(57)【要約】【課題】  密閉容器の中の気密性を保持しつつ、圧電振動片に電圧を印加するための複数の電極を迅速かつ容易に設けることができる圧電振動子、発振器、電子部品、電子機器、圧電振動子の製造方法、及び電子部品の製造方法を提供する。【解決手段】  板状の蓋部材６とベース部材７とが重ね合わされて構成された密閉容器２と、この密閉容器２の中に設けられた圧電振動片３と、蓋部材６の重ね合わせ面６ａに設けられるとともに、圧電振動片３に接続部１５を介して電気的に接続され、接続部１５を蓋部材６の重ね合わせ面６ａの縁部へと延在させる引き出し電極１６と、密閉容器２の側面から引き出し電極１６に電気的に接続された外部電極２７と、蓋部材６の重ね合わせ面６ａとベース部材７の重ね合わせ面７ａとの間に設けられた金属からなる接合膜２０と、を備え、引き出し電極１６と接合膜２０との間に、絶縁膜２２が設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の蓋部材とベース部材とが厚さ方向に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、
前記蓋部材の重ね合わせ面に設けられるとともに、前記圧電振動片に接続部を介して電気的に接続され、前記接続部を前記蓋部材の重ね合わせ面の縁部へと延在させる引き出し電極と、
前記密閉容器の側面から前記引き出し電極に電気的に接続された外部電極と、
前記蓋部材の重ね合わせ面と前記ベース部材の重ね合わせ面との間に設けられた金属またはシリコンからなる接合膜と、を備え、
前記蓋部材の重ね合わせ面と前記ベース部材の重ね合わせ面との間のうち、少なくとも前記引き出し電極と前記接合膜との間に、絶縁膜が設けられていることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
前記蓋部材及び前記ベース部材がガラスからなり、
前記蓋部材と前記ベース部材とが、前記接合膜を介して陽極接合されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記蓋部材の重ね合わせ面が、前記引き出し電極が延在する電極面と、非電極面とを備えており、
前記絶縁膜が、前記引き出し電極と前記非電極面とにわたって設けられ、前記絶縁膜のベース部材側表面に、平坦化によって均された平坦部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記引き出し電極が、少なくとも３つ設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の圧電振動子。
【請求項５】
前記圧電振動片が複数設けられていることを特徴とする請求項４に記載の圧電振動子。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項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７】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の圧電振動子を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項８】
板状の蓋部材とベース部材とが厚さ方向に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る圧電振動子の製造方法であって、
前記蓋部材の重ね合わせ面において、前記圧電振動片と接続される接続部と、この接続部を前記蓋部材の重ね合わせ面の縁部へ延在させる引き出し電極とを形成する電極形成工程と、
この電極形成工程において形成された少なくとも引き出し電極上に、絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
この絶縁膜形成工程において形成された絶縁膜上に、前記蓋部材と前記ベース部材とを接合させるための、金属からなる接合膜を形成する接合膜形成工程と、
前記電極形成工程において形成された接続部に、圧電振動片を電気的に接続する接続工程と、
前記接合膜形成工程において形成された接合膜を介して、前記接続工程において接続された圧電振動片を挟んで前記蓋部材と前記ベース部材とを接合する接合工程と、
この接合工程において接合された蓋部材とベース部材とを有する密閉容器の側面から、外部電極を前記引き出し電極に電気的に接続する外部電極形成工程と、を備えることを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項９】
板状の蓋部材とベース部材とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、
この密閉容器内に設けられたデバイスと、
前記蓋部材と前記ベース部材とのうちいずれか一方の重ね合わせ面に設けられるとともに、前記デバイスに電気的に接続される内側接続部、前記一方の重ね合わせ面の縁部に設けられた外側接続部、前記内側接続部と前記外側接続部とを電気的に接続する配線部を有する複数の引き出し電極と、
前記一方の重ね合わせ面に、前記複数の引き出し電極を覆うように設けられた絶縁膜と、
を備えたことを特徴とする電子部品。
【請求項１０】
前記板状の蓋部材と前記ベース部材とが、常温接合、陽極接合、直接接合のうちいずれかの接合手段によって、接合されていることを特徴とする請求項９に記載の電子部品。
【請求項１１】
前記絶縁膜の、前記蓋部材と前記ベース部材とのうち他方の重ね合わせ面と対向する面が、平坦化によって均された平坦状に形成されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の電子部品。
【請求項１２】
前記板状の蓋部材と前記ベース部材とが陽極接合によって接合され、
前記蓋部材と前記ベース部材とのうち他方の重ね合わせ面と前記絶縁膜との間には、前記板状の蓋部材と前記ベース部材とを陽極接合させるための、金属またはシリコンからなる接合膜が形成されていることを特徴とする請求項９または１１に記載の電子部品。
【請求項１３】
板状の蓋部材とベース部材とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、この密閉容器内に設けられたデバイスとを備える電子部品の製造方法であって、
前記蓋部材とベース部材のうちいずれか一方の重ね合わせ面において、前記デバイスと電気的に接続される内側接続部から前記一方の重ね合わせ面の縁部に設けられた外側接続部まで延在する複数の引き出し電極を形成する電極形成工程と、
前記一方の重ね合わせ面に、前記電極形成工程で形成した前記複数の引き出し電極を覆うように、絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記電極形成工程において形成された前記引き出し電極に、前記デバイスを電気的に接続するデバイス実装工程と、
前記デバイス実装工程において実装された前記デバイスを内部に配置した状態で、前記蓋部材と前記ベース部材とを接合する接合工程と、を備えることを特徴とする電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子、発振器、電子部品、電子機器、圧電振動子の製造方法及び電子部品の製造方法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、ベース部材と蓋部材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ものがある。密閉容器によって内部を密閉するのは、圧電振動片の周辺を真空状態に保つことにより、圧電振動片の振動特性を安定させるためである。これら圧電振動子としては、ベース部材と蓋部材とを接合するために、ベース部材と蓋部材との間にアルミなどの金属からなる接合膜が設けられたものも周知となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、そのような金属からなる接合膜を設けると、圧電振動片に電圧を印加するための複数の引き出し電極を、蓋部材とベース部材との間の重ね合わせ面上に延在させることができない。なぜなら、蓋部材とベース部材との間に接合膜を設けると、接合膜と複数の引き出し電極とが干渉してしまい、それら複数の引き出し電極が短絡してしまうからである。
そこで、例えばベース部材に、密閉容器の中に通じるスルーホールなどを設けて、このスルーホールを介して圧電振動片と外部電極とを接続することが考えられる。
【特許文献１】特開２０００−６８７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようなスルーホールを設けた構成では、経時劣化や衝撃などの種々の要因によりスルーホール内に微小な隙間が生じ易くなり、その隙間から密閉容器の中に外気が侵入してしまうという問題がある。それら外気が侵入すると、圧電振動片の振動特性に影響を与えてしまう。これは、スルーホールを多く設けるほど顕著な問題となる。また、近年の携帯情報端末機器などの小型化・高密度化の要請により、圧電振動子をより小さくすると、適正に機能するスルーホールを設けること自体が困難になってしまう。
また、圧電振動片等のデバイスが多端子型であると、ベース部材あるいは蓋部材に多数のスルーホールを形成しなければならず、この場合、スペースが制約されること並びに強度の低下を来たすことから、小型化・高密度化の要請に応えられなくなる。
【０００５】
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、密閉容器の中の気密性を長期にわたって保持しつつ、圧電振動片等のデバイスに電圧を印加するための複数の電極を迅速かつ容易に設けることができ、加えて無理なく小型化や高密度化を実現できる、圧電振動子、発振器、電子部品、電子機器、圧電振動子の製造方法及び電子部品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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係る圧電振動子は、板状の蓋部材とベース部材とが厚さ方向に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、前記蓋部材の重ね合わせ面に設けられるとともに、前記圧電振動片に接続部を介して電気的に接続され、前記接続部を前記蓋部材の重ね合わせ面の縁部へと延在させる引き出し電極と、前記密閉容器の側面から前記引き出し電極に電気的に接続された外部電極と、前記蓋部材の重ね合わせ面と前記ベース部材の重ね合わせ面との間に設けられた金属からなる接合膜と、を備え、前記蓋部材の重ね合わせ面と前記ベース部材の重ね合わせ面との間のうち、少なくとも前記引き出し電極と前記接合膜との間に、絶縁膜が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この発明に係る圧電振動子においては、蓋部材とベース部材とが接合膜を介して容易に接合されて、密閉容器の側面から外部電極が形成される。そして、外部電極に電圧を印加すると、その電圧は、引き出し電極及び接続部を介して、圧電振動片に印加される。このとき、少なくとも引き出し電極と接合膜との間に絶縁膜が設けられていることから、引き出し電極と接合膜とが導通することを防止することができる。また、外部電極が、密閉容器の側面から引き出し電極に接続されているため、密閉容器の例えば底面などにスルーホールなどを設ける必要もない。
なお、「少なくとも」とは、最低でも絶縁膜が引き出し電極と接合膜との間に設けられていればよく、それ以外の部位にも絶縁膜を設けてもよいことを意味するものである。例えば、引き出し電極から蓋部材の重ね合わせ面にわたって絶縁膜を広げて設けてもよいし、引き出し電極を含んだ蓋部材の重ね合わせ面一面（接続部を除く）や重ね合わせ面の縁部の全周に絶縁膜を設けてもよい。
【０００８】
また、本発明に係る圧電振動子は、前記蓋部材及び前記ベース部材がガラスからなり、前記蓋部材と前記ベース部材とが、前記接合膜を介して陽極接合されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る圧電振動子においては、ガラスからなる蓋部材とベース部材とが、接合膜を介して陽極接合される。
これにより、蓋部材とベース部材との熱膨張係数を合わせることができ、それら蓋部材とベース部材とを精度よく確実に接合することができる。
【００１０】
また、本発明に係る圧電振動子は、前記蓋部材の重ね合わせ面が、前記引き出し電極が延在する電極面と、非電極面とを備えており、前記絶縁膜が、前記引き出し電極と前記非電極面とにわたって設けられ、前記絶縁膜のベース部材側表面に、平坦化によって均された平坦部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る圧電振動子においては、絶縁膜が、引き出し電極と非電極面とにわたって設けられ、その絶縁膜のベース部材側表面に平坦化によって均された平坦部が形成される。
これにより、引き出し電極と非電極面との高低差を吸収して、絶縁膜の表面を一様にすることができ、蓋部材とベース部材とをさらに精度よく確実に接合することができる。
【００１２】
また、本発明に係る圧電振動子は、前記引き出し電極が、少なくとも３つ設けられていることを特徴とする。
また、本発明に係る圧電振動子は、前記圧電振動片が複数設けられていることを特徴とする。
【００１３】
これらの発明に係る圧電振動子においては、引き出し電極が少なくとも３つ設けられ、また、圧電振動片が複数設けられていることから、この圧電振動子が組み込まれる機器などの種々の要求に、容易に応じることができる。
【００１４】
また、本発明に係る発振器は、請求項１から請求項５のいずれか一項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。
また、本発明に係る電子機器は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の圧電振動子を備えることを特徴とする。
【００１５】
これらの発明に係る発振器及び電子機器においては、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の圧電振動子と同様の効果を奏することができる。
【００１６】
また、本発明に係る圧電振動子の製造方法は、板状の蓋部材とベース部材とが厚さ方向に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る圧電振動子の製造方法であって、前記蓋部材の重ね合わせ面において、前記圧電振動片と接続される接続部と、この接続部を前記蓋部材の重ね合わせ面の縁部へ延在させる引き出し電極とを形成する電極形成工程と、この電極形成工程において形成された少なくとも引き出し電極上に、絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、この絶縁膜形成工程において形成された絶縁膜上に、前記蓋部材と前記ベース部材とを接合させるための、金属からなる接合膜を形成する接合膜形成工程と、前記電極形成工程において形成された接続部に、圧電振動片を電気的に接続する接続工程と、前記接合膜形成工程において形成された接合膜を介して、前記接続工程において接続された圧電振動片を挟んで前記蓋部材と前記ベース部材とを接合する接合工程と、この接合工程において接合された蓋部材とベース部材とを有する密閉容器の側面から、外部電極を前記引き出し電極に電気的に接続する外部電極形成工程と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
この発明に係る圧電振動子の製造方法によれば、電極形成工程において、ベース部材の重ね合わせ面に接続部と引き出し電極とが形成され、絶縁膜形成工程において、少なくとも引き出し電極上に絶縁膜が形成される。そして、接合膜形成工程において、絶縁膜上に接合膜が形成され、接続工程において、接続部に圧電振動子が電気的に接続される。さらに、接合工程において、圧電振動片を挟んで蓋部材とベース部材とが接合膜を介して接合され、外部電極形成工程において、密閉容器の側面から、外部電極が引き出し電極に電気的に接続される。
これにより、少なくとも引き出し電極と接合膜との間に絶縁膜が設けられることから、引き出し電極と接合膜との導通を防止する圧電振動子を得ることができる。また、外部電極が、密閉容器の側面から引き出し電極に接続されるため、密閉容器の例えば底面などにスルーホールなどを設ける必要もない。
なお、「少なくとも」とは、最低でも絶縁膜を引き出し電極上に設ければよく、それ以外の部位にも設けてもよいことを意味するものである。
【００１８】
本発明に係る電子部品は、板状の蓋部材とベース部材とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、この密閉容器内に設けられたデバイスと、前記蓋部材と前記ベース部材とのうちいずれか一方の重ね合わせ面に設けられるとともに、前記デバイスに電気的に接続される内側接続部、前記一方の重ね合わせ面の縁部に設けられた外側接続部、前記内側接続部と前記外側接続部とを電気的に接続する配線部を有する複数の引き出し電極と、前記一方の重ね合わせ面に、前記複数の引き出し電極を覆うように、設けられた絶縁膜とを備えたことを特徴とする。
この発明に係る電子部品においては、外側接続部に電圧を印加すると、その電圧は、配線部及び内側接続部を介して、デバイスに印加される。また、外部電極が、密閉容器の側部に露出する引き出し電極の外側接続部に接続されているため、密閉容器の例えば底面などにスルーホールなどを設ける必要がない。
【００１９】
また、本発明に係る電子部品は、前記板状の蓋部材と前記ベース部材とが、常温接合、陽極接合、直接接合のうちいずれかの接合手段によって、接合されていることを特徴とする。
この発明に係る電子部品においては、常温接合、陽極接合、直接接合等の接合手段を用いているので、蓋部材とベース部材とを精度よく確実に接合することができる。
【００２０】
また、本発明に係る電子部品は、前記絶縁膜の、前記蓋部材と前記ベース部材とのうち他方の重ね合わせ面と対向する面が、平坦化によって均された平坦状に形成されていることを特徴とする。
この発明に係る電子部品においては、絶縁膜の一面を平坦状に形成しているので、蓋部材とベース部材との重ね合わせ部分に、引き出し電極を配置することによって生じがちな凹凸部分を、平坦状に均すことができる。これにより、蓋部材とベース部材とを、さらに精度良く、高いシール性を確保しつつ確実に接合することができる。
【００２１】
また、本発明に係る電子部品は、前記板状の蓋部材と前記ベース部材とが陽極接合によって接合され、  前記蓋部材と前記ベース部材とのうちの他方の重ね合わせ面と前記絶縁膜との間には、前記板状の蓋部材と前記ベース部材とを陽極接合させるための、金属またはシリコンからなる接合膜が形成されていることを特徴とする。
この発明に係る電子部品においては、蓋部材とベース部材とのうちの他方の重ね合わせ面と絶縁膜との間に金属またはシリコンからなる接合膜を形成しているから、この接合膜を利用して、蓋部材とベース部材とを陽極接合することができる。このため、蓋部材またはベース部材として、ガラス材料を利用することができ、安価で安定した電子部品を得ることができる。
【００２２】
また、本発明に係る電子部品の製造方法は、板状の蓋部材とベース部材とが厚さ方向に重ね合わされて構成された密閉容器と、この密閉容器内に設けられたデバイスとを備える電子部品の製造方法であって、前記蓋部材とベース部材のうちいずれか一方の重ね合わせ面において、前記デバイスと電気的に接続される内側接続部から前記一方の重ね合わせ面の縁部に設けられた外側接続部まで延在する複数の引き出し電極を形成する電極形成工程と、前記一方の重ね合わせ面に、前記電極形成工程で形成した前記複数の引き出し電極を覆うように、絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記電極形成工程において形成された前記引き出し電極に、前記デバイスを電気的に接続するデバイス実装工程と、前記デバイス実装工程において実装された前記デバイスを内部に配置した状態で、前記蓋部材と前記ベース部材とを接合する接合工程と、を備えることを特徴とする。
この発明に係る電子部品の製造方法においては、電極形成工程において、ベース部材の重ね合わせ面に引き出し電極が形成され、絶縁膜形成工程において、引き出し電極を覆うように絶縁膜が形成される。そして、デバイス実装工程において、引き出し電極にデバイスが電気的に接続される。さらに、接合工程において、デバイスを内部に配置した状態で、蓋部材とベース部材とが接合される。また、外部電極が、密閉容器の側面から引き出し電極に接続されるため、密閉容器の例えば底面などにスルーホールなどを設ける必要もない。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、スルーホールなどを設けることなく、引き出し電極同士が導通することを防止することができることから、密閉容器の中の気密性を長期にわたって保持しつつ、圧電振動片等のデバイスに電圧を印加するための複数の電極を迅速かつ容易に設けることができ、さらに小型化並びに高密度化へも対応可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施形態１）
以下、本発明の第１実施形態における水晶振動子（圧電振動子）について、図面を参照して説明する。
図１において、符号１は水晶振動子を示すものである。
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。
【００２５】
水晶振動片３は、平行に延びる二つの振動腕部３ａ（図１３に示す）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、後述する接続部１５に電気的に接続されており、これにより密閉容器２の中で片持ち支持され固定されている。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。
【００２６】
また、密閉容器２は、略矩形板状の蓋部材６とベース部材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。
蓋部材６の両主面のうち、一方の主面６ａには、矩形の蓋側凹部１０が形成されている。同様にして、ベース部材７の一方の主面７ａには、矩形のベース側凹部１１が形成されている。そして、蓋部材６とベース部材７とは、それら蓋側凹部１０とベース側凹部１１とが対向した状態で、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。すなわち、一方の主面６ａは、蓋部材６の重ね合わせ面として機能し、一方の主面７ａは、ベース部材７の重ね合わせ面として機能するものである。このように、蓋側凹部１０とベース側凹部１１とを対向させることにより、密閉容器２の中に空洞部１２が形成され、この空洞部１２により、水晶振動片３の振動が許容されるようになっている。密閉容器２の中は気密封止されており、空洞部１２は真空状態に保持されている。
【００２７】
蓋部材６の一方の主面６ａ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。
これら接続部１５及び引き出し電極１６は、例えばＣｒやＴｉなどの導電性部材からなっている。接続部１５は、図４に示すように、蓋側凹部１０の長さ方向の一端側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、蓋部材６の幅方向（長さ方向）Ｗの両端に設けられており、それら両端の引き出し電極１６は、奥行方向Ｄの全長にわたって設けられている。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と一体的に接続されており、他の引き出し電極１６は、引き出し部１７を介して、他の接続部１５に一体的に接続されている。なお、一方の主面６ａのうち、接続部１５及び引き出し電極１６が延在する面が、電極面２５となり、それ以外の、接続部１５及び引き出し電極１６が延在していない面が非電極面２６となる。
【００２８】
また、図１に示すように、ベース部材７の一方の主面７ａには、例えばＣｒやシリコンなどからなる接合膜２０が介在している。
また、接合膜２０の四隅は円弧状に取り除かれ、ベース部材７の対向する四隅には、この円弧形状にならって外部端子接続部２１が設けられている。
【００２９】
さらに、本実施形態における水晶振動子１は、例えばＳｉＯ2やＳｉ3Ｎ4などからなる絶縁膜２２を備えている。絶縁膜２２は、図６に示すように、引き出し電極１６の表面と非電極面２６とにわたって広げて設けられており、引き出し電極１６を含む一方の主面６ａの縁部の全周にわたって設けられている。絶縁膜２２の四隅は、外部端子接続部２１の円弧形状にならって取り除かれている。この絶縁膜２２上に、上述の接合膜２０が設けられている。また、図１に示すように、絶縁膜２２のベース部材７側に配された表面（ベース部材側表面）２２ａには、その表面２２ａが平坦化されてなる平坦部３５が形成されている。この平坦部３５によって表面２２ａが均されている。
尚、図１においては、引き出し電極１６、絶縁膜２２、接合膜２０が層状に重ねられている部分の膜全体の厚みが、水晶振動片３の厚みよりも厚く示されているが、これは、膜の構成を分り易く誇張して描いているためであり、実際には、水晶振動片３の方が膜全体より厚い。
さらに、本実施形態における蓋部材６及びベース部材７は、例えばガラスからなっており、これら蓋部材６とベース部材７とが、接合膜２０を介して陽極接合されている。
【００３０】
また、本実施形態における外部端子接続部２１には、外部端子（外部電極）２７が設けられている。外部端子２７は、密閉容器２の高さ方向Ｈの一端が、引き出し電極１６に電気的に接続されており、他端は、密閉容器２の底面部（ベース部材７の他方の主面）にまで延在している。すなわち、外部端子２７は、密閉容器２の側面から引き出し電極１６に接続されている。また、外部端子２７は、対をなして形成されている。すなわち、外部端子２７は、図１６に示すように、四隅の外部端子接続部２１のうち、幅方向Ｗの一端側に形成された二つの外部端子接続部２１間にわたって延在しており、同様に、幅方向Ｗの他端側に形成された二つの外部端子接続部２１間にわたって延在している。そして、これら一対の外部端子２７は、上述の一の引き出し電極１６または他の引き出し電極１６に接続されており、水晶振動片３に電圧を印加するための正負の外部電極として機能するようになっている。
【００３１】
このような構成のもと、外部端子２７に所定の電圧を印加すると、その電圧は、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屈曲運動する。
【００３２】
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説明する。
まず、蓋部材６を形成加工する。すなわち、図２及び図３に示すように、ガラスかならなる蓋部用ウエハ３０を所定の厚さになるまで研磨加工して洗浄する。そして、最表面の加工変質層をエッチングなどによって除去する。さらに、蓋部用ウエハ３０の一方の主面３０ａに、エッチングなどにより、複数の蓋側凹部１０を形成する。なお、図２及び図３には、簡略化のため、一つの蓋側凹部１０しか明示されていないが、実際には蓋部用ウエハ３０の一方の主面３０ａ全面に、複数の蓋側凹部１０が行列方向に連続的に形成される。つまり、蓋部用ウエハ３０は、蓋部材６が複数配列されて一体的に形成されたものであり、ここでは蓋部用ウエハ３０は蓋部材６に相当するものである。さらに、蓋部用ウエハ３０の一方の主面３０ａは、蓋部材６の一方の主面６ａ、すなわち、蓋部材６の重ね合わせ面に相当する。
【００３３】
さらに、ベース部材７を形成加工する。すなわち、蓋部材６と同様にして、図１５に示すガラスからなるベース用ウエハ３１の一方の主面３１ａにベース側凹部１１を複数形成する。ここでもベース用ウエハ３１はベース部材７に相当するものであり、ベース用ウエハ３１の一方の主面３１ａは、ベース部材７の一方の主面７ａに相当するものである。
次いで、それぞれのベース側凹部１１を所定の大きさで矩形に取り囲んだときの、その矩形の四隅のそれぞれに図１６に示すスルーホール３２を設ける。なお、スルーホール３２は、後述するダイシング工程において四分割されるが、その四分割された部位が、上述の外部端子接続部２１となる。
【００３４】
さらに、人工水晶に研磨、エッチングなどを施して、音叉型の水晶振動片３を形成加工する。
それから、図４及び図５に示すように、蓋部用ウエハ３０の一方の主面３０ａに、接続部１５や引き出し電極１６を形成する（電極形成工程）。すなわち、スパッタリングや蒸着などによって、一方の主面３０ａに、電極層を形成し、エッチングなどにより、接続部１５及び引き出し電極１６を一体的にパターニングする。
【００３５】
さらに、図６及び図７に示すように、絶縁膜２２を形成する（絶縁膜形成工程）。すなわち、引き出し電極１６の表面を含む一方の主面３０ａの縁部全周に、スパッタリングや蒸着あるいは気相成長法や塗布法などによって、絶縁膜２２を形成する。なお、絶縁膜２２の厚さとしては、引き出し電極１６の厚さよりも厚く、数μｍ程度である。
続いて、絶縁膜２２の平坦化について説明する。図８に示すように、一方の主面３０ａには引き出し電極１６が設けられていることから、この引き出し電極１６の厚さ寸法ｈの分、引き出し電極１６の表面と非電極面２６とに高低差が生じている。したがって、絶縁膜２２を薄く形成すると、絶縁膜２２の表面に高低差が生じてしまう。そこで、本実施形態においては、図９に示すように、まず絶縁膜２２を厚く形成する。それから、絶縁膜２２の表面を例えばエッチングやスパッタリングなどの手法で平坦化して、図１０に示すように、引き出し電極１６と非電極面２６とにわたって、その表面を均す。これにより、絶縁膜２２の表面の高低差がなくなり、一様になる。なお、このとき平坦化された部分が、上述の平坦部３５になる。
さらに、ベース用ウエハ３１に形成されるスルーホール３２に合わせて、図６に示すように、フォトリソグラフィによるパターニングにより絶縁膜２２の四隅を円弧状に取り去る。また、同様に、接続部１５及び蓋側凹部１０の表面上の絶縁膜も取り去る。
【００３６】
それから、図１１及び図１２に示すように、接合膜２０を形成する（接合膜形成工程）。すなわち、絶縁膜２２上に、スパッタリングや蒸着などによって、接合膜２０を形成する。そして、フォトリソグラフィによるパターニングにより、絶縁膜２２に合わせて、接合膜２０の四隅を円弧状に取り去る。また、同様に、接続部１５及び蓋側凹部１０の表面上の接合膜２０も取り去る。
さらに、図１３及び図１４に示すように、接続部１５に水晶振動片３の基端部を電気的に接続する（接続工程）。これにより、水晶振動片３が固定される。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できる。
【００３７】
次いで、図１５に示すように、蓋部用ウエハ３０と上述のベース用ウエハ３１とを陽極接合する（接合工程）。すなわち、真空中において、蓋部用ウエハ３０に、水晶振動片３などを覆うようにして、上述のベース用ウエハ３１を重ね合わせる。このとき、それぞれの蓋側凹部１０とベース側凹部１１とが対向し、これによって空洞部１２が形成される。また、このとき例えばシリコンからなる接合膜２０と、ガラスからなるベース用ウエハ３１の一方の主面３１ａが密着した状態になる。
【００３８】
この状態で、蓋部用ウエハ３０及びベース用ウエハ３１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２０は、一方の主面３１ａ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、空洞部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３０及びベース用ウエハ３１を除冷して常温に戻す。これら蓋部用ウエハ３０及びベース用ウエハ３１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３０及びベース用ウエハ３１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。
【００３９】
それから、図１６及び図１７に示すように、それぞれの密閉容器２に外部端子２７を設ける（外部電極形成工程）。すなわち、ベース用ウエハ３１の他方の主面に、金属マスクを施し、スパッタリングや蒸着などによって薄膜を形成する。これにより、スルーホール３２の内面からベース用ウエハ３１の他方の主面にまで延在する一対の外部端子２７が設けられる。この外部端子２７は、スルーホール３２を介して、引き出し電極１６の四隅に接続されている。
【００４０】
さらに、ダイシング工程において、蓋部用ウエハ３０及びベース用ウエハ３１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３０及びベース用ウエハ３１を、ダイシングソーに設置し、スルーホール３２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。これによって、スルーホール３２が四分割され、分割されたそれぞれの部位が、上述したように円弧状の外部端子接続部２１となる。
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。
【００４１】
以上より、本実施形態における水晶振動子１によれば、接合膜２０と引き出し電極１６との間に絶縁膜２２が設けられていることから、接合膜２０と引き出し電極１６とが互いに絶縁され干渉しなくなる。そのため、引き出し電極１６と接合膜２０とが導通することを防止することができる。また、スルーホール３２が分割されることによって外部端子接続部２１が形成され、この外部端子接続部２１を介して、外部端子２７が密閉容器２の側面から引き出し電極１６に接続されていることから、ベース部材７の他方の主面などに、スルーホール３２を残さなくすることができる。そのため、スルーホールの隙間から、外気が侵入することもない。
したがって、密閉容器２の中の気密性を長期にわたって保持しつつ、水晶振動片３に電圧を印加するための複数の電極を容易に設けることができる。
【００４２】
また、蓋部材６とベース部材７とが、ガラスという同一の部材からなっていることから、蓋部材６とベース部材７との熱膨張係数を合わせることができる。そのため、接合工程において、熱膨張と収縮のときの変形量を合わせることができ、それら蓋部材６とベース部材７とを精度よく確実に接合することができる。
さらに、絶縁膜２２が、引き出し電極１６と非電極面２６とにわたって設けられ、その絶縁膜２２の表面２２ａに平坦部３５が設けられていることから、引き出し電極１６と非電極面２６との段差を吸収して、表面２２ａを一様に均すことができ、蓋部材６とベース部材７とをさらに精度よく確実に接合することができる。
【００４３】
（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図１８から図２１は、本発明の第２の実施形態を示したものである。
図１８から図２１において、図１から図１７に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態と上記第１の実施形態とは基本的構成は同一であり、ここでは異なる点についてのみ説明する。
【００４４】
本実施形態においては、図１８に示すように、蓋側凹部１０が幅方向Ｗに二つに区分けされており、その蓋側凹部１０を区分けする区分け部３６に、二対の接続部１５が設けられている。なお、区分け部３６は、蓋部材６の一方の主面６ａを構成するものである。また、それぞれの接続部１５は、引き出し部１７を介して、一方の主面６ａの四隅に延在している。そして、これら接続部１５に、図２１に示す角速度センサー（圧電振動片）３７が設けられている。
【００４５】
角速度センサー３７の圧電素子として水晶を用いると、環境温度の変化に対しても高安定な電気特性を有する。角速度センサー３７は、その長さ方向の中心に基部３７ｂを持ち、基部３７ｂから一方向に延びる振動用の一対の振動腕部３７ａを有し、かつ前記一対の振動腕部３７ａに対向して基部３７ｂから反対側に延びる検出用の一対の振動腕部３７ａを有する構造であり、概観が平面から見てＨ型を成している。以下にこのＨ型の角速度センサー（圧電形振動ジャイロ）３７の動作原理を簡潔に述べる。
【００４６】
振動用の振動腕部３７ａには励振電極（図示せず）が形成されており、所定の交流電圧を印加すると、奥行方向Ｄに電界が発生し、振動用の一対の振動腕部３７ａが屈曲運動を行う。この状態において、幅方向Ｗに延びる軸周りに回転角速度ωが作用すると、振動方向と直角の方向に回転角速度ωに応じたコリオリの力が作用して、前記振動腕部３７ａは、高さ方向Ｈに振動する。この振動は基部３７ｂを介して検出用の振動腕部３７ａに伝達し、検出用の一対の振動腕部３７ａも共振周波数で振動する。検出用の振動腕部３７ａには、その側面に振動検出用の電極パッド（図示せず）が備えられており、検出用の振動腕部３７ａの圧縮及び引張変形に応じて発生する交流電圧の電気信号を検出する。この検出した電気信号をパッケージ外の回路（図示せず）に取り出して処理することで、回転角速度ω及びその回転方向を知ることが可能となる。
【００４７】
検出素子と外部の回路との電気信号の接続には、4個の外部端子が必要になる。即ち、振動用の振動腕部３７ａに交流電圧を印加するための一対の外部端子と、検出用の振動腕部３７ａの電極パッドに接続して検出信号を取り出すための一対の外部端子との合計４個となる。これら合計４個の外部端子と接続されるのが、上述の二対の接続部１５となる。
あるいは、図示しないが、密閉容器２の中に半導体集積回路を配置して、信号処理を行うように構成することも可能である。この場合は、検出素子は半導体集積回路と電気的に接続される。前記半導体集積回路と密閉容器２外の回路との接続は、例えば、「ＶＤＤ（直流電圧）」、「ＧＮＤ」、「ＶＯＵＴ」、「ＶＲＥＦ」、「起動」の５個となる。
【００４８】
このような水晶振動子１は、以下のようにして製造される。すなわち、図１８に示すように、蓋部用ウエハ３０の一方の主面３０ａに、区分け部３６を介して二つに区分けした蓋側凹部１０を形成する。そして、電極形成工程において、区分け部３６に二対の接続部１５を形成するとともに、一方の主面３０ａに、四隅まで延びる引き出し電極１６を形成する。それから、図１９及び図２０に示す絶縁膜形成工程及び接合膜形成工程を経て、図２１に示すように、接続工程において、Ｈ形状の角速度センサー３７を接続部１５に電気的に接続する。さらに、上記と同様にして、水晶振動子１が製造される。
【００４９】
このように、４個以上の外部端子が必要な角速度センサー３７においても、本発明により容易に外部に電極を引き出すことが出来る。従って、ベース部材７の底面に多数個のスルーホールを設ける従来方法に比較してベース部材７の機械的な強度の低下を抑制することができる。そのため、角速度センサー３７を長期に渡って安定に稼動させることが可能となる。
【００５０】
なお、上記第１及び第２の実施形態において、接続部１５及び引き出し電極１６が、例えばＣｒやＴｉなどの導電性部材からなっているとしたが、これに限ることはなく、その部材は適宜変更可能である。この場合、前記導電性部材は、蓋部材６と結合しやすい材料であることが好ましい。
また、絶縁膜２２や接合膜２０の部材についても適宜変更可能である。
さらに、蓋部用ウエハ３０とベース用ウエハ３１とにより、複数の水晶振動子１を一括で製造しているが、これに限ることはなく、個別に製造してもよい。
また、圧電振動片を水晶からなる水晶振動片３としているが、これに限ることはなく、ニオブ酸リチウムなどの様々な圧電単結晶材料からなる振動片であってもよい。
さらに、角速度センサー３７を設けるとしているが、これに限ることはなく、他の物理量を計測する各種のセンサー用の振動片や、厚み滑り振動片（ＡＴカット、ＢＴカット）や他のカット角の振動片でもよい。さらに、表面弾性派素子でもよい。
【００５１】
さらに、平坦化の手段として、エッチングやスパッタリングなどを施しているが、これに限ることはなく、例えば研磨などの他の手段であってもよい。
また、引き出し電極１６のパターンや、接続部１５の設置数は適宜変更可能である。例えば、図２２に示すように、ベース側凹部１１の長辺縁部に、二対の接続部１５を幅方向Ｗに並べることも可能である。そして、図２３及び図２４に示す絶縁膜形成工程及び接合膜形成工程を経て、図２５に示すように、接続工程において、一対づつの接続部１５に、それぞれ水晶振動片３を電気的に接続する。すなわち、水晶振動片３が二つ設けられる。なお、水晶振動片３の設置数は、二つ以上であってもよく、その設置数は適宜変更可能である。
【００５２】
（実施形態３）
次に、本発明の第３の実施形態について、図２６を参照して説明する。
図２６において、符号３８は、本発明の第３の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または第２の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。
【００５３】
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。
【００５４】
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または第２の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。
【００５５】
（実施形態４）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
本実施形態では、上記第１または第２の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２７において、符号４６は、携帯情報機器を示すものであり、図２７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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、携帯情報機器４６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。
【００６３】
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の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。
【００６４】
（実施形態５）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
本実施形態では、上記第１または第２の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、電波時計について説明する。
図２８において、符号７１は、電波時計を示すものである。
【００６５】
電波時計７１は、時刻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）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もしくは６０ＫＨzのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表を反射しながら伝播する性質を併せ持つため、伝播範囲が広く、上記の２つの送信所で日本国内を全て網羅している。
【００６６】
図２８を参照して、電波時計７１の機能的構成について説明する。
アンテナ７４は、前記４０ＫＨzもしくは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、前記４０ＫＨzもしくは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７５によって増幅され、水晶振動子１を有するフィルター８０によって濾波、同調される。本実施形態における水晶振動子１は、上記搬送周波数と同一の４０ＫＨz及び６０ＫＨの共振周波数を有する水晶振動子部７６，７９を備えている。
さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路８１により検波復調される。続いて、波形成形回路８４を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ８５でカウントされる。ＣＰＵ８５では、現在の年、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、ＲＴＣ８６に反映され、正確な時刻情報が表示される。
【００６７】
搬送波は、４０ＫＨzもしくは６０ＫＨzであるから、水晶振動子部７６，７９は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。４０ＫＨzを例にとれば、音叉型振動片の寸法例として全長が約２．８ｍｍ、基部の幅寸法が約０．５ｍｍの寸法で構成することが可能である。
図２８に示した回路ブロック図では、それぞれ共振周波数が４０ＫＨzと６０ＫＨzの水晶振動子部７６，７９が並列に接続されて描かれている。本発明では、この２つの周波数に対応する音叉型水晶振動片を１つのパッケージの中に収納することが出来るから、個別の容器に収納された２つの振動子を実装する場合より実装面積を大幅に低減することが可能である。従って、特に、腕時計や携帯機器など小型化を必要とする電子機器に好適である。
【００６８】
上述の説明は、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を携帯機器に組み込む場合は、更に、日本の場合とは異なる周波数の水晶振動子を必要とする。本発明では、引き出し電極の設置は容易であり、１つのパッケージの中に、４０ＫＨｚ、６０ＫＨｚの振動片以外の振動片を更に組み込むことが可能である。尚、２つ以上の水晶振動片を実装する方法は、これに限らず、共通の基部から複数の振動腕部が伸びるように形成することも可能である。
以上の様に、本発明を用いて複数の振動片を１つのパッケージの中に収納した電波時計７１を構成したので、個別の容器に収納された複数の振動子を実装する場合に比較して、実装面積を大幅に低減することが可能となった。また、ベース部材の機械的な強度の低下を抑制して外部電極が形成されているので、本電波時計は長期に渡って安定した精度で機能することが出来る。
【００６９】
（実施形態６）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
図２９において、符号１００は電子部品を示すものである。
電子部品１００は、略矩形に形成された密閉容器１０２と、この密閉容器１０２の内部に設けられたデバイス１０３とを備えている。
【００７０】
デバイス１０３は、密閉容器１０２内で使用されるため、赤外線センサーや、加速度センサーまたはジャイロセンサーのような慣性センサー、あるいはＲＦ−ＭＥＭＳ共振器のような、主に、高真空中で好適に使用されるもの、あるいは不活性ガス中で好適に使用されるもの等が選択される。
【００７１】
密閉容器１０２は、板状のベース部材１０６と略板状の蓋部材１０７とが、互いに厚さ方向に重ね合わされて、陽極接合により接合されて構成されている。
【００７２】
ベース部材１０６及び蓋部材１０７は、例えばガラスまたはシリコンから作られるものである。なお、蓋部材１０７のベース部材１０６と対向する面の中央部分には、矩形の凹部１０８が形成されている。そして、蓋部材１０７とベース部材１０６とが、それら蓋部材１０７の下面とベース部材１０６の上面とが互いに対向した状態で、重ね合わされて接合されている。密閉容器１０２の中に空洞部１０９が形成され、この空洞部１０９内には、デバイス１０３が、例えばその振動を許容されるよう、蓋部材１０７等との間に若干の隙間を介して収納されている。密閉容器１０２の中は気密封止されており、空洞部１０９は真空状態に保持されている。
【００７３】
図３１にも示すように、ベース部材１０６の上面１０６ａ、（蓋部材との重ね合わせ面）には、複数の引き出し電極１１０が配置されている。引き出し電極１１０は、デバイス１０３に電気的に接続される内側接続部１１０ａ、一方の重ね合わせ面の縁部に設けられた外側接続部１１０ｂ、前記内側接続部１１０ａと前記外側接続部１１０ｂとを電気的に接続する配線部１１０ｃを備える。
【００７４】
引き出し電極１１０の内側接続部１１０ａは、例えば、図３１（ａ）に示すように、碁盤目状に形成されている。これら内側接続部１１０は、デバイス１０３の電気接続部(図示略)と対応するように形成されている。また、外側接続部１１０ｂは、ベース部材１０６の上面１０６ａの外周部に、それぞれ互いに間隔をあけて配置される。そして、これら内側接続部１１０ａと外側接続部１１０ｂとは、互いに対を成す接続部同士が個々に独立して、配線部１１０ｃにより電気的に接続されている。なお、これら引き出し電極１１０は、例えばＣｒやＴｉなどの導電性部材からつくられる。
【００７５】
図３２にも示すように、ベース部材１０６の上面１０６ａには、複数の引き出し電極１１０を覆うように、例えばＳｉＯ2やＳｉ3Ｎ4などからなる絶縁膜１１２が設けられている。絶縁膜１１２は、図３２に示すように、内側接続部１１０ａと外側接続部１１０ｂとを覆うことなく配線部１１０ｃのみを覆うように、前記上面１０６ａの縁部の外端から内側へ所定距離入った箇所に、略同一の幅寸法で全周にわたって、連続するように設けられている。絶縁膜１１２の上面（蓋部材１０７の重ね合わせ面と対向する面）１１２ａは、平坦化によって平坦状に均された平坦部１１３が形成されている。絶縁膜１１２は、ベース部材１０６の蓋部材との重ね合わせ面である上面１０６ａに、引き出し電極１１０を設けたために生じがちな凹凸部分を平坦状に均す機能を果たすものであり、したがって、絶縁膜１１２の厚さＭ１は、引き出し電極１１０の厚さＭ２よりも大に設定されている。
【００７６】
また、図３３にも示すように、絶縁膜１１２のさらに上面には、例えばＣｒ等の金属またはシリコンからなる接合膜１１４が設けられている。接合膜１１４は、蓋部材１０７を接合させるためのものであり、この接合膜１１４を介して、蓋部材１０７がベース部材１０６に接合される。接合膜１１４の幅寸法は、絶縁膜１１２の幅寸法と同一かそれよりも若干小に設定されている。
【００７７】
このような構成のもと、複数ある外側接続部１１０ｂのうち、電源と接続される所定の外側接続部１１０ｂに所定の電圧を印加すると、その電圧は、配線部１１０ｃ及び内側接続部１１０ａを介して、デバイス１０３に印加される。すると、デバイス１０３内で所定の動作が行われて、出力信号が発せられる。この出力信号は、デバイスの出力側接続部（出力端子）から内側接続部１１０ａ及び配線部１１０ｃを介して、所定の外側接続部１１０ｂへ出力される。
【００７８】
次に、本実施形態における電子部品１００の製造方法について説明する。
まず、ベース部材１０６を成形加工する。すなわち、図３０に示すように、ガラスあるいはシリコンからなるベース部材用ウエハを所定の厚さになるまで研磨加工して洗浄する。そして、最表面の加工変質層をエッチングなどによって除去する。なお、図３０には、簡略化のため、一つのベース部材１０６しか明示されていないが、実際にはベース部材用ウエハにベース部材１０６を複数配列させて一体的に形成する。
【００７９】
さらに、蓋部材１０７を成形加工する。蓋部材１０７は、例えば、ベース部材１０６と同様にして、ガラスあるいはシリコンからなる蓋部材用ウエハの一方の面に凹部１０８を複数形成し、ダイシングによって、個々の蓋部材１０７ごとに切り離すことにより得られる。
【００８０】
次いで、図３１に示すように、ベース部材１０６の上面に、内側接続部１１０ａ、配線部１１０ｃ及び外側接続部１１０ｂかなる引き出し電極１１０を形成する（電極形成工程）。すなわち、スパッタリングや蒸着などによって、ベース部材１０６の上面に、電極層を形成し、エッチングなどにより、引き出し電極１１０を一体的にパターニングする。
【００８１】
さらに、図３２に示すように、絶縁膜１１２を形成する（絶縁膜形成工程）。すなわち、ベース部材１０６の上面の縁部全周に、引き出し電極１１０を覆うように、スパッタリングや蒸着あるいは気相成長法や塗布法などによって、絶縁膜１１２を形成する。なお、絶縁膜１１２の厚さＭ１としては、引き出し電極１１０の厚さＭ２よりも厚く、数μｍ程度とする。
この絶縁膜１１２の上面には平坦化によって平坦部１１３が形成されている。絶縁膜１１２の平坦化については、第１実施形態の、絶縁膜１１２の平坦化と同様であり、ここでは省略する。
【００８２】
ついで、図３３に示すように、接合膜１１４を形成する（接合膜形成工程）。すなわち、絶縁膜１１２上に、スパッタリングや蒸着あるいは気相成長法などによって、金属あるいはシリコンからなる接合膜１１４を形成する。
さらに、図３４に示すように、ベース部材１０６の上面に、デバイス１０３を実装する（デバイス実装工程）。すなわち、デバイス１０３の各電極が、引き出し電極１１０の内側接続部１１０ａに合致するように、デバイスを正確に位置きめしながらベース部材上に配置し、互いに対応する電極同士を接続する。これにより、デバイス１０３をベース部材１０６に固定する。なお、デバイス１０３の実装としては、ベース部材１０６や蓋部材１０７に、フォトリソ法等の薄膜技術によって直接形成しても良い。
【００８３】
次いで、図３５に示すように、デバイス１０３が実装されたベース部材１０６に対して蓋部材１０７を陽極接合する(接合工程)。
陽極接合の場合には、デバイス１０３が実装され、かつ、スパッタリングや蒸着等により、絶縁膜１１２及び接合膜１１４がそれぞれ形成されたベース部材１０６に、真空中において、ガラスにより作られた蓋部材１０７を重ね合わせる。このとき、蓋部材１０７の下面の凹部１０８がデバイス１０３に対向するように、ベース部材１０６に対し蓋部材１０７を正確に位置きめする。そして、接合膜１１４と蓋部材１０７とを密着させる。
【００８４】
この状態で、ベース部材１０６及び蓋部材１０７を所定の温度までに加熱し、かつ両者に所定の電圧を印加する(図３５参照)。この結果、接合膜１１４は、蓋部材１０７の下面との間に静電引力が生じて、接合膜１１４と蓋部材１０７とが強く密着し、陽極接合される。これにより、空洞部１０９が気密封止され、行列方向に連続した密閉容器１０２が形成される。それから、電圧の印加を停止し、ベース部材用ウエハを除冷して常温に戻す。ベース部材用ウエハ及び蓋部材の温度が上昇してから常温に戻されるまでの間、ベース部材用ウエハ及び蓋部材は、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。
【００８５】
さらに、ダイシング工程において、ベース部材用ウエハを切断する。これにより、図２９に示す電子部品が得られる。
【００８６】
以上より、本実施形態における電子部品１００によれば、接合膜１１４と引き出し電極１１０との間に絶縁膜１１２を設けていることから、接合膜１１４と引き出し電極１１０とが互いに絶縁され干渉しなくなる。そのため、引き出し電極１１０と接合膜１１４とが導通することを防止することができる。そして、引き出し電極１１０を介して外部と電気的に接続されるため、ベース部材１０６や蓋部材１０７にスルーホールを形成する必要がない。この結果、スルーホールの隙間から、外気が侵入することもなく、密閉容器の中の気密性を長期にわたって保持することができる。また、スルーホールを形成する場合に比べて、引き出し電極を形成する場合には、強度低下を来たすことなく高密度に配置することができ、その分、電子部品１１０を、無理なく小型化並びに高密度化することができる。
【００８７】
また、ベース部材１０６及び蓋部材１０７として、例えば、ほう珪酸ガラスやシリコンのような熱膨張係数の近い材料を用いることができる。そのため、接合工程において、熱膨張と収縮のときの変形量を合わせることができ、それらベース部材１０６と蓋部材１０７とを精度よく確実に接合することができる。
さらに、絶縁膜１１２が、引き出し電極１１０と接合膜１１４とにわたって設けられ、その絶縁膜１１２の上面１１２ａに平坦部１１３が設けられていることから、引き出し電極１１０と接合膜１１４との段差を吸収して、上面１１２ａを一様に均すことができ、ベース部材１０６と蓋部材１０７とをさらに精度よく確実に接合することができる。
【００８８】
なお、図２９に示す例では、ベース部材１０６と蓋部材１０７と陽極接合しているが、これに限られることなく、それら部材１０６，１０７を常温接合あるいは直接接合してもよい。なお、常温接合等の場合には、接合膜１１４は不要となる。
例えば、常温接合する場合には、絶縁膜１１４と蓋部材１０７との材料同士の組み合わせは、絶縁膜１１４として酸化膜、蓋部材１０７としてシリコンを用いることもできる。まず、絶縁膜１１４と蓋部材１０７の対向する面どうしの平坦度を高める。次に、高真空下において、対向する面をアルゴンイオン照射等の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対向面を密着させて接合することで、通常よりも十分低い加圧力と温度のもとで接合強度に優れた接合が可能となる。接合強度は常温近傍においてもシリコン同士の接合においては８から１０ＭＰａの引張強度が得られるので実用上十分である。常温接合法では、このように接合温度を低温化できるので、加熱による部材からの脱ガスを十分低く抑えることが可能である。従って、熱的なダメージの大きいデバイスを内部に実装する電子部品においては、極めて優れた接合である。同時に、密閉容器内部に、脱ガス対策用のゲッターが不要であり、ゲッターの活性化を行うための工程の設置も不必要である。これにより、密閉容器の一層の小型化を行うことが出来る。
【００８９】
また、接合する対向面間の平坦化がより一層可能であれば、直接接合法により接合することも可能である。直接接合では、例えば、蓋部材１０７とそれと対向するベース部材１０６側の部材(膜)とを同種の材料（例えば、シリコン）にすることにより容易に行うことができる。蓋部材１０７としてシリコンを用いる場合には、まず絶縁膜１１２の上に、スパッタリングや蒸着あるいは気相成長法等の手段でシリコン膜を形成し、それら蓋部材とベース部材側の膜を十分に平坦化した後に、接合面を薬品や純水で親水化処理を行う。この後、両者を密着させて、適当な加圧力と１００℃から２００℃程度の温度雰囲気のもとで接合を行うことができる。また、親水化処理の前に、前記アルゴンイオン照射による清浄化を行うとより接合強度に優れた接合を行うことができる。直接接合では、接合は大気圧下で実施できるので、高価な真空処理装置は必要とせず、かつ常温接合に比較して生産性に優れている。
【００９０】
また前述の第６実施形態では、ベース部材側１０６側に、引き出し電極１１０および絶縁膜１１２をそれぞれ形成したが、これに限られることなく、蓋部材１０７側に引き出し電極１１０及び絶縁膜１１２を形成しても良い。
【００９１】
なお、本発明の技術範囲は上記の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。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１の実施形態としての水晶振動子を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、蓋部用ウエハに蓋側凹部を形成した様子を示す平面図である。
【図３】図２の蓋部用ウエハを示す側面図である。
【図４】図１の水晶振動子の製造工程において、蓋部用ウエハに引き出し電極を形成した様子を示す平面図である。
【図５】図４のＡＡ線矢視断面図である。
【図６】図１の水晶振動子の製造工程において、蓋部用ウエハに絶縁膜を形成した様子を示す平面図である。
【図７】図６のＢＢ線矢視断面図である。
【図８】絶縁膜形成工程において、絶縁膜の表面に高低差が生じた様子を示す説明図である。
【図９】絶縁膜形成工程において、蓋部用ウエハに絶縁膜を厚く形成した様子を示す説明図である。
【図１０】図９の絶縁膜の表面を平坦化によって均した様子を示す説明図である。
【図１１】図１の水晶振動子の製造工程において、蓋部用ウエハに接合膜を形成した様子を示す平面図である。
【図１２】図１１のＢＢ線矢視断面図である。
【図１３】図１の水晶振動子の製造工程において、蓋部用ウエハに振動片を設けた様子を示す平面図である。
【図１４】図１３のＢＢ線矢視断面図である。
【図１５】図１の水晶振動子の製造工程において、蓋部用ウエハにベース用ウエハを重ね合わせた様子を示す側面図である。
【図１６】図１の水晶振動子の製造工程において、ベース用ウエハに外部電極を形成した様子を示す平面図である。
【図１７】図１６の蓋部用ウエハやベース用ウエハなどを示す側面図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態としての水晶振動子の製造工程において、蓋部用ウエハに引き出し電極を形成した様子を示す平面図である。
【図１９】図１８の蓋部用ウエハに絶縁膜を形成した様子を示す平面図である。
【図２０】図１９の蓋部用ウエハに接合膜を形成した様子を示す平面図である。
【図２１】図２０の蓋部用ウエハに角速度センサーを設けた様子を示す平面図である。
【図２２】引き出し電極の変形例を示す平面図である。
【図２３】図２２の蓋部用ウエハに絶縁膜を形成した様子を示す平面図である。
【図２４】図２３の蓋部用ウエハに接合膜を形成した様子を示す平面図である。
【図２５】図２４の蓋部用ウエハに複数の水晶振動片を設けた様子を示す平面図である。
【図２６】本発明の第３の実施形態としての発振器を示す平面図である。
【図２７】本発明の第４の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。
【図２８】本発明の第５の実施形態としての電波時計を示すブロック図である。
【図２９】本発明の第６の実施形態としての電子部品の図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図３０】本発明の第６の実施形態としての電子部品の製造方法の工程を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図３１】本発明の第６の実施形態としての電子部品の製造方法の工程を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図３２】本発明の第６の実施形態としての電子部品の製造方法の工程を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図３３】本発明の第６の実施形態としての電子部品の製造方法の工程を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図３４】本発明の第６の実施形態としての電子部品の製造方法の工程を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図３５】本発明の第６の実施形態としての電子部品の製造方法の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１    水晶振動子（圧電振動子）
２    密閉容器
３    水晶振動片（圧電振動片）
６    蓋部材
６ａ  一方の主面（蓋部材の重ね合わせ面）
７    ベース部材
７ａ  一方の主面（ベース部材の重ね合わせ面）
１５  接続部
１６  引き出し電極
２０  接合膜
２２  絶縁膜
２２ａ  表面（絶縁膜のベース部材側表面）
２５  電極面
２６  非電極面
２７  外部端子（外部電極）
３５  平坦部
３８  発振器
４３  集積回路
４６  携帯情報機器（電子機器）
７１  電波時計（電子機器）
１００  電子部品
１０２  密閉容器
１０３  デバイス
１０６  ベース部材
１０７  蓋部材
１１０  引き出し電極
１１０ａ  内側接続部
１１０ｂ  外側接続部
１１０ｃ  配線部
１１２  絶縁膜
１１３  平坦部
１１４  接合膜
【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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