研磨方法、压电振动片的制造方法、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟表的制作方法

专利名称：研磨方法、压电振动片的制造方法、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟表的制作方法
技术领域：
本发明涉及研磨方法、压电振动片的制造方法、具有通过该压电振动片的制造方法而制造的压电振动片的压电振动器、具有该压电振动器的振荡器、电子设备及电波钟表。
背景技术：
近年来，广泛地使用具备通过以层叠状态互相阳极接合而在两者之间形成空腔的基底基板及盖基板和装配于基底基板中的位于空腔内的部分的工作片的封装件制品。作为这种封装件制品，已知例如安装于便携电话或便携信息终端设备并将石英(水晶)等作为时刻源或控制信号等的定时源、參考信号源等而利用的压电振动器。 而且，作为这样的压电振动器，已知利用了适合用作具有MHz带的振荡频率的控制、通信机用的振动器的由厚度滑移(厚み滑り)振动的AT振动片的厚度滑移振动器。该AT振动片是由在将石英AT切割(表面和背面的主面围绕X轴而从Z轴沿逆时针方向以成为约35度15分的角度的方式切割)之后外形形成为既定厚度及矩形状的AT振动板(石英振动板)和形成于该AT振动板的主面的电极膜构成的振动片，将电压施加至电极膜时AT振动板进行厚度滑移振动。由于该厚度滑移振动器的谐振频率由AT振动片的厚度决定，所以已知通过进行AT振动片用的AT切割圆片的研磨操作并且检测谐振频率，从而调整与期望的谐振频率相对应的AT振动片的厚度的方法(例如，參照专利文献I)。专利文献I :日本特开平3-251365号公报

发明内容
然而，上述现有技术所涉及的方法产生不能适用于以弯曲模式振动的音叉用圆片的研磨的问题。针对产生这样的问题的情況，已知这样的方法在音叉用圆片的研磨时，使用測定根据音叉用圆片的厚度而位移的研磨装置的适当的部位的移动量的測定器，管理音叉用圆片的厚度尺寸。作为这样的測定器，已知例如使測定端子与根据研磨时的音叉用圆片的厚度而位移的磨削装置的超硬制測定台接触，并且测定该超硬制測定台的移动量的測定器。然而，在如该測定器那样使測定端子与研磨装置的适当的部位接触的情况下，由于测定位置为相同的点所以产生产生磨损，产生不能提高音叉用圆片的厚度精度的问题。本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供能够提高研磨时的圆片的厚度精度的研磨方法、压电振动片的制造方法、压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟表。为了解决上述课题而达成所涉及的目的，本发明的权利要求I所涉及的研磨方法，由上平台(例如，实施方式中的上平台151)与下平台(例如，实施方式中的下平台152)之间的载体(carrier)(例如，实施方式中的载体157)保持音叉用圆片(例如，实施方式中的石英圆片(音叉基板)155)，将厚度測定用的AT切割圆片(例如，实施方式中的AT切割圆片156)配置于所述载体，将该AT切割圆片与所述音叉用圆片一起研磨，检测该AT切割圆片的谐振频率，基于该检测结果控制所述音叉用圆片的厚度。而且，本发明的权利要求2所涉及的研磨方法，在开始所述音叉用圆片的研磨之后，在既定时间内检测到既定次数以上的与所述音叉用圆片的期望厚度相对应的所述AT切割圆片的谐振频率的情况下，结束研磨。而且，本发明的权利要求3所涉及的研磨方法，将至少I个所述AT切割圆片配置于所述载体的中心位置。而且，本发明的权利要求4所涉及的研磨方法，在将多个所述音叉用圆片保持于所述载体的情况下，将所述AT切割圆片配置于相邻的所述音叉用圆片之间。 而且，本发明的权利要求5所涉及的研磨方法，所述AT切割圆片是圆板状。另外，本发明的权利要求6所涉及的压电振动片的制造方法，是用于使用光刻技术来在形成有压电振动片的外形的压电板的表面形成电极的压电振动片(例如，实施方式中的压电振动片5)的制造方法，包括通过权利要求I至5的任一项所述的研磨方法研磨所述压电板的エ序。另外，本发明的权利要求7所涉及的压电振动器(例如，实施方式中的压电振动器I)，具备通过权利要求6所述的压电振动片的制造方法制造的压电振动片。另外，本发明的权利要求8所涉及的振荡器(例如，实施方式中的振荡器100)，将权利要求7所述的压电振动器作为振子与集成电路电连接。 另外，本发明的权利要求9所涉及的电子设备(例如，实施方式中的便携信息设备110)，将权利要求7所述的压电振动器与计时部电连接。另外，本发明的权利要求10所涉及的电波钟表(例如，实施方式中的电波钟表130)，将权利要求7所述的压电振动器与滤波器部电连接。依据本发明的权利要求I所涉及的研磨方法，检测与音叉用圆片一起同时被研磨的AT切割圆片的谐振频率，基于该检测结果控制音叉用圆片的厚度，由此，能够将音叉用圆片高精度地且容易地精加工为期望厚度。依据本发明的权利要求2所涉及的研磨方法，能够提高音叉用圆片的厚度精度。而且，能够减小由各载体的每个保持的多个音叉用圆片之间的厚度的偏差，并且，能够在多个载体之间减小音叉用圆片的厚度的偏差。依据本发明的权利要求3所涉及的研磨方法，在各载体的每个中，能够提高自转及公转的旋转平衡，能够提高音叉用圆片的平行度。依据本发明的权利要求4所涉及的研磨方法，能够提高音叉用圆片的厚度精度。依据本发明的权利要求5所涉及的研磨方法，能够提高AT切割圆片的旋转平衡，能够提高音叉用圆片的厚度精度及平行度。依据本发明的权利要求6所涉及的压电振动片的制造方法，能够提高音叉用圆片的厚度精度及平行度，能够提高压电振动片的工作可靠性。依据本发明的压电振动器、振荡器、电子设备及电波钟表，能够提高工作可靠性。


图I是本发明的实施方式中的压电振动器的外观立体图。图2是图I所示的压电振动器的内部构成图，是在拆卸盖基板的状态下从上方观看压电振动片时的图。图3是沿着图2所示的A-A线的压电振动器的截面图。图4是图I所示的压电振动器的分解立体图。图5是在制造图I所示的压电振动器时使用的金属销(pin)的立体图。图6是示出制造图I所示的压电振动器的流程的流程图。图7是压电振动片的制造エ序的流程图。图8是示出本发明的实施方式所涉及的石英圆片(音叉基板)的研磨装置的概略 的图。图9是从本发明的实施方式所涉及的石英圆片(音叉基板)的研磨装置的上平台侧观看下平台侧时的概略图。图10是从本发明的实施方式的变形例所涉及的石英圆片(音叉基板)的研磨装置的上平台侧观看下平台侧时的概略图。图11是用于说明压电振动器的制造方法的エ序图，是圆片接合体的分解立体图。图12(a) (f)是示出形成图2所示的压电振动器所具备的贯通电极的エ序的图。图13(a)是示出形成图2所示的贯通电极的エ序中的研磨金属销的单面研磨装置的概略的侧面图，图13(b)是从下平台侧观看上平台侧时的图。图14(a)是示出形成图2所示的压电振动器所具备的贯通电极的エ序中的研磨基底基板用圆片的两面研磨装置的概略的侧面图，图14(b)是图14(a)的D-D线截面图。图15是示出本发明所涉及的振荡器的一个实施方式的构成图。图16是示出本发明所涉及的电子设备的ー个实施方式的构成图。图17是示出本发明所涉及的电波钟表的一个实施方式的构成图。标号说明I压电振动器；5压电振动片；100振荡器；110便携信息设备；130电波钟表；150研磨装置；151上平台；152下平台；153中心齿轮；154内齿轮；155石英圆片(音叉基板)；156AT切割圆片；157载体；158探针。
具体实施例方式以下，对本发明的一个实施方式所涉及的研磨方法、压电振动片的制造方法、具备通过该压电振动片的制造方法制造的压电振动片的压电振动器、以及具备该压电振动器的振荡器、电子设备及电波钟表进行说明。以下，基于附图，说明本发明的实施方式。(压电振动器)图I是从盖基板侧观看本实施方式中的压电振动器时的外观立体图。另外，图2是压电振动器的内部构成图，是在拆卸盖基板的状态下从上方观看压电振动片时的图。另外，图3是沿着图2所示的A-A线的压电振动器的截面图，图4是压电振动器的分解立体图。如图I 图4所示，本实施方式的压电振动器I是具备经由接合材23将基底基板(第I基板)2及盖基板3阳极接合的盒状的封装件10和收纳于封装件10的空腔C内的压电振动片(电子部件)5的、表面安装型的压电振动器I。而且，压电振动片5和设置于基底基板2的背面2a(图3中的下表面第I面)的外部电极6、7、由贯通基底基板2的ー对贯通电极8、9电连接。基底基板2将由玻璃材料例如碱石灰玻璃的构成的透明的绝缘基板形成为板状。形成有ー对贯通电极8、9的ー对贯通孔(凹部)21、22形成于基底基板2。贯通孔21、22呈从基底基板2的背面2a向着表面2b (图3中的上表面)直径逐渐缩小的截面锥形状。盖基板3与基底基板2同样地是由玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明的绝缘基板，形成为能与基底基板2置合的大小的板状。而且，在盖基板3的内面3b(图3中的下表面)侧，形成有容纳压电振动片5的矩形状的凹部3a。在将基底基板2及盖基板3叠合吋，该凹部3a形成容纳压电振动片5的空腔C。而且，以使凹部3a与基底基板2侧对置的状态经由接合材23将盖基板3相对于基底基板2阳极接合。S卩，盖基板3的内面3b侧构成形成于中央部的凹部3a和形成于凹部3a的周围并成为与基底基板2的接合面的框区域3c。压电振动片5是由石英、钽酸锂或铌酸锂等压电材料形成的音叉型的振动片，在施加既定电压时振动。该压电振动片5是由平行地配置的ー对振动臂部24、25和整体固定ー对振动臂部24,25的基端侧的基部26构成的音叉型。
而且,在一对振动臂部24、25的外表面上,具有由使振动臂部24、25振动的未图不的ー对第I激振电极和第2激振电极构成的激振电极和将第I激振电极及第2激振电极与后述的迂回电极27、28电连接的ー对装配电极(均未图示)。如图2、图3所示，这样构成的压电振动片5利用金等的凸点(bump)B，凸点接合于在基底基板2的表面2b形成的迂回电极27，28上。更具体而言，压电振动片5的第I激振电极经由ー个装配电极及凸点B凸点接合于ー个迂回电极27上，第2激振电极经由另ー个装配电极及凸点B凸点接合于另ー个迂回电极28上。由此，压电振动片5以从基底基板2的表面2b浮起的状态被支撑，并且，成为各装配电极和迂回电极27、28分别电连接的状态。外部电极6、7设置于基底基板2的背面2a中的长度方向的两侧，经由各贯通电极
8、9及各迂回电极27、28与压电振动片5电连接。更具体而言，ー个外部电极6经由ー个贯通电极8及ー个迂回电极27与压电振动片5的ー个装配电极电连接。另外，另ー个外部电极7经由另ー个贯通电极9及另ー个迂回电极28与压电振动片5的另ー个装配电极电连接。
贯通电极8、9由配设于贯通孔21、22内的芯材部31和烧结填充至芯材部31与贯通孔21、22之间的玻璃料而形成的筒体32构成。贯通电极8、9完全地堵塞贯通孔21、22而维持空腔C内的气密，并且，担负着使外部电极6、7和迂回电极27、28导通的任务。具体而言，ー个贯通电极8在外部电极6与基部26之间位于迂回电极27的下方，另ー个 贯通电极9在外部电极7与振动臂部25之间位于迂回电极28的下方。筒体32的两端平坦且以与基底基板2大致相同的厚度形成，并且，筒体32的外形与贯通孔21、22的形状一致地形成为成为圆锥台状(截面锥状)。另外，本实施方式中的筒体32由玻璃体32a构成。玻璃体32a以将膏(paste)状的玻璃料埋入贯通孔21、22与芯材部31之间的状态烧结，相对于这些贯通孔21、22牢固地固接。具体而言，玻璃体32a形成为，在基底基板2的厚度方向上遍及大致整个区域而掩埋贯通孔21、22。在该情况下，玻璃体32a的厚度方向的一端侧的端面与基底基板2的表面2b共面地形成，与芯材部31 —起露出至空腔C内。另ー方面，玻璃体32a的厚度方向的另一端侧的端面与基底基板2的背面2a共面地形成，与芯材部31 —起露出至外部。而且，在筒体32 (玻璃体32a)的中心，芯材部31配置为贯通筒体32的中心孔。上述的芯材部31是由例如Fe-Ni合金(42合金)等热膨胀系数α比玻璃料更小的金属材料(α =6 7ppm)形成为圆柱状的导电性的芯材，与筒体32同样地形成为两端平坦且成为与基底基板2的厚度大致相同的厚度。此外，在贯通电极8、9作为完成品而形成的情况下，如上所述，芯材部31形成为圆柱状且成为与基底基板2的厚度相同的厚度，在制造过程中，例如，如图5所示，形成与芯材部31的一个端部连结的平板状的基座部36，并且，形成铆体型的金属销37。另外，在制造过程中研磨而除去该基座部36 (后续在制造方法中说明)。贯通电极8、9贯通导电性的芯材部31而确保电导通性。在盖基板3的内面3b整体，形成有阳极接合用的接合材23。具体而言，接合材23遍及框区域3c及凹部3a的内面整体而形成。本实施方式的接合材23由Si膜形成，但也能够由Al形成接合材23。此外，作为接合材23，还能使用通过掺杂等而低电阻化的Si体材料。而且，如后所述，该接合材23和基底基板2阳极接合，将空腔C真空密封。在使这样构成的压电振动器I工作的情况下，对形成于基底基板2的外部电极6、7施加既定驱动电压。由此，能够使电流流动于压电振动片5的各激振电极，能够使ー对振动臂部24、25沿接近或离开的方向以既定频率振动。而且，利用该ー对振动臂部24、25的振动，能够用作时刻源、控制信号的定时源或
參考信号源等。(封装件的制造方法)接着，參照图6、7所示的流程图，对容纳上述的压电振动片的封装件(压电振动器)的制造方法进行说明。图6、7是本实施方式所涉及的压电振动器的制造方法的流程图。图8 10是示出压电振动器基板的研磨装置的图。图11是圆片接合体的分解立体·图。以下，对将多个压电振动片5封入多个基底基板2成排的基底基板用圆片40和多个盖基板3成排的盖基板用圆片50之间而形成圆片接合体60，通过切断圆片接合体60而同时地制造多个压电振动器I的方法进行说明。此外，图11所示的虚线M图示在切断エ序中切断的切断线。如图6所示，本实施方式所涉及的压电振动器的制造方法主要具有压电振动片制作エ序(S01)、基底基板用圆片制作エ序(SlO)、盖基板用圆片制作エ序(S30)以及组装エ序(S50以下)。在这些中，压电振动片制作エ序(S01)、盖基板用圆片制作エ序(S30)及基底基板用圆片制作エ序(SlO)能并行地实施。(压电振动片的制造方法)首先，进行压电振动片制作エ序而制作压电振动片5(S01)。另外，在制作压电振动片5之后，预先进行谐振频率的粗调。此外，关于更高精度地调整谐振频率的微调，在装配后进行。本实施方式的压电振动片5的制造エ序主要具备在石英圆片(压电板)形成多个压电振动片5的外形形状的外形形成エ序S210、在石英圆片形成各电极的电极形成エ序S220、调整谐振频率的频率调整エ序S230、从I块石英圆片断开多个压电振动片的小片化エ序S240。以下，说明各エ序的详细情況。(外形形成エ序S210)首先，进行外形形成エ序S210，在石英圆片形成多个压电振动片5的外形形状。具体而言，抛光结束，准备高精度地精加工成既定厚度的石英圆片。接着，通过光刻技术蚀刻该石英圆片，在石英圆片形成多个压电振动片5的外形形状。以上，外形形成エ序S210结束。此外，例如，如图8、9所示，将音叉用的石英圆片(音叉基板)高精度地精加工成既定厚度的研磨装置150由以下部件概略构成俯视呈圆形状的上平台151 ;与上平台151同样俯视呈圆形状的下平台152 ;中心齿轮153，可旋转地设在下平台152的中心部；内齿轮154，包围下平台152的外周；多个载体157，在上平台151与下平台152之间，啮合于中心齿轮153与内齿轮154之间，通过中心齿轮153和内齿轮154的协作而自转及公转，并且保持音叉用的石英圆片(音叉基板)155及AT切割圆片156 ;探针158，用于测定AT切割圆片156的谐振频率；以及旋转单元(例如，使上平台151旋转的驱动器头160等)，分别使上平台151、下平台152及中心齿轮153、内齿轮154旋转。上平台151和下平台152是同心且在水平方向旋转的构造。在中心齿轮153的外周及内齿轮154的内周，齿以一定的间距铅直且以圆环状配设。
中心齿轮153及内齿轮154与上平台151及下平台152同心且在水平方向旋转。在本实施方式中，使用内齿轮154单独旋转的两面研磨装置，但也可以使用内齿轮154不是单独旋转而是例如固定于下平台152并与下平台152 —起旋转的构造的两面研
磨装置。载体157呈圆盘形状，在内侧具备将石英圆片(音叉基板)155及AT切割圆片156嵌入并保持的多个保持孔。载体157，其厚度比石英圆片(音叉基板)155及AT切割圆片156的厚度更薄，以石英圆片(音叉基板)155及AT切割圆片156从载体157的上下突出的方式保持石英圆片(音叉基板)155及AT切割圆片156的侧面。另外，在载体157的外周，以一定的间距铅直且以圆环状配设齿。
而且，载体157不被固定，构成为通过载体157的齿与旋转的中心齿轮153及内齿轮154的齿啮合从而载体157自转并公转。而且，在各载体157，1个圆板状的AT切割圆片156配置于载体157的中心位置，以包围该AT切割圆片156的周围的方式配置有多个(例如，4个等)圆板状的石英圆片(音叉基板)155、. . ·、155。而且，在上平台151，在例如能与由各载体157保持的AT切割圆片156对置的位置(例如，与各载体157的中心位置的旋转轨迹对置的位置等，从上平台151的旋转轴偏离的位置)，配置有用于测定AT切割圆片156的谐振频率的探针158。探针158构成为具备以下部件检测电极(省略图示)，例如安装于沿厚度方向贯通上平台151的贯通孔(省略图示)，相对于上平台151绝缘；扫描振荡器(省略图示)，将频率随着时间而变化的高频电压施加至该检测电极与下平台152之间；以及探测电路(省略图示)，探测在检测电极的正下方存在有AT切割圆片156且AT切割圆片156的谐振频率和施加至扫描振荡器的高频电压的频率一致的情况下的AT切割圆片156的表观的阻抗的下降。在石英圆片(音叉基板)155的研磨方法中，首先，将石英圆片(音叉基板)155及AT切割圆片156设置于载体157的保持孔。然后，使研磨剂供给至石英圆片(音叉基板)155及AT切割圆片156的上下表面，并且分别使上平台151、下平台152及中心齿轮153、内齿轮154旋转，也使保持石英圆片(音叉基板)155及AT切割圆片156的载体157自转并公转。然后，由贴在上平台151及下平台152的研磨剂研磨由载体157保持的石英圆片(音叉基板)155及AT切割圆片156。此时，载体157进行行星运动，所以AT切割圆片156以适当的时间间隔位于探针158的检测电极的正下方。因此，在开始石英圆片(音叉基板)155及AT切割圆片156的研磨以后，由探针158测定AT切割圆片156的谐振频率，在既定时间(例如，O. 5s I. Os的适当的时间等)内检测到既定次数(例如，3 5次适当的次数等)以上的与石英圆片(音叉基板)155的期望厚度相对应的AT切割圆片156的谐振频率(即，同时地研磨石英圆片(音叉基板)155及AT切割圆片156时的与石英圆片(音叉基板)155的期望的精加工厚度相对应的AT切害帽片156的精加工厚度所对应的AT切割圆片156的谐振频率)的情况下，结束研磨。
这样地，既定厚度的石英圆片(音叉基板)155的作成エ序结束。此外，在多个(例如，4个等)圆板状的石英圆片(音叉基板)155.....155配置
于各载体157的情况下，例如，如图10所示，也可以在相邻的石英圆片(音叉基板)155、155之间配置AT切割圆片156。(电极形成エ序S220)接着，进行电极形成エ序S220，在形成有压电振动片5的外形的石英圆片的表面，形成激振电极、引出电极及装配电极(均省略图示)的各电极。电极形成エ序S220具有金属膜成膜エ序S221,将金属膜成膜于石英圆片的表面；光致抗蚀剂涂敷エ序S223(掩模材涂敷エ序)，与金属膜重叠地涂敷光致抗蚀剂(掩模材);曝光エ序S225，曝光光致抗蚀剂；显影エ序S227，选择性地除去光致抗蚀剂而形成掩模图案；以及蚀刻エ序S229，经由掩模图案进行金属膜的蚀刻，形成各电极。(金属膜成膜エ序S221)在电极形成エ序S220中，最初，进行金属膜成膜エ序S221，将后续成为激振电极的金属膜成膜于石英圆片。在本实施方式中，在石英圆片的表面，通过溅射法或真空蒸镀法等而将与石英密合性良好的铬成膜数μ m左右。而且，从铬膜上施行金的薄膜作为精加工层而形成。此外，激振电极及引出电极由仅铬的单层膜形成，装配电极由铬和金的层叠膜形成。(光致抗蚀剂涂敷エ序S223)接着，进行光致抗蚀剂涂敷エ序S223，与金属膜重叠地涂敷光致抗蚀剂。此外，如前所述，在光致抗蚀剂中，具有使曝光的部分软化并除去的正型抗蚀剂和使曝光的部分残留的负型抗蚀剂，但在本实施方式中，涂敷正型抗蚀剂。通过喷涂法或旋涂法等而将光致抗蚀剂与金属膜重叠地涂敷于石英圆片的表面整体。(曝光エ序S225)在曝光エ序S225中，将具有开ロ部的光掩模以向着光致抗蚀剂的状态设置，经由开ロ部将紫外线照射至光致抗蚀剂。光掩模的开ロ部是要除去光致抗蚀剂的区域，与要用后述的蚀刻エ序S229除去电极膜的区域对应地形成。換言之，光掩模的开ロ部与未形成激振电极、引出电极及装配电极(均省略图示)的各电极的区域相对应地形成。如果曝光结束，则除掉光掩模。在曝光エ序S225之后，进行显影エ序S227，选择性地除去光致抗蚀剂而形成掩模图案。显影エ序S227将涂敷有光致抗蚀剂的石英圆片浸溃于存积在未图示的水槽的显影液中而选择性地除去光致抗蚀剂，形成抗蚀剂图案(掩模图案)。具体而言，在显影エ序S227中，除去与经由光掩模的开ロ部而曝光紫外线的区域，即与未形成激振电极、引出电极及装配电极的各电极的区域相对应的光致抗蚀剂。(清洗エ序S228)、
接着，进行清洗エ序S228，冲洗由于显影エ序S227而残留于石英圆片的显影液。在清洗エ序S228中，将石英圆片浸溃于存积在未图示的水槽的纯水内，在纯水内摇动石英圆片，由此，冲洗残留于石英圆片的表面的显影液。(蚀刻エ序S229)接着，进行蚀刻エ 序S229，以抗蚀剂图案作为掩模进行蚀刻而形成各电极。在本エ序中，使由抗蚀剂图案掩蔽的金属膜残留,选择性地除去来由抗蚀剂图案掩蔽的金属膜。通过蚀刻エ序S229，形成压电振动片5的激振电极、引出电极及装配电极。(频率调整エ序S230)接着，如图I所示，在ー对振动臂部24、25的前端形成由频率调整用的粗调膜及微调膜构成的重锤金属膜(例如，银或金等)。然后，进行频率调整エ序S230，对形成于石英圆片的全部振动臂部24、25，粗略地调整谐振频率。通过将激光照射至重锤金属膜的粗调膜而使其一部分蒸发，从而使重量变化而进行。此外，关于更高精度地调整谐振频率的微调，以压电振动器I的状态进行。以上，频率调整エ序S230结束。(小片化工序S240)最后，进行小片化工序S240，将连结石英圆片和压电振动片5的连结部切断并将多个压电振动片5从石英圆片断开而小片化。由此，能够从I块石英圆片一次制造多个音叉型的压电振动片5。在该时刻，压电振动片5的制造エ序结束，能够得到多个压电振动片5。(基底基板用圆片作成エ序)以下，对制作成为基底基板2的基底基板用圆片40的エ序进行说明。首先，进行制作后续成为基底基板2的基底基板用圆片40的エ序(SlO)。首先，形成如图11所示的圆板状的基底基板用圆片40。具体而言，在将碱石灰玻璃研磨加工至既定厚度井清洗之后，通过蚀刻等而除去最表面的加工变质层(Sll)。另外，图11中的虚线M图示在后续的切断エ序中切断基底基板用圆片40的切断线。(贯通电极形成エ序)接着,进行贯通电极形成エ序(SlOA),在基底基板用圆片40形成贯通电极8、9。以下，对该贯通电极形成エ序进行详细说明。首先，形成多个如图12(a)所示的、贯通基底基板用圆片40的ー对贯通孔21、22(S12)。贯通孔21、22的形成由例如喷砂(sand blast)法或按压加工等进行。在喷砂法或按压加工中，能够将贯通孔21、22形成为锥状。此时，贯通孔21、22的锥为从基底基板用圆片40的下表面(基底基板2的外侧)向着上表面(空腔C侧)直径逐渐缩小的锥。
接着，将金属销37的芯材部31与中心轴一致地从上侧插入贯通孔21、22内，使该金属销37的基座部36与基底基板用圆片40接触并上下翻转(S13)。此时，如图12(b)所示，贯通孔21、22以其锥形状向着下方直径逐渐缩小的方向配置，金属销37以芯材部31位于基座部36的上侧的方向配置。此时，基座部36的平面形状为比贯通孔21、22的直径较小侧21a、22a的开ロ更大而能够堵塞该直径较小侧21a、22a的开ロ的形状。然后，如图12(c)所示，将成为玻璃体32a的膏状的玻璃料填充至贯通孔21、22与芯材部31的间隙(S14)，在既定温度下烧结而使玻璃料固化，形成玻璃体32a(S15)。这样，通过使基座部36与基底基板用圆片40的表面接触，能够使膏状的玻璃料可靠地填充至贯通孔21、22内。另外，基座部36形成为平板状，所以金属销37及设置有金属销37的基底基板用 圆片40无晃动地稳定，因此，能够谋求操作性的提高。然后，烧结玻璃料而固化，成为玻璃体32a，能够以密合状态固定金属销37，并且，固接于贯通孔21、22而密封贯通孔21、22。接着，研磨金属销37的基座部36而除去(S16)。使用如图13(a)、(b)所示的单面研磨装置51来进行基座部36的研磨。单面研磨装置51由以下部件概略构成俯视呈圆形状的上平台52 ;与上平台52同样俯视呈圆形状的下平台53 ;俯视呈圆形状的载体54，在上平台52的下侧配置多个，吸附固定基底基板用圆片40 ;研磨剂流入単元55，使研磨剂56流入上平台52与下平台53之间；以及未图示的旋转单元，分别使上平台52、下平台53及载体54旋转。下平台53是由未形成槽的固体平台构成并沿图中的箭头Al的方向在水平面上旋转的构造。载体54是在水平方向旋转自如地保持于上平台52并沿图中的箭头A2的方向自转的构造。通过这样地下平台53旋转且载体54旋转的构造，能够没有研磨面的单面磨损地将表面研磨得平坦。在研磨基座部36的エ序中，使下平台53的转速为15rpm,载体54的转速为45rpm。研磨剂流入単元55具备容纳部，容纳研磨剂56，具备搅拌的马达；泵，输送容纳部内的研磨剂56，使研磨剂56从在上平台52设有6 8处左右的流入ロ 55a流入下平台53上；以及PH測定器，測定研磨剂56的PH。在单面研磨装置51中，供给研磨剂56并且进行研磨，将研磨剂56从流入口 55a流入下平台53的流量设定为既定流量。关于金属销37的基座部36的研磨方法，首先，以从基底基板用圆片40突出的基座部36成为下侧的方式使基底基板用圆片40吸附固定于载体54而设置于单面研磨装置51。此时，在上平台52或载体54的下侧，设置有由例如玻璃环氧树脂(FR4)形成的平板形状的伪(dummy)基板57。使伪基板57为其下端部比基座部36的下端部更位于下方的厚度。然后，供给研磨剂56并且由旋转单元使下平台53及载体54分别旋转而进行研磨。此时，沿上平台52至下平台53的方向施加15 50g/cm2的压カ而进行研磨。然后，伪基板57比基座部36先与下平台53接触，研磨伪基板57，随后，基座部36与下平台53接触并与伪基板57 —起被研磨。这样，伪基板57比基座部36先被研磨，随后，基座部36与伪基板57 —起被研磨，由此，能从下平台53对基底基板用圆片40缓缓加载压力，能够防止基底基板用圆片40的损坏。这样地撤去基座部36，如图12(d)所示，仅芯材部31残留于筒体32的内部。接着，进行研磨撤去了基座部36的基底基板用圆片40的玻璃面40a的工序(S17)。研磨玻璃面40a的工序主要用于使由于烧结而产生凹陷的烧结玻璃平坦，例如，使用研磨玻璃制或陶瓷制等的呈薄板状的圆片的表面和背面两个面的两面研磨装置来进行。如图14(a)、(b)所示，两面研磨装置71由以下部件概略构成俯视呈圆形状的上 平台72、与上平台72同样俯视呈圆形状的下平台73、中心齿轮74，位于下平台73的中央；内齿轮75，包围下平台73的外周；多个载体76，在上平台72与下平台73之间，设置于中心齿轮74与内齿轮75之间，保持基底基板用圆片40 ;研磨剂流入单元78，使研磨剂77流入基底基板用圆片40的两面；未图示的旋转单元，分别使上平台72、下平台73及中心齿轮74、内齿轮75旋转。上平台72和下平台73是同心且在水平方向旋转的构造。在研磨该基底基板用圆片40的玻璃面40a的工序中，使上平台72的转速为45rpm，下平台73的转速为15rpm。在上平台72和下平台73的研磨侧的表面，贴有研磨垫79、80。该研磨垫使用由例如氧化铈形成的研磨垫。在中心齿轮74的外周及内齿轮75的内周，以一定的间距铅垂且以圆环状配设齿74a、75a。中心齿轮74及内齿轮75与上平台72及下平台73同心且在水平方向旋转。在本实施方式中，使用内齿轮75单独旋转的两面研磨装置71，但也可以使用内齿轮不是单独旋转而是例如固定于下平台并与下平台一起旋转的构造的两面研磨装置。载体76呈圆盘形状，在内侧具备嵌入并保持基底基板用圆片40的多个基底基板用圆片保持孔76b。载体76，其厚度比基底基板用圆片40的厚度更薄，以基底基板用圆片40从载体76的上下突出的方式保持基底基板用圆片40的侧面。另外，在载体76的外周，以一定的间距铅垂且以圆环状配设齿76a。而且，载体76不固定，构成为通过载体76的齿76a与旋转的中心齿轮74及内齿轮75的齿74a、75a啮合从而载体76自转并公转。研磨剂流入单元78具备未图示的容纳部,容纳研磨剂77,具备搅拌的马达；以及未图示的泵，输送容纳部内的研磨剂77，使研磨剂77从在上平台52设有的8处左右的流入口 78a流入基底基板用圆片40的上下表面。另外,研磨剂流入单元78具备回收从下平台73向外部流出的研磨剂77的研磨剂回收部81，成为将所回收的研磨剂77能够再次向流入口 78a输送的结构。在研磨基底基板用圆片40的玻璃面40a的工序中，将研磨剂77从流入口 78a流入基底基板用圆片40上下表面的流量设定为10L/min左右。研磨剂77 —般使用用于玻璃面的研磨的氧化铈等。
在基底基板用圆片40的玻璃面40a的研磨方法中，首先，将除去了基座部36的基底基板用圆片40设置于载体76的基底基板用圆片保持孔76b。然后，使研磨剂77供给至基底基板用圆片40的上下表面，并且分别使上平台72、下平台73及中心齿轮74、内齿轮75旋转，使保持基底基板用圆片40的载体76也自转并公转。然后，由贴在上平台72及下平台73的研磨垫79、80研磨由载体76保持的基底基板用圆片40的玻璃面40a。此时，沿从上平台72至下平台73的方向施加100 500g/cm2的压力而进行研磨。接着，进行研磨从基底基板用圆片40突出的芯材部31的工序(S18)。
·
与上述的金属销37的基座部36的研磨方法同样地，该芯材部31的研磨由单面研磨装置51每个单面地研磨。此时，不使用在基座部36的研磨中使用的伪基板57，而是使芯材部31和下平台53接触而进行研磨。这样，每个单面地进行芯材部31的研磨，由此，能够使上下的研磨量均等。另外，芯材部31的研磨也可以不在两面进行，仅在后续成为空腔C侧的面进行。而且，在研磨芯材部31突出的部分之后，如图12(e)至图12(f)所示，基底基板用圆片40的玻璃面40a和贯通电极8、9的表面成为大致共面的状态。这样地，在基底基板用圆片40形成贯通电极8、9。接着，进行在基底基板用圆片40的上表面构图导电性材料而形成接合膜的接合膜形成工序(S19)，并且，进行迂回电极形成工序(S20)。这样地，基底基板用圆片40的制作工序结束。(盖基板用圆片作成工序)接着，在与基底基板2的制作同时或前后的时刻，进行盖基板用圆片制作工序(S30)，将后续成为盖基板3的盖基板用圆片50制作至即将进行阳极接合之前的状态。在制作盖基板3的工序中，首先，形成后续成为盖基板3的圆板状的盖基板用圆片。具体而言，在将碱石灰玻璃研磨加工至既定厚度并清洗之后，通过蚀刻等除去最表面的加工变质层(S31)。接着，通过蚀刻或按压加工等在盖基板用圆片形成空腔C用的凹部3a (S32)。接着，为了确保与后述的基底基板用圆片40之间的气密性，进行至少研磨成为与基底基板用圆片40的接合面的盖基板用圆片50的第I面50a侧的研磨工序(S33)，对第I面50a进行镜面加工。接着，进行接合材形成工序(S34)，在盖基板用圆片50的第I面50a整体(与基底基板用圆片40的接合面及凹部3a的内面)形成接合材23。这样，通过将接合材23形成于盖基板用圆片50的第I面50a整体，不需要接合材23的构图，能够降低制造成本。此外，能够通过溅射或CVD等成膜方法进行接合材23的形成。另外，由于在接合材形成工序(S34)之前研磨接合面，所以能够确保接合材23的表面的平面度，实现与基底基板用圆片40的稳定接合。
通过以上方式，盖基板用圆片作成工序(S30)结束。(组装工序)接着，将通过压电振动片作成工序(SOl)作成的压电振动片5经由金等的凸点B而装配于通过基底基板用圆片作成工序(SlO)作成的基底基板用圆片40的迂回电极27上(S50)。然后，进行叠合工序(S60)，将通过上述的各圆片作成工序作成的基底基板用圆片40及盖基板用圆片50叠合。具体而言，以未图示的基准标记等作为指标，并且将基底基板用圆片40及盖基板用圆片50对准至正确的位置。由此，所装配的压电振动片5成为收纳于由在盖基板用圆片50形成的凹部3a和 基底基板用圆片40包围的空腔C内的状态。在叠合工序(S60)之后，进行接合工序(S70)，将叠合的2块基底基板用圆片40及盖基板用圆片50放入未图示的阳极接合装置，在由未图示的保持机构夹紧圆片的外周部分的状态下，在既定温度气氛下施加既定电压而阳极接合。具体而言，将既定电压施加至接合材23与盖基板用圆片50之间。于是，在接合材23和盖基板用圆片50的界面产生电化学反应，两者分别牢固地密合而阳极接合。由此，能够将压电振动片5密封于空腔C内，能够得到接合基底基板用圆片40和盖基板用圆片50的圆片接合体60。而且，通过如本实施方式那样将盖基板用圆片50及基底基板用圆片40彼此阳极接合，与利用粘接剂等将盖基板用圆片50及基底基板用圆片40接合的情况相比，能够防止长时间劣化或冲击等所导致的偏离、圆片接合体60的翘曲等，将盖基板用圆片50及基底基板用圆片40更牢固地接合。随后，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(S80)，微调压电振动器I的频率(S90)。然后，进行切断工序(S100)，将接合的圆片接合体60沿着切断线M切断、小片化。然后，在电特性检查工序(SllO)中，测定并检查压电振动器I的谐振频率和谐振电阻值、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。另外，还一并检查绝缘电阻特性等。最后，进行压电振动器I的外观检查，最终检查尺寸或质量等。通过以上方式，压电振动器I完成。依据上述的本实施方式所涉及的研磨方法，检测与石英圆片(音叉基板)155 —起同时地被研磨的AT切割圆片156的谐振频率，基于该检测结果控制石英圆片(音叉基板)155的厚度，由此，能够高精度地且容易地将石英圆片(音叉基板)155精加工成期望厚度。而且，能够减小由各载体157的每个保持的多个石英圆片(音叉基板)155之间的厚度的偏差，并且，能够在多个载体157之间减小石英圆片(音叉基板)155的厚度的偏差。另外，将AT切割圆片156配置于载体157的中心位置，或者，在将多个圆板状的石英圆片(音叉基板)155、. . . >155配置于各载体157的情况下将AT切割圆片156配置于相邻的石英圆片(音叉基板)155、155之间，由此，在各载体157的每个中，能够提高自转及公转的旋转平衡，能够提高石英圆片(音叉基板)155的平行度。而且，通过使AT切割圆片156成为圆板状，能够提高AT切割圆片156的旋转平衡，能够提高石英圆片(音叉基板)155的厚度精度及平行度。而且，依据上述的本实施方式所涉及的压电振动片的制造方法，能够提高石英圆片(音叉基板)155的厚度精度及平行度，能够提高压电振动片5的工作可靠性。而且，依据上述的本实施方式所涉及的压电振动器1，能够提高工作可靠性。(振荡器)接着，参照图15，对本发明所涉及的振荡器的一个实施方式进行说明。
如图15所示，本实施方式的振荡器100将压电振动器I作为与集成电路101电连接的振子而构成。该振荡器100具备安装有电容器等电子部件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I。这些电子部件102、集成电路101及压电振动器I由未图示的布线图案分别电连接。此外，各构成部件由未图示的树脂模制(mould)。在这样构成的振荡器100中，将电压施加至压电振动器I时，该压电振动器I内的压电振动片5振动。利用压电振动片5所具有的压电特性将该振动转换成电信号，作为电信号输入至集成电路101。所输入的电信号由集成电路101进行各种处理，作为频率信号输出。由此，压电振动器I作为振子起作用。另外，通过按照要求选择性地设定集成电路101的构成，例如RTC(实时时钟)模块等，从而除了钟表用单功能振荡器等以外，还能够附加控制该设备或外部设备的动作日或时刻、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，由于压电振动片5由提高厚度精度及平行度的石英圆片(音叉基板)155作成，所以能够提高压电振动片5的工作可靠性，能够提高工作的可靠性而谋求高质量化。(电子设备)接着，参照图16，对本发明所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I的便携信息设备110为例进行说明。首先，本实施方式的便携信息设备110以例如便携电话为代表，发展并改良了现有技术中的手表。外观与手表类似，在相当于表盘部分配置有液晶显示器，能够在该画面上显示当iu时刻等。另外，在作为通信机利用的情况下，能从手腕摘下，由内置于带的内侧部分的扬声器及麦克风进行与现有技术的便携电话同样的通信。
然而，与现有的便携电话相比较，显著小型化且轻型化。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16所示，该便携信息设备110具备压电振动器I和用于供给电力的电源部111。电源部111由例如锂二次电池构成。在该电源部111，并联地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、进行与外部的通信的通信部114、显示各种信息的显示部115以及检测各个功能部的电压的电压检测部116。而且，由电源部111将电力供给至各功能部。
控制部112控制各功能部而进行声音数据的发送及接收、当前时刻的计测或显示等系统整体的动作控制。另外，控制部112具备预先写入有程序的ROM、读出并执行写入该ROM的程序的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I。将电压施加至压电振动器I时，压电振动片5振动，利用石英所具有的压电特性将该振动转换成电信号，作为电信号输入至振荡电路。振荡电路的输出被二值化，由寄存器电路和计数器电路计数。而且，经由接口电路与控制部112进行信号的收发，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同样的功能，具备无线部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、来电音产生部123及呼叫控制存储器部124。无线部117将声音数据等各种数据经由天线125而与基站进行收发的交换。声音处理部118将从无线部117或放大部120输入的声音信号编码及解码。放大部120将从声音处理部118或声音输入输出部121输入的信号放大至既定电平。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
曰 另外，来电音产生部123响应于来自基站的呼出而生成来电音。切换部119只有在来电时才将与声音处理部118连接的放大部120切换至来电音产生部123，由此，将在来电音产生部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124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O至9的号码键及其他键，通过按下这些号码键等，输入通话对象的电话号码等。在由电源部111对控制部112等各功能部施加的电压低于既定值的情况下，电压检测部116检测该电压下降并通知控制部112。此时的既定电压值是作为为了使通信部114稳定地进行动作所需要的最低限度的电压而预先设定的值，例如，成为3V左右。从电压检测部116接受电压下降的通知的控制部112禁止无线部117、声音处理部118、切换部119及来电音产生部123的动作。特别是，功耗大的无线部117的动作停止是必须的。而且，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的动作并将该提示显示在显示部115。该显示也可以是字符消息，但作为更直观的显示，也可以对显示于显示部115的显示面的上部的电话图标标记X(叉)记号。此外，通过具备能够选择性地截断与通信部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，依据本实施方式的便携信息设备110，由于具备工作的可靠性提高的高质量的压电振动器1，所以便携信息设备本身也同样能够稳定地确保导通性，提高工作的可靠性而谋求高质量化。(电波钟表)接着，参照图17，对本发明所涉及的电波钟表的一个实施方式进行说明。本实施方式的电波钟表130具备与滤波器部131电连接的压电振动器I，是具备接收含有钟表信息的标准的电波并自动修正成正确的时刻而显不的功能的钟表。在日本国内，在福岛县(40kHz)和佐贺县(60kHz)，有发送标准的电波的发送站(发送局)，分别发送标准电波。由于40kHz或60kHz那样的长波兼有在地表传播的性质和在电离层和地表边反射边传播的性质，所以传播范围广，由上述的2个发送站覆盖整个日本国内。以下，对电波钟表130的功能的构成详细地进行说明。天线132接收40kHz或60kHz的长波的标准电波。长波的标准电波是将被称定时码的时刻信息AM调制到40kHz或60kHz的载波而成的。所接收的长波的标准电波由放大器133放大，由具有多个压电振动器I的滤波器部131滤波并调谐。本实施方式中的压电振动器I分别具备具有与上述的载波频率相同的40kHz及60kHz的谐振频率的石英振动器部138、139。而且，滤波后的既定频率的信号由检波、整流电路134检波并解调。接着，经由波形整形电路135取出定时码，由CPU 136计数。在CPU 136中，读取当前的年或积算日、星期、时刻等的信息。将读取的信息反映于RTC 137，显示正确的时刻信息。由于载波是40kHz或60kHz，所以关于石英振动器部138、139，带有上述的音叉型的构造的振动器是合适的。此外，上述的说明以日本国内的例子示出，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。因此，在将在海外也能应对的电波钟表130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I。
如上所述，依据本实施方式的电波钟表130，由于具备工作的可靠性提高的高质量的压电振动器I，所以电波钟表本身也同样能够稳定地确保导通性，提高工作的可靠性而谋求高质量化。以上，对本发明涉及的研磨方法的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内，能进行适当变更。在上述的实施方式中，在既定时间内检测到既定次数以上的与石英圆片(音叉基板)155的期望厚度相对应的AT切割圆片156的谐振频率的情况下结束研磨，但不限于此，也可以在只检测到I次与石英圆片(音叉基板)155的期望厚度相对应的AT切割圆片156的谐振频率的情况下结束研磨。权利要求
1.ー种研磨方法，将音叉用圆片保持于上平台与下平台之间的载体，其特征在于 将厚度測定用的AT切割圆片配置于所述载体，将该AT切割圆片与所述音叉用圆片ー起研磨，检测该AT切割圆片的谐振频率，基于该检测结果控制所述音叉用圆片的厚度。
2.如权利要求I所述的研磨方法，其特征在于 在开始所述音叉用圆片的研磨之后，在既定时间内检测到既定次数以上的与所述音叉用圆片的期望厚度相对应的所述AT切割圆片的谐振频率的情况下，结束研磨。
3.如权利要求I或2所述的研磨方法，其特征在于 将至少I个所述AT切割圆片配置于所述载体的中心位置。
4.如权利要求I或2所述的研磨方法，其特征在于 在将多个所述音叉用圆片保持于所述载体的情况下，将所述AT切割圆片配置于相邻的所述音叉用圆片之间。
5.如权利要求I或2所述的研磨方法，其特征在于 所述AT切割圆片是圆板状。
6.ー种压电振动片的制造方法，用于使用光刻技术在形成有压电振动片的外形的压电板的表面形成电极，其特征在于 包括通过权利要求I或2的研磨方法研磨所述压电板的エ序。
7.—种压电振动器,其特征在于 具备通过权利要求6所述的压电振动片的制造方法制造的压电振动片。
8.一种振荡器，其特征在干 权利要求7所述的压电振动器作为振子与集成电路电连接。
9.ー种电子设备,其特征在于 权利要求7所述的压电振动器与计时部电连接。
10.ー种电波钟表，其特征在于 权利要求7所述的压电振动器与滤波器部电连接。
全文摘要
本发明的研磨方法将石英圆片(音叉基板)(155)保持于上平台(151)与下平台(152)之间的载体(157)，将厚度测定用的AT切割圆片(156)配置于载体(157)，将该AT切割圆片(156)与石英圆片(音叉基板)(155)一起研磨，检测该AT切割圆片(156)的谐振频率，基于该检测结果控制石英圆片(音叉基板)(155)的厚度。从而提高研磨时的圆片的厚度精度。
文档编号H03H3/02GK102723924SQ201210100319
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者藤平洋一 申请人:精工电子有限公司