專利名稱：陽極接合方法及壓電振動器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陽極接合方法及壓電振動器的制造方法。
背景技術(shù)：
以往，在壓電振動器或半導(dǎo)體部件等的制造工藝中，進(jìn)行用于將硅圓片(silicon wafer)等接合在玻璃等絕緣材料的表面的陽極接合。陽極接合法是這樣的方法使想要接合的金屬或硅等與玻璃等絕緣材料的一面接 觸，并且，使金屬制的陰極與絕緣材料的另一側(cè)的面接觸，在300°C 400°C的溫度條件下 施加直流電壓，由此，使金屬和絕緣材料接合。在這樣的陽極接合中，為了使金屬和絕緣材料接合而對置地配置的面的每個都具 有微小的凹凸或翹曲等，因而所接合的整個面并不同時地密合，在金屬和絕緣材料之間，接 合部往往在所接合的面上從多個接觸點(diǎn)的每個以同心圓狀擴(kuò)大。所以，存在著這樣的問題 空氣被關(guān)在所接合的面上多個接合部之間直到最后還殘留的區(qū)域，會產(chǎn)生未被接合的區(qū)域 即空隙(void)。作為用于抑制這樣的空隙的陽極接合方法，在專利文獻(xiàn)1中，公開了這樣的陽極 接合方法使用成為陰極的電極由同心圓狀的多個環(huán)狀電極構(gòu)成的陽極接合裝置，從中心 側(cè)的環(huán)狀電極依次將電壓施加到所接合的面。在該方法中，接合部在所接合的面上從一點(diǎn) 以放射狀擴(kuò)大。因此，如上所述，不產(chǎn)生被多個接合部的界面包圍的區(qū)域，而能夠?qū)㈥枠O接 合時所產(chǎn)生的氣體等從所接合的面擠出。專利文獻(xiàn)1 日本特開昭63-229853號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，在專利文獻(xiàn)1所記載的陽極接合方法中，最初，對中心側(cè)的環(huán)狀電極開始施 加直流電壓，隨后，依次對外側(cè)的環(huán)狀電極開始施加直流電壓。因此，在陽極接合的絕緣材 料的中心和外側(cè)之間，在直流電壓的施加時間上產(chǎn)生差。此時，在絕緣材料的中心側(cè)的接合部分，雖然接合完成，但過長地施加電壓。在被 過長地施加電壓的區(qū)域，陽極接合時所產(chǎn)生的氣體的產(chǎn)生量較多。在這樣陽極接合之后，在 金屬和絕緣材料的邊界面產(chǎn)生的氣體與上述空隙同樣地成為產(chǎn)生陽極接合不良的主要原 因。因此，存在著這樣的問題在通過專利文獻(xiàn)1所記載的陽極接合方法來陽極接合 的金屬和絕緣材料之間的接合面，在中心側(cè)和外側(cè)產(chǎn)生品質(zhì)的偏差。尤其是，在陽極接合大 型基板時，該問題進(jìn)一步變得顯著。另外，在通過專利文獻(xiàn)1所記載的陽極接合方法使金屬圓片和絕緣材料圓片陽極 接合而制造壓電振動器或半導(dǎo)體部件的情況下，在圓片的接合的中心側(cè)和外側(cè)之間產(chǎn)生接 合面的品質(zhì)的偏差，有可能引起壓電振動器或半導(dǎo)體部件等的接合不良。本發(fā)明是鑒于上述的情況而做出的，其目的是，提供能夠抑制被陽極接合的接合
3面的中心側(cè)和外側(cè)的品質(zhì)的偏差的陽極接合方法，并且提供在壓電振動器的制造中使用該 陽極接合方法而能夠提高壓電振動器的生產(chǎn)性的壓電振動器的制造方法。為了解決上述課題，本發(fā)明提出以下的手段。本發(fā)明的陽極接合方法，使在表面的至少一部分具有金屬的第一玻璃基板和具有 空腔的第二玻璃基板陽極接合，該空腔在一個面具有開口，其特征在于，包括疊合工序，以 使所述金屬和所述空腔對置的朝向?qū)⑺龅谝徊ＡЩ搴退龅诙ＡЩ瀵B合；加壓工 序，在所述疊合工序之后，在真空狀態(tài)下沿所述疊合方向?qū)λ龅谝徊ＡЩ搴退龅诙?玻璃基板進(jìn)行加壓并加以保持；以及電壓施加工序，在所述加壓工序之后，在所述第一玻璃 基板和所述第二玻璃基板接觸的接觸面將多個接合對象區(qū)域以同心狀區(qū)分而設(shè)定，對于所 述多個接合對象區(qū)域的每個接合對象區(qū)域，從所述接合對象區(qū)域的中心側(cè)向著徑向外側(cè)依 次切換所述接合對象區(qū)域，施加直流電壓，在所述電壓施加工序中，與所述多個接合對象區(qū) 域的各個接合對象區(qū)域相對應(yīng)的所述直流電壓的施加時間，在所述接合對象區(qū)域的所述各 個接合對象區(qū)域設(shè)定為固定。依照本發(fā)明，對第一玻璃基板和第二玻璃基板施加到區(qū)域附近的直流電壓在同心 狀的接合對象區(qū)域的任何一個中都相等。因此，能夠抑制同心狀的接合對象區(qū)域的中心側(cè) 的直流電壓的過量的施加，能夠抑制被陽極接合后的作為接觸面的接合面的品質(zhì)的偏差。在此，“金屬”包括金屬材料、合金材料以及半導(dǎo)體金屬材料等。另外，優(yōu)選為，在所述電壓施加工序中，在所述第二玻璃基板的與所述空腔的開口 相反的一側(cè)，使能夠與所述第二玻璃基板的外表面接觸的中心電極與所述第二玻璃基板的 外表面接觸，所述第二玻璃基板的外表面沿所述第二玻璃基板的厚度方向與所述接合對象 區(qū)域的中心重疊，在所述外表面的另外一部分，使以所述中心電極為中心而以同心狀配置 多個的環(huán)狀電極接觸。在該情況下，能夠?qū)⒅行碾姌O和多個環(huán)狀電極的各個從中心側(cè)向著外側(cè)依次切換 而施加直流電壓。因此，能夠容易地進(jìn)行同心狀的接合對象區(qū)域的切換。另外，優(yōu)選為，在所述電壓施加工序中，所述中心電極施加所述直流電壓，直到在 與所述中心電極對置的所述接合對象區(qū)域的整個面所述陽極接合所述第一玻璃基板和所 述第二玻璃基板為止。在該情況下，由于在由中心電極進(jìn)行的直流電壓的施加結(jié)束時，至少對與中心電 極對置的接合對象區(qū)域的整個面進(jìn)行陽極接合，因而能夠抑制未接合區(qū)域的產(chǎn)生。另外，優(yōu)選為，在所述電壓施加工序中，所述環(huán)狀電極施加所述直流電壓，直到在 與多個所述環(huán)狀電極對置的所述接合對象區(qū)域的整個面的每個所述陽極接合所述第一玻 璃基板和所述第二玻璃基板為止。在該情況下，由于在由環(huán)狀電極進(jìn)行的直流電壓的施加結(jié)束時，至少對與環(huán)狀電 極對置的接合對象區(qū)域的整個面進(jìn)行陽極接合，因而能夠抑制未接合區(qū)域的產(chǎn)生。本發(fā)明的壓電振動器的制造方法，在表面的至少一部分具有金屬的第一玻璃基板 的面上形成壓電振動片和能夠通電至所述壓電振動片的電極，然后，使具有空腔的第二玻 璃基板和所述第一玻璃基板陽極接合，對壓電振動片進(jìn)行真空封固，該空腔在一個面具有 開口，其特征在于，在所述陽極接合中，使用本發(fā)明的陽極接合方法。依照本發(fā)明，對第一玻璃基板和第二玻璃基板施加到區(qū)域附近的直流電壓在同心
4狀的接合對象區(qū)域的任何一個中都相等。因此，能夠抑制同心狀的接合對象區(qū)域的中心側(cè) 的直流電壓的過量的施加，并能夠抑制被陽極接合后的作為接觸面的接合面的品質(zhì)的偏 差，能夠提高壓電振動器的生產(chǎn)性。(發(fā)明效果)依照本發(fā)明的陽極接合方法，能夠抑制被陽極接合的接合面的中心側(cè)和外側(cè)的品 質(zhì)的偏差，依照本發(fā)明的壓電振動器的制造方法，能夠在壓電振動器的制造中使用陽極接 合方法而提高壓電振動器的生產(chǎn)性。


圖1是顯示通過本發(fā)明的一個實(shí)施方式的陽極接合方法和壓電振動器的制造方 法制造的壓電振動器的側(cè)面剖視圖。圖2是顯示同一壓電振動器的圓片構(gòu)造的分解斜視圖。圖3是示意顯示在同一實(shí)施方式的陽極接合方法和壓電振動器的制造方法中使 用的陽極接合裝置的剖視圖。圖4是顯示同一實(shí)施方式的壓電振動器的制造方法的制造流程的流程圖。圖5是詳細(xì)地顯示圖3所示的工序的一部分的流程圖。圖6是示意顯示同一實(shí)施方式的陽極接合方法和壓電振動器的制造方法的制造 的一個過程的剖視圖。圖7(a)和(b)是示意顯示同一實(shí)施方式的陽極接合方法和壓電振動器的制造方 法的制造的一個過程的剖視圖。圖8是示意顯示能夠適用于同一實(shí)施方式的陽極接合方法的基板的變形例的構(gòu) 成的剖視圖。圖9是示意顯示能夠適用于同一實(shí)施方式的陽極接合方法的基板的另一變形例 的構(gòu)成的剖視圖。圖10是示意顯示能夠適用于同一實(shí)施方式的陽極接合方法的基板的又一變形例 的構(gòu)成的剖視圖。附圖標(biāo)記說明1陽極接合裝置；4陰極電極；5中心電極；6、7、8環(huán)狀電極；9接合膜；C、C2空腔； 10、10a基底圓片(第一玻璃基板)；11蓋圓片(第二玻璃基板)；114壓電振動片；A1、A2、 A3、A4接合對象區(qū)域；01中心軸；Q1、Q2、Q3接合面；Sl步驟(電極形成工序)；S2步驟(壓 電振動片連接工序)；S3步驟(陽極接合工序)；S31步驟(疊合工序)；S32步驟(加壓工 序)；S33步驟(電壓施加工序)；11、1233、14施加時間。
具體實(shí)施例方式對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。此外，以下，對本發(fā)明的壓電振動器的制造方法與 本發(fā)明的陽極接合方法一并進(jìn)行說明。圖1是顯示通過本發(fā)明的一個實(shí)施方式的壓電振動器的制造方法制造的壓電振 動器100的側(cè)面剖視圖。如圖1所示，壓電振動器1構(gòu)成為，玻璃類基板的基底基板110和蓋基板111夾著
5用于使基底基板110和蓋基板111接合的接合膜9而陽極接合。通過供給電力而振動的壓電振動片114連接至基底基板110。另外，在基底基板 110，形成有用于電連接壓電振動器100的外部和壓電振動片114的迂回電極112、與迂回電 極112連接且沿厚度方向貫通基底基板110的貫通電極113以及與貫通電極113電連接并 且露出至壓電振動器100的外部的外部電極115。接合膜9在基底基板110以沿著安裝有壓電振動片114的安裝面IlOa圍繞壓電 振動片114的方式成膜。接合膜9由與基底基板110和蓋基板111熱膨脹率大致相等的硅 構(gòu)成，能夠通過光刻或濺鍍等眾所周知的成膜方法來成膜。此外，作為接合膜9的原料，能 夠使用硅等半導(dǎo)體材料，但除了半導(dǎo)體材料以外，也能夠適當(dāng)選擇并采用鋁或鉻等金屬材 料或科瓦爾合金(Koval)等合金材料等。在蓋基板111，形成有配置壓電振動片114的空間即空腔C。另外，蓋基板111以 壓電振動片114容納于空腔C的狀態(tài)與接合膜9陽極接合。即，利用蓋基板111的玻璃成 分的空間電荷層與接合膜9的陽電荷之間的靜電引力和電離的0_(氧離子)與硅原子的共 價鍵來接合蓋基板111和接合膜9。圖2是分解顯示通過本實(shí)施方式的壓電振動器的制造方法來制造的壓電振動器 的圓片構(gòu)造的斜視圖。如圖2所示，壓電振動器的圓片構(gòu)造200具備具有多個基底基板110的基底圓片 10 (第一玻璃基板)和具有多個蓋基板111的蓋圓片11 (第二玻璃基板)，在形成于蓋圓片 11的多個空腔C分別安裝有壓電振動片114。圖3是示意顯示在本實(shí)施方式的壓電振動器的制造方法中使用的陽極接合裝置1 的剖視圖。另外，在圖3中，被陽極接合的對象即基底圓片10、蓋圓片11以及接合膜9與陽 極接合裝置1 一起顯示。此外，符號X、Y、Z表示互相正交的軸，符號Z表示與圖3的紙面正 交的軸。如圖3所示，陽極接合裝置1具備載置臺3，載置基底圓片10和蓋圓片11 ；中心 電極5，夾著基底圓片10和蓋圓片11，位于與載置臺3相反的一側(cè)，在載置臺3側(cè)具有圓形 (大致圓形)的電極面5a ；環(huán)狀電極6、環(huán)狀電極7、環(huán)狀電極8 (以下，有時候?qū)⒅行碾姌O5 和環(huán)狀電極6、7、8概括稱為“陰極電極4”)，以中心電極5為中心而以同心狀配置多個。在每個環(huán)狀電極6、7、8，能夠與蓋圓片11的空腔C開口的一側(cè)相反的一側(cè)的外表 面Ila接觸的電極面(電極面6a、7a、8a)以電極面5a為中心而以同心狀形成。具體而言，在本實(shí)施方式中，電極面5a是圓形的面，電極面6a、7a、8a是具有寬度 的帶狀且以圓環(huán)狀延伸的面。在本實(shí)施方式中，蓋圓片11的外表面Ila實(shí)質(zhì)上形成為平面，但也可以不一定是 完全的平面，如果是上述的電極面能夠密合的形狀，則也可以形成為適當(dāng)?shù)男螤?。載置臺3具有平坦地形成的載置面3a。通過未圖示的適當(dāng)?shù)陌磯簥A具，載置臺3和陰極電極4可以相對進(jìn)行接近動作或 分離動作，配置于載置臺3和陰極電極4之間的基底圓片10和蓋圓片11，通過載置臺3和 陰極電極4借助上述按壓夾具的上述接近動作而按壓并固定。此外，在基底圓片10和蓋圓 片11之間產(chǎn)生的按壓力優(yōu)選為ION至100N之間。另外，作為載置臺3的材料，優(yōu)選具有能夠承受上述按壓固定的強(qiáng)度的材料，例
6如，能夠考慮耐久性或成本、加工性等而適當(dāng)選擇例如不銹鋼鋼板等硬質(zhì)的公知材料并采用。產(chǎn)生直流電壓的電源裝置2連接至接合膜9和陰極電極4。電源裝置2具有產(chǎn)生 直流電壓的主體21、電連接主體21的負(fù)極端子和陰極電極4的陰極側(cè)布線22以及電連接 主體21的正極端子和接合膜9的陽極側(cè)布線23。在陽極側(cè)布線23，在與連接至主體21的正極端子的一側(cè)相反的一側(cè)的端部，設(shè)有 能夠?qū)τ诮雍夏?而裝卸的電壓施加部23a。電壓施加部23a由例如夾著接合膜9而按壓 固定的夾子狀的端子或能夠與接合膜9接觸的板簧狀的端子構(gòu)成。另外，陽極側(cè)布線23本 身也可以通過能夠與接合膜9電連接的方式對基底圓片10固定。另外，在本實(shí)施方式中，電源裝置2具備具有測量直流電壓的施加時間的定時器 機(jī)構(gòu)24a的控制部24，控制部24能夠基于預(yù)先設(shè)定的設(shè)定時間而控制直流電壓的施加時 間。后面描述詳細(xì)情況，施加時間針對陰極電極4的中心電極5、環(huán)狀電極6、環(huán)狀電極7以 及環(huán)狀電極8的每個而個別地設(shè)定為施加時間Tl、施加時間T2、施加時間T3、施加時間T4。用于切換直流電壓的施加的開和關(guān)的開關(guān)25 28介于陰極側(cè)布線22和陰極電 極4之間。更詳細(xì)而言，開關(guān)25介于陰極側(cè)布線22和中心電極5之間。另外，開關(guān)26介于 陰極側(cè)布線22和環(huán)狀電極6之間。另外，開關(guān)27介于陰極側(cè)布線22和環(huán)狀電極7之間。 另外，開關(guān)28介于陰極側(cè)布線22和環(huán)狀電極8之間。此外，開關(guān)26’、開關(guān)27’、開關(guān)28’表示分別與開關(guān)26、開關(guān)27、開關(guān)28相同的開 關(guān)，為了說明與形成為環(huán)狀的環(huán)狀電極6、7、8電連接的狀態(tài)而示意圖示。對使用以上所說明的構(gòu)成的陽極接合裝置1的本實(shí)施方式的陽極接合方法和壓 電振動器的制造方法進(jìn)行說明。圖4是顯示本實(shí)施方式的壓電振動器的制造方法的制造的流程的流程圖。首先，開始步驟Si。步驟Sl是對于成形有玻璃基板的圖2所示的基底圓片10形 成電極的電極形成工序。在步驟Sl中，通過眾所周知的方法在圖2所示的基底圓片10形成成為圖1所示 的基底基板110的迂回電極112的電極層和沿厚度方向貫通基底基板110的貫通電極113。如果形成迂回電極112和貫通電極113，則結(jié)束步驟Sl且向步驟S2過渡。步驟S2是在基底圓片10安裝多個壓電振動片114的壓電振動片連接工序。在步驟S2中，經(jīng)由由金或焊錫等構(gòu)成的凸點(diǎn)B(參照圖1)而連接迂回電極112的 連接位置112a和壓電振動片114。如果將壓電振動片114連接至基底圓片10，則結(jié)束步驟S2且向步驟S3過渡。步驟S3是本實(shí)施方式的陽極接合方法所涉及的工序。另外，步驟S3是將基底圓 片10和蓋圓片11陽極接合的陽極接合工序。在步驟S3中，在真空狀態(tài)且既定的溫度氣氛(在本實(shí)施方式中為300°C 400°C 左右的溫度)下將基底圓片10和蓋圓片11陽極接合，對配置于空腔C的壓電振動片 114(參照圖2)進(jìn)行真空封固。步驟S3將以下所說明的步驟S31、步驟S32和步驟S33這 3個工序按照該順序進(jìn)行。步驟S31是將基底圓片10和蓋圓片11疊合的疊合工序。在步驟S31中，以使基底圓片10上的接合膜9和蓋圓片11接觸的方式，將基底圓
7片10和蓋圓片11疊合而載置于載置臺3 (參照圖2和圖3)。此時，每個空腔C以包圍每個 壓電振動片114(參照圖2)的方式定位。而且，載置臺3和陰極電極4在圖3所示的Y軸 方向上進(jìn)行接近動作，電極面5a、電極面6a、電極面7a以及電極面8a分別與蓋圓片11的 外表面Ila接觸。此時，形成于蓋圓片11的空腔C分別成為由于接合膜9和蓋圓片11接 觸而獨(dú)立的空間。而且，在電極面5a、電極面6a、電極面7a以及電極面8a以基底圓片10和蓋圓片 11能夠沿接合膜9在基底圓片10上延伸的方向(圖3所示的XZ面方向)滑動的程度與蓋 圓片11接觸的狀態(tài)下，在修正基底圓片10和蓋圓片11的相對位置關(guān)系之后，由上述的按 壓夾具臨時固定。如果將基底圓片10和蓋圓片11定位在載置臺3上并疊合，則結(jié)束步驟S31且向 步驟S32過渡。步驟S32是夾入基底圓片10和蓋圓片11并進(jìn)行加壓保持的加壓工序。在步驟S32中，將疊合的基底圓片10和蓋圓片11按每個上述的按壓夾具配置在 眾所周知的真空室的內(nèi)部，通過減壓使真空室的內(nèi)部成為真空狀態(tài)。載置臺3和陰極電極 4進(jìn)一步進(jìn)行接近動作，在接合膜9介于基底圓片10和蓋圓片11的狀態(tài)下沿厚度方向按 壓。在本實(shí)施方式中，如果基底圓片10和蓋圓片11之間產(chǎn)生的按壓力達(dá)到ION 100N之 間的既定壓力，則停止載置臺3和陰極電極4的互相接近的動作而維持夾入基底圓片10和 蓋圓片11的狀態(tài)。此外，作為基底圓片10和蓋圓片11之間的按壓力，能夠根據(jù)基底圓片 10、蓋圓片11、接合膜9的材質(zhì)等而適當(dāng)設(shè)定最優(yōu)值。如果利用上述既定壓力夾入基底圓片10和蓋圓片11，則結(jié)束步驟S32且向步驟 S33過渡。步驟S33是由電源裝置2 (參照圖3)將直流電壓施加到陰極電極4和接合膜9之 間的電壓施加工序。步驟S33的直流電壓是數(shù)kV 數(shù)十kV的程度。此外，能夠根據(jù)進(jìn)行 陽極接合的對象而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定電壓。圖5是更詳細(xì)地顯示步驟S33的流程圖。另外，圖6和圖7是示意顯示步驟S33 的一個過程的陽極接合裝置1的剖視圖。如圖5所示，在步驟S33中，以下所示的步驟S331至步驟S334這4個工序按照該 順序進(jìn)行。步驟S331是對中心電極5施加直流電壓的工序。在步驟S331中，如圖6所示，使開關(guān)25為開(能夠施加電壓的狀態(tài))，使開關(guān)6、 7、8成為關(guān)(不能施加電壓的狀態(tài))。接下來，電源裝置2開始直流電壓的施加。在電源裝 置2的控制部24，預(yù)先設(shè)定施加時間Tl，該施加時間Tl是適于基底圓片10和蓋圓片11的 由中心電極5進(jìn)行的陽極接合的時間，由電源裝置2進(jìn)行的直流電壓的施加僅繼續(xù)施加時 間Tl。于是，如圖6所示，將直流電壓在施加時間Tl施加到接合對象區(qū)域Al，接合對象區(qū) 域Al是在沿蓋圓片11的厚度方向重疊于中心電極5所接觸的面的接合膜9上成為接合對 象的區(qū)域。在接合膜9和蓋圓片11之間，在接合對象區(qū)域Al將接合膜9和蓋圓片11之間的 面(以下稱為“接合面Q1”)陽極接合。經(jīng)過上述施加時間Tl，由定時器機(jī)構(gòu)24a停止由電 源裝置2進(jìn)行的直流電壓的施加。由此，向中心電極5的直流電壓的施加結(jié)束。以上，步驟
8S331結(jié)束，向步驟S332過渡。如圖5所示，步驟S332是對環(huán)狀電極6施加直流電壓的工序。在步驟S332中，使開關(guān)25為關(guān)，并且，使開關(guān)26為開。此時，施加直流電壓的接 合對象區(qū)域從接合對象區(qū)域Al切換成圖7(a)所示的接合對象區(qū)域A2，該接合對象區(qū)域A2 是沿蓋圓片11的厚度方向重疊于環(huán)狀電極6所接觸的面的接合膜9上的區(qū)域。接著，由電源裝置2開始向環(huán)狀電極6施加直流電壓。由環(huán)狀電極6施加直流電 壓的施加時間T2與施加時間Tl相等。在經(jīng)過施加時間T2之后，由定時器機(jī)構(gòu)24a停止由 電源裝置2進(jìn)行的直流電壓的施加。此時，將接合對象區(qū)域A2中的接合膜9和蓋圓片11 之間的面陽極接合(以下將該面稱為“接合面Q2”)。在此，步驟S332結(jié)束，向步驟S333過 渡。如圖5所示，步驟S333是由環(huán)狀電極7而施加直流電壓的工序。在步驟S333中，使開關(guān)26為關(guān)，并且，使開關(guān)27為開。此時，施加直流電壓的區(qū) 域從接合對象區(qū)域A2切換成圖7(b)所示的接合對象區(qū)域A3，該接合對象區(qū)域A3是沿蓋圓 片11的厚度方向重疊于環(huán)狀電極7所接觸的面的接合膜9上的區(qū)域。接著，由電源裝置2開始向環(huán)狀電極7施加直流電壓。在此，由上述的電源裝置2 通過環(huán)狀電極7施加直流電壓的施加時間T3與上述的施加時間Tl相等。S卩，施加時間Tl、 T2、T3的長度相等。在經(jīng)過施加時間Τ3之后，由定時器機(jī)構(gòu)24a停止由電源裝置2進(jìn)行的 直流電壓的施加。此時，將接合對象區(qū)域A3中的接合膜9和蓋圓片11之間的面陽極接合 (以下將該面稱為“接合面Q3”)。在此，步驟S333結(jié)束，向步驟S334過渡。步驟S334是由環(huán)狀電極8而施加直流電壓的工序。在步驟S334中，使開關(guān)27為關(guān)，并且，使開關(guān)28為開。此時，施加直流電壓的區(qū) 域從接合對象區(qū)域A3切換成圖7 (b)所示的接合對象區(qū)域A4，該接合對象區(qū)域A4是沿蓋圓 片11的厚度方向重疊于環(huán)狀電極8所接觸的面的接合膜9上的區(qū)域。在此，由上述的電源裝置2通過環(huán)狀電極8施加直流電壓的施加時間T4與施加時 間Tl相等。因此，在接合對象區(qū)域A1、A2、A3、A4中，在任一區(qū)域直流電壓的施加時間都相 等。在經(jīng)過施加時間T4之后，由定時器機(jī)構(gòu)24a停止由電源裝置2進(jìn)行的直流電壓的施加。 此時，將接合對象區(qū)域A4中的接合膜9和蓋圓片11之間的面陽極接合(以下將該面稱為 “接合面Q4”)。在此，步驟S334結(jié)束。在步驟S334結(jié)束之后，將基底圓片10上的接合膜9和蓋圓片11陽極接合，對基 底圓片10和蓋圓片11之間產(chǎn)生的空腔C全部進(jìn)行真空封固。因此，將壓電振動片114(參 照圖1)真空封固在將基底圓片10和蓋圓片11陽極接合而產(chǎn)生的空腔C的內(nèi)部。在此，步驟S33結(jié)束，具備步驟S31(夾入工序)、步驟S32(加壓工序)以及步驟 S33(電壓施加工序)的步驟S3 (陽極接合工序)結(jié)束。在步驟S3結(jié)束之后，通過公知的方法來對上述的壓電振動器的圓片構(gòu)造形成圖1 所示的外部電極115 (步驟S4，外部電極形成工序，參照圖4)，在與基底圓片10和蓋圓片11 的面垂直的方向上，切斷壓電振動器的圓片構(gòu)造200(參照圖2)，將基底圓片10和蓋圓片 11的接合體切開成圖1所示的壓電振動器100，從而維持接合膜9露出至切斷面而對空腔 C進(jìn)行真空封固的狀態(tài)(步驟S5，切片工序，參照圖4)。通過以上的工序，結(jié)束圖1所示的壓電振動器100的制造工序。此外，在步驟
9S5(切片工序)之后，還能夠根據(jù)需要而適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行利用樹脂鑄模等覆蓋壓電振動器或?qū)?壓電振動器搬送至輸送用的箱子的后處理工序。如以上所說明的，依照本實(shí)施方式的陽極接合方法(陽極接合工序，步驟S3)，在 步驟S33中，基底圓片10和蓋圓片11以中心軸01為起點(diǎn)而以同心狀向著外側(cè)進(jìn)行陽極接 合。因此，能夠良好地除去位于基底圓片10和蓋圓片11之間的氣泡等，能夠抑制空隙的產(chǎn) 生。而且，在基底圓片10和蓋圓片11的接合對象區(qū)域Al、A2、A3、A4中，在任一區(qū)域直流 電壓的施加時間都相等。即，在從陰極電極4的中心側(cè)的中心電極5至陰極電極4的外側(cè) 的環(huán)狀電極8之間，對基底圓片10和蓋圓片11施加到區(qū)域附近的直流電壓在中心電極5、 每個環(huán)狀電極6、7、8的各電極之間相等。結(jié)果，能夠抑制基底圓片10和蓋圓片11陽極接 合的接合對象區(qū)域的過剩的電壓施加，能夠?qū)㈥枠O接合的接合面的中心側(cè)和外側(cè)的品質(zhì)的 偏差抑制得較小。另外，在步驟S33(電壓施加工序)中，從中心電極5以同心狀向著外側(cè)切換接合 對象區(qū)域(接合對象區(qū)域4132、4334)而由中心電極5和以同心狀配置的多個環(huán)狀電極 6、7、8施加直流電壓。因此，能夠容易地進(jìn)行接合對象區(qū)域的切換。另夕卜，由于在由中心電極5進(jìn)行直流電壓的施加結(jié)束時，至少對與中心電極5相對 的接合對象區(qū)域Al整個面進(jìn)行陽極接合，因而能夠抑制在接合對象區(qū)域Al和接合對象區(qū) 域A2的邊界部分以及接合對象區(qū)域Al的未接合區(qū)域的產(chǎn)生。另外，由于在由環(huán)狀電極6、7、8進(jìn)行的直流電壓的施加結(jié)束時，至少對與環(huán)狀電 極6、7、8對置的接合對象區(qū)域A2、A3、A4整個面進(jìn)行陽極接合，因而能夠抑制在從接合對象 區(qū)域A2到接合對象區(qū)域A4整個面的未接合區(qū)域的產(chǎn)生。這樣，能夠由中心電極5、環(huán)狀電極6、7、8抑制在從接合對象區(qū)域Al到接合對象區(qū) 域A4整個面的未接合區(qū)域的產(chǎn)生。另外，依照本實(shí)施方式的壓電振動器的制造方法，與各個接合對象區(qū)域A1、A2、A3、 A4相對應(yīng)的直流電壓的施加時間固定。因此，由于基底圓片10和蓋圓片11的區(qū)域附近的 直流電壓的施加時間固定，因而能夠抑制基底圓片10和蓋圓片11陽極接合的接合對象區(qū) 域的過量的電壓施加，能夠?qū)⒂捎诨讏A片10和蓋圓片11上的位置差異而產(chǎn)生的接合面 的品質(zhì)的偏差抑制得較小。所以，由于能夠進(jìn)行抑制空隙的產(chǎn)生和品質(zhì)的偏差的陽極接合， 因而能夠提高壓電振動器的生產(chǎn)性。(變形例)以下，對本實(shí)施方式的變形例的陽極接合方法和壓電振動器的制造方法進(jìn)行說 明。(變形例1)對能夠適用于上述的陽極接合方法的基底圓片的其他構(gòu)成進(jìn)行說明。圖8是顯示能夠適用于上述的實(shí)施方式的陽極接合方法的基底圓片和蓋圓片的 構(gòu)成的剖視圖。如圖8所示，在本變形例中，采用基底圓片10a，以代替基底圓片10。在與蓋圓片 11疊合的狀態(tài)下，基底圓片IOa在與空腔C對置的位置具有第二空腔C2，該第2空腔C2形 成有與空腔C的開口部大致相同形狀相同大小的開口部，從而能夠與空腔C的開口部疊合。 在基底圓片IOa和蓋圓片11在疊合工序(上述步驟S31)中疊合時，空腔C的開口部和空
10腔C2的開口部正對而形成一個空間。即使是這樣的形狀的基底圓片10a，也能夠與上述的實(shí)施方式同樣地以設(shè)在基底 圓片IOa的接合膜9為陽極，在接合膜9和蓋圓片11之間進(jìn)行陽極接合。(變形例2)對上述的實(shí)施方式的變形例2進(jìn)行說明。圖9是顯示能夠適用于上述的實(shí)施方式的陽極接合方法的基底基板和蓋基板的 構(gòu)成的剖視圖。如圖9所示，在本變形例中，在陽極接合裝置1設(shè)有具有作為陽極的功能的 陽極電極30，以代替載置臺3。陽極電極30與載置臺3同樣地具有載置基底圓片10的載 置面3a，由具有導(dǎo)電性的原料形成。此外，在本變形例中，基底圓片10的接合膜9不作為陽 極接合的電極而使用。在本變形例中，電源裝置2的正極端子和陽極電極30由陽極側(cè)布線23連接。由 此，在接合膜9和蓋圓片11之間，蓋圓片11的陽離子沿陰極電極4的方向移動，由此，能夠 與上述的實(shí)施方式同樣地進(jìn)行陽極接合。另外，如圖10所示，本變形例的構(gòu)成還能夠優(yōu)選地適用于變形例1所示的具有空 腔C2的基底圓片10a。(變形例3)對上述的實(shí)施方式的變形例3進(jìn)行說明。本變形例是上述的實(shí)施方式的施加時間Tl、施加時間T2、施加時間T3以及施加時 間T4的長度的設(shè)定值為與上述的設(shè)定值不同的值的示例。首先，如圖6所示，將直流電壓施加到中心電極5且在接合對象區(qū)域Al產(chǎn)生接合 面Ql，這與上述的實(shí)施方式相同。接著，由中心電極5將圖7(a)所示的接合對象區(qū)域A2陽極接合。一直以來，已知 能夠使針狀電極與基板上的一點(diǎn)接觸且使接合面(例如接合面Ql)從一點(diǎn)以放射狀(同心 狀)擴(kuò)大。也能夠由本變形例的中心電極5與接合面Q1、Q2按照順序擴(kuò)大而產(chǎn)生接合面。 即，由中心電極5施加直流電壓的施加時間Tl’比施加時間Tl更長，施加時間Tl’設(shè)定在 接合對象區(qū)域Al和接合對象區(qū)域A2陽極接合接合面Q1、Q2的時間。接著，在接合對象區(qū)域A2完成陽極接合的時刻，使開關(guān)25為關(guān)，而使開關(guān)26為 開。于是，與上述的實(shí)施方式不同，接合對象區(qū)域A3由環(huán)狀電極6陽極接合。由環(huán)狀電極 6施加直流電壓的施加時間T2’設(shè)定為與施加時間T3相等。這樣，接合面Q1、Q2等的擴(kuò)大延遲，依次向外側(cè)切換接合對象區(qū)域A1、A2等，由此， 能夠抑制被陽極接合的接合面和在接合面的外側(cè)未被陽極接合的未接合面的邊界部的空 隙的產(chǎn)生。以上，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳述，但具體的構(gòu)成不限于該實(shí)施方式， 還包括不脫離本發(fā)明的要旨的范圍的設(shè)計變更等。例如，在上述的實(shí)施方式中，中心電極5顯示與蓋圓片11的外表面面接觸的形狀， 但不限于此，也可以是針狀、棒狀等適當(dāng)?shù)男螤?。另外，電極面5a或8a以電極面5a為中心的同心狀定位即可，例如，電極面5a也 可以是圓形以外的面形狀，另外，電極面6a、電極面7a和電極面8a也可以是圓環(huán)狀以外的 環(huán)狀延伸的面。
11
另外，在上述的實(shí)施方式中，顯示基于設(shè)定時間而在控制部24中控制直流電壓的 施加時間的構(gòu)成，但不限于此，使用者適當(dāng)?shù)厥謩硬僮麟娫囱b置2的動作也可。另外，在上述的實(shí)施方式中，對直流電壓的施加時間是預(yù)先設(shè)定的設(shè)定時間的示 例進(jìn)行了說明，但不限于此，也可以在控制部24中，基于與電源裝置2對中心電極5施加的 直流電壓相對應(yīng)的電流值的變化，以電流值降低至預(yù)先設(shè)定的閾值以下的時刻作為陽極接 合完成時而結(jié)束直流電壓的施加。此時，控制部能夠基于在中心電極5中實(shí)際施加直流電 壓的施加時間而算出對環(huán)狀電極6、7、8施加直流電壓的施加時間。在該情況下，能夠取得 與上述的實(shí)施方式的陽極接合方法和壓電振動器的制造方法相同的效果，并且，能夠節(jié)省 在分別陽極接合用于進(jìn)行陽極接合的材質(zhì)等互相不同的被接合物時預(yù)先設(shè)定設(shè)定時間的 勞力和時間。另外，在上述的實(shí)施方式中，采用環(huán)狀電極6、7、8，但環(huán)狀電極的數(shù)量是多個即可。另外，中心電極5也可以配置在蓋圓片11的外表面Ila的任意的位置，通過依次 切換以中心電極5為中心以同心狀設(shè)定的接合對象區(qū)域而進(jìn)行陽極接合，能夠取得本發(fā)明 的效果。另外，在上述的實(shí)施方式中，對陰極電極4具有中心電極5和環(huán)狀電極6、7、8且 切換接合對象區(qū)域的方法進(jìn)行了說明，但不限于此，例如，在如變形例2所示使用陽極電極 30的構(gòu)成中，陽極電極30具有中心電極和多個環(huán)狀電極，還能夠在陽極側(cè)切換接合對象區(qū) 域。通過這樣的構(gòu)成也能夠取得與本發(fā)明同樣的效果。
1權(quán)利要求
1.一種陽極接合方法，使在表面的至少一部分具有金屬的第一玻璃基板和具有空腔的 第二玻璃基板陽極接合，該空腔在一個面具有開口，其特征在于，包括疊合工序，以使所述金屬和所述空腔對置的朝向?qū)⑺龅谝徊ＡЩ搴退龅诙Ａ?基板疊合；加壓工序，在所述疊合工序之后，在真空狀態(tài)下沿所述疊合方向?qū)λ龅谝徊ＡЩ?和所述第二玻璃基板進(jìn)行加壓并加以保持；以及電壓施加工序，在所述加壓工序之后，在所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板接觸 的接觸面將多個接合對象區(qū)域以同心狀區(qū)分而設(shè)定，對于所述多個接合對象區(qū)域的每個接 合對象區(qū)域，從所述接合對象區(qū)域的中心側(cè)向著徑向外側(cè)依次切換所述接合對象區(qū)域，施 加直流電壓，在所述電壓施加工序中，與所述多個接合對象區(qū)域的各個接合對象區(qū)域相對應(yīng)的所述 直流電壓的施加時間，在所述接合對象區(qū)域的所述各個接合對象區(qū)域設(shè)定為固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽極接合方法，其特征在于，在所述電壓施加工序中，在所述第二玻璃基板的與所述空腔的開口相反的一側(cè)，使能夠與所述第二玻璃基板的 外表面接觸的中心電極與所述第二玻璃基板的外表面接觸，所述第二玻璃基板的外表面沿 所述第二玻璃基板的厚度方向與所述接合對象區(qū)域的中心重疊，在所述外表面的另外一部分，使以所述中心電極為中心而以同心狀配置多個的環(huán)狀電 極接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陽極接合方法，其特征在于，在所述電壓施加工序中，所述中心電極施加所述直流電壓，直到在與所述中心電極對置的所述接合對象區(qū)域的 整個面所述陽極接合所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板為止。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的陽極接合方法，其特征在于，在所述電壓施加工序中，所述環(huán)狀電極施加所述直流電壓，直到在與多個所述環(huán)狀電極對置的所述接合對象區(qū) 域的整個面的每個所述陽極接合所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板為止。
5.一種壓電振動器的制造方法，在表面的至少一部分具有金屬的第一玻璃基板的面上 形成壓電振動片和能夠通電至所述壓電振動片的電極，然后，使具有空腔的第二玻璃基板 和所述第一玻璃基板陽極接合，對壓電振動片進(jìn)行真空封固，該空腔在一個面具有開口，其 特征在于，在所述陽極接合中使用根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的陽極接合方法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠抑制被陽極接合的接合面的中心側(cè)和外側(cè)的品質(zhì)的偏差的陽極接合方法。本發(fā)明具備疊合工序，以使接合膜(9)和空腔(C)對置的朝向?qū)⒒讏A片(10)和蓋圓片(11)疊合；加壓工序，在真空狀態(tài)下對基底圓片(10)和蓋圓片(11)進(jìn)行加壓并加以保持；以及電壓施加工序，在基底圓片(10)和蓋圓片(11)接觸的接觸面將多個接合對象區(qū)域(A1、A2、A3、A4)以同心狀區(qū)分而設(shè)定，對于接合對象區(qū)域的每個，從接合對象區(qū)域(A1、A2、A3、A4)的中心側(cè)向著徑向外側(cè)依次切換接合對象區(qū)域(A1、A2、A3、A4)，并施加直流電壓，在所述電壓施加工序中，與接合對象區(qū)域(A1、A2、A3、A4)的各個相對應(yīng)的所述直流電壓的施加時間在接合對象區(qū)域(A1、A2、A3、A4)的各個中設(shè)定為固定。
文檔編號H03H3/02GK102006023SQ20101027365
公開日2011年4月6日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者荒武潔 申請人:精工電子有限公司