(57)【要約】【課題】  本発明は、周波数特性が変化することを防止し、品質を安定させることができる圧電振動子を提供することを目的とする。【解決手段】  基板３００及び蓋３８０を接合することにより形成された、圧電片３７０を収容する収容部３９０内に、接合の際に発生したガスＧ３００を、ダミー電極形成用貫通穴３１０Ｃを介して除去するステップと、ダミー電極形成用貫通穴３１０Ｃに所望の埋め込み材４１０を埋め込むように、ダミー電極形成用貫通穴３１０Ｃを埋めることにより、ダミー電極４１５を形成するステップとを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のうち、圧電片を搭載するための搭載面から、前記搭載面と対向する非搭載面まで貫通するように、前記基板の所望の領域を除去することにより、電極形成用貫通穴及びダミー電極形成用貫通穴を形成するステップと、
前記電極形成用貫通穴及び前記ダミー電極形成用貫通穴の内部表面を覆うように、金属膜を形成するステップと、
前記電極形成用貫通穴の内部を埋め込むように、貫通電極を形成した後、前記基板の前記搭載面に、搭載パッドを前記貫通電極と一体的に形成し、前記基板の前記非搭載面に、外部端子を前記貫通電極と一体的に形成するステップと、
前記搭載パッド及び前記圧電片を、導電性接着剤を介して接続するステップと、
前記圧電片を収容するようにして、前記基板と、前記基板の形状に対応するように形成された蓋とを接合するステップと、
前記基板及び前記蓋を接合することにより形成された、前記圧電片を収容する収容部内に、前記接合の際に発生したガスを、前記ダミー電極形成用貫通穴を介して除去するステップと、
前記ダミー電極形成用貫通穴に所望の埋め込み材を埋め込むように、前記ダミー電極形成用貫通穴を埋めることにより、ダミー電極を形成するステップと
を備えることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項２】
前記基板及び前記蓋を接合するステップでは、
陽極接合によって、ガラスからなる前記基板及び前記蓋を、前記基板又は前記蓋に形成された金属からなる膜を介して接合する
ことを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項３】
前記ダミー電極を形成するステップでは、
前記ダミー電極形成用貫通穴に、金属又はガラスによって形成された球を挿入し、前記球を加熱溶融することにより、前記ダミー電極形成用貫通穴を埋める
ことを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電振動子の代表的なものとして、水晶を用いた種々の水晶振動子が開発されている。この水晶振動子は、例えば携帯電話機に搭載され、各回路が動作する際の基準となるクロック信号を生成する。
【０００３】
ところで、水晶振動子は、水晶片を収納し保護する容器の形状の違いによって、大きく分けて２種類のものが開発されている。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、かかる水晶振動子の構成の一例を示す分解斜視図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）は、当該水晶振動子の製造方法を示す。すなわち、平板状のベースと呼ばれる基板２０上に水晶片５０を搭載する水晶振動子１０（図３（Ａ））と、パッケージ１１０に形成された凹型形状のキャビティ１２０内に水晶片１５０を搭載する水晶振動子１００（図３（Ｂ））とがある。
【０００４】
具体的には、図３（Ａ）に示すように、水晶振動子１０は、平板状のベースと呼ばれる基板２０上に配置された搭載パッド３０と、水晶片５０の両面に形成された励振電極６０とを、図示しない導電性接着剤を介して接続することにより、基板２０上に水晶片５０が搭載された構成を有する。
【０００５】
水晶片５０を保護するカバーとしての役割を果たすキャップ７０には、凹型形状のキャビティ８０が形成され、基板２０及びキャップ７０は、水晶片５０を収納するようにして、接合材４０を介して接合されている。
【０００６】
一方、図３（Ｂ）に示すように、水晶振動子１００は、水晶片１５０を保護する容器として、凹型形状のキャビティ１２０が形成されたパッケージ１１０を使用する。すなわち、水晶振動子１００は、パッケージ１１０に形成されたキャビティ１２０の内底面上に配置された搭載パッド１３０と、水晶片１５０の両面に形成された励振電極１６０とが接続された構成を有する。
【０００７】
ところで、パッケージ１１０の上面には、メタライズ層（金属層）１４０が形成され、リッド（蓋）１７０の下面には、パッケージ１１０の上面に形成されたメタライズ層（金属層）１４０に対応するように、封止材１８０が設けられている。水晶振動子１００は、これらメタライズ層１４０及び封止材１８０を接合することにより形成されている。
【０００８】
ここで図４（Ａ）及び（Ｂ）に、水晶片２５０が搭載された基板２００と、凹型形状のキャビティ２７０が形成されたキャップ２６０とを接合する様子を示す。なお、基板２００及びキャップ２６０は、いずれもガラスによって形成されている。
【０００９】
この図４（Ａ）に示すように、平板状のベースと呼ばれる基板２００の所望の領域には、電気配線用の貫通電極２１０が、基板２００の表面２００Ａから裏面２００Ｂまで貫通するように形成されている。
【００１０】
基板２００の表面２００Ａには、搭載パッド２２０が、貫通電極２１０と一体的に形成され、基板２００の裏面２００Ｂには、外部端子２３０が、貫通電極２１０と一体的に形成されている。搭載パッド２２０及び水晶片２５０は、導電性接着剤２４０を介して電気的に接続されている。
【００１１】
一方、キャップ２６０には、凹型形状のキャビティ２７０が形成され、キャップ２６０のうち、当該キャビティ２７０が形成されている面、すなわち基板２００と接合される接合面には、金属によって形成された膜２８０が形成されている。
【００１２】
図４（Ｂ）に示すように、真空又は窒素雰囲気下で、陽極接合によって、基板２００と、キャップ２６０に形成された膜２８０とを接合し封止を行うことにより、水晶振動子２９０を製造する。
【００１３】
このように、水晶片２５０を収納するキャビティ２７０は、外気と遮断され、高気密状態に保持される。
【００１４】
以下、水晶振動子に関する文献名を記載する。
【特許文献１】特開２００７−３２４８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、従来の水晶振動子の製造方法では、陽極接合時には、接合部分からガスＧ１０が発生すると共に、陽極接合を行う際の加熱によって、導電性接着剤２４０からガスＧ２０が発生する。
【００１６】
このように発生したガスＧ１０及びＧ２０は、高気密状態に保持されているキャビティ２７０内に停留し、やがてガスＧ３０として水晶片２５０に付着することにより、水晶片２５０の周波数特性に影響を及ぼすおそれがあった。
【００１７】
かかる不都合を回避するため、封止を行う際に、ガスを付着させるためのゲッター材をキャビティ２７０内に付加する技術がある。しかし、ゲッター材は高価であり、また、この場合、ゲッター材を付加する工程が新たに必要になるという問題があった。
【００１８】
本発明は、周波数特性が変化することを防止し、品質を安定させることができる圧電振動子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一態様による圧電振動子の製造方法は、基板のうち、圧電片を搭載するための搭載面から、前記搭載面と対向する非搭載面まで貫通するように、前記基板の所望の領域を除去することにより、電極形成用貫通穴及びダミー電極形成用貫通穴を形成するステップと、前記電極形成用貫通穴及び前記ダミー電極形成用貫通穴の内部表面を覆うように、金属膜を形成するステップと、前記電極形成用貫通穴の内部を埋め込むように、貫通電極を形成した後、前記基板の前記搭載面に、搭載パッドを前記貫通電極と一体的に形成し、前記基板の前記非搭載面に、外部端子を前記貫通電極と一体的に形成するステップと、前記搭載パッド及び前記圧電片を、導電性接着剤を介して接続するステップと、前記圧電片を収容するようにして、前記基板と、前記基板の形状に対応するように形成された蓋とを接合するステップと、前記基板及び前記蓋を接合することにより形成された、前記圧電片を収容する収容部内に、前記接合の際に発生したガスを、前記ダミー電極形成用貫通穴を介して除去するステップと、前記ダミー電極形成用貫通穴に所望の埋め込み材を埋め込むように、前記ダミー電極形成用貫通穴を埋めることにより、ダミー電極を形成するステップとを備える。
【００２０】
また、本発明の一態様による圧電振動子の製造方法は、前記基板及び前記蓋を接合するステップでは、陽極接合によって、ガラスからなる前記基板及び前記蓋を、前記基板又は前記蓋に形成されたシリコン膜を介して接合する。
【００２１】
また、本発明の一態様による圧電振動子の製造方法は、前記ダミー電極を形成するステップでは、前記ダミー電極形成用貫通穴に、金属又はガラスによって形成された球を挿入し、前記球を加熱溶融することにより、前記ダミー電極形成用貫通穴を埋める。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の圧電振動子の製造方法によれば、ガスが圧電片に付着して、圧電片の周波数特性が変化することを防止することができ、従って圧電振動子の品質を安定させることができる。
【００２３】
また、本発明の圧電振動子の製造方法によれば、ガラス同士を直接接合することができ、従って接合強度を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明の圧電振動子の製造方法によれば、ダミー電極形成用貫通穴を完全に塞いで埋めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１（Ａ）〜（Ｅ）に、本発明の実施の形態による水晶振動子の製造方法を示す。図２に、図１（Ａ）における基板３００の斜視図を示す。まず図１（Ａ）及び図２に示すように、ガラスからなり、平板状のベースと呼ばれる基板３００を用意する。そして、基板３００の表面３００Ａから裏面３００Ｂまで貫通するように、基板３００のうち所望の領域を除去することにより、貫通穴３１０Ａ〜３１０Ｃを形成する。
【００２７】
なお、基板３００のうち、表面３００Ａは、水晶片３７０を搭載するための搭載面に対応し、裏面３００Ｂは、表面３００Ａすなわち搭載面と対向する非搭載面に対応する。また、貫通穴３１０Ａ及び３１０Ｂは、電極形成用貫通穴に対応し、貫通穴３１０Ｃは、ダミー電極形成用貫通穴に対応する。
【００２８】
続いて、貫通穴３１０Ａ〜３１０Ｃの内部表面を覆うように、薄い金属膜３５０を形成する。その際、金属膜３５０が貫通穴３１０Ａ〜３１０Ｃから広がるようにして、貫通穴３１０Ａ〜３１０Ｃの内部表面と共に、基板３００の表面３００Ａ及び裏面３００Ｂのうち、貫通穴３１０Ａ〜３１０Ｃを含む所望の領域に、金属膜３５０を形成する。
【００２９】
次いで、貫通穴３１０Ａ（３１０Ｂ）の内部に導電性材料を埋め込むことにより、電気配線用の貫通電極３２０Ａ（３２０Ｂ）を形成する。その後、基板３００の表面３００Ａに、搭載パッド３３０Ａ（３３０Ｂ）を貫通電極３２０Ａ（３３０Ｂ）と一体的に形成し、基板３００の裏面３００Ｂに、外部端子３４０Ａ（３４０Ｂ）を貫通電極３２０Ａ（３２０Ｂ）と一体的に形成する。
【００３０】
そして、搭載パッド３３０Ａ（３３０Ｂ）及び水晶片３７０を、導電性接着剤３６０Ａ（３６０Ｂ）を介して電気的に接続し固定する。これにより、貫通電極３２０Ａ（３２０Ｂ）及び水晶片３７０が、導電性接着剤３６０Ａ（３６０Ｂ）を介して電気的に接続される。
【００３１】
一方、ガラスからなるキャップ３８０には、凹型形状のキャビティ３９０を形成し、キャップ３８０のうち、当該キャビティ３９０が形成されている面、すなわち基板３００と接合される接合面には、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属からなる膜４００を形成する。この膜４００は、基板３００の表面３００Ａに形成されても良い。なお、キャップ３８０は、基板３００の形状に対応するように形成された蓋に対応する。
【００３２】
図１（Ｂ）に示すように、真空又は窒素雰囲気下で、陽極接合によって、基板３００の表面３００Ａと、キャップ３８０に形成された膜４００とを接合し封止を行う。かかる陽極接合時には、接合部分からガスＧ１００が発生すると共に、陽極接合を行う際の加熱によって、導電性接着剤３６０Ａ（３６０Ｂ）からガスＧ２００が発生する。
【００３３】
なお、この場合、キャビティ３９０は、基板３００及びキャップ３８０を接合することにより形成された、水晶片３７０を収容する収容部に対応する。
【００３４】
図１（Ｃ）に示すように、キャビティ３９０内の圧力より、基板３００の周囲の圧力を低下させ、キャビティ３９０内で発生し停留するガスＧ３００を、貫通穴３１０Ｃを介して吸引することにより、キャビティ３９０内からガスＧ３００を除去する。なお、この場合、ガスＧ３００を除去した後、不活性ガスをキャビティ３９０内に注入するようにしても良い。
【００３５】
図１（Ｄ）に示すように、貫通穴３１０Ｃに、埋め込み材として、金属又はガラスからなる球４１０を挿入する。なお、この場合、金属としては、例えば、はんだ、キンスズなどの共晶金属、又は金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）などの一元金属を使用することができる。
【００３６】
図１（Ｅ）に示すように、貫通穴３１０Ｃに挿入された球４１０を加熱溶融することにより、キャビティ３９０内を高気密状態に保持しつつ貫通穴３１０Ｃを塞いで埋め、ダミー電極４１５を形成する。これにより、水晶振動子４２０が製造される。なお、この場合、加熱処理には、光加熱を用いるようにしても良く、また球４１０に超音波を印加することにより、貫通穴３１０Ｃを塞いでも良い。
【００３７】
また、球４１０を加圧し、貫通穴３１０Ｃに圧入した後に、球４１０を加熱溶融しても良い。さらに、球４１０を加圧し、貫通穴３１０Ｃに圧入した後に、金属膜（メッキ）を形成することにより、貫通穴３１０Ｃを完全に塞いでも良い。
【００３８】
このように本実施の形態によれば、陽極接合を行った後、キャビティ３９０内に発生し停留するガスＧ３００を貫通穴３１０Ｃから吸引することにより、キャビティ３９０内からガスＧ３００を除去することができる。従って、ガスＧ３００が水晶片３７０に付着して、水晶片３７０の周波数特性が変化することを防止し得、水晶振動子４２０の品質を安定させることができる。
【００３９】
また、本実施の形態によれば、ゲッター材をキャビティ３９０内に付加する工程が必要なくなり、製造工程が増加することを回避することができる。
【００４０】
なお、上述の実施の形態は一例であって、本発明を限定するものではない。例えば、水晶片３７０が搭載された平板状の基板３００と、キャビティ３９０が形成されたパッケージ３８０とを陽極接合するのではなく、キャビティが形成され、当該キャビティ内に水晶片を搭載するパッケージと、平板状のリッドとを陽極接合しても良い。
【００４１】
また、上述の実施の形態においては、水晶片３７０が搭載された水晶振動子４２０を製造したが、例えば圧電セラミックなど、他の種々の圧電片が搭載された圧電振動子を製造するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態による水晶振動子の製造方法における工程別素子の断面構造を示す縦断面図である。
【図２】同水晶振動子の製造方法における工程別素子の斜視図である。
【図３】従来の水晶振動子の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図４】従来の水晶振動子の製造方法における工程別素子の断面構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
３００  基板
３１０  貫通穴
３２０  貫通電極
３３０  搭載パッド
３４０  外部端子
３５０  金属膜
３６０  導電性接着剤
３７０  水晶片
３８０  キャップ
３９０  キャビティ
４００  膜
４１０  球
４２０  水晶振動子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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