專利名稱：封裝件的制造方法、壓電振動器、振蕩器、電子設備及電波鐘的制作方法
技術領域：
本發明涉及封裝件(package)的制造方法、壓電振動器、振蕩器、電子設備及電波鐘。
背景技術：
近年來，在便攜電話或便攜信息終端上，采用利用了水晶等作為時刻源或控制信號等的定時源、參考信號源等的壓電振動器。已知各式各樣的這種壓電振動器，但作為其中之一，眾所周知表面安裝型的壓電振動器。作為這種壓電振動器，已知以由第一基板和第二基板來上下夾住形成有壓電振動片的壓電基板的方式接合的3層構造型的壓電振動器。這時，壓電振動片被收納于形成在第一基板與第二基板之間的空腔(密閉室)內。此外，在近年，開發的并非上述的3層構造型，還開發了 2層構造型。這種類型的壓電振動器成為第一基板和第二基板直接接合而被封裝的2層構造，在兩基板之間形成的空腔內收納有壓電振動片。該被封裝的2層構造型的壓電振動器與3層構造的壓電振動器相比在能實現薄型化等的方面優越，因而適于使用。作為這種2層構造型的壓電振動器之一， 眾所周知通過形成在基底基板的貫通電極，使被封入到空腔的內側的壓電振動片和形成在基底基板的外側的外部電極導通的壓電振動器(例如，參照專利文獻1及專利文獻2)。專利文獻1 日本特開2002-1M845號公報專利文獻2 日本特開2006-279872號公報可是，在上述2層構造型的壓電振動器中，貫通電極承擔使壓電振動片和外部電極導通，并且堵塞貫通孔而維持空腔內的氣密這兩大作用。特別是，擔心在貫通電極和貫通孔的密合不充分時，空腔內的氣密有會受損。為了消除這種不良情況，也需要以牢固地密合到貫通孔的內周表面的狀態完全堵塞貫通孔，進而，以在表面沒有凹部等的狀態形成貫通電極。在此，在專利文獻1及專利文獻2中，記載了使用導電膏材料(Ag膏材料或Au-Sn 膏材料等)來形成貫通電極。但是，對于實際上如何形成等的具體的制造方法沒有任何記載。一般，需要在向貫通孔內填充導電膏材料之后，通過燒結來固化(硬化)。然而，如果進行燒結，則導電膏材料所包含的溶劑或分散介質(以下稱為“溶劑等”)因蒸發會消失， 因此通常，燒結后的導電膏材料的體積會比燒結前的導電膏材料的體積有所減少。因此，即便使用導電膏材料形成貫通電極，在表面也有可能發生凹部，其結果，有可能影響壓電振動片與外部電極的導通性。為了解決上述的凹部的發生導致的導通不良，考慮使用Ag或Au-Sn等的導電部件的配合比率高且溶劑等的配合比率低的導電膏材料來形成貫通電極。依據該導電膏材料， 由于燒結時的溶劑等的蒸發量較少，所以能夠抑制在貫通電極的表面產生凹部，并且能夠確保貫通電極切實導通。
但是，該導電膏材料中導電部件的配合比率高，因此其粘度也升高。因此，在向貫通孔內填充了導電膏材料時，無法使導電膏材料滲透到各個角落，有可能在導電膏材料內部以及貫通孔的內周表面與導電膏材料之間產生空隙。然后，在這樣存在空隙的狀態下進行燒結而形成貫通電極時，導電膏材料不會充分地密合，擔心會影響空腔內的氣密。此外，作為解決因產生凹部而導致的導通不良的其它方法，提出有利用導電性的鉚釘體和玻璃料形成貫通電極的方法。作為具體的貫通電極的形成方法，首先，將具有平板狀的基座部和從基座部的表面沿法線方向立設的芯材部的鉚釘體，插入貫通孔內的狀態下，在貫通孔與芯材部的間隙填充玻璃料。然后，將填充后的玻璃料燒結而使貫通孔與芯材部和玻璃料一體化，然后，研磨鉚釘體的基座部而除去，從而形成貫通電極。由此，能夠使基底基板、玻璃料及芯材部彼此共面，因此能夠抑制在貫通電極的表面產生凹部，并能確保貫通電極可靠地導通。但是，由于將鉚釘體插入貫通孔而加以配置，所以貫通孔與芯材部的間隙非常窄。 由此，玻璃料不會滲透到所述間隙的各個角落，有可能在玻璃料內部、芯材部的外周表面與玻璃料之間以及貫通孔的內周表面與玻璃料之間產生空隙。然后，在這樣存在空隙的狀態下燒結而形成貫通電極時，與用上述的導電膏材料形成貫通電極時同樣，有可能會影響空腔內的氣密。
發明內容
于是，本發明的課題是提供能夠形成維持空腔內的氣密的同時無導通不良的貫通電極的封裝件的制造方法、以及用該制造方法來制造的壓電振動器、振蕩器、電子設備及電波鐘。為了解決上述課題，本發明的封裝件的制造方法，是能夠向形成在互相接合的多個基板之間的空腔內封入電子部件的封裝件的制造方法，其中包括貫通電極形成工序，形成沿厚度方向貫通所述多個基板之中第一基板、并使所述空腔的內側與所述封裝件的外側導通的貫通電極。其特征在于，所述貫通電極形成工序包括在所述第一基板形成貫通孔的貫通孔形成工序；向所述貫通孔內填充第一膏材料后臨時干燥的第一膏材料填充工序；以及疊加到所述第一膏材料地向所述貫通孔內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。依據本發明，由于填充粘度較低的第一膏材料，能夠使第一膏材料滲透到貫通孔內部的各個角落。由此，能夠抑制在貫通電極產生空隙，所以能夠將空腔內的氣密維持在良好的狀態。但是，粘度低的第一膏材料，由于所配合的溶劑等的比率較高，所以在固化時的體積減少較大。與之相對，在本發明中，疊加到第一膏材料地填充粘度較高的第二膏材料。 與第一膏材料相比，第二膏材料的溶劑等的比率低，且固化時的體積減少較少。由此，能夠抑制在固化后貫通電極的表面產生凹部，并能形成無導通不良的貫通電極。此外，優選的是在所述第一基板的第一面側中所述貫通孔的第一開口部的孔徑， 形成為大于所述第一基板的第二面側中所述貫通孔的第二開口部的孔徑，從所述第一開口部向所述貫通孔內填充所述第一膏材料及所述第二膏材料。依據本發明，由于從孔徑大的第一開口部填充第一膏材料及第二膏材料，所以能夠容易將第一膏材料及第二膏材料填充到貫通孔的內部。此外，由于孔徑從第一面側起朝著第二面側而減小，所以難以將膏材料填充到貫通孔內部的各個角落。與之相對，依據本發明，由于填充粘度較低的第一膏材料，所以能夠使第一膏材料滲透到貫通孔內部的各個角落。由此，能夠抑制在貫通電極產生空隙，因此能夠將空腔內的氣密維持在良好的狀態。此外，優選的是所述貫通電極形成工序，在所述第一膏材料填充工序之前，具有鉚釘體配置工序，向所述貫通孔內插入具有平板狀的基座部和從所述基座部的表面沿法線方向立設的芯材部的導電性的鉚釘體的所述芯材部。依據本發明，由于在貫通孔內配置有導電性的鉚釘體的芯材部，所以能夠可靠地確保貫通電極的導通。但是，因將芯材部插入貫通孔內而貫通孔與芯材部的間隙會變窄， 向所述間隙填充膏材料變得困難。與之相對，依據本發明，向貫通孔內配置芯材部之后，填充粘度較低的第一膏材料，因此能夠使第一膏材料滲透到貫通孔和芯材部的間隙的各個角落。由此，能夠抑制在貫通電極產生空隙，所以能夠將空腔內的氣密維持在良好的狀態。此外，本發明的壓電振動器，其特征在于，在用上述封裝件的制造方法來制造的所述封裝件的所述空腔的內部，作為所述電子部件封入有壓電振動片。依據本發明，由于在用維持空腔內的氣密的同時能確保貫通電極可靠地導通的制造方法來制造的封裝件的內部封入壓電振動器，所以能夠提供性能良好且可靠性優異的壓電振動器。本發明的振蕩器，其特征在于，使上述壓電振動器作為振子電連接到集成電路。本發明的電子設備，其特征在于，使上述壓電振動器電連接到計時部。本發明的電波鐘，其特征在于，使上述壓電振動器電連接到濾波部。依據本發明的振蕩器、電子設備及電波鐘，由于具備用維持空腔內的氣密的同時能確保貫通電極可靠地導通的制造方法來制造的壓電振動器，所以能夠提供性能良好且可靠性優異的振蕩器、電子設備及電波鐘。(發明效果)依據本發明，由于填充粘度較低的第一膏材料，所以能夠使第一膏材料滲透到貫通孔內部的各個角落。由此，能夠抑制在貫通電極產生空隙，所以能夠將空腔內的氣密維持在良好的狀態。但是，粘度較低的第一膏材料，由于所配合的溶劑等的比率較高，所以固化時的體積減少較大。與之相對，在本發明中，疊加到第一膏材料地填充粘度較高的第二膏材料，但與第一膏材料相比，第二膏材料的溶劑等的比率較低，且固化時的體積減少較少。由此，能夠抑制在固化后貫通電極的表面產生凹部，并能形成無導通不良的貫通電極。
圖1是表示第一實施方式的壓電振動器的外觀立體圖。圖2是圖1所示的壓電振動器的內部結構圖，并且是拆下蓋基板的狀態的平面圖。
圖3是圖2的A-A線上的剖視圖。圖4是圖1所示的壓電振動器的分解立體圖。圖5是壓電振動片的平面圖。圖6是壓電振動片的仰視圖。圖7是圖5的B-B線上的剖視圖。圖8是壓電振動器的制造方法的流程圖。
圖9是圓片體的分解立體圖。圖10是貫通孔的說明圖。圖11是鉚釘體的說明圖，其中圖11(a)是立體圖，圖11(b)是圖11(a)的C-C線上的剖視圖。圖12是鉚釘體配置工序的說明圖，其中圖12(a)是配置過程中的說明圖，圖12(b) 是配置后的說明圖。圖13是第一膏材料填充工序S35A的說明圖，其中圖13(a)是第一膏材料填充時的說明圖，圖13(b)是臨時干燥后的說明圖。圖14是第二膏材料填充工序S35B的說明圖，其中圖14(a)是第二膏材料填充時的說明圖，圖14(b)是臨時干燥后的說明圖。圖15是表示振蕩器的一實施方式的結構圖。圖16是表示電子設備的一實施方式的結構圖。圖17是表示電波鐘的一實施方式的結構圖。
具體實施例方式(壓電振動器)以下，參照附圖，對本發明的實施方式的壓電振動器進行說明。此外，下面，設第一基板為基底基板、接合到基底基板的基板為蓋基板后進行說明。而且，設封裝件(壓電振動器)中基底基板的外側的面為第一面L、其相反面的與蓋基板的接合面為第二面U后進行說明。圖1是本實施方式的壓電振動器的外觀立體圖。圖2是壓電振動器的內部結構圖，并且是拆下蓋基板的狀態的平面圖。
圖3是圖2的A-A線上的剖視圖。圖4是圖1所示的壓電振動器的分解立體圖。此外，在圖4中，為了方便圖示而省略了后述的激振電極15、引出電極19、20、裝配電極16、17及重錘金屬膜21的圖示。如圖1至圖4所示，本實施方式的壓電振動器1是具備封裝件9和被收納于封裝件9的空腔C的壓電振動片4的表面安裝型的壓電振動器1，該封裝件9中基底基板2及蓋基板3通過接合膜35而被陽極接合。(壓電振動片)圖5是壓電振動片的平面圖。圖6是壓電振動片的仰視圖。圖7是圖5的B-B線上的剖視圖。如圖5至圖7所示，壓電振動片4是由水晶、鉭酸鋰或鈮酸鋰等的壓電材料形成的音叉型振動片，在被施加既定電壓時振動。該壓電振動片4包括平行配置的一對振動腕部10、11 ；將所述一對振動腕部10、11的基端側固定成一體的基部12 ；以及在一對振動腕部10、11的兩主表面上形成的溝部18。該溝部18沿著該振動腕部10、11的長邊方向從振動腕部10、11的基端側形成到大致中間附近。該壓電振動片4具有形成在一對振動腕部10、11的外表面上并使一對振動腕部IOUl振動的由第一激振電極13和第二激振電極14構成的激振電極15 ；以及與第一激振電極13及第二激振電極14電連接的裝配電極16、17。激振電極15、裝配電極16、17及引出電極19、20，通過覆蓋例如鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋁(Al)或鈦(Ti)等的導電材料的膜來形成。激振電極15是使一對振動腕部10、11在互相接近或分間的方向以既定的諧振頻率振動的電極。構成激振電極15的第一激振電極13及第二激振電極14分別在一對振動腕部10、11的外表面以電性切斷的狀態構圖而形成。具體而言，第一激振電極13主要形成在一個振動腕部10的溝部18上和另一振動腕部11的兩側面上，第二激振電極14主要形成在一個振動腕部10的兩側面上和另一振動腕部11的溝部18上。此外，第一激振電極13 及第二激振電極14在基部12的兩主表面上，分別經由引出電極19、20而與裝配電極16、17 電連接。此外，在一對振動腕部10、11的前端部，覆蓋有重錘金屬膜21，該重錘金屬膜21用于進行調整(頻率調整)，以使本身的振動狀態在既定頻率的范圍內振動。此外，該重錘金屬膜21分為對頻率進行粗調時使用的粗調膜21a和微調時使用的微調膜21b。通過利用該粗調膜21a及微調膜21b進行頻率調整，能夠將一對振動腕部10、11的頻率收縮在器件的標稱頻率的范圍內。(封裝件)如圖1、圖3及圖4所示，蓋基板3是由玻璃材料例如堿石灰玻璃構成的能陽極接合的基板，大致形成為板狀。在蓋基板3中與基底基板2的接合面一側，形成有收納壓電振動片4的空腔C用的凹部3a。在蓋基板3中與基底基板2的整個接合面一側，形成有陽極接合用的接合膜35。 即，接合膜35除了凹部3a的整個內表面以外，還形成在凹部3a周圍的周邊區域。本實施方式的接合膜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，該接合膜 35和基底基板2被陽極接合，并且空腔C被真空密封。基底基板2是由玻璃材料例如堿石灰玻璃構成的基板，如圖1至圖4所示，以與蓋基板3相等的外形大致形成為板狀。在該基底基板2，形成有沿厚度方向貫通基底基板2的一對貫通孔30、31和貫通電極 32、33。如圖2及圖3所示，貫通孔30、31形成為在形成了壓電振動器1時被收納于空腔C 內。更詳細地說，本實施方式的貫通孔30、31，在與后述的裝配工序中安裝的壓電振動片4 的基部12—側對應的位置形成一個貫通孔30，在與振動腕部10、11的前端側對應的位置形成另一貫通孔31。如圖3所示，在本實施方式中，第一面L側的開口部形成為大于第二面U 側的開口部，并且形成為包含貫通孔30、31的中心軸0的截面形狀為錐狀(taper)。此外， 與貫通孔30、31的中心軸0垂直的方向的截面形狀，形成為圓形狀。如圖3所示，貫通電極32、33是由配置在貫通孔30、31的內部的筒體6及鉚釘體的芯材部7b形成的部件。在本實施方式中，筒體6是由后述的玻璃料構成的第一膏材料及第二膏材料燒結而成的部件。具體而言，筒體6的小徑側(第二面U側)是第一膏材料被燒結而形成，大徑側(第一面L側)是第二膏材料被燒結而形成。筒體6形成為兩端平坦且厚度與基底基板 2大致相同。然后，在筒體6的中心，以貫通筒體6的方式配置有芯材部7b。通過研磨后述的鉚釘體的基座部而形成芯材部7b。然后，筒體6被牢固地固接到芯材部7b及貫通孔30、 31。筒體6及芯材部7b完全堵塞貫通孔30、31而維持空腔C內的氣密，并且承擔使后述的迂回電極36、37和外部電極38、39導通的作用。如圖2至圖4所示，在基底基板2的第二面U側，構圖有一對迂回電極36、37。在一對迂回電極36、37之中，一個迂回電極36形成為位于一個貫通電極32的正上方。此外， 另一迂回電極37形成為從鄰接于一個迂回電極36的位置沿著振動腕部10、11迂回到所述振動腕部10、11的前端側之后，位于另一貫通電極33的正上方。然后，在這些一對迂回電極36、37上分別形成有凸點(bump)B，利用所述凸點B，安裝壓電振動片4的一對裝配電極。由此，壓電振動片4的一個裝配電極16經由一個迂回電極36而與一個貫通電極32導通，另一裝配電極17經由另一迂回電極37而與另一貫通電極33導通。此外，如圖1、圖3及圖4所示，在基底基板2的第一面L形成有一對外部電極38、 39。一對外部電極38、39形成在基底基板2的長邊方向的兩端部，分別對一對貫通電極32、 33電連接。在使這樣構成的壓電振動器1動作時，對形成在基底基板2的外部電極38、39施加既定的驅動電壓。由此，能夠對壓電振動片4的由第一激振電極13及第二激振電極14 構成的激振電極15施加電壓，因此能夠使一對振動腕部10、11在接近/分離的方向上以既定頻率振動。再者，利用該一對振動腕部10、11的振動，能夠用作時刻源、控制信號的定時源或參考信號源等。(壓電振動器的制造方法)接著，參照流程圖，對上述壓電振動器的制造方法進行說明。圖8是本實施方式的壓電振動器的制造方法的流程圖。圖9是圓片體的分解立體圖。此外，圖9所示的虛線示出在后面進行的切斷工序中切斷的切斷線M。本實施方式的壓電振動器的制造方法，主要包括壓電振動片制作工序S10、蓋基板用圓片制作工序S20、基底基板用圓片制作工序S30、和組裝工序(S50以后)。其中，壓電振動片制作工序S 10、蓋基板用圓片制作工序S20及基底基板用圓片制作工序S30能夠并行實施。此外，封裝件的制造方法至少包括蓋基板用圓片制作工序S20、基底基板用圓片制作工序S30、和組裝工序中接合工序S70。(壓電振動片制作工序)在壓電振動片制作工序SlO中，制作圖5到圖7所示的壓電振動片4。具體而言， 首先將未加工的朗伯(Lambert)水晶以既定角度切片而做成固定厚度的圓片。接著，研磨 (lapping)該圓片而進行粗加工后，利用蝕刻來除去加工變質層，其后進行拋光(polish) 等的鏡面研磨加工，做成既定厚度的圓片。接著，對圓片進行清洗等的適當的處理后，利用光刻技術，以壓電振動片4的外形形狀對該圓片進行構圖，并且進行金屬膜的成膜及構圖， 形成激振電極15、引出電極19、20、裝配電極16、17及重錘金屬膜21。由此，能夠制作出多個壓電振動片4。接著，進行壓電振動片4的諧振頻率的粗調。這是通過對重錘金屬膜21 的粗調膜21a照射激光使一部分蒸發，從而改變振動腕部10、11的重量來進行的。
(蓋基板用圓片制作工序)如圖9所示，在蓋基板用圓片制作工序S20中，制作后面成為蓋基板的蓋基板用圓片50。首先，將由堿石灰玻璃構成的圓板狀的蓋基板用圓片50研磨加工至既定厚度并加以清洗之后，利用蝕刻等來除去最表面的加工變質層(S21)。接著，在凹部形成工序S22中， 在蓋基板用圓片50中與基底基板用圓片40的接合面，形成多個空腔用的凹部3a。凹部3a 的形成是通過加熱沖壓成形或蝕刻加工等來進行的。接著，在接合面研磨工序S23中，研磨與基底基板用圓片40的接合面。接著，在接合膜形成工序S24中，在與基底基板用圓片40的接合面形成圖1、圖2 及圖4所示的接合膜35。接合膜35除了與基底基板用圓片40的接合面以外，在凹部3a的整個內表面形成也可。由此，無需進行接合膜35的構圖，能夠減少制造成本。接合膜35的形成是通過濺鍍或CVD等的成膜方法來進行的。此外，由于在接合膜形成工序SM之前進行接合面研磨工序S23，所以能確保接合膜35的表面的平面度，并能實現與基底基板用圓片40的穩定的接合。(基底基板用圓片制作工序)在基底基板用圓片制作工序S30中，如圖9所示，制作在后面成為基底基板的基底基板用圓片40。首先，將由堿石灰玻璃構成的圓板狀的基底基板用圓片40，研磨加工至既定厚度并加以清洗之后，利用蝕刻等來除去最表面的加工變質層(S31)。(貫通電極形成工序)接著，進行在基底基板用圓片40形成一對貫通電極32、33的貫通電極形成工序 S30A。以下，對該貫通電極形成工序S30A進行詳細說明。此外，以下以貫通電極32的形成工序為例進行說明，但對于貫通電極33的形成工序而言也同樣。貫通電極形成工序S30A包括在基底基板用圓片40形成用于配置貫通電極32的凹部的貫通孔形成工序S32 ；以及向貫通孔內插入鉚釘體的鉚釘體配置工序S33。此外，包括在貫通孔與芯材部的間隙填充膏材料的膏材料填充工序S35 ；以及將膏材料燒結而使之固化的燒結工序S37。而且，具有研磨工序S39，研磨基底基板用圓片的第二面U而除去基座部，并且研磨第一面L而使芯材部露出。(貫通孔形成工序)圖10是貫通孔的說明圖。圖11是鉚釘體的說明圖，其中圖11(a)是立體圖，圖11(b)是圖11(a)的C-C線上的剖視圖。貫通電極形成工序S30A中，進行在基底基板用圓片40形成用于配置貫通電極 32(參照圖3)的貫通孔30的貫通孔形成工序S32。在本實施方式中，如圖10所示，用壓力加工成形貫通孔30，以使開口部的外形從基底基板用圓片40的第一面L起到第二面U變小。作為具體的貫通孔形成工序S32，首先，將壓模一邊加熱一邊按壓到基底基板用圓片40的第一面L。在此，利用形成在壓模的截圓錐狀的凸部，在基底基板用圓片40形成擂杵狀的凹部。其后，研磨基底基板用圓片40的第二面U而除去凹部的底面，從而形成具有錐狀的內表面的貫通孔30。在本實施方式中，形成為在與中心軸0垂直的方向的截面中，貫通孔30的形狀成為圓形狀，但是，通過變更壓模的凸部的形狀，例如截面形狀矩形狀，也能形成。(鉚釘體配置工序)接著，進行向貫通孔內插入鉚釘體的鉚釘體配置工序S33。圖11是鉚釘體7的說明圖，其中圖11(a)是立體圖，圖11(b)是圖11(a)的C-C 線上的剖視圖。圖12是鉚釘體配置工序的說明圖，其中圖12(a)是配置過程中的說明圖，圖12(b) 是配置后的說明圖。圖11所示的鉚釘體7是用不銹鋼或銀(Ag)、Ni合金、Al等的金屬材料形成的導電性的部件，特別是，優選由含有58重量％的鐵0^)、42重量％的附的合金(42合金 (alloy))形成。在形成鉚釘體7時，首先，切斷直徑與芯材部7b大致相同的棒狀部件。然后，利用壓力加工或鍛造來成形棒狀部件的一端側而形成基座部7a，并且切斷另一端側而形成芯材部7b。在本實施方式中，基座部7a大致形成為圓盤狀。這樣，形成具有基座部7a及芯材部 7b的鉚釘體7。基座部7a的平面圖中的外形大于芯材部7b的平面圖中的外形，并且形成為大于第二開口部30U的平面圖中的外形。然后，在后述的鉚釘體配置工序中，以使基座部7a抵接到基底基板用圓片40的第二面U的狀態配置鉚釘體7。如圖12所示，在鉚釘體配置工序S33中，向貫通孔30內配置鉚釘體7的芯材部 7b。具體而言，以使芯材部7b的中心軸與貫通孔30的中心軸0大致一致的方式將鉚釘體 7從基底基板用圓片40的第二開口部30U插入，在貫通孔30的內部配置芯材部7b。在本實施方式的鉚釘體配置工序S33中，在后述的膏材料填充工序S35中，為了能夠從大徑的第一開口部30L填充膏材料，從小徑的第二開口部30U插入芯材部7b，用基座部7a堵塞第二開口部30U。此外，在鉚釘體配置工序S33之后，例如將紙帶的層壓材料70粘貼到第二面U — 側。由此，能夠防止在下面描述的膏材料填充工序中的鉚釘體7的脫落及膏材料的泄漏。然后，將基底基板用圓片40表背反轉，使第一面L側成為上表面，進行下面描述的膏材料填充工序。(膏材料填充工序)圖13是膏材料填充工序S35之中，第一膏材料填充工序S35A的說明圖，其中圖 13(a)是第一膏材料填充時的說明圖，圖13(b)是臨時干燥后的說明圖。圖14是膏材料填充工序S35之中，第二膏材料填充工序S35B的說明圖，其中圖 14(a)是第二膏材料填充時的說明圖，圖14(b)是臨時干燥后的說明圖。接著，進行在貫通孔30與鉚釘體7的芯材部7b之間填充第一膏材料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包括向貫通孔30內填充第一膏材料61的第一膏材料填充工序S35A ；以及在臨時干燥第一膏材料61之后，疊加在第一膏材料61地向貫通孔30內填充第二膏材料63的第二膏材料填充工序S35B。在本實施方式中，第一膏材料61及第二膏材料63是主要由粉末狀的玻璃和作為溶劑的有機溶劑構成的膏狀的玻璃料。第一膏材料61及第二膏材料63的粘度由玻璃和有機溶劑的配合比率來決定。具體而言，能夠通過提高玻璃的配合比率并降低有機溶劑的配合比率來提高粘度，并且能夠通過降低玻璃的配合比率并提高有機溶劑的配合比率來降低粘度。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的有機溶劑的配合比率高于第二膏材料63的玻璃的配合比率。具體的粘度，第一膏材料61為20 · s以上且401 · s以下，第二膏材料63為301 · s以上且IOOPa · s以下。然后，適宜選擇各膏材料的粘度，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，進行在貫通孔30內填充所述的第一膏材料61的第一膏材料填充工序S35A。在本實施方式中，在減壓氣氛下，向貫通孔30內填充第一膏材料61。下面對第一膏材料填充工序S35A進行詳細說明。首先，維持在減壓氣氛下的真空網版印刷機的腔室(均未圖示)內，輸送并設置基底基板用圓片40。接著，如圖13(a)所示，從基底基板用圓片40的第一面L側起涂敷第一膏材料61。從第一面L側起涂敷第一膏材料61的原因在于，第一面L側的第一開口部30L 的外形形成為比第二面U側的第二開口部30U的外形大，能夠容易向貫通孔30內填充第一膏材料61。這時，將腔室內減壓至Itorr左右，因此第一膏材料61被脫氣，除去第一膏材料 61所包含的氣泡。接著，如圖13(a)所示，使刮板65的前端抵接到基底基板用圓片40的第一面L， 并且使刮板65沿著第一面L移動。由此，因刮板65的前端而第一膏材料61被在貫通孔 30內沖走的方式流動，第一膏材料61被填充到貫通孔30內。在此，第一膏材料61的粘度例如被設定為低至20 · s左右。因此，由于第一膏材料61的流動性良好，能夠使第一膏材料61滲透到貫通孔30和芯材部7b的間隙的各個角落，并且能夠抑制在貫通電極產生空隙。此外，鉚釘體7的基座部7a抵接到基底基板用圓片40的第二面U。由此，第一膏材料 61不會從基底基板用圓片40的第二面U側泄漏，能夠從第一面L側填充第一膏材料61。然后，將第一膏材料61臨時干燥。例如，將基底基板用圓片40輸送到恒溫槽內之后，在85°C左右的氣氛下保持30分鐘左右。由此，如圖13(b)所示，第一膏材料61所含有的有機溶劑蒸發，并且第一膏材料61的體積減少。此外，由于在第一膏材料61配合的有機溶劑的配合比率較高，所以因臨時干燥而有機溶劑蒸發時，第一膏材料61的體積顯著減少。然后，在臨時干燥之后，除去了附著到基底基板用圓片40的第一面L的、多余的第一膏材料61的殘渣的時刻，結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，接著，進行疊加到干燥后的第一膏材料61地向貫通孔 30內填充第二膏材料63的第二膏材料填充工序S35B。如圖14(a)所示，與第一膏材料填充工序S35A同樣地，在減壓氣氛下，利用刮板65向貫通孔30內填充第二膏材料63。在此，第二膏材料63的粘度例如被設定為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，且流動性比第一膏材料61差。但是，通過上述的第一膏材料填充工序S35A，使第一膏材料61滲透到小徑的第二開口部30U附近的貫通孔30和芯材部7b的間隙的各個角落地填充。因此，在第二膏材料填充工序S35B中，在大徑的第一開口部30L附近的貫通孔30與芯材部7b的較寬的間隙填充第二膏材料63即可。因而，即便
11第二膏材料63的粘度較高，也能將第二膏材料63填充到貫通孔30與芯材部7b的間隙的各個角落。然后，與第一膏材料填充工序S35A同樣地，在85°C左右的氣氛下放置30分鐘左右而使第二膏材料63臨時干燥。此外，由于在第二膏材料63中配合的有機溶劑的配合比率較低，即便因臨時干燥而有機溶劑蒸發，第二膏材料63的體積也幾乎不會減少。然后，在臨時干燥之后，除去附著到基底基板用圓片40的第一面L的多余的第二膏材料63的殘渣的時刻，結束第二膏材料填充工序S35B。(燒結工序)接著，進行將填充到貫通孔30的第一膏材料61和第二膏材料63燒結的燒結工序 S37。例如，將基底基板用圓片40輸送到燒結爐之后，在610°C左右的氣氛下保持30分鐘左右。由此，第一膏材料61和第二膏材料63固化，且貫通孔30、第一膏材料61、第二膏材料 63及鉚釘體7互相固接，從而能形成貫通電極32。此外，與上述臨時干燥時同樣地，在燒結工序S37中有機溶劑也會蒸發，因此第一膏材料61及第二膏材料63的體積減少。但是，第二膏材料63中，所配合的有機溶劑的比率較低，因此燒結時的體積的減少較少。而且，因臨時干燥而第一膏材料61及第二膏材料 63所包含的有機溶劑已一定程度蒸發，因此第一膏材料61及第二膏材料63的體積的減少較少。由此，在燒結后在貫通電極的表面不會產生較大的凹部。(研磨工序)接著，進行將基底基板用圓片40的第一面L和第二面U研磨的研磨工序S39。通過研磨第一面L，能夠使第一面L成為平坦面，并且使芯材部7b的前端露出。此外，通過研磨第二面U,能夠除去基座部7a，并且使芯材部7b留在筒體6的內部。其結果，能夠使基底基板用圓片40的表面與鉚釘體7的兩端成為大致共面的狀態，并且能夠得到多個圖3所示的一對貫通電極32。此外，在進行了研磨工序S39的時刻，結束貫通電極形成工序S30A。接著，回到圖9，進行形成多個與貫通電極分別電連接的迂回電極36、37的迂回電極形成工序S40。然后，在迂回電極36、37上，形成分別由金等構成的細尖形狀的凸點。此外，在圖9中為了方便圖示而省略了凸點的圖示。在該時刻結束基底基板用圓片制作工序 S30。(裝配工序S50以后的壓電振動器組裝工序)接著，進行在基底基板用圓片40的迂回電極36、37上經由凸點B而接合壓電振動片4的裝配工序S50。具體而言，將壓電振動片4的基部12承載于凸點B上，并將凸點B加熱至既定溫度，并且在使壓電振動片4壓上凸點B。由此，如圖3所示，以使壓電振動片4的振動腕部10、11從基底基板用圓片40的第二面U浮起的狀態，將基部12機械固接到凸點 B。此外，裝配電極16、17和迂回電極36、37成為電連接的狀態。在結束壓電振動片4的安裝之后，如圖9所示，進行對于基底基板用圓片40疊合蓋基板用圓片50的疊合工序S60。具體而言，以未圖示的基準標記等為標志，將兩圓片40、 50對準到正確位置。由此，被安裝到基底基板用圓片40的壓電振動片4成為被收納于由蓋基板用圓片50的凹部3a和基底基板用圓片40圍起的空腔C內的狀態。在疊合工序后S60之后，進行接合工序S70，在該工序中將疊合后的兩圓片40、50 置于未圖示的陽極接合裝置，在既定的溫度氣氛下施加既定電壓而進行陽極接合。具體而言，在接合膜35與基底基板用圓片40之間施加既定電壓。這樣，在接合膜35與基底基板用圓片40的界面產生電化學反應，使兩者分別牢固地密合而被陽極接合。由此，能夠將壓電振動片4密封于空腔C內，能夠得到接合了基底基板用圓片40與蓋基板用圓片50的、圖 9所示的圓片體60。此外，在圖9中為了方便起見，示出將圓片體60分解后的狀態，并從蓋基板用圓片50省略了接合膜35的圖示。接著，進行在基底基板用圓片40的第一面L對導電材料進行構圖，并且形成多個與一對貫通電極32、33分別電連接的一對外部電極38、39 (參照圖幻的外部電極形成工序 S80o通過該工序，壓電振動片4經由貫通電極32、33而與外部電極38、39導通。接著，在圓片體60的狀態下，進行將密封于空腔C內的各個壓電振動器的頻率微調而使之落入既定范圍內的微調工序S90。具體而言，從圖4所示的外部電極38、39持續施加既定電壓，一邊使壓電振動片4振動一邊測量頻率。在該狀態下，從基底基板用圓片40 的外部照射激光，使圖5及圖6所示的重錘金屬膜21的微調膜21b蒸發。由此，一對振動腕部10、11的前端側的重量減少，所以壓電振動片4的頻率上升。由此，能夠通過微調壓電振動器的頻率，使之落入標稱頻率的范圍內。在結束頻率的微調之后，進行將已接合的圓片體60沿著圖9所示的切斷線M進行切斷的切斷工序S100。具體而言，首先在圓片體60的基底基板用圓片40的表面粘貼UV膠帶。接著，從蓋基板用圓片50 —側沿著切斷線M照射激光(劃片)。接著，從UV膠帶的表面沿著切斷線M推上切斷刀，將圓片體60劈裂(斷開)。然后，照射UV并剝離UV膠帶。由此，能夠將圓片體60分離成多個壓電振動器。再者，通過這以外的切片等的方法，切斷圓片體60也可。此外，進行切斷工序SlOO而成為各個壓電振動器之后，進行微調工序S90的工序順序也可。但是，如上所述，通過先進行微調工序S90，能夠在圓片體60的狀態下進行微調， 因此能夠更加有效率地微調多個壓電振動器。因而，能夠謀求提高生產量，因此是優選的。然后，進行內部的電特性檢查(SllO)。即，測定壓電振動片4的諧振頻率、諧振電阻值、驅動電平特性(諧振頻率及諧振電阻值的激振電力相關性)等并加以核對。此外，一并核對絕緣電阻特性等。然后，最后進行壓電振動器的外觀檢查，對尺寸或質量等進行最終核對。由此結束壓電振動器的制造。依據本實施方式，如圖14所示，由于填充粘度較低的第一膏材料61，所以能夠使第一膏材料61滲透到貫通孔30、31內部的各個角落。由此，能夠抑制在貫通電極產生空隙， 因此能夠將空腔內的氣密維持在良好的狀態。但是，粘度較低的第一膏材料61，由于所配合的溶劑等的比率較高，所以在固化時體積的減少較大。與之相對，依據本實施方式，疊加到第一膏材料61地填充粘度較高的第二膏材料63，與第一膏材料61相比，第二膏材料63的所配合的有機溶劑的比率低，且燒結時的體積減少較少。由此，能夠抑制在燒結后貫通電極的表面產生凹部，并且能夠形成無導通不良的貫通電極。(振蕩器)接著，參照圖15，對本發明的振蕩器的一實施方式進行說明。本實施方式的振蕩器110如圖15所示，將壓電振動器1構成為電連接至集成電路 111的振子。該振蕩器Iio具備安裝了電容器等的電子元器件112的基板113。在基板113 安裝有振蕩器用的上述集成電路111，在該集成電路111的附近安裝有壓電振動器1的壓電振動片。這些電子元器件112、集成電路111及壓電振動器1通過未圖示的布線圖案分別電連接。此外，各構成部件通過未圖示的樹脂來模制(mould)。在這樣構成的振蕩器110中，對壓電振動器1施加電壓時，壓電振動器1內的壓電振動片振動。通過壓電振動片所具有的壓電特性，將該振動轉換為電信號，以電信號方式輸入至集成電路111。通過集成電路111對輸入的電信號進行各種處理，以頻率信號的方式輸出。從而，壓電振動器1作為振子起作用。此外，根據需求有選擇地設定集成電路111的結構，例如RTC(實時時鐘)模塊等， 除了鐘表用單功能振蕩器等之外，還能夠附加控制該設備或外部設備的工作日期或時刻或者提供時刻或日歷等的功能。依據本實施方式的振蕩器110，由于具備用維持空腔內的氣密的同時能確保貫通電極可靠地導通的制造方法來制造的壓電振動器1，所以能夠提供性能良好且可靠性優異的振蕩器110。(電子設備)接著，參照圖16，就本發明的電子設備的一實施方式進行說明。此外作為電子設備，舉例說明了具有上述壓電振動器1的便攜信息設備120。最初本實施方式的便攜信息設備120例如以便攜電話為代表，發展并改良現有技術中的手表。外觀類似于手表，在相當于文字盤的部分配有液晶顯示器，能夠在該畫面上顯示當前的時刻等。此外，在作為通信機而利用的情況下，從手腕取下，通過內置于表帶的內側部分的揚聲器和麥克風而能夠進行與現有技術的便攜電話相同的通信。然而，與現有的便攜電話相比較，明顯小型化且輕型化。下面，對本實施方式的便攜信息設備120的結構進行說明。如圖16所示，該便攜信息設備120具備壓電振動器1和供電用的電源部121。電源部121例如由鋰二次電池構成。進行各種控制的控制部122、進行時刻等的計數的計時部123、與外部進行通信的通信部124、顯示各種信息的顯示部125、和檢測各功能部的電壓的電壓檢測部126與該電源部 121并聯連接。而且，通過電源部121來對各功能部供電。控制部122控制各功能部，進行聲音數據的發送及接收、當前時刻的測量、顯示等的整個系統的動作控制。此外，控制部122具備預先寫入程序的ROM、讀取寫入到該ROM的程序并執行的CPU、和作為該CPU的工作區使用的RAM等。計時部123具備內置了振蕩電路、寄存器電路、計數器電路及接口電路等的集成電路和壓電振動器1。對壓電振動器1施加電壓時壓電振動片振動，通過水晶所具有的壓電特性，該振動被轉換為電信號，以電信號的方式輸入到振蕩電路。振蕩電路的輸出被二值化，通過寄存器電路和計數器電路來計數。然后，通過接口電路，與控制部122進行信號的發送與接收，在顯示部125顯示當前時刻或當前日期或者日歷信息等。通信部IM具有與現有的便攜電話相同的功能，具備無線電部127、聲音處理部 128、切換部129、放大部130、聲音輸入/輸出部131、電話號碼輸入部132、來電音發生部 133及呼叫控制存儲器部134。通過天線135，無線電部127與基站進行收發聲音數據等各種數據的交換。聲音處理部1 對從無線電部127或放大部130輸入的聲音信號進行編碼及解碼。放大部130將從聲音處理部1 或聲音輸入/輸出部131輸入的信號放大到既定電平。聲音輸入/輸出部131由揚聲器或麥克風等構成，擴大來電音或受話聲音，或者將聲音集音。
此外，來電音發生部133響應來自基站的呼叫而生成來電音。切換部1 僅在來電時，通過將連接在聲音處理部128的放大部130切換到來電音發生部133，在來電音發生部133中生成的來電音經由放大部130輸出至聲音輸入/輸出部131。此外，呼叫控制存儲器部134存放與通信的呼叫及來電控制相關的程序。此外，電話號碼輸入部132具備例如0至9的號碼鍵及其它鍵，通過按壓這些號碼鍵等，輸入通話目的地的電話號碼等。電壓檢測部126在通過電源部121對控制部122等的各功能部施加的電壓小于既定值時，檢測其電壓降后通知控制部122。這時的既定電壓值是作為使通信部IM穩定動作所需的最低限的電壓而預先設定的值，例如，3V左右。從電壓檢測部126收到電壓降的通知的控制部122禁止無線電部127、聲音處理部128、切換部1 及來電音發生部133的動作。 特別是，停止耗電較大的無線電部127的動作是必需的。而且，顯示部125顯示通信部IM 由于電池余量的不足而不能使用的提示。S卩，能夠由電壓檢測部1 和控制部122禁止通信部124的動作并在顯示部125 顯示該提示。該顯示可以是文字消息，但作為更直觀的顯示，也可以在顯示于顯示部125的顯示面的上部的電話圖標打“ X (叉)”標記。此外，通過具備能夠有選擇地截斷與通信部124的功能相關的部分的電源的電源截斷部136，能夠更加可靠地停止通信部124的功能。依據本實施方式的便攜信息設備120，由于具備用維持空腔內的氣密的同時能確保貫通電極可靠地導通的制造方法來制造的壓電振動器1，所以能夠提供性能良好且可靠性優異的便攜信息設備120。(電波鐘)接著，參照圖17，對本發明的電波鐘的一實施方式進行說明。如圖17所示，本實施方式的電波鐘140具備電連接到濾波部141的壓電振動器 1，是接收包含時鐘信息的標準電波，并具有自動修正為正確的時刻并加以顯示的功能的鐘表。在日本國內，在福島縣(40kHz)和佐賀縣(60kHz)有發送標準電波的發送站(發送局)，分別發送標準電波。40kHz或60kHz這樣的長波兼有沿地表傳播的性質和在電離層和地表邊反射邊傳播的性質，因此其傳播范圍寬，且由上述的兩個發送站覆蓋整個日本國內。以下，對電波鐘140的功能性結構進行詳細說明。天線142接收40kHz或60kHz長波的標準電波。長波的標準電波是將被稱為定時碼的時刻信息AM調制為40kHz或60kHz的載波。所接收的長波的標準電波由放大器143 放大，由具有多個壓電振動器1的濾波部141濾波并調諧。本實施方式中的壓電振動器1分別具備與上述載波頻率相同的40kHz及60kHz的諧振頻率的水晶振動器部148、149。而且，濾波后的既定頻率的信號通過檢波、整流電路144來檢波并解調。接著，經由波形整形電路145而抽出定時碼，由CPU146計數。在CPU146中，讀取當前的年、累積日、星期、時刻等的信息。被讀取的信息反映于RTC147，顯示出準確的時刻信肩、ο
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由于載波為40kHz或60kHz，所以水晶振動器部148、149優選具有上述的音叉型結構的振動器。此外，雖然上述的說明由日本國內的示例表示，但長波的標準電波的頻率在海外是不同的。例如，在德國使用77.5KHZ的標準電波。所以，在將即使在海外也能夠對應的電波鐘140裝入便攜設備的情況下，還需要與日本的情況不同的頻率的壓電振動器1。依據本實施方式的電波鐘140，由于具備用維持空腔內的氣密的同時能確保貫通電極可靠地導通的制造方法來制造的壓電振動器1，所以能夠提供性能良好且可靠性優異的電波鐘140。此外，本發明的并不局限于上述實施的方式。在本實施方式中，舉出使用音叉型的壓電振動片的壓電振動器的例子，說明了本發明的封裝件的制造方法。但是，例如在使用了 AT切割型的壓電振動片(間隙滑移型振動片)的壓電振動器，采用上述的本發明的封裝件的制造方法也可。在本實施方式中，貫通孔的形狀具有在包含貫通孔的中心軸的截面中錐狀的內表面。但是，也可以是筆直形狀而不是錐狀。但是，本實施方式的優勢在于向貫通孔與芯材部的間隙填充第一膏材料及第二膏材料時容易填充這一點。在本實施方式中，向貫通孔內配置導電性的鉚釘體的芯材部，然后，向貫通孔與芯材部的間隙填充玻璃料，從而形成貫通電極。但是，作為第一膏材料及第二膏材料，通過向貫通孔內填充由粉末狀的Ag或Au-Sn等的導電部件和溶劑等構成的導電性的膏材料，形成貫通電極也可。但是，本實施方式的貫通電極的優勢在于防止在燒結后的貫通電極表面產生凹部，并且能確保壓電振動片及外部電極的導通這一點。在本實施方式中，將基座部及芯材部的端面截面形狀形成為圓形狀。但是，將鉚釘體的基座部及芯材部之中任一個或全部的端面截面形狀形成為非圓形狀也可。在本實施方式中，使用本發明的封裝件的制造方法，并且在封裝件的內部封入壓電振動片而制造了壓電振動器。但是，也能夠在封裝件的內部封入壓電振動片以外的電子部件而制造壓電振動器以外的器件。在本實施方式中，在膏材料填充工序中，分別實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，再疊加地填充膏材料，從而能夠更加可靠防止凹部的發生。附圖標記說明1...壓電振動器；2...基底基板(第一基板)；4...壓電振動片；7...鉚釘體；7a...基座部；7b...芯材部；9...封裝件；30、31...貫通孔；30L、31L...第一開口部；30U、31U...第二開口部；32、33...貫通電極；61...第一膏材料；63...第二膏材料；110...振蕩器；120...便攜信息設備(電子設備)；123...計時部；140...電波鐘； 141...濾波部；C...空腔；L...第一面；S30A...貫通電極形成工序；S32...貫通孔形成工序；S33...鉚釘體配置工序；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。
權利要求
1.一種封裝件的制造方法，制造能夠向形成在互相接合的多個基板之間的空腔內封入電子部件的封裝件，其特征在于，包括貫通電極形成工序，形成沿厚度方向貫通所述多個基板之中第一基板，并使所述空腔的內側與所述封裝件的外側導通的貫通電極，所述貫通電極形成工序包括在所述第一基板形成貫通孔的貫通孔形成工序；向所述貫通孔內填充第一膏材料后臨時干燥的第一膏材料填充工序；以及疊加到所述第一膏材料地向所述貫通孔內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.如權利要求1所述的封裝件的制造方法，其特征在于在所述第一基板的第一面側中所述貫通孔的第一開口部的孔徑，形成為大于所述第一基板的第二面側中所述貫通孔的第二開口部的孔徑，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，從所述第一開口部向所述貫通孔內填充所述第一膏材料及所述第二膏材料。
3.如權利要求1或2所述的封裝件的制造方法，其特征在于所述貫通電極形成工序，在所述第一膏材料填充工序之前，具有鉚釘體配置工序，向所述貫通孔內插入具有平板狀的基座部和從所述基座部的表面沿法線方向立設的芯材部的導電性的鉚釘體的所述芯材部。
4.一種壓電振動器，其特征在于在利用權利要求1至3中任一項所述的封裝件的制造方法制造的所述封裝件的所述空腔的內部，作為所述電子部件封入有壓電振動片。
5.一種振蕩器，其特征在于使權利要求4所述的壓電振動器，作為振子電連接至集成電路。
6.一種電子設備，其特征在于使權利要求4所述的壓電振動器電連接至計時部。
7.一種電波鐘，其特征在于使權利要求4所述的壓電振動器電連接至濾波部。
全文摘要
本發明提供維持空腔內的氣密的同時能形成無導通不良的貫通電極的封裝件的制造方法、以及用該制造方法來制造的壓電振動器、振蕩器、電子設備及電波鐘。本發明的特征在于，貫通電極形成工序(S30A)包括在基底基板用圓片(40)(第一基板)形成貫通孔(30、31)的貫通孔形成工序(S32)；向貫通孔(30、31)內填充第一膏材料(61)并使之臨時干燥的第一膏材料填充工序(S35A)；以及疊加到第一膏材料(61)地向貫通孔(30、31)內填充第二膏材料(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)。
文檔編號H03H9/02GK102195599SQ20111007289
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月15日 優先權日2010年3月15日
發明者草彅芳浩 申請人:精工電子有限公司