CN101986561A - 压电振动器、电压振动器的制造方法、振荡器、电子设备及电波钟 - Google Patents

压电振动器、电压振动器的制造方法、振荡器、电子设备及电波钟 Download PDF

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Abstract

本发明涉及压电振动器、压电振动器的制造方法、振荡器、电子设备及电波钟。提供一种压电振动器，其中包括：音叉型的压电振动片(4)，其具有一对振动腕部(10)、形成在振动腕部(10)的基端部的激振电极(15)、及形成在振动腕部(10)的前端部的重锤金属膜(21)；以及组装件，该组装件在内部收容压电振动片(4)，在振动腕部(10)的基端部和前端部之间的中间部，形成有吸气膜(74)，该吸气膜(74)形成有激光照射疵痕，激振电极(15)所包含的第一金属膜(71)、重锤金属膜(21)所包含的第二金属膜(73a)、和吸气膜(74)用相同的材料形成。从而，本发明提供能够有效率地制造的压电振动器及其制造方法。

Description

压电振动器、电压振动器的制造方法、振荡器、电子设备及电波钟
技术领域
本发明涉及压电振动器、压电振动器的制造方法、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设备上，采用利用由水晶等的压电材料构成的压电振动片作为时刻源或控制信号的定时源、参考信号源等的压电振动器。作为压电振动片，采用具备一对振动腕部的音叉型压电振动片。
作为这种压电振动器，众所周知表面安装型(SMD：Surface Mount Device)的压电振动器。
如图21及图22所示，作为表面安装型的压电振动器200，提出用基底基板201和盖基板202形成组装件(package)209，并在组装件209的内部形成的空腔C收容具有一对振动腕部204的压电振动片203的压电振动器。在该压电振动片203中，在振动腕部204的前端部形成有用以调整压电振动器200的频率的重锤金属膜211，在振动腕部204的基端部用与重锤金属膜211不同的材料形成有使一对振动腕部204沿互相接近或分离的方向振动的激振电极212。
可是，压电振动器一般要求抑制等效电阻值(有效电阻值，Re)为低值。等效电阻值低的压电振动器可以用低电力来使压电振动片振动，因此成为能量效率良好的压电振动器。
作为抑制等效电阻值的一般的方法之一，众所周知如图21及图22所示那样使密封压电振动片203的空腔C内接近真空，从而降低与等效电阻值有比例关系的串联谐振电阻值(R1)的方法。再者，作为使空腔C内接近真空的方法，众所周知从外部对形成在振动腕部204上的吸气膜220照射激光而使之激活的方法(吸气法)(参照下述专利文献1)。吸气膜220用与激振电极212相同的材料(例如，铝)，从激振电极212朝着重锤金属膜211一侧连续形成。
专利文献1：日本特许第3998948号
但是，上述传统的压电振动器中，重锤金属膜和吸气膜(激振电极)用彼此不同的材料形成，因此在制造压电振动器的过程中不得不将两者分开形成，存在效率差的问题。
发明内容
本发明鉴于上述状况构思而成，其目的在于提供能够有效率地制造的压电振动器及其制造方法。
本发明为了解决上述课题提供以下方案。
本发明的压电振动器的特征在于，包括：音叉型压电振动片，该压电振动片具有一对振动腕部、形成在所述振动腕部的基端部的激振电极、及形成在所述振动腕部的前端部的重锤金属膜；以及组装件，该组装件在内部***述压电振动片，在所述振动腕部的基端部与前端部之间的中间部形成有吸气膜，该吸气膜形成有激光照射疵痕，所述激振电极所包含的第一金属膜、所述重锤金属膜所包含的第二金属膜及所述吸气膜用相同的材料形成。
依据本发明，由于激振电极所包含的第一金属膜、重锤金属膜所包含的第二金属膜及吸气膜用相同的材料形成，在制造该压电振动器的过程中，可在振动腕部同时形成第一金属膜和第二金属膜和吸气膜，并能有效率地制造。由此，能够谋求该压电振动器的低成本化。
此外，所述吸气膜形成在所述中间部的整个区域也可。
这时，由于吸气膜形成在中间部的整个区域，能够扩大振动腕部上可吸气的吸气区域。
而且，由于第一金属膜、第二金属膜和吸气膜用相同的材料形成，即使在中间部的整个区域形成吸气膜，第一金属膜、第二金属膜和吸气膜也不会互相扩散。
此外，所述激振电极被绝缘膜覆盖也可。
这时，激振电极被绝缘膜覆盖，因此当对吸气膜照射了激光时，即便被照射激光的部分向激振电极一侧飞散也可以使之附着到绝缘膜，能够抑制飞散的吸气膜附着到激振电极。由此，能够消除因飞散的吸气膜的附着而会使激振电极短路的顾虑。
此外，所述第一金属膜、所述第二金属膜和所述吸气膜用铬、钛、钒或锆中的一种形成也可。
这时，能够确实地发挥上述的作用效果。
此外，本发明的压电振动器的制造方法，其特征在于制造包括音叉型压电振动片和在内部***述压电振动片的组装件的压电振动器，所述压电振动片具有一对振动腕部、形成在所述振动腕部的基端部的激振电极和形成在所述振动腕部的前端部的重锤金属膜，在所述振动腕部的基端部与前端部之间的中间部形成有吸气膜，该吸气膜形成有激光照射疵痕，在所述压电振动器的制造方法中，所述激振电极所包含的第一金属膜、所述重锤金属膜所包含的第二金属膜和所述吸气膜用相同的材料形成，并且具备在所述振动腕部同时形成所述第一金属膜、所述第二金属膜和所述吸气膜的工序。
依据本发明，由于激振电极所包含的第一金属膜、重锤金属膜所包含的第二金属膜和吸气膜用相同的材料形成，可在振动腕部同时形成第一金属膜、第二金属膜和吸气膜，并能有效率地制造压电振动器。
此外，本发明的振荡器的特征在于：将上述本发明的压电振动器作为振子电连接至集成电路。
此外，本发明的电子设备的特征在于：使上述本发明的压电振动器与计时部电连接。
此外，本发明的电波钟的特征在于：使上述本发明的压电振动器与滤波部电连接。
依据这些发明，由于具备有效率地制造并低成本化的压电振动器，能够减少振荡器、电子设备及电波钟的成本。
(发明效果)
依据本发明的压电振动器，可以有效率地制造，并能谋求低成本化。
此外，依据本发明的压电振动器的制造方法，能够有效率地制造压电振动器。
附图说明
图1是表示本发明压电振动器的一个实施方式的外观斜视图。
图2是图1所示的压电振动器的内部结构图，是在拆下盖基板的状态下俯视压电振动片的图。
图3是沿着图2所示的A-A线的压电振动器的剖视图。
图4是图1所示的压电振动器的分解斜视图。
图5是构成图1所示的压电振动器的压电振动片的俯视图。
图6是图5所示的压电振动片的仰视图。
图7是图5所示的压电振动片中除去了绝缘膜的状态的俯视图。
图8是图6所示的压电振动片中除去了绝缘膜的状态的仰视图。
图9是沿着图5所示的剖面箭头B-B的图。
图10是沿着图5所示的剖面箭头C-C的图。
图11是表示制造图1所示的压电振动器时的流程的流程图。
图12是接着图11所示的流程图的示图。
图13是表示沿着图11及图12所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图，是表示在圆片(wafer)形成压电振动片的外形形状及沟部的状态的图。
图14是表示沿着图11及图12所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图，是在圆片形成第一膜及第二膜的状态的图。
图15是表示沿着图11及图12所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图，是表示第一除去工序后的状态的图。
图16是表示沿着图11及图12所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图，是表示第二除去工序后的状态的图。
图17是表示沿着图11及图12所示的流程图制造压电振动器时的一个工序的图，是在空腔内收容压电振动片的状态下阳极接合基底基板用圆片和盖基板用圆片的圆片体的分解斜视图。
图18是表示本发明振荡器的一个实施方式的结构图。
图19是表示本发明电子设备的一个实施方式的结构图。
图20是表示本发明电波钟的一个实施方式的结构图。
图21是拆下传统压电振动器的盖基板的状态的平面图。
图22是沿着图21的剖面箭头D-D的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的一个实施方式的压电振动器进行说明。
如图1至图4所示，本实施方式的压电振动器1是具备音叉型压电振动片4、在内部收容压电振动片4的组装件9的表面安装型的压电振动器。
此外在图3及图4中，为了方便图示，省略了压电振动片4的激振电极15、装配电极16、17、绝缘膜20、重锤金属膜21及吸气膜74的图示。
(压电振动片)
如图5至图10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，在被施加规定电压时振动。该压电振动片4包括：平行配置的一对振动腕部10、11；将该一对振动腕部10、11的基端侧固定成一体的基部12；形成在一对振动腕部10、11的基端部的外表面上并使一对振动腕部10、11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。此外压电振动片4具备在一对振动腕部10、11的两主表面上分别沿着该振动腕部10、11的长边方向而形成的沟部18。该沟部18从振动腕部10、11的基端侧形成到大致中间附近。此外图7及图8示出从压电振动片4除去绝缘膜20的状态。
如图7至图9所示，由第一激振电极13和第二激振电极14构成的激振电极15是使一对振动腕部10、11以规定的谐振频率沿着互相接近或分离的方向振动的电极，在一对振动腕部10、11的外表面以分别电性切断的状态构图。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。此外在图示的例子中，激振电极15沿着压电振动片4的长边方向，形成在从一对振动腕部10、11的基端部到基部12的振动腕部10、11侧部分的电极区域的外表面。
此外，第一激振电极13及第二激振电极14分别在基部12的两主表面上与装配电极16、17电连接，压电振动片4上经由该装配电极16、17被施加电压。
此外如图5及图6所示，激振电极15被绝缘膜20覆盖。在所述电极区域，即振动腕部10、11及基部12中，绝缘膜20在压电振动片4的长边方向置有激振电极15的区域的外表面从激振电极15的外侧开始成膜。在图示的例子中，绝缘膜20形成在所述电极区域的整个区域。
此外，在一对振动腕部10、11的前端部，形成有重锤金属膜21，该重锤金属膜21用于进行质量调整(频率调整)，以使本身的振动状态在规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(目标)频率的范围内。
此外如图10所示，激振电极15由形成在振动腕部10、11(所述电极区域)的外表面的单层的金属层(第一金属膜)71构成。而且，装配电极16、17由形成在振动腕部10、11及基部12的外表面的基底层72a和层叠在该基底层72a的精装层(仕上層)72b构成。此外在本实施方式中，激振电极15的金属层71、装配电极16、17的基底层72a用相同的材料连续形成为一体。
此外，重锤金属膜21包括：形成在振动腕部10、11的前端部的外表面整个周边的第一重锤层(第二金属膜)73a；层叠在该第一重锤层73a的第二重锤层73b；以及层叠在该第二重锤层73b中的振动腕部10、11的前端侧的第三重锤层73c。再者在重锤金属膜21中，第一重锤层73a、第二重锤层73b及第三重锤层73c层叠为3层的部分构成粗调膜21a，第一重锤层73a及第二重锤层73b层叠为2层的部分构成微调膜21b。
此外在图示的例子中，第三重锤层73c层叠在第二重锤层73b中的振动腕部10、11的前端侧且两主表面侧。并且第二重锤层73b的一部分露出于空腔C内。
此外如图5、图6及图10所示，在振动腕部10、11的基端部与前端部之间的中间部形成有吸气膜74，该吸气膜74形成有激光照射疵痕75。
吸气膜74形成在振动腕部10、11的中间部的外表面，成为露出于空腔C内的状态。
此外如图5及图6所示，激光照射疵痕75形成在吸气膜74中的振动腕部10、11的两主表面侧。激光照射疵痕75通过对吸气膜74照射激光而蒸发并除去吸气膜74来形成。例如，对吸气膜74的一点照射激光(点照射)时，激光照射疵痕75形成为碗状。此外在使激光扫描并以短距离间隔反复点照射时，激光照射疵痕75形成为沟状。此外在图10中，为了方便图示，省略了激光照射疵痕75的图示。
并且在本实施方式中，如图10所示，激振电极15的金属层71、重锤金属膜21的第一重锤层73a和吸气膜74用相同的材料形成。这些金属层71、第一重锤层73a及吸气膜74用通过照射激光来激活而可吸附周围气体的材料例如铬、钛、钒或锆中的一种形成。在图示的例子中，金属层71、第一重锤层73a及吸气膜74用铬形成，并且厚度互相相等(例如，500～
Figure BSA00000219002700081
)。
而且在本实施方式中，吸气膜74形成在所述中间部的整个区域。即吸气膜74在激振电极15与重锤金属膜21之间连续形成，并且与金属层71及第一重锤层73a形成为一体。
此外在本实施方式中，装配电极16、17的精装层72b和重锤金属膜21的第二重锤层73b用相同的材料形成。这些精装层72b及第二重锤层73b用例如金形成，并且厚度彼此相等。
此外在图示的例子中，绝缘膜20用例如二氧化硅形成，重锤金属膜21的第三重锤层73c用例如金形成。
这样构成的压电振动片4如图3、图4所示，利用金等的凸点(bump)B，凸点接合至组装件9的后面描述的基底基板2一侧。更具体地说，以在基底基板2的上表面(内表面、接合盖基板3的接合面)构图的后面描述的迂回电极36、37上形成的2个凸点B上分别接触的状态凸点接合一对装配电极16、17。由此，压电振动片4以从基底基板2的上表面浮置的状态被支撑，并且成为装配电极16、17和迂回电极36、37分别电连接的状态。
(压电振动器)
如图1至图4所示，组装件9具备基底基板2和盖基板3，该基底基板2和盖基板3叠合而在其间形成空腔C。
盖基板3是用玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明绝缘基板，如图1、图3及图4所示，形成为板状。并且，在盖基板3的下表面(内表面、接合基底基板2的接合面)形成有收容压电振动片4的矩形状的凹部3a。该凹部3a是叠合两基板2、3时成为收容压电振动片4的空腔C的空腔用的凹部。再者，盖基板3以在基底基板2一侧与该凹部3a对置的状态阳极接合至基底基板2。
基底基板2是用与盖基板3相同的玻璃材料例如碱石灰玻璃构成的透明绝缘基板，如图1至图4所示，可对盖基板3叠合的大小形成为板状。
如图2及图3所示，在该基底基板2形成有贯通该基底基板2的一对贯通孔(through hole)30、31。一对贯通孔30、31形成在空腔C的对角线的两端部。并且，在该一对贯通孔30、31形成有以埋入该贯通孔30、31的方式形成的一对贯通电极32、33。该贯通电极32、33用Ag膏等的导电材料构成。在基底基板2的下表面(外表面)，形成有对一对贯通电极32、33分别电连接的一对外部电极38、39。
如图2及图4所示，在基底基板2的上表面，构图有阳极接合用的接合膜35和一对迂回电极36、37。其中接合膜35由例如铝等的导电材料构成，并且沿着基底基板2的周边以包围形成在盖基板3的凹部3a的周围的方式形成。
一对迂回电极36、37是例如以铬为下层、金为上层的二层结构的电极膜。此外，如图2至图4所示，一对迂回电极36、37构图成为使一个迂回电极36与一个贯通电极32和压电振动片4的一个装配电极16电连接，并且使另一迂回电极37与另一贯通电极33和压电振动片4的另一装配电极17电连接。
此外，如图1、图3及图4所示，在基底基板2的下表面形成有分别对一对贯通电极32、33电连接的外部电极38、39。即，一个外部电极38经由一个贯通电极32及一个迂回电极36电连接至压电振动片4的第一激振电极13。此外，另一外部电极39经由另一贯通电极33及另一迂回电极37电连接至压电振动片4的第二激振电极14。其结果，一对激振电极15成为可分别与空腔C的外部电连接的状态。
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施加规定的驱动电压。由此，能够使电流在压电振动片4的由第一激振电极13及第二激振电极14构成的一对激振电极15中流过，并能使一对振动腕部10、11以规定频率沿着接近/分离的方向振动。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，参照图11及图12所示的流程图，对利用基底基板用圆片(基底基板)40和盖基板用圆片(盖基板)50一次性制造多个上述压电振动器1的制造方法进行说明。此外，在本实施方式中，利用圆片状的基板而一次性制造多个压电振动器1，但并不限于此，例如预先加工出尺寸与基底基板2及盖基板3的外形一致的圆片，同样地一次仅制造一个也可。
最初，作为压电振动片制作工序，制作图5至图10所示的压电振动片4。
具体而言，如图13所示，首先将未加工的朗伯(Lambert)水晶以规定角度切片而做成一定厚度的圆片。接着，磨擦该圆片而进行粗加工后，通过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，做成规定厚度的圆片S(S10)。
接着，作为外形形成工序，利用光刻技术等来对研磨后的圆片S进行蚀刻，构图出多个压电振动片4的外形形状(S20)。由此，在圆片S形成多个一对振动腕部10、11及基部12的外形形状。接着，在本实施方式中，作为沟部形成工序，利用光刻技术等对各一对振动腕部10、11进行蚀刻而形成沟部18(S30)。
其次，如图14所示，作为第一成膜工序，在振动腕部10、11的外表面形成成为激振电极15的金属层71、装配电极16、17的基底层72a、重锤金属膜21的第一重锤层73a、和吸气膜74的第一膜81(S32)。在本实施方式中，通过对振动腕部10、11及基部12的外表面中除长边方向的端面以外的整个区域例如溅镀铬来形成第一膜81。
其次，作为第二成膜工序，以在第一膜81层叠的方式形成成为装配电极16、17的精装层72b和重锤金属膜21的第二重锤层73b的第二膜82(S34)。在本实施方式中，通过例如溅镀金来形成第二膜82。
其次，如图15所示，作为第一除去工序，除去第一膜81及第二膜82中，位于与激振电极15、装配电极16、17、重锤金属膜21及吸气膜74的形成区域不同的区域的部分(S36)。
在该工序中，首先，利用喷涂等从第二膜82的外侧形成成为蚀刻加工时的掩模的光刻胶膜(未图示)后，用光刻技术进行构图。这时，以使光刻胶膜残留在激振电极15、装配电极16、17、重锤金属膜21及吸气膜74的形成区域的方式进行构图。其次，以光刻胶膜为掩模，对第一膜81及第二膜82进行蚀刻加工，除去位于与激振电极15、装配电极16、17、重锤金属膜21及吸气膜74的形成区域不同的区域的部分。
其次，如图16所示，作为第二除去工序，除去第二膜82中位于与装配电极16、17及重锤金属膜21的形成区域不同的区域的部分(S38)。
在该工序中，首先，利用喷涂等而从第二膜82的外侧形成成为蚀刻加工时的掩模的光刻胶膜(未图示)后，用光刻技术进行构图。这时，以在装配电极16、17及重锤金属膜21的形成区域残留光刻胶膜的方式进行构图。其次，以光刻胶膜为掩模，对第二膜82进行蚀刻加工，除去位于与装配电极16、17及重锤金属膜21的形成区域不同的区域的部分。
通过进行以上说明的第一成膜工序、第二成膜工序、第一除去工序及第二除去工序，能够在振动腕部10、11同时形成激振电极15的金属层71和重锤金属膜21的第一重锤层73a和吸气膜74。而且本实施方式中，通过进行第一成膜工序、第二成膜工序、第一除去工序及第二除去工序，能够同时形成装配电极16、17的精装层72b和重锤金属膜21的第二重锤层73b。
接着，作为绝缘膜形成工序，以覆盖一对激振电极15的方式在振动腕部10、11及基部12形成绝缘膜20(S50)。这时，通过利用例如热CVD法在所述电极区域的外表面从激振电极15的外侧形成二氧化硅来形成绝缘膜20。
此外，通过在第二重锤层73b例如蒸镀金来形成第三重锤层73c，从而形成重锤金属膜21(S60)。
在形成绝缘膜20及重锤金属膜21后，作为粗调工序，对各压电振动片4粗调谐振频率(S70)。这时，通过对重锤金属膜21的粗调膜照射激光而减轻加在一对振动腕部10、11的前端的重量，来对频率进行粗调。此外，更高精度地调整谐振频率的微调是在装配后进行的。对此，将在后面进行说明。
其次，作为切断工序，切断连接圆片S和压电振动片4的连接部，从圆片S切断压电振动片4而进行小片化(S80)。由此，能够从1块圆片S一次性制造多个压电振动片4。
经以上工序，结束压电振动片制作工序。
接着，如图17所示，在与压电振动片制作工序同时或前后的定时，作为第一圆片制作工序，直至刚要进行阳极接合前的状态制作后面成为盖基板3的盖基板用圆片50(S90)。首先，将碱石灰玻璃研磨加工至规定厚度并加以清洗后，形成通过蚀刻等来除去了最表面的加工变质层的圆板状的盖基板用圆片50(S91)。其次，作为凹部形成工序，通过蚀刻等来在盖基板用圆片50的下表面沿行列方向形成多个空腔用的凹部3a(S92)。在该时刻，结束第一圆片制作工序。
接着，如图17所示，在与第一圆片制作工序同时或前后的定时，作为第二圆片制作工序，直至刚要进行阳极接合前的状态制作后面成为基底基板2的基底基板用圆片40(S100)。首先，与盖基板用圆片50同样地，将碱石灰玻璃研磨加工至规定厚度并加以清洗后，形成通过蚀刻等来除去了最表面的加工变质层的圆板状的基底基板用圆片40(S101)。
接着，作为贯通电极形成工序，在基底基板用圆片40形成多个一对贯通电极32、33(S102)。这时，例如用喷砂法或压力加工等方法形成多个贯通基底基板用圆片40的一对贯通孔30、31后，在这些多个贯通孔30、31内形成一对贯通电极32、33。通过该一对贯通电极32、33确保基底基板用圆片40的上表面侧与下表面侧的导电性。
接着，作为接合膜形成工序，在基底基板用圆片40的上表面对导电材料进行构图，形成接合膜35(S103)，并且作为迂回电极形成工序，形成多个与各一对贯通电极32、33分别电连接的迂回电极36、37(S104)。此外在图17中，为了方便图示而省略了接合膜35的图示。
在该时刻结束第二圆片制作工序。
此外在图12中，工序顺序是接合膜形成工序(S103)及迂回电极形成工序(S104)的顺序，但工序顺序并不限于此，可以适宜变更，也可同时进行这些工序的一部分或全部。
接着，作为接合工序，接合基底基板用圆片40与盖基板用圆片50(S110)。对该接合工序做详细说明，则最先作为装配工序，将制作的多个压电振动片4分别经由迂回电极36、37接合至基底基板用圆片40的上表面侧(S111)。这时，首先在一对迂回电极36、37上分别形成金等的凸点B。然后，将压电振动片4的基部12承载于凸点B上后，一边将凸点B加热至规定温度一边将压电振动片4按压在凸点B。由此，压电振动片4被机械支撑于凸点B，并且装配电极16、17和迂回电极36、37成为电连接的状态。因而，在该时刻压电振动片4的一对激振电极15成为分别对一对贯通电极32、33导通的状态。
在压电振动片4的装配结束后，作为叠合工序，将盖基板用圆片50对基底基板用圆片40叠合(S112)。具体而言，以未图示的基准标记等为标志，将两圆片40、50对准到正确的位置。由此，压电振动片4及迂回电极36、37成为收容于被形成在基底基板用圆片40的凹部3a和两圆片40、50包围的空腔C内的状态。
在叠合工序后，将叠合后的2块圆片40、50置于未图示的阳极接合装置，在规定的温度气氛下施加规定电压而进行阳极接合(S113)。具体而言，在接合膜35与盖基板用圆片50之间施加规定电压。这样，在接合膜35与盖基板用圆片50的界面发生电化学反应，使两者分别牢固地密合而阳极接合。由此，能够得到基底基板用圆片40与盖基板用圆片50接合的图17所示的圆片体60。
此外在图17中，为了方便图示，示出分解了圆片体60的状态，虚线M示出在后面进行的切断工序中切断的切断线。
经以上工序结束接合工序。
接着，作为外部电极形成工序，在基底基板用圆片40的下表面对导电材料进行构图，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(S120)。通过该工序，利用外部电极38、39，能使收容于空腔C内的压电振动片4动作。
接着，作为吸气工序，对收容于圆片体60的各空腔C内的压电振动片4的吸气膜74照射激光而调整空腔C内的真空度(S130)。具体而言，将圆片体60置于未图示的吸气调整机，在吸气调整机内对外部电极38、39施加规定电压而使压电振动片4振动，测定与等效电阻值有比例关系的串联振动电阻值。基于该串联振动电阻值，例如通过从基底基板用圆片40一侧照射激光来将吸气膜74激活，以适宜次数进行吸气。此外，通过对吸气膜74照射激光，在吸气膜74形成激光照射疵痕75。
再者，作为吸气的适宜次数的判断方法，例如可以是按每种压电振动器1预先设定串联振动电阻值的阈值，在小于该阈值时判断为适宜的方法。此外，也可以这样判断：存储刚要吸气前的串联振动电阻值后进行吸气，并算出与在刚吸气后的串联振动电阻值的变化比例，将该变化比例与预先设定的值进行比较，从而进行判断。
接着吸气工序，在圆片体60的状态下，作为微调工序，微调收容于空腔C内的各个压电振动片4的频率，使之收缩在规定范围内(S140)。具体说明，则对形成在基底基板用圆片40的下表面的一对外部电极38、39施加电压而使压电振动片4振动。然后，一边测量频率一边从外部通过基底基板用圆片40而照射激光，使重锤金属膜21的微调膜21b蒸发。由此，一对振动腕部10、11的前端侧的重量发生变化，因此能够对压电振动片4的频率进行微调，以使频率收缩在标称频率的规定范围内。
在频率的微调结束后，作为切断工序，沿着图17所示的切断线M切断已接合的圆片体60而进行小片化(S150)。其结果是，能够一次性制造多个在组装件9内收容了压电振动片4的图1所示的2层结构式表面安装型的压电振动器1。
再者，在进行切断工序(S150)而小片化为各个压电振动器1后，进行微调工序(S140)的工序顺序也可。但是，如上所述，通过先进行微调工序(S140)，能在圆片体60的状态下进行微调，因此更加有效率地微调多个压电振动器1。因而，能够提高生产率，因此是理想的。
其后，进行内部的电特性检查(S160)。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依赖性)等并加以核对。此外，将绝缘电阻特性等一并核对。并且，最后进行压电振动器1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1的制造。
如以上说明的那样，依据本实施方式的压电振动器1，由于激振电极15所包含的金属层71、重锤金属膜21所包含的第一重锤层73a、吸气膜74用相同的材料形成，在制造该压电振动器1的过程中，可将金属层71、第一重锤层73a和吸气膜74同时形成在振动腕部10、11，并能有效率地进行制造。由此，能够谋求该压电振动器1的低成本化。
此外，由于装配电极16、17的精装层72b和重锤金属膜21的第二重锤层73b用相同的材料形成，在制造该压电振动器1的过程中，可以同时形成精装层72b和第二重锤层73b，并能更加有效率地进行制造。
而且，在本实施方式中，用金形成精装层72b及第二重锤层73b，因此使之具备耐腐蚀性并可长期发挥稳定的性能且能谋求该压电振动器1的高质量化。特别是，如本实施方式那样精装层72b及第二重锤层73b露出于空腔C内的情况下，具备耐腐蚀性而产生的高质量化的效果显著。
此外，由于吸气膜74形成在振动腕部10、11的中间部的整个区域，能够增大振动腕部10、11上可吸气的吸气区域。
而且，由于金属层71、第一重锤层73a和吸气膜74用相同的材料形成，即使吸气膜74形成在中间部的整个区域，也不会发生金属层71、第一重锤层73a和吸气膜74互相扩散的情形。
此外，由于激振电极15被绝缘膜20覆盖，当对吸气膜74照射激光时，即便被照射激光的部分向激振电极15一侧飞散，也可使之附着到绝缘膜20，能够抑制飞散的吸气膜74附着到激振电极15。由此，能够消除因飞散的吸气膜74的附着而有可能会使激振电极15短路的情形。
而且，能够通过绝缘膜20来保护激振电极15，并能抑制从外部对激振电极15的直接接触。
而且在本实施方式中，激振电极15中的金属层71用铬形成，因此在铬的金属层71上用与铬的密合性高的二氧化硅形成绝缘膜20，能使激振电极15与绝缘膜20牢固密合而抑制绝缘膜20的剥离。
此外，依据本实施方式的压电振动器的制造方法，吸气膜74形成在振动腕部10、11的中间部，且在吸气工序后接着进行微调工序，因此在开始微调工序时，只将激光的照射位置从振动腕部10、11的中间部变更到前端部即可。因而，与例如吸气膜74形成在基部12的情形相比，可缩短开始微调工序时变更激光的照射位置所需的距离及时间，能更加有效率地制造压电振动器1。
此外，经本发明人认真研究的结果，获得了这样的知识：通过对与形成振动腕部10、11的材料(例如水晶等)的密合性高且作为重锤金属膜21的第一重锤层73a适当采用的铬照射激光，得到吸附周围气体(例如氧)的吸气效果。而且，本发明人也发现了铬的吸气效果比例如以往用作吸气膜的铝的吸气效果相等或其以上的知识。
因此，如本实施方式那样，通过在振动腕部10、11的外表面形成由铬构成的金属层71、第一重锤层73a及吸气膜74，能够使激振电极15、重锤金属膜21及吸气膜74分别牢固地密合于振动腕部10、11，并且能有效率且确实地提高吸气产生的空腔C内的真空度，而且能发挥上述的作用效果。
(振荡器)
接着，参照图18，对本发明的振荡器的一个实施方式进行说明。
本实施方式的振荡器100如图18所示，构成为将压电振动器1电连接至集成电路101的振子。该振荡器100具备安装了电容器等的电子部件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，各构成部件通过未图示的树脂来模制(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4振动。通过压电振动片4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101。通过集成电路101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101的结构，例如RTC(实时时钟)模块等，能够附加钟表用单功能振荡器等的功能之外，还能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。
并且在本实施方式中，具备低成本化的压电振动器1，因此能够减少振荡器100的成本。
(电子设备)
接着，参照图19，就本发明的电子设备的一个实施方式进行说明。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110。最初本实施方式的便携信息设备110为例如以便携电话为首的，发展并改良了传统技术中的手表的设备。是这样的设备：外观类似于手表，在相当于文字盘的部分配置液晶显示器，能够在该画面上显示当前的时刻等。此外，在用作通信机时，从手腕取下，通过内置于带的内侧部分的扬声器及麦克风，可进行与传统技术的便携电话同样的通信。但是，与传统的便携电话相比，明显小型且轻量。
下面，对本实施方式的便携信息设备110的结构进行说明。如图19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。该电源部111上并联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、与外部进行通信的通信部114、显示各种信息的显示部115、和检测各功能部的电压的电压检测部116。而且，通过电源部111来对各功能部供电。
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整个***的动作控制。此外，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、和作为该CPU的工作区使用的RAM等。
计时部113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4振动，通过水晶所具有的压电特性，该振动转换为电信号，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112进行信号的发送与接收，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具有与传统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及呼叫控制存储器部124。
通过天线125，无线电部117与基站进行收发信息的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输入的信号放大到规定电平。声音输入/输出部121由扬声器或麦克风等构成，扩大来电音或受话声音，或者将声音集音。
此外，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。此外，电话号码输入部122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116在通过电源部111对控制部112等的各功能部施加的电压小于规定值时，检测其电压降后通知控制部112。这时的规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，3V左右。从电压检测部116收到电压降的通知的控制部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，停止耗电较大的无线电部117的动作是必需的。而且，显示部115显示通信部114由于电池余量的不足而不能使用的提示。
即，通过电压检测部116和控制部112，能够禁止通信部114的动作，并在显示部115做提示。该提示可为文字消息，但作为更加直接的提示，在显示部115的显示画面的顶部显示的电话图像上打“×(叉)”也可。
此外，通过具备能够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，能够更加可靠地停止通信部114的功能。
并且在本实施方式中，由于具备低成本化的压电振动器1，能够减少便携信息设备110的成本。
(电波钟)
接着，参照图20，就本发明的电波钟的一个实施方式进行说明。
如图20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，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130的功能性结构进行详细说明。
天线132接收40kHz或60kHz长波的标准电波。长波的标准电波是将称为定时码的时刻信息AM调制为40kHz或60kHz的载波的电波。接收的长波的标准电波通过放大器133放大，通过具有多个压电振动器1的滤波部131来滤波并调谐。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(压电振动片)138、139。
而且，滤波后的规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而抽出定时码，由CPU136计数。在CPU136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RTC137，显示出正确的时刻信息。
载波为40kHz或60kHz，因此水晶振动器部138、139优选具有上述的音叉型结构的振动器。
再者，以上以日本国内为例进行了说明，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。因而，在便携设备组装也可以应对海外的电波钟130的情况下，还需要不同于日本的频率的压电振动器1。
并且在本实施方式中，由于具备低成本化的压电振动器1，能够减少电波钟130的成本。
此外，本发明的技术范围并不局限于上述实施的方式，在不超出本发明的宗旨的范围内可做各种变更。
例如，在上述实施方式中，作为压电振动片4的一个例子举例说明了在振动腕部10、11的两面形成有沟部18的带沟的压电振动片4，但也可以是没有沟部18的类型的压电振动片。但是，通过形成沟部18，能够在对一对激振电极15施加规定电压时，提高一对激振电极15间的电场效率，因此能够进一步抑制振动损耗而进一步提高振动特性。即，能够进一步降低CI值(Crystal Impedance)，并能将压电振动片4进一步高性能化。在这一点上，优选形成沟部18。
此外，在上述实施方式中，通过接合膜35阳极接合基底基板2和盖基板3，但并不限于阳极接合。但是，通过进行阳极接合，能够牢固地接合两基板2、3，因此是优选的。
此外，在上述实施方式中，将压电振动片4凸点接合，但并不限于凸点接合。例如，也可以用导电粘合剂来接合压电振动片4。但是，通过进行凸点接合，能够使压电振动片4从基底基板2的上表面浮置，并能自然确保振动所需的最低限的振动间隙。因而，优选凸点接合。
此外，压电振动片4不具备绝缘膜20也可。
此外，在上述实施方式中，吸气膜74形成在振动腕部10、11的中间部的整个区域，但代之以，在振动腕部10、11的中间部的一部分形成也可。再者，在吸气工序中，在从基底基板用圆片40一侧或盖基板用圆片50一侧照射激光的情况下，吸气膜74优选形成在振动腕部10、11的中间部中的两主表面，并且更优选在振动腕部10、11的中间部中的两主表面的整个区域形成。
此外，在上述实施方式中，装配电极16、17的精装层72b和重锤金属膜21的第二重锤层73b为相同的材料，例如用金来形成，但也可以用不同的材料形成，也可以用不同于金的材料形成。
此外，如果形成激振电极15的金属层71、重锤金属膜21的第一重锤层73a、和吸气膜74的材料为相同的材料，也可以不是上述实施方式所示的材料。
此外，激振电极15、装配电极16、17及重锤金属膜21并不限于上述实施方式所示的结构。例如，激振电极15不是只用金属层71构成也可，由多个金属膜层叠而构成也可。此外，装配电极16、17为单层也可，此外层叠为3层以上也可。而且，重锤金属膜21也可以为2层以下，此外层叠为4层以上也可。
而且，例如装配电极16、17不具备精装层72b，而通过局部地形成第二重锤层73b及第三重锤层73c来形成重锤金属膜21等的情况下，在上述本实施方式的压电振动器的制造方法中，不进行第二成膜工序和第二除去工序也可。在这种情况下，通过进行第一成膜工序和第一除去工序，能够在振动腕部10、11同时形成金属层71、第一重锤层73a、和吸气膜74。
再者，在上述实施方式中，激振电极15的金属层71和重锤金属膜21的第一重锤层73a用与吸气膜74相同的材料形成，但是激振电极15及重锤金属膜21各自包含用与吸气膜74相同的材料形成的金属膜(第一金属膜及第二金属膜)的情况下，就不限于此情况。例如，激振电极15的金属层71和重锤金属膜21的第二重锤层73b的材料也可以与吸气膜74的材料相同。
此外，在不超出本发明的宗旨的范围内，可以用众所周知的构成要素适当地替换上述实施方式中的构成要素，此外，也可以适当组合上述的变形例。
附图标记说明
C...空腔；1...压电振动器；4...压电振动片；9...组装件；15...激振电极；21...重锤金属膜；40...基底基板用圆片(基底基板)；50...盖基板用圆片(盖基板)；71...金属层(第一金属膜)；73a...第一重锤层(第二金属膜)；74...吸气膜；75...激光照射疵痕；100...振荡器；101...振荡器的集成电路；110...便携信息设备(电子设备)；113...电子设备的计时部；130...电波钟；131...电波钟的滤波部。

Claims (8)

1.一种压电振动器，其特征在于，包括：
音叉型压电振动片，该压电振动片具有一对振动腕部、形成在所述振动腕部的基端部的激振电极、及形成在所述振动腕部的前端部的重锤金属膜；以及
组装件，该组装件在内部***述压电振动片，
在所述振动腕部的基端部与前端部之间的中间部形成有吸气膜，该吸气膜形成有激光照射疵痕，
所述激振电极所包含的第一金属膜、所述重锤金属膜所包含的第二金属膜及所述吸气膜用相同的材料形成。
2.如权利要求1所述的压电振动器，其特征在于：所述吸气膜形成在所述中间部的整个区域。
3.如权利要求1或2所述的压电振动器，其特征在于：所述激振电极被绝缘膜覆盖。
4.如权利要求1至3中任一项所述的压电振动器，其特征在于：所述第一金属膜、所述第二金属膜和所述吸气膜用铬、钛、钒或锆中的一种形成。
5.一种压电振动器的制造方法，其特征在于制造包括音叉型压电振动片和在内部***述压电振动片的组装件的压电振动器，
所述压电振动片具有一对振动腕部、形成在所述振动腕部的基端部的激振电极和形成在所述振动腕部的前端部的重锤金属膜，
在所述振动腕部的基端部与前端部之间的中间部形成有吸气膜，该吸气膜形成有激光照射疵痕，
在所述压电振动器的制造方法中，
所述激振电极所包含的第一金属膜、所述重锤金属膜所包含的第二金属膜和所述吸气膜用相同的材料形成，并且
具备在所述振动腕部同时形成所述第一金属膜、所述第二金属膜和所述吸气膜的工序。
6.一种振荡器，其特征在于：将权利要求1至4中任一项所述的压电振动器作为振子电连接至集成电路。
7.一种电子设备，其特征在于：使权利要求1至4中任一项所述的压电振动器与计时部电连接。
8.一种电波钟，其特征在于：使权利要求1至4中任一项所述的压电振动器与滤波部电连接。
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