專利名稱：壓電振子及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將音叉型或厚度切變(thickness-shear)振動(dòng)模式的壓電 振動(dòng)片氣密密封并封裝化的壓電振子及其制造方法。
背景技術(shù)：
伴隨電子設(shè)備的小型化、薄型化要求石英振子等壓電器件進(jìn)一步的 小型化/薄型化，以往壓電器件多采用適合于安裝到電路基板等上的表面 安裝型器件。 一般表面安裝型的壓電器件廣泛采用在由陶瓷等絕緣材料 形成的封裝體內(nèi)密封壓電振動(dòng)片的結(jié)構(gòu)。在以往的封裝體結(jié)構(gòu)中，通過 低熔點(diǎn)玻璃或流縫熔接(seam welding)等來接合基底和罩(lid)，所以 由于低熔點(diǎn)玻璃產(chǎn)生的氣體和流縫熔接的高熱影響，有可能使石英振動(dòng) 片的頻率特性降低或惡化。另外，低熔點(diǎn)玻璃大多含有鉛，有可能污染 環(huán)境，所以不是優(yōu)選的。
因此，為了解決所述問題，在日本特開2000—68780號(hào)公報(bào)和日本 特開2002 — 76826號(hào)公報(bào)中，提出了如下的石英振子在與石英振子一 體形成的外殼(outer frame)的上下表面上設(shè)置金屬層，且由玻璃構(gòu)成的 蓋及盒體(case)與該金屬層陽極接合。在上述日本特開2000 — 68780號(hào) 公報(bào)所記載的石英振子中，從石英振動(dòng)片的勵(lì)振電極引出到其基端部或 外殼的電極、與盒體下表面的外部電極，經(jīng)由形成在該盒體上的通孔連 接。在上述日本特開2002 — 76826號(hào)公報(bào)記載的石英振子中，在一體形 成了壓電振動(dòng)片的壓電振動(dòng)板的殼(frame)的上下表面設(shè)有接合膜，且 殼下表面的接合膜在不具有接合膜的部分進(jìn)行分割，并且所分割的接合 膜經(jīng)由連通孔即通孔而與殼上表面的接合膜電連接，進(jìn)而經(jīng)由形成在基 底上的通孔而與基底下表面的外部電極連接。
另夕卜，在日本特開平7_154177號(hào)公報(bào)中記載有如下的壓電器件的
制造方法將鏡面研磨后的壓電板以及基板的相互接合面在含氧氣氛下 進(jìn)行紫外線照射或氧等離子體曝光，由此在原子級(jí)去除污垢等而進(jìn)行清 潔化，通過由于吸附水分而形成的一OH基的氫鍵合來進(jìn)行接合。在基于 該親水化處理的接合方法中，在水的沸點(diǎn)以上即IO(TC以上對(duì)接合體進(jìn)行 熱處理，從而得到較強(qiáng)的接合力。
另外，在石英振子中接合像石英材料和玻璃材料那樣熱膨脹率不同 的材料的情況下，在接合后有可能產(chǎn)生翹曲。為了防止所述翹曲，在日
本特開平7 — 86106號(hào)公報(bào)中記載有如下的方法利用由第2基板和第3 基板夾持第1基板的夾層結(jié)構(gòu)來抵消翹曲，其中，第2基板和第3基板 彼此具有相同程度的熱膨脹率，而與第l基板的熱膨脹率不同。
另一方面，根據(jù)日本特開平10 — 297931號(hào)公報(bào)，將作為壓電基板的 第1基板和由壓電材料或另外的材料構(gòu)成的第2基板夾隔著有機(jī)硅化合 物被膜進(jìn)行面對(duì)面的接合，對(duì)它們照射紫外線來使其變化為硅氧化物層， 從而可緊固地接合而制造出復(fù)合壓電基板。而且，在同一公報(bào)中還記載 有如下的壓電振子利用所述方法，將設(shè)置了具有勵(lì)振電極的振動(dòng)部的 石英振子用的石英基板和作為第2基板的2張玻璃基板進(jìn)行了接合。在 該壓電振子中，在對(duì)石英基板的兩表面緣部照射紫外線來實(shí)施表面活性 化之后，涂覆有機(jī)硅化合物被膜，接下來對(duì)玻璃基板進(jìn)行面對(duì)面接合并 照射紫外線，將該有機(jī)硅化合物被膜改變?yōu)闊o定形(amorphous)狀的硅 氧化物層來將3層基板直接接合。
另外，在國際公開號(hào)WO00/76066號(hào)文本中公開了在形成有電極膜 的圓形石英板即壓電基板的兩個(gè)表面上，利用具有金和銀的接合部來接 合由相同材料即石英制成的保護(hù)基板的石英振子等壓電振動(dòng)體。在對(duì)壓 電基板的形成Au膜的接合表面以及保護(hù)基板的形成Ag膜的接合表面進(jìn) 行等離子(plasma)處理之后，使兩基板重疊并均等地進(jìn)行加壓，利用真 空爐在31(TC溫度下加熱1個(gè)小時(shí)，從而通過擴(kuò)散接合方式來氣密密封。 在日本特開2004—304622號(hào)公報(bào)中記載有如下的表面聲波器件在 形成IDT以及電極焊盤的壓電基板的主表面上形成包圍IDT的金屬膜， 在基底基板的主表面上形成與該金屬膜對(duì)位的金屬膜，將這些金屬膜直
接接合，從而使兩基板貼合。根據(jù)同一公報(bào)，兩基板的金屬膜通過在接 合前常溫下照射離子束或等離子等而實(shí)施表面活性化處理，并且在ioo'c 以下左右加熱處理的條件下對(duì)兩基板進(jìn)行加壓，從而可使接合強(qiáng)度提高。
另外，在日本特開2004—343359號(hào)公報(bào)中記載有如下的表面聲波元件的
制造方法在將壓電基板和支承基板洗凈而去除接合面的雜質(zhì)并進(jìn)行干
燥處理之后，將離子束或等離子等照射到至少一方的接合面上，去除殘 留的雜質(zhì)，并且使接合面的表層活性化，使己活性化的接合面相對(duì)地來 貼合壓電基板和支承基板。
另外，在日本特開2005_311298號(hào)公報(bào)中公開有在常溫下接合具有 金屬接合部的多個(gè)被接合物的方法。根據(jù)該接合方法，在室溫 18(TC以 下的低溫加熱下、優(yōu)選室溫即常溫下，使利用原子束、離子束或等離子 即能量波處理后的被接合物的金屬接合部相互重合而加壓。此時(shí)，金屬 接合部為維氏(Vickers)硬度200Hv以下，特別在銅、金、Al等金屬的 情況下，可以得到良好的接合強(qiáng)度。另外，在同一公報(bào)中還記載有利用 該接合方法，將在接合面上形成厚度l(im以上的鍍金的器件、和在接合 面上形成金薄膜的蓋進(jìn)行接合的半導(dǎo)體或MEMS器件。
但是，在上述以往的基于陽極接合的石英振子的封裝體結(jié)構(gòu)中，電 壓的施加以及加熱有可能對(duì)石英基板以及與其接合的基板帶來不利影 響。因此，在特別要求高精度性能的情況下，并非一定是所期望的。另 外，與低熔點(diǎn)玻璃和金屬接合等相同，會(huì)產(chǎn)生排出氣體，從而有可能對(duì) 石英振動(dòng)片的特性帶來影響或使其惡化。
另外，在將熱膨脹率不同的基板相互接合而實(shí)現(xiàn)多層的夾層結(jié)構(gòu)的 情況下，需要同時(shí)層疊這些基板。因此，多層結(jié)構(gòu)的各基板的對(duì)位作業(yè) 非常煩雜需要很多時(shí)間和勞力，有可能使實(shí)際作業(yè)效果降低。另外，即 使想通過夾層結(jié)構(gòu)來吸收消除基板間的熱膨脹率的差，但由于接合時(shí)產(chǎn) 生的熱和熱處理工序的影響，有可能在中間層的基板上產(chǎn)生起因于熱膨 脹率的裂縫，或在結(jié)構(gòu)整體上產(chǎn)生翹曲。其結(jié)果，制約了基板的接合條 件例如接合溫度，有可能難以確保充分的接合強(qiáng)度和氣密性。
另外，特別在音叉型或厚度切變振動(dòng)模式的壓電振子中，為了確保維持低CI值并得到高品質(zhì)以及高穩(wěn)定性，需要將封裝體內(nèi)密封為高真空 狀態(tài)或惰性氣體氣氛。因此，必須維持高氣密性地接合各基板來密封封 裝體。另外，如果在各基板的接合時(shí)過度加熱，則有可能對(duì)壓電振動(dòng)片 的振動(dòng)特性帶來影響，而無法得到所期望的性能。
但是，在如上所述那樣將接合面的金屬膜彼此直接接合的以往的方
法中，因?yàn)樵趶氖覝氐?8(TC以下或IO(TC以下的低溫狀態(tài)下進(jìn)行常溫接 合，因此為了確保音叉型或厚度切變振動(dòng)模式的壓電振子得到必要且充 分的氣密性程度的接合強(qiáng)度，產(chǎn)生需要較長(zhǎng)時(shí)間的問題。因此，生產(chǎn)性 降低，不適于工業(yè)實(shí)用化。相反，如上述以往技術(shù)那樣，當(dāng)在30(TC的加 熱下接合基板的情況下，需要較長(zhǎng)時(shí)間使封裝體內(nèi)成為充分的真空狀態(tài)， 同樣產(chǎn)生不適于工業(yè)的問題。
另外，如上所述那樣，在利用紫外線照射的夾隔著硅氧化物層而將 3層基板直接接合的以往的壓電振子中，該連接部不具有導(dǎo)電性，所以為 了將石英基板的勵(lì)振電極引出到封裝外側(cè)，需要設(shè)置另外的布線結(jié)構(gòu)。 因此，振子整體的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，且有可能損害氣密性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述以往問題而產(chǎn)生的，其目的在于，在由一體形成 石英等壓電振動(dòng)片以及外殼的壓電基板、和在其上下兩表面接合的上下 基板構(gòu)成的、可實(shí)現(xiàn)小型化以及薄型化的壓電振子中，可消除由以往的 排出氣體(outer gas)的產(chǎn)生、水分引起的腐蝕、氣密性、或由熱膨脹率 的差異引起的翹曲的問題等，例如即使在存在熱膨脹率差異的情況下， 也可以以良好的狀態(tài)氣密接合。
另外，本發(fā)明的目的還在于，提供特別使壓電基板和上下基板的定 位變得容易而且可以簡(jiǎn)單且低成本地制造出所述壓電振子的方法。
另外，本發(fā)明的目的還在于，提供可對(duì)壓電振子確保維持必要且充 分的氣密性，并且適合于工業(yè)上的大量制造的生產(chǎn)性高的壓電振子及其 制造方法。
根據(jù)本發(fā)明，為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供的壓電振子具有中
間壓電基板，其一體形成壓電振動(dòng)片和外殼，且在該外殼的上表面和/或 下表面上形成導(dǎo)電膜；以及上側(cè)基板和下側(cè)基板，其分別接合在該中間 壓電基板的外殼的上表面和下表面上，在腔體內(nèi)以懸空狀態(tài)保持壓電振 動(dòng)片，其中，所述腔體是通過由所接合的中間壓電基板與上側(cè)基板和下 側(cè)基板劃定且氣密地進(jìn)行密封而得到的，在上側(cè)基板和下側(cè)基板與中間 壓電基板之間的各接合面分別通過鏡面研磨加工和等離子處理而實(shí)現(xiàn)表 面活性化之后，相互直接接合而被接合成氣密的狀態(tài)。
根據(jù)這樣的基板的層疊結(jié)構(gòu)，與以往的壓電振子相比可進(jìn)一步大幅 實(shí)現(xiàn)小型化以及薄型化，.并且通過基于等離子處理的表面活性化，可在 常溫下以不產(chǎn)生翹曲的良好狀態(tài)在中間壓電基板上氣密地接合上側(cè)基板 及下側(cè)基板。另外，由于不像以往的基于陽極接合、金屬接合、低觸點(diǎn) 玻璃等的接合那樣使用粘接劑或焊料等，所以不產(chǎn)生使壓電振動(dòng)片的特 性惡化的排出氣體，并且不出現(xiàn)由于水分引起的腐蝕和氣密性的問題， 是有利的。
在一個(gè)實(shí)施例中，利用壓電材料來形成上側(cè)基板及下側(cè)基板，在另 一實(shí)施例中，利用石英來形成中間壓電基板且利用與其相同的石英來形 成上側(cè)基板及下側(cè)基板，并使它們相互直接接合，從而不出現(xiàn)由熱膨脹 率的差異而引起的殘余應(yīng)力的問題，可使接合強(qiáng)度提高。另外，在另一 實(shí)施例中，利用不同材料的玻璃材料或硅來形成上側(cè)基板及下側(cè)基板， 并使其可相互直接接合，通過常溫下的接合來消除由熱膨脹率的差異而 引起的翹曲，可接合為良好的狀態(tài)。
另外，在一個(gè)實(shí)施例中，在中間壓電基板的外殼的上表面及下表面 上形成導(dǎo)電膜，并且在上側(cè)基板及下側(cè)基板的接合面上形成金屬薄膜， 這些外殼的導(dǎo)電膜以及上側(cè)基板及下側(cè)基板的金屬薄膜分別在最上層具 有AU膜，中間壓電基板外殼和上側(cè)基板及下側(cè)基板通過所述導(dǎo)電膜和金 屬膜的擴(kuò)散接合而氣密地接合。通過該擴(kuò)散接合，可以得到更強(qiáng)的接合 強(qiáng)度以及更高的氣密性。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)側(cè)面，本發(fā)明提供一種壓電振子的制造方法， 該壓電振子的制造方法具有執(zhí)行如下處理的步驟形成中間壓電基板，
該中間壓電基板一體形成壓電振動(dòng)片和外殼，且在該外殼的上表面和/或 下表面上形成導(dǎo)電膜；形成上側(cè)基板，該上側(cè)基板接合在中間壓電基板 的上表面上；形成下側(cè)基板，該下側(cè)基板接合在中間壓電基板的下表面 上；對(duì)上側(cè)基板和下側(cè)基板與中間壓電基板之間的各接合面進(jìn)行鏡面研 磨加工；通過等離子處理，使鏡面研磨加工后的上側(cè)基板和下側(cè)基板與 中間壓電基板之間的各接合面實(shí)現(xiàn)表面活性化；以及在中間壓電基板的 上下表面上重疊上側(cè)基板和下側(cè)基板，以在由它們劃定的腔體內(nèi)以懸空 狀態(tài)保持壓電振動(dòng)片，通過對(duì)它們加壓而進(jìn)行直接接合，從而將它們接 合成氣密的狀態(tài)。
由此，可將上側(cè)基板及下側(cè)基板和中間壓電基板直接接合，以較簡(jiǎn) 單且低成本地制造出可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化/薄型化且不產(chǎn)生翹曲的壓電振 子。另外，與以往的陽極接合相比，無需施加電壓，所以不會(huì)對(duì)上側(cè)/下 側(cè)基板以及中間壓電基板的組成和特性帶來影響，并且還可以使用硅來 形成上側(cè)基板及下側(cè)基板。另外，由于不施加電壓，所以還可以應(yīng)用于 搭載有對(duì)壓電振子進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的IC的情況。
在一個(gè)實(shí)施例中，可在常溫下或加熱狀態(tài)下在重合的中間壓電基板 的上下表面上對(duì)上側(cè)基板及下側(cè)基板進(jìn)行加壓而接合。對(duì)于常溫下的接 合，即使在中間壓電基板和上側(cè)基板及下側(cè)基板為不同材料的情況下， 也不會(huì)產(chǎn)生由熱膨脹率的差異引起的翹曲，而始終可接合為良好的狀態(tài)。 在一個(gè)實(shí)施例中，利用壓電材料來形成上側(cè)基板及下側(cè)基板。在另 一實(shí)施例中，利用石英來形成中間壓電基板且利用與其相同的石英來形 成上側(cè)基板及下側(cè)基板。由此，即使在加熱接合的情況下，也不會(huì)產(chǎn)生 由熱膨脹率的差異而引起的殘余應(yīng)力問題，可提高接合強(qiáng)度。
在另一實(shí)施例中，中間壓電基板具有在其外殼的上表面以及下表面 上形成的導(dǎo)電膜，上側(cè)基板及下側(cè)基板分別具有在與中間壓電基板的接 合面上形成的金屬薄膜，這些外殼的導(dǎo)電膜以及上惻基板及下側(cè)基板的 金屬薄膜分別在最上層具有膜厚5000A以上的Au膜，通過金屬接合來 直接接合中間壓電基板外殼和上側(cè)基板及下側(cè)基板。由此，可以以更強(qiáng) 的接合強(qiáng)度和更高的氣密性來接合各基板。在該情況下，通過在對(duì)上側(cè)基板及下側(cè)基板進(jìn)行了加熱的狀態(tài)下，對(duì)重合了該上下側(cè)基板的中間石 英板的上下表面進(jìn)行加壓，從而可以以更短的時(shí)間進(jìn)行接合且可實(shí)現(xiàn)接 合強(qiáng)度的提高。
另外，中間壓電基板和上側(cè)基板及下側(cè)基板不論相同材料或不同材 料，不論在同時(shí)接合3張的情況下或在逐張接合的情況下，都可以接合 成良好的狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，在中間壓電基板的上下表面上重合上 側(cè)基板及下側(cè)基板而進(jìn)行臨時(shí)接合，由此定位之后，對(duì)一體化的層疊體 的上下表面進(jìn)行加壓而氣密地接合。通過等離子處理實(shí)施了表面活性化 的基板表面僅通過貼合即可容易地粘接，所以可容易且準(zhǔn)確地定位，可 實(shí)現(xiàn)組裝精度的提高。
在另一實(shí)施例中，在中間壓電基板的下表面或上表面上重合下側(cè)基 板或上側(cè)基板的一方進(jìn)行接合之后，在由此一體化的層疊體的上表面或 下表面上重合下側(cè)基板或上側(cè)基板中的另一方，進(jìn)行加壓而氣密地接合。 通過這樣逐張地接合基板，可容易地實(shí)現(xiàn)基板之間的定位且可使其精度 提咼。
在該情況下，在下側(cè)基板或上側(cè)基板的一方重疊在中間壓電基板的 下表面或上表面上進(jìn)行接合之后，在該層疊體的上表面或下表面上接合 下側(cè)基板或上側(cè)基板中的另一方之前，可對(duì)壓電振動(dòng)片進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)， 可高效地制造出高品質(zhì)且高性能的壓電振動(dòng)片。特別是，當(dāng)對(duì)在將接合 下側(cè)基板或上側(cè)基板中的另一方之前的層疊體的上表面或下表面進(jìn)行等 離子處理時(shí)，可在基于該等離子處理的層疊體上表面或下表面的表面活 性化的同時(shí)，進(jìn)行該壓電振動(dòng)片的頻率調(diào)節(jié)，可減少工序數(shù)來進(jìn)一步提 高生產(chǎn)性。
在另一實(shí)施例中，提供一種壓電振子的制造方法，該壓電振子的制 造方法具有執(zhí)行如下處理的步驟形成中間壓電晶片，該中間壓電晶片
具有多個(gè)中間壓電基板；形成上側(cè)晶片，該上側(cè)晶片是將多個(gè)上側(cè)基板
與中間壓電晶片的中間壓電基板對(duì)應(yīng)地進(jìn)行配置而成的 ，形成下側(cè)晶片， 該下側(cè)晶片是將多個(gè)下側(cè)基板與中間壓電晶片的中間壓電基板對(duì)應(yīng)地進(jìn)
行配置而成的；對(duì)中間壓電晶片和上側(cè)晶片和下側(cè)晶片之間的各接合面
進(jìn)行鏡面研磨加工；通過等離子處理，使鏡面研磨加工后的中間壓電晶 片以及上側(cè)晶片和下側(cè)晶片之間的各接合面實(shí)現(xiàn)表面活性化 ，在中間壓 電晶片的上下表面上重疊上側(cè)晶片和下側(cè)晶片，且對(duì)它們進(jìn)行加壓而接 合成一體；以及切斷所接合的晶片的層疊體來將壓電振子分離為個(gè)體。 由此，可同時(shí)制造出多個(gè)壓電振子，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)性的提高以及成本的降 低。
另外，在另一實(shí)施例中，在形成中間壓電晶片的工序中，對(duì)中間壓 電晶片的上表面和/或下表面的各中間壓電基板的外殼相對(duì)應(yīng)的部分上所
形成的導(dǎo)電膜進(jìn)行構(gòu)圖(patterning),以使該導(dǎo)電膜沿將晶片的層疊體分 離為壓電振子個(gè)體用的切斷線且具有與該切斷寬度相同的間隙而分離。 由此，在晶片層疊體的狀態(tài)下，各壓電振子的勵(lì)振電極在電方面分離獨(dú) 立，所以可在分離為個(gè)體之前獨(dú)立地測(cè)定或調(diào)節(jié)壓電振子的頻率，或可 進(jìn)行所期望的特性試驗(yàn)。


圖1 (A)是本發(fā)明的石英振子的第1實(shí)施例的側(cè)視圖，圖1 (B) 是其縱剖面圖，圖l (C)是其仰視圖。
圖2 (A)是圖l所示中間石英板的俯視圖，圖2 (B)是其仰視圖。
圖3是圖1所示上側(cè)基板的仰視圖。
圖4是圖1所示下側(cè)基板的俯視圖。
圖5是第1實(shí)施例的變形例的石英振子的剖面圖。
圖6 (A)是圖5所示中間石英板的俯視圖，(B)是其仰視圖。
圖7 (A)是本發(fā)明的石英振子的第2實(shí)施例的側(cè)視圖，圖7 (B) 是其縱剖面圖，圖7 (C)是其仰視圖。
圖8 (A)是圖7所示中間石英板的俯視圖，圖8 (B)是其仰視圖。
圖9是圖7所示上側(cè)基板的仰視圖。
圖10是圖7所示下側(cè)基板的俯視圖。
圖11是示出在基于本發(fā)明的方法的石英振子的制造工序中所貼合的 3張石英晶片的概要立體圖。
圖12 (A)是示出接合3張石英晶片的要領(lǐng)的說明圖，圖12 (B)
是示出石英晶片的接合體的概要立體圖。
圖13 (A)、 (B)是示出接合3張石英晶片的另一要領(lǐng)的說明圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。 圖1示出本發(fā)明的石英振子的第1實(shí)施例。如圖1 (A)、 (B)所示， 石英振子1具有在中間石英板2的上表面以及下表面上分別一體層疊上 側(cè)基板3及下側(cè)基板4的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的上側(cè)基板3及下側(cè)基板4由 與中間石英板2相同的石英來形成。中間石英板2和上側(cè)基板3及下側(cè) 基板4如后述那樣相互氣密地直接接合。
如圖2 (A)、 (B)所示，中間石英板2—體形成音叉型石英振動(dòng)片 5和外殼6。石英振動(dòng)片5具有從與外殼6結(jié)合的基端部7延伸出來的一 對(duì)振動(dòng)臂，形成在其表面上的一方的勵(lì)振電極8從基端部7引出，并與 形成在外殼6上表面上的上側(cè)導(dǎo)電膜9電連接。形成在所述振動(dòng)臂的表 面上的另一方的勵(lì)振電極10同樣從基端部7引出，并與形成在外殼6下 表面上的下側(cè)導(dǎo)電膜11電連接。在結(jié)合了石英振動(dòng)片基端部7的外殼6 的長(zhǎng)度方向的端部，設(shè)有2個(gè)通孔12。在該外殼6的長(zhǎng)度方向端部的下 表面，形成有從下側(cè)導(dǎo)電膜11分離的引出導(dǎo)電膜13，經(jīng)由通孔12內(nèi)部 的導(dǎo)電膜而與上側(cè)導(dǎo)電膜9電連接。在本實(shí)施例中，所述勵(lì)振電極和導(dǎo) 電膜由鋁形成，但也可以使用以往所知的鉻、鈦等各種導(dǎo)電材料。
在上側(cè)基板3及下側(cè)基板4上，如圖3和圖4所示，在與中間石英 板2的相向面上分別形成有凹部14、 15。在由這些凹部所劃定的腔體16 內(nèi)，石英振動(dòng)片5通過其基端部7被保持收容為單端固定的懸臂狀態(tài)。 中間石英板2的接合面即外殼6的上下表面如上述那樣形成有導(dǎo)電膜9、 11，與此相對(duì)，上側(cè)基板3及下側(cè)基板4的接合面即包圍所述各凹部的 周邊部分是石英裸面。
上側(cè)基板3及下側(cè)基板4的接合面以及外殼6的上下接合面分別在 接合之前通過實(shí)施等離子處理而進(jìn)行了表面活性化。將接合面已進(jìn)行了
表面活性化的中間石英板2和上側(cè)基板3及下側(cè)基板4相互定位而重合， 通過施加規(guī)定壓力而在比較短的時(shí)間內(nèi)氣密地接合。此時(shí)，所述中間石
英板和上側(cè)基板及下側(cè)基板優(yōu)選使它們的面取向(plane direction)相同 地進(jìn)行定位。這樣，上側(cè)基板3及下側(cè)基板4的接合面和外殼6的上下 表面彼此以良好的狀態(tài)、例如接合為保持漏泄量1 X l(T"std ，cc/sec以上 的高氣密性，以將所述腔體密封為音叉型石英振子中必要且充分的高真 空度。
如圖l (C)所示，在下側(cè)基板4的下表面上，在各角部分別設(shè)有外 部電極18、 19。另外，在下側(cè)基板4上，在各角部形成有1/4圓形的缺 口 20、 21。該缺口是例如在切成方塊過程中從大型石英板分割出各石英 板時(shí)形成在縱橫切斷線的交叉點(diǎn)上的年卞7夕l/一V3 y (孔)(圓形貫 通孔)在切斷之后所留下的部分。在缺口20、 21的內(nèi)表面上分別形成有 導(dǎo)電膜，與其相鄰的外部電極18、 19與從所述各缺口露出的中間石英板 2的下側(cè)導(dǎo)電膜11和引出導(dǎo)電膜13電連接。
另外，在下側(cè)基板4的大致中央，貫穿設(shè)有將所述腔體和外部連通 的密封孔22。密封孔22被密封材料23氣密地閉塞住，而氣密地密封收 容有石英振動(dòng)片5的所述腔體內(nèi)部，維持為期望的真空狀態(tài)或氣氛。密 封材料23例如可使用Au—Sn等低熔點(diǎn)金屬材料，從外部利用激光等來 熔敷到密封孔22內(nèi)。在該情況下，優(yōu)選密封孔22的內(nèi)表面預(yù)先利用金 屬膜來覆蓋。另外，在本發(fā)明中，在所述基板的接合過程中產(chǎn)生的排出 氣體比較少，所以不必一定設(shè)置密封孔22，因此還可以省略。
圖5示出上述第1實(shí)施例的變形例。與圖1的情況相同，該變形例 的石英振子31的上側(cè)基板33及下側(cè)基板34夾持中間石英板32層疊為 一體。如圖6 (A)、 (B)所示，中間石英板32—體形成音叉型石英振動(dòng) 片35和外殼36，但在如下的方面與圖1的實(shí)施例不同。首先，外殼36 將其下表面配置在與石英振動(dòng)片35的下表面相同平面上，將其板厚僅在 厚度方向上方形成得較厚。與石英振動(dòng)片基端部37結(jié)合的外殼36的長(zhǎng) 度方向端部在與基端部37相鄰的內(nèi)側(cè)部分和外周緣部分之間形成有階 梯。B卩，所述內(nèi)側(cè)部分具有與相鄰的石英振動(dòng)片35相同的高度，與此相
對(duì)，所述外周緣部分具有與其他外殼部分大致相同的寬度以及相同厚度。
另外，中間石英板32在外殼36的上表面沒有形成導(dǎo)電膜。形成在 石英振動(dòng)片35的振動(dòng)臂表面上的一方的勵(lì)振電極38從基端部37連續(xù)到 在與其相同高度的外殼36的所述長(zhǎng)度方向端部的內(nèi)側(cè)部分上所形成的上 側(cè)導(dǎo)電膜39。與圖2的中間石英板2相同，另一方的勵(lì)磁電極40從所述 基端部直接連續(xù)到外殼36的所述長(zhǎng)度方向的端部下表面的下側(cè)導(dǎo)電膜 41。在外殼36的所述長(zhǎng)度方向的端部，與圖1的第1實(shí)施例相同地形成 有通孔32，借助該通孔內(nèi)部的導(dǎo)電膜，在其下表面從下側(cè)導(dǎo)電膜41分離 而形成的引出導(dǎo)電膜43和上表面?zhèn)鹊纳蟼?cè)導(dǎo)電膜39電連接。
因此，在該變形例中，上側(cè)基板33是使其與中間石英板32的相向 面平坦的平板，與此相對(duì)，下側(cè)基板34與第1實(shí)施例的下側(cè)基板4相同， 在與中間石英板32相向的面上形成有凹部44。在將中間石英板32與上 側(cè)基板33及下側(cè)基板34層疊時(shí)，在其內(nèi)部劃定腔體45，在該腔體內(nèi)石 英振動(dòng)片35通過基端部37被保持收容為單端固定的懸臂狀態(tài)。
與圖1的實(shí)施例相同，上側(cè)基板33及下側(cè)基板34的接合面以及中 間石英板32的接合面即外殼36的上下表面在接合前通過等離子處理而 實(shí)施表面活性化。而且，使中間石英板32和上側(cè)基板33及下側(cè)基板34 相互定位，優(yōu)選重合成面取向相同，施加規(guī)定壓力而在比較短時(shí)間內(nèi)直 接接合。此時(shí)，上側(cè)基板33和中間石英板32由于彼此均以相同的石英 來接合，所以可以得到更穩(wěn)定的接合狀態(tài)。
另外，在另一實(shí)施例中，可將中間石英板的外殼的板厚在其厚度方 向的上下方向雙方形成得較厚。在該情況下，上側(cè)基板及下側(cè)基板雙方 都由使其與中間石英板的相向面平坦的平板來構(gòu)成。在該情況下，上側(cè) 基板及下側(cè)基板可從與中間石英板的相向面省略所述凹部。但是，在上 側(cè)基板和/或下側(cè)基板上同樣地形成所述凹部時(shí)，可以劃定用于收容石英 振動(dòng)片的更大的腔體。在該情況下，中間石英板和上側(cè)基板及下側(cè)基板 也在將這些接合面接合之前通過等離子處理而實(shí)施表面活性化，之后通 過相互重合加壓而被氣密地接合。
另外，在上述實(shí)施例中，利用與中間石英板相同的石英來形成石英
振子的上側(cè)基板及下側(cè)基板，所以不會(huì)殘留將熱膨脹率不同的不同材料 彼此接合時(shí)那樣的接合應(yīng)力，所以是有利的。但是，本發(fā)明也可以將通 過本發(fā)明的等離子處理而可與石英直接接合的石英以外的材料用于上側(cè) 基板及下側(cè)基板。作為這樣的不同材料，特別優(yōu)選硼硅酸耐熱玻璃、鈉 玻璃等玻璃材料或硅，因?yàn)樗鼈兂伺c石英的接合性良好之外，還具有 與石英比較相近的熱膨脹率。由此，即使在這樣使用不同材料的上側(cè)基 板及下側(cè)基板的情況下，在本發(fā)明中也可以在常溫下進(jìn)行接合，所以不 會(huì)產(chǎn)生由熱膨脹率的差異引起的翹曲。另外，即使在熱膨脹率存在差異 的情況下，通過同時(shí)接合3張基板，即使在接合時(shí)加熱也可以防止由熱 膨脹率的差異而引起的翹曲。
圖7示出本發(fā)明的石英振子的第2實(shí)施例。與第1實(shí)施例相同，如
圖7 (A)、 (B)所示，本實(shí)施例的石英振子51具有在中間石英板52的 上表面以及下表面上分別一體層疊上側(cè)基板53及下側(cè)基板54的結(jié)構(gòu)。 在本實(shí)施例中，上側(cè)基板53及下側(cè)基板54由與中間石英板52相同的石 英來形成，但如后述那樣，通過中間石英板52與金屬膜的擴(kuò)散接合來相 互氣密地直接接合。
與圖2的中間石英板相同，如圖8 (A)、 (B)所示，中間石英板52 一體地形成音叉型石英振動(dòng)片55和外殼56。石英振動(dòng)片55具有從與外 殼56結(jié)合的基端部57延伸出來的一對(duì)振動(dòng)臂，形成在其表面上的一方 的勵(lì)振電極58從基端部57引出，并與形成在外殼56的上表面上的上側(cè) 導(dǎo)電膜59電連接。形成在所述振動(dòng)臂的表面上的另一方的勵(lì)振電極60 同樣從基端部57引出并與形成在外殼56下表面上的下側(cè)導(dǎo)電膜61電連 接。在結(jié)合了石英振動(dòng)片基端部57的外殼56的長(zhǎng)度方向的端部，設(shè)有2 個(gè)通孔62。在該外殼56的長(zhǎng)度方向的端部的下表面，形成有從下側(cè)導(dǎo)電 膜61分離的引出導(dǎo)電膜63，借助通孔62內(nèi)部的導(dǎo)電膜而與上側(cè)導(dǎo)電膜 59電連接。
在上側(cè)基板53及下側(cè)基板54上，如圖9和圖10所示，與圖3和圖 4的上側(cè)基板及下側(cè)基板相同地，在與中間石英板52的相向面上分別形 成有凹部64、 65。在由這些凹部所劃定的腔體66內(nèi)，石英振動(dòng)片55通 過其基端部57被保持收容為單端固定的懸臂狀態(tài)。
如圖9所示，在上側(cè)基板53的下表面即與中間石英板52相向的面 上，在包圍凹部64的周邊部分的整個(gè)接合面上形成有金屬薄膜67。同樣， 在下側(cè)基板54的上表面即與中間石英板52相向的面上，在包圍凹部65 的周邊部分的接合面上形成有與中間石英板下表面的下側(cè)導(dǎo)電膜61和引 出導(dǎo)電膜63對(duì)應(yīng)的金屬薄膜68、 69。
這些金屬薄膜67 69優(yōu)選為將例如Cr膜、Ni/Cr膜、Ti膜、或Ni 一Cr膜作為基底膜并利用Au膜來形成最上層。形成在中間石英板52的 外殼56的上下表面上的導(dǎo)電膜59、 61以及引出導(dǎo)電膜63也同樣優(yōu)選為 將&膜、Ni/Cr膜、Ti膜、Ni — Cr膜等作為基底膜并利用Au膜來形成 最上層。可通過濺射、蒸鍍、電鍍、直接電鍍等公知方法或這些方法的 組合來容易地使這些金屬膜成膜。
上側(cè)基板53及下側(cè)基板54的金屬薄膜67 69以及中間石英板外殼 56的導(dǎo)電膜59、 61、 63分別在接合之前通過實(shí)施等離子處理而進(jìn)行了表 面活性化。將中間石英板52和上側(cè)基板53及下側(cè)基板54相互定位重合， 通過施加規(guī)定壓力，而在比較短時(shí)間內(nèi)利用所對(duì)應(yīng)的金屬薄膜67 69和 導(dǎo)電膜59、 61、 63之間的擴(kuò)散接合而在金屬接合部70、 71氣密地進(jìn)行 接合。此時(shí)，所述中間石英板和上側(cè)基板及下側(cè)基板優(yōu)選使它們的面取 向一致。
特別，在將形成所述金屬薄膜以及導(dǎo)電膜的最上層的Au膜的膜厚設(shè) 為5000A以上的情況下，上側(cè)基板53、下側(cè)基板54的接合面和中間石 英板52的接合面即外殼56的上下表面以良好的狀態(tài)、例如保持漏泄量1 X 10—14std cc/sec以上的高氣密性地進(jìn)行相互接合，以將所述腔體密封 為音叉型石英振子必要且充分的高真空度。另外，在將金屬薄膜67 69 以及導(dǎo)電膜59、 61、 63設(shè)為相同膜厚時(shí)，在接合后可以得到充分厚度的 金屬接合部70、 71，所以是優(yōu)選的。
另外，如圖7 (C)所示，與第1實(shí)施例相同，在下側(cè)基板54的下 表面上，在各角部分別設(shè)有外部電極72、 73。另外，在下側(cè)基板54上， 在各角部形成有1/4圓形的缺口 74、 75，該缺口是例如在切成方塊過程
中從大型石英板分割出各石英板時(shí)形成在縱橫切斷線的交叉點(diǎn)上的圓形
貫通孔被切斷之后所留下的部分。在缺口74、 75的內(nèi)表面分別形成有導(dǎo) 電膜，與其相鄰的外部電極72、 73與從所述各缺口露出的中間石英板52 的下側(cè)導(dǎo)電膜61和引出導(dǎo)電膜63電連接。
另外，在下側(cè)基板54的大致中央，貫穿設(shè)有將所述腔體和外部連通 的密封孔76。密封孔76被密封材料77氣密閉塞，而氣密密封收容有石 英振動(dòng)片55的所述腔體內(nèi)部，將其維持為所期望的真空狀態(tài)或氣氛。密 封材料75例如可使用Au—Sn等低熔點(diǎn)金屬材料，從外部利用激光等來 焊接在密封孔76內(nèi)。在該情況下，密封孔76的內(nèi)表面優(yōu)選為預(yù)先利用 金屬膜來覆蓋。另外，在本實(shí)施例中，在所述基板的接合過程中產(chǎn)生的 排出氣體比較少，所以不必一定設(shè)置密封孔76，因此還可以省略。
在第2實(shí)施例的石英振子中，也如與圖5相關(guān)聯(lián)的上述第1實(shí)施例 的變形例那樣，將中間石英板52的外殼56的下表面配置在與石英振動(dòng) 片55的下表面相同的平面上，僅在厚度方向的上方將其板厚形成得較厚， 并且石英振動(dòng)片基端部57和與其結(jié)合的外殼56部分之間形成有階梯， 可將上側(cè)基板設(shè)為平板。另外，可將中間石英板52的外殼56的板厚在 其厚度方向的上方和下方雙方形成得較厚，并且上側(cè)基板53和下側(cè)基板 54均可由平板構(gòu)成。
接下來，對(duì)利用本發(fā)明的方法來制造圖1所示的第1實(shí)施例的石英 振子的工序進(jìn)行說明。如圖11所示，準(zhǔn)備在縱橫方向連續(xù)配置了圖1的 多個(gè)石英振動(dòng)片5和外殼6的大型的中間石英晶片80。對(duì)中間石英晶片 80的上下表面分別進(jìn)行鏡面研磨加工，優(yōu)選使其表面粗糙度為幾nm 幾 十nm左右。石英振動(dòng)片5以及外殼6的外形是利用光刻蝕技術(shù)對(duì)石英晶 片進(jìn)行蝕刻而形成的。在各石英振動(dòng)片5以及外殼6的表面，例如對(duì)鋁 等導(dǎo)電材料通過濺射、蒸鍍、電鍍、直接電鍍等來進(jìn)行成膜，將所述勵(lì) 振電極以及導(dǎo)電膜形成為所期望的圖案。
與此同時(shí)，準(zhǔn)備在縱橫方向上連續(xù)配置了多個(gè)上側(cè)基板3的大型上 側(cè)石英晶片81。至少對(duì)上側(cè)石英晶片81與中間石英晶片80接合的下表 面進(jìn)行鏡面研磨加工，優(yōu)選使其表面粗糙度為幾nm 幾十nm左右。在上側(cè)石英晶片81上，在與中間石英晶片80的相向面上與該中間石英晶
片的各石英振動(dòng)片5以及外殼6對(duì)應(yīng)地形成有多個(gè)凹部14。例如，通過 對(duì)石英晶片表面進(jìn)行蝕刻或噴沙加工，可以容易地形成這些凹部。
同樣，準(zhǔn)備在縱橫方向上連續(xù)配置了多個(gè)下側(cè)基板4的大型上側(cè)石 英晶片82。至少對(duì)下側(cè)石英晶片82與中間石英晶片80接合的上表面進(jìn) 行鏡面研磨加工，優(yōu)選使其表面粗糙度同樣為幾nm 幾十nm左右。在 下側(cè)石英晶片82上，在與中間石英晶片80的相向面上通過蝕刻或噴砂 加工等與中間石英晶片的各石英振動(dòng)片5以及外殼6對(duì)應(yīng)地形成有多個(gè) 凹部15。另外，在下側(cè)石英晶片82上，在各凹部15的大致中央處貫穿 設(shè)有密封孔22，并且在縱向和橫向正交的下側(cè)基板4的外輪廓線的交點(diǎn) 處分別形成有圓形貫通孔83。在下側(cè)基板4的下表面上，利用濺射等而 使導(dǎo)電材料成膜，從而在規(guī)定位置上預(yù)先形成多個(gè)外部電極18、 19。另 外，在將上述低熔點(diǎn)金屬材料用作密封材料23的情況下，在密封孔22 的內(nèi)表面預(yù)先形成所述導(dǎo)電材料等金屬膜。
接下來，通過等離子處理來對(duì)上側(cè)、中間以及下側(cè)石英晶片80 82 的所述各接合面進(jìn)行表面活性化。在等離子處理之后，如圖12 (A)所 示，使上側(cè)石英晶片81與中間石英晶片SO的上表面重合并使下側(cè)石英 晶片82與中間石英晶片80的下表面相互重合。首先，通過使各石英晶 片80 82定位且調(diào)節(jié)它們的平行度來使各接合面貼合而進(jìn)行臨時(shí)接合。 接下來，針對(duì)該石英晶片層疊體84優(yōu)選再次調(diào)節(jié)它們的平行度，在常溫 下從上下加壓，從而實(shí)際接合。
所述等離子處理是使用例如適用于對(duì)晶片等的大面積進(jìn)行處理的公 知的SWP型RIE方式的等離子處理裝置來進(jìn)行的。該等離子處理裝置的 工作臺(tái)配置在高真空氣氛的處理室內(nèi)，在其上面搭載要進(jìn)行處理的所述 上側(cè)、中間以及下側(cè)石英晶片。在所述處理室的上方，從外部的氣體供 給源導(dǎo)入所期望的反應(yīng)氣體。另外，在處理室的上部設(shè)有導(dǎo)波管，該導(dǎo) 波管在下表面具有由細(xì)間隙或切口構(gòu)成的隙縫天線(slot antenna)。
如以往公知那樣，從微波振蕩器放射出的微波(2.45GHz)在所述導(dǎo) 波管內(nèi)形成駐波。然后，從所述縫隙天線漏出的微波傳輸?shù)脚渲迷谄湎?br> 側(cè)的石英板等電介質(zhì)，產(chǎn)生沿其表面?zhèn)鬏數(shù)谋砻娌āＭㄟ^該表面波，在 所述電介質(zhì)的整個(gè)面上生成均勻且高密度的等離子，由此，對(duì)導(dǎo)入處理室內(nèi)的反應(yīng)氣體進(jìn)行激勵(lì)，生成該反應(yīng)氣體的活性種(activated species)。 當(dāng)使用時(shí)，從所述氣體供給源向所述處理室連續(xù)提供反應(yīng)氣體，并 從高頻電源對(duì)所述工作臺(tái)施加規(guī)定的電壓(例如，13.56MHz)。在所述處 理室內(nèi)生成的所述反應(yīng)氣體的活性種從其上部向下方流向所述工作臺(tái)， 對(duì)所述晶片進(jìn)行處理。通過該等離子處理，所述晶片的表面暴露于所述 反應(yīng)氣體活性種中從而均勻地被活性化。即，對(duì)石英晶片80 82的各接 合面進(jìn)行改質(zhì)，以利用包含在等離子中的離子進(jìn)行蝕刻而從其表面去除 有機(jī)物、污染物、灰塵等，進(jìn)而利用等離子中的自由基(radical)使形成 該接合面的物質(zhì)的具有成鍵電子的原子露出。上述SWP型RIE方式的等 離子處理裝置可在1臺(tái)裝置的同一室內(nèi)連續(xù)進(jìn)行這樣的2個(gè)階段的等離 子處理。
在本實(shí)施例中，作為反應(yīng)氣體例如使用CF4氣體，生成氟離子、受 激態(tài)物質(zhì)(excited species)等活性種。進(jìn)行等離子處理后的晶片表面的 活性狀態(tài)至少維持一個(gè)小時(shí)左右，所以可充分執(zhí)行在此后的臨時(shí)接合以 及實(shí)際接合的工序。在另一實(shí)施例中，作為反應(yīng)氣體使用Ar單體的氣體、 N2單體的氣體、CF4和02混合氣體、02和N2的混合氣體、02單體的氣 體，同樣可對(duì)所述晶片表面進(jìn)行活性化。
上側(cè)、中間以及下側(cè)石英晶片80 82使具有成鍵電子的原子露出在 等離子處理的各接合面上，所以在上述臨時(shí)接合工序中，僅通過相互定 位貼合，即可容易地進(jìn)行粘接。臨時(shí)接合的石英晶片層疊體84在其上下 表面上同樣施加最大2MPa左右的按壓力而緊固地將接合面間氣密接合 為一體。根據(jù)本發(fā)明，可在常溫下進(jìn)行該實(shí)際接合工序。在另一實(shí)施例 中，通過在加熱到大約200 25(TC左右的較低溫度的狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)際接 合工序，可更加良好地接合而不對(duì)石英振動(dòng)片的特性帶來影響。所述層 疊體的加壓可使用公知的液壓裝置或氣壓裝置，也可以一邊施加超聲波 振動(dòng)一邊加壓。另外，對(duì)于所述石英晶片的臨時(shí)接合、實(shí)際接合，在大 氣壓或所期望的惰性氣體氣氛內(nèi)、真空內(nèi)，都可同樣進(jìn)行。特別是在要將石英振動(dòng)片5高真空地密封在腔體16內(nèi)的情況下，通過加熱到大約
200 25(TC左右，并進(jìn)行約20 30分鐘的短時(shí)間的真空抽吸，從而可以 達(dá)到1(^Torr左右的真空度。
最后，如圖12 (B)所示，針對(duì)如此接合的石英晶片層疊體84，沿 縱橫正交的石英振子的外輪廓線85，通過切成方塊等來進(jìn)行切斷分割從 而實(shí)現(xiàn)分離為個(gè)體。優(yōu)選下側(cè)基板4底面的外部電極18、 19在切成方塊 之前在晶片層疊體的狀態(tài)下通過濺射等來形成，這樣可簡(jiǎn)化工序。分離 為個(gè)體的各石英振子由于上側(cè)基板3及下側(cè)基板4透明，所以可易于從 外部照射激光等，由此可進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)。頻率調(diào)節(jié)后的各石英振子配置 在真空氣氛中，將密封孔22氣密地閉塞。由此，完成圖l所示的石英振 子l。
另外，在本實(shí)施例中，在將石英振子1分離為個(gè)體之前，可在石英 晶片層疊體84的狀態(tài)下測(cè)定或調(diào)節(jié)頻率，或者執(zhí)行所期望的試驗(yàn)。在該 情況下，在中間石英晶片80中，針對(duì)設(shè)置在相鄰的石英振子的外殼6的 上下表面上的上側(cè)導(dǎo)電膜9、下側(cè)導(dǎo)電膜11以及引出導(dǎo)電膜13進(jìn)行構(gòu)圖， 以僅分別去除沿各石英振子的外輪廓線85切方塊的線的寬度部分的導(dǎo)電 材料。由此，石英晶片層疊體84和與以往技術(shù)相關(guān)聯(lián)的上述的陽極接合 的情況不同，各石英振子1的勵(lì)振電極與相鄰的石英振子的勵(lì)振電極在 電方面分離獨(dú)立，所以在該狀態(tài)下，可針對(duì)每個(gè)石英振子進(jìn)行其特性試 驗(yàn)以及頻率的測(cè)定/調(diào)節(jié)。
另外，這樣構(gòu)圖的上側(cè)導(dǎo)電膜9、下側(cè)導(dǎo)電膜ll以及引出導(dǎo)電膜13 在通過切成方塊而分離為個(gè)體的各石英振子1的側(cè)面露出。因此，在切 成方塊時(shí)，可將水分侵入并殘留在所述各基板的接合面的間隙內(nèi)而腐蝕 電極的情況防患于未然。
在另一實(shí)施例中，如圖13所示，可將3張石英晶片80 81逐張接 合。首先，如圖13 (A)所示，使中間石英晶片80和下側(cè)石英晶片82 貼合而臨時(shí)接合。在該臨時(shí)接合中，可僅使所述兩個(gè)晶片接合，或者可 以以比將上側(cè)石英晶片81接合的后一工序小的力來進(jìn)行加壓。接下來， 如圖13 (B)所示，在中間石英晶片80的上表面，使上側(cè)石英晶片81定位、重合，并加壓來進(jìn)行接合。該加壓力設(shè)為與圖12的情況的實(shí)際接 合相同程度的大小。
在該實(shí)施例中，在接合了 2張石英晶片的圖13 (A)的狀態(tài)下，可 照射激光等，來調(diào)節(jié)各石英振動(dòng)片的頻率。在該情況下，在中間石英晶
片80中，針對(duì)各石英振子的上側(cè)導(dǎo)電膜9、下側(cè)導(dǎo)電膜ll以及引出導(dǎo)電 膜13進(jìn)行構(gòu)圖，以僅去除沿各石英振子的外輪廓線85切方塊的線的寬 度部分的導(dǎo)電材料，以使各石英振子1的勵(lì)振電極與相鄰的石英振子在 電方面分離獨(dú)立。
在圖5所示變形例的石英振子31的情況、以及將中間石英板的外殼 在其厚度方向的上下方向均形成得比石英振動(dòng)片厚的情況下，也可以與 圖1的實(shí)施例相同地按照上述圖12或圖13所示的工序，利用本發(fā)明的 方法來制造。在這些情況下，與圖1的實(shí)施例相同，例如可使用上述SWP 型RIE方式的等離子處理裝置，在相同處理?xiàng)l件下執(zhí)行各接合面的表面 活性化。特別，對(duì)于上側(cè)石英晶片和/或下側(cè)石英晶片，兩表面都可以使 用平坦的晶片來形成，可省略在其接合面?zhèn)燃庸ぐ疾康墓ば?，所以是?利的。
另外，使用相同的圖11來對(duì)利用本發(fā)明的方法制造圖7所示的第2 實(shí)施例的石英振子的工序進(jìn)行說明。同樣，準(zhǔn)備在縱橫方向連續(xù)配置了 多個(gè)圖7所示的石英振動(dòng)片55和外殼56的大型中間石英晶片80。對(duì)中 間石英晶片80的上下表面進(jìn)行鏡面研磨加工，優(yōu)選使其表面粗糙度分別 為幾nm 幾十nm左右。石英振動(dòng)片55以及外殼56的外形是利用光刻 蝕技術(shù)對(duì)石英晶片進(jìn)行蝕刻而形成的。在所述各石英振動(dòng)片以及外殼的 表面，例如通過公知的濺射、蒸鍍、電鍍、直接電鍍等使導(dǎo)電材料成膜， 將所述勵(lì)振電極以及導(dǎo)電膜形成為所期望的圖案。如上述那樣，所述導(dǎo) 電膜將例如Cr膜、Ni/Cr膜、Ti膜、或Ni — Cr膜作為基底膜并利用Au 膜來形成最上層。
與此同時(shí)，準(zhǔn)備在縱橫方向上連續(xù)配置了多個(gè)上側(cè)基板53的大型上 側(cè)石英晶片81。至少對(duì)與中間石英晶片80接合的上側(cè)石英晶片81的下 表面進(jìn)行鏡面研磨加工，優(yōu)選使其表面粗糙度為幾nm 幾十nm左右。
在上惻石英晶片81上，在與中間石英晶片80的相向的面上，例如通過
蝕刻或噴砂加工而與該中間石英晶片的各石英振動(dòng)片55以及外殼56對(duì) 應(yīng)地形成有多個(gè)凹部64。
另外，在上側(cè)石英晶片81上，在與中間石英晶片80的接合面即包 圍凹部64的整個(gè)下表面上形成金屬薄膜。該金屬薄膜由例如Cr膜、Ni/Cr 膜、Ti膜、Ni—Cr膜等基底膜和最上層的Au膜構(gòu)成，可通過濺射、蒸 鍍、電鍍、直接電鍍等公知方法或這些方法的組合來形成。所述Au膜的 膜厚優(yōu)選為上述的5000 A以上。
同樣，準(zhǔn)備在縱橫方向上連續(xù)配置了多個(gè)下側(cè)基板54的大型下側(cè)石 英晶片82。至少對(duì)與中間石英晶片80接合的、下側(cè)石英晶片82的上表 面進(jìn)行鏡面研磨加工，優(yōu)選使其表面粗糙度為幾nm 幾十nm左右。在 下側(cè)石英晶片82上，在與中間石英晶片80的相向面上，通過蝕刻或噴 砂加工等，與中間石英晶片的各石英振動(dòng)片55以及外殼56對(duì)應(yīng)地形成 有多個(gè)凹部65。另外，在下側(cè)石英晶片82上，在各凹部65的大致中央 處貫通設(shè)有密封孔75，并且在縱橫方向上正交的下側(cè)基板54的外輪廓線 的每一交叉點(diǎn)處分別形成有圓形貫通孔83。
另外，在下側(cè)石英晶片82上，在與中間石英晶片80的接合面即包 圍凹部65的整個(gè)上表面上形成金屬薄膜。該金屬薄膜由例如Cr膜、Ni/Cr 膜、Ti膜、Ni—Cr膜等基底膜和最上層的Aii膜構(gòu)成，可通過濺射、蒸 鍍、電鍍、直接電鍍等公知方法或這些方法的組合來形成。所述Au膜的 膜厚優(yōu)選為上述的5000 A以上。
另外，在下側(cè)基板4的下表面上，利用濺射等而使導(dǎo)電材料成膜， 從而預(yù)先在規(guī)定位置上形成多個(gè)外部電極72、 73。另外，在將上述低熔 點(diǎn)金屬材料用作密封材料77的情況下，在密封孔75的內(nèi)表面預(yù)先形成 所述導(dǎo)電材料等金屬膜。
接下來，通過等離子處理來對(duì)上側(cè)、中間以及下側(cè)石英晶片80 82 的所述各接合面進(jìn)行表面活性化處理。在等離子處理之后，如圖12 (A) 所示，上側(cè)石英晶片81及下側(cè)石英晶片82重合在中間石英晶片80的上 下表面上。首先，通過使各石英晶片80 82定位且調(diào)節(jié)它們的平行度來 使各接合面貼合，通過比之后的實(shí)際接合弱的加壓力來進(jìn)行臨時(shí)接合。 接下來，針對(duì)該石英晶片層疊體84優(yōu)選再次調(diào)節(jié)它們的平行度，在常溫 下從上下加壓，從而進(jìn)行實(shí)際接合。這些臨時(shí)接合和實(shí)際接合是通過形
成所述金屬薄膜的最上層的Au膜彼此的擴(kuò)散接合來進(jìn)行的。
在所述等離子處理中，同樣使用上述公知的SWP型RIE方式的等離 子處理裝置。利用該等離子處理裝置，例如使用13.56MHz 2.45GHz的 微波來生成等離子，激勵(lì)導(dǎo)入處理室內(nèi)的反應(yīng)氣體，生成該反應(yīng)氣體的 離子、受激態(tài)物質(zhì)等活性種。在本實(shí)施例中，作為反應(yīng)氣體使用Ar單體、 CF4、 N2單體、02單體、02和N2的混合氣體等。在其他處理?xiàng)l件下，例 如將對(duì)處理工作臺(tái)施加電壓的高頻電源的輸出設(shè)定為2.5kW，將反應(yīng)氣 體的排氣壓力設(shè)定為10 1Pa，將工作臺(tái)的溫度設(shè)定為大致室溫即25'C， 并且將照射時(shí)間設(shè)定為30 60秒。
通過該等離子處理，所述晶片的表面暴露于所述反應(yīng)氣體活性種中 從而均勻地被活性化。即，針對(duì)構(gòu)成石英晶片80 82的各接合面的金屬 薄膜和導(dǎo)電膜，利用在等離子中含有的離子進(jìn)行蝕刻而從其表面去除有 機(jī)物、污染物、灰塵等，并且利用等離子中的自由基改質(zhì)為易于直接接 合的表面狀態(tài)。上述SWP型RIE方式的等離子處理裝置可在1臺(tái)裝置的 同一室內(nèi)連續(xù)進(jìn)行這樣的2階段的等離子處理。
臨時(shí)接合的石英晶片層疊體84被均勻施加例如每cm2約39.2N的按 壓力而緊固地將接合面間氣密地接合為一體。此時(shí)，在加熱到不會(huì)對(duì)石 英振動(dòng)片的特性帶來影響的大約200 25(TC左右的較低溫度的狀態(tài)下進(jìn) 行接合時(shí)，可得到更強(qiáng)的接合強(qiáng)度。在本實(shí)施例中，通過將所述各接合 面最上層的Au膜形成為5000A以上的膜厚，大約在10分鐘左右的短時(shí) 間內(nèi)可良好地、例如保持對(duì)音叉型石英振子進(jìn)行真空密封時(shí)所需的漏泄 量1 X 10—14std ，cc/sec以上的高氣密性地進(jìn)行接合。所述層疊體的加壓可 使用公知的液壓裝置或氣壓裝置，也可以一邊施加超聲波振動(dòng)而一邊加 壓。另外，對(duì)于所述石英晶片的臨時(shí)接合和實(shí)際接合，在大氣壓或所期 望的惰性氣體的氣氛內(nèi)、真空內(nèi)，都可同樣進(jìn)行。特別是在要將石英振 動(dòng)片55高真空地密封在腔體66內(nèi)的情況下，通過加熱到大約200 250°C
左右，并進(jìn)行約20 30分鐘的短時(shí)間的真空抽吸，從而可以達(dá)到l(T5T0rr 左右的真空度。
最后，如圖12 (B)所示，針對(duì)如此接合的石英晶片層疊體84，沿 縱橫正交的石英振子的外輪廓線85，通過切成方塊等進(jìn)行切斷分割來將 石英晶片層疊體84分離為個(gè)體。下側(cè)基板54底面的外部電極72、 73在 切成方塊之前在晶片層疊體的狀態(tài)下通過濺射等來形成時(shí)，可簡(jiǎn)化工序。 由于分離為個(gè)體的各石英振子由于上側(cè)基板53及下側(cè)基板54透明，所 以可易于從外部照射激光等，由此可進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)。經(jīng)頻率調(diào)節(jié)后的各 石英振子配置在真空氣氛中，將密封孔74氣密地閉塞。由此，完成圖7 所示的石英振子51。
在本實(shí)施例中，在將石英振子51分離為個(gè)體之前，可以在石英晶片 層疊體84的狀態(tài)下，執(zhí)行頻率的測(cè)定、調(diào)節(jié)、或所期望的試驗(yàn)。此時(shí)， 在中間石英晶片80中，針對(duì)設(shè)在相鄰的石英振子的外殼6的上下表面上 的上側(cè)導(dǎo)電膜59、下側(cè)導(dǎo)電膜61以及引出導(dǎo)電膜63進(jìn)行構(gòu)圖，以僅分 別去除沿各石英振子的外輪廓線85切方塊的線的寬度部分的導(dǎo)電材料。 由此，在石英晶片層疊體84中，各石英振子51的勵(lì)振電極與相鄰的石 英振子的勵(lì)振電極在電方面分離獨(dú)立，所以在該狀態(tài)下，可針對(duì)每個(gè)石 英振子進(jìn)行特性試驗(yàn)以及頻率的測(cè)定/調(diào)節(jié)。另外，在將各石英振子51 分離為個(gè)體時(shí)，如上所述構(gòu)圖的上側(cè)導(dǎo)電膜59、下側(cè)導(dǎo)電膜61以及引出 導(dǎo)電膜63從各石英振子51的側(cè)面露出，因此，在切成方塊時(shí)，可將水 分侵入并殘留在所述各基板的接合面的間隙中而腐蝕電極的情況防患于 未然。
在另一實(shí)施例中，如圖13所示，可將3張石英晶片80 81逐張接 合。首先，如圖13 (A)所示，使中間石英晶片80和下側(cè)石英晶片82 貼合而進(jìn)行臨時(shí)接合。此時(shí)，在中間石英晶片80上設(shè)置保護(hù)基板，且使 其非金屬面的表面與該晶片上表面的接合面抵接，來維持其表面粗糙度。 另外，在該臨時(shí)接合中，可僅使所述兩個(gè)晶片接合，或者可以用比之后 的接合上側(cè)石英晶片81的工序小的力來進(jìn)行加壓。接下來，如圖13 (B) 所示，在中間石英晶片80的上表面，使上側(cè)石英晶片81定位重合，以與圖12的情況的實(shí)際接合相同程度的力進(jìn)行加壓而接合。
在該實(shí)施例中，在接合了 2張石英晶片的圖13 (A)的狀態(tài)下，可 調(diào)節(jié)各石英振動(dòng)片的頻率。在該情況下，在中間石英晶片80中，針對(duì)各 石英振子的上側(cè)導(dǎo)電膜9、下側(cè)導(dǎo)電膜ll以及引出導(dǎo)電膜13進(jìn)行構(gòu)圖， 以僅分別去除沿各石英振子的外輪廓線85切方塊的線的寬度部分的導(dǎo)電 材料，以使各石英振子1的勵(lì)振電極與相鄰的石英振子在電方面分離獨(dú)
..、廠
該頻率調(diào)節(jié)可通過使用上述等離子處理裝置的等離子處理，與中間 石英晶片80的上表面的接合面的等離子處理同時(shí)進(jìn)行。由于可通過事先 的試驗(yàn)等得知等離子照射引起的頻率變動(dòng)量，所以將石英振動(dòng)片55的表 面的電極膜預(yù)先形成為與等離子照射量對(duì)應(yīng)的膜厚即可。與臨時(shí)接合下 側(cè)石英晶片82之前對(duì)中間石英晶片80進(jìn)行的等離子照射相比，以更高 的能量來進(jìn)行此時(shí)的等離子照射。另外，該頻率調(diào)節(jié)也可以通過激光等 的照射來進(jìn)行。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在上述各實(shí)施例中，可利用Si02薄膜來覆蓋中 間石英板、上側(cè)基板及下側(cè)基板的各接合面。在第1實(shí)施例中，將Si02 薄膜形成在中間石英板2的外殼6的上下兩表面上，進(jìn)而也可以任意地 形成在上側(cè)基板3及下側(cè)基板4的各接合面上。由此，取代所述導(dǎo)電膜 和石英裸面的直接接合，中間石英板2和上側(cè)基板3及下側(cè)基板4通過 SiCV薄膜和石英裸面的直接接合、或SiCV薄膜彼此的直接接合來氣密接 合。當(dāng)然，在形成這些SK)2薄膜之后，對(duì)其表面進(jìn)行所述各接合面的等 離子處理。
同樣，在第2實(shí)施例中，將Si02薄膜形成在中間石英板52的外殼 56上下兩表面上，并且也可以任意地形成在上側(cè)基板53及下側(cè)基板54 的各接合面上。由此，取代所述導(dǎo)電膜和所述金屬膜的擴(kuò)散接合，中間 石英板52和上側(cè)基板53及下側(cè)基板54通過Si02薄膜和所述金屬薄膜之 間的直接接合、或Si02薄膜彼此的直接接合來氣密接合。另外，在形成 這些Si02薄膜之后，對(duì)其表面進(jìn)行所述各接合面的等離子處理。
另外，根據(jù)本發(fā)明，可以使用由石英以外的壓電材料來一體形成音叉型壓電振動(dòng)片和外殼的中間壓電基板，而代替上述各實(shí)施例中的中間 石英板。在該情況下，上側(cè)基板及下側(cè)基板可由相同壓電材料形成，或 者可由具有比較接近的熱膨脹率的其他壓電材料來形成。
另外，除了音叉型石英振子之外，本發(fā)明還可以應(yīng)用于厚度切變振 動(dòng)模式的石英振子。此時(shí)，在利用ATcut石英板來形成所述中間石英板、 上側(cè)基板及下側(cè)基板的情況下，從熱膨脹率的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使其面取 向一致地來進(jìn)行接合。另外，無需對(duì)腔體內(nèi)進(jìn)行真空密封，所以設(shè)在下 側(cè)基板上的密封孔可省略。
以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員 可知本發(fā)明可在其技術(shù)范圍內(nèi)對(duì)上述各實(shí)施例施加各種變更/變形。例如，
用于表面活性化的等離子處理除了使用上述縫隙天線的SWAP型RIE方 式以外，還可以通過大氣壓等離子法等其他公知方法來進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種壓電振子，其特征在于，該壓電振子具有中間壓電基板，其一體形成壓電振動(dòng)片和外殼，且在所述外殼的上表面和/或下表面上形成導(dǎo)電膜；以及上側(cè)基板和下側(cè)基板，其分別接合在所述中間壓電基板的所述外殼的上表面和下表面上，在腔體內(nèi)以懸空狀態(tài)保持所述壓電振動(dòng)片，其中，所述腔體是通過由所述中間壓電基板與所述上側(cè)基板和下側(cè)基板劃定且氣密地進(jìn)行密封而得到的，在所述上側(cè)基板和下側(cè)基板與所述中間壓電基板之間的各接合面分別通過鏡面研磨加工和等離子處理而實(shí)現(xiàn)表面活性化之后，相互直接接合而被接合成氣密的狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振子，其特征在于，所述上側(cè)基板和 下側(cè)基板由壓電材料構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振子，其特征在于，所述中間壓電基 板由石英構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電振子，其特征在于，所述上側(cè)基板和下頂u基板由石英構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電振子，其特征在于，所述上側(cè)基板和 下側(cè)基板由玻璃材料或硅構(gòu)成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1 5中的任一項(xiàng)所述的壓電振子，其特征在于，在 所述中間壓電基板的所述外殼的上表面和下表面上形成導(dǎo)電膜，在所述 上側(cè)基板和下側(cè)基板的接合面上形成金屬薄膜，所述外殼的所述導(dǎo)電膜 以及所述上側(cè)基板和下側(cè)基板的所述金屬薄膜在其最上層具有Au膜，所 述中間壓電基板外殼與所述上側(cè)基板和下側(cè)基板通過擴(kuò)散接合方式而被 接合成氣密的狀態(tài)。
7. —種壓電振子的制造方法，其特征在于，該壓電振子的制造方法 具有執(zhí)行如下處理的步驟形成中間壓電基板，該中間壓電基板一體形成壓電振動(dòng)片和外殼， 且在所述外殼的上表面和/或下表面上形成導(dǎo)電膜；形成上側(cè)基板，該上側(cè)基板接合在所述中間壓電基板的上表面上； 形成下側(cè)基板，該下側(cè)基板接合在所述中間壓電基板的下表面上； 對(duì)所述上側(cè)基板和下側(cè)基板與所述中間壓電基板之間的各接合面進(jìn)行鏡面研磨加工；通過等離子處理，使鏡面研磨加工后的所述上側(cè)基板和下側(cè)基板與 所述中間壓電基板之間的各接合面實(shí)現(xiàn)表面活性化；以及在所述中間壓電基板的上下表面上重疊所述上側(cè)基板和下側(cè)基板， 以在由它們劃定的腔體內(nèi)以懸空狀態(tài)保持所述壓電振動(dòng)片，通過對(duì)它們 加壓而進(jìn)行直接接合，從而將它們接合成氣密的狀態(tài)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電振子的制造方法，其特征在于，所述 中間壓電基板具有在所述外殼的上表面和下表面上形成的導(dǎo)電膜，所述 上側(cè)基板和下側(cè)基板分別具有在它們與所述中間壓電基板之間的接合面 上形成的金屬薄膜，所述外殼的所述導(dǎo)電膜以及所述上側(cè)基板和下側(cè)基 板的所述金屬薄膜分別在最上層具有膜厚為5000A以上的Au膜，通過 擴(kuò)散接合方式將所述中間壓電基板外殼與所述上側(cè)基板和下側(cè)基板接合 成氣密的狀態(tài)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的壓電振子的制造方法，其特征在于， 所述上側(cè)基板和下側(cè)基板由壓電材料構(gòu)成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的壓電振子的制造方法，其特征在于， 所述中間壓電基板由石英構(gòu)成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7 10中的任一項(xiàng)所述的壓電振子的制造方法，其 特征在于，該壓電振子的制造方法具有執(zhí)行如下處理的步驟形成中間壓電晶片，該中間壓電晶片具有多個(gè)所述中間壓電基板；形成上側(cè)晶片，該上側(cè)晶片是將多個(gè)所述上側(cè)基板與所述中間壓電 晶片的中間壓電基板對(duì)應(yīng)地進(jìn)行配置而成的；形成下側(cè)晶片，該下側(cè)晶片是將多個(gè)所述下側(cè)基板與所述中間壓電 晶片的中間壓電基板對(duì)應(yīng)地進(jìn)行配置而成的；對(duì)所述中間壓電晶片和所述上側(cè)晶片和下側(cè)晶片之間的各接合面進(jìn) 行鏡面研磨加工；通過等離子處理，使鏡面研磨加工后的所述中間壓電晶片以及所述上側(cè)晶片和下側(cè)晶片之間的各接合面實(shí)現(xiàn)表面活性化；在所述中間壓電晶片的上下表面上重疊所述上側(cè)晶片和下側(cè)晶片，且對(duì)它們進(jìn)行加壓而接合成一體；以及切斷所接合的所述晶片的層疊體來將壓電振子分離為個(gè)體。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓電振子的制造方法，其特征在于，在形 成所述中間壓電晶片的步驟中，對(duì)在所述中間壓電晶片的上表面和/或下 表面的、與所述各中間壓電基板的所述外殼相對(duì)應(yīng)的部分上形成的導(dǎo)電 膜進(jìn)行構(gòu)圖，以使該導(dǎo)電膜沿將所述晶片的層疊體分離為壓電振子個(gè)體 用的切斷線且按照與其切斷寬度相同的間隙分離。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7 12中的任一項(xiàng)所述的壓電振子的制造方法，其 特征在于，在對(duì)所述中間壓電基板的上下表面重疊所述上側(cè)基板和下側(cè) 基板而對(duì)它們進(jìn)行臨時(shí)接合之后，對(duì)由此一體化而得到的層疊體的上下 表面加壓而將它們接合成氣密的狀態(tài)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7 12中的任一項(xiàng)所述的壓電振子的制造方法，其 特征在于，在對(duì)所述中間壓電基板的下表面或上表面重疊所述下側(cè)基板 或上側(cè)基板的一方而進(jìn)行接合之后，在由此一體化而得到的層疊體的上 表面或下表面上重疊所述下側(cè)基板或上側(cè)基板的另一方，對(duì)它們進(jìn)行加 壓而接合成氣密的狀態(tài)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓電振子的制造方法，其特征在于，在 對(duì)所述中間壓電基板的下表面或上表面重疊所述下側(cè)基板或上側(cè)基板的 一方而進(jìn)行接合之后，且在對(duì)所述層疊體的上表面或下表面接合所述下 側(cè)基板或上側(cè)基板的另一方之前，具有對(duì)所述壓電振動(dòng)片進(jìn)行頻率調(diào)節(jié) 的過程。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的壓電振子的制造方法，其特征在于，通 過在將所述下側(cè)基板或上側(cè)基板的另一方接合之前對(duì)所述層疊體的上表 面或下表面進(jìn)行等離子處理，可同時(shí)進(jìn)行所述壓電振動(dòng)片的頻率調(diào)節(jié)和 所述層疊體上表面或下表面的表面活性化。
17. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電振子的制造方法，其特征在于，在常 溫下接合所述中間壓電基板與所述上側(cè)基板和下側(cè)基板。
18. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的壓電振子的制造方法，其特征在于， 在加熱的狀態(tài)下接合所述中間壓電基板與所述上側(cè)基板和下側(cè)基板。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的壓電振子的制造方法，其特征在于，在 20(TC 25(TC下進(jìn)行所述加熱。
20. —種根據(jù)權(quán)利要求7 19中的任一項(xiàng)所述的方法來制造的壓電振子。
全文摘要
石英振子(1、51)具有在一體形成石英振動(dòng)片(5、55)和外殼(6、56)的中間石英板(2、52)的上下表面上層疊上下側(cè)基板(3、4、53、54)而一體氣密接合的結(jié)構(gòu)。上側(cè)基板及下側(cè)基板分別在與中間石英板相向的面上具有凹部，由此劃定以懸空狀態(tài)氣密地密封石英振動(dòng)片用的腔體(16、66)。中間石英板的上下接合面在鏡面研磨加工之后，形成導(dǎo)電膜(9、11)。上側(cè)基板和下側(cè)基板的各接合面由鏡面研磨加工的石英裸面構(gòu)成。在另一實(shí)施例中，在鏡面研磨加工的上側(cè)基板及下側(cè)基板的各接合面上形成金屬薄膜(67～69)。對(duì)于上側(cè)/下側(cè)基板以及中間石英板，在通過等離子處理來對(duì)各接合面進(jìn)行表面活性化之后，3張同時(shí)或逐張使其重合并在常溫下(任意地加熱)加壓，從而氣密地接合，將腔體密封為真空或惰性氣體氣氛。
文檔編號(hào)H03H9/215GK101199113SQ20068001933
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者棚谷英雄, 黑田貴大 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社