CN105846783A - 振动设备的制造方法 - Google Patents

振动设备的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105846783A
CN105846783A CN201610074595.4A CN201610074595A CN105846783A CN 105846783 A CN105846783 A CN 105846783A CN 201610074595 A CN201610074595 A CN 201610074595A CN 105846783 A CN105846783 A CN 105846783A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibrating reed
described vibrating
manufacture method
electrode
vibratory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610074595.4A
Other languages
English (en)
Inventor
菅贵宏
大槻贤
大槻贤一
铃木匠海
石川匡亨
白石茂
山下刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2015019619A external-priority patent/JP2016144092A/ja
Priority claimed from JP2015055792A external-priority patent/JP2016178404A/ja
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of CN105846783A publication Critical patent/CN105846783A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
    • H03B5/32Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • H03H3/04Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks for obtaining desired frequency or temperature coefficient
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/0504Holders; Supports for bulk acoustic wave devices
    • H03H9/0514Holders; Supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps
    • H03H9/0519Holders; Supports for bulk acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps for cantilever
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/0538Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
    • H03H9/0547Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements consisting of a vertical arrangement

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够使制造时的成品率提高的振动设备的制造方法。本发明所涉及的振动设备的制造方法包括:将与振动片的使用时的驱动电力相比而较高的电力施加于振动片,从而使振动片强激励的工序(S5-1);在使振动片强激励的工序之后,实施振动片的频率调节的工序(S5-2)。

Description

振动设备的制造方法
技术领域
本发明涉及一种振动设备的制造方法。
背景技术
在搭载有水晶振动片的振子的制造工序中,一般情况下,将水晶振动片安装在封装件基座上之后,对每一个水晶振动片实施对频率进行调节的频率调节工序。
例如,在专利文献1中公开了如下方法,即,在将振动片安装在封装件基座上之后,通过实施照射离子激光等的离子蚀刻而对激励电极的一部分进行蚀刻,从而实施振子的频率调节。
然而存在如下问题,即,在频率调节工序中,即使外观上没有问题的振动片,振动片也会不进行谐振而被视为不合格品,从而造成成品率降低的问题。
本发明的若干方式所涉及的目的之一在于,提供一种能够使制造时的成品率提高的振动设备的制造方法。
专利文献1:日本特开2009-44237号公报
发明内容
本发明为用于解决上述的问题的至少一部分而被完成的发明,并能够作为以下的方式或应用例而实现。
应用例1
本应用例所涉及的振动设备的制造方法包括,将与振动片的使用时的驱动电力相比而较高的电力施加于所述振动片,从而使所述振动片强激励的工序;在使所述振动片强激励的工序之后,实施所述振动片的频率调节的工序。
在此种振动设备的制造方法中,由于在使振动片强激励之后实施振动片的频率调节,因此如后文所述,能够在频率调节工序中使振动片的等效串联电阻的值(CI值)降低,从而能够使振荡率提高。因此,根据此种振动设备的制造方法,能够使振动设备的制造时的成品率提高。
应用例2
在上述应用例所涉及的振动设备的制造方法中,也可以采用如下方式,即,包括振动片形成工序,所述振动片形成工序为,在使所述振动片强激励的工序之前,在基板上形成所述振动片的工序。
在此种振动设备的制造方法中,由于包括在基板上形成所述振动片的振动片形成工序,因此例如能够在基板上形成有振动片的状态下使振动片强激励。换言之,在振动设备的制造方法中,能够在将振动片收纳在容器中之前使振动片强激励。
由此,在振动设备的制造方法中,能够降低附着在振动片上的异物被卷入振动设备的容器内的可能性。
应用例3
在上述应用例所涉及的振动设备的制造方法中,也可以采用如下方式,即,在使所述振动片强激励的工序中,包括对所述振动片进行检查的检查工序。
在此种振动设备的制造方法中,由于在使振动片强激励的工序中包括检查工序,因此能够减少将强激励的工序中所产生的不合格振动片输送到之后工序中的情况。
因此,能够实现实施振动设备成品中的不合格率的减少,从而降低不合格成本。
应用例4、应用例5
在上述应用例所涉及的振动设备的制造方法中,也可以采用如下方式,即,在所述基板上形成有多个所述振动片。
在此种振动设备的制造方法中,通过利用所谓的晶片基板而形成振动片并使其强激励,从而能够获得较高的成品率。
应用例6、应用例7
在上述应用例所涉及的振动设备的制造方法中,也可以采用如下方式,即,使所述振动片强激励的工序针对被形成在所述基板上的多个所述振动片而实施。
在此种振动设备的制造方法中,由于使振动片进行强激励的工序是针对被形成在基板上的多个振动片而实施的,因此能够获得较高的成品率。
应用例8
在上述应用例所涉及的振动设备的制造方法中,也可以采用如下方式,即,包括接合工序,所述接合工序为,在使所述振动片强激励的工序之前,经由接合部件而对基座与所述振动片进行接合的工序。
在此种振动设备的制造方法中,由于包括在使振动片强激励的工序之前,经由接合部件而对基座与所述振动片进行接合的接合工序,因此能够使振动设备的制造时的成品率提高。
应用例9、应用例10、应用例11、应用例12
在上述应用例所涉及的振动设备的制造方法中,也可以在使所述振动片强激励的工序中,向所述振动片施加2.5mW以上且100mW以下的电力。
在此种振动设备的制造方法中,如后文所述,能够在频率调节工序中使振动片的CI值降低,从而使振荡率提高。
应用例13、应用例14、应用例15、应用例16
在上述应用例所涉及的振动设备的制造方法中,也可以采用如下方式,即,所述振动片包括水晶基板,所述水晶基板具有以厚度切变振动方式而进行振动的振动部。
在此种振动设备的制造方法中,能够使振子的制造时的成品率提高。
应用例17
本应用例所涉及的振动设备的制造方法包括:形成振动片的振动片形成工序;经由接合部件而对基座与所述振动片进行接合的振动片接合工序;经由接合部件而对所述基座与半导体装置进行接合的半导体装置接合工序;在所述半导体装置接合工序之前,将与所述振动片的使用时的驱动电力相比而较高的电力施加于所述振动片的强激励工序。
在此种振动设备的制造方法中,能够提高振荡器的制造时的成品率。此外,在此种振荡器的制造方法中,由于能够在将振动片收纳在容器中之前使振动片强激励,因此能够降低附着在振动片上的异物被带入容器内的可能性。
附图说明
图1(A)为示意性地表示第一实施方式所涉及的振子的剖视图,图1(B)为示意性地表示第一实施方式所涉及的振子的俯视图。
图2为示意性地表示第一实施方式所涉及的振子的振动片的立体图。
图3为示意性地表示第一实施方式所涉及的振子的振动片的俯视图。
图4为示意性地表示第一实施方式所涉及的振子的振动片的剖视图。
图5为示意性地表示第一实施方式所涉及的振子的振动片的剖视图。
图6为示意性地表示AT切割水晶基板的立体图。
图7为示意性地表示第一实施方式所涉及的振子的振动片的剖视图。
图8为示意性地表示第一实施方式所涉及的振子的制造方法的一个示例的流程图。
图9为第一实施方式所涉及的振子的制造工序的一个示例的剖视图。
图10为表示驱动电平与CI值的变化率之间的关系的曲线图。
图11为表示驱动电平与振荡率之间的关系的曲线图。
图12为表示通过第二实施方式所涉及的振子的制造方法而得到的振子,图12(A)为俯视外观图,图12(B)为图12(A)所示的A-A′部的剖视图。
图13为表示第二实施方式所涉及的振子的制造方法的流程图。
图14为表示第二实施方式所涉及的振子的振动片形成工序,图14(A)为具有多个振动元件的晶片的外观立体图,图14(B)为图14(A)所示的B部放大俯视图,图14(C)、图14(D)为表示在振动元件上形成有电极的状态的放大俯视图。
图15为表示第二实施方式所涉及的振子的强激励工序的外观立体图。
图16为表示第二实施方式所涉及的振子的收纳工序的剖视图。
图17为表示通过第三实施方式所涉及的振荡器的制造方法而得到的振荡器,图17(A)为表示俯视外观图,图17(B)为图17(A)所示的C-C′部的剖视图。
图18为表示第三实施方式所涉及的振荡器的制造方法的流程图。
图19为表示第三实施方式所涉及的振荡器的收纳工序的剖视图。
具体实施方式
以下,使用附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。另外,在下文中进行说明的实施方式并非对权利要求书所记载的本发明的内容进行不适当限定的方式。此外,在下文中所说明的结构不一定全部为本发明的必需构成要素。
第一实施方式
1.振子
首先,参照附图并对成为本实施方式所涉及的振子(振动设备的一个示例)的制造方法的实施对象的振子进行说明。图1(A)为示意性地表示本实施方式所涉及的振子5100的剖视图。图1(B)为示意性地表示本实施方式所涉及的振子5100的俯视图。另外,图1(A)为图1(B)的A-A线剖视图。
如图1(A)以及图1(B)所示,振子5100具备振动片5102、封装件5110。以下,对振动片5102以及封装件5110进行详细说明。
(1)振动片
图2为示意性地表示振动片5102的立体图。图3为示意性地表示振动片5102的俯视图。图4为示意性地表示振动片5102的图3的IV-IV线剖视图。图5为示意性地表示振动片5102的图3的V-V线剖视图。
如图2至图5所示,振动片5102包括水晶基板5010、激励电极5020a、5020b。
水晶基板5010由AT切割水晶基板组成。在此,图6为示意性地表示AT切割水晶基板5101的立体图。
水晶等的压电材料一般为三方晶系,并具有如图6所示的结晶轴(X,Y,Z)。X轴为电轴,Y轴机械轴,Z轴为光轴。水晶基板5101为以沿着使XZ面(包含X轴以及Z轴的面)绕X轴旋转角度θ的面的方式而从压电材料(例如,人工水晶)切割出的、所谓的旋转Y切割水晶基板的平板。另外,使Y轴以及Z轴围绕X轴也旋转θ,并分别设为Y′轴以及Z′轴。水晶基板5101为,将包含X轴与Z′轴的面设为主面并将沿着Y′轴的方向设为厚度方向的基板。在此,在设为θ=35°15′时,水晶基板5101成为AT切割水晶基板。因此,AT切割水晶基板5101以与Y′轴正交的XZ′面(包含X轴以及Z′轴的面)成为主面(振动部的主面),并能够以厚度切变振动作为主振动而进行振动。通过对该AT切割水晶基板5101进行加工,从而能够得到水晶基板5010。
如图6所示,水晶基板5010由AT切割水晶基板5101组成,在所述AT切割水晶基板5101中,将由水晶的结晶轴、即作为电轴的X轴、作为机械轴的Y轴、作为光轴的Z轴组成的正交坐标系的X轴设为旋转轴,将以使Z轴朝向-Y方向且+Z侧进行旋转的方式而倾斜的轴设为Z′轴,将以使Y轴朝向Z轴的+Z方向且+Y侧进行旋转的方式而倾斜的轴设为Y′轴,将包含X轴以及Z′轴的面设为主面,将沿着Y′轴的方向设为厚度方向。另外,在图2至图5以及下文所示的图7中,图示了相互正交的X轴、Y′轴以及Z′轴。
另外,水晶基板5010并不限定于AT切割水晶基板5101,也可以为以对厚度切变振动进行激励的SC切割水晶基板、BT切割水晶基板等的其它的厚度切变振动的方式进行振动的压电基板。
在水晶基板5010中,例如,将Y′轴方向设为厚度方向,而在从Y′轴方向进行俯视观察时(以下,也简称为“俯视观察时”),具有将X轴方向设为长边且将Z′轴方向设为短边的矩形的形状。水晶基板5010具有周边部5012、振动部5014。
周边部5012被设置在振动部5014的周边处。周边部5012以沿着振动部5014的外边缘的方式而设置。周边部5012与振动部5014相比而厚度较小。
在俯视观察时,振动部5014被周边部5012包围,并且与周边部5012相比而厚度较大。振动部5014具有沿着X轴的边与沿着Z′轴的边。具体而言,在俯视观察时,振动部5014具有将X轴方向设为长边,并将Z′轴方向设为短边的矩形的形状。振动部5014具有第一部分5015、第二部分5016。
振动部5014的第一部分5015与第二部分5016相比而厚度较大。在图示的示例中,第一部分5015为具有厚度t1的部分。俯视观察时,第一部分5015具有四边形的形状。
振动部5014的第二部分5016与第一部分5015相比而厚度较小。在图示的示例中,第二部分5016为具有厚度t2的部分。第二部分5016被设置在第一部分5015的+X轴方向以及-X轴方向上。即,第一部分5015在X轴方向上被第二部分5016包夹。如上所述,振动部5014具有厚度不同的两种部分5015、5016,振动片5102具有二阶型的台面结构。
振动部5014能够以厚度切变振动作为主振动而进行振动。由于振动部5014为二阶型的台面结构,因此振动片5102能够具有将能量封闭的效果。另外,“厚度切变振动”是指,水晶基板的位移方向与水晶基板的主面平行(在图示的示例中,水晶基板的位移方向为X轴方向)、且波的传播方向为板的厚度方向的振动。
振动部5014具有,与周边部5012相比而向+Y′轴方向突出的第一凸部5017、与周边部5012相比而向-Y′轴方向突出的第二凸部5018。例如,凸部5017、5018的形状相同,凸部5017、5018的大小相同。凸部5017、5018被构成为,包括第一部分5015以及第二部分5016。
如图5所示,在第一凸部5017的+X轴方向的侧面5017a和-X轴方向的侧面5017b,以及第二凸部5018的+X轴方向的侧面5018a和-X轴方向的侧面5018b上,例如设置有由第一部分5015的厚度与第二部分5016的厚度的差和第二部分5016的厚度与周边部5012的厚度的差而形成的两个高低差。
如图4所示,第一凸部5017的+Z′轴方向的侧面5017c例如为相对于包含X轴以及Z′轴的面而垂直的面。第一凸部5017的-Z′轴方向的侧面5017d例如为相对于包含X轴以及Z′轴的面而倾斜的面。
如图4所示,第二凸部5018的+Z′轴方向的侧面5018c例如为相对于包含X轴以及Z′轴的面而倾斜的面。第二凸部5018的-Z′轴方向的侧面5018d为相对于包含X轴以及Z′轴的面而垂直的面。
第一凸部5017的侧面5017d以及第二凸部5018的侧面5018c例如在将含有氟酸的溶液作为蚀刻液而对AT切割水晶基板进行蚀刻加工的情况下,通过使水晶结晶的m面露出,从而成为相对于包含X轴以及Z′轴的面而倾斜的面。另外,虽然未图示,但是对于水晶基板5010的侧面5017d、5018c以外的-Z′方向的侧面,也可以通过使水晶结晶的m面露出,从而成为相对于包含X轴以及Z′轴的面而倾斜的面。
此外,如图7所示,侧面5017d、5018c也可以为相对于包含X轴以及Z′轴的面而垂直的面。例如,能够通过利用激光而对AT切割水晶基板进行加工或利用干蚀刻而对AT切割水晶基板进行蚀刻加工,从而将侧面5017d以及侧面5018c设为相对于包含X轴以及Z′轴的面而垂直的面。另外,为了便于说明,在图2中图示了侧面5017d、5018c为相对于包含X轴以及Z′轴的面而垂直的面的情况。
第一激励电极5020a以及第二激励电极5020b以俯视观察时与振动部5014重合的方式而设置。在图示的示例中,激励电极5020a、5020b还被设置在周边部5012上。激励电极5020a、5020b的平面形状(从Y′轴方向观察的形状)例如为矩形。在俯视观察时,振动部5014被设置在激励电极5020a、5020b的外边缘的内侧。即,在俯视观察时,激励电极5020a、5020b的面积与振动部5014的面积相比而较大。激励电极5020a、5020b为用于向振动部5014施加电压的电极。
第一激励电极5020a经由第一引出电极5022a而与第一电极衬垫5024a连接。第二激励电极5020b经由第二引出电极5022b而与第二电极衬垫5024b连接。电极衬垫5024a、5024b被设置在周边部5012的+X轴方向侧。作为激励电极5020a、5020b、引出电极5022a、5022b以及电极衬垫5024a、5024b,例如使用从水晶基板5010侧将铬、金依次进行层压而成的元件。
另外,虽然在上文中对俯视观察时激励电极5020a、5020b的面积大于振动部5014的面积的示例进行了说明,但是在俯视观察时激励电极5020a、5020b的面积也可以小于振动部5014的面积。在该情况下,激励电极5020a、5020b被设置在俯视观察时振动部5014的外边缘的内侧。
此外,虽然在上文中对振动部5014为具有厚度不同的两种部分5015、5016的二阶型的台面结构进行了说明,但是振动片5102的台面结构的阶梯数并没有特别地限定。例如振动片5102也可以为,振动部具有厚度不同的三种部分的三阶型的台面结构,还可以为振动部不具有厚度不同的部分的一阶型的台面结构。此外,振动片5102并不限定于台面型,例如水晶基板5010也可以为均匀的厚度,还可以为斜面结构或凸面结构。
此外,虽然在上文中,对在第一凸部5017的侧面5017c、5017d以及第二凸部5018的侧面5018c、5018d上未设置由第一部分5015的厚度与第二部分5016的厚度的差而形成的高低差的示例进行了说明,但是在振动片5102中,也可以在侧面5017c,5017d、5018c、5018d上设置高低差。
此外,虽然在上文中,对具有与周边部5012相比而朝向+Y′轴方向突出的第一凸部5017和与周边部5012相比而朝向-Y′轴方向突出的第二凸部5018的示例进行了说明,但是振动片5102也可以仅具有任意一方的凸部。
(2)封装件
如图1(A)以及图1(B)所示,封装件5110具有箱状的基座5112和板状的盖体5114,所述基座5112具有被配置在对朝向上表面开放的凹部5111以及凹部5111的开口进行包围的基座5112的上端面上的密封环5113,所述盖体5114以对凹部5111的开口进行堵塞的方式而与基座5112接合。另外,在图1(B)中,为了便于说明,省略了盖体5114以及密封环5113的图示。
这种封装件5110具有通过凹部5111被盖体5114堵塞而形成的收纳空间,并且在该收纳空间内气密性地收纳设置有振动片5102。即,在封装件5110内收纳有振动片5102。
另外,在收纳有振动片5102的收纳空间(凹部5111)内,例如可以成为减压状态(真空状态),也可以封装有氮、氦、氩等的惰性气体。由此,使振动片5102的振动特性提高。
基座5112的材质例如为氧化铝等的各种陶瓷。盖体5114的材质例如为与基座5112的材质和线膨胀系数近似的材质。具体而言,在基座5112的材质为陶瓷的情况下,盖体5114的材质为科瓦铁镍钴合金等的合金。
在封装件5110的凹部5111的底面上设置有第一连接端子5130以及第二连接端子5132。第一连接端子5130以与振动片5102的第一电极衬垫5024a对置的方式而设置。第二连接端子5132以与振动片5102的第二电极衬垫5024b对置的方式而设置。连接端子5130、5132经由导电性固定部件5134而分别与电极衬垫5024a、5024b电连接。
在封装件5110的底面上设置有第一外部端子5140以及第二外部端子5142。第一外部端子5140例如被设置在俯视观察时与第一连接端子5130重合的位置处。第二外部端子5142例如被设置在俯视观察时与第二连接端子5132重合的位置处。第一外部端子5140经由未图示的贯穿孔而与第一连接端子5130电连接。第二外部端子5142经由未图示的贯穿孔而与第二连接端子5132电连接。
作为连接端子5130、5132以及外部端子5140、5142,例如,使用在Cr(铬)、W(钨)等的金属喷镀层(基底层)上层压了Ni(镍)、Au(金)、Ag(银)、Cu(铜)等的各个被膜的金属被膜。作为导电性固定部件5134例如,可使用焊锡、银浆料、导电性粘合剂(使金属粒子等的导电性填料分散在树脂材料中的粘合剂)等。
2.振子的频率调节以及振子的制造方法
接下来,对本实施方式所涉及的振子的频率调节方法以及振子的制造方法进行说明。图8为表示本实施方式所涉及的振子的制造方法的一个示例的流程图。图9为示意性地表示本实施方式所涉及的振子的制造工序的剖视图。
本实施方式所涉及的振子的制造方法包括本实施方式所涉及的振子的频率调节方法。在图8所示的本实施方式所涉及的振子的制造方法中,作为本实施方式所涉及的振子的频率调节方法而包括强激励工序S5-1和频率调节工序S5-2。
首先,如图9所示,将振动片5102搭载在基座5112上(振动片搭载工序(接合工序)S1)。
具体而言,使用导电性粘合剂(接合部件)5134a而将振动片5102固定(接合)在基座5112上所设置的连接端子5130、5132上。
此后,通过使导电性粘合剂5134a在预定的温度(180℃左右)的温度环境中进行干燥,从而使导电性粘合剂5134a的溶剂气化。
接下来,对导电性粘合剂5134a进行加热处理(第一退火工序S2)。
例如,将搭载了振动片5102的基座5112导入退火炉(未图示)内,并通过200℃至300℃左右的峰值加热温度而对导电性粘合剂5134a实施退火。在第一退火工序S2中,例如,实施包含2小时的峰值加热温度的加热在内的4小时的退火。在第一退火工序S2中,通过使导电性粘合剂5134a固化,从而能够形成导电性固定部件5134。
在此,在第一退火工序S2中,也可以在真空环境下实施退火。通过在真空环境下实施退火,从而能够使激励电极5020a、5020b的氧化程度降低。由此,能够对老化特性的恶化进行抑制。这种情况在后文叙述的第二退火工序S4以及第三退火工序S6中也相同。
接下来,将振动片5102以及导电性固定部件5134冷却至预定的温度,并将退火炉开放而进行换气(换气工序S3)。
接下来,对导电性固定部件5134以及振动片5102进行加热处理(第二退火工序S4)。
例如,将搭载了振动片5102的基座5112导入退火炉内,并对振动片5102以及导电性固定部件5134实施加热处理。第二退火工序S4例如在与第一退火工序S2相同的温度条件、相同的时间条件下实施。在第二退火工序S4中,能够实施在第一退火工序S2中无法充分去除的导电性固定部件5134中的外部气体成分的排出和附着在振动片5102上的外部气体成分的去除,并且能够使第一退火工序S2中无法完全消除的振动片5102的应力畸变降低。
接下来,向振动片5102施加与振动片5102的使用时的驱动电力相比而较高的电力,从而使振动片5102强激励(强激励工序S5-1)。
具体而言,如图9所示,通过在基座5112上安装了振动片5102的状态下,使用合成器或强激励用的振荡电路等,并向激励电极5020a、5020b施加与振动片5102的使用时(实施通常的动作时的驱动电力)相比而较高的电力,从而使振动片5102强激励(过度驱动)。振动片5102的使用时的驱动电力例如为0.01mW左右。在强激励工序S5-1中,向振动片5102施加2.5mW以上且100mW以下的电力。更优选为,在强激励工序S5-1中,向振动片5102施加10mW以上且100mW以下的电力。施加时间例如为1秒以上且30秒以下。通过以此方式使振动片5102强激励,从而能够使振动片5102的等效串联电阻、即所谓的CI(晶体阻抗)值降低,进而在频率调节工序S5-2中能够使振荡率提高(参照后文所述的“3.实验例”)。
在此,驱动电平是指,用于使振动片5102振荡的电力,并且以P=I2×Re的方式表示。另外,I为流经振动片的电流(有效值),Re为振动片的等效串联电阻。流经振动片的电流I能够通过在振荡电路上利用示波器取得流经振动片的电流波形等而计算出。
接下来,实施振动片5102(振子5100)的频率调节(频率调节工序S5-2)。
例如,虽然未图示,但是通过使测定装置的探测器和与激励电极5020a、5020b电连接的外部端子5140、5142、监控电极(未图示)等抵接,从而使振动片5102激励,并对所输出的频率进行测定。此时的驱动电平为振动片的通常使用时的驱动电平。并且,在被测定出的实际频率与所需的频率之间存在频率差的情况下,通过照射离子激光等来对激励电极5020a、5020b的一部分进行蚀刻(离子蚀刻)以使质量减少,从而实施频率调节。另外,也可以通过对激励电极5020a、5020b实施成膜以使质量増加,从而实施频率调节。
接下来,对导电性固定部件5134以及振动片5102进行加热处理(第三退火工序S6)。
例如,将搭载了振动片5102的基座5112导入退火炉内,并对振动片5102以及导电性固定部件5134实施加热处理。在第三退火工序S6中,例如实施包含45分钟的200℃至300℃左右的峰值加热温度的加热在内的退火。
通过第三退火工序S6,从而能够实施在第一退火工序S2以及第二退火工序S4中无法充分去除的导电性固定部件5134中的外部气体成分的排出和附着在振动片5102上的外部气体成分的去除,并且能够使第一退火工序S2以及第二退火工序S4中无法完全消除的振动片5102的应力畸变降低。并且,能够使频率调节工序S5-2中新施加的振动片5102的应力畸变降低。
另外,也可以不实施第三退火工序S6。
接下来,如图1(A)所示,对盖体5114与基座5112进行接合,从而对基座5112的凹部5111进行密封(密封工序S7)。由此,能够将振动片5102收纳在封装件5110的收纳空间(凹部5111)内。基座5112与盖体5114的接合通过将盖体5114装载于密封环5113上且例如使用电阻焊机而将密封环5113焊接在基座5112上而实施。另外,基座5112与盖体5114的接合并没有特别限定,也可以使用粘合剂来实施,还可以通过缝焊而实施。
接下来,对振子5100的特性进行检查(检查工序S8)。
例如,虽然未图示,但通过使测定装置的探测器抵接于与激励电极5020a、5020b电连接的外部端子5140、5142或监控电极(未图示)等,从而对振子5100的特性(DLD(Drive Level Dependence:驱动电平相关性)特性等)进行测定。
通过以上的工序,从而能够制造出振子5100。
本实施方式所涉及的振子5100的频率调节方法例如具有以下的特征。
在本实施方式所涉及的振子5100的频率调节方法中,包括向振动片5102施加与振动片5102的使用时的驱动电力相比而较高的电力,而使振动片5102强激励的工序S5-1,和在使振动片5102强激励的工序S5-1之后实施振动片5102的频率调节的工序S5-2。因此,能够使振动片5102的CI值降低,进而能够在频率调节工序S5-2中使振荡率提高(参照后文叙述的“3.实验例”)。因此,能够使振子5100的制造时的成品率提高。
在本实施方式所涉及的振子5100的频率调节方法中,在使振动片5102强激励的工序S5-1中,向振动片5102施加2.5mW以上且100mW以下的电力。由此,能够使振动片5102的CI值降低,进而能够使振荡率提高(参照后文叙述的“3.实验例”)。
在本实施方式所涉及的振子5100的频率调节方法中,在使振动片5102强激励的工序S5-1中,向振动片5102施加10mW以上且100mW以下的电力。由此,能够使振动片5102的CI值进一步降低,进而能够使振荡率进一步提高(参照后文所述的“3.实验例”)。
由于本实施方式所涉及的振子5100的制造方法包括本实施方式所涉及的振子5100的频率调节方法,因此能够使制造时的产率提高。
3.实验例
以下展示实验例,并进一步对本发明进行具体说明。另外,本发明完全不被以下的实验例所限定。
3.1.第一实验例
在上述的振子5100的制造方法中,实施对过度驱动时的驱动电平与过度驱动前后的CI值的变化率之间的关系进行研究的实验。
具体而言,在上述的振子5100的制造方法中,对强激励工序S5-1的过度驱动时的驱动电平DL为DL=0.1mW的情况、DL=0.5mW的情况、DL=2.5mW的情况、DL=10mW的情况、L=100mW的情况下各自的过度驱动前后的CI值进行了测定。另外,振子设为AT切割型的振子,振荡频率设为16MHz。
对过度驱动前后的CI值的变化率的计算方法进行进一步具体说明。在此,将DL=0.1mW的情况作为示例来进行说明。首先,在上述的振子5100的制造方法中,对强激励工序S5-1之前向振动片施加通常使用时的驱动电平DL=0.01mW并实施CI值的测定。接下来,在强激励工序S5-1中,以仅施加1秒以上且30秒以下的驱动电平DL=0.1mW的电力的方式而进行强激励(过度驱动)。接下来,再次向振动片施加通常使用时的驱动电平DL=0.01mW并实施CI值的测定。以此方式,对DL=0.1mW的情况下的过度驱动前后的CI值的变化率进行计算。
在其它的驱动电平DL=0.5mW、2.5mW、10mW、100mW的情况下,也通过相同的方法而对过度驱动前后的CI值进行测定,并对过度驱动前后的CI值的变化率进行计算。
另外,作为参考,在强激励工序S5-1中的驱动电平为DL=0.01mW的情况下,即不进行强激励而施加了通常使用时的驱动电平的情况下,也以相同方式而实施CI值的测定。
图10为表示过度驱动时的驱动电平DL与相对于过度驱动前的CI值(CI1)的过度驱动后的CI值(CI2)的变化率((CI2-CI1)/CI1)之间的关系的曲线图。
如图10所示,在以施加驱动电平DL=2.5mW以上的方式而实施了过度驱动之后的振动片的CI值与实施过度驱动之前的CI值相比而大幅减少。具体而言,在以施加DL=2.5mW的方式而实施过度驱动之后,CI值减少了40%。此外,在以施加DL=10mW的方式而实施过度驱动之后,CI值减少了45%。并且,在以施加DL=100mW的方式而实施过度驱动之后,CI值减少了50%。由此可知,通过以施加驱动电平DL=2.5mW以上的较高的驱动电平的方式而实施过度驱动,从而使振动片向易于振荡的状态变化。
3.2.第二实验例
接下来,在上述的振子5100的制造方法中,实施对过度驱动时的驱动电平与过度驱动后的振荡率之间的关系进行研究的实验。
具体而言,与上述的第一实验例相同,分别对强激励工序S5-1中的过度驱动时的驱动电平为DL=0.1mW的情况、DL=0.5mW的情况、DL=2.5mW的情况、DL=10mW的情况、DL=100mW的情况下各自的振荡率进行测定。另外,振子设为AT切割型的振子,振荡频率设为16MHz。
另外,振荡率表示正常振荡的振动片相对于全部测定数的比例。此外,正常振荡的振动片是指,DL=0.01mW的CI值满足振荡电路的负阻特性的振动片。在此,对1000个的振动片在每个驱动电平DL的条件下是否正常振荡进行研究。
图11为表示过度驱动时的驱动电平DL与过度驱动后的振荡率之间的关系的曲线图。
如图11所示,在驱动电平DL=0.01mW的情况下、即未实施过度驱动的情况下,振荡率为93%左右,在以驱动电平DL=2.5mW以上的方式而实施过度驱动的情况下,振荡率成为100%。
另外,在对振动片施加了驱动电平DL=100mW的过度驱动中,如上所述,得到了CI值减少50%且振荡率成为100%的充分的效果。因此,为了实现低电力化,优选为,过度驱动以100mW以下的驱动电平的方式而实施。
另外,上述的振子的制造方法通过包括在振动片搭载工序S1之前形成振动片5102的振动片形成工序、和在密封工序S7之前使后文叙述的半导体装置700在与振动片5102互不干扰的位置处经由后文叙述的接合部件510而与基座5112连接的接合工序,从而形成了振荡器的制造方法。
由此,上述振荡器的制造方法包括形成振动片5102的振动片形成工序、经由接合部件(导电性粘合剂5134a)而对基座5112与振动片5102进行接合的接合工序(振动片搭载工序S1)、向振动片5102施加与振动片5102的使用时的驱动电力相比而较高的电力的强激励工序(强激励工序S5-1)、经由接合部件510而对半导体装置700与基座5112进行连接的接合工序。
如此,在振荡器的制造方法中,能够以与振子的制造方法相同的方式而使振动片5102的CI值降低,进而使制造时的成品率提高。
第二实施方式
图12为表示通过第二实施方式所涉及的振子(振动设备的一个示例)的制造方法而得到的振子的概要结构,图12(A)为省略了盖体的外观俯视图,图12(B)为图12(A)所示的A-A′部的剖视图。
如图12(B)所示,图12所示的振子1000具备振动片100、具有可收纳振动片100的凹部空间200a的封装件(相当于第一实施方式的基座)200、盖体300、以对封装件200与盖体300进行接合的方式而对凹部空间200a进行密封的密封部件400。
振动片100具备压电元件10、被形成在压电元件10的第一主面10a上的第一电极21、被形成在压电元件10的第二主面10b上的第二电极22。压电元件10如果为水晶、陶瓷、PZT等的具备压电性的材料则并没有特别限定,而在本实施方式中使用水晶来进行说明。以下,将压电元件10称为水晶元件10。
如图12(A)所示,第一电极21具备:激励电极21a,其在第一主面10a上且具备本实施方式中的大致矩形的平面形状;连接电极21b,其被形成在成为第一主面10a的背面的第二主面10b上;延伸部21c,其将激励电极21a与连接电极21b接在一起。此外,第二电极22具备:激励电极22a,其在第二主面10b上且以在俯视观察时与被形成在第一主面10a上的激励电极21a重合的方式而具备本实施方式中的大致矩形状的平面形状;连接电极22b;延伸部22c,其对激励电极22a与连接电极22b进行连接。
封装件200由具备绝缘性的例如陶瓷、树脂、玻璃等而形成。在封装件200的凹部空间200a的底部200b上形成有连接电极610,并且通过被形成在未图示的封装件200的内部的配线而与连接电极610电连接的外部连接电极620a、620b被形成在封装件200的外部底面200c上。
振动片100在封装件200的凹部空间200a内,以使连接电极21b、22b与连接电极610对置的方式而配置,并通过具有导电性的接合部件500而被连接、配置。并且,在封装件200的凹部空间200a的开口部侧的具有框形状的平面形状的上端面200d上,经由密封部件400而固定接合有盖体300,从而对凹部空间200a进行气密性密封。另外,优选为,对凹部空间200a例如以真空密封或者填充惰性气体的方式而进行气密性密封。
如上所述,如图12所示,例示了本实施方式所涉及的振子1000所具备的振动片100为所谓的AT振动片的情况,但是并不限定于此,例如也可以为音叉型振动片等,还可以陀螺元件。
图13为表示上述的振子1000的制造方法的流程图。图13(A)为表示第二实施方式所涉及的振子的制造方法,图13(B)为表示图13(A)所示的强制激励工序(S20)的详细内容,图13(C)为表示图13(A)所示的收纳工序(S40)的详细内容的流程图。
如图13(A)所示,在本实施方式所涉及的振子1000的制造方法中,从振动片形成工序(S10)开始实施。
(振动片形成工序)
振动片形成工序(S10)为,准备如图14(A)所示具有所需的厚度的圆板状的水晶基板2000(基板的一个示例)、即所谓的水晶晶片。以下,将水晶基板2000称为晶片2000。
如作为图14(A)所示的B部的放大图的图14(B)所示,例如通过利用光刻法而实施的图案形成与蚀刻而在晶片2000上形成多个贯穿部2010a,并且通过形成贯穿部2010a而形成了多个水晶元件部2010b和作为与晶片2000连接的连接部的折取部2010c,从而得到振动元件晶片2010。
执行通过如下方式而得到具有多个第一振动片部2110的第一振动片晶片2020的振动片形成工序(S10),即,在所得到的振动元件晶片2010的表面上通过蒸镀或阴极真空喷镀而形成导电性的金属膜,并通过利用光刻法而实施的图案形成与蚀刻,从而如图14(C)所示在被形成于振动元件晶片2010上的水晶元件部2010b的一个表面上形成第一电极21,并且如图14(D)所示在水晶元件部2010b的另一表面上形成第二电极22和第一电极21的连接电极21b。
(强激励工序)
如图14(C)、图14(D)所示,通过振动片形成工序(S10)而得到的具备多个形成有第一电极21和第二电极22的第一振动片部2110的第一振动片晶片2020被转移至强激励工序(S20)。如图13(B)所示,强激励工序(S20)包括电力施加工序(S21)、检查工序(S22)、不合格品去除工序(S23)。
(电力施加工序)
首先,实施电力施加工序(S21),电力施加工序(S21)使连接端子3200a、3200b与各自的连接电极21b、22b接触,并通过强激励控制部3100而向第一电极21和第二电极22施加预定的大电力。并且,通过向激励电极21a,22a被供给的大电力而激发第一振动片部2110进行较大的振幅的振动,从而将附着在第一电极21以及第二电极22上的异物的至少一部分振落。此外,能够使水晶元件10与电极21、22的紧贴性提高。
在以预定的时间向第一振动片部2110施加了大电力之后,使连接端子3200a、3200b与连接电极21b、22b分离而结束针对于第一振动片部2110的电力施加工序(S21),从而形成第二振动片部2120。然后,使连接端子3200a、3200b向下一个第一振动片部2110移动,并执行电力施加工序(S21),并按顺序对第一振动片晶片2020所具备的全部第一振动片部2110执行电力施加工序(S21),从而得到具备多个第二振动片部2120的第二振动片晶片2021。然后,转移至检查工序(S22)。
(检查工序)
由于在电力施加工序(S21)中施加了超过第二振动片部2120的预定动作电力的电力,而预测到一部分的第二振动片部2120会产生损坏,因此检查工序(S22)对是否能够得到预定的动作进行检查。虽然未图示,但在检查工序(S22)中,使与检查装置连在一起的检查端子与连接电极21b、22b接触并施加预定的电力而使其激励,并且根据所得到的振荡信号而对所需的品质例如频率、等效串联电阻值等进行检测并判断良好与否。
(不合格品去除工序)
通过检查工序(S22)而对各自的第二振动片部2120良好与否进行判断的第二振动片晶片2021被转移至不合格品去除工序(S23)。如图15(B)所示,在不合格品去除工序(S23)中,被判断为不合格的不合格振动片部2120F通过从折取部2010c上被折取下来,从而从第二振动片晶片2021上被去除。当不合格振动片部2120F在上述的检查工序(S22)中被判断为不合格时,第二振动片晶片2021内的不合格振动片部2120F的振动片晶片2020内的位置信息将被存储在未图示的检查装置中,并通过未图示的按压单元而被附加图示的箭头方向按压F。被附加了按压F的不合格振动片部2120F会在强度最弱的折取部2010c处断裂,从而使不合格振动片部2120F从第二振动片晶片2021上脱离并去除。另外,在不合格品去除工序中,也可以代替从第二振动片晶片2021上去除不合格振动片部2120F,而使用油墨或激光等在不合格振动片部2120F的表面上附加能够利用图像识别方法而进行识别的标识。
以上,执行了包括电力施加工序(S21)、检查工序(S22)、不合格品去除工序(S23)在内的强激励工序(S20),从而得到形成了多个合格品的第二振动片部2120的第二振动片晶片2022,进而转移至接下来的单片化工序(S30)。
(单片化工序)
与上述的不合格品去除工序(S23)相同,单片化工序(S30)为从具有合格品的第二振动片部2120的第二振动片晶片2022向各自的第二振动片部2120附加按压F而使折取部2010c断裂,从而取出振动片100的单片的工序。在单片化工序(S30)中被单片化的振动片100被转移至收纳工序(S40)。另外,在不合格品去除工序(S23)中使用油墨或激光等而在不合格振动片部2120F的表面上附加能够利用图像识别方法而进行识别的标识的情况下,在单片化工序中只需设为实施图像识别而不取出不合格振动片部2120F的方式即可。
(收纳工序)
收纳工序(S40)为通过所谓的封装而得到振子1000(图12参照)的工序。收纳工序(S40)为包括安装工序(S41)、频率调节工序(S42)、密封工序(S43)的工序。图16为表示收纳工序(S40)的制造工序,其相当于图12(A)所示的A-A′部的部分的剖视图,且对于与图12所示的振子1000相同的结构要素标注相同符号并省略了说明。
(安装工序)
在收纳工序(S40)中,首先执行安装工序(S41)。如图16(A)所示,在安装工序(S41)中,在封装件200的凹部空间200a的底部200b上所形成的连接电极610上配置具有导电性的接合部件500。然后,将振动片100上所形成的连接电极21b、22b部以与连接电极610对置的方式而装载于连接电极610上的接合部件500上,并使振动片100配置在凹部空间200a内。然后,使接合部件500固化而使连接电极610与振动片100的连接电极21b、22b电连接,并且通过将振动片100固定在封装件200内而结束安装工序(S41)。另外,接合部件500并未特别限定于例如导电性粘合剂、焊锡、金属凸点等,但是优选为使用成品率较高的导电性粘合剂。
(频率调节工序)
当通过安装工序(S41)而使振动片100被搭载在封装件200的凹部空间200a内时,转移至频率调节工序(S42)。如图16(B)所示,频率调节工序(S42)通过未图示的激光照射装置从封装件200的凹部空间200a的开口侧朝向第一电极21的激励电极21a照射激光L直至成为所需的振动频率为止,并通过激光L而对激励电极21a的一部分的电极金属进行蒸腾、去除。另外,除了上述的方法之外,频率调节工序(S42)也可以通过向激励电极21a照射离子或脉冲等而被实施,还可以通过在激励电极21a上利用蒸镀、溅射等的方法而向激励电极21a附加Au、Ag、Al等而被实施。
(密封工序)
搭载有通过频率调节工序(S42)而被调节为所需的频率的振动片100的封装件200被转移至密封工序(S43)。如图16(C)所示,在密封工序(S43)中,首先在封装件200的凹部空间200a的开口部侧的具有框形状的平面形状的上端面200d上装载密封部件400,并且在密封部件400上装载盖体300。另外,密封部件400优选为使用与封装件200的热膨胀系数接近的材料,例如科瓦铁镍钴合金。此外,盖体300也优选为使用与封装件200以及密封部件400的热膨胀系数接近的材料,例如科瓦铁镍钴合金等。另外,封装件200也可以使用在上端面200d上预先装载有密封部件400的装置。
并且,在被维持为真空环境或者惰性气体环境的未图示的处理室(腔室)内,通过缝焊等的接合方法而使盖体300与封装件200进行气密性接合,从而结束密封工序(S43)并结束收纳工序(S40),由此而得到振子1000。然后,转移至检查工序(S50)。
(检查工序)
在检查工序(S50)中,基于作为成品的振子1000的预定样式而实施检查。虽然未图示,但检查工序(S50)通过使检查装置所具备的端子与外部连接电极620a、620b接触而实施的预定的功能品质检查,并且实施通过肉眼或者显微镜而进行的外观检查等,从而实施良好与否的判断。
虽然在现有的振子中已知有为了提高激励电极与元件片的紧贴性而实施强激励即所谓的过度驱动,但是在通常情况下在封装件内振动片的密封之后实施强激励。但是,在该现有的方法中,因强激励而附着在振动片上的异物会被振落在密封的封装件内部空间内,从而残留在封装件内部空间内的异物反复从振动片上附着以及脱离而成为使振动片的振动特性变动的主要原因。
但是,在第二实施方式所涉及的振子1000的制造方法中,通过在振动片晶片2020的状态下实施强激励工序(S20)而使附着在振动片100上的异物的至少一部分被振落,从而使附着在振动片100的异物带入封装件200内的可能性降低。因此,能够得到具备稳定的振动特性的振子1000。另外,如果以与第一实施方式的强激励工序(S5-1)相同的条件实施第二实施方式的强激励工序(S20),则能够得到与第一实施方式相同的效果。
第三实施方式
图17为表示通过第三实施方式所涉及的振荡器(振动设备的一个示例)的制造方法而得到的振荡器的概要结构,图17(A)为省略了盖体的外观俯视图,图17(B)为图17(A)所示的C-C′部的剖视图。图17所示的振荡器1100为包括第二实施方式所涉及的振子1000所具备的振动片100和包含振动片100的振荡电路的半导体装置的装置,并且对于与第二实施方式所涉及的振子1000及其制造方法相同的结构要素标注相同符号并省略了说明。
如图17(B)所示,图17所示的振荡器1100具备振动片100、半导体装置700(以下,称为IC700)、封装件(基座)210、盖体300、以将封装件210与盖体300进行接合的方式而对凹部空间210a、210b进行密封的密封部件400,其中,所述封装件(基座)210具有可对IC700进行收纳的第一凹部空间210a和可对与第一凹部空间210a相连的振动片100进行收纳第二凹部空间210b。
IC700具备外部电极700b,所述外部电极700b被形成在IC700的一个表面700a上并且与被形成在未图示的IC700的内部的电路电连接。并且,以使IC700的外部电极700b与封装件210的第一凹部空间210a的底部210d上所形成的IC连接电极612对置的方式而配置,并通过具有导电性的接合部件510而接合,从而将IC700收纳在封装件210的第一凹部空间210a内。
振动片100以连接电极21b、22b与在成为封装件210的第二凹部空间210b的底部的高低差部210c上形成的连接电极611对置的方式而配置,并通过具有导电性的接合部件500而被固定、配置。并且,通过被形成在封装件210的内部的未图示的迂回配线而使连接电极611与IC连接电极612电连接。并且,IC连接电极612通过被形成在封装件210的内部的未图示的引出配线而与被形成在封装件210的外部底面210e上的外部连接电极620a、620b电连接。
接下来,对振荡器1100的制造方法进行说明。本实施方式所涉及的振荡器1100的制造方法具备与第二实施方式所涉及的振子1000的制造方法即图13所示的流程图相同的工序。但是,与图13(C)所示的收纳工序(S40)所包括的安装工序(S41)的结构不同,图18为表示该安装工序(S41)所包括的工序的流程图。另外,如上所述,在第三实施方式所涉及的振荡器1100的制造方法中,对于与第二实施方式所涉及的振子1000的制造方法相同的工序省略了说明。
(从振动片形成工序至单片化工序)
通过本实施方式所涉及的制造方法而得到的振荡器1100具备通过第二实施方式所涉及的制造方法而得到的振子1000所具备的振动片100。因此,与图13(a)所示的振动片形成工序(S10)起至单片化工序(S30)的工序相同。由此,省略了说明。
(收纳工序)
收纳工序(S40)为通过所谓的封装操作而得到振荡器1100(图17参照)的工序。收纳工序(S40)为包括安装工序(接合工序)(S41)、频率调节工序(S42)、密封工序(S43)的工序。并且,安装工序(S41)为包括IC安装工序(S411)、振动片安装工序(S412)的工序。图19为相当于图17(A)所示的C-C′部的部分的剖视图,图17(A)为表示收纳工序(S40)所包含的安装工序(S41)的制造工序,对于与图17所示的振荡器1100相同的结构要素标注相同符号并省略了说明。
(IC安装工序)
在安装工序(S41)中,首先执行IC安装工序(S411)。如图19(A)所示,IC安装工序(S411)为,在封装件210的第一凹部空间210a的底部210d上所形成的IC连接电极612上配置具有导电性的接合部件510,并以使预先准备的IC700的外部电极700b与IC连接电极612对置的方式而装载在接合部件510上。然后,使接合部件510固化而使IC连接电极612与IC700的外部电极700b电连接,并且通过将IC700固定在封装件210上从而结束IC安装工序(S411)。另外,在IC安装工序(S411)中,也可以通过将接合部件510配置在IC700的外部电极700b上并将接合部件510与IC连接电极612进行接合而使IC连接电极612与外部电极700b电连接。此外,除了上述的方法之外,也可以在以未形成有外部电极700b的表面与封装件210的第一凹部空间210a的底部210d对置的方式而对IC700进行配置之后,通过接合引线而使外部电极700b与IC连接电极612电连接。
(振动片安装工序)
在IC安装工序(S411)之后,转移至振动片安装工序(S412)。如图19(B)所示,在振动片安装工序(S412)中,首先在成为封装件210的第二凹部空间210b的底部的高低差部210c上所形成的连接电极611上配置具有导电性的接合部件500。接下来,使振动片100所具备的连接电极21b、22b与连接电极611对置而将振动片100收纳在第二凹部空间210b内,并以在接合部件500上与连接电极21b、22b接触的方式而将振动片100装载于高低差部210c上。然后,使接合部件500固化而使连接电极611与振动片100的连接电极21b、22b电连接,并且通过将振动片100固定在封装件210上而结束振动片安装工序(S412)。
实施包括IC安装工序(S411)和振动片安装工序(S412)的安装工序(S41),并转移至接下来的频率调节工序(S42)。
(频率调节工序以及密封工序)
频率调节工序(S42)以及密封工序(S43)为与第二实施方式所涉及的振子1000的制造方法相同的制造方法。如图19(B)所示,本实施方式所涉及的频率调节工序(S42)向封装件210中所收纳的振动片100的第一电极21的激励电极21a照射激光L而对激励电极21a的一部分进行蒸腾、去除,从而调节为所需的频率。
在频率调节工序(S42)之后,转移至密封工序(S43)。如图19(C)所示,在密封工序(S43)中,首先在封装件210的第二凹部空间210b的开口部侧的具有框形状的平面形状的上端面210f上装载密封部件400,并且还在密封部件400上装载盖体300。然后,在被维持为真空环境或者惰性气体环境的未图示的处理室(腔室)内,通过缝焊等的接合方法而对盖体300与封装件210进行气密性接合而结束密封工序(S43),从而得到振荡器1100。然后,转移至检查工序(S50)。
(检查工序)
在包括安装工序(S41)、频率调节工序(S42)以及密封工序(S43)在内的收纳工序(S40)之后,转移至检查工序(S50)。在检查工序(S50)中,基于作为成品的振荡器1100的预定样式而实施检查。虽然未图示,但检查工序(S50)通过使检查装置所具备的端子与外部连接电极620a、620b接触而实施预定的功能品质检查,并且实施通过肉眼或显微镜而进行的外观检查等,从而实施良好与否的判断。
上述的第三实施方式所涉及的振荡器1100的制造方法通过在振动片晶片2020的状态下实施强激励工序(S20)而使附着在振动片100上的异物的至少一部分振落,从而降低附着在振动片100上的异物被带入封装件210内的可能性。因此,能够得到具备稳定的振动特性的振荡器1100。
此外,一直以来在通常情况下所实施的封装件内对半导体装置(IC)与振动片进行密封之后实施强激励的振荡器的情况下,强激励的大电力也朝向半导体装置流动,从而存在半导体装置的损坏的可能性。但是,在本实施方式所涉及的振荡器1100的制造方法中,由于在振动片100为部件的阶段实施强激励工序(S20),因此强激励完全不会影响到强激励工序(S20)之后的收纳工序(S40)中被安装的IC700,从而能够得到稳定的品质的振荡器1100。另外,如果以与第一实施方式的强激励工序(S5-1)相同的条件实施第三实施方式的强激励工序(S20),则能够得到与第一实施方式相同的效果。
此外,第二实施方式所涉及的振子1000以及第三实施方式所涉及的振荡器1100的制造方法以振动片晶片2020的方式而向第一振动片部2110施加用于强激励的大电力(参照图15)。并且,因强激励而产生的不合格振动片部2120F能够以图示的方式而在部件状态下被检测出。
即,在现有的技术(例如,日本特开2004-297737)所公开的、使振动片、或者振动片和IC芯片配置在空腔内而使振动片进行强激励的方式中,在因强激励而使振动片或IC芯片成为功能不良的情况下,不良损失除了振动片成本之外,还包括封装件或者IC等的振动片以外的部件成本和至此的加工时间(加工成本),从而会成为较大的损失成本,但是根据上述制造方法能够避免这种情况。
上述的各实施方式为一个示例而并不限定于此,并能够进行各种改变。例如,在上述的各实施方式中,作为基板的一个示例而使用了作为具有压电性的材料的水晶,但是并不限定于此,也可以使用硅半导体基板。在作为基板而使用硅半导体基板的情况下,作为激励单元也可以使用利用了库仑力的静电驱动。
本发明包括与实施方式中所说明的结构实质上相同的结构(例如,功能、方法以及结果相同的结构、或者目的以及效果相同的结构)。此外,本发明包括对在实施方式中所说明的结构的非本质部分进行置换的结构。此外,本发明包括与在实施方式中所说明的结构起到相同的作用效果的结构或者能够达成相同目的的结构。此外,本发明包括对在实施方式中所说明的结构上附加了公知技术的结构。
符号说明
5010…水晶基板;5012…周边部;5014…振动部;5015…第一部分;5016…第二部分;5017…第一凸部;5017a、5017b、5017c、5017d…侧面;5018…第二凸部;5018a、5018b、5018c、5018d…侧面;5020a…第一激励电极;5020b…第二激励电极;5022a…第一引出电极;5022b…第二引出电极;5024a…第一电极衬垫;5024b…第二电极衬垫;5100…振动设备;5100a…振子;5101…AT切割水晶基板;5102…振动片;5110…封装件;5111…凹部;5112…基座;5113…密封环;5114…盖体;5130…第一连接端子;5132…第二连接端子;5134…导电性固定部件;5134a…导电性粘合剂;5140…第一外部端子;5142…第二外部端子。

Claims (17)

1.一种振动设备的制造方法,包括:
将与振动片的使用时的驱动电力相比而较高的电力施加于所述振动片,从而使所述振动片强激励的工序;
在使所述振动片强激励的工序之后,实施所述振动片的频率调节的工序。
2.如权利要求1所述的振动设备的制造方法,其中,
还包括振动片形成工序,所述振动片形成工序为,在使所述振动片强激励的工序之前,在基板上形成所述振动片的工序。
3.如权利要求2所述的振动设备的制造方法,其中,
使所述振动片强激励的工序包括,对所述振动片进行检查的检查工序。
4.如权利要求2所述的振动设备的制造方法,其中,
在所述基板上形成有多个所述振动片。
5.如权利要求3所述的振动设备的制造方法,其中,
在所述基板上形成有多个所述振动片。
6.如权利要求4所述的振动设备的制造方法,其中,
使所述振动片强激励的工序针对被形成在所述基板上的多个所述振动片而实施。
7.如权利要求5所述的振动设备的制造方法,其中,
使所述振动片强激励的工序针对被形成在所述基板上的多个所述振动片而实施。
8.如权利要求1所述的振动设备的制造方法,其中,
还包括接合工序,所述接合工序为,在使所述振动片强激励的工序之前,经由接合部件而对基座与所述振动片进行接合的工序。
9.如权利要求1所述的振动设备的制造方法,其中,
在使所述振动片强激励的工序中,向所述振动片施加2.5mW以上且100mW以下的电力。
10.如权利要求2所述的振动设备的制造方法,其中,
在使所述振动片强激励的工序中,向所述振动片施加2.5mW以上且100mW以下的电力。
11.如权利要求4所述的振动设备的制造方法,其中,
在使所述振动片强激励的工序中,向所述振动片施加2.5mW以上且100mW以下的电力。
12.如权利要求8所述的振动设备的制造方法,其中,
在使所述振动片强激励的工序中,向所述振动片施加2.5mW以上且100mW以下的电力。
13.如权利要求1所述的振动设备的制造方法,其中,
所述振动片包括水晶基板,所述水晶基板具有以厚度切变振动方式而进行振动的振动部。
14.如权利要求2所述的振动设备的制造方法,其中,
所述振动片包括水晶基板,所述水晶基板具有以厚度切变振动方式而进行振动的振动部。
15.如权利要求4的振动设备的制造方法,其中,
所述振动片包括水晶基板,所述水晶基板具有以厚度切变振动方式而进行振动的振动部。
16.如权利要求8所述的振动设备的制造方法,其中,
所述振动片包括水晶基板,所述水晶基板具有以厚度切变振动方式而进行振动的振动部。
17.一种振动设备的制造方法,包括:
形成振动片的振动片形成工序;
经由接合部件而对基座与所述振动片进行接合的振动片接合工序;
经由接合部件而对所述基座与半导体装置进行接合的半导体装置接合工序,
还包括,在所述半导体装置接合工序之前,将与所述振动片的使用时的驱动电力相比而较高的电力施加于所述振动片的强激励工序。
CN201610074595.4A 2015-02-03 2016-02-02 振动设备的制造方法 Pending CN105846783A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-019619 2015-02-03
JP2015019619A JP2016144092A (ja) 2015-02-03 2015-02-03 振動子の製造方法
JP2015055792A JP2016178404A (ja) 2015-03-19 2015-03-19 振動子の製造方法および発振器の製造方法
JP2015-055792 2015-03-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105846783A true CN105846783A (zh) 2016-08-10

Family

ID=56554792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610074595.4A Pending CN105846783A (zh) 2015-02-03 2016-02-02 振动设备的制造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20160225978A1 (zh)
CN (1) CN105846783A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4131484A (en) * 1978-02-13 1978-12-26 Western Electric Company, Inc. Frequency adjusting a piezoelectric device by lasering
JPH06204774A (ja) * 1992-12-28 1994-07-22 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電共振子の除塵装置
JP2004328505A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Toyo Commun Equip Co Ltd 圧電発振器
CN101068107A (zh) * 2006-05-01 2007-11-07 爱普生拓优科梦株式会社 压电振子及其制造方法
JP2009044237A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Epson Toyocom Corp 圧電デバイスの周波数調整方法、並びに圧電デバイス、および周波数調整用マスク
US8176607B1 (en) * 2009-10-08 2012-05-15 Hrl Laboratories, Llc Method of fabricating quartz resonators
CN102820865A (zh) * 2011-06-10 2012-12-12 株式会社大真空 压电振动器件的制造装置
JP2012249063A (ja) * 2011-05-27 2012-12-13 Showa Shinku:Kk 圧電素子の強励振回路及び強励振方法
CN103363972A (zh) * 2012-03-29 2013-10-23 精工爱普生株式会社 振动片、传感器单元、电子设备以及振动片的制造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3928063A (en) * 1974-06-05 1975-12-23 Exxon Research Engineering Co Method for cleaning a crystal microbalance
JP2012186706A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電発振器及び圧電発振器の製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4131484A (en) * 1978-02-13 1978-12-26 Western Electric Company, Inc. Frequency adjusting a piezoelectric device by lasering
JPH06204774A (ja) * 1992-12-28 1994-07-22 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd 圧電共振子の除塵装置
JP2004328505A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Toyo Commun Equip Co Ltd 圧電発振器
CN101068107A (zh) * 2006-05-01 2007-11-07 爱普生拓优科梦株式会社 压电振子及其制造方法
JP2009044237A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Epson Toyocom Corp 圧電デバイスの周波数調整方法、並びに圧電デバイス、および周波数調整用マスク
US8176607B1 (en) * 2009-10-08 2012-05-15 Hrl Laboratories, Llc Method of fabricating quartz resonators
JP2012249063A (ja) * 2011-05-27 2012-12-13 Showa Shinku:Kk 圧電素子の強励振回路及び強励振方法
CN102820865A (zh) * 2011-06-10 2012-12-12 株式会社大真空 压电振动器件的制造装置
CN103363972A (zh) * 2012-03-29 2013-10-23 精工爱普生株式会社 振动片、传感器单元、电子设备以及振动片的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20160225978A1 (en) 2016-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102362430B (zh) 封装构件组件及其制造方法、封装构件以及使用了封装构件的压电振动器件的制造方法
US7557491B2 (en) Electronic component package
US8278801B2 (en) Piezoelectric resonator device
CN103363975B (zh) 振动装置以及振动装置的制造方法
CN102901493B (zh) 振动器件以及电子设备
JP2007081867A (ja) 導通孔形成方法、並びに圧電デバイスの製造方法、及び圧電デバイス
CN105706364B (zh) 压电振动元件及其制造方法和应用
CN108496307A (zh) 水晶振子及其制造方法
JP4321104B2 (ja) 圧電発振器および圧電発振器の製造方法
JP2006339896A (ja) 圧電振動子の製造方法及び圧電振動子
JP4658625B2 (ja) 角速度センサ及びその製造方法
JP2008301196A (ja) 圧電発振器
JP2016144048A (ja) 水晶振動子の検査方法
CN104639088B (zh) 盖体、封装、电子设备、移动体以及封装的制造方法
CN104953977A (zh) 振动器件的频率调整方法和振动器件的制造方法
CN107004641A (zh) Saw器件以及saw器件的制造方法
CN105846783A (zh) 振动设备的制造方法
JP2014143289A (ja) 電子デバイスの製造方法、電子デバイス及び発振器
JP2008278227A (ja) 圧電発振器の製造方法
JPH11354660A (ja) 電子部品用パッケージおよび電子部品用パッケージの気密封止方法
JP2003229720A (ja) 圧電発振器の製造方法及び圧電発振器
JP5573991B2 (ja) 接合用ウェハ
TW201251318A (en) Piezoelectric device and fabricating method of the piezoelectric device
US7429814B2 (en) Apparatus and methods for manufacturing a piezoelectric resonator device
JP2008057995A (ja) 振動子封止体の製造方法、振動子封止体、および物理量センサ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160810

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication