(57)【要約】【課題】低温で容易に陽極接合できると共に、耐環境性を向上させることができるパッケージ製造方法、および電子部品パッケージを提供する。また、製造コストを低減することができるパッケージ製造方法、および電子部品パッケージを提供する。【解決手段】リッド基板３の接合面３ａに予め固着された接合材３５と、ベース基板２の上面２ａとを陽極接合することにより、パッケージ９を製造するパッケージ製造方法であって、リッド基板３の外面３ｂに陽極となる電荷中和膜５を配置し、ベース基板２の外面に陰極を配置して電圧を印加する陽極接合工程を有し、電荷中和膜５は、導電性材料からなり、リッド基板３の外面３ｂ側に生じる負電荷層を中和し得る。【選択図】図３
2011192739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ガラス基板の内面に予め固着された接合材と、第２ガラス基板の内面とを陽極接合することにより、パッケージを製造するパッケージ製造方法であって、
前記第１ガラス基板の外面に陽極となる電荷中和膜を配置し、前記第２ガラス基板の外面に陰極を配置して電圧を印加する陽極接合工程を有し、
前記電荷中和膜は、導電性材料からなり、前記第１ガラス基板の外面側に生じる負電荷層を中和し得ることを特徴とするパッケージ製造方法。
【請求項２】
前記第１ガラス基板の外面に前記電荷中和膜を成膜することを特徴とする請求項１に記載のパッケージ製造方法。
【請求項３】
前記第１ガラス基板は、前記電荷中和膜を構成する材料が前記第１ガラス基板内に拡散し、混合された層を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパッケージ製造方法。
【請求項４】
前記電荷中和膜は、前記第１ガラス基板に含まれるアルカリ金属と同一周期にある金属であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のパッケージ製造方法。
【請求項５】
前記電荷中和膜は、Ａｌよりも酸化還元電位が高い元素を主成分とすることを特徴とする請求項４に記載のパッケージ製造方法。
【請求項６】
前記電荷中和膜は、Ｓｉよりもシート抵抗の低い元素を主成分とすることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のパッケージ製造方法。
【請求項７】
前記第１ガラス基板がＫを含むガラスにより形成されている一方、
前記電荷中和膜は、
Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａの少なくとも何れかの元素を主成分として形成されていることを特徴とする請求項４〜請求項５の何れかに記載のパッケージ製造方法。
【請求項８】
前記電荷中和膜は、少なくとも第１ガラス基板に含まれるアルカリ金属よりも原子番号の大きい元素を含んでいることを特徴とする請求項１〜請求項７の何れかに記載のパッケージ製造方法。
【請求項９】
前記電荷中和膜は、Ｍｏ、およびＷの少なくとも何れかの元素を含んでいることを特徴とする請求項８に記載のパッケージ製造方法。
【請求項１０】
前記接合材の平面形状に対応するように前記電荷中和膜を成膜し、この電荷中和膜と前記接合材とを前記第１ガラス基板を挟んで対向配置したことを特徴とする請求項１〜請求項９の何れかに記載のパッケージ製造方法。
【請求項１１】
前記第１ガラス基板の内面、および前記第２ガラス基板の内面の少なくとも何れか一方に電子部品を収納可能なキャビティとしての凹部を形成すると共に、この凹部に前記電子部品を収納した状態で、
請求項１〜請求項１０の何れかに記載のパッケージ製造方法を用いて前記第１ガラス基板、および前記第２ガラス基板により前記電子部品を前記キャビティ内に真空封止したことを特徴とする電子部品パッケージ。
【請求項１２】
前記電子部品は、圧電振動片であることを特徴とする請求項１１に記載の電子部品パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パッケージ製造方法、およびこの製造方法を用いて製造した電子部品パッケージに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、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場合が多い。この種の圧電振動子として、キャビティ（密閉室）が形成されたパッケージ内に圧電振動片を真空封止したものがある。パッケージは、一対の基板のうちの一方に凹部を形成した状態で互いに重ね合わせ、両者を直接接合することにより、凹部をキャビティとして機能させる構造になっている。
【０００３】
ここで、一対の基板を直接接合させる方法として、陽極接合がある。陽極接合方法としては、例えば、一対の基板のうち一方をＳｉ基板とし、他方をガラス基板とし、Ｓｉ基板の接合面（内面）上にＡｌを成膜した上で、両基板の外面に電極を押し当て、全体を加熱しながらＳｉ基板側を陽極、ガラス基板側を陰極として電圧を印加する方法がある。
このようにすると、Ｓｉ基板内の陽イオンが拡散してＳｉ基板とガラス基板とに電流が流れ、この間Ａｌが酸化されて陽イオンとなり、陰極側のガラス基板と反応してＳｉ基板とガラス基板とが接合される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、接合させる基板を真空容器内に配置し、常温下で基板にアルゴンイオンビームを照射した後、各基板の接合面の不純原子を除去して清浄化し、さらに各基板を互いに押し付け加圧することにより、基板を接合する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０５１６２号公報
【特許文献２】特開平８−１１８０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１にあっては、２つのガラス基板を陽極接合しようとした場合、陽イオンを十分拡散させるための接合条件として、高温（例えば、３００℃以上）、かつ高電圧（例えば、４００Ｖ以上）が要求される。このような条件のもと、陽極接合しようとすると、パッケージ内の金属配線や圧電振動片の特性が高熱によって変化してしまい、安定した商品提供を行いにくいという課題がある。
また、接合材としてＡｌを使用するので、空気中で酸化されやすく、耐環境性が悪いという課題がある。
【０００７】
さらに、上述の特許文献２にあっては、常温下で接合することができるという点では優れているが、装置が大掛かりなものとなり、製造コストが増大するという課題がある。
【０００８】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、低温で容易に陽極接合できると共に、耐環境性を向上させることができるパッケージ製造方法、および電子部品パッケージを提供するものである。
また、製造コストを低減することができるパッケージ製造方法、および電子部品パッケージを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係るパッケージ製造方法は、第１ガラス基板の内面に予め固着された接合材と、第２ガラス基板の内面とを陽極接合することにより、パッケージを製造するパッケージ製造方法であって、前記第１ガラス基板の外面に陽極となる電荷中和膜を配置し、前記第２ガラス基板の外面に陰極を配置して電圧を印加する陽極接合工程を有し、前記電荷中和膜は、導電性材料からなり、前記第１ガラス基板の外面側に生じる負電荷層を中和し得ることを特徴とする。
【００１０】
このように構成することで、第１ガラス基板と第２ガラス基板との間に電圧を印加すると、第１ガラス基板の外面側に生じる負電荷層が電荷中和膜により中和され、第１ガラス基板内の陽イオンの拡散が促進される。
このため、第１ガラス基板と第２ガラス基板とに流れる電流が増大し、これら第１ガラス基板と第２ガラス基板とを容易、かつ確実に陽極接合することができる。よって、接合温度条件を低温化することが可能になる。
また、電荷中和膜を用いて低温下で陽極接合することが可能になるので、従来の特許文献２のような大掛かりな装置を必要とせず、製造コストを低減できる。
【００１１】
本発明に係るパッケージ製造方法は、前記第１ガラス基板の外面に前記電荷中和膜を成膜することを特徴とする。
【００１２】
このように構成することで、第１ガラス基板と電荷中和膜とが十分密着し、両者の間のコンタクト抵抗を低減できると共に、第１ガラス基板の外面にムラ無く電圧を印加することができる。
さらに、電荷中和膜を成膜する場合、真空中で成膜することになるので、電荷中和膜の第１ガラス基板と接触する界面が空気中で酸化されない。このため、効率よく第１ガラス基板の負電荷層を中和することができる。
【００１３】
本発明に係るパッケージ製造方法は、前記第１ガラス基板は、前記電荷中和膜を構成する材料が前記第１ガラス基板内に拡散し、混合された層を有することを特徴とする。
【００１４】
このように構成することで、効率よく第１ガラス基板に生じた電荷を中和することができる。このため、低温下でさらに効率よく陽極接合を行うことが可能になる。
【００１５】
本発明に係るパッケージ製造方法は、前記電荷中和膜は、前記第１ガラス基板に含まれるアルカリ金属と同一周期にある金属であることを特徴とする。
【００１６】
ここで、同一周期の金属イオンのイオン半径は、アルカリ金属イオンのイオン半径の大きさに近似しているので、陽極接合によってアルカリ金属が拡散した空間に収まりやすい。
このため、電荷中和膜を第１ガラス基板に含まれるアルカリ金属と同一周期にある金属により形成することで、第１ガラス基板に応力が殆ど発生しない。また、第１ガラス基板内の陽イオンが拡散しやすくなり、効率よく電荷を中和することができる。
【００１７】
本発明に係るパッケージ製造方法は、前記電荷中和膜は、Ａｌよりも酸化還元電位が高い元素を主成分とすることを特徴とする。
【００１８】
このように構成することで、電荷中和膜の空気中での酸化を抑制でき、耐環境性を向上させることができる。
【００１９】
本発明に係るパッケージ製造方法は、前記電荷中和膜は、Ｓｉよりもシート抵抗の低い元素を主成分とすることを特徴とする。
【００２０】
このように構成することで、電荷中和膜による電圧降下を抑制でき、さらに効率よく陽極接合を行うことが可能になる。
【００２１】
本発明に係るパッケージ製造方法は、前記第１ガラス基板がＫを含むガラスにより形成されている一方、前記電荷中和膜は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａの少なくとも何れかの元素を主成分として形成されていることを特徴とする。
【００２２】
このように構成することで、陽極接合時の第１ガラス基板の負電荷層を効率よく中和できると共に、電荷中和膜の耐環境性を向上させることができる。また、電圧降下を抑制でき、効率よく陽極接合を行うことが可能になる。
【００２３】
本発明に係るパッケージ製造方法は、前記電荷中和膜は、少なくとも第１ガラス基板に含まれるアルカリ金属よりも原子番号の大きい元素を含んでいることを特徴とする。
【００２４】
このように構成することで、ガラス基板内に電荷中和膜の陽イオンが拡散すると、ガラス基板に対して圧縮応力を生じ、ガラス基板の機械的強度を向上させることができる。
【００２５】
本発明に係るパッケージ製造方法は、前記電荷中和膜は、Ｍｏ、およびＷの少なくとも何れかの元素を含んでいることを特徴とする。
【００２６】
このように構成することで、ガラス基板の機械的強度を向上させつつ、安定した電荷中和膜を容易に成膜することができる。
【００２７】
本発明に係るパッケージ製造方法は、前記接合材の平面形状に対応するように前記電荷中和膜を成膜し、この電荷中和膜と前記接合材とを前記第１ガラス基板を挟んで対向配置したことを特徴とする。
【００２８】
このように構成することで、第１ガラス基板の接合材上に効率よく電圧を印加させることができ、陽極接合を効率よく行うことが可能になる。
【００２９】
本発明に係る電子部品パッケージは、前記第１ガラス基板の内面、および前記第２ガラス基板の内面の少なくとも何れか一方に電子部品を収納可能なキャビティとしての凹部を形成すると共に、この凹部に前記電子部品を収納した状態で、請求項１〜請求項１０の何れかに記載のパッケージ製造方法を用いて前記第１ガラス基板、および前記第２ガラス基板により前記電子部品を前記キャビティ内に真空封止したことを特徴とする。
【００３０】
このように構成することで、低温で容易に陽極接合でき、かつ製造コストを低減することができる電子部品パッケージを提供することができる。
【００３１】
本発明に係る電子部品パッケージは、前記電子部品は、圧電振動片であることを特徴とする。
【００３２】
このように構成することで、電子部品パッケージを圧電振動子として好適に使用することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、第１ガラス基板と第２ガラス基板との間に電圧を印加すると、第１ガラス基板の外面側に生じる負電荷層が電荷中和膜により中和され、第１ガラス基板内の陽イオンの拡散が促進される。このため、第１ガラス基板と第２ガラス基板とに流れる電流が増大し、これら第１ガラス基板と第２ガラス基板とを容易、かつ確実に陽極接合することができる。よって、接合温度条件を低温化することが可能になる。
また、電荷中和膜を用いて低温下で陽極接合することが可能になるので、従来の特許文献２のような大掛かりな装置を必要とせず、製造コストを低減できる。
【００３４】
さらに、第１ガラス基板と電荷中和膜とが十分密着し、両者の間のコンタクト抵抗を低減できると共に、第１ガラス基板の外面にムラ無く電圧を印加することができる。
そして、電荷中和膜を成膜する場合、真空中で成膜することになるので、電荷中和膜の第１ガラス基板と接触する界面が空気中で酸化されない。このため、効率よく第１ガラス基板の負電荷層を中和することができる。
また、電荷中和膜の空気中での酸化を抑制でき、耐環境性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態における圧電振動子の外観斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における圧電振動子の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線に沿う縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態における圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態におけるウエハの分解斜視図である。
【図６】本発明の実施形態における陽極接合の説明図であって、図５のＢ−Ｂ線に沿う断面の部分拡大図である。
【図７】本発明の実施形態における接合反応の説明図である。
【図８】本発明の実施形態における印加電圧、および電流の変化を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態における印加電圧の変化を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施形態における変形例の一例を示す圧電振動子の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
（圧電振動子）
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、実施形態に係る圧電振動子１の外観斜視図、図２は、圧電振動子１のリッド基板３を取り外した状態の平面図、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う縦断面図、図４は、圧電振動子１の分解斜視図である。
なお図４では、図面を見易くするために、後述する圧電振動片４の励振電極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。また、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００３７】
図１〜図４に示すように、圧電振動子１は、ベース基板２、およびリッド基板３が接合材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ものである。圧電振動片４は、水晶やタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの圧電材料から形成された音叉型の振動片であって、所定の電圧が印加されたときに振動する。
【００３８】
この圧電振動片４は、略平行に配置された一対の振動腕部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の両主面上に形成された溝部１８とを備えている。
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に至る間に形成されている。
【００３９】
また、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た励振電極１５を有している。この励振電極１５は、振動腕部１０，１１をそれぞれ振動させる一対の第１励振電極１３、および第２励振電極１４から成る。これら第１励振電極１３、および第２励振電極１４は、基部１２の両主面上に形成されているマウント電極１６，１７に、それぞれ引き出し電極１９，２０を介して接続されている。
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。
【００４０】
励振電極１５は、一対の振動腕部１０，１１を互いに接近、または離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極である。励振電極１５を構成する第１励振電極１３、および第２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。
【００４１】
具体的には、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、第１励振電極１３が主に形成されている。また、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、第２励振電極１４が主に形成されている。
さらに、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。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。
【００４２】
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って、略板状に形成されている。リッド基板３には、ベース基板２との接合面３ａ側、つまり内面側（図１、図３における下面側）に、圧電振動片４を収容するキャビティＣ用の凹部３ｃが形成されている。また、リッド基板３の接合面３ａ、つまり、凹部３ｃを避けた額縁状の面には、接合材３５が形成されている。そして、この接合材３５とベース基板２とが陽極接合され、キャビティＣが真空封止されるようになっている。
【００４３】
なお、接合材３５は、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の成膜方法によってアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を成膜したものである。しかしながら、これに限られるものではなく、アモルファスシリコンに代わって、ポリシリコン（多結晶珪素）、モリブデン（Ｍｏ）、インバー（Ｉｎｖａｒ）、コバール（Ｋｏｖａｒ）、４２アロイ（４２Ａｌｌｏｙ）等により接合材３５を形成してもよい。また、ドーピング等により低抵抗化したＳｉバルク材を使用することも可能である。
【００４４】
ここで、リッド基板３には、ベース基板２とは反対側の面、つまり外面３ｂ側（図１、図３における上面側）の全体に、電荷中和膜５が形成されている。すなわち、この電荷中和膜５と接合材３５は、リッド基板３を挟んで対向配置された状態になっている。
この電荷中和膜５は、陽極接合の際、リッド基板３の外面３ｂ側における負電荷層を中和し、リッド基板３内の陽イオンの拡散を促進するためのものである（詳細は後述する）。
【００４５】
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って、リッド基板３と同等の外形で略板状に形成されている。ベース基板２の上面２ａ側、つまり、リッド基板３に接合される内面側には、一対の引き回し電極３６，３７がパターニングされている。各引き回し電極３６，３７は、例えば下層のＣｒ膜、および上層のＡｕ膜の積層体によって形成されている。
そして、引き回し電極３６，３７の表面に、金などのバンプＢを介して圧電振動片４のマウント電極１６，１７がバンプ接合されている。圧電振動片４は、ベース基板２の上面２ａから振動腕部１０，１１を浮かせた状態で接合されている。
【００４６】
またベース基板２には、このベース基板２を貫通する一対の貫通電極３２，３３が形成されている。各貫通電極３２，３３は、ステンレスやＡｇ、Ａｌ等の導電性を有する金属材料によって形成されている。一方の貫通電極３２は、一方の引き回し電極３６の直下に形成されている。他方の貫通電極３３は、振動腕部１１の先端付近に形成され、引き回し配線を介して他方の引き回し電極３７に接続されている。
またベース基板２の下面２ｂには、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。
【００４７】
このような構成のもと、圧電振動子１を作動させる場合、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。すると、一方の外部電極３８から、一方の貫通電極３２、および一方の引き回し電極３６を介して、圧電振動片４の第１励振電極１３に通電される。また他方の外部電極３９から、他方の貫通電極３３、および他方の引き回し電極３７を介して、圧電振動片４の第２励振電極１４に通電される。
【００４８】
これにより、圧電振動片４の第１励振電極１３、および第２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などとして利用することができる。
【００４９】
（陽極接合方法）
次に、図５〜図９に基づいて、ベース基板２とリッド基板３との陽極接合方法について説明する。
図５は、ウエハの分解斜視図である。
ここで、図５に示すように、ベース基板２とリッド基板３は、それぞれベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０を所定の大きさに切断することにより形成される。すなわち、ベース基板２、およびリッド基板３が所定の工程を経た後、両者２，３の間に複数の圧電振動片４を封入するように陽極接合し、ベース基板用ウエハ４０、およびリッド基板用ウエハ５０を切断することにより複数の圧電振動子１を同時に製造できる。なお、図５に示す破線Ｍは、切断線を示す。
【００５０】
図６は、陽極接合の説明図であって、図５のＢ−Ｂ線に沿う断面の部分拡大図、図７は、接合反応の説明図である。
図６、図７に示すように、陽極接合するにあたって、まずリッド基板用ウエハ５０のベース基板用ウエハ４０とは反対側の外面５０ｂに、予め電荷中和膜５を成膜する。
【００５１】
この電荷中和膜５の成膜は、所定の成膜装置（不図示）を用い、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の成膜方法によって行われる。すなわち、成膜装置の成膜室内にリッド基板用ウエハ５０を配置し、成膜室内を真空にした後、リッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂ側、つまり、ベース基板用ウエハ４０との接合面５０ａとは反対側の面に、電荷中和膜５を成膜する。
【００５２】
次に、リッド基板用ウエハ５０の接合面５０ａと、ベース基板用ウエハ４０の上面（接合面）４０ａとを重ね合わせると共に、ベース基板用ウエハ４０の下面４０ｂに電極７１を配置する。電極７１は、ステンレスやカーボン（Ｃ）等で形成されている。
続いて、治具（不図示）を用いてリッド基板用ウエハ５０と電極７１との間を押圧し、それぞれリッド基板用ウエハ５０とベース基板用ウエハ４０に圧力をかける（図６における矢印参照）。
【００５３】
続いて、不図示の治具ごとリッド基板用ウエハ５０とベース基板用ウエハ４０を陽極接合装置（不図示）の内部に配置する。そして、この陽極接合装置の内部を所定温度に保持して、各ウエハ４０，５０を加熱する。これと同時に、電荷中和膜５が陽極となる一方、電極７１が陰極となるように直流電源７０を接続し、各ウエハ４０，５０に電圧を印加する（陽極接合工程）。
【００５４】
すると、図７に示すように、リッド基板用ウエハ５０のガラス材料に含まれるＮａ＋（陽イオン）が拡散し、接合材３５に向かって移動する。これに連動してベース基板用ウエハ４０のガラス材料に含まれるＮａ＋も電極７１に向かって移動し、電流が流れる。このため、ベース基板用ウエハ４０の接合材３５側には、Ｎａ＋が欠乏してＳｉＯ−が帯電し、負電荷層が生じる。
【００５５】
この負電荷層と接合材３５との間に静電引力が発生し、ベース基板用ウエハ４０と接合材３５との界面Ｆ１が陽極接合される。すなわち、アルカリ金属のイオン（Ｎａ＋）が欠損したベース基板用ウエハ４０の上面４０ａが陽極酸化することによりリッド基板用ウエハ５０とベース基板用ウエハ４０とが陽極接合される。
【００５６】
ここで、リッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂに成膜されている電荷中和膜５は、リッド基板用ウエハ５０（リッド基板３）に含まれるアルカリ金属（Ｎａ）と同一周期にある金属であって、Ａｌよりも酸化還元電位（Ｅｏ）が高い元素を主成分とする金属により形成されている。具体的には、Ａｌの酸化還元電位は、
【００５７】
【数１】
2011192739.tif 000003
【００５８】
であるので、数（１）よりも酸化還元電位の高い元素を主成分とする金属であって、かつリッド基板用ウエハ５０（リッド基板３）に含まれるアルカリ金属（Ｎａ）と同一周期にある金属により形成されている。
このため、Ｎａ＋の拡散によってリッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂ側に生じたＳｉＯ−の負電荷層を中和する。よって、リッド基板用ウエハ５０内には分極が生じず、Ｎａ＋が発生し、陰極側、つまり、ベース基板用ウエハ４０側へ移動し続け、電流が流れ続ける。
【００５９】
これに加え、各基板２，３のガラスに含まれるアルカリ金属と同一周期にある金属により電荷中和膜５が形成されているので、リッド基板用ウエハ５０内におけるアルカリ金属のイオンの拡散を促進でき、かつ効率よく負電荷層が中和される。これは、同一周期の金属イオンのイオン半径は、アルカリ金属イオンのイオン半径の大きさに近似しているので、陽極接合によってアルカリ金属のイオンが拡散した空間に収まりやすいからである。
また、電荷中和膜５をＡｌよりも酸化還元電位が高い元素を主成分とする金属により形成されているので、空気中での電荷中和膜５の酸化が抑制される。
【００６０】
これに対し、例えば、リッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂに電荷中和膜５が成膜されていない場合、リッド基板用ウエハ５０内には、Ｎａ＋とＳｉＯ−との分極による静電引力が発生し、直流電源７０により印加した電圧と釣り合い、すぐに電流が流れなくなってしまう。このため、陽極接合装置の内部を予め高い温度（例えば、約３００℃以上）に設定し、Ｎａ＋を十分拡散させる必要があると共に、Ｎａ＋を一方に帯電させるために高電圧（例えば、約４００Ｖ以上）に設定する必要がある。
【００６１】
図８は、縦軸を直流電源７０による印加電圧［Ｖ］、および各ウエハ４０，５０内に流れ電流［ｍＡ］とし、横軸を時間［ｍｉｎ］とした場合の印加電圧、および電流の変化を示すグラフであって、リッド基板用ウエハ５０に電荷中和膜５を成膜した場合と成膜していない場合との比較図である。
同図に示すように、リッド基板用ウエハ５０に電荷中和膜５を成膜しない場合、電圧を印加後、すぐに電流が流れなくなるのに対し（図８におけるＤ１参照）、電荷中和膜５を成膜した場合、電圧を印加している間、電流が流れ続けているのが確認できる。
【００６２】
ここで、この実施形態では、ベース基板用ウエハ４０（ベース基板２）、およびリッド基板用ウエハ５０（リッド基板３）は、例えばソーダ石灰ガラスからなる一方、電荷中和膜５は、リッド基板用ウエハ５０（リッド基板３）に含まれるアルカリ金属（Ｎａ）と同一周期にある金属であって、Ａｌよりも酸化還元電位が高い元素を主成分とする金属により形成されている場合について説明した。
しかしながら、電荷中和膜５をシリコン（Ｓｉ）よりもシート抵抗が低い材料により形成することが望ましい。Ｓｉのシート抵抗は、約１Ωｃｍ以上であるので、これよりもシート抵抗の低い材料により電荷中和膜５を形成する。
【００６３】
このように構成された電荷中和膜５を使用する場合、各ウエハ４０，５０は、例えばカリガラスや強化ガラス等のカリウム（Ｋ）を含むガラスにより構成する。
より具体的には、Ｋを含むガラスにより各ウエハ４０，５０を構成すると共に、電荷中和膜５を、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）の少なくとも何れかの元素を主成分として構成する。
【００６４】
このように構成することで、電荷中和膜５による電圧降下を抑制でき、さらに効率よく陽極接合を行うことが可能になる。また、各ウエハ４０，５０に含まれているＫと同一周期であって、かつＡｌよりも酸化還元電位の高い元素を主成分として電荷中和膜５を形成することにより、耐環境性の向上、陽極接合の容易化を確実に実現できる。
【００６５】
また、電荷中和膜５に、各ウエハ４０，５０に含まれるアルカリ金属よりも原子番号の大きな元素が含まれているとよい。具体的には、電荷中和膜５にモリブデン（Ｍｏ）、およびタングステン（Ｗ）の少なくとも何れか一方が含まれているとよい。
このように構成することで、陽極接合時において、リッド基板用ウエハ５０内に電荷中和膜５の陽イオンが拡散すると、リッド基板用ウエハ５０に対して圧縮応力を生じ、リッド基板用ウエハ５０の機械的強度を向上させることができる。これに加え、安定した電荷中和膜５を容易に成膜することが可能になる。
【００６６】
さらに、リッド基板用ウエハ５０は、この内部に電荷中和膜５の材料が拡散し、混合された層を有していることが望ましい。これにより、リッド基板用ウエハ５０内に生じた負電荷層を効率よく中和することができる。
【００６７】
したがって、上述の実施形態によれば、リッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂ（リッド基板３の外面３ｂ）に電荷中和膜５が成膜されているので、陽極接合の際、リッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂ側に生じたＳｉＯ−の負電荷層が中和される。このため、リッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂとベース基板用ウエハ４０とに流れる電流が増大し、容易、かつ確実に陽極接合を行うことができる。
このため、接合温度条件を高温に設定することなく、例えば、約１８０℃程度に設定された低温下で、かつ約３００Ｖ程度の電圧で確実に陽極接合を行うことが可能になる。
【００６８】
ここで、接合温度が約１８０℃、接合電圧が約３００Ｖは、ほんの一例にすぎず、接合温度が上昇可能であれば、この分Ｎａ＋の拡散が促進されるので、印加電圧を低く設定することが可能になる。
図９は、縦軸を印加電圧とし、横軸を接合温度とした場合の印加電圧の変化を示すグラフである。同図に示すように、接合条件は、接合温度が高くなるに従い、印加電圧を低く設定できることが確認できる。すなわち、図９における曲線Ｒ１よりも右側の領域が陽極接合可能領域となる。
【００６９】
また、電荷中和膜５は、リッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂに成膜されているので、電荷中和膜５とリッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂとの間のコンタクト抵抗を低減できると共に、リッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂ全体にムラ無く電圧を印加することができる。
【００７０】
さらに、電荷中和膜５を成膜するにあたって、真空中で成膜することにより、電荷中和膜５のリッド基板用ウエハ５０と接触する界面が空気中で酸化されない。このため、効率よくリッド基板用ウエハ５０の負電荷層を中和することができる。
そして、リッド基板用ウエハ５０に電荷中和膜５を成膜すればよいので、従来のような大掛かりな装置を必要とせず、製造コストを低減できる。
【００７１】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、リッド基板３の接合面３ａに額縁状に接合材３５が形成されている一方、リッド基板３の外面３ｂ側全体に、電荷中和膜５が形成されている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、接合材３５と電荷中和膜５とがリッド基板３を挟んで対向配置されており、かつ電荷中和膜５が接合材３５の平面形状に対応するように形成されていればよい。
【００７２】
具体的に、図１０に基づいて説明する。
図１０は、この実施形態の変形例の一例を示す圧電振動子１０１の縦断面図である。なお、図１０において、上述の実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、リッド基板３の外面３ｂには、リッド基板３の接合面３ａに形成されている接合材３５の平面形状に対応するように、電荷中和膜１０５が形成されている。すなわち、電荷中和膜１０５は、接合材３５の平面形状に対応するように、額縁状に成膜されている。額縁状に形成された電荷中和膜１０５は、接合材３５に対してリッド基板３を挟んで対向配置した状態になっている。
【００７３】
このように構成した場合、接合材３５上にのみ効率よく電圧を印加することができ、陽極接合をさらに効率よく行うことが可能になる。
なお、接合材３５、および電荷中和膜１０５の形状は、額縁状に限られるものではなく、例えば、リッド基板３の接合面３ａに接合材３５を格子状に形成する一方、電荷中和膜１０５を接合材３５の平面形状に対応するように格子状に成膜してもよい。この場合、点在する電荷中和膜１０５上に、これら電荷中和膜１０５を跨る電極板（不図示）を設ける。このように構成することで、点在する電荷中和膜１０５の全てに均一に電圧を印加することが可能になる。
【００７４】
また、上述の実施形態では、リッド基板用ウエハ５０の接合面５０ａに接合材３５を形成すると共に、リッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂに電荷中和膜５，１０５を成膜する一方、ベース基板用ウエハ４０の下面４０ｂに電極７１を配置し、この電極７１が陰極となるように電圧を印加して陽極接合を行う場合について説明した。しかしながら、これとは逆に、ベース基板用ウエハ４０の上面４０ａに接合材３５を形成すると共に、ベース基板用ウエハ４０の下面４０ｂに電荷中和膜５，１０５を成膜する一方、リッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂに電極７１を配置し、この電極７１が陰極となるように電圧を印加して陽極接合を行ってもよい。
【００７５】
さらに、上述の実施形態では、リッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂに電荷中和膜５，１０５を成膜した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、例えば、絶縁材料からなる接合用基板に電荷中和膜５，１０５を形成し、リッド基板用ウエハ５０の外面５０ｂに向かって接合用基板の電荷中和膜５，１０５を押し当て、電荷中和膜５，１０５が陽極となるように電圧を印加してもよい。
【００７６】
そして、上述の実施形態では、ベース基板２、およびリッド基板３により形成されるキャビティＣ内に圧電振動片４を封止し、圧電振動子１とした場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、一対のガラス基板（ベース基板２、およびリッド基板３）内に電子部品を封止するさまざまなパッケージに本実施形態の陽極接合方法を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１  圧電振動子
２  ベース基板（第２ガラス基板）
２ａ  上面（内面）
３  リッド基板（第１ガラス基板）
３ａ，５０ａ  接合面（内面）
３ｂ，５０ｂ  外面
４  圧電振動片
５，１０５  電荷中和膜
９  パッケージ
３５  接合材
４０  ベース基板用ウエハ
４０ａ  上面（内面）
５０  リッド基板用ウエハ
７１  電極
Ｃ  キャビティ
【図１】
2011192739.tif 000004
【図２】
2011192739.tif 000005
【図３】
2011192739.tif 000006
【図４】
2011192739.tif 000007
【図５】
2011192739.tif 000008
【図６】
2011192739.tif 000009
【図７】
2011192739.tif 000010
【図８】
2011192739.tif 000011
【図９】
2011192739.tif 000012
【図１０】
2011192739.tif 000013