TW201014168A - Piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus and radio clock, and manufacturing method of piezoelectric vibrator - Google Patents

Description

201014168 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關在所被接合的2片基板之間形成的空腔 内收納有壓電振動片之表面安裝型（SMD )的壓電振動子 ，具有此壓電振動子的振盪器、電子機器及電波時鐘，以 及製造該壓電振動子之壓電振動子的製造方法。 【先前技術】 近年來，在行動電話或攜帶型資訊終端機器中，利用 水晶等的壓電振動子被使用作爲時刻源或控制訊號等的時 序源、參考訊號源等。此種的壓電振動子已知有各式各樣 ，其一有表面安裝型的壓電振動子爲人所知。此種的壓電 振動子，一般有3層構造型態者爲人所知，其係以基底基 板與蓋體基板來從上下夾入形成有壓電振動片的壓電基板 而接合者。此情況，壓電振動子是被收納於基底基板與蓋 • 體基板之間所形成的空腔（密閉室）内。 又，近年來非上述3層構造型態，2層構造型態者也 被開發。此型態的壓電振動子是在基底基板與蓋體基板直 接接合下形成2層構造，在形成於兩基板之間的空腔内收 納有壓電振動片。此2層構造型態的壓電振動子與3層構 造者作比較，可謀求薄型化等的點較佳，適於使用。 —般，最好壓電振動子是等效電阻値（實效電阻値、 Re )被更壓低者。因爲等效電阻値低的壓電振動子可以低 電力來使壓電振動片振動，所以成爲能量效率佳的壓電振 -5- 201014168 動子。 用以抑制等效電阻値的一般方法，有使空腔内接近真 空的方法爲人所知。而且，使空腔内接近真空的方法，有 在空腔内收容金屬膜的吸氣材，從外部照射雷射等來加熱 吸氣材’使活化的方法（吸氣）爲人所知（例如參照專利 文獻1 )。 若根據此方法，則可藉由形成活化狀態的吸氣材來利 用化學反應吸収主要由氧所構成之空腔内的氣體，因此可 @ 使空腔内接近真空。另外，此吸氣材是由鋁、鈦、锆或該 等的合金所構成，但基於被加熱時可更吸收空腔内的氣體 ’使真空度有效率地提升的點（吸氣效果高的點），特別 是適用鋁。 [利文獻1]特開2003-142976號公報 【發明內容】 (發明所欲解決的課題） © 然而，在使用鋁作爲吸氣材時，恐有導致壓電振動子 的品質降低及特性變化之虞。亦即，鋁具有藉由水分等的 媒質而容易被化學性地侵蝕的特性。因此，當壓電振動子 在高濕度的環境下被放置時，藉由濕氣而有吸氣材腐蝕的 可能性。一旦產生腐蝕，則吸氣材的表面會顯著地被蝕刻 ，在表面出現腐蝕生成物。因此，不僅導致品質降低，而 且會影響壓電振動片的振動動作’恐有導致特性變化之虞 -6 - 201014168 本發明是在考慮如此的情事而硏發者，其目的是在於 提供一種照舊可發揮高吸氣效果，且不易因濕度的影響而 導致品質降低或特性變化之壓電振動子。並且，提供一種 製造此壓電振動子之壓電振動子的製造方法、具有此壓電 振動子的振盪器、電子機器及電波時鐘。 (用以解決課題的手段） ® 本發明爲了解決上述課題達成目的，而提供以下的手 段。 (η本發明之壓電振動子的製造方法，係製造壓電 振動子的方法，該壓電振動子係具備： 基底基板及蓋體基板，其係互相接合，之間形成有空 腔； 外部電極，其係形成於前述基底基板的下面； 内部電極，其係以能夠收容於前述空腔内的方式形成 • 於前述基底基板的上面； 貫通電極，其係以能夠貫通前述基底基板的方式形成 ，電性連接前述外部電極與前述内部電極； 壓電振動片，其係於電性連接至前述内部電極的狀態 下被收容於前述空腔内；及 吸氣材，其係形成於前述空腔内， 其特徵爲： 使用鉻或以鉻爲主成分的金屬材料來形成前述吸氣材 201014168 若根據上述壓電振動子的製造方法，則因爲吸氣材是 使用鉻或以鉻爲主成分的屬材料來形成，所以可使發揮高 的耐蝕性。亦即，鉻的耐蝕性比鋁佳，所以和使用鋁來形 成的以往情況相較之下，更可提升吸氣材的耐蝕性。因此 ，即使在高濕度的環境下使用此壓電振動子，照樣吸氣材 不易腐蝕。所以，不易導致腐蝕所造成的品質降低或特性 變化。 而且，鉻是耐蝕性佳，且容易與氧結合，所以在吸氣 時，當吸氣材被加熱而蒸發時容易吸收主要由氧所構成之 空腔内的氣體，吸氣效果高。亦即，可期待與使用鋁來形 成的以往吸氣材同等或以上的吸氣效果。因此，仍舊可短 時間提升空腔内的真空度，所以可有效地製造壓電振動子 〇 (2) 又，亦可將前述吸氣材形成於前述基底基板的 上面。 此情況，吸氣材並非形成於壓電振動片，而是基底基 板或蓋體基板的其中一方的基板。因此，在吸氣時，即使 以雷射來加熱吸氣材也不會有對壓電振動片造成任何加熱 的影響之情形。所以，不會有對壓電振動片施予加熱所產 生的負荷之情形。因此，不會有對壓電振動子的品質或特 性造成任何的影響，所以可謀求壓電振動子的高品質彳七。 (3) 又，亦可使用與前述吸氣材相同的材料，與前 述吸氣材同時形成前述内部電極。 此情況，因爲將内部電極與吸氣材同時形成，所以可 -8- 201014168 更有效率地製造壓電振動子。 (4)又，本發明的壓電振動子係具備： 基底基板及蓋體基板，其係互相接合，之間形成有空 腔； 外部電極’其係形成於前述基底基板的下面； 内部電極’其係以能夠收容於前述空腔内的方式形成 於前述基底基板的上面； • 貫通電極，其係以能夠貫通前述基底基板的方式形成 ，電性連接前述外部電極與前述内部電極； 壓電振動片，其係於電性連接至前述内部電極的狀態 下被收容於前述空腔内；及 吸氣材，其係使用鉻或以鉻爲主成分的金屬材料來形 成於前述空腔内。 此情況，可發揮與上述（1)所記載的壓電振動子的 製造方法同樣的作用效果。 # (5)又，前述吸氣材亦可形成於前述基底基板的上 面。 此情況，可發揮與上述（2)所記載的壓電振動子的 製造方法同樣的作用效果。 (6) 前述内部電極亦可使用與前述吸氣材相同的材 料，與前述吸氣材同時形成。 此情況，可發揮與上述（3)所記載的壓電振動子的 製造方法同樣的作用效果。 (6 )中 (7) 又，本發明的振盪器係以上述（4)〜 -9- 201014168 任一項所記載的壓電振動子作爲振盪子來電性連接至積體 電路。 (8) 又，本發明的電子機器係上述（4)〜（6)中 任一項所記載的壓電振動子會被電性連接至計時部。 (9) 又，本發明的電波時鐘係上述（4)〜（6)中 .任一項所記載的壓電振動子會被電性連接至濾波器部。 若根據上述振盪器、電子機器及電波時鐘，則即使在 濕度高的狀況下使用，還是會因爲使用不易導致品質降低 或特性變化之高品質且可靠度高的壓電振動子，所以可同 樣地提高動作的可靠度來謀求高品質化。 [發明的效果] 若根據本發明的壓電振動子，則仍舊可發揮高的吸氣 效果’且不易因濕度的影響而導致品質降低或特性變化。 因此，可使動作的可靠度提升。 又，若根據本發明的壓電振動子的製造方法，則可確 實地製造前述的壓電振動子。 又，若根據本發明的振盪器、電子機器及電波時鐘， 則因爲具備上述的壓電振動子，所以可同樣地提高動作的 可靠度來謀求高品質化。 【實施方式】 以下，參照圖1〜圖13來說明本發明的壓電振動子 的第1實施形態。 -10- 201014168 如圖1〜圖5所示，本實施形態的壓電振動子1是形 成以基底基板2及蓋體基板3來積層成2層的箱狀，在内 部的空腔C内收納有壓電振動片4的表面安裝型的壓電振 動子。 另外，在圖5中，爲了容易看圖面，而省略後述的激 發電極 15、拉出電極（extractor electrode) 19、20、安 裝電極（mount electrode) 16、17及配重金屬膜21的圖 參 示。 如圖6〜8所示，壓電振動片4是由水晶、钽酸鋰或 銳酸鋰等壓電材料所形成的音叉型的振動片，在被施加預 定電壓時振動者。 此壓電振動片4是具有：平行配置的一對的振動腕部 10、11、及一體固定一對的振動腕部1〇、11的基端側的 基部12、及形成於一對的振動腕部1〇、11的外表面上而 使一對的振動腕部10' 11振動之由第1激發電極13及第 2激發電極14所構成的激發電極15、及被電性連接至第 1激發電極13及第2激發電極14的安裝電極16、17。 並且，本實施形態的壓電振動片4是具備在一對的振 動腕部10、11的兩主面上沿著振動腕部10、11的長度方 向來分別形成的溝部18。此溝部18是從振動腕部1〇、11 的基端側到大致中間附近形成。 由第1激發電極13及第2激發電極14所構成的激發 電極15是使一對的振動腕部10、11以預定的共振頻率來 振動於互相接近或離間的方向之電極，在一對的振動腕部 -11 - 201014168 10、11的外表面，分別被電性切離的狀態下被圖案化而 形成。具體而言，如圖8所示，第1激發電極13是主要 形成於一方的振動腕部1〇的溝部18上及另一方的振動腕 部11的兩側面上，第2激發電極14是主要形成於一方的 振動腕部10的兩側面上及另一方的振動腕部11的溝部 18上。 又，如圖6及圖7所示，第1激發電極13及第2激 發電極14是在基部12的兩主面上，分別經由拉出電極 @ 19、20來電性連接至安裝電極16、17。然後，壓電振動 片4可經由此安裝電極16、17來施加電壓。 另外，上述的激發電極15、安裝電極16、17及拉出 電極19、20是例如藉由鉻（Cr )、鎳（Ni )、鋁（A1 ) 或鈦（Ti)等的導電性膜的被膜來形成者。 並且，在一對的振動腕部10、11的前端被覆有用以 進行調整（頻率調整）的配重金屬膜21，使本身的振動 狀態能夠在預定的頻率範圍内振動。另外，此配重金屬膜 @ 21是被分成：粗調頻率時使用的粗調膜21a、及微調時使 用的微調膜21b。利用該等粗調膜21a及微調膜21b來進 行頻率調整下，可將一對的振動腕部10、11的頻率收於 裝置的標稱頻率的範圍内。 如此構成的壓電振動片4是如圖3及圖5所示，利用 金等的凸塊B在基底基板2的上面凸塊接合。更具體而言 ，在基底基板2的上面被圖案化的後述繞拉電極（内部電 極）36、37上所形成的2個凸塊B上，一對的安裝電極 -12- 201014168 16、17分別接觸的狀態下凸塊接合。藉此，壓電振動片4 是在從基底基板2的上面浮起的狀態下被支持，且安裝電 極16、17與繞拉電極36、37分別形成電性連接的狀態。 上述蓋體基板3是由玻璃材料、例如鈉鈣玻璃所構成 的透明絕緣基板，如圖1、圖3及圖5所不，形成板狀。 然後，在接合基底基板2的接合面側形成有容納壓電振動 片4之矩形狀的凹部3a。此凹部3a是在兩基板2、3疊 # 合時，收容壓電振動片4之形成空腔C的空腔用凹部。而 且，蓋體基板3是使該凹部3a對向於基底基板2側的狀 態下對基底基板2陽極接合。 上述基底基板2是與蓋體基板3同樣地由玻璃材料、 例如鈉鈣玻璃所構成的透明絕緣基板，如圖1〜圖3及圖 5所示，以可對蓋體基板3重叠的大小來形成板狀。 在基底基板2中，在上下方向貫通此基底基板2的一 對貫通電極32、33是形成各一端會收於空腔C内。 胃 此貫通電極32、33是在與基底基板2之間形成無間 隙，維持空腔C内的氣密的同時，使後述的外部電極38 、39與繞拉電極36、37導通。 在基底基板2的上面側（接合蓋體基板3的接合面側 )’如圖1〜圖5所示，有形成於空腔C内，藉由加熱來 使空腔C内的真空度提升之由金屬材料所構成的吸氣材 34、及陽極接合用的接合膜35、以及一對的繞拉電極36 、37被圖案化。其中接合膜35是例如由鋁等的導電性材 料所構成，以能夠包圍形成於蓋體基板3的凹部3a的周 -13- 201014168 圍之方式沿著基底基板2的周緣來形成。 吸氣材34是以鉻或鉻爲主成分的金屬材料所形成。 在本實施形態，如圖4所示，吸氣材34是具備：成膜於 基底基板2上之由鉻所構成的底層34a、及積層於底層 3 4a之由金所構成的加工層34b。並且，如圖2所示，以 平面視能夠夾著壓電振動片4來對向配置於兩側的方式形 成2個。而且，各個的吸氣材34是對振動腕部1〇、11形 成平面視鄰接且平行延伸。 0 一對的繞拉電極36、37是與吸氣材34同材料，與吸 氣材34同時形成。在本實施形態，如圖4所示，各個的 繞拉電極36、37是具備：成膜於基底基板2上之由鉻所 構成的底層3 7a、及積層於底層3 7a之由金所構成的加工 層3 7b。並且，一對的繞拉電極36、37是被圖案化成一 方的繞拉電極36會電性連接一方的貫通電極32與壓電振 動片4的一方的安裝電極16，且另一方的繞拉電極37會 電性連接另一方的貫通電極33與壓電振動片4的另一方 〇 的安裝電極17。 並且，在基底基板2的下面，如圖1、圖3及圖5所 示，形成有對於一對的貫通電極32、33分別電性連接的 外部電極38、39。亦即，一方的外部電極38是經由一方 的貫通電極32及一方的繞拉電極36來電性連接至壓電振 動片4的第1激發電極13。又，另一方的外部電極39是 經由另一方的貫通電極33及另一方的繞拉電極37來電性 連接至壓電振動片4的第2激發電極14。其結果，一對 -14- 201014168 的激發電極15會分別形成可與空腔c的外部電性連接的 狀態。 在使如此構成的壓電振動子1作動時，是對形成於基 底基板2的外部電極38、39施加預定的驅動電壓。藉此 ，可在由壓電振動片4的第1激發電極13及第2激發電 極14所構成的激發電極15流動電流，可使一對的振動腕 部1〇、Π在令接近·離間的方向以預定的頻率振動。然後 • ，利用此一對的振動腕部10、11的振動，可作爲時刻源 、控制訊號的時序源或參考訊號源等加以利用。 其次，一邊參照圖9示的流程圖，一邊在以下說明有 關利用基底基板用晶圓（基底基板）40及蓋體基板用晶 圓（蓋體基板）50來一次製造複數個上述壓電振動子1 的製造方法。另外，本實施形態是利用晶圓狀的基板來一 次製造複數個壓電振動子1，但並非限於此，即使是預先 尺寸配合基底基板2及蓋體基板3的外形來一次只製造一 • 個也無妨。 首先，進行壓電振動片製作工程，製作圖6〜圖8所 示的壓電振動片4(S10)。具體而言，首先，以預定的 角度切割水晶的朗伯原石，而成爲一定厚度的晶圓。接著 ，面磨此晶圓而粗加工後，以蝕刻來去除加工變質層，然 後進行磨光劑等的鏡面硏磨加工，而成爲預定厚度的晶圓 。接著，對晶圓實施洗浄等適當的處理後，藉由光微影技 術以壓電振動片4的外形形狀來使晶圓圖案化，且進行金 屬膜的成膜及圖案化，而形成激發電極15、拉出電極19 -15- 201014168 、20、安裝電極16、17、配重金屬膜21。藉此，可製作 複數的壓電振動片4。 、 並且，在製作壓電振動片4後，進行共振頻率的粗調 。此是對配重金屬膜21的粗調膜21a照射雷射光而使一 部分蒸發，令重量變化下進行。另外，有關更高精度調整 共振頻率的微調是在安裝後進行。對於此會在往後說明。 其次，進行第1晶圓製作工程（S20 )，其係以和壓 電振動片製作工程同時或前後的時序，將之後形成蓋體基 @ 板3的蓋體基板用晶圓50製作至即將進行陽極接合之前 的狀態。首先，將鈉鈣玻璃硏磨加工至預定的厚度而洗浄 後，形成藉由蝕刻等來除去最表面的加工變質層之圓板狀 的蓋體基板用晶圓50(S21)。其次，如圖10所示，進 行凹部形成工程（S 22)，其係於蓋體基板用晶圓50的接 合面，藉由蝕刻等在行列方向形成複數個空腔用的凹部 3a。在此時間點，完成第1晶圓製作工程。 其次，進行第2晶圓製作工程（S30 )，其係以和上 ❹ 述工程同時或前後的時序，將之後形成基底基板2的基底 基板用晶圓40製作至即將進行陽極接合之前的狀態。首 先，將鈉鈣玻璃硏磨加工至預定的厚度而洗浄後，形成藉 由蝕刻等來除去最表面的加工變質層之圓板狀的基底基板 用晶圓40 ( S31 )。 其次，進行貫通電極形成工程（S32)，其係於基底 基板用晶圓40形成複數個一對的貫通電極32、33。此時 ，例如以噴沙法或沖壓加工等的方法來形成複數個在上下 -16- 201014168 方向貫通基底基板用晶圓40的一對通孔之後，在該等複 數的通孔内形成一對的貫通電極32、33。藉由此一對的 貫通電極32、33來確保基底基板用晶圓40的上面側與下 面側的導電性。 其次，進行吸氣材形成工程，其係形成吸氣材34( S33 )的同時，進行繞拉電極形成工程，其係形成繞拉電 極36、37 ( S34 )。此時，例如首先在使由鉻所構成的底 Φ 層34a、37a圖案化後，以能夠在該底層34a、37a上積層 由金所構成的加工層3 4b、3 7b的方式圖案化。並且，在 使底層3 4a圖案化時，之後壓電振動片4被安裝於基底基 板用晶圓40時，以平面視夾著壓電振動片4來對向配置 於兩側的方式形成2個的同時，將各個的吸氣材34以對 振動腕部10、11平面視鄰接且平行延伸的方式形成。 特別是因爲與吸氣材34同時形成繞拉電極36、37, 所以可有效率地製造壓電振動子1。而且，因爲繞拉電極 —36、37的加工層3 7b爲使用金，所以可安定地確保繞拉 電極36、37的導電性，可謀求壓電振動子1的高品質化 〇 其次’進行接合膜形成工程（S35)，其係於基底基 板用晶圓40的上面使導電性材料圖案化，如圖11及圖 U所示’形成接合膜35。另外，圖U及圖12所示的點 線Μ是表示以之後進行的切斷工程所切斷的切斷線。並 且’在圖12中，爲了容易看圖，省略了接合膜35的圖示 -17- 201014168 在此時間點完成第2晶圓製作工程。 其次，進行安裝工程’其係將製作的複數的壓電振動 片4分別經由繞拉電極36、37來接合於基底基板用晶圓 40的上面（S40)。此時，首先在一對的繞拉電極36、37 上分別形成金等的凸塊B。然後’將壓電振動片4的基部 12載置於凸塊B上之後，一邊將凸塊B加熱至預定溫度 (例如30(TC )，一邊將壓電振動片4推擠至凸塊B。藉 此，壓電振動片4會被凸塊B機械性地支持，且安裝電極 16、17與繞拉電極36、37會形成電性連接的狀態。因此 ，在此時間點，壓電振動片4的一對激發電極15是形成 對一對的貫通電極32、33分別導通的狀態。 在壓電振動片4的安裝終了後，進行叠合工程，其係 對基底基板用晶圓40疊合蓋體基板用晶圓50(S50)。 具體而言，一邊將未圖示的基準標記等作爲指標，一邊將 兩晶圓40、50對準於正確的位置。藉此，壓電振動片4 、吸氣材34及繞拉電極36、37會形成被收容於以形成於 基底基板用晶圓40的凹部3a與兩晶圓40、50所包圍的 空腔C内之狀態。 疊合工程後，進行接合工程，將叠合的2片晶圓40 、50放入未圖示的陽極接合裝置，在預定的溫度環境施 加預定的電壓而陽極接合（S60)。具體而言，在接合膜 35與蓋體基板用晶圓50之間施加預定的電壓。於是，在 接合膜35與蓋體基板用晶圓50的界面產生電氣化學的反 應，兩者會分別牢固地密合而被陽極接合。藉此，可將壓 -18- 201014168 電振動片4密封於空腔C内，可取得基底基板用晶圓40 與蓋體基板用晶圓50接合之圖13所示的晶圓體60。另 外，在圖13中，爲了容易看圖面，圖示分解晶圓體60的 狀態，自基底基板用晶圓40省略接合膜35的圖示。另外 ，圖13所示的點線Μ是表示以之後進行的切斷工程所切 斷的切斷線。 其次，進行外部電極形成工程，於基底基板用晶圓 參 40的下面將導電性材料圖案化，形成複數個分別電性連 接至一對的貫通電極32、33之一對的外部電極38、39( S70 )。藉由此工程，可利用外部電極38、39來使被收容 於空腔C内的壓電振動片4動作。 其次，進行吸氣工程，其係加熱被收容於晶圓體60 的各空腔C内的吸氣材34，而來調整空腔C内的真空度 (S80)。具體而言，將晶圓體60組裝於未圖示的吸氣調 整機，在吸氣調整機内對外部電極38、39施加預定的電 • 壓而使壓電振動片4振動，測定與等效電阻値有比例關係 的直列振動電阻値》根據此直列振動電阻値，例如從基底 基板用晶圓40側來照射雷射之下加熱吸氣材34，而以適 當次數進行吸氣。 另外，就吸氣的適當次數的判斷方法而言，例如可爲 依壓電振動子的種類來預先設定直列振動電阻値的臨界値 吸後比 將之的 即氣化 憶吸變 記剛此 可與定 亦出設 ， 算先 又，預 。 氣與 法吸， 方行例 的進比 斷後的 判値化 當阻變 適電的 時動値 値振阻 0Γ ^ S 歹 ipr 臨直動 此的振 於前列 低之直 ， 氣的 -19- 201014168 例之値作比較’藉此來判斷。 其次，在晶圓體60的狀態下’進行微調工程’其係 微調被收容於空腔C内的各個壓電振動片4的頻率’而收 於預定的範圍内（S90) °具體說明’是對形成於基底基 板用晶圓40的下面之一對的外部電極38、39施加電壓， 而使壓電振動片4振動。然後’一邊計測頻率—邊通過基 底基板用晶圓40來從外部照射雷射光’使配重金屬膜21 的微調膜21b蒸發。藉此’一對的振動腕部1〇、11的前 _ 端側的重量會變化，因此可將壓電振動片4的頻率微調成 收於標稱頻率的預定範圍内。 在頻率的微調終了後，進行切斷工程，其係沿著圖 13所示的切斷線Μ來切斷所被接合的晶圓體60而小片化 (S1 00 )。其結果，可一次製造複數個圖1所示的2層構 造式表面安裝型的壓電振動子1，其係於被互相接合的基 底基板2與蓋體基板3之間所形成的空腔C内收容壓電振 動片4。 © 另外，即使是進行切斷工程（S1 00)而使各個的壓電 振動子1小片化後，進行微調工程（S90 )的工程順序也 無妨。但，如上述般，先進行微調工程（S90)下，可在 晶圓體60的狀態下進行微調，所以可更有效率地微調複 數的壓電振動子1。因此可謀求總生產能力的提升。 然後，進行内部的電氣特性檢査（S 1 1 0 )。亦即，測 定壓電振動片4的共振頻率、共振電阻値、驅動電平特性 (共振頻率及共振電阻値的激發電力依存性）等而檢查。 -20- 201014168 並且，一倂檢查絕緣電阻特性等。然後，最後進行壓電振 動子1的外観檢査，而最終檢査尺寸或品質等。藉此完成 壓電振動子1的製造。 特別是因爲吸氣材34具有由鉻所構成的底層34a， 所以可使發揮高耐蝕性。亦即，鉻的耐蝕性比鋁佳，所以 和使用鋁來形成的以往情況相較之下，更可提升吸氣材 34的耐蝕性。因此，即使在高濕度的環境下使用此壓電 φ 振動子1，照樣吸氣材34不易腐蝕。所以，不易導致腐 蝕所造成的品質降低或特性變化。因此，可使動作的可靠 度提升。 而且，鉻是耐鈾性佳，且容易與氧結合，所以在吸氣 工程時，當吸氣材34被加熱而蒸發時容易吸收主要由氧 所構成之空腔C内的氣體，吸氣效果高。亦即，可期待與 使用鋁來形成的以往吸氣材同等或以上的吸氣效果。因此 ，仍舊可短時間提升空腔C内的真空度，所以可有效地製 • 造壓電振動子1。 又，吸氣材34並非形成於壓電振動片4，而是基底 基板用晶圓40(基底基板2)。因此，在吸氣工程時，即 使以雷射來加熱吸氣材34也不會有對壓電振動片4造成 任何加熱的影響之情形。所以，不會有對壓電振動片4施 予加熱所產生的負荷之情形。因此，不會有對壓電振動子 1的品質或特性造成任何的影響，所以可謀求壓電振動子 1的高品質化。 其次’一邊參照圖14 一邊說明有關本發明的振盪器 -21 - 201014168 之一實施形態。 本實施形態的振盪器1 00 ’如圖1 4所示，以壓電振 動子1爲構成電性連接至積體電路101的振盪子。此振盪 器100是具備有安裝有電容器等電子零件102的基板103 。在基板103是安裝有振盪器用的上述積體電路101，在 該積體電路101的附近安裝有壓電振動子1。該等電子零 件102、積體電路101及壓電振動子1是藉由未圖示的配 線圖案來分別電性連接。另外，各構成零件是藉由未圖示 的樹脂來予以模製。 在如此構成的振盪器100中’若對壓電振動子1施加 電壓，則此壓電振動子1內的壓電振動片4會振動。此振 動是根據壓電振動片4所具有的壓電特性來變換成電氣訊 號，作爲電氣訊號而被輸入至積體電路101。所被輸入的 電氣訊號是藉由積體電路101來作各種處理，作爲頻率訊 號輸出。藉此，壓電振動子1具有作爲振盪子的功能。 並且，將積體電路101的構成按照要求來選擇性地設 定例如RTC ( real time clock，即時時脈）模組等，藉此 除了時鐘用單功能振盪器等以外，可附加控制該機器或外 部機器的動作日或時刻，或提供時刻或日曆等的功能。 如上述般，若根據本實施形態的振盪器100，則因爲 具備動作的可靠度被提升之高品質化的壓電振動子1，所 以振盪器100本身也可同樣地提高動作的可靠度而謀求高 品質化。除此以外，可取得長期穩定且高精度的頻率訊號 -22- 201014168 其次，參照圖15說明本發明之電子機器之一實施形 態。電子機器是以具有上述實施形態的壓電振動子1之攜 帶式資訊機器110爲例進行說明。 首先，本實施形態之攜帶式資訊機器11 0是例如以行 動電話爲代表，將以往技術的手錶加以發展、改良者。外 觀類似手錶，在相當於文字盤的部分配置液晶顯示器，可 使該畫面上顯示目前時刻等。此外，當作通訊機器加以利 φ 用時，是由手腕卸下，藉由內建在錶帶（band )的內側部 分的揚聲器及麥克風，可進行與以往技術的行動電話相同 的通訊。但是，與習知的行動電話相比較，極爲小型化及 輕量化。 其次，說明本實施形態之攜帶型資訊機器110的構成 如圖15所示，該攜帶型資訊機器110是具備：壓電 振動子1、及用以供給電力的電源部111。電源部111是 • 由例如鋰二次電池所構成。在該電源部111是並聯連接有 :進行各種控制的控制部1 1 2、進行時刻等之計數的計時 部113、進行與外部的通訊的通訊部114、顯示各種資訊 的顯示部115、及檢測各個功能部的電壓的電壓檢測部 116。然後，可藉由電源部111來對各功能部供給電力。 控制部1 1 2是在於控制各功能部，而進行聲音資料之 送訊及收訊、目前時刻的計測或顯示等、系統整體的動作 控制。又，控制部112是具備：預先被寫入程式的ROM 、讀出被寫入ROM的程式而執行的CPU、及作爲CPU的 -23- 201014168 工作區（work area)使用的RAM等。 計時部113是具備：內建振盪電路、暫存器電路 '計 數器電路及介面電路等之積體電路、及壓電振動子1。若 對壓電振動子1施加電壓，則壓電振動片2會振動，該振 動藉由水晶所具有的壓電特性來轉換成電氣訊號，作爲電 氣訊號而被輸入至振盪電路。振盪電路的輸出是被二値化 ，藉由暫存器電路與計數器電路加以計數。然後，經由介 面電路，與控制部112進行訊號的送訊收訊，在顯示部 115顯示目前時刻或目前日期或日曆資訊等。 通訊部114是具有與以往的行動電話同樣的功能，具 備：無線部117、聲音處理部118、切換部119、放大部 120、聲音輸出入部121'電話號碼輸入部122、來訊聲音 發生部123及呼叫控制記憶體部124。 無線部1 17是將聲音資料等各種資料經由天線125來 與基地台進行送訊收訊的處理。聲音處理部118是將由無 線部或放大部120所被輸入的聲音訊號進行編碼化及 解碼化。放大部120是將由聲音處理部118或聲音輸出入 部121所被輸入的訊號放大至預定的位準。聲音輸出入部 121是由揚聲器或麥克風等所構成，將來訊聲音或接電話 聲音擴音或將聲音集音。 又，來訊聲音發生部123是按照來自基地台的叫出而 生成來訊聲音。切換部119是限於來訊時，將與聲音處理 部118相連接的放大部120切換成來訊聲音發生部123, 藉此將在來訊聲音發生部123所生成的來訊聲音經由放大 201014168 部120而被輸出至聲音輸出入部121。 另外，呼叫控制記憶體部124是儲存通訊的出發和到 達呼叫控制的程式。又，電話號碼輸入部122是具備例如 由〇至9之號碼按鍵及其他按鍵，藉由按下該等號碼按鍵 等來輸入通話對方的電話號碼等。 電壓檢測部116是在藉由電源部111來對控制部112 等各功能部施加的電壓低於預定値時，檢測其電壓降下且 • 通知控制部112。此時之預定電壓値是作爲用以使通訊部 114安定動作所必要之最低限度的電壓而預先被設定的値 ，例如爲3V左右。從電壓檢測部116接到電壓降下的通 知之控制部112會禁止無線部117、聲音處理部118、切 換部119及來訊聲音發生部123的動作。特別是消耗電力 較大之無線部117的動作停止爲必須。更在顯示部115顯 示通訊部114因電池餘量不足而無法使用的內容。 亦即，藉由電壓檢測部116與控制部112，可禁止通 ® 訊部114的動作，且將其內容顯示於顯示部115。該顯示 可爲文字訊息，但以更爲直覺式的顯示而言，亦可在顯示 部115的顯示面的上部所顯示的電話圖像（iC0n)標註x (叉叉）符號。 另外，通訊部114的功能的部分的電源爲具備可選擇 性遮斷的電源遮斷部126，藉此可更確實地停止通訊部 1 14的功能。 如上述般，若根據本實施形態的攜帶型資訊機器110 ，則因爲具備動作的可靠度被提升高品質化的壓電振動子 -25- 201014168 1，所以攜帶型資訊機器110本身也可同樣地提高動作的 可靠度而謀求高品質化。除此以外，可顯示長期穩定之高 精度的時鐘資訊。 其次，參照圖16來說明有關本發明的電波時鐘之一 實施形態。 如圖16所示，本實施形態的電波時鐘130是具備被 電性連接至濾波器部131的壓電振動子1者，爲具備接收 包含時鐘資訊的標準電波來自動修正成正確的時刻而顯示 @ 之功能的時鐘。 在日本國內是在福島縣（40kHz)及佐賀縣（60kHz )具有用以傳送標準電波的送訊所（送訊局），分別傳送 標準電波。40kHz或60kHz之類的長波是一倂具有在地表 傳播的性質、及一面反射一面在電離層與地表傳播的性質 ，因此傳播範圍廣，以上述2個送訊所將日本國內全部網 羅。 以下，詳細說明有關電波時鐘130之功能的構成。 © 天線132是接收40kHz或60kHz之長波的標準電波 。長波的標準電波是將被稱爲時間碼的時刻資訊，在 4 0kHz或6 0kHz的載波施力口 AM調變者。所接收到之長波 的標準電波是藉由放大器133予以放大，藉由具有複數壓 電振動子1的濾波器部131予以濾波、同調。 本實施形態的壓電振動子1是分別具備具有與上述載 波頻率相同之40kHz及60kHz的共振頻率的水晶振動子 部 138 、 139 。 -26- 201014168 此外，經濾波的預定頻率的訊號是藉由檢波、整流電 路134來予以檢波解調。接著，經由波形整形電路135來 取出時間碼，以CPU136予以計數。在CPU136中是讀取 目前的年分、估算日、星期、時刻等資訊。所被讀取的資 訊是反映在RTC 137而顯示正確的時刻資訊。 載波爲40kHz或60kHz，因此水晶振動子部138、 139是以具有上述音叉型構造的振動子較爲適合。 Φ 另外，上述說明是以日本國內爲例加以顯示，但是長 波之標準電波的頻率在海外並不相同。例如，在德國是使 用7 7.5KHZ的標準電波。因此，將即使在海外也可對應的 電波時鐘130組裝於攜帶式機器時，是另外需要與日本的 情況相異的頻率的壓電振動子1。 如上述般，若根據本實施形態的電波時鐘130，則因 爲具備動作的可靠度被提升高品質化的壓電振動子1，所 以電波時鐘130本身也可同樣地提高動作的可靠度而謀求 ® 高品質化。除此以外，可長期穩定且高精度地計數時刻。 另外，本發明的技術範圍並非限於上述實施形態，可 在不脫離本發明的主旨範圍中施加各種的變更。 例如，在上述實施形態，吸氣材34是被形成於基底 基板2(基底基板用晶圓40)上，但只要是形成於空腔C 内，即使例如形成於蓋體基板3 (蓋體基板用晶圓50)上 也無妨，或形成於壓電振動片4的表面也無妨。 並且，在上述實施形態，吸氣材34是以平面視能夠 夾著壓電振動片4來對向配置於兩側的方式形成2個，但 -27- 201014168 即使例如平面視只在壓電振動片4的外側一方鄰接形成也 無妨。 又，上述實施形態是吸氣材34爲具備底層34a及加 工層34b者，但亦可例如只以鉻的底層34a來形成。又， 即使吸氣材34爲使用以鉻作爲主成分的合金也無妨。 又，上述實施形態是同時進行吸氣材形成工程與繞拉 電極形成工程，但即使以各別的時序進行也無妨。

並且，在上述各實施形態是舉一在振動腕部1〇、11 的兩面形成有溝部18之附溝的壓電振動片4爲例來說明 壓電振動片4的一例，但即使是無溝部18的型態的壓電 振動片也無妨。但，藉由形成溝部18，在使預定的電壓 施加於一對的激發電極15時，可提高一對的激發電極15 間的電場效率，因此可更抑制振動損失而使振動特性更爲 提升。亦即，可更降低 CI値（Crystal Impedance)，進 而能夠謀求壓電振動片4的更高性能化。基於此點，較理 想是形成溝部1 8。 G 又，上述各實施形態是舉音叉型的壓電振動片4爲例 來進行說明，但並非限於音叉型。例如，即使爲厚度切變 振動片也無妨。 又，上述實施形態是經由接合膜35來陽極接合基底 基板2與蓋體基板3，但並非限於陽極接合。但，因爲在 陽極接合之下，可牢固地接合兩基板2、3，所以較理想 〇 又，上述實施形態是凸塊接合壓電振動片4，但並非 -28- 201014168 限於凸塊接合者。例如，即使是藉由導電性黏合劑來接合 壓電振動片4也無妨。但藉由凸塊接合，可使壓電振動片 4從基底基板2的上面浮起，因此可自然保持振動所必要 的最低限度的振動間隙。因此，凸塊接合較爲理想。 其他，在不脫離本發明的主旨範圍，可適當將上述實 施形態的構成要素置換成周知的構成要素，且亦可適當組 合上述的變形例。 [實施例] 其次，在以下顯示分別對本發明的壓電振動子及以往 的壓電振動子施加預定的電壓而使振動，計測與等效電阻 値Re有比例關係的直列共振電阻値R1 (以下簡稱R1値 )的結果。另外，如前述般等效電阻値Re是與空腔内的 真空度有反比例關係，所以R1値也與空腔内的真空度有 反比例關係，R1値越低，則空腔内的真空度越高。 • 在此，進行計測時，本發明的壓電振動子是吸氣材僅 以鉻來形成，此吸氣材的厚度爲使用600人者。以往的壓 電振動子是吸氣材僅以鋁來形成，此吸氣材的厚度爲使用 1100A者。亦即，本發明的壓電振動子的吸氣材是使用比 以往的壓電振動子的吸氣材的厚度薄者。 而且，有關本發明的壓電振動子及以往的壓電振動子 ，是除了該吸氣材的構成以外，其餘的的點則是配合條件 ，以相同的次數來對各個的壓電振動子進行吸氣，比較吸 氣前後的R1値。 -29- 201014168 將比較的結果顯示於圖17的表。圖17的表是分別針 對以往的壓電振動子（A1 ( 1 100 A )及本發明的壓電振動 子（Cr(600人））來表示吸氣前後的R1値（吸氣前（ΚΩ ):A、吸氣後（ΚΩ) ： B )、及吸氣前後的R1値的減 少量（減少量（ΚΩ ) : A-B )之表。 根據其結果，可確認出本發明的壓電振動子縱然吸氣 材的厚度比以往的壓電振動子的吸氣材的厚度薄，但比起 以往，吸氣前後的R1値的減少量大。亦即，在使用鉻來 @ 形成吸氣材之下，可取得比以往使用鋁來形成時更佳的吸 氣效果。 【圖式簡單說明】 圖1是表示本發明的壓電振動子之一實施形態的外觀 立體圖。 圖2是圖1所示的壓電振動子的内部構成圖，在卸下 蓋體基板的狀態下，由上方來看壓電振動片的圖。 @ 圖3是沿著圖2所示的A-A線之壓電振動子的剖面 圖。 圖4是沿著圖2所示的B-B線之壓電振動子的剖面圖 〇 圖5是圖1所示的壓電振動子的分解立體圖。 圖6是構成圖1所示的壓電振動子之壓電振動片的上 面圖。 圖7是圖6所示的壓電振動片的下面圖，去掉絶緣膜 -30- 201014168 的狀態圖。 圖8是圖6所示的剖面箭號C-C線圖。 圖9是表示製造圖1所示的壓電振動子時的流程之流 程圖。 圖10是表示沿著圖9所示的流程圖來製造壓電振動 子時之一工程圖，顯示在成基底基板的基礎的基底基板用 晶圓形成複數的凹部的狀態圖。 〇 圖11是表示沿著圖9所示的流程圖來製造壓電振動 子時之一工程圖，顯示在成基底基板的基礎的基底基板用 晶圓的上面使吸氣材、接合膜及繞拉電極圖案化的狀態圖 〇 圖12是圖11所示狀態的基底基板用晶圓的全體圖。 圖13是表示沿著圖9所示的流程圖來製造壓電振動 子時之一工程圖，顯示在將壓電振動片收容於空腔内的狀 態下，基底基板用晶圓與蓋體基板用晶圓被陽極接合之晶 ❹ 圓體的分解立體圖。 圖14是表示本發明的振盪器之一實施形態的構成圖 〇 圖15是表示本發明的電子機器之一實施形態的構成 圖。 圖16是表示本發明的電波時鐘之一實施形態的構成 圖。 圖17是表示使用本發明的壓電振動子之實施例的結 果表。 -31 - 201014168 【主要元件符號說明】 c :空腔 1 :壓電振動子 2 :基底基板 3 :蓋體基板 4 :壓電振動片 34 :吸氣材 32、33:貫通電極 36、37:繞拉電極（内部電極） 38、39:外部電極 40 :基底基板用晶圓（基底基板） 50:蓋體基板用晶圓（蓋體基板） I 〇〇 :振盪器 101 :振盪器的積體電路 110:攜帶資訊機器（電子機器） II 3 :電子機器的計時部 1 30 :電波時鐘 131:電波時鐘的濾波器部 -32-

Claims (1)

1. 201014168 七、申請專利範圍： 1. —種壓電振動子的製造方法，係製造壓電振動子的 方法，該壓電振動子係具備： 基底基板及蓋體基板，其係互相接合，於兩基板間形 成有空腔； 外部電極，其係形成於前述基底基板的下面； 内部電極，其係以能夠收容於前述空腔内的方式形成 # 於前述基底基板的上面； 貫通電極’其係以能夠貫通前述基底基板的方式形成 ，電性連接前述外部電極與前述内部電極； 壓電振動片，其係於電性連接至前述内部電極的狀態 下被收容於前述空腔内；及 吸氣材，其係形成於前述空腔内， 其特徵爲： 使用銘或以鉻爲主成分的金屬材料來形成前述吸氣材 ❹ 2. 如申請專利範圍第i項之壓電振動子的製造方法， 其中，將前述吸氣材形成於前述基底基板的上面。 3·如申請專利範圍第2項之壓電振動子的製造方法， 其中，使用與前述吸氣材相同的材料，與前述吸氣材同時 形成前述内部電極。 4. 一種壓電振動子，其特徵係具備： 基底基板及蓋體基板，其係互相接合，於兩基板間形 成有空腔； -33- 201014168 外部電極，其係形成於前述基底基板的下面； 内部電極，其係以能夠收容於前述空腔内的方式形成 於前述基底基板的上面； 貫通電極，其係以能夠貫通前述基底基板的方式形成 ，電性連接前述外部電極與前述内部電極； 壓電振動片，其係於電性連接至前述内部電極的狀態 下被收容於前述空腔内；及 吸氣材，其係使用鉻或以鉻爲主成分的金屬材料來形 @ 成於前述空腔内。 5·如申請專利範圍第4項之壓電振動子，其中，前述 吸氣材係形成於前述基底基板的上面。 6. 如申請專利範圍第5項之壓電振動子，其中，前述 内部電極係使用與前述吸氣材相同的材料，與前述吸氣材 同時形成。 7. —種振盪器，其特徵爲：以申請專利範圍第4〜6 項中任一項所記載的壓電振動子作爲振盪子來電性連接至 Q 積體電路》 8. —種電子機器，其特徵爲：申請專利範圍第4〜6 項中任一項所記載的壓電振動子係被電性連接至計時部。 9. —種電波時鐘，其特徵爲：申請專利範圍第4〜6 項中任一項所記載的壓電振動子係被電性連接至濾波器部 -34-