(57)【要約】【課題】精度よく加工することができる水晶基板のエッチング方法、この方法により外形を形成した圧電振動片、この圧電振動片を有する圧電振動子、発振器、電子機器、および電波時計を提供する。【解決手段】水晶基板７０の第１面７０ａに、水晶基板７０と略同一のエッチングレートを有する補助基板７２が接合された状態で、水晶基板７０の第２面７０ｂ側から、水晶基板７０および補助基板７２を連続してドライエッチングすることを特徴とする。【選択図】図１７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶基板のエッチング方法であって、
前記水晶基板の第１面に、前記水晶基板と略同一のエッチングレートを有する補助基板が接合された状態で、
前記水晶基板の第２面側から、前記水晶基板および前記補助基板を連続してドライエッチングすることを特徴とする水晶基板のエッチング方法。
【請求項２】
請求項１に記載の水晶基板のエッチング方法において、
前記補助基板は、酸化ケイ素を主成分とする材料により形成されていることを特徴とする水晶基板のエッチング方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水晶基板のエッチング方法において、
前記水晶基板と前記補助基板とが陽極接合膜を介して陽極接合されていることを特徴とする水晶基板のエッチング方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の水晶基板のエッチング方法において、
前記水晶基板と前記補助基板とが水素接合されていることを特徴とする水晶基板のエッチング方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載の水晶基板のエッチング方法において、
前記水晶基板と前記補助基板とが常温接合されていることを特徴とする水晶基板のエッチング方法。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか１項に記載の水晶基板のエッチング方法により外形が形成されたことを特徴とする圧電振動片。
【請求項７】
請求項６に記載の圧電振動片を備えたことを特徴とする圧電振動子。
【請求項８】
請求項７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９】
請求項７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１０】
請求項７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、水晶基板のエッチング方法、圧電振動片、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機器には、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水晶等の圧電材料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、いわゆる音叉型の圧電振動片をパッケージに封入した圧電振動子が知られている。音叉型の圧電振動片は、幅方向に並んで配置された一対の振動腕部と、一対の振動腕部の長手方向の基端側を一体的に固定する基部とを有する、薄板状の水晶片である。
【０００３】
特許文献１には、圧電材料基板（本願の水晶基板に相当）をドライエッチングして、圧電素子（本願の圧電振動片に相当）の外形を形成する方法が記載されている。具体的な圧電振動片の外形の形成方法としては、圧電材料基板の表面に金属膜パターンを形成し、金属膜パターンをマスクとして水晶基板をドライエッチングする。これにより、金属膜パターンで保護された領域以外の水晶基板が選択的に除去され、圧電振動片の外形形状を形成することができる。
【０００４】
ところでドライエッチングは、真空チャンバー内でプラズマを発生させ、エッチングガスからイオン等の活性種を生成し、イオン等の活性種と水晶基板とを化学反応させて行う。ここで、この化学反応は発熱反応であり、ドライエッチングを行っているときの水晶基板は高温となる。これにより、水晶基板の熱歪みが生じ、水晶基板の特性が劣化する虞がある。
【０００５】
上記の問題を解決するために、一般に、水晶基板を冷却しながらドライエッチングする方法が知られている。
図２３は従来のドライエッチングの説明図である。
具体的な方法としては、接着剤７１０で水晶基板７００の一方面にシリコン基板７２０を貼付する。そして、水晶基板７００をシリコン基板７２０ごと冷却装置８００上に載置して、このシリコン基板７２０を冷却装置８００に当接させた状態でドライエッチングを行う。シリコン基板７２０は熱伝導率が高いので、水晶基板７００の熱を効率よく冷却装置８００に放熱することができる。
【０００６】
ここで、シリコン基板７２０のエッチングレートは、水晶基板７００と比較して非常に高い。このため、水晶基板７００および接着剤７１０を貫通してシリコン基板７２０をエッチングすると、シリコン基板７２０の下にある冷却装置８００まで一気にエッチングが到達してしまい、冷却装置８００を損傷する虞がある。したがって、冷却装置８００が損傷するのを防止するため、エッチングが接着剤７１０に到達した時点で、エッチングを止めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３４９３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述した従来のドライエッチング方法では、接着剤７１０でエッチングを止めているので、水晶基板７００をオーバーエッチングできない。そのため、エッチングにより形成される孔の側面を、主面に対して垂直に加工することができない。したがって、圧電振動片の側面を精度よく形成することができないという問題がある。
【０００９】
また、接着剤の厚さは１００μｍ程度と厚いので、水晶基板７００を貫通して接着剤７１０にエッチングが到達すると、水晶基板７００と接着剤７１０との接着面７００ａに沿ってサイドエッチングが進行する。これにより、エッチングする必要のない水晶基板７００の接着面７００ａがエッチングされ、圧電振動片の表面を精度よく形成することができないという問題がある。
【００１０】
このように従来のドライエッチング方法では、圧電振動片の外形形状を精度よく形成することができず、結果として圧電振動片の特性が悪化してしまう虞があった。
【００１１】
そこで本発明は、精度よく加工することができる水晶基板のエッチング方法、この方法により外形を形成した圧電振動片、この圧電振動片を有する圧電振動子、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、本発明の水晶基板のエッチング方法は、前記水晶基板の第１面に、前記水晶基板と略同一のエッチングレートを有する補助基板が接合された状態で、前記水晶基板の第２面側から、前記水晶基板および前記補助基板を連続してドライエッチングすることを特徴とする。
本発明によれば、水晶基板と略同一のエッチングレートを有する補助基板を水晶基板に接合しているので、エッチングが一気に補助基板を貫通することがない。また、水晶基板および補助基板を連続してドライエッチングすることにより、水晶基板を貫通してオーバーエッチングできる。これにより、エッチングにより形成される孔の側面を、主面に対して垂直に加工することができるので、圧電振動片の外形形状を精度よく形成することができる。
【００１３】
また、前記補助基板は、酸化ケイ素を主成分とする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、補助基板の材料は水晶基板の材料と主成分が同一なので、補助基板のエッチングレートを水晶基板のエッチングレートと略同一にすることができる。
【００１４】
また、前記水晶基板と前記補助基板とが陽極接合膜を介して陽極接合されていることが望ましい。
陽極接合とは、接合する各基板を重ね合わせて電圧および熱を加え、接合界面で共有結合させることにより基板同士を接合する技術である。陽極接合膜はアルミニウムやクロム等からなり、陽極接合膜のエッチングレートは水晶基板のエッチングレートと比較して高いので、陽極接合膜のサイドエッチングは進行しにくい。したがって、本発明によれば、水晶基板の第１面がエッチングされるのを抑制することができる。一方、陽極接合膜は非常に薄いので、ドライエッチングは陽極接合膜で止まることなく進行する。したがって、水晶基板を貫通してオーバーエッチングできる。これにより、圧電振動片の外形形状をより精度よく形成することができる。
【００１５】
また、前記水晶基板と前記補助基板とが水素接合されていることが望ましい。
水素接合とは、酸化膜を形成した各基板の各接合面に水酸基を付着させ、各接合面の水酸基を水素結合させることにより基板同士を接合する技術である。本発明によれば、水晶基板および補助基板は、水素接合により接着剤や接合膜等を介さずにシームレスに接合することができる。したがって、水晶基板の第１面がエッチングされることがない。
【００１６】
また、前記水晶基板と前記補助基板とが常温接合されていることが望ましい。
常温接合とは、接合する各基板の表面を活性化させ、各接合面を密着させて基板同士を接合する技術である。本発明によれば、加熱処理を行わずに常温で水晶基板および前記補助基板を接合することができる。これにより、補助基板と水晶基板との線膨張係数の差による水晶基板の熱歪みが生じないので、水晶基板の特性を損なわずに水晶基板および補助基板を接合することができる。また、接合部にガリウムを塗布して界面に浸透させるだけで、水晶基板と補助基板とを簡単に分離することができる。
【００１７】
また、本発明の圧電振動片は、上述の水晶基板のエッチング方法により外形が形成されたことを特徴とする。
本発明によれば、上述のエッチング方法はエッチング側面を精度よく平坦に形成することができるので、圧電振動片の外形形状を精度よく形成できる。したがって、製造不良がなく、良好な振動特性を有する圧電振動片を提供することができる。
【００１８】
また、本発明の圧電振動子は、前述の圧電振動片を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、製造不良が無く、良好な振動特性を有する圧電振動片を備えているので、性能のよい圧電振動子を提供することができる。
【００１９】
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。
【００２０】
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、性能のよい圧電振動子を備えているので、性能のよい発振器、電子機器および電波時計を製造することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、水晶基板と略同一のエッチングレートを有する補助基板を水晶基板に接合しているので、エッチングが一気に補助基板を貫通することがない。また、水晶基板および補助基板を連続してドライエッチングすることにより、水晶基板を貫通してオーバーエッチングできる。これにより、エッチングにより形成される孔の側面を、主面に対して垂直に加工することができるので、圧電振動片の外形形状を精度よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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】圧電振動片作製工程のフローチャートである。
【図１０】第１実施形態の補助基板接合工程の説明図である。
【図１１】金属膜製膜工程の説明図である。
【図１２】フォトレジスト膜形成工程の説明図である。
【図１３】レジストパターン形成工程の説明図である。
【図１４】現像工程の説明図である。
【図１５】金属膜エッチング工程の説明図である。
【図１６】レジストパターン除去の説明図である。
【図１７】ドライエッチング工程の説明図である。
【図１８】ドライエッチング後の水晶基板の説明図である。
【図１９】ウエハ体の分解斜視図である。
【図２０】発振器の一実施形態を示す構成図である。
【図２１】電子機器の一実施形態を示す構成図である。
【図２２】電波時計の一実施形態を示す構成図である。
【図２３】従来のドライエッチングの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（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、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。
【００２４】
（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、本実施形態の圧電振動片４は、水晶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。
【００２５】
本実施形態の圧電振動片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、圧電振動片４をパッケージに実装するために基部１２に形成されたマウント電極１６，１７と、第１の励振電極１３および第２の励振電極１４とマウント電極１６，１７とを電気的接続する引き出し電極１９，２０と、を有している。
【００２６】
本実施形態において、励振電極１５および引き出し電極１９，２０は、後述するマウント電極１６，１７の下地層と同じ材料のクロムにより単層膜が形成されている。これにより、マウント電極１６，１７の下地層を成膜するのと同時に、励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜することができる。ただし、この場合に限られず、例えば、ニッケルやアルミニウム、チタン等により励振電極１５および引き出し電極１９，２０を成膜しても構わない。
【００２７】
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。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、後述するマウント電極１６，１７に電気的に接続されている。
【００２８】
本実施形態のマウント電極１６，１７は、クロムと金との積層膜であり、水晶と密着性の良いクロム膜を下地層として成膜した後に、表面に金の薄膜を仕上げ層として成膜することにより形成される。ただし、この場合に限られず、例えば、クロムとニクロムを下地層として成膜した後に、表面にさらに金の薄膜を仕上げ層として成膜しても構わない
【００２９】
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。
【００３０】
（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。
【００３１】
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はシリコン膜で形成されているが、接合膜３５をアルミニウムで形成することも可能である。後述するように、この接合膜３５とベース基板２とが陽極接合されることにより、キャビティＣが真空封止されている。
【００３２】
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。
【００３３】
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、後述する実装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いる。
【００３４】
以下に貫通電極の説明をする。なお、以下には貫通電極３２を例にして説明するが、貫通電極３３についても同様である。
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および導電部材７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の中心には、導電部材７が筒体６を貫通するように配されている。筒体６は、導電部材７および貫通孔３０に対して強固に固着している。そして、筒体６および導電部材７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。
【００３５】
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。
【００３６】
そして、図４に示すように、一対の引き回し電極３６，３７上にバンプＢが形成されている。また、バンプＢは、前述したマウント電極の仕上げ層と同じ金材料により形成される。これにより、フリップチップボンディングによりマウント電極１６，１７をバンプＢに接合する際に、マウント電極１６，１７とバンプＢとの金属拡散を十分に実現することができる。
【００３７】
圧電振動片４のマウント電極１６，１７は、バンプＢを介してベース基板２に実装されている。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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
（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、圧電振動子の製造方法のフローチャートである。
本実施形態に係る圧電振動子の製造方法は、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。
【００４１】
（第１実施形態、圧電振動片作製工程）
図９は、圧電振動片作製工程Ｓ１０のフローチャートである。
圧電振動片作製工程Ｓ１０は、主に、水晶基板準備工程Ｓ１１５と、圧電振動片外形形成工程Ｓ１２０と、電極等形成工程Ｓ１３０とを備えている。
【００４２】
（水晶基板準備工程、水晶基板形成工程）
水晶基板準備工程Ｓ１１５は、水晶基板形成工程Ｓ１１５Ａと補助基板接合工程Ｓ１１５Ｂとを備えている。水晶基板形成工程Ｓ１１５Ａでは、所定の厚み（本実施形態では１００μｍ程度）を有する水晶基板（ウエハ）を形成する。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する。続いて、スライスした水晶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く。その後ポリッシュなどの鏡面研磨加工を行って、１００μｍ程度の厚みを有する水晶基板を形成する。
【００４３】
（水晶基板準備工程、補助基板接合工程）
図１０は、本実施形態における補助基板接合工程の説明図である。なお、以下の説明では、水晶基板７０の補助基板との接合面を第１面７０ａとし、その反対側の面を第２面７０ｂとする。
次に、図１０に示すように、水晶基板７０と補助基板７２とを接合する補助基板接合工程Ｓ１１５Ｂを行う。
補助基板７２は酸化ケイ素を主成分とする材料により形成され、水晶基板７０と略同一のエッチングレートを有している。本実施形態では補助基板７２の材料としてガラスを採用している。なお、補助基板７２の材料として水晶を採用することもできる。これにより、水晶基板７０と補助基板７２とのエッチングレートを略同一にできるだけでなく、水晶基板７０と補助基板７２との線膨張係数も略同一にすることができる。補助基板７２は、水晶基板７０よりも若干大きい外形を有している。これにより、水晶基板７０における補助基板７２との接合面全面を補助基板７２で覆って、水晶基板７０と補助基板７２とを接合することができる。
【００４４】
本実施形態では、水晶基板７０および補助基板７２を陽極接合により接合している。具体的には、以下の手順で陽極接合を行う。
まず、水晶基板７０の第１面７０ａの全面に、アルミニウムやクロム等の金属からなる陽極接合膜７１を形成する。陽極接合膜７１の膜厚は、例えば０．１μｍ程度に形成される。陽極接合膜７１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。
次に、陽極接合膜７１を介して水晶基板７０と補助基板７２とを重ね合わせ、水晶基板７０の第１面７０ａに陽極電極を、補助基板７２の外側に陰極電極を接続する。なお、水晶基板の第２面７０ｂに陽極電極を、補助基板７２の外側に陰極電極を接続してもよい。
続いて、水晶基板７０および補助基板７２を例えば４００℃程度に加熱しながら、各電極間に５００Ｖ程度の電圧を印加する。これにより、水晶基板７０および補助基板７２を陽極接合することができる。前述の水晶基板形成工程Ｓ１１５Ａで鏡面研磨加工を行っているので、第１面７０ａ表面の平面度が確保され、補助基板７２との安定した接合を実現することができる。
水晶基板７０および補助基板７２を陽極接合した時点で、水晶基板準備工程Ｓ１１５が終了する。
【００４５】
（圧電振動片外形形成工程）
次に、水晶基板７０から圧電振動片の外形を形成する圧電振動片外形形成工程Ｓ１２０を行う。圧電振動片外形形成工程Ｓ１２０は、主に、後にドライエッチング時のメタルマスクとなる金属膜を形成する金属膜製膜工程Ｓ１２１と、金属膜製膜工程Ｓ１２１で成膜した金属膜上にフォトレジスト膜を形成するフォトレジスト膜形成工程Ｓ１２３と、フォトレジスト膜からレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程Ｓ１２５と、水晶基板７０をエッチングするドライエッチング工程Ｓ１２７と、補助基板７２を水晶基板７０から除去する補助基板除去工程Ｓ１２９とを備えている。
【００４６】
図１１は金属膜製膜工程の説明図である。
圧電振動片外形形成工程Ｓ１２０では、まず、図１１に示すように、水晶基板７０の第２面７０ｂに、マスク用金属膜７４を成膜する金属膜製膜工程Ｓ１２１を行う。このマスク用金属膜７４は、例えばクロムからなる下地膜７４ａと、金からなる保護膜７４ｂとの積層膜であり、それぞれスパッタリング法や蒸着法等により成膜される。
【００４７】
図１２はフォトレジスト膜形成工程の説明図である。
次に、図１２に示すように、マスク用金属膜７４上にフォトレジスト膜７５を形成するフォトレジスト膜形成工程Ｓ１２３を行う。具体的には、マスク用金属膜７４上に、スピンコート法等によりレジスト材料を塗布し、その後、レジスト材料をプリベークして有機溶剤を蒸発させることで、フォトレジスト膜７５が形成される。
【００４８】
図１３はレジストパターン形成工程の説明図である。
次に、図１３に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜７５にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程Ｓ１２５を行う。なお、レジストパターンを形成する方法としてポジレジストとネガレジストとがあるが、本実施形態では、ネガレジストを例にして説明する。
【００４９】
レジストパターン形成工程Ｓ１２５では、まず、図１３に示すように、フォトレジスト膜７５を露光する露光工程Ｓ１２５Ａを行う。フォトマスク８０は、ガラス等の光透過性を有するフォト基板８１の主面８１ａ上に、クロム等の遮光性を有する遮光膜パターン８５が形成されたものである。遮光膜パターン８５は、フォトレジスト膜７５をパターニングするためのものであり、フォト基板８１の主面８１ａ上において、圧電振動片の外形に相当する領域を除く領域に形成されている。
【００５０】
露光工程Ｓ１２５Ａでは、まず、フォトマスク８０の主面８１ａ側をフォトレジスト膜７５に向けた状態でセットする。この時、水晶基板７０とフォトマスク８０との位置合わせをした状態で、フォトマスク８０をセットする。次に、例えば紫外線Ｋを照射する。これにより、フォトマスク８０を透過してフォトレジスト膜７５が露光される。ここで、露光された領域のフォトレジスト膜７５は硬化する。露光が終了したら、フォトマスク８０を取り除く。
【００５１】
図１４は、現像工程の説明図である。
次に、図１４に示すように、フォトレジスト膜７５を現像する現像工程Ｓ１２５Ｂを行う。具体的には、水晶基板７０を現像液に浸漬することで、紫外線Ｋが露光されていない領域のフォトレジスト膜７５のみが選択的に除去される。現像後のマスク用金属膜７４上には、圧電振動片の外形形状にフォトレジスト膜７５が残存した状態のレジストパターン７６が複数形成される。
【００５２】
図１５は金属膜エッチング工程の説明図である。
図１６はレジストパターン除去の説明図である。
次に、図１５に示すように、レジストパターン７６をマスクとしてエッチング加工を行う金属膜エッチング工程Ｓ１２５Ｃを行う。本工程では、レジストパターン７６によりマスクされていない金属膜を選択的に除去する。その後、フォトレジスト膜７５のレジストパターン７６を除去する。これにより、図１６に示すように、水晶基板７０の第２面７０ｂ上には、ドライエッチング時のメタルマスクとなる金属膜の外形パターン７３が形成される。
【００５３】
図１７はドライエッチング工程の説明図である。
次に、図１７に示すように、パターニングされた外形パターン７３をマスクとして、水晶基板をドライエッチングするドライエッチング工程Ｓ１２７を行う。
ドライエッチングの具体的な方法としては、まず、真空チャンバー（不図示）内に、補助基板７２を接合した水晶基板７０を搬送して冷却板（不図示）上にセットする。続いて、エッチングガスを真空チャンバー内に導入する。なお、エッチングガスは六フッ化硫黄や四フッ化炭素等のガスにアルゴン等のガスを添加したものである。次に、真空チャンバー内を所定の気圧にした後、プラズマ発生装置（不図示）により、真空チャンバー内にプラズマを発生させることでエッチングガスからイオン等の活性種が生成される。この活性種を水晶基板７０の第１面７０ａから衝突させ、水晶基板７０に含まれるシリコン原子と反応することによりドライエッチングがなされる。
【００５４】
本実施形態では、図１７に示すように、水晶基板７０の第２面７０ｂからドライエッチングし、第１面７０ａを貫通して、さらに連続してガラスからなる補助基板７２をドライエッチングする。
一般に、ドライエッチングは、マスクの近傍よりもマスクから離間した部分が進行しやすい。従来の手法では、図２３に示すように、水晶基板７００の一方面にシリコン基板７２０を接着剤７１０で貼付しており、エッチングが接着剤７１０に到達した時点でエッチングを止めていた。このように、オーバーエッチングすることなくエッチングを止めると、エッチングにより形成される孔の側面を十分エッチングすることができず、孔の側面を主面に対して垂直に形成することができなかった。
しかし、本実施形態では、図１７に示すように、第１面７０ａを貫通して、さらに連続して補助基板７２をオーバーエッチングするので、孔の側面を十分エッチングすることができ、孔の側面を主面に対して垂直に形成することができる。
【００５５】
また、従来の手法では、図２３に示すように、接着剤７１０は１００μｍ程度と非常に厚いため、水晶基板７００を貫通してエッチングが接着剤７１０に到達すると、水晶基板７００と接着剤７１０との境界面に沿って接着剤７１０がサイドエッチングされていた。このため、水晶基板７００と接着剤７１０との接着面７００ａの保護が弱くなり、接着面７００ａがエッチングされていた。
しかし本実施形態では、図１７に示すように、水晶基板７０および補助基板７２は陽極接合膜７１を介して陽極接合により接合されている。陽極接合膜７１はアルミニウムやクロム等からなり、陽極接合膜７１のエッチングレートは水晶基板７０のエッチングレートと比較して高いので、陽極接合膜７１のサイドエッチングは進行しにくい。したがって、水晶基板７０の第１面７０ａがエッチングされるのを抑制することができる。一方、陽極接合膜７１は非常に薄いので、ドライエッチングは陽極接合膜７１で止まることなく進行する。したがって、水晶基板７０を貫通してオーバーエッチングできる。これにより、圧電振動片の外形形状をより精度よく形成することができる。
【００５６】
図１８はドライエッチング後の水晶基板の説明図である。
上述のように、ドライエッチング工程Ｓ１２７により、マスクされていない領域が選択的に除去される。その結果、図１８に示すように、圧電振動片の外形形状を有する圧電板７８を形成することができる。なお、各圧電板７８はドライエッチング後の水晶基板７０と連結している。
【００５７】
続いて、補助基板７２を水晶基板７０から除去する補助基板除去工程Ｓ１２９を行う。具体的には、所定の厚さに補助基板７２を研削した後、ウエットエッチング等により補助基板７２および陽極接合膜７１を除去する。なお、ウエットエッチング等により陽極接合膜７１を除去することにより水晶基板７０と補助基板７２とを分離してもよい。以上で圧電振動片外形形成工程Ｓ１２０が終了する。
【００５８】
次に、圧電振動片の外形形状に形成された圧電板７８の外表面に電極等を形成する電極等形成工程Ｓ１３０を行う。
電極等形成工程Ｓ１３０では、まず、金属膜の成膜およびパターニングを行って、励振電極、引き出し電極、マウント電極および重り金属膜を形成する。次に、圧電板７８の共振周波数の粗調を行う。重り金属膜の粗調膜にレーザ光を照射して一部を蒸発させ、振動腕部の重量を変化させることで行う。以上で、電極等形成工程Ｓ１３０が終了する。
【００５９】
最後に、図１８に示す各圧電板７８と水晶基板７０との連結部７９を切断して圧電振動片に個片化した時点で、圧電振動片作製工程Ｓ１０が終了する。
【００６０】
（リッド基板用ウエハ作製工程）
図１９は、ウエハ体の分解斜視図である。なお、図１９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。
リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０では、図１９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。
【００６１】
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。
【００６２】
（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１９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）。
【００６３】
（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Ｓ３２を行う。以下に、この貫通電極形成工程Ｓ３２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。
【００６４】
まず、ベース基板用ウエハ４０の第２面Ｌから第１面Ｕにかけて、プレス加工等により図３に示す貫通孔３０を成型する。次に、貫通孔３０内に導電部材７を挿入してガラスフリットからなるペースト材を充填する。続いて、ペースト材を焼成して、図３に示すガラスの筒体６、貫通孔３０および導電部材７を一体化させる。最後に、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕおよび第２面Ｌの両方を研磨して、第１面Ｕおよび第２面Ｌの両方に導電部材７を露出させつつ平坦面とすることにより、図３に示す貫通電極３２を貫通孔３０内に形成する。貫通電極３２により、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕ側と第２面Ｌ側との導電性が確保されると同時に、キャビティＣ内の気密性を確保することができる。
【００６５】
（電極パターン形成工程）
次に、図４および図１９に示すように、ベース基板用ウエハ４０の第１面Ｕに引き回し電極３６，３７を形成する、電極パターン形成工程Ｓ３４を行う。引き回し電極３６，３７を同一の材料で形成するので、引き回し電極３６，３７を同時に形成することができる。引き回し電極３６，３７は、スパッタ法や真空蒸着法等により形成された被膜を、フォトリソグラフィ技術によりパターニングして形成される。
【００６６】
そして、図４に示すように、一対の引き回し電極３６，３７上に一対のバンプＢを形成する。バンプＢは、ワイヤボンダを用いて形成される。具体的には、極細の金ワイヤの先端をアーク放電等により溶解し、金ワイヤの先端に、金ボールを形成する。続いて、引き回し電極３６，３７上のバンプ形成位置に金ワイヤの先端の金ボールを押付けつつ、超音波振動を印加することにより接合する。最後に金ワイヤを引っ張って切断することにより、先細り形状のバンプＢを形成する。なお、図１９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】
（実装工程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を接合する実装工程Ｓ５０を行う。具体的には、まず、バンプＢを所定温度に加熱する。続いて、圧電振動片４の基部１２をバンプＢ上に載置し、圧電振動片４をバンプＢに所定の超音波振動を印加しつつ押し付ける。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１９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。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１０に示すウエハ体６０を得ることができる。なお、図１９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１９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１７に示すように、水晶基板７０と略同一のエッチングレートを有する補助基板７２を水晶基板７０に接合しているので、エッチングが一気に補助基板７２を貫通することがない。また、水晶基板７０および補助基板７２を連続してドライエッチングすることにより、水晶基板７０を貫通してオーバーエッチングできる。これにより、エッチングにより形成される孔の側面を、主面に対して垂直に加工することができるので、圧電振動片の外形形状を精度よく形成することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、水晶基板７０および補助基板７２が陽極接合されている。陽極接合膜７１はアルミニウムやクロム等からなり、陽極接合膜７１のエッチングレートは水晶基板７０のエッチングレートと比較して高いので、陽極接合膜のサイドエッチングは進行しにくい。したがって、水晶基板７０の第１面７０ａがエッチングされるのを抑制することができる。一方、陽極接合膜７１は非常に薄いので、ドライエッチングは陽極接合膜７１で止まることなく進行する。したがって、水晶基板７０を貫通してオーバーエッチングできる。これにより、圧電振動片の外形形状をより精度よく形成することができる。
【００７７】
（第２実施形態、水晶基板および補助基板を水素接合した場合）
第１実施形態では、水晶基板および補助基板を陽極接合していた。しかし、本実施形態では水晶基板および補助基板を水素接合している点で第１実施形態と異なっている。なお、第１実施形態と同様の構成の部分については、詳細な説明を省略する。
【００７８】
本実施形態では、水晶基板および補助基板を水素接合により接合する。具体的には、以下の手順で水素接合を行う。
まず、水晶基板および補助基板の各接合面に薄い酸化膜を形成し，同時に、各接合面に水酸基を付着する親水化処理を行う。次に、水晶基板および補助基板の各接合面を重ね合わせる。このとき、親水性となった水晶基板の接合面および補助基板の接合面は水酸基間の水素結合により、互いに密着して接合する。その後、水晶基板および補助基板を加熱して水素を脱離させる。これにより、水晶基板と補助基板とを水素接合することができる。
【００７９】
水晶基板および補助基板を水素接合により接合する場合には、接着剤や接合膜等を介さずに、水晶基板および補助基板をシームレスに接合できる。したがって、水晶基板の第１面がエッチングされることなく、水晶基板を貫通してより確実にオーバーエッチングできる点で、第１実施形態と比較して本実施形態に優位性がある。
一方、第１実施形態の陽極接合の加熱処理の温度は４００℃程度であるのに対し、一般に水素接合の加熱処理の温度はそれよりも高温であるため、第１実施形態の陽極接合の加熱処理の温度のほうが低い。したがって、水晶基板に対して熱によるダメージが少ない点で、本実施形態と比較して第１実施形態に優位性がある。
【００８０】
（第３実施形態、水晶基板および補助基板７２を常温接合した場合）
第１実施形態では水晶基板および補助基板を陽極接合していた。また、第２実施形態では水晶基板および補助基板を水素接合していた。しかし、本実施形態では水晶基板および補助基板を常温接合している点で第１実施形態および第２実施形態と異なっている。なお、第１実施形態および第２実施形態と同様の構成の部分については、詳細な説明を省略する。
【００８１】
本実施形態では、水晶基板と補助基板とを常温接合により接合する。具体的には、以下の手順で常温接合を行う。
まず、高真空下において、水晶基板および補助基板のそれぞれの接合面にアルゴンイオン等を照射する。イオンの衝撃作用により、物理的あるいは化学的に吸着した表面の有機物など除去して高清浄化と活性化を図る。その後、最表面に汚染物が再吸着しない高真空下において、水晶基板と補助基板とを密着させて接合する。これにより、常温のもとで強度に優れた接合が可能となる。
【００８２】
本実施形態では、第２実施形態と同様に、水晶基板および補助基板をシームレスに接合できる。このため、水晶基板の第１面がエッチングされることなく、水晶基板を貫通してより確実にオーバーエッチングできる点で、第１実施形態と比較して本実施形態に優位性がある。
また、本実施形態では、加熱処理を行わずに常温で水晶基板と補助基板とを接合することができる。このため、水晶基板の特性をまったく損なわずに水晶基板と補助基板とを接合することができる点で、第１実施形態および第２実施形態と比較して、本実施形態に優位性がある。
また、本実施形態は常温で接合するので、補助基板の線膨張係数を考慮する必要がない。したがって、安価な補助基板を選択することができ、製造コストを削減することができる点で、第１実施形態および第２実施形態と比較して本実施形態に優位性がある。
【００８３】
（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２０を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１１０は、図２０に示すように、前述した圧電振動子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。
【００８４】
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。
【００８５】
本実施形態の発振器１１０によれば、性能のよい圧電振動子１を備えているので、性能のよい発振器１１０を提供することができる。
【００８６】
（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２１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。
【００８７】
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２１に示すように、電力を供給するための電源部１２１と、圧電振動子１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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
本実施形態の携帯情報機器１２０によれば、性能のよい圧電振動子１を備えているので、性能のよい携帯情報機器１２０を提供することができる。
【００９５】
（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２２を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１４０は、図２２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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
本実施形態の電波時計１４０によれば、性能のよい圧電振動子１を備えているので、性能のよい電波時計１４０を提供することができる。
【０１００】
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。
第１実施形態では、水晶の圧電振動片を製造する場合を例にして、水晶基板のエッチング方法を説明した。しかし、例えば加速度センサ等の他の水晶デバイスを製造する場合に本発明を適用することも可能である。
【０１０１】
第１実施形態では、音叉型の圧電振動片を例にして、水晶基板のエッチング方法を説明した。しかし、例えばＡＴカット型の圧電振動片（厚み滑り振動片）を製造する際に、上述した本発明の水晶基板のエッチング方法を採用しても構わない。
【０１０２】
第１実施形態では、レジストパターンをマスクとして金属膜をエッチングすることにより、ドライエッチング時のメタルマスクを形成している。しかし、プレス加工によりメタルマスクを形成しても構わない。しかし、メタルマスクを精度よく形成でき、微細な圧電振動片を精度よく形成できる点で第１実施形態に優位性がある。
【０１０３】
第１から第３実施形態では、基板接合方法として陽極接合、水素接合および常温接合を例にして説明した。しかし、陽極接合、水素接合および常温接合以外の他の基板接合方法を採用することも可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１・・・圧電振動子  ４・・・圧電振動片  ７０・・・水晶基板  ７０ａ・・・第１面  ７０ｂ・・・第２面  ７１・・・陽極接合膜  ７２・・・補助基板  ７４・・・マスク用金属膜  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
【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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