(57)【要約】【課題】焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することにより、キャビティ内の気密を維持しつつ導通不良のない貫通電極を形成することができるパッケージの製造方法、およびこの製造方法により製造された圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計を提供する。【解決手段】平板状の土台部７ａと、土台部７ａの表面から法線方向に沿って立設される芯材部７ｂと、を有する導電性の鋲体７の芯材部７ｂを、貫通孔３０に挿入する鋲体配置工程と、貫通孔３０の内周面と芯材部７ｂの外周面との間隙にガラスフリット６１を充填して、間隙を封止するガラスフリット充填工程と、貫通孔３０内に充填されたガラスフリット６１を焼成して硬化させる焼成工程と、を有し、焼成工程は、鋲体７の土台部７ａを加熱することにより行うことを特徴とする。【選択図】図１４
2011160352.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備え、
前記貫通電極形成工程は、
前記第１基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
平板状の土台部と、前記土台部の表面から法線方向に沿って立設される芯材部と、を  有する導電性の鋲体について、前記芯材部を前記貫通孔に挿入しつつ、前記第１基板の  第１面側における前記貫通孔の第１開口部を前記土台部で閉塞する鋲体配置工程と、
前記貫通孔の内周面と前記芯材部の外周面との隙間に、前記第１基板の第２面側にお  ける前記貫通孔の第２開口部からガラスフリットを充填して、前記隙間を封止するガラ  スフリット充填工程と、
前記貫通孔内に充填された前記ガラスフリットを焼成して硬化させる焼成工程と、
を有し、
前記焼成工程は、前記鋲体の前記土台部を加熱することにより行う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に記載のパッケージの製造方法において、
前記焼成工程は、ホットプレートを前記鋲体の前記土台部に当接させることにより行う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２に記載のパッケージの製造方法において、
前記鋲体は、前記ガラスフリットよりも熱伝導率が高い材料により形成されてい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１から３のいずれか１項に記載のパッケージの製造方法において、
前記貫通孔は、前記第１面側から前記第２面側にかけて、内形が次第に大きくなるように形成されてい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１から４のいずれか１項に記載のパッケージの製造方法において、
前記鋲体の前記芯材部は、前記土台部に接続された基端側から先端側にかけて、外形が次第に小さくなるように形成されてい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１から５のいずれか１項に記載のパッケージの製造方法により製造した前記パッケージにおける前記キャビティの内部に、前記電子部品として圧電振動片が封入されてい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８】
請求項６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９】
請求項６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】
この発明は、パッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器および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には、時刻源や制御信号などのタイミング源、リファレンス信号源などとして水晶など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、その一つとして、２層構造タイプの表面実装型の圧電振動子が知られている。
【０００３】
このタイプの圧電振動子は、第１基板と第２基板とが直接接合されることでパッケージ化された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１つとして、ベース基板に形成された貫通電極により、キャビティの内側に封入された圧電振動片とベース基板の外側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１参照)。
【０００４】
上述した２層構造タイプの圧電振動子において、貫通電極は、圧電振動片と外部電極とを導通させるとともに、貫通孔を塞いでキャビティ内の気密を維持するという２つの大きな役割を担っている。特に、貫通電極と貫通孔との密着が不十分であると、キャビティ内の気密が損なわれてしまう虞がある。このような不具合をなくすためにも、貫通孔の内周面に強固に密着し貫通孔を完全に塞いだ状態で貫通電極を形成する必要がある。
【０００５】
ところで、特許文献１には、金属からなるピン部材（本発明の鋲体に相当）を導電材料として用いることにより、貫通電極を形成することが記載されている。貫通電極を形成する具体的な方法としては、後にベース基板となるベース基板用ウエハを加熱した後、熱軟化状態にあるうちに、貫通孔に前記ピン部材を打ち込むことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１２４８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載されている、貫通孔にピン部材を打ち込むことにより貫通電極を形成する方法は、ピン部材と貫通孔との間隙を完全に塞ぐのが困難である。したがって、キャビティ内の気密性を確保できない虞がある。
【０００８】
上記の問題を解決するために、導電性の鋲体とガラスフリットとを用いて貫通電極を形成する方法が提案されている。具体的な貫通電極の形成方法としては、まず、平板状の土台部と、土台部の表面から法線方向に沿って立設される芯材部とを有する鋲体を、貫通孔内に挿入した状態で、貫通孔と芯材部との間隙にガラスフリットを充填する。そして、充填したガラスフリットを焼成して貫通孔、芯材部およびガラスフリットを一体化させた後、鋲体の土台部を研磨して除去することにより貫通電極を形成する。
【０００９】
上述した焼成は、ガラスフリットが充填されたベース基板用ウエハを焼成炉に投入し、所定の雰囲気温度下で保持することにより行われる。ガラスフリットを焼成すると、ガラスフリットに含まれる有機成分が燃焼してガラスフリット内部にガスが発生する。このガスは、ガラスフリットの外側の露出部分から外部に放出される。
【００１０】
しかし、上記のように焼成炉に投入して所定の雰囲気温度下で保持して焼成を行う場合、貫通孔内部に充填されたガラスフリットは外側から温度が上昇するため、外側から内部に向かって焼成が進行していく。このとき、焼成完了後の外側のガラスフリットが蓋として作用してしまうため、ガラスフリット内部で発生したガスがガラスフリット外部へ放出されにくくなる。そして、そのままガラスフリットの焼成が完了すると、ガラスフリット内部にガスによる気泡が残留して、ガラスフリット焼成後のガラス内部に空隙が形成される虞がある。そして、この空隙により、貫通孔および芯材部と焼成後のガラスとが密着できず、キャビティ内の気密性が損なわれる虞がある。また、この空隙により、鋲体の土台部を除去して貫通電極を形成したときに、貫通電極表面に凹部が形成される。そして、凹部上に電極膜を成膜すると、凹部の周縁部の膜厚が薄くなって電極膜が断切れを起こし、貫通電極の確実な導通が確保できなくなる虞がある。
【００１１】
そこで本発明は、焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することにより、キャビティ内の気密を維持しつつ導通不良のない貫通電極を形成することができるパッケージの製造方法、およびこの製造方法により製造された圧電振動子、発振器、電子機器および電波時計の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明のパッケージの製造方法は、互いに接合された複数の基板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備え、前記貫通電極形成工程は、前記第１基板に貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、平板状の土台部と、前記土台部の表面から法線方向に沿って立設される芯材部と、を有する導電性の鋲体について、前記芯材部を前記貫通孔に挿入しつつ、前記第１基板の第１面側における前記貫通孔の第１開口部を前記土台部で閉塞する鋲体配置工程と、前記貫通孔の内周面と前記芯材部の外周面との隙間に、前記第１基板の第２面側における前記貫通孔の第２開口部からガラスフリットを充填して、前記隙間を封止するガラスフリット充填工程と、前記貫通孔内に充填された前記ガラスフリットを焼成して硬化させる焼成工程と、を有し、前記焼成工程は、前記鋲体の前記土台部を加熱することにより行うことを特徴とする。
本発明によれば、貫通孔の第１開口部を閉塞しつつ、貫通孔の外側に土台部が配置される。したがって、鋲体の土台部を容易に加熱することができ、貫通孔内に充填されたガラスフリットの焼成を行うことができる。このときガラスフリットは、鋲体の土台部および芯材部周辺の内部から外側に向かって焼成が進行して硬化していく。そして、焼成中のガラスフリットは有機成分の燃焼によりガスを発生するが、焼成前のガラスフリットのガラス粒子は未だ溶融していないので、発生したガスはガラス粒子間の間隙を流通して、ガラスフリットの外側から外部に放出される。これにより、ガラスフリット内部にはガスによる気泡が残留しにくいので、ガラスフリット焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することができる。したがって、貫通孔および芯材部と焼成後のガラスとは空隙が発生することなく良好に密着するので、キャビティ内の気密を維持しつつ、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【００１３】
また、前記焼成工程は、ホットプレートを前記鋲体の前記土台部に当接させることにより行うことが望ましい。
本発明によれば、鋲体の土台部のみを加熱することができる。また、複数の土台部の表面は同一平面状に配置されるので、複数の土台部の表面にホットプレートを当接させることで、複数の土台部を同時に加熱することができる。また、焼成工程の時間を短縮することができる。
【００１４】
また、前記鋲体は、前記ガラスフリットよりも熱伝導率が高い材料により形成されていることが望ましい。
本発明によれば、焼成工程で鋲体の土台部を加熱したときに、鋲体からガラスフリットの順に熱を確実に伝達することができる。これにより、鋲体の土台部および芯材部周辺のガラスフリットの内部から外側に向かって、ガラスフリットを確実に焼成して硬化させることができる。
【００１５】
また、前記貫通孔は、前記第１面側から前記第２面側にかけて、内形が次第に大きくなるように形成されていることが望ましい。
本発明によれば、第１開口部から第２開口部にかけて貫通孔の内形が次第に大きくなっているので、第１開口部周辺のガラスフリットの内部で発生したガスは、貫通孔の内面において流通を阻害されることなく、ガラスフリットの外部に放出され易くなる。さらに本発明によれば、内形の小さい第１開口部周辺のガラスフリットの内部から、内形の大きい第２開口部周辺の外側に向かって、ガラスフリットの焼成が進行していく。したがって、ガラスフリットの外側が蓋として作用することなく、内部で発生したガスが外部に放出される。また、内形が大きい第２面側の第２開口部からガラスフリットを充填することにより、貫通孔と芯材部との間隙に容易にガラスフリットを充填することができる。
【００１６】
また、前記鋲体の前記芯材部は、前記土台部に接続された基端側から先端側にかけて、外形が次第に小さくなるように形成されていることが望ましい。
本発明によれば、土台部周辺のガラスフリットの内部から、第２開口部周辺の外側に向かって、ガラスフリットの焼成が進行していく。したがって、ガラスフリットの外側が蓋として作用することなく、内部で発生したガスが外部に放出される。さらに本発明によれば、芯材部の基端側から先端側にかけて縮径しているので、第１開口部周辺のガラスフリットの内部で発生したガスは、芯材部の外面において流通を阻害されることなく、ガラスフリットの外部に放出され易くなる。また、鋲体配置工程において鋲体を貫通孔内に挿入する際に、鋲体の芯材部は貫通孔の中心に向かって誘導される。これにより、芯材部が貫通孔の周縁部に引っ掛かることがないので、鋲体配置工程を簡単かつ確実に行うことができる。
【００１７】
また、本発明の圧電振動子は、上述したパッケージの製造方法により製造した前記パッケージにおける前記キャビティの内部に、前記電子部品として圧電振動片が封入されていることを特徴とする。
本発明によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造されたパッケージの内部に圧電振動子を封入しているので、性能が良好で信頼性に優れた圧電振動子を提供することができる。
【００１８】
本発明の発振器は、上述した圧電振動子が、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。
本発明の電子機器は、上述した圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の電波時計は、上述した圧電振動子が、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。
【００１９】
本発明にかかる発振器、電子機器および電波時計によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ、貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造された圧電振動子を備えているので、性能が良好で信頼性に優れた発振器、電子機器および電波時計を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、貫通孔の第１開口部を閉塞しつつ、貫通孔の外側に土台部が配置される。したがって、鋲体の土台部を容易に加熱することができ、貫通孔内に充填されたガラスフリットの焼成を行うことができる。このときガラスフリットは、鋲体の土台部および芯材部周辺の内部から外側に向かって焼成が進行して硬化していく。そして、焼成中のガラスフリットは有機成分の燃焼によりガスを発生するが、焼成前のガラスフリットのガラス粒子は未だ溶融していないので、発生したガスはガラス粒子間の間隙を流通して、ガラスフリットの外側から外部に放出される。これにより、ガラスフリット内部にはガスによる気泡が残留しにくいので、ガラスフリット焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することができる。したがって、貫通孔および芯材部と焼成後のガラスとは空隙が発生することなく良好に密着するので、キャビティ内の気密を維持しつつ、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】圧電振動子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の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】圧電振動片の平面図である。
【図６】圧電振動片の底面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図８】圧電振動子の製造方法のフローチャートである。
【図９】ウエハ体の分解斜視図である。
【図１０】貫通孔の説明図である。
【図１１】鋲体の説明図であり、図１１（ａ）は斜視図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図１２】鋲体配置工程の説明図であり、図１２（ａ）は配置中の説明図であり、図１２（ｂ）は配置後の説明図である。
【図１３】ガラスフリット充填工程の説明図であり、図１３（ａ）はガラスフリット充填時の説明図であり、図１３（ｂ）は仮乾燥後の説明図である。
【図１４】図１４は焼成工程の説明図であり、図１４（ａ）は焼成前の説明図であり、図１４（ｂ）は焼成時の説明図である。
【図１５】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図１６】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図１７】電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（圧電振動子）
以下、本発明の実施形態に係る圧電振動子を、図面を参照して説明する。
なお、以下において、第１基板をベース基板とし、ベース基板に接合される基板をリッド基板として説明する。さらに、パッケージ（圧電振動子）におけるベース基板のリッド基板との接合面を第１面Ｕとし、ベース基板の外側の面を第２面Ｌとして説明する。
図１は本実施形態における圧電振動子の外観斜視図である。
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の平面図である。
図３は図２のＡ−Ａ線における断面図である。
図４は図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。
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および重り金属膜２１の図示を省略している。
図１から図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２およびリッド基板３が接合膜３５を介して陽極接合されたパッケージ９と、パッケージ９のキャビティＣに収納された圧電振動片４と、を備えた表面実装型の圧電振動子１である。
【００２３】
（圧電振動片）
図５は圧電振動片の平面図である。
図６は圧電振動片の底面図である。
図７は図５のＢ−Ｂ線における断面図である。
図５から図７に示すように、圧電振動片４は、水晶やタンタル酸リチウム、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、前記一対の振動腕部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の両主面上に形成された溝部１８とを備えている。この溝部１８は、該振動腕部１０，１１の長手方向に沿って振動腕部１０，１１の基端側から略中間付近まで形成されている。
【００２４】
この圧電振動片４は、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および第２の励振電極１４からなる励振電極１５と、第１の励振電極１３および第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。励振電極１５、マウント電極１６，１７および引き出し電極１９，２０は、例えば、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などの導電性材料の被膜により形成されている。
【００２５】
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る。励振電極１５を構成する第１の励振電極１３および第２の励振電極１４は、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、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。また、第１の励振電極１３および第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。
【００２６】
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。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および微調膜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。
【００２７】
（パッケージ）
図１、図３および図４に示すように、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陽極接合可能な基板であり、略板状に形成されている。リッド基板３におけるベース基板２との接合面側には、圧電振動片４を収容するキャビティ用凹部３ａが形成されている。
【００２８】
リッド基板３におけるベース基板２との接合面側の全体に、陽極接合用の接合膜３５が形成されている。すなわち接合膜３５は、キャビティ用凹部３ａの内面全体に加えて、キャビティ用凹部３ａの周囲の額縁領域に形成されている。本実施形態の接合膜３５はＳｉ膜で形成されているが、接合膜３５をＡｌで形成することも可能である。そして後述するように、この接合膜３５とベース基板２とが陽極接合され、キャビティＣが真空封止されている。
【００２９】
ベース基板２は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる基板であり、図１から図４に示すように、リッド基板３と同等の外形で略板状に形成されている。また、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貫通孔３０，３１と、一対の貫通電極３２，３３とが形成されている。
【００３０】
図２および図３に示すように、貫通孔３０，３１は、圧電振動子１を形成したときにキャビティＣ内に収まるように形成される。より詳しく説明すると、本実施形態の貫通孔３０，３１は、後述するマウント工程で実装される圧電振動片４の基部１２側に対応した位置に一方の貫通孔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貫通孔３１が形成される。図３に示すように、本実施形態の貫通孔３０，３１は、第１面Ｕ側から第２面Ｌ側にかけて、内形が次第に大きくなるように形成されており、貫通孔３０，３１の中心軸Ｏを含む断面形状がテーパ状となるように形成されている。なお、テーパ角度は中心軸Ｏに対して１０度から２０度程度となるように形成される。また、本実施形態では、貫通孔３０，３１の中心軸Ｏに垂直な方向の断面形状は、円形状となるように形成されている。
【００３１】
貫通電極３２は、図３に示すように、貫通孔３０の内部に配置されたガラスの筒体６および鋲体の芯材部７ｂによって形成されたものである。
本実施形態では、筒体６は、ペースト状のガラスフリット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と略同じ厚みに形成されている。そして、筒体６の中心には、芯材部７ｂが筒体６を貫通するように配されている。
【００３２】
芯材部７ｂは、後述する研磨工程で鋲体の土台部を研磨することにより形成される。図３に示すように、本実施形態では、芯材部７ｂは第１面Ｕ側から第２面Ｌ側にかけて、外形が次第に小さくなるように形成されており、芯材部７ｂの中心軸を含む断面形状は略テーパ状となっている。芯材部７ｂのテーパ角度は、芯材部７ｂの中心軸に対して１０度から２０度程度となるように形成される。
そして、筒体６は、芯材部７ｂおよび貫通孔３０に対して強固に固着している。
【００３３】
筒体６および芯材部７ｂは、貫通孔３０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、後述する引き回し電極３６と外部電極３８とを導通させる役割を担っている。なお、貫通電極３３は貫通電極３２と同様に形成される。また、貫通電極３３、引き回し電極３７および外部電極３９の関係についても、前述の貫通電極３２、引き回し電極３６および外部電極３９と同様の関係となっている。
【００３４】
図２から図４に示すように、ベース基板２の第１面Ｕ側には、一対の引き回し電極３６，３７がパターニングされている。一対の引き回し電極３６，３７のうち、一方の引き回し電極３６は、一方の貫通電極３２の真上に位置するように形成されている。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に沿って前記振動腕部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。
【００３５】
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、前記バンプＢを利用して圧電振動片４の一対のマウント電極が実装されている。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。
【００３６】
またベース基板２の第２面Ｌには、図１、図３および図４に示すように、一対の外部電極３８，３９が形成されている。一対の外部電極３８，３９は、ベース基板２の長手方向の両端部に形成され、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ている。
【００３７】
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および第２の励振電極１４からなる励振電極１５に電圧を印加することができるので、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、時刻源や制御信号のタイミング源、リファレンス信号源等として利用することができる。
【００３８】
（圧電振動子の製造方法）
次に、上述した圧電振動子の製造方法を、フローチャートを参照しながら説明する。
図８は本実施形態の圧電振動子の製造方法のフローチャートである。
図９は、ウエハ体の分解斜視図である。なお、図９に示す点線は、後に行う切断工程で切断する切断線Ｍを図示している。
本実施形態に係る圧電振動子の製造方法は、主に、圧電振動片作製工程Ｓ１０と、リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０と、ベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０と、組立工程（Ｓ５０以降）を有している。そのうち、圧電振動片作製工程Ｓ１０、リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０およびベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０は、並行して実施することが可能である。
【００３９】
（圧電振動片作製工程）
圧電振動片作製工程Ｓ１０では、図５から図７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。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、その後ポリッシュなど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、ウエハに洗浄などの適切な処理を施した後、該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の外形形状にパターニングするとともに、金属膜の成膜およ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および重り金属膜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。次に、圧電振動片４の共振周波数の粗調を行う。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、振動腕部１０，１１の重量を変化させることで行う。
【００４０】
（リッド基板用ウエハ作製工程）
リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０では、図９に示すように、後にリッド基板となるリッド基板用ウエハ５０を作製する。まず、ソーダ石灰ガラスからなる円板状のリッド基板用ウエハ５０を、所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去する（Ｓ２１）。次いで、キャビティ形成工程Ｓ２２では、リッド基板用ウエハ５０におけるベース基板用ウエハ４０との接合面に、キャビティ用凹部３ａを複数形成する。キャビティ用凹部３ａの形成は、加熱プレス成型やエッチング加工などによって行う。次に、接合面研磨工程Ｓ２３では、ベース基板用ウエハ４０との接合面を研磨する。
【００４１】
次に、接合膜形成工程Ｓ２４では、ベース基板用ウエハ４０との接合面に、図１、図２および図４に示す接合膜３５を形成する。接合膜３５は、ベース基板用ウエハ４０との接合面に加えて、キャビティＣの内面全体に形成してもよい。これにより、接合膜３５のパターニングが不要になり、製造コストを低減することができる。接合膜３５の形成は、スパッタやＣＶＤ等の成膜方法によって行うことができる。なお、接合膜形成工程Ｓ２４の前に接合面研磨工程Ｓ２３を行っているので、接合膜３５の表面の平面度が確保され、ベース基板用ウエハ４０との安定した接合を実現することができる。
【００４２】
（ベース基板用ウエハ作製工程）
ベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０では、図９に示すように、後にベース基板となるベース基板用ウエハ４０を作製する。まず、ソーダ石灰ガラスからなる円板状のベース基板用ウエハ４０を、所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチングなどにより最表面の加工変質層を除去する（Ｓ３１）。
【００４３】
（貫通電極形成工程）
次いで、ベース基板用ウエハ４０に、一対の貫通電極３２，３３を形成する貫通電極形成工程Ｓ３０Ａを行う。以下に、この貫通電極形成工程Ｓ３０Ａについて説明する。なお、以下には貫通電極３２の形成工程を例にして説明するが、貫通電極３３の形成工程についても同様である。
【００４４】
図８に示すように、本実施形態の貫通電極形成工程Ｓ３０Ａは、ベース基板用ウエハ４０に貫通孔を形成する貫通孔形成工程Ｓ３２と、後述する鋲体の芯材部を貫通孔に挿入する鋲体配置工程Ｓ３３とを有している。また、貫通孔の内周面と芯材部の外周面との間隙にガラスフリットを充填して間隙を封止するガラスフリット充填工程Ｓ３５と、貫通孔内に充填されたガラスフリットを焼成して硬化させる焼成工程Ｓ３７と、を有している。さらに、ベース基板用ウエハの第１面Ｕを研磨して土台部を除去するとともに、第２面Ｌを研磨して芯材部を露出させる研磨工程Ｓ３９を有している。
【００４５】
（貫通孔形成工程）
図１０は貫通孔の説明図である。
貫通電極形成工程Ｓ３０Ａにおいて、ベース基板用ウエハ４０に、貫通電極を配するための貫通孔３０を形成する貫通孔形成工程Ｓ３２を行う。貫通孔３０は、プレス加工やサンドブラスト法等により形成される。本実施形態では、図１０に示すように、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕ側から第２面Ｌ側にかけて内形が次第に大きくなるように、貫通孔３０をプレス加工により成型している。
【００４６】
具体的な貫通孔形成工程Ｓ３２としては、まず、プレス型を加熱しながらベース基板用ウエハ４０の第２面Ｌに押圧する。ここで、プレス型に形成された円錐台状の凸部により、ベース基板用ウエハ４０にすり鉢状の凹部が形成される。その後、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕを研磨して凹部の底面を除去することで、テーパ状の内面を有する貫通孔３０が形成される。以上で、貫通孔形成工程Ｓ３２が終了する。
なお、本実施形態では、中心軸Ｏに垂直な方向の断面において、貫通孔３０の形状が円形状となるように形成しているが、プレス型の凸部の形状を変更することにより、例えば断面形状が矩形状となるように形成することもできる。
【００４７】
（鋲体および鋲体配置工程）
続いて、貫通孔内に鋲体を挿入する鋲体配置工程Ｓ３３を行う。
図１１は鋲体の説明図であり、図１１（ａ）は斜視図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
図１２は鋲体配置工程の説明図であり、図１２（ａ）は配置中の説明図であり、図１２（ｂ）は配置後の説明図である。
【００４８】
図１１に示す鋲体７は、ステンレスや銀（Ａｇ）、Ｎｉ合金、Ａｌ等の金属材料により形成された導電性の部材である。特に、鉄（Ｆｅ）を５８重量パーセント、Ｎｉを４２重量パーセント含有する合金（４２アロイ）で形成することが望ましい。鋲体７は金属材料により形成されるので、ガラスフリットよりも熱伝導率が高い。したがって、後述する焼成工程Ｓ３７において、鋲体の土台部を加熱したときに、鋲体からガラスフリットの順に熱を確実に伝達することができる。
【００４９】
鋲体７を形成するには、まず、棒状部材を切断する。その後、棒状部材の一端側をプレス加工や鍛造等により成型して土台部７ａを形成する。続いて、他端側を切断した後、必要に応じてプレス加工や鍛造等により成型することにより芯材部７ｂを形成する。このようにして、土台部７ａおよび芯材部７ｂを有する鋲体７を形成する。本実施形態では、図１１に示すように、土台部７ａは略円盤状に形成されている。また、芯材部７ｂは土台部７ａに接続された基端側から先端側にかけて外形が次第に小さくなるように形成されており、鋲体の中心軸を含む断面は略テーパ状となっている。芯材部７ｂのテーパ角度は、鋲体７の中心軸に対して１０度から２０度程度となるように形成される。また、本実施形態では、鋲体７の中心軸に垂直な方向の断面形状は、円形状となるように形成されている。
【００５０】
なお、土台部７ａに接続された基端側および先端側を同じ径として、芯材部７ｂの形状が略円柱状となるように形成することもできる。このとき、前述の棒状部材の他端側を切断するだけで芯材部７ｂを形成することができる。ただし、本実施形態のように断面略テーパ状の芯材部７ｂを有することにより、後述する焼成工程Ｓ３７では、土台部７ａ周辺の内部のガラスフリットから、第２開口部の外部のガラスフリットに向かって焼成が進行していく。これにより、焼成中に発生したガスは、貫通孔の内面において流通を阻害されることなく、確実にガラスフリットの外部に放出することができる。また、芯材部７ｂの基端側から先端側にかけて縮径しているので、図１２に示すように、第２開口部３０Ｌの開口面積はより大きくなる。したがって、発生したガスはガラスフリットの外部に放出され易くなる。また、後述する鋲体配置工程Ｓ３３において、貫通孔の周縁部に芯材部７ｂが引っ掛かることなく、鋲体配置工程Ｓ３３を簡単かつ確実に行うことができる。
【００５１】
土台部７ａの平面視における外形は、芯材部７ｂの平面視における外形よりも大きく、なおかつ第１開口部の平面視における外形よりも大きく形成されている。そして、図１２に示すように、鋲体配置工程Ｓ３３において、鋲体７は、第１開口部３０Ｕを土台部７ａで閉塞しつつ、土台部７ａがベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕに当接した状態で配置される。
【００５２】
鋲体配置工程Ｓ３３では、図１２に示すように、貫通孔３０内に鋲体７の芯材部７ｂを配置する。具体的には、芯材部７ｂの中心軸と貫通孔３０の中心軸Ｏとが略一致するように、鋲体７をベース基板用ウエハ４０の第１開口部３０Ｕから挿入して、貫通孔３０の内部に芯材部７ｂを配置する。本実施形態の鋲体配置工程Ｓ３３では、小径の第１開口部３０Ｕから芯材部７ｂを挿入し、第１開口部３０Ｕを土台部７ａで塞いでいる。これにより、後述する焼成工程Ｓ３７において、大径の第２開口部３０Ｌからガラスフリットの外部にガスが放出されるので、ガスはガラスフリットの外部に放出されやすくなる。したがって、ガラスフリット焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することができる。
【００５３】
鋲体を配置した後、図１２（ｂ）に示すように紙テープのラミネート材７０を第１面Ｕ側に貼付する。これにより、次に述べるガラスフリット充填工程Ｓ３５以降での鋲体７の脱落やガラスフリットの漏洩を防止することができる。以上で、鋲体配置工程Ｓ３３が終了する。ラミネート材７０を貼付した後、ベース基板用ウエハ４０を表裏反転して第２面Ｌ側を上面にし、第２面Ｌ側からガラスフリットを充填するガラスフリット充填工程を行う。
【００５４】
（ガラスフリット充填工程）
図１３は、ガラスフリット充填工程の説明図であり、図１３（ａ）はガラスフリット充填時の説明図であり、図１３（ｂ）は仮乾燥後の説明図である。
続いて、貫通孔３０と鋲体７の芯材部７ｂとの間隙にガラスフリット６１を充填するガラスフリット充填工程Ｓ３５を行う。本実施形態のガラスフリット６１は、主に粉末状のガラス、有機溶剤およびバインダとなるエチルセルロースで構成されている。なお、ガラスフリット６１の粘度は、ガラスと有機溶剤との配合比率により決定される。具体的には、ガラスの配合比率を高くして有機溶剤の配合比率を低くすることにより粘度を高くすることができ、ガラスの配合比率を低くして有機溶剤の配合比率を高くすることにより粘度を低くすることができる。
【００５５】
ガラスフリット充填工程Ｓ３５では、まず、貫通孔３０内に、前述のガラスフリット６１を充填する。本実施形態では、減圧雰囲気下において、貫通孔３０と芯材部７ｂとの間隙にガラスフリット６１を充填する。具体的には、まず、ガラスフリットを塗布するための開口部が形成されたメタルマスク（不図示）を第２面Ｌに配置する。次に、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（不図示）内に、メタルマスクを載置した状態で、ベース基板用ウエハ４０を搬送しセットする。次に、図１３（ａ）に示すように、ガラスフリット６１をベース基板用ウエハ４０の第２面Ｌ側から塗布する。第２面Ｌ側からガラスフリット６１を塗布するのは、第２面Ｌ側の第２開口部３０Ｌの外形が、第１面Ｕ側の第１開口部３０Ｕの外形よりも大きく形成されており、貫通孔３０内に容易にガラスフリット６１を充填することができるからである。このとき、チャンバー内を１ｔｏｒｒ程度まで減圧するので、ガラスフリット６１が脱気され、ガラスフリット６１に含まれる気泡が除去される。
【００５６】
次に、メタルマスク上でスキージ６５を第２面Ｌに沿って走査しつつ、図１３（ａ）に示すように、スキージ６５の先端をベース基板用ウエハ４０の第２面Ｌに当接させる。これにより、スキージ６５の先端によってガラスフリット６１が貫通孔３０内に押し流されるように流動し、ガラスフリット６１が貫通孔３０と芯材部７ｂとの間隙に充填される。なお、前述の鋲体配置工程Ｓ３３において、第１開口部３０Ｕを土台部７ａで閉塞しつつ、土台部７ａをベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕに当接させた状態で、ラミネート材７０を第１面Ｕに貼付している。これにより、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕ側からガラスフリット６１が漏れることなく、ガラスフリット６１を第２面Ｌ側から充填することができる。
【００５７】
その後、ガラスフリット６１を仮乾燥する。例えば、ベース基板用ウエハ４０を恒温槽内に搬送した後、８５℃程度の雰囲気下に３０分程度保持することでガラスフリット６１を仮乾燥する。ガラスの溶融温度は約４００℃から５００℃と、仮乾燥時の温度である８５℃よりもはるかに高い。したがって、仮乾燥時にガラスフリット６１は溶融しない。一方、ガラスフリット６１に配合されている有機溶剤の沸点は８５℃よりも低い。したがって、仮乾燥時に有機溶剤は蒸発してガスとなる。
【００５８】
ここで、ガラスフリット６１のガラス粒子は溶融していないので、ガラスフリット６１のガラス粒子間で間隙を有している。したがって、有機溶剤が蒸発することにより発生したガスは、ガラス粒子の間隙を流通してガラスフリット６１の外に放出される。なお、ガラスフリット６１にはエチルセルロースも配合されているが、エチルセルロースの沸点は約３５０℃と仮乾燥時の温度である８５℃よりもはるかに高い。したがって、仮乾燥時にエチルセルロースが燃焼して蒸発することはない。
【００５９】
続いて、ガラスフリット６１を仮乾燥した後、ラミネート材７０を第１面Ｕから剥離する。ガラスフリット６１を仮乾燥することによりガラスフリット６１が固化し、鋲体７の芯材部７ｂおよびガラスフリット６１が固着するので、ラミネート材７０を第１面Ｕから剥離しても鋲体７が落下しない。
最後に、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｌに付着している、余分なガラスフリット６１の残渣を除去する。以上で、ガラスフリット充填工程Ｓ３５が終了する。
【００６０】
（焼成工程）
図１４は焼成工程Ｓ３７の説明図であり、図１４（ａ）は焼成前の説明図であり、図１４（ｂ）は焼成時の説明図である。
続いて、貫通孔３０に充填したガラスフリット６１を焼成する焼成工程Ｓ３７を行う。
図１４に示すように、本実施形態の焼成工程Ｓ３７は、ホットプレート５を鋲体７の土台部７ａに当接させることにより行う。ホットプレート５は市販品を用いることができる。本実施形態では、後述のように鋲体７の土台部７ａとホットプレートの加熱面とを当接させて焼成を行う。したがって、加熱面の平面度の精度が高く、表面が滑らかなホットプレートを使用するのが望ましい。
【００６１】
図１４（ａ）に示すように、ホットプレート５上にベース基板用ウエハ４０を載置して焼成工程Ｓ３７を行う。焼成工程Ｓ３７では、まず、鋲体７の土台部７ａがベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕに当接している状態で、ホットプレート５の加熱面５ａに鋲体７の土台部７ａが当接するように載置する。このとき、鋲体７の土台部７ａは、第１開口部３０Ｕを閉塞しつつ、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕおよびホットプレート５の加熱面５ａにより挟まれた状態となる。
【００６２】
続いて、大気圧雰囲気下で、ホットプレート５の加熱面５ａの温度を上げ、鋲体７の土台部７ａを約６１０℃で３０分程度保持する。鋲体７は金属により形成されているので、ガラスフリット６１よりも熱伝導率が高い。そのため、ホットプレート５の熱は、鋲体７の土台部７ａから芯材部７ｂに伝達した後、土台部７ａおよび芯材部７ｂ周辺のガラスフリット６１ａに伝達し、その後さらに外側のガラスフリット６１ｂに伝達していく。このように熱が伝達するので、図１４（ｂ）に示すように、鋲体７の土台部７ａおよび芯材部７ｂ周辺のガラスフリット６１ａから外側のガラスフリット６１ｂに向かってガラスフリット６１の焼成が進行する。
【００６３】
ここで、ガラスフリット６１に含有されるエチルセルロースの沸点は前述の通り約３５０℃であるので、焼成中のガラスフリット６１ａからは、エチルセルロースの燃焼により、一酸化炭素（ＣＯ）や二酸化炭素（ＣＯ２）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）等のガスが発生する。しかし、外側の焼成前のガラスフリット６１ｂのガラス粒子は未だ溶融していないので、焼成前のガラスフリット６１ｂのガラス粒子間で間隙を有している。したがって、エチルセルロースが蒸発することにより発生したガスは、ガラス粒子の間隙を流通して、ガラスフリット６１の外側の露出部分から外部に放出される。これにより、ガラスフリット６１にはガスによる気泡が発生しにくいので、ガラスフリット６１焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することができる。このように、貫通孔３０および芯材部７ｂと焼成後のガラスは空隙が発生することなく良好に密着するので、キャビティ内の気密を維持しつつ、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【００６４】
最後に、ベース基板用ウエハ４０を常温雰囲気下で放置して冷却する。これにより、ガラスフリット６１が硬化してガラスとなり、貫通孔３０、ガラスおよび鋲体７が互いに固着して貫通電極を形成することができる。以上で、焼成工程Ｓ３７が終了する。
【００６５】
（研磨工程）
続いて、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕと第２面Ｌとを研磨する研磨工程Ｓ３９を行う。第１面Ｕを研磨することにより、土台部７ａを除去することができ、芯材部７ｂを貫通孔３０の内部に取り残すことができる。また、第２面Ｌを研磨することにより、第２面Ｌを平坦面にすることができ、芯材部７ｂの先端を露出させることができる。その結果、ベース基板用ウエハ４０の表面と鋲体７の両端とを略面一な状態とすることができ、図３に示す一対の貫通電極３２を複数得ることができる。なお、研磨工程Ｓ３９を行った時点で、貫通電極形成工程Ｓ３０Ａが終了する。
【００６６】
次に、図９に戻り、貫通電極にそれぞれ電気的に接続された引き回し電極３６，３７を第１面Ｕ上に複数形成する引き回し電極形成工程Ｓ４０を行う。そして、引き回し電極３６，３７上に、それぞれ金等からなる先細り形状のバンプを形成する。なお、図９では、図面の見易さのためバンプの図示を省略している。この時点でベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０が終了する。
【００６７】
（マウント工程Ｓ５０以降の圧電振動子組立工程）
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Ｓ５０を行う。具体的には、圧電振動片４の基部１２をバンプＢ上に載置し、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、図３に示すように、圧電振動片４の振動腕部１０，１１がベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕから浮いた状態で、基部１２がバンプＢに機械的に固着される。また、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。
【００６８】
圧電振動片４の実装が終了した後、図９に示すように、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Ｓ６０を行う。具体的には、図示しない基準マークなどを指標としながら、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、ベース基板用ウエハ４０に実装された圧電振動片４が、リッド基板用ウエハ５０のキャビティ用凹部３ａとベース基板用ウエハ４０とで囲まれるキャビティＣ内に収容された状態となる。
【００６９】
重ね合わせ工程Ｓ６０の後、重ね合わせた両ウエハ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Ｓ７０を行う。具体的には、接合膜３５とベース基板用ウエハ４０との間に所定の電圧を印加する。すると、接合膜３５とベース基板用ウエハ４０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９に示すウエハ体６０を得ることができる。なお、図９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、リッド基板用ウエハ５０から接合膜３５の図示を省略している。
【００７０】
次に、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｌ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（図３参照）を複数形成する外部電極形成工程Ｓ８０を行う。この工程により、圧電振動片４は、貫通電極３２，３３を介して外部電極３８，３９と導通する。
【００７１】
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の周波数を微調整して所定の範囲内に収める微調工程Ｓ９０を行う。具体的には、図４に示す外部電極３８，３９から所定電圧を継続的に印加して、圧電振動片４を振動させつつ周波数を計測する。この状態で、ベース基板用ウエハ４０の外部からレーザ光を照射し、図５および図６に示す重り金属膜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の先端側の重量が低下するため、圧電振動片４の周波数が上昇する。これにより、圧電振動子の周波数を微調整して、公称周波数の範囲内に収めることができる。
【００７２】
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ体６０を図９に示す切断線Ｍに沿って切断する切断工程Ｓ１００を行う。具体的には、まずウエハ体６０のベース基板用ウエハ４０の表面にＵＶテープを貼り付ける。次に、リッド基板用ウエハ５０側から切断線Ｍに沿ってレーザを照射する（スクライブ）。次に、ＵＶテープの表面から切断線Ｍに沿って切断刃を押し当て、ウエハ体６０を割断する（ブレーキング）。その後、ＵＶを照射してＵＶテープを剥離する。これにより、ウエハ体６０を複数の圧電振動子に分離することができる。なお、これ以外のダイシング等の方法によりウエハ体６０を切断してもよい。
【００７３】
なお、切断工程Ｓ１００を行って個々の圧電振動子にした後に、微調工程Ｓ９０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Ｓ９０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ため、複数の圧電振動子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ため好ましい。
【００７４】
その後、内部の電気特性検査Ｓ１１０を行う。即ち、圧電振動片４の共振周波数や共振抵抗値、ドライブレベル特性（共振周波数およ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の製造が終了する。
【００７５】
本実施形態によれば、図１４に示すように、貫通孔３０の第１開口部３０Ｕを土台部７ａで閉塞しつつ、土台部７ａは第１面Ｕに当接した状態で、貫通孔３０の外側に土台部７ａが配置される。したがって、鋲体７の土台部７ａを容易に加熱することができ、貫通孔３０内に充填されたガラスフリット６１の焼成を行うことができる。このとき、ガラスフリット６１は鋲体７の土台部７ａおよび芯材部７ｂ周辺の内部から外側に向かって焼成が進行して硬化していく。そして、焼成中のガラスフリット６１ａは有機成分の燃焼によりガスを発生するが、焼成前のガラスフリット６１ｂのガラス粒子は未だ溶融していないので、発生したガスはガラス粒子間の間隙を流通して、ガラスフリット６１の外部に放出される。これにより、ガラスフリット６１にはガスによる気泡が残留しにくいので、ガラスフリット６１焼成後のガラスに空隙が発生するのを抑制することができる。したがって、貫通孔３０および芯材部７ｂと焼成後のガラスとは空隙が発生することなく良好に密着するので、キャビティ内の気密を維持しつつ、導通不良のない貫通電極を形成することができる。
【００７６】
（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１１０は、図１５に示すように、圧電振動子１を、集積回路１１１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１１０は、コンデンサ等の電子素子部品１１２が実装された基板１１３を備えている。基板１１３には、発振器用の前記集積回路１１１が実装されており、この集積回路１１１の近傍に、圧電振動子１の圧電振動片が実装されている。これら電子素子部品１１２、集積回路１１１および圧電振動子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。
【００７７】
このように構成された発振器１１０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内の圧電振動片が振動する。この振動は、圧電振動片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１１１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１１１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１１１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。
【００７８】
本実施形態の発振器１１０によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ、貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造された圧電振動子１を備えているので、性能が良好で信頼性に優れた発振器１１０を提供することができる。
【００７９】
（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、前述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１２０を例にして説明する。
始めに本実施形態の携帯情報機器１２０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およ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、格段に小型化および軽量化されている。
【００８０】
次に、本実施形態の携帯情報機器１２０の構成について説明する。この携帯情報機器１２０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１２１とを備えている。電源部１２１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１２１には、各種制御を行う制御部１２２と、時刻等のカウントを行う計時部１２３と、外部との通信を行う通信部１２４と、各種情報を表示する表示部１２５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１２６とが並列に接続されている。そして、電源部１２１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。
【００８１】
制御部１２２は、各機能部を制御して音声データの送信や受信、現在時刻の計測、表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１２２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、該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、該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。
【００８２】
計時部１２３は、発振回路やレジスタ回路、カウンタ回路、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が振動し、該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１２２と信号の送受信が行われ、表示部１２５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。
【００８３】
通信部１２４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９、増幅部１３０、音声入出力部１３１、電話番号入力部１３２、着信音発生部１３３および呼制御メモリ部１３４を備えている。
無線部１２７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１３５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１２８は、無線部１２７又は増幅部１３０から入力された音声信号を符号化および複号化する。増幅部１３０は、音声処理部１２８又は音声入出力部１３１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１３１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。
【００８４】
また、着信音発生部１３３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１２９は、着信時に限って、音声処理部１２８に接続されている増幅部１３０を着信音発生部１３３に切り替えることによって、着信音発生部１３３において生成された着信音が増幅部１３０を介して音声入出力部１３１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１３４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１３２は、例えば、０から９の番号キーおよ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。
【００８５】
電圧検出部１２６は、電源部１２１によって制御部１２２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１２２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１２４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１２６から電圧降下の通知を受けた制御部１２２は、無線部１２７、音声処理部１２８、切替部１２９および着信音発生部１３３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１２７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１２５に、通信部１２４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。
【００８６】
すなわち、電圧検出部１２６と制御部１２２とによって、通信部１２４の動作を禁止し、その旨を表示部１２５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１２５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１２４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１３６を備えることで、通信部１２４の機能をより確実に停止することができる。
【００８７】
本実施形態の携帯情報機器１２０によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ、貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造された圧電振動子１を備えているので、性能が良好で信頼性に優れた携帯情報機器１２０を提供することができる。
【００８８】
（電波時計）
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１４０は、図１７に示すように、フィルタ部１４１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、前述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【００８９】
以下、電波時計１４０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１４２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１４３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１４１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、前記搬送周波数と同一の４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１４８、１４９をそれぞれ備えている。
【００９０】
更に、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１４４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１４５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１４６でカウントされる。ＣＰＵ１４６では、現在の年や積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１４８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１４８、１４９は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。
【００９１】
なお、前述の説明は、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１４０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。
【００９２】
本実施形態の電波時計１４０によれば、キャビティ内の気密を維持しつつ、貫通電極の確実な導通を確保することができる製造方法で製造された圧電振動子１を備えているので、性能が良好で信頼性に優れた電波時計１４０を提供することができる。
【００９３】
なお、この発明は上述した実施の形態に限られるものではない。
本実施形態では、音叉型の圧電振動片を用いた圧電振動子を例に挙げて、本発明のパッケージの製造方法を説明した。しかし、例えばＡＴカット型の圧電振動片（厚み滑り振動片）を用いた圧電振動子に、上述した本発明のパッケージの製造方法を採用しても構わない。
【００９４】
本実施形態では、本発明に係るパッケージの製造方法を使用しつつ、パッケージの内部に圧電振動片を封入して圧電振動子を製造した。しかし、パッケージの内部に圧電振動片以外の電子部品を封入して、圧電振動子以外のデバイスを製造することもできる。
【００９５】
本実施形態において、貫通孔の形状は第１面側から第２面側にかけて内形が次第に大きくなっており、貫通孔の中心軸を含む断面においてテーパ状となっている。しかし、テーパ状ではなくストレート形状としてもよい。ただし、本実施形態のほうが、開口部を大きく形成することによりガスがより放出されやすくなる点、および貫通孔と芯材部との間隙にガラスフリットを充填するときに充填しやすい点で優位性がある。
【００９６】
本実施形態において、鋲体の芯材部の形状は、土台部に接続された基端側から先端側にかけて外形が次第に小さくなるように形成されており、貫通孔の中心軸を含む断面においてテーパ状となっている。しかし、テーパ状ではなくストレート形状としてもよい。ただし、本実施形態のほうが、鋲体の土台部および芯材部周辺から外側に向かって確実にガラスフリットを焼成できる点、および鋲体配置工程を簡単かつ確実に行うことができる点で優位性がある
【００９７】
本実施形態では、ガラスフリット充填工程において、ガラスフリットの充填および仮乾燥を１回だけ行っている。しかし、粘度が低いガラスフリットを充填する場合には、有機溶剤の配合比率が高い。したがって、仮乾燥によって有機溶剤が蒸発すると、ガラスフリットの体積が減少して貫通電極表面に凹みが発生する。この場合は、仮乾燥の後にガラスフリットを凹みに重ねて充填し、仮乾燥することで凹みの発生を抑制できる。このように、ガラスフリット充填工程において、ガラスフリットの充填および仮乾燥を複数回行って凹みの発生を抑制してもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１・・・圧電振動子  ２・・・ベース基板（第１基板）  ４・・・圧電振動片（電子部品）  ５・・・ホットプレート  ７・・・鋲体  ７ａ・・・土台部  ７ｂ・・・芯材部  ９・・・パッケージ  ３０，３１・・・貫通孔  ３０Ｕ，３１Ｕ・・・第１開口部  ３２，３３・・・貫通電極  ６１・・・ガラスフリット  １１０・・・発振器  １２０・・・携帯情報機器（電子機器）  １２３・・・計時部  １４０・・・電波時計  １４１・・・フィルタ部  Ｃ・・・キャビティ  Ｌ・・・第２面  Ｓ３０Ａ・・・貫通電極形成工程  Ｓ３２・・・貫通孔形成工程  Ｓ３３・・・鋲体配置工程  Ｓ３５・・・ガラスフリット充填工程  Ｓ３７・・・焼成工程  Ｕ・・・第１面
【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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