、读出已写入该ROM中的程序并执行的CPU以及用作该CPU的工作区的RAM等。
计时部123具备内置有振荡电路、寄存器电路、计数器电路、接口电路等的集成电路以及压电振动器1。向压电振动器1施加电压时，压电振动片振动，该振动利用水晶具有的压电特性转换为电信号，并以电信号的方式输入至振荡电路中。使振荡电路的输出二值化，并通过寄存器电路与计数器电路计数。然后，经由接口电路与控制部122进行信号的发送与接收，在显示部125显示当前时刻、当前日期或日历信息等。
通信部124具有与现有便携电话相同的功能，包括：无线电部127、声音处理部128、切换部129、放大部130、声音输入输出部131、电话号码输入部132、来电音发生部133及呼叫控制存储器部134。
无线电部127通过天线135与基站进行声音数据等各种数据的收发的交换。声音处理部128对从无线电部127或放大部130输入的声音信号进行编码及解码。放大部130将从声音处理部128或声音输入输出部131输入的信号放大到既定电平。声音输入输出部131由扬声器、麦克风等构成，放大来电音或受话音或对声音集音。
另外，来电音发生部133根据来自基站的呼叫生成来电音。切换部129仅在来电时，通过将连接在声音处理部128的放大部130切换到来电音发生部133，将在来电音发生部133中生成的来电音经由放大部130输出至声音输入输出部131。
此外，呼叫控制存储器部134存储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132具有例如0至9的号码键及其他键，通过按压这些号码键等，输入通话对象的电话号码等。
在利用电源部121施加到控制部122等的各功能部上的电压低于既定值的情况下，电压检测部126检测该电压下降并通知给控制部122。此时的既定电压值是作为使通信部124稳定动作所必需的最低限度的电压而预先设定的值，例如是3V左右。从电压检测部126接受了电压下降的通知的控制部122禁止无线电部127、声音处理部128、切换部129及来电音发生部133的动作。特别是耗电大的无线电部127的动作停止是必须的。进而，在显示部125上显示通信部124因电池余量不足而无法使用的提示。
即，能够利用电压检测部126与控制部122，禁止通信部124的动作并将该提示在显示部125显示。该显示可以是字符消息，但作为更直观的显示，也可在显示于显示部125的显示画面上部的电话图标上作“×(叉)”标记。
此外，通过具有能选择性地截断通信部124的功能涉及的部分的电源的电源截断部136，能更可靠地停止通信部124的功能。
依据本实施方式的便携信息设备120，由于具备等效电阻值低且电特性优异的压电振动器1，所以能够提供高性能的便携信息设备120。
(电波钟)
接着，参考图12说明本发明涉及的电波钟的一个实施方式。
如图12所示，本实施方式的电波钟140具有与滤波部141电连接的压电振动器1，是具有接收包含时钟信息的标准电波并自动修正为正确的时刻从而进行显示的功能的钟表。
在日本国内，在福岛县(40kHz)与佐贺县(60kHz)有发送标准电波的发送站(发送基站)，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与在电离层和地表间边反射边传播的性质，所以传播范围广，用上述的两个发送站就能全部覆盖日本国内。
以下，详细说明电波钟140的功能性结构。
天线142接收40kHz或60kHz的长波的标准电波。长波的标准电波是将称为定时码的时刻信息AM调制到40kHz或60kHz的载波的电波。接收的长波的标准电波被放大器143放大，通过具有多个压电振动器1的滤波部141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148、149。
进而，滤波后的既定频率的信号利用检波、整流电路144检波并解调。
接着，经由波形整形电路145抽出定时码并由CPU146计数。在CPU146中，读取当前的年、累积日、星期、时刻等信息。将读取的信息反映于RTC147，从而显示出准确的时刻信息。
载波为40kHz或60kHz，所以水晶振动器部148、149适于采用具有所述的音叉型结构的振动器。
此外，前述的说明示出了日本国内的例子，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。因此，在将在海外也能应对的电波钟140装入便携设备中的情况下，还需要不同于日本的情况下的频率的压电振动器1。
依据本实施方式的电波钟140，由于具备等效电阻值低且电特性优异的压电振动器1，所以能够提供高性能的电波钟140。
此外，本发明并不限于上述的实施方式。
在本实施方式中，使用本发明的阳极接合装置65及封装件9的制造方法，向封装件9的内部封入音文型压电振动片4，从而制造了压电振动器1。但是，例如向封装件9的内部封入AT剪切型压电振动片(间隙滑移型振动片)，从而制造压电振动器也可。此外，向封装件9内部封入压电振动片以外的电子部件，制造压电振动器以外的电子器件也可。
在本实施方式的阳极接合工序S70，销部件79与电源77的阴极连接，并使销部件79的前端抵接到第二中间部件76，从而确保电源77的接地。但是，例如使电源77的阴极与第二加热器72直接连接，确保电源77的接地也可。
在本实施方式中，作为第一中间部件75及第二中间部件76的原材料，选择了多孔性的碳。但是，第一中间部件75及第二中间部件76的原材料并不局限于多孔性的碳，只要是具有导电性及导热性的原材料即可。
在本实施方式中，作为第一中间部件75及第二中间部件76的接合材料的原材料，选择了硅。但是，接合材料的原材料并不限于硅，例如也可为铝、铬等金属。但是，从耐腐食性的观点出发，接合材料优选采用硅，此外，将在阳极接合时产生气体的硅作为接合材料的情况下，本发明适宜。
附图标记说明
1...压电振动器；2...基底基板(第二基板)；3...盖基板(第一基板)；35...接合膜(接合材料)；40...基底基板用圆片(第二基板)；50...盖基板用圆片(第一基板)；71...第一加热器；71a...上表面(外表面)；71b...下表面(内表面)；72...第二加热器；72a...上表面(内表面)；72b...下表面(外表面)；73...贯通孔；75...第一中间部件；75c...中央部；75d...周边部；76...第二中间部件；76c...中央部；76d...周边部；110...振荡器；120...便携信息设备(电子设备)；123...计时部；140...电波钟；141...滤波部；S60...设置预热工序；S70...阳极接合工序。

Claims (9)

1.一种阳极接合装置，用于通过接合材料将第一基板的内表面和第二基板的内表面阳极接合从而制造封装件，其特征在于，包括：
第一加热器，配置在所述第一基板的外表面侧，在阳极接合时按压所述第一基板；
第二加热器，配置在所述第二基板的外表面侧，在阳极接合时按压所述第二基板；
可挠的第一中间部件，配置在所述第一基板的外表面与所述第一加热器之间，具有导热性；以及
可挠的第二中间部件，配置在所述第二基板的外表面与所述第二加热器之间，具有导电性及导热性，
所述第一中间部件形成为中央部比周边部向所述第二基板突出，并且所述第二中间部件形成为中央部比周边部向所述第一基板突出，
随着各加热器按压各自对应的基板，各中间部件变形为平坦。
2.根据权利要求1所述的阳极接合装置，其特征在于，所述第一中间部件及所述第二中间部件由多孔质的碳构成。
3.根据权利要求1或2所述的阳极接合装置，其特征在于，所述接合材料为硅。
4.根据权利要求1或2所述的阳极接合装置，其特征在于，
在所述第二加热器的中央形成有将所述第二加热器的内表面和外表面连通的贯通孔，
以在阳极接合时从外表面侧朝着内表面侧按压所述第二中间部件的方式将所述销部件插入所述贯通孔。
5.一种封装件制造方法，利用权利要求1或2所述的阳极接合装置制造封装件，其特征在于，包括：
设置预热工序，隔着所述第一中间部件在所述第一加热器上设置所述第一基板，隔着所述第二中间部件在所述第二加热器上设置所述第二基板，将所述第一基板及所述第二基板预热；以及
阳极接合工序，将所述第一中间部件向所述第二基板按压，将所述第二中间部件向所述第一基板按压，使所述第一中间部件及所述第二中间部件变形为平坦，接合所述第一基板和所述第二基板。
6.一种压电振动器，其特征在于，在用权利要求5所述的封装件制造方法来制造的所述封装件的内部，封入有压电振动片。
7.一种振荡器，其特征在于，权利要求6所述的压电振动器作为振子而与集成电路电连接。
8.一种电子设备，其特征在于，权利要求6所述的压电振动器与计时部电连接。
9.一种电波钟，其特征在于，权利要求6所述的压电振动器与滤波部电连接。
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