(57)【要約】【課題】接合される部材の材質によらず、閉空間に収納したデバイスを簡単かつ確実に気密封止することができる封止型デバイスの製造方法、およびかかる封止型デバイスの製造方法により製造された信頼性の高い封止型デバイスを提供すること。【解決手段】水晶振動子１の製造方法は、ケース２と蓋体４とを用意する工程と、凹部２２内に水晶振動片５を収納する工程と、ケース２の接合面２３１に第１の接合膜３１を成膜するとともに、蓋体４の接合面４０１に第２の接合膜３２を成膜する工程と、エネルギーを付与することにより、各接合膜３１、３２に接着性を発現させる工程と、接合面２３１と接合面４０１とが対向するように重ね合わせることにより、凹部２２を気密封止し、水晶振動子１を得る工程とを有する。ここで、第１の接合膜３１と第２の接合膜３２とで成膜パターンが異なっており、それぞれの合成パターンは閉じた枠状を形成するよう構成されている。【選択図】図２
2011129587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの接合面を重ね合わせることにより、内部に閉空間を形成し得る第１の部材および第２の部材を用意する第１の工程と、
前記閉空間になり得る位置にデバイスを載置する第２の工程と、
シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含む原子構造と、該シロキサン結合に結合し有機基からなる脱離基と、を含む接合膜を用いて前記第１の部材の前記接合面に第１の接合膜を成膜するとともに、前記第２の部材の前記接合面に前記接合膜を用いて第２の接合膜を成膜する第３の工程と、
前記第１の接合膜および前記第２の接合膜にエネルギーを付与することにより、前記脱離基を前記シロキサン結合から脱離させ、前記接合膜に接着性を発現させる第４の工程と、
前記互いの接合面が対向するように、前記第１の部材と前記第２の部材とを重ね合わせることにより、前記デバイスが収納された前記閉空間を気密封止し、封止型デバイスを得る第５の工程とを有し、
前記第１の接合膜の成膜パターンと、前記第２の接合膜の成膜パターンとが、互いに異なっており、かつ、それぞれの成膜パターンの合成パターンが閉じた枠状を形成するよう構成されていることを特徴とする封止型デバイスの製造方法。
【請求項２】
互いの接合面を重ね合わせることにより、内部に閉空間を形成し得る第１の部材および第２の部材を用意する第１の工程と、
前記閉空間になり得る位置にデバイスを載置する第２の工程と、
シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含む原子構造と、該シロキサン結合に結合し、有機基からなる脱離基とを含む接合膜を用いて、前記第１の部材の前記接合面に第１の接合膜を成膜するとともに、前記第２の部材の前記接合面に前記接合膜を用いて第２の接合膜を成膜する第３の工程と、
前記互いの接合面が対向するように、前記第１の部材と前記第２の部材とを重ね合わせることにより、前記閉空間に前記デバイスを収納した仮接合体を得る第４の工程と、
前記仮接合体にエネルギーを付与し、前記脱離基を前記シロキサン結合から脱離させることにより、前記接合膜に接着性を発現させ、前記閉空間を気密封止し、封止型デバイスを得る第５の工程とを有し、
前記第１の接合膜の成膜パターンと、前記第２の接合膜の成膜パターンとが、互いに異なっており、かつ、それぞれの成膜パターンの合成パターンが閉じた枠状を形成するよう構成されていることを特徴とする封止型デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記互いの接合面が対向するように、前記第１の部材と前記第２の部材とを重ね合わせたとき、前記第１の接合膜の成膜パターンおよび前記第２の接合膜の成膜パターンは、少なくとも前記第１の接合膜と前記第２の接合膜との接続部近傍において重複するよう設定される請求項１または２に記載の封止型デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記第１の接合膜および前記第２の接合膜は、それぞれ、成膜すべき領域に対応する互いに異なる形状の窓部を有するマスクを介して成膜され、
前記第１の接合膜の成膜に用いられる前記マスクは、前記接合面のうちの前記閉空間に対応する領域を遮蔽する第１の遮蔽部と、前記第１の遮蔽部と前記窓部を介して離間して設けられ、前記第１の遮蔽部の外側を遮蔽する第２の遮蔽部と、前記第１の遮蔽部と前記第２の遮蔽部とを部分的に連結する連結部とを有するものであり、
前記第２の接合膜の成膜に用いられる前記マスクは、前記連結部を包含する形状の窓部を有するものである請求項１ないし３のいずれかに記載の封止型デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記接合膜は、Ｓｉ−Ｈ結合を含んでいる請求項１ないし４のいずれかに記載の封止型デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記接合膜は、プラズマ重合法により形成される請求項１ないし５のいずれかに記載の封止型デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記エネルギーの付与は、前記接合膜をプラズマに曝す方法、および前記接合膜にエネルギー線を照射する方法の少なくとも一方により行われる請求項１ないし６のいずれかに記載の封止型デバイスの製造方法。
【請求項８】
互いの接合面を重ね合わせることにより、内部に閉空間を形成し得る第１の部材および第２の部材と、
前記互いの接合面の間に設けられ、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含む原子構造と、該シロキサン結合に結合し有機基からなる脱離基と、を含み、前記互いの接合面の間を接合するとともに、気密封止する接合膜とを有し、
前記接合膜は、前記第１の部材の前記接合面に成膜された第１の接合膜および前記第２の部材の前記接合面に成膜された第２の接合膜の、少なくとも一部の領域にエネルギーを付与することにより、前記脱離基が前記シロキサン結合から脱離し、前記領域に発現した接着性によって一体化してなるものであり、
前記第１の接合膜の成膜パターンと、前記第２の接合膜の成膜パターンとは、互いに異なっており、かつ、それぞれの合成パターンが閉じた枠状を形成するよう構成されていることを特徴とする封止型デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止型デバイスの製造方法および封止型デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２つの部材同士を接合（接着）する際には、従来、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤等の接着剤を用いて行う方法が多く用いられている。
このように接着剤を用いて部材を接着する際には、液状またはペースト状の接着剤を接着面に塗布し、塗布された接着剤を介して部材同士を貼り合わせる。その後、熱または光の作用により接着剤を硬化させることで接着が完了する。
接着剤としては、前述したように有機系材料からなる接着剤が一般的であるが、このような接着剤はそれ自体が通気性を有しているため、気密性を必要とする箇所の接着は困難である。
【０００３】
一方、接着剤を用いない接合方法として、陽極接合等の固体接合が知られている。陽極接合は、ガラス製の部材とシリコン製の部材とを重ね合わせ、加熱しつつ両者に電圧を印加すると、接触界面に共有結合が生じ、直接接合する方法である。
特許文献１には、内部に水晶振動子素子を収容しつつ、ベース基板と蓋体とを陽極接合することにより、内部を気密封止してなる水晶振動子（封止型デバイス）が開示されている。
【０００４】
しかしながら、陽極接合では、その接合原理から接合可能な材質に制約がある。具体的には、接合の際にアルカリ金属イオン等の部材内で移動するイオンを含んでいる必要があり、しかも、接合に供される２つの部材は共有結合可能な部材に限られる。このため、接合可能な材質は、ガラス材料とシリコン材料等の組み合わせに限られる。
また、固体接合では、２つの部材の各接合面のうち、互いに接触している面全体が接合するため、一部を選択的に接合することは困難である。このため、異種材料からなる部材同士を接合した場合、部材間の熱膨張率差に伴って接合界面に大きな応力が発生し、反りや剥離、気密破壊等の問題を引き起こすおそれがある。
【０００５】
一方、特許文献２では、プラズマ重合法により形成された接合膜を用いて部材同士を接合する方法が提案されている。
この接合膜は、それ自体が通気性を有しないため、気密性を維持しつつ接合することができる。しかしながら、接合が必要な箇所にのみ選択的に接合膜を形成するためには、接合膜をパターニングする技術が必要となる。パターニング技術としてよく知られているのは、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術とを用いて接合膜の不要部分を除去する技術であるが、接合膜を付着させたくない領域にまで成膜されるという問題がある。例えば、前述した水晶振動子の場合、水晶振動子素子を搭載する領域に接合膜が付着するため、素子の特性が変化してしまう。さらには、フォトリソグラフィーを用いる場合、現像工程でアルカリ溶液を用いる必要があるが、プラズマ重合膜はアルカリ溶液の耐性が弱く、エッチングの際に接合膜の特性が劣化し、膜自体の気密性が損なわれるおそれがある。
【０００６】
また、特許文献３には、内部に閉空間を形成する第１の構造体と第２の構造体とをシロキサン（Ｓｉ−Ｏ）骨格と、シロキサン骨格に結合する脱離基とを含む接合膜で接合した構造が提案されており、閉空間の蓋体となる第１の構造体の全面に接合膜を形成している。しかしながら、閉空間の蓋体全面に接合膜を形成すると、閉空間の内部に収納されている電子デバイスに蓋体から欠落した接合膜が付着し、素子の特性に悪影響を与えてしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２５２８０５号公報
【特許文献２】特開２００８−３０７８７３号公報
【特許文献３】特開２００９−１３１９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
また、パターニング技術としては、成膜する領域に対応した窓部を有するマスクを介して成膜することにより、選択的に接合膜を成膜する技術が知られている。
図１０は、従来の封止型デバイスの製造方法を説明するための分解斜視図である。
図１０に示す封止型デバイス９は、凹部９０を有する箱状の容器９１と、容器９１の開口部に重ねられることにより、凹部９０を閉空間とする蓋体９２と、凹部９０内に収納される素子９３とを有している。
【０００９】
このような封止型デバイスを製造する際には、まず、凹部９０内に素子９３を収納した後、容器９１の上面に枠状の接合膜を成膜する必要がある。この場合、枠状の窓部を有するマスクを介して接合膜を成膜すればよいが、枠状の窓部を形成すると、窓部の内側部分が脱落することになるため、マスクの窓部の少なくとも１箇所に外枠部との連結部を形成する必要がある。しかしながら、マスクの連結部の位置にあたる凹部９０の部分はプラズマ重合膜が成膜されないため封止した際に気密性が保てない問題がある。このため、凹部９０内に接合膜を付着させないようにして、容器９１の上面に枠状の接合膜を選択的に成膜するのが困難であった。
本発明の目的は、接合される部材の材質によらず、閉空間に収納したデバイスを簡単かつ確実に気密封止することができる封止型デバイスの製造方法、およびかかる封止型デバイスの製造方法により製造された信頼性の高い封止型デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の封止型デバイスの製造方法は、互いの接合面を重ね合わせることにより、内部に閉空間を形成し得る第１の部材および第２の部材を用意する第１の工程と、
前記閉空間になり得る位置にデバイスを載置する第２の工程と、
シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含む原子構造と、該シロキサン結合に結合し有機基からなる脱離基と、を含む接合膜を用いて前記第１の部材の前記接合面に第１の接合膜を成膜するとともに、前記第２の部材の前記接合面に前記接合膜を用いて第２の接合膜を成膜する第３の工程と、
前記第１の接合膜および前記第２の接合膜にエネルギーを付与することにより、前記脱離基を前記シロキサン結合から脱離させ、前記接合膜に接着性を発現させる第４の工程と、
前記互いの接合面が対向するように、前記第１の部材と前記第２の部材とを重ね合わせることにより、前記デバイスが収納された前記閉空間を気密封止し、封止型デバイスを得る第５の工程とを有し、
前記第１の接合膜の成膜パターンと、前記第２の接合膜の成膜パターンとが、互いに異なっており、かつ、それぞれの成膜パターンの合成パターンが閉じた枠状を形成するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、接合される部材の材質によらず、閉空間に収納したデバイスを簡単かつ確実に気密封止することができる。
【００１１】
本発明の封止型デバイスの製造方法は、互いの接合面を重ね合わせることにより、内部に閉空間を形成し得る第１の部材および第２の部材を用意する第１の工程と、
前記閉空間になり得る位置にデバイスを載置する第２の工程と、
シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含む原子構造と、該シロキサン結合に結合し、有機基からなる脱離基とを含む接合膜を用いて、前記第１の部材の前記接合面に第１の接合膜を成膜するとともに、前記第２の部材の前記接合面に前記接合膜を用いて第２の接合膜を成膜する第３の工程と、
前記互いの接合面が対向するように、前記第１の部材と前記第２の部材とを重ね合わせることにより、前記閉空間に前記デバイスを収納した仮接合体を得る第４の工程と、
前記仮接合体にエネルギーを付与し、前記脱離基を前記シロキサン結合から脱離させることにより、前記接合膜に接着性を発現させ、前記閉空間を気密封止し、封止型デバイスを得る第５の工程とを有し、
前記第１の接合膜の成膜パターンと、前記第２の接合膜の成膜パターンとが、互いに異なっており、かつ、それぞれの成膜パターンの合成パターンが閉じた枠状を形成するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、接合される部材の材質によらず、閉空間に収納したデバイスを簡単かつ確実に気密封止することができる。
【００１２】
本発明の封止型デバイスの製造方法では、前記互いの接合面が対向するように、前記第１の部材と前記第２の部材とを重ね合わせたとき、前記第１の接合膜の成膜パターンおよび前記第２の接合膜の成膜パターンは、少なくとも前記第１の接合膜と前記第２の接合膜との接続部近傍において重複するよう設定されることが好ましい。
これにより、仮に第１の接合膜や第２の接合膜の成膜位置がずれたり、第１の部材と第２の部材とを重ね合わせる際の位置がずれたりしても、重複部分において位置ずれを吸収することができるので、閉空間の気密性が損なわれるのを防止することができる。その結果、製造工程における各種のバラツキの許容範囲を広げることができ、製造効率を高めることができる。
【００１３】
本発明の封止型デバイスの製造方法では、前記第１の接合膜および前記第２の接合膜は、それぞれ、成膜すべき領域に対応する互いに異なる形状の窓部を有するマスクを介して成膜され、
前記第１の接合膜の成膜に用いられる前記マスクは、前記接合面のうちの前記閉空間に対応する領域を遮蔽する第１の遮蔽部と、前記第１の遮蔽部と前記窓部を介して離間して設けられ、前記第１の遮蔽部の外側を遮蔽する第２の遮蔽部と、前記第１の遮蔽部と前記第２の遮蔽部とを部分的に連結する連結部とを有するものであり、
前記第２の接合膜の成膜に用いられる前記マスクは、前記連結部を包含する形状の窓部を有するものであることが好ましい。
【００１４】
これにより、第１の接合膜および第２の接合膜は、その縁部において、外側に向かうにつれて膜厚が漸減する形状となる。このため、これらの接合膜を一体化させたときには、重複部分において膜厚の差により生じる段差が緩和されることになる。その結果、互いの接合面を重ね合わせたときに、段差に伴って接合界面に隙間が生じることが防止され、閉空間をより高度に気密封止することができる。また、第１の接合膜の成膜に用いられるマスクは、閉空間への成膜を確実に遮蔽するとともに、接合面について選択的な成膜を可能にする。また、第２の接合膜の成膜に用いられるマスクは、第１の接合膜の非成膜領域を確実に補完するように成膜されることとなり、第１の接合膜と第２の接合膜とを一体化してなる接合膜は、完全に閉じた枠状の膜となり、閉空間を確実に気密封止し得るものとなる。
【００１５】
本発明の封止型デバイスの製造方法では、前記接合膜は、Ｓｉ−Ｈ結合を含んでいることが好ましい。
Ｓｉ−Ｈ結合は、シロキサン結合の生成が規則的に行われるのを阻害すると考えられる。このため、シロキサン結合は、Ｓｉ−Ｈ結合を避けるように形成されることとなり、Ｓｉ骨格の規則性が低下する。このようにして、第１の接合膜中および第２の接合膜中にＳｉ−Ｈ結合が含まれることにより、結晶化度の低いＳｉ骨格を効率よく形成することができる。
【００１６】
本発明の封止型デバイスの製造方法では、前記接合膜は、プラズマ重合法により形成されることが好ましい。
これにより、緻密で均質な第１の接合膜および第２の接合膜を効率よく作製することができる。また、プラズマ重合法で作製された第１の接合膜および第２の接合膜では、エネルギーが付与されて活性化された状態が比較的長時間にわたって維持される。このため、封止型デバイスの製造過程の簡素化、効率化を図ることができる。
【００１７】
本発明の封止型デバイスの製造方法では、前記エネルギーの付与は、前記接合膜をプラズマに曝す方法、および前記接合膜にエネルギー線を照射する方法の少なくとも一方により行われることが好ましい。
これにより、各接合膜を効率よく活性化させることができる。また、各接合膜中の結合を必要以上に切断しないので、各接合膜の特性が低下してしまうのを避けることができる。
【００１８】
本発明の封止型デバイスは、互いの接合面を重ね合わせることにより、内部に閉空間を形成し得る第１の部材および第２の部材と、
前記互いの接合面の間に設けられ、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含む原子構造と、該シロキサン結合に結合し有機基からなる脱離基と、を含み、前記互いの接合面の間を接合するとともに、気密封止する接合膜とを有し、
前記接合膜は、前記第１の部材の前記接合面に成膜された第１の接合膜および前記第２の部材の前記接合面に成膜された第２の接合膜の、少なくとも一部の領域にエネルギーを付与することにより、前記脱離基が前記シロキサン結合から脱離し、前記領域に発現した接着性によって一体化してなるものであり、
前記第１の接合膜の成膜パターンと、前記第２の接合膜の成膜パターンとは、互いに異なっており、かつ、それぞれの合成パターンが閉じた枠状を形成するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い封止型デバイスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の封止型デバイスの製造方法により製造される封止型デバイス（本発明の封止型デバイス）を適用した水晶振動子の構成を示す平面図および断面図である。
【図２】図１に示す水晶振動子の分解斜視図である。
【図３】図１に示す水晶振動子に用いられる接合膜のエネルギー付与前の状態を示す部分拡大図である。
【図４】図１に示す水晶振動子に用いられる接合膜のエネルギー付与後の状態を示す部分拡大図である。
【図５】本発明の封止型デバイスの製造方法において用いられるプラズマ重合装置を模式的に示す断面図である。
【図６】接合膜を作製する方法を説明するための断面図および平面図である。
【図７】マスクの構成を示す平面図である。
【図８】本発明の封止型デバイスの製造方法（水晶振動子の製造方法）の第１実施形態を説明するための断面図である。
【図９】本発明の封止型デバイスの製造方法（水晶振動子の製造方法）の第２実施形態を説明するための断面図である。
【図１０】従来の封止型デバイスの製造方法を説明するための分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の封止型デバイスの製造方法および封止型デバイスを、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の封止型デバイスの製造方法の第１実施形態について説明する。なお、ここでは、封止型デバイスとして水晶振動子を例に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の封止型デバイスの製造方法により製造される封止型デバイス（本発明の封止型デバイス）を適用した水晶振動子の内部構成を示す平面図および断面図、図２は、図１に示す水晶振動子の分解斜視図、図３は、図１に示す水晶振動子に用いられる接合膜のエネルギー付与前の状態を示す部分拡大図、図４は、図１に示す水晶振動子に用いられる接合膜のエネルギー付与後の状態を示す部分拡大図である。なお、以下の説明では、図１（ｂ）、図２〜４中の上側を「上」、下側を「下」という。
【００２２】
（封止型デバイス）
図１に示す水晶振動子（封止型デバイス）１は、有底箱状をなし、内側に凹部２２を有するケース（第１の部材）２と、ケース２の上方に設けられ、凹部２２の開口部を覆うことにより、凹部２２を閉塞する蓋体（第２の部材）４と、凹部２２内に設けられた水晶振動片５とを有する。そして、ケース２と蓋体４との間は、接合膜３により接合されている。これにより、ケース２と蓋体４との間は気密封止され、凹部２２は閉空間となる。
【００２３】
ここで、水晶振動片５には、図示しない電気配線が設けられており、この電気配線はケース２の外表面に設けられた図示しない電極パッドと導通している。これにより、水晶振動片５にはケース２の外部から電圧を印加し得るようになっている。
水晶振動片５に電圧を印加すると、水晶の逆圧電効果により、ある一定の周波数（共鳴周波数）で水晶振動片５を振動させることができる。また、水晶振動片５が振動すると、今度は水晶の圧電効果により、ある一定の周波数で電極パッドに電圧が生じる。これらの性質を利用して、水晶振動子１は、共鳴周波数で振動する電気信号を発生させる電子部品として利用される。
【００２４】
ところで、水晶振動子１の凹部２２内は、通常、減圧下または不活性ガス雰囲気下に維持される。これは、水晶振動片５の振動抵抗を減少させる（減圧下の場合）とともに、水晶振動片５や凹部２２内に設けられた電気配線等の変質・劣化を防止するためである。よって、ケース２と蓋体４との接合部には、減圧状態または不活性ガス充填状態を長期にわたって維持するための高度な気密性（または液密性）が要求される。
【００２５】
図１に示す水晶振動子１では、このような接合部の気密性が接合膜３により確保されている。接合膜３は、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合を含む原子構造と、このシロキサン骨格に結合する脱離基とを含むものである。このような接合膜３は、それ自体が高密度で通気性が低く、ケース２や蓋体４に対して強固に密着するものであるため、極めて高度な気密性を維持することができる。
【００２６】
以下、図１に示す水晶振動子１の各部について詳述する。
ケース２は、図１（ａ）の平面図に示すように、平面視にて長方形をなしており、その内側には平面視で長方形をなす凹部２２を有している。また、ケース２は、図１（ｂ）の断面図に示すように、凹部２２の側面を囲うように設けられた側壁２３と、凹部２２の下方に設けられた底部２４とで構成されている。
【００２７】
底部２４の上面のうち、左端近傍は部分的に高くなっており、水晶振動片５を支持する支持部２１となっている。
このようなケース２は、絶縁性を有する材料で構成されており、その材料としては、例えば、各種ガラス材料、各種セラミックス材料、各種シリコン材料、各種樹脂材料等が挙げられる。なお、ケース２が絶縁性を必要としない場合は、各種金属材料、各種炭素材料等であってもよい。
【００２８】
水晶振動片５は、平板状をなしており、その左端が支持部２１上に固定されている。水晶振動片５は、この固定部のみで固定されており、それ以外の部分は、凹部２２の空間内に浮いた状態で保持されている。水晶振動片５の構成材料は、水晶に限らず、圧電材料であればよい。圧電材料としては、例えば、水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ホウ酸リチウム、チタン酸バリウム等が挙げられる。
【００２９】
水晶振動片５と支持部２１との間は、マウント材６により固定されている。マウント材６の構成材料としては、例えば、エポキシ系、シリコーン系のような各種接着剤、各種ハンダ、各種ろう材等が挙げられる。
ケース２の側壁２３上に設けられた蓋体４の構成材料としては、いかなる材料をも用いられるが、ケース２と同様の材料や、各種金属材料等が挙げられる。
【００３０】
ケース２と蓋体４との接合は、ケース２の側壁２３の上面である接合面２３１と、蓋体４の下面の縁部である接合面４０１との間でなされており、この間に設けられた、平面視で四角形の枠状をなす接合膜３が担っている。この接合膜３は、図２の分解斜視図に示すように、ケース２の側壁２３の接合面２３１に成膜された第１の接合膜３１と、蓋体４の接合面４０１に成膜された第２の接合膜３２とからなり、これらが一体化してなるものである。
【００３１】
第１の接合膜３１および第２の接合膜３２は、それぞれ前述したように、エネルギーを付与することにより接着性が発現するという特徴を有するものである。第１の接合膜３１と第２の接合膜３２は、同様の成分を含むものであるため、ここでは、第１の接合膜３１について代表に説明する。
第１の接合膜３１は、図３に示すように、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合３０２を含み、ランダムな（または結晶性が低い）原子構造（アモルファス構造）を有するＳｉ骨格３０１と、このＳｉ骨格３０１に結合する脱離基３０３とを有するものである。このような第１の接合膜３１は、シロキサン結合３０２を含みランダムな原子構造を有するＳｉ骨格３０１の影響によって、変形し難い強固な膜となる。これは、Ｓｉ骨格３０１の結晶性が低くなる（非晶質化する）ため、結晶粒界における転位やズレ等の欠陥が生じ難いためであると考えられる。このため、第１の接合膜３１自体が接合強度、耐薬品性、耐光性および寸法精度の高いものとなり、最終的に得られる水晶振動子１においても、接合強度、耐薬品性、耐光性および寸法精度が高いものが得られる。
【００３２】
第１の接合膜３１にエネルギーが付与されると、脱離基３０３がＳｉ骨格３０１から脱離し、図４に示すように、第１の接合膜３１の表面３５および内部に、活性手３０４が生じる。これにより、第１の接合膜３１表面には接着性が発現する。かかる接着性が発現すると、第１の接合膜３１は、蓋体４の接合面４０１に対して強固に接合可能なものとなる。
【００３３】
なお、脱離基３０３とＳｉ骨格３０１との結合エネルギーは、Ｓｉ骨格３０１中のシロキサン結合３０２の結合エネルギーよりも小さい場合が多い。これは、シロキサン結合３０２の結合エネルギーが、約４３０ｋＪ／ｍｏｌと他の結合種に比べてもかなり大きいからであり、したがって、第１の接合膜３１にエネルギーが付与されると、Ｓｉ骨格３０１の破壊を招くことなく、脱離基３０３とＳｉ骨格３０１との結合を選択的に切断し、脱離基３０３を脱離させることができる。
【００３４】
また、このような第１の接合膜３１は、比較的無機材料に近い構造を有していることなどから、流動性を有しない固体状のものとなる。このため、従来の流動性を有する液状または粘液状の接着剤に比べて、接着層（第１の接合膜３１）の厚さや形状がほとんど変化しない。これにより、水晶振動子１の寸法精度は、従来に比べて格段に高いものとなる。さらに、接着剤の硬化に要する時間が不要になるため、短時間での接合が可能となる。
【００３５】
なお、第１の接合膜３１においては、特に第１の接合膜３１を構成する全原子からＨ原子を除いた原子のうち、Ｓｉ原子の含有率とＯ原子の含有率の合計が、１０原子％以上９０原子％以下程度であるのが好ましく、２０原子％以上８０原子％以下程度であるのがより好ましい。Ｓｉ原子とＯ原子とが、前記範囲の含有率で含まれていれば、第１の接合膜３１はＳｉ原子とＯ原子とが強固なネットワークを形成し、膜自体がより強固なものとなる。このような第１の接合膜３１は、蓋体４に対して、特に高い接合強度を示すものとなる。
【００３６】
また、第１の接合膜３１中のＳｉ原子とＯ原子の存在比は、３：７以上７：３以下程度であるのが好ましく、４：６以上６：４以下程度であるのがより好ましい。Ｓｉ原子とＯ原子の存在比を前記範囲内になるよう設定することにより、第１の接合膜３１の安定性が高くなり、蓋体４に対してより強固に接合することができるようになる。
また、第１の接合膜３１中のＳｉ骨格３０１の結晶化度は、４５％以下であるのが好ましく、４０％以下であるのがより好ましい。これにより、Ｓｉ骨格３０１は十分にランダムな原子構造を含むものとなり、より非晶質的な特性を示す。このため、前述したＳｉ骨格３０１の特性が顕在化し、第１の接合膜３１の寸法精度および接着性がより優れたものとなる。また、膜自体の機械的強度および密度も向上することから、通気性をより低下させることができる。これにより、第１の接合膜３１による気密封止がより高度化される。
【００３７】
なお、Ｓｉ骨格３０１の結晶化度は、一般的な結晶化度測定方法により測定することができ、具体的には、結晶部分における散乱Ｘ線の強度に基づいて測定する方法（Ｘ線法）、赤外線吸収の結晶化バンドの強度から求める方法（赤外線法）、核磁気共鳴吸収の微分曲線の下の面積に基づいて求める方法（核磁気共鳴吸収法）、結晶部分には化学試薬が浸透し難いことを利用した化学的方法等により測定することができる。
このうち、簡便性等の観点からＸ線法が好ましく用いられる。
【００３８】
また、Ｓｉ骨格３０１の結晶化度を測定する際には、第１の接合膜３１に対して上述の測定方法を適用すればよいが、あらかじめ第１の接合膜３１に前処理を施しておくのが好ましい。この前処理としては、後述する第１の接合膜３１にエネルギーを付与する処理（例えば、紫外線照射処理等）が挙げられる。エネルギーの付与により、第１の接合膜３１中の脱離基３０３が脱離し、Ｓｉ骨格３０１の結晶化度をより正確に測定することが可能になる。
【００３９】
また、第１の接合膜３１は、その構造中にＳｉ−Ｈ結合を含んでいるのが好ましい。このＳｉ−Ｈ結合は、例えばプラズマ重合法によってシランが重合反応する際に重合物中に生じ、シロキサン結合の生成が規則的に行われるのを阻害すると考えられる。このため、シロキサン結合は、Ｓｉ−Ｈ結合を避けるように形成されることとなり、Ｓｉ骨格３０１の原子構造の規則性が低下する。このような理由から、Ｓｉ−Ｈ結合を含む第１の接合膜３１は、より結晶化度の低い膜となる。
【００４０】
一方、第１の接合膜３１中のＳｉ−Ｈ結合の含有率が多ければ多いほど結晶化度が低くなるわけではない。具体的には、第１の接合膜３１についての赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピークの強度を１としたとき、Ｓｉ−Ｈ結合に帰属するピークの強度は、０．００１以上０．２以下程度であるのが好ましく、０．００２以上０．０５以下程度であるのがより好ましく、０．００５以上０．０２以下程度であるのがさらに好ましい。Ｓｉ−Ｈ結合のシロキサン結合に対する割合が前記範囲内であることにより、第１の接合膜３１中の原子構造は、相対的に最もランダムなものとなる。このため、第１の接合膜３１は、接合強度、耐薬品性および寸法精度において特に優れたものとなる。
【００４１】
このような第１の接合膜３１は、いかなる方法で作製されたものであってもよく、プラズマ重合法、ＣＶＤ法（特にプラズマＣＶＤ法）、ＰＶＤ法のような各種気相成膜法や、各種液相成膜法等により作製することができる。これらの中でも、プラズマ重合法によれば、緻密で均質な第１の接合膜３１を効率よく作製することができる。また、プラズマ重合法で作製された第１の接合膜３１では、エネルギーが付与されて活性化された状態が比較的長時間にわたって維持される。このため、水晶振動子１の製造過程の簡素化、効率化を図ることができる。
【００４２】
ところで、Ｓｉ骨格３０１に結合する脱離基３０３は、前述したように、Ｓｉ骨格３０１から脱離することによって、第１の接合膜３１に活性手を生じさせるよう振る舞うものである。したがって、脱離基３０３には、エネルギーを付与されることによって、比較的簡単に、かつ均一に脱離するものの、エネルギーが付与されないときには、脱離しないようＳｉ骨格３０１に確実に結合しているものである必要がある。
【００４３】
なお、プラズマ重合法による成膜の際には、原料ガスの成分が重合して、シロキサン結合を含むＳｉ骨格３０１と、それに結合した残基とを生成するが、例えばこの残基が脱離基３０３となり得る。また、その他の成膜法においても、原料に含まれた残基が脱離基３０３となり得る。
脱離基３０３には、Ｓｉ骨格３０１に結合可能でかつ脱離可能な原子団であれば、特に限定されないが、Ｈ原子、Ｂ原子、Ｃ原子、Ｎ原子、Ｏ原子、Ｐ原子、Ｓ原子およびハロゲン系原子、またはこれらの各原子を含み、これらの各原子がＳｉ骨格３０１に結合するよう配置された原子団からなる群から選択される少なくとも１種で構成されたものが好ましく用いられる。これらの脱離基３０３は、エネルギーの付与による結合／脱離の選択性に比較的優れている。このため、上記のような必要性を十分に満足するものとなり、第１の接合膜３１の接着性をより高度なものとすることができる。
【００４４】
なお、上記のような各原子がＳｉ骨格３０１に結合するよう配置された原子団（基）としては、例えば、メチル基、エチル基のようなアルキル基、ビニル基、アリル基のようなアルケニル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、ニトロ基、ハロゲン化アルキル基、メルカプト基、スルホン酸基、シアノ基、イソシアネート基等が挙げられる。
【００４５】
これらの各基の中でも、脱離基３０３は、特に有機基であるのが好ましく、アルキル基であるのがより好ましい。有機基およびアルキル基は化学的な安定性が高いため、有機基およびアルキル基を含む第１の接合膜３１は、耐候性および耐薬品性に優れたものとなる。
ここで、脱離基３０３が特にメチル基（−ＣＨ３）である場合、その好ましい含有率は、赤外光吸収スペクトルにおけるピーク強度から以下のように規定される。
【００４６】
すなわち、第１の接合膜３１の赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピークの強度を１としたとき、メチル基に帰属するピークの強度は、０．０５以上０．４５以下程度であるのが好ましく、０．１以上０．４以下程度であるのがより好ましく、０．２以上０．３以下程度であるのがさらに好ましい。メチル基のピーク強度がシロキサン結合のピーク強度に対する割合が前記範囲内であることにより、メチル基がシロキサン結合の生成を必要以上に阻害するのを防止しつつ、第１の接合膜３１中に必要かつ十分な数の活性手が生じるため、第１の接合膜３１に十分な接着性が生じる。また、第１の接合膜３１には、メチル基に起因する十分な耐候性および耐薬品性が発現する。
【００４７】
このような特徴を有する第１の接合膜３１の構成材料としては、例えば、ポリオルガノシロキサンのような、シロキサン結合とそれに結合した脱離基３０３となり得る有機基とを含む重合物等が挙げられる。
ポリオルガノシロキサンで構成された第１の接合膜３１は、それ自体が優れた機械的特性を有している。また、多くの材料に対して特に優れた接着性を示すものである。したがって、ポリオルガノシロキサンで構成された第１の接合膜３１は、ケース２に対して特に強固に被着するとともに、蓋体４に対しても特に強い被着力を示し、その結果として、ケース２と蓋体４とを強固に接合することができる。
【００４８】
また、ポリオルガノシロキサンは、通常、撥水性（非接着性）を示すが、エネルギーを付与されることにより、容易に有機基を脱離させることができ、親水性に変化し、接着性を発現するが、この非接着性と接着性との制御を容易かつ確実に行えるという利点を有する。
なお、この撥水性（非接着性）は、主に、ポリオルガノシロキサン中に含まれた有機基（例えばアルキル基）による作用である。したがって、ポリオルガノシロキサンで構成された第１の接合膜３１は、エネルギーを付与されることにより、表面３５に接着性が発現するとともに、表面３５以外の部分においては、前述した有機基による作用・効果が得られるという利点も有する。したがって、このような第１の接合膜３１は、耐候性および耐薬品性に優れたものとなり、例えば、薬品類等に長期にわたって曝されるような水晶振動子（封止型デバイス）１の組み立てに際して、特に有効である。
【００４９】
また、ポリオルガノシロキサンの中でも、特に、オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするものが好ましい。オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とする第１の接合膜３１は、接着性に特に優れるものである。また、オクタメチルトリシロキサンを主成分とする原料は、常温で液状をなし、適度な粘度を有するため、取り扱いが容易であるという利点もある。
【００５０】
このような第１の接合膜３１の平均厚さは、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下程度であるのが好ましく、２ｎｍ以上８００ｎｍ以下程度であるのがより好ましい。第１の接合膜３１の平均厚さを前記範囲内とすることにより、水晶振動子１の寸法精度が著しく低下するのを防止しつつ、ケース２と蓋体４とをより強固に接合することができる。
なお、第１の接合膜３１の平均厚さが前記下限値を下回った場合は、十分な接合強度が得られないおそれがある。一方、第１の接合膜３１の平均厚さが前記上限値を上回った場合は、水晶振動子１の寸法精度が低下するおそれがある。
【００５１】
さらに、第１の接合膜３１の平均厚さが前記範囲内であれば、第１の接合膜３１にある程度の形状追従性が付与される。このため、例えば、ケース２の接合面２３１（第１の接合膜３１を成膜する面）に凹凸が存在している場合でも、その凹凸の高さにもよるが、凹凸の形状に追従するように第１の接合膜３１を成膜することができる。その結果、第１の接合膜３１は、凹凸を吸収して、その表面に生じる凹凸の高さを緩和することができる。また、その反対に、蓋体４の接合面４０１に凹凸が存在している場合にも、第１の接合膜３１によって凹凸を吸収することができる。その結果、第１の接合膜３１を介した接合面２３１と接合面４０１とを密着性を高めることができる。
なお、上記のような形状追従性の程度は、第１の接合膜３１の厚さが厚いほど顕著になる。したがって、形状追従性を十分に確保するためには、第１の接合膜３１の厚さをできるだけ厚くすればよい。
【００５２】
（封止型デバイスの製造方法）
次に、図１に示す水晶振動子１の製造方法（本発明の封止型デバイスの製造方法）について、図５〜８を参照しつつ説明する。
図５は、本発明の封止型デバイスの製造方法において用いられるプラズマ重合装置を模式的に示す断面図、図６は、接合膜を作製する方法を説明するための断面図および平面図、図７は、マスクの構成を示す平面図、図８は、本発明の封止型デバイスの製造方法（水晶振動子の製造方法）の第１実施形態を説明するための断面図である。
【００５３】
本実施形態に係る水晶振動子１の製造方法は、ケース（第１の部材）２と蓋体（第２の部材）４とを用意する第１の工程と、凹部２２内に水晶振動片５を収納する第２の工程と、ケース２の側壁２３の接合面２３１に第１の接合膜３１を成膜するとともに、蓋体４の接合面４０１に第２の接合膜３２を成膜する第３の工程と、第１の接合膜３１および第２の接合膜３２にそれぞれエネルギーを付与することにより、第１の接合膜３１および第２の接合膜３２に接着性を発現させる第４の工程と、接合面２３１と接合面４０１とが対向するように、ケース２と蓋体４とを重ね合わせることにより、凹部２２を気密封止し、水晶振動子１を得る第５の工程とを有する。
【００５４】
以下、各工程について順次説明する。
［１］まず、ケース２と蓋体４とを用意する（第１の工程）。
［２］次に、ケース２の凹部２２内に水晶振動片５を収納する（第２の工程）。そして、水晶振動片５とケース２の支持部２１とをマウント材６により固定する（図６（ａ）参照）。
［３］次いで、ケース２の側壁２３の接合面２３１に第１の接合膜３１を成膜するとともに、蓋体４の接合面４０１に第２の接合膜３２を成膜する（第３の工程）。
【００５５】
［３−１］プラズマ重合装置の装置構成
以下、第１の接合膜３１および第２の接合膜３２の成膜方法について説明するが、ここでは、一例として、プラズマ重合法により第１の接合膜３１および第２の接合膜３２を作製する方法について説明する。
まず、第１の接合膜３１および第２の接合膜３２の作製方法に先立って、プラズマ重合装置について説明する。
【００５６】
図５に示すプラズマ重合装置１００は、チャンバー１０１と、ケース２または蓋体４を支持する第１の電極１３０と、第２の電極１４０と、各電極１３０、１４０間に高周波電圧を印加する電源回路１８０と、チャンバー１０１内にガスを供給するガス供給部１９０と、チャンバー１０１内のガスを排気するポンプ１７０とを備えている。これらの各部のうち、第１の電極１３０および第２の電極１４０がチャンバー１０１内に設けられている。以下、各部について詳細に説明する。
【００５７】
チャンバー１０１は、内部の気密を保持し得る容器であり、内部を減圧（真空）状態にして使用されるため、内部と外部との圧力差に耐え得る耐圧性能を有するものとされる。
図５に示すチャンバー１０１は、軸線が水平方向に沿って配置されたほぼ円筒形をなすチャンバー本体と、チャンバー本体の左側開口部を封止する円形の側壁と、右側開口部を封止する円形の側壁とで構成されている。
【００５８】
チャンバー１０１の上方には供給口１０３が、下方には排気口１０４が、それぞれ設けられている。そして、供給口１０３にはガス供給部１９０が接続され、排気口１０４にはポンプ１７０が接続されている。
なお、本実施形態では、チャンバー１０１は、導電性の高い金属材料で構成されており、接地線１０２を介して電気的に接地されている。
【００５９】
第１の電極１３０は板状をなしており、ケース２または蓋体４を支持している。
この第１の電極１３０は、チャンバー１０１の側壁の内壁面に、鉛直方向に沿って設けられており、これにより、第１の電極１３０は、チャンバー１０１を介して電気的に接地されている。なお、第１の電極１３０は、図５に示すように、チャンバー本体と同心状に設けられている。
【００６０】
第１の電極１３０のケース２または蓋体４を支持する面には、静電チャック（吸着機構）１３９が設けられている。
この静電チャック１３９により、図５に示すように、ケース２または蓋体４を鉛直方向に沿って支持することができる。また、ケース２または蓋体４に多少の反りがあっても、静電チャック１３９に吸着させることにより、その反りを矯正した状態でケース２または蓋体４をプラズマ処理に供することができる。
【００６１】
第２の電極１４０は、ケース２または蓋体４を介して、第１の電極１３０と対向して設けられている。なお、第２の電極１４０は、チャンバー１０１の側壁の内壁面から離間した（絶縁された）状態で設けられている。
この第２の電極１４０には、配線１８４を介して高周波電源１８２が接続されている。また、配線１８４の途中には、マッチングボックス（整合器）１８３が設けられている。これらの配線１８４、高周波電源１８２およびマッチングボックス１８３により、電源回路１８０が構成されている。
【００６２】
このような電源回路１８０によれば、第１の電極１３０は接地されているので、第１の電極１３０と第２の電極１４０との間に高周波電圧が印加される。これにより、第１の電極１３０と第２の電極１４０との間隙には、高い周波数で向きが反転する電界が誘起される。
ガス供給部１９０は、チャンバー１０１内に所定のガスを供給するものである。
【００６３】
図５に示すガス供給部１９０は、液状の膜材料（原料液）を貯留する貯液部１９１と、液状の膜材料を気化してガス状に変化させる気化装置１９２と、キャリアガスを貯留するガスボンベ１９３とを有している。また、これらの各部とチャンバー１０１の供給口１０３とが、それぞれ配管１９４で接続されており、ガス状の膜材料（原料ガス）とキャリアガスとの混合ガスを、供給口１０３からチャンバー１０１内に供給するように構成されている。
【００６４】
貯液部１９１に貯留される液状の膜材料は、プラズマ重合装置１００により、重合してケース２または蓋体４の表面に重合膜を形成する原材料となるものである。
このような液状の膜材料は、気化装置１９２により気化され、ガス状の膜材料（原料ガス）となってチャンバー１０１内に供給される。なお、原料ガスについては、後に詳述する。
【００６５】
ガスボンベ１９３に貯留されるキャリアガスは、電界の作用により放電し、およびこの放電を維持するために導入するガスである。このようなキャリアガスとしては、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガス等が挙げられる。
また、チャンバー１０１内の供給口１０３の近傍には、拡散板１９５が設けられている。
拡散板１９５は、チャンバー１０１内に供給される混合ガスの拡散を促進する機能を有する。これにより、混合ガスは、チャンバー１０１内に、ほぼ均一の濃度で分散することができる。
【００６６】
ポンプ１７０は、チャンバー１０１内を排気するものであり、例えば、油回転ポンプ、ターボ分子ポンプ等で構成される。このようにチャンバー１０１内を排気して減圧することにより、ガスを容易にプラズマ化することができる。また、大気雰囲気との接触によるケース２または蓋体４の汚染・酸化等を防止するとともに、プラズマ処理による反応生成物をチャンバー１０１内から効果的に除去することができる。
また、排気口１０４には、チャンバー１０１内の圧力を調整する圧力制御機構１７１が設けられている。これにより、チャンバー１０１内の圧力が、ガス供給部１９０の動作状況に応じて、適宜設定される。
【００６７】
［３−２］プラズマ重合装置による成膜
次に、上記のプラズマ重合装置１００を用いて、ケース２の接合面２３１に第１の接合膜３１を成膜する方法、および、蓋体４の接合面４０１に第２の接合膜３２を成膜する方法について説明する。
第１の接合膜３１および第２の接合膜３２は、強電界中に、原料ガスとキャリアガスとの混合ガスを供給することにより、原料ガス中の分子を重合させ、重合物を接合面２３１上および接合面４０１上に堆積させることにより得ることができる。以下、詳細に説明する。
【００６８】
まず、図６（ｂ）に示すように、ケース２の接合面２３１に第１の接合膜３１を選択的に成膜するため、接合面２３１上にマスク３６を配置する。マスク３６は、接合面２３１の平面視形状に対応する形状の窓部３６１を有している。
また、同様に、蓋体４の接合面４０１に第２の接合膜３２を選択的に成膜するため、接合面４０１上にマスク３７を配置する。マスク３７は、接合面４０１の平面視形状に対応する形状の窓部３７１を有している。
【００６９】
次に、図６（ｂ）に示すように、マスク３６およびマスク３７を介して、プラズマ重合膜を成膜する。これにより、ケース２のうち、接合面２３１に選択的に成膜され、第１の接合膜３１を得ることができる。また同様に、蓋体４のうち、接合面４０１に選択的に成膜され、第２の接合膜３２を得ることができる（図６（ｃ）参照）。このようにしてマスク３６、３７を介して第１の接合膜３１および第２の接合膜３２を成膜することにより、接合膜の形成領域を容易に選択する（パターニングする）ことができる。このようにして、各接合面２３１、４０１の全面において接合するのではなく、各接合膜３１、３２の成膜パターンを適宜選択することにより、接合領域の最適化がなされ、接合後の接合界面に生じる応力集中を緩和することができる。
【００７０】
ところで、接合膜をパターニングする方法としては、従来、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術とを用いて接合膜の不要部分を除去する方法が知られていたが、この方法では、一旦広い範囲に接合膜を成膜した後、不要部分を除去するというプロセスを経るため、接合膜を付着させたくない領域にまで成膜されるという問題があった。このため、例えば、ケース２の接合面２３１にのみ接合膜を形成する場合、水晶振動片５を収納する凹部２２内にも接合膜が付着することとなり、水晶振動子１の特性が変化してしまう。加えて、エッチングの際に、除去すべきでない領域の接合膜までも侵されてしまい、接合膜自体の気密性が損なわれるおそれがあった。
【００７１】
これに対し、本実施形態に係る上記の方法によれば、凹部２２をマスク３６、３７で遮蔽しつつ接合膜を成膜するため、凹部２２内への成膜が防止される。その結果、特性バラツキの少ない水晶振動子１を製造することができる。
ここで、図６（ｄ）には、第１の接合膜３１の成膜パターンと第２の接合膜３２の成膜パターンとを平面図として示しているが、第１の接合膜３１の成膜パターンは、四隅が欠損した枠状をなすパターンであり、一方、第２の接合膜３２の成膜パターンは、第１の接合膜３１が欠損した個所に対応して配置された、三角形をなす島状のパターンである。
【００７２】
第１の接合膜３１の成膜パターンおよび第２の接合膜３２の成膜パターンは、その平面視形状が、ケース２と蓋体４とを重ね合わせたときに、それぞれ互いの非成膜領域を補完する関係になるよう構成されている。これにより、第１の接合膜３１の成膜パターンと第２の接合膜３２の成膜パターンとの合成パターンは、完全に閉じた枠状をなすパターンとなる。その結果、第１の接合膜３１と第２の接合膜３２とを一体化してなる接合膜３は、凹部２２の周囲を隙間なく囲うこととなり、凹部２２を気密封止することができる。
【００７３】
かかる観点から、第１の接合膜３１の成膜パターンを規定するマスク３６の窓部３６１の形状、および、第２の接合膜３２の成膜パターンを規定するマスク３７の窓部３７１の形状も、上記関係を満足するように設定される。
すなわち、本発明では、第１の接合膜３１の成膜パターンと第２の接合膜３２の成膜パターンとが異なるパターンになっていることにより、両者の合成パターンでもって、完全に閉じた枠状をなすパターンを実現すれば足りることから、それぞれの接合膜３１、３２の成膜パターンを、比較的単純なパターンにすることができる。このため、マスク３６、３７の設計、製造が容易になり、水晶振動子１の製造容易性を高めることができる。なお、各接合膜３１、３２は、上述したようなシロキサン結合と脱離基とを主とする組成になっているので、エネルギーの付与により、これらが隙間なく一体化することができる。これにより、各接合膜３１、３２を一体化したとしても、接続部における通気性は抑制され、気密性の高い接合膜３が得られる。
【００７４】
また、接合膜３は、互いに異なる成膜パターンの第１の接合膜３１と第２の接合膜３２とで構成されているので、製造工程で成膜パターンに異物が付着して断線する可能性を低減することができる。
なお、本明細書において「成膜パターンが異なる」とは、成膜する領域の形状および位置のいずれかが異なっていることを指す。したがって、例えば成膜する領域の形状が同じであっても成膜する位置が異なっていれば、成膜パターンが異なっていることになる。
【００７５】
図７は、マスク３６およびマスク３７の構成を示す平面図である。
図７（ａ）に示すマスク３６は、平面視にて四角形をなしており、その中央部には、ケース２の凹部２２に対応する領域を遮蔽する第１の遮蔽部３６２が配置されている。また、第１の遮蔽部３６２の外側には、窓部３６１を介して、ケース２の接合面２３１の外側領域を遮蔽する第２の遮蔽部３６３が配置されている。なお、第１の遮蔽部３６２は、平面視にて略四角形をなしており、第２の遮蔽部３６３は、四角の枠状をなしている。そして、第１の遮蔽部３６２と第２の遮蔽部３６３との間は、四角形の四隅に対応して設けられた４つの連結部３６４を介して連結されている。このようなマスク３６は、凹部２２への成膜を確実に遮蔽するとともに、接合面２３１について選択的な成膜を可能にする。
【００７６】
一方、図７（ｂ）に示すマスク３７も、平面視にて四角形をなしており、その四隅近傍には、それぞれが三角形をなす４つの窓部３７１が配置されている。４つの窓部３７１の配置は、前述した４つの連結部３６４の配置に対応しており、４つの連結部３６４を包含するよう構成されている。これにより、第２の接合膜３２は、第１の接合膜３１の非成膜領域を確実に補完するように成膜されることとなる。その結果、第１の接合膜３１と第２の接合膜３２とを一体化してなる接合膜３は、完全に閉じた枠状の膜になり、凹部２２を確実に気密封止し得るものとなる。
【００７７】
また、第１の接合膜３１の成膜パターンと第２の接合膜３２の成膜パターンとは、少なくとも第１の接合膜３１と第２の接合膜３２との接続部近傍において重複しているのが好ましい。これにより、仮にマスク３６やマスク３７の位置がずれたり、ケース２と蓋体４とを重ね合わせる位置がずれたりしても、重複部分において位置ずれを吸収し、凹部２２の気密性が損なわれるのを防止することができる。すなわち、製造工程における各種のバラツキの許容範囲を広げることができるので、製造効率を高めることができる。
【００７８】
なお、マスク３６は、図６（ｂ）に示すようにケース２の接合面２３１から離間して配置されてもよく、接合面２３１に接するように配置されてもよい。いずれにしても、マスク３６と接合面２３１との間には、隙間が生じてしまうため、この隙間にはプラズマ重合による重合物が侵入し、堆積する。このため、第１の接合膜３１の縁部では、外側に向かうにつれて膜厚が漸減するような形状となる。
【００７９】
同様にマスク３７も、図６（ｂ）に示すように蓋体４の接合面４０１から離間して配置されてもよく、接合面４０１に接するように配置されてもよい。この場合でも、マスク３７と接合面４０１との間には、やはり隙間が生じてしまうため、この隙間には重合物が侵入し、堆積する。このため、第２の接合膜３２の縁部では、外側に向かうにつれて膜厚が漸減するような形状となる。
【００８０】
第１の接合膜３１の形状および第２の接合膜３２の形状が前記のようになると、これらが一体化したときに、重複部分において膜厚の差により生じる段差が緩和されることとなる。これにより、ケース２と蓋体４とを重ね合わせたときに、段差に伴って接合界面に隙間が生じることが防止され、凹部２２をより高度に気密封止することができる。
また、マスク３６、３７の構成材料としては、例えば、メタルマスクのような各種金属材料、シリコンマスクのような各種半導体材料、各種樹脂材料、各種セラミックス材料、各種ガラス材料等が挙げられる。
【００８１】
次いで、マスク３６、３７を配置した状態で、チャンバー１０１を封止し、ポンプ１７０の作動により、チャンバー１０１内を減圧状態とする。
次に、ガス供給部１９０を作動させ、チャンバー１０１内に原料ガスとキャリアガスの混合ガスを供給する。供給された混合ガスは、チャンバー１０１内に充填される。
ここで、混合ガス中における原料ガスの占める割合（混合比）は、原料ガスやキャリアガスの種類や目的とする成膜速度等によって若干異なるが、例えば、混合ガス中の原料ガスの割合を２０体積％以上７０体積％以下程度に設定するのが好ましく、３０体積％以上６０体積％以下程度に設定するのがより好ましい。これにより、重合膜の形成（成膜）の条件の最適化を図ることができる。
【００８２】
また、供給するガスの流量は、ガスの種類や目的とする成膜速度、膜厚等によって適宜決定され、特に限定されるものではないが、通常は、原料ガスおよびキャリアガスの流量を、それぞれ、１ｃｃｍ以上１００ｃｃｍ以下程度に設定するのが好ましく、１０ｃｃｍ以上６０ｃｃｍ以下程度に設定するのがより好ましい。
次いで、電源回路１８０を作動させ、一対の電極１３０、１４０間に高周波電圧を印加する。これにより、一対の電極１３０、１４０間に存在するガスの分子が電離し、プラズマが発生する。このプラズマのエネルギーにより原料ガス中の分子が重合し、重合物がマスク３６、３７の窓部３６１、３７１を通過して接合面２３１、４０１に付着・堆積する。これにより、プラズマ重合膜からなる第１の接合膜３１および第２の接合膜３２が形成される。
【００８３】
また、プラズマの作用により、接合面２３１、４０１が活性化・清浄化される。このため、原料ガスの重合物が接合面２３１、４０１に堆積し易くなり、第１の接合膜３１および第２の接合膜３２の安定した成膜が可能になる。このようにプラズマ重合法によれば、ケース２や蓋体４の構成材料によらず、第１の接合膜３１および第２の接合膜３２を確実に成膜することができる。
【００８４】
原料ガスとしては、例えば、メチルシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、メチルフェニルシロキサンのようなオルガノシロキサン等が挙げられる。
このような原料ガスを用いて得られるプラズマ重合膜は、これらの原料が重合してなるもの（重合物）、すなわちポリオルガノシロキサンで構成されることとなる。
【００８５】
プラズマ重合の際、一対の電極１３０、１４０間に印加する高周波の周波数は、特に限定されないが、１ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下程度であるのが好ましく、１０ＭＨｚ以上６０ＭＨｚ以下程度であるのがより好ましい。
また、高周波の出力密度は、特に限定されないが、０．０１Ｗ／ｃｍ２以上１００Ｗ／ｃｍ２以下程度であるのが好ましく、０．０５Ｗ／ｃｍ２以上５０Ｗ／ｃｍ２以下程度であるのがより好ましく、０．０５Ｗ／ｃｍ２以上１Ｗ／ｃｍ２以下程度であるのがさらに好ましい。高周波の出力密度を前記範囲内とすることにより、高周波の出力密度が高過ぎて原料ガスに必要以上のプラズマエネルギーが付加されるのを防止しつつ、ランダムな原子構造を有するＳｉ骨格３０１を確実に形成することができる。すなわち、高周波の出力密度が前記下限値を下回った場合、原料ガス中の分子に重合反応を生じさせることができず、第１の接合膜３１および第２の接合膜３２を形成することができないおそれがある。一方、高周波の出力密度が前記上限値を上回った場合、原料ガスが分解する等して、脱離基３０３となり得る構造がＳｉ骨格３０１から分離してしまい、得られる第１の接合膜３１および第２の接合膜３２において脱離基３０３の含有率が低くなったり、Ｓｉ骨格３０１のランダム性が低下する（規則性が高くなる）おそれがある。
【００８６】
また、成膜時のチャンバー１０１内の圧力は、１３３．３×１０−５Ｐａ以上１３３３Ｐａ以下（１×１０−５Ｔｏｒｒ以上１０Ｔｏｒｒ以下）程度であるのが好ましく、１３３．３×１０−４Ｐａ以上１３３．３Ｐａ以下（１×１０−４Ｔｏｒｒ以上１Ｔｏｒｒ以下）程度であるのがより好ましい。
原料ガス流量は、０．５ｓｃｃｍ以上２００ｓｃｃｍ以下程度であるのが好ましく、１ｓｃｃｍ以上１００ｓｃｃｍ以下程度であるのがより好ましい。一方、キャリアガス流量は、５ｓｃｃｍ以上７５０ｓｃｃｍ以下程度であるのが好ましく、１０ｓｃｃｍ以上５００ｓｃｃｍ以下程度であるのがより好ましい。
【００８７】
処理時間は、１分以上３０分以下程度であるのが好ましく、１分以上１５分以下程度であるのがより好ましい。
また、基材の温度は、２５℃以上であるのが好ましく、２５℃以上１００℃以下程度であるのがより好ましい。
以上のようにして、第１の接合膜３１および第２の接合膜３２が得られる。
【００８８】
なお、接合面２３１、４０１には、第１の接合膜３１および第２の接合膜３２の成膜に先立って、これらの密着力を高める表面処理が施されているのが好ましい。
かかる表面処理としては、例えば、酸素プラズマ、窒素プラズマ等を用いたプラズマ処理、コロナ放電処理、エッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、オゾン暴露処理のような化学的表面処理、または、これらを組み合わせた処理等が挙げられる。このような処理を施すことにより、接合面２３１、４０１の上面を清浄化するとともに、活性化させることができる。その結果、各接合面２３１、４０１と各接合膜３１、３２との密着強度をより高めることができる。
【００８９】
また、表面処理の有無によらず、接合面２３１、４０１は、例えば、水酸基、チオール基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、イミダゾール基のような各種官能基、各種ラジカル、開環分子または、２重結合、３重結合のような不飽和結合を有する脱離性中間体分子、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉのようなハロゲン、過酸化物からなる群から選択される少なくとも１つの基や物質、または、これらの基が脱離してなる終端化されていない結合手（未結合手、ダングリングボンド）を有しているのが好ましい。これにより、各接合面２３１、４０１と各接合膜３１、３２との密着強度をより高めることができる。
このうち、脱離性中間体分子は、開環分子または不飽和結合を有する炭化水素分子であるのが好ましい。このような炭化水素分子は、開環分子および不飽和結合の顕著な反応性に基づき、各接合膜３１、３２に対して強固に作用し、密着強度をさらに高めることができる。
【００９０】
［４］次いで、第１の接合膜３１および第２の接合膜３２にエネルギーを付与する（図８（ａ）参照）。エネルギーを付与すると、各接合膜３１、３２に接着性が発現する（第４の工程）。
各接合膜３１、３２にエネルギーを付与する方法としては、いかなる方法であってもよいが、例えば、エネルギー線を照射する方法、加熱する方法、圧縮力（物理的エネルギー）を付与する方法、プラズマに曝す（プラズマエネルギーを付与する）方法、オゾンガスに曝す（化学的エネルギーを付与する）方法等が挙げられる。
【００９１】
このうち、エネルギーを付与する方法は、プラズマに曝す方法およびエネルギー線を照射する方法の少なくとも一方であるのが好ましい。かかる方法によれば、各接合膜３１、３２を効率よく活性化させる。また、この方法によれば、各接合膜３１、３２中の結合を必要以上に（例えば、ケース２や蓋体４との界面に至るまで）切断しないので、各接合膜３１、３２の特性が低下してしまうのを避けることができる。
【００９２】
プラズマに曝す方法には、大気圧プラズマが好ましく用いられる。大気圧プラズマによれば、減圧手段等の高価な設備を用いることなく、容易にプラズマ処理を行うことができる。また、このプラズマ処理には、各接合膜３１、３２の近傍でプラズマを発生させるダイレクトプラズマ方式の他、被処理物とプラズマ発生部とが離間したリモートプラズマ方式またはダウンフロープラズマ方式による処理も好ましく用いられる。ダイレクトプラズマ方式によれば、各接合膜３１、３２の近傍でプラズマを発生させるため、プラズマ処理を効率よくかつ均一に行うことができる。また、リモートプラズマ方式やダウンフロープラズマ方式のように被処理物とプラズマ発生部とが離間している場合、被処理物とプラズマ発生部とが干渉しないため、被処理物（各接合膜３１、３２）をイオン損傷から避けることができる。
【００９３】
一方、エネルギー線としては、例えば、紫外光、レーザー光のような光、電子線、粒子線等が挙げられる。
このうち、エネルギー線には、特に紫外線（例えば波長１２６ｎｍ以上３００ｎｍ以下程度）を用いるのが好ましい。かかる紫外線によれば、各接合膜３１、３２の特性の著しい低下を防止しつつ、広い範囲をムラなく、より短時間に処理することができる。このため、各接合膜３１、３２の活性化をより効率よく行うことができる。また、紫外線には、紫外ランプ等の簡単な設備で発生させることができるという利点もある。
【００９４】
なお、紫外線の波長は、より好ましくは、１６０ｎｍ以上２００ｎｍ以下程度とされる。
また、紫外線を照射する時間は、各接合膜３１、３２の表面付近の化学結合を切断し得る程度の時間であればよく、特に限定されないが、０．５分以上３０分以下程度であるのが好ましく、１分以上１０分以下程度であるのがより好ましい。
【００９５】
なお、各接合膜３１、３２の全面ではなく、一部の領域に対してエネルギー線を照射するようにしてもよい。この場合、レーザー光、電子線のような指向性の高いエネルギー線であれば、目的の方向に向けて照射することにより、所定領域のみに向けて簡単にエネルギー線を照射することができる。
このようにしてエネルギーが付与され、活性化された各接合膜３１、３２には、終端化されていない結合手（ダングリングボンド）や、この結合手に周囲の水分が接触してなる水酸基（ＯＨ基）等が露出する。なお、前述の「活性化させる」とは、各接合膜３１、３２の表面付近および内部の結合が切断されて、終端化されていない結合手が生じた状態や、その結合手に水酸基が結合した状態のいずれか一方、または、これらの状態が混在した状態のことをいう。
【００９６】
また、各接合膜３１、３２が接合される相手となる各接合面２３１、４０１は、水酸基（ＯＨ基）が結合している状態になっているのが好ましい。このような状態になっていると、各接合面２３１、４０１と各接合膜３１、３２との接合強度が向上することとなり、水晶振動子１の気密性がより高くなる。なお、かかる効果は、以下のような現象によるものと推察される。
【００９７】
次工程において、第１の接合膜３１とこれに対向する接合面４０１とを接触させたとき、あるいは、第２の接合膜３２とこれに対向する接合面２３１とを接触させたとき、各接合面２３１、４０１に存在する水酸基と、各接合膜３１、３２に存在する水酸基とが、水素結合によって互いに引き合い、水酸基同士の間に引力が発生する。
また、この水素結合によって互いに引き合う水酸基同士は、温度条件等によって、脱水縮合する。その結果、各接合膜３１、３２と各接合面２３１、４０１との接触界面では、脱離したＯＨ基が結合していた結合手同士が酸素原子を介して結合する。これにより、各接合膜３１、３２と各接合面２３１、４０１とがより強固に接合される。
【００９８】
なお、各接合面２３１、４０１に水酸基が結合している状態を形成するためには、例えば、各接合面２３１、４０１に酸素プラズマ等のプラズマ処理を施す方法、エッチング処理を施す方法、電子線を照射する方法、紫外光を照射する方法、オゾンに曝す方法、またはこれらを組み合わせた方法等が用いられる。このような方法によれば、各接合面２３１、４０１の表面を清浄化するとともに、表面付近の結合の一部を切断して、表面を活性化することができる。このような状態の表面には、周囲の水分が接触することにより、水酸基（ＯＨ基）が自然に結合する。このようにして、水酸基が結合している状態を形成することができる。
【００９９】
また、ケース２や蓋体４の構成材料によっては、上記のような処理を施さなくても、各接合面２３１、４０１に水酸基が結合しているものもある。かかる構成材料としては、例えば、ステンレス鋼、アルミニウムのような各種金属材料、シリコン、石英ガラスのようなシリコン系材料、アルミナのような酸化物系セラミックス材料（無機系材料）等が挙げられる。なお、ケース２および蓋体４は、その全体が上記のような材料で構成されていなくてもよく、少なくとも表面付近が上記のような材料で構成されていればよい。
【０１００】
このような材料で構成されたケース２や蓋体４では、各接合面２３１、４０１近傍が酸化膜で覆われており、この酸化膜の表面には、水酸基が結合している。したがって、上記処理を施さなくても、ケース２と蓋体４とを強固に接合することができる。
また、ケース２や蓋体４の表面および内部には、終端化されていない活性な結合手（ダングリングボンド）が含まれていてもよい。さらに、水酸基とダングリングボンドとが混在した状態であってもよい。ケース２や蓋体４の表面および内部にダングリングボンドが含まれていると、各接合膜３１、３２の表面に露出したダングリングボンドとの間で、ネットワーク状に構築された共有結合に由来するより強固な接合がなされる。その結果、ケース２と蓋体４とをより強固に接合することができる。
【０１０１】
なお、エネルギーが付与された活性化された各接合膜３１、３２の表面は、その活性状態が経時的に緩和してしまう。このため、各接合膜３１、３２は、エネルギーの付与後、できるだけ早く被着体と積層されるのが好ましい。具体的には、エネルギーの付与後、６０分以内に積層するのが好ましく、５分以内に積層されるのがより好ましい。かかる時間内であれば、各接合膜３１、３２の表面が十分な活性状態を維持しているので、貼り合せたときに十分な接合強度を得ることができる。
【０１０２】
換言すれば、活性化させる前の各接合膜３１、３２は、化学的に安定であり、耐候性に優れている。このため、活性化させる前の各接合膜３１、３２は、長期にわたる保存に適したものである。したがって、一度に多量の各接合膜３１、３２を成膜して保管しておき、被着体との積層を行う直前にエネルギーを付与するようにすれば、水晶振動子１の製造効率の観点から有効である。
【０１０３】
ところで、従来のシリコン直接接合、オプティカルコンタクトのような固体接合では、表面を活性化させても、その活性状態は、大気中では数秒以上数十秒以下程度の極めて短時間しか維持されない。このため、表面の活性化を行った後、接合する２つの部材を貼り合わせる等の作業を行う時間を十分に確保することができないという問題があった。
これに対し、本発明によれば、エネルギーを付与した後でも数分以上の比較的長時間にわたってその活性状態を維持することができる。このため、作業に要する時間を十分に確保することができ、接合作業の効率化を図ることができる。
【０１０４】
［５］次に、図８（ｂ）に示すように、接合面２３１と接合面４０１とが対向するように、ケース２と蓋体４とを重ね合わせる。これにより、第１の接合膜３１と第２の接合膜３２とが一体化して接合膜３が得られるとともに、この接合膜３によりケース２と蓋体４とが接合される。その結果、凹部２２が気密封止され、図８（ｃ）に示す水晶振動子１が得られる（第５の工程）。
ここで、凹部２２は気密封止されて閉空間となるが、この際には、周囲の環境が閉空間内に閉じ込められることとなる。水晶振動子１のような封止型デバイスは、前述したように閉空間の環境がデバイスの信頼性に大きな影響を及ぼすことから、本工程における周囲の環境は重要となる。
【０１０５】
具体的には、本工程における周囲の環境は、減圧雰囲気、不活性ガス雰囲気とされるのが好ましい。これにより、閉空間内は不活性な環境となり、デバイスの変質・劣化を長期にわたって防止することができる。さらに減圧した場合、水晶振動片５等の可動デバイスの動作における抵抗が抑制されるため、可動の精度が向上する。その結果、特性に優れた水晶振動子１が得られる。
なお、水晶振動子１を得た後、必要に応じて、以下の２つの工程［６Ａ］、［６Ｂ］のうちのいずれか一方または双方を行うようにしてもよい。
【０１０６】
［６Ａ］得られた水晶振動子１を、ケース２と蓋体４とが互いに近づく方向に加圧する。これにより、各接合面２３１、４０１に各接合膜３１、３２がより接近し、水晶振動子１における接合強度をより高めることができる。
このとき、水晶振動子１を加圧する際の圧力はできるだけ高い方が好ましい。これにより、この圧力に応じて水晶振動子１における接合強度を高めることができる。
【０１０７】
なお、この圧力は、ケース２や蓋体４の構成材料や厚さ、接合装置等の条件に応じて、適宜調整すればよい。具体的には、１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下程度であるのが好ましく、１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下程度であるのがより好ましい。
また、加圧する時間は、特に限定されないが、１０秒以上３０分以下程度であるのが好ましい。
【０１０８】
［６Ｂ］得られた水晶振動子１を加熱する。これにより、水晶振動子１における接合強度をより高めることができる。
このとき、水晶振動子１を加熱する際の温度は、室温より高く、水晶振動子１の耐熱温度未満であれば、特に限定されないが、好ましくは２５℃以上１００℃以下程度とされ、より好ましくは５０℃以上１００℃以下程度とされる。かかる範囲の温度で加熱すれば、水晶振動子１が熱によって変質・劣化するのを防止しつつ、接合強度を確実に高めることができる。
【０１０９】
また、加熱時間は、特に限定されないが、１分以上３０分以下程度であるのが好ましい。
また、前記工程［６Ａ］、［６Ｂ］の双方を行う場合、これらを同時に行うのが好ましい。すなわち、水晶振動子１を加圧しつつ、加熱するのが好ましい。これにより、加圧による効果と、加熱による効果とが相乗的に発揮され、水晶振動子１の接合強度を特に高めることができる。
【０１１０】
なお、ケース２と蓋体４の熱膨張率がほぼ等しい場合には、上記のようにして水晶振動子１を加熱するのが好ましいが、２つの被着体の熱膨張率が大きく異なっている場合には、できるだけ低温下で接合を行うのが好ましい。接合を低温下で行うことにより、接合界面に発生する熱応力のさらなる低減を図ることができる。
具体的には、熱膨張率差にもよるが、２５℃以上５０℃以下程度で加熱するのが好ましく、２５℃以上４０℃以下程度で加熱するのがより好ましい。このような温度範囲であれば、熱膨張率差がある程度大きくても（例えば、５×１０−５／Ｋ以上）、接合界面に発生する熱応力を十分に低減することができる。その結果、水晶振動子１における反りや剥離等の発生を確実に防止することができる。
【０１１１】
以上のような工程［６Ａ］、［６Ｂ］を行うことにより、水晶振動子１における接合強度のさらなる向上を図ることができる。
このようにして作製された水晶振動子１は、各接合膜３１、３２が接合強度、耐薬品性および寸法精度に優れていることから、そのような特性を有するものとなる。
特に、水晶振動子１は、従来の接合方法で用いられていた接着剤のように、アンカー効果のような物理的結合に基づく接着ではなく、共有結合のように短時間で起こる強固な化学的結合に基づいて接合している。このため、水晶振動子１は、極めて剥離し難く、接合ムラ等も生じ難いものとなる。
【０１１２】
また、従来の固体接合のように、高温（７００℃以上８００℃以下程度）での熱処理を必要としないことから、耐熱性の低い材料で構成された被着体をも、接合に供することができる。これにより、ケース２や蓋体４の構成材料の制約がなくなり、材料選択の幅を広げることができる。
また、本発明では、前述したように、第１の接合膜３１の成膜パターンと第２の接合膜３２の成膜パターンとの合成パターンでもって、完全に閉じた枠状をなすパターンを実現すれば足りることから、それぞれの接合膜３１、３２の成膜パターンは、比較的単純なパターンにすることができる。このため、各接合膜３１、３２の膜厚や組成の均一性、エネルギー付与の均一性が向上し、接合強度および気密性に優れた水晶振動子１を製造することができる。
【０１１３】
また、得られた水晶振動子１は、気密性および液密性に優れたものとなるが、これは、各接合膜３１、３２がそれ自体高密度で通気性の低いものであり、また接合メカニズムも前述したような化学結合に基づくものであるため、原子、分子の通過も制限するためである。得られた閉空間の気密性は、ヘリウムガスを用いたリーク量（リークレート）で、１×１０−９Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ以下となることが期待できる。このようなリーク量であれば、長期にわたって閉空間の気密性を維持することができる。その結果、内部の閉空間を減圧状態または不活性ガスで置換した状態を長期にわたって維持可能な、信頼性の高い水晶振動子１が得られる。
また、水晶振動子１におけるケース２と蓋体４との接合強度は、５ＭＰａ（５０ｋｇｆ／ｃｍ２）以上であるのが好ましく、１０ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ２）以上であるのがより好ましい。このような接合強度であれば、接合界面の剥離および気密破壊が確実に防止され、信頼性の高い水晶振動子１が得られる。
【０１１４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の封止型デバイスの製造方法の第２実施形態について説明する。なお、ここでは、封止型デバイスとして水晶振動子を例に説明する。
図９は、本発明の封止型デバイスの製造方法（水晶振動子の製造方法）の第２実施形態を説明するための断面図である。
【０１１５】
以下、第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明した構成部分と同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態では、エネルギーを付与する前に、ケース２と蓋体４とを重ね合わせ、その後にエネルギーを付与するようにした以外は、前記第１実施形態と同様である。
【０１１６】
本実施形態に係る水晶振動子１の製造方法は、ケース（第１の部材）２と蓋体（第２の部材）４とを用意する第１の工程と、凹部２２内に水晶振動片５を収納する第２の工程と、ケース２の側壁２３の接合面２３１に第１の接合膜３１を成膜するとともに、蓋体４の接合面４０１に第２の接合膜３２を成膜する第３の工程と、接合面２３１と接合面４０１とが対向するように、ケース２と蓋体４とを重ね合わせることにより、仮接合体１０を得る第４の工程と、仮接合体１０にエネルギーを付与することにより、第１の接合膜３１および第２の接合膜３２に接着性を発現させ、凹部２２を気密封止して水晶振動子１を得る第５の工程とを有する。
【０１１７】
以下、各工程について順次説明する。
まず、第１実施形態と同様にして、第１の接合膜３１および第２の接合膜３２を成膜する。
次いで、図９（ａ）に示すように、接合面２３１と接合面４０１とが対向するように、ケース２と蓋体４とを重ね合わせる。これにより、図９（ｂ）に示す仮接合体１０が得られる（第４の工程）。この仮接合体１０における各接合膜３１、３２には、この段階では接着性が発現していないので、仮接合体１０においてケース２または蓋体４をずらすことにより、相対位置を微調整することができる。
【０１１８】
次いで、図９（ｃ）に示すように、仮接合体１０にエネルギーを付与する。これにより、各接合膜３１、３２に接着性が発現し、これらの接合膜が一体化して接合膜３が形成される（第５の工程）。
仮接合体１０にエネルギーを付与する方法としては、第１実施形態における方法と同様の方法が用いられるが、ここでは、図９（ｃ）に矢印で示すように圧縮力を付与する方法について説明する。
【０１１９】
また、仮接合体１０に付与される圧縮力は、０．２ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下程度であるのが好ましく、１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下程度であるのがより好ましい。これにより、各接合膜３１、３２において、その接着性を必要かつ十分に発現させることができる。なお、この圧力が前記上限値を上回っても構わないが、ケース２や蓋体４の各構成材料によっては損傷等が生じるおそれがある。
【０１２０】
また、加圧する時間は、特に限定されないが、１０秒以上３０分以下程度であるのが好ましい。なお、加圧する時間は、加圧する際の圧力に応じて適宜変更すればよい。具体的には、仮接合体１０を加圧する際の圧力が高いほど、加圧する時間を短くしても、十分な接着性を発現させることができる。
なお、仮接合体１０の圧縮は、いかなる雰囲気中で行うようにしてもよいが、大気雰囲気中で行われるのが好ましい。これにより、雰囲気を制御することに手間やコストをかける必要がなくなり、活性化処理をより簡単に行うことができる。
【０１２１】
エネルギーが付与されると、第１の接合膜３１と第２の接合膜３２とが一体化し、接合膜３が得られる。この接合膜３により、ケース２と蓋体４とが接合されるとともに、凹部２２が気密封止され、水晶振動子１が得られる。
以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
以上、本発明の封止型デバイスの製造方法および封止型デバイスを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１２２】
例えば、水晶振動子のうち、ケースと接合膜との間、および、蓋体と接合膜との間には、任意の層が付加されていてもよい。このような層としては、層間の密着強度を高める中間層、層間のクッション性を高める中間層、応力集中を緩和する機能を有する中間層等が挙げられる。
また、本発明の封止型デバイスの製造方法では、前記実施形態の構成に限定されず、任意の目的の工程が１または２以上追加されていてもよい。さらに、各工程の順序は、前記実施形態の構成に限定されず、例えば、第１実施形態では、接合膜の成膜後またはエネルギーの付与後に、デバイスを収納するようにしてもよく、第２実施形態では、接合膜の成膜後にデバイスを収納するようにしてもよい。
【０１２３】
なお、上記各実施形態では、封止型デバイスの例として水晶振動子を挙げたが、本発明はこの他に、あらゆる封止型デバイスに適用することができる。封止型デバイスは、気密封止を必要とする接合部を有するデバイスであるが、例えば、圧電アクチュエータ、圧電振動子、弾性表面波素子（ＳＡＷデバイス）等の圧電デバイス、蛍光灯、放電ランプ、発光ダイオード、半導体レーザーのような発光素子、フォトダイオードのような受光素子、液晶表示素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、プラズマディスプレイ、電気泳動表示素子のような表示素子、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）のような撮像素子、加速度センサー、角速度センサー、圧力センサーのような各種センサー、波長可変フィルター、バイオセンサーのようなＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）、光コネクター、光変調器のような光通信デバイス、ＩＣパッケージのような半導体素子、ＩＤタグ、ＩＣカードのような記録媒体、腕時計、被収納物として任意の気体や液体を封入する医療器具等が挙げられる。
【実施例】
【０１２４】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．水晶振動子（封止型デバイス）の製造
（実施例１）
まず、図２に示すような、アルミナ製のケース、ＯＡ１０ガラス製の蓋体、および水晶振動片を用意した。
次いで、ケース内に水晶振動片を収納するとともに、ケースの側壁の接合面および蓋体の接合面にそれぞれ酸素プラズマ処理を施した。
次に、各接合面に、図７に示すマスクを介して平均厚さ２００ｎｍのプラズマ重合膜を成膜した。なお、成膜条件は以下に示す通りである。
【０１２５】
＜成膜条件＞
・原料ガスの組成    ：オクタメチルトリシロキサン
・原料ガスの流量    ：３０ｓｃｃｍ
・キャリアガスの組成：アルゴン
・キャリアガスの流量：３０ｓｃｃｍ
・高周波電力の出力  ：２５０Ｗ
・高周波出力密度    ：０．５Ｗ／ｃｍ２
・チャンバー内圧力  ：５Ｐａ（低真空）
・処理時間          ：３分
・基板温度          ：６０℃
これにより、各接合面上にプラズマ重合膜を成膜した。
【０１２６】
このようにして成膜されたプラズマ重合膜は、オクタメチルトリシロキサン（原料ガス）の重合物で構成されており、シロキサン結合を含み、ランダムな原子構造を有するＳｉ骨格と、アルキル基（脱離基）とを含むものであった。また、Ｓｉ骨格の結晶化度を測定するため、プラズマ重合膜の一部に波長４０５ｎｍの紫外線を６００秒間照射した後、Ｘ線回折法により結晶化度を測定した。その結果、プラズマ重合膜の結晶化度は３０％以下であった。
次に、得られた各プラズマ重合膜に以下に示す条件でプラズマ処理を施した。
【０１２７】
＜プラズマ処理条件＞
・プラズマ処理方式：ダイレクトプラズマ方式
・処理ガスの組成  ：ヘリウムガス
・雰囲気圧力      ：大気圧（１００ｋＰａ）
・電極間距離      ：１ｍｍ
・印加電圧        ：１ｋＶｐ−ｐ
・電圧周波数      ：４０ＭＨｚ
【０１２８】
次に、プラズマ処理を施してから１分後に、接合面同士が対向するように、ケースと蓋体とを重ね合わせた。これにより、ケースと蓋体とを接合し、水晶振動子を得た。なお、この重ね合わせの作業は、減圧雰囲気下で行った。
次いで、得られた水晶振動子を５ＭＰａで圧縮した。
（実施例２）
エネルギー付与の工程と、ケースと蓋体とを重ね合わせる工程とを入れ替えた以外は、前記実施例１と同様にして水晶振動子を得た。
【０１２９】
（比較例１）
ケースと蓋体との間をエポキシ系接着剤で接着した以外は、前記実施例１と同様にして水晶振動子を得た。なお、エポキシ系接着剤の平均厚さは、２００μｍとした。
（比較例２）
まず、水晶製のケースと、ガラス製の蓋体とを用意した。そして、ケースと蓋体との間を陽極接合により接合した以外は、前記実施例１と同様にして水晶振動子を得た。
（比較例３）
マスクを用いることなく、接合膜を成膜するようにした以外は、前記実施例１と同様にして水晶振動子を得た。
【０１３０】
２．水晶振動子（封止型デバイス）の評価
２．１  接合強度の評価
各実施例および各比較例で得られた水晶振動子について、それぞれ接合強度を測定した。
接合強度の測定は、各接合体において第１の被着体と第２の被着体とを強制的に引き剥がしたとき、剥がれる直前の引っ張り力を測定することにより行った。また、接合強度の測定は、接合直後と、接合後に−４０℃から１２５℃の温度サイクルを５０回繰り返した後のそれぞれにおいて行った。
【０１３１】
その結果、各実施例で得られた水晶振動子および比較例３で得られた水晶振動子では、接合直後および温度サイクル後のいずれにおいても、十分な接合強度（１０ＭＰａ以上）を有していた。
一方、各比較例で得られた水晶振動子のうち、比較例１、２については接合強度が非常に小さく測定できなかった。
【０１３２】
２．２  リーク量の評価
各実施例および各比較例で得られた水晶振動子について、それぞれリーク量を測定した。
リーク量の測定は、リークディテクターを用いて真空法により行った。また、プローブガスとしてはヘリウムガスを用いた。
【０１３３】
また、リーク量の測定は、接合直後と２．１の温度サイクル後のそれぞれにおいて行った。
その結果、各実施例で得られた水晶振動子では、接合直後および温度サイクル後のいずれにおいても、リーク量は１×１０−９Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ未満であった。
一方、各比較例で得られた水晶振動子のうち、比較例１、２についてはリーク量が多過ぎて測定できなかった。また、比較例３については、接合直後はリーク量が１×１０−９Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ未満であったが、温度サイクル後は、若干の悪化が認められた。
以上の評価結果から、各実施例で得られた水晶振動子は、温度サイクルを経ても、接合強度および気密性に優れたものであることが明らかとなった。
【０１３４】
２．３  発振特性の評価
各実施例および各比較例で得られた水晶振動子について、それぞれの２．１の温度サイクル後における発振特性を評価した。
その結果、各実施例で得られた水晶振動子の特性は、いずれも設計時に想定した特性範囲内であった。
これに対し、各比較例で得られた水晶振動子の特性は、いずれも設計時に想定した特性範囲から外れていた。
【符号の説明】
【０１３５】
１……水晶振動子  １０……仮接合体  ２……ケース  ２１……支持部  ２２……凹部  ２３……側壁  ２３１……接合面  ２４……底部  ３……接合膜  ３１……第１の接合膜  ３２……第２の接合膜  ３０１……Ｓｉ骨格  ３０２……シロキサン結合  ３０３……脱離基  ３０４……活性手  ３５……表面  ３６、３７……マスク  ３６１、３７１……窓部  ３６２……第１の遮蔽部  ３６３……第２の遮蔽部  ３６４……連結部  ４……蓋体  ４０１……接合面  ５……水晶振動片  ６……マウント材  １００……プラズマ重合装置  １０１……チャンバー  １０２……接地線  １０３……供給口  １０４……排気口  １３０……第１の電極  １３９……静電チャック  １４０……第２の電極  １７０……ポンプ  １７１……圧力制御機構  １８０……電源回路  １８２……高周波電源  １８３……マッチングボックス  １８４……配線  １９０……ガス供給部  １９１……貯液部  １９２……気化装置  １９３……ガスボンベ  １９４……配管  １９５……拡散板  ９……封止型デバイス  ９０……凹部  ９１……容器  ９２……蓋体  ９３……素子
【図１】
2011129587.tif 000003
【図２】
2011129587.tif 000004
【図３】
2011129587.tif 000005
【図４】
2011129587.tif 000006
【図５】
2011129587.tif 000007
【図６】
2011129587.tif 000008
【図７】
2011129587.tif 000009
【図８】
2011129587.tif 000010
【図９】
2011129587.tif 000011
【図１０】
2011129587.tif 000012