JP2013031111A - Method of manufacturing package, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio-controlled clock - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計に関するものである。 The present invention relates to a package manufacturing method, a piezoelectric vibrator, an oscillator, an electronic device, and a radio timepiece.
近年、携帯電話や携帯情報端末には、時刻源や制御信号などのタイミング源、リファレンス信号源などとして水晶など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は、様々なものが知られているが、その一つとして、2層構造タイプの表面実装型の圧電振動子が知られている。 2. Description of the Related Art In recent years, cellular phones and personal digital assistants use piezoelectric vibrators that use quartz as a time source, a timing source such as a control signal, and a reference signal source. Various types of piezoelectric vibrators of this type are known. As one of them, a two-layer structure type surface mount type piezoelectric vibrator is known.
このタイプの圧電振動子は、第1ウエハと第2ウエハとが直接接合されることでパッケージ化された2層構造になっており、第1ウエハに形成されたキャビティ内に圧電振動片が収納されている。第1ウエハと第2ウエハとは、例えば、アルミニウムやシリコン等の接合材を介して陽極接合されている(例えば、特許文献1参照)。 This type of piezoelectric vibrator has a two-layer structure that is packaged by directly bonding the first wafer and the second wafer, and the piezoelectric vibrating piece is housed in the cavity formed in the first wafer. Has been. The first wafer and the second wafer are anodically bonded via a bonding material such as aluminum or silicon (see, for example, Patent Document 1).
ここで、第1ウエハおよび第2ウエハは通常ガラス材により形成されており、ガラス材には有機物や水分等が含まれている。
したがって、陽極接合する際に各ウエハを加熱すると、有機物や水分等のアウトガスが発生してパッケージ内に放出され、パッケージ内の真空度が低下するおそれがある。これにより、圧電振動子の所望の電気的特性が得られないおそれがある。
Here, the first wafer and the second wafer are usually formed of a glass material, and the glass material contains an organic substance, moisture or the like.
Therefore, if each wafer is heated during anodic bonding, outgas such as organic matter and moisture is generated and released into the package, which may reduce the degree of vacuum in the package. Thereby, there is a possibility that desired electrical characteristics of the piezoelectric vibrator cannot be obtained.
この問題を解決するため、陽極接合を行う前に、第1ウエハと第2ウエハとの間にスペーサを配置して重ね合わせた後、第1ウエハおよび第2ウエハを予備加熱することが知られている。予備加熱を行うことで、スペーサにより形成された第1ウエハと第2ウエハとの間隙から外部にアウトガスが放出される。これにより、陽極接合の際のアウトガスの発生を防止し、パッケージ内の真空度の低下を防止している。 In order to solve this problem, it is known to place a spacer between the first wafer and the second wafer and superimpose the first wafer and the second wafer before performing anodic bonding. ing. By performing the preheating, outgas is released to the outside from the gap between the first wafer and the second wafer formed by the spacer. Thereby, generation | occurrence | production of the outgas in the case of anodic bonding is prevented, and the fall of the vacuum degree in a package is prevented.
予備加熱の後、第1ウエハのキャビティ内に第2ウエハに実装された圧電振動片を配置して、第1ウエハと第2ウエハとを陽極接合する。
このとき、第1ウエハと第2ウエハとの相対位置が所定位置からズレて接合されると、例えば圧電振動片が第1ウエハのキャビティ壁面と接触するなどして、所望の振動特性が得られないおそれがある。
After the preheating, the piezoelectric vibrating piece mounted on the second wafer is disposed in the cavity of the first wafer, and the first wafer and the second wafer are anodically bonded.
At this time, if the relative positions of the first wafer and the second wafer are deviated from a predetermined position and bonded, for example, the piezoelectric vibrating piece comes into contact with the cavity wall surface of the first wafer, and desired vibration characteristics are obtained. There is a risk of not.
そこで、例えば、第1ウエハおよび第2ウエハに同一形状のアライメントマークを形成し、互いのアライメントマークの位置合わせを行うことで、第1ウエハと第2ウエハとの位置決めをしつつ陽極接合している。 Therefore, for example, by forming alignment marks having the same shape on the first wafer and the second wafer and aligning the alignment marks with each other, anodic bonding is performed while positioning the first wafer and the second wafer. Yes.
しかし、アライメントマークを利用する場合、目視確認しながら第1ウエハおよび第2ウエハの位置決めを行う必要があるため、工程が煩雑であり位置決めに時間がかかるという問題がある。しかも、目視確認による位置決めは、精度に限界がある。 However, when the alignment mark is used, it is necessary to position the first wafer and the second wafer while visually confirming, so that there is a problem that the process is complicated and the positioning takes time. Moreover, positioning by visual confirmation is limited in accuracy.
また、位置決めをした後に第1ウエハおよび第2ウエハを搬送する際や、陽極接合するために第1ウエハと第2ウエハとの間からスペーサを引き抜く際、第1ウエハと第2ウエハとの位置ズレが生じるおそれがある。そして、位置決めをした後に第1ウエハと第2ウエハとの位置ズレが生じた場合には、再度の位置決めを行う必要があるため、さらに時間がかかる。 Further, when the first wafer and the second wafer are transferred after positioning, or when the spacer is pulled out between the first wafer and the second wafer for anodic bonding, the positions of the first wafer and the second wafer are determined. Misalignment may occur. Further, if the first wafer and the second wafer are misaligned after positioning, it takes time because it is necessary to perform positioning again.
そこで本発明は、第1ウエハと第2ウエハとの位置決めを簡単に精度良くできるパッケージの製造方法、この製造方法により製造された圧電振動子、この圧電振動子を備えた発振器、電子機器および電波時計の提供を課題とする。 Therefore, the present invention provides a package manufacturing method capable of easily and accurately positioning the first wafer and the second wafer, a piezoelectric vibrator manufactured by the manufacturing method, an oscillator including the piezoelectric vibrator, an electronic apparatus, and a radio wave. The issue is to provide watches.
上記の課題を解決するため、本発明のパッケージの製造方法は、互いに接合された第1ウエハと第2ウエハとの間に電子部品を封入可能なパッケージの製造方法において、前記第1ウエハの周縁部を少なくとも2箇所切除し、互いに交差する少なくとも2つの第1ウエハ位置決め側面を形成する第1ウエハカット工程と、前記第2ウエハの周縁部を少なくとも2箇所切除し、互いに交差する少なくとも2つの第2ウエハ位置決め側面を形成し、且つこれら少なくとも2つの第2ウエハ位置決め側面の交差角度を前記第1ウエハ位置決め側面の交差角度に対応するように設定する第2ウエハカット工程と、前記各ウエハの主面に沿う方向における前記各ウエハの相対位置を決めて重ね合わせる位置決め工程と、前記位置決め工程の後に、前記第1ウエハと前記第2ウエハとを接合する接合工程と、を備え、前記位置決め工程では、位置決め治具の位置決め面を前記各位置決め側面に当接させて、前記各ウエハの相対位置を決めることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a package manufacturing method according to the present invention is a package manufacturing method capable of enclosing an electronic component between a first wafer and a second wafer bonded to each other. A first wafer cutting step of cutting at least two portions to form at least two first wafer positioning side surfaces that intersect each other, and at least two peripheral portions of the second wafer are cut away and at least two second wafers intersecting each other A second wafer cutting step for forming two wafer positioning side surfaces and setting an intersecting angle between the at least two second wafer positioning side surfaces to correspond to the intersecting angle of the first wafer positioning side surface; A positioning step of determining and overlaying relative positions of the wafers in a direction along the surface, and after the positioning step, A bonding step of bonding a wafer and the second wafer, and in the positioning step, a positioning surface of a positioning jig is brought into contact with each positioning side surface to determine a relative position of each wafer. It is said.
本発明によれば、位置決め治具の位置決め面に、第1ウエハ位置決め側面および第2ウエハ位置決め側面を当接させるだけで、第1ウエハ位置決め側面と、これに対応する第2ウエハ位置決め側面とを面一に配置できる。したがって、第1ウエハと第2ウエハとの位置決めを簡単に精度良くできる。
また、位置決め工程の後、接合工程までの間に、第1ウエハと第2ウエハとの位置ズレが発生しても、位置決め治具の位置決め面に、第1ウエハ位置決め側面および第2ウエハ位置決め側面を当接させるだけで、再度の第1ウエハと第2ウエハとの位置決めを簡単に精度良くできる。
According to the present invention, the first wafer positioning side surface and the corresponding second wafer positioning side surface can be obtained by simply bringing the first wafer positioning side surface and the second wafer positioning side surface into contact with the positioning surface of the positioning jig. Can be placed flush. Therefore, it is possible to easily and accurately position the first wafer and the second wafer.
In addition, even if the first wafer and the second wafer are misaligned between the positioning process and the bonding process, the first wafer positioning side surface and the second wafer positioning side surface are positioned on the positioning surface of the positioning jig. By simply bringing them into contact with each other, the positioning of the first wafer and the second wafer can be easily performed with high accuracy.
また、本発明のパッケージの製造方法は、前記位置決め工程では、前記第1ウエハと前記第2ウエハとの間にスペーサを配置しつつ前記各ウエハの相対位置を決めて重ね合わせ、前記位置決め工程の後、前記各ウエハの厚さ方向両面側から前記各ウエハを前記スペーサごとクランプ治具で挟持する挟持工程と、前記接合工程の前に前記第1ウエハおよび前記第2ウエハを予め所定温度で加熱し、アウトガスを放出させる予備加熱工程と、を備えたことを特徴としている。 Further, in the package manufacturing method of the present invention, in the positioning step, a relative position of each of the wafers is determined and superimposed while arranging a spacer between the first wafer and the second wafer. Thereafter, a clamping step of clamping the wafers together with the spacers from both sides in the thickness direction of the wafers with a clamping jig, and heating the first wafer and the second wafer at a predetermined temperature before the bonding step. And a preheating step for releasing outgas.
本発明によれば、位置決め工程の後、第1ウエハ、第2ウエハおよびスペーサをクランプ治具で挟持することで、第1ウエハと第2ウエハとが精度良く位置決めされたまま保持できる。したがって、位置決め工程の後、接合工程までの間の搬送時に、スペーサを挟んだ状態で第1ウエハと第2ウエハとの位置ズレの発生を防止できる。
また、予備加熱工程の後、スペーサを引き抜いて接合工程を行う際、第1ウエハと第2ウエハとの位置ズレが発生しても、位置決め治具の位置決め面に、第1ウエハ位置決め側面および第2ウエハ位置決め側面を当接させるだけで、再度の位置決めを簡単に精度良くできる。
According to the present invention, after the positioning step, the first wafer, the second wafer, and the spacer are held by the clamp jig, so that the first wafer and the second wafer can be held with high accuracy. Therefore, it is possible to prevent the positional deviation between the first wafer and the second wafer while the spacer is sandwiched between the positioning process and the transfer process to the bonding process.
In addition, after the preheating process, when the spacer is pulled out and the bonding process is performed, even if the first wafer and the second wafer are misaligned, the first wafer positioning side surface and the first wafer are positioned on the positioning surface of the positioning jig. By simply abutting the two wafer positioning side surfaces, the positioning can be easily performed again with high accuracy.
また、本発明のパッケージの製造方法は、前記第1ウエハの内面に接合材を形成し、前記第1ウエハの前記第1ウエハ位置決め側面以外の周縁部における前記接合材に陽極接続部を形成し、前記第2ウエハカット工程では、前記第2ウエハ位置決め側面を形成するのに加え、前記陽極接続部に対応した位置を切除して前記陽極接続部を露出させる逃げ部を形成し、前記接合工程では、前記第1ウエハの前記接合材を陽極とし、前記第2ウエハを陰極として、前記第1ウエハと前記第2ウエハとを陽極接合したことを特徴としている。 In the package manufacturing method of the present invention, a bonding material is formed on the inner surface of the first wafer, and an anode connection portion is formed on the bonding material at a peripheral portion other than the first wafer positioning side surface of the first wafer. In the second wafer cutting step, in addition to forming the second wafer positioning side surface, a position corresponding to the anode connecting portion is cut out to form a relief portion exposing the anode connecting portion, and the joining step Then, the first wafer and the second wafer are anodically bonded using the bonding material of the first wafer as an anode and the second wafer as a cathode.
本発明によれば、第2ウエハカット工程で逃げ部を形成しているので、第1ウエハの陽極接続部に接続された陽極電極と第2ウエハとが干渉するのを防止できる。したがって、第1ウエハと第2ウエハとの位置決めを簡単に精度良く行いつつ、確実に陽極接合ができる。 According to the present invention, since the relief portion is formed in the second wafer cutting step, it is possible to prevent interference between the anode electrode connected to the anode connection portion of the first wafer and the second wafer. Therefore, anodic bonding can be reliably performed while positioning the first wafer and the second wafer easily and accurately.
また、本発明の圧電振動子は、上述したパッケージの内部に、前記電子部品として圧電振動片が封入されていることを特徴としている。 In addition, the piezoelectric vibrator of the present invention is characterized in that a piezoelectric vibrating piece is enclosed as the electronic component in the package described above.
本発明によれば、第1ウエハと第2ウエハとの位置決めを簡単に精度良くできるパッケージの内部に圧電振動片を封入しているので、低コストで性能が良好な圧電振動子を提供することができる。 According to the present invention, since the piezoelectric vibrating reed is enclosed in a package capable of easily and accurately positioning the first wafer and the second wafer, a piezoelectric vibrator having good performance at low cost is provided. Can do.
本発明の発振器は、上述した圧電振動子が、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している。
本発明の電子機器は、上述した圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴としている。
本発明の電波時計は、上述した圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴としている。
The oscillator according to the present invention is characterized in that the piezoelectric vibrator described above is electrically connected to an integrated circuit as an oscillator.
The electronic apparatus according to the present invention is characterized in that the above-described piezoelectric vibrator is electrically connected to a time measuring unit.
The radio timepiece of the present invention is characterized in that the above-described piezoelectric vibrator is electrically connected to the filter unit.
本発明の発振器、電子機器および電波時計によれば、低コストで性能が良好な発振器、電子機器および電波時計を提供することができる。 According to the oscillator, the electronic device, and the radio timepiece of the present invention, it is possible to provide an oscillator, an electronic device, and a radio timepiece that have low cost and good performance.
本発明によれば、位置決め治具の位置決め面に、第1ウエハ位置決め側面および第2ウエハ位置決め側面を当接させるだけで、第1ウエハ位置決め側面と、これに対応する第2ウエハ位置決め側面とを面一に配置できる。したがって、第1ウエハと第2ウエハとの位置決めを簡単に精度良くできる。
また、位置決め工程の後、接合工程までの間に、第1ウエハと第2ウエハとの位置ズレが発生しても、位置決め治具の位置決め面に、第1ウエハ位置決め側面および第2ウエハ位置決め側面を当接させるだけで、再度の第1ウエハと第2ウエハとの位置決めを簡単に精度良くできる。
According to the present invention, the first wafer positioning side surface and the corresponding second wafer positioning side surface can be obtained by simply bringing the first wafer positioning side surface and the second wafer positioning side surface into contact with the positioning surface of the positioning jig. Can be placed flush. Therefore, it is possible to easily and accurately position the first wafer and the second wafer.
In addition, even if the first wafer and the second wafer are misaligned between the positioning process and the bonding process, the first wafer positioning side surface and the second wafer positioning side surface are positioned on the positioning surface of the positioning jig. By simply bringing them into contact with each other, the positioning of the first wafer and the second wafer can be easily performed with high accuracy.
(圧電振動子)
以下、本発明の実施形態に係る圧電振動子を、図面を参照して説明する。
図1は圧電振動子1の外観斜視図、図2は圧電振動子1の内部構成図、図3は図2のA−A線に沿った断面図である。また、図4は図1に示す圧電振動子1の分解斜視図である。
なお、以下の説明では、ベース基板2の外側の面を外面Lとし、ベース基板2の内側の面を内面Uとして説明する。また、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および重り金属膜21の図示を省略している。
(Piezoelectric vibrator)
Hereinafter, a piezoelectric vibrator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is an external perspective view of the
In the following description, the outer surface of the
図1に示すように、本実施形態の圧電振動子1は、ベース基板2およびリッド基板3が接合膜35(本願請求項の「接合材」に相当。)を介して陽極接合されたパッケージ9であり、表面実装型の圧電振動子1である。図3に示すように、パッケージ9の内部のキャビティCには圧電振動片4が収納されている。
As shown in FIG. 1, the
(圧電振動片)
図2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。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、前記一対の振動腕部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の両主面上に形成された溝部18とを備えている。この溝部18は、振動腕部10,11の長手方向に沿って振動腕部10,11の基端側から略中間付近まで形成されている。
(Piezoelectric vibrating piece)
As shown in FIG. 2, the piezoelectric vibrating
励振電極13,14および引き出し電極19,20は、後述するマウント電極16,17の下地層と同じ材料のクロムにより単層膜が形成されている。これにより、マウント電極16,17の下地層を成膜するのと同時に、励振電極13,14および引き出し電極19,20を成膜できる。
The excitation electrodes 13 and 14 and the
励振電極13,14は、一対の振動腕部10,11を互いに接近又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る。第1の励振電極13および第2の励振電極14は、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。
The excitation electrodes 13 and 14 are electrodes that vibrate the pair of vibrating
マウント電極16,17は、クロムと金との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地層として成膜した後に、表面に金の薄膜を仕上げ層として成膜することにより形成される。
The
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。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および微調膜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。
A
(パッケージ)
図1に示すように、ベース基板2およびリッド基板3は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる陽極接合可能な基板であり、略板状に形成されている。また、図3に示すように、リッド基板3におけるベース基板2との接合面側には、圧電振動片4を収容するキャビティ用凹部3aが形成されている。
(package)
As shown in FIG. 1, the
リッド基板3におけるベース基板2との接合面側の全体に、陽極接合用の接合膜35が形成されている。すなわち接合膜35は、キャビティ用凹部3aの内面全体に加えて、キャビティ用凹部3aの周囲の額縁領域に形成されている。本実施形態の接合膜35はシリコン膜で形成されているが、接合膜35をアルミニウムやクロム等で形成することも可能である。この接合膜35を介してベース基板2とリッド基板3とが陽極接合されており、キャビティCが真空封止されている。
A
図3に示すように、圧電振動子1は、ベース基板2を厚さ方向に貫通し、キャビティ用凹部3aの内側と圧電振動子1の外側とを導通する貫通電極32,33を備えている。そして、貫通電極32,33は、ベース基板2を貫通する貫通孔30,31内に配置され、圧電振動片4と外部とを電気的に接続している。貫通孔30,31は、内面U側から外面L側にかけて、内形が次第に大きくなるように形成されており、中心軸Oを含む断面形状がテーパ状となるように形成されている。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、貫通電極32,33は、貫通孔30,31の中心軸Oに沿って配置されている。貫通電極32,33は、銀やニッケル合金、アルミニウム等の金属材料により形成された導電性の棒状部材であり、鍛造やプレス加工により成型される。貫通電極32,33は、線膨張係数がベース基板2のガラス材料と近い金属、例えば、鉄を58重量パーセント、ニッケルを42重量パーセント含有する合金(42アロイ)で形成することが望ましい。
As shown in FIG. 3, the through
貫通電極32,33と貫通孔30,31との間に充填されたガラス体6は、ペースト状のガラスフリットが焼成されたものである。ガラス体6は、貫通孔30,31と貫通電極32,33との間隙を完全に塞ぎ、キャビティC内の気密を維持している。
The
ベース基板2の内面U側には、一対の引き回し電極36,37がパターニングされている。また、これら一対の引き回し電極36,37上にそれぞれ金等からなるバンプBが形成されており、バンプBを利用して圧電振動片4の一対のマウント電極が実装されている。これにより、圧電振動片4の一方のマウント電極17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16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。
A pair of lead-out
ベース基板2の外面Lには、一対の外部電極38,39が形成されている。一対の外部電極38,39は、ベース基板2の長手方向の両端部に形成され、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ている。
A pair of
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および第2の励振電極14に電圧を印加することができるので、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。
When the
(圧電振動子の製造方法)
次に、上述した圧電振動子の製造方法を、フローチャートを参照しながら説明する。
図5は、本実施形態の圧電振動子1の製造方法のフローチャートである。
図6は、ウエハ体60の分解斜視図である。なお、図6に示す点線は、後に行う切断工程で切断する切断線Mを図示している。
本実施形態に係る圧電振動子1の製造方法は、主に、圧電振動片作製工程S10と、リッド基板用ウエハ作製工程S20と、ベース基板用ウエハ作製工程S30と、組立工程(S50以降)を有している。各工程のうち、圧電振動片作製工程S10、リッド基板用ウエハ作製工程S20およびベース基板用ウエハ作製工程S30は、並行して実施することができる。
(Piezoelectric vibrator manufacturing method)
Next, a method for manufacturing the above-described piezoelectric vibrator will be described with reference to a flowchart.
FIG. 5 is a flowchart of the manufacturing method of the
FIG. 6 is an exploded perspective view of the
The manufacturing method of the
(圧電振動片作製工程)
圧電振動片作製工程S10では、圧電振動片4を作製している。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、ポリッシュなど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、フォトリソグラフィ技術によって圧電振動片4の外形形状にパターニングするとともに、金属膜の成膜およびパターニングを行って、励振電極13,14、引き出し電極19,20、マウント電極16,17および重り金属膜21を形成する。その後、圧電振動片4の共振周波数の粗調を行う。以上で、圧電振動片作製工程S10が終了する。
(Piezoelectric vibrating piece manufacturing process)
In the piezoelectric vibrating piece producing step S10, the piezoelectric vibrating
(リッド基板用ウエハ作製工程)
リッド基板用ウエハ作製工程S20では、後にリッド基板3となるリッド基板用ウエハ50(請求項の「第1ウエハ」に相当、図6参照)を作製する。
まず、ソーダ石灰ガラスからなる略円板状のリッド基板用ウエハ50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り最表面の加工変質層を除去する(S21)。
(Wad manufacturing process for lid substrate)
In the lid substrate wafer manufacturing step S20, a lid substrate wafer 50 (corresponding to “first wafer” in the claims, see FIG. 6) to be the
First, the substantially disc-shaped
次いで、リッド基板用ウエハ50の接合面に、キャビティ用凹部3aを複数形成するキャビティ形成工程S22を行う。キャビティ用凹部3aの形成は、加熱プレス成型やエッチング加工などによって行う。次に、接合面研磨工程S23では、後述するベース基板用ウエハ40との接合面を研磨する。
Next, a cavity forming step S <b> 22 for forming a plurality of
次に、接合面に接合膜35(図3参照)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、キャビティC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。
Next, a bonding film forming step S24 for forming a bonding film 35 (see FIG. 3) on the bonding surface is performed. The
(リッド基板用ウエハカット工程)
図7は、リッド基板用ウエハカット工程S25の説明図である。
リッド基板用ウエハ作製工程S20では、最後にリッド基板用ウエハカット工程S25(請求項の「第1ウエハカット工程」に相当。)を行う。
図7に示すように、リッド基板用ウエハカット工程S25では、略円板状のリッド基板用ウエハ50の周縁部のうち3箇所切除して、リッド基板用ウエハ位置決め側面51a,51b,51c(請求項の「第1ウエハ位置決め側面」に相当。)を形成している。
(Wafer cutting process for lid substrate)
FIG. 7 is an explanatory diagram of the lid substrate wafer cutting step S25.
In the lid substrate wafer manufacturing step S20, a lid substrate wafer cutting step S25 (corresponding to “first wafer cutting step” in the claims) is finally performed.
As shown in FIG. 7, in the lid substrate wafer cutting step S25, three portions of the peripheral portion of the substantially disk-shaped
リッド基板用ウエハカット工程S25では、例えばレーザ加工により各リッド基板用ウエハ位置決め側面51a,51b,51cの形成位置に沿って溝を形成したあと、この溝にブレードを押圧してリッド基板用ウエハ50の周縁部の切除を行っている。ただし、リッド基板用ウエハ50の周縁部の切除方法はこれに限られず、例えばダイシングソー等のカッターによりリッド基板用ウエハ50の周縁部の切除を行ってもよい。
In the lid substrate wafer cutting step S25, grooves are formed along the formation positions of the respective lid substrate wafer
各リッド基板用ウエハ位置決め側面51a,51b,51cは、それぞれ平坦面に形成されている。リッド基板用ウエハ位置決め側面51a,51cは、リッド基板用ウエハ50の中心を挟んで略平行に形成されており、且つリッド基板用ウエハ位置決め側面51bとの交差角度は、約90°に設定されている。
また、リッド基板用ウエハ50の中心を挟んでリッド基板用ウエハ位置決め側面51bの反対側は、リッド基板用ウエハ50の周縁部が切除されずに残存している。この残存した周縁部は、後述する接合工程S70の際に、陽極電極85(図9参照)が接続される陽極接続部53となっている。
リッド基板用ウエハ位置決め側面51a,51b,51cがリッド基板用ウエハ50に形成された時点で、リッド基板用ウエハ作製工程S20が終了する。
Each lid substrate wafer
Further, on the opposite side of the lid substrate wafer
When the lid substrate wafer
(ベース基板用ウエハ作製工程)
ベース基板用ウエハ作製工程S30では、後にベース基板2となるベース基板用ウエハ40(請求項の「第2ウエハ」に相当、図6参照)を作製する。まず、ソーダ石灰ガラスからなる略円板状のベース基板用ウエハ40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り最表面の加工変質層を除去する(S31)。
(Base substrate wafer manufacturing process)
In the base substrate wafer manufacturing step S30, a base substrate wafer 40 (corresponding to “second wafer” in the claims, see FIG. 6) to be the
次いで、ベース基板用ウエハ40に、一対の貫通電極32,33を形成する貫通電極形成工程S32を行う。なお、以下には貫通電極32の形成工程を説明するが、貫通電極33の形成工程についても同様である。
Next, a through electrode forming step S32 for forming a pair of through
まず、ベース基板用ウエハ40の外面Lから内面Uにかけてプレス加工等で貫通孔30を成型する。次に、貫通孔30内に貫通電極32を挿入してガラスフリットを充填する。
続いて、ガラスフリットを焼成してガラス体6を形成し、ガラス体6、貫通孔30および貫通電極32を一体化させる(図3参照)。そして、ベース基板用ウエハ40の内面Uおよび外面Lを研磨して貫通電極32の両端面をベース基板用ウエハ40から露出させることで、ベース基板用ウエハ40を貫通する貫通電極32が形成される。
First, the through
Subsequently, the glass frit is fired to form the
次に、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をベース基板用ウエハ40の内面Uに複数形成する引き回し電極形成工程S33を行う。さらに、引き回し電極36,37上に、それぞれ金等からなるバンプB(図4参照)を形成する。
Next, a routing electrode forming step S33 is performed in which a plurality of
(ベース基板用ウエハカット工程)
図8は、ベース基板用ウエハカット工程S35の説明図である。なお、図8では、図面の見易さのため、引き回し電極36,37およびバンプBの図示を省略している。
ベース基板用ウエハ作製工程S30では、最後にベース基板用ウエハカット工程S35(請求項の「第2ウエハカット工程」に相当。)を行う。
図8に示すように、ベース基板用ウエハカット工程S35では、略円板状のリッド基板用ウエハ50の周縁部のうち4箇所切除して、リッド基板用ウエハ位置決め側面41a,41b,41c(請求項の「第2ウエハ位置決め側面」に相当。)と、リッド基板用ウエハ50の陽極接続部53に対応した逃げ部43とを形成している。なお、ベース基板用ウエハカット工程S35の切除方法は、リッド基板用ウエハカット工程S25と同じであるため、説明を省略する。
(Base substrate wafer cutting process)
FIG. 8 is an explanatory diagram of the base substrate wafer cutting step S35. In FIG. 8, the lead-out
In the base substrate wafer manufacturing step S30, finally, a base substrate wafer cutting step S35 (corresponding to “second wafer cutting step” in the claims) is performed.
As shown in FIG. 8, in the base substrate wafer cutting step S35, four of the peripheral portions of the substantially disk-shaped
各ベース基板用ウエハ位置決め側面41a,41b,41cは、各リッド基板用ウエハ位置決め側面51a,51b,51cに沿って、それぞれ平坦面に形成されている。ベース基板用ウエハ位置決め側面41a,41cとベース基板用ウエハ位置決め側面41bとの交差角度は、リッド基板用ウエハ位置決め側面51a,51cとリッド基板用ウエハ位置決め側面51bとの交差角度と同一の約90°に設定されている。
Each base substrate wafer
また、ベース基板用ウエハ40の中心を挟んでベース基板用ウエハ位置決め側面41bの反対側には、ベース基板用ウエハ40の周縁部が切除されて、逃げ部43が形成されている。逃げ部43は、ベース基板用ウエハ位置決め側面41bと略平行に形成されており、且つベース基板用ウエハ位置決め側面41a,41cとの交差角度は、約90°に設定されている。逃げ部43を形成することで、ベース基板用ウエハ40は平面視略矩形状に形成される。後述する接合工程S70では、逃げ部43を設けたことにより、ベース基板用ウエハ40の周縁部から陽極接続部53が突出される。そして、リッド基板用ウエハ50の陽極接続部53に接続された陽極電極85(図9参照)とベース基板用ウエハ40との干渉が回避される。
ベース基板用ウエハ40にベース基板用ウエハ位置決め側面41a,41b,41c、および逃げ部43が形成された時点で、ベース基板用ウエハ作製工程S30が終了する。
Further, on the opposite side of the base substrate wafer
When the base substrate wafer
(マウント工程S50)
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を接合するマウント工程S50を行う。具体的には、圧電振動片4の基部12をバンプB上に載置し、バンプBを所定温度に加熱しながら、圧電振動片4をバンプBに押し付けつつ超音波振動を印加する。これにより、図3に示すように、圧電振動片4の振動腕部10,11がベース基板用ウエハ40の内面Uから浮いた状態で、基部12がバンプBに機械的に固着される。
(Mounting step S50)
Next, a mounting step S50 is performed in which the
(位置決め工程)
図9は、位置決め工程S61および挟持工程S63の説明図である。
次に、各ウエハの相対位置を決める位置決め工程S61を行う。
図9に示すように、位置決め工程S61では、ベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50との間にスペーサ77を配置しつつ、ベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50との相対位置を決めて重ね合わせている。
(Positioning process)
FIG. 9 is an explanatory diagram of the positioning step S61 and the clamping step S63.
Next, a positioning step S61 for determining the relative position of each wafer is performed.
As shown in FIG. 9, in the positioning step S61, the
位置決め工程S61では、以下の手順でベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50との相対位置が決定される。
まず、ベース基板用ウエハ40と同一の外形を有するダミーウエハ70を用意する。ダミーウエハ70は、ベース基板用ウエハ40と同様に略矩形状に形成されており、ダミーウエハ位置決め側面71a,71b,71cおよびダミーウエハ側逃げ部73を有している。なお、ダミーウエハ70は、後述する接合工程S70における放電現象の発生を抑制し、安定して陽極接合できるように設けられる。
続いて、ダミーウエハ70に重ねてベース基板用ウエハ40を載置する。ベース基板用ウエハ40の外面Lとダミーウエハ70の主面とを当接させて、ダミーウエハ70とベース基板用ウエハ40とを重ね合わせて配置している。
In the positioning step S61, the relative positions of the
First, a
Subsequently, the
続いて、ベース基板用ウエハ40の内面Uに、複数(本実施形態では3個)のスペーサ77を配置する。スペーサ77は、厚さが例えば0.1mm程度の平面視略矩形状をした平板部材である。各スペーサ77は、ベース基板用ウエハ40の内面Uの縁部において、スペーサ77の長手方向とベース基板用ウエハ位置決め側面41a,41b,41cとが交差するように配置される。また、スペーサ77は、ベース基板用ウエハ40の内面Uに形成された引き回し電極36,37等(図6参照)を傷つけないように、図8に示す切断線Mよりも外側に配置される。
Subsequently, a plurality (three in this embodiment) of
続いて、スペーサ77にリッド基板用ウエハ50の接合膜35を当接させて、リッド基板用ウエハ50を配置する。このとき、スペーサ77は、ベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50とにより挟持された状態となる。ここで、スペーサ77は0.1mm程度の厚みを有しているため、ベース基板用ウエハ40の内面Uと、リッド基板用ウエハ50の接合膜35との間には、スペーサ77の厚みと略同一の間隙が形成される。
Subsequently, the
続いて、ダミーウエハ70、ベース基板用ウエハ40、スペーサ77およびリッド基板用ウエハ50の順に重ね合わせた後、各ウエハの主面に沿う方向における相対位置の位置決めを行う。各ウエハの位置決めは、位置決め治具80(80b,80c)を用いて行っている。
Subsequently, after the
位置決め治具80は、長尺の四角柱形状をした金属や樹脂等からなる部材である。位置決め治具80の一側面は、長方形状の位置決め面81となっている。
位置決め治具80は、長手方向を各ウエハ位置決め側面41,51,71に沿わせ、位置決め面81と各ウエハ位置決め側面41,51,71とを対向させた状態で配置される。
位置決め面81の長手方向の長さは、スペーサ77と干渉しないように、各ウエハ位置決め側面41,51,71の長さよりも短く設定されている。
位置決め面81の短手方向は、ダミーウエハ70、ベース基板用ウエハ40およびスペーサ77を合計した厚さよりも厚く設定されている。これにより、位置決め工程S61では、位置決め治具80の位置決め面81と各ウエハ位置決め側面41,51,71とが確実に当接される。
The
The
The length of the
The lateral direction of the
また、位置決め面81の短手方向は、ダミーウエハ70、ベース基板用ウエハ40、スペーサ77およびリッド基板用ウエハ50を合計した厚さよりも薄く設定されている。詳細は後述するが、挟持工程S63では、スペーサ77により妨げられることなく、各ウエハ40,50,70およびスペーサ77が確実に挟持される。
さらに、位置決め面81の短手方向は、ダミーウエハ70、ベース基板用ウエハ40、リッド基板用ウエハ50を合計した厚さよりも薄く設定されている。詳細は後述するが、接合工程S70では、スペーサ77により妨げられることなく、ベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50とが確実に接合される。
Further, the lateral direction of the
Further, the lateral direction of the
各ウエハの相対位置の位置決めは、具体的には2個の位置決め治具80b,80cを用いて以下のように行われる。
まず、一方の位置決め治具80bの位置決め面81bを、ベース基板用ウエハ40の位置決め側面41b、リッド基板用ウエハ50の位置決め側面51bおよびダミーウエハ70の位置決め側面71bに対向させて配置する。また、他方の位置決め治具80cの位置決め面81cを、ベース基板用ウエハ40の位置決め側面41c、リッド基板用ウエハ50の位置決め側面51cおよびダミーウエハ70の位置決め側面71cに対向させて配置する。
Specifically, the relative positions of the wafers are determined as follows using two
First, the
次に、一方の位置決め治具80bの位置決め面81bに、ベース基板用ウエハ40の位置決め側面41b、リッド基板用ウエハ50の位置決め側面51bおよびダミーウエハ70の位置決め側面71bを突き当てて当接させる。これにより、一方の位置決め治具80bの位置決め面81bと直交する方向において、ベース基板用ウエハ40、リッド基板用ウエハ50およびダミーウエハ70の相対位置が決定される。
Next, the
次に、他方の位置決め治具80cの位置決め面81cに、ベース基板用ウエハ40の位置決め側面41c、リッド基板用ウエハ50の位置決め側面51cおよびダミーウエハ70の位置決め側面71cを突き当てて当接させる。これにより、他方の位置決め治具80cの位置決め面81cと直交する方向において、ベース基板用ウエハ40、リッド基板用ウエハ50およびダミーウエハ70の相対位置が決定される。
すなわち、位置決め治具80b,80cにより、ベース基板用ウエハ40の位置決め側面41b,41c、リッド基板用ウエハ50の位置決め側面51b,51cおよびダミーウエハ70の位置決め側面71b,71cがそれぞれ面一に配置され、各ウエハの相対位置が決定される。
以上で、位置決め工程S61が終了する。
Next, the
That is, the positioning jigs 80b and 80c arrange the positioning side surfaces 41b and 41c of the
Thus, the positioning step S61 is completed.
(挟持工程)
続いて、ベース基板用ウエハ40、リッド基板用ウエハ50およびダミーウエハ70をスペーサ77ごと一対のクランプ治具75(75a,75b)で挟持する挟持工程S63を行う。
一対のクランプ治具75a,75bは、平面視における外形が各ウエハ40,50,70よりも大きく形成された、金属等からなる平板状の部材である。一方のクランプ治具75aは、ダミーウエハ70の外側面(図9における下側の面)と当接して配置される。また、他方のクランプ治具75bは、リッド基板用ウエハ50の外側面(図9における上側の面)と当接して配置される。そして、位置決め工程S61により各ウエハ40,50,70の相対位置が決定された状態で、各ウエハ40,50,70の厚さ方向両面側から、スペーサ77ごと挟持する。
一対のクランプ治具75a,75bには、各ウエハ40,50,70を挟持したまま保持可能な不図示の保持機構が設けられており、各ウエハ40,50,70は、精度良く位置決めされたまま、挟持されて保持される。
(Clamping process)
Subsequently, a clamping step S63 is performed in which the
The pair of
The pair of
ここで、前述のとおり、位置決め治具80における位置決め面81の短手方向は、ダミーウエハ70、ベース基板用ウエハ40、スペーサ77およびリッド基板用ウエハ50を合計した厚さよりも薄く設定されている。このため、一対のクランプ治具75a,75bで各ウエハ40,50,70およびスペーサ77を挟持したとき、位置決め治具80がクランプ治具75a,75bにより挟持されることがない。すなわち、一対のクランプ治具75a,75bは、位置決め治具80により妨げられることなく、ダミーウエハ70、ベース基板用ウエハ40、スペーサ77およびリッド基板用ウエハ50を挟持できる。
以上で、挟持工程S63が終了する。
Here, as described above, the lateral direction of the
Thus, the sandwiching step S63 is completed.
(予備加熱工程)
続いて、後述する接合工程S70の前に、ベース基板用ウエハ40およびリッド基板用ウエハ50を予め所定温度で加熱し、アウトガスを放出させる予備加熱工程S65を行う。
ベース基板用ウエハ40およびリッド基板用ウエハ50の予備加熱は、不図示のホットプレートを用いて行う。具体的には、クランプ治具75a,75bの外側主面にホットプレートを当接させ、クランプ治具75a,75bを介してベース基板用ウエハ40およびリッド基板用ウエハ50が例えば350℃〜450℃になるように加熱する。これにより、ベース基板用ウエハ40およびリッド基板用ウエハ50の内部に残存している有機溶剤やバインダ、水分等を蒸発させ、一酸化炭素(CO)や二酸化炭素(CO2)、水蒸気(H2O)等のアウトガスを予め放出させている。そして、所定時間(例えばアウトガスが放出しきると想定される時間)経過した後、予備加熱工程S65を終了する。
(Preheating process)
Subsequently, prior to a bonding step S70 described later, a preliminary heating step S65 is performed in which the
Preheating of the
(接合工程)
図10は、接合工程S70の説明図である。
次に、リッド基板用ウエハ50およびベース基板用ウエハ40を陽極接合する接合工程S70を行う。具体的には、以下の手順で陽極接合を行う。
まず、ベース基板用ウエハ40、リッド基板用ウエハ50、ダミーウエハ70およびスペーサ77を、クランプ治具75a,75bで挟持・保持した状態で、真空チャンバ67内に搬送する。真空チャンバ67には真空ポンプPが接続されており、この真空ポンプPにより真空チャンバ67内の圧力が調節可能になっている。
(Joining process)
FIG. 10 is an explanatory diagram of the joining step S70.
Next, a bonding step S70 for anodic bonding of the
First, the
続いて、リッド基板用ウエハ50の接合膜35を電源78の陽極電極85に、ベース基板用ウエハ40を電源78の陰極電極86に接続する。その後、真空ポンプPを稼動させて、真空チャンバ67内を真空状態とする。
Subsequently, the
続いて、スペーサ77を引き抜き、リッド基板用ウエハ50の接合膜35とベース基板用ウエハ40の内面Uとを当接させる。
ここで、前述のとおり、位置決め治具80における位置決め面81の短手方向は、ダミーウエハ70、ベース基板用ウエハ40、リッド基板用ウエハ50を合計した厚さよりも薄く設定されている。このため、スペーサ77を引き抜いた後、一対のクランプ治具75a,75bで各ウエハ40,50,70を挟持したとき、位置決め治具80がクランプ治具75a,75bにより挟持されることがない。すなわち、一対のクランプ治具75a,75bは、スペーサ77を引き抜いた後も、位置決め治具80により妨げられることなく、各ウエハ40,50,70を挟持できる。
Subsequently, the
Here, as described above, the lateral direction of the
続いて、不図示の加圧装置でベース基板用ウエハ40にリッド基板用ウエハ50を所定の押圧力(例えば500N程度)で押圧する。そして、ベース基板用ウエハ40およびリッド基板用ウエハ50を所定の接合温度(例えば350℃〜400℃程度)になるまで加熱しながら、各電極間に例えば500V程度の電圧を印加する。
これにより、リッド基板用ウエハ50とベース基板用ウエハ40とを陽極接合することができ、図6に示すウエハ体60を得ることができる。
以上で、接合工程S70が終了する。
Subsequently, the
Thereby, the
Above, joining process S70 is complete | finished.
(外部電極形成工程)
次に、ベース基板用ウエハ40の外面L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S80を行う。この工程により、圧電振動片4は、貫通電極32,33を介して外部電極38,39と導通する。
(External electrode formation process)
Next, a conductive material is patterned on the outer surface L of the
(微調工程)
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子1の周波数を微調整する微調工程S90を行う。この工程により、圧電振動子1の周波数を公称周波数の範囲内に収めている。
(Fine adjustment process)
Next, a fine adjustment step S90 for finely adjusting the frequency of each
(切断工程)
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体60を図6に示す切断線Mに沿って切断する切断工程S100を行う。これにより、ウエハ体60は複数の圧電振動子1に分離される。
(Cutting process)
After the fine adjustment of the frequency, a cutting step S100 is performed for cutting the bonded
(電気特性検査)
その後、内部の電気特性検査S110を行う。即ち、圧電振動片4の共振周波数や共振抵抗値、ドライブレベル特性(共振周波数および共振抵抗値の励振電力依存性)等を測定してチェックする。また、絶縁抵抗特性等を併せてチェックする。そして、最後に圧電振動子1の外観検査を行って、寸法や品質等を最終的にチェックする。これをもって圧電振動子1の製造が終了する。
(Electrical characteristics inspection)
Thereafter, an internal electrical characteristic inspection S110 is performed. That is, the resonance frequency, resonance resistance value, drive level characteristic (excitation power dependency of resonance frequency and resonance resistance value), etc. of the piezoelectric vibrating
(効果)
本実施形態によれば、位置決め治具80b,80cの位置決め面81b,81cに、ベース基板用ウエハ位置決め側面41b,41cおよびリッド基板用ウエハ位置決め側面51b,51cを当接させるだけで、ベース基板用ウエハ位置決め側面41b,41cと、これに対応するリッド基板用ウエハ位置決め側面51b,51cとを面一に配置できる。したがって、ベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50との位置決めを簡単に精度良くできる。
また、位置決め工程S61の後、接合工程S70までの間に、ベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50との位置ズレが発生しても、位置決め治具80b,80cの位置決め面81b,81cに、ベース基板用ウエハ位置決め側面41b,41cおよびリッド基板用ウエハ位置決め側面51b,51cを当接させるだけで、再度のベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50との位置決めを簡単に精度良くできる。
(effect)
According to this embodiment, the base substrate wafer positioning side surfaces 41b and 41c and the lid substrate wafer positioning side surfaces 51b and 51c are brought into contact with the positioning surfaces 81b and 81c of the positioning jigs 80b and 80c. The wafer positioning side surfaces 41b and 41c and the corresponding lid substrate wafer positioning side surfaces 51b and 51c can be arranged flush with each other. Therefore, the positioning of the
Further, even if a positional deviation between the
また、本実施形態によれば、位置決め工程S61の後、ベース基板用ウエハ40、リッド基板用ウエハ50およびスペーサ77をクランプ治具75a,75bで挟持することで、ベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50とが精度良く位置決めされたまま保持できる。したがって、位置決め工程S61の後、接合工程S70までの間の搬送時に、スペーサ77を挟んだ状態でベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50との位置ズレの発生を防止できる。
また、予備加熱工程S65の後、スペーサ77を引き抜いて接合工程S70を行う際、ベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50との位置ズレが発生しても、位置決め治具80b,80cの位置決め面81b,81cに、ベース基板用ウエハ位置決め側面41b,41cおよびリッド基板用ウエハ位置決め側面51b,51cを当接させるだけで、再度の位置決めを簡単に精度良くできる。
Further, according to the present embodiment, after the positioning step S61, the
Further, after the preheating step S65, when the
また、本実施形態によれば、ベース基板用ウエハカット工程S35で逃げ部43を形成しているので、リッド基板用ウエハ50の陽極接続部53に接続された陽極電極85とベース基板用ウエハ40とが干渉するのを防止できる。したがって、ベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50との位置決めを簡単に精度良く行いつつ、確実に陽極接合ができる。
Further, according to the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば、ベース基板用ウエハ40とリッド基板用ウエハ50との位置決めを簡単に精度良くできるパッケージ9の内部に圧電振動片4を封入しているので、低コストで性能が良好な圧電振動子1を提供することができる。
Further, according to the present embodiment, since the piezoelectric vibrating
(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11を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器110は、図11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の圧電振動片が実装されている。これら電子素子部品112、集積回路111および圧電振動子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。
(Oscillator)
Next, an embodiment of an oscillator according to the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 11, the
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できる。
In the
In addition, by selectively setting the configuration of the
本実施形態の発振器110によれば、低コストで性能が良好な圧電振動子1を備えているので、低コストで性能が良好な発振器110を提供できる。
According to the
(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12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およ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、格段に小型化および軽量化されている。
(Electronics)
Next, an embodiment of an electronic apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that a
First, the
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12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。
Next, the configuration of the
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。
The
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或いはカレンダー情報等が表示される。
The
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および呼制御メモリ部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および複号化する。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。
The
The
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の番号キーおよ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。
In addition, the
Note that the call
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および着信音発生部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。
The
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できる。
That is, the operation of the
In addition, the function of the
本実施形態の携帯情報機器120によれば、低コストで性能が良好な圧電振動子1を備えているので、低コストで性能が良好な携帯情報機器120を提供できる。
According to the
(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13を参照して説明する。
本実施形態の電波時計140は、図13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。
(Radio watch)
Next, an embodiment of a radio timepiece according to the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 13, the radio-controlled
In Japan, there are transmitting stations (transmitting stations) that transmit standard radio waves in Fukushima Prefecture (40 kHz) and Saga Prefecture (60 kHz), each transmitting standard radio waves. Long waves such as 40 kHz or 60 kHz have both the property of propagating the ground surface and the property of propagating while reflecting the ionosphere and the ground surface, so the propagation range is wide, and the above two transmitting stations cover all of Japan. doing.
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および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。
Hereinafter, the functional configuration of the
The
The
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、RTC147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。
Further, the filtered signal having a predetermined frequency is detected and demodulated by the detection and
Subsequently, the time code is taken out via the
Since the carrier wave is 40 kHz or 60 kHz, the
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。
In addition, although the above-mentioned description was shown in the example in Japan, the frequency of the long standard wave is different overseas. For example, in Germany, a standard radio wave of 77.5 KHz is used. Therefore, when the
本実施形態の電波時計140によれば、低コストで性能が良好な圧電振動子1を備えているので、低コストで性能が良好な電波時計140を提供できる。
According to the radio-controlled
なお、この発明の技術範囲は上記実施の形態に限られるものではなく、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。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本実施形態では、音叉型の圧電振動片4を用いた圧電振動子1を例に挙げて、本発明のパッケージ9の製造方法を説明した。しかし、例えばATカット型の圧電振動片(厚み滑り振動片)を用いた圧電振動子に、上述した本発明のパッケージの製造方法を採用しても構わない。
In the present embodiment, the method for manufacturing the
本実施形態では、本発明に係るパッケージ9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。しかし、パッケージ9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1以外のデバイスを製造することもできる。
In this embodiment, the
本実施形態の予備加熱工程S65では、スペーサ77を3個使用して、リッド基板用ウエハ50とベース基板用ウエハ40との間に間隙を形成している。しかし、例えば、スペーサ77を2個使用して間隙を形成してもよい。ただし、安定して確実に間隙を形成できる点で、本実施形態に優位性がある。
In the preheating step S65 of the present embodiment, three
本実施形態の位置決め工程S61では、位置決め治具80を2個使用して、リッド基板用ウエハ50とベース基板用ウエハ40との相対位置を決定している。しかし、例えば、位置決め治具80を3個使用してリッド基板用ウエハ50とベース基板用ウエハ40との相対位置を決定してもよい。
In the positioning step S61 of the present embodiment, two positioning
本実施形態では、各ウエハに形成された位置決め側面の交差角度は約90°に設定されていたが、位置決め側面の交差角度は約90°に限定されることはなく、少なくとも2つの位置決め側面が交差していればよい。 In this embodiment, the crossing angle of the positioning side surfaces formed on each wafer is set to about 90 °. However, the crossing angle of the positioning side surfaces is not limited to about 90 °, and at least two positioning side surfaces are It only has to cross.
1・・・圧電振動子 4・・・圧電振動片 9・・・パッケージ 35・・・接合膜(接合材) 40・・・ベース基板用ウエハ(第2ウエハ) 41(41b,41c)・・・ベース基板用ウエハ位置決め側面(第2ウエハ位置決め側面) 43・・・逃げ部 50・・・リッド基板用ウエハ(第1ウエハ) 51(51b,51c)・・・リッド基板用ウエハ位置決め側面(第1ウエハ位置決め側面) 53・・・陽極接続部 75(75a,75b)・・・クランプ治具 77・・・スペーサ 80・・・位置決め治具 81(81b,81c)・・・位置決め面 110・・・発振器 120・・・携帯情報機器(電子機器) 123・・・計時部 140・・・電波時計 141・・・フィルタ部 S25・・・第1ウエハカット工程 S35・・・第2ウエハカット工程 S61・・・位置決め工程 S63・・・挟持工程 S65・・・予備加熱工程 S70・・・接合工程
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1ウエハの周縁部を少なくとも2箇所切除し、互いに交差する少なくとも2つの第1ウエハ位置決め側面を形成する第1ウエハカット工程と、
前記第2ウエハの周縁部を少なくとも2箇所切除し、互いに交差する少なくとも2つの第2ウエハ位置決め側面を形成し、且つこれら少なくとも2つの第2ウエハ位置決め側面の交差角度を前記第1ウエハ位置決め側面の交差角度に対応するように設定する第2ウエハカット工程と、
前記各ウエハの主面に沿う方向における前記各ウエハの相対位置を決めて重ね合わせる位置決め工程と、
前記位置決め工程の後に、前記第1ウエハと前記第2ウエハとを接合する接合工程と、
を備え、
前記位置決め工程では、位置決め治具の位置決め面を前記各位置決め側面に当接させて、前記各ウエハの相対位置を決めることを特徴とするパッケージの製造方法。 In a manufacturing method of a package capable of enclosing an electronic component between a first wafer and a second wafer bonded to each other,
A first wafer cutting step of cutting at least two peripheral edges of the first wafer to form at least two first wafer positioning side surfaces intersecting each other;
At least two peripheral portions of the second wafer are cut away to form at least two second wafer positioning side surfaces that intersect with each other, and an intersecting angle of the at least two second wafer positioning side surfaces is set to the first wafer positioning side surface. A second wafer cutting step set to correspond to the crossing angle;
A positioning step of determining and overlaying relative positions of the wafers in a direction along the main surface of the wafers;
A bonding step of bonding the first wafer and the second wafer after the positioning step;
With
In the positioning step, a positioning surface of a positioning jig is brought into contact with each positioning side surface to determine a relative position of each wafer.
前記位置決め工程では、前記第1ウエハと前記第2ウエハとの間にスペーサを配置しつつ前記各ウエハの相対位置を決めて重ね合わせ、
前記位置決め工程の後、
前記各ウエハの厚さ方向両面側から前記各ウエハを前記スペーサごとクランプ治具で 挟持する挟持工程と、
前記接合工程の前に前記第1ウエハおよび前記第2ウエハを予め所定温度で加熱し、 アウトガスを放出させる予備加熱工程と、
を備えたことを特徴とするパッケージの製造方法。 A method of manufacturing a package according to claim 1,
In the positioning step, the relative positions of the respective wafers are determined and superimposed while arranging a spacer between the first wafer and the second wafer,
After the positioning step,
A clamping step of clamping the wafers together with the spacers with a clamping jig from both sides in the thickness direction of the wafers;
A preheating step of heating the first wafer and the second wafer in advance at a predetermined temperature before the bonding step to release outgas;
A method for manufacturing a package, comprising:
前記第1ウエハの内面に接合材を形成し、
前記第1ウエハの前記第1ウエハ位置決め側面以外の周縁部における前記接合材に陽極接続部を形成し、
前記第2ウエハカット工程では、前記第2ウエハ位置決め側面を形成するのに加え、前記陽極接続部に対応した位置を切除して前記陽極接続部を露出させる逃げ部を形成し、
前記接合工程では、前記第1ウエハの前記接合材を陽極とし、前記第2ウエハを陰極として、前記第1ウエハと前記第2ウエハとを陽極接合したことを特徴とするパッケージの製造方法。 A method of manufacturing a package according to claim 1 or 2,
Forming a bonding material on the inner surface of the first wafer;
Forming an anode connection portion in the bonding material at a peripheral edge portion of the first wafer other than the first wafer positioning side surface;
In the second wafer cutting step, in addition to forming the second wafer positioning side surface, a position corresponding to the anode connecting portion is cut out to form a relief portion exposing the anode connecting portion,
In the bonding step, the first wafer and the second wafer are anodically bonded using the bonding material of the first wafer as an anode and the second wafer as a cathode.
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