JPWO2010097903A1 - ガラス基板の研磨方法、パッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器並びに電波時計 - Google Patents

Abstract

研磨剤を供給しつつガラス基板の表面を研磨する、研磨工程を有するガラス基板の研磨方法であって、前記研磨工程は、研磨布からなる第１研磨パッドを用いて前記ガラス基板の前記表面を研磨する１次ポリッシュ工程と、発泡ウレタンからなる第２研磨パッドを用いて前記ガラス基板の前記表面を研磨する２次ポリッシュ工程とを有することを特徴とするガラス基板の研磨方法。

Description

本発明は、ガラス基板の研磨方法、パッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器並びに電波時計に関するものである。

近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られているが、その１つとして、表面実装（ＳＭＤ）型の圧電振動子が知られている。この種の圧電振動子としては、例えば互いに接合されたベース基板及びリッド基板と、両基板の間に形成されたキャビティと、キャビティ内に気密封止された状態で収納された圧電振動片（電子部品）とを備えている。

このタイプの圧電振動子は、ベース基板とリッド基板とが直接接合されることで２層構造になっており、両基板の間に形成されたキャビティ内に圧電振動片が収納されている。
このような２層構造タイプの圧電振動子を製造する場合、リッド基板にキャビティ用の凹部を形成する一方、ベース基板上に圧電振動片をマウントした後、接合層を介して両ウエハを陽極接合する。これにより、キャビティ内に圧電振動片が気密封止された複数の圧電振動子（パッケージ）を製造するものである。
特開平５−１７７５３９号公報

ところで、上述した圧電振動子の製造工程において、ベース基板とリッド基板とを接合する場合、キャビティの気密性を確保するためには、両基板の接合代（接合面の面積）及び接合面の表面精度を確保して、平坦面同士で接合することが重要になる。
そこで、両基板を接合する場合には、その前段で両基板の接合面を研磨して表面精度を向上させる研磨工程を行っている。研磨工程の一例としては、例えば特許文献１に示されるように、研磨布を設けた上下一対の定盤間に、基板を保持するキャリアを挟み、定盤とキャリアとを相対的に回転、移動させて基板両面を同時に研磨する方法が開示されている。
上述した両基板のうち、特にリッド基板を研磨する際には、凹部を取り囲む隔壁の先端面上を主に研磨布が摺動することで、ベース基板との接合面となる隔壁の先端面の表面精度を向上できるとされている。

しかしながら、研磨布を用いてリッド基板を研磨すると、隔壁の先端面（接合面）の周縁にまで研磨布が回り込み、接合面の周縁部に面ダレ現象が生じるという虞がある。具体的には、接合面が、その中心から外周側及び内周側にかけて漸次ガラス基板の厚さが薄くなるような曲面形状をなすことになる。これにより、ベース基板との接合代が縮小し、キャビティの気密性を確保することができない虞がある。すなわち、両基板を接合しようとすると、互いの接合面との間に隙間が生じてキャビティ内の気密を確保することができず、圧電振動子の振動特性が低下する場合がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ガラス基板の接合面の表面精度の向上を図るとともに、接合代の確保することで、キャビティ内の気密を確保することができるガラス基板の研磨方法、パッケージの製造方法、圧電振動子、発振器、電子機器並びに電波時計を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るガラス基板の研磨方法は、研磨剤を供給しつつガラス基板の表面を研磨する、研磨工程を有するガラス基板の研磨方法であって、前記研磨工程は、研磨布からなる第１研磨パッドを用いて前記ガラス基板の前記表面を研磨する１次ポリッシュ工程と、発泡ウレタンからなる第２研磨パッドを用いて前記ガラス基板の前記表面を研磨する２次ポリッシュ工程とを有することを特徴とている。

この構成によれば、１次ポリッシュ工程において、研磨布からなる第１研磨パッドによりガラス基板の表面を研磨することで、ガラス基板の表面を鏡面加工し、表面精度を向上させることができる。

ところで、研磨布を用いてガラス基板を研磨すると、上述したようにガラス基板の周縁まで研磨布が回り込み、表面の周縁部に面ダレ現象が生じるという虞がある。
そこで、２次ポリッシュ工程において、研磨布に比べて硬質な、発砲ウレタンからなる第２研磨パッドを使用することで、１次ポリッシュで加工されたガラス基板の表面の表面精度を維持しつつ、表面の角部等を面ダレさせずに研磨を行うことができる。すなわち、第２研磨パッドは、ガラス基板の角部の周縁に回り込まず、先端面上のみを摺動するので、先端面面を積極的に研磨して面ダレ部分を平坦化することができる。
したがって、ガラス基板の表面の表面精度の向上を図るとともに、平坦面を大きく確保することができるため、ガラス基板の表面を接合する場合の接合代を確保することができる。その結果、気密性を確保した上で、ガラス基板を確実に接合することができる。

また、前記ガラス基板の表面には、凹部が形成され、前記研磨工程では、前記凹部の周囲を取り囲む隔壁の先端面を研磨することを特徴としている。
上述したように、研磨布からなる第１研磨パッドを用いて研磨を行うと、凹部を取り囲む隔壁の周縁に研磨布が回り込んで、隔壁の周縁に面ダレが発生する。
これに対して、本発明の構成によれば、研磨布に比べて硬質な、発砲ウレタンからなる第２研磨パッドを使用することで、第２研磨パッドはガラス基板の角部の周縁に回り込まず、先端面上のみを摺動するので、先端面を積極的に研磨して面ダレ部分を除去することができる。そのため、ガラス基板の隔壁の先端面を平坦化することができる。

また、前記１次ポリッシュ工程及び前記２次ポリッシュ工程では、両面研磨装置を用い、前記ガラス基板の裏面に対しても一括して研磨を施すことを特徴としている。
この構成によれば、ガラス基板の表面に加えて、ガラス基板の裏面の表面精度も一括して向上させることができる。

また、前記両面研磨装置は、前記ガラス基板が収納される保持孔が形成された円板状のキャリアを備える遊星歯車機構と、前記キャリアの上下方に配置され、前記第１研磨パッドまたは前記第２研磨パッドが装着される下定盤及び上定盤とを備え、前記研磨工程では、前記第１研磨パッドまたは前記第２研磨パッドを介して前記下定盤及び前記上定盤を前記ガラス基板の表面及び裏面に押圧し、前記キャリアを自転させながら軸線回りに公転させ、前記下定盤の回転方向を、前記上定盤の回転方向とは反対に設定することを特徴としている。
この構成によれば、各定盤を互いに反対方向に回転させることで、ガラス基板と研磨パッドとの抵抗を増大させることができ、研磨レートを向上させることができる。そのため、作業効率の向上を図ることができる。

また、前記２次ポリッシュ工程では、前記下定盤の前記研磨パッドに前記第２研磨パッドを用い、前記下定盤によって前記ガラス基板の表面側を研磨する一方、前記上定盤の前記研磨パッドに前記発砲ウレタンよりも軟質な材料からなる第３研磨パッドを用い、前記上定盤によって前記ガラス基板の裏面側を研磨することを特徴としている。
この構成によれば、ガラス基板の裏面と上定盤との間の抵抗に比べて、表面と下定盤との間の抵抗を増大させることができるので、ガラス基板の表面の研磨レートを裏面の研磨速度に比べて早くすることができる。すなわち、ガラス基板の表面を接合面とした場合に、接合面となる表面のみを積極的に研磨して、面ダレを除去することができる。

また、本発明のパッケージの製造方法は、互いに接合された複数の基板との間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、前記複数の基板のうち、第１基板の表面に前記キャビティ用の凹部を形成する凹部形成工程と、上記本発明のガラス基板の研磨方法を用い、前記凹部の周囲を取り囲む隔壁の先端面を研磨する研磨工程と、前記隔壁の先端面に、前記複数の基板のうち第２基板を陽極接合する工程とを有することを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明のガラス基板の研磨方法を用いて研磨を行うことで、第２研磨パッドは、接合面の周縁に回り込まず、先端面上のみを摺動するので、先端面を積極的に研磨して面ダレ部分を平坦化することができる。これにより、第１基板の接合面を平坦化することができる。
したがって、第１基板の接合面の表面精度の向上を図るとともに、平坦面を大きく確保することができるため、第１基板の接合面を接合する場合の接合代を確保することができる。その結果、第１基板と第２基板とを確実に陽極接合し、キャビティ内の気密を確保することができる。

また、本発明に係る圧電振動子は、上記本発明のパッケージの製造方法によって製造されたことを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明のパッケージの製造方法によって製造された圧電振動子であるため、振動特性に優れた信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。

また、本発明に係る発振器は、上記本発明の圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴としている。

また、本発明に係る電子機器は、上記本発明の圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴としている。

また、本発明に係る電波時計は、上記本発明の圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴としている。

本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、上述した圧電振動子を備えているので、振動特性に優れた信頼性の高い製品を提供することができる。

本発明に係るガラス基板の研磨方法によれば、２次ポリッシュ工程において、研磨布に比べて硬質な、発砲ウレタンからなる第２研磨パッドを使用することで、１次ポリッシュで加工されたガラス基板の表面の表面精度を維持しつつ、表面の角部等を面ダレさせずに研磨を行うことができる。すなわち、第２研磨パッドは、ガラス基板の角部の周縁に回り込まず、先端面上のみを摺動するので、平坦面を積極的に研磨して面ダレ部分を除去することができる。これにより、ガラス基板の表面を平坦化することができる。
したがって、ガラス基板の表面の表面精度の向上を図るとともに、平坦面を大きく確保することができるため、ガラス基板の表面を接合する場合の接合代を確保することができる。その結果、ガラス基板間の気密性を確保した上で、ガラス基板を確実に接合することができる。
また、本発明に係るパッケージの製造方法によれば、上記本発明のガラス基板の研磨方法を用いて研磨を行うことで、第１基板の接合面の表面精度の向上を図るとともに、平坦面を確保することができるため、第１基板の接合面を接合する場合の接合代を大きく確保することができる。その結果、第１基板と第２基板とを確実に陽極接合し、キャビティ内の気密を確保することができる。
また、本発明に係る圧電振動子によれば、上記本発明のパッケージの製造方法によって製造された圧電振動子であるので、振動特性に優れた信頼性の高い圧電振動子を提供することができる。
本発明に係る発振器、電子機器及び電波時計においては、上述した圧電振動子を備えているので、振動特性に優れた信頼性の高い製品を提供することができる。

本発明の実施の形態による圧電振動子の一例を示す外観斜視図である。 圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図ある。 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 圧電振動子の分解斜視図である。 図１に示す圧電振動子を製造する流れを示すフローチャートである。 第２のウエハ作成工程を説明するための工程図であって、リッド基板用ウエハの断面を示す図である。 第２のウエハ作成工程を説明するための工程図であって、リッド基板用ウエハの断面を示す図である。 第２のウエハ作成工程を説明するための工程図であって、リッド基板用ウエハの断面を示す図である。 第２のウエハ作成工程を説明するための工程図であって、リッド基板用ウエハの断面を示す図である。 第２のウエハ作成工程を説明するための工程図であって、リッド基板用ウエハを平面からみた図である。 ポリッシング工程で用いる両面研磨装置を示す断面図（側面図）である。 両面研磨装置の平面図である。 各定盤の回転方向及び回転速度比とキャリアの相対回転比との関係を示す図である。 本発明に係る発振器の一実施形態を示す構成図である。 本発明に係る電子機器の一実施形態を示す構成図である。 本発明に係る電波時計の一実施形態を示す構成図である。

符号の説明

１…圧電振動子（パッケージ） ３ａ…凹部 ５…圧電振動片（電子部品） ４０…リッド基板用ウエハ（ガラス基板、第１基板） ４１…接合面（表面） ４２…裏面 ７１…両面研磨装置 ７２…上定盤 ７３…下定盤 ７６…キャリア ７６ｂ…パッド保持孔（保持孔） ７７…遊星歯車機構 １００…発振器 １０１…発振器の集積回路 １１０…携帯情報機器（電子機器） １１３…電子機器の計時部 １３０…電波時計 １３１…電波時計のフィルタ部 Ｃ…キャビティ Ｐ…研磨パッド

発明を実施するための形態

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
（圧電振動子）
図１は、本実施形態における圧電振動子の外観斜視図であり、図２は圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図ある。また、図３は図２に示すＡ−Ａ線に沿った圧電振動子の断面図であり、図４は圧電振動子の分解斜視図である。
図１〜４に示すように、圧電振動子１は、ベース基板２とリッド基板３とで２層に積層された箱状に形成されており、内部のキャビティＣ内に圧電振動片５が収納された表面実装型の圧電振動子１である。そして、圧電振動片５とベース基板２の外側に設置された外部電極６，７とが、ベース基板２を貫通する一対の貫通電極８，９によって電気的に接続されている。

ベース基板２は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明な絶縁基板で板状に形成されている。ベース基板２には、一対の貫通電極８，９が形成される一対のスルーホール（貫通孔）２１，２２が形成されている。スルーホール２１，２２は、ベース基板２の下面から上面に向かって漸次径が縮径した断面テーパ形状をなしている。

リッド基板３は、ベース基板２と同様に、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、ベース基板２に重ね合わせ可能な大きさの板状に形成されている。そして、リッド基板３のベース基板２が接合される接合面側には、圧電振動片５が収容される矩形状の凹部３ａが形成されている。
この凹部３ａは、ベース基板２及びリッド基板３が重ね合わされたときに、圧電振動片５を収容するキャビティＣを形成する。そして、リッド基板３は、凹部３ａをベース基板２側に対向させた状態でベース基板２に対して後述する接合層２３を介して陽極接合されている。

圧電振動片５は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
この圧電振動片５は、平行に配置された一対の振動腕部２４，２５と、一対の振動腕部２４，２５の基端側を一体的に固定する基部２６とからなる平面視略コの字型で、一対の振動腕部２４，２５の外表面上には、振動腕部２４，２５を振動させる図示しない一対の第１の励振電極と第２の励振電極とからなる励振電極と、第１の励振電極及び第２の励振電極に電気的に接続された一対のマウント電極とを有している（何れも不図示）。

このように構成された圧電振動片５は、図３，４に示すように、金等のバンプＢを利用して、ベース基板２の上面に形成された引き回し電極２７，２８上にバンプ接合されている。より具体的には、圧電振動片５の第１の励振電極が、一方のマウント電極及びバンプＢを介して一方の引き回し電極２７上にバンプ接合され、第２の励振電極が他方のマウント電極及びバンプＢを介して他方の引き回し電極２８上にバンプ接合されている。これにより、圧電振動片５は、ベース基板２の上面から浮いた状態で支持されるとともに、各マウント電極と引き回し電極２７，２８とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。

そして、ベース基板２の上面側（リッド基板３が接合される接合面側）には、導電性材料（例えば、アルミニウム）からなる陽極接合用の接合層２３が形成されている。この接合層２３は、リッド基板３に形成された凹部３ａの周囲を囲むようにベース基板２の周縁に沿って形成されている。そして、ベース基板２とリッド基板３とは、凹部３ａをベース基板２の接合面側に対向させた状態でベース基板２に対して接合層２３を介して陽極接合されている。

また、外部電極６，７は、ベース基板２下面の長手方向の両端に設置されており、各貫通電極８，９及び各引き回し電極２７，２８を介して圧電振動片５に電気的に接続されている。より具体的には、一方の外部電極６は、一方の貫通電極８及び一方の引き回し電極２７を介して圧電振動片５の一方のマウント電極に電気的に接続されている。また、他方の外部電極７は、他方の貫通電極９及び他方の引き回し電極２８を介して、圧電振動片５の他方のマウント電極に電気的に接続されている。

貫通電極８，９は、焼成によってスルーホール２１，２２に対して一体的に固定された筒体３２及び芯材部３１によって形成されたものであり、スルーホール２１，２２を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持しているとともに、外部電極６，７と引き回し電極２７，２８とを導通させる役割を担っている。具体的に、一方の貫通電極８は、外部電極６と基部２６との間で引き回し電極２７の下方に位置しており、他方の貫通電極９は、外部電極７の上方で引き回し電極２８の下方に位置している。

筒体３２は、ペースト状のガラスフリットが焼成されたものである。筒体３２は、両端が平坦で且つベース基板２と略同じ厚みの円筒状に形成されている。そして、筒体３２の中心には、芯材部３１が筒体３２の中心孔３２ａを貫通するように配されている。また、本実施形態ではスルーホール２１，２２の形状に合わせて、筒体３２の外形が円錐状（断面テーパ状）となるように形成されている。そして、この筒体３２は、スルーホール２１，２２内に埋め込まれた状態で焼成されており、これらスルーホール２１，２２に対して強固に固着されている。
上述した芯材部３１は、金属材料により円柱状に形成された導電性の芯材であり、筒体３２と同様に両端が平坦で、且つベース基板２の厚みと略同じ厚さとなるように形成されている。
なお、貫通電極８，９は、導電性の芯材部３１を通して電気導通性が確保されている。

このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極６，７に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片５の各励振電極に電流を流すことができ、一対の振動腕部２４，２５を接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部２４，２５の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。

（圧電振動子の製造方法）
次に、上述した圧電振動子の製造方法について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
（第１のウエハ作成工程）
まず、図５に示すように、後にベース基板２となるベース基板用ウエハを、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第１のウエハ作製工程を行う（Ｓ１０）。まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のベース基板用ウエハ（図７参照）を形成する（Ｓ１１）。次いで、例えばプレス加工等により、ベース基板用ウエハに一対の貫通電極８，９を配置するためのスルーホール２１，２２を複数形成するスルーホール形成工程を行う（Ｓ１２）。具体的には、プレス加工によりベース基板用ウエハの表面に凹部を形成した後、ベース基板用ウエハの裏面側から研磨することで、凹部を貫通させ、スルーホール２１，２２を形成することができる。

続いて、スルーホール形成工程（Ｓ１２）で形成されたスルーホール２１，２２内に貫通電極８，９を形成する貫通電極形成工程（Ｓ１３）を行う。これにより、スルーホール２１，２２内において、芯材部３１がベース基板用ウエハの表面に対して面一な状態で保持される。以上により、貫通電極８，９を形成することができる。

次に、ベース基板用ウエハの上面に導電性材料をパターニングして、接合層２３を形成する接合層形成工程を行う（Ｓ１４）とともに、引き回し電極形成工程を行う（Ｓ１５）。このようにして、第１のウエハ製作工程（Ｓ１０）が終了する。

（第２のウエハ作成工程）
図６〜１０は、第２のウエハ作成工程を説明するための工程図であり、図６〜９はリッド基板用ウエハの断面図、図１０は平面図である。
次に、上記工程と同時或いは前後のタイミングで、後にリッド基板３となるリッド基板用ウエハ４０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第２のウエハ作製工程を行う（Ｓ２０）。具体的には、図６に示すように、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最表面の加工変質層を除去した円板状のリッド基板用ウエハ４０を形成する（Ｓ２１）。次いで、図７，１０に示すように、リッド基板用ウエハ４０の接合面４１に、エッチング等により行列方向にキャビティＣ用の凹部３ａを複数形成する凹部形成工程を行う（Ｓ２２）。

（研磨工程）
次に、リッド基板用ウエハ４０の少なくとも接合面４１を研磨する研磨工程（Ｓ２３）を行う。研磨工程（Ｓ２３）では、まず図示しない両面ラッピング装置を用い、リッド基板用ウエハ４０の両面（接合面４１及び接合面４１と反対側の面４２（以下、裏面４２という））をラッピング（粗削り）する（ラッピング工程：Ｓ２４）。具体的には、リッド基板用ウエハ４０を鋳鉄等からなるラップによってラップ剤を介して挟持し、これらラップとリッド基板用ウエハ４０とを相対移動させる。これにより、リッド基板用ウエハ４０の両面４１，４２を粗削りすることができる。

続いて、リッド基板用ウエハ４０の少なくとも接合面４１を鏡面仕上げするために、１次ポリッシュ工程を行う（Ｓ２５）。１次ポリッシュ工程では、リッド基板ウエハ４０の両面４１，４２を一括して研磨するＳ社製の両面研磨装置７１を使用して行う。

（両面研磨装置）
図１１は両面研磨装置の断面図（側面図）であり、図１２は両面研磨装置の平面図である。
図１１，１２に示すように、両面研磨装置７１は、平面視円形状の上定盤７２と、上定盤７２と同じ平面視円形状の下定盤７３と、下定盤７３の中央に位置するサンギヤ７４と、下定盤７３の外周を取り囲むインターナルギヤ７５と、上定盤７２と下定盤７３との間で、サンギヤ７４とインターナルギヤ７５との間に設置され、リッド基板用ウエハ４０を保持する複数のキャリア７６と、ベース基板用ウエハ４０の両面４１，４２に研磨剤Ｗを供給させる研磨剤供給手段７８と、上定盤７２、下定盤７３及びサンギヤ７４、インターナルギヤ７５をそれぞれ独立して回転駆動させる図示しない駆動手段と、から概略構成されている。

上定盤７２と下定盤７３とは、互いに同軸Ｌ１上に配置された円盤形状のものであり、軸線Ｌ１回りに回転可能に支持されている。各定盤７２，７３の研磨側の表面には、研磨パッドＰが貼着されるパッド保持部７２ａ，７３ａが設けられている。

サンギヤ７４の外周及びインターナルギヤ７５の内周には、歯７４ａ，７５ａが一定のピッチで鉛直且つ円環状に配設されている。サンギヤ７４及びインターナルギヤ７５は、上定盤７２及び下定盤７３と同軸Ｌ１上に配置され、軸線Ｌ１回りに回転するようになっている。したがって、

キャリア７６は、円盤形状をなし、内方にはリッド基板用ウエハ４０が嵌め込まれて保持可能な複数のウエハ保持孔７６ｂが、周方向に沿って等間隔に形成されている。キャリア７６は、その厚さがリッド基板用ウエハ４０の厚さよりも薄く形成され、キャリア７６の上下からリッド基板用ウエハ４０が突出するように、リッド基板用ウエハ４０の側面を保持するようになっている。

また、キャリア７６の外周には、歯（ギヤ部）７６ａが一定のピッチで鉛直且つ円環状に配設されている。そして、キャリア７６は固定されず、キャリア７６の歯７６ａが、回転するサンギヤ７４及びインターナルギヤ７５の歯７４ａ，７５ａとかみ合うことでキャリア７６は自転及び公転する構成である。これらサンギヤ７４及びインターナルギヤ７５は、上述した駆動手段により反時計回り（図１２中矢印Ｑ，Ｒ参照）に回転するようになっている。この際、サンギヤ７４及びインターナルギヤ７５の回転速度は、それぞれ別個の速度で回転するように調整されている。これにより、各キャリア７６は、軸線Ｌ２を中心にして時計回り（図１２中矢印Ｓ参照）に自転しながら、軸線Ｌ１を中心に反時計回り（図１２中矢印Ｔ参照）に公転するようになっている。つまり、キャリア７６、サンギヤ７４及びインターナルギヤ７５は、キャリア７６を自転させながら軸線Ｌ１回りに公転させる遊星歯車機構７７として機能する。

研磨剤供給手段７８は、研磨剤Ｗを収容し攪拌するモーターを備える図示しない収容部と、一端が収容部にポンプを介して接続され、他端の供給口７９ａが上定盤７２に接続された複数の供給ホース７９とを備えている。そして、研磨剤Ｗは、収容部からポンプによって供給ホース７９内に送出され、上定盤７２に形成された供給孔７２ｂから、各定盤７２，７３の研磨パッドＰとリッド基板用ウエハ４０の両面４１，４２との間に供給されるようになっている。なお、研磨剤供給手段７８は、下定盤７３から外部へ流出した研磨剤Ｗを回収する研磨剤回収部（不図示）を備え、回収された研磨剤Ｗは再度供給ホース７９へ搬送できる仕組みとなっている。なお、研磨剤Ｗには、一般的にガラス面の研磨に使用される酸化セリウム等が好適に用いられている。

このような両面研磨装置７１を用いて１次ポリッシュ工程（Ｓ２５）を行うには、まずパッド保持部７２ａ，７３ａに研磨パッドＰを貼着するとともに、ウエハ保持孔７６ｂ内にリッド基板用ウエハ４０を嵌め込む。なお、１次ポリッシュ工程で使用する研磨パッド（第１研磨パッド）Ｐとしては、例えば不織布やスエード状の研磨布であるセリウムパッド等が好適に用いられる。
そして、研磨剤供給手段７８を駆動させ、供給口７９ａから各定盤７２，７３の研磨パッドＰとリッド基板用ウエハ４０の両面４１，４２との間に研磨剤Ｗを供給する。その後、上定盤７２、下定盤７３及びサンギヤ７４、インターナルギヤ７５の駆動手段を駆動させ、これら各定盤７２，７３及び各ギヤ７４，７５を軸線Ｌ１周りに回転させる。

ここで、図１３は、各定盤７２，７３の回転方向及び回転速度比とキャリア７６の相対回転比との関係を示す図である。
図１２，１３に示すように、本実施形態のポリッシュ工程では、各定盤７２，７３及び各ギヤ７４，７５を全て独立で回転駆動させる、いわゆる４ウェイ方式を採用している。具体的には、下定盤７３と上定盤７２とを軸線Ｌ１回りに互いに反対方向に回転させている。この場合、上定盤７２の回転方向を時計回り（図１１中矢印Ｎ）とし、所定時間Ｔ１あたりの回転速度比を１とすると（図１３中Ｕ・Ｐ１）、下定盤７３の回転方向は半時計回り（図１２中矢印Ｍ）で、かつ回転速度比が３になるように設定している（図１３中Ｌ・Ｐ３）。すなわち、下定盤７３と上定盤７２とを互いに反対方向に回転させるとともに、所定時間Ｔ１あたりの回転速度比を３：１に設定している。
このように、各定盤７２，７３を互いに反対方向に回転させることで、リッド基板用ウエハ４０と研磨パッドＰとの抵抗を増大させることができ、研磨速度を向上させることができる。そのため、作業効率の向上を図ることができる。

なお、サンギヤ７４及びインターナルギヤ７５は、上述したように反時計回り（図１２中矢印Ｌ，Ｒ参照）に回転させるとともに、それぞれ別個の速度で回転するように調整されている。これにより、キャリア７６は、その軸線Ｌ２回りに自転しながら、軸線Ｌ１回りに公転するようになっている。この場合、キャリア７６の公転方向は下定盤７３の回転方向と同一方向（反時計回り）となり、キャリア７６の公転の速度比は所定時間Ｔ１あたり１となる。その結果、下定盤７３とキャリア７６との相対回転の速度比は２となる（図１３中Ｌ・Ｐ２）。一方、上定盤７２は時計回りに回転速度比１で回転するため、上定盤７２とキャリア７６との相対回転の速度比も２となる（図１３中Ｕ・Ｐ２）。

なお、その他の１次ポリッシュ工程における研磨条件は、例えば以下の通りである。
・研磨圧力 数百ｇ／ｃｍ２
・研磨剤の流量 数百ｃｃ／ｍｉｎ

以上の条件により、１次ポリッシュ工程（Ｓ２５）を行うと、図８に示すように、リッド基板用ウエハ４０の両面４１，４２が鏡面加工される。
ところで、１次ポリッシュ工程（Ｓ２５）では、リッド基板用ウエハ４０の接合面４１の表面精度を向上させるため、上述したセリウムパッド等の比較的軟らかい研磨パッドＰを使用する必要がある。そのため、研磨パッドＰが接合面４１となる凹部３ａの隔壁４３の周縁まで回り込むことになり、隔壁４３の中心から周縁にかけて漸次厚さが薄くなる曲面形状をなすことになる。その結果、ラッピング工程（Ｓ２４）後の接合面４１の平坦面の面積（接合代Ｄ１）に比べて（図７参照）、１次ポリッシング工程（Ｓ２５）後の接合面の接合代Ｄ２が縮小し、後述する接合工程において、両ウエハを良好に接合することができない虞がある。

そこで、本実施形態では、１次ポリッシュ工程（Ｓ２５）を経たリッド基板用ウエハ４０に対して、２次ポリッシュ工程（Ｓ２６）を行う。２次ポリッシュ工程（Ｓ２６）を行うにあたって、まずパッド保持部７２ａ，７３ａに研磨パッドＰを貼着する。本実施形態の２次ポリッシュ工程（Ｓ２６）では、各定盤７２，７３の研磨パッドＰにそれぞれ異なる材料を使用している。具体的には、下定盤７３に発砲ウレタンからなる研磨パッド（第２研磨パッド）Ｐを使用する。発泡ウレタンからなる研磨パッドＰは、不織布に発泡ウレタン樹脂が含浸されて形成されたものであり、上述したセリウムパッドに比べて硬質な研磨パッドＰである。

一方、上定盤７２のパッド保持部７２ａには、不織布ベースの連続発泡構造を持った研磨パッド（例えば、第３研磨パッド）Ｐ（例えば、ＳＵＢＡ（登録商標））を採用している。すなわち、上定盤７２のパッド保持部７２ａには、発砲ウレタンよりも軟質な研磨パッドＰを貼着している。これにより、接合面４１と下定盤７３との間の抵抗に比べて、裏面４２と上定盤７２との間の抵抗を減少させることができる。これにより、裏面４２の研磨速度に比べて接合面４１の研磨速度を大きく確保することができるため、接合面４１の面ダレ部分を積極的に研磨することができる。なお、各定盤７２，７３及び各ギヤ７４，７５の回転方向及び回転速度比や、圧力、研磨剤の流量等、その他の研磨条件は、上述した１次ポリッシュ工程（Ｓ２５）の研磨条件と同様である。

以上の条件により２次ポリッシュ工程（Ｓ２６）を行うと、発泡ウレタンからなる研磨パッドＰが研磨剤Ｗを保持しつつ、リッド基板用ウエハ４０の全域に均等に行渡らせる。これにより、図９に示すように、主に接合面４１の先端部分が研磨され、接合面４１が接合代Ｄ３の平坦面となる。なお、本実施形態では接合代Ｄ３を、ラッピング工程後の接合代Ｄ１に比べて９０％〜９５％程度に形成することができる。以上により、第２のウエハ作成工程（Ｓ２０）が終了する。

次に、第１のウエハ作成工程（Ｓ１０）で作成されたベース基板用ウエハの各引き回し電極２７，２８上に、それぞれ金等のバンプＢを介して圧電振動片５をマウントする（Ｓ３１）。そして、上述した各ウエハの作成工程で作成されたベース基板用ウエハ及びリッド基板用ウエハ４０を重ね合わせる、重ね合わせ工程を行う（Ｓ３２）。具体的には、図示しない基準マーク等を指標としながら、両ウエハを正しい位置にアライメントする。これにより、マウントされた圧電振動片５が、リッド基板用ウエハ４０に形成された凹部３ａとベース基板用ウエハとで囲まれるキャビティＣ内に収納された状態となる。

重ね合わせ工程後、重ね合わせた２枚のウエハを図示しない陽極接合装置に入れ、図示しない保持機構によりウエハの外周部分をクランプした状態で、所定の温度雰囲気で所定の電圧を印加して陽極接合する接合工程を行う（Ｓ３３）。具体的には、接合層２３とリッド基板用ウエハ４０との間に所定の電圧を印加する。すると、接合層２３とリッド基板用ウエハ４０との界面に電気化学的な反応が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して陽極接合される。これにより、圧電振動片５をキャビティＣ内に封止することができ、ベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハ４０とが接合したウエハ接合体を得ることができる。

その後、一対の貫通電極８，９にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極６，７を形成し、圧電振動子１の周波数を微調整する。そして、ウエハ接合体を個片化する切断を行い、内部の電気特性検査を行うことで圧電振動片５を収容したパッケージ（圧電振動子１）が形成される。

このように、本実施形態では、１次ポリッシュ工程において鏡面研磨が施されたリッド基板用ウエハ４０に対し、２次ポリッシュ工程において接合面４１側を発砲ウレタンからなる研磨パッドＰを用いて研磨する構成とした。
この構成によれば、セリウムパッド等からなる研磨パッドＰに比べて硬質な、発砲ウレタンからなる研磨パッドＰを使用することで、１次ポリッシュで加工された接合面４１の表面精度を維持しつつ、接合面４１の周縁部を面ダレさせずに研磨を行うことができる。すなわち、発砲ウレタンからなる研磨パッドＰは、リッド基板用ウエハ４０の接合面４１の周縁に回り込まず、接合面４１の先端部分上のみを摺動するので、先端部分を積極的に研磨して面ダレ部分を除去することができる。これにより、接合面４１を平坦化することができる。したがって、両ウエハの接合時に接合代（例えば、接合代Ｄ３）を確保した状態で両ウエハを接合することができるので、キャビティＣ内の気密を確保することができる。その結果、振動特性に優れ信頼性の高い圧電振動子１を提供することができる。

（発振器）
次に、本発明に係る発振器の一実施形態について、図１４を参照しながら説明する。
本実施形態の発振器１００は、図１４に示すように、圧電振動子１を、集積回路１０１に電気的に接続された発振子として構成したものである。この発振器１００は、コンデンサ等の電子部品１０２が実装された基板１０３を備えている。基板１０３には、発振器用の上述した集積回路１０１が実装されており、この集積回路１０１の近傍に、圧電振動子１が実装されている。これら電子部品１０２、集積回路１０１及び圧電振動子１は、図示しない配線パターンによってそれぞれ電気的に接続されている。なお、各構成部品は、図示しない樹脂によりモールドされている。

このように構成された発振器１００において、圧電振動子１に電圧を印加すると、この圧電振動子１内の圧電振動片５が振動する。この振動は、圧電振動片５が有する圧電特性により電気信号に変換されて、集積回路１０１に電気信号として入力される。入力された電気信号は、集積回路１０１によって各種処理がなされ、周波数信号として出力される。これにより、圧電振動子１が発振子として機能する。
また、集積回路１０１の構成を、例えば、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を要求に応じて選択的に設定することで、時計用単機能発振器等の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、時刻やカレンダー等を提供したりする機能を付加することができる。

上述したように、本実施形態の発振器１００によれば、高品質化された圧電振動子１を備えているので、発振器１００自体も同様に高品質化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な周波数信号を得ることができる。

（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態について、図１５を参照して説明する。なお電子機器として、上述した圧電振動子１を有する携帯情報機器１１０を例にして説明する。始めに本実施形態の携帯情報機器１１０は、例えば、携帯電話に代表されるものであり、従来技術における腕時計を発展、改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在の時刻等を表示させることができるものである。また、通信機として利用する場合には、手首から外し、バンドの内側部分に内蔵されたスピーカ及びマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信を行うことが可能である。しかしながら、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化及び軽量化されている。

次に、本実施形態の携帯情報機器１１０の構成について説明する。この携帯情報機器１１０は、図１５に示すように、圧電振動子１と、電力を供給するための電源部１１１とを備えている。電源部１１１は、例えば、リチウム二次電池からなっている。この電源部１１１には、各種制御を行う制御部１１２と、時刻等のカウントを行う計時部１１３と、外部との通信を行う通信部１１４と、各種情報を表示する表示部１１５と、それぞれの機能部の電圧を検出する電圧検出部１１６とが並列に接続されている。そして、電源部１１１によって、各機能部に電力が供給されるようになっている。

制御部１１２は、各機能部を制御して音声データの送信及び受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御を行う。また、制御部１１２は、予めプログラムが書き込まれたＲＯＭと、このＲＯＭに書き込まれたプログラムを読み出して実行するＣＰＵと、このＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等とを備えている。

計時部１１３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路及びインターフェース回路等を内蔵する集積回路と、圧電振動子１とを備えている。圧電振動子１に電圧を印加すると圧電振動片５が振動し、この振動が水晶の有する圧電特性により電気信号に変換されて、発振回路に電気信号として入力される。発振回路の出力は二値化され、レジスタ回路とカウンタ回路とにより計数される。そして、インターフェース回路を介して、制御部１１２と信号の送受信が行われ、表示部１１５に、現在時刻や現在日付或いはカレンダー情報等が表示される。

通信部１１４は、従来の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９、増幅部１２０、音声入出力部１２１、電話番号入力部１２２、着信音発生部１２３及び呼制御メモリ部１２４を備えている。
無線部１１７は、音声データ等の各種データを、アンテナ１２５を介して基地局と送受信のやりとりを行う。音声処理部１１８は、無線部１１７又は増幅部１２０から入力された音声信号を符号化及び複号化する。増幅部１２０は、音声処理部１１８又は音声入出力部１２１から入力された信号を、所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１２１は、スピーカやマイクロフォン等からなり、着信音や受話音声を拡声したり、音声を集音したりする。

また、着信音発生部１２３は、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１１９は、着信時に限って、音声処理部１１８に接続されている増幅部１２０を着信音発生部１２３に切り替えることによって、着信音発生部１２３において生成された着信音が増幅部１２０を介して音声入出力部１２１に出力される。
なお、呼制御メモリ部１２４は、通信の発着呼制御に係るプログラムを格納する。また、電話番号入力部１２２は、例えば、０から９の番号キー及びその他のキーを備えており、これら番号キー等を押下することにより、通話先の電話番号等が入力される。

電圧検出部１１６は、電源部１１１によって制御部１１２等の各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に、その電圧降下を検出して制御部１１２に通知する。このときの所定の電圧値は、通信部１１４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧として予め設定されている値であり、例えば、３Ｖ程度となる。電圧検出部１１６から電圧降下の通知を受けた制御部１１２は、無線部１１７、音声処理部１１８、切替部１１９及び着信音発生部１２３の動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１１７の動作停止は、必須となる。更に、表示部１１５に、通信部１１４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。

すなわち、電圧検出部１１６と制御部１１２とによって、通信部１１４の動作を禁止し、その旨を表示部１１５に表示することができる。この表示は、文字メッセージであっても良いが、より直感的な表示として、表示部１１５の表示面の上部に表示された電話アイコンに、×（バツ）印を付けるようにしても良い。
なお、通信部１１４の機能に係る部分の電源を、選択的に遮断することができる電源遮断部１２６を備えることで、通信部１１４の機能をより確実に停止することができる。

上述したように、本実施形態の携帯情報機器１１０によれば、高品質化された圧電振動子１を備えているので、携帯情報機器自体も同様に高品質化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定した高精度な時計情報を表示することができる。

次に、本発明に係る電波時計の一実施形態について、図１６を参照して説明する。
本実施形態の電波時計１３０は、図１６に示すように、フィルタ部１３１に電気的に接続された圧電振動子１を備えたものであり、時計情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。
日本国内には、福島県（４０ｋＨｚ）と佐賀県（６０ｋＨｚ）とに、標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表とを反射しながら伝播する性質とを併せもつため、伝播範囲が広く、上述した２つの送信所で日本国内を全て網羅している。

（電波時計）
以下、電波時計１３０の機能的構成について詳細に説明する。
アンテナ１３２は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。受信された長波の標準電波は、アンプ１３３によって増幅され、複数の圧電振動子１を有するフィルタ部１３１によって濾波、同調される。
本実施形態における圧電振動子１は、上述した搬送周波数と同一の４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの共振周波数を有する水晶振動子部１３８、１３９をそれぞれ備えている。

さらに、濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路１３４により検波復調される。
続いて、波形整形回路１３５を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ１３６でカウントされる。ＣＰＵ１３６では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ１３７に反映され、正確な時刻情報が表示される。
搬送波は、４０ｋＨｚ若しくは６０ｋＨｚであるから、水晶振動子部１３８、１３９は、上述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。

なお、上述の説明は、日本国内の例で示したが、長波の標準電波の周波数は、海外では異なっている。例えば、ドイツでは７７．５ＫＨｚの標準電波が用いられている。従って、海外でも対応可能な電波時計１３０を携帯機器に組み込む場合には、さらに日本の場合とは異なる周波数の圧電振動子１を必要とする。

上述したように、本実施形態の電波時計１３０によれば、高品質化された圧電振動子１を備えているので、電波時計自体も同様に高品質化を図ることができる。さらにこれに加え、長期にわたって安定して高精度に時刻をカウントすることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態では、音叉型の圧電振動片５を例に挙げて説明したが、音叉型に限られるものではない。例えば、厚み滑り振動片やＡＴ振動片をキャビティ内にマウントし、これらの振動片と外部電極とを電気的に接続する際に、上述した方法により貫通電極を形成しても構わない。
また、上述した実施形態では、ベース基板２とリッド基板３との間に形成されたキャビティＣ内に圧電振動片５を収納した２層構造タイプのものについて説明したが、これに限らず、圧電振動片５が形成された圧電基板をベース基板２とリッド基板３とで上下から挟み込むように接合した３層構造タイプを採用することも可能である。

また、上述した実施形態では、ポリッシング工程において、各定盤７２，７３及び各ギヤ７４，７５を全て独立で回転駆動させる、４ウェイ方式について説明したが、これに限らず、各定盤７２，７３をともに固定する２ウェイ方式や、上定盤７２のみを固定する３ウェイ方式等を採用しても構わない。
また、上述した施形態では、インターナルギヤ７５が独自に回転するＳ社製の両面研磨装置７１を使用しているが、インターナルギヤ７５が独自に回転せず、例えば下定盤に固定され、下定盤とともに回転する構造の両面研磨装置を使用してもよい。
さらに、各定盤７２，７３及び各ギヤ７４，７５の回転速度や回転方向は、適宜設計変更が可能である。
さらに、上述した実施形態では、両面研磨装置７１を用いてリッド基板用ウエハ４０の両面４１，４２を研磨する場合について説明したが、少なくとも接合面４１のみが研磨できれば構わない。すなわち、片面研磨装置を用いて接合面４１のみを研磨してもよい。

ガラス基板の接合面の表面精度の向上を図るとともに、接合代の確保することで、キャビティ内の気密を確保することができる。

Claims (10)

1. 研磨剤を供給しつつガラス基板の表面を研磨する、研磨工程を有するガラス基板の研磨方法であって、
   前記研磨工程は、研磨布からなる第１研磨パッドを用いて前記ガラス基板の前記表面を研磨する１次ポリッシュ工程と、
   発泡ウレタンからなる第２研磨パッドを用いて前記ガラス基板の前記表面を研磨する２次ポリッシュ工程とを有することを特徴とするガラス基板の研磨方法。
2. 請求項１記載のガラス基板の研磨方法であって、
   前記ガラス基板の表面には、凹部が形成され、
   前記研磨工程では、前記凹部の周囲を取り囲む隔壁の先端面を研磨することを特徴とするガラス基板の研磨方法。
3. 請求項１または２記載のガラス基板の研磨方法であって、
   前記１次ポリッシュ工程及び前記２次ポリッシュ工程では、両面研磨装置を用い、前記ガラス基板の裏面に対しても一括して研磨を施すことを特徴とするガラス基板の研磨方法。
4. 請求項３記載のガラス基板の研磨方法であって、
   前記両面研磨装置は、前記ガラス基板が収納される保持孔が形成された円板状のキャリアを備える遊星歯車機構と、
   前記キャリアの上下方に配置され、前記第１研磨パッドまたは前記第２研磨パッドが装着される下定盤及び上定盤とを備え、
   前記研磨工程では、前記第１研磨パッドまたは前記第２研磨パッドを介して前記下定盤及び前記上定盤を前記ガラス基板の表面及び裏面に押圧し、前記キャリアを自転させながら軸線回りに公転させ、前記下定盤の回転方向を、前記上定盤の回転方向とは反対に設定することを特徴とするガラス基板の研磨方法。
5. 請求項４記載のガラス基板の研磨方法であって、
   前記２次ポリッシュ工程では、前記下定盤の前記研磨パッドに前記第２研磨パッドを用い、前記下定盤によって前記ガラス基板の表面側を研磨する一方、前記上定盤の前記研磨パッドに前記発砲ウレタンよりも軟質な材料からなる第３研磨パッドを用い、前記上定盤によって前記ガラス基板の裏面側を研磨することを特徴とするガラス基板の研磨方法。
6. 互いに接合された複数の基板との間に形成されたキャビティ内に、電子部品を封入可能なパッケージの製造方法であって、
   前記複数の基板のうち、第１基板の表面に前記キャビティ用の凹部を形成する凹部形成工程と、
   請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載のガラス基板の研磨方法を用い、前記凹部の周囲を取り囲む隔壁の先端面を研磨する研磨工程と、
   前記隔壁の先端面に、前記複数の基板のうち第２基板を陽極接合する工程とを有することを特徴とするパッケージの製造方法。
7. 請求項６記載のパッケージの製造方法によって製造されたことを特徴とする圧電振動子。
8. 請求項７に記載の前記圧電振動子が、発振子として集積回路に電気的に接続されていることを特徴とする発振器。
9. 請求項７に記載の前記圧電振動子が、計時部に電気的に接続されていることを特徴とする電子７器。
10. 請求項７記載の前記圧電振動子が、フィルタ部に電気的に接続されていることを特徴とする電波時計。

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