TWI539560B - Package manufacturing method, piezoelectric vibrator and oscillator - Google Patents

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Description

封裝的製造方法、壓電振動子及振盪器
本發明是有關具備複數的基板及貫通電極之電子零件用的封裝的製造方法，該複數的基板是彼此被接合而於內側形成空腔，該貫通電極是導通空腔的內部與複數的基板之中的基底基板的外部。
近年來，在行動電話或攜帶型資訊終端機器中是使用利用水晶等的壓電振動子作為時刻源或控制訊號的時序源、參考訊號源等。此種的壓電振動子有各式各樣者，其一是表面安裝型的壓電振動子為人所知。此主要的壓電振動子，一般有3層構造型者為人所知，其係以基底基板及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，壓電振動片是被安裝於基底基板，收容於基底基板與蓋體基板之間所形成的空腔內。
並且，近年來，非上述的3層構造型者，2層構造型者也被開發。此型的壓電振動子是封裝為直接接合基底基板與蓋體基板而形成2層構造，在兩基板之間所形成的空腔內收容壓電振動片。此2層構造型的壓電振動子相較於3層構造，可謀求薄型化等的點優，適合於使用。
如此的2層構造型的壓電振動子的封裝之一，有在形成於玻璃材料的基底基板的貫通孔中充填銀膏等的導電構件燒結下形成貫通電極，電性連接空腔內的水晶振動片與設於基底基板的外側的外部電極者為人所知。但，此手法會因為在貫通孔與導電構件之間有微細的間隙等，外氣會侵入封裝內而引起封裝內的真空度劣化，其結果會有引起水晶振動子的特性劣化之情形。其對策如在專利文獻1～3所提案那樣，有將由導電性的金屬材料所構成的芯材部插入形成於基底基板晶圓的貫通孔，且以玻璃的軟化點以上的溫度來加熱而使玻璃與電極銷熔著，藉此防止真空度的劣化的手法。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]特開2003-209198號公報
[專利文獻2]特開2002-121037號公報
[專利文獻3]特開2002-124845號公報
然而，在專利文獻1～3所記載的方法是一面加熱由玻璃材料所構成的基底基板用晶圓，一面在基底基板用晶圓藉由貫通孔形成用銷來形成用以插入芯材部的貫通孔。因此，在基底基板用晶圓的兩面，貫通孔所開口的部分的周圍的玻璃材料會隆起。並且，在使基底基板用晶圓熔著於芯材部時，被插入至貫通孔的芯材部會形成使其兩端從基底基板用晶圓突出的狀態。因此，所欲在後工程研磨如此的基底基板用晶圓的兩面，製造平坦度高形狀精度高的基底基板時，基底基板用晶圓的兩面之玻璃材料的隆起及突出的芯材部會成為研磨時的阻礙，無法順利研磨。即使假設可研磨，除了裂縫會進入芯材部的周圍的玻璃材料而造成電極膜的斷線的原因，或在玻璃基板用晶圓產生破裂以外，還會有玻璃基板用晶圓的平坦度偏差大的課題。
又，由於芯材部形成大致圓柱狀，因此不易插入至基底基板用晶圓的貫通孔，且在熔著時芯材部容易偏移，有作業性差的問題。
本發明是有鑑於上述的問題點而研發者，其目的是在於提供一種可不使裂縫等產生來容易製造平坦度高形狀精度佳之附貫通電極的基底基板之封裝的製造方法。
為了解決上述的課題，本發明是採用以下的手段。
亦即，本發明係一種封裝的製造方法，該封裝係具備：複數的基板，其係彼此接合，在內側形成空腔；及貫通電極，其係導通上述空腔的內部與上述複數的基板之中由玻璃材料所構成的基底基板的外部，其特徵係具備：插入孔形成工程，其係於基底基板用晶圓的一方表面形成不貫通該基底基板用晶圓的插入孔；芯材部插入工程，其係於上述插入孔插入由金屬材料所構成的導電性的芯材部；熔著工程，其係以承接模來保持上述基底基板用晶圓的一方的表面側的同時，一面以平坦的加壓模來推壓上述基底基板用晶圓的另一方的表面，一面將上述基底基板用晶圓加熱至比上述玻璃材料的軟化點還高溫，而使上述基底基板用晶圓熔著於上述芯材部；冷卻工程，其係冷卻上述基底基板用晶圓；及研磨工程，其係研磨上述基底基板用晶圓的兩面。
若根據本發明，則首先使供以在基底基板用晶圓插入之後成為貫通電極的芯材部之插入孔不會貫通基底基板用晶圓，形成於其一方的表面。因此，基底基板用晶圓的另一方的表面是不會產生玻璃材料的隆起，形成平坦。而且，在使基底基板用晶圓熔著於被插入至插入孔的芯材部時，是以同平坦的加壓模來推壓基底基板用晶圓的另一方的表面亦即插入孔未開口的平坦的表面。其結果，經過冷卻工程後的基底基板用晶圓是其另一方的表面會形成平坦，藉由以此另一方的表面作為研磨的基準面用，可精度佳地進行基底基板用晶圓的兩面研磨。
並且，在本發明的封裝的製造方法中，上述插入孔係形成開口於上述基底基板用晶圓的一方表面側的直徑大之大致圓錐台狀的形狀，上述芯材部亦形成對應於上述插入孔之大致圓錐台狀的形狀。
若根據本發明，則由於將形成於基底基板用晶圓的插入孔設為大致圓錐台狀的凹陷，且被插入此插入孔的芯材部也設為對應的大致圓錐台狀，因此可將芯材部容易插入至基底基板用晶圓，且在熔著時芯材部不易偏移，可謀求作業性的提升。
並且，在本發明的封裝的製造方法中，上述芯材部係以被插入至上述插入孔之大致圓錐台狀的前端部分及被連接至其大直徑側之大致圓柱狀的末端部分所構成的形狀。
若根據本發明，則因為藉由被插入至基底基板用晶圓的插入孔之大致圓錐台狀的前端部分及大致圓柱狀的末端部分來構成芯材部，所以在熔著時藉由保持芯材部之大致圓柱狀的末端部分，可確實地抑制熔著時的芯材部的偏移。
本發明的壓電振動子的特徵係於以本發明的封裝的製造方法所製造的封裝的空腔內收容被安裝於上述基底基板上的壓電振動片。又，本發明的振盪器的特徵係具備：本發明的壓電振動子，及上述壓電振動子作為振盪子來電性連接的積體電路。
若根據本發明，則經過冷卻工程後的基底基板用晶圓是未形成有其插入孔的另一方的表面為平坦。藉由以此另一方的表面作為研磨時的基準面用，基底基板用晶圓的兩面的研磨會變得容易。因此，可不使成為電極膜的斷線等的原因之裂縫產生來容易製造平坦度高形狀精度佳之附貫通電極的基底基板。
以下，根據圖1～圖12來說明有關本發明的實施形態之封裝的製造方法。本實施例是說明有關封裝之一例的壓電振動子，但並非一定是壓電振動子，亦可為IC或LSI、感測器類。
如圖1～圖4所示，本實施形態的壓電振動子1是形成層疊兩層的基底基板2及蓋體基板3而成的箱狀，在內部的空腔3a內收納有壓電振動片4之表面安裝型的壓電振動子1。而且，壓電振動片4與設置於基底基板2外側的外部電極21、22會藉由貫通基底基板2的一對貫通電極8、9來電性連接。
基底基板2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。在基底基板2形成有一對的貫通電極8、9。蓋體基板3是與基底基板2同樣，由玻璃材料例如鈉鈣玻璃所構成的透明絕緣基板，形成可重疊於基底基板2的大小的板狀。而且，蓋體基板3是在與基底基板2接合的接合面側具備收容壓電振動片4的矩形狀的凹部3a。凹部3a是在基底基板2及蓋體基板3疊合時，成為收容壓電振動片4的空腔3a。而且，蓋體基板3是在使凹部3a對向於基底基板2側的狀態下，經由接合膜23來與基底基板2陽極接合或熔融接合。
壓電振動片4是由水晶、鉭酸鋰或鈮酸鋰等的壓電材料所形成的矩形板狀的振動片，在被施加預定的電壓時振動者。壓電振動片4在本實施例中是例如為AT-cut水晶振動片。壓電振動片4是在其外表面上具有用以使厚度剪切振動產生的一對激發電極5、6、及電性連接至該等一對激發電極5、6的一對安裝電極16、17。壓電振動片5是其基部會以導電性材料的黏合劑18、19(或金屬凸塊)來接合於基底基板2的上面，藉此來安裝於基底基板2上。
然後，壓電振動片4的第1激發電極5是經由一方的安裝電極16、基底基板2上的焊墊電極13及一方的貫通電極8來電性連接至一方的外部電極21，壓電振動片4的第2激發電極6是經由另一方的安裝電極17、基底基板2上的焊墊電極14、繞拉電極15及另一方的貫通電極9來電性連接至另一方的外部電極22。壓電振動片4的安裝電極16、17與形成於基底基板2上而被連接至貫通電極8、9的焊墊電極13、14是藉由導電性材料的黏合劑18、19或使用金屬凸塊的覆晶接合等來連接。另外，基底基板2上的焊墊電極14是經由被連接於此的繞拉電極15來連接至另一方的貫通電極9。外部電極21、22是設置於基底基板2的底面的4個角落之4個端子的其中的對角線上的2個端子，與貫通電極8、9電性連接。
貫通電極8、9是將由導電性的金屬材料所構成的芯材部31配設於基底基板2中而形成，經由芯材部31來確保安定的電氣導通性。一方的貫通電極8是在外部電極21的上方，位於基底基板2上的焊墊電極13的下方，另一方的貫通電極9是在外部電極22的上方，位於繞拉電極15的下方。
如圖1及圖2所示，芯材部31是形成直徑小剖面積小之大致圓形的一方端部與直徑大剖面積大之大致圓形的另一方端部會被平滑地連接成大致同軸狀之大致圓錐台狀。芯材部31是使其直徑小的一方端部露出於基底基板2的上面，使其直徑大的另一方端部露出於基底基板2的底面。亦即，芯材部31的長度是形成與基底基板2的厚度相同。芯材部31是藉由熔著來固定於由玻璃材料所構成的基底基板2，芯材部31會完全阻塞後述的插入孔55、56來維持空腔3a內的氣密。另外，芯材部31是例如藉由鐵鎳鈷合金(Kovar)或Fe-Ni合金(42合金)等熱膨脹係數與基底基板2的玻璃材料接近(較理想是同等或低)的導電性金屬材料所形成。
另外，當貫通電極8、9作為完成品來形成時，如上述般，芯材部31是大致圓錐台狀，基底基板2的厚度與芯材部31的長度會形成相同，但在製造過程中，如圖8所示，芯材部31是以大致圓錐台狀的前端部分81及被連接至其大直徑側之大致圓柱狀的末端部分82所構成的形狀。並且，在製造過程的芯材部31的長度是比之後成為基底基板2的基底基板用晶圓41的厚度更長，如圖9所示，在被插入插入孔55、56的狀態下，芯材部31的末端部分82(大致圓柱形狀的部分)會從基底基板用晶圓41的一方的表面41a突出。從基底基板用晶圓41的表面41a突出的芯材部31的末端部分82是在製造過程中被研磨除去。
(封裝的製造方法)
其次，一邊參照圖5～圖12一邊說明有關收容上述壓電振動片的封裝(壓電振動子)的製造方法。
首先，進行製作之後成為基底基板2的基底基板用晶圓41的工程。首先，形成基底基板用晶圓41。具體而言，將鈉鈣玻璃研磨加工至預定的厚度而洗淨後，藉由蝕刻等來除去最表面的加工變質層(S10)。接著，在基底基板用晶圓41形成貫通電極8、9(S11～S15)。
(插入孔形成工程)
首先，在基底基板用晶圓41形成插入孔(S11)。如圖6及圖7所示般，插入孔的形成是以由碳材料所構成的插入孔形成用模50及由同碳材料所構成的承接模53來一面推壓基底基板用晶圓41一面加熱基底基板用晶圓41而進行者，該插入孔形成用模50是具備平板部51及形成於平板部51的一面的凸部52。
承接模53是在推壓基底基板用晶圓41時，接觸於基底基板用晶圓41的另一方的表面41b之平坦的構件。貫通孔形成用模50的平板部51是在推壓基底基板用晶圓41時，接觸於基底基板用晶圓41的一方的表面41a之平坦的構件。另外，基底基板用晶圓41的一方的表面41a是成為基底基板2的底面。貫通孔形成用模50的凸部52是在推壓基底基板用晶圓41時，對基底基板用晶圓41轉印凸部52的形狀，而形成成為插入孔55、56的凹陷之構件。在凸部52的側面形成有拔模用的傾斜，此大致圓錐台狀的凸部52的形狀會被轉印成插入孔55、56。插入孔55、56是形成開口於基底基板用晶圓41的一方表面41a側的直徑大之大致圓錐台狀的形狀。此時，插入孔55、56是形成比芯材部31的直徑更大20～30μm程度大小的內徑。另外，在之後的製造工程，基底基板用晶圓41會熔著於芯材部31，藉此插入孔55、56會被芯材部31阻塞。
插入孔形成工程，首先，如圖6所示，以凸部52能夠成為上側的方式設置插入孔形成用模50，在其上設置基底基板用晶圓41。而且，在基底基板用晶圓41的上面設置承接模53。然後，配置於加熱爐內，在約900℃程度的高溫狀態下施加壓力，如圖7所示，在基底基板用晶圓41的一方表面41a轉印凸部52的形狀而形成凹陷，亦即形成不會貫通基底基板用晶圓41的插入孔55、56。
此時，因為承接模53及貫通孔形成用模50是由碳材料所構成，所以被加熱而軟化後的基底基板用晶圓41不會有黏著於承接模53及貫通孔形成用模50的情形。因此，可從基底基板用晶圓41簡單地卸下承接模53及插入孔形成用模50。又，由於承接模53及貫通孔形成用模50是由碳材料所構成，因此可吸附從高溫狀態的基底基板用晶圓41產生的氣體，防止在基底基板用晶圓41產生多孔(porous)，降低基底基板用晶圓41的氣孔率。藉此，可確保空腔3a的氣密性。
其次，一邊慢慢地降低溫度一邊冷卻基底基板用晶圓41。此冷卻方法是在熔著工程後進行的冷卻工程的說明中詳述。
(芯材部插入工程)
接著，進行在插入孔55、56插入芯材部31的工程(S12)。如圖9所示，將基底基板用晶圓41設置於後述的熔著模61的加壓模63之上，在插入孔55、56內由上側來插入芯材部31之大致圓錐台狀的前端部分81，以加壓模63及後述的熔著模61的承接模62來保持基底基板用晶圓41及芯材部31的末端部分82，如圖10所示，使上下反轉。
在此將芯材部31的形狀俯視圖顯示於圖8。芯材部31是以大致圓錐台狀的前端部分81及被連接至其大直徑側之大致圓柱狀的末端部分82所構成的形狀。芯材部31的前端部分81會被插入至插入孔55、56，另一方面，芯材部31的末端部分82是從插入孔55、56突出。將芯材部31插入至插入孔55、56的工程是使用振入機來進行。此時，插入孔55、56是形成大致圓錐台狀的形狀，因為與芯材部31的前端部分81同樣的形狀，所以容易將芯材部31插入至插入孔55、56，作業性佳。
(熔著工程)
接著，進行加熱基底基板用晶圓41，使基底基板用晶圓41熔著於芯材部31的工程(S13)。如圖10所示，熔著工程是在由碳材料所構成的熔著模61設置各一片的基底基板用晶圓41，一面推壓基底基板用晶圓41，一面加熱基底基板用晶圓41，該熔著模61是具備：設置於基底基板用晶圓41的下側之承接模62、及設置於基底基板用晶圓41的上側之加壓模63、及設置於承接模62及加壓模63的側方之側板64。
承接模62是保持基底基板用晶圓41的下側及芯材部31的末端部分82的模，形成比基底基板用晶圓41的平面形狀更大，沿著基底基板用晶圓41的下側之形狀，該基底基板用晶圓41是在插入孔55、56內插入芯材部31的前端部分81，而從基底基板用晶圓41的表面41a突出芯材部31的末端部分82。承接模62是具備：在保持基底基板用晶圓41時接觸於基底基板用晶圓41的一方表面41a的平坦構件之承接模平板部65、及接觸於芯材部31的末端部分82相當於大致圓柱狀的末端部分82的凹部之承接模凹部66。
承接模凹部66是對準設置於基底基板用晶圓41的插入孔55、56內之芯材部31的位置來形成。承接模凹部66的深度是與芯材部31的末端部分82從基底基板用晶圓41的一方表面41a突出的高度一致。另一方面，承接模凹部66的寬度是比芯材部31的末端部分82的寬度(直徑)大約600微米的寬度。這是因為構成承接模62的碳材料與構成基底基板用晶圓41的玻璃材料的熱膨脹係數不同，所以在熔著工程用以吸收芯材部31的位置與承接模凹部66的位置偏移。藉此，承接模62可保持一面防止芯材部31飛出，一面吸收材料的熱膨脹差。
加壓模63是推壓基底基板用晶圓41的上側的模，具備在推壓基底基板用晶圓41的上側時接觸於基底基板用晶圓41的另一方的表面41b之平坦構件的加壓模平板部67。藉此，基底基板用晶圓41的另一方的表面41b是被加壓模平板部67的平坦面所推壓。並且，加壓模63是在其端部具備貫通加壓模63的縫隙70。縫隙70可作為將基底基板用晶圓41加熱推壓時的空氣或基底基板用晶圓41的多餘玻璃材料的逃離孔。
熔著工程是首先將設定於熔著模61的基底基板用晶圓41及芯材部31予以載於金屬製的網狀帶上的狀態下放入加熱爐內而加熱。然後，利用配置於加熱爐內的沖壓機等，藉由加壓模63來以例如30～50g/cm2的壓力對基底基板用晶圓41進行加壓。加熱溫度是比基底基板用晶圓41的玻璃材料的軟化點(例如545℃)更高的溫度，例如約900℃。
加熱溫度是使慢慢地上昇，比玻璃材料的軟化點高約5℃程度，在例如550℃的時間點一旦停止上昇而予以保持，然後，再使上昇至約900℃。藉由如此在比玻璃材料的軟化點高約5℃程度的溫度一旦停止溫度上昇而予以保持，可使基底基板用晶圓41的軟化形成均一。
而且，藉由在高溫狀態下加壓基底基板用晶圓41，可使基底基板用晶圓41熔著於芯材部31，而成為芯材部31阻塞插入孔55、56的狀態。另外，亦可在熔著模61形成其他的凸部或凹部，藉此使基底基板用晶圓41熔著於芯材部31的同時在基底基板用晶圓41形成凹部或凸部。
(冷卻工程)
其次，冷卻基底基板用晶圓41(S14)。基底基板用晶圓41的冷卻是從熔著工程的加熱時的約900℃慢慢地降低溫度。如此一來，如圖11所示那樣，形成芯材部31的前端部分82會阻塞插入孔55、56的狀態之基底基板用晶圓41。在此，基底基板用晶圓41的另一方的表面41b是形成平坦。另外，在插入孔形成工程中，冷卻加熱後的基底基板用晶圓41的方法也是以上述的冷卻方法來進行。
(研磨工程)
接著，由兩側來研磨基底基板用晶圓41的表面41a、41b，藉此將芯材部31的突出部(末端部分82)予以研磨除去的同時，使芯材部31露出於基底基板用晶圓41的表面41a、41b(S15)。基底基板用晶圓41的表面41a、41b與芯材部31的突出部的研磨是以周知的方法來進行。
首先，以基底基板用晶圓41的平坦的另一方的表面41b作為基準面，研磨芯材部31的突出部(末端部分82)與基底基板用晶圓41的一方的表面41a，藉此基底基板用晶圓41的一方的表面41a與芯材部31(貫通電極8、9)的表面會形成大致面一致的狀態。
其次，研磨基底基板用晶圓41的另一方的表面41b，而使芯材部31露出於基底基板用晶圓41的另一方的表面41b，藉此如圖12所示，基底基板用晶圓41的表面41a、41b與芯材部31(貫通電極8、9)的表面會形成致面一致的狀態。
其次，進行繞拉電極形成工程(S16)，其係於基底基板用晶圓41的另一方的表面41b形成繞拉電極，且進行外部電極形成工程(S17)，其係於基底基板用晶圓41的一方的表面41a使導電性材料圖案化，而形成外部電極21、22。如此一來，完成基底基板用晶圓41(=基底基板2)的製作工程。
其次，以和基底基板2製作同時或前後的時序，製作之後成為蓋體基板3的蓋體基板用晶圓。在製作蓋體基板3的工程中，首先，形成之後成為蓋體基板3的圓板狀的蓋體基板用晶圓。具體而言，將鈉鈣玻璃研磨加工至預定的厚度而洗淨後，藉由蝕刻等來除去最表面的加工變質層(S20)。其次，在蓋體基板用晶圓藉由蝕刻或沖壓加工等來形成空腔3a用的凹部3a(S21)。接著，研磨蓋體基板用晶圓的兩面來形成目的的厚度(S22)。其次在蓋體基板用晶圓之與基底基板用晶圓接合的面全面形成接合膜23(S23)。
然後，在以如此形成的基底基板2及蓋體基板3所形成的空腔3a內配置壓電振動片4而安裝於焊墊電極13、14(S30)，將基底基板2與蓋體基板3予以陽極接合或熔融接合，形成晶圓體(S31)。然後，進行使晶圓體小片化的切斷(S32)，在進行內部的電氣特性檢查下形成收容壓電振動片4的封裝(壓電振動子1)(S33)。
本實施形態的封裝的製造方法是用以將之後成為貫通電極8、9的芯材部31插入至基底基板用晶圓41的插入孔55、56會成為不貫通基底基板用晶圓41的凹陷。因此，基底基板用晶圓41的另一方的表面41b是不會產生玻璃材料的隆起，形成平坦。而且，在使基底基板用晶圓41熔著於被插入至插入孔55、56的芯材部31時，是以同樣平坦的加壓模63的加壓模平板部67來推壓基底基板用晶圓41的平坦的另一方的表面41b。其結果，經過冷卻工程後的基底基板用晶圓41是其另一方的表面41b會形成平坦。以此另一方的表面41b作為研磨時的基準面用，基底基板用晶圓41的兩面的研磨容易，可不使成為斷線等的原因之裂縫產生來容易製造平坦度高形狀精度佳之附貫通電極8、9的基底基板2。
並且，插入孔55、56是形成開口於基底基板用晶圓41的一方表面41a側的直徑大之大致圓錐台狀的形狀，且芯材部31亦具有對應於插入孔55、56之大致圓錐台狀的前端部分81。而且芯材部31具有與被插入至插入孔55、56之大致圓錐台狀的前端部分81的大直徑側連接之大致圓柱狀的末端部分82。因此，除了可容易將芯材部31插入至基底基板用晶圓41的插入孔55、56以外，加上在熔著時可用承接模62的承接模凹部66來保持大致圓柱狀的末端部分82，在熔著時不易產生芯材部的偏移。
(振盪器)
其次，一邊參照圖13一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13所示，將壓電振動子1構成為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5會振動。此振動是根據壓電振動片5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。
如上所述，若根據本實施形態的振盪器100，則由於具備一空腔4內的氣密確實，壓電振動片5與外部電極6、7的導通性安定，作動的可靠度提升之高品質的壓電振動子1，因此振盪器100本身也同樣導通性安定，可提高作動的可靠度來謀求高品質化。除此之外，可取得長期安定的高精度的頻率訊號。
以上，說明有關本發明的封裝的製造方法的實施形態，但本發明並非限於上述的實施形態，在不脫離其主旨範圍內可適當變更。總而言之，只要在本發明中可取得所期望的機能即可。
1．．．壓電振動子
2．．．基底基板
3．．．蓋體基板
3a．．．空腔
4．．．壓電振動片
5、6．．．激發電極
8、9．．．貫通電極
13、14．．．焊墊電極
15．．．繞拉電極
16、17．．．安裝電極
18、19．．．黏合劑
21、22．．．外部電極
23．．．接合膜
31．．．芯材部
41．．．基底基板用晶圓
50．．．插入孔形成用模
51．．．平板部
52．．．凸部
53．．．承接模平板部
55、56．．．插入孔
61．．．熔著模
62．．．承接模
63．．．加壓模
64．．．側板
65．．．承接模平板部
66．．．承接模凹部
67．．．加壓模平板部
70．．．縫隙
81．．．前端部分
82．．．末端部分
圖1是表示本發明的實施形態的壓電振動子之一例的外觀立體圖。
圖2是使圖1所示的壓電振動子卸下其蓋體基板而由上方來看的圖。
圖3是圖2的A-A線剖面圖。
圖4是表示本發明的實施形態的壓電振動子的安裝形態的立體圖。
圖5是表示製造圖1所示的壓電振動子的流程圖。
圖6是說明圖5所示的流程圖的插入孔形成工程的圖，顯示插入孔形成用模與基底基板用晶圓的圖。
圖7是說明圖5所示的流程圖的插入孔形成工程的圖，顯示插入孔形成用模在基底基板用晶圓中形成插入孔的狀態圖。
圖8是說明圖5所示的流程圖的芯材部插入工程的圖，插入至插入孔的芯材部的立體圖。
圖9是說明圖5所示的流程圖的芯材部插入工程的圖，芯材部被插入至插入孔的圖。
圖10是說明圖5所示的流程圖的熔著工程的圖。
圖11是說明圖5所示的流程圖的研磨工程的圖，顯示研磨工程前的樣子。
圖12是說明圖5所示的流程圖的研磨工程的圖，顯示研磨工程後的樣子。
圖13是表示本發明的實施形態的振盪器之一例圖。
31．．．芯材部
41．．．基底基板用晶圓
41a．．．表面
41b．．．表面
55、56．．．插入孔
61．．．熔著模
62．．．承接模
63．．．加壓模
64．．．側板
65．．．承接模平板部
66．．．承接模凹部
67．．．加壓模平板部
70．．．縫隙

Claims (3)

  1. 一種封裝的製造方法，該封裝係具備：複數的基板，其係彼此接合，在內側形成空腔；及貫通電極，其係導通上述空腔的內部與上述複數的基板之中由玻璃材料所構成的基底基板的外部，其特徵係具備：插入孔形成工程，其係於基底基板用晶圓的一方表面形成不貫通該基底基板用晶圓的插入孔；芯材部插入工程，其係於上述插入孔插入由金屬材料所構成的導電性的芯材部；熔著工程，其係以承接模來保持上述基底基板用晶圓的一方的表面側的同時，一面以平坦的加壓模來推壓上述基底基板用晶圓的另一方的表面，一面將上述基底基板用晶圓加熱至比上述玻璃材料的軟化點還高溫，而使上述基底基板用晶圓熔著於上述芯材部；冷卻工程，其係冷卻上述基底基板用晶圓；及研磨工程，其係研磨上述基底基板用晶圓的兩面。
  2. 如申請專利範圍第1項之封裝的製造方法，其中，上述插入孔係形成開口於上述基底基板用晶圓的一方表面側的直徑大之大致圓錐台狀的形狀，上述芯材部亦形成對應於上述插入孔之大致圓錐台狀的形狀。
  3. 如申請專利範圍第2項之封裝的製造方法，其中，上述芯材部係以被插入至上述插入孔之大致圓錐台狀的前端部分及被連接至其大直徑側之大致圓柱狀的末端部 分所構成的形狀。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6008088B2 (ja) * 2012-03-30 2016-10-19 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス、電子デバイスの製造方法および電子機器
JP2014143289A (ja) * 2013-01-23 2014-08-07 Seiko Instruments Inc 電子デバイスの製造方法、電子デバイス及び発振器
JP6337444B2 (ja) * 2013-10-30 2018-06-06 セイコーエプソン株式会社 振動片、角速度センサー、電子機器及び移動体
JP6337443B2 (ja) * 2013-10-30 2018-06-06 セイコーエプソン株式会社 振動片、角速度センサー、電子機器及び移動体
CN106888002B (zh) * 2017-03-08 2020-03-20 宜确半导体（苏州）有限公司 声波设备及其晶圆级封装方法
CN110492274A (zh) * 2019-07-23 2019-11-22 中国科学技术大学 基于形状保护的信号连接结构及其装配方法、封装盒体

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4739687A (en) * 1986-05-27 1988-04-26 Vernon Wanner Punch
JP2584911B2 (ja) * 1991-06-18 1997-02-26 富士通株式会社 ガラス−セラミック多層回路基板の製造方法
JP3142624B2 (ja) * 1991-10-16 2001-03-07 イビデン株式会社 スルーホールを有するセラミックス基板の製造方法
US5231751A (en) * 1991-10-29 1993-08-03 International Business Machines Corporation Process for thin film interconnect
JP3079810B2 (ja) * 1992-10-19 2000-08-21 株式会社村田製作所 チップ型圧電共振子の製造方法
JPH08316764A (ja) * 1995-05-23 1996-11-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 振動子
US6405431B1 (en) * 1996-06-27 2002-06-18 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Method for manufacturing build-up multi-layer printed circuit board by using yag laser
US5952716A (en) * 1997-04-16 1999-09-14 International Business Machines Corporation Pin attach structure for an electronic package
JP2002121037A (ja) 2000-08-07 2002-04-23 Nippon Sheet Glass Co Ltd 電子部品パッケージ用多数個取りガラス板の製造方法
JP2002124845A (ja) 2000-08-07 2002-04-26 Nippon Sheet Glass Co Ltd 水晶振動子パッケージ及びその製造方法
JP2003209198A (ja) 2001-11-09 2003-07-25 Nippon Sheet Glass Co Ltd 電子部品パッケージ
JP2004172752A (ja) * 2002-11-18 2004-06-17 Seiko Epson Corp 圧電デバイスの製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話装置ならびに圧電デバイスを利用した電子機器
JP4333417B2 (ja) * 2003-04-02 2009-09-16 ソニー株式会社 マイクロマシンの製造方法
KR100878410B1 (ko) * 2007-07-11 2009-01-13 삼성전기주식회사 수정 진동자 제조방법
JP5138407B2 (ja) * 2008-02-14 2013-02-06 セイコーインスツル株式会社 ウエハ及びウエハ研磨方法
JP2009194789A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Seiko Instruments Inc 圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
CN101946406B (zh) * 2008-02-18 2015-09-02 精工电子有限公司 压电振动器的制造方法、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟
JP5147868B2 (ja) * 2008-02-18 2013-02-20 セイコーインスツル株式会社 圧電振動子の製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
JP5103297B2 (ja) * 2008-06-24 2012-12-19 セイコーインスツル株式会社 圧電振動子の製造方法
JP5479874B2 (ja) * 2009-12-10 2014-04-23 セイコーインスツル株式会社 パッケージの製造方法及びパッケージ

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Publication number Publication date
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