(57)【要約】【課題】ガラスからなるベース基板２に複数の貫通電極８、９を高位置精度で形成することができるパッケージ１の製造方法を提供する。【解決手段】板状ガラス３０に複数の貫通孔１３ａを形成し、２枚の基台１ａ、１ｂに複数の貫通孔１３ｂを形成する。次に、２枚の基台１ａ、１ｂの間に板状ガラス３０を挟持し、基台の複数の貫通孔１３ｂと板状ガラス３０の複数の貫通孔１３ａとの位置合わせを行い、導体から成るワイヤーを貫通させて２枚の基台１ａ、１ｂの間にワイヤー２を張る。次に、板状ガラス３０をその軟化点よりも高い温度に加熱して、基台間のワイヤー２をガラスに埋め込み、ガラスを冷却し、ワイヤーが埋め込まれたガラスインゴットを形成する。次に、このインゴットをスライスしてガラス基板１１を形成し、このガラス板１１を研磨し、表面と裏面にワイヤーを露出させて貫通電極１０とする研削工程とを備える。【選択図】図１
2012019108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状ガラスに複数の貫通孔を形成するガラス貫通孔形成工程と、
２枚の基台に複数の貫通孔を形成する基台貫通孔形成工程と、
前記２枚の基台の間に前記板状ガラスを挟持し、前記基台の複数の貫通孔と前記板状ガラスの複数の貫通孔との位置合わせを行い、前記複数の貫通孔に導体から成るワイヤーを貫通させて前記２枚の基台の間にワイヤーを張るワイヤー張り工程と、
前記板状ガラスをその軟化点よりも高い温度に加熱して、前記基台間のワイヤーを前記ガラスに埋め込むワイヤー埋め込み工程と、
前記ガラスを冷却し、ワイヤーが埋め込まれたガラスインゴットを形成するインゴット形成工程と、
前記インゴットをスライスしてガラス板を形成する切断工程と、
前記ガラス板を研磨し、表面と裏面にワイヤーを露出させて貫通電極とする研磨工程と、を備える貫通電極付きのガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記ガラス貫通孔形成工程は、板状ガラスに凹部を形成する凹部形成工程と、
当該凹部が形成された表面とは反対側の裏面を研削して前記凹部を裏面側に貫通させる研削工程と、を備える請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記ワイヤー埋め込み工程は、前記板状ガラスに圧縮応力を加える工程である請求項１又は２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記ワイヤー張り工程は、前記基台に形成した複数の貫通孔が前記板状ガラスに形成した単独の貫通孔に対応し、前記板状ガラスの単独の貫通孔に複数のワイヤーを貫通させて前記２枚の基台の間にワイヤーを張る請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記取り出し工程において、
前記ガラス基板の歪点よりも５０℃高い温度までの冷却速度よりも、歪点よりも５０℃高い温度から歪点よりも５０℃低い温度までの冷却速度を遅くする請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項６】
前記ワイヤーの熱膨張率は前記ガラスと同程度であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項７】
前記請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法に基づいてガラス基板を形成し、前記ガラス基板に電極を形成してベース基板とするベース基板形成工程と、
前記ベース基板に電子部品を実装する実装工程と、
前記電子部品を実装したベース基板にリッド基板を接合する接合工程を備え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、ガラス基板に複数の貫通電極を形成するガラス基板の製造方法及びこれを用いた電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末機器の時刻源やタイミング源に水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。圧電振動子には様々なものが知られているが、その一つとして表面実装型の圧電振動子が知られている。この圧電振動子として、圧電振動片が形成された圧電基板をベース基板とリッド基板で上下から挟みこんで接合した３層構造タイプのものが知られている。圧電振動片はベース基板とリッド基板との間に形成されたキャビティ内に収納されている。
【０００３】
また、最近では、２層構造タイプの圧電振動子が開発されている。このタイプは、ベース基板とリッド基板を直接接合した２層構造タイプのパッケージからなり、ベース基板とリッド基板の間に構成されるキャビティ内に圧電振動片が収納されている。２層構造タイプの圧電素子は３層構造タイプに比べて薄型化を図ることができるなどの点において優れている。
【０００４】
特許文献１及び特許文献２には２層構造タイプの水晶振動子パッケージが記載されている。ベース基板やリッド基板のパッケージ材料としてガラスを使用している。ガラスを使用するので、セラミックスを使用した場合と比べて成形が容易であり、製造コストを下げることができる。また、ガラスは熱伝導率が小さいので断熱性に優れ、内部の圧電振動子を温度変化から保護することができる。
【０００５】
特許文献３には、上記と同様の２層構造タイプの水晶振動子パッケージが記載されている。この場合も、ベース基板にガラスを用い、このベース基板に金属材料を用いた貫通電極を形成する方法が記載されている。ガラスに貫通電極を形成する際に、まずガラス板に貫通孔を形成している。図１７は、ガラス板１３１に金属ピン１１５からなる貫通電極を形成する方法を表している（特許文献３の図３）。図１７（ａ）はガラス板１３１に貫通孔１１９を形成する方法を示す。ガラス板１３１をダイ１２６の底部に設置する。ダイ１２６にはヒータ１２５が設置され、ガラス板１３１を加熱することができる。ダイ１２６の上部にはパンチ１２９からなる穴開け機が設置されている。パンチ１２９のガラス板１３１側には孔開けピン１２８が設置され、また、パンチ１２９にもヒータ１２７が設置されている。そして、ガラス板１３１を所定の温度に加熱した後に、パンチ１２９を下げて貫通孔１１９を形成する。
【０００６】
図１７（ｂ）はガラス板１３１の貫通孔１１９に金属ピン１１５を打ち込む方法を示している。貫通孔１１９を形成したガラス板１３１を台１３５に設置し、ガラスフリット吹き付け機１３３により貫通孔１１９にガラスフリット１３２を吹き付け、金属ピン打ち込み機１３４により金属ピン１１５を貫通孔１１９に打ち込む。
【０００７】
図１８は、プレス成型工程を表している（特許文献３の図４）。図１８（ａ）に示されるように、金属ピン１１５を貫通孔１１９に打ち込んだガラス板１３１をプレス下型１３６とプレス上型１３７の間に設置する。プレス上型１３７には間仕切り凸条１３８、ピン頭収納凹部１３９や凹部形成用凸条１４１が形成されている。この型を電気炉に投入して、プレス上型１３７をプレス下型１３６に押圧しながら温度１０００℃以上に加熱する。その結果、図１８（ｂ）に示されるように、プレス上型１３７の表面の凹凸がガラス板１３１に転写され、分割用溝１４２や凹部１１６がガラス板１３１に形成される。同時にシール性が確保された金属ピン１１５からなる貫通電極がガラス板１３１に形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１２４８４５号公報
【特許文献２】特開２００２−１２１０３７号公報
【特許文献３】特開２００３−２０９１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ガラス板１３１を加熱して貫通孔１１９を形成し、その後ガラス板１３１を冷却すると、ガラス板１３１は内部応力により歪み、平坦性が低下した。また、ガラス板１３１にプレス上型１３７の表面形状を転写した後に冷却すると、転写時のガラスの流動や、冷却時の熱の不均一性により、金属ピン１１５が傾く、また、金属ピン１１５の位置ずれが発生する、或いは内部応力によりガラス板１３１が複雑に歪んだ。更に、研削して反りを修正しようとすると、研削量が多くなって加工に長時間要する、あるいは所期形状の取り個数が減少した。また、凹部１１６の底面に露出した金属ピン１１５が傾斜して貫通電極の位置ずれが発生した。また、凹部１１６を囲む側壁上面の平坦性が悪いと、この上面に接合する蓋の気密性が確保できなくなり、電子部品の信頼性が低下する、という課題があった。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、貫通電極を高位置精度で設置した平坦性に優れたガラス基板を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるガラス基板の製造方法は、板状ガラスに複数の貫通孔を形成するガラス貫通孔形成工程と、２枚の基台に複数の貫通孔を形成する基台貫通孔形成工程と、前記２枚の基台の間に前記板状ガラスを挟持し、前記基台の複数の貫通孔と前記板状ガラスの複数の貫通孔との位置合わせを行い、前記複数の貫通孔に導体から成るワイヤーを貫通させて前記２枚の基台の間にワイヤーを張るワイヤー張り工程と、前記板状ガラスをその軟化点よりも高い温度に加熱して、前記基台間のワイヤーを前記ガラスに埋め込むワイヤー埋め込み工程と、前記ガラスを冷却し、ワイヤーが埋め込まれたガラスインゴットを形成するインゴット形成工程と、前記インゴットをスライスしてガラス板を形成する切断工程と、前記ガラス板を研磨し、表面と裏面にワイヤーを露出させて貫通電極とする研磨工程とを備える。
【００１２】
また、前記ガラス貫通孔形成工程は、板状ガラスに凹部を形成する凹部形成工程と、当該凹部が形成された表面とは反対側の裏面を研削して前記凹部を裏面側に貫通させる研削工程と、を備えることとした。
【００１３】
また、前記ワイヤー埋め込み工程は、前記板状ガラスに圧縮応力を加える工程であることとした。
【００１４】
また、前記ワイヤー張り工程は、前記基台に形成した複数の貫通孔が前記板状ガラスに形成した単独の貫通孔に対応し、前記板状ガラスの単独の貫通孔に複数のワイヤーを貫通させて前記２枚の基台の間にワイヤーを張ることとした。
【００１５】
また、前記取り出し工程において、前記ガラス基板の歪点よりも５０℃高い温度までの冷却速度よりも、歪点よりも５０℃高い温度から歪点よりも５０℃低い温度までの冷却速度を遅くすることとした。
【００１６】
また、前記ワイヤーの熱膨張率は前記ガラスと同程度であることとした。
【００１７】
本発明による電子部品の製造方法は、上記ずれかに記載のガラス基板の製造方法に基づいてガラス基板を形成し、前記ガラス基板に電極を形成してベース基板とするベース基板形成工程と、前記ベース基板に電子部品を実装する実装工程と、前記電子部品を実装したベース基板にリッド基板を接合する接合工程を備える。
【００１８】
【発明の効果】
【００１９】
本発明のガラス基板の製造方法は、板状ガラスに複数の貫通孔を形成するガラス貫通孔形成工程と、２枚の基台に複数の貫通孔を形成する基台貫通孔形成工程と、２枚の基台の間に板状ガラスを挟持し、基台の複数の貫通孔と板状ガラスの複数の貫通孔との位置合わせを行い、複数の貫通孔に導体から成るワイヤーを貫通させて２枚の基台の間にワイヤーを張るワイヤー張り工程と、板状ガラスをその軟化点よりも高い温度に加熱して、基台間のワイヤーをガラスに埋め込むワイヤー埋め込み工程と、ガラスを冷却し、ワイヤーが埋め込まれたガラスインゴットを形成するインゴット形成工程と、このインゴットをスライスしてガラス板を形成する切断工程と、このガラス板を研磨し、表面と裏面にワイヤーを露出させて貫通電極とする研磨工程と、を備えている。これにより、ガラスの流動によって印加されるワイヤーへの圧力が小さいので、ワイヤーの位置を高精度で制御することができるとともに、ガラスインゴットを冷却後にスライスするので、反りがなく気密性の高い貫通電極付きのガラス基板を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法を表す工程図である。
【図２】本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法を説明するための図であり、ガラス貫通孔形成工程を表す。
【図３】本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法を説明するための図であり、上下基台間に板状ガラスを挟持し、ワイヤーを通した状態を表す。
【図４】本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法を説明するための図であり、装着したワイヤーに張力を付与した状態を表す。
【図５】本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法を説明するための図であり、ワイヤーを張った板状ガラスを容器に収納した状態を表す。
【図６】本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法を説明するための図であり、形成したインゴットを切断した状態を表す。
【図７】本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法を説明するための図であり、ガラス基板の状態を表す。
【図８】本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法を説明するための図であるあり、ガラス貫通孔形成工程を表す。
【図９】本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法を説明するための図であり、ワイヤー張り工程を表す。
【図１０】本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法を説明するための図であり、ワイヤー張り工程を表す。
【図１１】本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法を説明するための図であり、ワイヤー張り工程を表す。
【図１２】本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法を説明するための図であり、ワイヤー張り工程を表す。
【図１３】本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法を表す工程図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法を表し、圧電振動片を実装した状態を示す断面模式図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法を表し、完成した圧電振動子の断面模式図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法により製造した圧電振動子を組み込んだ発信器の上面図である。
【図１７】従来公知のガラス板に貫通孔を形成し、ピンを打ち込む方法を表す。
【図１８】従来公知のプレス成型方法によりガラス板を成型する状態を表す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明に係る貫通電極付きガラス基板の製造方法を表す工程図であり、本発明の基本的構成を表す。まず、ガラス貫通孔形成工程Ｓ１において、板状ガラスに複数の貫通孔を形成する。また、基台貫通孔形成工程Ｓ２において、２枚の基台に複数の貫通孔を形成する。ガラスとして、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス等を使用することができる。基台の材料として、カーボンやセラミックスの耐熱性材料を使用する。ガラスに対し切削加工、サンドブラスト、或いは型成形等により貫通孔を形成することができる。また、基台に対し切削加工により、またグリーンシートを型成形して貫通孔を形成し、これを焼成して貫通孔とすることができる。
【００２２】
次に、ワイヤー張り工程Ｓ３において、貫通孔を形成した２枚の基台の間に貫通孔を形成した板状ガラスを挟持し、基台の貫通孔と板状ガラスの貫通孔とを位置合わせして、これらの貫通孔に導体から成るワイヤーを貫通させて２枚の基台間にワイヤーを張る。例えば、ワイヤーの一端に台座を設けこの台座を一方の基台に係止させ、ワイヤーの他端に係止部を設けこの係止部を他方の基台に係止させて、２つの基台を離間させるように応力を加えてワイヤーに張力を付与することができる。ワイヤーはＮｉ−Ｆｅ合金、例えば４２アロイやコバールを使用することができる。これらの合金を使用すれば熱膨張係数をガラスに近似させることができ、熱変化に対してガラスとワイヤー間の界面劣化を低減させることができる。
【００２３】
次に、ワイヤー埋め込み工程Ｓ４において、板状ガラスをその軟化点よりも高い温度に加熱して流動させ、基台間のワイヤーをガラスに埋め込む。基台間に複数の板状ガラスを積層した場合は、板状ガラス同士を融着させる。この場合、例えば９００℃以上の温度に加熱する。次に、インゴット形成工程Ｓ５において、ガラスを冷却してワイヤーが埋め込まれたガラスインゴットを形成する。次に、切断工程Ｓ６において、ワイヤーソー等のスライサーを用いてガラスインゴットを輪切りに切断する。次に、研削工程Ｓ７において、スライスしたガラス板の両面を研削及び研磨してガラス板の両面にワイヤーの断面を露出させ、貫通電極付きガラス基板とする。
【００２４】
このように、貫通孔を設けた板状ガラスの貫通孔にワイヤーを通した状態でガラスを軟化・流動させたので、ワイヤーをガラスに短時間で埋め込むことができる。また、ガラスインゴットを冷却した後に切断するので反りのない貫通電極付きガラス基板を得ることができる。また、板状ガラスを多層にすれば大きなガラスインゴットを短時間で製造し多数のガラス基板を同時に形成することができる。
【００２５】
なお、ガラス貫通孔形成工程Ｓ１は、板状ガラスに例えば成形型を用いて凹部を形成する凹部形成工程と、当該凹部が形成された表面とは反対側の裏面を研削して凹部を裏面側に貫通させる研削工程を備えることができる。この方法によれば、多数の貫通孔を同時に形成することができるので、多数個取り用の貫通電極付きガラス基板を製造するのに好適である。
【００２６】
また、ワイヤー埋め込み工程Ｓ４において、板状ガラスに圧縮応力を加えることにより軟化したガラスの流動を促進することができる。また、ワイヤー埋め込み工程Ｓ４を真空中で行うことができる。特に、２枚の基板間に板状ガラスを多数積層した場合に、ガラス内部に気泡が取り込まれることを防止すことができる。
【００２７】
また、ワイヤー張り工程Ｓ３は、基台に形成した複数の貫通孔を板状ガラスに形成した単独の貫通孔に対応させ、板状ガラスの単独の貫通孔に複数のワイヤーを貫通させて張ることができる。これにより、ガラスに形成する貫通孔の数を減らし、基台と板状ガラス間の位置合わせや、ワイヤーの貫通作業が容易となる。
【００２８】
また、インゴット形成工程Ｓ５において、ガラス基板の歪点よりも５０℃高い温度までの冷却速度よりも、歪点よりも５０℃高い温度から歪点よりも５０℃低い温度までの冷却速度を遅くすることができる。これにより、ガラス基板に残留する歪みが低減し、ワイヤーとガラス基板との間に生じる間隙やクラックの発生を防止し、気密性の高い貫通電極を形成することができる。また、ワイヤーの熱膨張率をガラスと同程度にすれば、熱膨張差による残留応力を低減し、貫通電極とガラス間に間隙やクラックの発生を防止することができる。以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。
【００２９】
（第一実施形態）
図２〜図７は本発明の第一実施形態を説明するための図である。図２は板状ガラスに複数の貫通孔を形成するガラス貫通孔形成工程Ｓ１の一例を表す説明図である。図３は上基台１ａと下基台１ｂの間に複数の板状ガラスを積層し、貫通孔にワイヤー２を装着した状態を表し、図４は装着したワイヤー２に張力を付与する様子を表し、いずれもワイヤー張り工程Ｓ３を説明するための図である。
【００３０】
まず、ガラス貫通孔形成工程Ｓ１において、板状ガラスに複数の貫通電極を形成するための貫通孔を穿設する。ガラスとしてソーダ石灰ガラスを使用した。貫通孔はサンドブラストやドリル研削により形成することができる。図２は、成形型を用いて貫通孔を形成する方法を表す。まず、図２（ａ）に示すように板状ガラス３０を準備する（ガラス準備工程）。次に、図２（ｂ）に示すように、下型３１に板状ガラス３０を設置し、板状ガラス３０の上に加圧用の上型３２を載置する（凹部形成工程）。下型３１の表面は貫通孔形成用の凸部を備えている。この凸部は、離型性を向上させるために側面が傾斜する円錐台の形状とした。板状ガラス３０をその軟化点以上の温度に加熱し、同時に上型３２を下方に加圧する。ここで、上下型３２、３１はカーボン材料を使用した。カーボン材料はガラス材料に対する離型性に優れ、かつガラス材料から放出される気泡を吸収し、ガラスに残留する気孔の気孔率を低減させることができるからである。
【００３１】
次に、冷却し上下型３２、３１から板状ガラス３０を取り出す（凹部形成工程）。図２（ｃ）に示すように、板状ガラス３０には下型３１の表面形状が転写されて凹部３３が形成される。次に、図２（ｄ）に示すように、凹部３３とは反対側の裏面を研削して貫通孔１３ａを形成する（研削工程）。貫通孔１３ａの縦断面は円錐台の形状を有している。図２（ｅ）は、多数の貫通孔１３ａを形成した板状ガラス３０からなるガラスウエハーの外観図である。
【００３２】
次に、基台貫通孔形成工程Ｓ２において、上基台１ａと下基台１ｂに複数の貫通孔を形成する。複数の貫通孔は板状ガラス３０に形成した貫通孔１３ａと同じ位置に形成した。上下基台１ａ、１ｂはカーボンを用いた。上下基台１ａ、１ｂは板状ガラス３０に形成した貫通孔１３ａと同じ位置に貫通孔を有する。図３に示すように、上基台１ａと下基台１ｂの間に複数の板状ガラス３０を積層して挟持し、導体から成るワイヤー２を貫通させ、上基台１ａの上面及び下基台１ｂの下面においてワイヤー２を係止した。
【００３３】
そして、図４に示すように、複数のワイヤー２は、上基台１ａの上面においてワイヤー２の一端に設置した台座２ａにより上基台１ａに係止し、下基台１ｂの裏面においてワイヤー２の他端に設置した係止部１４により下基台１ｂに係止している。そして、複数のワイヤー２を張った上下基台１ａ、１ｂの両端又は四方に上張力付加部材３ａ及び下張力付加部材３ｂを取り付け、バネ部材４により上下間を引き離すように応力Ｔを加える。これにより、上下基台１ａ、１ｂ間の複数のワイヤー２に張力を付与することができる。上張力付加部材３ａ及び下張力付加部材３ｂにカーボン材料やセラミックス材料を使用することができる。ワイヤー２はＦｅ−Ｎｉ合金、例えば４２アロイやコバールを使用することができる。これらの合金を使用すれば熱膨張係数をガラスと近似させることができ、熱変化に対してガラスとワイヤー間の界面の劣化を低減させることができる。ワイヤー２の直径は０．０５ｍｍ〜１ｍｍであり、ワイヤー２間の最短距離を０．５ｍｍ〜２ｍｍとし、上基台１ａ及び下基台１ｂの直径を１インチ〜４インチとした。上下基台１ａ、１ｂはカーボンを使用した。なお、上下基台１ａ、１ｂは四角形であっても多角形であってもよい。
【００３４】
図５は、容器６に上下基台１ａ、１ｂや上下張力付加部材３ａ、３ｂを投入した状態を表したワイヤー埋め込み工程Ｓ４の説明図である。ワイヤー２、上下基台１ａ、１ｂ及び上下張力付加部材３ａ、３ｂを耐熱性の容器６に収納する。次に、容器６ごとガラスの軟化点以上、例えば９００℃以上に加熱してガラスを軟化させ、流動させて複数の板状ガラス３０同志やワイヤー２とガラスとを溶着する。
【００３５】
容器６内に更にガラス５を投入して上下張力付加部材３ａ、３ｂや上下基台１ａ、１ｂの周囲をガラス５で満たし、蓋７に圧力Ｐを加えてガラス５の流動を促進させることができる。また、容器６内にガラス５を投入することに代えて、容器６内を真空に引いて、板状ガラス３０間や板状ガラス３０に形成した貫通孔１３ａに残留する空気がガラス内に取り込まれることを防止することができる。なお、図５において、耐熱性の容器６を使用することに代えて、上下基台により耐熱性の容器及びその蓋を構成し、上下基台間に板状ガラス３０を挟持し複数のワイヤーを張って熱処理を施すようにしてもよい。これにより、ガラスや容器の消費量を削減することができる。
【００３６】
図６はインゴット形成工程Ｓ５及び切断工程Ｓ６を説明するための図である。容器６及びガラス５を冷却し、容器６から上下張力付加部材３ａ、３ｂ及び上下基台１ａ、１ｂを取り出し、上下張力付加部材３ａ、３ｂを除去してガラスインゴットを得る。ダイシングソーやワイヤーソーを用いてガラスインゴット８を輪切りにし、ガラス板９を得る。ガラスインゴット８を冷却した後に切断するので切断後のガラス板９は反りが小さい。次に研削工程Ｓ７においてガラス板９の両面を研削及び研磨して貫通電極１０が埋め込まれたガラス基板１１を得る。貫通電極１０の表面とガラス５の表面を面一にした平坦性の良好なガラス基板１１を形成することができる。
【００３７】
なお、インゴット形成工程Ｓ５において、ガラス基板の歪点よりも５０℃高い温度までの冷却速度よりも、歪点よりも５０℃高い温度から歪点よりも５０℃低い温度までの冷却速度を遅くすることができる。これにより、ガラス基板に残留する歪みが低減し、ワイヤー２とガラス板９との間に生じる間隙やクラックの発生を防止し、気密性の高い貫通電極を形成することができる。
【００３８】
図７（ａ）はガラス基板１１の縦断面模式図であり、（ｂ）はガラス基板１１の上面模式図である。貫通電極１０とガラス５とは融着しているので密閉性が優れている。ガラス基板１１の表面の反りが少ないので短時間で研削及び研磨することができ、更にガラスの研削量も少ない。図７（ｂ）に示すように、２個の貫通電極１０を有し切断ライン１２により区画される単位セルを多数同時に形成する。
【００３９】
なお、上記第一実施形態においては、上下基台１ａ、１ｂに形成した貫通孔１３ｂと板状ガラス３０に形成した貫通孔１３ａとを１対１に対応させてワイヤー２を通したが、本発明はこれに限定されない。図８は、上下基台１ａ、１ｂの間に複数の板状ガラス３０を積層挟持し、各貫通孔１３にワイヤー２を通し、上下基台１ａ、１ｂにワイヤー２を係止した状態を表している。各板状ガラス３０に形成した１つの貫通孔１３ａが上基台１ａ及び下基台１ｂのそれぞれに形成した２つの貫通孔１３ｂが対応する。従って、上下基台１ａ、１ｂに形成した各貫通孔１３ｂにワイヤー２を通すことにより、各板状ガラス３０に形成した１つの貫通孔１３ａに２本のワイヤー２が通っている。この状態で板状ガラス３０を軟化させてガラスを流動させることにより、気密性の高い貫通電極１０を形成することができる。なお、ワイヤー２の一端に貫通孔１３ｂの径よりも大きな径の台座２ａを設け、他端に貫通孔１３ｂの径よりも大きな径の係止部１４を設けてワイヤー２に張力を付与することが可能なように構成した。また、板状ガラス３０の貫通孔１３ａは更に多数のワイヤー２を通すように拡大させることができる。
【００４０】
（第二実施形態）
図９〜図１２は、本発明の第二実施形態に係るガラス基板の製造方法を説明するための図であり、ワイヤー張り工程Ｓ３を具体的に表している。まず、基台貫通孔形成工程Ｓ２において、平板状の上基台１ａと凹形状の下基台１ｂに貫通孔１３ｂを形成した。基台貫通孔形成工程Ｓ２及びワイヤー張り工程Ｓ３以外の工程は第一実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００４１】
図９は、多数の貫通孔１３ｂを形成した平板状の上基台１ａと凹形状の下基台１ｂの間に、多数の貫通孔１３ａを形成した複数の板状ガラス３０を積層した状態を表す。下基台１ｂの円筒上面には円筒の形状が同じ円筒体３４を設置して板状ガラス３０及び上基台１ａのガイドとする。円筒体３４は上基台１ａよりも十分高くなるように設置する。上下基台１ａ、１ｂに形成した貫通孔１３ｂと板状ガラス３０に形成した貫通孔１３ａの位置合わせを行って固定する。上下基台１ａ、１ｂ及び円筒体３４としてカーボン材料やセラミックス材料を使用することができる。貫通孔１３ｂはドリル研削等を用いて穿設することができる。また、予めグリーンシートに貫通孔を形成し、これを焼結して貫通孔付き基台とすることができる。なお、上下基台１ａ、１ｂを円盤又は円筒状としているがこれに限定されず、矩形状としてもよい。
【００４２】
図１０は、上下基台１ａ、１ｂの間に複数の板状ガラス３０を積層挟持し、ワイヤー２を装着するワイヤー装着工程を表す。まず、ワイヤー２よりも大きな直径の台座２ａを一端に設け、他端を針状に尖らせたワイヤー２を準備する。台座２ａは上下基台１ａ、１ｂに設けた貫通孔１３の直径よりも大きく、ワイヤー２は貫通孔１３の直径よりわずかに小さく形成する。次に、上記台座２ａを設けた多数のワイヤー２を先端が尖った方向を下向きにして円筒体３４内の上基台１ａ上に垂直に投入する。そして、下基台１ａを図示しない振動発生機に載置して上下左右に振動を与える。これにより、上基台１ａの多数の貫通孔１３ｂ及びこれらに位置合わせされた板状ガラス３０の多数の貫通孔１３ａにワイヤー２を短時間で挿着することができる。
【００４３】
図１１は、下基台１ｂの下面側に突出したワイヤー２の先端に係止部１４を形成した係止部形成工程を表す。台座２ａの直径は貫通孔１３よりも大きいので、落下ストッパーとして機能する。そして、下基台１ｂの下面から突出したワイヤー２の先端部を溶融し貫通孔１３ｂの径よりも大きな径の係止部１４を形成する。これにより、上基台１ａと下基台１ｂを広げる方向に応力Ｔを加えて多数のワイヤー２に張力を付与することができる。なお、係止部１４は下基台１ｂに係止できればよいので、ワイヤー２の先端を溶融することに代えて、下基台１ｂから下面側に突出したワイヤー２を束ねる、あるいは折り曲げて下基台１ｂの内側に抜けないようにしてもよい。
【００４４】
図１２は、ワイヤー２に張力を付与する張力付与工程を表す。まず、円筒体３４を取り除いて張力付加部材３を設置する。即ち、張力付加部材３は、上基台１ａの外周部を固定し、下基台１ｂの円筒上端部を収納可能に形成されている。この収納部２４にバネ部材４を組み込んで下基台１ｂと上基台１ａを離間する方向に付勢する。なお、張力付加部材３の上基台１ａ近傍の側面に開口部を形成し、上基台１ａ、下基台１ｂ及び張力付加部材３により作られる内部空間に溶融ガラスを充填可能に構成する、或いは、内部空間を真空引き可能に構成することができる。これにより、ガラス内部に気泡が混入することを防止することができる。
【００４５】
（第三実施形態）
図１３は、本発明の第三実施形態に係る電子部品の製造方法を表す工程図である。ガラス基板に実装する電子部品として圧電振動子を用いた例を示す。図１４は、貫通電極１０が形成されたガラス基板１１に圧電振動片１８を実装した状態を表す断面模式図であり、図１５は完成した圧電振動子２０の断面模式図である。本第三実施形態はベース基板形成工程Ｓ４０、リッド基板形成工程Ｓ２０、及び圧電振動片作成工程Ｓ３０を備えている。以下、順に説明する。
【００４６】
まず、ガラス材料等準備工程Ｓ０において、ガラス基板１１を形成するためのガラスと貫通電極１０を形成するためのワイヤー２等を準備する。ガラス貫通孔形成工程Ｓ１において、板状ガラスに複数の貫通孔１３ａを形成する。また、基台貫通孔形成工程Ｓ２において、２枚の基台１ａ、１ｂに複数の貫通孔１３ｂを形成する。次に、ワイヤー張り工程Ｓ３において、上基台１ａと下基台１ｂの間に板状ガラス３０を積層挟持し、上下基台１ａ、１ｂの複数の貫通孔１３ｂと板状ガラス３０の複数の貫通孔１３ａとの位置合わせを行い、複数の貫通孔１３に導体からなるワイヤー２を貫通させて上下基台１ａ、１ｂの間にワイヤー２を張る。次に、ワイヤー埋め込み工程Ｓ４において、板状ガラス３０をその軟化点以上の温度に加熱して、上下基台１ａ、１ｂ間のワイヤー２を板状ガラス３０に埋め込む。次に、インゴット形成工程Ｓ５において、ガラスを冷却してワイヤー２が埋め込まれたガラスインゴット８を取り出す。次に、切断工程Ｓ６において、上記ガラスインゴット８を輪切りにしてガラス板９を形成する。次に、研削工程Ｓ７において、切り出したガラス板９の両面を研磨してその表面と裏面にワイヤー２を露出させて貫通電極１０とする。以上がガラス基板形成工程Ｓ４１である。
【００４７】
次に、接合膜形成工程Ｓ４２において、ガラス基板１１の周囲となる領域に陽極接合を行うための接合膜を堆積する。接合膜としてアルミニュウム膜を堆積した。次に、引回し電極形成工程Ｓ４３において、一方の貫通電極１０の上面からガラス基板１１の外周部に沿って引回し電極１６を形成してベース基板２３とする。引回し電極１６、１６’は、スパッタリング法によりＡｕ／Ｃｒ膜を堆積し、フォトリソグラフィ及びエッチング処理によりパターニングして形成した。引回し電極１６、１６’は、スパッタリング法に代えて、印刷法等により形成することができる。以上がベース基板形成工程Ｓ４０である。
【００４８】
次に、リッド基板形成工程Ｓ２０を説明する。リッド基板１９はベース基板２３と接合したときの熱膨張差を縮小させるためにベース基板２３と同じ材料を使用することが好ましい。ベース基板２３としてソーダ石灰ガラスを使用したときは、リッド基板１９も同じソーダ石灰ガラスを使用する。まず、研磨、洗浄、エッチング工程Ｓ２１において、ガラス基板を研磨し、ガラス基板をエッチング処理して最表面の加工変質層を除去し、洗浄する。
【００４９】
次に、凹部形成工程Ｓ２２において、型成形により凹部２２を形成する。凹部２２は凸部を有する受型と凹部を有する加圧型の間にガラス基板を挟持し、ガラスの軟化点以上に加熱し押圧して成型する。成形用型は、カーボン材料から形成するのが好ましい。ガラスに対する離型性、気泡の吸収性が優れているからである。次に、研磨工程Ｓ２３において、ベース基板２３に接合する接合面を平坦面に研磨する。これにより、ベース基板２３と接合したときの密閉性を向上させることができる。
【００５０】
次に、圧電振動片作成工程Ｓ３０において、水晶板からなる圧電振動片１８を準備する。圧電振動片１８の両表面には互いに電気的に分離した図示しない励振電極を形成し、圧電振動片１８の一端の表面に形成した端子電極に電気的に接続しておく。次に、実装工程Ｓ１１において、ベース基板２３の貫通電極１０と引回し電極１６’の端部に又は圧電振動片１８の端子電極に導電性接着材１７、例えば金バンプを形成する。この導電性接着材１７により圧電振動片１８を片持ち梁状に実装する。これにより、圧電振動片１８の両面に形成した励振電極は互いに電気的に分離して２つの貫通電極１０に導通する。
【００５１】
次に、周波数調整工程Ｓ１２において、圧電振動片１８の振動周波数を所定の周波数に調整する。次に、重ね合せ工程Ｓ１３において、ベース基板２３の上にリッド基板１９を設置し接合材２１を介して重ね合わせる。次に、接合工程Ｓ１４において、重ね合わせたベース基板２３とリッド基板１９を加熱し、ベース基板２３とリッド基板１９間に高電圧を印加して陽極接合する。次に、外部電極形成工程Ｓ１５において、ベース基板２３の外面に貫通電極１０のそれぞれに電気的に接続する外部電極１５を形成する。次に、切断工程Ｓ１６において、切断ラインに沿って分離切断して、個々の圧電振動子２０を得る。
【００５２】
このように、上下基台１ａ、１ｂ間に板状ガラス３０を挟持して複数のワイヤー２を張り、ガラスの軟化点以上の温度に加熱して板状ガラス３０同士又は板状ガラス３０とワイヤー２とを融着させ、冷却してガラスインゴット８を形成し、このガラスインゴット８をスライスし、研磨して作製したガラス基板１１は、気密性の優れた高位置精度の貫通電極１０を形成することができるとともに平坦性が優れているので、ベース基板２３とリッド基板１９間の気密性を保持することができる。これにより信頼性の高い圧電振動子２０を提供することができる。なお、上記実施形態において、外部電極形成工程Ｓ１５において形成する外部電極１５をガラス基板形成工程Ｓ４０において先に形成しておいてもよい。また、周波数調整工程Ｓ１２は切断工程Ｓ１６の後に行ってもよい。
【００５３】
図１６は、上記第三実施形態において説明した製造方法により製造した圧電振動子２０を組み込んだ発振器４０の上面模式図である。図１５に示すように、発振器４０は、基板４３、この基板上に設置した圧電振動子２０、集積回路４１及び電子部品４２を備えている。圧電振動子２０は、外部電極６、７に与えられる駆動信号に基づいて一定周波数の信号を生成し、集積回路４１及び電子部品４２は、圧電振動子２０から供給される一定周波数の信号を処理して、クロック信号等の基準信号を生成する。本発明による圧電振動子２０は、高信頼性でかつ小型に形成することができるので、発振器４０の全体を一層コンパクトに構成することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ａ  上基台
１ｂ  下基台
２  ワイヤー
３  張力付加部材
４  バネ部材
５  ガラス
６  容器
７  蓋
８  ガラスインゴット
９  ガラス板
１０  貫通電極
１１  ガラス基板
１２  切断ライン
１８  圧電振動片
１９  リッド基板
２０  圧電振動子
３０  板状ガラス
【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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