压电振动器的制造方法、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟的制作方法

专利名称：压电振动器的制造方法、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟的制作方法
技术领域：
本发明涉及在接合的两个基板之间所形成的空腔内密封了压电振动片的表面安装型(SMD)的压电振动器及其制造方法、具有压电振动器的振荡器、电子设备及电波钟。
背景技术：
近年来，在便携电话或便携信息终端上，采用利用了水晶等作为时刻源或控制信号等的定时源、参考信号源等的压电振动器。已知各式各样的这种压电振动器，但作为其中之一，众所周知表面安装型(SMD:Surface Mount Device)的压电振动器。图19是拆下现有技术的压电振动器的盖基板的状态的平面图，图20是沿着图19 的D-D线的剖视图。如图20所示，作为表面安装型的压电振动器200，提出用基底基板201 和盖基板202形成封装件(package) 209，并在封装件209的内部形成的空腔C收纳压电振动片203的压电振动器。基底基板201和盖基板202在两者间配置接合膜207并通过阳极接合来接合。压电振动器一般要求抑制等效电阻值(有效电阻值，Re)为低值。等效电阻值低的压电振动器可以用低电力来使压电振动片振动，因此成为能量效率良好的压电振动器。作为抑制等效电阻值的一般的方法之一，众所周知如图19所示那样使密封压电振动片203的空腔C内接近真空，从而降低与等效电阻值有比例关系的串联谐振电阻值 (Rl)的方法。作为使空腔C内接近真空的方法，众所周知在空腔C内密封由铝等构成的吸气材料(吸气部件)220,并从外部照射激光而使吸气材料220激活的方法(吸气法)(参照下述专利文献1和幻。依据该方法，利用成为激活状态的吸气材料220，能够吸收阳极接合之际产生的氧，因此能够使空腔C内接近真空。专利文献1 日本特开2006-86585号公报专利文献2 日本特表2007-511102号公报专利文献3 日本特开2003-133879号公报

发明内容
吸气材料220在压电振动片203的宽度方向上的一对振动腕部210的两外侧，沿着振动腕部210的长度方向而形成。在使该吸气材料220吸气时，生成物附着到振动腕部 210，存在压电振动片203的频率会变动的问题。此外，在吸气工序之后，一般对设置在振动腕部210的前端的金属重锤材料211 照射激光，从而对金属重锤材料211进行切边而进行压电振动片203的频率的微调(微调工序)。但是，在吸气工序后的频率大幅脱离容许范围的情况下，微调工序中使压电振动片 203的频率落入容许范围内是有困难或者不可能的。于是，本发明鉴于上述问题构思而成，其目的在于提供能够调整吸气后的频率的压电振动器及其制造方法、振荡器、电子设备及电波钟。
本申请的发明人，通过实验发现以下的技术。在压电振动片的与振动腕部的前端部邻接的区域进行了吸气的情况下，伴随吸气的生成物主要附着到振动腕部的前端部。在该情况下，前端部的重量(相当于弹簧-质量系的质量)增加，所以压电振动片的频率降低。另一方面，在与振动腕部的基端部邻接的区域进行吸气的情况下，生成物主要附着到振动腕部的基端部。在该情况下，基端部的刚性(相当于弹簧-质量系的弹簧常数)的增加占主导，压电振动片的频率增加。于是，本发明提供以下方案。本发明的压电振动器的制造方法，制造这样的压电振动器，其包括具备一对振动腕部的音叉型压电振动片、收容所述压电振动片的封装件、及对应于所述振动腕部并沿着所述振动腕部的长度方向形成的调整膜，通过对所述调整膜照射激光而使所述调整膜的一部分蒸发，从而能够提高所述封装件内的真空度，所述制造方法的特征在于，包括频率测量工序，测量所述压电振动片的频率；以及吸气工序，在测量的所述频率高于容许范围时使对应于所述振动腕部的前端侧的位置的调整膜的一部分蒸发，在测量的所述频率低于所述容许范围时使对应于所述振动腕部的基部侧的位置的调整膜的一部分蒸发。依据本发明的压电振动器的制造方法，通过使调整膜的一部分蒸发，将封装件内的真空度调整到一定水平以上的同时，利用调整膜能够将频率调整到容许范围内。在此，一定水平是指即便将真空度提高到该水平以上，串联谐振电阻值也没有大变动的状态。由此， 能够确保适宜的串联谐振电阻值。此外，频率的容许范围是指用于确保质量的压电振动器的标称频率。对除去调整膜的一部分而调整频率的方法进行说明，则首先在平面上看时调整膜形成为与振动腕部的附近邻接的状态。因而，对调整膜照射激光而使之蒸发时，对位于照射位置附近的振动腕部的侧面局部蒸镀调整膜。这时，如果蒸镀了调整膜的位置为振动腕部的基端侧，则有频率升高的倾向，如果为前端侧，则有频率降低的倾向。因而，通过变更调整膜的激光照射位置，能够增减压电振动片的频率。因而，比较实际测量的频率与容许范围， 确定调整膜的激光照射位置，并且通过对振动腕部的侧面局部蒸镀所蒸发的调整膜，能够使振动腕部的振动特性发生变化。因而，与吸气同时，能够将压电振动片的频率调整到容许范围内。此外，本发明的特征在于，对应于所述一对振动腕部的每一个，具备沿着所述振动腕部的长度方向形成的一对调整膜，在使所述调整膜的一部分蒸发之际，向隔着所述一对调整膜中的所述一对振动腕部的中心轴对称的位置照射所述激光而使所述调整膜的一部分蒸发。通过这样构成，在平面上看时，一对调整膜形成为与一对振动腕部的附近(外侧) 邻接的状态。因而，在对调整膜照射激光而使之蒸发时，调整膜会局部蒸镀到位于照射位置附近的振动腕部的侧面。此外，通过向隔着一对调整膜中的所述一对振动腕部的中心轴对称的位置照射所述激光，能够使蒸镀到一对振动腕部的侧面的调整膜大致均勻。因而，在吸气工序后也能得到稳定的振动特性，并能减轻振动泄漏。结果，能够提高成品率。此外，本发明的压电振动器，其特征在于，用上述制造方法来制造。通过这样构成，能够得到这样的压电振动器，S卩，在进行吸气工序之际，将封装件内的真空度调整到一定水平以上的同时，利用调整膜来将频率调整到容许范围内。即，能够提供频率确实被调整到容许范围内的高精度的压电振动器。此外，能够提高成品率。此外，本发明的振荡器，其特征在于，使上述压电振动器，作为振子与集成电路电连接。而且，本发明的电子设备，其特征在于，使上述压电振动器，与计时部电连接。再者，本发明的电波钟，其特征在于，使上述压电振动器，与滤波部电连接。在本发明的振荡器、电子设备及电波钟中，由于具备能够调整吸气后的频率的压电振动器，所以能够提高振荡器、电子设备及电波钟的成品率并能减少成本，并且能够得到高精度的振荡器、电子设备及电波钟。(发明效果)依据本发明的压电振动器的制造方法，比较实际测量的频率与容许范围，从而确定调整膜的激光照射位置，并且通过在振动腕部的侧面局部地蒸镀所蒸发的调整膜，能够使振动腕部的振动特性发生变化。因而，在吸气的同时，能够将压电振动片的频率调整到容许范围内。


图1是表示本发明的压电振动器的实施方式的外观斜视图。图2是图1所示的压电振动器的内部结构图，并且是在拆下盖基板的状态下俯视压电振动器的图。图3是沿着图2所示的A-A线的压电振动器的剖视图。图4是图1所示的压电振动器的分解斜视图。图5是构成图1所示的压电振动器的压电振动片的俯视图。图6是图5所示的压电振动片的仰视图。图7是图5所示的剖面向视B-B图。图8是制造图1所示的压电振动器时的流程的流程图。图9是表示图8的吸气工序的子程序的流程图。图10是表示沿着图8所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图，并且是表示在成为盖基板的本原的盖基板用圆片形成多个凹部及接合膜的状态的图。图11是表示沿着图8所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图，并且是表示在成为基底基板的本原的基底基板用圆片形成吸气材料、贯通电极、迂回电极及接合膜的状态的图。图12是图11所示的状态的基底基板用圆片的整体图。图13是表示沿着图8所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图，并且是以空腔内收容压电振动片的状态阳极接合基底基板用圆片和盖基板用圆片的圆片体的分解斜视图。图14是表示沿着图8所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图，并且是说明吸气工序中吸气材料的激光照射部位的图。图15是表示沿着图8所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图，并且是表示加热吸气材料而使之蒸发的状态的图。图16是表示本发明的振荡器的一实施方式的结构图。
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图17是表示本发明的电子设备的一实施方式的结构图。图18是表示本发明的电波钟的一实施方式的结构图。图19是拆下现有技术的压电振动器的盖基板的状态的平面图。图20是沿着图19的D-D线的剖视图。附图标记说明1压电振动器；2基底基板(封装件)；3盖基板(封装件)；4压电振动片；10振动腕部；11振动腕部；34吸气材料(调整膜)；40基底基板用圆片(封装件)；50盖基板用圆片(封装件)；100振荡器；101振荡器的集成电路；110便携信息设备(电子设备)；113电子设备的计时部；130电波钟；131电波钟的滤波部；L中心轴。
具体实施例方式以下，参照图1至图18，对本发明的压电振动器的实施方式进行说明。如图1至图4所示，压电振动器1，形成为由基底基板2和盖基板3层叠为2层的箱状，是在内部的空腔C内收容了压电振动片4的表面安装型的压电振动器。此外，在图4 中为了方便图示而省略了后面描述的激振电极15、引出电极19、20、装配电极16、17及重锤金属膜21的图示。如图5至图7所示，压电振动片4是由水晶、钽酸锂或铌酸锂等的压电材料形成的音叉型振动片，在被施加既定电压时振动。该压电振动片4具有平行配置的一对振动腕部10、11 ；将所述一对振动腕部10、11的基端侧固定成一体的基部12 ；形成在一对振动腕部10、11的外表面上并使一对振动腕部10、11振动的由第一激振电极13和第二激振电极 14构成的激振电极15 ；以及与第一激振电极13及第二激振电极14电连接的装配电极16、 17。此外，本实施方式的压电振动片4具备在一对振动腕部10、11的两主表面上沿着所述振动腕部10、11的长度方向分别形成的沟部18。该沟部18从振动腕部10、11的基端一侧形成至大致中间附近。由第一激振电极13和第二激振电极14构成的激振电极15，是使一对振动腕部 IOUl以既定的谐振频率在彼此接近或分离的方向上振动的电极，在一对振动腕部10、11 的外表面，以分别电性切断的状态构图而形成。具体而言，如图7所示，第一激振电极13主要形成在一个振动腕部10的沟部18上和另一振动腕部11的两侧面上，第二激振电极14 主要形成在一个振动腕部10的两侧面上和另一振动腕部11的沟部18上。此外，第一激振电极13及第二激振电极14，如图5及图6所示，在基部12的两主表面上，分别经由引出电极19、20电连接至装配电极16、17。再者压电振动片4成为经由该装配电极16、17被施加电压。此外，上述的激振电极15、装配电极16、17及引出电极19、 20，通过例如铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)或钛(Ti)等的导电膜的覆盖膜来形成。此外，在一对振动腕部10、11的前端侧，为了以使本身的振动状态在既定频率的范围内振动的方式进行调整(频率调整)，覆盖有重锤金属膜21。再者，该重锤金属膜21 分为在粗调频率时使用的粗调膜21a和在微调时使用的微调膜21b。利用这些粗调膜21a 及微调膜21b进行频率调整，从而能够使一对振动腕部10、11的频率落在器件的标称频率范围内。这样构成的压电振动片4，如图3及图4所示，利用金等的凸点(bump)B，凸点接合到基底基板2的上表面。更具体地说，以在基底基板2的上表面构图的后述的迂回电极36、 37上形成的2个凸点B上分别接触的状态凸点接合一对装配电极16、17。由此，压电振动片4以从基底基板2的上表面浮起的状态被支撑，并且成为分别电连接有装配电极16、17 和迂回电极36、37的状态。此外，压电振动片4的接合方法并不限于凸点接合。例如，利用导电粘接剂接合压电振动片4也可。但是，通过凸点接合，能够使压电振动片4从基底基板 2的上表面浮起，并能自然确保振动所需的最低限的振动间隙。因而，优选凸点接合。上述盖基板3是用玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明绝缘基板，如图1、图3及图4所示，形成为板状。并且，在接合基底基板2的接合面一侧，形成有收容压电振动片4 的矩形状的凹部3a。该凹部3a是叠合两基板2、3时成为收容压电振动片4的空腔C的空腔用的凹部。而且，盖基板3以使该凹部3a与基底基板2 —侧对置的状态对该基底基板2 阳极接合。此外，基底基板2与盖基板3的接合方法，并不限于阳极接合。但是，通过阳极接合，能够使两基板2、3牢固地接合，因此是优选的。上述基底基板2是用与盖基板3相同的玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明绝缘基板，如图1至图4所示，以能对盖基板3叠合的大小形成为板状。在基底基板2形成有贯通所述基底基板2的一对贯通孔30、31。这时，一对贯通孔30、31形成为被收纳于空腔C 内。更详细地说，本实施方式的贯通孔30、31形成为使一个贯通孔30位于所装配的压电振动片4的基部12侧，并使另一贯通孔31位于振动腕部10、11的前端侧。然后，在这些一对贯通孔30、31中，形成为以埋入所述贯通孔30、31的方式形成的一对贯通电极32、33。这些贯通电极32、33，如图3所示，完全堵塞贯通孔30、31而维持空腔C内的气密，并且承担使后述的外部电极38、39与迂回电极36、37导通的作用。如图1至图4所示，在基底基板2的上表面侧(接合盖基板3的接合面侧)，构图有通过激光照射提高空腔C内的真空度的吸气材料(调整膜)34、阳极接合用的接合膜35、 和一对迂回电极36、37。此外，接合膜35及一对迂回电极36、37用导电材料(例如，铝)形成。在平面上看时，吸气材料34以与一对振动腕部10、11的附近邻接的状态，沿着所述振动腕部10、11的长度方向以从基端侧延伸到前端侧的方式用铝等来形成。更具体地说，吸气材料34如图2及图4所示，在一对振动腕部10、11的外侧面侧，且隔着一对振动腕部10、11的中心轴L对称的位置形成。此外，接合膜35以包围形成在盖基板3的凹部3a周围的方式沿着基底基板2的周边形成。此外，一对迂回电极36、37构图成为使一对贯通电极32、33之中的一个贯通电极 32与压电振动片4的一个装配电极16电连接，并且使另一贯通电极33与压电振动片4的另一装配电极17电连接。更详细地说，一个迂回电极36以位于压电振动片4的基部12的正下方的方式形成在一个贯通电极32的正上方。此外，另一迂回电极37形成为从邻接一个迂回电极36的位置，沿着振动腕部10、11迂回到所述振动腕部10、11的前端侧后，位于另一贯通电极33的正上方。然后，在这些一对迂回电极36、37上分别形成有凸点B，利用所述凸点B装配压电振动片4。由此，压电振动片4的一个装配电极16经由一个迂回电极36而与一个贯通电极 32导通，并且另一装配电极17经由另一迂回电极37而与另一贯通电极33导通。
此外，在基底基板2的下表面，如图1、图3及图4所示，形成有与一对贯通电极32、 33分别电连接的外部电极38、39。即，一个外部电极38经由一个贯通电极32及一个迂回电极36而与压电振动片4的第一激振电极13电连接。此外，另一外部电极39经由另一贯通电极33及另一迂回电极37而与压电振动片4的第二激振电极14电连接。在使这样构成的压电振动器1动作时，对形成在基底基板2的外部电极38、39施加既定的驱动电压。由此，能够使电流在压电振动片4的由第一激振电极13及第二激振电极14构成的激振电极15中流过，并能使一对振动腕部10、11以既定频率沿着接近/分离的方向振动。再者，利用该一对振动腕部10、11的振动，能够作为时刻源、控制信号的定时源或参考信号源等加以利用。(压电振动器制造方法)接着，参照图8、图9所示的流程图，下面对利用基底基板用圆片(基底基板)40 和盖基板用圆片(盖基板)50—次性制造多个上述压电振动器1的制造方法进行说明。此外，在本实施方式中，利用圆片状的基板来一次性制造多个压电振动器1，但并不限于此，预先加工出尺寸与基底基板2及盖基板3的外形一致的圆片，一次仅制造一个等也可。最先，进行压电振动片制作工序，制作图5到图7所示的压电振动片4 (SlO)。具体而言，首先将未加工的朗伯(Lambert)水晶以既定角度切片而做成一定厚度的圆片。接着， 研磨该圆片而进行粗加工后，利用蚀刻来除去加工变质层，其后进行抛光(polish)等的镜面研磨加工，做成既定厚度的圆片。接着，对圆片实施清洗等的适当处理后，利用光刻技术以压电振动片4的外形形状对所述圆片进行构图，并且进行金属膜的成膜及构图，形成激振电极15、引出电极19、20、装配电极16、17、重锤金属膜21。由此，能够制作多个压电振动片4。此外，在制作压电振动片4之后，先进行谐振频率的粗调。这是通过对重锤金属膜 21的粗调膜21a照射激光使一部分蒸发，从而改变重量来进行的。此外，关于更高精度调整谐振频率的微调，在装配后进行。对此，在后面进行说明。接着，进行将在后面成为盖基板3的盖基板用圆片50制作到刚要进行阳极接合之前的状态的第一圆片制作工序(S20)。首先，将碱石灰玻璃研磨加工到既定厚度并加以清洗后，利用蚀刻等来除去最表面的加工变质层而形成圆板状的盖基板用圆片50(S21)。其次， 如图10所示，进行利用蚀刻等来在盖基板用圆片50的接合面沿行列方向形成多个空腔用的凹部3a的凹部形成工序(S22)。在该时刻，结束第一圆片制作工序。接着，与上述工序同时或在上述工序前后的定时，进行将在后面成为基底基板2 的基底基板用圆片40制作到刚要进行阳极接合之前的状态的第二圆片制作工序(S30)。首先，将碱石灰玻璃研磨加工到既定厚度并加以清洗后，利用蚀刻等来除去最表面的加工变质层而形成圆板状的基底基板用圆片40(S31)。接着，进行在基底基板用圆片40形成多个一对贯通电极32、33的贯通电极形成工序(S3》。具体而言，首先，用喷射法或压力加工等的方法来形成多个一对贯通孔30、31。然后，在这些多个一对贯通孔30、31内形成一对贯通电极32、33。通过该一对贯通电极32、33， 密封一对贯通孔30、31，并且确保基底基板用圆片40的上表面侧与下表面侧之间的电导通性。接着，进行调整膜形成工序(S3!3)，即，在基底基板用圆片40的上表面对铝等进行构图，在基底基板用圆片40形成吸气材料34。这时，将吸气材料34形成为从平面上看时以与一对振动腕部10、11的附近邻接的状态，沿着所述振动腕部10、11的长度方向从基端侧延伸到前端侧，并且形成在一对振动腕部10、11的外侧面侧、且隔着一对振动腕部10、11的中心轴L (参照图2~)对称的位置。然后，如图11及图12所示，进行在基底基板用圆片40的上表面对导电材料进行构图而形成接合膜35的接合膜形成工序(S34)，并且进行形成多个与各一对贯通电极32、 33分别电连接的迂回电极36、37的迂回电极形成工序(S35)。此外，图11及图12所示的虚线M示出在后面进行的切断工序中切断的切断线。通过进行这些工序，结束第二圆片作成工序。此外，在图8中，工序顺序为调整膜形成工序(S33)、接合膜形成工序(S34)、迂回电极形成工序(S35)，但顺序上没有限制，此外将所有工序同时进行也可。无论何种工序顺序，都能发挥相同的作用效果。因此，根据需要适宜变更工序顺序也可。接着，进行接合基底基板用圆片40与盖基板用圆片50的接合工序(S40)。对该接合工序进行详细说明，则最先进行将所制作的多个压电振动片4通过各迂回电极36、37接合到基底基板用圆片40的上表面的装配工序(S41)。首先，在一对迂回电极36、37上形成各个金等的凸点B。然后，将压电振动片4的基部12承载于凸点B上后，一边将凸点B加热到既定温度，一边使压电振动片4压上凸点B。由此，压电振动片4被机械支撑于凸点B 上，并且成为电连接装配电极16、17和迂回电极36、37的状态。因而，在该时刻压电振动片 4的一对激振电极15成为对于一对贯通电极32、33分别导通的状态。此外，由于压电振动片4被凸点接合，因此以从基底基板用圆片40的上表面浮起的状态被支撑。在结束压电振动片4的装配之后，进行将盖基板用圆片50对基底基板用圆片40 叠合的叠合工序(S42)。具体而言，以未图示的基准标记等为标志，将两圆片40、50对准到正确的位置。由此，所装配的压电振动片4成为被收容于由形成在基底基板用圆片40的凹部3a和两圆片40、50包围的空腔C内的状态。在叠合工序后，将已叠合的2个圆片40、50置于未图示的阳极接合装置，在既定的温度气氛施加既定电压而进行阳极接合(S4!3)。具体而言，向接合膜35与盖基板用圆片50 之间施加既定电压。这样，在接合膜35与盖基板用圆片50的界面产生电化学反应，使两者分别牢固地密合而被阳极接合。由此，能够将压电振动片4密封于空腔C内，能够得到基底基板用圆片40与盖基板用圆片50接合的图13所示的圆片体60。此外，在图13中，为了方便观看附图，示出分解圆片体60的状态，并且从基底基板用圆片40省略了接合膜35的图示。此外，图13所示的虚线M示出在后面进行的切断工序中切断的切断线。通过进行该阳极接合，结束接合工序。然后，在结束上述阳极接合后，进行外部电极形成工序(S50)，即，在基底基板用圆片40的下表面对导电材料进行构图，形成多个与一对贯通电极32、33分别电连接的一对外部电极38、39。通过该工序，利用外部电极38、39能够使密封于空腔C内的压电振动片4动作。接着，进行吸气工序(S60)，S卩，使密封于空腔C内的压电振动片4振动，从而测量串联谐振电阻值，并对吸气材料34照射激光而使之蒸发，调整空腔C内的真空度到一定水平以上。
如图9所示，首先，对形成在基底基板用圆片40的下表面的一对外部电极38、39 施加电压而使压电振动片4振动。然后，一边测量串联谐振电阻值，一边穿过基底基板用圆片40(从形成有外部电极38、39的面侧)照射激光，加热吸气材料34而使之蒸发(S61)。 由此，能够将空腔C内的真空度调整为一定水平以上，并能确保适宜的串联谐振电阻值。此外，将激光对吸气材料34进行照射之际，以固定激光源装置的状态，使基底基板用圆片40 移动，从而对吸气材料34的所希望的位置照射激光。接着，对吸气材料34的除去一部分之后的压电振动片4的频率(第一频率)，判断该第一频率是否在预定的容许范围内(S62)。当第一频率落在容许范围内时，结束吸气工序 (S60)。另一方面，当第一频率没有落在容许范围内时，进入S63。当第一频率落在容许范围时，判定第一频率比容许范围是高还是低(S6!3)。当第一频率为高于容许范围的频率时，进入S64，在成为比容许范围低的频率的情况下，进入S65。在S64中，为了降低压电振动片4的频率，向一对调整膜34、34中的与一对振动腕部10、11的前端侧(图14的F部)对应的位置照射激光，使吸气材料34的一部分蒸发。这样，吸气材料34蒸镀到一对振动腕部10、11的前端侧的侧面10a、lla，能够降低压电振动片 4的频率。若完成吸气材料34的蒸镀，则进入S66。此外，空腔C内的真空度因S61而保持着一定水平以上，若在S64中使吸气材料34蒸发，则能进一步提高真空度。此外，根据压电振动片4的频率和容许范围之差，设定使吸气材料34蒸发的位置或量。在S65中，为了提高压电振动片4的频率，向一对调整膜34、34中的一对振动腕部 IOUl的基端侧(图14的G部)对应的位置照射激光，使吸气材料34的一部分蒸发。这样，吸气材料34蒸镀到一对振动腕部10、11的基端侧的侧面10a、lla，并且能够提高压电振动片4的频率。此外，通过S61，将空腔C内的真空度保持在一定水平以上，若在S65中使吸气材料34蒸发，则能进一步提高真空度。S卩，如图14所示，最好在S64中使吸气材料34的F部的区域蒸发，而在S65中使吸气材料；34的G部的区域蒸发即可。接着，在S64或S65中测量除去吸气材料34的一部分后的压电振动片4的频率 (第二频率)，判断该第二频率是否在预先设定的容许范围内(S66)。当第二频率落在容许范围内时，结束吸气工序(S60)。另一方面，当第二频率落在容许范围内时，返回S63。然后， 重复S63 S66，直至压电振动片4的频率落在容许范围内，如果频率落在容许范围内就结束吸气工序(S60)。如此，通过进行吸气工序，能够将空腔C内的真空度确保在一定水平以上，并能预先跟进，以使频率落在容许范围内。此外，吸气材料34的加热位置并不能左右空腔C内的
真空度。而且，在本实施方式中，对吸气材料34照射激光之际，在以与一对振动腕部10、11 的各振动腕部对应的方式形成的一对吸气材料34、34中，使激光照射在隔着一对振动腕部 IOUl的中心轴L对称的位置。具体而言，若对吸气材料34照射激光，则如图15所示，在吸气材料34残留激光照射痕41，该部分的吸气材料34蒸发，并蒸镀到一对振动腕部10、11 的外侧的侧面10a、lla。如本实施方式那样，通过使激光照射在隔着中心轴L对称的位置， 能够使蒸镀到侧面IOaUla的吸气材料34的位置及量大致均勻。因而，这样形成的压电振动器1能得到稳定的振动特性，并且能够减轻振动泄漏。
然后，紧接着进行微调工序(S70)，即，一边测量频率一边利用激光等来加热重锤金属膜21的微调膜21b，对调整到容许范围内的压电振动片4的频率进行微调，使之接近目标值。由此，能够对压电振动片4的频率进行微调，以使频率落在标称频率的既定范围内。 即，在吸气工序中，由于压电振动片4的频率已经调整到标称频率的近似范围(容许范围)， 所以能够容易且在短时间内进行微调工序。在结束频率的微调之后，进行沿着图13所示的切断线M切断已接合的圆片体60 而小片化的切断工序(S80)。其结果，能够一次性制造多个在互相阳极接合的基底基板2与盖基板3之间所形成的空腔C内密封有压电振动片4的、图1所示的2层构造式表面安装型的压电振动器1。此外，进行切断工序(S80)而小片化为各个压电振动器1之后，进行吸气工序 (S60)及微调工序(S70)的工序顺序也可。但是，如上所述，通过先进行吸气工序(S60)及微调工序(S70)，能以圆片体60的状态进行微调，所以能更加有效率地微调多个压电振动器1。因而，能够谋求提高生产率，所以是优选的。其后，进行内部的电特性检查(S90)。即，测定压电振动片4的谐振频率、谐振电阻值、驱动电平特性(谐振频率及谐振电阻值的激振电力依赖性)等并加以核对。此外，将绝缘电阻特性等一并核对。并且，最后进行压电振动器1的外观检查，对尺寸或质量等进行最终核对。由此结束压电振动器1的制造。依据本实施方式，通过使吸气材料34的一部分蒸发，能够将空腔C内的真空度调整到一定水平以上。此外，在使吸气材料34的一部分蒸发之后，测量频率，当该频率没有落在容许范围内时，按照频率的值使吸气材料34的适宜部位再度蒸发，以能够调整压电振动片4的频率。S卩，在吸气工序中，比较实际测量的频率与容许范围，确定吸气材料34的激光照射位置，并且能够使振动腕部10、11的侧面IOaUla的蒸发的吸气材料34局部地蒸镀， 进而调整压电振动片4的频率而使之落在容许范围内。因而，与吸气同时，能够将压电振动片4的频率调整到容许范围内。此外，在使吸气材料34的一部分蒸发之际，使激光照射到隔着一对振动腕部10、 11的中心轴L对称的位置，使吸气材料34的一部分蒸发，从而能够使蒸镀到一对振动腕部 10、11的侧面IOaUla的吸气材料34大致均勻。因而，在吸气工序后也能得到稳定的振动特性，能够减轻振动泄漏。结果，能够提高成品率。(振荡器)接着，借助图16，对本发明的振荡器的一个实施方式进行说明。本实施方式的振荡器100如图16所示，构成为将压电振动器1电连接至集成电路 101的振子。该振荡器100具备安装了电容器等的电子部件102的基板103。在基板103 安装有振荡器用的上述集成电路101，在该集成电路101的附近安装有压电振动器1。这些电子部件102、集成电路101及压电振动器1通过未图示的布线图案分别电连接。此外，各构成部件通过未图示的树脂来模制(mould)。在这样构成的振荡器100中，对压电振动器1施加电压时，该压电振动器1内的压电振动片4振动。通过压电振动片4所具有的压电特性，将该振动转换为电信号，以电信号方式输入至集成电路101。通过集成电路101对输入的电信号进行各种处理，以频率信号的方式输出。从而，压电振动器1作为振子起作用。
此外，根据需求有选择地设定集成电路101的结构，例如RTC(实时时钟)模块等， 能够附加钟表用单功能振荡器等的功能之外，还能附加控制该设备或外部设备的工作日期或时刻，或者提供时刻或日历等的功能。如上所述，依据本实施方式的振荡器100，由于具备调整了吸气后的频率的压电振动器1，所以提高成品率而能减少成本，并且能够得到高精度的振荡器100。(电子设备) 接着，借助图17，就本发明的电子设备的一个实施方式进行说明。此外作为电子设备，举例说明了具有上述压电振动器1的便携信息设备110。最初本实施方式的便携信息设备110为例如以便携电话为首的，发展并改良了现有技术中的手表的设备。是这样的设备外观类似于手表，在相当于文字盘的部分配置液晶显示器，能够在该画面上显示当前的时刻等。此外，在用作通信机时，从手腕取下，通过内置于带的内侧部分的扬声器及麦克风，可进行与现有技术的便携电话同样的通信。但是，与现有的便携电话相比，明显小型且轻量。下面，对本实施方式的便携信息设备110的结构进行说明。如图17所示，该便携信息设备110具备压电振动器1和供电用的电源部111。电源部111例如由锂二次电池构成。该电源部111上并联连接有进行各种控制的控制部112、进行时刻等的计数的计时部 113、与外部进行通信的通信部114、显示各种信息的显示部115、和检测各功能部的电压的电压检测部116。而且，通过电源部111来对各功能部供电。控制部112控制各功能部，进行声音数据的发送及接收、当前时刻的测量或显示等的整个系统的动作控制。此外，控制部112具备预先写入程序的ROM、读取写入到该ROM 的程序并执行的CPU、和作为该CPU的工作区使用的RAM等。计时部113具备内置了振荡电路、寄存器电路、计数器电路及接口电路等的集成电路和压电振动器1。对压电振动器1施加电压时压电振动片4振动，通过水晶所具有的压电特性，该振动转换为电信号，以电信号的方式输入到振荡电路。振荡电路的输出被二值化，通过寄存器电路和计数器电路来计数。然后，通过接口电路，与控制部112进行信号的发送与接收，在显示部115显示当前时刻或当前日期或者日历信息等。通信部114具有与现有的便携电话相同的功能，具备无线电部117、声音处理部 118、切换部119、放大部120、声音输入/输出部121、电话号码输入部122、来电音发生部 123及呼叫控制存储器部124。通过天线125，无线电部117与基站进行收发信息的声音数据等各种数据的交换。 声音处理部118对从无线电部117或放大部120输入的声音信号进行编码及解码。放大部 120将从声音处理部118或声音输入/输出部121输入的信号放大到既定电平。声音输入 /输出部121由扬声器或麦克风等构成，扩大来电音或受话声音，或者将声音集音。此外，来电音发生部123响应来自基站的呼叫而生成来电音。切换部119仅在来电时，通过将连接在声音处理部118的放大部120切换到来电音发生部123，在来电音发生部123中生成的来电音经由放大部120输出至声音输入/输出部121。此外，呼叫控制存储器部IM存放与通信的呼叫及来电控制相关的程序。此外，电话号码输入部122具备例如 0至9的号码键及其它键，通过按压这些号码键等，输入通话目的地的电话号码等。电压检测部116在通过电源部111对控制部112等的各功能部施加的电压小于既
12定值时，检测其电压降后通知控制部112。这时的既定电压值是作为使通信部114稳定动作所需的最低限的电压而预先设定的值，例如，3V左右。从电压检测部116收到电压降的通知的控制部112禁止无线电部117、声音处理部118、切换部119及来电音发生部123的动作。 特别是，停止耗电较大的无线电部117的动作是必需的。而且，显示部115显示通信部114 由于电池余量的不足而不能使用的提示。S卩，通过电压检测部116和控制部112，能够禁止通信部114的动作，并在显示部 115做提示。该提示可为文字消息，但作为更加直接的提示，在显示部115的显示画面的顶部显示的电话图像上打“X (叉)”标记也可。此外，通过具备能够有选择地截断与通信部 114的功能相关的部分的电源的电源截断部126，能够更加可靠地停止通信部114的功能。如上所述，依据本实施方式的便携信息设备110，不仅提高成品率而能减少成本， 而且能够得到高精度的电子设备110。(电波钟)接着，借助图18，就本发明的电波钟的一个实施方式进行说明。如图18所示，本实施方式的电波钟130具备电连接到滤波部131的压电振动器 1，是接收包含时钟信息的标准电波，并具有自动修正为正确的时刻并加以显示的功能的钟表。在日本国内，在福岛县(40kHz)和佐贺县(60kHz)有发送标准电波的发送站(发送局)，分别发送标准电波。40kHz或60kHz这样的长波兼有沿地表传播的性质和在电离层和地表边反射边传播的性质，因此其传播范围宽，且由上述的两个发送站覆盖整个日本国内。以下，对电波钟130的功能性结构进行详细说明。天线132接收40kHz或60kHz长波的标准电波。长波的标准电波是将称为定时码的时刻信息AM调制为40kHz或60kHz的载波的电波。接收的长波的标准电波通过放大器 133放大，通过具有多个压电振动器1的滤波部131来滤波并调谐。本实施方式中的压电振动器1分别具备与上述载波频率相同的40kHz及60kHz的谐振频率的水晶振动器部138、 139。而且，滤波后的既定频率的信号通过检波、整流电路134来检波并解调。接着，经由波形整形电路135而抽出定时码，由CPU136计数。在CPU136中，读取当前的年、累积日、 星期、时刻等的信息。被读取的信息反映于RTC137，显示出正确的时刻信息。载波为40kHz 或60kHz，因此水晶振动器部138、139优选具有上述的音叉型结构的振动器。再者，以上以日本国内为例进行了说明，但长波的标准电波的频率在海外是不同的。例如，在德国使用77. 5KHz的标准电波。因而，在便携设备组装也可以应对海外的电波钟130的情况下，还需要不同于日本的频率的压电振动器1。如上所述，依据本实施方式的电波钟130，不仅提高成品率而能减少成本，而且能够得到高精度的电波钟130。此外，本发明的技术范围并不局限于上述实施的方式，在不超出本发明的宗旨的范围内可进行各种变更。例如，在上述实施方式中，压电振动器1为2层构造式表面安装型的压电振动器1， 但并不限于此。也可以为3层构造型的压电振动器。即，利用具有包围压电振动片4的周围的框状部的压电振动器板，将该压电振动器板装配到基底基板2的上表面之后，隔着压电振动器板接合基底基板2和盖基板3，将压电振动片4密封于空腔内，从而作为压电振动器也可。此外，在上述实施方式中，作为重锤金属膜21而形成微调膜21b，并且加热微调膜 21b来进行微调工序，但并不限于此。例如，将激振电极15在一对振动腕部10、11的前端侧形成为延伸至粗调膜21a的附近，加热所述激振电极15的一部分来进行微调工序也可。 即，在该情况下，激振电极15的一部分作为重锤金属膜21起作用。此外，在上述实施方式中，举例说明了将吸气材料34形成在基底基板2的情况，但在基底基板2和盖基板3中的至少任一个基板上形成也可。即，既可以形成在盖基板3，也可以形成在两基板2、3。此外，在上述实施方式中，作为压电振动片4的一个例子，举例说明了在振动腕部 IOUl的两面形成沟部18的带沟的压电振动片4，但没有沟部18的类型的压电振动片也可。但是，通过形成沟部18，能够在对一对激振电极15施加既定电压时，提高一对激振电极15间的电场效率，因此能够进一步抑制振动损耗而进一步改善振动特性。即，能够进一步降低CI值(Crystal Impedance)，并能将压电振动片4进一步高性能化。在这一点上，优选形成沟部18。此外，在上述实施方式中，形成了一对贯通电极33、34，但并不限于此。但是，在利用圆片来制造压电振动器1的情况下，通过形成贯通电极33、34，能够以圆片状使各个压电振动片4振动，因此能够在小片化之前进行吸气工序及微调工序。因而，优选形成贯通电极 33,34ο此外，在上述实施方式中，凸点接合了压电振动片4，但并不限于凸点接合。例如， 用导电粘接剂来接合压电振动片4也可。但是，通过凸点接合，能够使压电振动片4从基底基板2的上表面浮起，并能自然确保振动所需的最低限的振动间隙。因而，在这方面优选凸点接合。此外，在上述实施方式中，说明了在将激光源装置固定的状态下，使基底基板用圆片40移动，向吸气材料34的所希望的位置照射激光的情况，但相反地，固定基底基板用圆片40，一边移动激光源装置一边对吸气材料34照射激光也可。而且，在本实施方式中，平面图中，将吸气材料设置在一对振动腕部的外侧，但设在一对振动腕部之间也可。产业上的利用可能性本发明的压电振动器的制造方法，能够适用于在接合的两个基板之间所形成的空腔内密封有压电振动片的表面安装型(SMD)的压电振动器。
权利要求
1.一种压电振动器的制造方法，制造这样的压电振动器，其包括具备一对振动腕部的音叉型压电振动片、收容所述压电振动片的封装件、及对应于所述振动腕部并沿着所述振动腕部的长度方向形成的调整膜，通过对所述调整膜照射激光而使所述调整膜的一部分蒸发，从而能够提高所述封装件内的真空度，所述制造方法的特征在于，包括频率测量工序，测量所述压电振动片的频率；以及吸气工序，在测量的所述频率高于容许范围时使对应于所述振动腕部的前端侧的位置的调整膜的一部分蒸发，在测量的所述频率低于所述容许范围时使对应于所述振动腕部的基部侧的位置的调整膜的一部分蒸发。
2.如权利要求1所述的压电振动器的制造方法，其特征在于，对应于所述一对振动腕部的每一个，具备沿着所述振动腕部的长度方向形成的一对调整膜，在使所述调整膜的一部分蒸发之际，向隔着所述一对调整膜中的所述一对振动腕部的中心轴对称的位置照射所述激光而使所述调整膜的一部分蒸发。
3.一种压电振动器，其特征在于，用权利要求1或2所述的方法来制造。
4.一种振荡器，其特征在于，使通过权利要求1或2所述的方法来制造的压电振动器， 作为振子与集成电路电连接。
5.一种电子设备，其特征在于，使通过权利要求1或2所述的方法来制造的压电振动器，与计时部电连接。
6.一种电波钟，其特征在于，使通过权利要求1或2所述的方法来制造的压电振动器， 与滤波部电连接。
全文摘要
本发明的压电振动器的制造方法，制造这样的压电振动器，其包括具备一对振动腕部的音叉型压电振动片、收容所述压电振动片的封装件、和对应于所述振动腕部并沿着所述振动腕部的长度方向形成的调整膜，通过对所述调整膜照射激光而使所述调整膜的一部分蒸发，从而能够提高所述封装件内的真空度，该制造方法包括频率测量工序，测量所述压电振动片的频率；以及吸气工序，在所测量的所述频率高于容许范围时使对应于所述振动腕部的前端侧的位置的调整膜的一部分蒸发，在所测量的所述频率低于所述容许范围时使对应于所述振动腕部的基部侧的位置的调整膜的一部分蒸发。
文档编号H03H9/215GK102197587SQ20088013183
公开日2011年9月21日 申请日期2008年8月27日 优先权日2008年8月27日
发明者山口由美, 须釜一义 申请人:精工电子有限公司