JP2011250371A - パッケージの製造方法、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計 - Google Patents
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Abstract
【課題】導電部材が第1基板から離脱するのを抑制しつつ低コスト化を図ること。
【解決手段】互いに接合された複数の基板の間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、複数の基板のうち、第1基板40を厚さ方向に貫通し、キャビティの内側とパッケージの外側とを導通する貫通電極を形成する貫通電極形成工程を有し、貫通電極形成工程は、第1基板40の第1面40aに凹部30、31を形成する凹部形成工程と、第1面40a側から凹部30、31に導電部材9を挿入し、第1基板40と導電部材9とを当接させる導電部材配置工程と、導電部材9の周囲の凹部30、31に充填材を充填する充填工程と、を有し、導電部材配置工程の後で、充填工程の前に、第1基板40に静電気を帯電させ、第1基板40に導電部材9を静電気力によって吸着させる吸着工程を有しているパッケージの製造方法を提供する。
【選択図】図14
【解決手段】互いに接合された複数の基板の間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、複数の基板のうち、第1基板40を厚さ方向に貫通し、キャビティの内側とパッケージの外側とを導通する貫通電極を形成する貫通電極形成工程を有し、貫通電極形成工程は、第1基板40の第1面40aに凹部30、31を形成する凹部形成工程と、第1面40a側から凹部30、31に導電部材9を挿入し、第1基板40と導電部材9とを当接させる導電部材配置工程と、導電部材9の周囲の凹部30、31に充填材を充填する充填工程と、を有し、導電部材配置工程の後で、充填工程の前に、第1基板40に静電気を帯電させ、第1基板40に導電部材9を静電気力によって吸着させる吸着工程を有しているパッケージの製造方法を提供する。
【選択図】図14
Description
本発明は、パッケージの製造方法、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計に関する。
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子の1つとして、表面実装型で2層構造タイプの構成が知られている。この圧電振動子は、互いに接合されたベース基板およびリッド基板と、両基板の間に形成されたキャビティ内に収容された圧電振動片と、を備えている。
このような2層構造タイプの圧電振動子として、ベース基板に形成された貫通電極により、圧電振動片とベース基板に形成された外部電極とを導通させた構成が知られている(特許文献1参照)。
ところで、特許文献1には、金属からなるピン部材を導電材料として用いて貫通電極を形成する方法が記載されている。この方法は、後にベース基板となるベース基板用ウエハに貫通孔を形成した後に加熱して、熱軟化状態にあるうちに貫通孔にピン部材を打ち込むものである。
このような2層構造タイプの圧電振動子として、ベース基板に形成された貫通電極により、圧電振動片とベース基板に形成された外部電極とを導通させた構成が知られている(特許文献1参照)。
ところで、特許文献1には、金属からなるピン部材を導電材料として用いて貫通電極を形成する方法が記載されている。この方法は、後にベース基板となるベース基板用ウエハに貫通孔を形成した後に加熱して、熱軟化状態にあるうちに貫通孔にピン部材を打ち込むものである。
ここで、ベース基板用ウエハから多数個のベース基板を形成する場合、ベース基板用ウエハにベース基板の取り個数に比例した多数の貫通孔が形成されることとなる。そのため、前記従来の貫通電極の形成方法では、全ての貫通孔に前記ピン部材を打ち込むために多大な工数が必要となるという問題がある。また、前記ピン部材を打ち込んでいる途中にベース基板用ウエハが硬化した場合には、再度加熱して熱軟化状態にする必要があるため、より多大な工数を要する。
そこで図20に示すように、このような問題を解決するために、平板状の土台部201と、土台部201の表面に立設された芯材部202と、を備える導電性の鋲体203を用いる以下に示すような貫通電極の形成方法が考えられる。すなわち、まず、ベース基板用ウエハ204の貫通孔205に、ベース基板用ウエハ204の第1面204a側から鋲体203の芯材部202を挿入し、ベース基板用ウエハ204の第1面204aと鋲体203の土台部201の表面とを当接させて貫通孔205を第1面204a側から閉塞する。次いで、ベース基板用ウエハ204の第1面204aとは反対の第2面204b側から貫通孔205にペースト状のガラスフリットを充填した後、ガラスフリットを焼成する。
これにより、ピン部材を貫通孔205に打ち込まずに貫通電極を形成することが可能になり、製造工数の低減を図ることができる。
これにより、ピン部材を貫通孔205に打ち込まずに貫通電極を形成することが可能になり、製造工数の低減を図ることができる。
ここで、前述のように貫通電極を形成する場合、芯材部202が挿入された貫通孔205内において、芯材部202の周囲には隙間があいている。そのため、貫通孔205に鋲体203が配置されてからガラスフリットが充填されるまでの間に、例えばベース基板用ウエハ204を搬送するなどしてベース基板用ウエハ204が振動すると、芯材部202が貫通孔205内でがたついて鋲体203がベース基板用ウエハ204から離脱するおそれがある。
このような問題を解決するために、例えば図21に示すように、鋲体203の土台部201を覆うように逆皿状の蓋体210をベース基板用ウエハ204に被せることが考えられる。
しかしながらこの場合、ベース基板用ウエハ204の数にあわせて蓋体210を準備する必要があるため、蓋体210製造などのコストがかかる。
また、ベース基板用ウエハ204に蓋を被せることで厚みが増すため、例えば、ベース基板用ウエハ204をカセット(ウエハ用棚)に収納して搬送する場合、蓋体210が被せられたベース基板用ウエハ204を収納可能なカセットが必要になる。そのため、蓋体210が被せられていないベース基板用ウエハ204を収納可能なカセットを、他の工程で用いている場合であっても、別途、専用のカセットが必要となり、カセット製造などのコストがかかる。
また、ベース基板用ウエハ204に蓋を被せることで厚みが増すため、例えば、ベース基板用ウエハ204をカセット(ウエハ用棚)に収納して搬送する場合、蓋体210が被せられたベース基板用ウエハ204を収納可能なカセットが必要になる。そのため、蓋体210が被せられていないベース基板用ウエハ204を収納可能なカセットを、他の工程で用いている場合であっても、別途、専用のカセットが必要となり、カセット製造などのコストがかかる。
さらにまた、蓋体210が被せられたベース基板用ウエハ204では、例えばアラインメント時などに、ベース基板用ウエハ204の外周と蓋体210の外周とを区別して認識する必要が生じ、単にベース基板用ウエハ204の外周を認識する機構とは異なる機構が必要となり、装置製造などのコストがかかる。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、導電部材が第1基板から離脱するのを抑制しつつ低コスト化を図ることができるパッケージの製造方法を提供することである。
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るパッケージの製造方法は、互いに接合された複数の基板の間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、前記複数の基板のうち、第1基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記パッケージの外側とを導通する貫通電極を形成する貫通電極形成工程を有し、前記貫通電極形成工程は、前記第1基板の第1面に凹部を形成する凹部形成工程と、前記第1面側から前記凹部に導電部材を挿入し、前記第1基板と前記導電部材とを当接させる導電部材配置工程と、前記導電部材の周囲の前記凹部に充填材を充填する充填工程と、を有し、前記導電部材配置工程の後で、前記充填工程の前に、前記第1基板に静電気を帯電させ、前記第1基板に前記導電部材を静電気力によって吸着させる吸着工程を有していることを特徴とする。
本発明に係るパッケージの製造方法は、互いに接合された複数の基板の間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、前記複数の基板のうち、第1基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記パッケージの外側とを導通する貫通電極を形成する貫通電極形成工程を有し、前記貫通電極形成工程は、前記第1基板の第1面に凹部を形成する凹部形成工程と、前記第1面側から前記凹部に導電部材を挿入し、前記第1基板と前記導電部材とを当接させる導電部材配置工程と、前記導電部材の周囲の前記凹部に充填材を充填する充填工程と、を有し、前記導電部材配置工程の後で、前記充填工程の前に、前記第1基板に静電気を帯電させ、前記第1基板に前記導電部材を静電気力によって吸着させる吸着工程を有していることを特徴とする。
この発明によれば、導電部材配置工程の後で充填工程の前に吸着工程を行うことで、第1基板に導電部材を吸着させることができる。したがって、導電部材配置工程から充填工程までの間に、例えば第1基板を搬送するなどして第1基板が振動しても、導電部材が第1基板から離脱するのを抑制することができる。
また吸着工程では、静電気力によって第1基板に導電部材を吸着させるので、導電部材が第1基板から離脱するのを抑制するために、例えば第1基板に蓋体などを被せる必要が無い。したがって、蓋体などを準備する必要がなく、また例えば、第1基板を搬送するときに用いるカセットや第1基板のアライメント機構などに専用のものが不要となり、パッケージ製造の低コスト化を図ることができる。
また、前記凹部は、前記第1基板を前記厚さ方向に貫通する貫通孔であり、前記導電部材は、平板状の土台部と、前記土台部の表面に立設された芯材部と、を備え、前記導電部材配置工程の際、前記導電部材の前記芯材部を前記第1面側から前記貫通孔内に挿入するとともに、前記土台部の前記表面を前記第1面に当接させても良い。
この場合、導電部材配置工程の際、導電部材の土台部の表面を第1基板の第1面に当接させるので、第1基板と導電部材との接触面積を安定して確保することができる。したがって、吸着工程の際、導電部材を第1基板に安定して吸着させることが可能になり、導電部材が第1基板から離脱するのを確実に抑制することができる。
また、前記導電部材配置工程の後で、前記充填工程の前に、前記導電部材の前記土台部を覆うように前記第1基板の前記第1面にラミネート材を貼付する貼付工程を有し、前記吸着工程は、前記導電部材配置工程の後で、前記貼付工程の前に行っても良い。
この場合、導電部材の土台部を覆うように第1基板の第1面にラミネート材を貼付する貼付工程を行なうことで、貼付工程後、導電部材が第1基板から離脱するのをより確実に抑制することができる。
また、導電部材配置工程の後で貼付工程の前に吸着工程を行うので、導電部材配置工程から貼付工程までの間に、例えば第1基板を搬送するなどして第1基板が振動しても、導電部材が第1基板から離脱するのを抑制することができる。
また、導電部材配置工程の後で貼付工程の前に吸着工程を行うので、導電部材配置工程から貼付工程までの間に、例えば第1基板を搬送するなどして第1基板が振動しても、導電部材が第1基板から離脱するのを抑制することができる。
また、前記吸着工程の際、前記第1基板の前記第1面とは反対側の第2面側から、静電気付与手段によって前記第1基板に静電気を付与しても良い。
この場合、吸着工程の際、前記第2面側から第1基板に静電気を付与するので、第1基板に静電気を付与するときに、静電気付与手段が導電部材に接触し難く、導電部材が第1基板から離脱するのを抑制することができる。
すなわち、静電気付与手段によって第1面側から第1基板に静電気を付与すると、導電部材のうちの第1面側に位置する部分に、静電気付与手段が接触し易く、導電部材が第1基板から離脱するおそれがある。なお、導電部材が凹部から第1面側に張り出している場合、導電部材の張出部分に静電気付与手段がより接触し易いため、前記第2面側から静電気を付与することに顕著な効果が奏される。
すなわち、静電気付与手段によって第1面側から第1基板に静電気を付与すると、導電部材のうちの第1面側に位置する部分に、静電気付与手段が接触し易く、導電部材が第1基板から離脱するおそれがある。なお、導電部材が凹部から第1面側に張り出している場合、導電部材の張出部分に静電気付与手段がより接触し易いため、前記第2面側から静電気を付与することに顕著な効果が奏される。
また、本発明に係る圧電振動子の製造方法は、前記パッケージの製造方法を実施する工程と、前記電子部品としての圧電振動片を前記貫通電極に実装しつつ前記キャビティの内部に配置する工程とを有することを特徴とする。
この発明によれば、低コスト化を図ることができるパッケージの製造方法を採用しているので、低コストな圧電振動子を提供することができる。
また、本発明に係る発振器は、前記圧電振動子の製造方法で製造された圧電振動子が、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、本発明に係る電子機器は、前記圧電振動子の製造方法で製造された圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
また、本発明に係る電波時計は、前記圧電振動子の製造方法で製造された圧電振動子が、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、前記圧電振動子の製造方法で製造された圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
また、本発明に係る電波時計は、前記圧電振動子の製造方法で製造された圧電振動子が、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。
本発明に係る発振器、電子機器および電波時計によれば、低コストな圧電振動子を用いているため、低コスト化を図ることができる。
本発明に係るパッケージの製造方法によれば、導電部材が第1基板から離脱するのを抑制しつつ低コスト化を図ることができる。
また、本発明に係る圧電振動子の製造方法によれば、低コストな圧電振動子を提供することができる。
さらに、本発明に係る発振器、電子機器および電波時計によれば、低コスト化を図ることができる。
また、本発明に係る圧電振動子の製造方法によれば、低コストな圧電振動子を提供することができる。
さらに、本発明に係る発振器、電子機器および電波時計によれば、低コスト化を図ることができる。
以下、本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。
(圧電振動子)
図1から図4に示すように、本実施形態の圧電振動子1は、互いに接合された複数の基板2、3の間に形成されたキャビティC内に、電子部品としての圧電振動片4が封入されたパッケージ5を備える表面実装型の構成とされている。パッケージ5は、ベース基板(第1基板)2とリッド基板3とで2層に積層された箱状に形成されている。なお、図4においては、図面を見易くするために後述する励振電極15、引き出し電極19、20、マウント電極16、17及び重り金属膜21の図示を省略している。
(圧電振動子)
図1から図4に示すように、本実施形態の圧電振動子1は、互いに接合された複数の基板2、3の間に形成されたキャビティC内に、電子部品としての圧電振動片4が封入されたパッケージ5を備える表面実装型の構成とされている。パッケージ5は、ベース基板(第1基板)2とリッド基板3とで2層に積層された箱状に形成されている。なお、図4においては、図面を見易くするために後述する励振電極15、引き出し電極19、20、マウント電極16、17及び重り金属膜21の図示を省略している。
図5から図7に示すように、圧電振動片4は、水晶やタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
この圧電振動片4は、平行に配置された一対の振動腕部10、11と、一対の振動腕部10、11の基端側を一体的に固定する基部12と、一対の振動腕部10、11の外表面上に形成されて一対の振動腕部10、11を振動させる第1の励振電極13と第2の励振電極14とからなる励振電極15と、第1の励振電極13及び第2の励振電極14に電気的に接続されたマウント電極16、17とを有している。
また、本実施形態の圧電振動片4は、一対の振動腕部10、11の両主面上に、振動腕部10、11の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部18を備えている。この溝部18は、振動腕部10、11の基端側から略中間付近まで形成されている。
また、本実施形態の圧電振動片4は、一対の振動腕部10、11の両主面上に、振動腕部10、11の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部18を備えている。この溝部18は、振動腕部10、11の基端側から略中間付近まで形成されている。
励振電極13、14は、図5および図6に示すように、一対の振動腕部10、11の主面上に形成される。励振電極13、14は、例えば、クロム(Cr)等の単層の導電性膜により形成される。第1の励振電極13と第2の励振電極14とからなる励振電極15は、一対の振動腕部10、11を互いに接近または離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極であり、一対の振動腕部10、11の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。具体的には、第1の励振電極13が、一方の振動腕部10の溝部18上と他方の振動腕部11の両側面上とに主に形成され、第2の励振電極14が、一方の振動腕部10の両側面上と他方の振動腕部11の溝部18上とに主に形成されている。
また、第1の励振電極13及び第2の励振電極14は、基部12の両主面上において、それぞれ引き出し電極19、20を介してマウント電極16、17に電気的に接続されている。そして圧電振動片4は、このマウント電極16、17を介して電圧が印加されるようになっている。
なお、マウント電極16、17及び引き出し電極19、20は、例えばクロム(Cr)と金(Au)との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地として成膜した後に、表面に金の薄膜を施したものである。
なお、マウント電極16、17及び引き出し電極19、20は、例えばクロム(Cr)と金(Au)との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地として成膜した後に、表面に金の薄膜を施したものである。
また、一対の振動腕部10、11の先端には、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整(周波数調整)を行うための重り金属膜21が被膜されている。なお、この重り金属膜21は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜21aと、微小に調整する際に使用される微調膜21bとに分かれている。これら粗調膜21a及び微調膜21bを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部10、11の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。
このように構成された圧電振動片4は、図3および図4に示すように、金等のバンプBを利用して、ベース基板2の内面(上面)にバンプ接合されている。より具体的には、ベース基板2の内面にパターニングされた後述する引き回し電極36、37上に形成された2つのバンプB上に、一対のマウント電極16、17がそれぞれ接触した状態でバンプ接合されている。
リッド基板3は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、図1、図3および図4に示すように、板状に形成されている。そして、ベース基板2が接合される接合面側には、圧電振動片4が収まる矩形状の凹部3aが形成されている。この凹部3aは、両基板2、3が重ね合わされたときに、圧電振動片4を収容するキャビティCとなるキャビティ用の凹部である。
また、図3に示すように、リッド基板3のベース基板2との接合面には、陽極接合用の接合膜35が形成されている。接合膜35は、例えばアルミニウム等の導電性材料からなり、スパッタやCVD等の成膜方法により形成される。なお、凹部3aの内面全体に形成してもよい。これにより、接合膜35のパターニングが不要になり、製造コストを低減することができる。
そして、リッド基板3は、凹部3aをベース基板2側に対向させた状態で、接合膜35を介してベース基板2に陽極接合されている。
そして、リッド基板3は、凹部3aをベース基板2側に対向させた状態で、接合膜35を介してベース基板2に陽極接合されている。
ベース基板2は、リッド基板3と同様に、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明な絶縁基板であり、図1から図4に示すように、板状に形成されている。
図3に示すように、このベース基板2には、ベース基板2を貫通する一対の貫通孔30、31が形成されている。貫通孔30は、ベース基板2の内面から外面(下面)に向けて漸次拡径する逆テーパ状に形成されている。図2に示すように、本実施形態の貫通孔30、31は、マウントされた圧電振動片4の基部12側に対応した位置に一方の貫通孔30が形成され、振動腕部10、11の先端側に対応した位置に他方の貫通孔31が形成されている。
図3に示すように、このベース基板2には、ベース基板2を貫通する一対の貫通孔30、31が形成されている。貫通孔30は、ベース基板2の内面から外面(下面)に向けて漸次拡径する逆テーパ状に形成されている。図2に示すように、本実施形態の貫通孔30、31は、マウントされた圧電振動片4の基部12側に対応した位置に一方の貫通孔30が形成され、振動腕部10、11の先端側に対応した位置に他方の貫通孔31が形成されている。
そして図3に示すように、これら一対の貫通孔30、31には、貫通孔30、31を埋めるように一対の貫通電極32、33が形成されている。これら貫通電極32、33は、ベース基板2を厚さ方向に貫通し、キャビティCの内側と圧電振動子1の外側とを導通する。また貫通電極32、33は、焼成によって貫通孔30、31に対して一体的に固定された筒体6及び芯材部7によって形成されたものであり、貫通孔30、31を完全に塞いでキャビティC内の気密を維持しているとともに、後述する外部電極38、39と引き回し電極36、37とを導通させる役割を担っている。
筒体6は、後述するペースト状のガラスフリット6a(図16参照)が焼成されたものである。筒体6は、両端が平坦で且つベース基板2と略同じ厚みの円筒状に形成されている。そして、筒体6の中心には、芯材部7が筒体6を貫通するように配されている。筒体6および芯材部7は、貫通孔30、31内に埋め込まれた状態で焼成されており、貫通孔30、31に対して強固に固着されている。
芯材部7は、ステンレスや銀、Ni合金、アルミ等の金属材料により円柱状に形成された導電性の芯材であり、筒体6と同様に両端が平坦で、且つベース基板2の厚みと略同じ厚さとなるように形成されている。この芯材部7は、筒体6の略中心6cに位置しており、筒体6の焼成によって筒体6に対して強固に固着されている。なお、貫通電極32、33は、導電性の芯材部7を通して電気導通性が確保されている。また、芯材部7を形成する金属材料としては、例えば、鉄(Fe)を58重量パーセント含有し、Niを42重量パーセント含有する合金(42アロイ)も採用することができる。
また図4に示すように、一対の引き回し電極36、37は、一対の貫通電極32、33のうち、一方の貫通電極32と圧電振動片4の一方のマウント電極16とを電気的に接続するとともに、他方の貫通電極33と圧電振動片4の他方のマウント電極17とを電気的に接続するようにパターニングされている。
より詳しく説明すると、一方の引き回し電極36は、圧電振動片4の基部12の真下に位置するように一方の貫通電極32の真上に形成されている。また、他方の引き回し電極37は、一方の引き回し電極36に隣接した位置から、振動腕部10、11に沿って前記振動腕部10、11の先端側に引き回しされた後、他方の貫通電極33の真上に位置するように形成されている。
より詳しく説明すると、一方の引き回し電極36は、圧電振動片4の基部12の真下に位置するように一方の貫通電極32の真上に形成されている。また、他方の引き回し電極37は、一方の引き回し電極36に隣接した位置から、振動腕部10、11に沿って前記振動腕部10、11の先端側に引き回しされた後、他方の貫通電極33の真上に位置するように形成されている。
そして、これら一対の引き回し電極36、37上にそれぞれバンプBが形成されており、バンプBを利用して圧電振動片4がマウントされている。これにより、圧電振動片4の一方のマウント電極16が、一方の引き回し電極36を介して一方の貫通電極32に導通し、他方のマウント電極17が、他方の引き回し電極37を介して他方の貫通電極33に導通するようになっている。
また、ベース基板2の外面には、図1、図3および図4に示すように、一対の貫通電極32、33に対してそれぞれ電気的に接続される外部電極38、39が形成されている。つまり、一方の外部電極38は、一方の貫通電極32及び一方の引き回し電極36を介して圧電振動片4の第1の励振電極13に電気的に接続されている。また、他方の外部電極39は、他方の貫通電極33及び他方の引き回し電極37を介して、圧電振動片4の第2の励振電極14に電気的に接続されている。
このように構成された圧電振動子1を作動させる場合には、ベース基板2に形成された外部電極38、39に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片4の第1の励振電極13及び第2の励振電極14からなる励振電極15に電圧を印加することで、一対の振動腕部10、11を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部10、11の振動を利用して、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として利用することができる。
(圧電振動子の製造方法)
次に、本実施形態における圧電振動子の製造方法(パッケージの製造方法)について、図8に示すフローチャートに基づいて説明する。
初めに、圧電振動片作製工程S10を行って図5から図7に示す圧電振動片4を作製する。具体的には、まず水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハとする。続いて、このウエハをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、その後ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハとする。続いて、ウエハに洗浄等の適切な処理を施した後、ウエハをフォトリソグラフィ技術によって圧電振動片4の外形形状でパターニングするとともに、金属膜の成膜及びパターニングを行って、励振電極15、引き出し電極19、20、マウント電極16、17、重り金属膜21を形成する。これにより、複数の圧電振動片4を作製することができる。
次に、本実施形態における圧電振動子の製造方法(パッケージの製造方法)について、図8に示すフローチャートに基づいて説明する。
初めに、圧電振動片作製工程S10を行って図5から図7に示す圧電振動片4を作製する。具体的には、まず水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハとする。続いて、このウエハをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、その後ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハとする。続いて、ウエハに洗浄等の適切な処理を施した後、ウエハをフォトリソグラフィ技術によって圧電振動片4の外形形状でパターニングするとともに、金属膜の成膜及びパターニングを行って、励振電極15、引き出し電極19、20、マウント電極16、17、重り金属膜21を形成する。これにより、複数の圧電振動片4を作製することができる。
また、圧電振動片4を作製した後、共振周波数の粗調を行っておく。これは、重り金属膜21の粗調膜21aにレーザ光を照射して一部を蒸発させ、重量を変化させることで行う。なお、共振周波数をより高精度に調整する微調に関しては、マウント後に行う。
次に図9に示すように、上記工程と同時或いは前後のタイミングで、後にリッド基板3(図3参照)となるリッド基板用ウエハ50を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第1のウエハ作製工程S20を行う。具体的には、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のリッド基板用ウエハ50を形成する(S21)。次いで、リッド基板用ウエハ50の接合面に、エッチング等により行列方向にキャビティ用の凹部3aを複数形成する凹部形成工程S22を行う。次に、ベース基板用ウエハ40との接合面を研磨する接合面研磨工程S23を行う。
次に、ベース基板用ウエハ40との接合面に接合膜35を形成する接合膜形成工程S24を行う。接合膜35は、ベース基板用ウエハ40との接合面に加えて、凹部3aの内面全体に形成してもよい。これにより、接合膜35のパターニングが不要になり、製造コストを低減することができる。接合膜35の形成は、スパッタやCVD等の成膜方法によって行うことができる。なお、接合膜形成工程S24の前に接合面研磨工程S23を行っているので、接合膜35の表面の平面度が確保され、ベース基板用ウエハ40との安定した接合を実現することができる。
以上で第1のウエハ作製工程S20が終了する。
以上で第1のウエハ作製工程S20が終了する。
次に、上記工程と同時或いは前後のタイミングで、後にベース基板2(図3参照)となるベース基板用ウエハ(第1基板)40を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第2のウエハ作製工程S30を行う。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のベース基板用ウエハ40を形成する(S31)。
次に図3に示すように、ベース基板用ウエハ40に貫通電極32、33を形成する貫通電極形成工程S32を行う。以下に、貫通電極形成工程S32について詳細を説明する。
貫通電極形成工程S32では、まず図10に示すように、例えばサンドブラスト法等により、ベース基板用ウエハ40に貫通孔30、31を形成する貫通孔形成工程(凹部形成工程)S32Aを行う。このとき本実施形態では、ベース基板用ウエハ40の内面(第1面)40a側から、内面40aとは反対の外面(第2面)40b側に向けて漸次拡径する逆テーパ状に貫通孔30、31を形成する。なお、ベース基板用ウエハ40の外面40bおよび内面40aはそれぞれ、後のベース基板2の外面および内面となる。
ここで図10、並びに以下に示す図15および図16では、図面を見易くするために、貫通孔30、31の数を省略するとともに、大きさ等を誇張して図示しており、貫通孔30、31の数や大きさ等は図示の例に限られない。
ここで図10、並びに以下に示す図15および図16では、図面を見易くするために、貫通孔30、31の数を省略するとともに、大きさ等を誇張して図示しており、貫通孔30、31の数や大きさ等は図示の例に限られない。
次いで、芯材部7と、表面8aに芯材部7が立設された土台部8と、を備える導電性の鋲体(導電部材)9を、貫通孔30、31に配置する鋲体配置工程(導電部材配置工程)S32Bを行う。なお図示の例では、鋲体9の芯材部7は、円柱状に形成されるとともに、土台部8は円盤状に形成されており、芯材部7は、土台部8の表面の中央部に土台部8の法線方向に沿って立設されている。
この工程では、例えば、ベース基板用ウエハ40の内面40a側を上方に向け、ベース基板用ウエハ40の内面40a側から貫通孔30、31内に鋲体9の芯材部7を振り込むことで、ベース基板用ウエハ40の内面40a側から鋲体9の芯材部7を貫通孔30、31内に挿入するとともに、土台部8の表面8aをベース基板用ウエハ40の内面40aに当接させる。これにより、図示の例では、土台部8の表面8aの外周縁部と、ベース基板用ウエハ40の内面40aにおける貫通孔30、31の開口周縁部と、が互いに全周にわたって当接する。また芯材部7の先端は、貫通孔30、31内に位置しており、芯材部7は、ベース基板用ウエハ40から外面40b側に張り出していない。
そして本実施形態では、鋲体配置工程S32Bの後、ベース基板用ウエハ40に静電気を帯電させ、ベース基板用ウエハ40に鋲体9を静電気力によって吸着させる吸着工程S32Cを行う。このとき、ベース基板用ウエハ40の外面40b側から、静電気発生装置(静電気付与手段)70によってベース基板用ウエハ40に静電気を付与する。ここで、この静電気発生装置70は、静電気を帯電可能な板状の帯電部材71と、帯電部材に正電荷を付与する図示しない帯電手段と、を備えている。
この静電気発生装置70を用いた吸着工程S32Cでは、まず図11に示すように、前記帯電手段によって帯電部材71に正電荷を付与する。また、ベース基板用ウエハ40を図示しない保持装置によって保持させる。このとき例えば、ベース基板用ウエハ40を内面40a側から保持装置に真空吸着させ、ベース基板用ウエハ40の外面40b側を露出させる。
そして図12に示すように、ベース基板用ウエハ40の外面40b側から、その外面40bに帯電部材71を面接触させ、その後、図13に示すように、ベース基板用ウエハ40と帯電部材71とを離反させる。これにより、ベース基板用ウエハ40に正電荷が付与されることとなる。
すると図14に示すように、鋲体9内の電荷が移動し、土台部8の表面8aの外周縁部と、ベース基板用ウエハ40の内面40aにおける貫通孔30、31の開口周縁部と、の正負の電荷がそれぞれ引き合う力、すなわち静電気力(クーロン力)で、ベース基板用ウエハ40に鋲体9が吸着される。
次いで図15に示すように、鋲体9の土台部8を覆うように、ベース基板用ウエハ40の内面40aにラミネート材80を貼付する貼付工程S32Dを行う。このとき、例えばラミネート材80を、ベース基板用ウエハ40の内面40aの全面にわたって貼付する。これにより、ベース基板用ウエハ40の内面40aに土台部8の表面8aを強く押し当てることができる。
なおラミネート材80としては、例えば、紙製のテープ本体にアクリル系などの熱可塑性粘着剤が塗布されたもの等を採用することができる。
なおラミネート材80としては、例えば、紙製のテープ本体にアクリル系などの熱可塑性粘着剤が塗布されたもの等を採用することができる。
次いで図16に示すように、芯材部7の周囲の貫通孔30、31にペースト状のガラスフリット6aを充填する充填工程S32Eを行う。このとき、ベース基板用ウエハ40の外面40b側を上方に向けるとともに、外面40b側から貫通孔30、31内にガラスフリット6aを充填する。
この工程では、例えば、ベース基板用ウエハ40の外面40b上にガラスフリット6a充填用のスキージ81を配置するとともに、ベース基板用ウエハ40の外面40bとスキージ81との間にガラスフリット6aを介在させた状態で、スキージ81を走査させ、スキージ81によって、ガラスフリット6aをベース基板用ウエハ40に外面40b側から押し付けながら貫通孔30、31内に押し流して充填する。なおこのとき、ベース基板用ウエハ40において貫通孔30、31が形成された領域上で、スキージ81を複数回、多方向に走査させても良い。
ここで本実施形態では、ラミネート材80によって、ベース基板用ウエハ40の内面40aに土台部8の表面8aを強く押し当てているので、充填工程S32Eの際、ベース基板用ウエハ40の外面40b側からガラスフリット6aを貫通孔30、31内に充填しても、ベース基板用ウエハ40の内面40a側からガラスフリット6aが漏出するのを抑制することができる。
なお充填工程S32Eを終えた後、ベース基板用ウエハ40の外面40b上にガラスフリット6aが残存することがある。この場合、外面40b上のガラスフリット6aは後述する焼成後の研磨工程S32Hによって除去されるため、別途ガラスフリット6aを除去する工程を行なう必要はない。但し、別途ガラスフリット6aを除去する工程を追加することで、後述する焼成工程S32Fにおいて、ガラスフリット6aの焼成時間を短縮できるとともに、研磨工程S32Hの研磨に要する時間も短縮することができる。
続いて、貫通孔30、31内に充填されたガラスフリット6aを焼成して硬化させる焼成工程S32Fを行う。焼成工程S32Fでは、貫通孔30、31に充填したガラスフリット6aを所定の温度で焼成して硬化させる。この焼成工程S32Fを行うことで、貫通孔30、31および芯材部7にガラスフリット6aが強固に固着して筒体6となり、貫通電極32、33が形成される。
続いて、ベース基板ウエハ40の内面40aからラミネート材80を剥離する剥離工程S32Gを行う。このとき、前記焼成工程S32Fにおいてラミネート材80に塗布された熱可塑性粘着剤の粘着力が低下しているため、容易にラミネート材80を剥離することができる。
最後に、ベース基板用ウエハ40および鋲体9の土台部8を研磨する研磨工程S32Hを行う。具体的には、ベース基板用ウエハ40の外面40b側を研磨し、芯材部7の先端を露出させるとともに、鋲体9の土台部8を研磨して除去する。その結果、図3に示すように、筒体6と芯材部7とが一体的に固定された貫通電極32、33を複数得ることができる。
以上で貫通電極形成工程S32が終了する。
以上で貫通電極形成工程S32が終了する。
次に図9に示すように、引き回し電極形成工程S33として、貫通電極32、33にそれぞれ電気的に接続された引き回し電極36、37を複数形成する。そして、引き回し電極36、37上に、それぞれ金等からなる尖塔形状のバンプBを形成する。なお、図9では、図面の見易さのためバンプBの図示を省略している。この時点で第2のウエハ作製工程が終了する。
次に、ベース基板用ウエハ40の引き回し電極36、37上に、バンプBを介して圧電振動片4を接合する実装工程S40を行い、その後、ベース基板用ウエハ40に対してリッド基板用ウエハ50を重ね合わせる重ね合わせ工程S50を行う。
そして、重ね合わせ工程S50の後、重ね合わせた2枚のウエハを図示しない陽極接合装置に入れ、所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極接合し、ウエハ体60を形成する接合工程S60を行う。ところで、陽極接合を行う際、図3に示すように、ベース基板用ウエハ40に形成された貫通孔30、31は、貫通電極32、33によって完全に塞がれているため、キャビティC内の真空状態が貫通孔30、31を通じて損なわれることがない。しかも、焼成によって筒体6と芯材部7とが一体的に固定されているとともに、これらが貫通孔30、31に対して強固に固着されているため、キャビティC内の真空状態を確実に維持することができる。
そして、上述した陽極接合が終了した後、ベース基板用ウエハ40の外面40bに導電性材料をパターニングして、一対の貫通電極32、33にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極38、39(図3参照)を複数形成する外部電極形成工程S70を行う。
次に、ウエハ体60の状態で、キャビティC内に封止された個々の圧電振動片4の周波数を微調整して所定の範囲内に収める微調工程を行う(S80)。
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体60を切断線Mに沿って切断して小片化する切断工程を行う(S90)。
その後、内部の電気特性検査(S100)を行うことで、圧電振動子1の製造が終了する。
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体60を切断線Mに沿って切断して小片化する切断工程を行う(S90)。
その後、内部の電気特性検査(S100)を行うことで、圧電振動子1の製造が終了する。
以上説明したように、本実施形態に係る圧電振動子の製造方法によれば、鋲体配置工程S32Bの後で充填工程S32Eの前に吸着工程S32Cを行うことで、ベース基板用ウエハ40に鋲体9を吸着させることができる。したがって、鋲体配置工程S32Bから充填工程S32Eまでの間に、例えばベース基板用ウエハ40を搬送するなどしてベース基板用ウエハ40が振動しても、鋲体9がベース基板用ウエハ40から離脱するのを抑制することができる。
また吸着工程S32Cでは、静電気力によってベース基板用ウエハ40に鋲体9を吸着させるので、鋲体9がベース基板用ウエハ40から離脱するのを抑制するために、例えばベース基板用ウエハ40に蓋体などを被せる必要が無い。したがって、蓋体などを準備する必要がなく、また例えば、ベース基板用ウエハ40を搬送するときに用いるカセットやベース基板用ウエハ40のアライメント機構などに専用のものが不要となり、パッケージ5製造の低コスト化を図ることができる。これにより、圧電振動子1の低コスト化を図ることができる。
また、鋲体配置工程S32Bの際、鋲体9の土台部8の表面8aをベース基板用ウエハ40の内面40aに当接させるので、ベース基板用ウエハ40と鋲体9との接触面積を安定して確保することができる。したがって、吸着工程S32Cの際、鋲体9をベース基板用ウエハ40に安定して吸着させることが可能になり、鋲体9がベース基板用ウエハ40から離脱するのを確実に抑制することができる。
また、鋲体9の土台部8を覆うようにベース基板用ウエハ40の内面40aにラミネート材80を貼付する貼付工程S32Dを行なうことで、貼付工程S32D後、鋲体9がベース基板用ウエハ40から離脱するのをより確実に抑制することができる。
また、鋲体配置工程S32Bの後で貼付工程S32Dの前に吸着工程S32Cを行うので、鋲体配置工程S32Bから貼付工程S32Dまでの間に、例えばベース基板用ウエハ40を搬送するなどしてベース基板用ウエハ40が振動しても、鋲体9がベース基板用ウエハ40から離脱するのを抑制することができる。
また、鋲体配置工程S32Bの後で貼付工程S32Dの前に吸着工程S32Cを行うので、鋲体配置工程S32Bから貼付工程S32Dまでの間に、例えばベース基板用ウエハ40を搬送するなどしてベース基板用ウエハ40が振動しても、鋲体9がベース基板用ウエハ40から離脱するのを抑制することができる。
また、吸着工程S32Cの際、前記外面40b側からベース基板用ウエハ40に静電気を付与するので、ベース基板用ウエハ40に静電気を付与するときに、静電気発生装置70の帯電部材71が鋲体9に接触し難く、鋲体9がベース基板用ウエハ40から離脱するのを抑制することができる。
すなわち、静電気発生装置70によって内面40a側からベース基板用ウエハ40に静電気を付与すると、鋲体9のうちの内面40a側に位置する部分に、帯電部材71が接触し易く、鋲体9がベース基板用ウエハ40から離脱するおそれがある。なお本実施形態のように、鋲体9の土台部8が貫通孔30、31から内面40a側に張り出している場合、土台部8に帯電部材71がより接触し易いため、外面40b側から静電気を付与することに顕著な効果が奏される。
すなわち、静電気発生装置70によって内面40a側からベース基板用ウエハ40に静電気を付与すると、鋲体9のうちの内面40a側に位置する部分に、帯電部材71が接触し易く、鋲体9がベース基板用ウエハ40から離脱するおそれがある。なお本実施形態のように、鋲体9の土台部8が貫通孔30、31から内面40a側に張り出している場合、土台部8に帯電部材71がより接触し易いため、外面40b側から静電気を付与することに顕著な効果が奏される。
(発振器)
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図17を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器110は、図17に示すように、圧電振動子1を、集積回路111に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器110は、コンデンサ等の電子素子部品112が実装された基板113を備えている。基板113には、発振器用の前記集積回路111が実装されており、この集積回路111の近傍に、圧電振動子1の圧電振動片4が実装されている。これら電子素子部品112、集積回路111及び圧電振動子1は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図17を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器110は、図17に示すように、圧電振動子1を、集積回路111に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器110は、コンデンサ等の電子素子部品112が実装された基板113を備えている。基板113には、発振器用の前記集積回路111が実装されており、この集積回路111の近傍に、圧電振動子1の圧電振動片4が実装されている。これら電子素子部品112、集積回路111及び圧電振動子1は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
このように構成された発振器110において、圧電振動子1に電圧を印加すると、圧電振動子1内の圧電振動片4が振動する。この振動は、圧電振動片4が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路111に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路111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、圧電振動子1が発振子として機能する。
また、集積回路111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で、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
また、集積回路111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で、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
このような本実施形態の発振器110によれば、低コストな圧電振動子1を備えているので、低コスト化を図ることができる。
(電子機器)
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図18を参照して説明する。なお電子機器として、前述した圧電振動子1を有する携帯情報機器120を例にして説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器120は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図18を参照して説明する。なお電子機器として、前述した圧電振動子1を有する携帯情報機器120を例にして説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器120は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
次に、本実施形態の携帯情報機器120の構成について説明する。この携帯情報機器120は、図18に示すように、圧電振動子1と、電力を供給するための電源部121とを備えている。電源部121は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部121には、各種制御を行う制御部122と、時刻等のカウントを行う計時部123と、外部との通信を行う通信部124と、各種情報を表示する表示部125と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部126とが並列に接続されている。そして、電源部121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122は、各機能部を制御して音声データの送信や受信、現在時刻の計測、表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部122は、予めプログラムが書き込まれたROMと、該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、該CPUのワークエリアとして使用されるRAM等とを備えている。
計時部123は、発振回路やレジスタ回路、カウンタ回路、インターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子1とを備えている。圧電振動子1に電圧を印加すると圧電振動片4が振動し、該振動が水晶の有する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。発振回路の出力は二値化され、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、インターフェース回路を介して、制御部122と信号の送受信が行われ、表示部125に、現在時刻や現在日付、カレンダー情報等が表示される。
通信部124は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部127、音声処理部128、切替部129、増幅部130、音声入出力部131、電話番号入力部132、着信音発生部133及び呼制御メモリ部134を備えている。
無線部127は、音声データ等の各種データを、アンテナ135を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部128は、無線部127又は増幅部130から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部130は、音声処理部128又は音声入出力部131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131は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
無線部127は、音声データ等の各種データを、アンテナ135を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部128は、無線部127又は増幅部130から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部130は、音声処理部128又は音声入出力部131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131は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
また、着信音発生部133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129は、着信時に限って、音声処理部128に接続されている増幅部130を着信音発生部133に切り替えることによって、着信音発生部133において生成された着信音が増幅部130を介して音声入出力部131に出力される。
なお、呼制御メモリ部134は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部132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、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
なお、呼制御メモリ部134は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部132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、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
電圧検出部126は、電源部121によって制御部122等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122に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部124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予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126から電圧降下の通知を受けた制御部122は、無線部127、音声処理部128、切替部129及び着信音発生部133の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部127の動作停止は、必須となる。更に、表示部125に、通信部124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126と制御部122とによって、通信部124の動作を禁止し、その旨を表示部125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良いが、より直感的な表示として、表示部125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良い。
なお、通信部124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136を備えることで、通信部124の機能をより確実に停止することができる。
なお、通信部124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136を備えることで、通信部124の機能をより確実に停止することができる。
本実施形態の携帯情報機器120によれば、低コストな圧電振動子1を備えているので、低コスト化を図ることができる。
(電波時計)
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図19を参照して説明する。
本実施形態の電波時計140は、図19に示すように、フィルタ部141に電気的に接続された圧電振動子1を備えたものであり、時計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(60kHz)とに、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若しくは60kHzのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、前述した2つの送信所で日本国内を全て網羅している。
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図19を参照して説明する。
本実施形態の電波時計140は、図19に示すように、フィルタ部141に電気的に接続された圧電振動子1を備えたものであり、時計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(60kHz)とに、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若しくは60kHzのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、前述した2つの送信所で日本国内を全て網羅している。
以下、電波時計140の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ142は、40kHz若しくは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、40kHz若しくは60kHz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143によって増幅され、複数の圧電振動子1を有するフィルタ部141によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子1は、前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148、149をそれぞれ備えている。
アンテナ142は、40kHz若しくは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、40kHz若しくは60kHz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143によって増幅され、複数の圧電振動子1を有するフィルタ部141によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子1は、前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148、149をそれぞれ備えている。
更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路144により検波復調される。
続いて、波形整形回路145を介してタイムコードが取り出され、CPU146でカウントされる。CPU146では、現在の年や積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、RTC148に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、40kHz若しくは60kHzであるから、水晶振動子部148、149は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
続いて、波形整形回路145を介してタイムコードが取り出され、CPU146でカウントされる。CPU146では、現在の年や積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、RTC148に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、40kHz若しくは60kHzであるから、水晶振動子部148、149は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
なお、前述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは77.5KHzの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計140を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子1を必要とする。
本実施形態の電波時計140によれば、低コストな圧電振動子1を備えているので、低コスト化を図ることができる。
なお、本発明の技術的範囲は前記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。
例えば、前記実施形態では、リッド基板用ウエハ50に接合膜35を形成したが、これとは逆に、ベース基板用ウエハ40の内面40aに接合膜35を形成してもよい。この場合は、引き回し電極36、37と接合膜35とが接触しないように、ベース基板用ウエハ40におけるリッド基板用ウエハ50との接合面のみに形成することが好ましい。
例えば、前記実施形態では、リッド基板用ウエハ50に接合膜35を形成したが、これとは逆に、ベース基板用ウエハ40の内面40aに接合膜35を形成してもよい。この場合は、引き回し電極36、37と接合膜35とが接触しないように、ベース基板用ウエハ40におけるリッド基板用ウエハ50との接合面のみに形成することが好ましい。
また前記実施形態では、貫通孔30、31内に充填される充填材がペースト状の前記ガラスフリットであるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、導電性のペースト(例えば銀ペーストなど)であっても良い。
また前記実施形態では、吸着工程S32Cの際、静電気付与手段として静電気発生装置70を用いるものとしたが、この静電気発生装置70に代えて、樹脂材料からなる多数本の毛部を有する刷毛を用いても良い。この場合、例えば、ベース基板用ウエハ40の外面40b上で刷毛の毛部を往復移動させることで、ベース基板用ウエハ40に正電荷を付与することができる。
また前記実施形態では、吸着工程S32Cの際、ベース基板用ウエハ40の外面40b側からベース基板用ウエハ40に静電気を付与するものとしたが、これに限られるものではなく、ベース基板用ウエハ40の内面40a側から静電気を付与しても良い。
また前記実施形態では、貼付工程S32Dを有するものとしたが、これに限られるものではなく、貼付工程S32Dは無くても良い。
また前記実施形態では、貼付工程S32Dを有するものとしたが、これに限られるものではなく、貼付工程S32Dは無くても良い。
また前記実施形態では、貫通電極形成工程S32は、貫通孔形成工程S32Aを有しているものとしたが、これに代えて、ベース基板用ウエハ40の内面40aに非貫通の有底凹部を形成する有底凹部形成工程(凹部形成工程)を有していても良い。この場合、鋲体9に代えて、例えば導電性のピン部材を採用し、鋲体配置工程S32Bに代えて、ベース基板用ウエハ40の内面40a側から前記有底凹部に前記ピン部材を挿入し、前記有底凹部の内周面と前記ピン部材とを当接させるピン部材配置工程(導電部材配置工程)を有していることが好ましい。またこの場合、研磨工程S32Hの際、ベース基板用ウエハ40の内面40a側および外面40b側をそれぞれ研磨し、前記ピン部材の両端を露出させることが好ましい。
また前記実施形態では、本発明に係るパッケージの製造方法を使用しつつ、パッケージ5の内部に圧電振動片4を封入して圧電振動子1を製造したが、パッケージ5の内部に圧電振動片4以外の電子部品を封入して、圧電振動子以外のデバイスを製造することも可能である。
さらに前記実施形態では、ベース基板2とリッド基板3との間にキャビティCを形成した2層構造タイプの圧電振動子1に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、圧電基板をベース基板とリッド基板とで上下から挟み込むように接合した3層構造タイプの圧電振動子に適用しても構わない。
さらに前記実施形態では、ベース基板2とリッド基板3との間にキャビティCを形成した2層構造タイプの圧電振動子1に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、圧電基板をベース基板とリッド基板とで上下から挟み込むように接合した3層構造タイプの圧電振動子に適用しても構わない。
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
1 圧電振動子
2 ベース基板(第1基板)
3 リッド基板(基板)
4 圧電振動片(電子部品)
5 パッケージ
6a ガラスフリット(充填材)
7 芯材部
8 土台部
9 鋲体(導電部材)
30、31 貫通孔(凹部)
32、33 貫通電極
40 ベース基板用ウエハ(第1基板)
40a 内面(第1面)
40b 外面(第2面)
70 静電気発生装置(静電気付与手段)
80 ラミネート材
110 発振器
120 携帯情報機器(電子機器)
140 電波時計
C キャビティ
2 ベース基板(第1基板)
3 リッド基板(基板)
4 圧電振動片(電子部品)
5 パッケージ
6a ガラスフリット(充填材)
7 芯材部
8 土台部
9 鋲体(導電部材)
30、31 貫通孔(凹部)
32、33 貫通電極
40 ベース基板用ウエハ(第1基板)
40a 内面(第1面)
40b 外面(第2面)
70 静電気発生装置(静電気付与手段)
80 ラミネート材
110 発振器
120 携帯情報機器(電子機器)
140 電波時計
C キャビティ
Claims (8)
- 互いに接合された複数の基板の間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、
前記複数の基板のうち、第1基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記パッケージの外側とを導通する貫通電極を形成する貫通電極形成工程を有し、
前記貫通電極形成工程は、
前記第1基板の第1面に凹部を形成する凹部形成工程と、
前記第1面側から前記凹部に導電部材を挿入し、前記第1基板と前記導電部材とを当接させる導電部材配置工程と、
前記導電部材の周囲の前記凹部に充填材を充填する充填工程と、を有し、
前記導電部材配置工程の後で、前記充填工程の前に、前記第1基板に静電気を帯電させ、前記第1基板に前記導電部材を静電気力によって吸着させる吸着工程を有していることを特徴とするパッケージの製造方法。 - 請求項1記載のパッケージの製造方法であって、
前記凹部は、前記第1基板を前記厚さ方向に貫通する貫通孔であり、
前記導電部材は、平板状の土台部と、前記土台部の表面に立設された芯材部と、を備え、
前記導電部材配置工程の際、前記導電部材の前記芯材部を前記第1面側から前記貫通孔内に挿入するとともに、前記土台部の前記表面を前記第1面に当接させることを特徴とするパッケージの製造方法。 - 請求項2に記載のパッケージの製造方法であって、
前記導電部材配置工程の後で、前記充填工程の前に、前記導電部材の前記土台部を覆うように前記第1基板の前記第1面にラミネート材を貼付する貼付工程を有し、
前記吸着工程は、前記導電部材配置工程の後で、前記貼付工程の前に行うことを特徴とするパッケージの製造方法。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のパッケージの製造方法であって、
前記吸着工程の際、前記第1基板の前記第1面とは反対側の第2面側から、静電気付与手段によって前記第1基板に静電気を付与することを特徴とするパッケージの製造方法。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載のパッケージの製造方法を実施する工程と、前記電子部品としての圧電振動片を前記貫通電極に実装しつつ前記キャビティの内部に配置する工程とを有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
- 請求項5に記載の方法で製造された圧電振動子が、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。
- 請求項5に記載の方法で製造された圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
- 請求項5に記載の方法で製造された圧電振動子が、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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010124351A JP2011250371A (ja) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | パッケージの製造方法、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計 |
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JP2011250371A true JP2011250371A (ja) | 2011-12-08 |
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Family Applications (1)
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JP2010124351A Pending JP2011250371A (ja) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | パッケージの製造方法、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計 |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
2010
- 2010-05-31 JP JP2010124351A patent/JP2011250371A/ja active Pending
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