TW201304406A - 石英裝置、石英裝置之製造方法、壓電振動子、振盪器、電子機器及電波時鐘 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種石英裝置，石英裝置之製造方法，壓電振動子，振盪器，電子機器，及電波時鐘，其中，在謀求製造工數的削減上，提供可高精確度地位置調整電極圖案與突起電極之石英裝置，石英裝置之製造方法，壓電振動子，振盪器，電子機器，及電波時鐘。解決手段為具備：形成於基底基板(2)上之圍繞電極(27，28)，和為了將壓電振動片(5)安裝於圍繞電極(27，28)之突起電極(B)，對於基底基板(2)上，係為了進行突起電極(B)之位置調整之校準標記(35，36)則以與圍繞電極(27，28)另外各體加以形成者。

Description

石英裝置、石英裝置之製造方法、壓電振動子、振盪器、電子機器及電波時鐘
本發明係有關石英裝置，石英裝置之製造方法，壓電振動子，振盪器，電子機器，及電波時鐘。
近年來，對於行動電話或攜帶資訊終端機器，係作為時刻源或控制信號等之時間源，基準信號源等，使用利用石英等之壓電振動子(石英裝置)。此種壓電振動子係知道有種種之構成，但作為1種知道有表面安裝(SMD)型之壓電振動子。
壓電振動子200係例如如圖18，圖19所示，具備藉由接合材207而相互陽極接合之玻璃材料所成之基底基板201及蓋基板202，和氣密封閉於形成在兩基板201，202之間的空腔C內之壓電振動片(石英板)203。
上述之壓電振動片203係於形成在基底基板201上之電極圖案210，藉由突起電極211加以接合，更且藉由呈貫通基底基板201地加以形成之導電構件212，電性連接壓電振動片203與形成於基底基板201之外部電極213。
但作為上述電極圖案210之形成方法，一般而言係使用光微影技術。具體而言，如專利文獻1，2所示，於基底基板201上形成電極膜之後，呈被覆電極膜地塗佈光阻劑膜。並且，由使用形成遮光膜於相當於電極圖案210之範圍的光罩而進行曝光，顯像者，將光阻劑膜進行圖案化 ，形成沿著電極圖案210之外形形狀的光阻劑圖案。並且 ，由將光阻劑圖案作為光罩而蝕刻電極膜者，形成選擇性地除去由光阻劑圖案所保護之範圍以外之電極膜的電極圖案210。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平10-284966號公報[專利文獻2]日本特開2008-219606號公報
但對於使用上述之光微影技術之電極圖案210的形成方法，係雖可形成高精細之電極圖案210，但有曝光，顯像，蝕刻等製造工數比較多，提高製造效率之提升而不期望之問題。
因此，在近期中，檢討對於電極圖案210之形成藉由光罩材進行濺鍍法，所謂採用遮蔽濺鍍法者。遮蔽濺鍍法係在將具有開口部於相當於電極圖案210之範圍的光罩材(例如，SUS等)載置於成為基底基板201之晶圓上的狀態進行濺鍍。由此，由從標靶噴出的成膜材料的粒子則通過光罩材之開口部而堆積於晶圓上者，可將電極圖案210進行成膜。
但當採用上述之遮蔽濺鍍法時，例如，光罩材則經由 熱而膨脹產生彎曲，由環繞有成膜材料的粒子於形成在光罩材與晶圓之間的間隙者，而有容易產生有圖案模糊之問題。特別是晶圓大面積化時，彎曲量則變為更大，而有圖案模糊變為更大之問題。
另外，在壓電振動子200之製造工程中，為了於電極圖案210上形成突起電極211，將電極圖案210之一部分作為校準部215而形成，對於其他的部分未有特別的形狀進行圖案化。並且，經由畫像辨識等而檢測校準部215之位置，依據此檢測結果而進行突起電極211之校準。
但如上述，經由遮蔽濺鍍法而於電極圖案210產生有圖案模糊時，有著無法正確檢測校準部215之位置，而校準精確度下降之問題。其結果，有引起電極圖案210與突起電極211位置偏移之問題。
因此，本發明係考慮如此之情況所作為之構成，在謀求製造工數的削減上，提供可高精確度地位置調整電極圖案與突起電極之石英裝置，石英裝置之製造方法，壓電振動子，振盪器，電子機器，及電波時鐘為目的。
為了解決上述之課題而達成如此之目的，本發明之石英裝置係具備：將接合有複數之晶圓的晶圓接合體加以個片化於各裝置形成範圍所成之接合片，和形成於前述接合片內，可封入石英板之空腔之石英裝置，其特徵為具備：前述複數之晶圓之中，形成於在第1晶圓之前述裝置形成 範圍上之電極圖案，和為了將前述石英板安裝於前述電極圖案之突起電極；對於前述第1晶圓上，係與前述電極圖案以另外個體形成為了進行前述突起電極的位置調整之校準標記者。
如根據此構成，與電極圖案以另外個體形成校準標記者，比較於與電極圖案以一體形成校準標記(上述之校準部215)之以往的構成，即使為比較單純之形狀亦容易辨識校準標記之位置。即，例如於經由遮蔽濺鍍法而形成校準標記之情況，假設即使產生有多少的圖案模糊情況，亦成為容易辨識校準標記。
隨之，可高精確度地位置調整依據校準標記之位置所形成的突起電極。其結果，可確實地使石英板與電極圖案導通。
另外，前述校準標記係形成於在前述第1晶圓之各前述裝置形成範圍者為特徵。
如根據此構成，由形成校準標記於在第1晶圓之各裝置形成範圍者，可對應於各石英裝置之電極圖案而進行更高精確度之位置調整。
另外，前述校準標記則至少形成2個以上為特徵。
如根據此構成，由依據複數之校準標記的位置而進行突起電極之校準者，可進行更高精確度之位置調整。
另外，本發明之石英裝置之製造方法係具備：將接合有複述之晶圓的晶圓接合體加以個片化於各裝置形成範圍所成之接合片，和形成於前述接合片內，可封入石英板之 空腔之石英裝置之製造方法，其特徵為具備：前述複數之晶圓之中，形成於在第1晶圓之石英裝置形成範圍之電極圖案，和為了將前述石英板安裝於前述電極圖案之突起電極；並具有於相當於前述電極圖案之範圍，將具有第1開口部之光罩材安裝於前述第1晶圓上，以濺鍍法形成前述電極圖案之電極圖案形成工程，和於前述第1晶圓上，係與前述電極圖案以另外個體形成為了進行前述突起電極的位置調整之校準標記之校準標記形成工程，和依據前述校準標記之位置，於前述電極圖案上形成前述突起電極之突起電極形成工程，和藉由前述突起電極而安裝前述石英板於前述電極圖案之安裝工程。
如根據此構成，與電極圖案以另外個體形成校準標記者，比較於與電極圖案以一體形成校準標記(上述之校準部215)之以往的構成，即使為比較單純之形狀亦容易辨識校準標記之位置。即，例如於經由遮蔽濺鍍法而形成校準標記之情況，假設即使產生有多少的圖案模糊情況，亦成為容易辨識校準標記。
隨之，在突起電極形成工程中，可高精確度地位置調整依據校準標記之位置所形成的突起電極。另外，比較於以往的光微影技術而形成電極圖案之情況，可削減製造工數而謀求製造效率之提升。
另外，前述光罩材係於相當於前述校準標記之範圍具有第2開口部，以濺鍍法在同一工程進行前述電極圖案形成工程與前述校準標記形成工程為特徵。
如根據此構成，由可以濺鍍法在同一工程一次形成校準標記與電極圖案者，可容易地維持電極圖案與校準標記之相對位置。另外，由一次形成電極圖案與校準標記者，可謀求製造工數的削減，而謀求製造效率之更加提升。
更且，因如以一體作成電極圖案用與校準標記用之光罩材即可之故，可謀求低成本化。
另外，在前述校準標記形成工程中，對應於在前述第1晶圓之各前述裝置形成範圍而形成前述校準標記者為特徵。
如根據此構成，由形成校準標記於在第1晶圓之各裝置形成範圍者，可對應於各石英裝置之電極圖案而進行更高精確度之位置調整。
另外，有關本發明之壓電振動子係於上述本發明之石英裝置之前述空腔C內，作為前述石英板而氣密封閉壓電振動片所成者為特徵。
如根據此構成，因具備上述本發明之石英裝置之故，可提供作為石英板所氣密封閉之壓電振動片，和電極圖案之對於導通性優越之壓電振動子。
另外，本發明之振盪器係上述本發明之壓電振動子則作為振盪子而電性連接於積體電路者為特徵。
另外，本發明之電子機器係上述本發明之壓電振動子則電性連接於計時部者為特徵。
另外，本發明之電波時鐘係上述本發明之壓電振動子則電性連接於濾波器部者為特徵。
在有關本發明之振盪器，電子機器及電波時鐘中，因具備上述本發明之壓電振動子之故，可提供對於特性及信賴性優越之製品。
如根據本發明之石英裝置，及石英裝置之製造方法，在謀求製造工數之削減上，可高精確度地位置調整電極圖案與突起電極。
另外，如根據有關本發明之壓電振動子，可提供對於壓電振動片與電極圖案之導通性優越之壓電振動子。
在有關本發明之振盪器，電子機器及電波時鐘中，因具備上述本發明之壓電振動子之故，可提供對於特性及信賴性優越之製品。
以下，依據圖面，說明本發明之實施形態。
(壓電振動子)
圖1係從蓋基板側而視在本實施形態之壓電振動子之外觀斜視圖。另外，圖2係壓電振動子之內部構成圖，在拆除蓋基板狀態，從上方而視壓電振動片的圖。另外，圖3係圖2所示之沿著A-A線之壓電振動子的剖面圖，圖4係壓電振動子之分解斜視圖。然而，在圖2~4中，為了容易辨識圖面而省略後述之壓電振動片5之激振電極15 ，導引電極19，20，安裝電極16，17，及質量金屬膜24之圖示。
如圖1~圖4所示，本實施形態之壓電振動子(石英裝置)1係具備：藉由接合材23而陽極接合基底基板2與蓋基板3之箱狀的封裝(接合片)4，和收納於封裝4之空腔C內之壓電振動片(水晶板)5之表面安裝型之壓電振動子1。並且，壓電振動片5與設置於基底基板2的背面2a(圖3中下面)之外部電極6，7則經由貫通基底基板2之一對貫通電極8，9加以電性連接。
基底基板2係由玻璃材料，例如鈉鈣玻璃所成之透明的絕緣基板加以形成為板狀。對於基底基板2係形成有形成一對貫通電極8，9之一對之貫通孔21，22。貫通孔21，22係從基底基板2之背面2a朝向表面2b(圖3中上面)，構成漸進口徑縮徑之剖面推拔形狀。
蓋基板3係與基底基板2同樣地由玻璃材料，例如鈉鈣玻璃所成之透明的絕緣基板，形成為可以重疊於基底基板2之尺寸的板狀。並且，對於蓋基板3之內面3b(圖3中下面)側係形成有收容有壓電振動片5之矩形狀的凹部3a。此凹部3a係在重疊基底基板2及蓋基板3時，形成收容壓電振動片5之空腔C。並且，蓋基板3係在使凹部3a對向於基底基板2側之狀態，對於基底基板2而言，藉由接合材23加以陽極接合。即，蓋基板3之內面3b側係構成形成於中央部之凹部3a，和形成於凹部3a之周圍，成為與基底基板2之接合面之框緣範圍3c。
圖5係從上面而視壓電振動片之平面圖，圖6係從下面而視之平面圖。
壓電振動片5係經由為壓電材料之石英所形成之音叉型的振動片，在施加特定的電壓時產生振動之構成。
此壓電振動片5係具有：平行地加以配置之一對的振動腕部10，11，和一體地固定此等一對之振動腕部10，11之基端側的基部12，和形成於一對之振動腕部10，11之外表面上而使一對之振動腕部10，11振動之第1之振動電極13與第2之振動電極14所成之激振電極15，和電性連接於第1之振動電極13與第2之振動電極14安裝電極16，17。
另外，本實施形態之壓電振動片5係於一對之振動腕部10，11的兩主面上，沿著此等振動腕部10，11之長度方向具備有各加以形成之溝部18。此溝部18係從振動腕部10，11的基端側至略中間附近加以形成。
第1之激振電極13與第2之激振電極14所成之激振電極15係使一對的振動腕部10，11，於相互接近或離間的方向，以特定之共振頻率數加以振動之電極，於一對之振動腕部10，11的外表面，以各電性切離之狀態加以圖案化所形成。具體而言，第1之激振電極13則主要形成於一方的振動腕部10之溝部18上與另一方之振動腕部11之兩側面上，而第2之激振電極14則主要形成於一方的振動腕部10之兩側面上與另一方之振動腕部11之溝部18上。
另外，第1之激振電極13及第2之激振電極14係在基部12之兩主面上，各藉由導引電極19，20而電性連接於安裝電極16，17。並且，壓電振動片5係呈藉由此安裝電極16，17而施加電壓。
然而，上述之激振電極15，安裝電極16，17，及導引電極19，20係例如，經由鉻(Cr)，鎳(Ni)，鋁(Al)或鈦(Ti)等之導電性膜的被膜加以形成之構成。
另外，對於一對之振動腕部10，11的前端，呈將本身的振動狀態，以特定的頻率數之範圍內振動地將為了進行調整(頻率數調整)之質量金屬膜24加以被膜。然而，此質量金屬膜24係分為在粗略調整頻率數時所使用之粗調膜24a，和在微小調整時所使用之微調膜24b。由利用此等粗調膜24a，及微調膜24b而進行頻率數調整者，可將一對之振動腕部10，11的頻率數收在裝置之公稱頻率數的範圍內。
如此所構成之壓電振動片5係如圖2，圖3所示，利用金等之突起電極B，於形成於基底基板2之表面2b之圍繞電極27，28上加以突起電極接合。更具體而言，壓電振動片5之第1之激振電極13則藉由一方之安裝電極16及突起電極B而突起電極接合於一方之圍繞電極27上，而第2之激振電極14則藉由另一方之安裝電極17及突起電極B而突起電極接合於另一方之圍繞電極28上。由此，壓電振動片5係以從基底基板2之表面2b浮起的狀態加以支持之同時，成為各電性連接安裝電極16，17與 圍繞電極27，28之狀態。
另外，如圖2~圖4所示，對於基底基板2之表面2b係在後述之壓電振動子1之製造工程中，為了進行突起電極B之校準的複數(例如，2個)之校準標記35，36則鄰接配置於上述之圍繞電極27，28。校準標記35，36係以平面視構成圓形狀或矩形狀等(在本實施形態為圓形狀)，比較單純的形狀，在與上述之圍繞電極27，28同一工程中，經由同一材料加以形成。具體而言，各校準標記35，36之中，一方之校準標記35係在圍繞電極27之近旁配置於與壓電振動片5之基部12重疊之位置，另一方之校準標記36係在振動腕部11之前端側配置於未與振動腕部11重疊之位置。
外部電極6，7係配置於在基底基板2之背面2a的長度方向之兩側，藉由各貫通電極8，9及各圍繞電極27，28而電性連接於壓電振動片5。更具體而言，一方的外部電極6係藉由一方的貫通電極8及一方的圍繞電極27而電性連接於壓電振動片5的一方之安裝電極16。另外，另一方的外部電極7係藉由另一方的貫通電極9及另一方的圍繞電極28而電性連接於壓電振動片5的另一方之安裝電極17。
貫通電極8，9係根據經由燒成而對於貫通孔21，22而言一體地加以固定之筒體32及芯材部31加以形成之構成，完全封塞貫通孔21，22而維持空腔C內之氣密之同時，擔當導通外部電極6，7與圍繞電極27，28之作用。 具體而言，一方之貫通電極8係在外部電極6與基部12之間而位置於圍繞電極27之下方，另一方之貫通電極9係在外部電極7與振動腕部10之間而位置於圍繞電極28之下方。
筒體32係為燒成電糊狀的玻璃料之構成。筒體32係形成為兩端為平坦，且與基底基板2略相同厚度之圓筒狀。並且，對於筒體32的中心係芯材部31呈貫通筒體32之中心孔地加以配置。另外，在本實施形態中，形成為呈配合貫通孔21，22之形狀，筒體32之外形成為圓錐台狀(剖面推拔狀)。並且，此筒體32係在埋入於貫通孔21，22內的狀態加以燒成，對於此等貫通孔21，22而言堅固地加以固定。
上述之芯材部31係經由金屬材料形成為圓柱狀之導電性的芯材，與筒體32同樣地兩端為平坦，且呈成為與基底基板2之厚度略相同厚度地加以形成。然而，對於貫通電極8，9則作為完成品加以形成之情況，係如上述，芯材部31係為圓柱狀，呈成為與基底基板2之厚度同樣厚度地加以形成，但在製造過程中，如後述之圖10所示，與連結於芯材部31之一方的端部之平板狀之底座部38同時形成鉚釘型之金屬銷37。
對於蓋基板3之內面3b全體係形成有陽極接合用的接合材23。具體而言，接合材23係遍佈於框緣範圍3c及凹部3a之內面全體加以形成。本實施形態之接合材23係由Si膜加以形成，但亦可以Al形成接合材23。然而 作為接合材，亦可採用經由摻雜劑等而作為低阻抗化之Si阻障材者。並且，如後述地，陽極接合此接合材23與基底基板2，真空封閉空腔C。
對於使如此所構成之壓電振動子1作動之情況，係對於形成於基底基板2之外部電極6，7而言，施加特定之驅動電壓。由此，可流動電流至壓電振動片5之激振電極15，可於接近．離間一對之振動腕部10，11之方向，以特定之頻率數加以振動。並且，利用此一對之振動腕部10，11之振動，可作為時刻源，控制信號之時間源或基準信號源等而利用。
(壓電振動子之製造方法)
接著，對於上述之壓電振動子之製造方法加以說明。圖7係有關本實施形態之壓電振動子之製造方法的流程圖。圖8係晶圓結合體之分解斜視圖。對於以下係於連結有複數之基底基板2之基底基板用晶圓(第1晶圓)40，和連結有複數之蓋基板3之蓋基板用晶圓(晶圓)50之間，封入複數之壓電振動片5而形成晶圓接合體60，再經由切斷晶圓接合體60於各壓電振動子1之形成範圍(裝置形成範圍)之時而同時製造複數之壓電振動子1之方法加以說明。然而，圖8所示之虛線M係圖示以切斷工程進行切斷的切斷線之構成。
如圖7所示，有關本實施形態之壓電振動子之製造方法係主要具有壓電振動片製作工程(S10)，和蓋基板用 晶圓製作工程(S20)，和基底基板用晶圓製作工程(S30)，和組裝工程(S40以下)。此等之中，壓電振動片製作工程(S10)，蓋基板用晶圓製作工程(S20)，及基底基板用晶圓製作工程(S30)係可並行實施。
首先，進行壓電振動片製作工程而製作圖5，圖6所示之壓電振動片5(S10)。具體而言，首先以特定角度切薄石英的朗伯原石而作為一定的厚度之晶圓。接著，研磨此晶圓而粗加工之後，以蝕刻去除加工變質層，之後進行拋光等鏡面研磨加工，作為特定之厚度的晶圓。接著，對於晶圓施以洗淨等之適當的處理之後，經由光微影技術而以壓電振動片5之外形形狀圖案化晶圓之同時，進行金屬膜之成膜及圖案化，形成激振電極15，導引電極19，20，安裝電極16，17，質量金屬膜24。由此，可製作複數之壓電振動片5。
另外，製作壓電振動片5之後，進行共振頻率數之粗調。此係由照射雷射光於質量金屬膜24之粗調膜24a，使一部分蒸發，變化重量者而進行。然而，關於更高精確地調整共振頻率數之微調，係於安裝後進行。
(蓋基板用晶圓作成工程)
接著，如圖7，圖8所示，之後進行將成為蓋基板3之蓋基板用晶圓50，製作至進行陽極接合之前的狀態之蓋基板用晶圓製作工程(S20)。具體而言，將鈉鈣玻璃研磨加工至特定之厚度而洗淨後，形成經由蝕刻等而除去 最表面之加工變質層之圓板狀的蓋基板用晶圓50(S21)。接著，進行於蓋基板用晶圓50之第1面50a(在圖8之下面)，經由蝕刻等而複數形成空腔C用之凹部3a於行列方向之凹部形成工程(S22)。
接著，為了確保與後述之基底基板用晶圓40之間的氣密性，進行至少研磨成為與基底基板用晶圓40之接合面的蓋基板用晶圓50之第1面50a側之研磨工程(S23)，鏡面加工第1面50a。
接著，進行於蓋基板用晶圓50之第1面50a全體(與基底基板用晶圓40之接合面及凹部3a的內面)，形成接合材23之接合材形成工程(S24)。如此，由將接合材23形成於蓋基板用晶圓50之第1面50a全體者，無須接合材23之圖案化，可降低製造成本。然而，接合材23之形成係可經由濺鍍或CVD等之成膜方法而進行。另外，因於接合材形成工程(S24)之前研磨接合面之故，確保接合材23之表面平面度，可實現與基底基板用晶圓40之安定的接合。
經由以上，蓋基板用晶圓作成工程(S20)則結束。
(基底基板用晶圓作成工程)
接著，在與上述工程同時，或前後的時間，之後進行將成為基底基板2之基底基板用晶圓40，製作至進行陽極接合之前的狀態之基底基板用晶圓製作工程(S30)。首先，將鈉鈣玻璃研磨加工至特定之厚度而洗淨後，形成 經由蝕刻等而除去最表面之加工變質層之圓板狀的基底基板用晶圓40(S31)。
接著，進行將基底基板用晶圓40貫通於厚度方向，形成導通空腔C的內側與壓電振動子1之外側的貫通電極8，9(參照圖3)之貫通電極形成工程(S32)。以下，對於貫通電極形成工程(S32)加以詳細說明。圖9係顯示於基底基板用晶圓形成複數之貫通孔的狀態之斜視圖。
在貫通電極形成工程(S32)中，首先如圖7所示，進行複數形成貫通基底基板用晶圓40之一對之貫通孔21，22之貫通孔形成工程(S33)。具體而言，由經由沖壓加工等而從基底基板用晶圓40之第2面40b形成凹部之後，至少從基底基板用晶圓40之第1面40a側進行研磨者，可貫通凹部而形成貫通孔21，22。
接著，於在貫通孔形成工程(S33)所形成之複數之貫通孔21，22內，進行配置金屬銷之芯材部31之金屬銷配置工程(S34)。圖10係金屬銷的斜視圖。
如圖10所示，金屬銷37係具有平板狀之基座部38，和從基座部38上沿著略垂直交叉於基座部38之表面的方向，以稍為較基底基板用晶圓40之厚度為短的長度加以形成之同時，前端形成為平坦的芯材部31。
並且，從基底基板用晶圓40之第1面40a側，插入金屬銷37之芯材部31於貫通孔21，22內。此時，上述之金屬銷37之基座部38的表面則至接觸於基底基板用晶圓40之第1面40a為止插入芯材部31。在此，有需要將 芯材部31之軸方向與貫通孔21，22的軸方向呈略一致地配置金屬銷37。但利用於基座部38上形成芯材部31之金屬銷37之故，以僅使基座部38接觸至基底基板用晶圓40押入之簡單作業，可將芯材部31之軸方向與貫通孔21，22的軸方向作為呈略一致。隨之，可提升在金屬銷配置工程(S34)時之作業性。
接著，進行將裝置有金屬銷37之基底基板用晶圓40搬送至真空印刷裝置內，於貫通孔21，22內填充電糊狀的玻璃料之填充工程(S35)。由此，於貫通孔21，22與金屬銷37之間，未有間隙地填充玻璃料。
之後，進行以特定溫度燒成填充於貫通孔21，22之玻璃料的燒成工程(S36)。由此，相互固著貫通孔21，22，和埋入於貫通孔21，22內之玻璃料，和配置於玻璃料內之金屬銷37(芯材部31)。在進行此燒成時，各基座部38進行燒成之故，將芯材部31之軸方向與貫通孔21，22的軸方向保持呈略一致之狀態，可將兩者一體地固定。當燒成玻璃料時，作為筒體32而固化。
接著，進行研磨金屬銷37之基座部38而除去之研磨工程(S37)。由此，可除去達成位置調整筒體32及芯材部31之作用的基座部38，僅留下芯材部31於筒體32之內部。另外，同時作為研磨基底基板用晶圓40之第2面40b而成為平坦面。並且，研磨至芯材部31的前端露出為止。其結果，可得到複數一體地固定筒體32與芯材部31之一對的貫通電極8，9。
此情況，基底基板用晶圓40之第1面40a，及第2面40b，和筒體32及芯材部31之兩端係成為略拉平的狀態。也就是，可將基底基板用晶圓40之第1面40a及第2面40b和貫通電極8，9的表面作為略拉平之狀態。然而，在進行研磨工程(S37)之時點，貫通電極形成工程(S32)則結束。
圖11係顯示於基底基板用晶圓的第1面圖案化圍繞電極之狀態之斜視圖。
接著，如圖11所示，進行於基底基板用晶圓40之第1面40a形成導電性膜所成之圍繞電極27，28之圍繞電極形成工程(S38：電極圖案形成工程及校準標記形成工程)。如此作為，基底基板用晶圓製作工程(S30)則結束。
(圍繞電極形成工程)
在此，對於上述之圍繞電極形成工程(S38)加以說明。圖12~圖14係說明圍繞電極之圖案化方法的圖。
圍繞電極27，28係於基底基板用晶圓40之第1面40a，經由實施遮蔽濺鍍法而形成。具體而言，如圖12所示，基底基板用晶圓40則為了移動在濺鍍裝置內，將基底基板用晶圓40載置於基板支撐用器具70上。基板支撐用器具70係具備載置基底基板用晶圓40之基底板71，和經由磁力可支持固定以磁性體加以形成之光罩材80(參照圖13)之磁鐵板72。基底板71係具備可載置基底基板 用晶圓40之大小的平面部73，和構成平面部73之周緣的周緣部74。周緣部74係較平面部73為厚地加以形成。也就是，載置有基底基板用晶圓40之範圍則成為凹狀。並且，基底基板用晶圓40的厚度與周緣部74之高度(厚度)係成為略同一，在載置有基底基板用晶圓40於平面部73之狀態，基底基板用晶圓40之第1面40a與周緣部74之上面74a係呈成為略拉平地加以構成。
接著，如圖13所示，呈被覆基底基板用晶圓40及基底板71之周緣部74地載置光罩材80。光罩材80係形成為在平面視與基底板71外形略同一形狀。另外，光罩材80係例如由SUS等之磁性體所成之厚度100μm程度之板材加以形成之故，光罩材80係經由磁鐵板72加以支持固定。
對於光罩材80係圍繞電極27，28及對應於上述之校準標記35，36之形狀的複數之開口部(第1開口部及第2開口部)81，則對應於各基底基板2之形成範圍而各加以形成。本實施形態之光罩材80係未形成有開口部81之部分的厚度則成呈為均一地加以構成。也就是，光罩材80係由僅於厚度均一之板狀的構件形成開口部81加以構成。
接著，如圖14所示，在支持固定光罩材80之狀態，使基板支撐用器具70移動至未圖示之濺鍍裝置內，進行濺鍍。由此，經由從標靶噴出之成膜材料的粒子則通過開口部81而堆積於基底基板用晶圓40之第1面40a之時， 於基底基板用晶圓40之第1面40a，將圍繞電極27，28及校準標記35，36加以成膜。此時，由以同一工程一次形成圍繞電極27，28及校準標記35，36者，可簡單地維持圍繞電極27，28與校準標記35，36之相對位置。
然而，貫通電極8，9係如上述，對於基底基板用晶圓40之第1面40a而言成為略拉平之狀態。因此，圖案化於基底基板用晶圓40之第1面40a之圍繞電極27，28係未於其間產生間隙等而對於貫通電極8，9而言以緊密的狀態加以形成。由此，可將一方的圍繞電極27與一方的貫通電極8之導通性，及另一方的圍繞電極28與另一方的貫通電極9之導通性作為確實的構成。
(組裝工程)
接著，於在基底基板用晶圓作成工程(S30)所作成之基底基板用晶圓40之各圍繞電極27，28上，將在壓電振動片作成工程(S10)所作成之壓電振動片5，各藉由金等之突起電極B而進行安裝(S40)。具體而言，首先經由畫像辨識等而檢測校準標記35，36之位置(中心位置)，依據其檢測結果而算出在圍繞電極27，28上之突起電極形成位置。並且，於在圍繞電極27，28上之突起電極形成位置，使用金導線形成各突起電極B(突起電極形成工程)。
並且，將壓電振動片5之基部12載置於突起電極B之後，將突起電極B加熱成特定溫度同時，將壓電振動片 5之安裝電極16，17押上於突起電極B。由此，壓電振動片5係機械性地支持於突起電極B同時，成為電性連接安裝電極16，17與圍繞電極27，28之狀態。
接著，進行重疊在上述之各晶圓40，50之作成工程所作成之基底基板用晶圓40及蓋基板用晶圓50之重疊工程(S50)。具體而言，將未圖示之基準標記等作為指標，將兩晶圓40，50校準於正確位置。由此，所安裝之壓電振動片5則成為收納於形成於蓋基板用晶圓50之凹部3a與由基底基板用晶圓40所圍繞之空腔C內之狀態。
重疊工程(S50)後，將重疊之2片晶圓40，50放入至未圖示之陽極接合裝置，在經由未圖示之保持機構而夾持晶圓40，50之外周部分之狀態，進行以特定之溫度環境施加特定電壓加以陽極接合之接合工程(S60)。具體而言，於接合材23與蓋基板用晶圓50之間施加特定電壓。如此，於接合材23與蓋基板用晶圓50之界面產生有電性化學的反應，兩者則各堅固地密著而加以陽極接合。由此，可將壓電振動片5封閉於空腔C內，而可得到接合有基底基板用晶圓40與蓋基板用晶圓50之晶圓接合體60。並且，如本實施形態，由陽極接合兩晶圓40，50彼此者，比較於以黏接劑等接合兩晶圓40，50之情況，可防止經由經時劣化或衝擊等之偏移，晶圓接合體60之彎曲等，更堅固地接合兩晶圓40，50。
並且，上述之陽極接合結束之後，進行於基底基板用晶圓40之第2面40b，圖案化導電性材料，於一對之貫 通電極8，9複數形成各電性連接之一對之外部電極6，7之外部電極形成工程(S70)。經由此工程，可利用外部電極6，7而使封閉於空腔C內之壓電振動片5作動。
接著，在晶圓接合體60之狀態，進行微調整封閉於空腔C內之各個之壓電振動片5之頻率數而收在特定範圍內之微調工程(S80)。具體而言，於形成在基底基板用晶圓40之第2面40b之一對的外部電極6，7，施加電壓而使壓電振動片5振動。並且，計測頻率數的同時，通過蓋基板用晶圓50而從外部照射雷射光，使質量金屬膜24之微調膜24b蒸發。由此，一對之振動腕部10，11之前端側的重量則產生變化之故，可將壓電振動片5之頻率數，呈收在公稱頻率數之特定範圍內地進行微調整。此時，本實施形態之校準標記35，36係形成於未與振動腕部10，11重疊之位置之故，校準標記35，36與雷射光則未產生干擾。
並且，進行將所接合之晶圓接合體60，沿著切斷線M(壓電振動子1之形成範圍)進行切斷之個片化工程(S90)。
之後，進行內部之電性特性檢查(S100)。具體而言，測定確認壓電振動子1之共振頻率數或共振阻抗值，驅動功率特性(共振頻率數及共振阻抗值之激振電力依存性)等。另外，絕緣阻抗特性等亦合併確認。最後，進行壓電振動子1之外觀檢查，最終確認尺寸或品質等。
經由以上，壓電振動子1則完成。
如此，在本實施形態中，作成經由遮蔽濺鍍法而於基底基板2上形成圍繞電極27，28，而以與此等圍繞電極27，28另外個體形成為了進行突起電極B的校準之校準標記35，36之構成。
如根據此構成，由以與圍繞電極27，28另外個體形成校準標記35，36者，比較於與圍繞電極27，28以一體形成校準標記(校準部215)之以往的構成，即使為比較單純之形狀，亦容易辨識校準標記35，36之位置(中心位置)。
即，於經由遮蔽濺鍍法而形成校準標記35，36之情況，假設即使產生有多少的圖案模糊情況，亦成為容易辨識校準標記35，36。
隨之，可高精確度地位置調整依據校準標記35，36之位置所形成的突起電極B。其結果，可確實地導通壓電振動片5與圍繞電極27，28。另外，比較於經由以往的光微影技術而形成圍繞電極27，28之情況，可削減製造工數而謀求製造效率之提升。
更且，由依據複數(在本實施形態中為2個)之校準標記35，36的位置而進行突起電極B之校準者，可進行更高精確度之位置調整。
在此，在圍繞電極形成工程(S38)中，由以同一材料，且同一工程一次形成校準標記35，36與圍繞電極27，28者，可容易地維持圍繞電極27，28與校準標記35，36之相對位置。另外，由一次形成圍繞電極27，28與校 準標記35，36者，可謀求製造工數的削減，而謀求製造效率之更加提升。
更且，因如一體作成圍繞電極27，28用與校準標記35，36用之光罩材即可之故，可謀求低成本化。
另外，於在基底基板用晶圓40之各基底基板2之形成範圍，由形成校準標記35，36者，對應於各基底基板2之圍繞電極27，28而可進行更高精確度之位置調整。
並且，經由將校準標記35，36之平面視形狀作為圓形狀之時，可從校準標記35，36之輪廓容易地算出中心位置。
並且，在本實施形態中，因具備上述之封裝4之故，可提供對於壓電振動片5，和圍繞電極27，28之導通性優越之信賴性高的壓電振動子1。
(振盪器)
接著，對於有關本發明之振盪器之一實施形態，參照圖15同時而加以說明。
本實施形態之振盪器100係如圖15所示，將壓電振動子1，作為電性連接於積體電路101之振盪子而構成者。其振盪器100係具備安裝有電容器等之電子零件102之基板103。對於基板103係安裝有振盪器用之上述的積體電路101，於此積體電路101之附近，安裝有壓電振動子1之壓電振動片5。此等電子零件102，積體電路101及壓電振動子1係經由未圖示之配線圖案而各加以電性連接 。然而，各構成零件係經由未圖示之樹脂而加以模組。
在如此所構成之振盪器100中，當施加電壓於壓電振動子1時，此壓電振動子1內之壓電振動片5則產生振動。此振動係經由壓電振動片5所具有之壓電特性而變換成電性信號，作為電性信號而輸入至積體電路101。所輸入之電性信號係經由積體電路101而進行各種處理，作為頻率數信號而加以輸出。由此，壓電振動子1則作為振盪子而發揮機能。
另外，由將積體電路101之構成，例如，對應於要求而選擇性地設定RTC(即時時脈)模數等者，可附加除了時鐘用單機能振盪器等之外，控制該機器或外部機器之動作日或時刻，以及提供時刻或日曆等之機能。
如上述，如根據本實施形態之振盪器100，因具備上述之壓電振動子1之故，可提供對於特性及信賴性優越之振盪器100。更且加上於此，可得到長期安定之高精確度之頻率數信號。
(電子機器)
接著，對於有關本發明之電子機器之一實施形態，參照圖16而加以說明。然而作為電子機器，將具有上述之壓電振動子1的攜帶資訊機器110作為例子而加以說明。首先，本實施形態之攜帶資訊機器110係例如由行動電話所代表之構成，發展，改良在以往技術之手錶的構成。外觀係類似手錶，於相當於文字盤之部分配置液晶顯示器， 可於此畫面上顯示現在時刻等之構成。另外，對於作為通信機而利用之情況，從手腕摘下，經由內藏於錶帶內側部分之揚聲器及麥克風，可進行與以往技術之行動電話同樣的通信。但與以往的行動電話作比較，特別作為小型化及輕量化。
(攜帶資訊機器)
接著，對於本實施形態之攜帶資訊機器110的構成加以說明。此攜帶資訊機器110係如圖16所示，具備壓電振動子1，和為了供給電力之電源部111。電源部111係例如由鋰二次電池所成。對於此電源部111，係並聯連接有進行各種控制之控制部112，和進行時刻等之計時之計時部113，和進行與外部通信之通信部114，和顯示各種資訊之顯示部115，和檢測各機能部的電壓之電壓檢測部116。並且，經由電源部111而供給電力至各機能部。
控制部112係控制各機能部而進行聲音資料的傳送及接收，現在時刻之計測或顯示等之系統全體的動作控制。另外，控制部112係具備預先寫入有程式之ROM，和讀出寫入於此ROM之程式而執行之CPU，和作為此CPU之工作區域所使用之RAM等。
計時部113係具備振盪電路，暫存電路，計數電路及界面電路等之積體電路，和壓電振動子1。當施加電壓於壓電振動子1時，壓電振動片5則振動，此振動則經由石英具有之壓電特性而變換為電性信號，作為電性信號而輸 入至振盪電路。振盪電路之輸出係作為二值化，經由暫存電路與計數電路加以計數。並且，藉由界面電路進行與控制部112信號之收送信，於顯示部115，顯示現在時刻或現在日期或日曆資訊等。
通信部114係具有與以往行動電話同樣的機能，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，鈴聲產生部123及呼叫控制記憶體部124。
無線部117係將聲音資料等之各種資料，藉由天線125而進行基地台與收送信之交換。聲音處理部118係將從無線部117或放大部120所輸入之聲音信號作為符號化及複號化。放大部120係將從聲音處理部118或聲音輸出入部121所輸入之信號，放大至特定位準。聲音輸出入部121係由揚聲器或麥克風等所成，將來電聲或接聽聲音擴音，以及將聲音集音。
另外，來電聲產生部123係對應於來自基地台之呼叫而生成來電音。切換部119係局限於來電時，經由將連接於聲音處理部118之放大部120切換為來電聲產生部123，在來電聲產生部123所生成的來電聲則藉由放大部120輸出至聲音輸出入部121。
然而，呼叫控制記憶體部124係收納有關通信之發出接收呼叫控制之程式。另外，電話號碼輸入部122係例如具備0至9號碼鍵及其他鍵，經由按下此等號碼鍵等，輸入通話端之電話號碼等。
電壓檢測部116係經由電源部111而對於控制部112等之各機能部而言加上的電壓，則低於特定值之情況，檢測其電壓降下而通知至控制部112。此時之特定的電壓值係作為為了安定動作通信部114而必要之最低限度的電壓，預先加以設定的值，例如成為3V程度。從電壓檢測部116接受電壓降下的通知之控制部112係禁止無線部117，聲音處理部118，切換部119及來電聲產生部123的動作。特別是消耗電力大之無線部117的動作停止係成為必須。更且，於顯示部115，指示通信部114經由電池剩餘量不足而無法使用之內容。
即，經由電壓檢測部116與控制部112，禁止通信部114之動作，可顯示其內容於顯示部115。此顯示係可為文字訊息，但作為更直覺得顯示，於顯示在顯示部115之顯示面上部之電話圖標，附上×(叉)印亦可。
然而，由具備可選擇性遮斷有關通信部114之機能的部分之電源的電源遮斷部126者，可更確實地停止通信部114之機能。
如上述，如根據本實施形態之攜帶資訊機器110，因具備上述之壓電振動子1之故，可提供對於特性及信賴性優越之攜帶資訊機器110。更且加上於此，可顯示長期安定之高精確度之時鐘資訊。
(電波時鐘)
接著，對於有關本發明之電波時鐘之一實施形態，參 照圖17而加以說明。
本實施形態之電波時鐘130係如圖17所示，具備電性連接於濾波器部131之壓電振動子1的構成，具備接收含有時鐘資訊之標準的電波，自動修正為正確時刻而顯示之機能的時鐘。
對於日本國內係於福島縣(40kHz)與佐賀縣(60kHz)，有發射標準之電波的發射所(發射基地台)，發射各標準電波。如40kHz或60kHz之長波係合併具有傳播在地表的性質，和反射電離層與地表之同時進行傳播的性質之故，傳播範圍廣，在上述2個發射所網羅全日本國內。
以下，對於電波時鐘130的機能構成加以詳細說明。
天線132係接收40kHz或60kHz之長波的標準電波。長波的標準電波係將稱作時間編碼的時刻資訊，對於40kHz或60kHz之傳送波加上AM變調之構成。所接收到的長波的標準電波係經由放大器133加以放大，再經由具有複數之壓電振動子1之濾波器部131而加以濾波、同調。在本實施形態之壓電振動子1係各具備具有與上述之傳送頻率數同一之40kHz及60kHz之共振頻率數的石英振動子部138，139。
更且，加以濾波的特定頻率數的信號係經由檢波、整流電路134加以檢波解調。接著，藉由波形整形電路135而取出時間編碼，由CPU136加以計算。由CPU136係讀取現在的年，累計日，星期，時刻等之資訊。所讀取的資 訊係由RTC137所反映，顯示正確的時刻資訊。
傳送波係為40kHz或60kHz之故，石英振動子部138，139係具有上述之音叉型之構造的振動子為最佳。
然而，上述之說明係顯示在日本國內的例，但長波的標準電波之頻率數係在海外為不同。例如，在德國係使用77.5kHz之標準電波。隨之，對於將亦在海外可對應之電波時鐘130組裝於攜帶機器之情況，係另外更需要與日本情況不同之頻率數的壓電振動子1。
如上述，如根據本實施形態之電波時鐘130，因具備上述之壓電振動子1之故，可提供對於特性及信賴性優越之電波時鐘130。更且加上於此，可長期安定高精確度地計算時刻。
然而，本發明之技術範圍係非僅限定於上述實施形態，在不超脫本發明要點之範圍內，可加上種種之變更。
例如，在上述之實施形態中，使用有關本發明之封裝的製造方法同時，於封裝的內部封入壓電振動片而製造壓電振動子，但亦可於封裝的內部封入壓電振動片以外的石英板，製造壓電振動子以外的裝置。
另外，在上述之實施形態中，將使用音叉型之壓電振動片的壓電振動子舉例說明過本發明之封裝的製造方法，但並不限於此，例如對於使用AT切型之壓電振動片(厚滑振動片)的壓電振動子等，亦可適用本發明。
另外，在上述之實施形態中，對於於貫通孔21，22內，配置從基座部38立設之金屬銷37，之後，經由研磨 去除基座部38而形成貫通電極7，8的情況加以說明過，但並不限於此。例如，亦可將貫通孔21，22作為有底的凹部，將圓柱狀的金屬銷配置於凹部內而形成貫通電極。但在金屬銷則未傾倒而可配置於貫通孔內的點，對於本實施形態有優位性。
更且，在上述之實施形態中，在壓電振動子1的製造工程，對於於對應於在基底基板用晶圓40之各基底基板2的位置，各形成校準標記35，36之情況加以說明過，但不限於此等。即，如於在基底基板用晶圓40之任意位置形成有校準標記亦可。此情況，亦可於在基底基板用晶圓40之基底基板2的形成範圍之外側，形成校準標記。
另外，校準標記35，36的形狀係未限定為矩形或圓形狀，而亦可作十字等適宜設計變更。
更且，以另外工程形成圍繞電極27，28與校準標記35，36亦可。
1‧‧‧壓電振動子(石英裝置)
2‧‧‧基底基板
3‧‧‧蓋基板
4‧‧‧封裝(接合片)
5‧‧‧壓電振動片(石英板)
27，28‧‧‧圍繞電極(電極圖案)
35，36‧‧‧校準標記
40‧‧‧基底基板用晶圓(第1晶圓)
50‧‧‧蓋基板用晶圓(第2晶圓)
81‧‧‧開口部(第1開口部，第2開口部)
100‧‧‧振盪器
101‧‧‧振盪器之積體電路
110‧‧‧攜帶資訊機器(電子機器)
113‧‧‧電子機器之計時部
130‧‧‧電波時鐘
131‧‧‧電波時鐘之濾波器部
B‧‧‧突起電極
C‧‧‧空腔
圖1係在本發明之實施形態的壓電振動子之外觀斜視圖。
圖2係圖1所示之壓電振動子之內部構成圖，在拆除蓋基板狀態，從上方而視壓電振動片的圖。
圖3係沿圖2所示之A-A線的壓電振動子之剖面圖。
圖4係圖1所示之壓電振動子之分解斜視圖。
圖5係壓電振動片之上面圖。
圖6係壓電振動片之下面圖。
圖7係顯示壓電振動子之製造方法的流程圖。
圖8係為了說明壓電振動子之製造方法的工程圖，其中為晶圓接合體之分解斜視圖。
圖9係顯示於成為基底基板之基礎的基底基板用晶圓形成複數之貫通孔的狀態圖。
圖10係金屬銷的斜視圖。
圖11係顯示於基底基板用晶圓的第1面圖案化圍繞電極之狀態圖。
圖12係說明圍繞電極之圖案化方法的圖(1)。
圖13係說明圍繞電極之圖案化方法的圖(2)。
圖14係說明圍繞電極之圖案化方法的圖(3)。
圖15係顯示本發明之一實施形態的圖，振盪器之構成圖。
圖16係顯示本發明之一實施形態的圖，電子機器之構成圖。
圖17係顯示本發明之一實施形態的圖，電波時鐘之構成圖。
圖18係以往之壓電振動子之內部構造圖，在拆除蓋基板狀態，從上方而視壓電振動片的圖。
圖19係以往之壓電振動子之剖面圖。
1‧‧‧壓電振動子(石英裝置)
2‧‧‧基底基板
2a‧‧‧背面
2b‧‧‧表面
3‧‧‧蓋基板
3a‧‧‧凹部
5‧‧‧壓電振動片(石英板)
6、7‧‧‧外部電極
8，9‧‧‧貫通電極
10，11‧‧‧振動腕部
12‧‧‧基部
21，22‧‧‧貫通孔
23‧‧‧接合材
27，28‧‧‧圍繞電極(電極圖案)
35，36‧‧‧校準標記
B‧‧‧突起電極

Claims (10)

  1. 一種石英裝置，係具備將接合有複數之晶圓的晶圓接合體加以個片化於各裝置形成範圍所成之接合片；和形成於前述接合片內，可封入石英板之空腔之石英裝置，其特徵為具備：前述複數之晶圓之中，形成於在第1晶圓之前述裝置形成範圍上之電極圖案；和為了將前述石英板安裝於前述電極圖案之突起電極；對於前述第1晶圓上，係與前述電極圖案以另外個體形成為了進行前述突起電極的定位之校準標記者。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之石英裝置，其中，前述校準標記係形成於在前述第1晶圓之各前述裝置形成範圍者。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項記載之石英裝置，其中，前述校準標記則至少形成2個以上。
  4. 一種石英裝置之製造方法，係具備：將接合有複數之晶圓的晶圓接合體加以個片化於各裝置形成範圍所成之接合片；和形成於前述接合片內，可封入石英板之空腔之石英裝置之製造方法，其特徵為具備：前述複數之晶圓之中，形成於在第1晶圓之石英裝置形成範圍上之電極圖案；和為了將前述石英板安裝於前述電極圖案之突起電極 ；並具有：於相當於前述電極圖案之範圍，將具有第1開口部之光罩材安裝於前述第1晶圓上，以濺鍍法形成前述電極圖案之電極圖案形成工程；和於前述第1晶圓上，係與前述電極圖案以另外個體形成為了進行前述突起電極的定位之校準標記之校準標記形成工程；和依據前述校準標記之位置，於前述電極圖案上形成前述突起電極之突起電極形成工程；和藉由前述突起電極而安裝前述石英板於前述電極圖案之安裝工程。
  5. 如申請專利範圍第4項記載之石英裝置之製造方法，其中，前述光罩材係於相當於前述校準標記之範圍具有第2開口部，以濺鍍法在同一工程進行前述電極圖案形成工程與前述校準標記形成工程。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項記載之石英裝置之製造方法，其中，在前述校準標記形成工程中，對應於在前述第1晶圓之各前述裝置形成範圍而形成前述校準標記者。
  7. 一種壓電振動子，其特徵為於如申請專利範圍第1項至第3項任一項記載之石英裝置之前述空腔內，作為前述石英板而氣密封閉壓電振動片所成者。
  8. 一種振盪器，其特徵為如申請專利範圍第7項記載 之前述壓電振動子則作為振盪子而電性連接於積體電路者。
  9. 一種電子機器，其特徵為如申請專利範圍第7項記載之前述壓電振動子則電性連接於計時部者。
  10. 一種電波時鐘，其特徵為如申請專利範圍第7項記載之前述壓電振動子則電性連接於濾波部者。
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