(57)【要約】  この圧電振動子は、互いに接合され、間にキャビティが形成されたベース基板及びリッド基板と平行に延在した一対の振動腕部と、この一対の振動腕部を振動させる一対の励振電極と、この一対の励振電極に電気的に接続されたマウント電極と、を有し、このマウント電極を介してキャビティ内でベース基板上にマウントされた圧電振動片と励振電極を覆うように圧電振動片上に成膜された絶縁膜とキャビティ内に配置されるようにベース基板又はリッド基板のいずれか一方の基板に形成され、加熱されることでキャビティ内の真空度を向上させる金属材料からなるゲッター材とを備える。
2010023730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接合されたベース基板とリッド基板との間に形成されたキャビティ内に、平行に延在した一対の振動腕部と、この一対の振動腕部を振動させる一対の励振電極と、この一対の励振電極に電気的に接続されたマウント電極と、を有する圧電振動片が収容された圧電振動子を製造する方法であって、
前記圧電振動片を作製した後、前記励振電極を覆うように絶縁膜を成膜する絶縁膜成膜工程と
加熱されることで前記キャビティ内の真空度を向上させる金属材料からなるゲッター材を、前記キャビティ内に配置されるように前記ベース基板又は前記リッド基板のいずれか一方の基板に形成するゲッター材形成工程と
前記マウント電極を介して前記圧電振動片を前記ベース基板上にマウントした後、前記圧電振動片及び前記ゲッター材を前記キャビティ内に収容するように前記ベース基板と前記リッド基板とを互いに接合する接合工程と
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】
請求項１に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記ゲッター材形成工程の際、前記ゲッター材を、前記圧電振動片がマウントされた際にこの圧電振動片を挟んで両側に対向配置されるように２つ形成すると共に、各々の前記ゲッター材を、前記絶縁膜に対して隣り合う位置で前記振動腕部に対して平行に延在するように形成する。
【請求項３】
請求項１に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記絶縁膜成膜工程の際、前記絶縁膜を、前記リッド基板及び前記ベース基板にそれぞれ対向する前記圧電振動片の上面側及び下面側にそれぞれ成膜する。
【請求項４】
請求項３に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記絶縁膜成膜工程の際、前記絶縁膜を、前記圧電振動片の側面側に亘って成膜する。
【請求項５】
請求項１に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記圧電振動片を作製する際、前記マウント電極及び前記励振電極を、クロムの下地層と、金の仕上層とで一体的に形成し
前記絶縁膜成膜工程の際、前記励振電極における前記仕上層を除去した後、二酸化珪素を用いて前記絶縁膜を前記下地層上に成膜する。
【請求項６】
互いに接合され、間にキャビティが形成されたベース基板及びリッド基板と
平行に延在した一対の振動腕部と、この一対の振動腕部を振動させる一対の励振電極と、この一対の励振電極に電気的に接続されたマウント電極と、を有し、このマウント電極を介して前記キャビティ内で前記ベース基板上にマウントされた圧電振動片と
前記励振電極を覆うように前記圧電振動片上に成膜された絶縁膜と
前記キャビティ内に配置されるように前記ベース基板又は前記リッド基板に形成され、加熱されることで前記キャビティ内の真空度を向上させる金属材料からなるゲッター材と
を備えることを特徴とする圧電振動子。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電振動子であって、
前記ゲッター材は、マウントされた前記圧電振動片を挟んで両側に対向配置されるように２つ形成され
各々の前記ゲッター材は、前記絶縁膜に対して隣り合う位置で前記振動腕部に対して平行に延在するように形成されている。
【請求項８】
請求項６に記載の圧電振動子であって、
前記絶縁膜は、前記リッド基板及び前記ベース基板にそれぞれ対向する前記圧電振動片の上面側及び下面側にそれぞれ成膜されている。
【請求項９】
請求項８に記載の圧電振動子であって、
前記絶縁膜は、前記圧電振動片の側面側に亘って成膜されている。
【請求項１０】
請求項６に記載の圧電振動子であって、
前記励振電極は、クロムからなり
前記絶縁膜は、二酸化珪素からなる。
【請求項１１】
請求項６から１０の何れか１項に記載の圧電振動子が、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する発振器。
【請求項１２】
請求項６から１０の何れか１項に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
請求項６から１０の何れか１項に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合された２枚の基板の間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が収容された表面実装型（ＳＭＤ）の圧電振動子と、この圧電振動子を有する発振器、電子機器及び電波時計と、この圧電振動子を製造する圧電振動子の製造方法とに関する。
【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、様々なものが提供されているが、その１つとして、表面実装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、ベース基板とリッド基板とが直接接合され、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容された２層構造タイプのものが知られている。なお、圧電振動片は、平行に延在した一対の振動腕部と、この一対の振動腕部を振動させる一対の励振電極と、この一対の励振電極に電気的に接続されたマウント電極と、を有しており、マウント電極を介してベース基板上にマウントされている。【０００３】
ところで、一般に圧電振動子は、等価抵抗値（実効抵抗値、Ｒｅ）がより低く抑えられたものが望まれている。等価抵抗値が低い圧電振動子は、低電力で圧電振動片を振動させることが可能であるため、エネルギー効率の良い圧電振動子になる。
等価抵抗値を抑えるための一般的な方法の一つとして、キャビティ内を真空に近づける方法が知られている。そして、キャビティ内を真空に近づける方法としては、キャビティ内に金属膜であるゲッター材を収容し、外部よりレーザ等を照射してゲッター材を加熱し、活性化させる方法（ゲッタリング）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この方法によれば、活性化状態になったゲッター材が、主に酸素からなるキャビティ内のガスを化学反応により吸収するので、キャビティ内を真空に近づけることができる。なお、このゲッター材は、圧電振動片の表面若しくはキャビティを形成する基板の内壁に配置されている。
【特許文献１】特開２００３−１４２９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の圧電振動子では、ゲッタリングの際、ゲッター材が配置されている位置により以下の問題が残されていた。
即ち、まずゲッター材が圧電振動片の表面に配置されている場合には、ゲッター材をレーザで加熱するときに圧電振動片も併せて加熱してしまうため、圧電振動片が加熱による負荷を受けてしまう。
また、ゲッター材が基板の内壁に配置されている場合には、ゲッター材をレーザで加熱したときに蒸発して飛散するゲッター材の一部が、圧電振動片の外表面に付着する可能性が高かった。つまり、圧電振動片の外表面にゲッター材があたかも蒸着してしまう可能性があった。特にレーザを照射する位置に近いほど蒸発したゲッター材が付着し易かった。そして、ゲッター材が付着してしまうと、圧電振動片の外表面に形成されている一対の励振電極間が導通してショートしてしまう恐れがあった。【０００５】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、圧電振動片に対して加熱による負荷を与えることなく、且つ一対の励振電極間がショートしてしまうことを抑制しながらゲッタリングを行うことができる圧電振動子を提供することである。また、この圧電振動子を製造する圧電振動子の製造方法、この圧電振動子を有する発振器、電子機器及び電波時計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を提供する。
（１）本発明に係る圧電振動子の製造方法は、互いに接合されたベース基板とリッド基板との間に形成されたキャビティ内に、平行に延在した一対の振動腕部と、この一対の振動腕部を振動させる一対の励振電極と、この一対の励振電極に電気的に接続されたマウント電極と、を有する圧電振動片が収容された圧電振動子を製造する方法であって、前記圧電振動片を作製した後、前記励振電極を覆うように絶縁膜を成膜する絶縁膜成膜工程と加熱されることで前記キャビティ内の真空度を向上させる金属材料からなるゲッター材を、前記キャビティ内に配置されるように前記ベース基板又は前記リッド基板のいずれか一方の基板に形成するゲッター材形成工程と前記マウント電極を介して前記圧電振動片を前記ベース基板上にマウントした後、前記圧電振動片及び前記ゲッター材を前記キャビティ内に収容するように前記ベース基板と前記リッド基板とを互いに接合する接合工程とを備える。【０００７】
上記圧電振動子の製造方法によれば、まず、圧電振動片を作製した後、励振電極を覆うように絶縁膜を成膜する絶縁膜成膜工程を行う。これにより、励振電極を絶縁膜によって保護することができ、励振電極の露出を防いで外部からの直接的な接触を抑えることができる。
また、絶縁膜成膜工程と同時又は前後のタイミングで、ベース基板又はリッド基板のいずれか一方の基板にゲッター材を形成するゲッター材形成工程を行う。この際、後に形成されるキャビティ内に配置されるようにゲッター材を形成する。【０００８】
そして、上述した２つの工程が終了した後、接合工程を行う。この工程としては、まず圧電振動片をベース基板上にマウントする。この際、圧電振動片がベース基板上に機械的に接合されて支持されると共に、励振電極がマウント電極を介してキャビティの外部と電気的に接続可能な状態になるようにマウントする。そして、圧電振動片をマウントした後、圧電振動片及びゲッター材をキャビティ内に収容するようにベース基板とリッド基板とを互いに接合する。これにより、リッド基板及びベース基板の間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が収容された圧電振動子を得ることができる。【０００９】
特に、ゲッター材は、圧電振動片ではなく、ベース基板又はリッド基板のいずれか一方の基板に形成されている。従って、ゲッタリングの際、ゲッター材をレーザ等で加熱しても、圧電振動片に対して加熱の影響を何ら与えることがない。よって、圧電振動片に対して加熱による負荷を与えることがない。このため、圧電振動子の品質や特性に何ら影響を与えることがないので、圧電振動子の高品質化を図ることができる。
しかも、励振電極は絶縁膜によって保護されているので、ゲッタリングの際、仮にゲッター材が蒸発により励振電極方向に飛散したとしても、絶縁膜に付着させることができる。つまり、従来のように励振電極にゲッター材が付着してしまうことを抑制することができる。そのため、一対の励振電極間がショートしてしまうことを抑制しながらゲッタリングを行うことができる。【００１０】
（２）また、前記ゲッター材形成工程の際、前記ゲッター材を、前記圧電振動片がマウントされた際にこの圧電振動片を挟んで両側に対向配置されるように２つ形成すると共に、各々の前記ゲッター材を、前記絶縁膜に対して隣り合う位置で前記振動腕部に対して平行に延在するように形成してもよい。【００１１】
この場合、ゲッター材が絶縁膜に対して隣り合う位置に形成されている。そのため、ゲッタリングの際、蒸発によって飛散したゲッター材を積極的に絶縁膜に付着させることができ、絶縁膜で覆われていない圧電振動片の他の領域（例えばマウント電極）にゲッター材が付着してしまうことを抑制することができる。つまり、ゲッター材が付着する箇所を、励振電極を保護する絶縁膜に集約することができる。仮に、絶縁膜以外の部分にゲッター材が付着してしまった場合には、圧電振動片が何らかの影響を受ける可能性がある。しかしながら、ゲッター材の付着を絶縁膜に集約できるので、このような恐れがない。従って、更なる高品質化を図ることができる。【００１２】
（３）また、前記絶縁膜成膜工程の際、前記絶縁膜を、前記リッド基板及び前記ベース基板にそれぞれ対向する前記圧電振動片の上面側及び下面側にそれぞれ成膜してもよい。【００１３】
ここで、本発明に係る圧電振動子の製造方法で製造された圧電振動子では、ゲッター材がベース基板又はリッド基板のいずれか一方の基板に形成されているので、ゲッタリングの際、蒸発によって飛散したゲッター材は、これら基板に対向する圧電振動片の上面側及び下面側により積極的に付着する。
この場合、これら圧電振動片の上面側及び下面側が絶縁膜によって覆われているので、ゲッタリングの際、蒸発によって飛散したゲッター材を確実に絶縁膜に付着させることができる。これにより、励振電極にゲッター材が付着してしまうことを一層抑制することが可能となり、一対の励振電極間がショートしてしまうことをより確実に抑制しながらゲッタリングを行うことができる。
また、絶縁膜が圧電振動片の上下両面側に成膜されているので、絶縁膜により生じる膜応力の上下面間での差を小さく抑えることができる。このため、特にこの絶縁膜が振動腕部に成膜されている場合には、圧電振動片の振動時の周波数を安定したものとすることができる。【００１４】
（４）また、前記絶縁膜成膜工程の際、前記絶縁膜を、前記圧電振動片の側面側に亘って成膜してもよい。【００１５】
この場合、絶縁膜が、圧電振動片の上下両面側に成膜されていると共に、側面側に亘って成膜されている。つまり、圧電振動片の全周に亘って成膜されている。これにより、蒸発したゲッター材が励振電極に付着するのを一層抑制することができる。【００１６】
（５）また、前記圧電振動片を作製する際、前記マウント電極及び前記励振電極を、クロムの下地層と、金の仕上層とで一体的に形成し前記絶縁膜成膜工程の際、前記励振電極における前記仕上層を除去した後、二酸化珪素を用いて前記絶縁膜を前記下地層上に成膜してもよい。【００１７】
この場合、マウント電極及び励振電極を一体的に形成するので、両電極間の導電性を確実なものとすることができる。
また、マウント電極では、硬度が高いクロムを下地層として用いているので、マウント電極を強固なものとすることができる。しかも、仕上層として金を用いているので、マウント電極の導電性及びマウントする際のマウント性を安定に確保することができる。これらから、圧電振動子の高品質化を図ることができる。
また、励振電極では仕上層が除去されていて、下地層上にクロムと密着性が高い二酸化珪素で絶縁膜が成膜されているため、励振電極と絶縁膜とを強固に密着させることができる。そのため、絶縁膜が剥離することを抑制することができる。【００１８】
（６）また、本発明に係る圧電振動子は、互いに接合され、間にキャビティが形成されたベース基板及びリッド基板と平行に延在した一対の振動腕部と、この一対の振動腕部を振動させる一対の励振電極と、この一対の励振電極に電気的に接続されたマウント電極と、を有し、このマウント電極を介して前記キャビティ内で前記ベース基板上にマウントされた圧電振動片と前記励振電極を覆うように前記圧電振動片上に成膜された絶縁膜と前記キャビティ内に配置されるように前記ベース基板又は前記リッド基板に形成され、加熱されることで前記キャビティ内の真空度を向上させる金属材料からなるゲッター材とを備える。【００１９】
この場合、上記（１）に記載の圧電振動子の製造方法と同様の作用効果を奏することができる。【００２０】
（７）また、前記ゲッター材は、マウントされた前記圧電振動片を挟んで両側に対向配置されるように２つ形成され各々の前記ゲッター材は、前記絶縁膜に対して隣り合う位置で前記振動腕部に対して平行に延在するように形成されていてもよい。【００２１】
この場合、上記（２）に記載の圧電振動子の製造方法と同様の作用効果を奏することができる。【００２２】
（８）前記絶縁膜は、前記リッド基板及び前記ベース基板にそれぞれ対向する前記圧電振動片の上面側及び下面側にそれぞれ成膜されていてもよい。【００２３】
この場合、上記（３）に記載の圧電振動子の製造方法と同様の作用効果を奏することができる。【００２４】
（９）また、前記絶縁膜は、前記圧電振動片の側面側に亘って成膜されていてもよい。【００２５】
この場合、上記（４）に記載の圧電振動子の製造方法と同様の作用効果を奏することができる。【００２６】
（１０）また、前記励振電極は、クロムからなり前記絶縁膜は、二酸化珪素からなっていてもよい。【００２７】
この場合、上記（５）に記載の圧電振動子の製造方法と同様の作用効果を奏することができる。【００２８】
（１１）また、本発明に係る発振器は、上記（６）〜（１０）の何れか１項に記載の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されている。
（１２）また、本発明に係る電子機器は、上記（６）〜（１０）の何れか１項に記載の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されている。
（１３）また、本発明に係る電波時計は、上記（６）〜（１０）の何れか１項に記載の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されている。【００２９】
上記発振器、電子機器及び電波時計によれば、圧電振動片が加熱による負荷を受けず、且つ圧電振動片の一対の励振電極間でショートするのが抑制された高品質な圧電振動子を備えているので、同様に高品質化を図ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る圧電振動子によれば、圧電振動片に対して加熱による負荷を与えることなく、且つ一対の励振電極間がショートしてしまうことを抑制しながらゲッタリングを行うことができる。よって、高品質化を図ることができる。
また、本発明に係る圧電振動子の製造方法によれば、前述した圧電振動子を確実に製造することができる。
また、本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計によれば、上述した圧電振動子を備えているので、同様に高品質化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の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２は、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る。
【図４】図４は、図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】図５は、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って、絶縁膜を取り除いた状態を示す図である。
【図６】図６は、図５に示す圧電振動片の下面図であって、絶縁膜を取り除いた状態を示す図である。
【図７】図７は、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８】図８は、図７に示す圧電振動片の下面図である。
【図９】図９は、図７に示す断面矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図１０】図１０は、図７に示す断面矢視Ｃ−Ｃ図である。
【図１１】図１１は、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１２】図１２は、図１１に示すフローチャートの続きである。
【図１３】図１３は、図１１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、ウエハに圧電振動片の外形形状及び溝部を形成した状態を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す断面矢視Ｄ−Ｄ図である。
【図１５】図１５は、図１１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、図１４に示す状態の後、下地層及び仕上層を成膜した状態を示す図である。
【図１６】図１６は、図１１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、図１５に示す状態の後、フォトレジスト膜を形成した状態を示す図である。
【図１７】図１７は、図１１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、図１６に示す状態の後、下地層及び仕上層をエッチング加工した状態を示す図である。
【図１８】図１８は、図１１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、図１７に示す状態の後、仕上層をエッチング加工した状態を示す図である。
【図１９】図１９は、図１１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、図１８に示す状態の後、絶縁膜を成膜した状態を示す図である。
【図２０】図２０は、図１１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、リッド基板の元となるリッド基板用ウエハに複数の凹部を形成した状態を示す図である。
【図２１】図２１は、図１１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の上面にゲッター材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２２】図２２は、図１１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、圧電振動片をキャビティ内に収容した状態でベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとが陽極接合されたウエハ体の分解斜視図である。
【図２３】図２３は、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２４】図２４は、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２５】図２５は、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。
【符号の説明】
【００３２】
Ｃ  キャビティ
１  圧電振動子
２  ベース基板
３  リッド基板
４  圧電振動片
１０、１１  振動腕部
１３、１４  励振電極
１５  一対の励振電極
１６、１７  マウント電極
１９ａ  下地層
１９ｂ  仕上層
２０  絶縁膜
４０  ベース基板用ウエハ（ベース基板）
５０  リッド基板用ウエハ（リッド基板）
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
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る圧電振動子の実施形態を、図１から図２２を参照して説明する。
本実施形態の圧電振動子１は、図１から図４に示すように、ベース基板２とリッド基板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内に圧電振動片４が収容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一対の励振電極１５、マウント電極１６、１７、重り金属膜２１及び絶縁膜２０の図示を省略している。【００３４】
圧電振動片４は、図５から図１０に示すように、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、平行に延在した一対の振動腕部１０、１１と、この一対の振動腕部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とからなる一対の励振電極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。なお、図５及び図６に示す圧電振動片４は、一対の励振電極１５の説明のため、後述する絶縁膜２０を除去した状態で図示している。
また、本実施形態の圧電振動片４は、一対の振動腕部１０、１１のそれぞれの上下両面上に、この振動腕部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。【００３５】
第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とからなる一対の励振電極１５は、図５及び図６に示すように、一対の振動腕部１０、１１を互いに接近又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。具体的には、図９に示すように、第１の励振電極１３が、一方の振動腕部１０の溝部１８上と他方の振動腕部１１の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極１４が、一方の振動腕部１０の両側面上と他方の振動腕部１１の溝部１８上とに主に形成されている。【００３６】
また、図５及び図６に示すように、第１の励振電極１３と第２の励振電極１４との間には、圧電振動片４の上下各面において、隙間が設けられており、この隙間によって両励振電極１３、１４が互いに電気的に切り離されている。図示の例では、この隙間のうち、特に振動腕部１０、１１の上下各面において溝部１８に隣接する位置で、振動腕部１０、１１の長手方向に沿って溝部１８より広い範囲に、溝部１８に沿って延在する隙間Ｇ１が、振動腕部１０、１１の幅方向の大きさが微小な隙間となっている。つまり、この隙間Ｇ１を挟んで第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とが互いに近接している。【００３７】
また、第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４は、基部１２の上下両面上において、マウント電極１６、１７に電気的に接続されている。また、一方のマウント電極１６と他方のマウント電極１７との間には、基部１２の上下両面で、基部１２の幅方向の略中央部に、圧電振動片４の長手方向に沿った隙間Ｇ２が設けられている。この隙間Ｇ２は隙間Ｇ１よりも幅方向の大きさが大きく、この隙間Ｇ２により一方のマウント電極１６と他方のマウント電極１７とが電気的に切り離されている。そして圧電振動片４は、このマウント電極１６、１７を介して電圧が印加されるようになっている。
また、一対の励振電極１５及びマウント電極１６、１７は、図５、図６、図９及び図１０に示すように、クロムの下地層１９ａで一体的に形成されている。更に、マウント電極１６、１７は、この下地層１９ａ上に、金の仕上層１９ｂが積層されている。【００３８】
また、図７から図９に示すように、圧電振動片４上には、絶縁膜２０が、一対の励振電極１５を覆うように成膜されている。本実施形態では、絶縁膜２０は、二酸化珪素からなり、圧電振動片４の長手方向での一対の励振電極１５の基端から先端に至るまでに位置する圧電振動片４の外表面に成膜されている。また、図９に示すように、絶縁膜２０は、圧電振動片４の上面側及び下面側にそれぞれ成膜されていると共に、圧電振動片４の両側面側に亘って成膜されている。つまり、絶縁膜２０は、圧電振動片４の全周に亘って成膜されている。【００３９】
また、図７及び図８に示すように、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。これら粗調膜２１ａ及び微調膜２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０、１１の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。【００４０】
このように構成された圧電振動片４は、図３及び図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。詳しく説明すると、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上にそれぞれ形成されたバンプ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、圧電振動片４の上面側及び下面側がそれぞれリッド基板３及びベース基板２に対向し、且つベース基板２上に機械的に接合されてベース基板２の上面から浮いた状態で支持されると共に、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。【００４１】
上記リッド基板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、図３及び図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。【００４２】
上記ベース基板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から図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。
ベース基板２には、このベース基板２を上下方向に貫通する一対の貫通電極３２、３３が、それぞれの一端がキャビティＣ内に収まるように形成されている。
この貫通電極３２、３３は、ベース基板２との間に隙間なく形成されて、キャビティＣ内の気密を維持していると共に、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。【００４３】
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、キャビティＣ内に配置されるように形成され、加熱されることでキャビティＣ内の真空度を向上させる金属材料からなるゲッター材３４と、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、例えばアルミニウム等の導電性材料からなり、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。【００４４】
ゲッター材３４は、例えばアルミニウムからなり、図２に示すように、平面視においてマウントされた圧電振動片４を挟んで両側に対向配置されるように２つ形成されている。ここで、平面視とは、ベース基板２或いはリッド基板３のいずれか一方の基板側から他方の基板上に、圧電振動子１の各構成要素を投影した状態を意味する。
また、各々のゲッター材３４は、絶縁膜２０に対して隣り合う位置で、振動腕部１０、１１に対して平行に延在するように形成されている。つまり、各々のゲッター材３４は、圧電振動片４の長手方向において、絶縁膜２０と同じ大きさに形成されていると共に、絶縁膜２０と同じ位置に配置されている。【００４５】
一対の引き回し電極３６、３７は、例えばクロムを下層、金を上層とする二層構造の電極膜である。また、図２から図４に示すように、一対の引き回し電極３６、３７は、一方の引き回し電極３６が、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共に、他方の引き回し電極３７が、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。【００４６】
また、ベース基板２の下面には、図１、図３及び図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。この結果、一対の励振電極１５が、それぞれキャビティＣの外部と電気的に接続可能な状態となっている。【００４７】
このように構成された圧電振動子１を動作させる場合には、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からなる一対の励振電極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。【００４８】
次に、上述した圧電振動子１を、図１１及び図１２に示すフローチャートを参照しながら、ベース基板用ウエハ（ベース基板）４０とリッド基板用ウエハ（リッド基板）５０とを利用して一度に複数製造する製造方法について以下に説明する。なお、本実施形態では、ウエハ状の基板を利用して圧電振動子１を一度に複数製造するが、これに限られたものではなく、予めベース基板２及びリッド基板３の外形に寸法を合わせたものを加工して、一度に一つのみ製造する等しても構わない。【００４９】
始めに、圧電振動片作製工程として、図５から図１０に示す圧電振動片４を作製する。
具体的には、まず水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハとする。次に、このウエハをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、その後ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハＳとする（Ｓ１０）。【００５０】
次に、外形形成工程として、研磨後のウエハＳをフォトリソ技術等によりエッチングして、複数の圧電振動片４の外形形状をパターニングする（Ｓ２０）。これにより、図１３及び図１４に示すように、ウエハＳに一対の振動腕部１０、１１及び基部１２を有する圧電振動片４の外形形状が複数形成される。次に、本実施形態では、溝部形成工程おいて、各一対の振動腕部１０、１１に、フォトリソ技術等によりエッチングして溝部１８を形成する（Ｓ３０）。【００５１】
次に、電極形成工程として、クロムの下地層１９ａ及び金の仕上層１９ｂのパターニングを行って、一対の励振電極１５及びマウント電極１６、１７を一体的に形成する（Ｓ４０）。
この電極形成工程について詳しく説明すると、まず、図１５に示すように、後に一対の励振電極１５及びマウント電極１６、１７が形成される位置を含む圧電振動片４の外表面上に、下地層１９ａと仕上層１９ｂとをそれぞれ一体的に成膜して積層する（Ｓ４１）。この際、下地層１９ａ及び仕上層１９ｂを、例えば蒸着やスパッタリング等により成膜する。【００５２】
次に、図１６に示すように、エッチング加工の際のマスクとなるフォトレジスト膜Ｒを、スプレーコート等により成膜した後、フォトリソ技術でパターニングする（Ｓ４２）。この際、下地層１９ａ及び仕上層１９ｂにおいて、後に一対の励振電極１５及びマウント電極１６、１７を形成する部分が、フォトレジスト膜Ｒによって被膜されるようにパターニングする。
次に、残ったフォトレジスト膜Ｒをマスクとして、下地層１９ａ及び仕上層１９ｂをエッチング加工する（Ｓ４３）。これにより、図１７に示すように、下地層１９ａ及び仕上層１９ｂが積層された一対の励振電極１５及びマウント電極１６、１７が一体的に形成される。
以上で電極形成工程が終了する。【００５３】
次に、絶縁膜成膜工程として、一対の励振電極１５を覆うように圧電振動片４上に絶縁膜２０を成膜する（Ｓ５０）。
この絶縁膜成膜工程について詳しく説明すると、まず、一対の励振電極１５における仕上層１９ｂを除去する。具体的には、フォトレジスト膜（図示せず）を、スプレーコート等により成膜した後、フォトリソ技術でマウント電極１６、１７が被膜されるようにパターニングする（Ｓ５１）。この際、一対の振動腕部１０、１１の側面に成膜されたフォトレジスト膜を除去するために各側面を露光する必要がある場合、例えば、各圧電振動片４に対して斜め上方（若しくは斜め下方）から露光する斜め露光を行って側面を露光してもよい。【００５４】
次に、図１８に示すように、このフォトレジスト膜をマスクとして、仕上層１９ｂをエッチング加工する（Ｓ５２）。これにより、マウント電極１６、１７に仕上層１９ｂを残した状態で、一対の励振電極１５において仕上層１９ｂを除去することができる。
次に、図１９に示すように、二酸化珪素を用いて絶縁膜２０を下地層１９ａ上に、例えば熱ＣＶＤ法等により成膜する（Ｓ５３）。この際、絶縁膜２０を、圧電振動片４の長手方向での一対の励振電極１５の基端から先端に至るまでに位置する圧電振動片４の外表面において、圧電振動片４の上面側、下面側及び両側面側に亘って成膜する。
以上で絶縁膜成膜工程が終了する。これにより、一対の励振電極１５を絶縁膜２０によって保護することができ、一対の励振電極１５の露出を防いで外部からの直接的な接触を抑えることができる。【００５５】
特に、一対の励振電極１５では仕上層１９ｂが除去されていて、クロムの下地層１９ａ上に、クロムと密着性が高い二酸化珪素で絶縁膜２０が成膜されているため、一対の励振電極１５と絶縁膜２０とを強固に密着させることができる。そのため、絶縁膜２０が剥離することを抑制することができる。【００５６】
次に、一対の振動腕部１０、１１の先端に周波数調整用の粗調膜２１ａ及び微調膜２１ｂからなる重り金属膜２１（例えば、銀や金等）を被膜させる（Ｓ６０）。なお、重り金属膜２１を被膜させるタイミングは、絶縁膜成膜工程の直前、或いは絶縁膜成膜工程と同時でも構わない。
次に、粗調工程として、各圧電振動片４に対して、共振周波数を粗く調整する（Ｓ７０）。この際、重り金属膜２１の粗調膜にレーザ光を照射して、一対の振動腕部１０、１１の先端にかかる重量を軽減させることで、周波数を粗く調整する。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。これについては、後に説明する。【００５７】
次いで、切断工程として、ウエハＳと圧電振動片４とを連結していた連結部を切断して、圧電振動片４をウエハＳから切り離して小片化する（Ｓ８０）。これにより、１枚のウエハＳから圧電振動片４を一度に複数製造することができる。
以上で、圧電振動片作製工程が終了する。【００５８】
次に、圧電振動片作製工程と同時或いは前後のタイミングで、第１のウエハ作製工程として、後にリッド基板３となるリッド基板用ウエハ５０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する（Ｓ９０）。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚み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５０を形成する（Ｓ９１）。次いで、凹部形成工程として、図２０に示すように、リッド基板用ウエハ５０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（Ｓ９２）。この時点で、第１のウエハ作製工程が終了する。【００５９】
次に、第１のウエハ作製工程と同時或いは前後のタイミングで、第２のウエハ作製工程として、後にベース基板２となるベース基板用ウエハ４０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する（Ｓ１００）。まず、リッド基板用ウエハ５０と同様に、ソーダ石灰ガラスを所定の厚み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（Ｓ１０１）。【００６０】
次に、貫通電極形成工程として、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（Ｓ１０２）。この際、例えば、ベース基板用ウエハ４０を上下方向に貫通する一対のスルーホールをサンドブラスト法やプレス加工等の方法で複数形成した後、これら複数のスルーホール内に一対の貫通電極３２、３３を形成する。この一対の貫通電極３２、３３により、ベース基板用ウエハ４０の上面側と下面側との導電性が確保される。【００６１】
次に、ゲッター材形成工程として、ベース基板用ウエハ４０にゲッター材３４を形成する（Ｓ１０３）。この際、後にベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０との間に形成されるキャビティＣ内に配置されるようにゲッター材３４を形成する。更に、ゲッター材３４を、後に圧電振動片４がベース基板用ウエハ４０にマウントされたときに、平面視において圧電振動片４を挟んで両側に対向配置するように２つ形成すると共に、各々のゲッター材３４を、絶縁膜２０に対して隣り合う位置で、振動腕部１０、１１に対して平行に延在するように形成する。【００６２】
次に、接合膜形成工程として、図２１に示すように、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、接合膜３５を形成する（Ｓ１０４）と共に、引き回し電極形成工程として、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（Ｓ１０５）。なお、図２１に示す点線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。また、図２１では、図面の見易さのため、接合膜３５の図示を省略している。
この時点で第２のウエハ作製工程が終了する。【００６３】
ところで、図１２では、ゲッター材形成工程（Ｓ１０３）、接合膜形成工程（Ｓ１０４）、引き回し電極形成工程（Ｓ１０５）をこの順に行う工程順序としているが、工程順序はこれらに限らず適宜変更しても構わないし、これら工程の一部或いは全部を同時に行っても構わない。いずれの工程順序であっても、同一の作用効果を奏することができる。【００６４】
次に、接合工程として、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とを接合する（Ｓ１１０）。この接合工程について詳しく説明すると、始めにマウント工程として、作製した複数の圧電振動片４を、それぞれ引き回し電極３６、３７を介してベース基板用ウエハ４０の上面に接合する（Ｓ１１１）。この際、まず一対の引き回し電極３６、３７上にそれぞれ金等のバンプＢを形成する。そして、圧電振動片４の基部１２をバンプＢ上に載置した後、バンプＢを所定温度に加熱しながら圧電振動片４をバンプＢに押し付ける。これにより、圧電振動片４は、バンプＢに機械的に支持されると共に、マウント電極１６、１７と引き回し電極３６、３７とが電気的に接続された状態となる。よって、この時点で圧電振動片４の一対の励振電極１５は、一対の貫通電極３２、３３に対してそれぞれ導通した状態となる。【００６５】
圧電振動片４のマウントが終了した後、重ね合わせ工程として、ベース基板用ウエハ４０に対してリッド基板用ウエハ５０を重ね合わせる（Ｓ１１２）。具体的には、図示しない基準マーク等を指標としながら、両ウエハ４０、５０を正しい位置にアライメントする。これにより、圧電振動片４、ゲッター材３４及び引き回し電極３６、３７が、ベース基板用ウエハ４０に形成された凹部３ａと両ウエハ４０、５０とで囲まれるキャビティＣ内に収容された状態となる。【００６６】
重ね合わせ工程後、重ね合わせた２枚のウエハ４０、５０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する（Ｓ１１３）。具体的には、接合膜３５とリッド基板用ウエハ５０との間に所定の電圧を印加する。すると、接合膜３５とリッド基板用ウエハ５０との界面に電気化学的な反応が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して陽極接合される。これにより、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とが接合した図２２に示すウエハ体６０を得ることができる。なお、図２２においては、図面を見易くするために、ウエハ体６０を分解した状態を図示しており、ベース基板用ウエハ４０から接合膜３５の図示を省略している。なお、図２２に示す点線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。以上で接合工程が終了する。【００６７】
次に、外部電極形成工程として、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（Ｓ１２０）。この工程により、外部電極３８、３９を利用してキャビティＣ内に収容された圧電振動片４を動作させることができる。【００６８】
次に、ゲッタリング工程として、ウエハ体６０の各キャビティＣ内に収容されたゲッター材３４を加熱してキャビティＣ内の真空度を調整する（Ｓ１３０）。具体的には、ウエハ体６０を、図示しないゲッタリング調整機にセットして、ゲッタリング調整機内で外部電極３８、３９に所定の電圧を印加して圧電振動片４を振動させ、等価抵抗値と比例関係にある直列振動抵抗値を測定する。この直列振動抵抗値に基づいて、例えばベース基板用ウエハ４０側からレーザを照射することでゲッター材３４を加熱して、ゲッタリングを適正回数行う。
なお、ゲッタリングの適正回数の判断方法としては、例えば、圧電振動子１の種類ごとに直列振動抵抗値の閾値を予め設定しておき、この閾値を下回った際に適正と判断する方法としてもよい。また、ゲッタリング直前の直列振動抵抗値を記憶してからゲッタリングを行い、ゲッタリング直後の直列振動抵抗値との変化の割合を算出し、この変化の割合を予め設定した値と比較することで判断してもよい。【００６９】
次に、ウエハ体６０の状態で、微調工程として、キャビティＣ内に収容された個々の圧電振動片４の周波数を微調整して所定の範囲内に収める（Ｓ１４０）。具体的に説明すると、ベース基板用ウエハ４０の下面に形成された一対の外部電極３８、３９に電圧を印加して圧電振動片４を振動させる。そして、周波数を計測しながらベース基板用ウエハ４０を通して外部からレーザ光を照射し、重り金属膜２１の微調膜２１ｂを蒸発させる。これにより、一対の振動腕部１０、１１の先端側の重量が変化するので、圧電振動片４の周波数を、公称周波数の所定範囲内に収まるように微調整することができる。【００７０】
周波数の微調が終了した後、切断工程として、接合されたウエハ体６０を図２２に示す切断線Ｍに沿って切断して小片化する（Ｓ１５０）。その結果、互いに接合されたベース基板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が収容された、図１に示す２層構造式表面実装型の圧電振動子１を一度に複数製造することができる。
なお、切断工程（Ｓ１５０）を行って個々の圧電振動子１に小片化した後に、微調工程（Ｓ１４０）を行う工程順序でも構わない。但し、上述したように、微調工程（Ｓ１４０）を先に行うことで、ウエハ体６０の状態で微調を行うことができるので、複数の圧電振動子１をより効率良く微調することができる。よって、スループットの向上化を図ることができるので好ましい。【００７１】
その後、内部の電気特性検査を行う（Ｓ１６０）。即ち、圧電振動片４の共振周波数、共振抵抗値、ドライブレベル特性（共振周波数及び共振抵抗値の励振電力依存性）等を測定してチェックする。また、絶縁抵抗特性等を併せてチェックする。そして、最後に圧電振動子１の外観検査を行って、寸法や品質等を最終的にチェックする。これをもって圧電振動子１の製造が終了する。【００７２】
特に、ゲッター材３４は、圧電振動片４ではなく、ベース基板用ウエハ４０（ベース基板２）に形成されている。従って、ゲッタリング工程の際、ゲッター材３４をレーザで加熱しても、圧電振動片４に対して加熱の影響を何ら与えることがない。よって、圧電振動片４に対して加熱による負荷を与えることがない。このため、圧電振動子１の品質や特性に何ら影響を与えることがないので、圧電振動子１の高品質化を図ることができる。
しかも、一対の励振電極１５は絶縁膜２０によって保護されているので、ゲッタリング工程の際、仮にゲッター材３４が蒸発により一対の励振電極１５方向に飛散したとしても、絶縁膜２０に付着させることができる。つまり、従来のように一対の励振電極１５にゲッター材３４が付着してしまうことを抑制することができる。そのため、一対の励振電極１５間がショートしてしまうことを抑制しながらゲッタリングを行うことができる。【００７３】
また、ゲッター材３４が絶縁膜２０に対して隣り合う位置に形成されている。そのため、ゲッタリング工程の際、蒸発によって飛散したゲッター材３４を積極的に絶縁膜２０に付着させることができ、絶縁膜２０で覆われていない圧電振動片４の他の領域（例えばマウント電極１６、１７）にゲッター材３４が付着してしまうことを抑制することができる。つまり、ゲッター材３４が付着する箇所を、一対の励振電極１５を保護する絶縁膜２０に集約することができる。仮に、絶縁膜２０以外の部分にゲッター材３４が付着してしまった場合には、圧電振動片４が何らかの影響を受ける可能性がある。しかしながら、ゲッター材３４の付着を絶縁膜２０に集約できるので、このような恐れがない。従って、更なる高品質化を図ることができる。【００７４】
また、ゲッター材３４がベース基板用ウエハ４０（ベース基板２）に形成されているので、ゲッタリング工程の際、蒸発によって飛散したゲッター材３４は、これら基板に対向する圧電振動片４の下面側により積極的に付着する。
ここで、圧電振動片４の上面側及び下面側は絶縁膜２０によって覆われているので、ゲッタリング工程の際、蒸発によって飛散したゲッター材３４を確実に絶縁膜２０に付着させることができる。これにより、一対の励振電極１５にゲッター材３４が付着してしまうことを一層抑制することが可能となり、一対の励振電極１５間がショートしてしまうことをより確実に抑制しながらゲッタリングを行うことができる。
また、絶縁膜２０を上下両面に成膜することで、第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とを切り離す間隔の狭い隙間Ｇ１に、ゲッター材３４が付着することを抑制できる。その結果、一対の励振電極１５間でショートするのをより抑制することができる。
しかも、絶縁膜２０が、圧電振動片４の上下両面側に成膜されていると共に、両側面側に亘って成膜されている。つまり、圧電振動片４の全周に亘って成膜されている。これにより、蒸発したゲッター材３４が一対の励振電極１５に付着するのを一層抑制することができる。【００７５】
また、絶縁膜２０が圧電振動片４の上下両面側に成膜されているので、絶縁膜２０により生じる膜応力の上下面間での差を小さく抑えることができる。このため、圧電振動片４の振動時の周波数を安定したものとすることができる。【００７６】
また、マウント電極１６、１７及び一対の励振電極１５を一体的に形成するので、両電極間の導電性を確実なものとすることができる。
また、マウント電極１６、１７では、硬度が高いクロムを下地層１９ａとして用いているので、マウント電極１６、１７を強固なものとすることができる。しかも仕上層１９ｂとして金を用いているので、マウント電極１６、１７の導電性及びマウントする際のマウント性を安定に確保することができる。これらから、圧電振動子１の高品質化を図ることができる。【００７７】
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図２３を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図２３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、発振器用の上記集積回路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。【００７８】
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。【００７９】
上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、高品質な圧電振動子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。【００８０】
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図２４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。【００８１】
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２４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。【００８２】
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。【００８３】
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。【００８４】
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。【００８５】
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。【００８６】
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。【００８７】
即ち、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。【００８８】
上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、高品質な圧電振動子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。【００８９】
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図２５を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図２５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。【００９０】
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、上記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。【００９１】
更に、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。次に、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。【００９２】
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。【００９３】
上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、高品質な圧電振動子１を備えているので、電波時計自体も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。【００９４】
なお、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、圧電振動子１をベース基板２とリッド基板３とが直接接合された２層構造タイプの表面実装型の圧電振動子としたが、これに限られない。圧電振動片の周囲を囲む枠状部を有する圧電振動子板を利用し、この圧電振動子板をベース基板２の上面にマウントした後、ベース基板２とリッド基板３とを圧電振動子板を介して接合して、圧電振動片をキャビティＣ内に封止することで３層構造タイプの圧電振動子としても構わない。【００９５】
また、上記実施形態では、ゲッター材３４が、平面視において圧電振動片４を挟んで両側に対向配置されるように２つ形成されているとしたが、圧電振動片４の外側一方にのみ形成されていても構わない。更にまた、ゲッター材３４は、絶縁膜２０に隣り合っていなくてもよく、例えば、圧電振動片４の長手方向において、絶縁膜２０より大きくなっていてもよい。また、ゲッター材３４は、ベース基板２（ベース基板用ウエハ４０）ではなく、リッド基板３（リッド基板用ウエハ４０）に形成されていてもよい。【００９６】
また、上記実施形態では、絶縁膜２０を、圧電振動片４の長手方向での一対の励振電極１５の基端から先端に至るまでに位置する圧電振動片４の外表面を成膜するものとしたが、一対の励振電極１５の少なくとも一部を覆っていれば良い。また、絶縁膜２０は、圧電振動片４の外表面の複数箇所を分割して成膜していても良い。また、絶縁膜２０は、二酸化珪素からなるとしたが、二酸化珪素でなくても構わない。
また、上記実施形態では、絶縁膜２０を、圧電振動片４の上面側及び下面側にそれぞれ成膜するものとしたが、どちらか一方側にのみ成膜してもよいし、いずれにも成膜しなくても構わない。なお、どちらか一方側にのみ成膜する場合には、ゲッター材３４が配置されている基板に対向する面側に成膜することが好ましい。
また、上記実施形態では、絶縁膜２０を、圧電振動片４の両側面側に亘って成膜するものとしたが、どちらか一方側にのみ成膜してもよいし、いずれにも成膜しなくても構わない。なお、どちらか一方側にのみ成膜する場合には、ゲッター材３４に近い側面側に成膜することが好ましい。【００９７】
また、上記実施形態では、電極形成工程の際、マウント電極１６、１７及び一対の励振電極１５を、クロムからなる下地層１９ａと、金からなる仕上層１９ｂとを積層して形成したが、各層１９ａ、１９ｂの材料はこれらに限らない。また、マウント電極１６、１７及び一対の励振電極１５は、金属膜を積層させずに単層で形成しても構わない。
また、上記実施形態では、マウント電極１６、１７及び一対の励振電極１５を一体に形成したが、別々に形成しても構わない。【００９８】
また、上記実施形態では、絶縁膜成膜工程の際、一対の励振電極１５において仕上層１９ｂを除去したが、仕上層１９ｂは部分的に除去してもよいし、除去しなくてもよい。例えば、上下面側の仕上層１９ｂのみを除去してもよい。この場合、圧電振動片４の外表面に一対の励振電極１５における仕上層１９ｂを除去するためのフォトレジスト膜を形成する際、圧電振動片４の側面側に成膜されたフォトレジスト膜を除去する必要が無いため、圧電振動片４に対して斜め露光等をしなくて済み、圧電振動片４をより効率良く作製することができる。【００９９】
また、上記実施形態では、マウント電極１６、１７は、絶縁膜２０によって被膜されていないが、一方のマウント電極１６と他方のマウント電極１７との間の隙間Ｇ２は、第１の励振電極１３と第２の励振電極１４との間の隙間Ｇ１に比べると大きいため、マウント電極１６、１７間がショートする恐れは極めて小さい。
また、マウント電極１６、１７は、圧電振動片４における上下両面のいずれかのうち、ベース基板２とマウントされる一方の面においてマウント電極１６、１７が露出していれば、他方の面は絶縁膜２０によって被膜されていても構わない。【０１００】
また、上記実施形態では、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。但し、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ので、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の更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。【０１０１】
また、上記実施形態では、ベース基板２とリッド基板３とを接合膜３５を介して陽極接合したが、陽極接合に限定されるものではない。但し、陽極接合することで、両基板２、３を強固に接合できるので好ましい。
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。但し、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。【０１０２】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、上記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【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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