(57)【要約】  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圧電振動片が封止された圧電振動子を、ベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとを利用して一度に複数製造する方法であって、前記リッド基板用ウエハに、両ウエハが重ね合わされたときに前記キャビティを形成するキャビティ用の凹部を複数形成する凹部形成工程と；前記ベース基板用ウエハに、このウエハを貫通する貫通電極を複数形成する貫通電極形成工程と；前記ベース基板用ウエハの上面に、前記貫通電極に対して電気的に接続された引き回し電極を複数形成する引き回し電極形成工程と；複数の前記圧電振動片を、前記引き回し電極を介して前記ベース基板用ウエハの上面に接合するマウント工程と；前記ベース基板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとを重ね合わせて、前記凹部と両ウエハとで囲まれる前記キャビティ内に圧電振動片を収納する重ね合わせ工程と；前記ベース基板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとを接合し、前記圧電振動片を前記キャビティ内に封止する接合工程と；前記ベース基板用ウエハの下面に、前記貫通電極に電気的に接続された外部電極を複数形成する外部電極形成工程と；接合された前記両ウエハを切断して、複数の前記圧電振動子に小片化する切断工程と；を備えている。前記貫通電極形成工程は、前記ベース基板用ウエハにこのウエハを貫通する貫通孔を複数形成する貫通孔形成工程と；これら複数の貫通孔内に両端が平坦で且つベース基板用ウエハと略同じ厚みに形成された導電性の芯材を配置すると共に、芯材と貫通孔との間に連結材を配置するセット工程と；連結材を所定の温度で焼成することで、貫通孔と連結材と芯材とを一体的に固定させる焼成工程と；を備えている。
2009104308.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圧電振動片が封止された圧電振動子を、ベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとを利用して一度に複数製造する方法であって、
前記リッド基板用ウエハに、両ウエハが重ね合わされたときに前記キャビティを形成するキャビティ用の凹部を複数形成する凹部形成工程と；
前記ベース基板用ウエハに、このウエハを貫通する貫通電極を複数形成する貫通電極形成工程と；
前記ベース基板用ウエハの上面に、前記貫通電極に対して電気的に接続された引き回し電極を複数形成する引き回し電極形成工程と；
複数の前記圧電振動片を、前記引き回し電極を介して前記ベース基板用ウエハの上面に接合するマウント工程と；
前記ベース基板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとを重ね合わせて、前記凹部と両ウエハとで囲まれる前記キャビティ内に圧電振動片を収納する重ね合わせ工程と；
前記ベース基板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとを接合し、前記圧電振動片を前記キャビティ内に封止する接合工程と；
前記ベース基板用ウエハの下面に、前記貫通電極に電気的に接続された外部電極を複数形成する外部電極形成工程と；
接合された前記両ウエハを切断して、複数の前記圧電振動子に小片化する切断工程と；を備え、
前記貫通電極形成工程は、前記ベース基板用ウエハにこのウエハを貫通する貫通孔を複数形成する貫通孔形成工程と；これら複数の貫通孔内に両端が平坦で且つベース基板用ウエハと略同じ厚みに形成された導電性の芯材を配置すると共に、芯材と貫通孔との間に連結材を配置するセット工程と；連結材を所定の温度で焼成することで、貫通孔と連結材と芯材とを一体的に固定させる焼成工程と；を備えてい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、
前記連結材として、ペーストを利用し；
前記セット工程の際、前記芯材と前記貫通孔との間に前記ペーストを埋め込み；
前記焼成工程の際、埋め込んだ前記ペーストを焼成により硬化させることで、ペーストと前記芯材と前記貫通孔とを一体的に固定させる。
【請求項３】
請求項２に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記芯材として、熱膨張係数が前記ベース基板用ウエハと略等しいものを用いる。
【請求項４】
請求項２に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記セット工程の際、複数の金属微粒子を含んだペーストを埋め込む。
【請求項５】
請求項４に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記金属微粒子として、非球形形状に形成されたものを用いる。
【請求項６】
請求項２に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記セット工程の際、前記ペーストを脱泡処理した後に前記貫通孔内に埋め込む。
【請求項７】
請求項１に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記連結材として、両端が平坦で且つベース基板用ウエハと略同じ厚みに形成されたガラス材料からなる筒体を利用し；
前記セット工程の際、前記貫通孔に前記筒体を埋め込むと共に、この筒体の中心孔に前記芯材を挿入し；
前記焼成工程の際、埋め込んだ前記筒体を焼成することで、筒体と前記貫通孔と前記芯材とを一体的に固定させる。
【請求項８】
請求項７に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記筒体として、前記焼成前に予め仮焼成されているものを用いる。
【請求項９】
請求項７に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記ベース基板用ウエハとして、前記筒体と同じガラス材料からなるものを使用し；
前記芯材として、熱膨張係数が前記筒体と略等しいものを用いる。
【請求項１０】
請求項１に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記マウント工程前に、前記ベース基板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとを重ね合わせたときに、前記凹部の周囲を囲む接合膜をベース基板用ウエハの上面に形成する接合膜形成工程を備え；
前記接合工程の際、前記接合膜を介して前記両ウエハを陽極接合する。
【請求項１１】
請求項１に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記マウント工程の際、導電性のバンプを利用して前記圧電振動片をバンプ接合する。
【請求項１２】
請求項１に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記貫通孔形成工程の際、断面テーパ状に前記貫通孔を形成する。
【請求項１３】
請求項１に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記貫通電極形成工程の際、前記芯材として断面テーパ状の芯材を用いる。
【請求項１４】
ベース基板と；
キャビティ用の凹部が形成され、凹部を前記ベース基板に対向させた状態でベース基板に接合されたリッド基板と；
前記凹部を利用して前記ベース基板と前記リッド基板との間に形成されたキャビティ内に収納された状態で、ベース基板の上面に接合された圧電振動片と；
前記ベース基板の下面に形成された外部電極と；
前記ベース基板を貫通するように形成され、前記キャビティ内の気密を維持すると共に、前記外部電極に対して電気的に接続された貫通電極と；
前記ベース基板の上面に形成され、接合された前記圧電振動片に対して前記貫通電極を電気的に接続させる引き回し電極と、を備え；
前記貫通電極は、両端が平坦で且つ前記ベース基板と略同じ厚みに形成され、ベース基板を貫通する貫通孔内に配置された導電性の芯材と；この芯材と貫通孔とを一体的に固定する連結材と；により形成されていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項１５】
請求項１４に記載の圧電振動子であって、
前記連結材は、焼成によって硬化されたペーストとされている。
【請求項１６】
請求項１５に記載の圧電振動子であって、
前記芯材は、熱膨張係数が前記ベース基板と略等しい。
【請求項１７】
請求項１５に記載の圧電振動子であって、
前記ペーストは、複数の金属微粒子を含んでいる。
【請求項１８】
請求項１７に記載の圧電振動子であって、
前記金属微粒子は、非球形形状とされている。
【請求項１９】
請求項１４に記載の圧電振動子であって、
前記連結材は、ガラス材料により両端が平坦で且つ前記ベース基板と略同じ厚みの筒状に形成され、前記貫通孔内に埋め込まれた状態で焼成された筒体であり；
前記芯材は、前記筒体の中心孔に挿入された状態で固定されている。
【請求項２０】
請求項１９に記載の圧電振動子であって、
前記筒体は、前記焼成前に予め仮焼されている。
【請求項２１】
請求項１９に記載の圧電振動子であって、
前記ベース基板は、前記筒体と同じガラス材料により形成され；
前記芯材は、熱膨張係数が前記筒体と略等しい。
【請求項２２】
請求項１４に記載の圧電振動子であって、
前記ベース基板及び前記リッド基板は、前記凹部の周囲を囲むように両基板の間に形成された接合膜を介して陽極接合されている。
【請求項２３】
請求項１４に記載の圧電振動子であって、
前記圧電振動片は、導電性のバンプによりバンプ接合されている。
【請求項２４】
請求項１４に記載の圧電振動子であって、
前記貫通孔は、断面テーパ状に形成されている。
【請求項２５】
請求項１４に記載の圧電振動子であって、
前記芯材は、断面テーパ状に形成されている。
【請求項２６】
請求項１４から２５のいずれか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２７】
請求項１４から２５のいずれか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２８】
請求項１４から２５のいずれか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封止された表面実装型（ＳＭＤ）の圧電振動子、この圧電振動子を製造する圧電振動子の製造方法、圧電振動子を有する発振器、電子機器及び電波時計に関する。
本出願は、特願２００８−３６７１８号と、特願２００８−３５５１０号と、を基礎出願とし、その内容を取り込むものとする。
【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、様々なものが知られているが、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は、一般的に圧電振動片が形成された圧電基板を、ベース基板とリッド基板とで上下から挟み込むように接合した３層構造タイプのものが知られている。この場合、圧電振動子は、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（密閉室）内に収納されている。また、近年では、上述した３層構造タイプのものではなく、２層構造タイプのものも開発されている。【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２層構造タイプの圧電振動子は、３層構造のものに比べて薄型化を図ることができる等の点において優れており、好適に使用されている。このような２層構造タイプの圧電振動子の１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（特許文献１及び特許文献２参照)。【０００４】
この圧電振動子６００は、図４１及び図４２に示すように、接合膜６０７を介して互いに陽極接合されたベース基板６０１及びリッド基板６０２と、両基板６０１、６０２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６０３と、を備えている。圧電振動片６０３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６０１の上面に導電性接着剤Ｅを介してマウントされている。【０００５】
ベース基板６０１及びリッド基板６０２は、例えば、セラミックやガラス等からなる絶縁基板である。両基板６０１、６０２のうちベース基板６０１には、基板６０１を貫通するスルーホール６０４が形成されている。そして、このスルーホール６０４内には、スルーホール６０４を塞ぐように導電部材６０５が埋め込まれている。この導電部材６０５は、ベース基板６０１の下面に形成された外部電極６０６に電気的に接続されていると共に、キャビティＣ内にマウントされている圧電振動片６０３に電気的に接続されている。
【特許文献１】特開２００２−１２４８４５号公報
【特許文献２】特開２００６−２７９８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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６０５は、スルーホール６０４を塞いでキャビティＣ内の気密を維持すると共に、圧電振動片６０３と外部電極６０６とを導通させるという２つの大きな役割を担っている。特に、スルーホール６０４との密着が不十分であると、キャビティＣ内の気密が損なわれてしまう恐れがあり、また、導電性接着剤Ｅ或いは外部電極６０６との接触が不十分であると、圧電振動片６０３の作動不良を招いてしまう。従って、このような不具合をなくす為にも、スルーホール６０４の内面に強固に密着した状態でスルーホール６０４を完全に塞ぎ、しかも、表面に凹み等がない状態で導電部材６０５を形成する必要がある。【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２には、導電部材６０５を導電ペースト（ＡｇペーストやＡｕ−Ｓｎペースト等）にて形成する点は記載されているものの、実際にどのように形成するか等の具体的な製造方法については何ら記載されていない。
一般的に導電ペーストを使用する場合には、焼成して硬化させる必要がある。つまり、スルーホール６０４内に導電ペーストを埋め込んだ後、焼成を行って硬化させる必要がある。ところが、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ので、通常、焼成後の体積が焼成前に比べて減少してしまう（例えば、導電ペーストとしてＡｇペーストを用いた場合には、体積が略２０％程度減少してしまう）。そのため、導電ペーストを利用して導電部材６０５を形成したとしても、表面に凹みが発生してしまったり、酷い場合には貫通孔が中心に開いてしまったりする恐れがある。
その結果、キャビティＣ内の気密が損なわれたり、圧電振動片６０３と外部電極６０６との導通性が損なわれたりする可能性があった。【０００８】
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、キャビティ内の気密を確実に維持すると共に、圧電振動片と外部電極との安定した導通性を確保した高品質な２層構造式表面実装型の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、一度に効率良く製造する圧電振動子の製造方法、圧電振動子を有する発振器、電子機器、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】
【０００９】
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圧電振動片が封止された圧電振動子を、ベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとを利用して一度に複数製造する方法であって、前記リッド基板用ウエハに、両ウエハが重ね合わされたときに前記キャビティを形成するキャビティ用の凹部を複数形成する凹部形成工程と；前記ベース基板用ウエハに、このウエハを貫通する貫通電極を複数形成する貫通電極形成工程と；前記ベース基板用ウエハの上面に、前記貫通電極に対して電気的に接続された引き回し電極を複数形成する引き回し電極形成工程と；複数の前記圧電振動片を、前記引き回し電極を介して前記ベース基板用ウエハの上面に接合するマウント工程と；前記ベース基板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとを重ね合わせて、前記凹部と両ウエハとで囲まれる前記キャビティ内に圧電振動片を収納する重ね合わせ工程と；前記ベース基板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとを接合し、前記圧電振動片を前記キャビティ内に封止する接合工程と；前記ベース基板用ウエハの下面に、前記貫通電極に電気的に接続された外部電極を複数形成する外部電極形成工程と；接合された前記両ウエハを切断して、複数の前記圧電振動子に小片化する切断工程と；を備え、前記貫通電極形成工程が、前記ベース基板用ウエハにこのウエハを貫通する貫通孔を複数形成する貫通孔形成工程と；これら複数の貫通孔内に両端が平坦で且つベース基板用ウエハと略同じ厚みに形成された導電性の芯材を配置すると共に、芯材と貫通孔との間に連結材を配置するセット工程と；連結材を所定の温度で焼成することで、貫通孔と連結材と芯材とを一体的に固定させる焼成工程と；を備えている。【００１０】
この発明に係る圧電振動子の製造方法によれば、芯材と連結材とを利用して貫通電極を形成するので、ベース基板に対してほぼ面一な貫通電極とすることができる。従って、圧電振動片と外部電極との安定した導通性を確保でき、作動性能の信頼性が向上した高品質な２層構造式表面実装型の圧電振動子を製造することができる。また、ベース基板用ウエハ及びリッド基板用ウエハを用いているので、圧電振動子を一度に効率良く製造することができる。【００１１】
（２）前記連結材として、ペーストを利用し；前記セット工程の際、前記芯材と前記貫通孔との間に前記ペーストを埋め込み；前記焼成工程の際、埋め込んだ前記ペーストを焼成により硬化させることで、ペーストと前記芯材と前記貫通孔とを一体的に固定しても良い。【００１２】
この場合、まず、リッド基板用ウエハに、キャビティ用の凹部を複数形成する凹部形成工程を行う。これら凹部は、後に両ウエハを重ね合わせた際に、キャビティとなる凹部である。また、上記工程と同時或いは前後のタイミングで、ベース基板用ウエハに貫通電極を複数形成する貫通電極形成工程を行う。この際、後に両ウエハを重ね合わせたときに、リッド基板用ウエハに形成した凹部内に収まるように貫通電極を複数形成する。【００１３】
この貫通電極形成工程について、詳細に説明すると、まず、ベース基板用ウエハにウエハを貫通する貫通孔を複数形成する貫通孔形成工程を行う。続いて、これら複数の貫通孔内に、両端が平坦で且つベース基板用ウエハと略同じ厚みに形成された導電性の芯材を配置すると共に、芯材と貫通孔との隙間にペーストを埋め込むセット工程を行う。特に、隙間にペーストを埋め込むので、ペーストの粘性により貫通孔から芯材が抜け落ちることなく貫通孔内で安定した状態となる。この際、芯材の両端がベース基板用ウエハの表面と略面一となるように調整する。
続いて、埋め込んだペーストを所定の温度で焼成して硬化させる焼成工程を行う。これにより、貫通孔の内面及び芯材にペーストが強固に固着する。その結果、貫通孔内で芯材とペーストとが一体的に硬化した貫通電極を複数得ることができる。【００１４】
ところで、ペースト内には有機物が含まれているので、焼成を行うと有機物が蒸発してしまい、焼成前に比べて体積が減少してしまう。そのため、仮にペーストだけを貫通孔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、上述したように貫通孔内に芯材を配置した後、芯材と貫通孔との隙間だけにペーストを埋め込んでいる。つまり、芯材を貫通孔内で安定させるための繋ぎの役割としてペーストを利用している。そのため、ペーストだけで貫通孔を埋める場合と比べて、使用するペーストの量をできるだけ少なくすることができる。よって、焼成工程でペースト内の有機物が蒸発したとしても、ペーストの量そのものが少ないので、ペーストの体積減少は僅かである。従って、ペーストの硬化後に現れる表面の凹みは無視できるほど小さい。従って、ベース基板用ウエハの表面と、芯材の両端と、ペーストの表面とは、ほぼ面一な状態となる。つまり、ベース基板用ウエハの表面と貫通電極の表面とを、ほぼ面一な状態とすることができる。【００１５】
次に、ベース基板用ウエハの上面に導電性材料をパターニングして、各貫通電極に対して電気的に接続された引き回し電極を複数形成する引き回し電極形成工程を行う。この際、後に両ウエハを重ね合わせたときに、リッド基板用ウエハに形成した凹部内に収まるように引き回し電極を形成する。
特に、芯材及び硬化したペーストからなる貫通電極は、上述したようにベース基板用ウエハの上面に対してほぼ面一な状態となっている。そのため、ベース基板用ウエハの上面にパターニングされた引き回し電極は、間に隙間等を発生させることなく貫通電極に対して密着した状態で接する。これにより、引き回し電極と貫通電極との導通性を確実なものにすることができる。【００１６】
次に、複数の圧電振動片を、それぞれ引き回し電極を介してベース基板用ウエハの上面に接合するマウント工程を行う。これにより、接合された各圧電振動片は、引き回し電極を介して貫通電極に対して導通した状態となる。マウント終了後、ベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとを重ね合わせる重ね合わせ工程を行う。これにより、接合された複数の圧電振動片は、凹部と両ウエハとで囲まれるキャビティ内に収納された状態となる。
次に、重ね合わせた両ウエハを接合する接合工程を行う。これにより、両ウエハが強固に密着するので、圧電振動片をキャビティ内に封止することができる。この際、ベース基板用ウエハに形成された貫通孔は、貫通電極によって塞がれているので、キャビティ内の気密が貫通孔を通じて損なわれることがない。特に、貫通電極を構成するペーストは、貫通孔の内面及び芯材の両方に強固に密着しているので、キャビティ内の気密を確実に維持することができる。【００１７】
次に、ベース基板用ウエハの下面に導電性材料をパターニングして、各貫通電極に電気的に接続された外部電極を複数形成する外部電極形成工程を行う。この場合も引き回し電極の形成時と同様に、ベース基板用ウエハの下面に対して貫通電極がほぼ面一な状態となっているので、パターニングされた外部電極は、間に隙間等を発生させることなく貫通電極に対して密着した状態で接する。これにより、外部電極と貫通電極との導通性を確実なものにすることができる。この工程により、外部電極を利用して、キャビティ内に封止された圧電振動片を作動させることができる。
最後に、接合されたベース基板用ウエハ及びリッド基板用ウエハを切断して、複数の圧電振動子に小片化する切断工程を行う。【００１８】
その結果、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圧電振動片が封止された２層構造式表面実装型の圧電振動子を一度に複数製造することができる。
特に、ベース基板に対してほぼ面一な状態で貫通電極を形成できるので、貫通電極を、引き回し電極及び外部電極に対して確実に密着させることができる。その結果、圧電振動片と外部電極との安定した導通性を確保することができ、作動性能の信頼性を向上して、高品質化を図ることができる。しかも、導電性の芯材を利用して貫通電極を構成するので、非常に安定した導通性を得ることができる。
また、キャビティ内の気密に関しても確実に維持することができるので、この点においても高品質化を図ることができる。加えて、ペーストを利用した簡単な方法で貫通電極を形成できるので、工程の簡素化を図ることができる。【００１９】
（３）前記芯材として、熱膨張係数が前記ベース基板用ウエハと略等しいものを用いても良い。【００２０】
この場合、芯材とベース基板用ウエハとの熱膨張率が略等しいので、焼成を行う際に両者が同じように熱膨張する。従って、貫通孔内に配置した芯材が、熱膨張係数の違いによって、ベース基板用ウエハに過度に圧力を作用させてクラック等を発生させたり、芯材と貫通孔との隙間がより開いてしまったりすることがない。そのため、圧電振動子の高品質化を図ることができる。【００２１】
（４）前記セット工程の際、複数の金属微粒子を含んだペーストを埋め込んでも良い。【００２２】
この場合、ペースト内に複数の金属微粒子が含まれているので、芯材に加え、これら複数の金属微粒子同士の接触によっても電気導通性を確保することができる。よって、貫通電極の導通性能をより高めることができる。従って、さらなる高品質化を図ることができる。【００２３】
（５）前記金属微粒子として、非球形形状に形成されたものを用いても良い。【００２４】
この場合、ペーストに含まれる金属微粒子が球形ではなく、非球形、例えば、細長い繊維状或いは断面星型状に形成されているので、互いに接触し合ったときに、点接触ではなく、線接触になり易い。よって、貫通電極の電気的な導通性をさらに高めることができる。【００２５】
（６）前記セット工程の際、前記ペーストを脱泡処理した後に前記貫通孔内に埋め込んでも良い。【００２６】
この場合、事前にペーストを脱泡処理するので、気泡等が極力含まれていないペーストを埋め込むことができる。よって、ペーストの体積減少をさらに抑えることができる。【００２７】
（７）前記連結材として、両端が平坦で且つベース基板用ウエハと略同じ厚みに形成されたガラス材料からなる筒体を利用し；前記セット工程の際、前記貫通孔に前記筒体を埋め込むと共に、この筒体の中心孔に前記芯材を挿入し；前記焼成工程の際、埋め込んだ前記筒体を焼成することで、筒体と前記貫通孔と前記芯材とを一体的に固定しても良い。【００２８】
この場合、まず、リッド基板用ウエハに、キャビティ用の凹部を複数形成する凹部形成工程を行う。これら凹部は、後に両ウエハを重ね合わせた際に、キャビティとなる凹部である。また、上記工程と同時或いは前後のタイミングで、ベース基板用ウエハに貫通電極を複数形成する貫通電極形成工程を行う。この際、後に両ウエハを重ね合わせたときに、リッド基板用ウエハに形成した凹部内に収まるように貫通電極を複数形成する。【００２９】
この貫通電極形成工程について、詳細に説明すると、まず、ベース基板用ウエハにウエハを貫通する貫通孔を複数形成する貫通孔形成工程を行う。続いて、これら複数の貫通孔内に、両端が平坦で且つベース基板用ウエハと略同じ厚みに形成されたガラス材料からなる筒体を埋め込むと共に、筒体の中心孔に両端が平坦で且つベース基板用ウエハと略同じ厚みに形成された導電性の芯材を挿入するセット工程を行う。この際、筒体及び芯材の両端が、共にベース基板用ウエハの表面と略面一となるように調整する。
続いて、埋め込んだ筒体を所定の温度で焼成する焼成工程を行う。これにより、貫通孔と、貫通孔内に埋め込まれた筒体と、筒体に挿入された芯材と、が互いに固着し合う。その結果、筒体と芯材とが一体的に固定された貫通電極を複数得ることができる。【００３０】
特に、貫通電極を形成するにあたって、従来のものとは異なり、ペーストを使用せずにガラス材料からなる筒体と、導電性の芯材とで貫通電極を形成している。仮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ので、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貫通孔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、上述したようにペーストを用いずに、筒体と芯材とを利用するので、焼成後に表面に大きな凹みが現れる恐れがない。なお、焼成によって筒体は若干体積が減少する可能性があるが、ペーストとは違い、目立つ凹みとなって現れるほど顕著なものではなく無視できる範囲である。
従って、ベース基板用ウエハの表面と、筒体及び芯材の両端とは、ほぼ面一な状態となる。つまり、ベース基板用ウエハの表面と貫通電極の表面とを、ほぼ面一な状態とすることができる。【００３１】
次に、ベース基板用ウエハの上面に導電性材料をパターニングして、各貫通電極に対して電気的に接続された引き回し電極を複数形成する引き回し電極形成工程を行う。この際、後に両ウエハを重ね合わせたときに、リッド基板用ウエハに形成した凹部内に収まるように引き回し電極を形成する。
特に、筒体及び芯材からなる貫通電極は、上述したようにベース基板用ウエハの上面に対してほぼ面一な状態となっている。そのため、ベース基板用ウエハの上面にパターニングされた引き回し電極は、間に隙間等を発生させることなく貫通電極に対して密着した状態で接する。これにより、引き回し電極と貫通電極との導通性を確実なものにすることができる。【００３２】
次に、複数の圧電振動片を、それぞれ引き回し電極を介してベース基板用ウエハの上面に接合するマウント工程を行う。これにより、接合された各圧電振動片は、引き回し電極を介して貫通電極に対して導通した状態となる。マウント終了後、ベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとを重ね合わせる重ね合わせ工程を行う。これにより、接合された複数の圧電振動片は、凹部と両ウエハとで囲まれるキャビティ内に収納された状態となる。
次に、重ね合わせた両ウエハを接合する接合工程を行う。これにより、両ウエハが強固に密着するので、圧電振動片をキャビティ内に封止することができる。この際、ベース基板用ウエハに形成された貫通孔は、貫通電極によって塞がれているので、キャビティ内の気密が貫通孔を通じて損なわれることがない。特に、焼成によって筒体と芯材とが一体的に固定されていると共に、これらが貫通孔に対して強固に固着されているので、キャビティ内の気密を確実に維持することができる。【００３３】
次に、ベース基板用ウエハの下面に導電性材料をパターニングして、各貫通電極に電気的に接続された外部電極を複数形成する外部電極形成工程を行う。この場合も引き回し電極の形成時と同様に、ベース基板用ウエハの下面に対して貫通電極がほぼ面一な状態となっているので、パターニングされた外部電極は、間に隙間等を発生させることなく貫通電極に対して密着した状態で接する。これにより、外部電極と貫通電極との導通性を確実なものにすることができる。この工程により、外部電極を利用して、キャビティ内に封止された圧電振動片を作動させることができる。
最後に、接合されたベース基板用ウエハ及びリッド基板用ウエハを切断して、複数の圧電振動子に小片化する切断工程を行う。【００３４】
その結果、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圧電振動片が封止された２層構造式表面実装型の圧電振動子を一度に複数製造することができる。
特に、ベース基板に対してほぼ面一な状態で貫通電極を形成できるので、貫通電極を、引き回し電極及び外部電極に対して確実に密着させることができる。その結果、圧電振動片と外部電極との安定した導通性を確保することができ、作動性能の信頼性を向上して、高品質化を図ることができる。しかも、導電性の芯材を利用して貫通電極を構成するので、非常に安定した導通性を得ることができる。
また、キャビティ内の気密に関しても確実に維持することができるので、この点においても高品質化を図ることができる。【００３５】
（８）前記筒体として、前記焼成前に予め仮焼成されているものを用いても良い。【００３６】
この場合、筒体が予め仮焼成されているので、その後、に焼成を行った際に変形や体積減少等が生じ難い。そのため、より高品質な貫通電極を形成することができ、キャビティ内の気密をより確実にすることができる。その結果、圧電振動子のさらなる高品質化を図ることができる。【００３７】
（９）前記ベース基板用ウエハとして、前記筒体と同じガラス材料からなるものを使用し；前記芯材として、熱膨張係数が前記筒体と略等しいものを用いても良い。【００３８】
この場合、ベース基板用ウエハとして筒体と同じガラス材料からなるものを用いると共に、芯材として筒体と熱膨張係数が略等しいものを用いているので、焼成を行う際に３つがそれぞれ同じように熱膨張する。従って、熱膨張係数の違いによって、ベース基板用ウエハや筒体に過度に圧力を作用させてクラック等を発生させたり、筒体と貫通孔との間、或いは、筒体と芯材との間に隙間が開いてしまったりすることがない。そのため、より高品質な貫通電極を形成することができ、その結果、圧電振動子のさらなる高品質化を図ることができる。【００３９】
（１０）前記マウント工程前に、前記ベース基板用ウエハと前記リッド基板用ウエハとを重ね合わせたときに、前記凹部の周囲を囲む接合膜をベース基板用ウエハの上面に形成する接合膜形成工程を備え；前記接合工程の際、前記接合膜を介して前記両ウエハを陽極接合しても良い。【００４０】
この場合、接合膜を介してベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとを陽極接合できるので、両ウエハをより強固に接合してキャビティ内の気密性を高めることができる。従って、圧電振動片をさらに高精度に振動させることができ、さらなる高品質化を図ることができる。【００４１】
（１１）前記マウント工程の際、導電性のバンプを利用して前記圧電振動片をバンプ接合しても良い。【００４２】
この場合、圧電振動片をバンプ接合するので、バンプの厚み分だけ圧電振動片をベース基板の上面から浮かすことができる。そのため、圧電振動片の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、圧電振動子の作動性能の信頼性をさらに向上することができる。【００４３】
（１２）前記貫通孔形成工程の際、断面テーパ状に前記貫通孔を形成しても良い。【００４４】
この場合、貫通孔を断面テーパ状に形成するので、サンドブラスト法等の一般的な方法を利用することができ、この工程を容易に行うことができる。よって、製造効率のさらなる向上化に繋げることができる。また、連結材をセットした際に、貫通孔から抜け落ち難くなる。【００４５】
（１３）前記貫通電極形成工程の際、前記芯材として断面テーパ状の芯材を用いても良い。【００４６】
この場合、先細りした断面テーパ状の芯材を利用するので、貫通孔内にセットし易くなる。従って、製造効率のさらなる向上化に繋げることができる。【００４７】
（１４）本発明に係る圧電振動子は、ベース基板と；キャビティ用の凹部が形成され、凹部を前記ベース基板に対向させた状態でベース基板に接合されたリッド基板と；前記凹部を利用して前記ベース基板と前記リッド基板との間に形成されたキャビティ内に収納された状態で、ベース基板の上面に接合された圧電振動片と；前記ベース基板の下面に形成された外部電極と；前記ベース基板を貫通するように形成され、前記キャビティ内の気密を維持すると共に、前記外部電極に対して電気的に接続された貫通電極と；前記ベース基板の上面に形成され、接合された前記圧電振動片に対して前記貫通電極を電気的に接続させる引き回し電極と、を備え；前記貫通電極が、両端が平坦で且つ前記ベース基板と略同じ厚みに形成され、ベース基板を貫通する貫通孔内に配置された導電性の芯材と；この芯材と貫通孔とを一体的に固定する連結材と；により形成されている。【００４８】
この発明に係る圧電振動子によれば、芯材と連結材とを利用して貫通電極が形成されているので、ベース基板に対してほぼ面一な貫通電極とすることができる。従って、圧電振動片と外部電極との安定した導通性を確保でき、作動性能の信頼性が向上した高品質な２層構造式表面実装型の圧電振動子を製造することができる。また、キャビティ内の気密を確実に維持することもできる。【００４９】
（１５）前記連結材が、焼成によって硬化されたペーストでも良い。【００５０】
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。【００５１】
（１６）前記芯材は、熱膨張係数が前記ベース基板と略等しいものでも良い。【００５２】
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。【００５３】
（１７）前記ペーストは、複数の金属微粒子を含んでいても良い。【００５４】
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。【００５５】
（１８）前記金属微粒子は、非球形形状とされていても良い。【００５６】
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。【００５７】
（１９）前記連結材は、ガラス材料により両端が平坦で且つ前記ベース基板と略同じ厚みの筒状に形成され、前記貫通孔内に埋め込まれた状態で焼成された筒体であり；前記芯材は、前記筒体の中心孔に挿入された状態で固定されていても良い。【００５８】
この場合、上記（７）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。【００５９】
（２０）前記筒体は、前記焼成前に予め仮焼されていても良い。【００６０】
この場合、上記（８）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。【００６１】
（２１）前記ベース基板は、前記筒体と同じガラス材料により形成され；前記芯材は、熱膨張係数が前記筒体と略等しいものでも良い。【００６２】
この場合、上記（９）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。【００６３】
（２２）前記ベース基板及び前記リッド基板は、前記凹部の周囲を囲むように両基板の間に形成された接合膜を介して陽極接合されていても良い。【００６４】
この場合、上記（１０）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。【００６５】
（２３）前記圧電振動片は、導電性のバンプによりバンプ接合されていても良い。【００６６】
この場合、上記（１１）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。【００６７】
（２４）前記貫通孔は、断面テーパ状に形成されていても良い。【００６８】
この場合、上記（１２）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。【００６９】
（２５）前記芯材は、断面テーパ状に形成されていても良い。【００７０】
この場合、上記（１３）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。【００７１】
（２６）本発明に係る発振器は、上記（１２）から（２１）のいずれか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。
（２７）本発明に係る電子機器は、上記（１２）から（２１）のいずれか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。
（２８）本発明に係る電波時計は、上記（１２）から（２１）のいずれか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。【００７２】
この発明に係る発振器、電子機器及び電波時計によれば、キャビティ内の気密が確実で、作動の信頼性が向上した高品質な圧電振動子を備えているので、同様に作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができる。
【発明の効果】
【００７３】
本発明に係る圧電振動子によれば、キャビティ内の気密を確実に維持することができると共に、圧電振動片と外部電極との安定した導通性を確保した高品質な２層構造式表面実装型の圧電振動子とすることができる。【００７４】
また、本発明に係る圧電振動子の製造方法によれば、上述した圧電振動子を一度に効率良く製造することができ、低コスト化を図ることができる。【００７５】
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、同様に作動の信頼性を高めて高品質化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】図１は、本発明に係る圧電振動子の第１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る。
【図６】図６は、図５に示す圧電振動片の下面図である。
【図７】図７は、図５に示す断面矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図８】図８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９】図９は、図８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１０】図１０は、図８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１１は、図１０に示す状態をベース基板用ウエハの断面から見た図である。
【図１２】図１２は、図８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１１に示す状態の後、スルーホール内に芯材を配置すると共に、ペーストを埋め込んだ状態を示す図である。
【図１３】図１３は、図８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１２に示す状態の後、ペーストを焼成により硬化させ、貫通電極を形成した状態を示す図である。
【図１４】図１４は、図８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１３に示す状態の後、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１５】図１５は、図１４に示す状態のベース基板用ウエハの全体図である。
【図１６】図１６は、図８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１７】図１７は、本発明に係る圧電振動子の第２実施形態を示す外観斜視図である。
【図１８】図１８は、図１７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１９】図１９は、図１８に示すＡ−Ａ線に沿った圧電振動子の断面図である。
【図２０】図２０は、図１７に示す圧電振動子の分解斜視図である。
【図２１】図２１は、図１７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２２】図２２は、図２１に示す圧電振動片の下面図である。
【図２３】図２３は、図２１に示す断面矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図２４】図２４は、図１９に示す貫通電極を構成するガラスフリットの斜視図である。
【図２５】図２５は、図１７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２６】図２６は、図２５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２７】図２７は、図２５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２８】図２８は、図２７に示す状態をベース基板用ウエハの断面から見た図である。
【図２９】図２９は、図２５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２８に示す状態の後、スルーホール内にガラスフリットを埋め込むと共に、ガラスフリットの中心孔に芯材を挿入した状態を示す図である。
【図３０】図３０は、図２５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２９に示す状態の後、ガラスフリットを焼成して貫通電極を形成した状態を示す図である。
【図３１】図３１は、図２５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３０に示す状態の後、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３２】図３２は、図３１に示す状態のベース基板用ウエハの全体図である。
【図３３】図３３は、図２５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３４】図３４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３５】図３５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３６】図３６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。
【図３７】図３７は、第１実施形態の変形例を示す図であって、複数の金属微粒子を含むペーストを示す図である。
【図３８Ａ】図３８Ａは、図３７に示す金属微粒子の変形例を示す図であって、短冊状に形成された金属微粒子を示す図である。
【図３８Ｂ】図３８Ｂは、図３７に示す金属微粒子の変形例を示す図であって、波型状に形成された金属微粒子を示す図である。
【図３８Ｃ】図３８Ｃは、図３７に示す金属微粒子の変形例を示す図であって、断面星型に形成された金属微粒子を示す図である。
【図３８Ｄ】図３８Ｄは、図３７に示す金属微粒子の変形例を示す図であって、断面十字型に形成された金属微粒子を示す図である。
【図３９】図３９は、本発明に係る圧電振動子の変形例を示す図であって、テーパ状に形成された芯材を利用して貫通電極を形成する場合の図である。
【図４０】図４０は、本発明に係る圧電振動子の変形例を示す断面図である。
【図４１】図４１は、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４２】図４２は、図４１に示す圧電振動子の断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
Ｂ  バンプ
Ｃ  キャビティ
Ｐ  ペースト
Ｐ１  金属微粒子
１、１０１  圧電振動子
２、１０２  ベース基板
３、１０３  リッド基板
３ａ、１０３ａ  キャビティ用の凹部
４、１０４  圧電振動片
７  芯材（連結材）
３０、３１、１３０、１３１  スルーホール（貫通孔）
３５、１３５  接合膜
３６、３７、１３６、１３７  引き回し電極
３８、３９、１３８、１３９  外部電極
４０、１４０  ベース基板用ウエハ
５０、１５０  リッド基板用ウエハ
１０６    ガラスフリット（筒体、連結材）
５００  発振器
５０１  発振器の集積回路
５１０  携帯情報機器（電子機器）
５１３  電子機器の計時部
５３０  電波時計
５３１  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】
【００７８】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態を、図１から図１６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。【００７９】
圧電振動片４は、図５から図７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。【００８０】
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７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。【００８１】
第１の励振電極１３及び第２の励振電極１４は、図５及び図６に示すように、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。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。
なお、上述した励振電極１５、マウント電極１６、１７及び引き出し電極１９、２０は、例えば、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の導電性膜の被膜により形成されたものである。【００８２】
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。【００８３】
このように構成された圧電振動片４は、図３から図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。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。【００８４】
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。【００８５】
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、ベース基板２を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側に一方のスルーホール３０が位置し、振動腕部１０、１１の先端側に他方のスルーホール３１が位置するように形成されている。【００８６】
なお、本実施形態では、ベース基板２の下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。【００８７】
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、芯材７と、芯材７とスルーホール３０、３１との間で硬化したペーストＰ（連結材）と、によって形成されたものである。これら貫通電極３２、３３は、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とを導通させる役割を担っている。【００８８】
上記芯材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る。この芯材７は、両端が平坦で且つベース基板２の厚みと略同じ厚みとなるように長さ調整されている。そして、この芯材７は、スルーホール３０、３１の略中心に配置されており、ペーストＰによってスルーホール３０、３１に対して強固に固着されている。
なお、この導電性の芯材７を通して、貫通電極３２、３３としての電気導通性が確保されている。【００８９】
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から図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。【００９０】
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共に、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。
より詳しく説明すると、一方の引き回し電極３６は、圧電振動片４の基部１２の真下に位置するように一方の貫通電極３２の真上に形成されている。また、他方の引き回し電極３７は、一方の引き回し電極３６に隣接した位置から、振動腕部１０、１１に沿って振動腕部１０、１１の先端側に引き回しされた後、他方の貫通電極３３の真上に位置するように形成されている。
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、このバンプ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。【００９１】
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。【００９２】
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。【００９３】
次に、上述した圧電振動子１を、図８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４０とリッド基板用ウエハ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。【００９４】
初めに、圧電振動片作製工程を行って図５から図７に示す圧電振動片４を作製する（Ｓ１０）。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。続いて、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とする。続いて、ウエハに洗浄等の適切な処理を施した後、ウエハをフォトリソグラフィ技術によって圧電振動片４の外形形状でパターニングすると共に、金属膜の成膜及びパターニングを行って、励振電極１５、引き出し電極１９、２０、マウント電極１６、１７、重り金属膜２１を形成する。これにより、複数の圧電振動片４を作製することができる。【００９５】
また、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。これについては、後に説明する。【００９６】
次に、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、図９に示すように、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（Ｓ２１）。次いで、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。【００９７】
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（Ｓ３２）。ここで、この貫通電極形成工程について、詳細に説明する。【００９８】
まず、図１０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（Ｓ３３）を行う。なお、図１１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。この工程を行う際、ベース基板用ウエハ４０の上面側から、例えば、サンドブラスト法で行う。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、５０を重ね合わせたときに、リッド基板用ウエハ５０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。【００９９】
続いて、図１２に示すように、これら複数のスルーホール３０、３１内に、両端が平坦で且つベース基板用ウエハ４０と略同じ厚みに形成された芯材７を配置すると共に、芯材７とスルーホール３０、３１との隙間にペーストＰを埋め込むセット工程を行う（Ｓ３４）。この際、隙間にペーストＰを埋め込むので、ペーストＰの粘性によりスルーホール３０、３１から芯材７が抜け落ちることなく、スルーホール３０、３１内で芯材７を安定させた状態とすることができる。また、芯材７の両端がベース基板用ウエハ４０の表面と略面一となるように調整する。
続いて、埋め込んだペーストＰを所定の温度で焼成して、硬化させる焼成工程を行う（Ｓ３５）。これにより、スルーホール３０、３１の内面及び芯材７にペーストＰが強固に固着した状態となる。その結果、スルーホール３０、３１内で芯材７とペーストＰとが、一体的に硬化した一対の貫通電極３２、３３を複数得ることができる。【０１００】
ところで、ペーストＰ内には有機物が含まれているので、焼成を行うと有機物が蒸発してしまい、焼成前に比べて体積が減少してしまう。そのため、仮にペーストＰ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Ｐの表面に大きな凹みが生じてしまう。
しかしながら、本実施形態では上述したように、スルーホール３０、３１内に芯材７を配置した後、芯材７とスルーホール３０、３１との隙間だけにペーストＰを埋め込んでいる。つまり、芯材７をスルーホール３０、３１内で安定させるための繋ぎの役割としてペーストＰを利用している。そのため、ペーストＰだけでスルーホール３０、３１を埋める場合に比べて、使用するペーストＰの量をできるだけ少なくすることができる。よって、焼成工程でペーストＰ内の有機物が蒸発したとしても、ペーストＰの量そのものが少ないので、ペーストＰの体積減少は僅かである。【０１０１】
従って、図１３に示すように、ペーストＰの硬化後に現れる表面の凹みは無視できるほど小さい。よって、ベース基板用ウエハ４０の表面と、芯材７の両端と、ペーストＰの表面とは、ほぼ面一の状態になる。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、ほぼ面一な状態となることができる。なお、焼成工程を行った時点で、貫通電極形成工程が終了する。【０１０２】
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１４及び図１５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（Ｓ３６）と共に、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（Ｓ３７）。なお、図１４及び図１５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。
特に、貫通電極３２、３３は上述したように、表面に凹みがなく、ベース基板用ウエハ４０の上面に対してほぼ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。【０１０３】
ところで、図８では、接合膜形成工程（Ｓ３６）の後に、引き回し電極形成工程（Ｓ３７）を行う工程順序としているが、これとは逆に、引き回し電極形成工程（Ｓ３７）の後に、接合膜形成工程（Ｓ３６）を行っても構わないし、両工程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。よって、必要に応じて適宜、工程順序を変更して構わない。【０１０４】
次に、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の上面に接合するマウント工程を行う（Ｓ４０）。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。
特に、圧電振動片４は、バンプ接合されるので、ベース基板用ウエハ４０の上面から浮いた状態で支持される。【０１０５】
圧電振動片４のマウントが終了した後、ベース基板用ウエハ４０に対してリッド基板用ウエハ５０を重ね合わせる重ね合わせ工程を行う（Ｓ５０）。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、マウントされた圧電振動片４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。【０１０６】
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接合工程を行う（Ｓ６０）。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、圧電振動片４をキャビティＣ内に封止することができ、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１６に示すウエハ体６０を得ることができる。なお、図１６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１６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。【０１０７】
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ので、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。特に、貫通電極３２、３３を構成するペーストＰは、スルーホール３０、３１の内面及び芯材７の両方に強固に密着しているので、キャビティＣ内の気密を確実に維持することができる。【０１０８】
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）。この工程により、外部電極３８、３９を利用してキャビティＣ内に封止された圧電振動片４を作動させることができる。
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がほぼ面一な状態となっているので、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。【０１０９】
次に、ウエハ体６０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）。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リッド基板用ウエハ５０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。【０１１０】
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体６０を図１６に示す切断線Ｍに沿って切断して小片化する切断工程を行う（Ｓ９０）。その結果、互いに陽極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が封止された、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（Ｓ９０）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（Ｓ８０）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（Ｓ８０）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。【０１１１】
その後、内部の電気特性検査を行う（Ｓ１００）。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。【０１１２】
特に、本実施形態の圧電振動子１は、表面に凹みがなく、ベース基板２に対してほぼ面一な状態で貫通電極３２、３３を形成できるので、貫通電極３２、３３を、引き回し電極３６、３７及び外部電極３８、３９に対して確実に密着させることができる。その結果、圧電振動片４と外部電極３８、３９との安定した導通性を確保することができ、作動性能の信頼性を向上して高性能化を図ることができる。【０１１３】
しかも、導通性の芯材７を利用して貫通電極３２、３３を構成しているので、非常に安定した導通性を得ることができる。また、キャビティＣ内の気密に関しても確実に維持することができるので、この点においても高品質化を図ることができる。加えて、芯材７及びペーストＰを利用した簡単な方法で貫通電極３２、３３を形成できるので、工程の簡素化を図ることができる。また、本実施形態の製造方法によれば、上記圧電振動子１を一度に複数製造することができるので、低コスト化を図ることができる。【０１１４】
（第２実施形態）
以下、本発明に係る第２実施形態を、図１７から図３３を参照して説明する。
本実施形態の圧電振動子１０１は、図１７から図２０に示すように、ベース基板１０２とリッド基板１０３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１０４が収納された表面実装型の圧電振動子である。
なお、図２０においては、図面を見易くするために後述する励振電極１１５、引き出し電極１１９、１２０、マウント電極１１６、１１７及び重り金属膜１２１の図示を省略している。【０１１５】
圧電振動片１０４は、図２１から図２３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１０４は、平行に配置された一対の振動腕部１１０、１１１と、一対の振動腕部１１０、１１１の基端側を一体的に固定する基部１１２と、一対の振動腕部１１０、１１１の外表面上に形成されて一対の振動腕部１１０、１１１を振動させる第１の励振電極１１３と第２の励振電極１１４とからなる励振電極１１５と、第１の励振電極１１３及び第２の励振電極１１４に電気的に接続されたマウント電極１１６、１１７とを有している。
また、本実施形態の圧電振動片１０４は、一対の振動腕部１１０、１１１の両主面上に、振動腕部１１０、１１１の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部１１８を備えている。この溝部１１８は、振動腕部１１０、１１１の基端側から略中間付近まで形成されている。【０１１６】
第１の励振電極１１３と第２の励振電極１１４とからなる励振電極１１５は、一対の振動腕部１１０、１１１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１１０、１１１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２３に示すように、第１の励振電極１１３が、一方の振動腕部１１０の溝部１１８上と他方の振動腕部１１１の両側面上とに主に形成され、第２の励振電極１１４が、一方の振動腕部１１０の両側面上と他方の振動腕部１１１の溝部１１８上とに主に形成されている。【０１１７】
第１の励振電極１１３及び第２の励振電極１１４は、図２１及び図２２に示すように、基部１１２の両主面上において、それぞれ引き出し電極１１９、１２０を介してマウント電極１１６、１１７に電気的に接続されている。そして圧電振動片１０４は、このマウント電極１１６、１１７を介して電圧が印加されるようになっている。
なお、上述した励振電極１１５、マウント電極１１６、１１７及び引き出し電極１１９、１２０は、例えば、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の導電性膜の被膜により形成されたものである。【０１１８】
一対の振動腕部１１０、１１１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１２１が被膜されている。なお、この重り金属膜１２１は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜１２１ａと、微小に調整する際に使用される微調膜１２１ｂとに分かれている。これら粗調膜１２１ａ及び微調膜１２１ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１１０、１１１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。【０１１９】
このように構成された圧電振動片１０４は、図１９及び図２０に示すように、金等のバンプＢを利用して、ベース基板１０２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１０２の上面にパターニングされた後述する引き回し電極１３６、１３７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１１６、１１７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１０４は、ベース基板１０２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１１６、１１７と引き回し電極１３６、１３７とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。【０１２０】
上記リッド基板１０３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１７、図１９及び図２０に示すように、板状に形成されている。そして、ベース基板１０２が接合される接合面側には、圧電振動片１０４が収まる矩形状の凹部１０３ａが形成されている。この凹部１０３ａは、両基板１０２、１０３が重ね合わされたときに、圧電振動片１０４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１０３は、この凹部１０３ａをベース基板１０２側に対向させた状態でベース基板１０２に対して陽極接合されている。【０１２１】
上記ベース基板１０２は、リッド基板１０３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１７から図２０に示すように、リッド基板１０３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１０２には、ベース基板１０２を貫通する一対のスルーホール（貫通孔）１３０、１３１が形成されている。この際、一対のスルーホール１３０、１３１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１３０、１３１は、マウントされた圧電振動片１０４の基部１１２側に一方のスルーホール１３０が位置し、振動腕部１１０、１１１の先端側に他方のスルーホール１３１が位置するように形成されている。【０１２２】
なお、本実施形態では、ベース基板１０２の下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１０２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１０２を貫通していれば良い。【０１２３】
これら一対のスルーホール１３０、１３１には、スルーホール１３０、１３１を埋めるように形成された一対の貫通電極１３２、１３３が形成されている。これら貫通電極１３２、１３３は、図１９に示すように、焼成によってスルーホール１３０、１３１に対して一体的に固定されたガラスフリット（連結材、筒体）１０６及び芯材１０７によって形成されたものであり、スルーホール１３０、１３１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共に、後述する外部電極１３８、１３９と引き回し電極１３６、１３７とを導通させる役割を担っている。【０１２４】
上記ガラスフリット１０６は、ベース基板１０２と同じガラス材料によって予め仮焼成されたものであり、図２４に示すように、両端が平坦で且つベース基板１０２と略同じ厚みの円筒状に形成されている。つまり、ガラスフリット１０６の中心には、ガラスフリット１０６を貫通する中心孔１０６ａが形成されている。しかも、本実施形態ではスルーホール１３０、１３１の形状に合わせて、ガラスフリット１０６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、このガラスフリット１０６は、図１９に示すように、スルーホール１３０、１３１内に埋め込まれた状態で焼成されており、スルーホール１３０、１３１に対して強固に固着されている。【０１２５】
芯材１０７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、ガラスフリット１０６と同様に両端が平坦で且つベース基板１０２の厚みと略同じ厚みとなるように形成されている。そして、この芯材１０７は、ガラスフリット１０６の中心孔１０６ａに挿入されており、ガラスフリット１０６の焼成によってガラスフリット１０６に対して強固に固着されている。
なお、貫通電極１３２、１３３は、導電性の芯材１０７を通して電気導通性が確保されている。【０１２６】
ベース基板１０２の上面側（リッド基板１０３が接合される接合面側）には、図１７から図２０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１３５と、一対の引き回し電極１３６、１３７とがパターニングされている。このうち接合膜１３５は、リッド基板１０３に形成された凹部１０３ａの周囲を囲むようにベース基板１０２の周縁に沿って形成されている。【０１２７】
また、一対の引き回し電極１３６、１３７は、一対の貫通電極１３２、１３３のうち、一方の貫通電極１３２と圧電振動片１０４の一方のマウント電極１１６とを電気的に接続すると共に、他方の貫通電極１３３と圧電振動片１０４の他方のマウント電極１１７とを電気的に接続するようにパターニングされている。
より詳しく説明すると、一方の引き回し電極１３６は、圧電振動片１０４の基部１１２の真下に位置するように一方の貫通電極１３２の真上に形成されている。また、他方の引き回し電極１３７は、一方の引き回し電極１３６に隣接した位置から、振動腕部１１０、１１１に沿って振動腕部１１０、１１１の先端側に引き回しされた後、他方の貫通電極１３３の真上に位置するように形成されている。
そして、これら一対の引き回し電極１３６、１３７上にそれぞれバンプＢが形成されており、このバンプＢを利用して圧電振動片１０４がマウントされている。これにより、圧電振動片１０４の一方のマウント電極１１６が、一方の引き回し電極１３６を介して一方の貫通電極１３２に導通し、他方のマウント電極１１７が、他方の引き回し電極１３７を介して他方の貫通電極１３３に導通するようになっている。【０１２８】
また、ベース基板１０２の下面には、図１７、図１９及び図２０に示すように、一対の貫通電極１３２、１３３に対してそれぞれ電気的に接続される外部電極１３８、１３９が形成されている。つまり、一方の外部電極１３８は、一方の貫通電極１３２及び一方の引き回し電極１３６を介して圧電振動片１０４の第１の励振電極１１３に電気的に接続されている。また、他方の外部電極１３９は、他方の貫通電極１３３及び他方の引き回し電極１３７を介して、圧電振動片１０４の第２の励振電極１１４に電気的に接続されている。【０１２９】
このように構成された圧電振動子１０１を作動させる場合には、ベース基板１０２に形成された外部電極１３８、１３９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１０４の第１の励振電極１１３及び第２の励振電極１１４からなる励振電極１１５に電流を流すことができ、一対の振動腕部１１０、１１１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１１０、１１１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。【０１３０】
次に、上述した圧電振動子１０１を、図２５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１４０とリッド基板用ウエハ１５０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。【０１３１】
初めに、圧電振動片作製工程を行って図２１から図２３に示す圧電振動片１０４を作製する（Ｓ１１０）。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。続いて、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とする。続いて、ウエハに洗浄等の適切な処理を施した後、ウエハをフォトリソグラフィ技術によって圧電振動片１０４の外形形状でパターニングすると共に、金属膜の成膜及びパターニングを行って、励振電極１１５、引き出し電極１１９、１２０、マウント電極１１６、１１７、重り金属膜１２１を形成する。これにより、複数の圧電振動片１０４を作製することができる。【０１３２】
また、圧電振動片１０４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１２１の粗調膜１２１ａにレーザ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。これについては、後に説明する。【０１３３】
次に、後にリッド基板１０３となるリッド基板用ウエハ１５０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（Ｓ１２０）。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、図２６に示すように、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１５０を形成する（Ｓ１２１）。次いで、リッド基板用ウエハ１５０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１０３ａを複数形成する凹部形成工程を行う（Ｓ１２２）。この時点で、第１のウエハ作製工程が終了する。【０１３４】
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１０２となるベース基板用ウエハ１４０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（Ｓ１３０）。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１４０を形成する（Ｓ１３１）。次いで、ベース基板用ウエハ１４０に一対の貫通電極１３２、１３３を複数形成する貫通電極形成工程を行う（Ｓ１３２）。ここで、この貫通電極形成工程について、詳細に説明する。【０１３５】
まず、図２７に示すように、ベース基板用ウエハ１４０を貫通する一対のスルーホール１３０、１３１を複数形成する貫通孔形成工程（Ｓ１３３）を行う。なお、図２７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。この工程を行う際、ベース基板用ウエハ１４０の上面側から、例えば、サンドブラスト法で行う。これにより、図２８に示すように、ベース基板用ウエハ１４０の下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１３０、１３１を形成することができる。また、後に両ウエハ１４０、１５０を重ね合わせたときに、リッド基板用ウエハ１５０に形成された凹部１０３ａ内に収まるように一対のスルーホール１３０、１３１を複数形成する。しかも、一方のスルーホール１３０が圧電振動片１０４の基部１１２側に位置し、他方のスルーホール１３１が振動腕部１１０、１１１の先端側に位置するように形成する。【０１３６】
続いて、図２９に示すように、これら複数のスルーホール１３０、１３１内に、両端が平坦で且つベース基板用ウエハ１４０と略同じ厚みに形成されたガラスフリット１０６を埋め込むと共に、このガラスフリット１０６の中心孔１０６ａに両端が平坦で且つベース基板用ウエハ１４０と略同じ厚みに形成された導電性の芯材１０７を挿入するセット工程を行う（Ｓ１３４）。この際、ガラスフリット１０６及び芯材１０７の両端がベース基板用ウエハ１４０の表面と略面一となるように調整する。【０１３７】
続いて、埋め込んだガラスフリット１０６を所定の温度で焼成する焼成工程を行う（Ｓ１３５）。これにより、スルーホール１３０、１３１と、スルーホール１３０、１３１内に埋め込まれたガラスフリット１０６と、ガラスフリット１０６に挿入された芯材１０７と、がそれぞれ互いに固着し合う。その結果、ガラスフリット１０６と芯材１０７とが一体的に固定された一対の貫通電極１３２、１３３を複数得ることができる。【０１３８】
特に、貫通電極１３２、１３３を形成するにあたって、従来のものとは異なり、ペーストを使用せずにガラス材料からなるガラスフリット１０６と、導電性の芯材１０７とで貫通電極１３２、１３３を形成している。仮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ので、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１３０、１３１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、上述したようにペーストを用いずに、ガラスフリット１０６と芯材１０７とを利用するので、焼成後に表面に大きな凹みが現れる恐れがない。なお、焼成によってガラスフリット１０６は若干体積が減少する可能性があるが、ペーストとは違い、目立つ凹みとなって現れるほど顕著なものではなく無視できる範囲である。【０１３９】
従って、図３０に示すように、焼成後にベース基板用ウエハ１４０の表面と、ガラスフリット１０６及び芯材１０７の両端とは、ほぼ面一の状態になる。つまり、ベース基板用ウエハ１４０の表面と貫通電極１３２、１３３の表面とを、ほぼ面一な状態となることができる。なお、焼成工程を行った時点で、貫通電極形成工程が終了する。【０１４０】
次に、ベース基板用ウエハ１４０の上面に導電性材料をパターニングして、図３１及び図３２に示すように、接合膜１３５を形成する接合膜形成工程を行う（Ｓ１３６）と共に、各一対の貫通電極１３２、１３３にそれぞれ電気的に接続された引き回し電極１３６、１３７を複数形成する引き回し電極形成工程を行う（Ｓ１３７）。なお、図３１及び図３２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。
特に、貫通電極１３２、１３３は上述したように、上述したようにベース基板用ウエハ１４０の上面に対してほぼ面一な状態となっている。そのため、ベース基板用ウエハ１４０の上面にパターニングされた引き回し電極１３６、１３７は、間に隙間等を発生させることなく貫通電極１３２、１３３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１３６と一方の貫通電極１３２との導通性、並びに、他方の引き回し電極１３７と他方の貫通電極１３３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。【０１４１】
ところで、図２５では、接合膜形成工程（Ｓ１３６）の後に、引き回し電極形成工程（Ｓ１３７）を行う工程順序としているが、これとは逆に、引き回し電極形成工程（Ｓ１３７）の後に、接合膜形成工程（Ｓ１３６）を行っても構わないし、両工程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。よって、必要に応じて適宜、工程順序を変更して構わない。【０１４２】
次に、作製した複数の圧電振動片１０４を、それぞれ引き回し電極１３６、１３７を介してベース基板用ウエハ１４０の上面に接合するマウント工程を行う（Ｓ１４０）。まず、一対の引き回し電極１３６、１３７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１０４の基部１１２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１０４をバンプＢに押し付ける。これにより、圧電振動片１０４は、バンプＢに機械的に支持されると共に、マウント電極１１６、１１７と引き回し電極１３６、１３７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１０４の一対の励振電極１１５は、一対の貫通電極１３２、１３３に対してそれぞれ導通した状態となる。
特に、圧電振動片１０４は、バンプ接合されるので、ベース基板用ウエハ１４０の上面から浮いた状態で支持される。【０１４３】
圧電振動片１０４のマウントが終了した後、ベース基板用ウエハ１４０に対してリッド基板用ウエハ１５０を重ね合わせる重ね合わせ工程を行う（Ｓ１５０）。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１４０、１５０を正しい位置にアライメントする。これにより、マウントされた圧電振動片１０４が、ベース基板用ウエハ１４０に形成された凹部１０３ａと両ウエハ１４０、１５０とで囲まれるキャビティＣ内に収容された状態となる。【０１４４】
重ね合わせ工程後、重ね合わせた２枚のウエハ１４０、１５０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接合工程を行う（Ｓ１６０）。具体的には、接合膜１３５とリッド基板用ウエハ１５０との間に所定の電圧を印加する。すると、接合膜１３５とリッド基板用ウエハ１５０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、圧電振動片１０４をキャビティＣ内に封止することができ、ベース基板用ウエハ１４０とリッド基板用ウエハ１５０とが接合した図３３に示すウエハ体１６０を得ることができる。
なお、図３３においては、図面を見易くするために、ウエハ体１６０を分解した状態を図示しており、ベース基板用ウエハ１４０から接合膜１３５の図示を省略している。また、図３３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。【０１４５】
ところで、陽極接合を行う際、ベース基板用ウエハ１４０に形成されたスルーホール１３０、１３１は、貫通電極１３２、１３３によって完全に塞がれているので、キャビティＣ内の気密がスルーホール１３０、１３１を通じて損なわれることがない。特に、焼成によってガラスフリット１０６と芯材１０７とが一定的に固定されていると共に、これらがスルーホール１３０、１３１に対して強固に固着されているので、キャビティＣ内の気密を確実に維持することができる。【０１４６】
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１４０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１３２、１３３にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極１３８、１３９を複数形成する外部電極形成工程を行う（Ｓ１７０）。この工程により、外部電極１３８、１３９を利用してキャビティＣ内に封止された圧電振動片１０４を作動させることができる。
特に、この工程を行う場合も引き回し電極１３６、１３７の形成時と同様に、ベース基板用ウエハ１４０の下面に対して貫通電極１３２、１３３がほぼ面一な状態となっているので、パターニングされた外部電極１３８、１３９は、間に隙間等を発生させることなく貫通電極１３２、１３３に対して密着した状態で接する。これにより、外部電極１３８、１３９と貫通電極１３２、１３３との導通性を確実なものにすることができる。【０１４７】
次に、ウエハ体１６０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１０１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（Ｓ１８０）。具体的に説明すると、ベース基板用ウエハ１４０の下面に形成された一対の外部電極１３８、１３９に電圧を印加して圧電振動片１０４を振動させる。そして、周波数を計測しながらリッド基板用ウエハ１５０を通して外部からレーザ光を照射し、重り金属膜１２１の微調膜１２１ｂを蒸発させる。これにより、一対の振動腕部１１０、１１１の先端側の重量が変化するので、圧電振動片１０４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。【０１４８】
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体１６０を図３３に示す切断線Ｍに沿って切断して小片化する切断工程を行う（Ｓ１９０）。その結果、互いに陽極接合されたベース基板１０２とリッド基板１０３との間に形成されたキャビティＣ内に圧電振動片１０４が封止された、図１７に示す２層構造式表面実装型の圧電振動子１０１を一度に複数製造することができる。
なお、切断工程（Ｓ１９０）を行って個々の圧電振動子１０１に小片化した後に、微調工程（Ｓ１８０）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（Ｓ１８０）を先に行うことで、ウエハ体１６０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１０１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。【０１４９】
その後、内部の電気特性検査を行う（Ｓ１９５）。即ち、圧電振動片１０４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１０１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１０１の製造が終了する。【０１５０】
特に、本実施形態の圧電振動子１０１は、表面に凹みがなく、ベース基板１０２に対してほぼ面一な状態で貫通電極１３２、１３３を形成できるので、貫通電極１３２、１３３を、引き回し電極１３６、１３７及び外部電極１３８、１３９に対して確実に密着させることができる。その結果、圧電振動片１０４と外部電極１３８、１３９との安定した導通性を確保することができ、作動性能の信頼性を向上して高性能化を図ることができる。しかも、導通性の芯材１０７を利用して貫通電極１３２、１３３を構成しているので、非常に安定した導通性を得ることができる。【０１５１】
また、キャビティＣ内の気密に関しても確実に維持することができるので、この点においても高品質化を図ることができる。特に、本実施形態のガラスフリット１０６は、焼成前に予め仮焼成されているので、その後、の焼成時の段階で変形や体積減少等が生じ難い。そのため、高品質な貫通電極１３２、１３３を形成することができ、キャビティＣ内の気密をより確実にすることができる。よって、圧電振動子１０１の高品質化を図りやすい。
また、本実施形態の製造方法によれば、上記圧電振動子１０１を一度に複数製造することができるので、低コスト化を図ることができる。【０１５２】
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図３４を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態の圧電振動子１を備えている発振器を例に挙げて説明する。
本実施形態の発振器５００は、図３４に示すように、圧電振動子１を、集積回路５０１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５００は、コンデンサ等の電子部品５０２が実装された基板５０３を備えている。基板５０３には、発振器用の上記集積回路５０１が実装されており、この集積回路５０１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５０２、集積回路５０１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。【０１５３】
このように構成された発振器５００において、圧電振動子１に電圧を印加すると、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５０１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５０１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５０１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。【０１５４】
本実施形態の発振器５００によれば、キャビティＣ内の気密が確実で、作動の信頼性が向上した高品質な圧電振動子１を備えているので、発振器５００自体も同様に作動の信頼性を高めて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。
なお、第１実施形態の圧電振動子１を備えている場合を例に挙げて説明したが、その他の実施形態の圧電振動子であっても同様の作用効果を奏することができる。【０１５５】
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図３５を参照して説明する。なお電子機器として、第１実施形態の圧電振動子１を有する携帯情報機器５１０を例にして説明する。
はじめに、本実施形態の携帯情報機器５１０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。【０１５６】
次に、本実施形態の携帯情報機器５１０の構成について説明する。この携帯情報機器５１０は、図３５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５１１とを備えている。電源部５１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部５１１には、各種制御を行う制御部５１２と、時刻等のカウントを行う計時部５１３と、外部との通信を行う通信部５１４と、各種情報を表示する表示部５１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部５１６とが並列に接続されている。そして、電源部５１１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。【０１５７】
制御部５１２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５１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、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、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。【０１５８】
計時部５１３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、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５１２と信号の送受信が行われ、表示部５１５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。【０１５９】
通信部５１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部５１７、音声処理部５１８、切替部５１９、増幅部５２０、音声入出力部５２１、電話番号入力部５２２、着信音発生部５２３及び呼制御メモリ部５２４を備えている。
無線部５１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ５２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部５１８は、無線部５１７又は増幅部５２０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５２０は、音声処理部５１８又は音声入出力部５２１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５２１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。【０１６０】
また、着信音発生部５２３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５１９は、着信時に限って、音声処理部５１８に接続されている増幅部５２０を着信音発生部５２３に切り替えることによって、着信音発生部５２３において生成された着信音が増幅部５２０を介して音声入出力部５２１に出力される。
なお、呼制御メモリ部５２４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５２２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。【０１６１】
電圧検出部５１６は、電源部５１１によって制御部５１２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５１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部５１４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５１６から電圧降下の通知を受けた制御部５１２は、無線部５１７、音声処理部５１８、切替部５１９及び着信音発生部５２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部５１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部５１５に、通信部５１４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。【０１６２】
即ち、電圧検出部５１６と制御部５１２とによって、通信部５１４の動作を禁止し、その旨を表示部５１５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５１５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５１４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５２６を備えることで、通信部５１４の機能をより確実に停止することができる。【０１６３】
本実施形態の携帯情報機器５１０によれば、キャビティＣ内の気密が確実で、作動の信頼性が向上した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作動の信頼性を高めて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。
なお、第１実施形態の圧電振動子１を備えている場合を例に挙げて説明したが、その他の実施形態の圧電振動子であっても同様の作用効果を奏することができる。【０１６４】
次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図３６を参照して説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態の圧電振動子１を備えている発振器を例に挙げて説明する。
本実施形態の電波時計５３０は、図３６に示すように、フィルタ部５３１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。【０１６５】
以下、電波時計５３０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ５３２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５３３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５３１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５３８、５３９をそれぞれ備えている。【０１６６】
更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路５３４により検波復調される。続いて、波形整形回路５３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ５３６でカウントされる。ＣＰＵ５３６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、ＲＴＣ５３７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５３８、５３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。【０１６７】
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５３０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。【０１６８】
本実施形態の電波時計５３０によれば、キャビティＣ内の気密が確実で、作動の信頼性が向上した高品質な圧電振動子１を備えているので、電波時計自体も同様に作動の信頼性を高めて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。
なお、第１実施形態の圧電振動子１を備えている場合を例に挙げて説明したが、その他の実施形態の圧電振動子であっても同様の作用効果を奏することができる。【０１６９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の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。【０１７０】
例えば、上記各実施形態では、圧電振動片の一例として振動腕部の両面に溝部が形成された溝付きの圧電振動片を例に挙げて説明したが、溝部がないタイプの圧電振動片でも構わない。但し、溝部を形成することで、一対の励振電極に所定の電圧を印加させたときに、一対の励振電極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、溝部を形成する方が好ましい。
また、上記各実施形態では、音叉型の圧電振動片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、厚み滑り振動片としても構わない。【０１７１】
また、上記各実施形態では、ベース基板とリッド基板とを接合膜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、両基板を強固に接合できるので好ましい。
また、上記各実施形態では、圧電振動片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、圧電振動片をベース基板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。
また、上記各実施形態では、断面テーパ状にスルーホールを形成したが、ストレート状に形成しても構わない。但し、テーパ状に形成する場合には、サンドブラスト法等の一般的な方法を利用できるので、貫通孔形成工程を容易に行える。従って、製造効率のさらなる向上化に貢献することができ、より好ましい。また、テーパ状に形成した場合には、ペーストやガラスフリット等の連結材が抜け落ち難くなるので、この点においてもより好ましい。
また、上記各実施形態では、貫通電極を一対として説明したが、１つでも構わないし、３つ以上設けても構わない。【０１７２】
また、上記第１実施形態にてセット工程を行う際に、ペーストを脱泡処理（例えば、遠心脱泡や真空引き等）した後にスルーホール内に埋め込んでも構わない。このように、事前にペーストを脱泡処理することで、気泡等が極力含まれていないペーストを埋め込むことができる。よって、ペーストの体積減少をさらに抑えることができる。
この際、図３７に示すように、複数の金属微粒子Ｐ１を含んだペーストＰを用いても構わない。なお、図３７では、銅等により細長い繊維状（非球形形状）に形成されている金属微粒子Ｐ１を図示している。このように、金属微粒子Ｐ１を含むペーストＰを利用することで、芯材に加え、これら複数の金属微粒子Ｐ１同士の接触によっても電気導通性を確保することができる。よって、貫通電極の導通性能をより高めることができ、さらなる高品質化を図ることができる。【０１７３】
なお、金属微粒子Ｐ１の形状は他の形状でも構わない。例えば、球形でも構わない。この場合であっても、金属微粒子Ｐ１が互いに接触し合ったときに、点接触するので同様に電気的な導通性を確保することができる。但し、細長い繊維状のように非球形形状の金属微粒子Ｐ１を用いることで、互いに接触し合ったときに点接触ではなく、線接触になり易い。従って、導通性をより高めることができるので、球形よりも非球形の金属微粒子Ｐ１を含むペーストＰを用いることが好ましい。
なお、金属微粒子Ｐ１を非球形とする場合には、例えば、図３６Ａに示す短冊状や、図３６Ｂに示す波型状にしても構わないし、図３８Ｃに示す断面星型や、図３８Ｄに示す断面十字型でも構わない。【０１７４】
また、上記第１実施形態では、芯材を円柱状としたが、この形状に限定されるものではない。四角柱等の角柱であっても構わないし、断面テーパ状であっても構わない。特に、図３９に示すように、芯材７をテーパ状に形成した場合には、先細りしているのでスルーホール３０（３１）内に容易に入れ易くなる。従って、テーパ状の芯材７を利用することが好ましい。この点に関しては、第２実施形態の場合であっても同様である。【０１７５】
また、上記第１実施形態において、熱膨張係数がベース基板（ベース基板用ウエハ）と略等しい芯材を用いることが好ましい。
この場合には、焼成を行う際に、ベース基板と芯材とが同じように熱膨張する。従って、スルーホール内に配置した芯材が、熱膨張の違いにより、ベース基板用ウエハに過度に圧力を作用させてクラック等を発生させたり、芯材とスルーホールとの隙間がより開いてしまったりすることがない。そのため、圧電振動子の高品質化を図ることができる。
なお、ベース基板（ベース基板用ウエハ）をガラス材料で形成した場合には、熱膨張係数が略等しい、コバール、Ｆｅ−Ｎｉ、ジュメット線等を芯材の材料として用いることが好ましい。【０１７６】
また、上記第２実施形態では、ガラスフリットを外形が円錐状（テーパ状）になるように構成したが、この形状に限定されるものではない。例えば、外径が均一な円筒状に形成しても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏することができる。但し、この場合には、スルーホールの形状を、断面テーパ状ではなくストレート形状にする必要ある。つまり、ガラスフリットの形状は、芯材を挿入可能な筒状に形成されていれば良く、スルーホールの形状に合わせて、外形を適宜変更して構わない。
また、ガラスフリットの中心孔は、ストレートではなく断面角状に形成されていても構わないし、断面テーパ状に形成されていても構わない。この場合には、芯材の形状を円柱状ではなく、角柱やテーパ状にすれば良い。この場合であっても、やはり同様の作用効果を奏することができる。【０１７７】
また、上記第２実施形態において、芯材として、熱膨張係数がベース基板（ベース基板用ウエハ）及びガラスフリットと略等しいものを用いることが好ましい。
この場合には、焼成を行う際に、ベース基板用ウエハ、ガラスフリット及び芯材の３つが、それぞれ同じように熱膨張する。従って、熱膨張係数の違いによって、ベース基板用ウエハやガラスフリットに過度に圧力を作用させてクラック等を発生させたり、ガラスフリットとスルーホールとの間、或いは、ガラスフリットと芯材との間に隙間が開いてしまったりすることがない。そのため、より高品質な貫通電極を形成することができ、その結果、圧電振動子のさらなる高品質化を図ることができる。
なお、ベース基板（ベース基板用ウエハ）をガラスフリットと同じガラス材料で形成した場合には、熱膨張係数が略等しい、コバール、Ｆｅ−Ｎｉ、ジュメット線等を芯材の材料として用いることが好ましい。【０１７８】
また、上記各実施形態では、外部電極に向かうにしたがって漸次径が大きくなるように貫通電極を設けた構成にしたが、これとは逆に、図４０に示すように、外部電極３８、３９に向かうにしたがって漸次径が小さくなるように貫通電極３２、３３を設けても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏することができる。
【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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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３８Ｃ】
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【図３８Ｄ】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【国際調査報告】
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