压电振动器、振荡器、电子设备、电波钟以及压电振动器的制造方法

专利名称：压电振动器、振荡器、电子设备、电波钟以及压电振动器的制造方法
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、制造该压电振动器的压电振动器的制造方法、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设备上，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压电振动器。作为这种压电振动器，已知一般以由基底基板和盖基板上下夹持形成有压电振动片的压电基板的方式进行接合的3层构造型。这时，压电振动片被收容于在基底基板和盖基板之间所形成的空腔(密闭室)内。此外，在近年，不仅开发了上述的3层构造型，而且还开发了 2层构造型。这种类型的压电振动器由于基底基板和盖基板直接接合而成为2层构造，在两基板之间形成的空腔内收容有压电振动片。该2层构造型的压电振动器与3层构造的压电振动器相比在可实现薄型化等的方面优越，因而适于使用。可是，在制造压电振动器时，需要提高空腔内的真空度，并使串联谐振电阻值(Rl) 跟入既定范围内的工序。空腔内的真空度，是会影响压电振动片的频率(谐振频率)的一个因素，因此该工序为非常重要的工序之一。通常，该工序是在微调工序(对频率进行精密调整而使压电振动片最终在标称频率的范围内振动的工序)之前进行的，在进行微调工序的时刻，需要使串联谐振电阻值 (Rl)落在已经适宜的既定范围内。在此，作为调整串联谐振电阻值(Rl)的方法，利用设于空腔内的铝等的金属膜的吸气材料(吸气部件)的方法被广为人知(例如，参照专利文献1)。该方法首先用激光等来加热吸气材料使之蒸发并被激活。这样，被激活的吸气材料，一边蒸发一边通过化学反应吸收空腔内的主要由氧构成的气体。其结果，能够提高空腔内的真空度，并能调整串联谐振电阻值(Rl)。此外，将利用吸气材料来调整串联谐振电阻值 (Rl)的方法称为吸气法。专利文献1 日本特开2003-142976号公报

发明内容
但是，在现有的吸气法中，还存在以下的课题。首先，在吸气材料形成在压电振动片的情况下，用激光等来加热吸气材料之际压电振动片也一起被加热。因此，压电振动片有可能受加热造成的影响。另一方面，在吸气材料形成在压电振动片的周边的基板的情况下，用激光等来加热吸气材料时，蒸发而飞散的吸气材料的一部分会附着到压电振动片的可能性高。特别是，
4越靠近照射激光的位置就越容易附着蒸发的吸气材料。可是，如果吸气材料附着到压电振动片，压电振动片的频率就会发生变化，因此并不理想。该频率的变化因吸气材料附着的位置不同而异，特别是附着到振动腕部的前端侧时就有频率降低的倾向，而附着到振动腕部的基端侧时就有频率升高的倾向。此外，已知附着的量越多，变化量就越大。如此，因为附着吸气材料，所以在吸气的前后压电振动片的频率发生变化的可能性高。通常，压电振动片在吸气之前进行粗调工序，频率被调整为落在比目标的标称频率稍大的范围。而且，通过吸气调整串联谐振电阻值(Rl)之后，进行微调工序，使频率最终跟进标称频率的范围。因此，在吸气的前后如果频率发生变化，则在粗调工序中已跟进到一定程度的频率会发生变化。因而，不仅微调工序变得非常困难，也有可能无法得到稳定的振动特性。本发明考虑这种状况构思而成，其目的在于提供对于压电振动片不给予加热造成的负荷而不出现频率变化的情况下能进行吸气的压电振动器。而且，提供具有该压电振动器的振荡器、电子设备及电波钟和制造压电振动器的制造方法。本发明为了解决上述课题并达成相关目的而提供以下方案。(1)本发明的压电振动器的制造方法，制造这样的压电振动器，其包括基底基板及盖基板，它们互相接合并且在它们之间形成有空腔；压电振动片，具有平行延伸的一对振动腕部，并在空腔内装配于基底基板上；以及金属膜的吸气材料，通过加热提高所述空腔内的真空度，所述制造方法的特征在于，包括吸气材料形成工序，将所述吸气材料以配置到所述空腔内的方式形成在所述基底基板上或所述盖基板上；限制部形成工序，将限制部以配置到所述空腔内的方式形成在所述基底基板或所述盖基板，该限制部限制因加热而蒸发的所述吸气材料的飞散方向，抑制向所述振动腕部飞散的飞散量；以及接合工序，在结束所述吸气材料形成工序及所述限制部形成工序之后，将所述压电振动片装配在所述基底基板上，其后，以使压电振动片、所述吸气材料及所述限制部分别收容到所述空腔内的方式互相接合所述基底基板和所述盖基板。依据上述制造方法，首先，进行在基底基板上或盖基板上形成吸气材料的吸气材料形成工序。这时，以配置到在后面形成的空腔内的方式形成吸气材料。此外，与该工序同时或在该工序前后的定时，进行在基底基板或盖基板形成限制因加热而飞散的吸气材料的飞散方向而抑制向振动腕部飞散的飞散量的限制部的限制部形成工序。这时，依然以配置到在后面形成的空腔内的方式形成限制部。然后，在结束上述两个工序之后，进行接合工序。作为该工序，首先，将压电振动片装配在基底基板上。由此，压电振动片以机械及电的方式与基底基板接合。而且，在装配压电振动片之后，以使压电振动片、吸气材料及限制部分别收容到空腔内的方式互相接合基底基板与盖基板。由此，能够得到在盖基板及盖基板之间所形成的空腔内收容有压电振动片的压电振动器。特别是，依据该压电振动器，不会出现频率变化而能够进行吸气。即，若用激光等来加热吸气材料，则吸气材料的一部分蒸发而在周围飞散，但是因为在空腔内形成有限制部，所以飞散方向被限制。具体而言，利用限制部，能够抑制向压电振动片的振动腕部飞散的吸气材料的飞散量。因此，能够抑制在吸气时吸气材料附着到压电振动片，特别是附着到
5振动腕部的情况。因而，能够很难出现起因于吸气材料的附着的频率变化。因而，能够极力防止在吸气前后的频率变化，不仅后面进行的微调工序变得容易， 而且能够得到稳定的振动特性。此外，吸气材料不形成在压电振动片而形成在基底基板或盖基板的任一个基板上。因而，在进行吸气之际，即便用激光等来加热吸气材料，对压电振动片也不会给予任何加热的影响(负荷)。因此，对压电振动器的质量或特性不会产生任何影响，所以能谋求压电振动器的高质量化。(2)也可以采用以下构成在进行所述限制部形成工序之际，在一个基板侧以壁状地形成所述限制部，以从所述基底基板和所述盖基板中的一个基板向另一基板突出，且， 从所述空腔的侧壁分离的状态沿着所述振动腕部延伸，在进行所述吸气材料形成工序之际，在所述一个基板形成所述吸气材料，以比所述限制部短的长度配置在限制部与所述侧壁之间。这时，以从一个基板(例如盖基板)向另一基板(例如基底基板)突出的方式在一个基板侧以壁状形成限制部。而且这时，形成为以从空腔的侧壁分离的状态沿着振动腕部延伸。即，将限制部形成为使振动腕部与空腔的侧壁之间的空间犹如被隔开为两个空间。然后，以在该限制部与空腔的侧壁之间配置的方式，在一个基板侧形成吸气材料。 这时，以比限制部的长度短的长度形成吸气材料。因而，能够使限制部一定存在于吸气材料的旁边。因此，在进行吸气之际，能够利用限制部来限制吸气材料直接向振动腕部飞散的情况。即，飞散的吸气材料只要不在限制部曼延就不能到达振动腕部。因此，能够抑制到达振动腕部的吸气材料的飞散量。因而，能够使吸气材料很难附着到振动腕部，并且很难产生
频率变化。(3)也可以采用以构成在进行所述限制部形成工序之际，在一个基板侧形成所述限制部，以从所述基底基板和所述盖基板中的一个基板向另一基板突出，且，沿着所述振动腕部延伸，在进行所述吸气材料形成工序之际，在限制部上或另一基板上形成所述吸气材料，以收容于互相对置的所述限制部和所述另一基板的间隙。这时，以从一个基板(例如盖基板)向另一基板(例如基底基板)突出的方式在一个基板侧形成限制部。而且这时，形成为沿着振动腕部延伸。然后，以收容于互相对置的限制部与另一基板的间隙的方式，在限制部上或另一基板上形成吸气材料。即，以收纳于在限制部与另一基板之间形成的微小的间隙的方式形成吸气材料。由此，能够使限制部或另一基板以接近吸气材料的状态对置。因此，在进行吸气之际，因加热而飞散的吸气材料，大部分笔直地飞散而附着到限制部或另一基板。另一方面，剩下的一部分以大致水平扩散的方式飞散。可是，吸气材料的大部分笔直地飞散而附着到对置的限制部或另一基板，因此以大致水平扩散的飞散量极少。因此，能够抑制到达振动腕部的吸气材料的飞散量。因而，能够使吸气材料很难附着到振动腕部，并且难以出现频率变化。(4)此外，本发明的压电振动器，其中包括基底基板及盖基板，它们互相接合并且在它们之间形成有空腔；压电振动片，具有平行延伸的一对振动腕部，并在所述空腔内装配于所述基底基板上；以及金属膜的吸气材料，以配置到所述空腔内的方式形成在所述基
6底基板上或所述盖基板上，通过加热提高空腔内的真空度，在所述基底基板或所述盖基板形成有限制部，该限制部配置在所述空腔内，并且限制因加热而蒸发的所述吸气材料的飞散方向，从而抑制向所述振动腕部飞散的飞散量。这时，能够发挥与上述(1)所记载的压电振动器的制造方法同样的作用效果。(5)也可以采用以下构成在一个基板侧以壁状形成所述限制部，以从所述基底基板和所述盖基板中的一个基板向另一基板突出，且，以从所述空腔的侧壁分离的状态沿着所述振动腕部延伸，在所述一个基板侧形成所述吸气材料，以比所述限制部短的长度配置在限制部与所述侧壁之间。这时，能够发挥与上述(2)所记载的压电振动器的制造方法同样的作用效果。(6)也可以采用以下构成在一个基板侧形成所述限制部，以从所述基底基板和所述盖基板中的一个基板向另一基板突出，且，沿着所述振动腕部延伸，所述吸气材料以收容于互相对置的所述限制部与所述另一基板的间隙的状态形成在限制部上或另一基板上。这时，能够发挥与上述(3)所记载的压电振动器的制造方法同样的作用效果。(7)此外，本发明的振荡器，使上述⑷ (6)中任一项所记载的压电振动器，作为振子与集成电路电连接。(8)此外，本发明的电子设备，使上述⑷ (6)中任一项所记载的压电振动器，与计时部电连接。(9)此外，本发明的电波钟，使上述⑷ (6)中任一项所记载的压电振动器，与滤波部电连接。依据上述振荡器、电子设备及电波钟，由于具备不会对压电振动片给予加热造成的负荷且不会出现频率变化而能进行吸气的高质量的压电振动器，所以同样能谋求高质量化。(发明效果)依据本发明的压电振动器，不仅不会对压电振动片给予加热造成的负荷，而且不会出现频率变化而能进行吸气。因而，能谋求高质量化。此外，依据本发明的压电振动器的制造方法，能可靠地制造上述压电振动器。此外，依据本发明的振荡器、电子设备及电波钟，由于具备上述压电振动器，所以同样能谋求高质量化。


图1是表示本发明的一实施形熊的图，并且是压电振动器的外观斜视图。图2是图1所示的压电振动器的内部结构图，并且是拆下盖基板的状态下俯视压电振动片的图。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是沿着图2所示的B-B线的压电振动器的剖视图。图5是图1所示的压电振动器的分解斜视图。图6是构成图1所示的压电振动器的压电振动片的俯视图。图7是图5所示的压电振动片的仰视图。图8是图6所示的剖面向视C-C图。
图9是表示制造图1所示的压电振动器时的流程的流程图。图10是表示沿着图9所示的流程图制造压电振动器时的一个工序，并且是表示在成为盖基板的本原的盖基板用圆片形成凹部、限制部及吸气材料的状态的图。图11是在沿着图9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一对贯通孔的状态的图。图12是表示在图11所示的状态的后，向一对贯通孔内形成贯通电极，并且在基底基板用圆片的上表面上对接合膜及迂回电极进行构图的状态的图。图13是图12所示的状态的基底基板用圆片的整体图。图14是表示沿着图9所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图，并且是以在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15是表示本发明的一实施方式的图，并且是振荡器的结构图。图16是表示本发明的一实施方式的图，并且是电子设备的结构图。图17是表示本发明的一实施方式的图，并且是电波钟的结构图。图18是表示本发明的压电振动器的变形例的剖视图。图19是图18所示的压电振动器的分解斜视图。图20是表示本发明的压电振动器的另一变形例的剖视图。图21是图20所示的压电振动器的分解斜视图。附图标记说明C空腔；1压电振动器；2基底基板；3盖基板；4压电振动片；10、11振动腕部；20 吸气材料；21限制部；101振荡器的集成电路；100振荡器；113电子设备的计时部；110便携信息设备(电子设备)；131电波钟的滤波部；130电波钟。
具体实施例方式以下，参照图1至图15，对本发明的一实施方式进行说明。如图1至图5所示，本实施方式的压电振动器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内收纳了压电振动片4的表面安装型的压电振动器。此外，图2中一并示出形成在盖基板3侧的限制部21及吸气材料20。此外，图5 中为了方便图示而省略了后述的激振电极13、引出电极16、装配电极14及重锤金属膜17 的图示。如图6至图8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包括平行配置的一对振动腕部10、11 ；将该一对振动腕部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 IOUl振动的激振电极13 ；以及与该激振电极13电连接的装配电极14。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的两主表面上沿着该振动腕部10、11的长度方向分别形成的沟部15。该沟部15从振动腕部10、11的基端侧形成至大致中间附近。上述激振电极13是使一对振动腕部10、11以既定的谐振频率沿互相接近或分离的方向振动的电极，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8所示，一个激振电极13主要形成在一个振动腕部10的沟部15上和另一振动腕部11的两侧面上，另一激振电极13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15上。此外，如图6及图7所示，激振电极13在基部12的两主表面上，分别经由引出电极16而与装配电极14电连接。然后压电振动片4成为经由该装配电极14被施加电压。此外，上述的激振电极13、装配电极14及引出电极16，通过覆盖例如铬(Cr)、镍 (Ni)、铝(Al)或钛(Ti)等的导电膜来形成。此外，在一对振动腕部10、11的前端部，覆盖有用于进行调整(频率调整)的重锤金属膜17，以使自身的振动状态在既定频率的范围内振动。此外，该重锤金属膜17被分为对频率进行粗调时使用的粗调膜17a和进行微调时使用的微调膜17b。通过利用这些粗调膜17a及微调膜17b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的范围内。这样构成的压电振动片4如图2、图3及图5所示，利用金等的凸点(bump)B，凸点接合至基底基板2的上表面。更具体地说，在后述的迂回电极28上所形成的2个凸点B上， 以使一对装配电极14分别接触的状态进行凸点接合。由此，压电振动片4以从基底基板2 的上表面浮起状态被支撑，并且成为分别电连接装配电极14和迂回电极28的状态。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、图 4及图5 所示，形成为板状。而且，在盖基板3的下表面侧(接合基底基板2的接合面侧)， 形成有收纳压电振动片4的矩形状的凹部3a。该凹部3a是在叠合了两基板2、3时，成为收容压电振动片4的空腔C的空腔用的凹部。然后，盖基板3以使该凹部3a与基底基板2侧对置的状态与基底基板2阳极接合。此外，在盖基板3的下表面侧，形成有通过加热提高空腔C内的真空度的金属膜的吸气材料20、和限制因加热而蒸发的吸气材料20的飞散方向从而抑制向一对振动腕部10、 11飞散的飞散量的限制部21。限制部21以壁状形成两个，以从盖基板3向基底基板2突出，且，以从空腔C的侧壁Cl (凹部3a的侧壁)分离的状态沿着一对振动腕部10、11延伸。即，该限制部21形成为使振动腕部10、11与空腔C的侧壁Cl的间的空间犹如被隔开为两个空间。 此外，在本实施方式中，限制部21仅以与振动腕部10、11大致相同的长度延伸，成为与振动腕部10、11相邻的状态。此外，限制部21以靠近基底基板2的方式突出，成为与基底基板2之间形成一些间隙的状态。吸气材料20是用例如铝构成的金属膜，并且形成为以比限制部21短的长度，配置在该限制部21与空腔C的侧壁Cl之间。特别是，由于吸气材料20的长度短于限制部21， 所以在吸气材料20的附近一定存在限制部21。上述基底基板2与盖基板3同样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至图5所示，形成为能对盖基板3叠合的大小形成为板状。在该基底基板2，形成有贯通该基底基板2的一对贯通孔25。这时，一对贯通孔25 形成为收纳于空腔C内。更详细地说，形成为使一个贯通孔25位于所装配的压电振动片4 的基部12 —侧，并使另一贯通孔25位于振动腕部10、11的前端侧。
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此外，在本实施方式中，举例说明了笔直地贯通基底基板2的贯通孔25，但并不限于该情况，例如形成为随着靠近基底基板2的下表面而直径逐渐缩小或扩大的锥状也可。 不管怎样，贯通基底基板2即可。然后，在这些一对贯通孔25中，形成以埋入该贯通孔25的方式形成的一对贯通电极26。该贯通电极26完全堵塞贯通孔25而维持空腔C内的气密，并且承担使后述的外部电极29和迂回电极28导通的作用。在基底基板2的上表面侧(接合盖基板3的接合面侧)，利用导电材料(例如， 铝)，构图有阳极接合用的接合膜27和一对迂回电极28。其中接合膜27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的周边而形成。此外，一对迂回电极28构图成为使一对贯通电极26中的一个贯通电极26与压电振动片4的一个装配电极14电连接，并且使另一贯通电极26与压电振动片4的另一装配电极14电连接。更详细地说，如图2及图5所示，一个迂回电极28形成在一个贯通电极26 的正上方，以位于压电振动片4的基部12的正下方。此外，另一迂回电极28形成为从邻接于一个迂回电极28的位置沿着振动腕部11迂回到前端侧后，位于另一贯通电极26的正上方。然后，在这些一对迂回电极28上形成有凸点B，利用该凸点B装配压电振动片4。 由此，压电振动片4的一个装配电极14成为经由一个迂回电极28而与一个贯通电极26导通，而另一装配电极14经由另一迂回电极28而与另一贯通电极26导通。此外，如图1、图3及图5所示，在基底基板2的下表面，形成有与一对贯通电极26 分别电连接的外部电极29。即，一个外部电极29经由一个贯通电极26及一个迂回电极28 而与压电振动片4的一个激振电极13电连接。此外，另一外部电极29经由另一贯通电极 26及另一迂回电极28而与压电振动片4的另一激振电极13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29，施加既定的驱动电压。从而，电流在压电振动片4的激振电极13中流过，能够使一对振动腕部 IOUl以既定频率沿着接近/分离的方向振动。然后，利用该一对振动腕部10、11的振动， 作为时刻源、控制信号的定时源或参考信号源等加以利用。接着，参照图9的流程图，下面对利用基底基板用圆片40和盖基板用圆片50来一次性制造多个上述压电振动器1的制造方法进行说明。最先，进行压电振动片制作工序，制作图6至图8所示的压电振动片4(S10)。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，对圆片进行清洗等的适当的处理后，利用光刻技术，以压电振动片4的外形形状对该圆片进行构图，并且进行金属膜的成膜及构图，形成激振电极13、引出电极16、装配电极14及重锤金属膜17。由此，能够制作出多个压电振动片 4。此外，在制作出压电振动片4后，进行谐振频率的粗调。这是通过对重锤金属膜17 的粗调膜17a照射激光使一部分蒸发，从而改变重量来进行的。由此，能够使频率落在比目标的标称频率稍宽的范围内。此外，更加高精度地调整谐振频率而使频率最终跟进标称频率的范围内的微调，在装配后进行。对此，将在后面进行说明。
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至既定厚度并加以清洗后，如图10所示，利用蚀刻等来除去了最表面的加工变质层，从而形成圆板状的盖基板用圆片50(S21)。接着，进行在盖基板用圆片50的接合面沿行列方向形成多个空腔C用的凹部3a的凹部形成工序(S22)，并且进行在各凹部3a内分别形成两个限制部21的限制部形成工序(S23)。这时，通过蚀刻加工盖基板用圆片50，同时形成凹部3a和限制部21也可。此夕卜， 利用夹具，将盖基板用圆片50边加热边从上下挤压，从而同时形成凹部3a和限制部21也可。而且，通过向盖基板用圆片50上的所需部位网版印刷玻璃膏，同时形成凹部3a和限制部21也可。不管是哪种方法都可以。此外，在形成限制部21之际，如上述那样形成为向基底基板2突出，并以从空腔C 的侧壁Cl分离的状态沿着振动腕部10、11延伸。接着，进行在形成在盖基板用圆片50的接合面的多个凹部3a内成膜金属膜而形成吸气材料20的吸气材料形成工序(S23)。这时，以比形成在凹部3a内的限制部21短的长度，并且配置在该限制部21与空腔C的侧壁Cl之间的方式形成吸气材料20。在该时刻，结束第一圆片制作工序。接着，与上述工序同时或者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至既定厚度并加以清洗后，利用蚀刻等来除去了最表面的加工变质层，从而形成圆板状的基底基板用圆片40(S31)。接着，如图11所示，进行形成多个贯通基底基板用圆片40的一对贯通电极25的贯通孔形成工序(S32)。此外，图11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。这时，形成多个一对贯通孔25，以在后面叠合了两圆片40、50时，被收纳于形成在盖基板用圆片50的凹部3a内。而且，形成为使一个贯通孔25位于后面所装配的压电振动片4的基部12 —侧，并使另一贯通孔25位于振动腕部11的前端侧。此外，在形成贯通孔25时，利用喷射法或利用夹具的压力加工等方法来形成即可。接着，进行用未图示的导电体埋入多个一对贯通孔25而形成一对贯通电极26的贯通电极形成工序(S33)。接着，进行在基底基板用圆片40的上表面对导电材料进行构图， 如图12及图13所示，形成接合膜27的接合膜形成工序(S34)，并且进行形成多个与一对贯通电极26分别电连接的迂回电极28的迂回电极形成工序(S35)。此外，图12及图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。此外，图13中省略了接合膜27的图示。通过进行该工序成为使一个贯通电极26与一个迂回电极28导通，并使另一贯通电极26与另一迂回电极28导通的状态。在该时刻结束第二圆片制作工序。可是，图9中工序顺序为在进行接合膜形成工序(S34)之后，进行迂回电极形成工序(S35)，但与之相反地，在进行迂回电极形成工序(S35)之后，进行接合膜形成工序(S34) 也可，并且也可以将两工序同时进行。不管是何种工序顺序，都能起到相同的作用效果。因而，根据需要适宜变更工序顺序也可。
接着，进行将制作的多个压电振动片4分别通过迂回电极28凸点接合到基底基板用圆片40的上表面的装配工序(S40)。首先，在一对迂回电极28上分别形成金等的凸点 (bump)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14和迂回电极28的状态。因而，在该时刻压电振动片4的一对激振电极 13成为与一对贯通电极26分别导通的状态。特别是，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，进行对基底基板用圆片40叠合盖基板用圆片50 的叠合工序(S50)。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，被装配的压电振动片4、限制部21及吸气材料20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围住的空腔C内的状态。在叠合工序后，进行接合工序(S60)，S卩，将已叠合的两个圆片40、50置于未图示的阳极接合装置，在既定的温度气氛下施加既定电压而进行阳极接合。具体而言，在接合膜 27与盖基板用圆片50之间施加既定电压。这样，在接合膜27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，并能得到接合了基底基板用圆片40与盖基板用圆片50的图14所示的圆片体60。此外，在图14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27的图示。此外，图14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。然而，在进行阳极接合之际，形成在基底基板用圆片40的贯通孔25被贯通电极26 完全堵塞，因此空腔C内的气密不会通过贯通孔25而损耗。然后，在结束上述阳极接合后，进行外部电极形成工序(S70)，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26分别电连接的一对外部电极29。通过该工序，能够利用外部电极29来使密封于空腔C内的压电振动片4动作。接着，进行加热被收容于圆片体60的各空腔C内的吸气材料20来调整空腔C内的真空度的吸气工序(S80)。具体而言，从基底基板用圆片40侧多次照射激光，使吸气材料20加热。这样，因加热而蒸发的吸气材料20吸收空腔C内的气体，因此提高真空度。由此，能够调整压电振动片4的串联谐振电阻值(Rl)。然而，在本实施方式中，进行吸气之际，能够不出现压电振动片4的频率变化地进行吸气。对这一点进行详细说明，则用激光来加热吸气材料20时，吸气材料20的一部分蒸发而在周围飞散，但因为空腔C内形成有限制部21，所以飞散方向受到限制。S卩，能够利用限制部21来限制吸气材料20直接向振动腕部10、11飞散的情况。即，只要在限制部21不曼延，飞散的吸气材料20就不能到达振动腕部10、11。因此，能够抑制向振动腕部10、11飞散的吸气材料20的飞散量，并能减少到达振动腕部10、11的量。因而，在吸气时，能够抑制吸气材料20附着到压电振动片4，特别是抑制附着到振动腕部10、11。因而，能够很难出现起因于吸气材料20的附着的频率变化。接着，进行在圆片体60的状态下微调密封于空腔C内的各个压电振动器1的频率，使之落在既定范围内的微调工序(S90)。具体地说，对外部电极29施加电压而使压电振动片4振动。然后，一边测量频率，一边穿过盖基板用圆片50而从外部照射激光，使重锤金属膜17的微调膜17b蒸发。由此，一对振动腕部10、11的前端侧的重量发生变化，所以能够微调压电振动片4的频率，使之落在标称频率的既定范围内。在结束频率的微调之后，进行沿着图14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(S100)。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所示的表面安装型的压电振动器1。此外，在进行切断工序(S100)而小片化为各个压电振动器1后，进行微调工序 (S90)的工序顺序也可。但是，如上所述，通过先进行微调工序(S90)，能够在圆片体60的状态下进行微调，因此能够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，所以更加理想。其后，进行内部的电特性检查(SllO)。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。特别是，依据本实施方式的压电振动器1，如上述那样在吸气时，很难出现起因于吸气材料20的附着的频率变化，因此能够极力防止在吸气前后频率发生变化。因而，能够防止在粗调工序中已跟进到一定程度的频率在吸气时会变化的情况。其结果，能够利用微调工序来迅速且可靠地使频率跟进标称频率，能够得到稳定的振动特性。因而，能够谋求高质量化。而且，吸气材料20不形成在压电振动片4而形成在盖基板3上。因而，在进行吸气之际，即便加热吸气材料20，也不会对压电振动片4给予任何加热的影响(负荷)。因此， 对压电振动器1的质量或特性不会产生任何影响，所以在这一点上也能谋求高质量化。接着，参照图15，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15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的压电振动片4。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，由于具备高质量化的压电振动器1，振荡器100本身也同样能高质量化。而且除此以外，能够长期得到稳定的高精度的频率信号。接着，参照图16，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
13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16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(石英)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1 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，由于具备高质量化的压电振动器 1，便携信息设备本身也同样能高质量化。而且除此以外，能够长期显示稳定的高精度的时
钟信息。接着，参照图17，就本发明的电波钟的一个实施方式进行说明。如图17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，由于具备高质量化的压电振动器1，电波钟本身也同样能高质量化。而且除此以外，能够长期稳定地高精度计数时刻。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，构成为将限制部21及吸气材料20都形成在盖基板3，但形成在基底基板2 —侧也可。在该情况下，也能发挥同样的作用效果。此外，作为限制部21的一个例子，举例说明了以从空腔C的侧壁Cl分离的状态沿着振动腕部10、11延伸的壁状的限制部21，但并不限于该情况。例如，如图18及图19所示，将限制部21，以向基底基板2突出且沿着振动腕部10、11延伸的方式形成在盖基板3也可。在该情况下，将吸气材料20，以收容于在互相对置的限制部21与基底基板2之间所形成的间隙的方式形成在基底基板2上即可。由此，能够使限制部21以靠近吸气材料20的状态对置。在这样构成的情况下，吸气之际，因加热而飞散的吸气材料20，大部分笔直地飞散而附着到限制部21。另一方面，剩下的一部分，以大致水平扩散的方式飞散。可是，由于吸气材料20的大部分笔直地飞散而附着到限制部21，所以以大致水平扩散的方式飞散的飞散量只是一点点。因此，依然能抑制到达振动腕部10、11的吸气材料20的飞散量。因而， 在该情况下，也能使吸气材料20很难附着到振动腕部10、11，并且能够在吸气前后也同样很难出现频率变化。此外，在该情况下，在限制部21侧形成吸气材料20也可。在该情况下，也能发挥同样的作用效果。此外，如图20及图21所示，将限制部21形成在基底基板2 —侧，而不是盖基板3 一侧，并且在限制部21上形成吸气材料20也可。在该情况下，也能发挥同样的作用效果。 此外，在该情况下，将吸气材料20形成在盖基板3 —侧也可。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15的带沟的压电振动片4，但没有沟部15的类型的压电振动片也可。但是，通过形成沟部15，能够在对一对激振电极13施加既定电压时，提高一对激振电极13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15。此外，在上述实施方式中，通过接合膜27阳极接合基底基板2和盖基板3，但并不限于阳极接合。但是，通过进行阳极接合，能够牢固地接合两基板2、3，因此是优选的。此外，在上述实施方式中，将压电振动片4凸点接合，但并不限于凸点接合。例如， 也可以用导电粘接剂来接合压电振动片4。但是，通过进行凸点接合，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。
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，其包括基底基板及盖基板， 它们互相接合并且在它们之间形成有空腔；压电振动片，具有平行延伸的一对振动腕部，并在空腔内装配于基底基板上；以及金属膜的吸气材料，通过加热提高所述空腔内的真空度， 所述制造方法的特征在于，包括吸气材料形成工序，将所述吸气材料以配置到所述空腔内的方式形成在所述基底基板上或所述盖基板上；限制部形成工序，将限制部以配置到所述空腔内的方式形成在所述基底基板或所述盖基板，该限制部限制因加热而蒸发的所述吸气材料的飞散方向，抑制向所述振动腕部飞散的飞散量；以及接合工序，在结束所述吸气材料形成工序及所述限制部形成工序之后，将所述压电振动片装配在所述基底基板上，其后，以使压电振动片、所述吸气材料及所述限制部分别收容到所述空腔内的方式互相接合所述基底基板和所述盖基板。
2.如权利要求1所述的压电振动器的制造方法，其中，在进行所述限制部形成工序之际，在一个基板侧以壁状地形成所述限制部，以从所述基底基板和所述盖基板中的一个基板向另一基板突出，且，从所述空腔的侧壁分离的状态沿着所述振动腕部延伸，在进行所述吸气材料形成工序之际，在所述一个基板形成所述吸气材料，以比所述限制部短的长度配置在限制部与所述侧壁之间。
3.如权利要求1所述的压电振动器的制造方法，其中，在进行所述限制部形成工序之际，在一个基板侧形成所述限制部，以从所述基底基板和所述盖基板中的一个基板向另一基板突出，且，沿着所述振动腕部延伸，在进行所述吸气材料形成工序之际，在限制部上或另一基板上形成所述吸气材料，以收容于互相对置的所述限制部和所述另一基板的间隙。
4.一种压电振动器，其中包括基底基板及盖基板，它们互相接合并且在它们之间形成有空腔；压电振动片，具有平行延伸的一对振动腕部，并在所述空腔内装配于所述基底基板上；以及金属膜的吸气材料，以配置到所述空腔内的方式形成在所述基底基板上或所述盖基板上，通过加热提高空腔内的真空度，在所述基底基板或所述盖基板形成有限制部，该限制部配置在所述空腔内，并且限制因加热而蒸发的所述吸气材料的飞散方向，从而抑制向所述振动腕部飞散的飞散量。
5.如权利要求4所述的压电振动器，其中，在一个基板侧以壁状形成所述限制部，以从所述基底基板和所述盖基板中的一个基板向另一基板突出，且，以从所述空腔的侧壁分离的状态沿着所述振动腕部延伸，在所述一个基板侧形成所述吸气材料，以比所述限制部短的长度配置在限制部与所述侧壁之间。
6.如权利要求4所述的压电振动器，其中，在一个基板侧形成所述限制部，以从所述基底基板和所述盖基板中的一个基板向另一基板突出，且，沿着所述振动腕部延伸，所述吸气材料以收容于互相对置的所述限制部与所述另一基板的间隙的状态形成在限制部上或另一基板上。
7.一种振荡器，其特征在于，使权利要求4至6中任一项所述的压电振动器，作为振子与集成电路电连接。
8.一种电子设备，其特征在于，使权利要求4至6中任一项所述的压电振动器，与计时部电连接。
9.一种电波钟，其特征在于，使权利要求4至6中任一项所述的压电振动器，与滤波部电连接。
全文摘要
本发明的压电振动器，其中包括基底基板及盖基板，它们互相接合并且在它们之间形成有空腔；压电振动片，具有平行延伸的一对振动腕部，并在所述空腔内装配于所述基底基板上；以及金属膜的吸气材料，以配置到所述空腔内的方式形成在所述基底基板上或所述盖基板上，通过加热提高空腔内的真空度。在所述基底基板或所述盖基板形成有限制部，该限制部配置在所述空腔内，并且限制因加热而蒸发的所述吸气材料的飞散方向，从而抑制向所述振动腕部飞散的飞散量。
文档编号H03H9/21GK102204088SQ20088013191
公开日2011年9月28日 申请日期2008年8月27日 优先权日2008年8月27日
发明者福田纯也, 须釜一义, 鬼塚修 申请人:精工电子有限公司