(57)【要約】  互いに接合された複数の基板との間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、前記複数の基板のうち、第１基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記パッケージの外側とを導通する貫通電極を形成する貫通電極形成工程を有し、前記貫通電極形成工程は、前記第１基板に前記貫通電極を配するための貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、減圧雰囲気下において、前記貫通孔内に充填材を充填する充填工程とを有することを特徴とするパッケージの製造方法。
2010097905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接合された複数の基板との間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、
前記複数の基板のうち、第１基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記パッケージの外側とを導通する貫通電極を形成する貫通電極形成工程を有し、
前記貫通電極形成工程は、
前記第１基板に前記貫通電極を配するための貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
減圧雰囲気下において、前記貫通孔内に充填材を充填する充填工程とを有することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のパッケージの製造方法であって、
前記充填工程は、前記第１基板の表面に沿って前記第１基板の一端側から他端側へ第１スキージを走査して、前記充填材を前記貫通孔内に充填する第１走査工程と、
前記第１基板の表面に沿って前記第１基板の前記他端側から前記一端側へ第２スキージを走査させ、前記貫通孔の外部に存在する前記充填材を除去する第２走査工程とを有し、
前記第２走査工程における雰囲気圧力を、前記第１走査工程よりも高圧に設定することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のパッケージの製造方法であって、
前記充填工程に先立って、平板状の土台部と、前記土台部の表面に直交する方向に沿って延在する芯材部と、を有する導電性の鋲体の前記芯材部を前記貫通孔内に挿入し、前記第１基板の裏面に前記土台部の表面を当接させる鋲体セット工程を有し、
前記充填工程では、前記充填材にペースト状のガラスフリットを用い、前記ガラスフリットを前記芯材部と前記貫通孔との間に充填し、
前記充填工程の後に、前記ガラスフリットを焼成して、前記貫通孔と前記芯材部とを一体的に固定させる焼成工程と、
前記土台部及び前記土台部が配置された前記第１基板の裏面を研磨するとともに、前記第１基板の表面を研磨して、前記芯材部が露出するようにする研磨工程とを有することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のパッケージの製造方法であって、
前記第１走査工程において、前記ガラスフリットの粘度を、１０Ｐａ・ｓ以上２００Ｐａ・ｓ以下に設定することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載のパッケージの製造方法であって、
前記第１走査工程において、前記スキージの走査速度を、１ｍｍ／ｓｅｃ以上５０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５記載のパッケージの製造方法であって、
前記第１走査工程において、前記各スキージの先端から前記ガラスフリットに作用する線圧力を、１ｍｇ／ｍｍ以上１０００ｍｇ／ｍｍ以下に設定することを特徴とするパッケージの製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載のパッケージの製造方法によって製造されたことを特徴とする圧電振動子。
【請求項８】
請求項７に記載の前記圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項９】
請求項７に記載の前記圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項７記載の前記圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージの製造方法及び圧電振動子、発振器、電子機器、並びに電波時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られているが、その１つとして、表面実装（ＳＭＤ）型の圧電振動子が知られている。この種の圧電振動子としては、例えば互いに接合されたベース基板（第１基板）及びリッド基板（第２基板）と、両基板の間に形成されたキャビティと、キャビティ内に気密封止された状態で収納された圧電振動片（電子部品）とを備えている。【０００３】
このタイプの圧電振動子は、ベース基板とリッド基板とが直接接合されることで２層構造になっており、両基板の間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が収納されている。
このような２層構造タイプの圧電振動子の一つとして、ベース基板を貫通するように形成された導電部材を利用して、圧電振動片とベース基板に形成された外部電極とを導通させた圧電振動子が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。【０００４】
この圧電振動子２００は、図２４，２５に示すように、接合膜２０７を介して互いに陽極接合されたベース基板２０１およびリッド基板２０２と、両基板２０１、２０２の間に形成されたキャビティＣ内に封止された圧電振動片２０３と、を備えている。圧電振動片２０３は、例えば音叉型の振動片であって、キャビティＣ内においてベース基板２０１の上面に導電性接着剤Ｅを介してマウントされている。
ベース基板２０１およびリッド基板２０２は、例えばセラミックやガラスなどからなる絶縁基板である。両基板２０１、２０２のうちベース基板２０１には、基板２０１を貫通するスルーホール２０４が形成されている。そして、このスルーホール２０４内には、スルーホール２０４を塞ぐように導電部材２０５が埋め込まれている。この導電部材２０５は、ベース基板２０１の下面に形成された外部電極２０６に電気的に接続されているとともに、キャビティＣ内にマウントされている圧電振動片２０３に電気的に接続されている。
【特許文献１】特開２００２−１２１０３７号公報
【特許文献２】特開２００７−１３６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した２層構造タイプの圧電振動子において、導電部材２０５は、スルーホール２０４を塞いでキャビティＣ内の気密を維持するとともに、圧電振動片２０３と外部電極２０６とを導通させるという２つの大きな役割を担っている。【０００６】
ここで、上述した導電部材２０５の製造方法としては、例えば大気中にて導電ペースト（ＡｇペーストやＡｕ−Ｓｎペーストなど）をスルーホール２０４内に充填し、その後、焼成して硬化させる方法が考えられる。
しかしながら、導電ペーストの充填後に焼成を行うと、導電ペーストに含まれる有機物が蒸発により消失してしまう。その結果、焼成後の導電ペーストの体積が焼成前に比べて減少するため、導電ペーストにより形成された導電部材２０５の表面に凹みが発生してしまったり、ひどい場合には貫通孔が中心に開いてしまったりする虞がある。【０００７】
上述の不具合を解消するために、スルーホール２０４内に、金属製のピンを配置し、スルーホール２０４とピンとの隙間にペースト状の充填材を充填して焼成することで貫通電極を形成する方法が提案されている。このように貫通電極を形成することで、体積減少がペースト材の部分のみになるため、ピンの端面はベース基板２０１の表面に対して面一な状態となる。これにより、ピンに接続される外部電極２０６との間に隙間を生じさせることがなく、貫通電極と外部電極２０６との導通を確保することができる。【０００８】
しかしながら、上述した充填材を大気中で充填する場合、以下のような問題がある。
すなわち、スルーホール２０４にピンを配置した状態で、スキージを用いて充填材を充填しようとすると、充填材とともに大気中の空気がスルーホール２０４内に押し込まれ、スルーホール２０４が充填材によって閉塞される。そのため、スルーホール２０４内の空気が抜け切らず、充填材がスルーホール２０４内に十分に充填されないという問題がある。
また、充填材中に存在する気泡がスルーホール２０４内に入り込み、これによっても充填材が十分に充填されないという問題がある。また、その後焼成によって気泡が蒸発することで、焼成後の体積が焼成前に比べて大幅に減少してしまう。これにより、上述したように焼成された充填材の表面に凹みが発生してしまったりする虞がある。【０００９】
その結果、キャビティＣ内の気密が損なわれたり、貫通電極を覆うように形成された電極膜（例えば、外部電極２０６）に段切れが発生したりする可能性があった。
また、充填材の焼成後に、スルーホール２０４内に残存する空気がキャビティＣ中に漏出すると、圧電振動子２００の振動特性が低下するという問題がある。【００１０】
そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、キャビティ内の気密を維持するとともに、圧電振動片と外部電極との導通性を確保して、歩留まりを向上させることができるパッケージの製造方法及び圧電振動子、発振器、電子機器並びに電波時計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】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係るパッケージの製造方法は、互いに接合された複数の基板との間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、前記複数の基板のうち、第１基板を厚さ方向に貫通し、前記キャビティの内側と前記パッケージの外側とを導通する貫通電極を形成する貫通電極形成工程を有し、前記貫通電極形成工程は、前記第１基板に前記貫通電極を配するための貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、減圧雰囲気下において、前記貫通孔内に充填材を充填する充填工程とを有することを特徴としている。【００１２】
この構成によれば、充填工程を減圧雰囲気下で行うことで、充填材が脱気され、充填材中に含まれる気泡を除去することができる。これにより、充填材内には気泡が存在しておらず、また貫通孔内にも空気は存在しないことになる。そのため、充填材を貫通孔内に充填する際、従来のように大気中にて充填材を充填する場合に比べて、貫通孔内に充填材をスムーズに充填することができる。その結果、貫通孔内に充填材を隙間なく充填することができる。この状態で充填材を焼成することで、貫通孔を隙間なく封止することができるので、キャビティ内の気密を良好な状態に維持することができる。また、焼成後の充填材に体積減少や変形も生じにくいので、所望の寸法を有する貫通電極を配することができる。よって、外部電極と貫通電極との間に隙間を発生させることなく、両者は密着した状態で接する。その結果、貫通電極を介して、電子部品に接続される電極膜（例えば、外部電極）との導通性を確保することができる。
また、充填材の焼成後に貫通孔内に残存する空気がキャビティ内に漏出することもないので、パッケージの特性が低下することもない。
したがって、歩留まりを向上させた上で、小型で信頼性の高いパッケージを製造することができる。【００１３】
また、前記充填工程は、前記第１基板の表面に沿って前記第１基板の一端側から他端側へ第１スキージを走査して、前記充填材を前記貫通孔内に充填する第１走査工程と、前記第１基板の表面に沿って前記第１基板の前記他端側から前記一端側へ第２スキージを走査させ、前記貫通孔の外部に存在する前記充填材を除去する第２走査工程とを有し、前記第２走査工程における雰囲気圧力を、前記第１走査工程よりも高圧に設定することを特徴としている。
ところで、極度の減圧雰囲気下に長時間充填材を曝しておくと、充填材に含まれる成分（例えば、有機溶剤）が蒸発して除去される虞がある。その結果、貫通孔の外側に残存する充填材の粘度が上昇して、第２走査工程において充填材を除去し難くなる。
これに対して、本発明の構成によれば、第２走査工程では第１走査工程に比べて、チャンバー内を昇圧することで、充填材に含まれる成分の蒸発を防ぐことができるので、充填材の粘度の上昇を防ぎ、第２走査工程をスムーズに行うことができる。【００１４】
また、前記充填工程に先立って、平板状の土台部と、前記土台部の表面に直交する方向に沿って延在する芯材部と、を有する導電性の鋲体の前記芯材部を前記貫通孔内に挿入し、前記第１基板の裏面に前記土台部の表面を当接させる鋲体セット工程を有し、前記充填工程では、前記充填材にペースト状のガラスフリットを用い、前記ガラスフリットを前記芯材部と前記貫通孔との間に充填し、前記充填工程の後に、前記ガラスフリットを焼成して、前記貫通孔と前記芯材部とを一体的に固定させる焼成工程と、前記土台部及び前記土台部が配置された前記第１基板の裏面を研磨するとともに、前記第１基板の表面を研磨して、前記芯材部が露出するようにする研磨工程とを有することを特徴としている。
この構成によれば、貫通孔内に導電性の芯材部を配置することで、焼成後の体積減少が芯材部と貫通孔との間に充填された充填材の部分のみになるため、芯材部は第１基板の表面に対して面一な状態となる。これにより、芯材部に接続される外部電極との間に隙間を生じさせることがなく、貫通電極と外部電極との導通を確保することができる。
また、土台部上に芯材部が形成された鋲体を利用するため、土台部を第１基板に接触させるまで押し込むだけの簡単な作業で、芯材部の軸方向と貫通孔の軸方向とを略一致させることができる。したがって、鋲体セット工程時における作業性を向上することができる。さらに、後に行う焼成工程までの間に、第１基板を机上等の平面上に載置したとしても、がたつき等がなく、安定する。この点においても、作業性の向上を図ることができる。
特に、本発明の構成によれば、貫通孔内にガラスフリットを隙間なく充填することができるため、その後にガラスフリットを焼成することによって、貫通孔を隙間なく封止することができる。その結果、キャビティ内の気密を良好な状態に維持することができる。また、焼成後の体積減少や変形も生じにくいので、芯材部を所定位置に強固に固着することができる。その結果、高品質な貫通電極を形成することができ、電子部品と外部電極との導通性を確保することができる。【００１５】
また、前記第１走査工程において、前記ガラスフリットの粘度を、１０Ｐａ・ｓ以上２００Ｐａ・ｓ以下に設定することを特徴としている。
この構成によれば、ガラスフリットの粘度を、１０Ｐａ・ｓ以上２００Ｐａ・ｓ以下に設定することで、ガラスフリットの流動性を向上させ、充填工程において充填材をスムーズに貫通孔内に充填することができる。【００１６】
また、前記第１走査工程において、前記スキージの走査速度を、１ｍｍ／ｓｅｃ以上５０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定することを特徴としている。
スキージの走査速度を１ｍｍ／ｓｅｃ未満に設定すると、上述した所望の粘度を得ることができず、貫通孔内にガラスフリットがスムーズに入り込んでいかない虞があるため好ましくない。
一方、スキージの走査速度を１０ｍｍ／ｓｅｃより早くすると、貫通孔内にガラスフリットが入り難くなるため好ましくない。
これに対して、スキージの走査速度を、１ｍｍ／ｓｅｃ以上５０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定することで、ガラスフリットを上述した所望の粘度に設定することができるので、ガラスフリットの流動性を向上させ、第１走査工程において充填材をスムーズに貫通孔内に充填することができる。【００１７】
また、前記第１走査工程において、前記各スキージの先端から前記ガラスフリットに作用する線圧力を、１ｍｇ／ｍｍ以上１０００ｍｇ／ｍｍ以下に設定することを特徴としている。
この構成によれば、スキージからガラスフリットに作用する線圧力を１ｍｍ／ｓｅｃ未満に設定すると、上述した所望の粘度を得ることができず、貫通孔内にガラスフリットがスムーズに入り込んでいかない虞があるため好ましくない。
一方、押圧力を１０００ｍｇ／ｍｍより大きく設定すると、第１基板に過負荷がかかるため好ましくない。
これに対して、スキージからガラスフリットに作用する線圧力を、１ｍｇ／ｍｍ以上１０００ｍｇ／ｍｍ以下に設定することで、ガラスフリットを上述した所望の粘度に設定することができるので、ガラスフリットの流動性を向上させ、第１走査工程において充填材をスムーズに貫通孔内に充填することができる。【００１８】
また、本発明に係る圧電振動子は、上記本発明のパッケージの製造方法によって製造されたことを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明のパッケージの製造方法によって製造された圧電振動子であるため、小型で信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。【００１９】
また、本発明に係る発振器は、上記本発明の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴としている。【００２０】
また、本発明に係る電子機器は、上記本発明の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴としている。【００２１】
また、本発明に係る電波時計は、上記本発明の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴としている。【００２２】
本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、上述した圧電振動子を備えているので、小型で信頼性の高い製品を提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る圧電振動子の製造方法によれば、貫通孔内に充填材を隙間なく充填することができる。この状態で充填材を焼成することで、貫通孔を隙間なく封止することができるので、キャビティ内の気密を良好な状態に維持することができる。また、焼成後の充填材に体積減少や変形も生じにくいので、所望の寸法を有する貫通電極を配することができる。よって、外部電極と貫通電極との間に隙間を発生させることなく、両者は密着した状態で接する。その結果、貫通電極を介して、電子部品に接続される電極膜（例えば、外部電極）との導通性を確保することができる。
また、充填材の焼成後に貫通孔内に残存する空気がキャビティ内に漏出することもないので、パッケージの特性が低下することもない。
したがって、歩留まりを向上させた上で、小型で信頼性の高いパッケージを製造することができる。
また、本発明に係る圧電振動子によれば、上記本発明のパッケージの製造方法によって製造された圧電振動子であるため、小型で信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、上述した圧電振動子を備えているので、小型で信頼性の高い製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る圧電振動子の一実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】図１に示す圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図である。
【図３】図２に示すＡ−Ａ線に沿った圧電振動子の断面図である。
【図４】図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】図１に示す圧電振動子を構成する圧電振動片の上面図である。
【図６】図５に示す圧電振動片の下面図である。
【図７】図５に示す断面矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図８】図３に示す貫通電極を構成する筒体の斜視図である。
【図９】図１に示す圧電振動子を製造する際の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ベース基板の元となるベース基板用ウエハに一対のスルーホールを形成した状態を示す図である。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図１２】鋲体の斜視図である。
【図１３】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、スルーホール内に鋲体を配置した状態を示す図である。
【図１４】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ガラスフリットを充填する状態を示す図である。
【図１５】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ガラスフリットを充填した状態を示す図である。
【図１６】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、余分なガラスフリットを除去する状態を示す図である。
【図１７】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、余分なガラスフリットを除去した状態を示す図である。
【図１８】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ガラスフリットを焼成した状態を示す図である。
【図１９】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、鋲体の土台部を研磨した状態を示す図である。
【図２０】図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ベース基板用ウエハの上面に接合膜及び引き回し電極をパターニングした状態を示す図である。
【図２１】本発明に係る発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図２２】本発明に係る電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図２３】本発明に係る電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【図２４】従来の圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図である。
【図２５】図２３に示す圧電振動子の断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…圧電振動子  ２…ベース基板（第１基板）  ３…リッド基板（第２基板）  ４…圧電振動片（電子部品）  ６ａ…ガラスフリット（充填材）  ７…芯材部  ８…土台部  ９…鋲体  ３０，３１…スルーホール（貫通孔）  ３２，３３…貫通電極  ３８，３９…外部電極  ４５…第１スキージ  ４６…第２スキージ  １００…発振器  １０１…発振器の集積回路  １１０…携帯情報機器（電子機器）  １１３…電子機器の計時部  １３０…電波時計  １３１…電波時計のフィルタ部  Ｃ…キャビティ
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、図面に基づいて本発明に係る実施形態を説明する。
（圧電振動子）
図１は本発明に係る圧電振動子の外観斜視図であり、図２は圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図ある。また、図３は図２に示すＡ−Ａ線に沿った圧電振動子の断面図であり、図４は圧電振動子の分解斜視図である。
図１〜４に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、ベース基板（第１基板）２とリッド基板（第２基板）３とで２層に積層された箱状に形成されており、内部のキャビティＣ（図４参照）内に圧電振動片４が収納された表面実装型の圧電振動子である。なお、図４においては、図面を見易くするために後述する励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７及び重り金属膜２１の図示を省略している。
【００２７】
図５は圧電振動子を構成する圧電振動片の上面図であり、図６は下面図、図７は図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図５〜７に示すように、圧電振動片４は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
この圧電振動片４は、平行に配置された一対の振動腕部１０，１１と、一対の振動腕部１０，１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、一対の振動腕部１０，１１の外表面上に形成されて一対の振動腕部１０，１１を振動させる第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とからなる励振電極１５と、第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４に電気的に接続されたマウント電極１６，１７とを有している。
また、本実施形態の圧電振動片４は、一対の振動腕部１０，１１の両主面上に、振動腕部１０，１１の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部１８を備えている。この溝部１８は、振動腕部１０，１１の基端側から略中間付近まで形成されている。
【００２８】
第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とからなる励振電極１５は、一対の振動腕部１０，１１を互いに接近または離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極であり、一対の振動腕部１０，１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。
また、第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４は、基部１２の両主面上において、それぞれ引き出し電極１９，２０を介してマウント電極１６，１７に電気的に接続されている。
【００２９】
また、一対の振動腕部１０，１１の先端には、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜２１が被膜されている。なお、この重り金属膜２１は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜２１ａと、微小に調整する際に使用される微調膜２１ｂとに分かれている。
【００３０】
このように構成された圧電振動片４は、図３，４に示すように、金等のバンプＢを利用して、ベース基板２の上面にバンプ接合されている。より具体的には、ベース基板２の上面にパターニングされた後述する引き回し電極３６，３７上に形成された２つのバンプＢ上に、一対のマウント電極１６，１７がそれぞれ接触した状態でバンプ接合されている。これにより、圧電振動片４は、ベース基板２の上面から浮いた状態で支持されるとともに、マウント電極１６，１７と引き回し電極３６，３７とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。
【００３１】
上述したリッド基板３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、図１，３，４に示すように、板状に形成されている。そして、ベース基板２が接合される接合面側には、圧電振動片４が収まる矩形状の凹部３ａが形成されている。この凹部３ａは、両基板２，３が重ね合わされたときに、圧電振動片４を収容するキャビティＣとなるキャビティ用の凹部である。そして、リッド基板３は、この凹部３ａをベース基板２側に対向させた状態でベース基板２に対して陽極接合されている。
【００３２】
上述したベース基板２は、リッド基板３と同様にガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明な絶縁基板であり、図１〜４に示すように、リッド基板３に対して重ね合わせ可能な大きさで板状に形成されている。
このベース基板２には、ベース基板２を厚さ方向に貫通する一対のスルーホール（貫通孔）３０，３１が形成されている。この際、一対のスルーホール３０，３１は、キャビティＣ内に収まるように形成されている。より詳しく説明すると、本実施形態のスルーホール３０，３１は、マウントされた圧電振動片４の基部１２側に対応した位置に一方のスルーホール３０が形成され、振動腕部１０，１１の先端側に対応した位置に他方のスルーホール３１が形成されている。また、本実施形態では、ベース基板２の下面から上面に向かって漸次径が縮径した断面テーパ状のスルーホールを例に挙げて説明するが、この場合に限られず、ベース基板２を真っ直ぐに貫通するスルーホールでも構わない。いずれにしても、ベース基板２を貫通していれば良い。
【００３３】
そして、これら一対のスルーホール３０，３１には、スルーホール３０，３１を埋めるように形成された一対の貫通電極３２，３３が形成されている。これら貫通電極３２，３３は、図３に示すように、焼成によってスルーホール３０，３１に対して一体的に固定された筒体６及び芯材部７によって形成されたものであり、スルーホール３０，３１を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持しているとともに、後述する外部電極３８，３９と引き回し電極３６，３７とを導通させる役割を担っている。
【００３４】
図８は、筒体の斜視図である。
図８に示すように、筒体６は、ペースト状のガラスフリット６ａ（図１４参照）が焼成されたものである。筒体６は、両端が平坦で且つベース基板２と略同じ厚みの円筒状に形成されている。そして、筒体６の中心には、芯材部７が筒体６を貫通するように配されている。また、本実施形態ではスルーホール３０，３１の形状に合わせて、筒体６の外形が円錐状（断面テーパ状）となるように形成されている。そして、この筒体６は、図４に示すように、スルーホール３０，３１内に埋め込まれた状態で焼成されており、スルーホール３０，３１に対して強固に固着されている。
【００３５】
芯材部７は、金属材料により円柱状に形成された導電性の芯材であり、筒体６と同様に両端が平坦で且つベース基板２の厚みと略同じ厚さとなるように形成されている。なお、図４に示すように、貫通電極３２，３３が完成品として形成された場合には、上述したように芯材部７は、ベース基板２の厚みと略同じ厚さとなるように形成されているが、製造過程では、芯材部７の長さは、製造過程の当初のベース基板２の厚さよりも０．０２ｍｍだけ短い長さのものを採用している（後に製造方法の説明で詳述する。）。そして、この芯材部７は、筒体６の中心孔６ｃに位置しており、筒体６の焼成によって筒体６に対して強固に固着されている。
なお、貫通電極３２，３３は、導電性の芯材部７を通して電気導通性が確保されている。
【００３６】
ベース基板２の上面側（リッド基板３が接合される接合面側）には、図１〜４に示すように、導電性材料（例えば、アルミニウム）により、陽極接合用の接合膜３５と、一対の引き回し電極３６，３７とがパターニングされている。このうち接合膜３５は、リッド基板３に形成された凹部３ａの周囲を囲むようにベース基板２の周縁に沿って形成されている。
【００３７】
また、一対の引き回し電極３６，３７は、一対の貫通電極３２，３３のうち、一方の貫通電極３２と圧電振動片４の一方のマウント電極１６とを電気的に接続するとともに、他方の貫通電極３３と圧電振動片４の他方のマウント電極１７とを電気的に接続するようにパターニングされている。
そして、これら一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれバンプＢが形成されており、バンプＢを利用して圧電振動片４がマウントされている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極１６が、一方の引き回し電極３６を介して一方の貫通電極３２に導通し、他方のマウント電極１７が、他方の引き回し電極３７を介して他方の貫通電極３３に導通するようになっている。
【００３８】
また、ベース基板２の下面には、図１，３，４に示すように、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ電気的に接続される外部電極３８，３９が形成されている。つまり、一方の外部電極３８は、一方の貫通電極３２及び一方の引き回し電極３６を介して圧電振動片４の第１の励振電極１３に電気的に接続されている。また、他方の外部電極３９は、他方の貫通電極３３及び他方の引き回し電極３７を介して、圧電振動片４の第２の励振電極１４に電気的に接続されている。
【００３９】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極３８，３９に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４からなる励振電極１５に電流を流すことができ、一対の振動腕部１０，１１を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０，１１の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００４０】
（圧電振動子の製造方法）
次に、図９に示すフローチャートを参照しながら、ベース基板２となるベース基板用ウエハ４０と、リッド基板３となるリッド基板用ウエハとを利用して一度に複数の圧電振動子１を製造する製造方法について以下に説明する。
【００４１】
初めに、圧電振動片作製工程を行って図５〜７に示す圧電振動片４を作製する（Ｓ１０）。なお、圧電振動片４を作製した後、共振周波数の粗調を行っておく。これは、重り金属膜２１の粗調膜２１ａにレーザー光を照射して一部を蒸発させ、重量を変化させることで行う。なお、共振周波数をより高精度に調整する微調に関しては、マウント後に行う。
【００４２】
次に、後にリッド基板３となるリッド基板用ウエハ（不図示）を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第１のウエハ作製工程を行う（Ｓ２０）。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のリッド基板用ウエハを形成する（Ｓ２１）。次いで、リッド基板用ウエハの接合面に、エッチング等により行列方向にキャビティ用の凹部３ａを複数形成する凹部形成工程を行う（Ｓ２２）。この時点で、第１のウエハ作製工程が終了する。
【００４３】
次に、上記工程と同時或いは前後のタイミングで、後にベース基板２となるベース基板用ウエハ４０（図１０参照）を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第２のウエハ作製工程を行う（Ｓ３０）。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のベース基板用ウエハ４０を形成する（Ｓ３１）。次いで、ベース基板用ウエハ４０に一対の貫通電極３２，３３を複数形成する貫通電極形成工程を行う（Ｓ３０Ａ）。
【００４４】
図１０は、貫通電極形成工程を示す工程図であり、ベース基板用ウエハの斜視図である。また、図１１は図１０のＤ−Ｄ線に断面図である。
ここで、貫通電極形成工程（Ｓ３０Ａ）について、詳細に説明する。
まず、図１０，１１に示すように、ベース基板用ウエハ４０を貫通する一対のスルーホール３０，３１を複数形成する貫通孔形成工程（Ｓ３２）を行う。なお、図１０に示す破線Ｍは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。この工程を行う際、ベース基板用ウエハ４０の下面側から、例えばサンドブラスト法やプレス加工等で行う。これにより、図１１に示すように、ベース基板用ウエハ４０の下面から上面に向かって漸次径が縮径する断面テーパ状のスルーホール３０，３１を形成することができる。また、後に両ウエハ４０を重ね合わせたときに、リッド基板用ウエハに形成された凹部３ａ内に収まるように一対のスルーホール３０，３１を複数形成する。しかも、一方のスルーホール３０が圧電振動片４の基部１２側に位置し、他方のスルーホール３１が振動腕部１０，１１の先端側に位置するように形成する。
【００４５】
図１２は、鋲体の斜視図である。また、図１３〜２０は図１１に相当するベース基板用ウエハの断面図であり、貫通電極形成工程を説明するための工程図である。
続いて、これら複数のスルーホール３０，３１内に、鋲体９の芯材部７を配置する鋲体セット工程を行う（Ｓ３３）。この際、鋲体９として、図１２に示すように、平板状の土台部８と、土台部８上から土台部８の表面に略直交する方向に沿ってベース基板用ウエハ４０の厚さよりも０．０２ｍｍだけ短い長さで形成されるとともに、先端が平坦に形成された芯材部７と、を有する導電性の鋲体９を用いる。さらに、図１３に示すように、この鋲体９の土台部８の表面がベース基板用ウエハ４０に接触するまで、芯材部７を挿入する。ここで、芯材部７の軸方向とスルーホール３０，３１の軸方向とを略一致するように鋲体９を配置する必要がある。しかしながら、土台部８上に芯材部７が形成された鋲体９を利用するため、土台部８をベース基板用ウエハ４０に接触させるまで押し込むだけの簡単な作業で、芯材部７の軸方向とスルーホール３０，３１の軸方向とを略一致させることができる。したがって、鋲体セット工程時における作業性を向上することができる。
【００４６】
次に、鋲体９がセットされたスルーホール３０，３１内に、ペースト状のガラスフリット６ａをスルーホール３０，３１内に充填する充填工程を行う（Ｓ３４）。
充填工程（Ｓ３４）において、まず、ペースト状のガラスフリット６ａをスルーホール３０，３１内に充填するセット工程（第１走査工程）を行う（Ｓ３４Ａ）。このセット工程では、減圧雰囲気下に維持された真空スクリーン印刷機のチャンバー（ともに不図示）内において、ベース基板用ウエハ４０の表面４０ａに沿って樹脂製のスキージを走査することにより、スルーホール３０，３１内にガラスフリット６ａを充填する。なお、本実施形態の真空スクリーン印刷機は、同一形状からなる第１スキージ４５（図１４参照）及び第２スキージ４６（図１６参照）を備え、図示しない移動機構により互いが対向する方向に走査可能に保持されている。
【００４７】
セット工程（Ｓ３４Ａ）では、まずチャンバー内にベース基板用ウエハ４０を搬送し、スルーホール３０，３１にガラスフリット６ａを塗布する。この際、スルーホール３０，３１内に確実にガラスフリット６ａが充填されるように多めに塗布する。したがって、ベース基板用ウエハ４０の表面４０ａにもガラスフリット６ａが塗布されている。その後、チャンバー内を１ｔｏｒｒ程度まで減圧することで、ガラスフリット６ａが脱気され、ガラスフリット６ａに含まれる気泡が除去される。なお、本実施形態に用いるガラスフリット６ａには、ブチルカルビトール等の有機溶剤中に、ガラス材料や、チクソ性を付与するためのエチルセルロース等の樹脂材料が混入されたものである。
【００４８】
図１４に示すように、チャンバー内を減圧させた状態で、第１スキージ４５の先端４５ａとベース基板用ウエハ４０との間にガラスフリット６ａを介在させた状態で、ベース基板用ウエハ４０の径方向一端側から他端側に向けて第１スキージ４５を走査する（図１４，１５中矢印参照）。この場合、第１スキージ４５とベース基板用ウエハ４０との接触角（アタック角）を５度〜６０度程度に設定した状態で、ベース基板用ウエハ４０の面方向と第１スキージ４５の走査面とが平行となるように第１スキージ４５を走査する。
【００４９】
ここで、本実施形態では、ガラスフリット６ａの流動性を向上させるために、ガラスフリット６ａの粘度が１０Ｐａ・ｓ以上２００Ｐａ・ｓ以下になるように、第１スキージ４５の走査速度、及び第１スキージ４５の先端４５ａからガラスフリット６ａに作用する押圧力を設定することが好ましい。ガラスフリット６ａを上述した所望の粘度に設定するために、第１スキージ４５の走査速度は、１ｍｍ／ｓｅｃ以上１０ｍｍ／ｓｅｃ以下に設定することが好ましく、また第１スキージ４５の先端４５ａからガラスフリット６ａに作用する押圧力（線圧力）は１ｍｇ／ｍｍ以上１０００ｍｇ／ｍｍに設定することが好ましい。第１スキージ４５の走査速度を１ｍｍ／ｓｅｃ未満、または押圧力を１ｍｇ／ｍｍ未満に設定すると、上述した所望の粘度を得ることができず、スルーホール３０，３１内にガラスフリット６ａがスムーズに入り込んでいかない虞があるため好ましくない。一方、第１スキージ４５の走査速度を１０ｍｍ／ｓｅｃより早くすると、スルーホール３０，３１内にガラスフリット６ａを押し流し難くなるため好ましくない。また、押圧力を１０００ｍｇ／ｍｍより大きく設定すると、ベース基板用ウエハ４０に過負荷がかかるため好ましくない。
なお、本実施形態では、ガラスフリット６ａの粘度が例えば６０Ｐａ・ｓに設定されており、これに伴い第１スキージ４５の走査速度を１０ｍｍ／ｓｅｃ、押圧力を７３ｍｇ／ｍｍ程度に設定している。
【００５０】
そして、上述した条件により第１スキージ４５を走査させると、第１スキージ４５の先端４５ａにより第１スキージ４５の走査方向（図１４中矢印参照）に沿って押し流されるようにガラスフリット６ａが流動する。これにより、図１５に示すように、ベース基板用ウエハ４０上に沿ってガラスフリット６ａが均される。そして、スルーホール３０，３１の開口縁に沿って第１スキージ４５を走査する際に、第１スキージ４５の先端４５ａによって開口縁近傍のガラスフリット６ａがスルーホール３０，３１内に押し流されるように流動する。その結果、スルーホール３０，３１内にガラスフリット６ａが隙間なく充填される。しかも、土台部８がベース基板用ウエハ４０の表面４０ａに接触しているため、ベース基板用ウエハ４０の裏面側からガラスフリット６ａが溢れることなく、ガラスフリット６ａを確実にスルーホール３０，３１内に充填させることができる。
さらに、土台部８は、平板状に形成されているため、セット工程後、後に行う焼成工程までの間に、ベース基板用ウエハ４０を机上等の平面上に載置したとしても、がたつき等がなく、安定する。この点においても、作業性の向上を図ることができる。
セット工程（Ｓ３４Ａ）を行った状態でガラスフリット６ａを焼成すると、後の研磨工程に要する時間が多くなるため、焼成前に余分なガラスフリット６ａを除去する除去工程（Ｓ３４Ｂ：第２走査工程）を行う。
ところで、上述したように本実施形態のガラスフリット６ａは、ガラス材料や樹脂材料が有機溶剤に混入されて構成されている。この場合、極度の減圧雰囲気下（例えば、２０ｔｏｒｒ未満）に長時間ガラスフリット６ａを曝しておくと、ガラスフリット６ａの有機溶剤が蒸発して除去される虞がある。その結果、スルーホール３０，３１の外側に残存するガラスフリット６ａの粘度が上昇して、除去工程においてガラスフリット６ａを除去し難くなる。
【００５１】
そのため、除去工程（Ｓ３４Ｂ）ではセット工程（Ｓ３４Ａ）に比べて、チャンバー内の圧力を昇圧する。この際のチャンバー内の圧力は、ガラスフリット６ａの有機溶剤が蒸発しない程度の圧力に設定することが好ましく、例えば３０ｔｏｒｒ程度まで昇圧することが好ましい。これにより、ガラスフリット６ａの蒸発を防いだ上で、除去工程（Ｓ３４Ｂ）を行うことができる。
【００５２】
そして、チャンバー内を昇圧した後、図１６に示すように、ベース基板用ウエハ４０の表面４０ａに沿って第２スキージ４６を走査する。具体的には、第２スキージ４６の先端４６ａをベース基板用ウエハ４０の表面４０ａに接触させた状態で、上述した第１スキージ４５の走査条件と同様の条件によって第１スキージ４５の走査方向とは逆方向、すなわちベース基板用ウエハ４０の径方向他端側から一端側に沿って走査する（図１６中矢印参照）。これにより、スルーホール３０，３１の外部に存在するベース基板用ウエハ４０の表面４０ａに存在するガラスフリット６ａを、第２スキージ４６の先端４６ａによってすくうように第２スキージ４６を走査する。
このようにすることで、図１７に示すように、簡易な作業でベース基板用ウエハ４０の表面４０ａに存在する余分なガラスフリット６ａを除去することができる。そして、本実施形態では鋲体９の芯材部７の長さをベース基板用ウエハ４０の厚さよりも０．０２ｍｍ短くしたため、第２スキージ４６がスルーホール３０，３１の上部を通過する際に、スキージ４５の先端４５ａと芯材部７の先端とが接触することがなくなり、芯材部７が傾いてしまうことを抑制することができる。
【００５３】
続いて、埋め込んだガラスフリット６ａを所定の温度で焼成する焼成工程を行う（Ｓ３５）。これにより、スルーホール３０，３１と、スルーホール３０，３１内に埋め込まれたガラスフリット６ａと、ガラスフリット６ａ内に配置された鋲体９と、が互いに固着し合う。この焼成を行う際に、土台部８ごと焼成するため、芯材部７の軸方向とスルーホール３０，３１の軸方向とを略一致させた状態にしたまま、両者を一体的に固定することができる。ガラスフリット６ａが焼成されると筒体６として固化する。続いて、図１８に示すように、焼成後に鋲体９の土台部８を研磨して除去する研磨工程を行う（Ｓ３６）。これにより、筒体６及び芯材部７を位置決めさせる役割を果たしていた土台部８を除去することができ、芯材部７のみを筒体６の内部に取り残すことができる。
また、同時にベース基板用ウエハ４０の表面４０ａを研磨して平坦面になるようにする。そして、芯材部７の先端が露出するまで研磨する。その結果、図１９に示すように、筒体６と芯材部７とが一体的に固定された一対の貫通電極３２，３３を複数得ることができる。
【００５４】
なお、貫通電極３２，３３を形成するにあたって、従来のものとは異なり、導電部にペーストを使用せずに、ガラス材料からなる筒体６と、導電性の芯材部７とで貫通電極３２，３３を形成している。仮に導電部にペーストを利用した場合には、焼成時にペースト内に含まれる有機物が蒸発してしまうため、ペーストの体積が焼成前に比べて顕著に減少してしまう。そのため、仮にペーストだけをスルーホール３０，３１内に埋め込んだ場合には、焼成後にペーストの表面に大きな凹みが生じてしまう。しかしながら、本実施形態では導電部に金属製の芯材部７を用いたため、導電部の体積減少を無くすことができる。
【００５５】
その結果、ベース基板用ウエハ４０の表面と、筒体６および芯材部７の両端とは、略面一な状態となる。つまり、ベース基板用ウエハ４０の表面と貫通電極３２，３３の表面とを、略面一な状態とすることができる。なお、研磨工程（Ｓ３６）を行った時点で、貫通電極形成工程（Ｓ３０Ａ）が終了する。
【００５６】
図２０は、ベース基板用ウエハの上面に接合膜及び引き回し電極をパターニングした状態を示す図である。なお、図中破線Ｍは、圧電振動子１の輪郭線を示している。
次に、ベース基板用ウエハ４０の上面に導電性材料をパターニングして、図２０に示すように、接合膜３５を形成する接合膜形成工程を行う（Ｓ３７）とともに、各一対の貫通電極３２，３３にそれぞれ電気的に接続された引き回し電極３６，３７を複数形成する引き回し電極形成工程を行う（Ｓ３８）。
特に、貫通電極３２，３３は、上述したようにベース基板用ウエハ４０の上面に対して略面一な状態となっている。そのため、ベース基板用ウエハ４０の上面にパターニングされた引き回し電極３６，３７は、間に隙間等を発生させることなく貫通電極３２，３３に対して密着した状態で接する。これにより、一方の引き回し電極３６と一方の貫通電極３２との導通性、並びに、他方の引き回し電極３７と他方の貫通電極３３との導通性を確実なものにすることができる。この時点で第２のウエハ作製工程が終了する。
【００５７】
次に、ベース基板用ウエハ４０の引き回し電極３６，３７上に、バンプＢを介して圧電振動片４を接合するマウント工程（Ｓ４０）を行い、その後ベース基板用ウエハ４０に対してリッド基板用ウエハを重ね合わせる（Ｓ５０：重ね合わせ工程）。
重ね合わせ工程後、重ね合わせた２枚のウエハ４０を図示しない陽極接合装置に入れ、所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極接合し、ウエハ接合体を形成する（Ｓ６０：接合工程）。ところで、陽極接合を行う際、ベース基板用ウエハ４０に形成されたスルーホール３０，３１は、貫通電極３２，３３によって完全に塞がれているため、キャビティＣ内の気密がスルーホール３０，３１を通じて損なわれることがない。しかも、焼成によって筒体６と芯材部７とが一定的に固定されているとともに、これらがスルーホール３０，３１に対して強固に固着されているため、キャビティＣ内の気密を確実に維持することができる。
【００５８】
そして、上述した陽極接合が終了した後、ベース基板用ウエハ４０の下面に導電性材料をパターニングして、一対の貫通電極３２，３３にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極３８，３９を複数形成する外部電極形成工程を行う（Ｓ７０）。
特に、この工程を行う場合も引き回し電極３６，３７の形成時と同様に、ベース基板用ウエハ４０の下面に対して貫通電極３２，３３が略面一な状態となっているため、パターニングされた外部電極３８，３９は、間に隙間等を発生させることなく貫通電極３２，３３に対して密着した状態で接する。これにより、外部電極３８，３９と貫通電極３２，３３との導通性を確実なものにすることができる。
【００５９】
次に、ウエハ接合体の状態で、キャビティＣ内に封止された個々の圧電振動子１の周波数を微調整して所定の範囲内に収める微調工程を行う（Ｓ８０）。
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体を切断線Ｍに沿って切断して小片化する切断工程を行う（Ｓ９０）。
その後、内部の電気特性検査（Ｓ１００）を行うことで、圧電振動子１の製造が終了する。
【００６０】
このように、本実施形態では、充填工程（Ｓ３４）において、ペースト状のガラスフリット６ａを減圧雰囲気下でスルーホール３０，３１内に充填する構成とした。
この構成によれば、充填工程（Ｓ３４）を減圧雰囲気下で行うことで、ガラスフリット６ａが脱気され、ガラスフリット６ａ中に含まれる気泡を除去することができる。これにより、ガラスフリット６ａ内には気泡が存在しておらず、またスルーホール３０，３１内にも空気は存在しないことになる。そのため、セット工程（Ｓ３４Ａ）において、第１スキージ４５によってガラスフリット６ａを押し流すことで、従来のように大気中にてガラスフリット６ａを充填する場合に比べて、スルーホール３０，３１内にガラスフリット６ａをスムーズに充填することができる。その結果、スルーホール３０，３１内にガラスフリット６ａを隙間なく充填することができる。
そして、この状態でガラスフリット６ａを焼成することで、焼成後に形成された筒体６によってスルーホール３０，３１を隙間なく封止することができるので、キャビティＣ内の気密を良好な状態に維持することができる。また、焼成後の体積減少や変形も生じにくいので、芯材部７を所定位置に強固に固着することができるので、所望の寸法を有する貫通電極３２，３３を形成することができる。よって、外部電極３８，３９と貫通電極３２，３３との間に隙間を発生させることなく、両者は密着した状態で接する。その結果、貫通電極３２，３３を覆うように形成された外部電極３８，３９の段切れを防止することができ、貫通電極３２，３３を介して圧電振動片４と外部電極３８，３９との導通性を確保することができる。
また、ガラスフリット６ａの焼成後に、スルーホール３０，３１内に残存する空気がキャビティＣ内に漏出することもないので、圧電振動子１の振動特性が低下することもない。
よって、歩留まりを向上させた上で、小型で振動特性に優れた信頼性の高い圧電振動子１をウエハ上で一括して製造することができる。
【００６１】
しかも、本実施形態では、ガラスフリット６ａにチクソ性が付与されているので、チャンバー内において上述した条件でセット工程（Ｓ３４Ａ）を行うことで、ガラスフリット６ａの粘度を低下させ、ガラスフリット６ａの流動性を向上させることができる。したがって、ガラスフリット６ａをスルーホール３０，３１内によりスムーズに押し流すことができる。
【００６２】
（発振器）
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図１５を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図１５に示すように、圧電振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上述した集積回路１０１が実装されており、この集積回路１０１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子部品１０２、集積回路１０１及び圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。
【００６３】
このように構成された発振器１００において、圧電振動子１に電圧を印加すると、この圧電振動子１内の圧電振動片４が振動する。この振動は、圧電振動片４が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路１０１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。
【００６４】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、高品質化された圧電振動子１を備えているので、発振器１００自体も同様に高品質化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる。
【００６５】
（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図１６を参照して説明する。なお電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１１０を例にして説明する。始めに本実施形態の携帯情報機器１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。
【００６６】
次に、本実施形態の携帯情報機器１１０の構成について説明する。この携帯情報機器１１０は、図１６に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１１１とを備えている。電源部１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１には、各種制御を行う制御部１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１３と、外部との通信を行う通信部１１４と、各種情報を表示する表示部１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。
【００６７】
制御部１１２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、このＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、このＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。
【００６８】
計時部１１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片４が振動し、この振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１１２と信号の送受信が行われ、表示部１１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。
【００６９】
通信部１１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９、増幅部１２０、音声入出力部１２１、電話番号入力部１２２、着信音発生部１２３及び呼制御メモリ部１２４を備えている。
無線部１１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１１８は、無線部１１７又は増幅部１２０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１２０は、音声処理部１１８又は音声入出力部１２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１２１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。
【００７０】
また、着信音発生部１２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１１９は、着信時に限って、音声処理部１１８に接続されている増幅部１２０を着信音発生部１２３に切り替えることによって、着信音発生部１２３において生成された着信音が増幅部１２０を介して音声入出力部１２１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１２４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１２２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。
【００７１】
電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１２は、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９及び着信音発生部１２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１１５に、通信部１１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。
【００７２】
すなわち、電圧検出部１１６と制御部１１２とによって、通信部１１４の動作を禁止し、その旨を表示部１１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１２６を備えることで、通信部１１４の機能をより確実に停止することができる。
【００７３】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、高品質化された圧電振動子１を備えているので、携帯情報機器自体も同様に高品質化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な時計情報を表示することができる。
【００７４】
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図１７を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図１７に示すように、フィルタ部１３１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【００７５】
（電波時計）
以下、電波時計１３０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１３２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１３３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１３１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子１は、上述した搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１３８、１３９をそれぞれ備えている。
【００７６】
さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１３４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１３６でカウントされる。ＣＰＵ１３６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１３８、１３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【００７７】
なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１３０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。
【００７８】
上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、高品質化された圧電振動子１を備えているので、電波時計自体も同様に高品質化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定して高精度に時刻をカウントすることができる。
【００７９】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態では、音叉型の圧電振動片４を例に挙げて説明したが、音叉型に限られるものではない。例えば、厚み滑り振動片やＡＴ振動片をキャビティ内にマウントし、これらの振動片と外部電極とを電気的に接続する際に、上述した方法により貫通電極を形成しても構わない。
また、上述した実施形態では、ベース基板２とリッド基板３との間に形成されたキャビティＣ内に圧電振動片４を収納した２層構造タイプのものについて説明したが、これに限らず、圧電振動片４が形成された圧電基板をベース基板２とリッド基板３とで上下から挟み込むように接合した３層構造タイプを採用することも可能である。
さらに、上述した実施形態では、芯材部７とスルーホール３０，３１との間に充填材となるガラスフリット６ａを充填する場合について説明したが、これに限らず、導電性を有する充填材をスルーホール３０，３１に充填し、それ自体を貫通電極とする構成にしてもよい。このような充填材としては、金属微粒子および複数のガラスビーズを含んだものや、上述した導電ペーストを用いることが可能である。
【００８０】
また、上述した実施形態では、圧電振動片４の一例として振動腕部１０、１１の両面に溝部１８が形成された溝付きの圧電振動片４を例に挙げて説明したが、溝部１８がないタイプの圧電振動片でも構わない。ただし、溝部１８を形成することで、一対の励振電極１５に所定の電圧を印加させたときに、一対の励振電極１５間における電界効率を上げることができるため、振動損失をより抑えて振動特性をさらに向上することができる。つまり、ＣＩ値（Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）をさらに低くすることができ、圧電振動片４のさらなる高性能化を図ることができる。この点において、溝部１８を形成する方が好ましい。
また、上記実施形態では、圧電振動片４をバンプ接合したが、バンプ接合に限定されるものではない。例えば、導電性接着剤により圧電振動片４を接合しても構わない。ただし、バンプ接合することで、圧電振動片４をベース基板２の上面から浮かすことができ、振動に必要な最低限の振動ギャップを自然と確保することができる。よって、バンプ接合することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
キャビティ内の気密を維持するとともに、圧電振動片と外部電極との安定した導通性を確保して、歩留まりを向上させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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