(57)【要約】【課題】所望の周波数がずれ難い圧電振動子を提供する。【解決手段】音叉型圧電振動片を設置板１００に設置して重り金属膜２１を成膜する際、振動腕部１０，１１の成膜対象面の反対側の面と設置板１００との間に空間が形成されるように、設置板１００に音叉型圧電振動片を設置し、成膜対象面に対して蒸着法により重り金属膜２１を成膜する。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動腕部に周波数調整用の重り金属膜が成膜される音叉型圧電振動片をパッケージ内に封止してなる圧電振動子の製造方法であって、
前記音叉型圧電振動片を設置板に設置して前記重り金属膜を成膜する際、前記振動腕部の成膜対象面の反対側の面と前記設置板との間に空間が形成されるように、前記設置板に前記音叉型圧電振動片を設置し、前記成膜対象面に対して蒸着法又はスパッタリング法により前記重り金属膜を成膜する金属膜形成工程を有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記金属膜形成工程において、前記設置板と前記音叉型圧電振動片との間にスペーサを設け、前記設置板と前記音叉型圧電振動片の前記振動腕部を離間させることで、前記空間を形成することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の圧電振動子の製造方法であって、
前記金属膜形成工程において、前記スペーサは窓部を有するシート状の部材であり、前記窓部の開口内側に前記振動腕部の前記成膜対象面を配置することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項４】
前記スペーサの表面に、微細な凹凸が多数形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項５】
振動腕部に周波数調整用の重り金属膜が成膜される音叉型圧電振動片をパッケージ内に封止してなる圧電振動子であって、
前記重り金属膜が、前記振動腕部における厚み方向の一側に位置する第１面、前記厚み方向の他側に位置する第２面、及び前記厚み方向に直交する方向に位置する両側面に形成され、
前記第１面の膜厚が、前記第２面、及び前記両側面の膜厚よりも大きく、前記両側面の膜厚が、前記第２面よりも大きくなっていることを特徴とする圧電振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧電振動子の製造方法及び圧電振動子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には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が多く用いられている。この種の圧電振動子としては、キャビティ（密閉室）が形成されたパッケージ内に音叉型水晶振動片を真空封止したものが従来から知られている。上記音叉型水晶振動片を封止するパッケージは、一対のガラス基板のうちの一方に凹部を形成した状態で互いに重ね合わせ、両者を直接接合することにより、凹部をキャビティとして機能させる構造になっている。
【０００３】
このように構成された圧電振動子は製造工程中に周波数の調整が行われる。この周波数調整方法としては、予め音叉型水晶振動片の腕先端側（振動腕部先端側）にＣｒ、Ａｕ、Ａｇ等の重り金属膜を形成し、この重り金属膜にレーザ光を照射して部分的に除去（トリミング）する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
このような周波数調整方法では一般的に、パッケージ内に音叉型水晶振動片を真空封止する前に、重り金属膜にレーザ光を照射して除去し、周波数を粗く調整する粗調工程と、パッケージ内に音叉型水晶振動子を真空封止し、パッケージの外側から重り金属膜にレーザ光を照射して除去し、目標周波数となるように調整する粗微調工程及び微調工程と、を行っている。
【０００４】
上記粗調工程、粗微調工程、及び微調工程は、それぞれ音叉型水晶振動片の周波数を測定し、この測定結果に基づいて重り金属膜にレーザ光を照射して行われる。そして、この周波数調整方法では、これら粗調工程、粗微調工程、及び微調工程をそれぞれで何度か繰り返し、徐々に音叉型水晶振動片の周波数を目標周波数の範囲内に収めるようにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０７１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、周波数調整の前提となる上記重り金属膜を成膜する工程では、ウエハに連結されている状態の音叉型水晶振動片を平板状の設置板に当接させた状態で設置し、振動腕部の成膜対象面以外の部位をマスクして行うことが一般的である。
【０００７】
しかしながら、このような方法では、ウエハから音叉型水晶振動片が脱落していた場合にマスクの開口から成膜材が設置板に付着してしまい、次の工程において別の音叉型水晶振動片を設置した場合に、音叉型水晶振動片に成膜材が付着してしまう虞があった。そして、このように意図せずに音叉型水晶振動片に付着した成膜材は、はがれやすいものであり、はがれてしまった場合には、音叉型水晶振動片の周波数にずれが生じる可能性があった。
【０００８】
またさらに、上記方法では、成膜対象面に重り金属膜は成膜されるものの、成膜対象面の反対側の面には成膜されない。このため、成膜された部位とそうでない部位を起点に重り金属膜がはがれ易い状態であるといえ、重り金属膜がはがれて、音叉型水晶振動片の周波数にずれが生じ易い状態であった。
【０００９】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、所望の周波数がずれ難い圧電振動子を提供することができる圧電振動子の製造方法及び圧電振動子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】
上記課題の解決手段として、本発明の圧電振動子の製造方法は、振動腕部に周波数調整用の重り金属膜が成膜される音叉型圧電振動片をパッケージ内に封止してなる圧電振動子の製造方法であって、前記音叉型圧電振動片を設置板に設置して前記重り金属膜を成膜する際、前記振動腕部の成膜対象面の反対側の面と前記設置板との間に空間が形成されるように、前記設置板に前記音叉型圧電振動片を設置し、前記成膜対象面に対して蒸着法又はスパッタリング法により前記重り金属膜を成膜する金属膜形成工程を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の圧電振動子の製造方法によれば、設置板に音叉型圧電振動片を設置した状態で、振動腕部の成膜対象面の反対側の面と設置板との間に空間が形成されるため、振動腕部が設置板から浮き上がるような状態となり、設置板に重り金属膜を形成する成膜材が付着していた場合であっても、振動腕部の成膜対象面の反対側の面に上記成膜材が不意に付着してしまうことを防ぐことができる。これにより、不意に付着した成膜対象面の反対側の面の成膜材が製造中及び製造後に、はがれて周波数がずれる事態をなくし、所望の周波数がずれ難い圧電振動子を提供することができる。
また、振動腕部の成膜対象面の反対側の面と設置板との間の空間を通して、上記反対側の面及び振動腕部の側面に重り金属膜を成膜することができるため、製造中及び製造後に重り金属膜がはがれ難い状態にすることができる。これにより、所望の周波数がずれ難い圧電振動子を提供することができる。
【００１２】
また、本発明の圧電振動子の製造方法は、前記金属膜形成工程において、前記設置板と前記音叉型圧電振動片との間にスペーサを設け、前記設置板と前記音叉型圧電振動片の前記振動腕部を離間させることで、前記空間を形成することを特徴とする。
これによれば、スペーサを用いることで、振動腕部の成膜対象面の反対側の面と設置板との間に空間を簡易に形成できるため、当該発明を容易に実施でき、また製造コストを抑制できる。
【００１３】
また、本発明の圧電振動子の製造方法は、前記金属膜形成工程において、前記スペーサは窓部を有するシート状の部材であり、前記窓部の開口内側に前記振動腕部の前記成膜対象面を配置することを特徴とする。
これによれば、設置板が窓部以外の箇所では覆われるようになるため、設置板に付着する成膜材を抑制することができ、設置板の状態を良好に保つことができる。
【００１４】
また、本発明の圧電振動子の製造方法は、前記スペーサの表面に、微細な凹凸が多数形成されていることを特徴とする。
これによれば、スペーサの表面に成膜材が付着した場合の成膜材のスペーサに対する密着性を高めることができ、成膜材が付着してしまった面に圧電振動片を当接させてしまった場合に、成膜材が圧電振動片に付着するのを抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の圧電振動子は、振動腕部に周波数調整用の重り金属膜が成膜される音叉型圧電振動片をパッケージ内に封止してなる圧電振動子であって、前記重り金属膜が、前記振動腕部における厚み方向の一側に位置する第１面、前記厚み方向の他側に位置する第２面、及び前記厚み方向に直交する方向に位置する両側面に形成され、前記第１面の膜厚が、前記第２面、及び前記両側面の膜厚よりも大きく、前記両側面の膜厚が、前記第２面よりも大きくなっていることを特徴とする。
これによれば、所望の周波数がずれ難い圧電振動子を提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、所望の周波数がずれ難い圧電振動子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態における圧電振動子の外観斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態を示した図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の実施形態における圧電振動子の分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における圧電振動片の上面図である。
【図６】本発明の実施形態における圧電振動片の下面図である。
【図７】図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】本発明の実施形態における圧電振動子の製造方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態における圧電振動片作製工程を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態におけるウエハ接合体の分解斜視図である。
【図１１】重り金属膜を形成する工程を説明する図であり、（ａ）はウエハに連結された状態の圧電振動片およびスペーサの上面図であり、（ｂ）は（ａ）の状態からマスクを設置した状態を示したマスク等の上面図である。
【図１２】重り金属膜を形成する工程を説明する図であり、（ａ）は図１１（ｂ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図１１（ｂ）の矢印Ｄ方向に見た矢視図である。
【図１３】重り金属膜を形成する工程を説明する図であり、圧電振動片の振動腕部に重り金属膜が成膜される状態を示した図である。
【図１４】上記スペーサの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について説明する。
（圧電振動子）
まず、図１は、本発明の実施形態における圧電振動子１の外観斜視図、図２は、圧電振動子１の内部構成図であって、リッド基板３を取り外した状態を示す。また、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図４は、圧電振動子１の分解斜視図である。
【００１９】
図１〜４に示すように、本実施形態の圧電振動子１は、ベース基板２とリッド基板３とで２層に積層された箱状のパッケージ５を有し、このパッケージ５の内部のキャビティＣ内に圧電振動片４が封止された表面実装型の圧電振動子である。なお、図４においては、図面を見易くするために後述する励振電極１５、引き出し電極１９，２０、マウント電極１６，１７、及び重り金属膜２１の図示を省略している。
【００２０】
図５は、圧電振動子１を構成する圧電振動片４の上面図、図６は、圧電振動片４の下面図、図７は、図５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図５〜７に示すように、圧電振動片４は、所定の電圧が印加されたときに振動するものであって、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の圧電板２４を備えている。
【００２１】
この圧電板２４は、平行に配置された一対の振動腕部１０，１１と、一対の振動腕部１０，１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、を有している。また、これら一対の振動腕部１０，１１の外表面上には、一対の振動腕部１０，１１を振動させる第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とからなる励振電極１５と、第１の励振電極１３、および第２の励振電極１４に電気的に接続されたマウント電極１６，１７とが設けられている。
また、圧電板２４には、一対の振動腕部１０，１１の両主面上に、振動腕部１０，１１の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部１８が形成されている。この溝部１８は、振動腕部１０，１１の基端側から略中間付近に至る間に形成されている。
【００２２】
第１の励振電極１３と第２の励振電極１４とからなる励振電極１５は、一対の振動腕部１０，１１を互いに接近または離間する方向に所定の周波数で振動させる電極であり、一対の振動腕部１０，１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。
具体的には、一方の振動腕部１０の溝部１８上と、他方の振動腕部１１の両側面上とに、第１の励振電極１３が主に形成されている。また、一方の振動腕部１０の両側面上と、他方の振動腕部１１の溝部１８上とに、第２の励振電極１４が主に形成されている。
【００２３】
さらに、第１の励振電極１３、および第２の励振電極１４は、基部１２の両主面上において、それぞれ引き出し電極１９，２０を介してマウント電極１６，１７に電気的に接続されている。圧電振動片４は、このマウント電極１６，１７を介して電圧が印加されるようになっている。
なお、上述した励振電極１５、マウント電極１６，１７、および引き出し電極１９，２０は、例えば、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の導電性膜の被膜により形成されている。
【００２４】
一対の振動腕部１０，１１の先端には、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するようにする際に用いる周波数調整用の重り金属膜２１が被膜されている。
ここで、この重り金属膜２１は、例えば銀（Ａｇ）や金（Ａｕ）により形成されたものであって、振動腕部１０，１１の先端側に設定される粗微調領域２１ａと、振動腕部１０，１１の先端側から粗微調領域２１ａよりも離間した微調領域２１ｂと、に跨るように形成されている。重り金属膜２１のうち、粗微調領域２１ａに形成された金属膜は、周波数を粗く調整する際に使用され、微調領域２１ｂに形成された金属膜は微小調整する際に使用される。詳しくは、これら粗微調領域２１ａ、および微調領域２１ｂに形成された重り金属膜２１の重量を利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０，１１の周波数をデバイスの目標周波数の範囲内に収めることができる（詳細は後述する）。
【００２５】
このように構成された圧電振動片４は、図３，４に示すように、金等のバンプＢを利用して、ベース基板２の上面にバンプ接合されている。より具体的には、ベース基板２の上面にパターニングされた後述する引き回し電極３６，３７上に形成された２つのバンプＢ上に、一対のマウント電極１６，１７がそれぞれ接触した状態でバンプ接合されている。これにより、圧電振動片４は、ベース基板２の上面から浮いた状態で支持されるとともに、マウント電極１６，１７と引き回し電極３６，３７とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。
【００２６】
図１、図３、図４に示すように、リッド基板３は、ガラス材料（例えばソーダ石灰ガラス）からなる透明の絶縁基板であって、板状に形成されている。ベース基板２が接合される接合面側には、圧電振動片４が収まる矩形状の凹部３ａが形成され、この凹部３ａは、両基板２，３が重ね合わされたときに、圧電振動片４を収容するキャビティＣとなるキャビティ用の凹部である。そして、リッド基板３は、この凹部３ａをベース基板２側に対向させた状態でベース基板２に対して陽極接合されている。
【００２７】
一方、図１〜４に示すように、ベース基板２は、リッド基板３と同様にガラス材料（例えばソーダ石灰ガラス）からなる透明な絶縁基板であって、リッド基板３に対して重ね合わせ可能な大きさで板状に形成されている。このベース基板２には、ベース基板２を貫通する一対のスルーホール３０，３１が形成されている。この際、一対のスルーホール３０，３１は、キャビティＣ内に収まるように形成されている。
【００２８】
より詳しく説明すると、本実施形態のスルーホール３０，３１のうち、一方のスルーホール３０は、マウントされた圧電振動片４の基部１２側に対応した位置に形成されている。また、他方のスルーホール３１は、振動腕部１０，１１の先端側に対応した位置に形成されている。また、これらスルーホール３０，３１は、ベース基板２の下面から上面に向かって漸次径が縮径した断面テーパ状に形成されている。
なお、本実施形態では、各スルーホール３０，３１が断面テーパ状に形成されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、ベース基板２を真っ直ぐに貫通するスルーホールでもよい。いずれにしても、ベース基板２を貫通していればよい。
【００２９】
そして、これら一対のスルーホール３０，３１には、各スルーホール３０，３１を埋めるようにして一対の貫通電極３２，３３が形成されている。図３に示すように、これら貫通電極３２，３３は、焼成によってスルーホール３０，３１に対して一体的に固定された筒体６、および芯材部７によって形成されたものである。各貫通電極３２，３３は、スルーホール３０，３１を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持しているとともに、後述する外部電極３８，３９と引き回し電極３６，３７とを導通させる役割を担っている。
【００３０】
図３を参照し、筒体６は、ペースト状のガラスフリットが焼成されたものである。筒体６は、両端が平坦で、かつベース基板２と略同じ厚みの円筒状に形成されている。そして、筒体６の中心には、芯材部７が筒体６を貫通するように配されている。すなわち、本実施形態ではスルーホール３０，３１の形状に合わせて、筒体６の外形が円錐状（断面テーパ状）となるように形成されている。そして、この筒体６は、スルーホール３０，３１内に埋め込まれた状態で焼成されており、これらスルーホール３０，３１に対して強固に固着されている。
【００３１】
一方で、芯材部７は、金属材料により円柱状に形成された導電性の芯材であり、筒体６と同様に両端が平坦で、かつベース基板２の厚みと略同じ厚さとなるように形成されている。
なお、図３に示すように、貫通電極３２，３３が完成品として形成された場合には、芯材部７は、ベース基板２の厚みと略同じ厚さとなるように形成される。しかしながら、製造過程においては、芯材部７の長さは、製造過程の当初のベース基板２の厚さよりも０．０２ｍｍだけ短い長さに設定されたものを採用している。そして、この芯材部７は、筒体６の中心孔６ｃに位置しており、筒体６の焼成によって筒体６に対して強固に固着される。
また、貫通電極３２，３３は、導電性の芯材部７を通して電気導通性が確保されている。
【００３２】
次に、図１〜４に示すように、ベース基板２の上面側（リッド基板３が接合される接合面側）には、導電性材料（例えば、アルミニウム）により、陽極接合用のＡｌからなる接合材３５と、上述した一対の引き回し電極３６，３７と、がパターニングされている。
【００３３】
接合材３５は、リッド基板３に形成された凹部３ａの周囲を囲むようにベース基板２の周縁に沿って形成されている。また、一対の引き回し電極３６，３７は、一対の貫通電極３２，３３のうち、一方の貫通電極３２と圧電振動片４の一方のマウント電極１６とを電気的に接続すると共に、他方の貫通電極３３と圧電振動片４の他方のマウント電極１７とを電気的に接続するようにパターニングされている。
より詳しく説明すると、一方の引き回し電極３６は、圧電振動片４の基部１２の真下に位置するように一方の貫通電極３２の真上に形成されている。また、他方の引き回し電極３７は、一方の引き回し電極３６に隣接した位置から、振動腕部１０，１１に沿ってこれら振動腕部１０，１１の先端側に引き回しされた後、他方の貫通電極３３の真上に位置するように形成されている。
【００３４】
そして、これら一対の引き回し電極３６，３７上にそれぞれバンプＢが形成されており、このバンプＢを利用して圧電振動片４がマウントされている。これにより、一方の貫通電極３２に、圧電振動片４の一方のマウント電極１６が一方の引き回し電極３６を介して導通される。また、他方の貫通電極３３に、他方のマウント電極１７が他方の引き回し電極３７を介して導通される。
【００３５】
また、図１、図３、図４に示すように、ベース基板２の下面には、一対の貫通電極３２，３３に対してそれぞれ電気的に接続される外部電極３８，３９が形成されている。つまり、一方の外部電極３８は、一方の貫通電極３２、および一方の引き回し電極３６を介して圧電振動片４の第１の励振電極１３に電気的に接続されている。
また、他方の外部電極３９は、他方の貫通電極３３、および他方の引き回し電極３７を介して、圧電振動片４の第２の励振電極１４に電気的に接続されている。
【００３６】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極３８，３９に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の第１の励振電極１３、および第２の励振電極１４からなる励振電極１５に電流を流すことができ、一対の振動腕部１０，１１を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０，１１の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００３７】
（圧電振動子の製造方法）
次に、図８〜図１３に基づいて、圧電振動子１の製造方法について説明する。図８は、圧電振動子の製造方法を示すフローチャート、図９は、圧電振動片作製工程を示すフローチャート、図１０は、ウエハ接合体６０の分解斜視図である。また、図１１〜図１３はそれぞれ、圧電振動子の製造工程中の重り金属膜形成工程を説明する図である。
【００３８】
以下では、図１０に示すように、複数のベース基板２が連なるベース基板用ウエハ４０と、複数のリッド基板３が連なるリッド基板用ウエハ５０との間に、複数の圧電振動片４を封入してウエハ接合体６０を形成し、ウエハ接合体６０を切断することにより複数の圧電振動子１を同時に製造する方法について説明する。なお、図１０に示す破線Ｍは、切断工程で切断する切断線を図示したものである。
【００３９】
図８を参照し、本実施形態における圧電振動子１の製造方法は、主に、圧電振動片作製工程（Ｓ１０）と、リッド基板用ウエハ作製工程（Ｓ２０）と、ベース基板用ウエハ作製工程（Ｓ３０）と、組立工程（Ｓ４０以下）とを有している。これらのうち、圧電振動片作製工程（Ｓ１０）、リッド基板用ウエハ作製工程（Ｓ２０）、およびベース基板用ウエハ作製工程（Ｓ３０）は、並行して実施することが可能である。
【００４０】
（圧電振動片作製工程）
まず、図８、図９を参照し、圧電振動片作製工程（Ｓ１０）を説明する。かかる工程では、上述の圧電振動片４（図５、図６参照）を作製する。具体的には、まず、水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハ（不図示）とする。続いて、ウエハをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、その後ポリッシュ等の鏡面加工を行なって、所定の厚みとする（Ｓ１１０）。
【００４１】
次に、ウエハから複数の圧電板２４の外形形状をパターニングするための外形パターン（不図示）を形成する（外形パターン形成工程、Ｓ１２０）。外形パターンは、ポリッシングが終了した後のウエハの両面に一対の振動腕部１０，１１、および基部１２の外形形状に倣って金属膜をパターニングすることにより行われる。この際、ウエハに形成する複数の圧電振動片４の数だけ、一括してパターニングを行う。
【００４２】
次いで、パターニングされた外形パターンをマスクとして、ウエハの両面からそれぞれエッチング加工を行う（Ｓ１３０）。これにより、外形パターンでマスクされていない領域が選択的に除去される。この結果、外形パターンによってパターニングされたウエハが圧電板２４の外形形状に形成される。ここで、ウエハには、圧電板２４の外形形状とされた中間体が複数連結された状態となっている。
続いて、一対の振動腕部１０，１１（図５、図６参照）の両主面上に溝部１８を形成する溝部形成工程を行う（Ｓ１４０）。溝部１８は、振動腕部１０，１１にエッチング加工を施すことにより形成することができる。
【００４３】
次いで、複数の圧電板２４の外表面上に電極膜をパターニングして、励振電極１５（１３，１４）、引き出し電極１９，２０、及びマウント電極１６，１７をそれぞれ形成する電極形成工程を行う（Ｓ１５０）。具体的には、溝部１８が形成された圧電板２４の外表面に、蒸着法やスパッタリング法等により電極膜を成膜し、この後、電極膜にエッチング加工を施すことにより形成する。
【００４４】
電極形成工程（Ｓ１５０）が終了した後、一対の振動腕部１０，１１の先端の周波数調整用の粗微調領域２１ａ、および微調領域２１ｂにおいて重り金属膜２１を形成する（重り金属膜形成工程、Ｓ１６０）。
【００４５】
この重り金属膜形成工程では、図１２に示すように、まず平板状に形成された設置板１００に、シート状のスペーサ１０１を設置し、このスペーサ１０１上に、ウエハに連結された状態の圧電板２４（圧電振動片４）を設置する。図１１（ａ）及び図１２（ａ）に示すように、スペーサ１０１には圧電板２４の連設方向に長く延在する長方形状の窓部１０２が設けられており、ここでは、圧電板２４における振動腕部１０，１１の成膜対象面１０Ａ，１１Ａが窓部１０２の開口内側に位置するように、圧電板２４を設置する。
これにより、振動腕部１０，１１の成膜対象面１０Ａ，１１Ａの反対側の面と設置板１００との間に空間Ｋ（図１２参照）が形成され、圧電板２４は、その振動腕部１０，１１が設置板１００からスペーサ１０１の厚み分だけ離間し、浮き上がるような状態で配置されることになる。なお、スペーサ１０１の厚さは、本実施形態では１２０μｍ程度に設定されている。また、本実施形態では、振動腕部１０、１１の成膜対象面１０Ａ，１１Ａの反対側の面の先端とスペーサ１０１の窓部１０２の開口端とが接するように配置されている。ただし、振動腕部１０、１１の成膜対象面１０Ａ，１１Ａの反対側の面の先端とスペーサ１０１の窓部１０２の開口端とが離れていてもよい。
【００４６】
そして、圧電板２４を設置した後、図１１（ｂ）および図１２（ａ）に示すように、成膜対象面１０Ａ，１１Ａを外側に露出させる開口部１０３が形成されたシート状のマスク１０４を圧電板２４に被せ、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、蒸着源１０５から成膜材を放出して蒸着により成膜を行う。なお、蒸着源１０５は、マスク１０４から離間してマスク１０４に向き合うように配されている。また、本実施形態では、蒸着法により重り金属膜を成膜するが、スパッタリング法であっても構わない。また、上記マスク１０４の開口部１０３も圧電板２４の連設方向に長く延在する長方形状となっている。
【００４７】
なお、ここで図１４は、スペーサ１０１の拡大図を示し、同図に示すように、スペーサ１０１の表面には、微細な凹凸１０１Ａが多数形成され、所謂梨地になっている。これら凹凸１０１Ａは例えばショットブラスト等によって形成されている。
【００４８】
上述のようにスペーサ１０１を用いて設置板１００に圧電板２４を設置し蒸着を行った場合、図１３に示すように、成膜材は、主に成膜対象面１０Ａ，１１Ａに当たり、一部は振動腕部１０，１１の側方を通って設置板１００側に向かう。そして、ここで振動腕部１０，１１が設置板１００から浮き上がるような状態であるため、振動腕部１０，１１の成膜対象面１０Ａ，１１Ａの反対側の面１０Ｂ，１１Ｂと設置板１００との間の空間Ｋを通して、成膜材の一部は、振動腕部１０，１１の図面の向きで下方に回り込み、上記反対側の面１０Ｂ，１１Ｂ及び振動腕部１０，１１の側面１０Ｓ，１１Ｓに重り金属膜２１が成膜されることになる。このため同図に示すように、振動腕部１０，１１の全周に亘って重り金属膜２１が成膜される。
【００４９】
ここで、重り金属膜２１の膜厚の状態を説明すると、図１３に示すように、振動腕部１０，１１の成膜対象面１０Ａ，１１Ａでは、蒸着源１０５に指向しているため重り金属膜２１が最も厚く成膜され、次に、振動腕部１０，１１の側面１０Ｓ，１１Ｓの膜厚が厚く、反対側の面１０Ｂ，１１Ｂには成膜材はそれ程多く当たらないため、膜厚は最も薄くなる。
すなわち、換言すれば、振動腕部１０，１１では、重り金属膜２１が、振動腕部１０，１１における厚み方向の一側に位置する第１面に対応する成膜対象面１０Ａ，１１Ａ、厚み方向の他側に位置する、第２面に対応する成膜対象面１０Ａ，１１Ａの反対側の面１０Ｂ，１１Ｂ、及び厚み方向に直交する方向に位置する両側面１０Ｓ，１１Ｓに形成され、成膜対象面１０Ａ，１１Ａの膜厚が、上記反対側の面１０Ｂ，１１Ｂ、及び両側面１０Ｓ，１１Ｓの膜厚よりも大きく、両側面１０Ｓ，１１Ｓの膜厚が、反対側の面１０Ｂ，１１Ｂよりも大きくなっている。
【００５０】
なお、本実施形態において成膜対象面１０Ａ，１１Ａの重り金属膜２１の膜厚は、例えば約１５００Å〜３μｍ程度の範囲で形成される。さらに詳しくは、粗微調領域２１ａの重り金属膜２１の膜厚と、微調領域２１ｂの重り金属膜２１の膜厚の膜厚を異ならせ、粗微調領域２１ａ方を厚くするが、このような形成方法については、開口部の大きさの異なるマスクを段階的に用いて形成する等して行う。また、本実施形態では、重り金属膜２１を、粗微調領域２１ａおよび微調領域２１ｂに成膜するようにしたが、粗微調領域２１ａのみに成膜してもよい。そして、この場合にも振動腕部１０，１１の先端側の膜厚を基端側よりも厚くするようにしてもよい。
【００５１】
上述のように重り金属膜２１を成膜した後、続いて、不図示のトリミング装置を用いてウエハに形成された全ての振動腕部１０，１１に対して、周波数を粗く調整する粗調工程を行う（Ｓ１７０）。
ここで、トリミング装置は、振動腕部１０，１１の周波数を測定する周波数測定器と、この周波数測定器の測定結果に基づいて、トリミング量を計算するトリミング量計算機と、トリミング量計算機の計算結果に基づいて振動腕部１０，１１の重り金属膜２１にレーザ光を照射するレーザコントロール装置と、を有している（何れも不図示）。
【００５２】
この粗調工程Ｓ１７０では、まず、上記周波数測定器を用いて全ての振動腕部１０，１１の周波数をまとめて測定する（周波数測定工程、Ｓ１７１）。
この後、トリミング量計算機によって、測定された周波数と予め定められた目標周波数との差に応じて、トリミング量を計算する（トリミング量計算工程、Ｓ１７２）。この粗調工程において、測定された周波数と予め定められた目標周波数とのずれ量は、例えば、８００ｐｐｍ〜４５０ｐｐｍに設定されている。この場合、トリミング量は、ずれ量を８００ｐｐｍ〜４５０ｐｐｍに収めることが可能なトリミング量を計算する。
【００５３】
そして、トリミング量の計算結果に基づいて、レーザコントロール装置により、重り金属膜２１の粗微調領域２１ａに形成された金属膜２１にレーザ光を照射して粗微調領域２１ａの金属膜２１を除去（トリミング）する（トリミング工程、Ｓ１７３）。
【００５４】
粗調工程（Ｓ１７０）が終了した後は、最後にウエハと圧電板２４とを連結していた連結部を切断して、複数の圧電板２４をウエハから切り離して個片化する切断工程を行う（Ｓ１８０）。これにより、１枚のウエハから、音叉型の圧電振動片４を一度に複数製造することができる。
【００５５】
（リッド基板用ウエハ作製工程）
次に、後にリッド基板３となるリッド基板用ウエハ５０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製するリッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０を説明する。
リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０では、まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のリッド基板用ウエハ５０を形成する（Ｓ２１）。
【００５６】
次いで、リッド基板用ウエハ５０の裏面５０ａ（図１０における下面）に、エッチング等により行列方向にキャビティＣ用の凹部３ａを複数形成する凹部形成工程を行う（Ｓ２２）
続いて、後述するベース基板用ウエハ４０との間の気密性を確保するために、ベース基板用ウエハ４０との接合面となるリッド基板用ウエハ５０の裏面５０ａ側を少なくとも研磨する研磨工程（Ｓ２３）を行い、裏面５０ａを鏡面加工する。以上により、リッド基板用ウエハ作製工程Ｓ２０が終了する。
【００５７】
（ベース基板用ウエハ作製工程）
次に、上述した工程と同時、または前後のタイミングで行う、後にベース基板２となるベース基板用ウエハ４０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製するベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０を説明する。
まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のベース基板用ウエハ４０を形成する（Ｓ３１）。
【００５８】
次いで、例えばプレス加工等により、ベース基板用ウエハに一対の貫通電極３２，３３を配置するためのスルーホール３０，３１を複数形成するスルーホール形成工程を行う（Ｓ３２）。
具体的には、プレス加工等によりベース基板用ウエハ４０の裏面４０ｂ（図６参照）から凹部を形成した後、少なくともベース基板用ウエハ４０の表面４０ａ側から研磨することで、凹部を貫通させ、スルーホール３０，３１を形成することができる。
【００５９】
続いて、スルーホール形成工程（Ｓ３２）で形成されたスルーホール３０，３１内に貫通電極３２，３３を形成する貫通電極形成工程（Ｓ３３）を行う。これにより、スルーホール３０，３１内において、芯材部７がベース基板用ウエハ４０の両面４０ａ，４０ｂ（図１０における上下面）に対して面一な状態で保持される。以上により、貫通電極３２，３３を形成することができる。
【００６０】
次に、ベース基板用ウエハ４０の表面４０ａに導電性材料をパターニングして、接合材３５を形成する接合材形成工程を行う（Ｓ３４）とともに、引き回し電極形成工程を行う（Ｓ３５）。なお、接合材３５はベース基板用ウエハ４０におけるキャビティＣの形成領域以外の領域、すなわちリッド基板用ウエハ５０の裏面５０ａとの接合領域の全域に亘って形成する。このようにして、ベース基板用ウエハ製作工程Ｓ３０が終了する。
【００６１】
（組立工程）
以下では、組立工程（Ｓ４０以下）について説明する。
まず、ベース基板用ウエハ作製工程Ｓ３０で作成されたベース基板用ウエハ４０の各引き回し電極３６，３７上に、圧電振動片作製工程Ｓ１０で作成された圧電振動片４を、それぞれ金等のバンプＢを介してマウントする（マウント工程、Ｓ４０）。
【００６２】
次に、上述した各ウエハ４０，５０の作製工程で作成されたベース基板用ウエハ４０、およびリッド基板用ウエハ５０を重ね合わせる、重ね合わせ工程を行う（重ね合わせ工程、Ｓ５０）。ここでは、具体的には、図示しない基準マーク等を指標としながら、両ウエハ４０，５０を正しい位置にアライメントする。これにより、マウントされた圧電振動片４が、リッド基板用ウエハ５０に形成された凹部３ａとベース基板用ウエハ４０とで囲まれるキャビティＣ内に収納された状態となる。
【００６３】
重ね合わせ工程後は、重ね合わせた２枚のウエハ４０，５０を図示しない陽極接合装置に入れ、図示しない保持機構によりウエハの外周部分をクランプした状態で、所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極接合する接合工程を行う（Ｓ６０）。
具体的には、接合材３５とリッド基板用ウエハ５０との間に所定の電圧を印加する。すると、接合材３５とリッド基板用ウエハ５０との界面に電気化学的な反応が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して陽極接合される。これにより、圧電振動片４をキャビティＣ内に封止することができ、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とが接合されたウエハ接合体６０を得ることができる。
【００６４】
なお、本実施形態のように両ウエハ４０，５０同士を陽極接合した場合には、接着剤等で両ウエハ４０，５０を接合した場合に比べて、経時劣化や衝撃等によるずれ、ウエハ接合体６０の反り等を防ぎ、両ウエハ４０，５０をより強固に接合することができる。この場合、本実施形態では接合材３５に抵抗値が比較的低いＡｌを用いているため、接合材３５の全面に対して均一に電圧を印加することができ、両ウエハ４０，５０の接合面同士が強固に陽極接合されたウエハ接合体６０を簡単に形成することができる。また、陽極接合を比較的低電圧で行うことができるため、エネルギー消費量の低減を図り、製造コストを低減させることができる。
【００６５】
続いて、パッケージ５内に封止された個々の圧電振動片４の周波数を微調整して目標周波数の範囲内に収める粗微調工程および微調工程を不図示のトリミング装置を用いて行う（Ｓ８０）。なお、これら工程に用いられるトリミング装置は、粗調工程（図９におけるＳ１７０）で用いられるトリミング装置と同様であるので、トリミング装置についての説明を省略する。
【００６６】
粗微調工程および微調工程Ｓ８０について詳述すると、まず、外部電極３８，３９に電圧を印加し、全ての振動腕部１０，１１の周波数を周波数測定器を用いてまとめて測定する（周波数測定工程、Ｓ８１）。
この後、トリミング量計算機によって、測定された周波数と予め定められた目標周波数との差に応じて、トリミング量を計算する（トリミング量計算工程、Ｓ８２）。そして、トリミング量計算工程Ｓ８２で計算したトリミング量に応じて、周波数の最終調整工程Ｓ８３を行う。
【００６７】
最終調整工程Ｓ８３では、トリミング量の計算結果に基づいて、レーザコントロール装置により、重り金属膜２１の粗微調領域２１ａおよび微調領域２１ｂに形成された重り金属膜２１にレーザ光を照射して粗微調領域２１ａおよび微調領域２１ｂの重り金属膜２１を除去（トリミング）する。そして、最終調整工程Ｓ８３は、全ての振動腕部１０，１１の周波数を目標周波数に収めることで、微調工程Ｓ８０が終了する。
【００６８】
次に、微調工程（Ｓ８０）が終了した後は、接合されたウエハ接合体６０を切断して個片化する個片化工程を行う（Ｓ９０）。
個片化工程（Ｓ９０）では、不図示のマガジンでウエハ接合体６０を保持し、リッド基板用ウエハ５０における表面５０ｂの表層部分に対して、切断線Ｍに沿ってレーザ光を照射し、ウエハ接合体６０にスクライブラインを形成する。
【００６９】
そして、スクライブラインが形成されたウエハ接合体６０に対してブレーキングを行い、ウエハ接合体６０に割断応力を加える。すると、ウエハ接合体６０に、厚さ方向に沿ってクラックが発生し、ウエハ接合体６０がリッド基板用ウエハ５０上に形成されたスクライブラインに沿って折れるように切断される。そして、スクライブライン毎に不図示の切断刃を押し当てることで、ウエハ接合体６０が切断線Ｍ毎のパッケージ５（圧電振動子１）に一括して分離される。
【００７０】
続いて、個片化された圧電振動子１の内部の電気特性検査を行う（Ｓ１００）。
電気特性検査（Ｓ１００）では、圧電振動片４の周波数、抵抗値、ドライブレベル特性（周波数、および抵抗値の励振電力依存性）等を測定してチェックする。また、絶縁抵抗特性等を併せてチェックする。そして、圧電振動子１の外観検査を行って、寸法や品質等を最終的にチェックする。これをもって圧電振動子１の製造が終了する。
【００７１】
以上に記載したように、本発明の実施形態では、圧電板２４（圧電振動片４）を設置板１００に設置して重り金属膜２１を成膜する際、振動腕部１０，１１の成膜対象面１０Ａ，１１Ａの反対側の面１０Ｂ，１１Ｂと設置板１００との間に空間が形成されるように、設置板１００に圧電板２４を設置し、前記成膜対象面に対して蒸着法により重り金属膜２１を成膜している。
これによれば、設置板１００に圧電板２４を設置した状態で、振動腕部１０，１１の成膜対象面１０Ａ，１１Ａの反対側の面１０Ｂ，１１Ｂと設置板１００との間に空間Ｋが形成されるため、振動腕部１０，１１が設置板１００から浮き上がるような状態となり、設置板１００に重り金属膜２１を形成する成膜材が付着していた場合であっても、振動腕部１０，１１の成膜対象面の反対側の面１０Ｂ，１１Ｂに上記成膜材が不意に付着してしまうことを防ぐことができる。これにより、不意に付着した成膜対象面の反対側の面１０Ｂ，１１Ｂの成膜材が製造中及び製造後に、はがれて周波数がずれる事態をなくすことができるので、所望の周波数がずれ難い圧電振動子を提供することができる。
また、振動腕部１０，１１の成膜対象面の反対側の面１０Ｂ，１１Ｂと設置板１００との間の空間Ｋを通して、上記反対側の面１０Ｂ，１１Ｂ及び振動腕部１０，１１の側面１０Ｓ，１１Ｓに重り金属膜２１を成膜することができるため、製造中及び製造後に重り金属膜２１がはがれ難い状態にすることができる。これにより、所望の周波数がずれ難い圧電振動子を提供することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、設置板１００と圧電板２４との間にスペーサ１０１を設け、設置板１００と圧電振動片４の振動腕部１０，１１を離間させることで、空間Ｋを形成するが、このようにスペーサ１０１を用いた場合には、振動腕部１０，１１の成膜対象面の反対側の面１０Ｂ，１１Ｂと設置板１００との間の空間Ｋを簡易に形成できるため、当該工程を容易に実施でき、また製造コストを抑制できる。
また、スペーサ１０１は窓部１０２を有するシート状の部材であり、窓部１０２の開口内側に振動腕部１０，１１の成膜対象面１０Ａ，１１Ａを配置するようにして成膜するが、この場合は、設置板１００が窓部１０２以外の箇所では覆われるようになるため、設置板１００に付着する成膜材を抑制することができ、設置板１００の状態を良好に保つことができる。
【００７３】
また、上記スペーサ１０１には、その表面に、微細な凹凸１０１Ａが多数形成されたものを用いるが、これによれば、スペーサ１０１の表面に成膜材が付着した場合の成膜材のスペーサ１０１に対する密着性を高めることができ、成膜材が付着してしまった面に圧電振動片４を当接させてしまった場合に、成膜材が圧電振動子に付着するのを抑制することができる。
【００７４】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
【００７５】
例えば、上述の実施形態では、接合工程（Ｓ６０）において、ベース基板用ウエハ４０の裏面４０ｂに陽極となる接合補助材を配置するとともに、リッド基板用ウエハ５０の表面５０ｂに陰極を配置する方式（いわゆる、対向電極方式）を採用してもよいし、接合材３５を陽極に接続するとともに、リッド基板用ウエハ５０の表面５０ｂに陰極を配置し、接合材３５に対して電圧を直接印加する方式（いわゆる直接電極方式）を採用しても構わない。
【００７６】
対向電極方式を採用することで、陽極接合時に接合補助材と陰極との間に電圧を印加することで、接合補助材とベース基板用ウエハ４０の裏面４０ｂとの間に陽極接合反応が発生し、これに連動して接合材３５とリッド基板用ウエハ５０の裏面５０ａとの間が陽極接合される。これにより、接合材３５の全面に対してより均一に電圧を印加することが可能になり、接合材３５とリッド基板用ウエハ５０の裏面５０ａとの間を確実に陽極接合することができる。
これに対して、直接電極方式を採用することで、対向電極方式で必要となる接合工程後の接合補助材の除去作業が不要になるので、製造工数を削減することができ、製造効率の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１  圧電振動子
４  圧電振動片
５  パッケージ
１０，１１  振動腕部
２１  重り金属膜
１００  設置板
１０１  スペーサ
１０２  窓部
Ｋ  空間
【図１】
2013157907.tif 000003
【図２】
2013157907.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】
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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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