JP2007129325A - 圧電振動子、発振器、電波時計、電子機器、圧電振動子用ウエハ体及び圧電振動子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブレードの寿命を延ばすことができ、ブレードのメンテナンスを容易にすることができる圧電振動子、発振器、電波時計、電子機器、圧電振動子用ウエハ体及び圧電振動子の製造方法を提供する。
【解決手段】 複数のウエハが重ね合わされて接合された圧電振動子用ウエハ体が、ダイシングによって切断されることによりなる圧電振動子１であって、板状の蓋部材６とベース部材７とが厚さ方向に重ね合わされて接合された密閉容器３と、前記蓋部材６と前記ベース部材７との間に配され、圧電振動子片が枠状部によって囲まれて形成された圧電振動子板２と、を備え、前記密閉容器３の側面に、前記密閉容器３の内方に向けられた逃げ部１９が形成されており、前記逃げ部１９は、前記切断の前に前記複数のウエハのそれぞれにあらかじめ形成された切断面積を減少させるための切断用貫通孔の周面により形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧電振動子、発振器、電波時計、電子機器、圧電振動子用ウエハ体及び圧電振動子の製造方法に関するものである。

近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号のタイミング源等として種々の圧電振動子が利用されている（例えば、特許文献１参照。）。これら圧電振動子の中には、蓋部材とベース部材とが接合された密閉容器と、前記蓋部材と前記ベース部材との間に配された圧電振動子板とを備えたものが周知となっている。このような圧電振動子は、以下のようにして製造されるのが一般的である。すなわち、圧電振動子板となる振動子用ウエハを挟んで、蓋部材となる蓋用ウエハと、ベース部材となるベース用ウエハとを重ね合わせて接合する。そして、接合されて一体となった蓋用ウエハ、振動子用ウエハ及びベース用ウエハをダイシングブレードによって行列方向に切断することにより、個々の圧電振動子が得られる。
ここで、圧電体材料としては、例えば水晶が選択され、リッド部材とベース部材にはガラスが選択され、水晶とガラスは薄膜のアルミニウムを接合膜として、陽極接合されている。
特開２０００−２２３９９７号公報

しかしながら、接合されて一体となった接合ウエハ体の層構造は、リッド用ウエハ側から順に、ガラス、アルミニウム、水晶、アルミニウム、ガラスであり、主に脆性材料によって構成されている。従って、ダイシングブレードによる切断工程においては、ブレードに目つぶれや目詰まりなどが生じるため、切断面にチッピングや割れ等が発生しやすい。これらは、振動子の外観と品質及び信頼性に大きな影響を与える。特に振動子が長期に高温かつ高湿度の状況におかれた場合に、チッピングや微少な割れがある場所を起点として、腐食やリーク等が発生し、振動子の電気特性に大きな変動を及ぼす懸念がある。従って、これを防止するために、ブレードの管理は重要であり、砥粒の目立てによるブレードのドレス作業を頻繁に行わなければならないという問題がある。そしてまた、上記のようなドレス作業を行ったとしても、ブレードには使用限度があり、短期間の内に定期的に新しいブレードに交換する必要がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ブレードの寿命を延ばすことができ、ブレードのメンテナンスを容易にすることができる圧電振動子、発振器、電波時計、電子機器、圧電振動子用ウエハ体及び圧電振動子の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係る圧電振動子は、複数のウエハが重ね合わされて接合された圧電振動子用ウエハ体が、ダイシングによって切断されることによりなる圧電振動子であって、板状の蓋部材とベース部材とが厚さ方向に重ね合わされて接合された密閉容器と、前記蓋部材と前記ベース部材との間に配され、圧電振動子片が枠状部によって囲まれて形成された圧電振動子板と、を備え、前記密閉容器の側面に、前記密閉容器の内方に向けられた逃げ部が形成されており、前記逃げ部は、前記切断の前に前記複数のウエハのそれぞれにあらかじめ形成された切断面積を減少させるための切断用貫通孔の周面により形成されていることを特徴とする。

この発明に係る圧電振動子においては、ダイシングによって、圧電振動子用ウエハ体が切断用貫通孔に沿って切断されることにより、密閉容器の側面に、切断用貫通孔の周面からなる逃げ部が形成される。そのため、切断の際に、切断用貫通孔の分、ブレードによる切断面積が減少する。
これにより、ブレードに目つぶれや目詰まりなどが生じることを可及的に防止することができる。
また、逃げ部に合わせてピンセットを当接させることにより、密閉容器を挟み易くすることができる。

また、本発明に係る圧電振動子は、前記逃げ部は、前記密閉容器の高さ寸法の全長にわたって形成されていることを特徴とする。

この発明に係る圧電振動子においては、逃げ部が、密閉容器の高さ寸法の全長にわたって形成されていることから、切断前の各ウエハに形成された切断用貫通孔がそれぞれ一致して配されて、それら切断用貫通孔に沿って切断されるため、容易かつ確実に切断することができる。また、ピンセットによって、より挟み易くすることができる。

また、本発明に係る圧電振動子は、前記逃げ部は、前記密閉容器の周囲を囲むように複数形成されていることを特徴とする。

この発明に係る圧電振動子においては、逃げ部が、密閉容器の周囲を囲むように複数設けられていることから、圧電振動子用ウエハ体を個々の圧電振動子に切断するときに、それら個々の圧電振動子に対する切断面積をさらに減少させることができる。また、ピンセットによって、様々な角度から挟み易くすることができる。

また、本発明に係る発振器は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする。
また、本発明に係る電波時計は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする。
また、本発明に係る電子機器は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動子を備えることを特徴とする。

これらの発明に係る発振器、電波時計及び電子機器においては、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動子と同様の効果を奏することができる。

また、本発明に係る圧電振動子用ウエハ体は、複数の蓋側凹部が形成された蓋用ウエハと、複数のベース側凹部が形成されたベース用ウエハと、複数の圧電振動子片が形成された振動子用ウエハと、を備え、前記蓋用ウエハ、前記ベース用ウエハ及び前記振動子用ウエハのそれぞれに、これら蓋用ウエハ、ベース用ウエハ及び振動子用ウエハを切断するときの切断線に沿って、切断面積を減少させるための切断用貫通孔が形成されていることを特徴とする。

この発明に係る圧電振動子用ウエハ体においては、蓋用ウエハ、ベース用ウエハ及び振動子用ウエハを切断線に沿って切断するときに、その切断線に沿って切断用貫通孔が設けられていることから、蓋用ウエハ、ベース用ウエハ及び振動子用ウエハの切断面積が減少する。
これにより、ブレードの目つぶれや目詰まりなどが生じることを可及的に防止することができる。

また、本発明に係る圧電振動子用ウエハ体は、前記蓋用ウエハと前記ベース用ウエハとが前記振動子用ウエハを挟んで重ね合わされて接合されていることを特徴とする。

この発明に係る圧電振動子用ウエハ体においては、蓋用ウエハとベース用ウエハとが、振動子用ウエハを挟んで重ね合わされて接合されていることから、蓋用ウエハ、振動子用ウエハ及びベース用ウエハを容易かつ確実に切断することができる。

また、本発明に係る圧電振動子用ウエハ体は、前記蓋用ウエハ、前記ベース用ウエハ及び前記振動子用ウエハのそれぞれの切断用貫通孔の形成位置が一致していることを特徴とする。

この発明に係る圧電振動子用ウエハ体においては、蓋用ウエハ、ベース用ウエハ及び振動子用ウエハのそれぞれの切断用貫通孔の形成位置が一致していることから、容易かつ確実に切断することができる。

また、本発明に係る圧電振動子用ウエハ体は、前記蓋用ウエハ、前記ベース用ウエハ及び前記振動子用ウエハのそれぞれの切断用貫通孔は、それぞれ前記蓋側凹部、前記ベース側凹部及び前記圧電振動子片の周囲を個々に囲むように複数設けられていることを特徴とする。

この発明に係る圧電振動子用ウエハ体においては、蓋側凹部、ベース側凹部及び圧電振動子片の周囲を行列方向に切断するときに、個々の圧電振動子に対する切断面積をさらに減少させることができる。

また、本発明に係る圧電振動子の製造方法は、板状の蓋部材とベース部材とが厚さ方向に重ね合わされて接合された密閉容器と、前記蓋部材と前記ベース部材との間に配され、圧電振動子片が枠状部によって囲まれて形成された圧電振動子板と、を備える圧電振動子の製造方法であって、前記圧電振動子板となる振動子用ウエハに、この振動子用ウエハを切断するときの切断線に沿って、切断面積を減少させるための振動子側切断用貫通孔を形成する振動子側貫通孔形成工程と、前記蓋部材となる蓋用ウエハに、この蓋用ウエハを切断するときの切断線に沿って、切断面積を減少させるための蓋側切断用貫通孔を形成する蓋側貫通孔形成工程と、前記ベース部材となるベース用ウエハに、このベース用ウエハを切断するときの切断線に沿って、切断面積を減少させるためのベース側切断用貫通孔を形成するベース側貫通孔形成工程と、前記振動子側貫通孔形成工程によって形成された振動子側切断用貫通孔を有する振動子用ウエハを挟んで、前記蓋側貫通孔形成工程によって形成された蓋側切断用貫通孔を有する蓋用ウエハと、前記ベース側貫通孔形成工程によって形成されたベース側切断用貫通孔を有するベース用ウエハとを接合する接合工程と、この接合工程によって接合された蓋用ウエハ、振動子用ウエハ及びベース用ウエハを、前記切断線に沿って切断するダイシング工程と、を備えることを特徴とする。

この発明に係る圧電振動子の製造方法においては、振動子側貫通孔形成工程において、振動子用ウエハに、この振動子用ウエハを切断するときの切断線に沿って、振動子側切断用貫通孔が形成される。また、蓋側貫通孔形成工程において、蓋用ウエハに、この蓋用ウエハを切断するときの切断線に沿って、蓋側切断用貫通孔が形成される。また、ベース側貫通孔形成工程において、ベース用ウエハに、このベース用ウエハを切断するときの切断線に沿って、ベース側切断用貫通孔が形成される。それから、接合工程において、振動子側切断用貫通孔を有する振動子用ウエハを挟んで、蓋側切断用貫通孔を有する蓋用ウエハと、ベース側切断用貫通孔を有するベース用ウエハとが接合される。さらに、ダイシング工程において、蓋用ウエハ、振動子用ウエハ及びベース用ウエハが切断線に沿って切断される。このとき、切断線に沿ってそれぞれの切断用貫通孔が形成されているため、蓋用ウエハ、振動子用ウエハ及びベース用ウエハの切断面積が減少する。
これにより、ブレードの目つぶれや目詰まりなどが生じることを可及的に防止することができる。

また、本発明に係る圧電振動子の製造方法は、前記蓋側貫通孔形成工程によって、前記蓋用ウエハに、前記蓋部材となる領域の周囲を囲むように複数の蓋側切断用貫通孔が形成され、前記ベース側貫通孔形成工程によって、前記ベース用ウエハに、前記ベース部材となる領域の周囲を囲むように複数のベース側切断用貫通孔が形成され、前記振動子側貫通孔形成工程によって、前記振動子用ウエハに、前記圧電振動子板となる領域の周囲を囲むようにして複数の振動子側切断用貫通孔が形成されることを特徴とする。

この発明に係る圧電振動子の製造方法においては、蓋部材となる領域、ベース部材となる領域及び圧電振動子板となる領域のそれぞれの周囲を行列方向に切断する。このとき、それぞれの周囲を取り囲むようにして各切断用貫通孔が形成されていることから、個々の圧電振動子に対する切断面積をさらに減少させることができる。

また、本発明に係る圧電振動子の製造方法は、前記接合工程において、前記振動子用ウエハを挟んで、前記蓋用ウエハと前記ベース用ウエハとを所定の回転位置で重ね合わせたとき、前記蓋側切断用貫通孔、前記ベース側切断用貫通孔及び前記振動子側切断用貫通孔が、それぞれ一致する位置に配されることを特徴とする。

この発明に係る圧電振動子の製造方法においては、接合工程において、前記振動子用ウエハを挟んで、前記蓋用ウエハと前記ベース用ウエハとを所定の回転位置で重ね合わせると、蓋側切断用貫通孔、ベース側切断用貫通孔及び振動子側切断用貫通孔が、それぞれ一致する位置に配される。そのため、蓋用ウエハ、振動子用ウエハ及びベース用ウエハを容易かつ確実に切断することができる。

本発明によれば、ブレードの目つぶれや目詰まりなどが生じることを可及的に防止することができることから、ブレードの寿命を延ばすことができ、ブレードのメンテナンスを容易にすることができる。

（実施形態１）
以下、本発明の第１実施形態における水晶振動子（圧電振動子）について、図面を参照して説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）において、符号１は水晶振動子を示すものである。
水晶振動子１は、水晶からなり矩形に形成された水晶振動子板（圧電振動子板）２と、この水晶振動子板２を挟んで厚さ方向に重ね合わされて接合された板状の蓋部材６及びベース部材７を有する密閉容器３とを備えている。

水晶振動子板２は、図２に示すように、平行に延びる二つの振動腕部９ａがそれぞれ基端側で一体的に接続された音叉型の水晶振動子片（圧電振動子片）９と、この水晶振動子片９を囲む矩形枠状の枠状部１０とを備えている。水晶振動子片９と枠状部１０とは、水晶振動子片９の基端部を介して一体的に形成されている。水晶振動子板２の表裏面には、水晶振動子片９に電圧を印加するための電極膜４が形成されている。電極膜４は、例えばアルミニウムなどの導電性部材からなっている。なお、図２においては、電極膜４を簡略化して示しているが、実際には、電極膜４は各種仕様や形状に応じてパターニングされているのはいうまでもない。

また、蓋部材６及びベース部材７は、ソーダライムガラスなどのガラスからなっている。蓋部材６の両主面のうち、一方の主面６ａには、略矩形の蓋側凹部１１が形成されている。同様にして、ベース部材７の一方の主面７ａには、略矩形のベース側凹部１４が形成されている。そして、蓋部材６とベース部材７とは、それら蓋側凹部１１とベース側凹部１４とが対向した状態で、電極膜４を介して陽極接合されている。このように、蓋側凹部１１とベース側凹部１４とを対向させることにより、密閉容器３の中に図１（ｂ）に示す空洞部１５が形成され、この空洞部１５により、水晶振動子片９の振動が許容されるようになっている。密閉容器３の中は気密封止されており、空洞部１５は真空状態に保持されている。

また、ベース部材７の四隅は、円弧形状に切り欠かれた外部端子接続部２１が設けられている。外部端子接続部２１には、密閉容器３の底面（ベース部材７の他方の主面）にまで延在した外部端子２０が設けられている。外部端子２０は、下地として形成されたＣｒ層の上に、Ａｕ層が形成されて構成されている。また外部端子２０は、電極膜４に電気的に接続されている。
また、密閉容器３の外周面には、底面を除いて、電極膜４の腐食などを防止するための保護膜１６が形成されている。保護膜１６は、トリメチルシロキサンを末端に有するフッ素系コート剤の０．１ｗｔ％フルオロカーボンからなっている。保護膜１６としては、例えば、オプツールＤＳＸ（製品名：ダイキン工業（株）製）などが使用される。

さらに、本実施形態においては、密閉容器３の側面に、密閉容器３の内方に向けられた逃げ部１９が形成されている。逃げ部１９は、密閉容器３の高さ寸法ｈの全長にわたって形成されている。また、逃げ部１９は、密閉容器３の周囲を囲むように複数形成されている。すなわち、逃げ部１９は、密閉容器３の四側面のそれぞれに密閉容器３の辺部（長辺部又は短辺部）に沿って形成されている。さらに、逃げ部１９は、後述するように、図１０に示す蓋用ウエハ２７、ベース用ウエハ３０及び振動子用ウエハ２４のそれぞれにあらかじめ形成された切断用貫通孔の周面により形成されている。すなわち、蓋用ウエハ２７、ベース用ウエハ３０及び振動子用ウエハ２４を切断することによって、切断用貫通孔が分けられて、切断前の切断用貫通孔の周面が逃げ部１９となる。

このような構成のもと、外部端子２０に所定の電圧を印加すると、その電圧が、電極膜４を介して水晶振動子片９に印加される。すると、圧電効果により、振動腕部９ａが互いに接近または離隔する方向に、即ち逆相のモードで、所定の周期を持って屈曲運動する。

次に、本実施形態における水晶振動子１の製造方法について説明する。
図３は、水晶振動子１の製造方法の手順を示すフローチャートである。
まず、水晶の原石を切断し、所定の厚さまで研磨加工した後洗浄することにより、図４に示すように、円板状の振動子用ウエハ２４を形成する（ステップＳ１０）。それから、例えばエッチングなどの化学的処理により、振動子用ウエハ２４上に複数の水晶振動子片９・・・を行列方向に形成する。これら各水晶振動子片９の周囲を囲む領域が、個々の水晶振動子板２の領域となる。また、水晶振動子片９の形成と同時に、それら複数の水晶振動子片９の周囲を個々に囲むようにして、図５に示すように、四つの振動子側切断用貫通孔２５が形成される（ステップＳ１１、振動子側貫通孔形成工程）。すなわち、従来の水晶振動子片９及び枠状部１０の形成工程に、振動子側切断用貫通孔２５用のパターンをマスクに追加するだけで、工程を増やすことなく振動子側切断用貫通孔２５が迅速かつ容易に形成される。これら振動子側切断用貫通孔２５は、後述するダイシング工程において、図１１に示すダイシングブレード３３による振動子用ウエハ２４の切断面積を減少させるためのものである。さらに、振動子側切断用貫通孔２５は、ダイシングブレード３３による行列方向の切断線Ｃ₁に沿って形成される。

それから、電極膜形成工程において、振動子用ウエハ２４の表裏に、スパッタリングや蒸着などによってアルミニウムからなる膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングなどによりパターニングを行い、振動腕部９ａや枠状部１０となる領域にアルミニウムの膜が形成される。このアルミニウムの膜が上述の電極膜４となる。
図５に示すように、振動子用ウエハ２４には、複数の振動子片９とそれを取り囲む枠状部１０とが形成されている。ここで枠状部１０は、隣接する他の振動子片の枠状部と電極膜４と通して電気的に導通している。これにより、後述する接合工程（ステップＳ４１）において、振動子用ウエハは、ウエハの１点に外部から電圧を供給したときに、振動子用ウエハの表裏を含めた全面を同一の電位にすることが可能となっている。

次いで、図６に示すように、ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチングなどによって最表面の加工変質層を除去した円板状の蓋用ウエハ２７を形成する（ステップＳ２０）。それから、蓋用ウエハ２７の一方の主面２７ａに、エッチングなどにより、行列方向に複数の蓋側凹部１１を形成する（ステップＳ２１）。さらに、複数の蓋側凹部１１の周囲を個々に囲むようにして、図７に示すように、蓋側切断用貫通孔２８が形成される（ステップＳ２２、蓋側貫通孔形成工程）。これら蓋側切断用貫通孔２８は、ブレードによる切断線Ｃ₂に沿って形成される。
なお、本実施形態においては、従来の工程に蓋側貫通孔形成工程が追加されるが、蓋側貫通孔形成工程はバッチ処理なので、複数枚同時に迅速に処理することができる。

次いで、図８に示すように、ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチングなどによって最表面の加工変質層を除去した円板状のベース用ウエハ３０を形成する（ステップＳ３０）。それから、ベース用ウエハ３０の一方の主面３０ａに、エッチングなどにより、行列方向に複数のベース側凹部１４を形成する（ステップＳ３１）。さらに、図９に示すように、複数のベース側凹部１４の周囲を囲みベース部材７となるそれぞれの矩形領域の四隅に、ブラスト加工などによりスルーホール３２が形成される。また、スルーホール３２の形成と同時に、複数のベース側凹部１４の周囲を個々に囲むようにして、四つのベース側切断用貫通孔３１がブラスト加工などにより形成される（ステップＳ３２、ベース側貫通孔形成工程）。すなわち、従来のスルーホール３２の形成工程に、ベース側切断用貫通孔３１用のパターンをマスクに追加するだけで、工程を増やすことなくベース側切断用貫通孔３１が迅速かつ容易に形成される。これらベース側切断用貫通孔３１は、ダイシングブレード３３による切断線Ｃ₃に沿って形成される。

上述の振動子側切断用貫通孔２５、蓋側切断用貫通孔２８及びベース側切断用貫通孔３１は、それぞれ矩形形状に形成されており、それぞれの縁がＲとなるように面取りされている。さらに各貫通孔２５，２８，３１のそれぞれは同じ大きさに形成され、行列方向に同じ位置に形成される。そして、振動子側貫通孔形成工程後の振動子用ウエハ２４と、蓋側貫通孔形成工程後の蓋用ウエハ２７と、ベース側貫通孔形成工程後のベース用ウエハ３０とが、図１０に示す圧電振動子用ウエハ体３５を構成する。
それから、図１０に示すように、振動子用ウエハ２４を、蓋用ウエハ２７とベース用ウエハ３０とで厚さ方向に挟み込むようにして、それぞれのウエハ２４，２７，３０を重ね合わせる。そして、各ウエハ２４，２７，３０上に設けられた基準マークに従って所定の位置にアライメントする（ステップＳ４０）。すなわち、各ウエハ２４，２７，３０を所定の回転位置に合わせて位置合わせする。このとき、各貫通孔２５，２８，３１がそれぞれ一致して配され、各ウエハ２４，２７，３０の高さ方向の全長にわたって貫通する貫通孔が行列方向に複数形成される。また、それぞれの蓋側凹部１１とベース側凹部１４とが対向し、これによって空洞部１５が形成される。

それから、重ね合わされた三枚のウエハ２４，２７，３０を、陽極接合装置に投入し、所定の温度雰囲気で、所定の電圧を印加して陽極接合する（ステップＳ４１、接合工程）。振動子用ウエハ２４の一点に正電位（通常はアース電位）を供給すると、振動子用ウエハの表裏面に形成された電極膜４は、すべて同電位に印加される。振動子と対向する蓋用ウエハ２７とベース用ウエハのそれぞれ非接合面側には、負電位の導電性電極が一様に密着して、電極膜４と前記導電性電極の間で電界が発生する。熱エネルギと電界のエネルギの印加により、電極膜４と蓋用ウエハ２７及びベース用ウエハ２７とが接合する。接合された三枚のウエハ２４，２７，３０は、接合ウエハ体となる。
続いて、ベース用ウエハ３０の表面に、フルカットの際のダイシングブレード３３の案内線となる断面Ｖ字型の案内溝を形成する（ステップＳ４２）。ここでは、この案内溝を図１１に示すベベルカット３４ｂと称する。このベベルカット３４ｂは、ベース側凹部１４の周囲を囲むようにして行列方向に延在し、このベベルカット３４ｂの延在する線が切断線Ｃ₃となる。

それから、スルーホール３２を介して上述の外部端子２０を設ける（ステップＳ４３）。すなわち、ベース用ウエハ３０の他方の主面に、金属マスクを施し、スパッタリングや蒸着などによって薄膜を形成する。これにより、スルーホール３２の内面からベース用ウエハ３０の他方の主面にまで延在する一対の外部端子２０が設けられる。この外部端子２０は、スルーホール３２を介して、電極膜４に接続される。

さらに、蓋用ウエハ２７の表面に、ベース用ウエハ３０と同様のベベルカット３４ｆを形成する。このベベルカット３４ｆは、蓋側凹部１１の周囲を囲むようにして行列方向に延在し、このベベルカット３４ｆの延在する線が切断線Ｃ₂となる。それから、ベース用ウエハ３０の他方の主面をテープに貼り付け、このテープを切断せずに、蓋用ウエハ２７、振動子用ウエハ２４、ベース用ウエハ３０及び振動子用ウエハ２４の表裏面に形成された電極膜４のみを切断する。すなわち、接合された圧電振動子用ウエハ体３５をダイシングソーに設置し、ベベルカット３４ｂ，３８ｆに沿って、ダイシングブレード３３によって行列方向に切断する（ステップＳ４４、ダイシング工程）。

このとき、図１２に示すように、以下のようにダイシングブレード３３の切断面積が減少する。すなわち、従来は、各貫通孔２５，２８，３１が形成されていないことから、水晶振動子１の一個当たり且つ側面一辺当たりの切断面積は、水晶振動子１の幅寸法ｗと高さ寸法ｈとの積により求められる。本実施形態においては、各貫通孔２５，２８，３１に沿ってダイシングブレード３３が進行するため、各貫通孔２５，２８，３１の領域が非切断領域となる。つまり、各貫通孔２５，２８，３１の幅寸法ｗ₁と高さ寸法ｈとの積により求められる非切断面積分が、切断面積分から差し引かれ、そのため全切断面積が減少することになる。

このダイシング工程において、圧電振動子用ウエハ体３５が個々に切断されると、各貫通孔２５，２８，３１は、その長さ方向に向けられる軸線を基準として二分割される。そして、それら分けられた各貫通孔２５，２８，３１の周面が、上述の逃げ部１９となる。また、ベース用ウエハ３０の上述の矩形領域の四隅に形成されたスルーホール３２は、ダイシングブレード３３によって四分割され、これら分割されたそれぞれの部位が、上述したように円弧形状の外部端子接続部２１となる。

次いで、個々に切断された水晶振動子片９について、個別に周波数調整が行われ、所定の周波数に調整される（ステップＳ４５）。
それから、テープに貼り付けた状態のまま、全体をフルオロカーボンの溶液中に浸漬する。それから、全体を取り出し、所定の時間置いた後加熱する。すると、各密閉容器３の外面に上述の保護膜１６が形成され、コーティングされる（ステップＳ４６）。なお、各ウエハを浸漬したときに、溶液がテープの隙間から浸入する場合があるが、外部端子２０の表面がＡｕからなり、溶液がフルオロカーボンからなっていることから、外部端子２０に保護膜が形成されるのが防止される。
それから、テープを剥がすと、一つ一つの振動子が、図１（ａ）及び（ｂ）に示す水晶振動子１となる。

以上より、本実施形態における水晶振動子１によれば、各貫通孔２５，２８，３１の周面によって形成された逃げ部１９が設けられていることから、ダイシングブレード３３による切断面積が減少し、これによりダイシングブレード３３に目つぶれや目詰まりなどが生じることを可及的に防止することができる。そのため、ダイシングブレード３３の寿命を延ばすことができ、ダイシングブレード３３のメンテナンスを容易にすることができる。また、切断面積が減少することから、ダイシングブレード３３の進行速度を上げることができ、ダイシング工程の迅速化を図ることができる。さらに、ダイシングブレード３３による切断面積が減少するため、圧電振動子用ウエハ体３５や電極膜４との摺動摩擦熱の上昇を抑えることができ、熱膨張係数の差による圧電振動子用ウエハ体３５の変形を防止することができる。
また、逃げ部１９に合わせてピンセットを当接させることにより、密閉容器３を挟み易くすることができる。
また、逃げ部１９が、密閉容器３の高さ寸法ｈの全長にわたって形成されていることから、切断前の各ウエハ２４，２７，３０に形成された各貫通孔２５，２８，３１がそれぞれ一致して配されて、それら貫通孔２５，２８，３１に沿って切断されるため、圧電振動子用ウエハ体３５を容易かつ確実に切断することができる。
さらに、逃げ部１９が、密閉容器３の周囲を囲むように複数設けられていることから、圧電振動子用ウエハ体３５を個々の水晶振動子１に切断するときに、それら個々の水晶振動子１に対する切断面積をさらに減少させることができる。

また、本実施形態における圧電振動子用ウエハ体３５によれば、各貫通孔２５，２８，３１が形成されていることから、圧電振動子用ウエハ体３５を切断するときのダイシングブレード３３による切断面積が減少し、これによりダイシングブレード３３に目つぶれや目詰まりなどが生じることを可及的に防止することができる。
さらに、各貫通孔２５，２８，３１の位置が一致していることから、圧電振動子用ウエハ体３５を貫く貫通孔が形成されるため、圧電振動子用ウエハ体３５を容易且つ確実に切断することができる。
また、さらに、各貫通孔２５，２８，３１が、それぞれの矩形領域の周囲を囲むように複数設けられていることから、ダイシングブレード３３による切断面積をさらに減少させることができる。

また、本実施形態における圧電振動子の製造方法によれば、ダイシング工程において、各貫通孔２５，２８，３１に沿って、ダイシングブレード３３を進行させるので、切断面積を減少させることができ、これにより、ダイシングブレード３３の目つぶれや目詰まりなどが生じることを可及的に防止することができる。

ここで、本発明についての実験結果について以下に説明する。
振動子用ウエハ２４の厚さ寸法を１３０μｍとし、蓋用ウエハ２７の厚さ寸法を０．４ｍｍ、ベース用ウエハ３０の厚さ寸法を４００μｍとした。水晶振動子１の寸法は、長辺３．２ｍｍ、短辺１．２ｍｍとした。また、ダイシングブレード３３の厚さ寸法は１５０μｍとした。

ドレス作業は、圧電振動子用ウエハ体３５を２個分切断した後に行った。ドレス作業時間は、一回に付き約３分であった。具体的には、ドレスプレートの準備や、ダイシング装置のブログラムの切替、さらにドレスプレートのロードとアンロードに約２分かかり、実際にドレスしていた時間が約１分であった。
また、切断（フルカット）時間は、約２５分であった。具体的には、ワークの準備や、プログラムの切替、さらにワークのロードとアンロードにかかった時間が約３分、実際に切断していた時間が約２０分、また、切断中に調整する（プログラムに入力する）のにかかった時間が約２分であった。

これにより、以下のように改善効果を得ることができた。すなわち、圧電振動子用ウエハ体３５を１個分切断するごとにドレス作業を行うと、圧電振動子用ウエハ体３５の１個分について、切断とドレス作業とで全体で２８分かかる。それに対して、ダイシングブレード３３による切断面積が減少することから、圧電振動子用ウエハ体３５を２個分切断するごとにドレス作業を行うことができ、この場合、圧電振動子用ウエハ体３５の１個分について、切断とドレス作業とで全体で２４分となった（ただし、プログラム切替を１分とした）。そのため、短縮時間は４分となり、１４．３％改善した。

また、ダイシングブレード３３の交換は、圧電振動子用ウエハ体３５を８個分切断するごとに行っている。これが、ダイシングブレード３３による切断面積の減少により、１６個分切断するごとに交換を行うことができる。そのため、ダイシングブレード３３の寿命が延び、経済性を向上させることができた。

なお、本実施形態において、各貫通孔２５，２８，３１を、矩形領域の辺部に沿って四つ設けるとしたが、これに限ることはなく、それら形成位置や数は適宜変更可能である。例えば、図１３に示すように、各貫通孔２５，２８，３１を、矩形領域の四隅から長辺及び短辺に延在するように、すなわち四隅から直交するように設けてもよい。なお、図１３においては、振動子用ウエハ２４しか図示していないが、蓋用ウエハ２７及びベース用ウエハ３０にも同様にして貫通孔が形成されるのはいうまでもない。この場合、スルーホールはベース側切断用貫通孔と兼用されることになる。
ここで、図１３に示す振動子用ウエハ２４には、複数の振動子片９とそれを取り囲む枠状部１０とが形成されている。ここで枠状部１０は、隣接する他の振動子片の枠状部と電極膜４と通して電気的に導通している。これにより、接合工程（ステップＳ４１）において、振動子用ウエハは、ウエハの１点に外部から電圧を供給したときに、振動子用ウエハの表裏を含めた全面を同一の電位にすることが可能となっている。

以上の説明においては、圧電振動子片を水晶からなる水晶振動子片９としているが、これに限ることはなく、ニオブ酸リチウムなどの様々な圧電単結晶材料からなる振動子片であってもよい。
また、保護膜１６が、オプツールＤＳＸからなるとしたが、これに限ることはなく、その部材は適宜変更可能である。
そしてまた、蓋用ウエハ２７とベース用ウエハ３０を陽極接合するとしたが、これに限ることはなく、その接合方法は適宜変更可能である。例えば、共晶接合などであってもよい。

（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について、図１４を参照して説明する。
図１４において、符号３８は、本発明の第２の実施形態に係る発振器を示すものである。
発振器３８は、上記第１の実施形態の水晶振動子１が発振子として用いられて構成されたものである。
発振器３８は、コンデンサなどの電子部品３９が実装された基板４０を備えている。基板４０には、発振器用の集積回路４３が実装されており、この集積回路４３の近傍に、水晶振動子１が実装されている。そして、これら電子部品３９、集積回路４３及び水晶振動子１は、不図示の配線パターンによって電気的に接続されている。なお、各構成部品は、不図示の樹脂によりモールドされている。

このような構成のもと、水晶振動子１に電圧を印加すると、上述の水晶振動子片９が振動し、その振動が、水晶の持つ圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路４３に電気信号として入力される。この入力された電気信号は、集積回路４３によって、各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、水晶振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路４３の構成を、例えばＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することにより、時計用単機能発振器などの他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダーなどを提供したりする機能を付与することができる。

以上より、本実施形態における発振器３８によれば、上記第１の実施形態に係る水晶振動子１と同様の効果を奏することができるだけでなく、長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる。

（実施形態３）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
本実施形態では、上記第１の実施形態における水晶振動子１を備える電子機器として、携帯情報機器について説明する。
図１５において、符号４６は、携帯情報機器を示すものであり、図１５を参照して、携帯情報機器４６の機能的構成について説明する。

携帯情報機器４６は、電力を供給するための電源部４７を備えている。電源部４７は、例えばリチウム二次電池からなっている。
電源部４７には、各種制御を行う制御部４８と、時刻等のカウントを行う計時部５１と、外部との通信を行う通信部５２と、各種情報を表示する表示部５６と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部５３と、が並列に接続されている。そして、電源部４７によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。

制御部４８は、各機能部を制御して、音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示など、システム全体の動作制御を行う。また、制御部４８は、あらかじめプログラムが書き込まれたＲＯＭと、このＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、このＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭなどを備えている。

計時部５１は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェイス回路などを内蔵する集積回路と、水晶振動子１とを備えている。水晶振動子１に電圧を印加すると、上述の水晶振動子片が振動し、その振動が、水晶の持つ圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は２値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェイス回路を介して、制御部４８と信号の送受信が行われ、表示部５６に、現在時刻や現在日付あるいはカレンダー情報などが表示される。

通信部５２は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部５７、音声処理部５８、切替部６１、増幅部６２、音声入出力部６３、電話番号入力部６６、着信音発生部６７及び呼制御メモリ部６８を備えている。
無線部５７は、音声データ等の各種データを、アンテナを介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部５８は、無線部５７または増幅部６２から入力された音声信号を符号化及び復号化する。増幅部６２は、音声処理部５８または音声入出力部６３から入力された信号を所定のレベルまで増幅する。音声入出力部６３は、スピーカやマイクロフォンなどからなり、着信音や受話音声を拡声したり、話者音声を集音したりする。

また、着信音発生部６７は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部６１は、着信時に限って、音声処理部５８に接続されている増幅部６２を着信音発生部６７に切り替えることによって、着信音発生部６７において生成された着信音が、増幅部６２を介して音声入出力部６３に出力される。なお、呼制御メモリ部６８は、通信の発着呼制御に係るブログラムを格納する。また、電話番号入力部６６は、例えば０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キーなどを押下することにより、通話先の電話番号などが入力される。

電圧検出部５３は、電源部４７によって制御部４８などの各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部４８に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部５２を安定して動作させるために必要な最低限の電圧としてあらかじめ設定されている値であり、例えば３Ｖ程度となる。電圧検出部５３から電圧降下の通知を受けた制御部４８は、無線部５７、音声処理部５８、切替部６１及び着信音発生部６７の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部５７の動作停止は必須となる。さらに、表示部５６に、通信部５２が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。

すなわち、電圧検出部５３と制御部４８とによって、通信部５２の動作を禁止し、その旨を表示部５６に表示することができる。この表示は、文字メッセージであってもよいが、より直感的な表示として、表示部５６の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしてもよい。
なお、水晶振動子１は、通信部５２の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部６９を備えており、この電源遮断部６９によって、通信部５２の機能が確実に停止される。

以上より、本実施形態における携帯情報機器４６によれば、上記第１の実施形態に係る水晶振動子１と同様の効果を奏することができるだけでなく、長期にわたって安定した高精度な計時情報を表示することができる。

（実施形態４）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
本実施形態では、上記第１の実施形態における水晶振動子１を備える電子機器として、電波時計について説明する。
図１６において、符号７１は、電波時計を示すものである。

電波時計７１は、時刻情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（ｋＨｚ）に標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚもしくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表を反射しながら伝播する性質を併せ持つため、伝播範囲が広く、上記の２つの送信所で日本国内を全て網羅している。

図１６を参照して、電波時計７１の機能的構成について説明する。
アンテナ７４は、前記４０ｋＨｚもしくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、前記４０ｋＨｚもしくはｋＨｚの搬送波にAM変調をかけたものである。
受信された長波の標準電波は、アンプ７５によって増幅され、複数の水晶振動子１を有するフィルタ（フィルタ部）８０によって濾波、同調される。本実施形態における水晶振動子１は、上記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部７６，７９をそれぞれ備えている。
さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路８１により検波復調される。続いて、波形成形回路８４を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ８５でカウントされる。ＣＰＵ８５では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ８６に反映され、正確な時刻情報が表示される。

搬送波は、４０ｋＨｚもしくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部７６，７９は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。６０ｋＨｚを例にとれば、音叉型振動片の寸法例として全長が約２．８ｍｍ、基部の幅寸法が約０．５ｍｍの寸法で構成することが可能である。

以上より、本実施形態における電波時計７１によれば、上記第１の実施形態に係る水晶振動子１と同様の効果を奏することができるだけでなく、長期にわたって安定して高精度に時刻をカウントすることができる。

なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

本発明の第１の実施形態としての水晶振動子を示す図であって、（ａ）は水晶振動子の平面図、（ｂ）は水晶振動子の側面図である。 図１の水晶振動子を分解して示す斜視図である。 図１の水晶振動子の製造方法の手順を示すフローチャートである。 水晶振動子の製造方法の過程において形成される振動子用ウエハの平面図である。 図４の振動子用ウエハに振動子側切断用貫通孔を形成した様子を拡大して示す平面図である。 水晶振動子の製造方法の過程において形成される蓋用ウエハの平面図である。 図６の蓋用ウエハに蓋側切断用貫通孔を形成した様子を拡大して示す平面図である。 水晶振動子の製造方法の過程において形成されるベース用ウエハの平面図である。 図８のベース用ウエハにベース側切断用貫通孔を形成した様子を拡大して示す平面図である。 各貫通孔が形成された後、３枚のウエハを重ねる様子を示す説明図である。 ダイシング工程において、圧電振動子用ウエハ体を切断する様子を示す説明図である。 ダイシング工程において、ダイシングブレードによる切断面積の様子を示す説明図である。 図５の振動子用ウエハの振動子側切断用貫通孔の変形例を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態としての発振器を示す平面図である。 本発明の第３の実施形態としての携帯情報機器を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態としての電波時計を示すブロック図である。

符号の説明

１ 水晶振動子（圧電振動子）
２ 水晶振動子板（圧電振動子板）
３ 密閉容器
６ 蓋部材
７ ベース部材
９ 水晶振動子片（圧電振動子片）
１０ 枠状部
１１ 蓋側凹部
１４ ベース側凹部
１９ 逃げ部
２４ 振動子用ウエハ
２５ 振動子側切断用貫通孔
２７ 蓋用ウエハ
２８ 蓋側切断用貫通孔
３０ ベース用ウエハ
３１ ベース側切断用貫通孔
３５ 圧電振動子用ウエハ体
３８ 発振器
４６ 携帯情報機器（電子機器）
７１ 電波時計
８０ フィルタ（フィルタ部）
ｈ 高さ寸法（密閉容器の高さ寸法）

Claims (13)

1. 複数のウエハが重ね合わされて接合された圧電振動子用ウエハ体が、ダイシングによって切断されることによりなる圧電振動子であって、
   板状の蓋部材とベース部材とが厚さ方向に重ね合わされて接合された密閉容器と、
   前記蓋部材と前記ベース部材との間に配され、圧電振動子片が枠状部によって囲まれて形成された圧電振動子板と、を備え、
   前記密閉容器の側面に、前記密閉容器の内方に向けられた逃げ部が形成されており、
   前記逃げ部は、前記切断の前に前記複数のウエハのそれぞれにあらかじめ形成された切断面積を減少させるための切断用貫通孔の周面により形成されていることを特徴とする圧電振動子。
2. 前記逃げ部は、前記密閉容器の高さ寸法の全長にわたって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子。
3. 前記逃げ部は、前記密閉容器の周囲を囲むように複数形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の圧電振動子。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
5. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
6. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動子を備えることを特徴とする電子機器。
7. 複数の蓋側凹部が形成された蓋用ウエハと、
   複数のベース側凹部が形成されたベース用ウエハと、
   複数の圧電振動子片が形成された振動子用ウエハと、を備え、
   前記蓋用ウエハ、前記ベース用ウエハ及び前記振動子用ウエハのそれぞれに、これら蓋用ウエハ、ベース用ウエハ及び振動子用ウエハを切断するときの切断線に沿って、切断面積を減少させるための切断用貫通孔が形成されていることを特徴とする圧電振動子用ウエハ体。
8. 前記蓋用ウエハと前記ベース用ウエハとが前記振動子用ウエハを挟んで重ね合わされて接合されていることを特徴とする請求項７に記載の圧電振動子用ウエハ体。
9. 前記蓋用ウエハ、前記ベース用ウエハ及び前記振動子用ウエハのそれぞれの切断用貫通孔の形成位置が一致していることを特徴とする請求項８に記載の圧電振動子用ウエハ体。
10. 前記蓋用ウエハ、前記ベース用ウエハ及び前記振動子用ウエハのそれぞれの切断用貫通孔は、それぞれ前記蓋側凹部、前記ベース側凹部及び前記圧電振動子片の周囲を個々に囲むように複数設けられていることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の圧電振動子用ウエハ体。
11. 板状の蓋部材とベース部材とが厚さ方向に重ね合わされて接合された密閉容器と、前記蓋部材と前記ベース部材との間に配され、圧電振動子片が枠状部によって囲まれて形成された圧電振動子板と、を備える圧電振動子の製造方法であって、
    前記圧電振動子板となる振動子用ウエハに、この振動子用ウエハを切断するときの切断線に沿って、切断面積を減少させるための振動子側切断用貫通孔を形成する振動子側貫通孔形成工程と、
    前記蓋部材となる蓋用ウエハに、この蓋用ウエハを切断するときの切断線に沿って、切断面積を減少させるための蓋側切断用貫通孔を形成する蓋側貫通孔形成工程と、
    前記ベース部材となるベース用ウエハに、このベース用ウエハを切断するときの切断線に沿って、切断面積を減少させるためのベース側切断用貫通孔を形成するベース側貫通孔形成工程と、
    前記振動子側貫通孔形成工程によって形成された振動子側切断用貫通孔を有する振動子用ウエハを挟んで、前記蓋側貫通孔形成工程によって形成された蓋側切断用貫通孔を有する蓋用ウエハと、前記ベース側貫通孔形成工程によって形成されたベース側切断用貫通孔を有するベース用ウエハとを接合する接合工程と、
    この接合工程によって接合された蓋用ウエハ、振動子用ウエハ及びベース用ウエハを、前記切断線に沿って切断するダイシング工程と、を備えることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
12. 前記蓋側貫通孔形成工程によって、前記蓋用ウエハに、前記蓋部材となる領域の周囲を囲むように複数の蓋側切断用貫通孔が形成され、
    前記ベース側貫通孔形成工程によって、前記ベース用ウエハに、前記ベース部材となる領域の周囲を囲むように複数のベース側切断用貫通孔が形成され、
    前記振動子側貫通孔形成工程によって、前記振動子用ウエハに、前記圧電振動子板となる領域の周囲を囲むようにして複数の振動子側切断用貫通孔が形成されることを特徴とする請求項１１に記載の圧電振動子の製造方法。
13. 前記接合工程において、前記振動子用ウエハを挟んで、前記蓋用ウエハと前記ベース用ウエハとを所定の回転位置で重ね合わせたとき、
    前記蓋側切断用貫通孔、前記ベース側切断用貫通孔及び前記振動子側切断用貫通孔が、それぞれ一致する位置に配されることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の圧電振動子の製造方法。
    

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