专利名称：封装件的制造方法、压电振动器的制造方法、振荡器、电子设备及电波钟的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括互相接合的多个基板、在多个基板的内侧形成的空腔、及使空腔内部与多个基板的外侧导通的贯通电极的封装件(package)的制造方法、将压电振动片安装在贯通电极并且配置在空腔内部的压电振动器、具有压电振动器的振动器、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中，利用了水晶等的压电振动器被用作时刻源或控制信号等的定时源、参照信号源等。已知各式各样的这种压电振动器，表面安装型的压电振动器作为其中之一而为人所知。作为这种压电振动器，一般为人所知的是用基底基板与盖基板从上下夹住形成有压电振动片的压电基板的方式接合的3层构造型压电振动器。在这种情况下，压电振动片容纳于基底基板与盖基板之间形成的空腔(密闭室) 内。另外，近年来，不仅是上述3层构造型压电振动器，2层构造型压电振动器也被开发。在这种类型的压电振动器中，将基底基板与盖基板直接接合而成为2层构造的封装件， 在两基板间形成的空腔内容纳压电振动片。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，在能够实现薄型化等方面上较优秀，从而适宜使用。作为这样的2层构造型的压电振动器的封装件之一而为人所知的是在玻璃制的基底基板形成的贯通孔、用银膏(paste)等导电部件填充并烧结而形成贯通电极，将水晶振动器与基底基板的外侧设有的外部电极电连接的压电振动器(例如，参照专利文献1)。专利文献1 日本特开2002-1M845号公报
发明内容
然而，利用银膏形成的贯通电极中，通过烧结去除了银膏中的树脂等有机物而使体积减小，所以在贯通电极的表面产生凹部，或是在贯通电极中开有孔。而且，该贯通电极的凹部或孔有可能成为空腔内的气密性下降、或压电振动片与外部电极的导电性变差的原因。因此，最近开发出利用由金属材料构成的金属销形成贯通电极的方法。该方法中， 首先，在贯通电极形成用圆片形成的贯通孔中插通金属销，在贯通孔填充玻璃料，将玻璃料烧结使基底基板用圆片与金属销一体化。通过贯通电极使用金属销，能确保稳定的导电性。然而，通过烧结玻璃料含有的有机物粘合剂(binder)被去除，所以在玻璃料的表面有时会产生体积减少导致的凹部。再者，该玻璃料的凹部有可能成为后序进行的电极膜形成工序中断线的原因。本发明有鉴于上述问题点构思而成，其目的是提供能够防止在贯通电极的周围产生凹部的封装件的制造方法。
为解决上述课题，本发明采用以下方案。即，本发明涉及的封装件的制造方法，所述封装件具备互相接合的多个基板、在所述多个基板的内侧形成的空腔、以及使所述空腔的内部和所述多个基板的外侧导通的贯通电极，所述贯通电极在由玻璃材料构成的贯通电极形成基板的孔部，配置有由金属材料构成的导电性的芯材部而形成，其特征在于，包括孔部形成工序，在贯通电极形成基板用圆片形成插入所述芯材部的所述孔部；芯材部插入工序，在所述贯通电极形成基板用圆片形成的所述孔部插入所述芯材部；熔敷工序，加热所述贯通电极形成基板用圆片，使其熔敷到所述芯材部；以及冷却工序，冷却所述贯通电极形成基板用圆片，在所述熔敷工序中，在所述贯通电极形成基板用圆片的表面设置加压模，用所述加压模按压所述贯通电极形成基板用圆片，并且通过将所述贯通电极形成基板用圆片加热到比所述玻璃材料的软化点高的温度，使所述贯通电极形成基板用圆片熔敷到所述芯材部。本发明中用加压模按压贯通电极形成基板用圆片及芯材部，并且加热贯通电极形成基板用圆片使贯通电极形成基板用圆片熔敷到芯材部，所以能用不含有机物粘合剂的材料形成贯通电极。因此，没有伴随着有机物去除的体积减少，能防止在贯通电极的周围产生凹部。另外，本发明涉及的封装件的制造方法的特征在于，在所述冷却工序中，与从所述熔敷工程中的加热温度到构成所述贯通电极形成基板用圆片的所述玻璃材料的应变点 +500C的冷却速度相比，使从所述应变点+50°C到所述应变点-50°C的冷却速度慢。本发明中，与从熔敷工程中的加热温度到构成贯通电极形成基板用圆片的玻璃材料的应变点+50°C的冷却速度相比，使从应变点+50°C到应变点_50°C的冷却速度慢。在熔敷工序中，将贯通电极形成基板用圆片加热到比应变点温度高的软化点，所以如果在冷却工序中急速地冷却，则贯通电极形成基板用圆片可能残留应变。因此，通过在应变点士50°C 的范围使冷却速度下降，能够防止贯通电极形成基板用圆片产生应变。另外，本发明涉及的封装件的制造方法的特征在于，在所述孔部形成工序中，形成贯通孔作为所述孔部，所述加压模具有能够插入所述芯材部的上端部的凹部，所述凹部的底部以利用所述加压模按压所述贯通电极形成基板用圆片时、从所述芯材部的上端部离开的方式形成。本发明中，加压模的底部以在利用加压模按压贯通电极形成基板用圆片时、从芯材部的上端部离开的方式形成，所以能避开加热导致的芯材部的膨胀。另外，按压时不从加压模向芯材部施加压力，能够防止芯材部的变形或移位导致在贯通孔形成基板用圆片产生裂缝或缺陷。另外，本发明涉及的封装件的制造方法的特征在于，所述加压模由碳、氧化铝、氧化锆(zirconia)、氮化硼、氮化硅中的任一者作为主成分的材料形成。本发明中，通过使加压模由碳、氧化铝、氧化锆、氮化硼、氮化硅中的任一者作为主成分的材料形成，能够抑制加压模的高温变形，并且加压模从贯通电极形成基板用圆片的脱模也较好，操作性较好。另外，本发明涉及的封装件的制造方法的特征在于，在所述孔部形成工序中，用由碳材料构成的、具有与所述孔部相当的凸部的孔部形成用模按压所述贯通电极形成基板用圆片，且通过加热所述贯通电极形成基板用圆片而形成所述孔部。
本发明使用孔部形成用模形成孔部，所以能够简单且精度良好地形成孔部。另外， 孔部形成用模用碳材料形成，所以软化的贯通电极形成基板用圆片的玻璃材料不与孔部形成用模粘接，硬化的贯通电极形成基板用圆片容易从孔部形成用模取下，操作性较好。另外，用孔部形成用模按压贯通电极形成基板用圆片，并加热贯通电极形成基板用圆片时，孔部形成用模吸附贯通电极形成基板用圆片产生的气体，能防止在贯通电极形成基板用圆片产生多孔(porous)，所以能确保空腔内的气密性。另外，本发明涉及的封装件的制造方法的特征在于，在所述芯材部插入工序中，导电性的铆钉体具有平板状的基座部、及在所述基座部的表面立设的所述芯材部，将所述铆钉体的所述芯材部插入到在所述贯通电极形成基板用圆片形成的孔部，使所述铆钉体的基座部抵接到所述贯通电极形成基板用圆片，在所述冷却工序后，研磨而去除所述铆钉体的
基座部。在本发明中，将具有平板状的基座部以及在基座部的表面立设的芯材部的导电性的铆钉体的芯材部插入孔部，所以容易将芯材部设置在孔部，操作性较好。另外，本发明涉及的封装件的制造方法的特征在于，所述芯材部形成为圆锥台状， 在所述孔部形成工序中，所述孔部的内周面形成为锥状。在本发明中，通过将芯材部形成为圆锥台状，将所述孔部的内周面形成为锥状，在芯材部插入工序中，容易将芯材部设置在孔部，操作性较好。另外，本发明涉及的封装件的制造方法的特征在于，在所述孔部形成工序中，在所述贯通电极形成基板用圆片作为凹部形成所述孔部，在所述冷却工序后，研磨所述凹部的底部侧的贯通电极形成基板用圆片，使所述芯材部露出。在本发明中，孔部形成工序中在贯通电极基板形成基板用圆片形成凹部，所以与孔部形成工序中在贯通电极基板形成基板用圆片形成贯通孔的情况相比，孔部形成用模的凸部的芯撑较好。另外，本发明涉及的压电振动器的制造方法的特征在于，具有实施上述任一种封装件的制造方法的工序；以及将压电振动片安装到所述贯通电极、且配置到空腔内部的工序。在本发明中，由于能防止贯通电极周围形成凹部，所以能确保压电振动片与贯通电极的导电性。另外，使贯通电极形成基板用圆片熔敷到芯材部，所以能确保空腔内的气密性。其结果是，能提供可靠性较高的压电振动器。另外，本发明涉及的振荡器的特征在于，上述方法制造的压电振动器作为振子与集成电路电连接。而且，本发明涉及的电子设备的特征在于，上述方法制造的压电振动器与计时部电连接。而且，本发明涉及的电波钟的特征在于，上述方法制造的压电振动器与滤波部电连接。在本发明涉及的振荡器、电子设备及电波钟中，由于使用稳定地确保压电振动片与贯通电极的导通性的压电振动器，所以能提供可靠性较高的振荡器、电子设备及电波钟。依据本发明，用加压模按压贯通电极形成基板用圆片，并且加热使贯通电极形成基板用圆片熔敷到芯材部，所以能防止在贯通电极周围产生成为电极膜形成工序中断线的原因的凹部。而且，由于能确保压电振动片与外部电极的稳定的导电性，所以能够确保压电振动器在空腔内的稳定的气密性，从而能使压电振动器的性能均勻。
图1是示出本发明第一实施方式的压电振动器的一个示例的外观立体图。图2A是图2B的A-A线剖面图。图2B是图2A的B-B线剖面图。图3是制造图1所示的压电振动器时使用的铆钉体的立体图。图4是示出制造图1所示的压电振动器的流程的流程图。图5是示出在成为图1所示的压电振动器所具备的基底基板的原型的基底基板用圆片形成通孔的状态的立体图。图6A是说明图4所示的流程图的贯通孔形成工序的图，是示出通孔形成用模与基底基板用圆片的图。图6B是说明图4所示的流程图的贯通孔形成工序的图，是示出通孔形成用模在基底基板用圆片形成通孔的状态的图。图7A是说明图4所示的流程图的芯材部插入工序的图。图7B是说明图4所示的流程图的熔敷工序的图。图7C是说明图4所示的流程图的研磨工序的图，是示出研磨工序前的情况的图。图7D是说明图4所示的流程图的研磨工序的图，是示出研磨工序后的情况的图。图8是示出本发明第二实施方式的压电振动器的一个示例的图。图9是制造图8所示的压电振动器时使用的铆钉体的立体图。图10是示出制造图8所示的压电振动器的流程的流程图。图IlA是说明图8所示的流程图的贯通孔形成工序的图，是示出通孔形成用模与基底基板用圆片的图。图IlB是说明图8所示的流程图的贯通孔形成工序的图，是示出通孔形成用模在基底基板用圆片形成通孔的状态的图。图12A是说明图8所示的流程图的芯材部插入工序的图。图12B是说明图8所示的流程图的熔敷工序的图。图12C是说明图8所示的流程图的研磨工序的图，是示出研磨工序前的情况的图。图12D是说明图8所示的流程图的研磨工序的图，是示出研磨工序后的情况的图。图13A是第一实施方式的变形例的熔敷工序的说明图。图13B是说明第一实施方式的变形例的研磨工序的图，是示出研磨工序前的情况的图。图13C是说明第一实施方式的变形例的研磨工序的图，是示出研磨工序后的情况的图。图14是说明第二实施方式的变形例的芯材部插入工序及熔敷工序的图。图15是说明第二实施方式的其它变形例的芯材部插入工序及熔敷工序的图。图16是示出本发明涉及的振荡器的一个实施方式的结构图。图17是示出本发明涉及的电子设备的一个实施方式的结构图。
图18是示出本发明涉及的电波钟的一个实施方式的结构图。
具体实施例方式(第一实施方式)以下，基于图1至图7D对本发明第一实施方式的封装件的制造方法进行说明。如图1及图2A、图2B所示，第一实施方式的压电振动器1是表面安装型的压电振动器1，形成为基底基板2与盖基板3以2层层叠的盒状，并在内部的空腔4内收纳有压电振动片5。而且，压电振动片5与在基底基板2的外侧设置的外部电极6、7通过贯通基底基板2的一对贯通电极8、9电连接。基底基板2是由玻璃材料，例如钠钙玻璃(soda lime glass)构成的透明的绝缘基板，形成为板状。形成有一对贯通电极8、9的一对通孔(贯通孔)21、22被在基底基板2 形成。盖基板3与基底基板2同样，是由玻璃材料，例如钠钙玻璃构成的透明的绝缘基板，以可与基底基板2叠合的大小形成为板状。而且，盖基板3在与基底基板2接合的接合面侧，具备容纳压电振动片5的矩形状的凹部3a。当基底基板2及盖基板3叠合时，凹部3a成为容纳压电振动片5的空腔4。而且， 盖基板3以使凹部3a与基底基板2侧相向的状态，经由接合材料23与基底基板2阳极接
I=I ο压电振动片5是由水晶、钽酸锂或铌酸锂等压电材料形成的音叉型振动片，在被施加既定电压时振动。压电振动片5在由平行配置的一对振动臂部M、25和将一对振动臂部M、25的基端侧固定成一体的基部26构成的俯视时略呈U字状处、一对振动臂部M、25的外表面上， 具有使振动臂部M、25振动的未图示的由一对第一激振电极和第二激振电极构成的激振电极；和将第一激振电极及第二激振电极电连接的一对装配电极。而且，压电振动片5的第一激振电极经由一个装配电极及一个贯通电极8而与一个外部电极6电连接，压电振动片5的第二激振电极经由另一个装配电极、迂回电极27及另一个贯通电极9而与另一个外部电极7电连接。压电振动片5与装配电极通过导电性材料的粘合剂观相连接。外部电极6、7设置在基底基板2底面长度方向的两端。贯通电极8、9是在通孔21、22中配设由导电性的金属材料构成的芯材部31而形成，通过芯材部31可确保稳定的电导通性。一个贯通电极8位于外部电极6的上方、基部沈的下方，另一个贯通电极9位于外部电极7的上方、迂回电极27的下方。芯材部31通过与基底基板用圆片41熔敷而固定，芯材部31完全堵塞通孔21、22 而维持空腔4内的气密。芯材部31，是例如用科瓦合金(Kovar)或!^e-Ni合金(42合金)等的、热膨胀系数与基底基板2的玻璃材料接近(优选同等或低)的材料以圆柱状形成的导电性金属芯材， 其两端平坦且厚度与基底基板2的厚度相同。另外，贯通电极8、9作为成品形成的情况下，如上所述，芯材部31形成为圆柱状且厚度与基底基板2的厚度相同，但在制造过程中，如图3所示，连同与芯材部31的一个端部连接的平板状的基座部36 —起形成铆钉体37。另外，芯材部31的厚度比后序成为基底基板2的基底基板用圆片41的厚度厚，如图7A所示，在插入到通孔21、22的状态下，芯材部 31的前端部从基底基板用圆片41的表面41a突出。基座部36及从基底基板用圆片41的表面41a突出的芯材部31的前端部在制作过程中，被研磨而去除。(封装件的制造方法)接下来，边参照图4所示的流程图边对容纳上述压电振动片的封装件(压电振动器1)的制造方法进行说明。首先，进行后序成为基底基板2的基底基板用圆片41的制作工序(S10)。首先，形成如图5所示的基底基板用圆片41。具体而言，将钠钙玻璃研磨加工至既定厚度并清洗之后，通过蚀刻等去除最表面的加工变质层(Sll)。另外，图5中示出基底基板用圆片41的一部分，实际上基底基板用圆片41为圆板状。另外，图5中的虚线M是图示后序的切断工序中切断基底基板用圆片41的切断线。另外，图5中的通孔21、22在后述的在基底基板用圆片41形成贯通电极8、9的工序中形成。接着，进行在基底基板用圆片41形成贯通电极8、9的贯通电极形成工序(SlOA)。(贯通孔形成工序)首先，形成贯通基底基板用圆片41的通孔(孔部)21、22(S12)。如图6A及图6B所示，通过以下方式进行通孔21、22的形成，即用包括平板部 52和在平板部52的单面形成的凸部53的、由碳材料构成的通孔形成用模(孔部形成用模)51，按压基底基板用圆片41，并加热基底基板用圆片41。平板部52是当按压基底基板用圆片41时，与基底基板用圆片41的表面41a相接的扁平的部件。凸部53是当按压基底基板用圆片41时，贯通基底基板用圆片41而形成通孔21、 22的部件。凸部53的侧面形成有起模用的锥、凸部53的形状转印到通孔21、22。此时，通孔21、22以内径比芯材部31的直径大20 30 μ m左右的方式形成。另外，在后序的制造工序中，基底基板用圆片41熔敷到芯材部31，从而芯材部31 堵塞通孔21、22。在贯通孔形成工序中，首先，以凸部53为上侧的方式设置通孔形成用模51，且在其上设置基底基板用圆片41。然后，配置在加热炉内，在约900°C左右的高温状态下施加压力，使凸部53贯通基底基板用圆片41。此时，平板部52及凸部53由碳材料构成，所以加热软化的基底基板用圆片41不与平板部52及凸部53粘接。因此，能够容易从基底基板用圆片41取出通孔形成用模51。另外，由于平板部52及凸部53由碳材料构成，所以吸附从高温状态的基底基板用圆片41产生的气体，防止基底基板用圆片41产生多孔，能够使基底基板用圆片41的气孔率下降。由此，能确保空腔4的气密性。另外，通孔形成用模51也可由氧化铝、氧化锆、氮化硼、氮化硅中的任一种作为主成分的材料取代碳材料而形成。通过使通孔形成用模51由如上所述的材料形成，耐热性较高且热变形较少，脱模较好，所以操作性较好，易于使用。
接下来，将基底基板用圆片41边缓缓降低温度边冷却。该冷却方法，在熔敷工序后进行的冷却工序的说明中详述。(芯材部插入工序)接着，进行将芯材部31插入通孔21、22的工序(S13)。如图7A所示，将基底基板用圆片41设置在后述的熔敷模61的加压模63上，将铆钉体37的芯材部31从上侧插入通孔21、22内，使铆钉体37的基座部36与基底基板用圆片 41接触，用加压模63和后述的熔敷模61的承模62夹着基底基板用圆片41及芯材部31， 如图7B所示，将其上下反转。使用拨入器进行使芯材部31插入通孔21、22的工序。此时，使基座部36为比通孔21、22的开口大、且能够堵塞开口的平面形状。由于芯材部31是与基座部36连结的铆钉体37，所以容易插入通孔21、22，操作性较好。(熔敷工序)接着，进行加热基底基板用圆片41、使基底基板用圆片41熔敷到芯材部31的工序。如图7B所示，通过以下方式进行熔敷工序，S卩在具备在基底基板用圆片41的下侧设置的承模62、在基底基板用圆片41的上侧设置的加压模63、在承模62和加压模63的侧边设置的侧板64的、由碳材料构成的熔敷模61逐块设置基底基板用圆片41，按压基底基板用圆片41，且加热基底基板用圆片41。另外，熔敷模61也可由氧化铝、氧化锆、氮化硼、氮化硅中的任一种作为主成分的材料取代碳材料而形成。通过使熔敷模61由如上所述的材料形成，耐热性较高且热变形较少。另外，取下模具时，脱模较好，操作性较好。再者，加压的基底基板用圆片41表面的精度较好。承模62是保持基底基板用圆片41的下侧及铆钉体37的模具，设为比基底基板用圆片41的平面形状大，且沿着因铆钉体37的芯材部31插通通孔21、22而基座部36从基底基板用圆片41的表面41a突出的基底基板用圆片41的下侧的形状。承模62包括保持基底基板用圆片41时与基底基板用圆片41的表面41a相接的承模平板部65，以及与基座部36相接的、与基座部36相当的凹部的承模凹部66。承模凹部66与在基底基板用圆片41设置的铆钉体37的基座部36的位置配合而形成。由于使基座部36嵌入承模凹部66，承模62能保持铆钉体37，且能防止铆钉体37脱落、或芯材部31偏移等情况。加压模63是按压基底基板用圆片41的模具，与承模62具有相同的平面形状，且为沿着因铆钉体37的芯材部31插通通孔21、22而芯材部31的前端部从基底基板用圆片 41的表面41a突出的基底基板用圆片41的上侧的形状。加压模63包括当按压基底基板用圆片41的上侧时、与基底基板用圆片41的表面41a相接的加压模平板部67，以及芯材部31的前端部插入的加压模凹部68。加压模凹部68是深度比芯材部31从基底基板用圆片41突出的的高度约大0. 2mm 的凹部，在芯材部31的前端部与凹部68的底部之间具备间隙69。在芯材部31的前端部和凹部68的底部之间存在间隙69，从而能够避开加热导致的芯材部31的膨胀。另外，用加压模63按压基底基板用圆片41时，不从加压模63向芯材部31施加压力，能防止芯材部31的变形或移位。加压模凹部68与从基底基板用圆片41突出的芯材部31的位置配合而形成。另外，加压模63在端部具备贯通加压模63的狭缝70。狭缝70能够作为加热并按压基底基板用圆片41时的空气或基底基板用圆片41多余的玻璃材料的逸出孔。在熔敷工序中，首先，将在熔敷模61设置的基底基板用圆片41及铆钉体37以放在金属制的网格带(mesh belt)上的状态放入加热炉内加热。然后，利用加热炉内配置的压力机等，通过加压模63对基底基板用圆片41加压例如30 50g/cm2的压力。加热温度设为比基底基板用圆片41的玻璃的软化点(例如545°C )更高的温度， 例如设为约900°C。使加热温度缓缓上升，在比玻璃的软化点高大约5°C左右，例如在550°C的时刻暂时停止上升并保持，其后，再上升到约900°C。通过这样地在比玻璃的软化点高约5°C的温度暂时停止温度上升并保持，能使基底基板用圆片41的软化均勻。然后，通过在高温状态对基底基板用圆片41加压，使基底基板用圆片41流动而堵塞芯材部31与通孔21、22的间隙，基底基板用圆片41熔敷到芯材部31，成为芯材部31堵塞通孔21、22的状态。另外，通过在熔敷模61形成其它凸部或凹部，使基底基板用圆片41熔敷到芯材部 31，并且也能在基底基板用圆片41形成凹部或凸部。(冷却工序)接着，冷却基底基板用圆片41 (S15)。基底基板用圆片41的冷却是从熔敷工序的加热时的约900°C缓缓降低温度。使冷却速度为与从约900°C到形成基底基板用圆片41的玻璃的应变点+50°C的冷却速度相比，从应变点+50°C到应变点_50°C间的冷却速度慢。特别是，从形成基底基板用圆片41的玻璃材料的缓冷点到应变点为缓冷。 从应变点+50°C到应变点-50°c间的冷却是通过例如将基底基板用圆片41移动到其它的炉而进行。这样，在应变点士50°C间缓冷，所以能防止基底基板用圆片41产生应变。另外，由于基底基板用圆片41的玻璃材料与芯材部31的金属材料的热膨胀系数不同，所以如果基底基板用圆片41产生应变，则存在通孔21、22与芯材部31之间产生间隙，或芯材部31附近产生裂缝的情况。通过防止基底基板用圆片41产生应变，能保持使基底基板用圆片41 可靠地熔敷到芯材部31的状态。另外，也可使从应变点-50°C到常温的冷却速度比从应变点+50°C到应变点-50°C 间的冷却速度快，从而缩短冷却时间。这样，形成如图7C所示的、铆钉体37的芯材部31堵塞通孔21、22的状态的基底基板用圆片41。另外，在贯通孔形成工序中，使加热的基底基板用圆片41冷却的方法，也用上述冷却方法进行。(研磨工序)接着，研磨而去除铆钉体37的基座部36及芯材部31的突出部分(S16)。铆钉体37的基座部36及芯材部31的研磨用公知的方法进行。而且，如图7D所示，基底基板用圆片41的表面41a与贯通电极8、9(芯材部31)的表面，略呈共面的状态。 这样，在基底基板用圆片41形成贯通电极8、9。另外，也可不去除基座部36或芯材部31的突出部分，而保持原样地使用。例如， 基座部36或芯材部31的突出部分可作为散热板等使用。接下来，进行在基底基板用圆片41的上表面对导电性材料进行构图而形成接合膜的接合膜形成工序(S17)，并且进行迂回电极形成工序(S18)。这样，基底基板用圆片41的制作工序结束。接下来，在与基底基板2的制作同时或在其前后的时刻，制作后序成为盖基板3的盖基板用圆片(S30)。在制作盖基板3的工序中，首先，形成以后成为盖基板3的圆板状的盖基板用圆片。具体而言，将钠钙玻璃研磨加工至既定厚度并清洗之后，通过蚀刻等去除最表面的加工变质层(S31)。接着，对盖基板用圆片通过蚀刻或压力加工等形成空腔4用的凹部 3a(S32)。而且，在使用这样形成的基底基板用圆片41及盖基板用圆片形成的空腔4内，配置压电振动片5，且安装到贯通电极8、9，将基底基板用圆片41与盖基板用圆片阳极接合而形成圆片体。而且，形成分别与一对贯通电极8、9电连接的一对外部电极6、7，且微调整压电振动器1的频率。而且，进行使圆片体小片化的切断，且进行内部电特性检查，从而形成容纳压电振动片5的封装件(压电振动器1)。在上述第一实施方式的压电振动器的封装件的制造方法中，在基底基板用圆片41 形成贯通电极8、9的工序中，将铆钉体37的芯材部插入通孔21、22的基底基板用圆片41 用承模62保持，将基底基板用圆片41加热到比玻璃材料的软化点高的温度，且用加压模63 来按压，从而使基底基板用圆片41熔敷到芯材部31，形成贯通电极8、9。再者，由于贯通电极8、9的形成材料中不含有有机物，所以没有伴随着有机物去除的体积减少，能够防止在贯通电极8、9周围产生凹部。而且，根据本实施方式的压电振动器的封装件的制造方法中，贯通电极8、9的周围，不会产生电极膜形成工序中成为断线的原因的凹部，所以能确保压电振动片5与外部电极6、7的稳定的导电性。另外，能使基底基板用圆片41熔敷到芯材部31，所以起到能确保压电振动器1在空腔4内的稳定的气密性，且能使压电振动器1的性能均勻的效果。(第二实施方式)接下来，基于图8到图12对本发明第二实施方式的封装件的制造方法进行说明， 然而，与上述的第一实施方式相同或同样的部件、部分使用相同的符号而省略其说明，对与第一实施方式不同的结构进行说明。如图8所示，第二实施方式的压电振动器201中，使成为贯通电极8、9的芯材部 231形成为圆锥台状，通孔221、222的内周面为锥面。如图9所示，与第一实施方式同样地，在制作过程中，芯材部231与基座部236 — 起构成铆钉体237。另外，在制作工序中，首先通孔221、222作为凹部(孔部)221a、22h (参照图11B) 在基底基板用圆片41形成。然后，在后序工序中研磨而去除凹部221a、222a的底部侧的基板用圆片41，如图8所示，通孔221、222成为贯通基底基板用圆片41的贯通孔。
接下来，边参照图10所示的流程图，边对上述封装件(压电振动器)的制造方法进行说明。首先，进行制作后序成为基底基板2的基底基板用圆片41的工序(S20)。与第一实施方式同样地制作基底基板用圆片41 (S21)，接着进行贯通电极形成工序(S20A)，在基底基板用圆片41形成贯通电极8、9。(凹部形成工序)首先，在基底基板用圆片41形成凹部221a、222a。凹部221a、222a的形成是这样进行的，即用图IlA所示的凹部形成用模(孔部形成用模)251按压基底基板用圆片41，并加热。凹部形成用模251与第一实施方式的通孔形成用模51 (参照图6A)同样是包括平板部252和凸部253的结构，但是，凸部253为与通孔221、222相当的圆锥台状，且其高度形成为比基底基板用圆片41的厚度低。如图IlB所示，在凹部形成工序中，与第一实施方式的贯通孔形成工序同样，在凹部形成用模251上设置基底基板用圆片41，在高温状态下加压而进行。此时，由于凹部形成用模251的凸部253不贯通基底基板用圆片41，所以在基底基板用圆片41形成凹部221a、 222a0凹部221a、222a形成为比芯材部231的外形，例如大20 30 μ m左右。在第二实施方式中，由于使用具备圆锥台状的较低的凸部253的凹部形成用模 251，所以与图6A所示的第一实施方式中的具备圆柱形的较高的凸部53的通孔形成用模51 相比，芯撑(型 b )较好。另外，由于凹部221a、22h形成为锥形状，所以在凹部形成工序中凹部形成用模251的脱模较好。在凹部形成工序中，由于也可不形成如第一实施方式贯通基底基板用圆片41的通孔21、22 (参照图6B)，所以与第一实施方式的贯通孔形成工序相比，能够容易进行。(芯材部插入工序)接着，进行在凹部221a、22^i插入芯材部231的工序(S23)。如图12A所示，以凹部221a、22h成为上表面的方式设置基底基板用圆片41，从上方插入芯材部231，使基座部236与基底基板用圆片41接触。此时，由于芯材部231为圆锥台状，并且凹部221a、22h形成为锥面，所以容易进行芯材部231的插入。(熔敷工序、冷却工序)接着，进行使基底基板用圆片41熔敷到芯材部231的工序(S24)。在铆钉体237插入后的基底基板用圆片41的上侧设置加压模沈3。在加压模263 形成有与铆钉体237的基座部236相当的加压模凹部沈8，将基座部236插入该加压模凹部 2680基座部236不与加压模凹部沈8的底部分开，在熔敷工序加压时从加压模263按压基座部236。而且，在基底基板用圆片41的下侧设置平板状的承模沈2，保持基底基板用圆片 41。加压模263及承模262用与第一实施方式的熔敷模61 (参照图7A、图7B)同样的材料形成。而且，如图12B所示，与第一实施方式同样地，在高温状态下对基底基板用圆片41 加压，从而使基底基板用圆片41流动，堵塞芯材部231与凹部221a、22h的间隙，基底基板用圆片41熔敷到芯材部231。芯材部231的一个端部被从加压模263侧按压，但另一个端部由于插入基底基板用圆片41的凹部221a、22h而不被按压，所以可避开加热导致的芯材部231的膨胀，能够防止芯材部231的变形或损伤。另外，能够防止芯材部的231的变形或移位导致基底基板用圆片41产生裂缝或缺陷。接着，与第一实施方式同样地进行冷却基底基板用圆片41的工序(S25)。(基座部研磨工序、基底基板用圆片研磨工序)接着，与第一实施方式同样，通过研磨而去除图12C所示的铆钉体237的基座部 236(S26)。另外，在基座部研磨工序的前后，研磨基底基板用圆片41而使凹部221a、22h成为贯通孔(S27)。在基底基板用圆片研磨工序中，用公知的方法研磨凹部221a、222a的底部侧的基底基板用圆片41。然后，如图12D所示，做出贯通凹部221a、222a的通孔221、222，从基底基板用圆片41露出芯材部231的端部。接着，基座部研磨工序与第一实施方式同样地进行基底基板用圆片研磨工序后的工序，制造封装件(压电振动器201)。第二实施方式的封装件的制造方法中，起到与第一实施方式同样的效果。而且，在熔敷工序中，通过在将芯材部231插入凹部221a、222a的状态下对基底基板用圆片41加压，芯材部231被从加压模263侧的端部加压，但未从另一个端部加压，所以能防止芯材部 231的损伤。另外，芯材部231为圆锥台状，在凹部221a、222a形成锥面，所以容易将芯材部231 插入凹部221a、222a。另外，由于凹部221a、22h形成为锥形状，所以在凹部形成工序中凹部形成用模 251的脱模较好。(变形例)接下来，基于图13A到图15对上述实施方式的变形例进行说明，然而，与上述实施方式相同或同样的部件、部分使用相同的符号而省略对其说明，对与实施方式不同的结构进行说明。如图13A及图1 所示，第一实施方式的变形例的封装件的制造方法中，形成贯通电极8、9的芯材部75在制作过程中为比基底基板用圆片41的厚度厚的圆柱状的金属销。 该芯材部75不与基座部连结。如图13A所示，保持通孔21、22内插入芯材部75的基底基板用圆片41的承模62b 包括承模平板部65b，以及与芯材部31的前端部相当的凹部66b。熔敷工序之后，如图1 所示，芯材部75的前端部从基底基板用圆片41突出。也可将该芯材部75的前端部以如图 13C所示的方式研磨而去除，也可保持原样使用。另外，在第一实施方式及第一实施方式的变形例中，也可用圆锥台状的芯材部取代圆柱状的芯材部，在通孔21、22形成锥。另外，如图14所示，第二实施方式的变形例的封装件的制造方法中，不在基底基板用圆片41的凹部221a、22h形成锥面，而将芯材部231b设为圆柱状。与第二实施方式同样，研磨而去除凹部221a、222a的底部侧的基底基板用圆片41，形成贯通电极8、9。另外，如图15所示，第二实施方式的其它变形例的封装件的制造方法中，使芯材部231c形成为圆锥台状的金属销。在这种情况下，优选芯材部231c插入上端部的加压模凹部沈8的端部231d形成为圆柱状。通过将端部231d形成为圆柱状，与芯材部整体形成为圆锥台状的情况相比，由于加压模凹部268与芯材部231c的端部231d之间不产生间隙，所以熔敷工序中能够防止芯材部231c晃动，并且能够防止基底基板用圆片41进入芯材部231c的端部231d与加压模凹部沈8的间隙。另外，在第二实施方式的其它变形例中，也可用圆柱状的金属销取代圆锥台状的金属销作为芯材部231c。在这些变形例中，也能够起到与上述实施方式同样的效果。即，能确保压电振动片 5与外部电极6、7的稳定的导电性、和压电振动器1的空腔4内的稳定的气密性，且能使压电振动器1的性能均勻。(振荡器)接下来，边参照图16，边对本发明涉及的振荡器的一个实施方式进行说明。如图16所示，本实施方式的振荡器100以压电振动器1作为与集成电路101电连接的振子而构成。该振荡器100包括安装有电容器等电子部件102的基板103。在基板103 上安装有振荡器用的上述集成电路101，在该集成电路101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，各构成部件利用未图示的树脂来进行模制(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5振动。利用压电振动片5具有的压电特性，将该振动转换为电信号，作为电信号输入至集成电路101。所输入的电信号通过集成电路101进行各种处理，作为频率信号输出。由此，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， 除了钟表用单功能振荡器等之外，还能够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，由于具备使空腔4内的气密可靠、稳定地确保压电振动片5与外部电极6、7的导通性、提高工作的可靠性的高质量的压电振动器1，所以振荡器100自身也能够同样稳定地确保导通性、提高工作的可靠性且谋求高质量化。不仅如此，还能够获得长期稳定的高精度的频率信号。(电子设备)接着，参照图17对本发明涉及的电子设备的一个实施方式进行说明。此外作为电子设备，以具有上述的压电振动器1的便携信息设备110为例进行说明。最初本实施方式的便携信息设备110例如是以便携电话为代表的，是对现有技术中的手表的发展与改良。外观类似于手表，在相当于表盘的部分配有液晶显示器，能够在该画面上显示当前的时刻等。另外，在作为通信机利用的情况下，从手腕取下，通过内置于表带的内侧部分的扬声器及麦克风，能进行与现有技术的便携电话相同的通信。然而，与现有的便携电话相比较，显著小型化及轻型化。接着，对本实施方式的便携信息设备110的构成进行说明。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。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、以及检测各功能部的电压的电压检测部116与该电源部111并联连接。然后，通过电源部111为各功能部供电。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系统整体的动作控制。另外，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、以及作为该CPU的工作区使用的RAM等。计时部113具备内置有振荡电路、寄存器电路、计数器电路及接口电路等的集成电路，以及压电振动器1。对压电振动器1施加电压时压电振动片5振动，利用水晶所具有的压电特性将该振动转换为电信号，作为电信号输入到振荡电路。将振荡电路的输出二值化，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、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以及呼叫控制存储器部124。无线电部117通过天线125与基站进行收发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，扩大来电音或接听声音，或者将声音集音。另外，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中生成的来电音得以经由放大部120输出到声音输入/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。另外，电话号码输入部122具备例如0到9的号码键及其它键，通过按下这些号码键等，输入通话对象的电话号码等。在通过电源部111对控制部112等的各功能部施加的电压低于既定值的情况下， 电压检测部116检测出该电压下降并通知控制部112。此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，例如为3V左右。从电压检测部116收到电压下降通知的控制部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。特别是必须停止耗电较大的无线电部117的动作。进而，在显示部115 显示通信部114由于电池余量不足而不能使用的提示。S卩，能够由电压检测部116和控制部112禁止通信部114的动作，并在显示部115 显示该提示。该显示可以是文字消息，但作为更直观的显示，也可以在显示于显示部115的显示面上部的电话图标上打“ X (叉)”标记。此外，通过具备能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，由于具备使空腔4内的气密可靠、稳定地确保压电振动片5与外部电极6、7的导通性、提高工作的可靠性的高质量的压电振动器1，所以便携信息设备自身也能够同样稳定地确保导通性、提高工作的可靠性且谋求高质量化。不仅如此，还能够显示长期稳定的高精度的时钟信息。
(电波钟)接着，参照图18对本发明涉及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、具备自动修正为正确的时刻并显示的功能的钟表。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以及在电离层和地表边反射边传播的性质，因此传播范围较广，以上述的两个发送站整个覆盖日本国内。以下，对电波钟130的功能性构成详细进行说明。天线132接收40kHz或60kHz的长波标准电波。长波标准电波是将被称作定时码的时刻信息AM调制在40kHz或60kHz的载波的波。所接收的长波标准电波由放大器133 放大，由具有多个压电振动器1的滤波部131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。进而，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抽出定时码，用CPU136计数。在CPU136中，读取当前的年、累积日、星期、时刻等信息。被读取的信息反映于RTC137，显示出准确的时刻信息。由于载波为40kHz或60kHz，所以水晶振动器部138、139优选为具有上述的音叉型结构的振动器。此外，虽然上述的说明以日本国内的示例示出，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。从而，在将在海外也能对应的电波钟 130装入便携设备的情况下，还需要与日本的情况不同频率的压电振动器1。如上所述，依据本实施方式的电波钟130，由于具备使空腔4内的气密可靠、稳定地确保压电振动片5与外部电极6、7的导通性、提高工作的可靠性的高质量的压电振动器 1，所以电波钟自身也能够同样稳定地确保导通性、提高工作的可靠性且谋求高质量化。不仅如此，还能够长期稳定地高精度对时刻进行计数。以上，对本发明的封装件的制造方法的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其思想的范围内，可适当变更。在上述第一实施方式中，通孔21、22是通过用通孔形成用模51按压基底基板用圆片41、且加热基底基板用圆片41而形成的，但也可使用其它的喷射法等在基底基板用圆片 41形成通孔21、22。另外，在上述第二实施方式中，凹部221a、22h是通过用凹部形成用模251按压基底基板用圆片41、加热基底基板用圆片41而形成的，但也可用其它的喷射法等在基底基板用圆片41形成凹部221a、222a。产业上的可利用性通过使基底基板用圆片41熔敷到芯材部31，在贯通电极8、9周围的基底基板用圆片41不产生凹部，所以能够确保压电振动器1在空腔4内的稳定的气密性、和压电振动片 5与外部电极6、7的稳定的导电性，能够使压电振动器1的性能均勻。附图标记说明
1,201...压电振动器；2··.基底基板(基板)；3···盖基板(基板)；4. ·.空腔；5...压电振动片；6、7...外部电极；8、9...贯通电极；21、22、221、222...通孔(孔部)；221a,222a. · ·凹部(孔部)；31、75、231、231b、231c. · ·芯材部；36,236. 基座部；37、237...铆钉体；41...基底基板用圆片(贯通电极形成用圆片)；51...通孔形成用模(孔部形成用模)；53、253· 凸部；63J63. ·.加压模；68J68...加压模凹部(凹部)；69···间隙；100··.振荡器；101··.集成电路；110··.便携信息设备(电子设备)； 113...计时部；130...电波钟；131...滤波部；251...凹部形成用模(孔部形成用模)。
权利要求
1.一种封装件的制造方法，所述封装件具备互相接合的多个基板、在所述多个基板的内侧形成的空腔、以及使所述空腔的内部和所述多个基板的外侧导通的贯通电极，所述贯通电极在由玻璃材料构成的贯通电极形成基板的孔部，配置有由金属材料构成的导电性的芯材部而形成，其特征在于，包括孔部形成工序，在贯通电极形成基板用圆片形成插入所述芯材部的所述孔部；芯材部插入工序，在所述贯通电极形成基板用圆片形成的所述孔部插入所述芯材部；熔敷工序，加热所述贯通电极形成基板用圆片，使其熔敷到所述芯材部；以及冷却工序，冷却所述贯通电极形成基板用圆片，在所述熔敷工序中，在所述贯通电极形成基板用圆片的表面设置加压模，用所述加压模按压所述贯通电极形成基板用圆片，并且通过将所述贯通电极形成基板用圆片加热到比所述玻璃材料的软化点高的温度，使所述贯通电极形成基板用圆片熔敷到所述芯材部。
2.如权利要求1所述的封装件的制造方法，其中在所述冷却工序中，与从所述熔敷工序中的加热温度到构成所述贯通电极形成基板用圆片的所述玻璃材料的应变点+50°C的冷却速度相比，使从所述应变点+50°C到所述应变点-50°C的冷却速度慢。
3.如权利要求1或2所述的封装件的制造方法，其中在所述孔部形成工序中，形成贯通孔作为所述孔部，所述加压模具有能够插入所述芯材部的上端部的凹部，所述凹部的底部以利用所述加压模按压所述贯通电极形成基板用圆片时，从所述芯材部的上端部离开的方式形成。
4.如权利要求1 3的任一项所述的封装件的制造方法，其中所述加压模由碳、氧化铝、氧化锆、氮化硼、氮化硅中的任一者作为主成分的材料形成。
5.如权利要求1 4的任一项所述的封装件的制造方法，其中 在所述孔部形成工序中，通过用由碳材料构成的、具有与所述孔部相当的凸部的孔部形成用模按压所述贯通电极形成基板用圆片，且加热所述贯通电极形成基板用圆片而形成所述孔部。
6.如权利要求1 5的任一项所述的封装件的制造方法，其中在所述芯材部插入工序中，导电性的铆钉体具有平板状的基座部、及在所述基座部的表面立设的所述芯材部，将所述铆钉体的所述芯材部插入到在所述贯通电极形成基板用圆片形成的孔部，使所述铆钉体的基座部抵接到所述贯通电极形成基板用圆片，在所述冷却工序后，研磨而去除所述铆钉体的基座部。
7.如权利要求1 6的任一项所述的封装件的制造方法，其中所述芯材部形成为圆锥台状，在所述孔部形成工序中，所述孔部的内周面形成为锥状。
8.如权利要求1、2、4、5、6、7的任一项所述的封装件的制造方法，其中在所述孔部形成工序中，在所述贯通电极形成基板用圆片作为凹部形成所述孔部，在所述冷却工序后，研磨所述凹部的底部侧的贯通电极形成基板用圆片，使所述芯材部露出。
9.一种压电振动器的制造方法，具有实施权利要求1 8的任一项所述的封装件的制造方法的工序；以及将压电振动片安装到所述贯通电极、且配置到所述空腔的内部的工序。
10.一种振荡器，其中用权利要求9所述的方法制造的压电振动器，作为振子与集成电路电连接。
11.一种电子设备，其中用权利要求9所述的方法制造的压电振动器与计时部电连接t
12.一种电波钟，其中用权利要求9所述的方法制造的压电振动器与滤波部电连接。
全文摘要
本发明涉及的封装件的制造方法，所述封装件包括互相接合的多个基板、在多个基板的内侧形成的空腔、及将空腔的内部与多个基板的外侧导通的贯通电极，贯通电极在由玻璃料构成的贯通电极形成基板的孔部配置由金属材料构成的导电性芯材部而形成，该方法具有孔部形成工序，在贯通电极形成基板用圆片形成插入芯材部的孔部；芯材部插入工序，在贯通电极形成基板用圆片形成的孔部插入芯材部；熔敷工序，加热贯通电极形成基板用圆片，使其熔敷到芯材部；冷却工序，冷却贯通电极形成基板用圆片；在熔敷工序中，在贯通电极形成基板用圆片的表面设置加压模，用加压模按压贯通电极形成基板用圆片，并且通过将贯通电极形成基板用圆片加热到比玻璃材料的软化点高的温度，将贯通电极形成基板用圆片熔敷到所述芯材部。
文档编号H03H3/02GK102356546SQ20108001066
公开日2012年2月15日 申请日期2010年2月18日 优先权日2009年2月25日
发明者樋口浩, 沼田理志, 须釜一义 申请人:Nsg精密股份有限公司, 精工电子有限公司