JP2003037367A - 多層配線基板および基板パッケージ - Google Patents

多層配線基板および基板パッケージ

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JP2003037367A
JP2003037367A JP2001221826A JP2001221826A JP2003037367A JP 2003037367 A JP2003037367 A JP 2003037367A JP 2001221826 A JP2001221826 A JP 2001221826A JP 2001221826 A JP2001221826 A JP 2001221826A JP 2003037367 A JP2003037367 A JP 2003037367A
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conductor
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Seiji Ishikawa
石川  誠司
Takayuki Kikuchi
菊池  尊行
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の積層された配線層を備えており、各配線
層が、それぞれセラミック絶縁層および配線導体を備え
ている多層配線基板において、配線導体を伝送される電
気信号に対する電気的影響を抑制できるような設計を提
供する。 【解決手段】多層配線基板4は、複数の配線層を備えて
いる。各配線層は、セラミック絶縁層および配線導体5
を備えている。配線層のうち少なくとも二層がそれぞれ
保護電極を備えている。多層配線基板4にビアホール導
体10が設けられており、ビアホール導体10が、異な
る配線層に設けられた保護電極を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線基板、お
よび多層配線基板を収容する基板パッケージに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】最近、自動車の車体回転速度フィードバ
ック式の車両制御方法に用いる回転速度センサーに、振
動型ジャイロスコープを使用することが検討されてい
る。こうしたシステムにおいては、操舵輪の方向自身
は、ハンドルの回転角度によって検出する。これと同時
に、実際に車体が回転している回転速度を振動ジャイロ
スコープによって検出する。そして、操舵輪の方向と実
際の車体の回転速度を比較して差を求め、この差に基づ
いて車輪トルク、操舵角に補正を加えることによって、
安定した車体制御を実現する。
【0003】こうした振動子は、固定基板などの固定部
材に対して固定し、これを所定のパッケージ内に収容
し、パッケージを車体へと取り付け可能とする必要があ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、こうした
角速度測定装置において、振動子を収容し、気密に封止
するパッケージを検討していた。この過程で、振動子を
セラミックパッケージ内に気密に封止し、振動子の表面
電極をワイヤーボンディングによって多層配線基板の表
面端子に接続することを検討した。振動子からの出力信
号は、ワイヤーボンディングを通して多層配線基板の表
面端子に入力され、多層配線基板の内部の配線導体を通
過し、パッケージの底面にある出力端子より出力され
る。
【0005】しかし、振動子からの出力信号を実際に検
出し、処理していく過程で、振動子が回転していないと
きの出力信号(ゼロ点ドリフト)が存在し、ゼロ点ドリ
フトを消去することが難しいことが判明してきた。こう
したゼロ点ドリフトの大きな原因は、環境温度の変化で
ある。このため、本発明者は、環境温度の変化による出
力信号への影響をキャンセルするように、パッケージや
電子回路を種々工夫していたが、温度変化以外にも振動
子からの電気的影響を受けてゼロ点ドリフトが生ずるこ
とを見いだした。
【0006】本発明の課題は、複数の積層された配線層
を備えており、各配線層が、それぞれセラミック絶縁層
およびこのセラミック絶縁層上に形成された配線導体を
備えている多層配線基板において、配線導体を伝送され
る電気信号に対する電気的影響を抑制できるような設計
を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の積層さ
れた配線層を備えており、各配線層が、それぞれセラミ
ック絶縁層およびこのセラミック絶縁層上に形成された
配線導体を備えている多層配線基板であって、複数の配
線層のうち少なくとも二層がそれぞれ保護電極を備えて
おり、多層配線基板が、異なる配線層に設けられた保護
電極を接続するビアホール導体を備えていることを特徴
とする。
【0008】また、本発明は、多層配線基板と、この多
層配線基板と組合わされてパッケージを形成する蓋とを
備えている基板パッケージであって、多層配線基板が、
複数の積層された配線層を備えており、各配線層が、そ
れぞれセラミック絶縁層およびこのセラミック絶縁層上
に形成された配線導体を備えており、配線層のうち少な
くとも二層がそれぞれ保護電極を備えており、多層配線
基板が、異なる配線層に設けられた保護電極を接続する
ビアホール導体を備えていることを特徴とする。
【0009】本発明者は、各配線層において、配線導体
の周囲に保護電極を設けるのと共に、異なる配線層に設
けられた各保護電極を接続するビアホール導体を配線導
体の周囲に設けることを想到した。この結果、多層配線
基板中を伝送される電気信号への外部からの影響を抑制
でき、ノイズの少ない出力が得られることを見いだし
た。
【0010】保護電極は、少なくとも二つのセラミック
絶縁層上に形成する必要がある。このように、複数の絶
縁層上に形成された各保護電極をビアホール導体を通し
て接続することによって、三次元的な保護電極構造を形
成することができ、これによって効果的に外部からの影
響を抑制できる。
【0011】本発明において、保護電極を各配線層上の
各配線導体の周囲に設けることによって、各配線導体中
を伝送される電気信号への外部からの電気的影響を抑制
する。この保護電極は、電位が安定していることが必要
で、アースされていることが好ましい。また、保護電極
は、配線導体の周囲に設けることが好ましい。ただし、
保護電極は、配線導体の全周を包囲している必要はな
く、配線導体を包囲する位置の少なくとも一部に設けら
れていれば良い。また、保護電極は、配線導体の近傍に
設けることが好ましい。即ち、保護電極と配線導体との
間隔は、最も近い点で1mm以下であることが好まし
く、0.5mm以下であることが更に好ましい。
【0012】配線導体の材質は特に限定されないが,セ
ラミックと同時に焼成可能な金属であることが好まし
く、タングステン、モリブデン、タングステンとモリブ
デンの合金等が好ましい。
【0013】保護電極の材質・構造は特に限定されない
が、内層保護電極は、配線導体と同時に焼成可能な金属
であることが好ましく、タングステン、モリブデン、タ
ングステンとモリブデンとの合金等が好ましく、表層保
護電極は、配線導体と同時に焼成可能な金属の下地に導
体抵抗の小さな金属層を重ねた構造が好ましく、タング
ステン、モリブデン、タングステンとモリブデンの合金
等の下地に、Auペースト、Agペースト、Cuペース
ト等の金属層を重ねることが好ましい。
【0014】ビアホール導体とは、ビアホール中に設け
られた導体のことである。ビアホールは、一つまたは複
数のセラミック絶縁層を貫通するが、多層配線基板の全
体を貫通する必要はない。ビアホール導体は、ビアホー
ル内の全体を充填していることが好ましいが、ビアホー
ル中に導体が円筒形状に設けられていても良い。
【0015】ビアホール導体の材質は特に限定されな
い。しかし、多層配線基板を焼成した後にビアホール中
に充填可能な材質であってよく、例えばAuペースト、
Agペースト、Cuペースト等が好ましい。特に好まし
くは、ビアホール導体が貴金属である。
【0016】ビアホールおよびビアホール導体は、保護
電極のうち配線導体に面する周縁に沿って、少なくとも
一列設けられていることが、電磁的影響の遮蔽という観
点から好ましい。しかし、ビアホールおよびビアホール
導体は、一列ではなく、二列以上設けられていても良
い。また、好適な実施形態においては、ビアホールおよ
びビアホール導体は、保護電極の全体にわたって設けら
れている。
【0017】好適な実施形態においては、本発明の基板
パッケージは、物理量を測定するための振動子を備えて
おり、この振動子がパッケージ内に収容されており、か
つ気密封止されている。ここで、気密封止とは、外気と
の対流が遮断されている程度でよい。
【0018】本発明において測定されるべき物理量は、
特に限定はされない。例えば、加速度、角速度、角加速
度の他、圧力、流量、光量が好ましい。検出素子の種類
も限定はされず、振動子の他、歪みゲージ、回転子、感
圧膜、撮像素子を例示できる。検出素子が振動子である
場合には、振動子に駆動振動を励振し、駆動振動中の振
動子に対する物理量の影響によって振動子の振動状態に
変化が生じたときに、この振動状態の変化から検出回路
を通して検出可能な物理量を対象とする。また、測定装
置としては慣性センサーが好ましく、振動型ジャイロス
コープが特に好ましい。
【0019】配線導体内を伝送される出力信号が、物理
量を示す信号を担持している場合には、配線導体内を伝
送される出力信号に対して外部からの電磁的影響がわず
かでも加わると、回転角速度の検出値に直ちに誤差を生
じさせ、ゼロ点ドリフトの原因となる。本発明は、この
ような場合に特に好適である。
【0020】好適な実施形態においては、振動子が、主
として多層配線基板の上面と略並行に振動する。
【0021】振動子の材質は、水晶、ニオブ酸リチウ
ム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム−タンタル
酸リチウム固溶体、ライガサイト、ほう酸リチウムを例
示できる。
【0022】以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形
態について更に説明する。図1は、本発明の1実施形態
に係る基板パッケージ1の内部を示す斜視図であり、図
2は、基板パッケージ1の内部を上側から見た図であ
り、図3は、基板パッケージ1の底面図であり、図4
は、基板パッケージ1内に振動子9を収容した状態を示
す平面図であり、図5は、多層配線基板の第一層4aの
一部を示す平面図であり、図6は、多層配線基板の第二
層4bの一部を示す平面図であり、図7は、多層配線基
板の第三相4cの一部を示す平面図である。
【0023】図1、図2に示すように、基板パッケージ
1は、多層配線基板2と、蓋14とを備えている。多層
配線基板2は、平板形状の多層配線層4と、多層配線層
4から突出する枠13とを備えている。枠13の上面に
蓋14を接合し、セラミックパッケージ1を形成し、パ
ッケージ1の内部空間を気密状態に封止する。
【0024】図1、図2には、振動子を省略して図示し
てある。図4には、振動子9をパッケージ内部に収容し
た状態を示した。多層配線層4の上面4dには、表面電
極5が形成されている。振動子9は、多層配線層4の上
面4dと略並行に延びている。振動子9は、回転角速度
を検出するための検出素子として機能する。即ち、振動
子9がXY平面内で回転すると、この回転角速度を検出
し、出力信号を出力する。振動子9の駆動振動および検
出振動は、いずれも主としてXY面内の面内振動成分か
らなる。この出力信号は、ワイヤーボンディング20を
通して、表面電極5に伝送され、表面電極5から、多層
配線層4の内部配線導体を伝送される。この信号は、更
に、パッケージ1の下部に露出する出力端子3から外部
に出力される。
【0025】多層配線層4は、例えば3層の配線層から
なっている。図5は配線層4aの表面を示し、図6は配
線層4bの表面を示し、図7は配線層4cの表面を示
す。第一の配線層4aにおいては、セラミック絶縁層1
1Aの表面(多層配線層4の上面)4dに、配線導体5
の他に、保護電極6Aが形成されている。保護電極6A
は、各配線導体5を取り囲むように、上面4dのほぼ全
面にわたって形成されている。そして、図1、図5に示
すように、保護電極6Aの周縁6aに沿って、例えば一
列のビアホール7が形成されており、各ビアホール7内
にビアホール導体10が充填されている。
【0026】第二の配線層4bにおいては、絶縁層11
Bの表面に、配線導体11と保護電極6Bとが形成され
ている。そして、保護電極6Bの周縁にも一列のビアホ
ール7が形成されている。第二層4bのビアホール7
は、第一層4aのビアホールとは、多層配線層4の厚さ
方向に向かって連続している。従って、保護電極6Aと
保護電極6Bとは、ビアホール導体を通して電気的に接
続されている。
【0027】図7に示すように、第三の配線層4cにお
いては、絶縁層11Cのの表面4gに保護電極6Cが形
成されており、保護電極6Cはビアホール導体10と接
続されている。図3、図7に示すように、第三の配線層
4cの裏面4eには、複数の分離された出力電極8が形
成されており、各電極8が出力端子3と接続されてい
る。
【0028】振動子9から出力された出力信号は、配線
導体5、11、8を伝送され、端子3から外部へと伝送
される。
【0029】上記した基板パッケージにおいては、振動
子9に印加される駆動電圧は、振動子9からの出力信号
に比べてはるかに大きい。しかも、配線導体内を伝送さ
れる出力信号の振幅は、回転角速度の大きさのデータを
担っている。このため、振動子9に印加される駆動電圧
からの電磁的な影響が、配線導体内を伝送される出力信
号に対してわずかでも加わると、回転角速度の検出値に
直ちに誤差を生じさせ、ゼロ点ドリフトの原因となる。
本発明においては、配線層4a、4b、4cの各保護電
極6A、6B、6C、配線層6A、6Bのビアホール導
体10が、出力信号の伝送される配線導体5、8、11
を包囲するように三次元的な保護ネットワークを形成
し、このようなゼロ点ドリフトを低減する。
【0030】
【実施例】図1〜図7を参照して説明した基板パッケー
ジを作製した。具体的には、まず多層配線基板4を定法
に従って製造した。絶縁層の材質はアルミナとし、配線
導体5、8、11の材質はタングステンとし、内層保護
電極の材質はタングステン、表層保護電極の下地材質は
タングステンとした。焼成温度は 1500℃とした。多層
配線基板4の焼成後に、表層保護電極のタングステン下
地にAuペースト層を重ね、形成されたビアホール7の
各ビアホール内に、Auペーストからなる導体を充填し
た。ビアホール7の直径は0.3mmである。
【0031】一方、図4に示す振動子9を作製した。厚
さ0.3mmの水晶のZ板のウエハーに、スパッタ法に
よって、所定位置に、厚さ200オングストロームのク
ロム膜と、厚さ5000オングストロームの金膜とを形
成した。ウエハーの両面にレジストをコーティングし
た。
【0032】このウエハーを、ヨウ素とヨウ化カリウム
との水溶液に浸漬し、余分な金膜をエッチングによって
除去し、更に硝酸セリウムアンモニウムと過塩素酸との
水溶液にウエハーを浸漬し、余分なクロム膜をエッチン
グして除去した。温度80℃の重フッ化アンモニウムに
20時間ウエハーを浸漬し、ウエハーをエッチングし、
振動子の外形を形成した。メタルマスクを使用して、厚
さ2000オングストロームのアルミニウム膜を電極膜
として形成した。
【0033】振動子9の中央部に0.75mm×0.7
5mmの正方形の支持孔を形成した。多層配線基板上
に、直径0.6mmの金属ピンを固定し、振動子の支持
孔にに金属ピンを通し、金属ピンに対して振動子9を接
着した。
【0034】コバール製の蓋14を多層配線基板2にか
ぶせ、気密に封止した。パッケージの電極配線部分はガ
ラス封止されており、気密性を保持したままで電気信号
の印加、取り出しが可能である。パッケージ内の雰囲気
は乾燥空気とした。
【0035】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、複数の積層された配線層を備えており、各配
線層が、それぞれセラミック絶縁層およびこのセラミッ
ク絶縁層上に形成された配線導体を備えている多層配線
基板において、配線導体を伝送される電気信号に対する
電気的影響を抑制できるような設計を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】基板パッケージ1の内部を示す斜視図である。
【図2】基板パッケージ1の内部を示す平面図である。
【図3】基板パッケージ1の底面4eを示す図である。
【図4】基板パッケージ1の多層配線層4上に振動子9
を設置した状態を示す平面図である。
【図5】多層配線層4の第一の配線層4aの表面4dの
一部を示す平面図である。
【図6】多層配線層4の第二の配線層4bの表面4fの
一部を示す平面図である。
【図7】多層配線層4の第三の配線層4cの表面4gの
一部を示す平面図である。
【符号の説明】
1 基板パッケージ 2 多層配線基板
3 出力端子 4 多層配線層 4a 多
層配線層4の第一の配線層 4b 第二の配線層 4c 第三の配線層
4d 第一の配線層の表面(多層配線層4の上面)
4e 多層配線層4の裏面 4f 第二の配線層の表面 4g 第三の配線層
の表面 5、8、11 配線導体 6A、
6B、6C 保護電極 7 ビアホール
10 ビアホール導体 11A、11B、11C
セラミック絶縁層 13 多層配線基板2の枠
14 蓋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/12 H05K 1/02 P H05K 1/02 H01L 23/12 N Q E L Fターム(参考) 5E338 AA05 AA18 BB03 BB19 CC01 CC05 CC06 CD23 EE13 5E346 AA12 AA15 AA43 BB06 CC17 CC35 CC36 CC38 DD02 DD34 EE21 FF18 GG06 GG09 HH04

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の積層された配線層を備えており、前
    記の各配線層が、それぞれセラミック絶縁層およびこの
    セラミック絶縁層上に形成された配線導体を備えている
    多層配線基板であって、 前記配線層のうち少なくとも二層がそれぞれ保護電極を
    備えており、前記多層配線基板が、異なる前記配線層に
    設けられた前記保護電極を接続するビアホール導体を備
    えていることを特徴とする、多層配線基板。
  2. 【請求項2】前記ビアホール導体が貴金属からなること
    を特徴とする、請求項1記載の多層配線基板。
  3. 【請求項3】前記配線導体がタングステン、モリブデン
    またはタングステンとモリブデンとの合金からなること
    を特徴とする、請求項1または2記載の多層配線基板。
  4. 【請求項4】多層配線基板と、この多層配線基板と組合
    わされてパッケージを形成する蓋とを備えている基板パ
    ッケージであって、 前記多層配線基板が、複数の積層された配線層を備えて
    おり、前記の各配線層が、それぞれセラミック絶縁層お
    よびこのセラミック絶縁層上に形成された配線導体を備
    えており、前記配線層のうち少なくとも二層がそれぞれ
    保護電極を備えており、前記多層配線基板が、異なる前
    記配線層に設けられた前記保護電極を接続するビアホー
    ル導体を備えていることを特徴とする、基板パッケー
    ジ。
  5. 【請求項5】物理量を測定するための検出素子を備えて
    おり、この検出素子が前記パッケージ内に収容されてお
    り、かつ気密封止されていることを特徴とする、請求項
    4記載の基板パッケージ。
  6. 【請求項6】前記検出素子が慣性センサー用の振動子で
    あることを特徴とする、請求項5記載の基板パッケー
    ジ。
  7. 【請求項7】前記慣性センサーが角速度センサーである
    ことを特徴とする、請求項6記載の基板パッケージ。
  8. 【請求項8】前記検出素子が、主として前記多層配線基
    板の上面と略並行に振動することを特徴とする、請求項
    5〜7のいずれか一つの請求項に記載の基板パッケー
    ジ。
  9. 【請求項9】前記検出素子が水晶からなることを特徴と
    する、請求項5〜8のいずれか一つの請求項に記載の基
    板パッケージ。
  10. 【請求項10】前記ビアホール導体が貴金属からなるこ
    とを特徴とする、請求項4〜9のいずれか一つの請求項
    に記載の基板パッケージ。
  11. 【請求項11】前記配線導体がタングステン、モリブデ
    ンまたはタングステンとモリブデンとの合金からなるこ
    とを特徴とする、請求項4〜10のいずれか一つの請求
    項に記載の基板パッケージ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7330770B2 (en) * 2005-03-28 2008-02-12 Sanyo Denki Co., Ltd. Fan selection method and fan selection device
JP2014175513A (ja) * 2013-03-11 2014-09-22 Seiko Epson Corp 実装基板、センサーユニット、電子機器および運動体

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