(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶振動子であって、
裏面に実装端子を備えた封止基板と、
前記封止基板の上に設けられ、水晶片が搭載されたベース基板と、
前記水晶片を覆うように前記ベース基板上に設けられるリッド基板とを有し、
前記ベース基板に第１のビアホールが形成され、前記第１のビアホールの内壁面に第１の側面電極が形成されると共に、前記第１の側面電極が前記ベース基板の裏面で第１の金属パターンに接続し、
前記封止基板の、前記第１のビアホールと開口部が重ならない位置に第２のビアホールが形成され、前記第２のビアホールの内壁面に第２の側面電極が形成されると共に、前記第２の側面電極が前記封止基板の表面で第２の金属パターンに接続し、前記封止基板の裏面で前記実装端子に接続し、
前記ベース基板の裏面において、前記第１の金属パターンの周囲に、第３の金属パターンが前記ベース基板の端部まで形成され、
前記封止基板の表面において、前記第２の金属パターンの周囲に、第４の金属パターンが前記封止基板の端部まで形成され、
前記第１のビアホールの前記封止基板に対向する開口部が、前記第２の金属パターンで封止され、前記第２のビアホールの前記ベース基板に対向する開口部が、前記第１の金属パターンで封止されるよう、前記封止基板における前記第２の金属パターンと前記ベース基板における前記第１の金属パターンとが金属接合され、
前記第３の金属パターンと前記第４の金属パターンとが金属接合され、
前記リッド基板が、金属接合によって前記ベース基板に接合されていることを特徴とする水晶振動子。
【請求項２】
第１の金属パターンは、ベース基板の裏面において、第１のビアホールの開口部全体を囲むように形成されていることを特徴とする請求項１記載の水晶振動子。
【請求項３】
第２の金属パターンは、封止基板の表面において、第２のビアホールの開口部全体を囲むように形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の水晶振動子。
【請求項４】
封止基板に第３のビアホールが形成され、前記第３のビアホールの内壁面に第３の側面電極が形成されると共に、前記第３の側面電極が前記封止基板の裏面でグランド端子に接続し、
第３の金属パターンが、前記第３の側面電極に接続し、
前記第３のビアホールの前記ベース基板に対向する開口部が、前記第３の金属パターンで封止されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の水晶振動子。
【請求項５】
第３の金属パターンの厚みと第１の金属パターンの厚みを同じにし、第４の金属パターンの厚みと第２の金属パターンの厚みを同じにし、前記第４の金属パターンが第３のビアホールの開口部全体を囲むように形成されたことを特徴とする請求項４記載の水晶振動子。
【請求項６】
水晶振動子の製造方法であって、
第１のビアホールと、前記第１のビアホールの内壁面に形成された第１の側面電極と、裏面に形成され、前記第１の側面電極が接続する第１の金属パターンと、前記第１の金属パターンの周囲に、端部まで形成された第３の金属パターンとを有し、表面に前記第１の側面電極に接続する水晶片が搭載されたベース基板と、
裏面に形成された実装端子と、第２のビアホールと、前記第２のビアホールの内壁面に形成され、前記実装端子に接続する第２の側面電極と、表面に形成され、前記第２の側面電極に接続する第２の金属パターンと、前記第２の金属パターンの周囲に、端部まで形成された第４の金属パターンとを有する封止基板とを、
前記第１のビアホールの前記封止基板に対向する開口部が、前記第２の金属パターンで封止され、前記第２のビアホールの前記ベース基板に対向する開口部が、前記第１の金属パターンで封止されるよう、前記第１の金属パターンと前記第２の金属パターンを金属接合すると共に、前記第３の金属パターンと前記第４の金属パターンとを金属接合し、
前記ベース基板上に、前記水晶片を覆うようにリッド基板を搭載して金属接合することを特徴とする水晶振動子の製造方法。
【請求項７】
ベース基板の裏面において、第１のビアホールの開口部全体を囲むように形成された第１の金属パターンと、
封止基板の表面において、第２のビアホールの開口部全体を囲むように形成された第２の金属パターンとを、金属接合することを特徴とする請求項６記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項８】
ベース基板と、
第３のビアホールと、前記第３のビアホールの内壁面に形成され、グランド端子に接続する第３の側面電極と、前記第３のビアホールの表面側の開口部全体を囲むように形成された第４の金属パターンとを有する封止基板とを、
前記第３のビアホールの前記ベース基板に対向する開口部が、前記第３の金属パターンで封止されるよう、前記第３の金属パターンと前記第４の金属パターンを金属接合することを特徴とする請求項６又は７記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項９】
第１の金属パターンと第３の金属パターンとを同じ厚みに形成し、第２の金属パターンと第４の金属パターンを同じ厚みに形成することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか記載の水晶振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子及びその製造方法に係り、特に気密性に優れ、低コストで製造可能な水晶振動子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明］
従来、水晶振動子は、表面及び裏面に配線や電極が形成されたベース上に水晶片を搭載し、その上からリッドを被せて、ベースとリッドとを接合し、内部を気密に封止して形成されるものがある。
また、シート状の基板を用いて複数の水晶振動子を同時に作製するシート工法で形成された水晶振動子では、水晶片に接続する水晶保持端子と裏面の実装端子とを接続する引き出し電極を、ベースの側面部に形成されたキャスタレーション電極で形成したものがある。
【０００３】
キャスタレーション電極を用いる場合、水晶保持端子とキャスタレーション電極とを接続する配線が、ベースとリッドとを接合する封止部をまたいで（横切って）形成されるため、封止材料として金属を用いることはできず、ガラスや樹脂等の絶縁材料を用いて封止される。
しかし、ガラスや樹脂等による封止は、金属接合に比べて気密性が低くなってしまう。
【０００４】
また、封止部をまたがない配線形成として、ベースを貫通する貫通ビア（スルーホール，ビアホール）を用いる方法があるが、気密性を確保するためにはビア内部に金属を充填することが望ましい。
しかし、例えば、めっきで金属充填を行う場合、メッキに費やす時間がかかる上、ビア以外に析出した金属を除去する工程が必要となり、コストが大幅に増加してしまう。
【０００５】
［関連技術］
尚、水晶振動子における配線形成や封止に関する従来技術としては、特開２００４−４８５９２号公報「表面実装水晶発振器」（日本電波工業株式会社、特許文献１）、特開２００７−６０５９２号公報「圧電デバイス」（京セラキンセキ株式会社、特許文献２）、特開２０１３−９８２０９号公報「回路基板、電子デバイス、電子機器、及び回路基板の製造方法」（セイコーエプソン株式会社、特許文献３）、特開２０１０−２３２８０６号公報「圧電振動子、圧電発振器、電子機器及び圧電振動子の製造方法」（セイコーエプソン株式会社、特許文献４）がある。
【０００６】
特許文献１には、水晶振動子において、水晶片に接続する端子電極と、基板底面の水晶端子とを、基板に形成されたスルーホールで接続することが記載されている。
また、特許文献２には、基板の側面外周に接合材が環状に形成され、箱状の蓋体の側壁内周面と接合材とが接合されて内部が気密に封止されることが記載されている。
【０００７】
特許文献３には、圧電振動素子が搭載される回路基板において、圧電振動素子に接続する電極パッドと、基板裏面の実装端子とを接続する貫通孔をクランク形状に形成することが記載されている。
特許文献４には、圧電振動子において、水晶片の可動領域にフッ素樹脂膜を設けることや、水晶片に接続する電極パッドがパッケージ内部に形成された電極配線によって裏面の実装端子に接続することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−４８５９２号公報
【特許文献２】特開２００７−６０５９２号公報
【特許文献３】特開２０１３−９８２０９号公報
【特許文献４】特開２０１０−２３２８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、従来の水晶振動子では、引き出し電極をキャスタレーション構造とすると、ガラスや樹脂での封止となって気密性が低下するという問題点があり、また、ビアホールで形成する場合には、ビアホール内部を金属で充填するためのコストが増大するという問題点があった。
【００１０】
尚、特許文献１〜４には、水晶片が搭載されたベース基板の裏面に、実装端子を備えた封止基板を設け、ベース基板のビアホールと封止基板のビアホールとを互いに開口部が重ならない位置に形成すると共に、各基板に２つのビアホールを接続する金属パターンを形成し、ベース基板のビアホールが封止基板の金属パターンで封止され、封止基板のビアホールがベース基板の金属パターンで封止される構成については記載されていない。
【００１１】
特許文献３には、クランク状に形成されたビアホールが記載されているが、上部のビアホールと下部のビアホールは、開口部が一部重なるように形成されている。
【００１２】
本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、低コストで気密性を向上させることができる水晶振動子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、水晶振動子であって、裏面に実装端子を備えた封止基板と、封止基板の上に設けられ、水晶片が搭載されたベース基板と、水晶片を覆うようにベース基板上に設けられるリッド基板とを有し、ベース基板に第１のビアホールが形成され、第１のビアホールの内壁面に第１の側面電極が形成されると共に、第１の側面電極がベース基板の裏面で第１の金属パターンに接続し、封止基板の、第１のビアホールと開口部が重ならない位置に第２のビアホールが形成され、第２のビアホールの内壁面に第２の側面電極が形成されると共に、第２の側面電極が封止基板の表面で第２の金属パターンに接続し、封止基板の裏面で前記実装端子に接続し、ベース基板の裏面において、第１の金属パターンの周囲に、第３の金属パターンがベース基板の端部まで形成され、封止基板の表面において、第２の金属パターンの周囲に、第４の金属パターンが封止基板の端部まで形成され、第１のビアホールの封止基板に対向する開口部が、第２の金属パターンで封止され、第２のビアホールのベース基板に対向する開口部が、第１の金属パターンで封止されるよう、封止基板における第２の金属パターンとベース基板における前記第１の金属パターンとが金属接合され、第３の金属パターンと第４の金属パターンとが金属接合され、リッド基板が、金属接合によってベース基板に接合されていることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、上記水晶振動子において、第１の金属パターンは、ベース基板の裏面において、第１のビアホールの開口部全体を囲むように形成されていることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は、上記水晶振動子において、第２の金属パターンは、封止基板の表面において、第２のビアホールの開口部全体を囲むように形成されていることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、上記水晶振動子において、封止基板に第３のビアホールが形成され、第３のビアホールの内壁面に第３の側面電極が形成されると共に、第３の側面電極が封止基板の裏面でグランド端子に接続し、第３の金属パターンが、第３の側面電極に接続し、第３のビアホールのベース基板に対向する開口部が、第３の金属パターンで封止されることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明は、上記水晶振動子において、第３の金属パターンの厚みと第１の金属パターンの厚みを同じにし、第４の金属パターンの厚みと第２の金属パターンの厚みを同じにし、前記第４の金属パターンが第３のビアホールの開口部全体を囲むように形成されたことを特徴としている。
【００１８】
また、本発明は、水晶振動子の製造方法であって、第１のビアホールと、第１のビアホールの内壁面に形成された第１の側面電極と、裏面に形成され、第１の側面電極が接続する第１の金属パターンと、第１の金属パターンの周囲に、端部まで形成された第３の金属パターンとを有し、表面に第１の側面電極に接続する水晶片が搭載されたベース基板と、裏面に形成された実装端子と、第２のビアホールと、第２のビアホールの内壁面に形成され、実装端子に接続する第２の側面電極と、表面に形成され、第２の側面電極に接続する第２の金属パターンと、第２の金属パターンの周囲に、端部まで形成された第４の金属パターンとを有する封止基板とを、第１のビアホールの前記封止基板に対向する開口部が、第２の金属パターンで封止され、第２のビアホールのベース基板に対向する開口部が、第１の金属パターンで封止されるよう、第１の金属パターンと第２の金属パターンを金属接合すると共に、第３の金属パターンと第４の金属パターンとを金属接合し、ベース基板上に、水晶片を覆うようにリッド基板を搭載して金属接合することを特徴としている。
【００１９】
また、本発明は、上記製造方法において、ベース基板の裏面において、第１のビアホールの開口部全体を囲むように形成された第１の金属パターンと、封止基板の表面において、第２のビアホールの開口部全体を囲むように形成された第２の金属パターンとを、金属接合することを特徴としている。
【００２０】
また、本発明は、上記製造方法において、ベース基板と、第３のビアホールと、第３のビアホールの内壁面に形成され、グランド端子に接続する第３の側面電極と、第３のビアホールの表面側の開口部全体を囲むように形成された第４の金属パターンとを有する封止基板とを、第３のビアホールのベース基板に対向する開口部が、第３の金属パターンで封止されるよう、第３の金属パターンと第４の金属パターンを金属接合することを特徴としている。
【００２１】
また、本発明は、上記製造方法において、第１の金属パターンと第３の金属パターンとを同じ厚みに形成し、第２の金属パターンと第４の金属パターンを同じ厚みに形成することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、水晶振動子であって、裏面に実装端子を備えた封止基板と、封止基板の上に設けられ、水晶片が搭載されたベース基板と、水晶片を覆うようにベース基板上に設けられるリッド基板とを有し、ベース基板に第１のビアホールが形成され、第１のビアホールの内壁面に第１の側面電極が形成されると共に、第１の側面電極がベース基板の裏面で第１の金属パターンに接続し、封止基板の、第１のビアホールと開口部が重ならない位置に第２のビアホールが形成され、第２のビアホールの内壁面に第２の側面電極が形成されると共に、第２の側面電極が封止基板の表面で第２の金属パターンに接続し、封止基板の裏面で前記実装端子に接続し、ベース基板の裏面において、第１の金属パターンの周囲に、第３の金属パターンがベース基板の端部まで形成され、封止基板の表面において、第２の金属パターンの周囲に、第４の金属パターンが封止基板の端部まで形成され、第１のビアホールの封止基板に対向する開口部が、第２の金属パターンで封止され、第２のビアホールのベース基板に対向する開口部が、第１の金属パターンで封止されるよう、封止基板における第２の金属パターンとベース基板における前記第１の金属パターンとが金属接合され、第３の金属パターンと第４の金属パターンとが金属接合され、リッド基板が、金属接合によってベース基板に接合されている水晶振動子としているので、水晶片と実装端子とを接続する引き出し配線を、ベース基板と封止基板に互いに開口部が重ならないように位置をずらして形成された２つのビアホールと、それらを接続する金属パターンで形成することで、各ビアホールを、互いに接合相手の基板に形成された金属パターンで封止することができ、ビアホールに金属を充填することなく封止して、低コストで気密性を大幅に向上させることができる効果がある。
【００２３】
また、本発明によれば、上記水晶振動子において、封止基板に第３のビアホールが形成され、第３のビアホールの内壁面に第３の側面電極が形成されると共に、第３の側面電極が封止基板の裏面でグランド端子に接続し、第３の金属パターンが、第３の側面電極に接続し、第３のビアホールのベース基板に対向する開口部が、第３の金属パターンで封止される上記水晶振動子としているので、グランド用パターンとグランド端子とを接続するビアホールに金属を充填することなく封止して、低コストで気密性を向上させることができる効果がある。
【００２４】
また、本発明によれば、水晶振動子の製造方法であって、第１のビアホールと、第１のビアホールの内壁面に形成された第１の側面電極と、裏面に形成され、第１の側面電極が接続する第１の金属パターンと、第１の金属パターンの周囲に、端部まで形成された第３の金属パターンとを有し、表面に第１の側面電極に接続する水晶片が搭載されたベース基板と、裏面に形成された実装端子と、第２のビアホールと、第２のビアホールの内壁面に形成され、実装端子に接続する第２の側面電極と、表面に形成され、第２の側面電極に接続する第２の金属パターンと、第２の金属パターンの周囲に、端部まで形成された第４の金属パターンとを有する封止基板とを、第１のビアホールの前記封止基板に対向する開口部が、第２の金属パターンで封止され、第２のビアホールのベース基板に対向する開口部が、第１の金属パターンで封止されるよう、第１の金属パターンと第２の金属パターンを金属接合すると共に、第３の金属パターンと第４の金属パターンとを金属接合し、ベース基板上に、水晶片を覆うようにリッド基板を搭載して金属接合する水晶振動子の製造方法としているので、ベース基板のビアホールと、封止基板のビアホールとを、互いに接合相手の基板に形成された金属パターンによって封止することができ、ビアホールに金属を充填することなく、十分な気密性を備えた水晶振動子を低コストで製造することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る水晶振動子の構成を示す断面説明図である。
【図２】本水晶振動子の各基板の金属パターンを示す説明図である。
【図３】リッド基板２の製造工程を示す説明図である。
【図４】ベース基板１の製造工程を示す説明図である。
【図５】封止基板３の製造工程を示す説明図である。
【図６】組立工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る水晶振動子及びその製造方法は、裏面に実装端子を備えた封止基板の上に、水晶片が搭載されたベース基板が積層されて金属接合された水晶振動子であって、水晶片に接続する水晶保持端子が、ベース基板に形成されたビアホールの側面電極を介してベース基板の裏面電極に接続され、ベース基板の裏面電極が、封止基板に形成されたビアホールの側面電極を介して実装端子に接続され、更に、ベース基板のビアホールの開口部が、封止基板の表面に形成された金属パターンによって封止され、封止基板のビアホールの開口部が、ベース基板の裏面に形成された金属パターンによって封止されるものであり、ビアホールに金属を充填することなく、低コストで気密性を向上させることができるものである。
【００２７】
［実施の形態に係る水晶振動子の構成：図１］
本発明の実施の形態に係る水晶振動子の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る水晶振動子の構成を示す断面説明図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る水晶振動子は、水晶片１４が搭載されたベース基板１と、リッド基板２と、封止基板３とが接合された構成である。
【００２８】
ベース基板１は、ガラス、水晶、セラミック等から成り、中央部に基板を貫通するビアホール１６が形成されている。ビアホール１６は、請求項に記載した第１のビアホールに相当する。
ビアホール１６は、内部に金属が充填されている構成ではなく、内壁（内側面）のみに金属膜が形成されて、側面電極（第１の側面電極）を構成している。
そして、ベース基板１の上面（表面）に形成された金属電極（ベース基板表面電極）１２ａの上に、水晶片１４が導電性接着剤１５を介して搭載されている。ベース基板表面電極１２ａは、水晶保持端子に相当する。
【００２９】
また、ベース基板表面電極１２ａは、ビアホール１６の側面電極に接続されている。
更に、ベース基板１の裏面には、裏面の金属電極（ベース基板裏面電極）１２ｃが形成されている。ベース基板裏面電極１２ｃは、請求項に記載した第１の金属パターンに相当する。
【００３０】
リッド基板２は、ガラス、水晶、セラミック等で構成され、水晶片１４に対向する側に、水晶片１４を収容する空間となる凹部（キャビティ）が形成されており、凹部を下側にして、水晶片１４が搭載された面全体を覆うようにベース基板１上に搭載されている。
【００３１】
封止基板３にはビアホール３６ａ，３６ｂが形成されており、封止基板３の上面には、封止基板表面電極３２が形成され、裏面には、水晶実装端子３４と、ＧＮＤ（グランド）端子３５が形成されている。
封止基板３のビアホール３６ａ，３６ｂも、金属は充填されておらず、側面電極を備えている。
ビアホール３６ａ，３６ｂは、請求項に記載した第２，第３のビアホールに相当し、封止基板表面電極３２は、請求項に記載した第２の金属パターンに相当している。
【００３２】
そして、本水晶振動子の特徴として、ベース基板１のビアホール１６は、封止基板３の表面に形成された封止基板表面電極３２によって塞がれ（封止され）、水晶振動子１４が搭載されている空間の気密性を保っている。
また、封止基板３のビアホール３６ａは、ベース基板１の裏面に形成されたベース基板裏面電極１２ｃによって封止され、気密性を保っている。
封止基板３のビアホール３６ｂは、後述するグランド封止電極１３によって封止されている。
【００３３】
つまり、本水晶振動子は、水晶片１４と裏面の実装端子３４とを接続する引き出し配線を、１つのビアホールで構成するのではなく、ベース基板１の下に封止基板３を備えることにより、２つのビアホール及びそれらを接続する金属パターンを組み合わせて２段構成としているものである。
２段構成とすることで、気密性を確保すると共に、電気的に導通する構成としている。
【００３４】
これにより、本水晶振動子では、ベース基板１のビアホール１６、封止基板３のビアホール３６ａ，３６ｂに金属を充填しなくても、金属封止によって確実に封止することができ、十分な気密性を保つことができるものである。
更に、ビアホールに金属を充填しないため、製造コストを増大させることなく実現できるものである。
【００３５】
また、本水晶振動子では、ベース基板１とリッド基板２、ベース基板１と封止基板３の接合部分には、それぞれ、予め金属封止用のパターンが形成されており、各基板の接合部は金属接合によって気密に接合されている。
金属封止を用いることで水晶振動子の気密性を大幅に向上させることができるものである。
【００３６】
［各基板の金属パターン：図２］
次に、本水晶振動子のベース基板１とリッド基板２と封止基板３の金属パターンについて図２を用いて説明する。図２は、本水晶振動子の各基板の金属パターンを示す説明図であり、（ａ）はリッド基板２、（ｂ）はベース基板１、（ｃ）は封止基板３を示している。
図２（ａ）に示すように、リッド基板２には、ベース基板１と接合する部分に金属接合用の金属封止パターン２１が形成されている。
【００３７】
図２（ｂ）に示すように、ベース基板１の表面には、リッド基板２の金属封止パターン２１と対向するように、金属封止パターン１１が形成されると共に、水晶片１４に接続する引き出し配線となるベース基板表面電極１２ａが形成されている。
また、ベース基板１のビアホール１６の内側には、ベース基板表面電極１２ａに接続する側面電極１２ｂ（第１の側面電極）が形成されている。
【００３８】
更に、ベース基板１の裏面には、ベース基板裏面電極１２ｃとグランド封止パターン１３が形成されている。グランド封止パターン１３は、請求項に記載した第３の金属パターンに相当している。
ベース基板裏面電極１２ｃは、引き出し配線であると共に、封止基板３のビアホール３６ａを封止するための封止パターンとなっている。
ここで、ベース基板裏面電極１２ｃは、ビアホール１６の裏面側の開口部全体を取り囲むように、例えば四角形状に形成されている。
【００３９】
また、グランド封止パターン１３は、ＧＮＤ用の電極であると共に、封止基板３のビアホール３６ｂを封止する封止パターンとなっている。グランド封止パターン１３は、請求項に記載した第３の金属パターンに相当している。
【００４０】
図２（ｃ）に示すように、封止基板３の表面には、封止基板表面電極３２とグランド封止パターン３３とが形成されている。
封止基板表面電極３２は、ベース基板１の側面電極１２ｂ及びベース基板裏面電極１２ｃに接続する引き出し電極であると共に、ベース基板１のビアホール１６を封止する封止パターンとなっている。
封止基板表面電極３２は、封止基板の表面において、ビアホール３６ａの開口部全体を取り囲むよう、例えば四角形状に形成されている。
【００４１】
また、グランド封止パターン３３は、ベース基板１のグランド封止パターン１３と対向して形成され、ＧＮＤ用の電極であると共にベース基板１と封止基板３とを接合する封止用のパターンである。
グランド封止パターン３３は、ビアホール３６ｂの表面の開口部全体を取り囲むように形成されている。グランド封止パターン３３は、請求項に記載した第４の金属パターンに相当する。
【００４２】
封止基板３のビアホール３６ａ，３６ｂの側面には、側面電極が形成されている。ビアホール３６ａの側面電極は、請求項に記載した第２の側面電極に相当し、ビアホール３６ｂの側面電極は第３の側面電極に相当する。
そして、封止基板３の裏面には、実装端子３４と、ＧＮＤ端子３５が形成されている。
【００４３】
ここで、本水晶振動子の特徴となっているビアホールの封止について説明する。
図２（ｂ）（ｃ）に示したように、ベース基板１のビアホール１６は、封止基板３の封止基板表面電極３２と重なる位置に形成されており、ベース基板裏面電極１２ｃと封止基板表面電極３２とが金属接合されることにより、ビアホール１６の裏面開口端面が封止基板表面電極３２によって気密に封止される。
【００４４】
また、封止基板３のビアホール３６ａは、ベース基板１のビアホール１６とは平面視で異なる位置に設けられ、ベース基板裏面電極１２ｃと封止基板表面電極３２とが金属接合されることにより、ベース基板１のベース基板裏面電極１２ｃによって封止される。
同様に、封止基板３のビアホール３６ｂは、グランド封止パターン１３と、グランド封止パターン３３とが金属接合されることにより、ベース基板１のグランド封止パターン１３によって封止される。
【００４５】
特に、本水晶振動子では、２段構成のビアホールを、接合される相手基板の金属パターンで完全に封止するために、ベース基板１のビアホール１６と、封止基板３のビアホール３６ａ，３６ｂとは、ベース基板１の表面側から平面視した場合に、開口部が重ならないように離れて形成されている。
【００４６】
このように、本水晶振動子は、基板同士を金属封止により接合すると共に、ビアホールの開口端面を、接合する相手の基板に形成された金属パターンによって封止する構成としており、樹脂やガラスで封止するのに比べて気密性を大幅に向上させ、更に、ビアホールを金属充填する場合に比べてコストを大幅に低減することができるものである。
【００４７】
［本水晶振動子の製造方法］
次に、本発明の実施の形態に係る水晶振動子の製造方法（本製造方法）について図３〜図６を用いて説明する。
パッケージの基材としては、ガラスや水晶等があるが、ここではガラスウェハを用いて製造する場合を例として説明する。図では１つの素子のみを示している。
［リッド基板製造工程：図３］
まず、リッド基板２の製造工程について図３を用いて説明する。図３は、リッド基板２の製造工程を示す説明図であり、（ａ）は封止側の面、（ｂ）は断面を示している。
図３に示すように、本製造方法では、リッド基板２の封止側の面に、粒子によって研磨するブラスト加工やウェットエッチングにより、水晶ブランク（水晶片）１４が収容される空間となるキャビティ２０を形成する。
【００４８】
そして、封止側の面（ベース基板１に対向する面）全体に金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属膜を成膜し、フォトリソグラフィにより、キャビティ２０の周囲の縁となる部分に金属接合用の金属封止パターン２１を形成する。上述したように、金属膜の表面粗さは１nm以下とする。
このようにして、リッド基板２が形成される。
【００４９】
［ベース基板工程：図４］
次に、ベース基板１の製造工程について図４を用いて説明する。図４は、ベース基板１の製造工程を示す説明図であり、（ａ）は表面（振動子実装面）、（ｂ）は裏面、（ｃ）は断面を示している。
図４に示すように、ベース基板１の中央部にブラスト加工やエッチングにより、ビアホール１６を形成する。
そして、基板の両面にメッキやスパッタ等により、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属膜を成膜する。その際に、ビアホール１６の側面にも金属膜が形成され、ベース基板１の表裏がビアホール１６の側面を介して導通する。尚、図ではビアホール１６の側面の金属膜は省略している。
【００５０】
そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、金属膜をエッチングして、表面に、水晶片１４に接続する振動子実装パッド（水晶保持端子）となるベース基板表面電極１２ａと、リッド基板２と接合するための金属封止パターン１１とを形成し、裏面に、引き出し電極且つ封止用パターンとなるベース基板裏面電極１２ｃと、グランド電極且つ封止用パターンとなるグランド封止パターン１３とを形成する。
ベース基板裏面電極１２ｃと、グランド封止パターン１３とは同一工程で形成され、同じ膜厚に形成されている。
ビアホール１６内の金属膜はエッチングされずにそのまま側面電極１２ｂとなる。
このようにして、振動子が実装されたベース基板１が形成される。
【００５１】
［封止基板工程：図５］
次に、封止基板３の製造工程について図５を用いて説明する。図５は、封止基板３の製造工程を示す説明図であり、（ａ）は表面（ベース基板実装面）、（ｂ）は裏面（半田実装端子面）、（ｃ）は断面を示している。
図５に示すように、まず、封止基板３の所定の位置にビアホール３６ａ、３６ｂを形成する。
ここで、ビアホール３６ａ、３６ｂの位置は、それぞれ、ベース基板１のベース基板裏面電極１２ｃ、グランド封止パターン１３と重なる領域に設けられる。図５の例では、封止基板３を４分割した各領域の中央部に設けられている。
【００５２】
そして、封止基板３の両面にベース基板１と同様の金属膜を成膜する。その際、ビアホール３６ａ、３６ｂの内部にも金属膜が形成される。
そして、表面及び裏面の金属膜をフォトリソグラフィ及びエッチングでパターニングして、表面に、封止基板表面電極３２及びグランド封止パターン３３を形成し、裏面に、実装端子３４及びグランド端子３５を形成する。
封止基板表面電極３２とグランド封止パターン３３とは、同一の工程で形成され、同じ膜厚に形成されている。
このようにして封止基板３が形成される。
【００５３】
［組立工程：図６］
次に、組立工程について図６を用いて説明する。図６は、組立工程を示す説明図である。
まず、図６（ａ）に示すように、水晶片１４が実装されたベース基板１の上に、（ｂ）に示すように、リッド基板２を搭載して、金属封止パターン１１と金属封止パターン２１とを接合する。
【００５４】
本製造方法においては、金属接合として表面活性化接合を用いる。
表面活性化接合は、金属表面に自然に形成された酸化膜や汚染層等を真空中でエッチングやアルゴンビーム等によって除去することで、接合面となる金属表面を活性化して、常温での接合を可能とするものである。
【００５５】
表面活性化接合で接合することにより、高温での処理が不要であるため、基材（パッケージ）が歪むことなく接合可能であり、パッケージ歪みによる周波数の変動を抑えることができるものである。
これにより、ベース基板１とリッド基板２とが気密に接合される。
【００５６】
そして、図６（ｃ）に示すように、リッド基板２が接合されたベース基板１の下に、封止基板３を接合する。ここでも、表面活性化接合により接合を行う。
具体的には、ベース基板１のグランド封止パターン１３と封止基板３のグランド封止パターン３３、ベース基板裏面電極１２ｃと封止基板表面電極３２とが接合される。
ベース基板裏面電極１２ｃと封止パターン１３とが同一の膜厚で、封止基板表面電極３２とグランド封止パターン１３とが同一の膜厚であるため、気密に接合できると共に、パッケージの歪みを防ぐことができるものである。
このようにして、本製造方法が行われる。
【００５７】
［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る水晶振動子によれば、裏面に実装端子３４を備えた封止基板３の上に、水晶片１４が搭載されたベース基板１が積層され、その上にリッド基板２が積層された水晶振動子であって、水晶片１４が、ベース基板１のビアホール１６の側面電極１２ｂを介してベース裏面電極１２ｃに接続され、更に、封止基板３に形成されたビアホール３６ａの側面電極を介して実装端子３４に接続されると共に、ベース基板１のビアホール１６の開口部が、封止基板３の封止基板表面電極３２によって封止され、封止基板３のビアホール３６ａ，３６ｂの開口部が、ベース基板１のベース基板裏面電極１２ｃ、グランド封止パターン１３によって封止され、ベース基板１と封止基板３、ベース基板１とリッド基板２が金属接合によって接合された構成であり、ビアホール１６，３６ａ，３６ｂに金属を充填しなくても、各ビアホールを接合相手の基板に形成された金属パターンで封止することができ、低コストで気密性を向上させることができる効果がある。
【００５８】
また、本発明の実施の形態に係る水晶振動子の製造方法によれば、リッド基板２において、ベース基板１との接合部分に金属封止パターン２１を形成し、ベース基１において、ビアホール１６を形成し、ビアホールの側面電極と、表面のベース基板表面電極１２ａ及び金属封止パターン１１と、裏面のベース基板裏面電極１２ｃ及びグランド封止パターン１３とを形成し、封止基板３において、ビアホール３６ａ、３６ｂを形成し、ビアホール３６ａ，３６ｂの側面電極と、表面の封止基板表面電極３２及びグランド封止パターン３３と、裏面の水晶実装端子３４及びグランド端子３５を形成し、ベース基板１とリッド基板２とを金属接合により接合し、更に、封止基板３をベース基板１の下に金属接合により接合する製造方法としているので、各基板が金属接合により気密に封止されると共に、ベース基板１のビアホール１６は封止基板３の封止基板表面電極３２によって封止され、封止基板３のビアホール３６ａ，３６ｂは、それぞれ、ベース基板１のベース基板裏面電極１２ｃ、グランド封止パターン１３によって封止されるため、各ビアホールに金属が充填されていなくても十分な気密性を確保することができ、低コストで気密性に優れた水晶振動子を製造できることができる効果がある。
【００５９】
また、本実施の形態に係る水晶振動子及びその製造方法によれば、金属接合として表面活性化接合を用いているので、常温での接合を可能とし、パッケージ歪みを防ぎ、周波数変動を抑制することができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、気密性に優れ、低コストで製造可能な水晶振動子及びその製造方法に適している。
【符号の説明】
【００６１】
１...ベース基板、  ２...リッド基板、  ３...封止基板、  １１，２１...金属封止パターン、  １２ａ...ベース基板表面電極、  １２ｂ...ベース基板側面電極、  １２ｃ...ベース基板裏面電極、  １３，３３...グランド封止パターン、  １６，３６ａ，３６ｂ...ビアホール、  １４...水晶片、１５...導電性瀬着剤、  ２０...キャビティ、  ３２...封止基板表面電極、  ３４...実装端子、  ３５...グランド端子
【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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