JP6003194B2 - ベース基板、電子デバイスおよびベース基板の製造方法 - Google Patents
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Description
[適用例1]
本発明のベース基板は、表裏関係にある2つの主面間を貫通している貫通孔を有する基板と、
前記貫通孔内に配置されている貫通電極と、
前記2つの主面のうちの少なくとも一方の主面側に、前記貫通電極と電気的に接続していて、前記貫通孔の開口を覆っている主面側電極と、
前記貫通孔の内面と前記貫通電極との間にあり、前記内面よりも凹凸の高さが小さい面を前記貫通電極側に有する中間層と、を備え、
前記中間層は、前記主面側電極と前記一方の主面との間まで伸びており、
前記中間層の前記主面側電極と前記一方の主面との間まで伸びている部分の表面全域が前記主面側電極に覆われていることを特徴とする。
中間層によって貫通孔の内面の凹凸が埋められているため、貫通電極を貫通孔内により確実に形成することができる。したがって、貫通電極の断線や、貫通電極と貫通孔の内面との間での隙間の発生を防止することができ、優れた気密性および電気的特性を発揮することのできるベース基板を提供することができる。
本発明のベース基板では、前記絶縁体基板は、ガラス材料を含んでいることが好ましい。
これにより、中間層をより簡単に形成することができるとともに、中間層の表面をより平滑にすることができる。
本発明の電子デバイスは、本発明のベース基板と、
前記ベース基板に搭載されている電子部品と、
を備えていることを特徴とする。
これにより、高い信頼性を有する電子デバイスが得られる。
本発明のベース基板の製造方法は、基板を準備する工程と、
前記基板の表裏関係にある2つの主面間を貫通する貫通孔を形成する工程と、
前記基板の一方の主面に、前記貫通孔の開口を塞ぐように流動性を有する中間層形成材料を配置し、前記基板の他方の主面側の前記貫通孔の開口を介して前記貫通孔内を減圧することで、前記中間層形成材料が前記貫通孔の内面に濡れ広がり、前記貫通孔を貫通状態としつつ前記貫通孔の内面に接合し、前記内面よりも凹凸が小さい面を表面に有する中間層を形成する工程と、
金属材料を前記中間層に堆積させることで前記貫通孔内に貫通電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。
これにより、貫通電極の断線や、貫通電極と貫通孔の内面との間での隙間の発生を防止することができ、優れた気密性および電気的特性を発揮することのできるベース基板を簡単に製造することができる。
1.電子デバイス
<第1実施形態>
まず、本発明のベース基板を適用した電子デバイス(本発明の電子デバイス)の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、電子デバイス100は、パッケージ200と、パッケージ200内に収容された電子部品としての振動素子300とを有している。
図3(a)は、振動素子300を上方から見た平面図であり、同図(b)は、振動素子300を上方から見た透過図(平面図)である。
図3(a)、(b)に示すように、振動素子300は、平面視形状が長方形(矩形)の板状をなす圧電基板310と、圧電基板310の表面に形成された一対の励振電極320、330とを有している。
このような構成の圧電基板310は、その長手方向が水晶の結晶軸であるX軸と一致する。
このような振動素子300は、一対の導電性接着剤291、292を介してパッケージ200に固定されている。
図1および図2に示すように、パッケージ200は、板状のベース基板(本発明のベース基板)210と、下側に開放する凹部を有するキャップ状のリッド230と、ベース基板210とリッド230との間に介在しこれらを接合するメタライズ層240とを有している。このようなパッケージ200では、凹部の開口がベース基板210で塞がれることにより、前述の振動素子300を収納する気密的な収納空間Sが形成されている。
図4は、ベース基板210の拡大断面図である。同図に示すように、ベース基板210は、2つの貫通孔213、215が形成された板状の絶縁体基板(基板)211と、各貫通孔213、215の内面に形成された中間層280、290と、絶縁体基板211に形成された一対の電極250、270とを有している。
具体的に説明すると、貫通孔213の形成方法によらず、貫通孔213の内面には微細な凹凸が形成される。このような凹凸は、貫通孔213の内面と貫通電極251との密着性を低下させたり、貫通孔213の内面と貫通電極251との間に隙間を生じさせたり、さらには、スパッタリングや蒸着などによって貫通電極251を形成する場合には、内面の凸部の陰に隠れる凹部に材料が付着せず、貫通電極251の形成が不十分となる原因となったりする。
このような中間層280は、ガラス材料を含む材料にて構成されている。このような材料を軟化した状態で貫通孔213の内面に供給することにより、簡単かつ確実に、貫通孔213の内面の凹凸を確実に埋めることができ、かつ表面が平滑な中間層280を形成することができる。
また、前述したように、絶縁体基板211の構成材料としてセラミックス材料に加えてガラス材料を用いている。このように、ガラス材料を含んでいることにより、中間層280の表面を凹凸のないより平滑(滑らか)な面とすることができる。また、溶融物の粘度が貫通孔213の内面へ濡れ広がるのに適したものとなり、中間層280をより確実に形成することができる。
以上、パッケージ200について説明した。このようなパッケージ200の収納空間Sには、振動素子300が収納されている。収納空間Sに収納された振動素子300は、一対の導電性接着剤291、292を介してベース基板210に支持されている。導電性接着剤291は、接続電極253とボンディングパッド322とに接触して設けられており、これにより、導電性接着剤291を介して接続電極253とボンディングパッド322とが電気的に接続されている。一方の導電性接着剤292は、接続電極273とボンディングパッド332とに接触して設けられており、これにより、導電性接着剤292を介して接続電極273とボンディングパッド332とが電気的に接続されている。
ベース基板210の製造方法は、絶縁体基板211を準備する工程と、絶縁体基板211の表裏関係にある2つの主面間を貫通する貫通孔213、215、貫通孔213、215の貫通状態を維持したまま貫通孔213、215の内面に接合してその内面よりも凹凸が小さい面を表面に有する中間層280、290を形成する工程と、金属材料を中間層280、290に堆積させることで貫通孔213、215内に貫通電極251、271を形成する工程とを有している。以下、これら工程を詳細に説明する。
なお、図6(a)に示すように、溶融物が貫通孔213、215の開口端面(絶縁体基板211の上面および下面)にも濡れ広がり、当該部分にも中間層280、290が形成される場合がある。この場合には、研磨等によって貫通孔213の開口端面に形成された中間層280、290を除去する。
次に、本発明の電子デバイスの第2実施形態について説明する。
図8は、本発明の電子デバイスの第2実施形態が有するベース基板の拡大断面図、図9は、図8に示すベース基板の製造方法を説明する断面図である。
以下、第2実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図8に示すように、中間層280Aは、貫通孔213の内面から、貫通孔213の開口端面まで延長し、絶縁体基板211の上面と接続電極253との間および絶縁体基板211の下面と実装電極255との間まで伸びて形成されている。すなわち、中間層280Aは、貫通孔213の内面と、絶縁体基板211の上面であって貫通孔213の開口の周囲と、絶縁体基板211の下面であって貫通孔213の開口の周囲とに形成されている。
同様に、中間層290Aは、貫通孔215の内面から、貫通孔215の開口端面まで延長して形成されている。
なお、上述した第2実施形態では、貫通孔213、215の両開口端面に中間層280A、290Aが形成されていたが、例えば、上側開口端面および下側開口端のいずれか一方にのみ中間層280A、290Aが形成されていてもよい。
次に、本発明の電子デバイスの第3実施形態について説明する。
図10は、本発明の電子デバイスの第3実施形態が有するベース基板の製造方法を説明する断面図である。
以下、第3実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
例えば、前述した第1実施形態にて、絶縁体基板211にガラス材料が含まれていない場合には、レーザー加工にて貫通孔213、215を形成しても、同時にガラス材料を含む中間層280、290が形成されない。このような場合には、本実施形態のようにして中間層280B、290Bを形成することができる。
次に、図10(b)に示すように、貫通孔213、215の下部開口から真空引きをしつつ、貫通孔213、215の上部開口を塞ぐようにして絶縁体基板211の上面に液状状態の低融点ガラス(ペースト状のガラス材料)5を塗布する。
このような第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。
次に、本発明の電子デバイスの第4実施形態について説明する。
図11は、本発明の電子デバイスの第4実施形態を示す断面図である。
以下、第4実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図11に示すように、ベース基板210Cは、上面に開放する凹部を有するキャビティ型をなしている。具体的には、ベース基板210Cは、板状の絶縁体基板211Cと、絶縁体基板211Cの上面の縁部から立設する枠状の壁部212Cとを有している。一方、リッド230Cは、板状をなし、リッド230Cがベース基板210Cの凹部開口を覆うように、ベース基板210Cの上面(開口端面)に接合されている。
このような第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。
次いで、本発明の電子デバイスを適用した電子機器について、図12〜図14に基づき、詳細に説明する。
図12は、本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用したモバイル型(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2000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、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する電子デバイス100が内蔵されている。
また、前述した実施形態では、電子部品として振動素子を搭載した構成について説明したが、電子部品としては、特に限定されず、ジャイロセンサーであってもよいし、ICなどであってもよい。
Claims (4)
- 表裏関係にある2つの主面間を貫通している貫通孔を有する基板と、
前記貫通孔内に配置されている貫通電極と、
前記2つの主面のうちの少なくとも一方の主面側に、前記貫通電極と電気的に接続していて、前記貫通孔の開口を覆っている主面側電極と、
前記貫通孔の内面と前記貫通電極との間にあり、前記内面よりも凹凸の高さが小さい面を前記貫通電極側に有する中間層と、を備え、
前記中間層は、前記主面側電極と前記一方の主面との間まで伸びており、
前記中間層の前記主面側電極と前記一方の主面との間まで伸びている部分の表面全域が前記主面側電極に覆われていることを特徴とするベース基板。 - 前記基板は、ガラス材料を含んでいる請求項1に記載のベース基板。
- 請求項1または2に記載のベース基板と、
前記ベース基板に搭載されている電子部品と、
を備えていることを特徴とする電子デバイス。 - 基板を準備する工程と、
前記基板の表裏関係にある2つの主面間を貫通する貫通孔を形成する工程と、
前記基板の一方の主面に、前記貫通孔の開口を塞ぐように流動性を有する中間層形成材料を配置し、前記基板の他方の主面側の前記貫通孔の開口を介して前記貫通孔内を減圧することで、前記中間層形成材料が前記貫通孔の内面に濡れ広がり、前記貫通孔を貫通状態としつつ前記貫通孔の内面に接合し、前記内面よりも凹凸が小さい面を表面に有する中間層を形成する工程と、
金属材料を前記中間層に堆積させることで前記貫通孔内に貫通電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とするベース基板の製造方法。
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