TWI481190B - A piezoelectric vibrator, a method of manufacturing a piezoelectric vibrator, an oscillator, an electronic device, and a radio wave - Google Patents

A piezoelectric vibrator, a method of manufacturing a piezoelectric vibrator, an oscillator, an electronic device, and a radio wave Download PDF

Info

Publication number
TWI481190B
TWI481190B TW098104365A TW98104365A TWI481190B TW I481190 B TWI481190 B TW I481190B TW 098104365 A TW098104365 A TW 098104365A TW 98104365 A TW98104365 A TW 98104365A TW I481190 B TWI481190 B TW I481190B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
piezoelectric
piezoelectric vibrator
frequency
film
base substrate
Prior art date
Application number
TW098104365A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201010278A (en
Inventor
Junya Fukuda
Original Assignee
Sii Crystal Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sii Crystal Technology Inc filed Critical Sii Crystal Technology Inc
Publication of TW201010278A publication Critical patent/TW201010278A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI481190B publication Critical patent/TWI481190B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/21—Crystal tuning forks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/053—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body
    • H01L23/055—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body the leads having a passage through the base
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/10—Mounting in enclosures
    • H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/1014—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
    • H03H9/1021—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device the BAW device being of the cantilever type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3011—Impedance
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/42—Piezoelectric device making

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Description

壓電振動子、壓電振動子的製造方法、振盪器、電子機器及電波時鐘
本發明是有關在所被接合的2片基板之間形成的空腔內密封有壓電振動片之表面安裝型(SMD)的壓電振動子，製造該壓電振動子的壓電振動子的製造方法，具有壓電振動子的振盪器、電子機器及電波時鐘。
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為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為人所知。此種的壓電振動子，一般有3層構造型態者為人所知，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)內。
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內收納有壓電振動片。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。
又，收容於空腔內的壓電振動片，有音叉型的壓電振動片為人所知。音叉型的壓電振動片是具有：平行配置的一對的振動腕部、及一體固定該一對的振動腕部的基端側的基部，在被施加預定的驅動電壓時，一對的振動腕部會振動於互相接近或離間的方向。另外，此振動時的頻率F是若將振動腕部的腕長度(長度方向的長度)設為L，腕寬度設為W，則以F=k(W/L2 )來求取的情況為人所知(式中的k是比例定數)。
可是，一般在壓電振動子是定有標稱頻率。此標稱頻率是保證壓電振動片被施加預定的驅動電壓而振動時的頻率的值。亦即，壓電振動片是必須在施加時以能夠振動於標稱頻率的範圍內之方式調整頻率。
因此，進行壓電振動片的頻率調整。一般，頻率調整是分成粗調工程及微調工程來進行。粗調工程是在壓電振動片的製作階段進行者，粗調頻率，先某程度接近標稱頻率的工程。微調工程是在將壓電振動片密封於空腔內之後進行者，以壓電振動片能夠最終振動於標稱頻率的範圍內之方式，將頻率微細地調整的工程。特別是此微調工程為決定壓電振動片的品質的重要工程。
此微調工程是在使壓電振動片振動後，一邊計測頻率一邊以雷射等來加熱該壓電振動片的外表面上所成膜的重疊金屬膜而部份地除去的方法為一般(例如參照專利文獻1)。若根據此方法，則藉由除去重疊金屬膜來稍微地減輕壓電振動片的重量，所以該壓電振動片的頻率會變高。因此，可慢慢地提高(追近)壓電振動片的頻率，可接近標稱頻率。
另一方面，在製造壓電振動子時，與上述頻率調整同樣重要的作業，是提高空腔內的真空度，而來調整串聯共振電阻值(R1)的作業。此串聯共振電阻值是依靠空腔內的真空度。具體而言，至空腔內的真空度到達一定水準為止，是以串聯共振電阻值能夠接近適當的電阻值之方式降低，真空度為一定水準以上，不會有從該電阻值大幅度變動的情形。可是，此空腔內的真空度是對壓電振動片的頻率造成影響的一要因。因此，串聯共振電阻值是必須在微調工程時已經調整成適當的共振串聯電阻植。
調整串聯共振電阻值的方法，例如有利用設於空腔內的鋁等的吸氣材之方法為人所知(例如參照專利文獻2及專利文獻3)。此方法是首先以雷射等來加熱吸氣材而使活化。於是，活化的吸氣材(getter)會一邊蒸發一邊吸收空腔內的空氣。其結果，可提高空腔內的真空度，可調整串聯共振電阻值。另外，之後將使真空度提升而來調整串聯共振電阻值的方法稱為吸氣(gettering)。
如此，在製造表面安裝型的壓電振動子時，為了保持製品的品質，必須在將壓電振動片密封於空腔內之後，分別實施吸氣及微調工程。
圖29是卸下以往技術的壓電振動子的蓋體基板的狀態平面圖，圖30是圖29的D-D線的剖面圖。如圖30所示，提案一以基底基板201及蓋體基板202來形成封裝體209，在封裝體209的內部所形成空腔C收納壓電振動片203者，作為表面安裝型的壓電振動子200。基底基板201與蓋體基板202是在兩者間配置接合膜207而藉由陽極接合來接合。
一般最好壓電振動子是等效電阻值(實效電阻值、Re)被壓更低。等效電阻值低的壓電振動子是可以低電力來使壓電振動片振動，因此成為能量效率佳的壓電振動子。
用以壓制等效電阻值的一般性方法之一，如圖29所示，有使密封壓電振動片203的空腔C內接近真空的方法為人所知。使空腔C內接近真空的方法，有在空腔C內密封鋁等的吸氣材210，由外部照射雷射來使該吸氣材220活化的方法為人所知(例如參照專利文獻2及3)。若根據此方法，則可藉由成為活化狀態的吸氣材210來吸收陽極接合時發生的氧，因此可使空腔C內接近真空。
[專利文獻1]特開2003-133879號公報
[專利文獻2]特開2006-86585號公報
[專利文獻3]特表2007-511102號公報
然而，在上述的壓電振動子的製造方法中有以下的不良點。
首先，在微調工程時加熱重疊金屬膜時，因為形成有該重疊金屬膜的壓電振動片也會一起加熱，所以無論如何，壓電振動片也會接受加熱所產生負荷。因此，最好是儘可能不賦予負荷來進行微調工程。然而，因為重疊金屬膜是膜厚容易產生偏差，所以容易對壓電振動片施以加熱所造成的負荷。亦即，因為膜厚有偏差，所以每一脈衝照射雷射，在變動的頻率會產生差異。亦即，即使所欲1脈衝照射雷射來除去預計量的重疊金屬膜，還是會因為膜厚有偏差，所以與預計不同之未打算量的重疊金屬膜會被除去。因此，在變動的頻率產生差異。因此，有時必須重複照射壓電振動片，加熱所產生的負荷會蓄積於壓電振動片，恐有對壓電振動片造成不良影響之虞。
特別是因為除去的重疊金屬膜無法回到原來，所以不能使一度提高的頻率回來低。因此，不得不一點一點地慎重地進行重疊金屬膜的除去。因此，加熱所產生的負荷會容易蓄積於壓電振動片，造成不良影響的可能性高。
又，由於用以保持品質的必須作業的吸氣及微調工程是分別以各別的時序來進行，因此無論如何，壓電振動子的製造會花時間，無法進行效率佳的作業。
本發明是考慮如此的情事而研發者，其目的是在於提供可一邊極力減輕加熱所產生的負荷蓄積，一邊能夠更高精度地進行頻率的微調，且可效率佳地進行吸氣及微調之表面安裝型的壓電振動子。並且，提供一製造該壓電振動子的壓電振動子的製造方法、具有壓電振動子的振盪器、電子機器、電波時鐘。
搭載圖29所示的音叉型壓電振動片203的壓電振動子200的頻率調整方法，有使頻率調整用的金屬重疊材料211附著於壓電振動片203的振動腕部210的前端，以能夠照射雷射光來部份地熔融除去重疊材料211而減輕其質量的方式進行修整的方法為人所知(例如參照專利文獻1)。
然後，以往的頻率調整方法，因為是修整重疊材料211來減少振動腕部210的質量，所以只能在使壓電振動子200的頻率增加的方向進行頻率調整。過度修整重疊材料211而使得壓電振動子200的頻率超過目標值時，因為沒有將該頻率降低至目標值的方法，所以不得不廢棄壓電振動子200。其結果，會有壓電振動子200的良品率降低的問題。
本發明是有鑑於上述那樣的問題而研發者，其目的是在於提供一種可使良品率提升的壓電振動子及其製造方法。
為了解決上述課題，本發明係提供以下的手段。
本發明的壓電振動子，其特徵係具備：壓電振動片，其係具有：在平行配置的狀態下，基端側被固定於基部，前端側形成有重疊金屬膜之一對的振動腕部；基底基板，其係該壓電振動片被安裝於上面；蓋體基板，其係以能夠將所被安裝的上述壓電振動片收容於空腔內的方式接合於基底基板；調整膜，其係於平面視時，在鄰接於上述一對的振動腕部的附近之狀態下，以能夠沿著該振動腕部的長度方向來從基端側延伸至前端側的方式形成於上述兩基板的其中至少任一方，藉由加熱來使上述空腔內的真空度提升，該調整膜係藉由上述加熱來局部地蒸鍍於鄰接的上述振動腕部的側面。
又，本發明的壓電振動子的製造方法，該壓電振動子係具備：壓電振動片，其係具有：在平行配置的狀態下，基端側被固定於基部，前端側形成有重疊金屬膜之一對的振動腕部；基底基板，其係該壓電振動片被安裝於上面；蓋體基板，其係以能夠將所被安裝的上述壓電振動片收容於空腔內的方式接合於基底基板；調整膜，其係於平面視時，在鄰接於上述一對的振動腕部的附近之狀態下，以能夠沿著該振動腕部的長度方向來從基端側延伸至前端側的方式形成於上述兩基板的其中至少任一方，藉由加熱來使上述空腔內的真空度提升，其特徵為具備：調整膜形成工程，其係於上述基底基板與上述蓋體基板的其中至少任一方形成上述調整膜；接合工程，其係將上述壓電振動片安裝於上述基底基板的上面之後，接合基底基板與上述蓋體基板，而將壓電振動片密封於上述空腔內；吸氣工程，其係使密封於上述空腔內的上述壓電振動片振動，而一邊一起計測串聯共振電阻值及頻率，一邊局部地加熱上述調整膜而使蒸發，將空腔內的真空度調整於一定水準以上的同時，將頻率調整於目標值附近的近似範圍內；及吸氣工程，其係於該吸氣工程後，繼續一邊計測頻率，一邊加熱上述重疊金屬膜，而微調上述近似範圍內的頻率來接近上述目標值，又，上述吸氣工程時，按照上述近似範圍與計測後的頻率的差來決定上述調整膜的加熱位置，且使加熱後的調整膜局部地蒸鍍於位在上述加熱位置附近的上述振動腕部的側面，藉此使振動特性變化。
此發明的壓電振動子及壓電振動子的製造方法中，首先進行調整膜形成工程，其係於基底基板與蓋體基板的其中至少任一方的基板，形成藉由加熱來使空腔內的真空度提升的調整膜。此時，使調整膜，平面視時，在鄰接於一對的振動腕部的附近之狀態下，以能夠沿著該振動腕部的長度方向來從基端側延伸至前端側的方式形成。另外，所謂平面視是意指以能夠將壓電振動片投影於基底基板或蓋體基板上的方式，從上面乃至下面來觀察壓電振動子。
其次，進行接合工程，其係將壓電振動片安裝於基底基板的上面之後，接合基底基板與蓋體基板。藉此，可將壓電振動片密封於空腔內。
其次，進行吸氣工程，其係使密封於空腔內的壓電振動片振動，而一邊計測串聯共振電阻值，一邊局部地加熱調整膜而使蒸發，將空腔內的真空度調整於一定水準以上。在此，所謂一定水準是意指即使更提升真空度，照樣串聯共振電阻值不會有大的變動之狀態。藉此，可確保適當的串聯共振電阻值。
並且，吸氣工程是在調整空腔內的真空度的同時，利用調整膜來一邊計測頻率一邊將該頻率調整於目標值附近的近似範圍內。在此，所謂目標值是用以確保品質之壓電振動子的標稱頻率。
若說明有關此吸氣工程時的頻率的調整方法，則首先調整膜是平面視時在鄰接於一對的振動腕部的附近之狀態下形成。因此，一旦加熱調整膜而使蒸發，則會局部地蒸鍍於位在加熱位置的附近之振動腕部的側面。此時，調整膜所蒸鍍的位置，若為振動腕部的基端側，則頻率有變高的傾向，若為前端側，則頻率有變低的傾向。因此，藉由變更調整膜的加熱位置，可使頻率增減。因此，按照近似範圍與實際計測後的頻率的差來決定調整膜的加熱位置，且使蒸發後的調整膜局部地蒸鍍於振動腕部的側面，可使振動腕部的振動特性變化。因此，可與吸氣同時，將一對的振動腕部的頻率調整於目標值附近的近似範圍內。
如此，藉由進行吸氣工程，可確保適當的串聯共振電阻值的同時，可事先將頻率追收於近似範圍內。另外，有關空腔內的真空度沒有受調整膜的加熱位置左右的情形。
其次，繼續進行微調工程，其係一邊計測頻率，一邊加熱重疊金屬膜，而微調近似範圍內的頻率來接近目標值。藉此，可將壓電振動片的頻率調整成目標值的標稱頻率。
其結果，可製造一在互相接合的基底基板與蓋體基板之間所形成的空腔內收容壓電振動片之表面安裝型的壓電振動子。
特別是以往有關頻率調整是不得不仰賴重疊金屬膜，因此必須慎重地多次除去膜厚有偏差的重疊金屬膜。相對的，本發明是在微調工程前已經將頻率調整於目標值的近似範圍內，所以只要稍微地除去重疊金屬膜即可。因此，不太受膜厚的偏差影響，可更短時間高精度地進行微調。因此，可謀求高品質化。並且，因為不必像以往那樣多次加熱重疊金屬膜，所以可抑制加熱所產生的負荷蓄積。此點也可謀求壓電振動子的高品質化。
更因為可並行以往以各別的時序所進行的吸氣及微調，所以可謀求製造工程的簡素化，進而能夠提高製造效率。
又，本發明之壓電振動子的特徵，係上述調整膜在平面視時以能夠夾於上述一對的振動腕部之間的方式形成。
又，本發明之壓電振動子的製造方法的特徵，係上述調整膜形成工程時，使上述調整膜在平面視時以能夠夾於上述一對的振動腕部之間的方式形成。
若根據此發明的壓電振動子及壓電振動子的製造方法，則調整膜形成工程時，使調整膜在平面視時以能夠夾於一對的振動腕部之間的方式形成。亦即，該調整膜是位於一對的振動腕部的雙方附近。因此，只要加熱1處的調整膜，便可使調整膜蒸鍍於一對的振動腕部的雙方側面。亦即，不需要以能夠分別鄰接於一對的振動腕部之方式來形成一對的調整膜，加熱該一對的調整膜之作業。因此，可謀求製造工程的更簡素化。
又，本發明之壓電振動子的製造方法，該壓電振動子係具備：音叉型的壓電振動片，其係具備一對的振動腕部；封裝體，其係收容上述壓電振動片；及第1質量調整膜，其係形成於上述振動腕部，可藉由除去上述第1質量調整膜的一部分來使上述壓電振動片的頻率增加，其特徵係具有：與上述第1質量調整膜鄰接，在上述封裝體的內部形成第2質量調整膜，在與上述第1質量調整膜鄰接的領域，除去上述第2質量調整膜的至少一部分，藉此使上述壓電振動片的頻率降低之工程。
只要除去第1質量調整膜的一部分，壓電振動片的頻率便會增加，因此若在第1質量調整膜的形成區間有物質附著，則壓電振動片的頻率會降低。本發明是在鄰接於第1質量調整膜的領域除去第2質量調整膜的構成，因此可使隨除去的生成物附著於第1質量調整膜的形成區間，能使壓電振動片的頻率降低。藉此，即使過量除去第1質量調整膜而使得壓電振動子的頻率超過目標範圍時，照樣可藉由除去第2質量調整膜來將壓電振動子的頻率收於目標範圍內。因此，可使壓電振動子的良品率提升。
又，最好上述第2質量調整膜的除去是藉由從上述封裝體的外部照射雷射來進行。
若根據此構成，則可與第1質量調整膜的除去同樣地除去第2質量調整膜，可容易進行壓電振動子的頻率調整。
又，最好上述封裝體係經由接合膜來陽極接合一對的基板所形成，具有同時形成上述接合膜及上述第2質量調整膜的工程。
若根據此構成，則可使製程簡略化而降低製造成本。
另一方面，本發明的壓電振動子，係具備：音叉型的壓電振動片，其係具備一對的振動腕部；封裝體，其係收容上述壓電振動片；及第1質量調整膜，其係形成於上述振動腕部，可藉由除去上述第1質量調整膜的一部分來使上述壓電振動片的頻率增加，其特徵為：與上述第1質量調整膜鄰接，在上述封裝體的內部形成第2質量調整膜，在與上述第1質量調整膜鄰接的領域，除去上述第2質量調整膜的至少一部分。
並且隨上述第2質量調整膜的除去之生成物的至少一部分，係附著於上述振動腕部的長度方向之上述第1質量調整膜的形成區間。
若根據該等的構成，則因為在使壓電振動片的頻率降低的方向調整頻率，所以可使壓電振動子的良品率提升。
又，上述第2質量調整膜，最好是吸氣材。
若根據此構成，則不必吸氣材以外另形成第2質量調整膜，因此可降低壓電振動子的成本。
又，本發明的振盪器的特徵係上述本發明的壓電振動子作為振盪子來電性連接至積體電路。
又，本發明的電子機器的特徵係上述本發明的壓電振動子被電性連接至計時部。
又，本發明的電波時鐘的特徵係上述本發明的壓電振動子被電性連接至濾波器部。
在此發明的振盪器、電子機器及電波時鐘中，因為具備可一邊減輕加熱所產生的負荷蓄積，一邊藉由更高精度地進行頻率的微調來使高品質化的同時，藉由效率佳地進行吸氣及微調來使低成本化之壓電振動子，所以可同樣地謀求高品質化及低成本化。
又，由於具備良品率會提升的壓電振動子，所以可減少振盪器、電子機器及電波時鐘的成本。
若根據本發明的壓電振動子，則可成為一邊減輕加熱所產生的負荷的蓄積，一邊藉由更高精度地進行頻率的微調來高品質化的同時，藉由有效率進行吸氣及微調來低成本化之表面安裝型的壓電振動子。
又，若根據本發明的壓電振動子的製造方法，則可製造上述壓電振動子。
又，若根據本發明的壓電振動子的製造方法，則藉由除去第2質量調整膜，可使壓電振動片的頻率降低。藉此，即使過剩地除去第1質量調整膜而使得壓電振動子的頻率超過目標範圍時，還是可藉由除去第2質量調整膜來將壓電振動子的頻率收於目標範圍內。因此，可使壓電振動子的良品率提升。
又，若根據本發明的振盪器、電子機器及電波時鐘，則因為具備上述的壓電振動子，所以可同樣地謀求高品質化及低成本化。
 [第1實施形態]
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。
如圖1～圖4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，在內部的空腔C內收納有壓電振動片4的表面安裝型的壓電振動子。
另外，在圖4中，為了容易看圖面，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及重疊金屬膜21的圖示。
如圖5～7所示，壓電振動片4是由水晶、鉭酸鋰或鈮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10、11的基端側的基部12、及形成於一對的振動腕部10、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10、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7所示，第1激發電極13是主要形成於一方的振動腕部10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5及圖6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(Al)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)的重疊金屬膜21，使本身的振動狀態能夠在預定的頻率範圍內振動。另外，此重疊金屬膜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內。
如此構成的壓電振動片4是如圖3及圖4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36、37上所形成的2個凸塊B上，一對的安裝電極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。
另外，壓電振動片4的接合方法並非限於凸塊接合。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，凸塊接合較為理想。
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4所示，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。另外，基底基板2與蓋體基板3的接合方法並非限於陽極接合。但，因為藉由陽極接合，可牢固地接合兩基板2、3，所以較理想。
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4所示，以可對蓋體基板3重疊的大小來形成板狀。
在此基底基板2形成有貫通基底基板2的一對通孔30、31。此時，一對的通孔30、31是以能夠收於空腔C內的方式形成。更詳細說明，本實施形態的通孔30、31是形成一方的通孔30會位於所被安裝的壓電振動片4的基部12側，另一方的通孔31會位於振動腕部10、11的前端側。而且，在該等一對的通孔30、31是形成有以能夠填埋該通孔30、31的方式形成之一對的貫通電極32、33。該等貫通電極32、33是如圖3所示，完全阻塞通孔30、31而維持空腔C內的氣密的同時，擔負使後述的外部電極38、39與繞拉電極36、37導通的任務。
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4所示，有藉由加熱來使空腔C內的真空度提升的吸氣材(調整膜)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。另外，接合膜35及一對的繞拉電極36、37是由導電性材料(例如鋁)所構成。
吸氣材34是平面視時鄰接於一對的振動腕部10、11附近的狀態下，以能夠沿著該振動腕部10、11的長度方向從基端側延伸至前端側的方式，以鋁等所形成。更具體而言，吸氣材34是如圖2及圖4所示在一對的振動腕部10、11的外側面側形成一對。
又，接合膜35是以能夠包圍形成於蓋體基板3的凹部3a的周圍之方式沿著基底基板2的周緣來形成。
又，一對的繞拉電極36、37是被圖案化成可電性連接一對的貫通電極32、33中一方的貫通電極32與壓電振動片4的一方的安裝電極16，及電性連接另一方的貫通電極33與壓電振動片4的另一方的安裝電極17。
若更詳細說明，則一方的繞拉電極36是以能夠位於壓電振動片4的基部12的正下方之方式形成於一方的貫通電極32的正上方。又，另一方的繞拉電極37是從鄰接於一方的繞拉電極36的位置來沿著振動腕部10、11而被繞拉至該振動腕部10、11的前端側之後，以能夠位於另一方的貫通電極33的正上方之方式形成。
然後，在該等一對的繞拉電極36、37上分別形成有凸塊B，利用此凸塊B來安裝壓電振動片4。藉此，壓電振動片4的一方的安裝電極16可經由一方的繞拉電極36來導通至一方的貫通電極32，另一方的安裝電極17可經由另一方的繞拉電極37來導通至另一方的貫通電極33。
並且，在基底基板2的下面，如圖1、圖3及圖4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。
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10、11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，可作為時刻源、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8所示的流程圖，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5～圖7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，而成為一定厚度的晶圓。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研磨加工，而成為預定厚度的晶圓。接著，對晶圓實施洗淨等適當的處理後，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、20、安裝電極16、17、重疊金屬膜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。此是對重疊金屬膜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，將鈉鈣玻璃研磨加工至預定的厚度而洗淨後，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9所示，進行凹部形成工程(S22)，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，將鈉鈣玻璃研磨加工至預定的厚度而洗淨後，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。具體而言，首先，以噴沙法或沖壓加工等的方法來形成複數個一對的通孔30、31。然後，在該等複數的一對的通孔30、31內，形成一對的貫通電極32、33。藉由此一對的貫通電極32、33，來密封一對的通孔30、31的同時，確保從基底基板用晶圓40的上面側來與下面側的電氣導通性。
其次，進行調整膜形成工程(S33)，其係於基底基板用晶圓40的上面使鋁等圖案化，而於基底基板用晶圓40形成吸氣材34。此時，是使吸氣材34在平面視時鄰接於一對的振動腕部10、11附近的狀態下，以能夠沿著該振動腕部10、11的長度方向來從基端側延伸至前端側的方式形成。
然後，如圖10及圖11所示，在基底基板用晶圓40的上面使導電性材料圖案化，而進行形成接合膜35的接合膜形成工程(S34)，且進行形成複數個繞拉電極36、37的繞拉電極形成工程(S35)，該繞拉電極36、37是分別電性連接至各一對的貫通電極32、33。另外，圖10及圖11所示的點線M是表示以之後進行的切斷工程所切斷的切斷線。
藉由進行該等的工程，完成第2晶圓製作工程。
可是就圖8而言，工程順序為調整膜形成工程(S33)、接合膜形成工程(S34)、繞拉電極形成工程(S35)，但順序並無約制，即使是同時進行所有工程也無妨。無論哪個工程順序，皆可實現同一的作用效果。因此，即使因應所需來適當變更工程順序也無妨。
其次，進行接合工程(S40)，其係接合基底基板用晶圓40與蓋體基板用晶圓50。若詳細說明有關此接合工程，則一開始進行安裝工程(S41)，其係將製作的複數個壓電振動片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。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，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。
特別是因為壓電振動片4被凸塊接合，所以是在從基底基板用晶圓40的上面浮起的狀態下被支持。
在壓電振動片4的安裝終了後，進行對基底基板用晶圓40疊合蓋體基板用晶圓50的疊合工程(S42)。具體而言，一邊將未圖示的基準標記等作為指標，一邊將兩晶圓40、50對準於正確的位置。藉此，所被安裝的壓電振動片4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內之狀態。
疊合工程後，將疊合的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(S43)。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，可將壓電振動片4密封於空腔C內，可取得基底基板用晶圓40與蓋體基板用晶圓50接合之圖12所示的晶圓體60。另外，在圖12中，為了容易看圖面，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。又，圖12所示的點線M是表示以之後進行的切斷工程所切斷的切斷線。藉由進行此陽極接合，完成接合工程。
然後，上述陽極接合終了後，進行外部電極形成工程(S50)，其係於基底基板用晶圓40的下面將導電性材料圖案化，形成複數個分別雷性連接至一對的貫通電極32、33之一對的外部電極38、39。藉由此工程，可利用外部電極38、39來使被密封於空腔C內的壓電振動片4作動。
其次，進行吸氣工程(S60)，其係使密封於空腔C內的壓電振動片4振動，而一邊計測串聯共振電阻值，一邊將吸氣材34局部地加熱而使蒸發，將空腔C內的真空度調整成一定水準以上)。
具體說明，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，一邊計測串聯共振電阻值，一邊通過蓋體基板用晶圓50來從外部照射雷射光，加熱吸氣材34而使蒸發。藉此，可確保適當的串聯共振電阻值。
並且，吸氣工程是在調整空腔C內的真空度的同時，利用吸氣材34，一邊計測頻率，一邊將該頻率調整至目標值附近的近似範圍內。
說明有關此吸氣工程時的頻率調整方法，首先，吸氣材34是在平面視時鄰接於一對的振動腕部10、11附近的狀態下形成。因此，一旦加熱吸氣材34而使蒸發，則會在位於加熱位置附近的振動腕部10、11的側面局部地蒸鍍。此時，吸氣材34所蒸鍍的位置，若為振動腕部10、11的基端側，則有頻率變高的傾向，若為前端側，則有頻率變低的傾向。因此，藉由變更吸氣材34的加熱位置，可使頻率增減。因此，按照近似範圍與實際計測的頻率的差來決定吸氣材34的加熱位置的同時，使蒸發的吸氣材34局部地蒸鍍於振動腕部10、11的側面，可使振動腕部10、11的振動特性變化。因此，可與吸氣同時，將一對的振動腕部10、11的頻率調整於目標值附近的近似範圍內。
例如，頻率比近似範圍低時，如圖13所示，只要加熱一對的振動腕部10、11的基端側(例如圖13中以2點鎖線所示的範圍)的吸氣材34即可。藉此，可提高頻率，可使頻率接近近似範圍。
如此，藉由進行吸氣工程，可確保適當的串聯共振電阻值的同時，可預先將頻率逼入收於近似範圍內。另外，有關空腔C內的真空度是不會有被吸氣材34的加熱位置所左右的情形。
其次，進行微調工程(S70)，其係繼續一邊計測頻率，一邊以雷射等來加熱重疊金屬膜21的微調膜21b，而微調近似範圍內的頻率，接近目標值。藉此，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內。
頻率的微調終了後，進行切斷工程(S80)，其係沿著圖12所示的切斷線M來切斷所被接合的晶圓體60而小片化。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之間形成的空腔C內密封壓電振動片4。
另外，即使是進行切斷工程(S80)而使各個的壓電振動子1小片化後，進行吸氣工程(S60)及微調工程(S70)的工程順序也無妨。但，如上述般，藉由先進行吸氣工程(S60)及微調工程(S70)，可在晶圓體60的狀態下進行微調，因此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，較理想。
然後，進行內部的電氣特性檢查(S90)。亦即，測定壓電振動片4的共振頻率、共振電阻值、驅動電平特性(共振頻率及共振電阻值的激發電力依存性)等而檢查。並且，一併檢查絕緣電阻特性等。然後，最後進行壓電振動子1的外觀檢查，而最終檢查尺寸或品質等。藉此完成壓電振動子1的製造。
其結果，可一次製造複數個在互相接合的基底基板與蓋體基板之間形成的空腔內收容壓電振動片之表面安裝型的壓電振動子。
特別是以往有關頻率調整是不得不仰賴微調膜21b，因此必須慎重地多次除去膜厚有偏差的微調膜21b。相對的，本發明是在微調工程前已經將頻率調整至目標值的近似範圍內，因此只要稍微除去微調膜21b即可。因此，不太被膜厚的偏差所影響，可短時間高精度地進行微調。因此，可謀求高品質化。此外，不必像以往那樣多次加熱微調膜21b，所以可抑制加熱所產生的負荷蓄積。此點也可謀求壓電振動子1的高品質化。
又，由於可並行以往以各別的時序來進行的吸氣與微調，因此可謀求製造工程的簡素化，進而能夠提高製造效率。
[第2實施形態]
其次，參照圖14來說明本發明的第2實施形態。另外，在此第2實施形態中，有關與第1實施形態的構成要素相同的部分是附上同一符號而省略其說明。
第2實施形態與第1實施形態是有關在調整膜形成工程中形成的吸氣材34不同。亦即，第1實施形態是吸氣材34是在一對的振動腕部10、11的外側面側形成一對，但第2實施形態是在平面視時形成夾入一對的振動腕部10、11之間。亦即，吸氣材34是位於一對的振動腕部10、11的雙方附近。
若根據本實施形態，則第1實施形態所示的作用奏效後，只要藉由加熱1處的吸氣材34，便可使吸氣材34蒸鍍於一對的振動腕部10、11的雙方側面。亦即，不必以能夠分別鄰接於一對的振動腕部10、11之方式來形成一對的吸氣材34，加熱該一對的吸氣材34之作業。因此，可謀求製造工程的更簡素化。
[第3實施形態]
圖19是實施形態的壓電振動子的外觀立體圖。圖20是圖19所示的壓電振動子的內部構成圖，在卸下蓋體基板的狀態下，由上方來看壓電振動片的圖。圖21是沿著圖20的A-A線之壓電振動子的剖面圖。圖22是壓電振動子的分解立體圖。另外，在圖22中，為了容易看圖面，而省略壓電振動片的激發電極15、拉出電極19，20、安裝電極16，17及重疊金屬膜21的圖示。
如圖19～圖22所示，本實施形態的壓電振動子1是具備將基底基板2及蓋體基板3積層成2層的封裝體9，在封裝體9的內部的空腔C內收納有壓電振動片4的表面安裝型的壓電振動子1。
(壓電振動片)
圖23是壓電振動片的平面圖，圖24是壓電振動片的底面圖。圖25是圖23的B-B線的剖面圖。
如圖23～圖25所示，壓電振動片4是由水晶、鉭酸鋰或鈮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10、11的基端側的基部12、及形成於一對的振動腕部10、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。又，壓電振動片4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10、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10、11的外表面，分別被電性切離的狀態下被圖案化。具體而言，第1激發電極13是主要形成於一方的振動腕部10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，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(Al)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質量調整(頻率調整)的重疊金屬膜(第1質量調整膜)21，使本身的振動狀態能夠在預定的頻率範圍內振動。另外，此重疊金屬膜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(目標)頻率的範圍內。
如此構成的壓電振動片4是如圖21及圖22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36、37上所形成的2個凸塊B上，一對的安裝電極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。
(壓電振動子)
如圖19～圖22所示，本實施形態的壓電振動子1是具備將基底基板2及蓋體基板3積層成2層的封裝體9。
如圖19、圖21及圖22所示，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，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，形成收容壓電振動片4的空腔C之空腔用凹部。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。
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19～圖22所示，以可對蓋體基板3重疊的大小來形成板狀。
如圖20及圖21所示，在此基底基板2形成有貫通基底基板2的一對通孔(貫通孔)30、31。如圖20及圖21所示，在此基底基板2形成有貫通該基底基板2的一對通孔(貫通孔)30，31。一對的通孔30，31是形成於空腔C的對角線的兩端部。而且，在該等一對的通孔30，31中形成有以能夠填埋此通孔30，31的方式形成的一對貫通電極32，33。該等貫通電極32，33是藉由Ag膏等的導電材料所構成。在基底基板2的下面形成有分別對一對的貫通電極32，33電性連接的一對外部電極38，39。
如圖20及圖22所示，在基底基板2的上面側(接合有蓋體基板3的接合面側)，藉由導電性材料(例如鋁)來使陽極接合用的接合膜35、及一對的繞拉電極36、37圖案化。其中接合膜35是以能夠包圍形成於蓋體基板3的凹部3a的周圍之方式沿著基底基板2的周緣來形成。並且，一對的繞拉電極36、37是被圖案化成可電性連接一對的貫通電極32、33中一方的貫通電極32與壓電振動片4的一方的安裝電極16，及電性連接另一方的貫通電極33與壓電振動片4的另一方的安裝電極17。
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的外部雷極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10、11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，可作為時刻源、控制訊號的時序源或參考訊號源等加以利用。
(吸氣材)
如圖20及圖22所示，本實施形態的壓電振動子是在空腔的內部具備吸氣材(第2質量調整膜)70。吸氣材70是藉由雷射照射來活化而吸附周圍的氣體者，例如可使用鋁(Al)或鈦(Ti)、鋯(Zr)等的金屬、或該等的合金等來形成。本實施形態的吸氣材70是藉由與接合膜35及繞拉電極36，37相同的金屬鋁，和接合膜35及繞拉電極36，37同時形成於基底基板2的上面。另外，吸氣材70亦可形成於蓋體基板3的空腔用凹部3a的內面。
本實施形態的吸氣材70是配置在鄰接於重疊金屬膜21的領域，該重疊金屬膜21是形成於壓電振動片4的振動腕部10，11。具體而言，吸氣材70的至少一部分會配置成與振動腕部10，11的長度方向的重疊金屬膜21的形成區間重疊。另外，吸氣材70的全部亦可配置於振動腕部10，11的長度方向的重疊金屬膜21的形成區間的內部或比重疊金屬膜21的形成區間更靠振動腕部10，11的前端側。
又，吸氣材70是配置於可從壓電振動子1的外部照射雷射的位置。另外，因為本實施形態的蓋體基板3的凹部3a的底面是非研磨面(毛玻璃狀)，所以不能從蓋體基板3的外側(壓電振動子1的上面側)照射雷射。因此，從基底基板2的外側(壓電振動子1的下面側)照射雷射。於是，在由壓電振動子1的下面側來看不會與外部電極38，39重疊的位置配置吸氣材70。並且，以吸氣材70不會妨礙雷射照射至重疊金屬膜21的方式，在由壓電振動子1的下面側來看不會與重疊金屬膜21重疊的位置配置吸氣材70。本實施形態是由壓電振動子1的下面側來看，在一對的振動腕部10，11的寬度方向兩側分別配置吸氣材70，70。
一旦對吸氣材70照射雷射，則吸氣材70會蒸發而被除去。因為本實施形態是對鄰接於重疊金屬膜21而配置的吸氣材70照射雷射，所以在重疊金屬膜21的鄰接領域形成有吸氣材的除去溝71。除去溝71是例如形成對振動腕部10，11的長度方向大致垂直延伸的直線狀。並且複數的除去溝71是以大致等間隔來形成大致平行。
藉由雷射照射而蒸發的吸氣材是吸收空腔內的氧而形成金屬氧化物。此金屬氧化物的一部分是附著於壓電振動片4的振動腕部10，11。特別是本實施形態是對鄰接於重疊金屬膜21而配置的吸氣材70照射雷射，所以在振動腕部10，11的長度方向的重疊金屬膜21的形成區間附著有金屬氧化物。
(壓電振動子的製造方法)
圖26是壓電振動子的製造方法的流程圖，圖27是壓電振動子的製造方法的說明圖。另外，在圖27中，為了容易看圖面，而省略基底基板用晶圓40的接合膜35及吸氣材70的圖示。另外，圖27所示的點線M是表示以之後進行的切斷工程所切斷的切斷線。本實施形態是在基底基板用晶圓40與蓋體基板用晶圓50之間配置複數的壓電振動片4，而一次製造複數的壓電振動子。
首先，進行壓電振動片製作工程，而製作圖23～圖25所示的壓電振動片4(S10)。並且，在製作壓電振動片4後，進行共振頻率的粗調。這是對重疊金屬膜21的粗調膜21a照射雷射光而使一部分蒸發，令重量變化來進行。另外，有關更高精度調整共振頻率的微調是在安裝後進行。有關於此會在往後說明。
其次，如圖27所示，進行第1晶圓製作工程(S20)，其係將之後形成蓋體基板的蓋體基板用晶圓50製作至即將進行陽極接合之前的狀態。首先，將鈉鈣玻璃研磨加工至預定的厚度而洗淨後，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，進行凹部形成工程(S22)，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)，其係以和上述工程同時或前後的時序，將之後形成基底基板的基底基板用晶圓40製作至即將進行陽極接合之前的狀態。首先，將鈉鈣玻璃研磨加工至預定的厚度而洗淨後，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(S30A)，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。
其次，如圖22所示，同時進行：在基底基板用晶圓40的上面使導電性材料圖案化，而形成接合膜35的接合膜形成工程(S36)、及形成繞拉電極36，37的繞拉電極形成工程(S37)、及形成吸氣材70的吸氣材形成工程(S38)。另外，接合膜形成工程(S36)、繞拉電極形成工程(S37)及吸氣材形成工程(S38)亦可全部或一部分作為別的工程，以任意的工程順序來進行。
其次，進行將製作後的複數個壓電振動片4分別經由繞拉電極36、37來接合於基底基板用晶圓40的上面之安裝工程(S40)。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，一邊把壓電振動片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，而形成從基底基板用晶圓40的上面浮起的狀態，且安裝電極16、17與繞拉電極36、37會形成電性連接的狀態。
在壓電振動片4的安裝終了後，如圖27所示，進行對基底基板用晶圓40疊合蓋體基板用晶圓50的疊合工程(S50)。具體而言，一邊將未圖示的基準標記等作為指標，一邊把兩晶圓40、50對準於正確的位置。藉此，所被安裝的壓電振動片4會形成被收容於兩晶圓40、50之間所形成的空腔內之狀態。
疊合工程後，進行接合工程(S60)，其係將疊合的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。具體而言，在圖22所示的接合膜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，可將壓電振動片4密封於空腔C內，可取得基底基板用晶圓40與蓋體基板用晶圓50接合之晶圓體60。
然後，上述陽極接合終了後，進行外部電極形成工程(S70)，其係於基底基板用晶圓40的下面將導電性材料圖案化，形成複數個一對的外部電極38、39。藉由此工程，可從外部電極38，39經由貫通電極32，33來使被密封於空腔C內的壓電振動片4作動。
其次，進行吸氣工程(S75)，其係對圖22所示的吸氣材70照射雷射而使活化。該雷射可與其次所述的微調工程相同採用YAG雷射等。如上述般，由於無法從蓋體基板用晶圓50的外側照射雷射，因此從基底基板用晶圓40的外側進行雷射照射。本實施形態的吸氣材70是從基底基板用晶圓40的外側來看配置於不會與外部電極38，39重疊的位置，因此可對吸氣材70確實地照射雷射。一旦吸氣材70(例如Al)藉由雷射照射而蒸發，則會吸收空腔內的氧而生成金屬氧化物(例如Al2 O3 )。藉此，空腔內的氧會被消費，而可使真空度提升。
其次，進行微調工程(S80)，其係於晶圓體60的狀態，微調被密封於空腔C內的各個壓電振動子1的頻率，而收於預定的範圍內。具體說明，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，一邊從基底基板用晶圓40的外部照射雷射，使重疊金屬膜21的微調膜21b蒸發而修整。另外，本實施形態是從基底基板用晶圓40的外部來看在不會與重疊金屬膜21重疊的位置配置吸氣材70，因此可對重疊金屬膜21確實地照射雷射。一旦藉由雷射照射來修整微調膜21b，則一對的振動腕部10、11的前端側的重量會減少，因此壓電振動片4的頻率會增加。藉此，可以壓電振動子1的頻率能夠收於標稱頻率的預定範圍內之方式進行微調整。
可是，藉由雷射照射來使微調膜21b過量地蒸發時，壓電振動子1的頻率會超過標稱頻率。於是，在S85中，判斷壓電振動子1的頻率超過標稱頻率。當判斷為YES時，回到S75，進行第2次的吸氣工程。
在第2次的吸氣工程是對連接於重疊金屬膜21而配置的吸氣材70照射雷射。藉此，在重疊金屬膜21的鄰接領域中吸氣材70會蒸發而被除去，形成吸氣材的除去溝71。藉由雷射照射而蒸發的吸氣材會吸收空腔內的氧，因此隨著吸氣而生成金屬氧化物。所被生成的金屬氧化物的至少一部分是附著在鄰接於吸氣材70而配置的振動腕部10，11的前端側(重疊金屬膜21的形成區間)的側面。藉此，一對的振動腕部10、11的前端側的重量會增加，所以可使壓電振動片4的頻率降低。
另外，圖29及圖30所示的以往技術的壓電振動子200是在壓電振動片203的振動腕部的基端側配置吸氣材220。因此，伴隨吸氣的生成物是附著於振動腕部的基端側。此情況，振動腕部的剛性(相當於彈簧質量系的彈簧定數)的增加會成為支配性，壓電振動片203的共振頻率增加。
相對的，圖22所示的本實施形態的壓電振動子1是在壓電振動片4的振動腕部10，11的前端側配置吸氣材70。因此，伴隨吸氣的生成物是附著於振動腕部10，11的前端側。此情況，振動腕部10，11的質量(相當於彈簧質量系的質量)的增加會成為支配性，壓電振動片4的共振頻率會降低。
圖28是表示吸氣工程之頻率變化的圖表。藉由圖28可知在吸氣後頻率會降低。這可想像是因為藉由吸氣所生成的金屬氧化物會附著於鄰接配置的振動腕部10，11的前端側，而振動腕部10，11的前端側的重量會增加。
圖28A是將吸氣材的厚度設為600時，圖28B是1000時。可知圖28A時是頻率的變化率小(-50～-150ppm)，圖28B時是頻率的變化率大(-150～-200ppm)。這可想像是因為吸氣材70越厚，越藉由吸氣來生成多量的金屬氧化物，而附著於振動腕部10，11。於是，預先增厚形成吸氣材70，藉由使雷射的照射範圍變化，可大幅度調整壓電振動子的頻率。
藉由第2次的吸氣工程，當壓電振動子1的頻率再度低於標稱頻率時，進行第2次的微調工程(S80)。其具體的方法是如上述般。藉此，因為壓電振動片4的頻率會增加，所以可微調成壓電振動子1的頻率能夠收於標稱頻率的預定範圍內。藉此，S85的判斷會形成NO而前進至S90。另外，在第2次的吸氣工程的終了後，當壓電振動子1的頻率收於標稱頻率的預定範圍內時，可不進行第2次的微調工程，前進至S90。
頻率的微調終了後，進行切斷工程(S90)，其係沿著切斷線M來切斷圖27所示的晶圓體60而小片化。其結果，可一次製造複數個圖19所示之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之間形成的空腔C內密封壓電振動片4。另外，即使是進行切斷工程(S90)而使各個的壓電振動子1小片化後，進行吸氣工程(S75)及微調工程(S80)的工程順序也無妨。但，如上述般，先進行吸氣工程(S75)及微調工程(S80)下，可在晶圓體60的狀態下進行微調，因此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，所以較理想。
然後，進行壓電振動片4的電氣特性檢查(S100)。亦即，測定壓電振動片4的共振頻率、共振電阻值、驅動電平特性(共振頻率及共振電阻值的激發電力依存性)等而檢查。並且，一併檢查絕緣電阻特性等。然後，最後進行壓電振動子1的外觀檢查，而最終檢查尺寸或品質等。藉此完成壓電振動子1的製造。
如以上詳述那樣，本實施形態的壓電振動子的製造方法是構成具有：在鄰接於重疊金屬膜21的領域，藉由除去吸氣材70的至少一部分，使壓電振動片4的頻率降低的工程。
一般，若修整重疊金屬膜21，則壓電振動片4的頻率會增加，因此若在重疊金屬膜21的形成區間附著有物質，則壓電振動片4的頻率會降低。若根據本實施形態，則因為是在鄰接於重疊金屬膜21的領域除去吸氣材70的構成，所以可使伴隨吸氣的生成物附著於重疊金屬膜21的形成區間，進而能夠使壓電振動片4的頻率降低。藉此，即使過量地修整重疊金屬膜21而壓電振動子1的頻率超過標稱頻率時，照樣可藉由進行吸氣來將壓電振動子1的頻率收於標稱頻率的預定範圍內。因此，可使壓電振動子的良品率提升。
[振盪器]
其次，一邊參照圖15一邊說明有關本發明的振盪器之一實施形態。
本實施形態的振盪器100，如圖15所示，壓電振動子1為構成電性連接至積體電路101的振盪子。此振盪器100是具備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塑。
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，作為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，作為頻率訊號輸出。藉此，壓電振動子1具有作為振盪子的功能。
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，則因為具備可一邊減輕加熱所產生的負荷蓄積，一邊藉由更高精度地進行頻率的微調來使高品質化的同時，藉由效率佳地進行吸氣及微調來使低成本化之壓電振動子1，所以振盪器100本身也可同樣地提高作動的可靠度而謀求高品質化。除此外，更可取得長期安定之高精度的頻率訊號。
又，由於具備良品率會提升的壓電振動子1，因此可降低振盪器100的成本。
[電子機器]
其次，參照圖16說明本發明之電子機器之一實施形態。另外，電子機器是以具有上述壓電振動子1的攜帶式資訊機器110為例進行說明。
首先，本實施形態之攜帶式資訊機器110是例如以行動電話為代表，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，極為小型化及輕量化。
其次，說明本實施形態之攜帶型資訊機器110的構成。如圖16所示，此攜帶型資訊機器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112、進行時刻等之計數的計時部113、外部進行通訊的通訊部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112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、及作為CPU的工作區(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4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，作為電氣訊號而被輸入至振盪電路。振盪電路的輸出是被二值化，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117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117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水準。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0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值時，檢測其電壓降下且通知控制部112。此時之預定電壓值是作為用以使通訊部114安定動作所必要之最低限度的電壓而預先被設定的值，例如為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的動作停止為必須。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。該顯示可為文字訊息，但以更為直覺式的顯示而言，亦可在顯示部115的顯示面的上部所顯示的電話圖像(icon)標註×(叉叉)符號。
另外，通訊部114的功能的部分的電源為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114的功能。
如上述般，若根據本實施形態的攜帶型資訊機器110，則因為具備可一邊減輕加熱所產生的負荷蓄積，一邊藉由更高精度地進行頻率的微調來使高品質化的同時，藉由效率佳地進行吸氣及微調來使低成本化之壓電振動子1，所以攜帶型資訊機器110本身也可同樣地提高作動的可靠度來謀求高品質化。除此外，更可取得長期安定之高精度的時鐘資訊。
又，由於具備良品率會提升的壓電振動子1，因此可降低攜帶型資訊機器110的成本。
[電波時鐘]
其次，參照圖17來說明有關本發明的電波時鐘之一實施形態。
如圖17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，為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之類的長波是一併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為時間碼的時刻資訊，在40kHz或60kHz的載波施加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。
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RTC137而顯示正確的時刻資訊。
載波為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為適合。
另外，上述說明是以日本國內為例加以顯示，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77.5KHz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，則因為具備可一邊減輕加熱所產生的負荷蓄積，一邊藉由更高精度地進行頻率的微調來使高品質化的同時，藉由效率佳地進行吸氣及微調來使低成本化之壓電振動子1，所以電波時鐘130本身也可同樣地提高作動的可靠度來謀求高品質化。除此外，更可長期安定高精度地計數時刻。
又，由於具備良品率會提升的壓電振動子1，因此可降低電波時鐘130的成本。
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，上述實施形態是將壓電振動子1設為2層構造型態的表面安裝型的壓電振動子1，但並非限於此，即使是3層構造型態的壓電振動子也無妨。亦即，利用具有包圍壓電振動片4周圍的枠狀部之壓電振動子板，在將該壓電振動子板安裝於基底基板2的上面之後，經由該壓電振動子板來接合基底基板2及蓋體基板3，而將壓電振動片4密封於空腔內，藉此成為壓電振動子也無妨。
又，上述實施形態是重疊金屬膜21會形成微調膜21b，藉由加熱微調膜21b來進行微調工程，但並非限於此。例如，使激發電極15在一對的振動腕部10、11的前端側，以能夠延伸至粗調膜21a的附近之方式形成，加熱該激發電極15的一部分來進行微調工程也無妨。亦即，此情況是激發電極15的一部分會作為重疊金屬膜21的功能。
又，上述實施形態是舉一將吸氣材34形成於基底基板2時為例，但只要形成於基底基板2及蓋體基板3的其中至少一方的基板即可。亦即，可形成於蓋體基板3，或形成於兩基板2、3。
例如，上述各實施形態是舉一在振動腕部10、11的兩面形成有溝部18之附溝的壓電振動片4為例來說明壓電振動片，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為提升。亦即，可更降低CI值(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18。
又，上述實施形態是形成一對的貫通電極33、34，但並非限於此。但，在利用晶圓來製造壓電振動子1時，藉由形成貫通電極33、34，可於晶圓狀使各個的壓電振動片4振動，因此可在小片化之前進行吸氣工程及微調工程。所以，較理想是形成貫通電極33、34。
又，本發明的技術範圍並非限於上述實施形態，包含在不脫離本發明的主旨範圍內，對上述實施形態施加各種的變更者。亦即，在實施形態所舉的具體材料或層構成等只不過是一例，可適當變更。
例如，上述實施形態是除去吸氣材70的一部分來進行頻率調整，但亦可將有別於吸氣材70的第2質量調整膜鄰接重疊金屬膜21配置，除去此第2質量調整膜的一部分來進行頻率調整。但，如上述實施形態那樣藉由利用吸氣材70作為第2質量調整膜，可不必吸氣材70外另形成第2質量調整膜，因此可降低壓電振動子的成本。
又，上述實施形態是將吸氣材70及接合膜35形成於基底基板2的表面，但亦可形成於蓋體基板3的表面。但，如上述實施形態那樣藉由形成於基底基板側，可與繞拉電極36，37同時形成，能使製造工程簡略化來降低製造成本。
又，上述各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。但藉由陽極接合，可牢固接合兩基板2、3，因此較理想。
又，上述實施形態是將壓電振動片4予以凸塊接合，但並非限於凸塊接合。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，凸塊接合較為理想。
[實施例]
其次，將本發明的壓電振動子1中，針對吸氣材34的加熱位置之頻率變動的不同來實際計測的結果顯示於圖18。
在進行計測時，使用第1實施形態所示的晶圓體60，在吸氣工程中利用雷射來進行吸氣材34的加熱。此時，將吸氣材34的加熱位置分成2個模式來計測。亦即，第1個的模式是將從吸氣材34的長度方向的大致中央附近到振動腕部10、11的基端側為止的吸氣材34予以全部加熱者(以下稱為對基端側進行吸氣者)。然後，第2個的模式是將從吸氣材34的長度方向的大致中央附近到振動腕部10、11的前端側為止的吸氣材34予以全部加熱者(以下稱為對前端側進行吸氣者)。另外，此實施例為了更顯著地確認頻率的變動，而超過為了調整真空度所必要的量來加熱吸氣材34。
然後，分別針對將基端側吸氣後的6個標本及將前端側吸氣後的3個標本來計測吸氣前後的頻率。
圖18的圖表是取以吸氣前的頻率作為基準之吸氣後的頻率變動(ΔF/F[ppm])為縱軸，分別繪製對基端側進行吸氣者(凡例：基端側，○)及對前端側進行吸氣者(凡例：前端側，◇)的計測結果的圖表。
根據此結果可確認對基端側進行吸氣者是吸氣後的頻率比吸氣前顯著上昇。又，可確認對前端側進行吸氣者是吸氣後的頻率比吸氣前降低。
如此，加熱在吸氣工程所使用的吸氣材34，可確認頻率會變動。而且，可確認若加熱基端側的吸氣材34，則頻率會上昇，若加熱前端側，則頻率會降低。因此，可確認按照近似範圍與計測後的頻率的差來決定吸氣材34的加熱位置，可與吸氣一起進行頻率調整。
 [產業上的利用可能性]
若根據本發明的壓電振動子，則可成為一邊減輕加熱所產生的負荷的蓄積，一邊藉由更高精度地進行頻率的微調來高品質化的同時，藉由有效率進行吸氣及微調來低成本化之表面安裝型的壓電振動子。
又，若根據本發明的壓電振動子的製造方法，則可製造上述壓電振動子。
又，若根據本發明的壓電振動子的製造方法，則藉由除去第2質量調整膜，可使壓電振動片的頻率降低。藉此，即使過剩地除去第1質量調整膜而使得壓電振動子的頻率超過目標範圍時，還是可藉由除去第2質量調整膜來將壓電振動子的頻率收於目標範圍內。因此，可使壓電振動子的良品率提升。
又，若根據本發明的振盪器、電子機器及電波時鐘，則因為具備上述的壓電振動子，所以可同樣地謀求高品質化及低成本化。
1．．．壓電振動子
2．．．基底基板
3．．．蓋體基板
4．．．壓電振動片
10、11．．．振動腕部
12．．．基部
21．．．重疊金屬膜(第1質量調整膜)
21a．．．粗調膜(重疊金屬膜)
21b．．．微調膜(重疊金屬膜)
34．．．吸氣材(調整膜)
35．．．接合膜
40．．．基底基板用晶圓(基底基板)
50．．．蓋體基板用晶圓(蓋體基板)
70．．．吸氣材(第2質量調整膜)
71．．．除去溝
100．．．振盪器
101．．．振盪器的積體電路
110．．．攜帶型資訊機器(電子機器)
113．．．電子機器的計時部
130．．．電波時鐘
131．．．電波時鐘的濾波器部
C．．．空腔
圖1是表示本發明的壓電振動子的第1實施形態的外觀立體圖。
圖2是圖1所示的壓電振動子的內部構成圖，在卸下蓋體基板的狀態下由上方來看壓電振動子的圖。
圖3是沿著圖2所示的A-A線的壓電振動子的剖面圖。
圖4是圖1所示的壓電振動子的分解立體圖。
圖5是構成圖1所示的壓電振動子的壓電振動片的上面圖。
圖6是圖5所示的壓電振動片的下面圖。
圖7是圖5所示的剖面箭號B-B線圖。
圖8是表示製造圖1所示的壓電振動子時的流程之流程圖。
圖9是表示沿著圖8所示的流程圖來製造壓電振動子時的一工程圖，顯示在成蓋體基板的基礎的蓋體基板用晶圓形成複數的凹部及接合膜的狀態圖。
圖10是表示沿著圖8所示的流程圖來製造壓電振動子時的一工程圖，顯示在成基底基板的基礎的基底基板用晶圓形成吸氣材、貫通電極、繞拉電極及接合膜的狀態圖。
圖11是圖10所示狀態的基底基板用晶圓的全體圖。
圖12是表示沿著圖8所示的流程圖來製造壓電振動子時的一工程圖，在將壓電振動片收容於空腔內的狀態下，基底基板用晶圓與蓋體基板用晶圓被陽極接合的晶圓體的分解立體圖。
圖13是表示沿著圖8所示的流程圖來製造壓電振動子時的一工程圖，加熱振動腕部的基端側的吸氣材來使蒸發的狀態圖。
圖14是本發明的壓電振動子的第2實施形態的壓電振動子的內部構成圖，在卸下蓋體基板的狀態下由上方來看壓電振動子的圖。
圖15是表示本發明的振盪器之一實施形態的構成圖。
圖16是表示本發明的電子機器之一實施形態的構成圖。
圖17是表示本發明的電波時鐘之一實施形態的構成圖。
圖18是表示使用本發明的壓電振動子的實施例的結果圖。
圖19是實施形態的壓電振動子的外觀立體圖。
圖20是圖19所示的壓電振動子的內部構成圖，在卸下蓋體基板的狀態下由上方來看壓電振動片的圖。
圖21是沿著圖20的A-A線的壓電振動子的剖面圖。
圖22是圖19所示的壓電振動子的分解立體圖。
圖23是構成圖19所示的壓電振動子的壓電振動片的平面圖。
圖24是圖23所示的壓電振動片的底面圖。
圖25是圖23的B-B線的剖面圖。
圖26是壓電振動子的製造方法的流程圖。
圖27是將壓電振動片收容於空腔內的狀態下陽極接合基底基板用晶圓與蓋體基板用晶圓的晶圓體的分解立體圖。
圖28A是表示吸氣工程之頻率變化的圖表。
圖28B是表示吸氣工程之頻率變化的圖表。
圖29是卸下以往的壓電振動子的蓋體基板的狀態的平面圖。
圖30是圖29的C-C線的剖面圖。
1．．．壓電振動子
2．．．基底基板
4．．．壓電振動片
10、11．．．振動腕部
12．．．基部
13．．．第1激發電極
14．．．第2激發電極
15．．．激發電極
16、17．．．安裝電極
18．．．溝部
19、20．．．拉出電極
21．．．重疊金屬膜
21a．．．粗調膜(重疊金屬膜)
21b．．．微調膜(重疊金屬膜)
30、31．．．通孔
32、33．．．貫通電極
34．．．吸氣材(調整膜)
35．．．接合膜
37．．．繞拉電極

Claims (7)

  1. 一種壓電振動子，其特徵係具備：壓電振動片，其係具有：在平行配置的狀態下，基端側被固定於基部，前端側形成有重疊金屬膜之一對的振動腕部；基底基板，其係該壓電振動片被安裝於上面；蓋體基板，其係以能夠將所被安裝的上述壓電振動片收容於空腔內的方式接合於基底基板；調整膜，其係於平面視時，在鄰接於上述一對的振動腕部的附近之狀態下，以能夠沿著該振動腕部的長度方向來從基端側延伸至前端側的方式形成於上述兩基板的其中至少任一方，藉由加熱來使上述空腔內的真空度提升，該調整膜係藉由上述加熱來局部地蒸鍍於鄰接的上述振動腕部的側面。
  2. 如申請專利範圍第1項之壓電振動子，其中，上述調整膜係於平面視時以能夠夾於上述一對的振動腕部之間的方式形成。
  3. 一種壓電振動子的製造方法，該壓電振動子係具備：壓電振動片，其係具有：在平行配置的狀態下，基端側被固定於基部，前端側形成有重疊金屬膜之一對的振動腕部；基底基板，其係該壓電振動片被安裝於上面；蓋體基板，其係以能夠將所被安裝的上述壓電振動片 收容於空腔內的方式接合於基底基板；調整膜，其係於平面視時，在鄰接於上述一對的振動腕部的附近之狀態下，以能夠沿著該振動腕部的長度方向來從基端側延伸至前端側的方式形成於上述兩基板的其中至少任一方，藉由加熱來使上述空腔內的真空度提升，其特徵為具備：調整膜形成工程，其係於上述基底基板與上述蓋體基板的其中至少任一方形成上述調整膜；接合工程，其係將上述壓電振動片安裝於上述基底基板的上面之後，接合基底基板與上述蓋體基板，而將壓電振動片密封於上述空腔內；吸氣工程，其係使密封於上述空腔內的上述壓電振動片振動，而一邊一起計測串聯共振電阻值及頻率，一邊局部地加熱上述調整膜而使蒸發，將空腔內的真空度調整於一定水準以上的同時，將頻率調整於目標值附近的近似範圍內；及微調工程，其係於該吸氣工程後，繼續一邊計測頻率，一邊加熱上述重疊金屬膜，而微調上述近似範圍內的頻率來接近上述目標值，又，上述吸氣工程時，按照上述近似範圍與計測後的頻率的差來決定上述調整膜的加熱位置，且使加熱後的調整膜局部地蒸鍍於位在上述加熱位置附近的上述振動腕部的側面，藉此使振動特性變化。
  4. 如申請專利範圍第3項之壓電振動子的製造方法 ，其中，上述調整膜形成工程時，使上述調整膜在平面視時以能夠夾於上述一對的振動腕部之間的方式形成。
  5. 一種振盪器，其特徵為：以申請專利範圍第1或2項所記載的壓電振動子作為振盪子來電性連接至積體電路。
  6. 一種電子機器，其特徵為：申請專利範圍第1或2項所記載的壓電振動子係被電性連接至計時部。
  7. 一種電波時鐘，其特徵為：申請專利範圍第1或2項所記載的壓電振動子係被電性連接至濾波器部。
TW098104365A 2008-02-16 2009-02-11 A piezoelectric vibrator, a method of manufacturing a piezoelectric vibrator, an oscillator, an electronic device, and a radio wave TWI481190B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008035382 2008-02-16
JP2008163492 2008-06-23
PCT/JP2008/069109 WO2009101733A1 (ja) 2008-02-16 2008-10-22 圧電振動子、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器及び電波時計

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201010278A TW201010278A (en) 2010-03-01
TWI481190B true TWI481190B (zh) 2015-04-11

Family

ID=40956771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098104365A TWI481190B (zh) 2008-02-16 2009-02-11 A piezoelectric vibrator, a method of manufacturing a piezoelectric vibrator, an oscillator, an electronic device, and a radio wave

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8179021B2 (zh)
JP (1) JP5237976B2 (zh)
CN (1) CN101946403B (zh)
TW (1) TWI481190B (zh)
WO (1) WO2009101733A1 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11827875B2 (en) 2006-08-02 2023-11-28 Finesse Solutions, Inc. Method for manufacturing a composite sensor
CN101946403B (zh) * 2008-02-16 2014-12-10 精工电子水晶科技股份有限公司 压电振动器、压电振动器的制造方法、振荡器、电子设备及电波钟
JP5226791B2 (ja) * 2008-08-27 2013-07-03 セイコーインスツル株式会社 圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計並びに圧電振動子の製造方法
JP5226073B2 (ja) * 2008-08-27 2013-07-03 セイコーインスツル株式会社 圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計
WO2010023730A1 (ja) * 2008-08-27 2010-03-04 セイコーインスツル株式会社 圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計、並びに圧電振動子の製造方法
JP2011030095A (ja) * 2009-07-28 2011-02-10 Seiko Instruments Inc 圧電振動子、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計
JP5123987B2 (ja) * 2010-05-28 2013-01-23 日本電波工業株式会社 圧電デバイス、および圧電デバイスの周波数調整方法
JP5447316B2 (ja) * 2010-09-21 2014-03-19 株式会社大真空 電子部品パッケージ用封止部材、及び電子部品パッケージ
JP5762811B2 (ja) * 2011-04-25 2015-08-12 シチズンファインデバイス株式会社 薄膜の加工方法、及び圧電振動子の周波数調整方法
US9508915B2 (en) * 2013-09-03 2016-11-29 Pgs Geophysical As Piezoelectric bender with additional constructive resonance
TWI634742B (zh) 2013-11-16 2018-09-01 精工愛普生股份有限公司 振動片、振動子、振盪器、電子機器及移動體
US9718672B2 (en) * 2015-05-27 2017-08-01 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Electronic devices including substantially hermetically sealed cavities and getter films with Kelvin measurement arrangement for evaluating the getter films and methods for fabricating the same
WO2017111020A1 (ja) * 2015-12-24 2017-06-29 株式会社村田製作所 圧電発振装置及びその製造方法
JP1565481S (zh) * 2016-05-25 2016-12-19
USD857020S1 (en) * 2016-05-25 2019-08-20 Tdk Corporation Piezoelectric element
WO2018061356A1 (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 株式会社村田製作所 圧電振動子、圧電振動子の製造方法及び調整装置
US10901021B2 (en) * 2018-02-27 2021-01-26 Applied Materials, Inc. Method for detecting wafer processing parameters with micro resonator array sensors
CN110398284B (zh) * 2019-07-19 2021-05-18 天津大学 一种新型弹性波超材料结构

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53149794A (en) * 1977-06-01 1978-12-27 Seiko Instr & Electronics Ltd Piezo-electric vibrator
US6924582B2 (en) * 2001-10-31 2005-08-02 Seiko Instruments Inc. Piezoelectric vibrator and manufacturing method thereof

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6051283B2 (ja) * 1975-09-10 1985-11-13 株式会社精工舎 Ｇｔカツト水晶振動子の周波数温度特性調整法
JP3714228B2 (ja) 2001-10-29 2005-11-09 セイコーエプソン株式会社 圧電振動子及び圧電デバイスの製造方法
JP4003686B2 (ja) * 2003-04-10 2007-11-07 株式会社村田製作所 圧電型電気音響変換器
JP2006086585A (ja) 2004-09-14 2006-03-30 Daishinku Corp 表面実装型圧電振動デバイス
JP2007267101A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Epson Toyocom Corp 圧電デバイスとその製造方法
JP4414987B2 (ja) * 2006-07-27 2010-02-17 日本電波工業株式会社 圧電振動子の製造方法、圧電振動子及び電子部品
WO2009072358A1 (ja) * 2007-12-04 2009-06-11 Seiko Instruments Inc. 圧電振動子の製造方法、並びに圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
CN101946403B (zh) * 2008-02-16 2014-12-10 精工电子水晶科技股份有限公司 压电振动器、压电振动器的制造方法、振荡器、电子设备及电波钟
WO2010023730A1 (ja) * 2008-08-27 2010-03-04 セイコーインスツル株式会社 圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計、並びに圧電振動子の製造方法
JP5226073B2 (ja) * 2008-08-27 2013-07-03 セイコーインスツル株式会社 圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計
JP5226791B2 (ja) * 2008-08-27 2013-07-03 セイコーインスツル株式会社 圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計並びに圧電振動子の製造方法
JP2011029910A (ja) * 2009-07-24 2011-02-10 Seiko Instruments Inc 圧電振動子、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計
JP2011030095A (ja) * 2009-07-28 2011-02-10 Seiko Instruments Inc 圧電振動子、圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計
JP5529463B2 (ja) * 2009-08-25 2014-06-25 セイコーインスツル株式会社 パッケージの製造方法および圧電振動子の製造方法
JP2011142591A (ja) * 2010-01-08 2011-07-21 Seiko Instruments Inc 圧電振動子の製造方法、発振器、電子機器および電波時計

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53149794A (en) * 1977-06-01 1978-12-27 Seiko Instr & Electronics Ltd Piezo-electric vibrator
US6924582B2 (en) * 2001-10-31 2005-08-02 Seiko Instruments Inc. Piezoelectric vibrator and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009101733A1 (ja) 2009-08-20
CN101946403B (zh) 2014-12-10
JP5237976B2 (ja) 2013-07-17
JPWO2009101733A1 (ja) 2011-06-02
TW201010278A (en) 2010-03-01
US8179021B2 (en) 2012-05-15
CN101946403A (zh) 2011-01-12
US20100301954A1 (en) 2010-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI481190B (zh) A piezoelectric vibrator, a method of manufacturing a piezoelectric vibrator, an oscillator, an electronic device, and a radio wave
TWI524666B (zh) 壓電振動子，壓電振動子的製造方法，振盪器、電子機器及電波時鐘
JP5237965B2 (ja) 圧電振動子の製造方法
TW200952333A (en) Piezoelectric vibrating piece and method of fabricating piezoelectric vibrating piece
TW201010273A (en) Piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, atomic clock and method for manufacturing piezoelectric vibrator
TW201218327A (en) Vacuum package, method of manufacturing the same, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, and radio-controlled timepiece
TW201128944A (en) Package, method for manufacturing the same, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio-controlled timepiece
TW201126655A (en) Piezoelectric vibrator, piezoelectric vibrator manufacturing method, oscillator, electronic device, radio-controlled timepiece
JP5121934B2 (ja) 圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計
US20110025166A1 (en) Piezoelectric vibrator, manufacturing method of piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio-controlled timepiece
TW201136151A (en) Piezoelectric vibrator manufacturing method, oscillator, electronic device, and atomic timepiece
TW201209183A (en) Masking material, piezoelectric vibrator, method for manufacturing piezoelectric vibrator, oscillator, electronic equipment and radio wave clock
TW201014172A (en) Piezoelectric vibrator, method for manufacturing piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, and radio-controlled clock
JP5162675B2 (ja) 圧電振動子の製造方法、並びに圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
TW201304408A (zh) 壓電振動片、壓電振動子、振盪器、電子機器，及電波時鐘
TW201131704A (en) Package manufacturing method, piezoelectric vibrator manufacturing method, oscillator, electronic equipment, and radio wave clock
TW201145821A (en) Piezoelectric vibration piece, piezoelectric vibrator, method of manufacturing piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus and radio clock
JP5128671B2 (ja) 圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計、並びに圧電振動子の製造方法
TW201001909A (en) Piezoelectric vibrating piece and fabricating method thereof, piezoelectronic vibrator, oscillator, electronic apparatus and radiowave timepiece
JP5128669B2 (ja) 圧電振動子の製造方法
TW201116951A (en) Piezoelectric vibrator, manufacturing method of piezoelectric vibrator, oscillator, electronic device, radio-controlled clock
JP5184648B2 (ja) 圧電振動子の製造方法
TWI557810B (zh) The manufacturing method of the package
JP2011205247A (ja) 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

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees