專利名稱：陽極接合裝置、封裝件制造方法、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：
本發明涉及陽極接合裝置、使用該陽極接合裝置的封裝件(package)制造方法、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。
背景技術：
例如，在便攜電話或便攜信息終端中，利用了水晶(石英)等的壓電振動器被用作時刻源、控制信號等的定時源、參考信號源等。已知各式各樣的這種壓電振動器，而2層構造型的表面安裝型壓電振動器作為其中之一而為人所知。
該類型的壓電振動器，通過第一基板和第二基板的接合來被封裝，在兩基板之間形成的空腔內，收納有壓電振動片。第一基板和第二基板通過鋁、硅等的接合材料，在真空中或者惰性氣體中以使各基板的溫度(以下稱為“接合溫度”。)成為250°C到300°C左右的方式進行加熱，從而陽極接合(例如，參照專利文獻I)。在此，一般，第一基板和第二基板用普通玻璃材料形成，玻璃材料中含有有機物、水分等。特別是，在將玻璃料燒成而形成使封裝件內外導通的貫通電極的情況下，有可能在燒成后的玻璃料中殘留著有機溶劑。因此，若在陽極接合時加熱各基板，則有可能各基板的玻璃材料及玻璃料內的有機物、水分等以逸氣(outgas)的形式出現。此外，希望將壓電振動器的等效電阻值(有效電阻值，Re)抑制得較低。眾所周知，一般等效電阻值在密封壓電振動片的封裝件內越接近真空時越被抑制得較低。因而，有效地將各基板產生的逸氣排出到封裝件外，并且有必要進行陽極接合。專利文獻I :日本特開2001-72433號公報然而，由于第一基板及第二基板的內表面成為陽極接合面，所以被研磨加工。因此，在第一基板及第二基板的內表面和外表面中，表面粗糙的外表面具有比表面光滑的內表面大的表面積。因而，在進行陽極接合時，若將各基板加熱到接合溫度，則使第一基板及第二基板的內表面下凹而各基板會顯著翹曲。再者，若在內表面下凹而各基板翹曲的狀態下對齊各基板的內表面進行陽極接合，則各基板的周邊部先密合，陽極接合從周邊部向中央部進行。由此，從各基板產生的逸氣不會排出到封裝件外而被封入到封裝件內，有可能無法確保封裝件內良好的真空度。
發明內容
于是本發明的課題是提供能確保封裝件內良好的真空度的陽極接合裝置、使用該陽極接合裝置的封裝件制造方法、用該封裝件制造方法來制造的壓電振動器、具有該壓電振動器的振蕩器、電子設備、及電波鐘。為了解決上述課題，本發明的陽極接合裝置是通過接合材料將第一基板的內表面和第二基板的內表面陽極接合，制造封裝件的陽極接合裝置，其特征在于，包括第一加熱器，配置在所述第一基板的外表面側，在陽極接合時按壓所述第一基板；第二加熱器，配置在所述第二基板的外表面側，在陽極接合時按壓所述第二基板；可撓的第一中間部件，配置在所述第一基板的外表面與所述第一加熱器之間，具有導熱性；以及可撓的第二中間部件，配置在所述第二基板的外表面與所述第二加熱器之間，具有導電性及導熱性，所述第一中間部件形成為中央部比周邊部向所述第二基板突出，并且所述第二中間部件形成為中央部比周邊部向所述第一基板突出，隨著各加熱器按壓各自對應的基板，各中間部件變形為平坦。依據本發明，由于第一中間部件的中央部比周邊部向第二基板突出，并且第二中間部件的中央部比周邊部向第一基板突出，剛開始陽極接合后，使接合負荷作用于第一基板和第二基板的中央部，從而能夠先將中央部陽極接合。此外，在陽極接合時所述第一中間部件及所述第二中間部件變形為平坦，因此在將第一基板及第二基板的中央部陽極接合后，能夠朝著第一基板及第二基板的周邊部，以同心圓狀依次陽極接合。由此，即便在第一基板及第二基板上發生使內表面下凹而要翹曲的力，也不會封入逸氣而能有效地排出并進 行陽極接合。因而，能夠確保封裝件內良好的真空度。此外，本發明的特征在于，所述第一中間部件及所述第二中間部件由多孔質的碳構成。依據本發明，第一中間部件及第二中間部件能確保良好的導電性及導熱性，因此能夠可靠地陽極接合。此外，使第一中間部件及第二中間部件為多孔質，由此在陽極接合時，第一中間部件及第二中間部件能夠可靠地變形為平坦。因而，使接合負荷作用于第一基板及第二基板的整個內表面，能可靠地進行陽極接合。此外，本發明的特征在于，所述接合材料為硅。依據本發明，通過設接合材料為硅，能夠形成耐腐食性優異的封裝件。此外，在陽極接合時能夠有效地排出逸氣，因此優選將在陽極接合時產生氣體的硅作為接合材料。此外，本發明的特征在于，在所述第二加熱器的中央形成有將所述第二加熱器的內表面和外表面連通的貫通孔，以在陽極接合時從外表面側朝著內表面側按壓所述第二中間部件的方式將所述銷(Pin)部件插入所述貫通孔。依據本發明，用銷部件將第二中間部件從外表面側朝著內表面側按壓，從而使較大的接合負荷作用于第一基板及第二基板的中央部，從而能夠陽極接合。因而，在將第一基板及第二基板的中央部陽極接合后，能夠向第一基板及第二基板的周邊部可靠地依次陽極接合。由此，即便在第一基板及第二基板上發生使內表面下凹而要翹曲的力，也不會封入逸氣而能有效地排出的同時可靠地進行陽極接合。因而，能確保封裝件內更加良好的真空度。此外，本發明的封裝件制造方法是利用上述的陽極接合裝置制造封裝件的封裝件制造方法，其特征在于，包括設置預熱工序，隔著所述第一中間部件在所述第一加熱器上設置(set)所述第一基板，隔著所述第二中間部件在所述第二加熱器上設置所述第二基板，將所述第一基板及所述第二基板預熱；以及陽極接合工序，將所述第一中間部件向所述第二基板按壓，將所述第二中間部件向所述第一基板按壓，使所述第一中間部件及所述第二中間部件變形為平坦，接合所述第一基板和所述第二基板。依據本發明，由于具有設置第一基板及第二基板并預熱的設置預熱工序，能夠從第一基板及第二基板預先排出逸氣。此外，在陽極接合工序中，由于使用中央部比周邊部向第二基板突出的第一中間部件、和中央部比周邊部向第一基板突出的第二中間部件，在剛開始陽極接合后，使接合負荷作用于第一基板和第二基板的中央部，能夠先將中央部陽極接合。而且，在陽極接合工序中，第一中間部件及第二中間部件變形為平坦，因此在將第一基板及第二基板的中央部陽極接合之后，向第一基板及第二基板的周邊部以同心圓狀依次陽極接合。由此，即便在第一基板及第二基板上發生使內表面下凹而要翹曲的力，也不會封入逸氣而能夠有效地排出并且陽極接合。因而，能夠確保封裝件內良好的真空度。此外，本發明的壓電振動器，其特征在于，在用上述的封裝件制造方法來制造的所述封裝件的內部，封入有壓電振動片。
依據本發明，由于在用能夠確保良好的真空度的封裝件制造方法來制造的封裝件內部封入有壓電振動片，因此能夠提供等效電阻值低、電特性優異的壓電振動器。此外，本發明的振蕩器，其特征在于，上述的壓電振動器作為振子而與集成電路電連接。此外，本發明的電子設備，其特征在于，上述的壓電振動器與計時部電連接。此外，本發明的電波鐘，其特征在于，上述的壓電振動器與濾波部電連接。依據本發明的振蕩器、電子設備及電波鐘，由于具備等效電阻值較低且電特性優異的壓電振動器，所以能夠提供高性能的振蕩器、電子設備及電波鐘。(發明效果)依據本發明，由于第一中間部件的中央部比周邊部向第二基板突出，第二中間部件的中央部比周邊部向第一基板突出，所以剛開始陽極接合后，使接合負荷作用于第一基板和第二基板的中央部，能夠先將中央部陽極接。此外，在陽極接合時所述第一中間部件及所述第二中間部件變形為平坦，因此在將第一基板及第二基板的中央部陽極接合后，能夠向第一基板及第二基板的周邊部以同心圓狀依次陽極接合。由此，即便在第一基板及第二基板上發生使內表面下凹而翹曲的力，也不會封入選氣而能夠有效地排出并陽極接合。因而，能夠確保封裝件內良好的真空度。
圖I是示出壓電振動器的外觀立體圖。圖2是圖I所示的壓電振動器的內部結構圖，并且是取下蓋基板的狀態的平面圖。圖3是沿圖2的A-A線的剖視圖。圖4是圖I所示的壓電振動器的分解立體圖。圖5是壓電振動器的制造方法的流程圖。圖6是圓片(wafer)體的分解立體圖。圖7是陽極接合裝置的說明圖。圖8是陽極接合裝置中第一中間部件及第二中間部件的剖視圖。圖9是陽極接合工序的說明圖。圖10是示出振蕩器的一實施方式的結構圖。圖11是示出電子設備的一實施方式的結構圖。圖12是示出電波鐘的一實施方式的結構圖。
具體實施例方式
以下，參照
本發明的實施方式的壓電振動器。此外，在以下的說明中，設第二基板為蓋基板(或蓋基板用圓片)、第二基極為基底基板(或基底基板用圓片)進行說明。此外，設基底基板(或基底基板用圓片)的與蓋基板(或蓋基板用圓片)的接合面為上表面U、基底基板(或基底基板用圓片)的與外側面為下表面L進行說明。圖I是壓電振動器I的外觀立體圖。圖2是壓電振動器I的內部結構圖，并且是取下蓋基板3的狀態的平面圖。圖3是沿著圖2的A-A線上的剖視圖。 圖4是圖I所示的壓電振動器I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13、14、引出電極19、20、裝配電極16、17及重錘金屬膜21的圖示。如圖I所示，本實施方式的壓電振動器I是具備基底基板2及蓋基板3通過接合膜35而陽極接合的封裝件9、和收納于封裝件9的空腔3a的壓電振動片4的表面安裝型的壓電振動器I。(壓電振動片)如圖2所示，壓電振動片4是由水晶、鉭酸鋰、鈮酸鋰等壓電材料形成的音叉型的振動片，在施加既定電壓時進行振動。壓電振動片4包括平行配置的一對振動臂部10、11 ；將所述一對振動臂部10、11的基端側固定成一體的基部12 ;以及形成于一對振動臂部10、11的兩主面上的槽部18。該槽部18沿著振動臂部10、11的長度方向，從振動臂部10、11的基端側形成到大致中間附近。激振電極13、14及引出電極19、20由與后述的裝配電極16、17的基底層相同材料的鉻形成單層膜。由此，在成膜裝配電極16、17的基底層的同時，能夠成膜激振電極13、14及引出電極19、20。激振電極13、14是使一對振動臂部10、11以既定的諧振頻率在互相接近或者分離的方向振動的電極。第一激振電極13及第二激振電極14,在一對振動臂部10、11的外表面以分別電切斷的狀態構圖而形成。裝配電極16、17是鉻和金的層疊膜，通過在形成與水晶的密合性良好的鉻膜作為基底層之后，在表面成膜金的薄膜作為精裝層(仕上(f層)而形成。在一對振動臂部10、11的前端，形成有重錘金屬膜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。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。通過利用這些粗調膜21a及微調膜21b進行頻率調整，能夠將一對振動臂部10、11的頻率收斂在器件的標稱頻率的范圍內。(封裝件)如圖3所示，基底基板2及蓋基板3是由玻璃材料、例如堿石灰玻璃制成的能陽極接合的基板，形成為大致板狀。在蓋基板3的與基底基板2的接合面一側，形成容納壓電振動片4的空腔3a。在蓋基板3的與基底基板2的整個接合面一側，形成陽極接合用的接合膜35 (接合材料)。接合膜35除了形成在空腔3a的整個內表面，還形成于空腔3a周圍的邊框區域。本實施方式的接合膜35由硅形成，但接合膜35能夠由鋁、鉻等形成。如后文所述，該接合膜35與基底基板2陽極接合，空腔3a被真空密封。壓電振動器I具備沿厚度方向貫通基底基板2并使空腔3a的內側與壓電振動器I的外側導通的貫通電極32、33。而且，貫通電極32、33由金屬銷7和筒體6形成，該金屬銷7配置在貫通基底基板2的貫通孔30、31內，將壓電振動片4和外部電連接，該筒體6填充到貫通孔30、31與金屬銷7之間。此外，以下以貫通電極32為例進行說明，但貫通電極33也同樣。此外，貫通電極33、迂回電極37及外部電極39的電連接，也與貫通電極32、迂回電極36及外部電極39同樣。貫通孔30形成為內徑從基底基板2的上表面U側到下表面L側逐漸增大，并且形成為包含貫通孔30的中心軸O的截面形狀為錐狀。
金屬銷7是由銀或鎳合金、鋁等的金屬材料形成的導電性棒狀部件，利用鍛造或壓力加工來成型。金屬銷7優選由線膨脹系數接近基底基板2的玻璃材料的金屬、例如含有58重量％的鐵、42重量％的鎳的合金(42合金(alloy))形成。筒體6是膏狀的玻璃料被燒成而成。在筒體6的中心，金屬銷7以貫通筒體6的方式被配置，筒體6對金屬銷7及貫通孔30牢固地固接。如圖4所示，在基底基板2的上表面U—側，構圖有一對迂回電極36、37。此外，在這一對迂回電極36、37上形成有各自由金等構成的凸點(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，成為壓電振動片4的一個裝配電極16(參照圖2)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 (參照圖2)經由另一迂回電極37而與另一貫通電極33導通。在基底基板2的下表面L，形成有一對外部電極38、39。一對外部電極38、39沿著基底基板2的長度方向的兩端部形成，對于一對貫通電極32、33分別電連接。在使這樣構成的壓電振動器I動作的情況下，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的第一激振電極13及第二激振電極14施加電壓，因此能夠使一對振動臂部10、11在接近/分離的方向上以既定的頻率振動。然后，利用該一對振動臂部10、11的振動，能作為時刻源、控制信號的定時源、參考信號源等而加以利用。(壓電振動器的制造方法)圖5是本實施方式的壓電振動器I的制造方法的流程圖。圖6是圓片體60的分解立體圖。此外，圖6所示的虛線示出在后續進行的切斷工序中切斷的切斷線M。下面，參照圖5的流程圖及附圖，說明壓電振動器I的制造方法。如圖5所示，本實施方式的壓電振動器I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(裝配工序S50以后)。在各工序中，壓電振動片制作工序S10、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。(壓電振動片制作工序S10)在壓電振動片制作工序SlO中，制作壓電振動片4。具體而言，首先以既定的角度對水晶的朗伯(Lambert)原礦石進行切片，并進行拋光(polish)等鏡面研磨加工，做成既定厚度的圓片。接下來，利用光刻技術以壓電振動片4的外形形狀進行構圖，并且進行金屬膜的成膜及構圖，形成激振電極13、14、引出電極19、20、裝配電極16、17、重錘金屬膜21。其后，進行壓電振動片4的諧振頻率的粗調。經以上工序，結束壓電振動片制作工序SlO。(蓋基板用圓片制作工序S20)如圖6所示,在蓋基板用圓片制作工序S20中，制作后面成為蓋基板3的蓋基板用圓片50(相當于權利要求的“第一基板”)。首先，將由堿石灰玻璃制成的圓板狀的蓋基板用圓片50，研磨加工至既定的厚度并清洗后，利用蝕刻等除去最表面的加工變質層(S21)。接下來，在空腔形成工序S22中，在蓋基板用圓片50的與基底基板用圓片40的接合面形成多個空腔3a。空腔3a的形成是通過加熱沖壓成型、蝕刻加工等進行的。接下來，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。接下來，在接合膜形成工序S24中，在與基底基板用圓片40(相當于權利要求的“第二基板”)的接合面形成由硅構成的接合膜35 (參照圖3)。接合膜35除了形成在與基底基板用圓片40的接合面，還可以形成于空腔3a的整個內表面。接合膜35的形成可以利用濺鍍、CVD等成膜方法進行。另外，由于在接合膜形成工序S24之前進行接合面研磨工序S23，因此確保接合膜35表面的平面度，能夠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S30)在基底基板用圓片制作工序S30中，制作后面成為基底基板2的基底基板用圓片40。首先，將由堿石灰玻璃制成的圓板狀的基底基板用圓片40，研磨加工至既定的厚度并清洗后，利用蝕刻等除去最表面的加工變質層(S31)。(貫通電極形成工序S32)接下來，進行在基底基板用圓片40形成一對貫通電極32的貫通電極形成工序S32。以下說明貫通電極32的形成工序，但是對于貫通電極33的形成工序也同樣。首先，通過壓力加工等方法從基底基板用圓片40的下表面L到上表面U成型貫通孔30。其次，向貫通孔30內插入金屬銷7并填充玻璃料。玻璃料主要由粉末狀的玻璃顆粒、有機溶劑、粘合劑(固接劑)構成。接著，將玻璃料燒成，使玻璃的筒體6、貫通孔30及金屬銷7 (都參照圖3) —體化。例如，將基底基板用圓片40輸送到燒成爐之后，將玻璃料燒成。此時，玻璃料內部的有機溶齊U、粘合劑等蒸發，產生一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、水蒸氣(H2O)等的逸氣,被釋放到玻璃料的外部。最后，研磨基底基板用圓片40的上表面U及下表面L，使金屬銷7在上表面U及下表面L露出并且成為平坦面，從而在貫通孔30內形成貫通電極32。通過貫通電極32，確保基底基板用圓片40的上表面U側與下表面L側的導電性，同時能夠密封基底基板用圓片40的貫通孔30。(迂回電極形成工序S33)接著，進行在基底基板用圓片40的上表面U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S33。而且,在迂回電極36、37上,形成各自由金等構成的凸點B(參照圖4)。此外，圖6中為了便于圖示而省略了凸點B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)接著，進行在基底基板用圓片40的迂回電極36、37上，通過凸點B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，將凸點B加熱到既定溫度，同時將壓電振動片4按壓到凸點B上并施加超聲波振動。由此，如圖3所示，以使壓電振動片4的振動臂部10、11從基底基板用圓片40的上表面U浮起的狀態，基部12被機械固接到凸點B上。(設置預熱工序S6O)接著，在陽極接合工序S70之前，進行將蓋基板用圓片50及基底基板用圓片40設置(set)在陽極接合裝置上并預熱的設置預熱工序S60。以下，首先說明陽極接合裝置的構成后，對設置預熱工序S60進行說明。(陽極接合裝置)圖7是陽極接合裝置65的說明圖。如圖7所示，陽極接合裝置65包括設于真空室67a內并配置在蓋基板用圓片50的上表面50a (外表面)側的第一加熱器71 ;配置在基底基板用圓片40的下表面L(外表面)側的第二加熱器72 ;配置在蓋基板用圓片50的上表面50a與第一加熱器71之間的第一中間部件75 ；以及配置在基底基板用圓片40的下表面L與第二加熱器72之間的第二中間部件76。此外，為了便于理解附圖，夸張地表現了第一中間部件75及第二中間部件76的厚度。在真空室67a上連接有真空泵P，利用該真空泵P能夠調節真空室67a內的壓力。在陽極接合工序S70中，利用真空泵P來一邊抽真空一邊在減壓氣氛中進行陽極接合。然后，將從基底基板用圓片40及蓋基板用圓片50釋放出的逸氣排出到真空室67a之外。第一加熱器71及第二加熱器72能夠使用例如市售的加熱板等。第一加熱器71及第二加熱器72具有與所加熱的蓋基板用圓片50及基底基板用圓片40大致相同或大的外形，能夠加熱蓋基板用圓片50的上表面50a及基底基板用圓片40的下表面L的整個面。此外，在第二加熱器72的大致中央，形成有連通第二加熱器72的上表面72a (內表面)和下表面72b (外表面)的貫通孔73。貫通孔73中被插入陽極接合時成為陰極電極的后述的銷部件79。在蓋基板用圓片50的上表面50a與第一加熱器71之間配置的第一中間部件75及在基底基板用圓片40的下表面L與第二加熱器72之間配置的第二中間部件76，是各自厚度為3. O 5. Omm左右的板材。第一中間部件75將來自第一加熱器71的熱傳遞給蓋基板用圓片50。因此,第一中間部件75由具有高的導熱性的多孔質碳形成。此外，第二中間部件76將來自第二加熱器72的熱傳遞給基底基板用圓片40，同時連接銷部件79而確保接地。因此，第二中間部件76由具有高的導電性及導熱性的多孔質碳形成。圖8是陽極接合裝置65中第一中間部件75及第二中間部件76的剖視圖。此外，為了便于理解附圖，省略了基底基板用圓片40、蓋基板用圓片50、第一中間部件75及第二中間部件76以外部件的 圖示。如圖8所示，第一中間部件75的中央部75c比周邊部75d向蓋基板用圓片50側突出地形成。此外，第二中間部件76的中央部76c比周邊部76d向基底基板用圓片40側突出地形成。因而，在陽極接合裝置65中設置蓋基板用圓片50時，成為蓋基板用圓片50的上表面50a的中央附近與第一中間部件75的下表面75b的中央部75c抵接的狀態。此夕卜，在陽極接合裝置65中設置了基底基板用圓片40時，成為基底基板用圓片40的下表面L的中央附近與第二中間部件76的上表面76a的中央部76c抵接的狀態。在第二中間部件76的下表面76b的中央部76c，抵接插入形成在第二加熱器72的中央的貫通孔73的銷部件79的前端。銷部件79是大致圓柱狀的部件，由導電性優異的銅等來形成。銷部件79的長度形成得比第二加熱器72的厚度顯著長。因未圖示的加壓裝置，銷部件79通過第二中間部件76能夠朝著蓋基板用圓片50對基底基板用圓片40加壓。此外，銷部件79與陽極接合時施加電壓的電源77的陰極連接。即，銷部件79不僅 具有對基底基板用圓片40加壓的加壓銷的功能，而且具有電源77的陰極電極的功能。通過使銷部件79的前端抵接到第二中間部件76，確保電源77接地。在設置預熱工序S60中，將蓋基板用圓片50及基底基板用圓片40安裝在陽極接合裝置65并加以設置。然后，進行第一加熱器71及第二加熱器72的預熱，預先釋放出逸氣。如圖7所不,在第一加熱器71的下表面71b,利用未圖不的夾緊夾具隔著第一中間部件75安裝蓋基板用圓片50。此外，在第二加熱器72的上表面72a，利用未圖示的夾緊夾具隔著第二中間部件76安裝基底基板用圓片40。接著，以分離蓋基板用圓片50及基底基板用圓片40的狀態，一邊利用真空泵P將真空室67a內抽真空，一邊進行第一加熱器71及第二加熱器72的預熱。關于預熱，例如，將第一加熱器71及第二加熱器72加熱到例如350°C 450°C，使殘留在蓋基板用圓片50及基底基板用圓片40內部的有機溶劑、粘合劑、水分等蒸發，預先釋放一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、水蒸氣(H2O)等逸氣。然后，在經過既定時間(例如設想能放完逸氣的時間)后，結束設置預熱工序S60。(陽極接合工序S70)圖9是陽極接合工序S70的說明圖。接著，進行將蓋基板用圓片50及基底基板用圓片40陽極接合的陽極接合工序S70。具體而言，按照以下順序進行陽極接合。一邊將真空室67a內抽真空，一邊將蓋基板用圓片50向基底基板用圓片40側(圖9中的下側)移動，使蓋基板用圓片50的接合膜35與基底基板用圓片40的上表面U抵接。接著，用未圖示的加壓裝置按壓第一加熱器71的上表面71a，使蓋基板用圓片50壓到基底基板用圓片40，并且用銷部件79按壓第二中間部件76的下表面76b的中央部76c，使基底基板用圓片40壓到蓋基板用圓片50。接著，用加壓裝置及銷部件79按壓的同時，用第一加熱器71加熱蓋基板用圓片50，并且用第二加熱器72加熱基底基板用圓片40。第一加熱器71及第二加熱器72例如加熱到陽極接合工序S70的接合溫度即200°C 300°C。在此，蓋基板用圓片50的下表面50b及基底基板用圓片40的上表面U成為陽極接合面，因此被研磨加工(參照S23、S31等)。因此，蓋基板用圓片50的下表面50b與上表面50a，具有表面的粗糙的上表面50a比表面光滑的下表面50b大的表面積。因而，用第一加熱器71加熱蓋基板用圓片50時，因加熱導致的上表面50a與下表面50b的膨脹量的差異，而作用使蓋基板用圓片50的下表面50b下凹而要翹曲的力。此外，對于基底基板用圓片40也同樣，在基底基板用圓片50的上表面U與下表面L中，表面的粗糙的下表面L具有比表面光滑的上表面U大的表面積。因而，在用第二加熱器72加熱基底基板用圓片40時，因加熱導致的上表面U與下表面L的膨脹量的差異，作用使基底基板用圓片40的上表面U下凹下而要翹曲的力。但是，第一中間部件75的中央部75c比周邊部75d向蓋基板用圓片50側突出。此夕卜，第二中間部件76的中央部76c比周邊部76d向基底基板用圓片40側突出。然后，用銷部件79按壓第二中間部件76的下表面76b的中央部76c，使基底基板用圓片40壓到蓋基板用圓片50。
此時，由于按壓加壓裝置，所以第一中間部件75及第二中間部件76要變形為平坦。而且，通過銷部件79的按壓和變形為平坦的第一中間部件75及第二中間部件76的反作用力，對蓋基板用圓片50的中央部及基底基板用圓片40的中央部，作用妨礙基底基板用圓片40及蓋基板用圓片50的翹曲的接合負荷。具體而言，有這樣的接合負荷作用，即將蓋基板用圓片50的中央部朝著基底基板用圓片40按壓，將基底基板用圓片40的中央部朝著蓋基板用圓片50按壓。由此，防止在陽極接合工序S70中進行加熱時，在基底基板用圓片40及蓋基板用圓片50發生的翹曲。接著，用加壓裝置及銷部件79按壓，并且用第一加熱器71及第二加熱器72進行加熱，同時將蓋基板用圓片50的接合膜35與電源77的陽極電極連接、將銷部件79與電源77的陰極電極連接，向各電極間施加例如500V左右的電壓。此外，這時，出現在設置預熱工序S60中未被釋放完的逸氣以及來自娃的接合膜的逸氣。在此，如前所述，接合負荷作用到蓋基板用圓片50的中央部及基底基板用圓片40的中央部，作用比蓋基板用圓片50的周邊部及基底基板用圓片40的周邊部大的接合負荷。因此，蓋基板用圓片50的中央部及基底基板用圓片40的中央部會被先陽極接合。而且，在用加壓裝置及銷部件79來按壓時，以使第一中間部件75及第二中間部件76以同心圓狀擴展的方式變形為平坦，同時對蓋基板用圓片50的下表面50b及基底基板用圓片40的上表面U作用接合負荷，以同心圓狀擴展。如此，能夠從蓋基板用圓片50的下面50b及基底基板用圓片40的上表面U的中心部向周邊部以同心圓狀依次陽極接合。由此，即便發生使蓋基板用圓片50的下表面50b及基底基板用圓片40的上表面U下凹而要翹曲的力，也不會封入逸氣而能夠有效地排出并陽極接合。因而，能夠確保壓電振動器I內良好的真空度。(外部電極形成工序S80)接著，進行外部電極形成工序S80，即在基底基板用圓片40的下表面L對導電性材料進行構圖，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3)。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。(微調工序S90)接著，進行在圓片體60的狀態下，微調密封于空腔3a內的各個壓電振動器的頻率使之落在既定范圍內的微調工序S90。具體而言，從圖3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，使重錘金屬膜21的微調膜21b(參照圖2)蒸發。由此，一對振動臂部10、11前端側的重量下降，因此壓電振動片4的頻率上升。由此，微調壓電振動器的頻率而能夠使之落在標稱頻率的范圍內。(切斷工序S100)在結束頻率的微調之后，進行沿著圖6所示的切斷線M切斷已接合的圓片體60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(劃槽)。接著，從UV膠帶的表面沿著切斷線M推進切斷刀，割斷圓片體60(斷開)。其后，照射UV剝離UV膠帶。由此，能夠將圓片體60分離成多個壓電振動器I。此外，通過除此以外的刻模(夕' ^)等方法來切斷圓片體60也可。此外，在進行切斷工序SlOO而做成各個壓電振動器后，進行微調工序S90的工序順序也可。但是，如上所述，先進行微調工序S90，從而能夠在圓片體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。(電特性檢查SI10)其后，進行內部的電特性檢查S110。即，測定并檢查壓電振動片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依賴性)等。此外,一并檢查絕緣電阻特性等。然后，最后進行壓電振動器的外觀檢查，最終檢查尺寸、質量等。由此結束壓電振動器的制造。(效果)依據本實施方式，由于第一中間部件75的中央部75c比周邊部75d向基底基板用圓片40突出、第二中間部件76的中央部76c比周邊部76d向蓋基板用圓片50突出，所以在剛開始陽極接合后，使接合負荷作用到基底基板用圓片40和蓋基板用圓片50的中央部，能夠使中央部先陽極接合。此外，在陽極接合時第一中間部件75及第二中間部件76變形為平坦，因此能夠在將基底基板用圓片40及蓋基板用圓片50的中央部陽極接合后，向基底基板用圓片40及蓋基板用圓片50的周邊部，以同心圓狀依次陽極接合。由此，即便在基底基板用圓片40及蓋基板用圓片50發生使內表面下凹而翹曲的力，也不會封入逸氣而能夠有效地排出并陽極接合。因而，能夠確保封裝件9內良好的真空度。此外，依據本實施方式，由于第一中間部件75及第二中間部件76由碳構成，所以能夠確保良好的導電性及導熱性，從而能夠可靠地進行陽極接合。此外，使第一中間部件75及第二中間部件76為多孔質，從而在陽極接合時能夠使第一中間部件75及第二中間部件76可靠地變形為平坦。因而，使接合負荷作用到基底基板用圓片40及蓋基板用圓片50的整個內表面而能夠可靠地陽極接合。此外，依據本實施方式，使接合膜35為硅，從而能夠形成耐腐食性優異的封裝件9。此外，能夠在陽極接合時有效地進行逸氣的排出，因此本發明適合用陽極接合時產生氣體的硅作為接合膜35的情況。
此外，依據本實施方式，用銷部件79來將第二中間部件76從下表面76b側(外表面側)向上表面76a側(內表面側)按壓，從而能夠使較大的接合負荷作用到第一基板及第二基板的中央部，并進行陽極接合。因而，在將基底基板用圓片40及蓋基板用圓片50的中央部陽極接合后，能夠向基底基板用圓片40及蓋基板用圓片50的周邊部可靠地依次陽極接合。由此，即便在基底基板用圓片40及蓋基板用圓片50發生使內表面下凹而翹曲的力，也不會封入逸氣而能夠有效地排出并可靠地陽極接合。因而，能夠確保封裝件9內更加良好的真空度。
此外，依據本實施方式，由于在用能夠確保良好的真空度的封裝件制造方法來制造的封裝件9內部封入了壓電振動片4，能夠提供等效電阻值低且電特性優良的壓電振動器I。(振蕩器)接著，參考圖10說明本發明涉及的振蕩器的一個實施方式。本實施方式的振蕩器110，如圖10所示，將壓電振動器I構成為與集成電路111電連接的振子。該振蕩器110具備安裝有電容器等的電子元器件112的基板113。在基板113安裝有振蕩器用的所述集成電路111，在該集成電路111的附近安裝有壓電振動器I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I利用未圖示的布線圖案分別電連接。此外，各構成部件利用未圖示的樹脂模制。在這樣構成的振蕩器110中，對壓電振動器I施加電壓時，壓電振動器I內的壓電振動片振動。該振動利用壓電振動片具有的壓電特性轉換為電信號，并作為電信號輸入集成電路111。利用集成電路111對輸入的電信號進行各種處理，并作為頻率信號而輸出。由此，壓電振動器I作為振子而起作用。另外，通過根據需求選擇性地將集成電路111的構成設定為例如RTC(Real TimeClock :實時時鐘)模塊等，能夠附加控制時鐘用單功能振蕩器等以外、該設備或外部設備的工作日期或時刻的功能，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，由于具備等效電阻值低且電特性優異的壓電振動器1，所以能夠提供高性能的振蕩器110。(電子設備)接著，參照圖11對本發明涉及的電子設備的一個實施方式進行說明。此外作為電子設備，以具有前述的壓電振動器I的便攜信息設備120為例進行說明。首先，本實施方式的便攜信息設備120是例如以便攜電話為代表的設備，是發展、改良現有技術的手表而成的。外觀類似于手表，能在相當于表盤的部分配置液晶顯示器，并在該畫面上顯示當前的時刻等。另外，在作為通信機利用的情況下，能夠從手腕摘下，并通過內置于表帶的內側部分的揚聲器及麥克風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已被顯著地小型化及輕量化。接著，說明本實施方式的便攜信息設備120的構成。如圖11所示，該便攜信息設備120包括壓電振動器I以及用于供電的電源部121。電源部121由例如鋰二次電池構成。該電源部121并聯連接有進行各種控制的控制部122、進行時刻等的計數的計時部123、進行與外部的通信的通信部124、顯示各種信息的顯示部125以及檢測各功能部的電壓的電壓檢測部126。然后，通過電源部121向各功能部供電。控制部122控制各功能部從而進行聲音數據的發送及接收、當前時刻的測量或顯示等的系統整體的動作控制。另外，控制部122具有預先寫入有程序的ROM、讀出已寫入該ROM中的程序并執行的CPU以及用作該CPU的工作區的RAM等。計時部123具備內置有振蕩電路、寄存器電路、計數器電路、接口電路等的集成電路以及壓電振動器I。向壓電振動器I施加電壓時，壓電振動片振動，該振動利用水晶具有的壓電特性轉換為電信號，并以電信號的方式輸入至振蕩電路中。使振蕩電路的輸出二值化，并通過寄存器電路與計數器電路計數。然后，經由接口電路與控制部122進行信號的發送與接收，在顯示部125顯示當前時刻、當前日期或日歷信息等。通信部124具有與現有便攜電話相同的功能，包括無線電部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。無線電部127通過天線135與基站進行聲音數據等各種數據的收發的交換。聲音處理部128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128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、麥克風等構成，放大來電音或受話音或對聲音集音。另外，來電音發生部133根據來自基站的呼叫生成來電音。切換部129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，將在來電音發生部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存儲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具有例如O至9的號碼鍵及其他鍵，通過按壓這些號碼鍵等，輸入通話對象的電話號碼等。在利用電源部121施加到控制部122等的各功能部上的電壓低于既定值的情況下，電壓檢測部126檢測該電壓下降并通知給控制部122。此時的既定電壓值是作為使通信部124穩定動作所必需的最低限度的電壓而預先設定的值，例如是3V左右。從電壓檢測部126接受了電壓下降的通知的控制部122禁止無線電部127、聲音處理部128、切換部129及來電音發生部133的動作。特別是耗電大的無線電部127的動作停止是必須的。進而，在顯示部125上顯示通信部124因電池余量不足而無法使用的提示。S卩，能夠利用電壓檢測部126與控制部122，禁止通信部124的動作并將該提示在顯示部125顯示。該顯示可以是字符消息，但作為更直觀的顯示，也可在顯示于顯示部125的顯示畫面上部的電話圖標上作“ X (叉)”標記。此外，通過具有能選擇性地截斷通信部124的功能涉及的部分的電源的電源截斷部136，能更可靠地停止通信部124的功能。依據本實施方式的便攜信息設備120，由于具備等效電阻值低且電特性優異的壓電振動器1，所以能夠提供高性能的便攜信息設備120。(電波鐘)接著，參考圖12說明本發明涉及的電波鐘的一個實施方式。如圖12所示，本實施方式的電波鐘140具有與濾波部141電連接的壓電振動器I，是具有接收包含時鐘信息的標準電波并自動修正為正確的時刻從而進行顯示的功能的鐘表。在日本國內，在福島縣(40kHz)與佐賀縣(60kHz)有發送標準電波的發送站(發送基站)，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與在電離層和地表間邊反射邊傳播的性質，所以傳播范圍廣，用上述的兩個發送站就能全部覆蓋日本國內。
以下，詳細說明電波鐘140的功能性結構。天線142接收40kHz或60kHz的長波的標準電波。長波的標準電波是將稱為定時碼的時刻信息AM調制到40kHz或60kHz的載波的電波。接收的長波的標準電波被放大器143放大，通過具有多個壓電振動器I的濾波部141濾波并調諧。本實施方式中的壓電振動器I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。進而，濾波后的既定頻率的信號利用檢波、整流電路144檢波并解調。接著，經由波形整形電路145抽出定時碼并由CPU146計數。在CPU146中，讀取當前的年、累積日、星期、時刻等信息。將讀取的信息反映于RTC147，從而顯示出準確的時刻信
肩、O載波為40kHz或60kHz，所以水晶振動器部148、149適于采用具有所述的音叉型結構的振動器。此外，前述的說明示出了日本國內的例子，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。因此，在將在海外也能應對的電波鐘140裝入便攜設備中的情況下，還需要不同于日本的情況下的頻率的壓電振動器I。依據本實施方式的電波鐘140，由于具備等效電阻值低且電特性優異的壓電振動器1，所以能夠提供高性能的電波鐘140。此外，本發明并不限于上述的實施方式。在本實施方式中，使用本發明的陽極接合裝置65及封裝件9的制造方法，向封裝件9的內部封入音文型壓電振動片4，從而制造了壓電振動器I。但是，例如向封裝件9的內部封入AT剪切型壓電振動片(間隙滑移型振動片)，從而制造壓電振動器也可。此外，向封裝件9內部封入壓電振動片以外的電子部件，制造壓電振動器以外的電子器件也可。在本實施方式的陽極接合工序S70，銷部件79與電源77的陰極連接，并使銷部件79的前端抵接到第二中間部件76，從而確保電源77的接地。但是，例如使電源77的陰極與第二加熱器72直接連接，確保電源77的接地也可。在本實施方式中，作為第一中間部件75及第二中間部件76的原材料，選擇了多孔性的碳。但是，第一中間部件75及第二中間部件76的原材料并不局限于多孔性的碳，只要是具有導電性及導熱性的原材料即可。在本實施方式中，作為第一中間部件75及第二中間部件76的接合材料的原材料，選擇了硅。但是，接合材料的原材料并不限于硅，例如也可為鋁、鉻等金屬。但是，從耐腐食性的觀點出發，接合材料優選采用硅，此外，將在陽極接合時產生氣體的硅作為接合材料的情況下，本發明適宜。附圖標記說明I...壓電振動器；2·..基底基板(第二基板)；3·..蓋基板(第一基板)；35·..接合膜(接合材料)；40···基底基板用圓片(第二基板)；50···蓋基板用圓片(第一基板);71·..第一加熱器；71a...上表面(外表面);71b...下表面(內表面);72·..第二加熱器；72a...上表面(內表面);72b...下表面(外表面);73·..貫通孔；75·..第一中間部件；75c. · ·中央部；75d. · ·周邊部；76. · ·第二中間部件；76c. · ·中央部；76d. · ·周邊部；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；S60...設置預熱工序；S70...陽極接合工序。
權利要求
1.一種陽極接合裝置，用于通過接合材料將第一基板的內表面和第二基板的內表面陽極接合從而制造封裝件，其特征在于，包括 第一加熱器，配置在所述第一基板的外表面側，在陽極接合時按壓所述第一基板； 第二加熱器，配置在所述第二基板的外表面側，在陽極接合時按壓所述第二基板； 可撓的第一中間部件，配置在所述第一基板的外表面與所述第一加熱器之間，具有導熱性；以及 可撓的第二中間部件，配置在所述第二基板的外表面與所述第二加熱器之間，具有導電性及導熱性， 所述第一中間部件形成為中央部比周邊部向所述第二基板突出，并且所述第二中間部件形成為中央部比周邊部向所述第一基板突出， 隨著各加熱器按壓各自對應的基板，各中間部件變形為平坦。
2.根據權利要求I所述的陽極接合裝置，其特征在于，所述第一中間部件及所述第二中間部件由多孔質的碳構成。
3.根據權利要求I或2所述的陽極接合裝置，其特征在于，所述接合材料為硅。
4.根據權利要求I或2所述的陽極接合裝置，其特征在于， 在所述第二加熱器的中央形成有將所述第二加熱器的內表面和外表面連通的貫通孔， 以在陽極接合時從外表面側朝著內表面側按壓所述第二中間部件的方式將所述銷部件插入所述貫通孔。
5.一種封裝件制造方法，利用權利要求I或2所述的陽極接合裝置制造封裝件，其特征在于，包括 設置預熱工序，隔著所述第一中間部件在所述第一加熱器上設置所述第一基板，隔著所述第二中間部件在所述第二加熱器上設置所述第二基板，將所述第一基板及所述第二基板預熱；以及 陽極接合工序，將所述第一中間部件向所述第二基板按壓，將所述第二中間部件向所述第一基板按壓，使所述第一中間部件及所述第二中間部件變形為平坦，接合所述第一基板和所述第二基板。
6.一種壓電振動器，其特征在于，在用權利要求5所述的封裝件制造方法來制造的所述封裝件的內部，封入有壓電振動片。
7.一種振蕩器，其特征在于，權利要求6所述的壓電振動器作為振子而與集成電路電連接。
8.一種電子設備，其特征在于，權利要求6所述的壓電振動器與計時部電連接。
9.一種電波鐘，其特征在于，權利要求6所述的壓電振動器與濾波部電連接。
全文摘要
本發明提供能確保封裝件內良好的真空度的陽極接合裝置、用該陽極接合裝置的封裝件制造方法、用該封裝件制造方法制造的壓電振動器、具有該壓電振動器的振蕩器、電子設備及電波鐘。其特征在于包括可撓的第一中間部件(75)，配置在蓋基板用圓片(50)的上表面(50a)(外表面)與第一加熱器(71)之間，具有導熱性；以及可撓的第二中間部件(76)，配置在基底基板用圓片(40)的下表面(L)(外表面)與第二加熱器(72)之間，具有導電性及導熱性，第一中間部件(75)形成為中央部(75c)比周邊部(75d)向基底基板用圓片(40)突出，并且第二中間部件(76)形成為中央部(76c)比周邊部(76d)向蓋基板用圓片(50)突出，第一中間部件(75)及第二中間部件(76)變形為平坦。
文檔編號H03H3/02GK102638235SQ20121003726
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月10日 優先權日2011年2月10日
發明者沼田理志, 須釜一義 申請人:精工電子有限公司