JP2015231009A - 電子デバイスパッケージ用基板および電子デバイスパッケージ用基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた応力緩和特性と優れた加工性とを両立した電子デバイスパッケージ用基板および電子デバイスパッケージ用基板の製造方法を提供する。
【解決手段】ベース基板（電子デバイスパッケージ用基板）３は、セラミック層である第１の層３１と、第１の層３１の下面上に配置されている配線層３２（外部接続端子３２１、３２２）と、第１の層３１の上面側に配置されたガラス層である第２の層３３と、を有している。また、ベース基板３の上面には、振動素子５を収容する凹部３ａが設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子デバイスパッケージ用基板および電子デバイスパッケージ用基板の製造方法に関するものである。

例えば、特許文献１にはセラミック基板で形成され、水晶振動子が配置される凹部を有するキャビティ状の水晶振動子搭載用基板が記載されている。このように、水晶振動子搭載用基板をセラミック基板とすることで、次のような効果を発揮することができる。水晶振動子搭載用基板を回路基板（実装基板）に実装した状態では、水晶振動子搭載用基板と回路基板との熱膨張率の違いから水晶振動子搭載用基板に応力が加わるが、水晶振動子搭載用基板をセラミック基板で形成することで、水晶振動子搭載基板を比較的柔らかくすることができるため、水晶振動子搭載基板によって前記応力を吸収・緩和することができる。そのため、前記応力が水晶振動子に伝達され、水晶振動子の振動特性（周波数特性）が変動してしまうことを抑制することができる。

このように、セラミック基板で形成された水晶振動子搭載用基板は、水晶振動子の振動特性の変動を抑制することができる利点を有しているが、一方で次のような欠点も有している。水晶振動子搭載用基板をセラミック基板で形成する場合には、セラミックグリーンシートの積層体を焼成することで水晶振動子搭載用基板が得られるが、この積層体は焼成時に収縮を起こす。そのため、水晶振動子搭載用基板（特に凹部）の形状を高精度に制御することが困難である。また、焼成してからエッチングによって凹部を形成することもできるが、エッチング速度が遅く、加工性が悪い。

特開２００９−３３５２３号公報

本発明の目的は、優れた応力緩和特性と優れた加工性とを両立した電子デバイスパッケージ用基板および電子デバイスパッケージ用基板の製造方法を提供することにある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板は、セラミックを含む第１の層と、
前記第１の層の一方の面側に配置されている配線層と、
前記第１の層の他方の面側に配置され、ガラス層、シリコン層および水晶層の少なくとも１つの層を含む第２の層と、を有していることを特徴とする。

これにより、優れた応力緩和特性と優れた加工性とを両立した電子デバイスパッケージ用基板が得られる。

［適用例２］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板では、前記第１の層は、前記セラミック層を複数有していることが好ましい。

これにより、例えば、各層に形成されたビアに起因する気密性の低下を抑制することができる。

［適用例３］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板では、前記複数のセラミック層の間には、前記配線層と電気的に接続されている内部配線層が配置されていることが好ましい。
これにより、各層間での電気的な接続を行うことができる。

［適用例４］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板では、前記第２の層が、前記第１の層とは反対側に開口している凹部を有していることが好ましい。
これにより、凹部を電子デバイスを収容する空間として用いることができる。

［適用例５］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板では、前記凹部は、前記第２の層を貫通していることが好ましい。

これにより、凹部の形成が簡単となる。また、凹部に露出した第１の層の面上に配線を形成することができる。

［適用例６］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板では、前記凹部は、エッチングにより形成されていることが好ましい。
これにより、簡単にかつ優れた寸法精度で凹部を形成することができる。

［適用例７］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板では、前記セラミック層は、ガラス成分を含んでいることが好ましい。

これにより、第１の層を柔らかくすることができる。また、第２の層との接合性が向上する。

［適用例８］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板では、前記第１の層は、前記一方の面側より前記他方の面側の方が前記ガラス成分の含有量が多いことが好ましい。
これにより、第２の層との接合性が向上する。

［適用例９］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板では、前記第２の層は、前記ガラス層であり、
前記ガラス層のガラス転移点は、６００℃以下であることが好ましい。

これにより、第１の層と第２の層とをガラスの溶融によって接合する場合に、当該接合を十分に低い温度で行うことができ、残留応力を小さく抑えることができる。

［適用例１０］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板では、前記第１の層と前記第２の層は、接合層を介して接合されていることが好ましい。
これにより、第１の層と第２の層とを比較的簡単にかつ強固に接合することができる。

［適用例１１］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板では、前記接合層は、ガラス層または金属層であることが好ましい。
これにより、第１の層と第２の層とをより簡単にかつ強固に接合することができる。

［適用例１２］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板の製造方法は、セラミックを含む第１の層の一方の面上に配線層を形成する工程と、
前記第１の層の他方の面側に、ガラス層、シリコン層および水晶層の少なくとも１つの層を含む第２の層を形成する工程と、を含んでいることを特徴とする。

これにより、応力緩和特性と加工性とを両立した電子デバイスパッケージ用基板を製造することができる。

［適用例１３］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板の製造方法では、前記第２の層を形成する工程の後に、エッチングにより前記第２の層に凹部を形成する工程、を含んでいることが好ましい。

これにより、簡単にかつ優れた寸法精度で凹部を形成することができる。また、形成した凹部を電子デバイスを収容する空間として用いることができる。

［適用例１４］
本適用例の電子デバイスパッケージ用基板の製造方法では、前記凹部を形成する工程では、前記凹部を複数形成し、
前記凹部を形成する工程の後に、前記第１の層と前記第２の層と前記配線層との積層体を個片化する工程を含んでいることが好ましい。
これにより、電子デバイスパッケージ用基板の製造効率が向上する。

本発明の第１実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板を用いた振動子を示す平面図である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示す振動子が有する振動素子を示す平面図および透過図である。 図１に示す振動子を回路基板に実装した状態を示す断面図である。 図１に示す振動子の製造方法を説明するための断面図である。 図１に示す振動子の製造方法を説明するための断面図である。 図１に示す振動子の製造方法を説明するための断面図である。 図１に示す振動子の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第２実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板を用いた振動子を示す断面図である。 図９に示すベース基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第３実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板を用いた振動子を示す断面図である。 図１１に示すベース基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第４実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第５実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板を用いた振動子を示す断面図である。 振動子を備えるモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。 振動子を備える携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。 振動子を備えるディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。 振動子を備える移動体を示す斜視図である。

以下、本発明の電子デバイスパッケージ用基板および電子デバイスパッケージ用基板の製造方法を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板を用いた振動子を示す平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１に示す振動子が有する振動素子を示す平面図および透過図である。図４は、図１に示す振動子を回路基板に実装した状態を示す断面図である。図５ないし図８は、それぞれ、図１に示す振動子の製造方法を説明するための断面図である。なお、以下の説明では、図１中の紙面手前側および図２中の上側を「上」と言い、図１中の紙面奥側および図２中の下側を「下」と言う。

≪振動子≫
まず、電子デバイスパッケージ用基板を用いた振動子について説明する。

図１および図２に示すように、振動子（電子デバイス）１は、パッケージ２と、パッケージ２に収容されている振動素子（電子部品）５と、を有している。また、パッケージ２は、凹部３ａを有するキャビティ状のベース基板（電子デバイスパッケージ用基板）３と、凹部３ａの開口を塞ぐようにしてベース基板３に接合されているリッド（蓋体）４と、を有している。

−振動素子−
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、振動素子５は、平面視形状が長方形（矩形）の板状をなす水晶基板５１と、水晶基板５１の表面に形成されている１対の導体層５２、５３と、を有している。なお、図３（ａ）は、振動素子５を上方から見た平面図であり、同図（ｂ）は、振動素子５を上方から見た透過図である。

水晶基板５１は、ＡＴカットと呼ばれるカット角で切り出された水晶素板である。また、導体層５２は、水晶基板５１の上面に形成された励振電極５２ａと、水晶基板５１の下面に形成されたボンディングパッド５２ｂと、励振電極５２ａとボンディングパッド５２ｂとを電気的に接続する配線５２ｃと、を有している。同様に、導体層５３は、水晶基板５１の下面に形成された励振電極５３ａと、水晶基板５１の下面に形成されたボンディングパッド５３ｂと、励振電極５３ａおよびボンディングパッド５３ｂを電気的に接続する配線５３ｃと、を有している。このような構成の振動素子５は、励振電極５２ａ、５３ａ間に交番電圧が印加されることで、励振電極５２ａ、５３ａに挟まれた振動領域が厚み滑り振動する。

以上、振動素子５について説明したが、振動素子５の構成は、上記の構成に限定されず、例えば、振動領域が厚肉になっているメサ型のＡＴカット水晶振動素子であってもよいし、反対に、振動領域が薄肉になっている逆メサ型のＡＴカット水晶振動素子であってもよい。また、ＡＴカットに替えてＢＴカットの水晶基板５１を用いてもよい。また、一対の振動腕が屈曲振動する音叉型の振動素子であってもよい。また、水晶基板５１に替えて、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、四ホウ酸リチウム（Ｌｉ_２Ｂ_４Ｏ_７）、ランガサイト（Ｌａ_３Ｇａ_５ＳｉＯ_１４）などの酸化物基板や、ガラス基板上に窒化アルミニウムや五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）などの圧電体材料を積層させて構成された積層圧電基板や、圧電セラミック基板を用いてもよい。また、シリコン基板に圧電素子を配置し、通電によって圧電素子を伸縮させることで励振させる非圧電振動素子であってもよい。

−パッケージ−
図１および図２に示すように、パッケージ２は、上面に開放する凹部３ａを有するベース基板３と、凹部３ａの開口を塞ぐリッド４と、を有している。このようなパッケージ２では、リッド４により塞がれた凹部３ａの内側が前述した振動素子５を収容する収容空間Ｓとして機能する。

ベース基板３は、図２に示すように、第１の層３１と、第１の層３１の下面（一方の面）に配置されている配線層３２と、第１の層３１の上面（他方の面）側に配置されている第２の層３３と、第１の層３１と第２の層３３との間に配置されている配線層３４と、を有している。なお、このようなベース基板３は、後述する製造方法で説明するように、ベース基板３０（図６（ｂ）参照）を加工して得られるものである。

第１の層３１は、セラミック層である。このような第１の層３１は、例えば、セラミック粉末、ガラス粉末（ガラス成分）およびバインダーの混合物をシート状に成形したセラミックグリーンシートを焼成処理して得られる。なお、第１の層３１は、所謂、低温焼成セラミック層であってもよい。このように、第１の層３１にガラス成分を含有させることで、第１の層３１を柔らかくすること、具体的には第２の層３３よりもヤング率を低くすることができる。なお、第１の層３１のセラミック材料としては特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物系セラミック、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物系セラミック、炭化珪素等の炭化物系セラミック等の各種セラミックを用いることができる。また、ガラス成分としては特に限定されないが、例えば、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、ソーダガラス（ソーダ石灰ガラス）、カリウムガラス、等を用いることができる。

また、第１の層３１の上面には第２の層３３が積層されている。第２の層３３は、ガラス材料で構成されたガラス層である。第２の層３３のガラス材料としては特に限定されず、例えば、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、ソーダガラス（ソーダ石灰ガラス）、カリウムガラス、無アルカリガラス等を用いることができる。

また、第１の層３１の下面には導電性を有する配線層３２が配置されており、この配線層３２は、一対の外部接続端子３２１、３２２を有している。また、第１の層３１の上面（第１の層３１と第２の層３３の間）には導電性を有する配線層３４が配置されており、この配線層３４は、一対の内部接続端子３４１、３４２を有している。また、これら接続端子のうち、外部接続端子３２１と内部接続端子３４１は、第１の層３１を貫通するビア（貫通電極）３５１を介して電気的に接続されており、外部接続端子３２２と内部接続端子３４２は、第１の層３１を貫通するビア３５２を介して電気的に接続されている。なお、外部接続端子３２１、３２２、内部接続端子３４１、３４２およびビア３５１、３５２の構成材料としてはそれぞれ導電性を有していれば特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等の金属材料を用いることができる。

このような構成のベース基板３には、その上面（第２の層３３の上面（第１の層３１と反対側の面））に開口する凹部３ａが設けられており、この凹部３ａに振動素子５が収容されている。また、凹部３ａは、第２の層３３を貫通する貫通孔によって形成され、凹部３ａの側面は貫通孔の内周面で構成され、凹部３ａの底面は第１の層３１の上面で構成されている。これにより、ガラス層である第２の層３３にエッチング加工等によって貫通孔を形成することで凹部３ａが得られるため、凹部３ａの形成が容易となる。このような凹部３ａ内には内部接続端子３４１、３４２が位置している。言い換えると、内部接続端子３４１、３４２が凹部３ａから外部に露出している。そして、導電性接着剤６１、６２によって振動素子５がベース基板３に固定されると共に、導電性接着剤６１、６２によって内部接続端子３４１、３４２とボンディングパッド５２ｂ、５３ｂとが電気的に接続されている。

以上、ベース基板３について説明した。ここで、第１の層３１の厚さとしては、特に限定されず、例えば、２００μｍ以上、３００μｍ以下程度とすることができる。また、第２の層３３の厚さとしては、特に限定されず、例えば、１００μｍ以上、２００μｍ以下程度とすることができる。

リッド４は、平板状をなしており、凹部３ａの開口を塞ぐようにベース基板３の上面に接合されている。これにより、ベース基板３の内側に気密な収容空間Ｓが画成され、この収容空間Ｓに振動素子５が収容される。なお、収容空間Ｓの環境は、振動素子５の構成によっても異なるが、例えば、減圧状態（好ましくは、真空状態）となっていてもよく、また、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスが封入されていてもよい。このようなリッド４の構成材料としては特に限定されず、例えば、各種セラミック、各種金属、各種ガラス、水晶、シリコン等を用いることができる。また、リッド４とベース基板３との接合方法は、リッド４の構成材料によっても異なり、例えば、接着剤、低融点ガラス、金属層等の接合層を介して接合してもよいし、陽極接合、界面活性化接合等によって接合してもよい。

以上、振動子１について説明した。このような振動子１では、パッケージ２に、セラミック層とガラス層の積層体であるベース基板３を用いているため、次のような効果を発揮することができる。第１の効果として、優れた応力緩和（吸収）機能を発揮することができる点が挙げられる。具体的には、図４に示すように、半田Ｈ１、Ｈ２を用いて振動子１を回路基板（プリント配線基板）９に実装した状態では回路基板９とパッケージ２との熱膨張率の違いから、ベース基板３（特に第１の層３１）に熱応力が加わるが、第１の層３１が比較的柔らかいセラミック層で構成されているため、第１の層３１において、前記熱応力を緩和・吸収することができる。そのため、前記熱応力がベース基板３を介して振動素子５に伝達されてしまうことが抑制され、振動素子５の振動特性（周波数特性）の変動を防止または低減することができる。また、第２の効果として、優れた加工性を有している点が挙げられる。具体的には、ベース基板３では凹部３ａが形成されているが、この凹部３ａは、前述したように、第２の層３３を貫通する貫通孔によって形成されている。第２の層３３は、ガラス層で構成されており、例えば、フォトリソグラフィー技法とエッチング技法とを用いるパターニング処理に対して相性がよく、よって、簡単に、凹部３ａを形成することができる。以上のように、セラミック層とガラス層の積層体であるベース基板３によれば、応力緩和特性と加工特性の両立を図ることができる。

なお、例えば、従来のようにベース基板３がセラミック層で構成されている場合には第１の効果を発揮することができても第２の効果を発揮することができない（本明細書の「背景技術」を参照）。反対に、ベース基板３がガラス層で構成されている場合には第２の効果を発揮することができても、第１の効果を発揮することができない。すなわち、ベース基板３をガラス層で構成した場合には、ベース基板３が硬くなり過ぎ、前記熱応力を緩和・吸収することができず、振動素子５の振動特性の変動を抑えることができない。また、パッケージ２の破損（クラックの発生）や、それに伴う収容空間Ｓの気密性低下等の問題が生じる。

また、本実施形態のベース基板３では、第２の層３３がガラスで構成されているが、第２の層３３の構成材料としては、ガラスに替えて、シリコン（単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン）または水晶を用いてもよい。このように、第２の層３３をシリコンや水晶で構成しても、ガラスで構成した場合と同様の効果（すなわち、優れた寸法精度）を発揮することができる。また、第２の層３３は、ガラス層、シリコン層、水晶層から選択される２つ以上の層が積層した構成となっていてもよい。なお、第２の層３３をシリコンで構成した場合には、第１の層３１と第２の層３３とを、例えば、陽極接合で接合することができる。

≪振動子（ベース基板）の製造方法≫
次に、振動子１（ベース基板３）の製造方法について説明する。

振動子１（ベース基板３）の製造方法は、セラミック層で構成され、複数の個片化領域Ｓ１を有する第１の層３１０を準備し、この第１の層３１０の下面上に配線層３２を形成する配線層形成工程と、第１の層３１０の上面に、ガラス層である第２の層３３０を形成する第２の層形成工程と、第２の層３３０の上面に開口する凹部３ａをエッチングにより複数形成する凹部形成工程と、凹部３ａ内に配線層３４を形成する配線層形成工程と、凹部３ａ内に振動素子５を搭載する振動素子搭載工程と、リッド４を接合するリッド接合工程と、個片化領域Ｓ１毎に個片化して複数の振動子１を得る個片化工程と、を含んでいる。

［配線層形成工程］
まず、図５（ａ）に示すように、複数の個片化領域Ｓ１をマトリックス状に有する第１の層３１０を準備する。第１の層３１０は、未焼成のセラミック層であり、例えば、アルミナ粉末と、ホウケイ酸ガラス粉末と、有機樹脂バインダーとの混合物をシート状に成形し、さらに、ビア３５１、３５２用の貫通孔３１１、３１２をパンチング等によって形成したセラミックグリーンシートである。次に、図５（ｂ）に示すように、第１の層３１０の貫通孔３１１、３１２内および第１の層３１０の下面に、タングステン、モリブテン等の高融点金属を含む導体ペーストからなる導体パターンＰを、ビア３５１、３５２および外部接続端子３２１、３２２の形状に合わせて配置する。次に、第１の層３１０を焼成し、その後、導体パターンＰに金めっきを施すことで、図５（ｃ）に示すように、焼成セラミック層からなる第１の層３１０に、ビア３５１、３５２および外部接続端子３２１、３２２（配線層３２）が形成された状態とする。

［第２の層形成工程］
次に、図６（ａ）に示すように、ガラス材料で構成された板状の第２の層３３０を用意し、この第２の層３３０を第１の層３１０の上面に重ね合わせる。次に、図６（ｂ）に示すように、加圧しながら、第１の層３１０と第２の層３３０の境界部にレーザーＬＬを照射し、当該境界部およびその付近のガラス（第１、第２の層３１０、３３０に含まれるガラス成分）を溶融することで、第１の層３１０と第２の層３３０とを接合する。このような方法によれば、簡単に第１の層３１０と第２の層３３０とを接合することができる。特に、第１の層３１０にもガラス成分が含まれていることで、第１の層３１０と第２の層３３０の親和性が高まり、より強固に第１の層３１０と第２の層３３０を接合することができる。また、レーザーＬＬを前記境界部に局所的に照射するため、第１の層３１０および第２の層３３０の昇温を抑えることができるので、接合時の第１、第２の層３１０、３３０の熱膨張を小さく抑えることができる。そのため、残留応力が小さく抑えられたベース基板３を得ることができ、第２の層３３０の剥離や、クラックの発生等をより効果的に抑制することができる。

ここで、第２の層３３０のガラス転移点（Ｔｇ）としては、特に限定されないが、６００℃以下であることが好ましい。これにより、十分に低い温度で第２の層３３０のガラスを溶融することができ、レーザー照射時における第１、第２の層３１０、３３０の昇温（熱膨張）が効果的に抑えられ、残留応力がより小さくなる。

以上の工程により、配線層３２と、第１の層３１０と、第２の層３３０との積層体からなるベース基板３０が得られる。なお、第２の層３３０は、設計値よりも厚いものを用意し、第１の層３１０に接合した後に、研磨やエッチング等によって設計値まで薄くしてもよい。このような方法によれば、第２の層３３０の強度を高めることができるため、ハンドリング性が良くなり、作業中の第２の層３３０の破損等を効果的に抑制することができる。

［凹部形成工程］
次に、個片化領域Ｓ１毎に凹部３ａを形成する。具体的には、まず、図７（ａ）に示すように、ベース基板３０の上面に、凹部３ａに対応する開口を有するマスクＭを形成する。次に、図７（ｂ）に示すように、ベース基板３０の上面側からこのマスクＭを介してウエットエッチングして第２の層３３０を貫通する貫通孔３３１を形成することで凹部３ａを形成する。このように、エッチング処理を用いることで、所望の寸法の凹部３ａを簡単かつ精度よく形成することができる。このとき、貫通孔内にビア３５１、３５２の上端が露出するように貫通孔３３１を形成する。なお、ウエットエッチングでは、第２の層３３０が等方的にエッチングされるため、形成される凹部３ａの側面は湾曲凹面となる。そのため、第１の層３１０と第２の層３３０の接合面積を広く確保しつつ、凹部３ａの体積を広くすることができ、凹部３ａを形成することによる機械的強度の低下を小さく抑えることができる。なお、エッチング方法としては、ウエットエッチングに限定されず、ドライエッチングを用いてもよい。ドライエッチングにより形成された凹部３ａは、上述のウエットエッチングの場合と異なり、ほぼ垂直に切り立った側面となる。

［配線層形成工程］
次に、図７（ｃ）に示すように、凹部３ａの底面（第１の層３１０の上面）に、内部接続端子３４１、３４２（配線層３４）を形成する。内部接続端子３４１、３４２の形成は、特に限定されないが、例えば、凹部３ａの底面に金属層を成膜し、この金属層をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法を用いてパターニングすることで形成することができる。

［振動素子搭載工程・リッド接合工程］
次に、図８（ａ）に示すように、導電性接着剤６１、６２（導電性接着剤６１は、不図示）を用いて各凹部３ａ内に振動素子５を搭載した後、ベース基板３０の上面にリッド４０を接合して、凹部３ａの開口を塞ぐ。なお、図示しないが、ベース基板３０には、収容空間Ｓの内外を連通する封止孔が形成されており、ベース基板３０にリッド４０を接合した後、前記封止孔を介して収容空間Ｓ内を減圧とし、Ａｕ−Ｇｅ系合金等で封止孔を封止することで、収容空間Ｓ内を減圧状態に維持することができる。

［個片化工程］
次に、ダイシングソー等を用いて、ベース基板３０を個片化領域Ｓ１毎に個片化することで、図８（ｂ）に示すように、複数の振動子１（ベース基板３）が得られる。このように、複数の振動子１（ベース基板３）を一体形成した後に個片化することで、振動子１（ベース基板３）の製造効率が向上する。ただし、個片化工程の順番は、上記の順番に限定されず、例えば、内部配線層形成工程、振動素子搭載工程およびリッド接合工程のいずれかに先立って行ってもよい。
以上、振動子１の製造方法について説明した。

なお、例えば、パッケージの製造会社であるＡ社が、第２の層形成工程を終えた状態のベース基板を製造・販売し、振動子１の製造会社であるＢ社が、Ａ社からベース基板を購入し、購入したベース基板に対して、凹部形成工程、内部配線層形成工程、振動子搭載工程、リッド接合工程および個片化工程を行うことで振動子１を製造してもよい。また、Ａ社が凹部形成工程を終えた状態のベース基板をＢ社に販売し、Ｂ社が内部配線層形成工程、振動子搭載工程、リッド接合工程および個片化工程を行うことで振動子１を製造してもよい。また、Ａ社が内部配線層形成工程を終えた状態のベース基板をＢ社に販売し、Ｂ社が振動子搭載工程、リッド接合工程および個片化工程を行うことで振動子１を製造してもよい。また、Ａ社が配線層形成工程、第２の層形成工程、凹部形成工程、内部配線層形成工程および個片化工程を終えた状態のベース基板をＢ社に販売し、Ｂ社が振動素子搭載工程およびリッド接合工程を行うことで振動子１を製造してもよい。そして、第２の層形成工程、凹部形成工程、内部配線層形成工程および個片化工程のいずれかを終えた状態のベース基板は、いずれも、本発明の電子デバイスパッケージ用基板に含まれる。特に、第２の層形成工程を終えた状態のベース基板であれば、その後、目的に応じた寸法および配置で凹部３ａや内部接続端子３４１、３４２を形成することができるため、利便性の高いベース基板となる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の電子デバイスパッケージ用基板の第２実施形態について説明する。

図９は、本発明の第２実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板を用いた振動子を示す断面図である。図１０は、図９に示すベース基板の製造方法を説明するための断面図である。

以下、本発明の第２実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

第２実施形態の電子デバイスパッケージ用基板は、第１の層と第２の層の接合方法が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。

図９に示すように、本実施形態のベース基板３では、第１の層３１と第２の層３３とが金属層からなる接合層３６を介して接合されている。このような構成とすることで、第１の層３１と第２の層３３とをより強固に接合することができ、より機械的強度の高いベース基板３となる。

接合層３６を介した接合は、例えば、次のようにして行うことができる。まず、図１０（ａ）に示すように、配線層形成工程を終えた状態の第１の層３１０と、第２の層３３０とを用意し、第１の層３１０の上面に第１の金属層３６１を形成すると共に、第２の層３３０の下面に第２の金属層３６２を形成する。なお、第１、第２の金属層３６１、３６２は、配線層３４（内部接続端子３４１、３５１）の形成を阻害しないように、個片化領域Ｓ１の外周に沿った枠状とすることが好ましい。また、第１、第２の金属層３６１、３６２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、Ａｕ−Ｓｎ系合金や、Ａｕ−Ｇｅ系合金等の比較的融点の低い材料を用いることが好ましい。次に、図１０（ｂ）に示すように、第１、第２の金属層３６１、３６２同士を接触させるように、第１の層３１０に第２の層３３０を重ね合わせる。次に、第１、第２の金属層３６１、３６２を加圧しながら加熱することで、これらを溶融接合または拡散接合によって接合して、図１０（ｃ）に示すように、接合層３６を形成する。このような接合方法によれば、第１の層３１０と第２の層３３０とを簡単かつ強固に接合することができる。

以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

なお、本実施形態では、第１の金属層３６１と第２の金属層３６２とを溶融接合または拡散接合によって接合しているが、この他にも、第１の金属層３６１と第２の金属層３６２とを表面活性化接合によって接合してもよい。表面活性化接合によれば、第１の金属層３６１と第２の金属層３６２との接合を常温で行うことができるため、第１の層３１０と第２の層３３０の熱膨張率の差に起因して発生する残留応力をより小さく抑えることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の電子デバイスパッケージ用基板の第３実施形態について説明する。

図１１は、本発明の第３実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板を用いた振動子を示す断面図である。図１２は、図１１に示すベース基板の製造方法を説明するための断面図である。

以下、本発明の第３実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

第３実施形態の電子デバイスパッケージ用基板は、第１の層と第２の層の接合方法が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。

図１１に示すように、本実施形態のベース基板３では、第１の層３１と第２の層３３とが低融点ガラスからなる接合層３７を介して接合されている。このような構成とすることで、第１の層３１と第２の層３３とをより強固に接合することができ、より機械的強度の高いベース基板３となる。

接合層３７を介した接合は、例えば、次のようにして行うことができる。まず、図１２（ａ）に示すように、配線層形成工程を終えた状態の第１の層３１０と、第２の層３３０とを用意し、第１の層３１０の上面に液状の低融点ガラス３７１を塗布する。なお、低融点ガラス３７１としては、特に限定されず、例えば、バナジウム系（Ｖ−Ｐ−Ｏ）の低融点ガラス、ビスマス系（Ｂｉ−Ｂ−Ｏ）の低融点ガラス、鉛系（Ｐｂ−Ｂ−Ｏ）系の低融点ガラスなどを用いることができる。また、低融点ガラス３７１は、ギャップ材を含んでいてもよい。ギャップ材を含むことにより、低融点ガラス３７１の線膨張係数を微調整することができる。また、ギャップ材によって、第１の層３１０と第２の層３３０との間に低融点ガラス３７１の存在スペースが確保されるため、第１の層３１０と第２の層３３０を確実に接合することができる。次に、図１２（ｂ）に示すように、低融点ガラス３７１を挟むようにして、第１の層３１０に第２の層３３０を重ね合わせる。次に、低融点ガラス３７１を焼成して、図１２（ｃ）に示すように、接合層３７を形成する。このような接合方法によれば、第１の層３１０と第２の層３３０とを簡単かつ強固に接合することができる。

以上のような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

なお、本実施形態では、低融点ガラス３７１を第１の層３１０の上面に塗布しているが、これに限定されず、第２の層３３０の下面に塗布してもよいし、第１の層３１０の上面および第２の層３３０の下面の両面に塗布してもよい。また、低融点ガラス３７１は、後の凹部形成工程において第２の層３３０と共にエッチング除去されるため、配線層３４の形成を阻害しない。そのため、低融点ガラス３７１を一様に塗布してよく、前述した第２実施形態と比較して接合層３７の形成が容易となる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の電子デバイスパッケージ用基板の第４実施形態について説明する。

図１３は、本発明の第４実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板の製造方法を説明するための断面図である。

以下、本発明の第４実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

第４実施形態の電子デバイスパッケージ用基板は、第２の層の形成方法が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。

本実施形態のベース基板３の第２の層３３０は、次のようにして形成される。まず、図１３（ａ）に示すように、配線層形成工程を終えた状態の第１の層３１０を用意する。次に、図１３（ｂ）に示すように、第１の層３１０の上面にガラスペースト３３０’を層状に塗布する。なお、ガラスペースト３３０’の塗布は、例えば、スクリーン印刷等によって行うことができる。次に、ガラスペースト３３０’を焼成することで、図１３（ｃ）に示すように、第２の層３３０を形成する。このような製造方法によれば、次のような効果を発揮することができる。すなわち、例えば、前述した第１実施形態では、板状（層状）の第２の層３３０を第１の層３１０に接合しているため、第１の層３１０や第２の層３３０の表面粗さや平坦度（撓みの有無）によっては、接合面積が低下して接合強度が低下するおそれがある。これに対して、本実施形態では、ガラスペースト３３０’を塗布しているため、第１の層３１０の上面の表面粗さや平坦度に影響されることなく、十分な接合力で第１の層３１０に接合されている第２の層３３０を形成することができる。

以上のような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

なお、本実施形態では、焼成済の第１の層３１０上にガラスペースト３３０’を塗布しているが、これに限定されず、例えば、未焼成の第１の層３１０（セラミックグリーンシート）上にガラスペースト３３０’を塗布して、第１の層３１０とガラスペースト３３０’とを同時に焼成してもよい。このような方法によれば、熱履歴が低減され、残留応力のより少ないベース基板３となる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の電子デバイスパッケージ用基板の第５実施形態について説明する。

図１４は、本発明の第５実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板を用いた振動子を示す断面図である。

以下、本発明の第５実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

第５実施形態の電子デバイスパッケージ用基板は、第１の層の構成が異なること以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。

図１４に示すように、本実施形態のベース基板３は、第１の層３１が２つのセラミック層３１Ａ、３１Ｂを積層した積層体で構成されている。また、セラミック層３１Ａ、３１Ｂの間には内部配線層３８が設けられており、この内部配線層３８は、内部接続端子３４１と外部接続端子３２１とを接続する配線３８１と、内部接続端子３４２と外部接続端子３２２とを接続する配線３８２とを有している。

外部接続端子３２１と配線３８１は、セラミック層３１Ａを貫通して設けられているビア３５３を介して電気的に接続され、内部接続端子３４１と配線３８１は、セラミック層３１Ｂを貫通して設けられているビア３５５を介して電気的に接続されている。また、ビア３５３、３５５は、平面視で重ならないようにずれて配置されている。同様に、外部接続端子３２２と配線３８２は、セラミック層３１Ａを貫通して設けられているビア３５４を介して電気的に接続され、内部接続端子３４２と配線３８２は、セラミック層３１Ｂを貫通して設けられているビア３５６を介して電気的に接続されている。また、ビア３５４、３５６は、平面視で重ならないようにずれて配置されている。このように、ビア３５３、３５５をずらして配置し、ビア３５４、３５６をずらして配置することで、ビア３５３〜３５６を介した収容空間Ｓの内外の連通がより効果的に防止され、収容空間Ｓの気密性を高めることができる。

以上のような第５実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

なお、本実施形態では、第１の層３１が２層のセラミック層３１Ａ、３１Ｂを積層した構成となっているが、第１の層３１が有するセラミック層の数としては、これに限定されず、３層以上であってもよい。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の電子デバイスパッケージ用基板の第６実施形態について説明する。

以下、本発明の第６実施形態に係る電子デバイスパッケージ用基板について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。

第６実施形態の電子デバイスパッケージ用基板は、第１の層内のガラス成分の含有量が厚さ方向に変化していること以外は、前述した第５実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。

本実施形態では、下側に位置するセラミック層３１Ａのガラス成分含有量よりも、上側に位置するセラミック層３１Ｂのガラス成分含有量の方が多くなっている。そのため、第１の層３１は、下面側より上面側の方がガラス成分の含有量が多くなっている。このような構成とすることで、第２の層３３との接合面およびその付近に、より多くのガラス成分を存在させることができ、第１の層３１と第２の層３３の接合（加圧、加熱によるガラス−ガラス接合）をより確実にかつ強固に行うことができる。一方で、下面側のガラス成分の含有量を抑えることで、第１の層３１の過度な強度の低下を防止することができる。そのため、本実施形態のような構成とすることで、気密性および機械的強度に優れたベース基板３となる。

以上のような第６実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

なお、本実施形態では、積層構造の第１の層３１を用いているが、第１の層３１は、前述した第１実施形態のような単層構造であってもよい。この場合は、１つの層の中で、ガラス成分の分布量に傾斜を設ければよい。

次に、振動子１を備えた電子機器について説明する。
図１５は、振動子を備えたモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部１１０８を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には発振器として振動子１が内蔵されている。

図１６は、振動子を備えた携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。このような携帯電話機１２００には発振器として振動子１が内蔵されている。

図１７は、振動子を備えたディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。

ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。

撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ１３００には、発振器として振動子１が内蔵されている。

なお、振動子を備える電子機器は、図１５のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１６の携帯電話機、図１７のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター等に適用することができる。

次に、振動子１を備えた移動体について説明する。
図１８は、振動子を備えた移動体を示す斜視図である。自動車（移動体）１５００には、振動子１が搭載されている。振動子１は、例えば、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム、等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。

以上、電子デバイスパッケージ用基板および電子デバイスパッケージ用基板の製造方法について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

また、前述した実施形態では、電子部品と振動素子を収容しているが、電子部品としては、振動素子に限定されず、例えば、ＩＣ等の各種回路（回路基板）であってもよい。

１……振動子
２……パッケージ
３……ベース基板
３ａ……凹部
３０……ベース基板
３１、３１０……第１の層
３１１、３１２……貫通孔
３１Ａ、３１Ｂ……セラミック層
３２……配線層
３２１、３２２……外部接続端子
３３、３３０……第２の層
３３０’……ガラスペースト
３３１……貫通孔
３４……配線層
３４１、３４２……内部接続端子
３５１、３５２、３５３、３５４、３５５、３５６……ビア
３６……接合層
３６１……第１の金属層
３６２……第２の金属層
３７……接合層
３７１……低融点ガラス
３８……内部配線層
３８１、３８２……配線
４……リッド
４０……リッド
５……振動素子
５１……水晶基板
５２、５３……導体層
５２ａ、５３ａ……励振電極
５２ｂ、５３ｂ……ボンディングパッド
５２ｃ、５３ｃ……配線
６１、６２……導電性接着剤
９……回路基板
１１００……パーソナルコンピューター
１１０２……キーボード
１１０４……本体部
１１０６……表示ユニット
１１０８……表示部
１２００……携帯電話機
１２０２……操作ボタン
１２０４……受話口
１２０６……送話口
１２０８……表示部
１３００……ディジタルスチルカメラ
１３０２……ケース
１３０４……受光ユニット
１３０６……シャッターボタン
１３０８……メモリー
１３１０……表示部
１３１２……ビデオ信号出力端子
１３１４……入出力端子
１４３０……テレビモニター
１４４０……パーソナルコンピューター
１５００……自動車
Ｈ１、Ｈ２……半田
ＬＬ……レーザー
Ｍ……マスク
Ｐ……導体パターン
Ｓ……収容空間
Ｓ１……個片化領域

Claims (14)

1. セラミックを含む第１の層と、
   前記第１の層の一方の面側に配置されている配線層と、
   前記第１の層の他方の面側に配置され、ガラス層、シリコン層および水晶層の少なくとも１つの層を含む第２の層と、を有していることを特徴とする電子デバイスパッケージ用基板。
2. 前記第１の層は、前記セラミック層を複数有している請求項１に記載の電子デバイスパッケージ用基板。
3. 前記複数のセラミック層の間には、前記配線層と電気的に接続されている内部配線層が配置されている請求項２に記載の電子デバイスパッケージ用基板。
4. 前記第２の層が、前記第１の層とは反対側に開口している凹部を有している請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子デバイスパッケージ用基板。
5. 前記凹部は、前記第２の層を貫通している請求項４に記載の電子デバイスパッケージ用基板。
6. 前記凹部は、エッチングにより形成されている請求項４または５に記載の電子デバイスパッケージ用基板。
7. 前記セラミック層は、ガラス成分を含んでいる請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子デバイスパッケージ用基板。
8. 前記第１の層は、前記一方の面側より前記他方の面側の方が前記ガラス成分の含有量が多い請求項７に記載の電子デバイスパッケージ用基板。
9. 前記第２の層は、前記ガラス層であり、
   前記ガラス層のガラス転移点は、６００℃以下である請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電子デバイスパッケージ用基板。
10. 前記第１の層と前記第２の層は、接合層を介して接合されている請求項１ないし９のいずれか１項に記載の電子デバイスパッケージ用基板。
11. 前記接合層は、ガラス層または金属層である請求項１０に記載の電子デバイスパッケージ用基板。
12. セラミックを含む第１の層の一方の面上に配線層を形成する工程と、
    前記第１の層の他方の面側に、ガラス層、シリコン層および水晶層の少なくとも１つの層を含む第２の層を形成する工程と、を含んでいることを特徴とする電子デバイスパッケージ用基板の製造方法。
13. 前記第２の層を形成する工程の後に、エッチングにより前記第２の層に凹部を形成する工程、を含んでいる請求項１２に記載の電子デバイスパッケージ用基板の製造方法。
14. 前記凹部を形成する工程では、前記凹部を複数形成し、
    前記凹部を形成する工程の後に、前記第１の層と前記第２の層と前記配線層との積層体を個片化する工程を含んでいる請求項１３に記載の電子デバイスパッケージ用基板の製造方法。

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