(57)【要約】【課題】  製品が小型化されても精度良く容易に製造することができ、大幅に生産性の向上を図ることができる圧電デバイスとその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器を提供すること。【解決手段】  各層ともそれぞれ同じ個数の複数個の製品に相当する大きさとされている、ベース基体を構成するベース基体層３１―１と、枠付きの圧電振動片を構成する素子層３２―１と、リッドを構成するリッド層３３―１とを、これら各層について熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成し、前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層固定し、前記積層後に、前記各製品の大きさに切断する圧電デバイスの製造方法。【選択図】  図４
2005109886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各層ともそれぞれ同じ個数の複数個の製品に相当する大きさとされている、ベース基体を構成するベース基体層と、枠付きの圧電振動片を構成する素子層と、リッドを構成するリッド層とを、これら各層について熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成し、
前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層固定し、
前記積層後に、前記各製品の大きさに切断する
ことを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記ベース基体層がガラスセラミックであることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記リッド層が水晶であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記リッド層が高膨張ガラスであることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記ベース基体層と前記素子層および前記素子層と前記リッド層とを接合する接合材として、低融点ガラスを使用することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層固定する前に、前記ベース基体層となる材料を加工して、複数のベース基体を形成するベース基体形成工程と、圧電材料を加工して複数の圧電振動片を形成する振動片形成工程と、リッド層となる材料を加工して、複数のリッドを形成するリッド形成工程とを、互いに別々の工程で行う前工程と、
前記複数のベース基体でなるベース基体層と、前記複数の圧電振動片でなる前記素子層と、前記複数のリッドでなる前記リッド層とを積層固定する接合工程と、
前記接合工程を含み、さらに前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層して接合した後で、個々の製品の大きさに切断する後工程と
を有しており、
前記後工程において、前記切断を行う前に、ベース基体層に、個々の製品に対応して形成された貫通孔を介して、脱ガスし、これら貫通孔を孔封止することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記ベース基体形成工程においては、セラミック材料を成形して焼成することにより、前記ベース基体を形成するようにし、かつ必要な電極部等の導電パターンの形成に際して、焼成後に導電ペーストを塗布し、乾燥後、メッキを施すようにしたことを特徴とする請求項６に記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項８】
各層とも互いに熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成され、それぞれ同じ個数の複数個の製品に相当する大きさとされている、ベース基体を構成するベース基体層と、
前記ベース基体層の上に積層固定され枠付きの圧電振動片を構成する素子層と、
前記素子層の上に積層固定されリッドを構成するリッド層と
を有しており、
前記各層が積層固定された後で、前記各製品の大きさに切断されている
ことを特徴とする、圧電デバイス。
【請求項９】
ベースと基体との間に圧電振動片を気密に収容した圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、各層とも互いに熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成され、それぞれ同じ個数の複数個の製品に相当する大きさとされている、ベース基体を構成するベース基体層と、前記ベース基体層の上に積層固定され枠付きの圧電振動片を構成する素子層と、前記素子層の上に積層固定されリッドを構成するリッド層とを有しており、前記各層が積層固定された後で、前記各製品の大きさに切断されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした
ことを特徴とする、携帯電話装置。
【請求項１０】
ベースと基体との間に圧電振動片を気密に収容した圧電デバイスを利用した電子機器であって、各層とも互いに熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成され、それぞれ同じ個数の複数個の製品に相当する大きさとされている、ベース基体を構成するベース基体層と、前記ベース基体層の上に積層固定され枠付きの圧電振動片を構成する素子層と、前記素子層の上に積層固定されリッドを構成するリッド層とを有しており、前記各層が積層固定された後で、前記各製品の大きさに切断されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした
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、パッケージ内に圧電振動片を収容した圧電デバイスおよびその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話と電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
従来の圧電デバイスは、例えば、図１３に示すように作成される（特許文献１参照）。
図１３（ａ）において、圧電デバイス１は、パッケージ２内に、圧電振動片３を収容し、リッド４により気密に封止する構造である。
このため、先ず、パッケージ２と、圧電振動片３と、リッド４とを別々に製造する。
パッケージ２は、セラミックなどの圧電材料を成形して、内部に空間Ｓ１を形成し、貫通孔２ｂを設ける。そして、電極部２ａ，実装端子５，金属被覆部６等を導電パターンにより形成する。これら導電パターンは、パッケージ２の成形後に、タングステンメタライズなどの導電ペーストを対応箇所に塗布し、焼成後にメッキを施すことで形成される。
また、パッケージ２の上端部には、リッド４を接合するための封止材７を所定の封止しろを形成するように配置する。
【０００３】
図３（ｂ）に示すように、成形後に焼成したパッケージ２の電極部２ａ上に、導電性接着剤８を塗布して、圧電振動片３の端部を載置し、導電性接着剤８を乾燥硬化させることにより、パッケージ２の内部空間Ｓ１内に圧電振動片３を片持ち式に接合する。さらに、真空中でリッド４を封止材７にて気密に封止する。
次いで、パッケージ２を加熱することにより、貫通孔２ｂを介して、内部空間Ｓ１内を脱ガスする。
【０００４】
最後に、貫通孔２ｂに金属封止材９を配置し（例えば、図示のパッケージ２の天地の方向を逆にして、貫通孔２ｂを上方に開口させ、上からボール状の金属封止材９を載置する）、レーザ光などを照射して、溶融させることにより貫通孔２ｂ内に充填して孔封止をし、圧電デバイス１を完成させる。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１０６５１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、図１３のような製造方法においては、以下のような種々の問題がある。
先ず、図１３の製造方法では、個々の製品の大きさのパッケージ２や圧電振動片３，リッド４を用意して、これらを接合する手法であることから、圧電振動片１の小型化が進むと、個々の部品の大きさも小さくなり、接合や、成形、導電パターンの形成などの精密な作業の困難性が大きくなる。
パッケージ２内に形成した電極部２ａの間隔等をきわめて近接させるための加工精度の確保が難しい。また、これらの電極部等について、短絡を生じないように導電性接着剤８を塗布する困難や、圧電振動片３の図示しない電極との位置合わせ、その片持ち構造における水平な姿勢を維持した接合など、多くの点で困難性が増大する。
【０００７】
具体的には、このような製造方法をとるためには、パッケージ２の内部空間Ｓ１は、圧電振動片３の上述した接合作業を実行するため、空間的な余裕が必要で、その分、小型化を阻害し、あるいは敢えて極端に空間を小さくすれば、圧電振動片の接合作業が極端に困難になり、完成度も下がり、不良の発生が増大する。
【０００８】
この点に関しては、パッケージ２の上端の部分を利用して、封止材７を配置する手法においても、同様の問題があり、十分な封止強度や封止性能を得るためには、パッケージ２を小さくするため、封止しろの幅を狭くすることには、限界がある。また、導電性接着剤８は、銀フィラーなどを含んでおり、そのため最低限の塗布面積を必要とし、圧電デバイス１のこれ以上の小型化には作業上の限界に来ている。
さらに、極めて小さな個々の部品を扱って、接合などの作業を、製品単位で行うので、生産性が悪く、大量生産に不向きである。
【０００９】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、製品が小型化されても精度良く容易に製造することができ、大幅に生産性の向上を図ることができる圧電デバイスとその製造方法、ならびに圧電デバイスを利用した携帯電話と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】
【００１０】
上述の目的は、第１の発明にあっては、各層ともそれぞれ同じ個数の複数個の製品に相当する大きさとされている、ベース基体を構成するベース基体層と、枠付きの圧電振動片を構成する素子層と、リッドを構成するリッド層とを、これら各層について熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成し、前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層固定し、前記積層後に、前記各製品の大きさに切断する圧電デバイスの製造方法により、達成される。
【００１１】
第１の発明の構成によれば、この製造方法では、複数個の製品の大きさに相当する前記ベース基体層と、素子層と、リッド層とを積層固定するようにしているので、ベースに圧電振動片を収容し、これをリッドで気密に封止する工程を、従来のように個々の製品単位で行うのではなく、製品の複数個に関して同時に処理できる。このため、大幅に生産性を向上させることができる。
ここで、ベース基体層と、素子層と、リッド層とを積層固定するためには、固定後に固定状態を維持する必要があり、このため、前記各層の熱膨張係数を一致させるようにしている。
さらに、前記素子層としては、枠付きの圧電振動片を構成するものが使用されるので、枠の部分が圧電振動片を収容する容器ないしパッケージの一部となり、この部分がベース層とリッド層とで挟まれて固定される構造であるから、従来のように、箱状のパッケージの内側に、圧電振動片を片持ち式に固定するために必要とされる種々の作業が不要である。すなわち、パッケージ内の電極部の短絡を避けて、導電性接着剤を微量塗布したり、圧電振動片の姿勢や向きを正しく位置合わせする等の精密で困難な作業を避けることができ、製造がきわめて容易である。しかも、パッケージの内面で圧電振動片の接合作業を行う必要がないことから、圧電振動片の収容スペースも、作業性を考慮してその分大きくしないで済み、小型化に有利である。
かくして、製品が極端に小型化されても精度良く容易に製造することができ、大幅に生産性の向上を図ることができる圧電デバイスの製造方法を提供することができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記ベース基体層がガラスセラミックであることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、前記ベース基体層をガラスセラミックとすることにより、圧電振動片を構成する素子層と熱膨張係数を合わせることが容易となる。
【００１３】
第３の発明は、第１または第２の発明のいずれかの構成において、前記リッド層が水晶であることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、前記リッド層を水晶とすることにより、圧電振動片を水晶で形成すれば、リッド層と素子層との熱膨張係数を一致させることができる。
【００１４】
第４の発明は、第１または第２の発明のいずれかの構成において、前記リッド層が高膨張ガラスであることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、前記リッド層を高膨張ガラスとすることにより、水晶を使用しなくても透明なリッドを形成して、他の層と熱膨張係数を合わせることができる。
【００１５】
第５の発明は、第１ないし第４の発明のいずれかの構成において、前記ベース基体層と前記素子層および前記素子層と前記リッド層とを接合する接合材として、低融点ガラスを使用することを特徴とする。
第５の発明の構成によれば、接合材として、低融点ガラスを用いることにより、以下のような種々の利点が得られる。
先ず、低融点ガラスは、溶融時の流動性が従来の接合用に用いられるロウ材、例えば、金属ロウ材などと比べると、流動性が低いため接合しやすい。すなわち、流動性が高いと接合面のギャップや圧力状態で流れやすくなり、ムラを生じる。限られた封止しろにムラなく塗布して十分な接合強度を得るためには、流動性の比較的低い低融点ガラスが適している。また、低融点ガラスに含有されるフィラーは、ベース基体層と素子層の間、そして素子層とリッド層の間に適切なギャップを形成して、圧電振動片の動作を妨げない収容状態を形成することができる。さらに、低融点ガラスは、スクリーン印刷の手法を適用して塗布できるので、複数個の製品に対応した各層の接合に際して、決められた領域全体に正確に塗布する上で有利である。また、各層の比較的広い範囲に低融点ガラスを塗布し、封止しろとなる領域を残して、切断により除去されるダイシング領域を設けておけば、低融点ガラスを比較的広い領域に塗布できて、作業が容易であり、その後、前記ダイシング領域を除去することで、製品の外寸を可能な限り小型化できる。
【００１６】
第６の発明は、第１ないし第５の発明のいずれかの構成において、前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層固定する前に、前記ベース基体層となる材料を加工して、複数のベース基体を形成するベース基体形成工程と、圧電材料を加工して複数の圧電振動片を形成する振動片形成工程と、リッド層となる材料を加工して、複数のリッドを形成するリッド形成工程とを、互いに別々の工程で行う前工程と、前記複数のベース基体でなるベース基体層と、前記複数の圧電振動片でなる前記素子層と、前記複数のリッドでなる前記リッド層とを積層固定する接合工程と、前記接合工程を含み、さらに前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層して接合した後で、個々の製品の大きさに切断する後工程とを有しており、前記後工程において、前記切断を行う前に、ベース基体層に、個々の製品に対応して形成された貫通孔を介して、脱ガスし、これら貫通孔を孔封止することを特徴とする。
【００１７】
第６の発明の構成によれば、前記ベース基体層と前記素子層と前記リッド層とを積層固定する前に、前記ベース基体層となる材料を加工して、複数のベース基体を形成するベース基体形成工程と、圧電材料を加工して複数の圧電振動片を形成する振動片形成工程と、リッド層となる材料を加工して、複数のリッドを形成するリッド形成工程とを、互いに別々の工程で行う前工程を有しているので、例えば、ベース基体層や圧電振動片に電極部などの導電パターンを形成する工程等を組み立ての途中で行う困難さがなく、しかもこれらは、複数の製品単位に関して一度に処理できるので、生産性が高い。
また、各層の積層固定後に、前記後工程において、個々の製品単位に切断する前に、前記脱ガスおよび孔封止を行うことができるので、これらの作業も複数の製品単位を一度に処理できて有利である。
【００１８】
第７の発明は、第６の発明の構成において、前記ベース基体形成工程においては、セラミック材料を成形して焼成することにより、前記ベース基体を形成するようにし、かつ必要な電極部等の導電パターンの形成に際して、焼成後に導電ペーストを塗布し、乾燥後、メッキを施すようにしたことを特徴とする。
第７の発明の構成によれば、前記導電パターンの形成を、従来のように、セラミック材料の焼成前に導電ペーストを塗布し、焼成後にメッキするのではなく、焼成後に導電ペーストを塗布し、乾燥させてからメッキするようにしたから、セラミック材料の薄い領域が焼成後に反ってしまうことがなく、精密な形状に形成することができる。
【００１９】
また、上記目的は、第８の発明にあっては、各層とも互いに熱膨張係数がほぼ一致した材  料で形成され、それぞれ同じ個数の複数個の製品に相当する大きさとされている、ベース基体を構成するベース基体層と、前記ベース基体層の上に積層固定され枠付きの圧電振動片を構成する素子層と、前記素子層の上に積層固定されリッドを構成するリッド層とを有しており、前記各層が積層固定された後で、前記各製品の大きさに切断されている、圧電デバイスにより、達成される。
第８の発明の構成によれば、この圧電デバイスは、複数個の製品に相当する大きさとされた前記各層を積層固定した後で、個々の製品の大きさに切断されて形成した構成であるから、第１の発明で説明したように、小型に形成した場合にも、精度よく形成され、高い品質を備えた圧電デバイスを得ることができる。
【００２０】
また、上記目的は、第９の発明にあっては、ベースと基体との間に圧電振動片を気密に収容した圧電デバイスを利用した携帯電話装置であって、各層とも互いに熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成され、それぞれ同じ個数の複数個の製品に相当する大きさとされている、ベース基体を構成するベース基体層と、前記ベース基体層の上に積層固定され枠付きの圧電振動片を構成する素子層と、前記素子層の上に積層固定されリッドを構成するリッド層とを有しており、前記各層が積層固定された後で、前記各製品の大きさに切断されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、携帯電話装置により、達成される。
【００２１】
また、上記目的は、第１０の発明にあっては、ベースと基体との間に圧電振動片を気密に収容した圧電デバイスを利用した電子機器であって、各層とも互いに熱膨張係数がほぼ一致した材料で形成され、それぞれ同じ個数の複数個の製品に相当する大きさとされている、ベース基体を構成するベース基体層と、前記ベース基体層の上に積層固定され枠付きの圧電振動片を構成する素子層と、前記素子層の上に積層固定されリッドを構成するリッド層とを有しており、前記各層が積層固定された後で、前記各製品の大きさに切断されている圧電デバイスにより、制御用のクロック信号を得るようにした、電子機器により、達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１ないし図３は、本発明の圧電デバイスの一実施形態を示しており、図１はその概略平面図、図２は図１のＡ−Ａ線概略断面図、図３は図１のＣ−Ｃ線切断端面図である。
図において、圧電デバイス３０は、圧電振動子を構成した例を示しており、圧電デバイス３０は、パッケージ３７内に圧電振動片を収容している。
具体的には、圧電デバイス３０は、ベース基体３１と、このベース基体３１の上に積層固定された枠付き振動片３２と、この枠付き振動片３２の上に積層固定されたリッド３３とを有している。
【００２３】
上記パッケージ３７は、この圧電デバイス３０では、圧電振動片を気密に収容するもので、ベース基体３１と、枠付き振動片３２の枠部分と、リッド３３を含んで構成されている。
ベース基体３１は、パッケージ３７の底部を形成するもので、例えば、第１の基板４１と、第２の基板４２とを積層して形成されており、ほぼ中央付近に貫通孔４３が形成されている。この実施形態では、貫通孔は第１の基板４１に形成された第１の孔４４と、第２の基板４２に形成され第１の孔４４よりも小径の第２の孔４５とを有しており、第１の孔４４と第２の孔４５とは連通されている。そして、貫通孔４３は図示するような段付き孔とされて、段部に導電パターン（金属被覆部）４３ａが形成されており、金属封止材４６を充填することにより塞がれている。
【００２４】
枠付き振動片３２は、図１および図２を参照して理解されるように、振動片本体３９と、この振動片本体の周囲を矩形の枠状に包囲する、振動片本体３９と一体の枠部３６とを有している。
振動片本体３９は、図１および図３を参照して理解されるように、枠部３６と一体とされた基部３８から、図において左方に平行に延びる一対の振動腕３４，３５を備えている。図３に示すように、各振動腕３４，３５の表裏面（図３では上下の各面）には、各振動の長さ方向に延びる長溝１１，１１，１２，１２が形成されている。各振動腕３４，３５の長溝１１，１１，１２，１２内には、励振電極１４，１３が形成されている。励振電極１４と励振電極１３は対をなし、互いに異極として機能する電極で、振動片本体３９の内部に効率よく電解を形成するものである。このため、図３に示すように、各振動腕３４，３５においては、長溝１１，１１，１２，１２内に一方の電極が、各振動腕３４，３５の側面部には、他方の電極が配置されている。
【００２５】
図１に示されているように、枠付き振動片３２においては励振電極１４が、左方の端部に引き回されて、幅方向に拡がる導電パターン１４ａが設けられており、さらに、励振電極１３が、枠部に沿った引き回し部１３ｂを介して、右方の端部に引き回され、幅方向に拡がる導電パターン１３ａが形成されている。
そして、図２に示すように、ベース基体３１の裏面（底面）には、その長さ方向の端部に実装端子４７，４８が形成されている。これに関連して、図１に示されているように、パッケージ３７の四隅には、１／４円の凹部であるキャスタレーション部１６，１６，１６，１６が、その厚み方向に延びており、これらの表面には導電パターン１６ａ，１６ａ，１６ａ，１６ａが形成されている。
かくして、振動片本体３９の各励振電極１３，１４は、導電パターン１３ａ，１３ｂ，１４ａおよび各キャスタレーション部１６の導電パターン１６ａを介して、各実装端子４７，４８と電気的に接続されている。
【００２６】
リッド３３は、枠付き振動片３２の上に固定され、振動片本体３９を収容した空間を気密に封止するものである。ここで、ベース基体３１と、枠付き振動片３２、そして、この枠付き振動片３２とリッド３３とは封止材４９，４９により接合されている。この場合、封止材４９，４９は、後述するように、好ましくは低融点ガラスにより形成されている。この低融点ガラスの封止材４９，４９は、フィラーを含有することにより、このフィラーがスペーサとして機能し、図２に示すように、パッケージ３７の内部空間Ｓ２において、振動片本体３９の上下に、所定のギャップＧ１，Ｇ２を形成することができる。これにより、振動片本体３９は、リッド３３やベース基体３１の内面と当接しないで、必要な振動を支障無く行うことができる。
【００２７】
本実施形態の圧電デバイス３０は以上のように構成されており、実装端子４７，４８を所定の実装基板（図示せず）等に対して、半田などにより接合することにより、実装基板側から、供給された駆動電圧が振動片本体３９の励振電極１３，１４に印加されて、各振動腕３４，３５が、互いの先端部を接近・離間するように所定の周波数で屈曲振動することができる。
【００２８】
（圧電デバイスの製造方法）
次に、圧電デバイス３０の製造方法の実施形態を説明する。
図４は圧電デバイス３０の製造方法の一例を示すフローチャートであり、この実施形態では、圧電デバイス３０の製造工程は図４に示すように前工程と、後工程を有している。
（前工程）
圧電デバイス３０の製造方法における前工程は、図４のＳＴ１１ないしＳＴ１７に示す基体ベース層の形成工程と、ＳＴ２１ないしＳＴ２４に示す枠付き振動片を形成するための素子層の形成工程と、ＳＴ３１ないしＳＴ３３に示すリッド層の形成工程とを有している。これらの基体ベース層の形成工程と、素子層の形成工程と、リッド層の形成工程は、それぞれ別々に行われる工程である。すなわち、前工程は組み立ての準備工程であり、複数の固定が並列的に行われる。
【００２９】
（ベース基体層の形成工程）
図５（ａ）および図５（ｂ）にそれぞれ示すものは、ベース基体層を形成するための第２の基板層４２−１と第１の基板層４１−１である。これらは、図２で説明した第２の基板４２と、第１の基板４１との相当するもので、それぞれ複数枚の基板を一度に形成できる大きさのウエハーを用いている。この実施形態では、例えば、図５において、縦４個、横５個の製品に対応した各基板を形成できる大きさとされたウエハーが示されているが、より多くの数を同時に形成すれば、より生産効率は向上する。
【００３０】
ベース基体層を形成するための第２の基板層４２−１と第１の基板層４１−１は、それぞれ絶縁材料で形成され、セラミックが適している。また、材料としては後述する素子層やリッド層の熱膨張係数と一致もしくは、きわめて近い熱膨張係数を備えたものが必要で、この実施形態では、例えば、ガラスセラミックのグリーンシートが利用されている。グリーンシートは、例えば、所定の溶液中にセラミックパウダを分散させ、バインダを添加して生成される混練物をシート状の長いテープ形状に成形し、これを所定の長さにカットして得られるものである（ＳＴ１１）。
【００３１】
この実施形態では、例えば、ガラス、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、バインダーをミキシングして得られるグリーンシートを使用している。
具体的には、ガラスセラミックは、後述する素子層として、水晶のＺ板を用いるため、その熱膨張係数である１３．８ｐｐｍ／一度（摂氏）に適合させるため、ガラス成分７０パーセント程度、フォルステライト３０パーセント程度の重量比とされている。このガラス成分は、例えば、ＳｉＯ２が８０パーセント、Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ，Ｋのいずれかから選ばれる一種以上のもの）が１２パーセント、Ｐ２Ｏ５が８パーセントとすることができる。
【００３２】
図５に示すように、（ａ）の第２の基板層４２−１には、図２で説明した第２の孔４５と、後述する切断線の交叉箇所となる位置にキャスタレーション１６−１，１６−１，１６−１，１６−１とをそれぞれ穿設する。（ｂ）の第１の基板層４１−１には、図２で説明した第１の孔４４と、後述する切断線の交叉箇所となる製品の四隅に対応する位置にキャスタレーション１６−２，１６−２，１６−２，１６−２をそれぞれ穿設する（ＳＴ１２）。
【００３３】
次いで、図５（ｃ）に示すように、第２の基板層４２−１と第１の基板層４１−１とを重ねる。図５（ｃ）は図２の積層状態において、下側から見た状態を示し、貫通孔４３の段部が表れている。また、第２の基板層４２−１側のキャスタレーション１６−１，１６−１，１６−１，１６−１と、第１の基板層４１−１側のキャスタレーション１６−２，１６−２，１６−２，１６−２は、重ねられて、ベース基体層３１−１のキャスタレーション１６−３，１６−３，１６−３，１６−３とされている（ＳＴ１３）。
【００３４】
続いて、ベース基体層３１−１を焼成し（ＳＴ１４）、焼成後に必要な箇所に導電ペーストを塗布する（ＳＴ１５）。図５（ｄ）は焼成後のベース基体層３１−１を図２の下面側から見た図であり、実装端子４７，４８の箇所と、キャスタレーション１６−１，１６−２，１６−３の箇所と、貫通孔４３の段部の金属被覆部４３ａに、例えば銅ペースト等の導を塗布し、乾燥後に、ニッケル、金の順にメッキを施す（ＳＴ１６）。
このように、本実施形態では、端子等の導電パターンの形成を、従来のように、セラミック材料の焼成前に導電ペーストを塗布し、焼成後にメッキするのではなく、焼成後に導電ペーストを塗布し、乾燥させてからメッキするようにしたから、セラミック材料の薄い領域が焼成後に反ってしまうことがなく、精密な形状に形成することができる。
【００３５】
図６は、ベース基体層３１−１を図５（ｄ）とは反対の面を見えるようにして示す図であり、次に、ベース基体層３１−１の接合面側に、封止材として、例えば、低融点ガラスのペースト４９−１を塗布する（ＳＴ１７）。この場合、低融点ガラスの塗布は、個々の製品を複数個合わせた大きさのベース基体層３１−１の広い接合面側端面に塗布できるので、個々の製品がきわめて小型であっても、この塗布作業は広い面積を対象に作業できるので、塗布作業が容易である。
【００３６】
（素子層の形成工程）
図７（ａ）に示すように、素子層３２−１を用意する。この素子層３２−１は、図１および図２で説明した枠付き振動片３２を形成するもので、圧電材料として、水晶が使用されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム，ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。この実施形態では、具体的には、水晶Ｚ板でなるウエハーが使用されている。この場合、水晶Ｚ板の熱膨張係数は、上述したように、１３．８ｐｐｍ／一度（摂氏）である。
【００３７】
素子層３２−１は、図７に示すように、複数個の製品に対応した数の振動片本体３９の外形と、図示しない長溝（図１や図３で説明した長溝１１，１２）、後述する切断線の交叉箇所となる製品の四隅に対応する位置にキャスタレーション１６−４，１６−４，１６−４，１６−４をウエットもしくはドライエッチングにより形成する（ＳＴ２１）。この場合、ひとつの素子層３２−１は、上述したベース基体層３１−１と同じ数だけの製品に対応した数だけ枠付き振動片３２を形成することができるようにされており、その外形寸法は、ベース基体層３１−１と一致されている。
【００３８】
図８は、次の工程を示しており、素子層３２−１に電極パターンを形成する。図示の励振電極１３，１４や導電パターンについては、既に説明したとおりであり、これら励振電極や導電パターンに対応した箇所、キャスタレーション１６−４の孔部内面に、クロムと、その上に金をそれぞれスパッタで成膜し、その後フォトリソ工程を経ることにより電極を形成する（ＳＴ２３）。なお、図８は、微細な導電パターンを示すため、素子層３２−１を拡大してその一部を示すものである。
【００３９】
最後に、素子層３２−１の励振電極１３，１４にプローブをコンタクトさせることによって、駆動電圧を印加し、周波数を見ながら、例えばレーザ光を振動腕の先端付近の電極部に照射して、金属被膜を蒸散させ、質量削減方式による周波数の調整を行う（ＳＴ２４）。
【００４０】
（リッド層の形成工程）
図１０は、図２で説明したリッド３３を形成するためのリッド層３３−１を示す概略平面図である。
リッド層３３−１は、ベース基体層３１−１や素子層３２−１と同様に、これらと同じ数の複数の製品に対応した数のリッド３３を切断により形成できる大きさを備えており、その外形寸法は、ベース基体層３１−１や素子層３２−１と一致されたガラスウエハ−が用意される（ＳＴ３１）。すなわち、リッド層３３−１として使用可能なウエハ−は、後述する周波数調整において、外部から照射されるレーザ光を透過できる透明な材料であることが必要で、水晶やガラスが使用できる。水晶である場合には、素子層３２−１と同じ水晶Ｚ板が使用される。ガラスである場合には、水晶Ｚ板の熱膨張係数である１３．８ｐｐｍ／一度（摂氏）とほぼ一致した透明な材料を選択する。このような材料としては、例えば、通常のソーダガラスや、硼珪酸ガラスではなく、高膨張ガラスが使用される。すなわち、高膨張ガラスの成分比を調整することにより、その熱膨張係数を、上述した１３．８ｐｐｍ／一度（摂氏）に適合させる。
【００４１】
次いで、図１０に示すように、リッド層３３−１に関して、後述する切断線の交叉箇所となる製品の四隅に対応する位置にキャスタレーション１６−５，１６−５，１６−５，１６−５をそれぞれ穿設する（ＳＴ３２）。
続いて、図示するように、リッド３３−１の接合面に封止材としての低融点ガラス４９を塗布する（ＳＴ３３）。この場合も、ベース基体層３１−１に関して説明したのと同様に、低融点ガラスの塗布は、個々の製品を複数個合わせた大きさのリッド層３３−１の広い接合面側端面に塗布できるので、個々の製品がきわめて小型であっても、この塗布作業は広い面積を対象に作業できるので、塗布作業が容易である。
【００４２】
（後工程）
（接合工程）
次いで、図１１に示すように、ベース基体層３１−１、素子層３２−１、リッド層３３−１がそれぞれ前工程において完成したら、ベース基体層３１−１の上に素子層３２−１、さらにその上にリッド層３３−１を載置して重ねて封止材４９で接合し（ＳＴ５１）、この貼り合わせによる接合工程の後に、ベース基体層３１−１のキャスタレーションと素子層３２−１のキャスタレーションに形成されている金属被覆部にディスペンサなどを利用して銀ペーストなどの導電ペーストを塗布、乾燥させることにより、導通をとることができる。こうすることにより、振動片の励振電極１３，１４と実装端子４７，４８を導通させることができる。
【００４３】
次に、ベース基体層３１−１、素子層３２−１、リッド層３３−１を積層固定したパッケージ複合体３７―１について、図２で説明した各貫通孔４３を利用して、真空雰囲気下で加熱し、内部空間の脱ガスを行う。すなわち、封止材４９等から生じるガスその他の基体成分を内部から貫通孔４３を介して排出する。続いて、真空雰囲気下において、各貫通孔４３の段部に図示しない金属封止材、例えば球形の金属ボールを載置し、これにレーザ光など照射して溶融することにより図２で示すように封止材４６の充填を行う。この際、金属の封止材４６は、段部の金属被覆部４３ａと濡れることで、適切に充填されて、気密に孔封止される（ＳＴ５３）。
【００４４】
。
次に、図１１に示すように、複合パッケージ３７−１は、各キャスタレーション１６−６で交叉する縦横の切断線に沿ってダイシングされる（ＳＴ５４）。
この場合、予め、縦の切断線ＶＣ１とＶＣ２との間のダイシング領域Ｄ２と、横の切断線ＨＣ１とＨＣ２との間のダイシング領域Ｄ１が設けられており、これら領域Ｄ１，Ｄ２内をダイシング用の刃が通過するようにする。これにより、貼り合わせに必要な封止材４９の塗布領域を比較的大きくとれる。つまり、切断後は必要な封止しろを残して分離されるので、従来のように、個々の製品単位で狭隘な接合端面に封止材を塗布する困難がなく、また、封止材の塗布の便宜のために、必要以上に個々の製品の接合端面を大きくする必要がない。これにより、製品の外形寸法を可能な限り小さくすることができる。
【００４５】
ＳＴ５４によるカット後は、個々の製品に関して、図２に示すように、外部からレーザ光Ｂを内部の振動片本体の３９の先端付近の励振電極に照射し、質量削減方式による周波数調整を行う（ＳＴ５５）。次いで、個々の製品に関して、必要な検査を行い（ＳＴ５６）、圧電デバイス３０が完成する。
【００４６】
このように、本実施形態の製造方法によれば、複数個の製品の大きさに相当するベース基体層３１―１と、素子層３２―１と、リッド層３３−１とを積層固定するようにしているので、ベースに圧電振動片を収容し、これをリッドで気密に封止する工程を、従来のように個々の製品単位で行うのではなく、製品の複数個に関して同時に処理できる。このため、大幅に生産性を向上させることができる。
この場合、ベース基体層３１−１と、素子層３２−１と、リッド層３３−１とを積層固定するためには、固定後に固定状態を維持する必要があり、このため、各層の熱膨張係数を一致させるようにしている。
【００４７】
さらに、素子層３２−１としては、枠付きの圧電振動片を構成するものが使用されるので、図２に示すように、枠の部分が圧電振動片を収容するパッケージ３７の一部となり、この部分がベース層３１とリッド層３３とで挟まれて固定される構造であるから、従来のように、箱状のパッケージの内側に、圧電振動片を片持ち式に固定するために必要とされる種々の作業が不要である。すなわち、パッケージ内の電極部の短絡を避けて、導電性接着剤を微量塗布したり、圧電振動片の姿勢や向きを正しく位置合わせする等の精密で困難な作業を避けることができ、製造がきわめて容易である。しかも、パッケージの内面で圧電振動片の接合作業を行う必要がないことから、圧電振動片の収容スペースも、作業性を考慮してその分大きくしないで済み、小型化に有利である。
かくして、製品が極端に小型化されても精度良く容易に製造することができ、大幅に生産性の向上を図ることができる圧電デバイスの製造方法を提供することができる。
【００４８】
図１２は、本発明の上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図である。
図において、送信者の音声を受信するマイクロフォン３０８及び受信内容を音声出力とするためのスピーカ３０９を備えており、さらに、送受信信号の変調及び復調部に接続された制御部としての集積回路等でなるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３０１を備えている。
ＣＰＵ３０１は、送受信信号の変調及び復調の他に画像表示部としてのＬＣＤや情報入力のための操作キー等でなる情報の入出力部３０２や、ＲＡＭ，ＲＯＭ等でなる情報記憶手段（メモリ）３０３の制御を行うようになっている。このため、ＣＰＵ３０１には、圧電デバイス３０等が取り付けられて、その出力周波数をＣＰＵ３０１に内蔵された所定の分周回路（図示せず）等により、制御内容に適合したクロック信号として利用するようにされている。このＣＰＵ３０１に取付けられる圧電デバイス３０等は、圧電デバイス３０等単体でなくても、圧電デバイス３０等と、所定の分周回路等とを組み合わせた発振器であってもよい。
【００４９】
ＣＰＵ３０１は、さらに、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）３０５と接続され、温度補償水晶発振器３０５は、送信部３０７と受信部３０６に接続されている。これにより、ＣＰＵ３０１からの基本クロックが、環境温度が変化した場合に変動しても、温度補償水晶発振器３０５により修正されて、送信部３０７及び受信部３０６に与えられるようになっている。
【００５０】
このように、制御部を備えたデジタル式携帯電話装置３００のような電子機器に、上述した実施形態に係る圧電デバイスを利用することができる。きわめて小型に精度良く製造できるので、製品の信頼性が向上する。
【００５１】
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
また、この発明は、パッケージに被われるようにして、内部に圧電振動片を収容するものであれば、圧電振動子、圧電発振器等の名称にかかわらず、全ての圧電デバイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の圧電デバイスの実施形態を示す概略平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線概略断面図。
【図３】図１のＣ−Ｃ線切断端面図。
【図４】図１の圧電デバイスの製造方法の実施形態を示すフローチャート。
【図５】図１の圧電デバイスの製造方法におけるベース基体層の製造工程を順次示す工程図。
【図６】図１の圧電デバイスの製造方法におけるベース基体層の製造工程を示す工程図。
【図７】図１の圧電デバイスの製造方法における素子層の製造工程を順次示す工程図。
【図８】図１の圧電デバイスの製造方法における素子層の製造工程を示す工程図。
【図９】図１の圧電デバイスの製造方法における素子層の製造工程を示す工程図。
【図１０】図１の圧電デバイスの製造方法におけるリッド層の製造工程を示す工程図。
【図１１】図１の圧電デバイスの製造方法における接合工程を示す説明図。
【図１２】本発明の実施形態に係る圧電デバイスを利用した電子機器の一例としてのデジタル式携帯電話装置の概略構成を示す図。
【図１３】従来の圧電デバイスの一例を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００５３】
３０・・・圧電デバイス、３１・・・ベース基体、３２・・・枠付き振動片、３３・・・リッド、３４，３５・・・振動腕、３６・・・枠部、３７・・・パッケージ、３９・・・振動片本体、３１−１・・・ベース基体層、３２−１・・・素子層、３３―１・・・リッド層。
【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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