(57)【要約】【課題】  製作工程の簡素化が図れ、かつ、キャビティ形成用の凹部としてエッジが立った鋭い加工面が得られ、小型化を図る上で有効となる。【解決手段】  ベース部７を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型によりベース本体部中間部材３１，３２と隔壁部中間部材３３とをそれぞれ形成し、ベース本体部中間部材３１，３２と隔壁部中間部材３３とを重ねた状態でそれらを同時に焼成して、ベース部を一体的に作製する。【選択図】  図１
2008086004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の蓋部と板状のベース部とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、
該密閉容器のキャビティ内に、基端部を前記蓋部または前記ベース部に支持されて配置された素子とを備える電子デバイスの製造方法であって、
前記蓋部とベース部のうち、内面側に前記キャビティ形成用の凹部を備える少なくとも一方を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型により中間部材を形成し、該中間部材を焼成して前記蓋部または前記ベース部を作製することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項２】
板状の蓋部と板状のベース部とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、
該密閉容器のキャビティ内に、基端部を前記蓋部または前記ベース部に支持されて配置された素子とを備える電子デバイスの製造方法であって、
前記蓋部とベース部のうち、内面側に前記キャビティ形成用の凹部を備える少なくとも一方を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型により中間部材を形成し、該中間部材に重ねて陽極接合可能な材料によって印刷法により該中間部材から突出する印刷層を形成し、前記中間部材と前記印刷層とを同時に焼成して、前記蓋部または前記ベース部を作製することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記中間部材が平板状に形成されることを特徴とする請求項２記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記印刷層が、印刷法を繰り返し実行されて、所定高さとなるように積み上げられることを特徴とする請求項２または３に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
板状の蓋部と板状のベース部とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、
該密閉容器のキャビティ内に、基端部を前記蓋部または前記ベース部に支持されて配置された素子とを備える電子デバイスの製造方法であって、
内面側に前記キャビティ形成用の凹部を備える前記ベース部を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型によりベース部中間部材を形成し、該ベース部中間部材を焼成して前記ベース部を作製することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
板状の蓋部と板状のベース部とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、
該密閉容器のキャビティ内に、基端部を前記蓋部または前記ベース部に支持されて配置された素子とを備え、前記ベース部が、ベース本体部と、該ベース本体部と前記蓋部との間に介在されてそれら両者の間にキャビティを形成する隔壁部とを有する電子デバイスの製造方法であって、
前記ベース部を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型によりベース本体部中間部材と隔壁部中間部材とをそれぞれ形成し、該ベース本体部中間部材と隔壁部中間部材とを重ねた状態でそれらを同時に焼成して、前記ベース部を一体的に作製することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
板状の蓋部と板状のベース部とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、
該密閉容器のキャビティ内に、基端部を前記蓋部または前記ベース部に支持されて配置された素子とを備え、前記ベース部が、ベース本体部と、該ベース本体部と前記蓋部との間に介在されてそれら両者の間にキャビティを形成する隔壁部とを有する電子デバイスの製造方法であって、
前記ベース部を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型によりベース本体部中間部材を形成し、該ベース本体部中間部材に重ねて、陽極接合可能な材料によって隔壁部中間部材を印刷法により形成し、該隔壁部中間部材と前記ベース部中間部材とを同時に焼成して、前記ベース部を作製することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
前記ベース部中間部材と前記隔壁部中間部材の間に引き出し電極を挟みこんで、前記ベース部中間部材と前記隔壁部中間部材を同時に焼成することを特徴とする請求項６または７記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法によって製造されたことを特徴とする電子デバイス。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子デバイスが、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１１】
請求項９に記載の電子デバイスを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスの製造方法、電子デバイスおよびこれを備える発振器、電子機器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、種々の電子部品、例えば、時刻源や制御信号のタイミング源等として圧電振動子が利用されている。圧電振動子の中には、例えば、特許文献１に記載されたように、板状のベース部と板状の蓋部とが重ね合わされて構成された密閉容器と、この密閉容器の中に設けられた圧電振動片とを備えたいわゆるチップマウント方式のものがある。
前記特許文献１に記載された圧電振動子は、ガラス製またはセラミックス製のベース部にガラス製の蓋部を、間に圧電振動片（水晶片）を収納した状態で重ね合わせ、それらベース部と蓋部とを、陽極接合や低融点合金によって気密接合したものである。
【特許文献１】特開平６−２８３９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述した特許文献１に記載された技術では、圧電振動片をマウントする側であるベース部を、例えばガラスで作製する場合、蓋部と対向する側にキャビティ形成用の凹部をフォトリソグラフィ技術により形成する工程、引き回し電極を形成する工程、圧電振動片を固定するためのマウントパッドを形成する工程、接合膜を形成する工程といった多数の複雑な工程を経なければならず、製造工程が面倒であるという欠点があった。
また、ベース部に、キャビティ形成用の凹部を形成する場合、等方性のエッチング法を用いており、このようなキャビティ形成用凹部の形成方法であると、角部が丸く削れてしまい、エッジが立った鋭い加工面を得ることが難しい。角部が丸くなる部分は、キャビティ形成用の凹部として有効なエリアとして使用できなくなって無駄な部分となり、結局、小型化を図る上で大きな障害になっていた。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、製作工程の簡素化が図れ、かつ、キャビティ形成用の凹部としてエッジが立った鋭い加工面が得られ、小型化を図る上で有効となる電子デバイスの製造方法、電子デバイスおよびこれを備える発振器、電子機器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】
【０００５】
請求項１に係る電子デバイスの製造方法は、板状の蓋部と板状のベース部とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、該密閉容器のキャビティ内に、基端部を前記蓋部または前記ベース部に支持されて配置された素子とを備える電子デバイスの製造方法であって、前記蓋部とベース部のうち、内面側に前記キャビティ形成用の凹部を備える少なくとも一方を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型により中間部材を形成し、該中間部材を焼成して前記蓋部または前記ベース部を作製することを特徴としている。
ここで、陽極接合可能な材料とは、ガラスまたは結晶化ガラスなどをいう。
この電子デバイスの製造方法によれば、蓋部とベース部のうちの少なくとも一方を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型により中間部材を形成し、該中間部材を焼成して作製しているので、従来のフォトリソグラフィを用いたエッチングによりキャビティ形成用の凹部を形成する場合に比べて、工程の簡素化が図れる。また、型成型を用いて形成した後、焼成することにより所望形状の蓋部またはベース部を作製するので、角部としてエッジが立った鋭い加工面が得られる。
また、陽極接合可能な材料によって蓋部またはベース部を作製しているので、気密性に優れる陽極接合によってベース部と蓋部とを接合することができる。
【０００６】
請求項２に係る電子デバイスの製造方法は、板状の蓋部と板状のベース部とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、該密閉容器のキャビティ内に、基端部を前記蓋部または前記ベース部に支持されて配置された素子とを備える電子デバイスの製造方法であって、前記蓋部とベース部のうち、内面側に前記キャビティ形成用の凹部を備える少なくとも一方を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型により中間部材を形成し、該中間部材に重ねて陽極接合可能な材料によって印刷法により該中間部材から突出する印刷層を形成し、前記中間部材と前記印刷層とを同時に焼成して、前記蓋部または前記ベース部を作製することを特徴としている。
この電子デバイスの製造方法によれば、型成型による中間部材の形成と印刷法による印刷層の形成とを併用しており、型成型によって全て形成する場合に比べて、複雑な形状を容易かつローコストで形成することができる。
【０００７】
請求項３に係る電子デバイスの製造方法は、前記中間部材が平板状に形成されることを特徴としている。
この電子デバイスの製造方法によれば、型成型によって中間部材を形成するにあたり、単なる平板状に形成すればよく、型成型による中間部材の加工がきわめて容易になる。
【０００８】
請求項４に係る電子デバイスの製造方法は、前記印刷層が、印刷法を繰り返し実行されて、所定高さとなるように積み上げられることを特徴としている。
この電子デバイスの製造方法によれば、１段の印刷法により形成される印刷層の高さは限界があるものの、複数段積み上げることによって印刷層の高さ限界をより高く設定することができ、蓋部やベース部の製作自由度を高めることができる。
【０００９】
請求項５に係る電子デバイスの製造方法は、板状の蓋部と板状のベース部とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、該密閉容器のキャビティ内に、基端部を前記蓋部または前記ベース部に支持されて配置された素子とを備える電子デバイスの製造方法であって、内面側に前記キャビティ形成用の凹部を備える前記ベース部を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型によりベース部中間部材を形成し、該ベース部中間部材を焼成して前記ベース部を作製することを特徴としている。
この電子デバイスの製造方法によれば、ベース部を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型によりベース部中間部材を形成し、該ベース部中間部材を焼成して作製しているので、従来のフォトリソグラフィを用いたエッチングによりキャビティ形成用の凹部を有するベース部を形成する場合に比べて、工程の簡素化が図れる。また、型成型後焼成により所望形状のベース部を作製するので、角部としてエッジが立った鋭い加工面が得られる。
【００１０】
請求項６に係る電子デバイスの製造方法は、板状の蓋部と板状のベース部とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、該密閉容器のキャビティ内に、基端部を前記蓋部または前記ベース部に支持されて配置された素子とを備え、前記ベース部が、ベース本体部と、該ベース本体部と前記蓋部との間に介在されてそれら両者の間にキャビティを形成する隔壁部とを有る電子デバイスの製造方法であって、前記ベース部を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型によりベース本体部中間部材と隔壁部中間部材とをそれぞれ形成し、該ベース本体部中間部材と隔壁部中間部材とを重ねた状態でそれらを同時に焼成して、前記ベース部を一体的に作製することを特徴としている。
この電子デバイスの製造方法によれば、該隔壁部中間部材の上に接合膜を配置できることから、陽極接合が容易となる。また、該隔壁部中間部材を所定の厚みに設定することで、蓋部の接合面側に素子の配置を可能にするための大きな凹部を形成する必要がない。  
【００１１】
請求項７に係る電子デバイスの製造方法は、板状の蓋部と板状のベース部とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、該密閉容器のキャビティ内に、基端部を前記蓋部または前記ベース部に支持されて配置された素子とを備え、前記ベース部が、ベース本体部と、該ベース本体部と前記蓋部との間に介在されてそれら両者の間にキャビティを形成する隔壁部とを有する電子デバイスの製造方法であって、前記ベース部を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型によりベース本体部中間部材を形成し、該ベース本体部中間部材に重ねて、陽極接合可能な材料によって隔壁部中間部材を印刷法により形成し、該隔壁部中間部材と前記ベース部中間部材とを同時に焼成して、前記ベース部を作製することを特徴としている。
この電子デバイスの製造方法によれば、隔壁部中間部材をスクリーン印刷法等の簡易な塗布方法により形成できるので、製造方法の簡素化が可能となる。
【００１２】
請求項８に係る電子デバイスの製造方法は、前記ベース部中間部材と前記隔壁部中間部材の間に引き出し電極を挟みこんで、前記ベース部中間部材と前記隔壁部中間部材を同時に焼成することを特徴としている。
この電子デバイスの製造方法によれば、引き出し電極を形成するための下地金属の上に、隔壁部中間部材を配置して焼成し、さらに該隔壁部中間部材の上に接合膜を配置できることから、接合膜と前記下地金属膜との電気的絶縁が可能となる。そして、焼成するから、前記下地金属膜のパターニングにともなう段差によって生じ易いリークの発生を抑制できる。
【００１３】
請求項９に係る電子デバイスは、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法によって製造されたことを特徴とする。
この電子デバイスによれば、電子デバイスのパッケージを構成する蓋部とベース部に設けられる素子の欠け防止用凹部に無駄が無いために、パッケージを小型化しても、パッケージの機械的な強度が維持されているので、信頼性に優れている。
【００１４】
請求項１０に係る発振器は、請求項９に記載の電子デバイスが、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している。
この発振器によれば、発振器の中で最大のスペースを占めている発振子を、その機械的強度を維持して小型化できるから、信頼性に優れている。
【００１５】
請求項１１に係る電子機器は、請求項９に記載の電子デバイスを備えることを特徴としている。
この電子機器によれば、電子機器の計時部に用いられる電子デバイスを、その機械的強度を維持して小型化できるから、携帯機器の一層の小型化を可能にし、優れた信頼性を保つことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、蓋部とベース部のうちの少なくとも一方を作製するにあたり、型成型を用いて中間部材を形成し、該中間部材を焼成して作製しているので、従来のフォトリソグラフィを用いたエッチングによりキャビティ形成用の凹部を形成する場合に比べて、工程の簡素化が図れる。
また、型成型を用いて形成した後、焼成することにより所望形状の蓋部またはベース部を作製するので、角部としてエッジが立った鋭い加工面が得られる。このため、キャビティ形成用の凹部として無駄な部分が生じにくく、空間の有効利用が図れ、もって、小型化を図る上で有利になる。また、逆にキャビティの大きさが一定であると仮定すると、より大きな素子を配置することができる。
また、陽極接合可能な材料によって蓋部またはベース部を作製しているので、蓋部とベース部とを接合させるのに、気密性に優れる陽極接合を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の各実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
【００１８】
以下、本発明の第１実施形態における水晶振動子（振動子）について、図面を参照して説明する。図１は、水晶振動子（振動子）の製造途中段階を示す断面図である。図１において、符号１は未完成ではあるが水晶振動子を示す。なお、この実施形態では、圧電振動片として、水晶により形成された水晶振動片を例に挙げて説明するが、これに限られることなく、圧電振動片は、タンタル酸リチウムやニオム酸リチウム等の圧電材料によって作ったものであってもよい。
また、本実施形態では、２電極端子の振動片の例を示すが、振動ジャイロのように、３以上の複数の電極を有する素子にも本発明は適用可能である。
【００１９】
水晶振動子１は、略矩形に形成された密閉容器２と、この密閉容器２の中に設けられた水晶振動片（圧電振動片）３とを備えている。
水晶振動片３は、平行に延びる一対の振動腕部３ａ（図４参照）がそれぞれ基端側で一体的に接続された音叉型振動片として構成されている。水晶振動片３の基端部は、ベース部７の後述する接続部１５に接続されていて、これにより、電気的に接続されるとともに、密閉容器２の中で機械的に片持ち支持された状態で固定されている。また、水晶振動片３は、水晶からなり、電圧を印加することにより、所定の周波数で振動するようになっている。
水晶振動片３の表面には、一対の振動腕３ａを互いに接近または離間する方向へ所定の共振周波数で振動させる励振電極を備える。
【００２０】
密閉容器２は、それぞれ略矩形板状に形成された蓋部６とベース部７とが、互いに厚さ方向に重ね合わされて構成されている。
蓋部６の両主面のうち、一方の主面（蓋部６がベース部７に対して重ね合わされるとき内面となる主面）６ａには、矩形状の欠け防止用凹部８が形成されている。同様にして、ベース部７の一方の主面（ベース部７が蓋部６に対して重ね合わされるとき内面となる主面）７ａには、水晶振動片３を収納する矩形状の振動片収納用凹部９と矩形状の欠け防止用凹部１０が、密閉容器２の一端側で互いに重ね合わされるように形成されている（図１、図４参照。）そして、蓋部６とベース部７とは、双方の欠け防止用凹部８，１０が対向した状態で、一方の主面６ａと一方の主面７ａとが重ね合わされて接合されている。
【００２１】
すなわち、蓋部側の一方の主面６ａは、蓋部６の重ね合わせ面として機能し、ベース部側の一方の主面７ａは、ベース部７の重ね合わせ面として機能する。そして、重ね合わされた蓋部６とベース部７との間には、前記振動片収納用凹部９及び前記欠け防止用凹部８，１０によってキャビティ１２が形成され、このキャビティ１２によって、水晶振動片３が振動を許容された状態で収納されている。密閉容器２の中は気密封止されており、キャビティ１２は真空状態に保持されている。
【００２２】
ベース部７は、ベース本体部１３と、ベース本体部および蓋部６との間に介在されてそれら両者の間に振動片収納用凹部（キャビティ）９を成型するための隔壁部１４とから構成されている。隔壁部１４は、中央部が上下にくり貫かれた直方体形状に形成されている。そして、これらベース本体部１３および隔壁部１４は、後述するように型成型により形成され、ともに重ねられた状態で同時に焼成されて作製される。
【００２３】
ベース部７の一方の主面７ａ上には、水晶振動片３が電気的に接続された接続部１５と、この接続部１５を一方の主面６ａの縁部にまで延在させる引き出し電極１６とが設けられている（図６、図７参照）。
接続部１５は例えば金などの導電性部材からなっている。また、引き出し電極１６は、例えばＰｔやＷあるいはＣｒやＴｉなどの下地金属１６ａに、ＡｕやＮｉの金属メッキ部１６ｂが付着されて構成される。
接続部１５は、図４に示すように、水晶振動片３の基端部が配置される箇所に二つ設けられており、これら二つの接続部１５が、水晶振動片３に電圧を印加するための正負の電極端子として機能するようになっている。引き出し電極１６は、２つに分かれベース部７の隅部まで至り、ここで、ベース部７の隅部を４分割の円柱状に形状に切り欠かれた切欠部分に設けられた円弧状導電部１７に電気的に接続され、そこからさらに、ベース部７の他方の主面７ｂに設けられた外部電極１８に電気的に接続される。両端の引き出し電極１６のうち、一の引き出し電極１６は一の接続部１５と電気的に接続されており、他の引き出し電極１６は他の接続部１５に電気的に接続されている。
【００２４】
また、外部電極１８は対をなすように形成されていて、それら個々の外部電極１８は、円弧状導電部１７を介して、前述した一の引き出し電極１６または他の引き出し電極１６にそれぞれ個別に電気的に接続されている。すなわち、外部電極１８は、引き出し電極１６を介して水晶振動片３に電圧を印加するための正負の電極として機能する。また、前記円弧状導電部１７および外部電極１８は、前記引き出し電極１６と同様、例えばＣｒやＴｉなど下地金属１７ａ、１８ａに、ＡｕやＮｉの金属メッキ部１７ｂ、１８ａが付着されて構成される。
【００２５】
また、蓋部６の隔壁部１４に対向する位置には、例えばＣｒやシリコンなどからなる接合膜１９が設けられている（図１参照）。
本実施形態における前記蓋部６及びベース部７は、例えば陽極接合可能なガラスまたは結晶化ガラスからなっており、これら蓋部６とベース部７とは、接合膜１９を介して陽極接合されている。
【００２６】
次に、本実施形態における水晶振動子１の製造方法について、図２〜図５を参照しながら説明する。
ここでは、水晶振動子１は、１個ずつ製造するのではなく、図２、図３に示すように、ガラスからなる蓋部用ウエハ２０およびガラスからなるベース部用ウエハ３０を用意し、それらウエハ２０，３０に種々の加工を施して、縦横に並んだ水晶振動子を多数作成し、その後、それらウエハを切断することによって、一度で多数に水晶振動子を製造している。なお、図２〜図４において２点鎖線は、ウエハ切断部分を示している。
【００２７】
以下、具体的な製造方法について説明する。
図５はベース部の製造工程を示した断面図である。まず、図５（ａ）に示すように、ベース本体部１３を形成するための第１ベース本体部中間部材３１および第２ベース本体部中間部材３２、並びに隔壁部１４を形成するための隔壁部中間部材３３をそれぞれ用意する。第１ベース本体部中間部材３１は、ベース部７の底面部となる部分を形成するものであって、単にシート状に形成されたものである。第２ベース本体部中間部材３２は、ベース本体部１３の上部を形成するものであって、振動片収納用凹部９を形成するための矩形状の貫通孔３２ｂを有して形成されたものである。また、第１ベース本体部中間部材３１、第２ベース本体部中間部材３２、および隔壁部中間部材３３には、それぞれ互いに対応する位置に、円状の貫通孔が３１ａ、３２ａ、３３ａが形成されている。これら貫通孔３１ａ、３２ａ、３３ａは、ベース部７の一の主面７ａから他の主面７ｂにまで達するスルーホールを形成するためのものである。
【００２８】
これら第１ベース本体部中間部材３１、第２ベース本体部中間部材３２、および隔壁部中間部材３３は、型成型を用いた製法によって作られる。
例えば、型成型により形成する場合には、まず、ベース部７を構成するガラス材料をスラリー化し、予め用意した石膏型に流し込む。次いで、固化した段階で離型させて乾燥させることで、所望形状の中間部材３１，３２，３３を作製する。なお、硬さが足りない場合には、必要に応じて仮焼結してもよい。
【００２９】
次に、図５（ｂ）に示すように、第１ベース本体部中間部材３１、第２ベース本体部中間部材３２の貫通孔３１ａ、３２ａの内面に、円弧状導電部を形成するための下地金属１７ａを付着する。この工程と同時に、あるいはこの工程と前後して、図５（ｃ）に示すように、第１ベース本体中間部材３１の図５における下面並びに、第２ベース本体部中間部材の図５における上面にそれぞれ、外部電極および引き出し電極を形成するための下地金属１８ａ、１６ａを付着する。これら下地金属１６ａ、１７ａ、１８ａの付着は、スパッタリングや蒸着によって金属薄膜層を形成し、所定のパターニングを施した後エッチングなどによって所望の形状に仕上げる。
【００３０】
次に、図５（ｄ）に示すように、下地金属１６ａ、１７ａ、１８ａが付着されたまま、第１ベース本体部中間部材３１、第２ベース本体部中間部材３２および隔壁部中間部材３３を重ね合わせ共に貼り付けた状態で、焼成して一体化する。これにより、ベース部７が得られる。
【００３１】
その後、下地金属１６ａ、１７ａ、１８ａ上に、Ｎｉ、Ａｕなどの金属メッキ部１６ｂ，１７ｂ，１８ｂを付着する。また、図１に示すように、引き出し電極１６に接続部１５を介して水晶振動片３の基端部を電気的に接続する。これにより、水晶振動片３を固定する。この接続方法としては、超音波を利用した金―金接合やハンダ接合、あるいは導電性接着材を用いる方法などが選択される。
また、蓋部６となる蓋部用ウエハ２０も型成形によって形成する。また、蓋部用ウエハ２０の内面であって隔壁部１４に対向する位置には、スパッタリングや蒸着などによって接合膜１９を形成する。
【００３２】
次いで、蓋部用ウエハ２０とベース部用ウエハ３０を陽極接合する。すなわち、真空中において、ベース部用ウエハ３０に、水晶振動片３などを覆うようにして、蓋部用ウエハ２０を重ね合わせる。このとき、それぞれの欠け防止用凹部８と欠け防止用凹部１０とが対向し、これら欠け防止用凹部８，１０と振動片収納用凹部９とがキャビティ１２を形成する。このキャビティ１２内で、水晶振動片３が振動を許容された状態で収納される。
また、このとき例えばシリコン等からなる接合膜１９と、ガラス等陽極接合可能な材料からなるベース部用ウエハ３０の主面が密着した状態になる。
【００３３】
この状態で、蓋部用ウエハ２０及びベース部用ウエハ３０を所定の温度に加熱し、かつ所定の電圧を印加する。この結果、接合膜１９は、ベース部７の一方の主面との間に静電引力が生じて両者が強く密着し、陽極接合される。これにより、キャビティ１２が気密封止され、行列方向に連続した密閉容器２が形成される。それから、電圧の印加を停止し、蓋部用ウエハ２０及びベース部用ウエハ３０を除冷して常温に戻す。これら蓋部用ウエハ２０及びベース部用ウエハ３０の温度が上昇してから常温に戻されるまでの間、蓋部用ウエハ２０及びベース部用ウエハ３０は、温度上昇によって熱膨張し、除冷によって収縮して元に戻される。
【００３４】
さらに、ダイシング工程において、蓋部用ウエハ２０及びベース部用ウエハ３０を切断する。すなわち、外部電極形成工程後の蓋部用ウエハ２０及びベース部用ウエハ３０を、ダイシングソーに設置し、スルーホールを結ぶ直線上を行列方向にダイシングブレードによって切断する。
そして、それら切断された一つ一つの上下を反転させると、図１に示す水晶振動子１となる。
【００３５】
本実施形態における水晶振動子１によれば、対を成す外部端子１８に所定の電圧を印加すると、その電圧は、円弧状導電部１７、引き出し電極１６及び接続部１５を介して、水晶振動片３に印加される。すると、圧電効果により、振動腕部３ａが互いに接近または離隔する方向に、即ち逆相のモードで、所定の周期を持ってキャビティ１２内で屈曲運動する。
【００３６】
また、上述した製造方法であると、ベース部７を作製するにあたり、まず、陽極接合可能な材料によって型成型により第１ベース本体部中間部材３１、第２ベース本体部中間部材３２、および隔壁部中間部材３３を形成し、これら中間部材３１，３２，３３を焼成することで、キャビティ形成用の凹部を有するベース部７を作製しているので、従来のフォトリソグラフィを用いたエッチングによりキャビティ形成用の凹部を形成する場合に比べて、工程の簡素化が図れる。
【００３７】
また、型成型を用いて形成した後、焼成することにより所望形状のベース部を作製するので、角部としてエッジが立った鋭い加工面が得られる。このため、キャビティ１２用の凹部として無駄な部分が生じにくく、空間の有効利用が図れ、もって、小型化を図る上で有利になる。また、逆にキャビティ１２の大きさが一定であると仮定すると、より大きな水晶振動片３を配置することができる。
また、陽極接合可能な材料によってベース部７を作製しているので、蓋部６に設けた接合膜１９を介して蓋部６とベース部７とを接合させるのに、気密性に優れる陽極接合を採用することができる。
＜第２実施形態＞
【００３８】
図６は本発明に係る第２実施形態の振動子の製造方法を示す図である。
この第２実施形態が前記第１実施形態の振動子の製造方法と異なるところは、ベース部７に加え蓋部６も、陽極接合可能な材料つまりガラスや結晶化ガラスで作製している。そして、ベース部７の隔壁部１４の上面に接合膜１９を取り付け、この接合膜１９を介して蓋部６とベース部７とを接合させた点である。
なお、説明の便宜上、前記第１実施形態で説明した構成要素と同一の構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。この点は、後述する第３〜５実施形態でも同様である。
【００３９】
このような振動子の製造方法によっても、所望の振動子を得ることができ、加えて、この実施形態では、ベース部７と蓋部６とを同じ材料で製作しているので、陽極接合等の加熱した後冷却する４０際に、ベース部７と蓋部６との熱収縮率が同じになるので、出来上がった製品が沿ったり一部が曲がったりするのを防止することができる。
＜第３実施形態＞
【００４０】
図７および図８は本発明に係る第３実施形態の振動子の製造方法を示す図であって、図７は、ベース部の平面図、図８はベース部の製造工程を示した断面図である。
この第３実施形態が前記第１実施形態の振動子の製造方法と異なるところは、ベース部の隔壁部を形成するにあたり、第１実施形態では、予め別箇所で型成型によって隔壁部中間部材３３を形成しているのに対し、第２実施形態では、ベース本体部中間部材、３１，３２を形成した後、このベース本体部中間部材３１，３２の上側に、隔壁部中間部材３３を印刷法により形成した点である。
また、第１ベース本体部中間部材３１と第２ベース本体部中間部材３２とを重ね合わせた状態で予め仮焼成する点も異なる。
【００４１】
すなわち、まず、図８（ａ）に示すように、第１ベース本体部中間部材３１および第２ベース本体部中間部材３２を、例えば型成型によって形成する。そして、図８（ｂ）に示すように、形成した第１、第２ベース本体部中間部材３１，３２を重ね合わせた状態で、予め仮焼成する。
【００４２】
次に、図８（ｃ）に示すように、重ね合わせた第１、第２ベース本体部中間部材３１、３２の貫通孔３１ａ、３２ａの内面に、円弧状導電部１７を形成するための下地金属１７ａを付着する。この工程と同時に、あるいはこの工程と前後して、図８（ｄ）に示すように、第１ベース本体部中間部材３１の図８における下面並びに、第２ベース本体部中間部材の図８における上面にそれぞれ、外部電極および引き出し電極を形成するための下地金属１８ａ、１６ａを付着する。
【００４３】
次に、図８（ｅ）に示すように、重ね合わせた第１ベース本体部中間部材３１第２ベース本体部中間部材３２の上側に、隔壁部中間部材３３をスクリーン印刷法により重ねて形成する。そして、この状態で焼成して、それら中間部材３１，３２，３３を一体化する。これにより、ベース部７を得る。
その後、下地金属１６ａ、１７ａ、１８ａ上に金属メッキ部１６ｂ，１７ｂ，１８ｂを付着する点、及びベース部７の隔壁部１４上面に接合膜１９を形成するとともに、引き出し電極１６に接続部１５を介して水晶振動片３の基端部を接続し、接合膜１９を介して蓋部用ウエハ２０とベース部用ウエハ３０を陽極接合する点は、前記第１実施形態の振動子の製造方法と同様である。
【００４４】
この第３実施形態でも、前記第１実施形態で説明した振動子の製造方法との同様な効果を奏する。また、隔壁部中間部材を印刷法により型成型しているので、製造方法をより簡素化できる。
＜第４実施形態＞
【００４５】
図９は本発明に係る第４実施形態の振動子の製造方法を示す、ベース部の製造工程を説明する断面図である。
この第４実施形態が前記第３実施形態の振動子の製造方法と異なるところは、前記第３実施形態では、ベース本体部中間部材３５を形成するにあたり、第１ベース本体部中間部材と第２ベース本体部中間部材とを予めシート状に形成し、これらを仮焼成して接合させていたが、第４実施形態では、最初から型成型により、ベース本体中間部材３５を一体的に形成する点である。
【００４６】
このような、振動子の製造方法を採用すれば、前記第１、第３実施形態で奏した効果が得られるのは勿論、それに加えて、さらなる工程の簡素化が実現できる効果が得られる。
＜第５実施形態＞
【００４７】
図１０〜図１２は本発明に係る第５実施形態の振動子及びその製造方法を示す図であって、図１０は振動子の分解断面図、図１１及び図１２は、それぞれ振動子の製造工程を示す断面図である。
この第５実施形態が前記第１実施形態の水晶振動子と異なるところは、蓋部１００及びベース部１１０の各主面に、矩形状の欠け防止用凹部８，１０や振動片収納用凹部９を形成するため凹凸を設けているが、これら凹凸を有する蓋部１００及びベース部１１０３を形成するにあたり、蓋部１００及びベース部１１０ともに、型成型により形成される蓋部中間部材１０１及びベース部中間部材１１１と、該中間部材１０１，１１１上に印刷法によって形成される印刷層１０２ａ、１０２ｂ、１１２ａ，１１２ｂ、…とを形成しておき、それらを同時に焼成して作製した点である。
【００４８】
具体的には、蓋部１００は、ガラスまたは結晶化ガラスを型成型により形成される平板状の蓋部中間部材１０１と、その上にガラスまたは結晶化ガラスを印刷法により２段に積み上げられて形成される印刷層１０２ａ、１０２ｂとを予め形成しておき、それらを同時に焼成することによって作製する。
また、ベース部１１０は、ガラスまたは結晶化ガラスを型成型により形成される平板状ベース部中間部材１１１と、その上にガラスまたは結晶化ガラスを印刷法により多段に積み上げられて形成される印刷層１１２ａ、１１２ｂ…とを予め形成しておき、それらを同時に焼成することによって基本的に作製する。すなわち、第１実施形態における第１のベース本体部中間部材３１に相当する部分のみを型成型によって形成し、第２のベース本体部中間部材３２及び隔壁部中間部材３３に相当する部分を、それぞれ印刷層を積み上げて作製している。
【００４９】
なお、ここでは、蓋部１００とベース部１１０をともに中間部材と印刷層とを同時に焼成することによって構成したが、これに限られることなく、蓋部１００とベース部１１０との一方のみをそのような構成にしてもよい。
また、以下に示す印刷層の段数も、なんら実施形態の数に限られることなく、必要に応じて適宜設定変更可能である。
【００５０】
次に、上記構成の水晶振動子の製造方法について説明する。
蓋部１００を形成するにあたっては、まず、図１１（ａ）に示すように、ガラスまたは結晶化ガラスを型成型することによって平板状の蓋部中間部材１０１を形成する。次いで、図１１（ｂ）に示すように、蓋部中間部材１０１上に欠け防止用凹部８となる部分を除いて、スクリーン印刷法等の印刷法によりガラスまたは結晶化ガラスからなる第１の印刷層１０２ａ、１０２ｂを２段に積み重ねて形成する。
その後、それら蓋部中間部材１０１及び第１の印刷層１０２ａ、１０２ｂを焼成して一体化する。
これにより蓋部用ウエハを形成することができる。
【００５１】
一方、ベース部１１０を形成するにあたっては、まず、図１２（ａ）に示すように、ガラスまたは結晶化ガラスを型成型することによって平板状のベース部中間部材１１１を形成する。
次に、図１２（ｂ）に示すように、ベース部中間部材１１１上に欠け防止用凹部１０となる部分を除いて、スクリーン印刷法等の印刷法によってガラスまたは結晶化ガラスからなる第１の印刷層１１２ａ、１１２ｂを２段に積み重ねて形成する。
【００５２】
次に、図１２（ｃ）に示すように、ベース部中間部材１１１及びその上側の第１の印刷層１１２ａ、１１２ｂの貫通孔１１３の内面に、円弧状導電部１７を付着する。この工程と同時に、あるいはこの工程と前後して、ベース部中間部材１１１の図１２（ｃ）における下面並びに第１の印刷層１１２ｂの上面に、それぞれ外部電極１８および引き出し電極１６を付着する。
【００５３】
次に、図１２（ｄ）に示すように、引き出し電極１６の上に振動片収納用凹部９となる部分を除いて、スクリーン印刷法等の印刷法によってガラスまたは結晶化ガラスからなる第２の印刷層１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆを４段に積み重ねて形成する。そして、この状態で焼成して、それらベース部中間部材１１１及び第１、第２の印刷層１１２ａ、…１１２ｆを一体化する。これにより、ベース部用ウエハを形成することができる。
その後、図１２（ｅ）に示すように、第２の印刷層１１２ｆ上に接合膜１９を形成するとともに、引き出し電極１６に接続部１５を介して水晶振動片３の基端部を接続する点、さらに、接合膜１９を介して蓋部用ウエハとベース部用ウエハを陽極接合する点は、前記第１実施形態の振動子の製造方法と同様である。
【００５４】
この第５実施形態でも、前記第１実施形態で説明した振動子との同様な効果を奏する。
また、この第５実施形態によれば、型成型による中間部材１０１，１１１の形成と印刷法による印刷層１０２ａ、…１１２ａ…の形成とを併用しており、型成型によって全て形成する場合に比べて、複雑な形状を容易かつローコストで形成することができる。加えて、中間部材は単なる平板状の形状に形成しているので、型成型による中間部材の加工がきわめて容易になる効果も得られる。
＜第６実施形態＞
【００５５】
次に、本発明の第６実施形態について、図１３を参照して説明する。
図１３において、符号３８は、本発明の第６実施形態に係る発振器を示すものである。
発振器３８は、上記第１実施形態の水晶振動子１が発振子として用いられて構成されたものである。
発振器３８は、コンデンサなどの電子部品３９が実装された基板４０を備えている。基板４０には、発振器用の集積回路４３が実装されており、この集積回路４３の近傍に、水晶振動子１が実装されている。そして、これら電子部品３９、集積回路４３及び水晶振動子１は、不図示の配線パターンによって電気的に接続されている。なお、各構成部品は、不図示の樹脂によりモールドされている。
【００５６】
このような構成のもと、水晶振動子１に電圧を印加すると、上述の水晶振動片が振動し、その振動が、水晶の持つ圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路４３に電気信号として入力される。この入力された電気信号は、集積回路４３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、水晶振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路４３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により、時計用単機能発振器などの他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダーなどを提供したりする機能を付与することができる。
【００５７】
以上より、本実施形態における発振器３８によれば、上記第１実施形態に係る水晶振動子１と同様の効果を奏することができるだけでなく、長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる。
＜第７実施形態＞
【００５８】
次に、本発明の第７実施形態について説明する。
本実施形態では、上記第１実施形態における水晶振動子１を備える電子機器として、携帯情報機器について説明する。
図１４において、符号４６は携帯情報機器を示すものであり、図１３を参照して、携帯情報機器４６の機能的構成について説明する。
【００５９】
携帯情報機器４６は、電力を供給するための電源部４７を備えている。電源部４７は、例えばリチウム二次電池からなっている。
電源部４７には、各種制御を行う制御部４８と、時刻等のカウントを行う計時部５１と、外部との通信を行う通信部５２と、各種情報を表示する表示部５６と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部５３と、が並列に接続されている。そして、電源部４７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。
【００６０】
制御部４８は、各機能部を制御して、音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示など、システム全体の動作制御を行う。また、制御部４８は、あらかじめプログラムが書き込まれたＲＯＭと、この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、このＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭなどを備えている。
【００６１】
計時部５１は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェイス回路などを内蔵する集積回路と、水晶振動子１とを備えている。水晶振動子１に電圧を印加すると、上述の水晶振動片が振動し、その振動が、水晶の持つ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２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、インターフェイス回路を介して、制御部４８と信号の送受信が行われ、表示部５６に、現在時刻や現在日付あるいはカレンダー情報などが表示される。
【００６２】
通信部５２は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部５７、音声処理部５８、切替部６１、増幅部６２、音声入出力部６３、電話番号入力部６６、着信音発生部６７及び呼制御メモリ部６８を備えている。
無線部５７は、音声データ等の各種データを、アンテナを介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部５８は、無線部５７または増幅部６２から入力された音声信号を符号化及び復号化する。増幅部６２は、音声処理部５８または音声入出力部６３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６３は、スピーカやマイクロフォンなどからなり、着信音や受話音声を拡声したり、話者音声を集音したりする。
【００６３】
また、着信音発生部６７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６１は、着信時に限って、音声処理部５８に接続されている増幅部６２を着信音発生部６７に切り替えることによって、着信音発生部６７において生成された着信音が、増幅部６２を介して音声入出力部６３に出力される。なお、呼制御メモリ部６８は、通信の発着呼制御に係るブログラムを格納する。また、電話番号入力部６６は、例えば０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キーなどを押下することにより、通話先の電話番号などが入力される。
【００６４】
電圧検出部５３は、電源部４７によって制御部４８など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４８に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部５２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あらかじ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５３から電圧降下の通知を受けた制御部４８は、無線部５７、音声処理部５８、切替部６１及び着信音発生部６７の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部５７の動作停止は必須となる。さらに、表示部５６に、通信部５２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。
【００６５】
すなわち、電圧検出部５３と制御部４８とによって、通信部５２の動作を禁止し、その旨を表示部５６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よいが、より直感的な表示として、表示部５６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よい。
なお、水晶振動子１は、通信部５２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６９を備えており、この電源遮断部６９によって、通信部５２の機能が確実に停止される。
【００６６】
以上より、本実施形態における携帯情報機器４６によれば、上記第１または第２実施形態に係る水晶振動子１と同様の効果を奏することができるだけでなく、長期にわたって安定した高精度な計時情報を表示することができる。
【００６７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
前述した第１、３、４実施形態では、ベース部を作製する場合を例に挙げ、陽極接合可能な材料によって型成型により中間部材を形成し、その後中間部材を焼成することでベース部を作製しているが、これに限られることなく、蓋部６を作製する場合、あるいは蓋部とベース部双方を作製する場合とも、本発明は適用可能である。
また、第６実施形態で示した発振器では、振動子は別途製造されたものを集積回路と接続して構成していたが、振動子を構成するパッケージの内部に集積回路を収納することも可能である。この場合は、隔壁部中間部材３３の厚みは、集積回路を配置できるように適切な値に設定することや、外部電極１８の数などに変更を加えることになる。本発明では、ベース本体中間部材３２のエッジ部を垂直に近いエッジ形状に加工できるから、ベース部に回路部品を無駄なく配置可能である。
さらに、本発明は、密閉容器２内に収納する振動子（電子デバイス）の例として水晶振動子を例に挙げて説明したが、これに限られることなく、逆に一定の周波数で振動したことを検知し、これを検知振動として外部に出力するセンサを振動子として密閉容器２内に収納しても良く、この場合、フィルタやジャイロセンサとして利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１実施形態としての水晶振動子を示すものであっては側面から観たときの様子を示す断面図である。
【図２】図１の水晶振動子の製造工程において、ベース部用ウエハを示す底面図である。
【図３】図２のＡ―Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図１の水晶振動子の製造工程において、ベース部用ウエハに振動片を取り付ける前の状態を示す平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は図４のＡ―Ａ線に沿う断面図であって、ベース部の作製工程を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態としての水晶振動子を示すものであっては側面から観たときの様子を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態を示す、ベース部用ウエハに振動片を取り付ける前の状態を示す平面図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は図７のＡ―Ａ線に沿う断面図であって、ベース部の作製工程を示す断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態を示し、（ａ）〜（ｄ）はベース部の作製工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態としての水晶振動子を示すものであっては側面から観たときの様子を示す断面図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）は第５実施形態としての水晶振動子の蓋部の作製工程を示す断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｅ）は第５実施形態としての水晶振動子のベース部の作製工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態としての発振器を示す平面図である。
【図１４】本発明の第７実施形態としての携帯情報機器を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６９】
１水晶振動子（電子デバイス）
２密閉容器
３水晶振動片（素子）
６蓋部
７ベース部
８欠け防止用凹部
９振動片収納用凹部
１０欠け防止用凹部
１２  キャビティ
１５接続部
１６引き出し電極
１９接合膜
３８発振器
４３集積回路
４６携帯情報機器（電子機器）
【図１】
2008086004.tif 000003
【図２】
2008086004.tif 000004
【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】
2008086004.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2008086004.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2008086004.tif 000015
【図１４】
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