封装件的制造方法、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：封装件的制造方法、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：
本发明涉及封装件(package)的制造方法、压电振动器、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的压电振动器。作为这种压电振动器，已知以由第一基板和第二基板来上下夹住形成有压电振动片的压电基板的方式接合的3层构造型的压电振动器。这时，压电振动片被收纳于形成在第一基板与第二基板之间的空腔(密闭室)内。此外，在近年，开发的并非上述的3层构造型，还开发了 2层构造型。这种类型的压电振动器成为第一基板和第二基板直接接合而被封装的2层构造，在两基板之间形成的空腔内收纳有压电振动片。该被封装的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实现薄型化等的方面优越，因而适于使用。作为这种2层构造型的压电振动器之一， 众所周知通过形成在基底基板的贯通电极，使被封入到空腔的内侧的压电振动片和形成在基底基板的外侧的外部电极导通的压电振动器(例如，参照专利文献1及专利文献2)。专利文献1 日本特开2002-1M845号公报专利文献2 日本特开2006-279872号公报可是，在上述2层构造型的压电振动器中，贯通电极承担使压电振动片和外部电极导通，并且堵塞贯通孔而维持空腔内的气密这两大作用。特别是，担心在贯通电极和贯通孔的密合不充分时，空腔内的气密有会受损。为了消除这种不良情况，也需要以牢固地密合到贯通孔的内周表面的状态完全堵塞贯通孔，进而，以在表面没有凹部等的状态形成贯通电极。在此，在专利文献1及专利文献2中，记载了使用导电膏材料(Ag膏材料或Au-Sn 膏材料等)来形成贯通电极。但是，对于实际上如何形成等的具体的制造方法没有任何记载。一般，需要在向贯通孔内填充导电膏材料之后，通过烧结来固化(硬化)。然而，如果进行烧结，则导电膏材料所包含的溶剂或分散介质(以下称为“溶剂等”)因蒸发会消失， 因此通常，烧结后的导电膏材料的体积会比烧结前的导电膏材料的体积有所减少。因此，即便使用导电膏材料形成贯通电极，在表面也有可能发生凹部，其结果，有可能影响压电振动片与外部电极的导通性。为了解决上述的凹部的发生导致的导通不良，考虑使用Ag或Au-Sn等的导电部件的配合比率高且溶剂等的配合比率低的导电膏材料来形成贯通电极。依据该导电膏材料， 由于烧结时的溶剂等的蒸发量较少，所以能够抑制在贯通电极的表面产生凹部，并且能够确保贯通电极切实导通。
但是，该导电膏材料中导电部件的配合比率高，因此其粘度也升高。因此，在向贯通孔内填充了导电膏材料时，无法使导电膏材料渗透到各个角落，有可能在导电膏材料内部以及贯通孔的内周表面与导电膏材料之间产生空隙。然后，在这样存在空隙的状态下进行烧结而形成贯通电极时，导电膏材料不会充分地密合，担心会影响空腔内的气密。此外，作为解决因产生凹部而导致的导通不良的其它方法，提出有利用导电性的铆钉体和玻璃料形成贯通电极的方法。作为具体的贯通电极的形成方法，首先，将具有平板状的基座部和从基座部的表面沿法线方向立设的芯材部的铆钉体，插入贯通孔内的状态下，在贯通孔与芯材部的间隙填充玻璃料。然后，将填充后的玻璃料烧结而使贯通孔与芯材部和玻璃料一体化，然后，研磨铆钉体的基座部而除去，从而形成贯通电极。由此，能够使基底基板、玻璃料及芯材部彼此共面，因此能够抑制在贯通电极的表面产生凹部，并能确保贯通电极可靠地导通。但是，由于将铆钉体插入贯通孔而加以配置，所以贯通孔与芯材部的间隙非常窄。 由此，玻璃料不会渗透到所述间隙的各个角落，有可能在玻璃料内部、芯材部的外周表面与玻璃料之间以及贯通孔的内周表面与玻璃料之间产生空隙。然后，在这样存在空隙的状态下烧结而形成贯通电极时，与用上述的导电膏材料形成贯通电极时同样，有可能会影响空腔内的气密。

发明内容
于是，本发明的课题是提供能够形成维持空腔内的气密的同时无导通不良的贯通电极的封装件的制造方法、以及用该制造方法来制造的压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟。为了解决上述课题，本发明的封装件的制造方法，是能够向形成在互相接合的多个基板之间的空腔内封入电子部件的封装件的制造方法，其中包括贯通电极形成工序，形成沿厚度方向贯通所述多个基板之中第一基板、并使所述空腔的内侧与所述封装件的外侧导通的贯通电极。其特征在于，所述贯通电极形成工序包括在所述第一基板形成贯通孔的贯通孔形成工序；向所述贯通孔内填充第一膏材料后临时干燥的第一膏材料填充工序；以及叠加到所述第一膏材料地向所述贯通孔内填充第二膏材料的第二膏材料填充工序，所述第一膏材料的粘度低于所述第二膏材料的粘度。依据本发明，由于填充粘度较低的第一膏材料，能够使第一膏材料渗透到贯通孔内部的各个角落。由此，能够抑制在贯通电极产生空隙，所以能够将空腔内的气密维持在良好的状态。但是，粘度低的第一膏材料，由于所配合的溶剂等的比率较高，所以在固化时的体积减少较大。与之相对，在本发明中，叠加到第一膏材料地填充粘度较高的第二膏材料。 与第一膏材料相比，第二膏材料的溶剂等的比率低，且固化时的体积减少较少。由此，能够抑制在固化后贯通电极的表面产生凹部，并能形成无导通不良的贯通电极。此外，优选的是在所述第一基板的第一面侧中所述贯通孔的第一开口部的孔径， 形成为大于所述第一基板的第二面侧中所述贯通孔的第二开口部的孔径，从所述第一开口部向所述贯通孔内填充所述第一膏材料及所述第二膏材料。依据本发明，由于从孔径大的第一开口部填充第一膏材料及第二膏材料，所以能够容易将第一膏材料及第二膏材料填充到贯通孔的内部。此外，由于孔径从第一面侧起朝着第二面侧而减小，所以难以将膏材料填充到贯通孔内部的各个角落。与之相对，依据本发明，由于填充粘度较低的第一膏材料，所以能够使第一膏材料渗透到贯通孔内部的各个角落。由此，能够抑制在贯通电极产生空隙，因此能够将空腔内的气密维持在良好的状态。此外，优选的是所述贯通电极形成工序，在所述第一膏材料填充工序之前，具有铆钉体配置工序，向所述贯通孔内插入具有平板状的基座部和从所述基座部的表面沿法线方向立设的芯材部的导电性的铆钉体的所述芯材部。依据本发明，由于在贯通孔内配置有导电性的铆钉体的芯材部，所以能够可靠地确保贯通电极的导通。但是，因将芯材部插入贯通孔内而贯通孔与芯材部的间隙会变窄， 向所述间隙填充膏材料变得困难。与之相对，依据本发明，向贯通孔内配置芯材部之后，填充粘度较低的第一膏材料，因此能够使第一膏材料渗透到贯通孔和芯材部的间隙的各个角落。由此，能够抑制在贯通电极产生空隙，所以能够将空腔内的气密维持在良好的状态。此外，本发明的压电振动器，其特征在于，在用上述封装件的制造方法来制造的所述封装件的所述空腔的内部，作为所述电子部件封入有压电振动片。依据本发明，由于在用维持空腔内的气密的同时能确保贯通电极可靠地导通的制造方法来制造的封装件的内部封入压电振动器，所以能够提供性能良好且可靠性优异的压电振动器。本发明的振荡器，其特征在于，使上述压电振动器作为振子电连接到集成电路。本发明的电子设备，其特征在于，使上述压电振动器电连接到计时部。本发明的电波钟，其特征在于，使上述压电振动器电连接到滤波部。依据本发明的振荡器、电子设备及电波钟，由于具备用维持空腔内的气密的同时能确保贯通电极可靠地导通的制造方法来制造的压电振动器，所以能够提供性能良好且可靠性优异的振荡器、电子设备及电波钟。(发明效果)依据本发明，由于填充粘度较低的第一膏材料，所以能够使第一膏材料渗透到贯通孔内部的各个角落。由此，能够抑制在贯通电极产生空隙，所以能够将空腔内的气密维持在良好的状态。但是，粘度较低的第一膏材料，由于所配合的溶剂等的比率较高，所以固化时的体积减少较大。与之相对，在本发明中，叠加到第一膏材料地填充粘度较高的第二膏材料，但与第一膏材料相比，第二膏材料的溶剂等的比率较低，且固化时的体积减少较少。由此，能够抑制在固化后贯通电极的表面产生凹部，并能形成无导通不良的贯通电极。


图1是表示第一实施方式的压电振动器的外观立体图。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的平面图。
图3是图2的A-A线上的剖视图。图4是图1所示的压电振动器的分解立体图。图5是压电振动片的平面图。图6是压电振动片的仰视图。图7是图5的B-B线上的剖视图。图8是压电振动器的制造方法的流程图。
图9是圆片体的分解立体图。图10是贯通孔的说明图。图11是铆钉体的说明图，其中图11(a)是立体图，图11(b)是图11(a)的C-C线上的剖视图。图12是铆钉体配置工序的说明图，其中图12(a)是配置过程中的说明图，图12(b) 是配置后的说明图。图13是第一膏材料填充工序S35A的说明图，其中图13(a)是第一膏材料填充时的说明图，图13(b)是临时干燥后的说明图。图14是第二膏材料填充工序S35B的说明图，其中图14(a)是第二膏材料填充时的说明图，图14(b)是临时干燥后的说明图。图15是表示振荡器的一实施方式的结构图。图16是表示电子设备的一实施方式的结构图。图17是表示电波钟的一实施方式的结构图。
具体实施例方式(压电振动器)以下，参照附图，对本发明的实施方式的压电振动器进行说明。此外，下面，设第一基板为基底基板、接合到基底基板的基板为盖基板后进行说明。而且，设封装件(压电振动器)中基底基板的外侧的面为第一面L、其相反面的与盖基板的接合面为第二面U后进行说明。图1是本实施方式的压电振动器的外观立体图。图2是压电振动器的内部结构图，并且是拆下盖基板的状态的平面图。
图3是图2的A-A线上的剖视图。图4是图1所示的压电振动器的分解立体图。此外，在图4中，为了方便图示而省略了后述的激振电极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1至图4所示，本实施方式的压电振动器1是具备封装件9和被收纳于封装件9的空腔C的压电振动片4的表面安装型的压电振动器1，该封装件9中基底基板2及盖基板3通过接合膜35而被阳极接合。(压电振动片)图5是压电振动片的平面图。图6是压电振动片的仰视图。图7是图5的B-B线上的剖视图。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包括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 ；以及在一对振动腕部10、11的两主表面上形成的沟部18。该沟部18沿着该振动腕部10、11的长边方向从振动腕部10、11的基端侧形成到大致中间附近。该压电振动片4具有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。激振电极15、装配电极16、17及引出电极19、20，通过覆盖例如铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)或钛(Ti)等的导电材料的膜来形成。激振电极15是使一对振动腕部10、11在互相接近或分间的方向以既定的谐振频率振动的电极。构成激振电极15的第一激振电极13及第二激振电极14分别在一对振动腕部10、11的外表面以电性切断的状态构图而形成。具体而言，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在基部12的两主表面上，分别经由引出电极19、20而与装配电极16、17 电连接。此外，在一对振动腕部10、11的前端部，覆盖有重锤金属膜21，该重锤金属膜21用于进行调整(频率调整)，以使本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21分为对频率进行粗调时使用的粗调膜21a和微调时使用的微调膜21b。通过利用该粗调膜21a及微调膜21b进行频率调整，能够将一对振动腕部10、11的频率收缩在器件的标称频率的范围内。(封装件)如图1、图3及图4所示，盖基板3是由玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的能阳极接合的基板，大致形成为板状。在盖基板3中与基底基板2的接合面一侧，形成有收纳压电振动片4的空腔C用的凹部3a。在盖基板3中与基底基板2的整个接合面一侧，形成有阳极接合用的接合膜35。 即，接合膜35除了凹部3a的整个内表面以外，还形成在凹部3a周围的周边区域。本实施方式的接合膜35由Si膜形成，但是也能用Al形成接合膜35。再者如后文所述，该接合膜 35和基底基板2被阳极接合，并且空腔C被真空密封。基底基板2是由玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的基板，如图1至图4所示，以与盖基板3相等的外形大致形成为板状。在该基底基板2，形成有沿厚度方向贯通基底基板2的一对贯通孔30、31和贯通电极 32、33。如图2及图3所示，贯通孔30、31形成为在形成了压电振动器1时被收纳于空腔C 内。更详细地说，本实施方式的贯通孔30、31，在与后述的装配工序中安装的压电振动片4 的基部12—侧对应的位置形成一个贯通孔30，在与振动腕部10、11的前端侧对应的位置形成另一贯通孔31。如图3所示，在本实施方式中，第一面L侧的开口部形成为大于第二面U 侧的开口部，并且形成为包含贯通孔30、31的中心轴0的截面形状为锥状(taper)。此外， 与贯通孔30、31的中心轴0垂直的方向的截面形状，形成为圆形状。如图3所示，贯通电极32、33是由配置在贯通孔30、31的内部的筒体6及铆钉体的芯材部7b形成的部件。在本实施方式中，筒体6是由后述的玻璃料构成的第一膏材料及第二膏材料烧结而成的部件。具体而言，筒体6的小径侧(第二面U侧)是第一膏材料被烧结而形成，大径侧(第一面L侧)是第二膏材料被烧结而形成。筒体6形成为两端平坦且厚度与基底基板 2大致相同。然后，在筒体6的中心，以贯通筒体6的方式配置有芯材部7b。通过研磨后述的铆钉体的基座部而形成芯材部7b。然后，筒体6被牢固地固接到芯材部7b及贯通孔30、 31。筒体6及芯材部7b完全堵塞贯通孔30、31而维持空腔C内的气密，并且承担使后述的迂回电极36、37和外部电极38、39导通的作用。如图2至图4所示，在基底基板2的第二面U侧，构图有一对迂回电极36、37。在一对迂回电极36、37之中，一个迂回电极36形成为位于一个贯通电极32的正上方。此外， 另一迂回电极37形成为从邻接于一个迂回电极36的位置沿着振动腕部10、11迂回到所述振动腕部10、11的前端侧之后，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(bump)B，利用所述凸点B，安装压电振动片4的一对装配电极。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，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，如图1、图3及图4所示，在基底基板2的第一面L形成有一对外部电极38、 39。一对外部电极38、39形成在基底基板2的长边方向的两端部，分别对一对贯通电极32、 33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，能够对压电振动片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施加电压，因此能够使一对振动腕部10、11在接近/分离的方向上以既定频率振动。再者，利用该一对振动腕部10、11的振动，能够用作时刻源、控制信号的定时源或参考信号源等。(压电振动器的制造方法)接着，参照流程图，对上述压电振动器的制造方法进行说明。图8是本实施方式的压电振动器的制造方法的流程图。图9是圆片体的分解立体图。此外，图9所示的虚线示出在后面进行的切断工序中切断的切断线M。本实施方式的压电振动器的制造方法，主要包括压电振动片制作工序S10、盖基板用圆片制作工序S20、基底基板用圆片制作工序S30、和组装工序(S50以后)。其中，压电振动片制作工序S 10、盖基板用圆片制作工序S20及基底基板用圆片制作工序S30能够并行实施。此外，封装件的制造方法至少包括盖基板用圆片制作工序S20、基底基板用圆片制作工序S30、和组装工序中接合工序S70。(压电振动片制作工序)在压电振动片制作工序SlO中，制作图5到图7所示的压电振动片4。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固定厚度的圆片。接着，研磨 (lapping)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15、引出电极19、20、装配电极16、17及重锤金属膜21。由此，能够制作出多个压电振动片4。接着，进行压电振动片4的谐振频率的粗调。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，从而改变振动腕部10、11的重量来进行的。
(盖基板用圆片制作工序)如图9所示，在盖基板用圆片制作工序S20中，制作后面成为盖基板的盖基板用圆片50。首先，将由碱石灰玻璃构成的圆板状的盖基板用圆片50研磨加工至既定厚度并加以清洗之后，利用蚀刻等来除去最表面的加工变质层(S21)。接着，在凹部形成工序S22中， 在盖基板用圆片50中与基底基板用圆片40的接合面，形成多个空腔用的凹部3a。凹部3a 的形成是通过加热冲压成形或蚀刻加工等来进行的。接着，在接合面研磨工序S23中，研磨与基底基板用圆片40的接合面。接着，在接合膜形成工序S24中，在与基底基板用圆片40的接合面形成图1、图2 及图4所示的接合膜35。接合膜35除了与基底基板用圆片40的接合面以外，在凹部3a的整个内表面形成也可。由此，无需进行接合膜35的构图，能够减少制造成本。接合膜35的形成是通过溅镀或CVD等的成膜方法来进行的。此外，由于在接合膜形成工序SM之前进行接合面研磨工序S23，所以能确保接合膜35的表面的平面度，并能实现与基底基板用圆片40的稳定的接合。(基底基板用圆片制作工序)在基底基板用圆片制作工序S30中，如图9所示，制作在后面成为基底基板的基底基板用圆片40。首先，将由碱石灰玻璃构成的圆板状的基底基板用圆片40，研磨加工至既定厚度并加以清洗之后，利用蚀刻等来除去最表面的加工变质层(S31)。(贯通电极形成工序)接着，进行在基底基板用圆片40形成一对贯通电极32、33的贯通电极形成工序 S30A。以下，对该贯通电极形成工序S30A进行详细说明。此外，以下以贯通电极32的形成工序为例进行说明，但对于贯通电极33的形成工序而言也同样。贯通电极形成工序S30A包括在基底基板用圆片40形成用于配置贯通电极32的凹部的贯通孔形成工序S32 ；以及向贯通孔内插入铆钉体的铆钉体配置工序S33。此外，包括在贯通孔与芯材部的间隙填充膏材料的膏材料填充工序S35 ；以及将膏材料烧结而使之固化的烧结工序S37。而且，具有研磨工序S39，研磨基底基板用圆片的第二面U而除去基座部，并且研磨第一面L而使芯材部露出。(贯通孔形成工序)图10是贯通孔的说明图。图11是铆钉体的说明图，其中图11(a)是立体图，图11(b)是图11(a)的C-C线上的剖视图。贯通电极形成工序S30A中，进行在基底基板用圆片40形成用于配置贯通电极 32(参照图3)的贯通孔30的贯通孔形成工序S32。在本实施方式中，如图10所示，用压力加工成形贯通孔30，以使开口部的外形从基底基板用圆片40的第一面L起到第二面U变小。作为具体的贯通孔形成工序S32，首先，将压模一边加热一边按压到基底基板用圆片40的第一面L。在此，利用形成在压模的截圆锥状的凸部，在基底基板用圆片40形成擂杵状的凹部。其后，研磨基底基板用圆片40的第二面U而除去凹部的底面，从而形成具有锥状的内表面的贯通孔30。在本实施方式中，形成为在与中心轴0垂直的方向的截面中，贯通孔30的形状成为圆形状，但是，通过变更压模的凸部的形状，例如截面形状矩形状，也能形成。(铆钉体配置工序)接着，进行向贯通孔内插入铆钉体的铆钉体配置工序S33。图11是铆钉体7的说明图，其中图11(a)是立体图，图11(b)是图11(a)的C-C 线上的剖视图。图12是铆钉体配置工序的说明图，其中图12(a)是配置过程中的说明图，图12(b) 是配置后的说明图。图11所示的铆钉体7是用不锈钢或银(Ag)、Ni合金、Al等的金属材料形成的导电性的部件，特别是，优选由含有58重量％的铁0^)、42重量％的附的合金(42合金 (alloy))形成。在形成铆钉体7时，首先，切断直径与芯材部7b大致相同的棒状部件。然后，利用压力加工或锻造来成形棒状部件的一端侧而形成基座部7a，并且切断另一端侧而形成芯材部7b。在本实施方式中，基座部7a大致形成为圆盘状。这样，形成具有基座部7a及芯材部 7b的铆钉体7。基座部7a的平面图中的外形大于芯材部7b的平面图中的外形，并且形成为大于第二开口部30U的平面图中的外形。然后，在后述的铆钉体配置工序中，以使基座部7a抵接到基底基板用圆片40的第二面U的状态配置铆钉体7。如图12所示，在铆钉体配置工序S33中，向贯通孔30内配置铆钉体7的芯材部 7b。具体而言，以使芯材部7b的中心轴与贯通孔30的中心轴0大致一致的方式将铆钉体 7从基底基板用圆片40的第二开口部30U插入，在贯通孔30的内部配置芯材部7b。在本实施方式的铆钉体配置工序S33中，在后述的膏材料填充工序S35中，为了能够从大径的第一开口部30L填充膏材料，从小径的第二开口部30U插入芯材部7b，用基座部7a堵塞第二开口部30U。此外，在铆钉体配置工序S33之后，例如将纸带的层压材料70粘贴到第二面U — 侧。由此，能够防止在下面描述的膏材料填充工序中的铆钉体7的脱落及膏材料的泄漏。然后，将基底基板用圆片40表背反转，使第一面L侧成为上表面，进行下面描述的膏材料填充工序。(膏材料填充工序)图13是膏材料填充工序S35之中，第一膏材料填充工序S35A的说明图，其中图 13(a)是第一膏材料填充时的说明图，图13(b)是临时干燥后的说明图。图14是膏材料填充工序S35之中，第二膏材料填充工序S35B的说明图，其中图 14(a)是第二膏材料填充时的说明图，图14(b)是临时干燥后的说明图。接着，进行在贯通孔30与铆钉体7的芯材部7b之间填充第一膏材料61及第二膏材料63的膏材料填充工序S35。膏材料填充工序S35包括向贯通孔30内填充第一膏材料61的第一膏材料填充工序S35A ；以及在临时干燥第一膏材料61之后，叠加在第一膏材料61地向贯通孔30内填充第二膏材料63的第二膏材料填充工序S35B。在本实施方式中，第一膏材料61及第二膏材料63是主要由粉末状的玻璃和作为溶剂的有机溶剂构成的膏状的玻璃料。第一膏材料61及第二膏材料63的粘度由玻璃和有机溶剂的配合比率来决定。具体而言，能够通过提高玻璃的配合比率并降低有机溶剂的配合比率来提高粘度，并且能够通过降低玻璃的配合比率并提高有机溶剂的配合比率来降低粘度。在此，第一膏材料61的粘度低于第二膏材料63的粘度。然后，第一膏材料61的玻璃的配合比率低于第二膏材料63的玻璃的配合比率，第一膏材料61的有机溶剂的配合比率高于第二膏材料63的玻璃的配合比率。具体的粘度，第一膏材料61为20 · s以上且401 · s以下，第二膏材料63为301 · s以上且IOOPa · s以下。然后，适宜选择各膏材料的粘度，以使第一膏材料61的粘度低于第二膏材料63的粘度。(第一膏材料填充工序)在膏材料填充工序S35中，首先，进行在贯通孔30内填充所述的第一膏材料61的第一膏材料填充工序S35A。在本实施方式中，在减压气氛下，向贯通孔30内填充第一膏材料61。下面对第一膏材料填充工序S35A进行详细说明。首先，维持在减压气氛下的真空网版印刷机的腔室(均未图示)内，输送并设置基底基板用圆片40。接着，如图13(a)所示，从基底基板用圆片40的第一面L侧起涂敷第一膏材料61。从第一面L侧起涂敷第一膏材料61的原因在于，第一面L侧的第一开口部30L 的外形形成为比第二面U侧的第二开口部30U的外形大，能够容易向贯通孔30内填充第一膏材料61。这时，将腔室内减压至Itorr左右，因此第一膏材料61被脱气，除去第一膏材料 61所包含的气泡。接着，如图13(a)所示，使刮板65的前端抵接到基底基板用圆片40的第一面L， 并且使刮板65沿着第一面L移动。由此，因刮板65的前端而第一膏材料61被在贯通孔 30内冲走的方式流动，第一膏材料61被填充到贯通孔30内。在此，第一膏材料61的粘度例如被设定为低至20 · s左右。因此，由于第一膏材料61的流动性良好，能够使第一膏材料61渗透到贯通孔30和芯材部7b的间隙的各个角落，并且能够抑制在贯通电极产生空隙。此外，铆钉体7的基座部7a抵接到基底基板用圆片40的第二面U。由此，第一膏材料 61不会从基底基板用圆片40的第二面U侧泄漏，能够从第一面L侧填充第一膏材料61。然后，将第一膏材料61临时干燥。例如，将基底基板用圆片40输送到恒温槽内之后，在85°C左右的气氛下保持30分钟左右。由此，如图13(b)所示，第一膏材料61所含有的有机溶剂蒸发，并且第一膏材料61的体积减少。此外，由于在第一膏材料61配合的有机溶剂的配合比率较高，所以因临时干燥而有机溶剂蒸发时，第一膏材料61的体积显著减少。然后，在临时干燥之后，除去了附着到基底基板用圆片40的第一面L的、多余的第一膏材料61的残渣的时刻，结束第一膏材料填充工序S35A。(第二膏材料填充工序)在膏材料填充工序S35中，接着，进行叠加到干燥后的第一膏材料61地向贯通孔 30内填充第二膏材料63的第二膏材料填充工序S35B。如图14(a)所示，与第一膏材料填充工序S35A同样地，在减压气氛下，利用刮板65向贯通孔30内填充第二膏材料63。在此，第二膏材料63的粘度例如被设定为IOOPa · s左右。因此，第二膏材料63 的粘度比第一膏材料61的粘度高，且流动性比第一膏材料61差。但是，通过上述的第一膏材料填充工序S35A，使第一膏材料61渗透到小径的第二开口部30U附近的贯通孔30和芯材部7b的间隙的各个角落地填充。因此，在第二膏材料填充工序S35B中，在大径的第一开口部30L附近的贯通孔30与芯材部7b的较宽的间隙填充第二膏材料63即可。因而，即便
11第二膏材料63的粘度较高，也能将第二膏材料63填充到贯通孔30与芯材部7b的间隙的各个角落。然后，与第一膏材料填充工序S35A同样地，在85°C左右的气氛下放置30分钟左右而使第二膏材料63临时干燥。此外，由于在第二膏材料63中配合的有机溶剂的配合比率较低，即便因临时干燥而有机溶剂蒸发，第二膏材料63的体积也几乎不会减少。然后，在临时干燥之后，除去附着到基底基板用圆片40的第一面L的多余的第二膏材料63的残渣的时刻，结束第二膏材料填充工序S35B。(烧结工序)接着，进行将填充到贯通孔30的第一膏材料61和第二膏材料63烧结的烧结工序 S37。例如，将基底基板用圆片40输送到烧结炉之后，在610°C左右的气氛下保持30分钟左右。由此，第一膏材料61和第二膏材料63固化，且贯通孔30、第一膏材料61、第二膏材料 63及铆钉体7互相固接，从而能形成贯通电极32。此外，与上述临时干燥时同样地，在烧结工序S37中有机溶剂也会蒸发，因此第一膏材料61及第二膏材料63的体积减少。但是，第二膏材料63中，所配合的有机溶剂的比率较低，因此烧结时的体积的减少较少。而且，因临时干燥而第一膏材料61及第二膏材料 63所包含的有机溶剂已一定程度蒸发，因此第一膏材料61及第二膏材料63的体积的减少较少。由此，在烧结后在贯通电极的表面不会产生较大的凹部。(研磨工序)接着，进行将基底基板用圆片40的第一面L和第二面U研磨的研磨工序S39。通过研磨第一面L，能够使第一面L成为平坦面，并且使芯材部7b的前端露出。此外，通过研磨第二面U,能够除去基座部7a，并且使芯材部7b留在筒体6的内部。其结果，能够使基底基板用圆片40的表面与铆钉体7的两端成为大致共面的状态，并且能够得到多个图3所示的一对贯通电极32。此外，在进行了研磨工序S39的时刻，结束贯通电极形成工序S30A。接着，回到图9，进行形成多个与贯通电极分别电连接的迂回电极36、37的迂回电极形成工序S40。然后，在迂回电极36、37上，形成分别由金等构成的细尖形状的凸点。此外，在图9中为了方便图示而省略了凸点的图示。在该时刻结束基底基板用圆片制作工序 S30。(装配工序S50以后的压电振动器组装工序)接着，进行在基底基板用圆片40的迂回电极36、37上经由凸点B而接合压电振动片4的装配工序S50。具体而言，将压电振动片4的基部12承载于凸点B上，并将凸点B加热至既定温度，并且在使压电振动片4压上凸点B。由此，如图3所示，以使压电振动片4的振动腕部10、11从基底基板用圆片40的第二面U浮起的状态，将基部12机械固接到凸点 B。此外，装配电极16、17和迂回电极36、37成为电连接的状态。在结束压电振动片4的安装之后，如图9所示，进行对于基底基板用圆片40叠合盖基板用圆片50的叠合工序S60。具体而言，以未图示的基准标记等为标志，将两圆片40、 50对准到正确位置。由此，被安装到基底基板用圆片40的压电振动片4成为被收纳于由盖基板用圆片50的凹部3a和基底基板用圆片40围起的空腔C内的状态。在叠合工序后S60之后，进行接合工序S70，在该工序中将叠合后的两圆片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35与基底基板用圆片40之间施加既定电压。这样，在接合膜35与基底基板用圆片40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，能够得到接合了基底基板用圆片40与盖基板用圆片50的、图 9所示的圆片体60。此外，在图9中为了方便起见，示出将圆片体60分解后的状态，并从盖基板用圆片50省略了接合膜35的图示。接着，进行在基底基板用圆片40的第一面L对导电材料进行构图，并且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 (参照图幻的外部电极形成工序 S80o通过该工序，压电振动片4经由贯通电极32、33而与外部电极38、39导通。接着，在圆片体60的状态下，进行将密封于空腔C内的各个压电振动器的频率微调而使之落入既定范围内的微调工序S90。具体而言，从图4所示的外部电极38、39持续施加既定电压，一边使压电振动片4振动一边测量频率。在该状态下，从基底基板用圆片40 的外部照射激光，使图5及图6所示的重锤金属膜21的微调膜21b蒸发。由此，一对振动腕部10、11的前端侧的重量减少，所以压电振动片4的频率上升。由此，能够通过微调压电振动器的频率，使之落入标称频率的范围内。在结束频率的微调之后，进行将已接合的圆片体60沿着图9所示的切断线M进行切断的切断工序S100。具体而言，首先在圆片体60的基底基板用圆片40的表面粘贴UV胶带。接着，从盖基板用圆片50 —侧沿着切断线M照射激光(划片)。接着，从UV胶带的表面沿着切断线M推上切断刀，将圆片体60劈裂(断开)。然后，照射UV并剥离UV胶带。由此，能够将圆片体60分离成多个压电振动器。再者，通过这以外的切片等的方法，切断圆片体60也可。此外，进行切断工序SlOO而成为各个压电振动器之后，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。因而，能够谋求提高生产量，因此是优选的。然后，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相关性)等并加以核对。此外，一并核对绝缘电阻特性等。然后，最后进行压电振动器的外观检查，对尺寸或质量等进行最终核对。由此结束压电振动器的制造。依据本实施方式，如图14所示，由于填充粘度较低的第一膏材料61，所以能够使第一膏材料61渗透到贯通孔30、31内部的各个角落。由此，能够抑制在贯通电极产生空隙， 因此能够将空腔内的气密维持在良好的状态。但是，粘度较低的第一膏材料61，由于所配合的溶剂等的比率较高，所以在固化时体积的减少较大。与之相对，依据本实施方式，叠加到第一膏材料61地填充粘度较高的第二膏材料63，与第一膏材料61相比，第二膏材料63的所配合的有机溶剂的比率低，且烧结时的体积减少较少。由此，能够抑制在烧结后贯通电极的表面产生凹部，并且能够形成无导通不良的贯通电极。(振荡器)接着，参照图15，对本发明的振荡器的一实施方式进行说明。本实施方式的振荡器110如图15所示，将压电振动器1构成为电连接至集成电路 111的振子。该振荡器Iio具备安装了电容器等的电子元器件112的基板113。在基板113 安装有振荡器用的上述集成电路111，在该集成电路111的附近安装有压电振动器1的压电振动片。这些电子元器件112、集成电路111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110中，对压电振动器1施加电压时，压电振动器1内的压电振动片振动。通过压电振动片所具有的压电特性，将该振动转换为电信号，以电信号方式输入至集成电路111。通过集成电路111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111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。依据本实施方式的振荡器110，由于具备用维持空腔内的气密的同时能确保贯通电极可靠地导通的制造方法来制造的压电振动器1，所以能够提供性能良好且可靠性优异的振荡器110。(电子设备)接着，参照图16，就本发明的电子设备的一实施方式进行说明。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120。最初本实施方式的便携信息设备120例如以便携电话为代表，发展并改良现有技术中的手表。外观类似于手表，在相当于文字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。此外，在作为通信机而利用的情况下，从手腕取下，通过内置于表带的内侧部分的扬声器和麦克风而能够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，明显小型化且轻型化。下面，对本实施方式的便携信息设备120的结构进行说明。如图16所示，该便携信息设备120具备压电振动器1和供电用的电源部121。电源部121例如由锂二次电池构成。进行各种控制的控制部122、进行时刻等的计数的计时部123、与外部进行通信的通信部124、显示各种信息的显示部125、和检测各功能部的电压的电压检测部126与该电源部 121并联连接。而且，通过电源部121来对各功能部供电。控制部122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、显示等的整个系统的动作控制。此外，控制部122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123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振动，通过水晶所具有的压电特性，该振动被转换为电信号，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122进行信号的发送与接收，在显示部125显示当前时刻或当前日期或者日历信息等。通信部IM具有与现有的便携电话相同的功能，具备无线电部127、声音处理部 128、切换部129、放大部130、声音输入/输出部131、电话号码输入部132、来电音发生部 133及呼叫控制存储器部134。通过天线135，无线电部127与基站进行收发声音数据等各种数据的交换。声音处理部1 对从无线电部127或放大部130输入的声音信号进行编码及解码。放大部130将从声音处理部1 或声音输入/输出部131输入的信号放大到既定电平。声音输入/输出部131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133响应来自基站的呼叫而生成来电音。切换部1 仅在来电时，通过将连接在声音处理部128的放大部130切换到来电音发生部133，在来电音发生部133中生成的来电音经由放大部130输出至声音输入/输出部131。此外，呼叫控制存储器部134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132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126在通过电源部121对控制部122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122。这时的既定电压值是作为使通信部IM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126收到电压降的通知的控制部122禁止无线电部127、声音处理部128、切换部1 及来电音发生部133的动作。 特别是，停止耗电较大的无线电部127的动作是必需的。而且，显示部125显示通信部IM 由于电池余量的不足而不能使用的提示。S卩，能够由电压检测部1 和控制部122禁止通信部124的动作并在显示部125 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125的显示面的上部的电话图标打“ X (叉)”标记。此外，通过具备能够有选择地截断与通信部124的功能相关的部分的电源的电源截断部136，能够更加可靠地停止通信部124的功能。依据本实施方式的便携信息设备120，由于具备用维持空腔内的气密的同时能确保贯通电极可靠地导通的制造方法来制造的压电振动器1，所以能够提供性能良好且可靠性优异的便携信息设备120。(电波钟)接着，参照图17，对本发明的电波钟的一实施方式进行说明。如图17所示，本实施方式的电波钟140具备电连接到滤波部141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140的功能性结构进行详细说明。天线142接收40kHz或60kHz长波的标准电波。长波的标准电波是将被称为定时码的时刻信息AM调制为40kHz或60kHz的载波。所接收的长波的标准电波由放大器143 放大，由具有多个压电振动器1的滤波部141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148、149。而且，滤波后的既定频率的信号通过检波、整流电路144来检波并解调。接着，经由波形整形电路145而抽出定时码，由CPU146计数。在CPU146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RTC147，显示出准确的时刻信肩、ο
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由于载波为40kHz或60kHz，所以水晶振动器部148、149优选具有上述的音叉型结构的振动器。此外，虽然上述的说明由日本国内的示例表示，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。所以，在将即使在海外也能够对应的电波钟140装入便携设备的情况下，还需要与日本的情况不同的频率的压电振动器1。依据本实施方式的电波钟140，由于具备用维持空腔内的气密的同时能确保贯通电极可靠地导通的制造方法来制造的压电振动器1，所以能够提供性能良好且可靠性优异的电波钟140。此外，本发明的并不局限于上述实施的方式。在本实施方式中，举出使用音叉型的压电振动片的压电振动器的例子，说明了本发明的封装件的制造方法。但是，例如在使用了 AT切割型的压电振动片(间隙滑移型振动片)的压电振动器，采用上述的本发明的封装件的制造方法也可。在本实施方式中，贯通孔的形状具有在包含贯通孔的中心轴的截面中锥状的内表面。但是，也可以是笔直形状而不是锥状。但是，本实施方式的优势在于向贯通孔与芯材部的间隙填充第一膏材料及第二膏材料时容易填充这一点。在本实施方式中，向贯通孔内配置导电性的铆钉体的芯材部，然后，向贯通孔与芯材部的间隙填充玻璃料，从而形成贯通电极。但是，作为第一膏材料及第二膏材料，通过向贯通孔内填充由粉末状的Ag或Au-Sn等的导电部件和溶剂等构成的导电性的膏材料，形成贯通电极也可。但是，本实施方式的贯通电极的优势在于防止在烧结后的贯通电极表面产生凹部，并且能确保压电振动片及外部电极的导通这一点。在本实施方式中，将基座部及芯材部的端面截面形状形成为圆形状。但是，将铆钉体的基座部及芯材部之中任一个或全部的端面截面形状形成为非圆形状也可。在本实施方式中，使用本发明的封装件的制造方法，并且在封装件的内部封入压电振动片而制造了压电振动器。但是，也能够在封装件的内部封入压电振动片以外的电子部件而制造压电振动器以外的器件。在本实施方式中，在膏材料填充工序中，分别实施一次的第一膏材料填充工序和第二膏材料填充工序。但是，在第二膏材料填充工序之后，再叠加地填充膏材料，从而能够更加可靠防止凹部的发生。附图标记说明1...压电振动器；2...基底基板(第一基板)；4...压电振动片；7...铆钉体；7a...基座部；7b...芯材部；9...封装件；30、31...贯通孔；30L、31L...第一开口部；30U、31U...第二开口部；32、33...贯通电极；61...第一膏材料；63...第二膏材料；110...振荡器；120...便携信息设备(电子设备)；123...计时部；140...电波钟； 141...滤波部；C...空腔；L...第一面；S30A...贯通电极形成工序；S32...贯通孔形成工序；S33...铆钉体配置工序；S35...膏材料填充工序；S35A...第一膏材料填充工序； S35B...第二膏材料填充工序；U...第二面。
权利要求
1.一种封装件的制造方法，制造能够向形成在互相接合的多个基板之间的空腔内封入电子部件的封装件，其特征在于，包括贯通电极形成工序，形成沿厚度方向贯通所述多个基板之中第一基板，并使所述空腔的内侧与所述封装件的外侧导通的贯通电极，所述贯通电极形成工序包括在所述第一基板形成贯通孔的贯通孔形成工序；向所述贯通孔内填充第一膏材料后临时干燥的第一膏材料填充工序；以及叠加到所述第一膏材料地向所述贯通孔内填充第二膏材料的第二膏材料填充工序，所述第一膏材料的粘度低于所述第二膏材料的粘度。
2.如权利要求1所述的封装件的制造方法，其特征在于在所述第一基板的第一面侧中所述贯通孔的第一开口部的孔径，形成为大于所述第一基板的第二面侧中所述贯通孔的第二开口部的孔径，在所述第一膏材料填充工序及所述第二膏材料填充工序中，从所述第一开口部向所述贯通孔内填充所述第一膏材料及所述第二膏材料。
3.如权利要求1或2所述的封装件的制造方法，其特征在于所述贯通电极形成工序，在所述第一膏材料填充工序之前，具有铆钉体配置工序，向所述贯通孔内插入具有平板状的基座部和从所述基座部的表面沿法线方向立设的芯材部的导电性的铆钉体的所述芯材部。
4.一种压电振动器，其特征在于在利用权利要求1至3中任一项所述的封装件的制造方法制造的所述封装件的所述空腔的内部，作为所述电子部件封入有压电振动片。
5.一种振荡器，其特征在于使权利要求4所述的压电振动器，作为振子电连接至集成电路。
6.一种电子设备，其特征在于使权利要求4所述的压电振动器电连接至计时部。
7.一种电波钟，其特征在于使权利要求4所述的压电振动器电连接至滤波部。
全文摘要
本发明提供维持空腔内的气密的同时能形成无导通不良的贯通电极的封装件的制造方法、以及用该制造方法来制造的压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟。本发明的特征在于，贯通电极形成工序(S30A)包括在基底基板用圆片(40)(第一基板)形成贯通孔(30、31)的贯通孔形成工序(S32)；向贯通孔(30、31)内填充第一膏材料(61)并使之临时干燥的第一膏材料填充工序(S35A)；以及叠加到第一膏材料(61)地向贯通孔(30、31)内填充第二膏材料(63)的第二膏材料填充工序(S35B)，其中第一膏材料(61)的粘度低于第二膏材料(63)。
文档编号H03H9/02GK102195599SQ20111007289
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月15日 优先权日2010年3月15日
发明者草彅芳浩 申请人:精工电子有限公司