JPWO2006025139A1 - Circuit board, manufacturing method thereof, and electronic component using the same - Google Patents

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Abstract

薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板とその製造方法、及びこれを用いた気密性の向上が可能な電子部品を提供する。 絶縁基板(10)と、絶縁基板(10)の厚さ方向に形成された、絶縁基板(10)の第1主面(10a)と絶縁基板(10)の第2主面(10b)とを接続するためのスルーホール(11)と、スルーホール(11)の内壁と第1及び第2主面(10a,10b)におけるスルーホール(11)の開口部周囲とに形成された導電膜(12)と、スルーホール(11)に充填され、かつ導電膜(12)と接合する金属部材(14)とを含む回路基板(1)とする。Provided are a circuit board capable of being thinned and capable of reducing manufacturing costs, a manufacturing method thereof, and an electronic component capable of improving airtightness using the circuit board. An insulating substrate (10), and a first main surface (10a) of the insulating substrate (10) and a second main surface (10b) of the insulating substrate (10) formed in the thickness direction of the insulating substrate (10). A through hole (11) for connection, and a conductive film (12 formed around the inner wall of the through hole (11) and the opening of the through hole (11) in the first and second main surfaces (10a, 10b). ) And a metal member (14) filled in the through hole (11) and joined to the conductive film (12).

Description

本発明は、水晶片や半導体素子等を搭載する回路基板とその製造方法及びこれを用いた電子部品に関する。  The present invention relates to a circuit board on which a crystal piece, a semiconductor element, and the like are mounted, a manufacturing method thereof, and an electronic component using the circuit board.

従来、水晶片や半導体素子等の電子素子を搭載する回路基板では、セラミック基板に形成されたスルーホールに導電性組成物を充填し電気的導通部を形成していた。また、その形成方法としては、スルーホール内へ導電性組成物を充填した後、乾燥工程及び熱処理工程を経て電気的導通部を形成する方法を用いていた。更に、電子部品としては、電子素子を搭載した回路基板を蓋体で覆い保護しているものがあった(例えば、特許文献1参照)。  Conventionally, in a circuit board on which an electronic element such as a crystal piece or a semiconductor element is mounted, an electrically conductive part is formed by filling a through hole formed in a ceramic substrate with a conductive composition. Moreover, as the formation method, after filling the through hole with a conductive composition, a method of forming an electrically conductive portion through a drying process and a heat treatment process has been used. Further, as an electronic component, there is one in which a circuit board on which an electronic element is mounted is covered and protected (for example, see Patent Document 1).

図7は、特許文献1に記載された従来の回路基板を用いた電子部品の断面図である。図7に示すように、電子部品104では、セラミック材料からなる絶縁基板102の所定の位置に形成されたスルーホール110に導電性組成物を充填し、熱処理を行って電気的導通部108が形成されている。また、上記導電性組成物としては、銀粒子、ガラス粉末及びビヒクル(Vehicle)を含む混合物が使用されている。この混合物は、銀粒子とガラス粉末との合計量に対する銀粒子の含有量が85〜90重量%の範囲であり、含まれるガラス粉末の軟化温度が550〜650℃程度である。また、絶縁基板102としては、無機粉末とバインダとを含む複合物を焼成した後、平板状に仕上げ加工し、更に凹部105を設けたものが用いられている。  FIG. 7 is a cross-sectional view of an electronic component using a conventional circuit board described in Patent Document 1. As shown in FIG. 7, in the electronic component 104, a conductive composition is filled in a through hole 110 formed at a predetermined position of an insulating substrate 102 made of a ceramic material, and heat treatment is performed to form an electrically conductive portion 108. Has been. In addition, as the conductive composition, a mixture containing silver particles, glass powder, and vehicle is used. In this mixture, the silver particle content is in the range of 85 to 90% by weight with respect to the total amount of silver particles and glass powder, and the softening temperature of the contained glass powder is about 550 to 650 ° C. In addition, as the insulating substrate 102, a substrate in which a composite containing inorganic powder and a binder is fired and then finished into a flat plate shape and further provided with a recess 105 is used.

更に、電子部品104は、配線層106及び配線層107と、配線層107に実装された電子素子(水晶片)101と、電子素子101を覆って絶縁基板102上に設けられた蓋体103とを含む。また、蓋体103と配線層107、及び電子素子101と配線層107は、金−錫合金や金−シリコン合金等からなる接合層109を介して接着されている。
特開2003−101181号公報
Further, the electronic component 104 includes a wiring layer 106 and a wiring layer 107, an electronic element (crystal piece) 101 mounted on the wiring layer 107, and a lid 103 that covers the electronic element 101 and is provided on the insulating substrate 102. including. The lid 103 and the wiring layer 107, and the electronic element 101 and the wiring layer 107 are bonded to each other through a bonding layer 109 made of a gold-tin alloy, a gold-silicon alloy, or the like.
JP 2003-10181 A

しかし、前記従来の構成では、電気的導通部を形成する際、750℃〜900℃の熱処理を要するため、セラミック基板以外の絶縁基板を用いることが困難であった。そのため、製造コストに占める材料費の割合が大きくなり製造コストが上昇するおそれがあった。  However, in the conventional configuration, it is difficult to use an insulating substrate other than the ceramic substrate because a heat treatment at 750 ° C. to 900 ° C. is required when forming the electrically conductive portion. For this reason, the ratio of the material cost to the manufacturing cost is increased, which may increase the manufacturing cost.

また、一般に使用されるセラミック基板は、最小径が0.7μm程度のアルミナ粒子の集合体を含むことからアルミナ粒子間において粒界が存在するため、厚みが150μm以下のセラミック基板を用いて電子部品を構成すると、電子部品の気密性を維持することが困難となる可能性があった。また、セラミック基板の厚みを薄くすると、電気的導通部を形成する際の熱処理によって、セラミック基板が反る可能性があった。そのため、電子部品の気密性の維持が更に困難となる可能性があった。  In addition, since a ceramic substrate generally used includes an aggregate of alumina particles having a minimum diameter of about 0.7 μm, grain boundaries exist between the alumina particles, so that an electronic component using a ceramic substrate having a thickness of 150 μm or less is used. If it is configured, it may be difficult to maintain the airtightness of the electronic component. Further, when the thickness of the ceramic substrate is reduced, there is a possibility that the ceramic substrate is warped by the heat treatment in forming the electrically conductive portion. For this reason, there is a possibility that it is more difficult to maintain the airtightness of the electronic component.

本発明は上記課題を解決するものであり、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板とその製造方法、及びこれを用いた気密性の向上が可能な電子部品を提供する。  The present invention solves the above-described problems, and provides a circuit board capable of being thinned and capable of reducing manufacturing costs, a manufacturing method thereof, and an electronic component capable of improving airtightness using the circuit board. .

本発明の第1の回路基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含むことを特徴とする。
A first circuit board of the present invention is an through-hole for connecting an insulating substrate and a first main surface of the insulating substrate and a second main surface of the insulating substrate formed in the thickness direction of the insulating substrate. A circuit board including a hole,
A conductive film formed on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces;
And a metal member that fills the through hole and joins the conductive film.

本発明の第2の回路基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールにおける前記第1主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含むことを特徴とする。
A second circuit board of the present invention is an through-hole for connecting an insulating substrate and a first main surface of the insulating substrate and a second main surface of the insulating substrate formed in the thickness direction of the insulating substrate. A circuit board including a hole,
A conductive film formed on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces;
And a metal member that closes the opening of the through hole on the first main surface side and is bonded to the conductive film.

本発明の回路基板の第1の製造方法は、
絶縁基板の厚さ方向に、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成し、
略球状の金属部材を前記スルーホールに充填し、前記金属部材と前記導電膜とを接合する回路基板の製造方法である。
The first manufacturing method of the circuit board of the present invention includes:
Forming a through hole for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate in the thickness direction of the insulating substrate;
Forming a conductive film on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces;
In this method, the through-hole is filled with a substantially spherical metal member, and the metal member and the conductive film are joined.

本発明の回路基板の第2の製造方法は、
絶縁基板の厚さ方向に、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成し、
前記スルーホールにおける前記第1主面側の開口部を略球状の金属部材で塞ぎ、前記金属部材と前記導電膜とを接合する回路基板の製造方法である。
The second manufacturing method of the circuit board of the present invention includes:
Forming a through hole for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate in the thickness direction of the insulating substrate;
Forming a conductive film on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces;
In the method of manufacturing a circuit board, the opening on the first main surface side in the through hole is closed with a substantially spherical metal member, and the metal member and the conductive film are joined.

本発明の第1の電子部品は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記第1主面における前記開口部周囲に形成された前記導電膜に導電性材料を介して搭載されていることを特徴とする。
According to a first electronic component of the present invention, there is provided a through hole for connecting an insulating substrate and a first main surface of the insulating substrate and a second main surface of the insulating substrate, which are formed in the thickness direction of the insulating substrate. A circuit board including a hole;
Electronic elements mounted on the circuit board;
An electronic component including a lid that covers the electronic element,
The circuit board has a conductive film formed on an inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces, and fills the through hole and joins the conductive film. A metal member,
The electronic element is mounted on the conductive film formed around the opening in the first main surface via a conductive material.

本発明の第2の電子部品は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールにおける前記第1主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記金属部材に搭載されていることを特徴とする。
According to a second electronic component of the present invention, the through-hole for connecting the insulating substrate and the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate formed in the thickness direction of the insulating substrate. A circuit board including a hole;
Electronic elements mounted on the circuit board;
An electronic component including a lid that covers the electronic element,
The circuit board includes a conductive film formed on an inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces, and an opening on the first main surface side of the through hole. A metal member that closes and joins the conductive film,
The electronic element is mounted on the metal member.

本発明の回路基板とその製造方法によれば、電気的導通部を形成する際、高温での熱処理が不要となるため、例えばセラミック基板以外の基板(ガラス基板等)を用いることができる。よって、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能となる。また、本発明の電子部品によれば、上記本発明の回路基板を用いるため、気密性の向上が可能となる。  According to the circuit board and the manufacturing method thereof of the present invention, when the electrically conductive portion is formed, a heat treatment at a high temperature is not required, and therefore, for example, a substrate (such as a glass substrate) other than the ceramic substrate can be used. Therefore, the thickness can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. Further, according to the electronic component of the present invention, since the circuit board of the present invention is used, the airtightness can be improved.

図1Aは本発明の第1実施形態に係る回路基板の断面図であり、図1Bは本発明の第1実施形態に係る回路基板の概略平面図である。FIG. 1A is a sectional view of a circuit board according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic plan view of the circuit board according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第2実施形態に係る電子部品の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of an electronic component according to the second embodiment of the present invention. 図3A〜Jは、本発明の第2実施形態に係る電子部品の製造方法の一例を示す工程断面図である。3A to 3J are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing an electronic component according to the second embodiment of the present invention. 図4は、本発明の第3実施形態に係る回路基板の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a circuit board according to the third embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第4実施形態に係る電子部品の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of an electronic component according to the fourth embodiment of the present invention. 図6A〜Dは、本発明の第4実施形態に係る電子部品の製造方法の一例を示す工程断面図である。6A to 6D are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing an electronic component according to the fourth embodiment of the present invention. 図7は、従来の回路基板を用いた電子部品の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of an electronic component using a conventional circuit board.

本発明の第1の回路基板は、絶縁基板と、この絶縁基板の厚さ方向に形成された、絶縁基板の第1主面と絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む。ここで、「第1主面」とは、上記回路基板を後述する電子部品に適用した際、電子素子が搭載される側の絶縁基板の主面をいう。後述する本発明の第2の回路基板においても同様である。  A first circuit board of the present invention includes an insulating substrate, and a through hole formed in the thickness direction of the insulating substrate for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate. including. Here, the “first main surface” refers to the main surface of the insulating substrate on the side where the electronic element is mounted when the circuit board is applied to an electronic component described later. The same applies to the second circuit board of the present invention described later.

上記絶縁基板は、ガラス基板であることが好ましい。ガラス基板は酸化珪素分子がつながって出来た境目のない構造を有しているため、セラミック基板に比べ密に形成されている。よって、上記絶縁基板がガラス基板の場合は、後述する電子部品に適用した際、電子部品の気密性の向上が可能となる。ガラス基板としては、例えば、熱膨張係数が3×10−6/℃〜8×10−6/℃の硼珪酸ガラスや、同じく熱膨張係数が3×10−6/℃〜8×10−6/℃の無アルカリガラス、あるいは熱膨張係数が8×10−6/℃〜1.2×10−5/℃のソーダガラス等が使用できる。また、その厚みは、例えば100〜300μm程度である。The insulating substrate is preferably a glass substrate. Since the glass substrate has a seamless structure formed by connecting silicon oxide molecules, it is formed more densely than the ceramic substrate. Therefore, when the said insulating substrate is a glass substrate, when applied to the electronic component mentioned later, the airtightness of an electronic component can be improved. As the glass substrate, for example, borosilicate glass thermal expansion coefficient of 3 × 10 -6 / ℃ ~8 × 10 -6 / ℃, also the thermal expansion coefficient of 3 × 10 -6 / ℃ ~8 × 10 -6 An alkali-free glass having a thermal expansion coefficient of 8 × 10 −6 / ° C. to 1.2 × 10 −5 / ° C. can be used. Moreover, the thickness is about 100-300 micrometers, for example.

上記スルーホールは、上記第1主面から上記第2主面にかけてその径が漸次小さくなっていることが好ましい。後述する金属部材の充填を容易に行うことができるからである。スルーホールの径は、絶縁基板の厚みに応じて適宜設定すればよいが、例えば絶縁基板の厚みが150μmの場合は、上記第1主面側の開口径を100μm以上150μm以下の範囲とすればよく、上記第2主面側の開口径を50μm以上100μm以下の範囲とすればよい。また、スルーホールの形成は、例えばサンドブラスト法やエッチング法等により行うことができる。特に、サンドブラスト法でスルーホールを形成すると、スルーホールの内壁がブラストのメディアにより適度に粗面化されるため、スルーホールの内壁と後述する導電膜との密着性が向上する。  It is preferable that the diameter of the through hole gradually decreases from the first main surface to the second main surface. This is because the metal member described later can be easily filled. The diameter of the through hole may be set as appropriate according to the thickness of the insulating substrate. For example, when the thickness of the insulating substrate is 150 μm, the opening diameter on the first main surface side may be in the range of 100 μm to 150 μm. The opening diameter on the second main surface side may be in the range of 50 μm to 100 μm. The through hole can be formed by, for example, a sand blast method or an etching method. In particular, when the through hole is formed by the sand blast method, the inner wall of the through hole is appropriately roughened by the blasting medium, so that the adhesion between the inner wall of the through hole and the conductive film described later is improved.

そして、本発明の第1の回路基板は、上記スルーホールの内壁と上記第1及び第2主面における上記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、上記スルーホールに充填され、かつ上記導電膜と接合する金属部材とを含む。金属部材は、例えば金、銅等の金属材料からなるため、導電膜と接合する際において高温(例えば750℃以上)での熱処理を要しない。よって、セラミック基板以外の基板(例えばガラス基板等)を用いることができるため、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板を提供できる。  And the 1st circuit board of the present invention is filled in the through hole, the conductive film formed in the inner wall of the through hole and the periphery of the opening of the through hole in the first and second main surfaces, And a metal member bonded to the conductive film. Since the metal member is made of a metal material such as gold or copper, for example, heat treatment at a high temperature (for example, 750 ° C. or higher) is not required when the metal member is bonded to the conductive film. Therefore, since a substrate other than a ceramic substrate (for example, a glass substrate) can be used, a circuit substrate that can be reduced in thickness and can be manufactured at a reduced cost can be provided.

上記導電膜としては、例えばクロム、チタン、ニッケル、パラジウム、金等からなる金属薄膜が使用できる。導電膜は、1層の金属薄膜で形成してもよいし、複数層の金属薄膜で形成してもよい。複数層の金属薄膜で形成する場合は、クロム薄膜上にパラジウム薄膜及び金薄膜を順次積層した導電膜が好ましい。クロム薄膜と、保護層となる金薄膜との間にパラジウム薄膜が介在するため、このパラジウム薄膜が金薄膜とクロム薄膜との接着層として機能するからである。また、クロム薄膜はガラス基板との密着性が高いため、上記絶縁基板としてガラス基板を使用する場合は、上記組み合わせ(クロム薄膜/パラジウム薄膜/金薄膜)の導電膜が特に好ましい。また、上記組み合わせにおける各金属薄膜の厚みは、例えば、クロム薄膜が0.05〜0.1μm程度であり、パラジウム薄膜が0.01〜0.05μm程度であり、金薄膜が0.3〜1.0μm程度である。上述した金属薄膜は、例えばスパッタリング法やめっき法等の手段を用いて形成できる。例えば、クロム薄膜やチタン薄膜やパラジウム薄膜を0.05〜0.1μm程度の厚さに形成する場合は、スパッタリング法を用いて形成することができる。また、例えばニッケル薄膜を1〜2μm程度の厚さに形成する場合は、無電解めっき法を用いて形成することができる。また、スパッタリング法やめっき法によって形成された金属薄膜の保護層として、金薄膜を0.3〜1.0μm程度の厚さに形成する場合は、電解めっき法を用いて形成することができる。なお、金薄膜はスパッタリング法で形成することもできる。また、上記金薄膜の代わりに銀薄膜や銅薄膜を用いてもよい。銀薄膜や銅薄膜は、金薄膜と同様にスパッタリング法やめっき法によって形成することができる。  As the conductive film, for example, a metal thin film made of chromium, titanium, nickel, palladium, gold or the like can be used. The conductive film may be formed of a single-layer metal thin film or a multi-layer metal thin film. In the case of forming with a plurality of metal thin films, a conductive film in which a palladium thin film and a gold thin film are sequentially laminated on a chromium thin film is preferable. This is because a palladium thin film is interposed between the chromium thin film and the gold thin film serving as the protective layer, and this palladium thin film functions as an adhesive layer between the gold thin film and the chromium thin film. Further, since the chromium thin film has high adhesion to the glass substrate, the conductive film of the above combination (chromium thin film / palladium thin film / gold thin film) is particularly preferable when the glass substrate is used as the insulating substrate. The thickness of each metal thin film in the above combination is, for example, about 0.05 to 0.1 μm for a chromium thin film, about 0.01 to 0.05 μm for a palladium thin film, and 0.3 to 1 for a gold thin film. About 0.0 μm. The metal thin film described above can be formed using means such as sputtering or plating. For example, when a chromium thin film, a titanium thin film, or a palladium thin film is formed to a thickness of about 0.05 to 0.1 μm, it can be formed using a sputtering method. For example, when a nickel thin film is formed to a thickness of about 1 to 2 μm, it can be formed using an electroless plating method. Further, when a gold thin film is formed to a thickness of about 0.3 to 1.0 μm as a protective layer for a metal thin film formed by a sputtering method or a plating method, it can be formed using an electrolytic plating method. The gold thin film can also be formed by a sputtering method. A silver thin film or a copper thin film may be used instead of the gold thin film. A silver thin film or a copper thin film can be formed by sputtering or plating in the same manner as a gold thin film.

また、上記金属部材は、略球状に形成されていることが好ましい。スルーホールの内壁に形成された導電膜と金属部材との間の接合を均一に行うことができるからである。  The metal member is preferably formed in a substantially spherical shape. This is because the conductive film formed on the inner wall of the through hole and the metal member can be uniformly joined.

また、上記絶縁基板はシート状に形成されていることが好ましい。後述する電子部品に適用した際、電子部品の薄型化が容易となるからである。また、上記絶縁基板がシート状に形成されていると、後述する電子部品を製造する際、上記絶縁基板上に複数個の電子素子を同時に実装した後、電子素子毎に個片化して電子部品を製造することができるため、電子素子の実装工程が簡略化する。  The insulating substrate is preferably formed in a sheet shape. This is because when applied to an electronic component described later, it is easy to make the electronic component thinner. In addition, when the insulating substrate is formed in a sheet shape, when an electronic component to be described later is manufactured, a plurality of electronic elements are simultaneously mounted on the insulating substrate, and then the electronic components are separated into individual electronic components. Therefore, the mounting process of the electronic element is simplified.

次に、本発明の第2の回路基板について説明する。なお、以下の記述において、上述した本発明の第1の回路基板と同じ構成要素についての説明を省略する場合がある。  Next, the second circuit board of the present invention will be described. In the following description, description of the same components as those of the first circuit board of the present invention described above may be omitted.

本発明の第2の回路基板は、上述した本発明の第1の回路基板と同様に、絶縁基板と、この絶縁基板の厚さ方向に形成された、絶縁基板の第1主面と絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールと、このスルーホールの内壁と第1及び第2主面におけるスルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜とを含む。そして、本発明の第2の回路基板は、上記構成に加え、上記スルーホールにおける上記第1主面側の開口部を塞ぎ、かつ上記導電膜と接合する金属部材を含む。これにより、上述した本発明の第1の回路基板と同様に、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板を提供できる。  Similar to the above-described first circuit board of the present invention, the second circuit board of the present invention includes an insulating substrate, and the first main surface of the insulating substrate and the insulating substrate formed in the thickness direction of the insulating substrate. And a conductive film formed on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces. And the 2nd circuit board of this invention contains the metal member which plugs up the opening part of the said 1st main surface side in the said through hole, and joins the said electrically conductive film in addition to the said structure. Thereby, similarly to the above-described first circuit board of the present invention, it is possible to provide a circuit board that can be thinned and reduced in manufacturing cost.

また、本発明の第2の回路基板は、上記金属部材が略半球状に形成され、上記金属部材の半球面と上記導電膜とが接合されている回路基板であってもよい。上記第1主面側の開口部周囲に形成された導電膜と金属部材との間の接合を均一に行うことができる上、上記金属部材における上記半球面側と反対側に位置する平面部に、後述する電子素子を搭載することができるからである。  The second circuit board of the present invention may be a circuit board in which the metal member is formed in a substantially hemispherical shape, and the hemispherical surface of the metal member and the conductive film are bonded. The conductive film formed around the opening on the first main surface side and the metal member can be joined uniformly, and the flat surface portion located on the opposite side of the metal member from the hemispherical side is provided. This is because an electronic element to be described later can be mounted.

また、本発明の第2の回路基板に使用される絶縁基板は、上述した本発明の第1の回路基板と同様にガラス基板であることが好ましく、シート状に形成されていることが好ましい。  Further, the insulating substrate used for the second circuit board of the present invention is preferably a glass substrate like the above-described first circuit board of the present invention, and is preferably formed in a sheet shape.

次に、本発明の回路基板の第1の製造方法について説明する。なお、本発明の回路基板の第1の製造方法は、上述した本発明の第1の回路基板を製造するための好適な製造方法である。よって、以下の記述において、上述した本発明の第1の回路基板と重複する説明を省略する場合がある。  Next, the first manufacturing method of the circuit board of the present invention will be described. In addition, the 1st manufacturing method of the circuit board of this invention is a suitable manufacturing method for manufacturing the 1st circuit board of this invention mentioned above. Therefore, in the following description, description overlapping with the above-described first circuit board of the present invention may be omitted.

本発明の回路基板の第1の製造方法は、まず、絶縁基板の厚さ方向に、絶縁基板の第1主面と絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールを形成し、このスルーホールの内壁と上記第1及び第2主面における上記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成する。スルーホール及び導電膜の形成方法は、上述の通りである。また、使用する絶縁基板は、上述した本発明の第1の回路基板と同様にガラス基板であることが好ましく、シート状に形成されていることが好ましい。  In the first manufacturing method of the circuit board of the present invention, first, a through hole for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate is formed in the thickness direction of the insulating substrate, A conductive film is formed on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces. The through hole and the conductive film are formed as described above. Further, the insulating substrate to be used is preferably a glass substrate like the first circuit board of the present invention described above, and is preferably formed in a sheet shape.

そして、略球状の金属部材を上記スルーホールに充填し、上記金属部材と上記導電膜とを接合する。これにより、上述した本発明の第1の回路基板を容易に製造できる。なお、「略球状の金属部材」は、例えばキャピラリーツールを用いて形成することができ、その形成方法の詳細については後述する。  Then, the through-hole is filled with a substantially spherical metal member, and the metal member and the conductive film are joined. Thereby, the first circuit board of the present invention described above can be easily manufactured. The “substantially spherical metal member” can be formed using, for example, a capillary tool, and the details of the formation method will be described later.

また、上記金属部材と上記導電膜とを接合する際は、超音波併用熱圧着法により接合するのが好ましい。この場合の「超音波併用熱圧着法」は、上記金属部材と上記導電膜との接合箇所に対して熱と荷重を加えながら超音波を印加して接合する方法である。超音波併用熱圧着法は、従来の熱と荷重を加えて接合する方式(熱圧着法)の加熱温度(300℃を超える温度)に比べて、低温(100〜300℃程度)で接合することができる。よって、絶縁基板の変形を防ぐことができる。また、超音波を併用することで、導電膜と金属部材とが、超音波による摩擦熱で上記「熱圧着法」に比べより強固に接合される。  Moreover, when joining the said metal member and the said electrically conductive film, it is preferable to join by the ultrasonic thermocompression bonding method. In this case, the “ultrasonic combined thermocompression bonding method” is a method in which ultrasonic waves are applied and bonded to a bonding portion between the metal member and the conductive film while applying heat and a load. The ultrasonic thermocompression bonding method involves bonding at a low temperature (about 100 to 300 ° C) compared to the heating temperature (temperature exceeding 300 ° C) of the conventional method (thermocompression bonding method) in which heat and load are applied. Can do. Therefore, deformation of the insulating substrate can be prevented. Further, by using ultrasonic waves in combination, the conductive film and the metal member are bonded more firmly than the above-mentioned “thermocompression bonding method” by frictional heat generated by ultrasonic waves.

次に、本発明の回路基板の第2の製造方法について説明する。なお、本発明の回路基板の第2の製造方法は、上述した本発明の第2の回路基板を製造するための好適な製造方法である。また、以下の記述において、上述した本発明の第2の回路基板、及び上述した本発明の回路基板の第1の製造方法と重複する説明を省略する場合がある。  Next, the second manufacturing method of the circuit board of the present invention will be described. In addition, the 2nd manufacturing method of the circuit board of this invention is a suitable manufacturing method for manufacturing the 2nd circuit board of this invention mentioned above. Moreover, in the following description, the description which overlaps with the 2nd circuit board of this invention mentioned above and the 1st manufacturing method of the circuit board of this invention mentioned above may be abbreviate | omitted.

本発明の回路基板の第2の製造方法は、まず、絶縁基板の厚さ方向に、絶縁基板の第1主面と絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールを形成し、このスルーホールの内壁と上記第1及び第2主面における上記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成する。そして、上記スルーホールにおける上記第1主面側の開口部を略球状の金属部材で塞ぎ、上記金属部材と上記導電膜とを接合する。これにより、上述した本発明の第2の回路基板を容易に製造できる。  In the second manufacturing method of the circuit board of the present invention, first, a through hole for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate is formed in the thickness direction of the insulating substrate, A conductive film is formed on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces. Then, the opening on the first main surface side in the through hole is closed with a substantially spherical metal member, and the metal member and the conductive film are joined. Thereby, the above-described second circuit board of the present invention can be easily manufactured.

また、本発明の回路基板の第2の製造方法において使用する絶縁基板については、上述した本発明の回路基板の第1の製造方法と同様にガラス基板であることが好ましく、シート状に形成されていることが好ましい。また、上記金属部材と上記導電膜とを接合する際は、上述したように超音波併用熱圧着法により接合するのが好ましい。  Further, the insulating substrate used in the second manufacturing method of the circuit board of the present invention is preferably a glass substrate, like the first manufacturing method of the circuit board of the present invention described above, and is formed in a sheet shape. It is preferable. Moreover, when joining the said metal member and the said electrically conductive film, it is preferable to join by the ultrasonic thermocompression bonding method as mentioned above.

次に、本発明の第1の電子部品について説明する。なお、本発明の第1の電子部品は、上述した本発明の第1の回路基板を含む電子部品である。よって、以下の記述において、上述した本発明の第1の回路基板と同じ構成要素についての説明を省略する場合がある。  Next, the first electronic component of the present invention will be described. In addition, the 1st electronic component of this invention is an electronic component containing the 1st circuit board of this invention mentioned above. Therefore, in the following description, the description of the same components as those of the first circuit board of the present invention described above may be omitted.

本発明の第1の電子部品は、上述した本発明の第1の回路基板と、この第1の回路基板に搭載された電子素子と、この電子素子を覆う蓋体とを含む。そして、上記電子素子は、上述した本発明の第1の回路基板の導電膜のうち、第1主面におけるスルーホールの開口部周囲に形成された領域に、導電性材料を介して搭載されている。上述したように、本発明の第1の回路基板は高温での熱処理が不要であるため、セラミック基板以外の基板(例えばガラス基板等)を用いることができる。よって、本発明の第1の電子部品によれば、電子部品の気密性の向上が可能となる。  A first electronic component of the present invention includes the above-described first circuit board of the present invention, an electronic element mounted on the first circuit board, and a lid that covers the electronic element. And the said electronic element is mounted in the area | region formed around the opening part of the through hole in the 1st main surface among the electrically conductive films of the 1st circuit board of this invention mentioned above through a conductive material. Yes. As described above, since the first circuit board of the present invention does not require heat treatment at a high temperature, a substrate other than a ceramic substrate (for example, a glass substrate) can be used. Therefore, according to the first electronic component of the present invention, the airtightness of the electronic component can be improved.

上記電子素子としては、例えば水晶片や半導体素子等が使用できる。例えば、上記電子素子が水晶片である場合、上記電子部品は水晶振動子となる。上記蓋体の材料については特に限定されないが、例えばガラス等を使用することができる。上記蓋体の厚みは、例えば0.3〜0.4mm程度である。また上記導電性材料としては、例えばエポキシ樹脂に導電微粒子として銀微粒子を配合した導電性接着剤が使用できる。  As the electronic element, for example, a crystal piece or a semiconductor element can be used. For example, when the electronic element is a crystal piece, the electronic component is a crystal resonator. Although it does not specifically limit about the material of the said cover body, For example, glass etc. can be used. The lid has a thickness of about 0.3 to 0.4 mm, for example. As the conductive material, for example, a conductive adhesive in which silver fine particles are mixed as conductive fine particles in an epoxy resin can be used.

また、上記第1主面における上記電子素子と面する領域には、凹部が形成されていてもよい。上記電子素子の動作空間の確保が容易となるからである。  Moreover, the recessed part may be formed in the area | region which faces the said electronic element in the said 1st main surface. This is because it is easy to secure the operation space of the electronic element.

次に、本発明の第2の電子部品について説明する。なお、本発明の第2の電子部品は、上述した本発明の第2の回路基板を含む電子部品である。また、以下の記述において、上述した本発明の第2の回路基板、及び上述した本発明の第1の電子部品と同じ構成要素についての説明を省略する場合がある。  Next, the second electronic component of the present invention will be described. In addition, the 2nd electronic component of this invention is an electronic component containing the 2nd circuit board of this invention mentioned above. Moreover, in the following description, description about the same component as the 2nd circuit board of this invention mentioned above and the 1st electronic component of this invention mentioned above may be abbreviate | omitted.

本発明の第2の電子部品は、上述した本発明の第2の回路基板と、この第2の回路基板に搭載された電子素子と、この電子素子を覆う蓋体とを含む。そして、上記電子素子は、上述した本発明の第2の回路基板の金属部材に搭載されている。よって、本発明の第2の電子部品によれば、上述した本発明の第1の電子部品と同様に、電子部品の気密性の向上が可能となる。  A second electronic component of the present invention includes the above-described second circuit board of the present invention, an electronic element mounted on the second circuit board, and a lid that covers the electronic element. And the said electronic element is mounted in the metal member of the 2nd circuit board of this invention mentioned above. Therefore, according to the second electronic component of the present invention, the airtightness of the electronic component can be improved in the same manner as the first electronic component of the present invention described above.

また、本発明の第2の電子部品において、電子素子と導電膜との間の間隔は、30〜50μmの範囲であることが好ましい。上記電子素子の動作空間を確保した上で、電子部品の薄型化が可能となるからである。  In the second electronic component of the present invention, the distance between the electronic element and the conductive film is preferably in the range of 30 to 50 μm. This is because it is possible to reduce the thickness of the electronic component while securing the operation space of the electronic element.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。参照する図1Aは、本発明の第1実施形態に係る回路基板の断面図である。また、参照する図1Bは、本発明の第1実施形態に係る回路基板の概略平面図である。なお、第1実施形態に係る回路基板は、上述した本発明の第1の回路基板の一例である。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A to be referred to is a cross-sectional view of a circuit board according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1B to be referred to is a schematic plan view of the circuit board according to the first embodiment of the present invention. The circuit board according to the first embodiment is an example of the first circuit board of the present invention described above.

図1Aに示すように、第1実施形態に係る回路基板1は、絶縁基板10と、絶縁基板10の厚さ方向に形成された、絶縁基板10の第1主面10aと絶縁基板10の第2主面10bとを接続するためのスルーホール11と、第1導電膜12と、第2導電膜13と、スルーホール11に充填され、かつ第1導電膜12と接合する金属部材14とを含む。第1導電膜12は、第1主面10aにおけるスルーホール11の開口部周囲に形成された電子素子接続電極12aと、スルーホール11の内壁に形成された接続導電膜12bと、第2主面10bにおけるスルーホール11の開口部周囲に形成された外部接続電極12cとからなる。なお、第1導電膜12は、特許請求の範囲に記載された「導電膜」に相当する。  As shown in FIG. 1A, a circuit board 1 according to the first embodiment includes an insulating substrate 10, a first main surface 10 a of the insulating substrate 10 formed in the thickness direction of the insulating substrate 10, and the first of the insulating substrate 10. A through hole 11, a first conductive film 12, a second conductive film 13, and a metal member 14 filled in the through hole 11 and joined to the first conductive film 12; Including. The first conductive film 12 includes an electronic element connection electrode 12a formed around the opening of the through hole 11 in the first main surface 10a, a connection conductive film 12b formed on the inner wall of the through hole 11, and a second main surface. And an external connection electrode 12c formed around the opening of the through hole 11 at 10b. The first conductive film 12 corresponds to a “conductive film” recited in the claims.

金属部材14は、例えば金、銅等の金属材料からなるため、第1導電膜12と接合する際において高温(例えば750℃以上)での熱処理を要しない。これにより、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板1とすることができる。また、金属部材14は略球状に形成されている。これにより、スルーホール11の内壁に形成された接続導電膜12bと金属部材14との間の接合を均一に行うことができる。  Since the metal member 14 is made of a metal material such as gold or copper, for example, heat treatment at a high temperature (for example, 750 ° C. or higher) is not required when the metal member 14 is bonded to the first conductive film 12. As a result, the circuit board 1 can be thinned and the manufacturing cost can be reduced. The metal member 14 is formed in a substantially spherical shape. Thereby, the joining between the connection conductive film 12b formed on the inner wall of the through hole 11 and the metal member 14 can be performed uniformly.

また、図1Bに示すように、第2導電膜13は、絶縁基板10の第1主面10aの外縁部に形成されている。この第2導電膜13は、回路基板1を用いて電子部品を作製する際、後述する蓋体との接着面となる。  Further, as shown in FIG. 1B, the second conductive film 13 is formed on the outer edge portion of the first main surface 10 a of the insulating substrate 10. The second conductive film 13 serves as an adhesive surface with a lid, which will be described later, when an electronic component is manufactured using the circuit board 1.

また、図1Aに示すように、スルーホール11は、第1主面10aから第2主面10bにかけてその径が漸次小さくなっている。これにより、金属部材14の充填を容易に行うことができる。また、第1主面10aには凹部10cが形成されている。これにより、回路基板1を電子部品に適用した際、後述する電子素子の動作空間の確保が容易となる。  As shown in FIG. 1A, the diameter of the through hole 11 gradually decreases from the first main surface 10a to the second main surface 10b. Thereby, the metal member 14 can be filled easily. A recess 10c is formed in the first main surface 10a. Thereby, when the circuit board 1 is applied to an electronic component, it becomes easy to secure an operation space of an electronic element described later.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について図面を参照して説明する。参照する図2は、本発明の第2実施形態に係る電子部品の断面図である。第2実施形態に係る電子部品は、上述した第1実施形態に係る回路基板1を含む。よって、図2において、図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、第2実施形態に係る電子部品は、上述した本発明の第1の電子部品の一例である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 to be referred to is a cross-sectional view of an electronic component according to the second embodiment of the present invention. The electronic component according to the second embodiment includes the circuit board 1 according to the first embodiment described above. Therefore, in FIG. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The electronic component according to the second embodiment is an example of the first electronic component of the present invention described above.

図2に示すように、第2実施形態に係る電子部品2は、上述した第1実施形態に係る回路基板1と、回路基板1に搭載された電子素子20と、電子素子20を覆う蓋体21とを含む。蓋体21は、サンドブラスト法やエッチング法等の手段を用いて形成された凹部21aを有する。そして、電子素子20は、電子素子接続電極12aに導電性接着剤22を介して搭載されている。また、第2導電膜13と蓋体21とは、接着層23を介して接着されている。接着層23の構成材料としては、金−錫めっき膜や金−錫ペースト、あるいは低融点ガラス等が使用できる。このように、第2実施形態に係る電子部品2は、上述した本発明の第1実施形態に係る回路基板1を用いるため、電子部品2の気密性の向上が可能となる。  As shown in FIG. 2, the electronic component 2 according to the second embodiment includes the circuit board 1 according to the first embodiment described above, the electronic element 20 mounted on the circuit board 1, and a lid that covers the electronic element 20. 21. The lid 21 has a recess 21a formed by using a sandblasting method, an etching method, or the like. The electronic element 20 is mounted on the electronic element connection electrode 12 a via the conductive adhesive 22. In addition, the second conductive film 13 and the lid body 21 are bonded via an adhesive layer 23. As a constituent material of the adhesive layer 23, a gold-tin plating film, a gold-tin paste, a low melting point glass, or the like can be used. Thus, since the electronic component 2 according to the second embodiment uses the circuit board 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the airtightness of the electronic component 2 can be improved.

また、絶縁基板10の第1主面10aにおける電子素子20と面する領域には、凹部10cが形成されている。これにより、電子素子20の動作空間(蓋体21と第1主面10aとの間)の確保が容易となる。なお、電子素子20として水晶片を用いる場合は、蓋体21と第1主面10aとの間の間隔が200μm以上であることが好ましい。その場合、凹部10cの深さを30〜50μm程度とすればよい。  A recess 10 c is formed in a region facing the electronic element 20 on the first main surface 10 a of the insulating substrate 10. Thereby, it becomes easy to secure an operation space of the electronic element 20 (between the lid 21 and the first main surface 10a). In addition, when using a crystal piece as the electronic element 20, it is preferable that the space | interval between the cover body 21 and the 1st main surface 10a is 200 micrometers or more. In that case, what is necessary is just to make the depth of the recessed part 10c into about 30-50 micrometers.

また、電子素子20として水晶片を用いる場合は、電子素子20を蓋体21で覆った後でも、水晶片にレーザーを照射することで周波数調整を行うことができるように、蓋体21の構成材料として上記レーザーの透過性が高いガラスを使用するのが好ましい。また、電子素子20として発光ダイオードを用いる場合は、蓋体21の構成材料として可視光の透過性が高いガラスを使用するのが好ましい。  Further, when a crystal piece is used as the electronic element 20, the structure of the lid body 21 is such that frequency adjustment can be performed by irradiating the crystal piece with a laser even after the electronic element 20 is covered with the lid body 21. As the material, it is preferable to use glass having high laser transmittance. When a light emitting diode is used as the electronic element 20, it is preferable to use glass having a high visible light transmission property as a constituent material of the lid 21.

次に、上述した第2実施形態に係る電子部品2の製造方法の一例について図面を参照して説明する。参照する図3A〜Jは、第2実施形態に係る電子部品2の製造方法の一例を示す工程断面図である。このうち図3A〜Gは、上述した第1実施形態に係る回路基板1の製造方法の一例を示す工程断面図である。なお、図3A〜Jにおいて、図1及び図2と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。  Next, an example of a method for manufacturing the electronic component 2 according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. 3A to J to be referred to are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the electronic component 2 according to the second embodiment. 3A to 3G are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the circuit board 1 according to the first embodiment described above. 3A to 3J, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

まず、図3Aに示すように、熱膨張係数が3×10−6/℃〜8×10−6/℃の無アルカリガラスからなる絶縁基板10(厚み:150μm)を用意する。First, as shown in FIG. 3A, an insulating substrate 10 (thickness: 150 μm) made of non-alkali glass having a thermal expansion coefficient of 3 × 10 −6 / ° C. to 8 × 10 −6 / ° C. is prepared.

次に、図3Bに示すように、絶縁基板10の第1主面10aに、深さが30〜50μmの凹部10cをサンドブラスト法により形成する。  Next, as illustrated in FIG. 3B, a recess 10 c having a depth of 30 to 50 μm is formed on the first main surface 10 a of the insulating substrate 10 by a sandblast method.

続いて、図3Cに示すように、絶縁基板10の第1主面10a側からサンドブラスト法でスルーホール11を形成する。この際、第1主面10aから第2主面10bにかけてスルーホール11の径が漸次小さくなるように形成することが好ましい。この場合、スルーホール11の開口径は、例えば、第1主面10a側を120μmとし、第2主面10b側を80μmとすればよい。  Subsequently, as illustrated in FIG. 3C, the through hole 11 is formed from the first main surface 10 a side of the insulating substrate 10 by the sandblast method. At this time, it is preferable to form the through hole 11 so that the diameter of the through hole 11 gradually decreases from the first main surface 10a to the second main surface 10b. In this case, the opening diameter of the through hole 11 may be, for example, 120 μm on the first main surface 10 a side and 80 μm on the second main surface 10 b side.

次に、図3Dに示すように、絶縁基板10の表面及びスルーホール11の内壁に導電膜7を形成する。例えば、絶縁基板10の表面及びスルーホール11の内壁に、スパッタリング法によりクロム薄膜(厚み:0.1μm)を形成し、このクロム薄膜上に、スパッタリング法によりパラジウム薄膜(厚み:0.05μm)を形成した後、このパラジウム薄膜上に、電解めっき法により金薄膜(厚み:0.5〜1.0μm)を形成することにより、クロム薄膜、パラジウム薄膜及び金薄膜からなる導電膜7を形成することができる。  Next, as illustrated in FIG. 3D, the conductive film 7 is formed on the surface of the insulating substrate 10 and the inner wall of the through hole 11. For example, a chromium thin film (thickness: 0.1 μm) is formed on the surface of the insulating substrate 10 and the inner wall of the through hole 11 by sputtering, and a palladium thin film (thickness: 0.05 μm) is formed on the chromium thin film by sputtering. After the formation, a conductive film 7 made of a chromium thin film, a palladium thin film, and a gold thin film is formed on the palladium thin film by forming a gold thin film (thickness: 0.5 to 1.0 μm) by electrolytic plating. Can do.

次に、導電膜7上の所定の箇所にレジスト膜(図示せず)を形成した後、導電膜7上の上記レジスト膜で覆われていない箇所をエッチングして、図3Eに示す第1及び第2導電膜12,13を形成する。  Next, after a resist film (not shown) is formed at a predetermined location on the conductive film 7, the portions on the conductive film 7 that are not covered with the resist film are etched, and the first and the second films shown in FIG. Second conductive films 12 and 13 are formed.

続いて、還元性雰囲気(Nガス等)中で300℃の加熱温度に設定されたヒーター(図示せず)上に絶縁基板10を押さえガイド(図示せず)でセットし、ワイヤーボンダーのボンディングヘッド(図示せず)に組み込まれた上下動式のキャピラリーツール6(図3F参照)をスルーホール11の真上に合わせて配置する。この際の位置合わせはワイヤーボンダーに備えられた位置認識装置により行うことができる。このときの位置精度は、例えば±5μm以下である。また、キャピラリーツール6には金属ワイヤ5(図3F参照)が挿通されている。金属ワイヤ5の構成材料としては、耐食性が高い金が好ましい。そして、トーチ(図示せず)により金属ワイヤ5の先端部を加熱溶融して、略球状の金属部材14(図3F参照)を形成する。この金属部材14は、直径が金属ワイヤ5の約3〜4倍程度となる。よって、例えば金属部材14の直径を120μm程度の大きさにする場合は、金属ワイヤ5として直径が38μm程度のものを使用すればよい。なお、金属部材14は、金属ワイヤ5の先端部とトーチ(図示せず)との間で火花放電を発生させることにより形成している。Subsequently, the insulating substrate 10 is set with a pressing guide (not shown) on a heater (not shown) set to a heating temperature of 300 ° C. in a reducing atmosphere (N 2 gas or the like), and wire bonder bonding is performed. A vertically moving capillary tool 6 (refer to FIG. 3F) incorporated in a head (not shown) is arranged right above the through hole 11. The alignment at this time can be performed by a position recognition device provided in the wire bonder. The positional accuracy at this time is, for example, ± 5 μm or less. A metal wire 5 (see FIG. 3F) is inserted through the capillary tool 6. As a constituent material of the metal wire 5, gold having high corrosion resistance is preferable. And the front-end | tip part of the metal wire 5 is heat-melted with a torch (not shown), and the substantially spherical metal member 14 (refer FIG. 3F) is formed. The metal member 14 has a diameter of about 3 to 4 times that of the metal wire 5. Therefore, for example, when the metal member 14 has a diameter of about 120 μm, the metal wire 5 having a diameter of about 38 μm may be used. The metal member 14 is formed by generating a spark discharge between the tip of the metal wire 5 and a torch (not shown).

次に、図3Fに示すように、キャピラリーツール6を下降させて、金属部材14をスルーホール11内に100〜300gfの荷重で押圧しながら充填する。この際、キャピラリーツール6に対し図1BのY方向に超音波振動を加え、同時にキャピラリーツール6に対し図1BのX方向に機械的な微振動を加える。この時の超音波の発振周波数は60〜120kHzが好ましく、超音波の印加時間は10〜50msが好ましい。また、機械的な微振動を加える方法としては、例えばボンディングヘッドを上記X方向に振動させる方法が挙げられる。このときのX方向の振動幅は、超音波の振動幅と同程度(例えば5〜10μm)であることが好ましい。このようにして、金属部材14と接続導電膜12bとを接合する。この後、キャピラリーツール6を上昇させ、金属ワイヤ5を切断する。これにより、図3Gに示す回路基板1が得られる。なお、金属ワイヤ5を切断する際に、トーチ(図示せず)で加熱することによって切断すると、切断と同時に略球状の金属部材14が形成されるため、回路基板1を連続して製造する場合に作業性が向上する。また、本実施形態では、上述したような超音波併用熱圧着法を用いるため、接続導電膜12bと金属部材14とが強固に接合される。よって、後述するように、電子部品2(図3J参照)を形成した際、スルーホール11の密閉性が高くなるため、気密性の高い電子部品2とすることができる。  Next, as shown in FIG. 3F, the capillary tool 6 is lowered and the metal member 14 is filled into the through hole 11 while being pressed with a load of 100 to 300 gf. At this time, ultrasonic vibration is applied to the capillary tool 6 in the Y direction of FIG. 1B, and at the same time, mechanical fine vibration is applied to the capillary tool 6 in the X direction of FIG. 1B. The ultrasonic oscillation frequency at this time is preferably 60 to 120 kHz, and the ultrasonic application time is preferably 10 to 50 ms. Further, as a method of applying mechanical micro vibration, for example, a method of vibrating the bonding head in the X direction can be mentioned. The vibration width in the X direction at this time is preferably about the same as the vibration width of ultrasonic waves (for example, 5 to 10 μm). Thus, the metal member 14 and the connection conductive film 12b are joined. Thereafter, the capillary tool 6 is raised and the metal wire 5 is cut. Thereby, the circuit board 1 shown in FIG. 3G is obtained. When cutting the metal wire 5 by heating with a torch (not shown), a substantially spherical metal member 14 is formed simultaneously with the cutting, and therefore the circuit board 1 is manufactured continuously. Workability is improved. In the present embodiment, since the ultrasonic combined thermocompression method as described above is used, the connection conductive film 12b and the metal member 14 are firmly bonded. Therefore, as will be described later, when the electronic component 2 (see FIG. 3J) is formed, the airtightness of the through hole 11 is increased, so that the electronic component 2 having high airtightness can be obtained.

続いて、図3Hに示すように、回路基板1の電子素子接続電極12a上に導電性接着剤22を介して電子素子20を搭載する。これにより、回路基板1の外部接続電極12cは、接続導電膜12b、電子素子接続電極12a及び導電性接着剤22を介して電子素子20と電気的に接続される。なお、本実施形態では、電子素子20として水晶片を用いている。  Subsequently, as shown in FIG. 3H, the electronic element 20 is mounted on the electronic element connection electrode 12 a of the circuit board 1 via the conductive adhesive 22. Thereby, the external connection electrode 12 c of the circuit board 1 is electrically connected to the electronic element 20 through the connection conductive film 12 b, the electronic element connection electrode 12 a, and the conductive adhesive 22. In the present embodiment, a crystal piece is used as the electronic element 20.

次に、真空雰囲気中で回路基板1を位置決め用冶具(図示せず)にセットした後、蓋体21を回路基板1の真上に位置合わせし(図3I参照)、蓋体21と回路基板1とを接着する。この際、図3Iに示すように、蓋体21の回路基板1との接続部には、接着層23が予め設けられている。本実施形態では、接着層23として、電解めっきにより形成した金−錫合金(厚み:10〜15μm)を用いている。この場合、金−錫合金の質量比(金:錫)は、例えば4:1とすればよい。  Next, after the circuit board 1 is set on a positioning jig (not shown) in a vacuum atmosphere, the lid 21 is aligned directly above the circuit board 1 (see FIG. 3I), and the lid 21 and the circuit board are aligned. 1 is bonded. At this time, as shown in FIG. 3I, an adhesive layer 23 is provided in advance at the connection portion between the lid 21 and the circuit board 1. In the present embodiment, a gold-tin alloy (thickness: 10 to 15 μm) formed by electrolytic plating is used as the adhesive layer 23. In this case, the mass ratio of gold-tin alloy (gold: tin) may be 4: 1, for example.

次に、蓋体21を5×10〜6×10Paで加圧しながら、290〜310℃のNガス雰囲気炉中で回路基板1と共に加熱する。この時の加熱時間は30〜60秒が好ましい。これにより、回路基板1と蓋体21とが接着層23によって接合され、気密性が高い電子部品2が得られる(図3J)。なお、図3Jに示す電子部品2は、長胴方向及び短胴方向の寸法がそれぞれ2.0mm及び1.6mmで、厚みが0.5mmであるが、上記製造方法によれば、更に薄型の電子部品を安価に製造することができる。例えば、長胴方向及び短胴方向の寸法がそれぞれ1.6mm及び1.0mmで、厚みが0.4mmの電子部品を安価に製造することができる。Next, the lid 21 is heated together with the circuit board 1 in an N 2 gas atmosphere furnace at 290 to 310 ° C. while being pressurized at 5 × 10 4 to 6 × 10 4 Pa. The heating time at this time is preferably 30 to 60 seconds. Thereby, the circuit board 1 and the cover body 21 are joined by the adhesive layer 23, and the electronic component 2 with high airtightness is obtained (FIG. 3J). Note that the electronic component 2 shown in FIG. 3J has dimensions of 2.0 mm and 1.6 mm in the long torso direction and 1.6 mm in the short torso direction, respectively, and a thickness of 0.5 mm. Electronic components can be manufactured at low cost. For example, an electronic component having dimensions of 1.6 mm and 1.0 mm in the long and short cylinder directions and a thickness of 0.4 mm can be manufactured at low cost.

[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について図面を参照して説明する。参照する図4は、本発明の第3実施形態に係る回路基板の断面図である。なお、第3実施形態に係る回路基板は、上述した本発明の第2の回路基板の一例である。また、図4において、図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 to be referred to is a cross-sectional view of a circuit board according to the third embodiment of the present invention. The circuit board according to the third embodiment is an example of the above-described second circuit board of the present invention. In FIG. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図4に示すように、第3実施形態に係る回路基板3において、2つのスルーホール11a,11bのうちスルーホール11b内には、第1実施形態に係る回路基板1(図1A参照)と同様に金属部材14が充填されている。一方、スルーホール11aは、第1主面10a側の開口部が金属部材30で塞がれている。金属部材30は、略半球状に形成されており、その半球面と第1導電膜12とが接合されている。また、第1主面10aには凹部が形成されていない。その他は、上述した第1実施形態に係る回路基板1(図1A参照)と同様である。上記構成を有することにより、第3実施形態に係る回路基板3は、上述した第1実施形態に係る回路基板1と同様の効果を発揮することができる。  As shown in FIG. 4, in the circuit board 3 according to the third embodiment, the two through holes 11a and 11b have the same inside of the through hole 11b as the circuit board 1 according to the first embodiment (see FIG. 1A). Is filled with a metal member 14. On the other hand, the through hole 11 a is closed with the metal member 30 at the opening on the first main surface 10 a side. The metal member 30 is formed in a substantially hemispherical shape, and the hemispherical surface and the first conductive film 12 are joined. Further, no recess is formed in the first main surface 10a. Others are the same as the circuit board 1 (refer FIG. 1A) which concerns on 1st Embodiment mentioned above. By having the said structure, the circuit board 3 which concerns on 3rd Embodiment can exhibit the effect similar to the circuit board 1 which concerns on 1st Embodiment mentioned above.

また、第3実施形態に係る回路基板3によれば、金属部材30の平面部30aに、導電性材料等を介さずに電子素子を直接搭載することができるため、電子部品に適用した際、電子部品の薄型化を容易に行うことができる。なお、図4に示すスルーホール11a,11bでは、第1主面10aから第2主面10bにかけてその径が漸次小さくなっているが、スルーホール11a,11bの径が漸次小さくなっていなくてもよい。即ち、スルーホール11a,11bの第1主面10a側の開口径が、スルーホール11a,11bの第2主面10b側の開口径と同じか小さくてもよい。  In addition, according to the circuit board 3 according to the third embodiment, an electronic element can be directly mounted on the flat surface portion 30a of the metal member 30 without using a conductive material or the like. Electronic components can be easily reduced in thickness. In the through holes 11a and 11b shown in FIG. 4, the diameter gradually decreases from the first main surface 10a to the second main surface 10b. However, even though the diameters of the through holes 11a and 11b are not gradually decreased. Good. That is, the opening diameter of the through holes 11a and 11b on the first main surface 10a side may be the same as or smaller than the opening diameter of the through holes 11a and 11b on the second main surface 10b side.

[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態について図面を参照して説明する。参照する図5は、本発明の第4実施形態に係る電子部品の断面図である。第4実施形態に係る電子部品は、上述した第3実施形態に係る回路基板3を含む。なお、第4実施形態に係る電子部品は、上述した本発明の第2の電子部品の一例である。また、図5において、図2及び図4と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 to be referred to is a cross-sectional view of an electronic component according to the fourth embodiment of the present invention. The electronic component according to the fourth embodiment includes the circuit board 3 according to the third embodiment described above. The electronic component according to the fourth embodiment is an example of the second electronic component of the present invention described above. In FIG. 5, the same components as those in FIGS. 2 and 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図5に示すように、第4実施形態に係る電子部品4は、上述した第2実施形態に係る電子部品2(図2参照)に対し、回路基板として第3実施形態に係る回路基板3を用いたことと、電子素子20が金属部材30上に直接搭載されていること以外は、第2実施形態に係る電子部品2と同様である。よって、第4実施形態に係る電子部品4は、上述した第2実施形態に係る電子部品2と同様の効果を有する上、導電性材料等を介さずに電子素子20が搭載されているため、薄型化を容易に行うことができる。なお、電子素子20の動作空間を確保するためには、電子素子20と電子素子接続電極12aとの間の間隔が、30〜50μmの範囲であることが好ましい。  As shown in FIG. 5, the electronic component 4 according to the fourth embodiment is different from the electronic component 2 according to the second embodiment (see FIG. 2) in that the circuit board 3 according to the third embodiment is used as a circuit board. It is the same as the electronic component 2 according to the second embodiment except that it is used and the electronic element 20 is directly mounted on the metal member 30. Therefore, the electronic component 4 according to the fourth embodiment has the same effect as the electronic component 2 according to the second embodiment described above, and the electronic element 20 is mounted without using a conductive material or the like. Thinning can be easily performed. In addition, in order to ensure the operation space of the electronic element 20, it is preferable that the space | interval between the electronic element 20 and the electronic element connection electrode 12a is the range of 30-50 micrometers.

次に、上述した第4実施形態に係る電子部品4の製造方法の一例について図面を参照して説明する。参照する図6A〜Dは、第4実施形態に係る電子部品4の製造方法の一例を示す工程断面図である。このうち図6A,Bは、上述した第3実施形態に係る回路基板3の製造方法の一例を示す工程断面図である。なお、図6A〜Dにおいて、図4及び図5と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。  Next, an example of a method for manufacturing the electronic component 4 according to the above-described fourth embodiment will be described with reference to the drawings. 6A to 6D to be referred to are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the electronic component 4 according to the fourth embodiment. 6A and 6B are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the circuit board 3 according to the third embodiment described above. 6A to 6D, the same components as those in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

まず、上述した図3C〜Eと同様の工程を行って、スルーホール11a,11bと、第1及び第2導電膜12,13とが設けられた絶縁基板10を用意する(図6A)。  First, the same process as that of FIGS. 3C to E described above is performed to prepare the insulating substrate 10 provided with the through holes 11a and 11b and the first and second conductive films 12 and 13 (FIG. 6A).

次に、キャピラリーツール6(図3F参照)を用いてスルーホール11bに金属部材14を充填し、上述した図3Fの工程と同様に接続導電膜12bと金属部材14とを接合する(図6B)。  Next, the capillary member 6 (see FIG. 3F) is used to fill the through hole 11b with the metal member 14, and the connection conductive film 12b and the metal member 14 are joined in the same manner as in the process of FIG. 3F described above (FIG. 6B). .

続いて、キャピラリーツール6(図3F参照)を用いてスルーホール11aの第1主面10a側の開口部を略球状の金属部材30で塞ぎ、第1導電膜12と金属部材30とを接合する(図示せず)。この際、100〜300gfの荷重で金属部材30を押圧することにより、キャピラリーツール6を用いて略球状に形成された金属部材30が、図6Bに示すような略半球状の金属部材30となる。この際、キャピラリーツール6に挿通される金属ワイヤ5(図3F参照)としては、例えばスルーホール11aの第1主面10a側の開口径が120μm程度である場合、直径が51μm程度のものを使用すればよい。その他の条件は上述した図3Fの工程と同様である。このようにして、図6Bに示す回路基板3が得られる。  Subsequently, using the capillary tool 6 (see FIG. 3F), the opening on the first main surface 10a side of the through hole 11a is closed with a substantially spherical metal member 30, and the first conductive film 12 and the metal member 30 are joined. (Not shown). At this time, by pressing the metal member 30 with a load of 100 to 300 gf, the metal member 30 formed into a substantially spherical shape using the capillary tool 6 becomes a substantially hemispherical metal member 30 as shown in FIG. 6B. . At this time, as the metal wire 5 inserted into the capillary tool 6 (see FIG. 3F), for example, when the opening diameter on the first main surface 10a side of the through hole 11a is about 120 μm, the one having a diameter of about 51 μm is used. do it. Other conditions are the same as those in the process of FIG. 3F described above. In this way, the circuit board 3 shown in FIG. 6B is obtained.

続いて、図6Cに示すように、回路基板3の金属部材30上に電子素子20の電極部(図示せず)を重ねた後、超音波併用熱圧着法により金属部材30と上記電極部とを接合することにより、電子素子20を搭載する。そして、上述した図3I,Jと同様の工程を行うことにより、図6Dに示す電子部品4が得られる。  Subsequently, as shown in FIG. 6C, after the electrode part (not shown) of the electronic element 20 is stacked on the metal member 30 of the circuit board 3, the metal member 30, the electrode part, The electronic element 20 is mounted by bonding. And the electronic component 4 shown to FIG. 6D is obtained by performing the process similar to FIG. 3I and J mentioned above.

得られた電子部品4を、IEC(International Electorotechnical Commission:国際電気標準会議)68−2−66による不飽和型蒸気加圧試験(試験条件:130℃、85%相対湿度(RH)、40時間)での高湿条件下に曝した後、気密性試験を行った結果(各100個)、電子部品4の気密性は良好であることが確認できた。ここでいう「気密性が良好」とは、ヘリウムをトレーサガスに用いた気密性試験機において、1×10−9Pa・m/sec以下の漏れ量に保持できる状態の事をいう。なお、上記気密性試験は、JISZ2331「ヘリウム漏れ試験方法(真空吹き付け法)」に準拠する試験であり、気密性試験機として、株式会社アルバック社製ヘリウムリークディテクターを用いて行った。The obtained electronic component 4 was subjected to an unsaturated steam pressurization test according to IEC (International Electrotechnical Commission) 68-2-66 (test conditions: 130 ° C., 85% relative humidity (RH), 40 hours). As a result of conducting an air tightness test after exposure to high humidity conditions (100 pieces each), it was confirmed that the air tightness of the electronic component 4 was good. Here, “good airtightness” refers to a state in which a leak rate of 1 × 10 −9 Pa · m 3 / sec or less can be maintained in an airtightness tester using helium as a tracer gas. In addition, the said airtightness test is a test based on JISZ2331 "Helium leak test method (vacuum spraying method)", and was performed using the helium leak detector by ULVAC, Inc. as an airtightness tester.

本発明は、水晶片や半導体素子等を含む電子部品に有用であり、特に、高気密性が要求される電子部品に有用である。  The present invention is useful for electronic parts including crystal pieces and semiconductor elements, and is particularly useful for electronic parts that require high airtightness.

本発明は、水晶片や半導体素子等を搭載する回路基板とその製造方法及びこれを用いた電子部品に関する。   The present invention relates to a circuit board on which a crystal piece, a semiconductor element, and the like are mounted, a manufacturing method thereof, and an electronic component using the circuit board.

従来、水晶片や半導体素子等の電子素子を搭載する回路基板では、セラミック基板に形成されたスルーホールに導電性組成物を充填し電気的導通部を形成していた。また、その形成方法としては、スルーホール内へ導電性組成物を充填した後、乾燥工程及び熱処理工程を経て電気的導通部を形成する方法を用いていた。更に、電子部品としては、電子素子を搭載した回路基板を蓋体で覆い保護しているものがあった(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, in a circuit board on which an electronic element such as a crystal piece or a semiconductor element is mounted, an electrically conductive part is formed by filling a through hole formed in a ceramic substrate with a conductive composition. Moreover, as the formation method, after filling the through hole with a conductive composition, a method of forming an electrically conductive portion through a drying process and a heat treatment process has been used. Further, as an electronic component, there is one in which a circuit board on which an electronic element is mounted is covered and protected (for example, see Patent Document 1).

図7は、特許文献1に記載された従来の回路基板を用いた電子部品の断面図である。図7に示すように、電子部品104では、セラミック材料からなる絶縁基板102の所定の位置に形成されたスルーホール110に導電性組成物を充填し、熱処理を行って電気的導通部108が形成されている。また、上記導電性組成物としては、銀粒子、ガラス粉末及びビヒクル(Vehicle)を含む混合物が使用されている。この混合物は、銀粒子とガラス粉末との合計量に対する銀粒子の含有量が85〜90重量%の範囲であり、含まれるガラス粉末の軟化温度が550〜650℃程度である。また、絶縁基板102としては、無機粉末とバインダとを含む複合物を焼成した後、平板状に仕上げ加工し、更に凹部105を設けたものが用いられている。   FIG. 7 is a cross-sectional view of an electronic component using a conventional circuit board described in Patent Document 1. As shown in FIG. 7, in the electronic component 104, a conductive composition is filled in a through hole 110 formed at a predetermined position of an insulating substrate 102 made of a ceramic material, and heat treatment is performed to form an electrically conductive portion 108. Has been. In addition, as the conductive composition, a mixture containing silver particles, glass powder, and vehicle is used. In this mixture, the silver particle content is in the range of 85 to 90% by weight with respect to the total amount of silver particles and glass powder, and the softening temperature of the contained glass powder is about 550 to 650 ° C. In addition, as the insulating substrate 102, a substrate in which a composite containing inorganic powder and a binder is fired and then finished into a flat plate shape and further provided with a recess 105 is used.

更に、電子部品104は、配線層106及び配線層107と、配線層107に実装された電子素子(水晶片)101と、電子素子101を覆って絶縁基板102上に設けられた蓋体103とを含む。また、蓋体103と配線層107、及び電子素子101と配線層107は、金−錫合金や金−シリコン合金等からなる接合層109を介して接着されている。
特開2003−101181号公報
Further, the electronic component 104 includes a wiring layer 106 and a wiring layer 107, an electronic element (crystal piece) 101 mounted on the wiring layer 107, and a lid 103 that covers the electronic element 101 and is provided on the insulating substrate 102. including. The lid 103 and the wiring layer 107, and the electronic element 101 and the wiring layer 107 are bonded to each other through a bonding layer 109 made of a gold-tin alloy, a gold-silicon alloy, or the like.
JP 2003-10181 A

しかし、前記従来の構成では、電気的導通部を形成する際、750℃〜900℃の熱処理を要するため、セラミック基板以外の絶縁基板を用いることが困難であった。そのため、製造コストに占める材料費の割合が大きくなり製造コストが上昇するおそれがあった。   However, in the conventional configuration, it is difficult to use an insulating substrate other than the ceramic substrate because a heat treatment at 750 ° C. to 900 ° C. is required when forming the electrically conductive portion. For this reason, the ratio of the material cost to the manufacturing cost is increased, which may increase the manufacturing cost.

また、一般に使用されるセラミック基板は、最小径が0.7μm程度のアルミナ粒子の集合体を含むことからアルミナ粒子間において粒界が存在するため、厚みが150μm以下のセラミック基板を用いて電子部品を構成すると、電子部品の気密性を維持することが困難となる可能性があった。また、セラミック基板の厚みを薄くすると、電気的導通部を形成する際の熱処理によって、セラミック基板が反る可能性があった。そのため、電子部品の気密性の維持が更に困難となる可能性があった。   In addition, since a ceramic substrate generally used includes an aggregate of alumina particles having a minimum diameter of about 0.7 μm, grain boundaries exist between the alumina particles, so that an electronic component using a ceramic substrate having a thickness of 150 μm or less is used. If it is configured, it may be difficult to maintain the airtightness of the electronic component. Further, when the thickness of the ceramic substrate is reduced, there is a possibility that the ceramic substrate is warped by the heat treatment in forming the electrically conductive portion. For this reason, there is a possibility that it is more difficult to maintain the airtightness of the electronic component.

本発明は上記課題を解決するものであり、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板とその製造方法、及びこれを用いた気密性の向上が可能な電子部品を提供する。   The present invention solves the above-described problems, and provides a circuit board capable of being thinned and capable of reducing manufacturing costs, a manufacturing method thereof, and an electronic component capable of improving airtightness using the circuit board. .

本発明の第1の回路基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含むことを特徴とする。
A first circuit board of the present invention is an through-hole for connecting an insulating substrate and a first main surface of the insulating substrate and a second main surface of the insulating substrate formed in the thickness direction of the insulating substrate. A circuit board including a hole,
A conductive film formed on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces;
And a metal member that fills the through hole and joins the conductive film.

本発明の第2の回路基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールにおける前記第1主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含むことを特徴とする。
A second circuit board of the present invention is an through-hole for connecting an insulating substrate and a first main surface of the insulating substrate and a second main surface of the insulating substrate formed in the thickness direction of the insulating substrate. A circuit board including a hole,
A conductive film formed on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces;
And a metal member that closes the opening of the through hole on the first main surface side and is bonded to the conductive film.

本発明の回路基板の第1の製造方法は、
絶縁基板の厚さ方向に、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成し、
略球状の金属部材を前記スルーホールに充填し、前記金属部材と前記導電膜とを接合する回路基板の製造方法である。
The first manufacturing method of the circuit board of the present invention includes:
Forming a through hole for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate in the thickness direction of the insulating substrate;
Forming a conductive film on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces;
In this method, the through-hole is filled with a substantially spherical metal member, and the metal member and the conductive film are joined.

本発明の回路基板の第2の製造方法は、
絶縁基板の厚さ方向に、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成し、
前記スルーホールにおける前記第1主面側の開口部を略球状の金属部材で塞ぎ、前記金属部材と前記導電膜とを接合する回路基板の製造方法である。
The second manufacturing method of the circuit board of the present invention includes:
Forming a through hole for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate in the thickness direction of the insulating substrate;
Forming a conductive film on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces;
In the method of manufacturing a circuit board, the opening on the first main surface side in the through hole is closed with a substantially spherical metal member, and the metal member and the conductive film are joined.

本発明の第1の電子部品は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記第1主面における前記開口部周囲に形成された前記導電膜に導電性材料を介して搭載されていることを特徴とする。
According to a first electronic component of the present invention, there is provided a through hole for connecting an insulating substrate and a first main surface of the insulating substrate and a second main surface of the insulating substrate, which are formed in the thickness direction of the insulating substrate. A circuit board including a hole;
Electronic elements mounted on the circuit board;
An electronic component including a lid that covers the electronic element,
The circuit board has a conductive film formed on an inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces, and fills the through hole and joins the conductive film. A metal member,
The electronic element is mounted on the conductive film formed around the opening in the first main surface via a conductive material.

本発明の第2の電子部品は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールにおける前記第1主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記金属部材に搭載されていることを特徴とする。
According to a second electronic component of the present invention, the through-hole for connecting the insulating substrate and the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate formed in the thickness direction of the insulating substrate. A circuit board including a hole;
Electronic elements mounted on the circuit board;
An electronic component including a lid that covers the electronic element,
The circuit board includes a conductive film formed on an inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces, and an opening on the first main surface side of the through hole. A metal member that closes and joins the conductive film,
The electronic element is mounted on the metal member.

本発明の回路基板とその製造方法によれば、電気的導通部を形成する際、高温での熱処理が不要となるため、例えばセラミック基板以外の基板(ガラス基板等)を用いることができる。よって、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能となる。また、本発明の電子部品によれば、上記本発明の回路基板を用いるため、気密性の向上が可能となる。   According to the circuit board and the manufacturing method thereof of the present invention, when the electrically conductive portion is formed, a heat treatment at a high temperature is not required, and therefore, for example, a substrate (such as a glass substrate) other than the ceramic substrate can be used. Therefore, the thickness can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. Further, according to the electronic component of the present invention, since the circuit board of the present invention is used, the airtightness can be improved.

本発明の第1の回路基板は、絶縁基板と、この絶縁基板の厚さ方向に形成された、絶縁基板の第1主面と絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む。ここで、「第1主面」とは、上記回路基板を後述する電子部品に適用した際、電子素子が搭載される側の絶縁基板の主面をいう。後述する本発明の第2の回路基板においても同様である。   A first circuit board of the present invention includes an insulating substrate, and a through hole formed in the thickness direction of the insulating substrate for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate. including. Here, the “first main surface” refers to the main surface of the insulating substrate on the side where the electronic element is mounted when the circuit board is applied to an electronic component described later. The same applies to the second circuit board of the present invention described later.

上記絶縁基板は、ガラス基板であることが好ましい。ガラス基板は酸化珪素分子がつながって出来た境目のない構造を有しているため、セラミック基板に比べ密に形成されている。よって、上記絶縁基板がガラス基板の場合は、後述する電子部品に適用した際、電子部品の気密性の向上が可能となる。ガラス基板としては、例えば、熱膨張係数が3×10-6/℃〜8×10-6/℃の硼珪酸ガラスや、同じく熱膨張係数が3×10-6/℃〜8×10-6/℃の無アルカリガラス、あるいは熱膨張係数が8×10-6/℃〜1.2×10-5/℃のソーダガラス等が使用できる。また、その厚みは、例えば100〜300μm程度である。 The insulating substrate is preferably a glass substrate. Since the glass substrate has a seamless structure formed by connecting silicon oxide molecules, it is formed more densely than the ceramic substrate. Therefore, when the said insulating substrate is a glass substrate, when applied to the electronic component mentioned later, the airtightness of an electronic component can be improved. As the glass substrate, for example, borosilicate glass thermal expansion coefficient of 3 × 10 -6 / ℃ ~8 × 10 -6 / ℃, also the thermal expansion coefficient of 3 × 10 -6 / ℃ ~8 × 10 -6 An alkali-free glass having a thermal expansion coefficient of 8 × 10 −6 / ° C. to 1.2 × 10 −5 / ° C. can be used. Moreover, the thickness is about 100-300 micrometers, for example.

上記スルーホールは、上記第1主面から上記第2主面にかけてその径が漸次小さくなっていることが好ましい。後述する金属部材の充填を容易に行うことができるからである。スルーホールの径は、絶縁基板の厚みに応じて適宜設定すればよいが、例えば絶縁基板の厚みが150μmの場合は、上記第1主面側の開口径を100μm以上150μm以下の範囲とすればよく、上記第2主面側の開口径を50μm以上100μm以下の範囲とすればよい。また、スルーホールの形成は、例えばサンドブラスト法やエッチング法等により行うことができる。特に、サンドブラスト法でスルーホールを形成すると、スルーホールの内壁がブラストのメディアにより適度に粗面化されるため、スルーホールの内壁と後述する導電膜との密着性が向上する。   It is preferable that the diameter of the through hole gradually decreases from the first main surface to the second main surface. This is because the metal member described later can be easily filled. The diameter of the through hole may be set as appropriate according to the thickness of the insulating substrate. For example, when the thickness of the insulating substrate is 150 μm, the opening diameter on the first main surface side may be in the range of 100 μm to 150 μm. The opening diameter on the second main surface side may be in the range of 50 μm to 100 μm. The through hole can be formed by, for example, a sand blast method or an etching method. In particular, when the through hole is formed by the sand blast method, the inner wall of the through hole is appropriately roughened by the blasting medium, so that the adhesion between the inner wall of the through hole and the conductive film described later is improved.

そして、本発明の第1の回路基板は、上記スルーホールの内壁と上記第1及び第2主面における上記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、上記スルーホールに充填され、かつ上記導電膜と接合する金属部材とを含む。金属部材は、例えば金、銅等の金属材料からなるため、導電膜と接合する際において高温(例えば750℃以上)での熱処理を要しない。よって、セラミック基板以外の基板(例えばガラス基板等)を用いることができるため、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板を提供できる。   And the 1st circuit board of the present invention is filled in the through hole, the conductive film formed in the inner wall of the through hole and the periphery of the opening of the through hole in the first and second main surfaces, And a metal member bonded to the conductive film. Since the metal member is made of a metal material such as gold or copper, for example, heat treatment at a high temperature (for example, 750 ° C. or higher) is not required when the metal member is bonded to the conductive film. Therefore, since a substrate other than a ceramic substrate (for example, a glass substrate) can be used, a circuit substrate that can be reduced in thickness and can be manufactured at a reduced cost can be provided.

上記導電膜としては、例えばクロム、チタン、ニッケル、パラジウム、金等からなる金属薄膜が使用できる。導電膜は、1層の金属薄膜で形成してもよいし、複数層の金属薄膜で形成してもよい。複数層の金属薄膜で形成する場合は、クロム薄膜上にパラジウム薄膜及び金薄膜を順次積層した導電膜が好ましい。クロム薄膜と、保護層となる金薄膜との間にパラジウム薄膜が介在するため、このパラジウム薄膜が金薄膜とクロム薄膜との接着層として機能するからである。また、クロム薄膜はガラス基板との密着性が高いため、上記絶縁基板としてガラス基板を使用する場合は、上記組み合わせ(クロム薄膜/パラジウム薄膜/金薄膜)の導電膜が特に好ましい。また、上記組み合わせにおける各金属薄膜の厚みは、例えば、クロム薄膜が0.05〜0.1μm程度であり、パラジウム薄膜が0.01〜0.05μm程度であり、金薄膜が0.3〜1.0μm程度である。上述した金属薄膜は、例えばスパッタリング法やめっき法等の手段を用いて形成できる。例えば、クロム薄膜やチタン薄膜やパラジウム薄膜を0.05〜0.1μm程度の厚さに形成する場合は、スパッタリング法を用いて形成することができる。また、例えばニッケル薄膜を1〜2μm程度の厚さに形成する場合は、無電解めっき法を用いて形成することができる。また、スパッタリング法やめっき法によって形成された金属薄膜の保護層として、金薄膜を0.3〜1.0μm程度の厚さに形成する場合は、電解めっき法を用いて形成することができる。なお、金薄膜はスパッタリング法で形成することもできる。また、上記金薄膜の代わりに銀薄膜や銅薄膜を用いてもよい。銀薄膜や銅薄膜は、金薄膜と同様にスパッタリング法やめっき法によって形成することができる。   As the conductive film, for example, a metal thin film made of chromium, titanium, nickel, palladium, gold or the like can be used. The conductive film may be formed of a single-layer metal thin film or a multi-layer metal thin film. In the case of forming with a plurality of metal thin films, a conductive film in which a palladium thin film and a gold thin film are sequentially laminated on a chromium thin film is preferable. This is because a palladium thin film is interposed between the chromium thin film and the gold thin film serving as the protective layer, and this palladium thin film functions as an adhesive layer between the gold thin film and the chromium thin film. Further, since the chromium thin film has high adhesion to the glass substrate, the conductive film of the above combination (chromium thin film / palladium thin film / gold thin film) is particularly preferable when the glass substrate is used as the insulating substrate. The thickness of each metal thin film in the above combination is, for example, about 0.05 to 0.1 μm for a chromium thin film, about 0.01 to 0.05 μm for a palladium thin film, and 0.3 to 1 for a gold thin film. About 0.0 μm. The metal thin film described above can be formed using means such as sputtering or plating. For example, when a chromium thin film, a titanium thin film, or a palladium thin film is formed to a thickness of about 0.05 to 0.1 μm, it can be formed using a sputtering method. For example, when a nickel thin film is formed to a thickness of about 1 to 2 μm, it can be formed using an electroless plating method. Further, when a gold thin film is formed to a thickness of about 0.3 to 1.0 μm as a protective layer for a metal thin film formed by a sputtering method or a plating method, it can be formed using an electrolytic plating method. The gold thin film can also be formed by a sputtering method. A silver thin film or a copper thin film may be used instead of the gold thin film. A silver thin film or a copper thin film can be formed by sputtering or plating in the same manner as a gold thin film.

また、上記金属部材は、略球状に形成されていることが好ましい。スルーホールの内壁に形成された導電膜と金属部材との間の接合を均一に行うことができるからである。   The metal member is preferably formed in a substantially spherical shape. This is because the conductive film formed on the inner wall of the through hole and the metal member can be uniformly joined.

また、上記絶縁基板はシート状に形成されていることが好ましい。後述する電子部品に適用した際、電子部品の薄型化が容易となるからである。また、上記絶縁基板がシート状に形成されていると、後述する電子部品を製造する際、上記絶縁基板上に複数個の電子素子を同時に実装した後、電子素子毎に個片化して電子部品を製造することができるため、電子素子の実装工程が簡略化する。   The insulating substrate is preferably formed in a sheet shape. This is because when applied to an electronic component described later, it is easy to make the electronic component thinner. In addition, when the insulating substrate is formed in a sheet shape, when an electronic component to be described later is manufactured, a plurality of electronic elements are simultaneously mounted on the insulating substrate, and then the electronic components are separated into individual electronic components. Therefore, the mounting process of the electronic element is simplified.

次に、本発明の第2の回路基板について説明する。なお、以下の記述において、上述した本発明の第1の回路基板と同じ構成要素についての説明を省略する場合がある。   Next, the second circuit board of the present invention will be described. In the following description, description of the same components as those of the first circuit board of the present invention described above may be omitted.

本発明の第2の回路基板は、上述した本発明の第1の回路基板と同様に、絶縁基板と、この絶縁基板の厚さ方向に形成された、絶縁基板の第1主面と絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールと、このスルーホールの内壁と第1及び第2主面におけるスルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜とを含む。そして、本発明の第2の回路基板は、上記構成に加え、上記スルーホールにおける上記第1主面側の開口部を塞ぎ、かつ上記導電膜と接合する金属部材を含む。これにより、上述した本発明の第1の回路基板と同様に、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板を提供できる。   Similar to the above-described first circuit board of the present invention, the second circuit board of the present invention includes an insulating substrate, and the first main surface of the insulating substrate and the insulating substrate formed in the thickness direction of the insulating substrate. And a conductive film formed on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces. And the 2nd circuit board of this invention contains the metal member which plugs up the opening part of the said 1st main surface side in the said through hole, and joins the said electrically conductive film in addition to the said structure. Thereby, similarly to the above-described first circuit board of the present invention, it is possible to provide a circuit board that can be thinned and reduced in manufacturing cost.

また、本発明の第2の回路基板は、上記金属部材が略半球状に形成され、上記金属部材の半球面と上記導電膜とが接合されている回路基板であってもよい。上記第1主面側の開口部周囲に形成された導電膜と金属部材との間の接合を均一に行うことができる上、上記金属部材における上記半球面側と反対側に位置する平面部に、後述する電子素子を搭載することができるからである。   The second circuit board of the present invention may be a circuit board in which the metal member is formed in a substantially hemispherical shape, and the hemispherical surface of the metal member and the conductive film are bonded. The conductive film formed around the opening on the first main surface side and the metal member can be joined uniformly, and the flat surface portion located on the opposite side of the metal member from the hemispherical side is provided. This is because an electronic element to be described later can be mounted.

また、本発明の第2の回路基板に使用される絶縁基板は、上述した本発明の第1の回路基板と同様にガラス基板であることが好ましく、シート状に形成されていることが好ましい。   Further, the insulating substrate used for the second circuit board of the present invention is preferably a glass substrate like the above-described first circuit board of the present invention, and is preferably formed in a sheet shape.

次に、本発明の回路基板の第1の製造方法について説明する。なお、本発明の回路基板の第1の製造方法は、上述した本発明の第1の回路基板を製造するための好適な製造方法である。よって、以下の記述において、上述した本発明の第1の回路基板と重複する説明を省略する場合がある。   Next, the first manufacturing method of the circuit board of the present invention will be described. In addition, the 1st manufacturing method of the circuit board of this invention is a suitable manufacturing method for manufacturing the 1st circuit board of this invention mentioned above. Therefore, in the following description, description overlapping with the above-described first circuit board of the present invention may be omitted.

本発明の回路基板の第1の製造方法は、まず、絶縁基板の厚さ方向に、絶縁基板の第1主面と絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールを形成し、このスルーホールの内壁と上記第1及び第2主面における上記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成する。スルーホール及び導電膜の形成方法は、上述の通りである。また、使用する絶縁基板は、上述した本発明の第1の回路基板と同様にガラス基板であることが好ましく、シート状に形成されていることが好ましい。   In the first manufacturing method of the circuit board of the present invention, first, a through hole for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate is formed in the thickness direction of the insulating substrate, A conductive film is formed on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces. The through hole and the conductive film are formed as described above. Further, the insulating substrate to be used is preferably a glass substrate like the first circuit board of the present invention described above, and is preferably formed in a sheet shape.

そして、略球状の金属部材を上記スルーホールに充填し、上記金属部材と上記導電膜とを接合する。これにより、上述した本発明の第1の回路基板を容易に製造できる。なお、「略球状の金属部材」は、例えばキャピラリーツールを用いて形成することができ、その形成方法の詳細については後述する。   Then, the through-hole is filled with a substantially spherical metal member, and the metal member and the conductive film are joined. Thereby, the first circuit board of the present invention described above can be easily manufactured. The “substantially spherical metal member” can be formed using, for example, a capillary tool, and the details of the formation method will be described later.

また、上記金属部材と上記導電膜とを接合する際は、超音波併用熱圧着法により接合するのが好ましい。この場合の「超音波併用熱圧着法」は、上記金属部材と上記導電膜との接合箇所に対して熱と荷重を加えながら超音波を印加して接合する方法である。超音波併用熱圧着法は、従来の熱と荷重を加えて接合する方式(熱圧着法)の加熱温度(300℃を超える温度)に比べて、低温(100〜300℃程度)で接合することができる。よって、絶縁基板の変形を防ぐことができる。また、超音波を併用することで、導電膜と金属部材とが、超音波による摩擦熱で上記「熱圧着法」に比べより強固に接合される。   Moreover, when joining the said metal member and the said electrically conductive film, it is preferable to join by the ultrasonic thermocompression bonding method. In this case, the “ultrasonic combined thermocompression bonding method” is a method in which ultrasonic waves are applied and bonded to a bonding portion between the metal member and the conductive film while applying heat and a load. The ultrasonic thermocompression bonding method involves bonding at a low temperature (about 100 to 300 ° C) compared to the heating temperature (temperature exceeding 300 ° C) of the conventional method (thermocompression bonding method) in which heat and load are applied. Can do. Therefore, deformation of the insulating substrate can be prevented. Further, by using ultrasonic waves in combination, the conductive film and the metal member are bonded more firmly than the above-mentioned “thermocompression bonding method” by frictional heat generated by ultrasonic waves.

次に、本発明の回路基板の第2の製造方法について説明する。なお、本発明の回路基板の第2の製造方法は、上述した本発明の第2の回路基板を製造するための好適な製造方法である。また、以下の記述において、上述した本発明の第2の回路基板、及び上述した本発明の回路基板の第1の製造方法と重複する説明を省略する場合がある。   Next, the second manufacturing method of the circuit board of the present invention will be described. In addition, the 2nd manufacturing method of the circuit board of this invention is a suitable manufacturing method for manufacturing the 2nd circuit board of this invention mentioned above. Moreover, in the following description, the description which overlaps with the 2nd circuit board of this invention mentioned above and the 1st manufacturing method of the circuit board of this invention mentioned above may be abbreviate | omitted.

本発明の回路基板の第2の製造方法は、まず、絶縁基板の厚さ方向に、絶縁基板の第1主面と絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールを形成し、このスルーホールの内壁と上記第1及び第2主面における上記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成する。そして、上記スルーホールにおける上記第1主面側の開口部を略球状の金属部材で塞ぎ、上記金属部材と上記導電膜とを接合する。これにより、上述した本発明の第2の回路基板を容易に製造できる。   In the second manufacturing method of the circuit board of the present invention, first, a through hole for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate is formed in the thickness direction of the insulating substrate, A conductive film is formed on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces. Then, the opening on the first main surface side in the through hole is closed with a substantially spherical metal member, and the metal member and the conductive film are joined. Thereby, the above-described second circuit board of the present invention can be easily manufactured.

また、本発明の回路基板の第2の製造方法において使用する絶縁基板については、上述した本発明の回路基板の第1の製造方法と同様にガラス基板であることが好ましく、シート状に形成されていることが好ましい。また、上記金属部材と上記導電膜とを接合する際は、上述したように超音波併用熱圧着法により接合するのが好ましい。   Further, the insulating substrate used in the second manufacturing method of the circuit board of the present invention is preferably a glass substrate, like the first manufacturing method of the circuit board of the present invention described above, and is formed in a sheet shape. It is preferable. Moreover, when joining the said metal member and the said electrically conductive film, it is preferable to join by the ultrasonic thermocompression bonding method as mentioned above.

次に、本発明の第1の電子部品について説明する。なお、本発明の第1の電子部品は、上述した本発明の第1の回路基板を含む電子部品である。よって、以下の記述において、上述した本発明の第1の回路基板と同じ構成要素についての説明を省略する場合がある。   Next, the first electronic component of the present invention will be described. In addition, the 1st electronic component of this invention is an electronic component containing the 1st circuit board of this invention mentioned above. Therefore, in the following description, the description of the same components as those of the first circuit board of the present invention described above may be omitted.

本発明の第1の電子部品は、上述した本発明の第1の回路基板と、この第1の回路基板に搭載された電子素子と、この電子素子を覆う蓋体とを含む。そして、上記電子素子は、上述した本発明の第1の回路基板の導電膜のうち、第1主面におけるスルーホールの開口部周囲に形成された領域に、導電性材料を介して搭載されている。上述したように、本発明の第1の回路基板は高温での熱処理が不要であるため、セラミック基板以外の基板(例えばガラス基板等)を用いることができる。よって、本発明の第1の電子部品によれば、電子部品の気密性の向上が可能となる。   A first electronic component of the present invention includes the above-described first circuit board of the present invention, an electronic element mounted on the first circuit board, and a lid that covers the electronic element. And the said electronic element is mounted in the area | region formed around the opening part of the through hole in the 1st main surface among the electrically conductive films of the 1st circuit board of this invention mentioned above through a conductive material. Yes. As described above, since the first circuit board of the present invention does not require heat treatment at a high temperature, a substrate other than a ceramic substrate (for example, a glass substrate) can be used. Therefore, according to the first electronic component of the present invention, the airtightness of the electronic component can be improved.

上記電子素子としては、例えば水晶片や半導体素子等が使用できる。例えば、上記電子素子が水晶片である場合、上記電子部品は水晶振動子となる。上記蓋体の材料については特に限定されないが、例えばガラス等を使用することができる。上記蓋体の厚みは、例えば0.3〜0.4mm程度である。また上記導電性材料としては、例えばエポキシ樹脂に導電微粒子として銀微粒子を配合した導電性接着剤が使用できる。   As the electronic element, for example, a crystal piece or a semiconductor element can be used. For example, when the electronic element is a crystal piece, the electronic component is a crystal resonator. Although it does not specifically limit about the material of the said cover body, For example, glass etc. can be used. The lid has a thickness of about 0.3 to 0.4 mm, for example. As the conductive material, for example, a conductive adhesive in which silver fine particles are mixed as conductive fine particles in an epoxy resin can be used.

また、上記第1主面における上記電子素子と面する領域には、凹部が形成されていてもよい。上記電子素子の動作空間の確保が容易となるからである。   Moreover, the recessed part may be formed in the area | region which faces the said electronic element in the said 1st main surface. This is because it is easy to secure the operation space of the electronic element.

次に、本発明の第2の電子部品について説明する。なお、本発明の第2の電子部品は、上述した本発明の第2の回路基板を含む電子部品である。また、以下の記述において、上述した本発明の第2の回路基板、及び上述した本発明の第1の電子部品と同じ構成要素についての説明を省略する場合がある。   Next, the second electronic component of the present invention will be described. In addition, the 2nd electronic component of this invention is an electronic component containing the 2nd circuit board of this invention mentioned above. Moreover, in the following description, description about the same component as the 2nd circuit board of this invention mentioned above and the 1st electronic component of this invention mentioned above may be abbreviate | omitted.

本発明の第2の電子部品は、上述した本発明の第2の回路基板と、この第2の回路基板に搭載された電子素子と、この電子素子を覆う蓋体とを含む。そして、上記電子素子は、上述した本発明の第2の回路基板の金属部材に搭載されている。よって、本発明の第2の電子部品によれば、上述した本発明の第1の電子部品と同様に、電子部品の気密性の向上が可能となる。   A second electronic component of the present invention includes the above-described second circuit board of the present invention, an electronic element mounted on the second circuit board, and a lid that covers the electronic element. And the said electronic element is mounted in the metal member of the 2nd circuit board of this invention mentioned above. Therefore, according to the second electronic component of the present invention, the airtightness of the electronic component can be improved in the same manner as the first electronic component of the present invention described above.

また、本発明の第2の電子部品において、電子素子と導電膜との間の間隔は、30〜50μmの範囲であることが好ましい。上記電子素子の動作空間を確保した上で、電子部品の薄型化が可能となるからである。   In the second electronic component of the present invention, the distance between the electronic element and the conductive film is preferably in the range of 30 to 50 μm. This is because it is possible to reduce the thickness of the electronic component while securing the operation space of the electronic element.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。参照する図1Aは、本発明の第1実施形態に係る回路基板の断面図である。また、参照する図1Bは、本発明の第1実施形態に係る回路基板の概略平面図である。なお、第1実施形態に係る回路基板は、上述した本発明の第1の回路基板の一例である。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A to be referred to is a cross-sectional view of a circuit board according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1B to be referred to is a schematic plan view of the circuit board according to the first embodiment of the present invention. The circuit board according to the first embodiment is an example of the first circuit board of the present invention described above.

図1Aに示すように、第1実施形態に係る回路基板1は、絶縁基板10と、絶縁基板10の厚さ方向に形成された、絶縁基板10の第1主面10aと絶縁基板10の第2主面10bとを接続するためのスルーホール11と、第1導電膜12と、第2導電膜13と、スルーホール11に充填され、かつ第1導電膜12と接合する金属部材14とを含む。第1導電膜12は、第1主面10aにおけるスルーホール11の開口部周囲に形成された電子素子接続電極12aと、スルーホール11の内壁に形成された接続導電膜12bと、第2主面10bにおけるスルーホール11の開口部周囲に形成された外部接続電極12cとからなる。なお、第1導電膜12は、特許請求の範囲に記載された「導電膜」に相当する。   As shown in FIG. 1A, a circuit board 1 according to the first embodiment includes an insulating substrate 10, a first main surface 10 a of the insulating substrate 10 formed in the thickness direction of the insulating substrate 10, and the first of the insulating substrate 10. A through hole 11, a first conductive film 12, a second conductive film 13, and a metal member 14 filled in the through hole 11 and joined to the first conductive film 12; Including. The first conductive film 12 includes an electronic element connection electrode 12a formed around the opening of the through hole 11 in the first main surface 10a, a connection conductive film 12b formed on the inner wall of the through hole 11, and a second main surface. And an external connection electrode 12c formed around the opening of the through hole 11 at 10b. The first conductive film 12 corresponds to a “conductive film” recited in the claims.

金属部材14は、例えば金、銅等の金属材料からなるため、第1導電膜12と接合する際において高温(例えば750℃以上)での熱処理を要しない。これにより、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板1とすることができる。また、金属部材14は略球状に形成されている。これにより、スルーホール11の内壁に形成された接続導電膜12bと金属部材14との間の接合を均一に行うことができる。   Since the metal member 14 is made of a metal material such as gold or copper, for example, heat treatment at a high temperature (for example, 750 ° C. or higher) is not required when the metal member 14 is bonded to the first conductive film 12. As a result, the circuit board 1 can be thinned and the manufacturing cost can be reduced. The metal member 14 is formed in a substantially spherical shape. Thereby, the joining between the connection conductive film 12b formed on the inner wall of the through hole 11 and the metal member 14 can be performed uniformly.

また、図1Bに示すように、第2導電膜13は、絶縁基板10の第1主面10aの外縁部に形成されている。この第2導電膜13は、回路基板1を用いて電子部品を作製する際、後述する蓋体との接着面となる。   Further, as shown in FIG. 1B, the second conductive film 13 is formed on the outer edge portion of the first main surface 10 a of the insulating substrate 10. The second conductive film 13 serves as an adhesive surface with a lid, which will be described later, when an electronic component is manufactured using the circuit board 1.

また、図1Aに示すように、スルーホール11は、第1主面10aから第2主面10bにかけてその径が漸次小さくなっている。これにより、金属部材14の充填を容易に行うことができる。また、第1主面10aには凹部10cが形成されている。これにより、回路基板1を電子部品に適用した際、後述する電子素子の動作空間の確保が容易となる。   As shown in FIG. 1A, the diameter of the through hole 11 gradually decreases from the first main surface 10a to the second main surface 10b. Thereby, the metal member 14 can be filled easily. A recess 10c is formed in the first main surface 10a. Thereby, when the circuit board 1 is applied to an electronic component, it becomes easy to secure an operation space of an electronic element described later.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について図面を参照して説明する。参照する図2は、本発明の第2実施形態に係る電子部品の断面図である。第2実施形態に係る電子部品は、上述した第1実施形態に係る回路基板1を含む。よって、図2において、図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、第2実施形態に係る電子部品は、上述した本発明の第1の電子部品の一例である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 to be referred to is a cross-sectional view of an electronic component according to the second embodiment of the present invention. The electronic component according to the second embodiment includes the circuit board 1 according to the first embodiment described above. Therefore, in FIG. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The electronic component according to the second embodiment is an example of the first electronic component of the present invention described above.

図2に示すように、第2実施形態に係る電子部品2は、上述した第1実施形態に係る回路基板1と、回路基板1に搭載された電子素子20と、電子素子20を覆う蓋体21とを含む。蓋体21は、サンドブラスト法やエッチング法等の手段を用いて形成された凹部21aを有する。そして、電子素子20は、電子素子接続電極12aに導電性接着剤22を介して搭載されている。また、第2導電膜13と蓋体21とは、接着層23を介して接着されている。接着層23の構成材料としては、金−錫めっき膜や金−錫ペースト、あるいは低融点ガラス等が使用できる。このように、第2実施形態に係る電子部品2は、上述した本発明の第1実施形態に係る回路基板1を用いるため、電子部品2の気密性の向上が可能となる。   As shown in FIG. 2, the electronic component 2 according to the second embodiment includes the circuit board 1 according to the first embodiment described above, the electronic element 20 mounted on the circuit board 1, and a lid that covers the electronic element 20. 21. The lid 21 has a recess 21a formed by using a sandblasting method, an etching method, or the like. The electronic element 20 is mounted on the electronic element connection electrode 12 a via the conductive adhesive 22. In addition, the second conductive film 13 and the lid body 21 are bonded via an adhesive layer 23. As a constituent material of the adhesive layer 23, a gold-tin plating film, a gold-tin paste, a low melting point glass, or the like can be used. Thus, since the electronic component 2 according to the second embodiment uses the circuit board 1 according to the first embodiment of the present invention described above, the airtightness of the electronic component 2 can be improved.

また、絶縁基板10の第1主面10aにおける電子素子20と面する領域には、凹部10cが形成されている。これにより、電子素子20の動作空間(蓋体21と第1主面10aとの間)の確保が容易となる。なお、電子素子20として水晶片を用いる場合は、蓋体21と第1主面10aとの間の間隔が200μm以上であることが好ましい。その場合、凹部10cの深さを30〜50μm程度とすればよい。   A recess 10 c is formed in a region facing the electronic element 20 on the first main surface 10 a of the insulating substrate 10. Thereby, it becomes easy to secure an operation space of the electronic element 20 (between the lid 21 and the first main surface 10a). In addition, when using a crystal piece as the electronic element 20, it is preferable that the space | interval between the cover body 21 and the 1st main surface 10a is 200 micrometers or more. In that case, what is necessary is just to make the depth of the recessed part 10c into about 30-50 micrometers.

また、電子素子20として水晶片を用いる場合は、電子素子20を蓋体21で覆った後でも、水晶片にレーザーを照射することで周波数調整を行うことができるように、蓋体21の構成材料として上記レーザーの透過性が高いガラスを使用するのが好ましい。また、電子素子20として発光ダイオードを用いる場合は、蓋体21の構成材料として可視光の透過性が高いガラスを使用するのが好ましい。   Further, when a crystal piece is used as the electronic element 20, the structure of the lid body 21 is such that frequency adjustment can be performed by irradiating the crystal piece with a laser even after the electronic element 20 is covered with the lid body 21. As the material, it is preferable to use glass having high laser transmittance. When a light emitting diode is used as the electronic element 20, it is preferable to use glass having a high visible light transmission property as a constituent material of the lid 21.

次に、上述した第2実施形態に係る電子部品2の製造方法の一例について図面を参照して説明する。参照する図3A〜Jは、第2実施形態に係る電子部品2の製造方法の一例を示す工程断面図である。このうち図3A〜Gは、上述した第1実施形態に係る回路基板1の製造方法の一例を示す工程断面図である。なお、図3A〜Jにおいて、図1及び図2と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。   Next, an example of a method for manufacturing the electronic component 2 according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. 3A to J to be referred to are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the electronic component 2 according to the second embodiment. 3A to 3G are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the circuit board 1 according to the first embodiment described above. 3A to 3J, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

まず、図3Aに示すように、熱膨張係数が3×10-6/℃〜8×10-6/℃の無アルカリガラスからなる絶縁基板10(厚み:150μm)を用意する。 First, as shown in FIG. 3A, an insulating substrate 10 (thickness: 150 μm) made of alkali-free glass having a thermal expansion coefficient of 3 × 10 −6 / ° C. to 8 × 10 −6 / ° C. is prepared.

次に、図3Bに示すように、絶縁基板10の第1主面10aに、深さが30〜50μmの凹部10cをサンドブラスト法により形成する。   Next, as illustrated in FIG. 3B, a recess 10 c having a depth of 30 to 50 μm is formed on the first main surface 10 a of the insulating substrate 10 by a sandblast method.

続いて、図3Cに示すように、絶縁基板10の第1主面10a側からサンドブラスト法でスルーホール11を形成する。この際、第1主面10aから第2主面10bにかけてスルーホール11の径が漸次小さくなるように形成することが好ましい。この場合、スルーホール11の開口径は、例えば、第1主面10a側を120μmとし、第2主面10b側を80μmとすればよい。   Subsequently, as illustrated in FIG. 3C, the through hole 11 is formed from the first main surface 10 a side of the insulating substrate 10 by the sandblast method. At this time, it is preferable to form the through hole 11 so that the diameter of the through hole 11 gradually decreases from the first main surface 10a to the second main surface 10b. In this case, the opening diameter of the through hole 11 may be, for example, 120 μm on the first main surface 10 a side and 80 μm on the second main surface 10 b side.

次に、図3Dに示すように、絶縁基板10の表面及びスルーホール11の内壁に導電膜7を形成する。例えば、絶縁基板10の表面及びスルーホール11の内壁に、スパッタリング法によりクロム薄膜(厚み:0.1μm)を形成し、このクロム薄膜上に、スパッタリング法によりパラジウム薄膜(厚み:0.05μm)を形成した後、このパラジウム薄膜上に、電解めっき法により金薄膜(厚み:0.5〜1.0μm)を形成することにより、クロム薄膜、パラジウム薄膜及び金薄膜からなる導電膜7を形成することができる。   Next, as illustrated in FIG. 3D, the conductive film 7 is formed on the surface of the insulating substrate 10 and the inner wall of the through hole 11. For example, a chromium thin film (thickness: 0.1 μm) is formed on the surface of the insulating substrate 10 and the inner wall of the through hole 11 by sputtering, and a palladium thin film (thickness: 0.05 μm) is formed on the chromium thin film by sputtering. After the formation, a conductive film 7 made of a chromium thin film, a palladium thin film, and a gold thin film is formed on the palladium thin film by forming a gold thin film (thickness: 0.5 to 1.0 μm) by electrolytic plating. Can do.

次に、導電膜7上の所定の箇所にレジスト膜(図示せず)を形成した後、導電膜7上の上記レジスト膜で覆われていない箇所をエッチングして、図3Eに示す第1及び第2導電膜12,13を形成する。   Next, after a resist film (not shown) is formed at a predetermined location on the conductive film 7, the portions on the conductive film 7 that are not covered with the resist film are etched, and the first and the second films shown in FIG. Second conductive films 12 and 13 are formed.

続いて、還元性雰囲気(N2ガス等)中で300℃の加熱温度に設定されたヒーター(図示せず)上に絶縁基板10を押さえガイド(図示せず)でセットし、ワイヤーボンダーのボンディングヘッド(図示せず)に組み込まれた上下動式のキャピラリーツール6(図3F参照)をスルーホール11の真上に合わせて配置する。この際の位置合わせはワイヤーボンダーに備えられた位置認識装置により行うことができる。このときの位置精度は、例えば±5μm以下である。また、キャピラリーツール6には金属ワイヤ5(図3F参照)が挿通されている。金属ワイヤ5の構成材料としては、耐食性が高い金が好ましい。そして、トーチ(図示せず)により金属ワイヤ5の先端部を加熱溶融して、略球状の金属部材14(図3F参照)を形成する。この金属部材14は、直径が金属ワイヤ5の約3〜4倍程度となる。よって、例えば金属部材14の直径を120μm程度の大きさにする場合は、金属ワイヤ5として直径が38μm程度のものを使用すればよい。なお、金属部材14は、金属ワイヤ5の先端部とトーチ(図示せず)との間で火花放電を発生させることにより形成している。 Subsequently, the insulating substrate 10 is set with a pressing guide (not shown) on a heater (not shown) set to a heating temperature of 300 ° C. in a reducing atmosphere (N 2 gas or the like), and bonding of the wire bonder is performed. A vertically moving capillary tool 6 (refer to FIG. 3F) incorporated in a head (not shown) is arranged right above the through hole 11. The alignment at this time can be performed by a position recognition device provided in the wire bonder. The positional accuracy at this time is, for example, ± 5 μm or less. A metal wire 5 (see FIG. 3F) is inserted through the capillary tool 6. As a constituent material of the metal wire 5, gold having high corrosion resistance is preferable. And the front-end | tip part of the metal wire 5 is heat-melted with a torch (not shown), and the substantially spherical metal member 14 (refer FIG. 3F) is formed. The metal member 14 has a diameter of about 3 to 4 times that of the metal wire 5. Therefore, for example, when the metal member 14 has a diameter of about 120 μm, the metal wire 5 having a diameter of about 38 μm may be used. The metal member 14 is formed by generating a spark discharge between the tip of the metal wire 5 and a torch (not shown).

次に、図3Fに示すように、キャピラリーツール6を下降させて、金属部材14をスルーホール11内に100〜300gfの荷重で押圧しながら充填する。この際、キャピラリーツール6に対し図1BのY方向に超音波振動を加え、同時にキャピラリーツール6に対し図1BのX方向に機械的な微振動を加える。この時の超音波の発振周波数は60〜120kHzが好ましく、超音波の印加時間は10〜50msが好ましい。また、機械的な微振動を加える方法としては、例えばボンディングヘッドを上記X方向に振動させる方法が挙げられる。このときのX方向の振動幅は、超音波の振動幅と同程度(例えば5〜10μm)であることが好ましい。このようにして、金属部材14と接続導電膜12bとを接合する。この後、キャピラリーツール6を上昇させ、金属ワイヤ5を切断する。これにより、図3Gに示す回路基板1が得られる。なお、金属ワイヤ5を切断する際に、トーチ(図示せず)で加熱することによって切断すると、切断と同時に略球状の金属部材14が形成されるため、回路基板1を連続して製造する場合に作業性が向上する。また、本実施形態では、上述したような超音波併用熱圧着法を用いるため、接続導電膜12bと金属部材14とが強固に接合される。よって、後述するように、電子部品2(図3J参照)を形成した際、スルーホール11の密閉性が高くなるため、気密性の高い電子部品2とすることができる。   Next, as shown in FIG. 3F, the capillary tool 6 is lowered and the metal member 14 is filled into the through hole 11 while being pressed with a load of 100 to 300 gf. At this time, ultrasonic vibration is applied to the capillary tool 6 in the Y direction of FIG. 1B, and at the same time, mechanical fine vibration is applied to the capillary tool 6 in the X direction of FIG. 1B. The ultrasonic oscillation frequency at this time is preferably 60 to 120 kHz, and the ultrasonic application time is preferably 10 to 50 ms. Further, as a method of applying mechanical micro vibration, for example, a method of vibrating the bonding head in the X direction can be mentioned. The vibration width in the X direction at this time is preferably about the same as the vibration width of ultrasonic waves (for example, 5 to 10 μm). Thus, the metal member 14 and the connection conductive film 12b are joined. Thereafter, the capillary tool 6 is raised and the metal wire 5 is cut. Thereby, the circuit board 1 shown in FIG. 3G is obtained. When cutting the metal wire 5 by heating with a torch (not shown), a substantially spherical metal member 14 is formed simultaneously with the cutting, and therefore the circuit board 1 is manufactured continuously. Workability is improved. In the present embodiment, since the ultrasonic combined thermocompression method as described above is used, the connection conductive film 12b and the metal member 14 are firmly bonded. Therefore, as will be described later, when the electronic component 2 (see FIG. 3J) is formed, the airtightness of the through hole 11 is increased, so that the electronic component 2 having high airtightness can be obtained.

続いて、図3Hに示すように、回路基板1の電子素子接続電極12a上に導電性接着剤22を介して電子素子20を搭載する。これにより、回路基板1の外部接続電極12cは、接続導電膜12b、電子素子接続電極12a及び導電性接着剤22を介して電子素子20と電気的に接続される。なお、本実施形態では、電子素子20として水晶片を用いている。   Subsequently, as shown in FIG. 3H, the electronic element 20 is mounted on the electronic element connection electrode 12 a of the circuit board 1 via the conductive adhesive 22. Thereby, the external connection electrode 12 c of the circuit board 1 is electrically connected to the electronic element 20 through the connection conductive film 12 b, the electronic element connection electrode 12 a, and the conductive adhesive 22. In the present embodiment, a crystal piece is used as the electronic element 20.

次に、真空雰囲気中で回路基板1を位置決め用冶具(図示せず)にセットした後、蓋体21を回路基板1の真上に位置合わせし(図3I参照)、蓋体21と回路基板1とを接着する。この際、図3Iに示すように、蓋体21の回路基板1との接続部には、接着層23が予め設けられている。本実施形態では、接着層23として、電解めっきにより形成した金−錫合金(厚み:10〜15μm)を用いている。この場合、金−錫合金の質量比(金:錫)は、例えば4:1とすればよい。   Next, after the circuit board 1 is set on a positioning jig (not shown) in a vacuum atmosphere, the lid 21 is aligned directly above the circuit board 1 (see FIG. 3I), and the lid 21 and the circuit board are aligned. 1 is bonded. At this time, as shown in FIG. 3I, an adhesive layer 23 is provided in advance at the connection portion between the lid 21 and the circuit board 1. In the present embodiment, a gold-tin alloy (thickness: 10 to 15 μm) formed by electrolytic plating is used as the adhesive layer 23. In this case, the mass ratio of gold-tin alloy (gold: tin) may be 4: 1, for example.

次に、蓋体21を5×104〜6×104Paで加圧しながら、290〜310℃のN2ガス雰囲気炉中で回路基板1と共に加熱する。この時の加熱時間は30〜60秒が好ましい。これにより、回路基板1と蓋体21とが接着層23によって接合され、気密性が高い電子部品2が得られる(図3J)。なお、図3Jに示す電子部品2は、長胴方向及び短胴方向の寸法がそれぞれ2.0mm及び1.6mmで、厚みが0.5mmであるが、上記製造方法によれば、更に薄型の電子部品を安価に製造することができる。例えば、長胴方向及び短胴方向の寸法がそれぞれ1.6mm及び1.0mmで、厚みが0.4mmの電子部品を安価に製造することができる。 Next, the lid body 21 is heated together with the circuit board 1 in an N 2 gas atmosphere furnace at 290 to 310 ° C. while being pressurized at 5 × 10 4 to 6 × 10 4 Pa. The heating time at this time is preferably 30 to 60 seconds. Thereby, the circuit board 1 and the cover body 21 are joined by the adhesive layer 23, and the electronic component 2 with high airtightness is obtained (FIG. 3J). Note that the electronic component 2 shown in FIG. 3J has dimensions of 2.0 mm and 1.6 mm in the long torso direction and 1.6 mm in the short torso direction, respectively, and a thickness of 0.5 mm. Electronic components can be manufactured at low cost. For example, an electronic component having dimensions of 1.6 mm and 1.0 mm in the long and short cylinder directions and a thickness of 0.4 mm can be manufactured at low cost.

[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について図面を参照して説明する。参照する図4は、本発明の第3実施形態に係る回路基板の断面図である。なお、第3実施形態に係る回路基板は、上述した本発明の第2の回路基板の一例である。また、図4において、図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 to be referred to is a cross-sectional view of a circuit board according to the third embodiment of the present invention. The circuit board according to the third embodiment is an example of the above-described second circuit board of the present invention. In FIG. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図4に示すように、第3実施形態に係る回路基板3において、2つのスルーホール11a,11bのうちスルーホール11b内には、第1実施形態に係る回路基板1(図1A参照)と同様に金属部材14が充填されている。一方、スルーホール11aは、第1主面10a側の開口部が金属部材30で塞がれている。金属部材30は、略半球状に形成されており、その半球面と第1導電膜12とが接合されている。また、第1主面10aには凹部が形成されていない。その他は、上述した第1実施形態に係る回路基板1(図1A参照)と同様である。上記構成を有することにより、第3実施形態に係る回路基板3は、上述した第1実施形態に係る回路基板1と同様の効果を発揮することができる。   As shown in FIG. 4, in the circuit board 3 according to the third embodiment, the two through holes 11a and 11b have the same inside of the through hole 11b as the circuit board 1 according to the first embodiment (see FIG. 1A). Is filled with a metal member 14. On the other hand, the through hole 11 a is closed with the metal member 30 at the opening on the first main surface 10 a side. The metal member 30 is formed in a substantially hemispherical shape, and the hemispherical surface and the first conductive film 12 are joined. Further, no recess is formed in the first main surface 10a. Others are the same as the circuit board 1 (refer FIG. 1A) which concerns on 1st Embodiment mentioned above. By having the said structure, the circuit board 3 which concerns on 3rd Embodiment can exhibit the effect similar to the circuit board 1 which concerns on 1st Embodiment mentioned above.

また、第3実施形態に係る回路基板3によれば、金属部材30の平面部30aに、導電性材料等を介さずに電子素子を直接搭載することができるため、電子部品に適用した際、電子部品の薄型化を容易に行うことができる。なお、図4に示すスルーホール11a,11bでは、第1主面10aから第2主面10bにかけてその径が漸次小さくなっているが、スルーホール11a,11bの径が漸次小さくなっていなくてもよい。即ち、スルーホール11a,11bの第1主面10a側の開口径が、スルーホール11a,11bの第2主面10b側の開口径と同じか小さくてもよい。   In addition, according to the circuit board 3 according to the third embodiment, an electronic element can be directly mounted on the flat surface portion 30a of the metal member 30 without using a conductive material or the like. Electronic components can be easily reduced in thickness. In addition, in the through holes 11a and 11b shown in FIG. 4, the diameter gradually decreases from the first main surface 10a to the second main surface 10b. Good. That is, the opening diameter of the through holes 11a and 11b on the first main surface 10a side may be the same as or smaller than the opening diameter of the through holes 11a and 11b on the second main surface 10b side.

[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態について図面を参照して説明する。参照する図5は、本発明の第4実施形態に係る電子部品の断面図である。第4実施形態に係る電子部品は、上述した第3実施形態に係る回路基板3を含む。なお、第4実施形態に係る電子部品は、上述した本発明の第2の電子部品の一例である。また、図5において、図2及び図4と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 to be referred to is a cross-sectional view of an electronic component according to the fourth embodiment of the present invention. The electronic component according to the fourth embodiment includes the circuit board 3 according to the third embodiment described above. The electronic component according to the fourth embodiment is an example of the second electronic component of the present invention described above. In FIG. 5, the same components as those in FIGS. 2 and 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図5に示すように、第4実施形態に係る電子部品4は、上述した第2実施形態に係る電子部品2(図2参照)に対し、回路基板として第3実施形態に係る回路基板3を用いたことと、電子素子20が金属部材30上に直接搭載されていること以外は、第2実施形態に係る電子部品2と同様である。よって、第4実施形態に係る電子部品4は、上述した第2実施形態に係る電子部品2と同様の効果を有する上、導電性材料等を介さずに電子素子20が搭載されているため、薄型化を容易に行うことができる。なお、電子素子20の動作空間を確保するためには、電子素子20と電子素子接続電極12aとの間の間隔が、30〜50μmの範囲であることが好ましい。   As shown in FIG. 5, the electronic component 4 according to the fourth embodiment is different from the electronic component 2 according to the second embodiment (see FIG. 2) in that the circuit board 3 according to the third embodiment is used as a circuit board. It is the same as the electronic component 2 according to the second embodiment except that it is used and the electronic element 20 is directly mounted on the metal member 30. Therefore, the electronic component 4 according to the fourth embodiment has the same effect as the electronic component 2 according to the second embodiment described above, and the electronic element 20 is mounted without using a conductive material or the like. Thinning can be easily performed. In addition, in order to ensure the operation space of the electronic element 20, it is preferable that the space | interval between the electronic element 20 and the electronic element connection electrode 12a is the range of 30-50 micrometers.

次に、上述した第4実施形態に係る電子部品4の製造方法の一例について図面を参照して説明する。参照する図6A〜Dは、第4実施形態に係る電子部品4の製造方法の一例を示す工程断面図である。このうち図6A,Bは、上述した第3実施形態に係る回路基板3の製造方法の一例を示す工程断面図である。なお、図6A〜Dにおいて、図4及び図5と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。   Next, an example of a method for manufacturing the electronic component 4 according to the above-described fourth embodiment will be described with reference to the drawings. 6A to 6D to be referred to are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the electronic component 4 according to the fourth embodiment. 6A and 6B are process cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing the circuit board 3 according to the third embodiment described above. 6A to 6D, the same components as those in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

まず、上述した図3C〜Eと同様の工程を行って、スルーホール11a,11bと、第1及び第2導電膜12,13とが設けられた絶縁基板10を用意する(図6A)。   First, the same process as that of FIGS. 3C to E described above is performed to prepare the insulating substrate 10 provided with the through holes 11a and 11b and the first and second conductive films 12 and 13 (FIG. 6A).

次に、キャピラリーツール6(図3F参照)を用いてスルーホール11bに金属部材14を充填し、上述した図3Fの工程と同様に接続導電膜12bと金属部材14とを接合する(図6B)。   Next, the capillary member 6 (see FIG. 3F) is used to fill the through hole 11b with the metal member 14, and the connection conductive film 12b and the metal member 14 are joined in the same manner as in the process of FIG. 3F described above (FIG. 6B). .

続いて、キャピラリーツール6(図3F参照)を用いてスルーホール11aの第1主面10a側の開口部を略球状の金属部材30で塞ぎ、第1導電膜12と金属部材30とを接合する(図示せず)。この際、100〜300gfの荷重で金属部材30を押圧することにより、キャピラリーツール6を用いて略球状に形成された金属部材30が、図6Bに示すような略半球状の金属部材30となる。この際、キャピラリーツール6に挿通される金属ワイヤ5(図3F参照)としては、例えばスルーホール11aの第1主面10a側の開口径が120μm程度である場合、直径が51μm程度のものを使用すればよい。その他の条件は上述した図3Fの工程と同様である。このようにして、図6Bに示す回路基板3が得られる。   Subsequently, using the capillary tool 6 (see FIG. 3F), the opening on the first main surface 10a side of the through hole 11a is closed with a substantially spherical metal member 30, and the first conductive film 12 and the metal member 30 are joined. (Not shown). At this time, by pressing the metal member 30 with a load of 100 to 300 gf, the metal member 30 formed into a substantially spherical shape using the capillary tool 6 becomes a substantially hemispherical metal member 30 as shown in FIG. 6B. . At this time, as the metal wire 5 inserted into the capillary tool 6 (see FIG. 3F), for example, when the opening diameter on the first main surface 10a side of the through hole 11a is about 120 μm, the one having a diameter of about 51 μm is used. do it. Other conditions are the same as those in the process of FIG. 3F described above. In this way, the circuit board 3 shown in FIG. 6B is obtained.

続いて、図6Cに示すように、回路基板3の金属部材30上に電子素子20の電極部(図示せず)を重ねた後、超音波併用熱圧着法により金属部材30と上記電極部とを接合することにより、電子素子20を搭載する。そして、上述した図3I,Jと同様の工程を行うことにより、図6Dに示す電子部品4が得られる。   Subsequently, as shown in FIG. 6C, after the electrode part (not shown) of the electronic element 20 is stacked on the metal member 30 of the circuit board 3, the metal member 30, the electrode part, The electronic element 20 is mounted by bonding. And the electronic component 4 shown to FIG. 6D is obtained by performing the process similar to FIG. 3I and J mentioned above.

得られた電子部品4を、IEC(International Electorotechnical Commission:国際電気標準会議)68−2−66による不飽和型蒸気加圧試験(試験条件:130℃、85%相対湿度(RH)、40時間)での高湿条件下に曝した後、気密性試験を行った結果(各100個)、電子部品4の気密性は良好であることが確認できた。ここでいう「気密性が良好」とは、ヘリウムをトレーサガスに用いた気密性試験機において、1×10-9Pa・m3/sec以下の漏れ量に保持できる状態の事をいう。なお、上記気密性試験は、JISZ2331「ヘリウム漏れ試験方法(真空吹き付け法)」に準拠する試験であり、気密性試験機として、株式会社アルバック社製ヘリウムリークディテクターを用いて行った。 The obtained electronic component 4 was subjected to an unsaturated steam pressurization test according to IEC (International Electrotechnical Commission) 68-2-66 (test conditions: 130 ° C., 85% relative humidity (RH), 40 hours). As a result of conducting an air tightness test after exposure to high humidity conditions (100 pieces each), it was confirmed that the air tightness of the electronic component 4 was good. Here, “good airtightness” means a state in which a leak rate of 1 × 10 −9 Pa · m 3 / sec or less can be maintained in an airtightness tester using helium as a tracer gas. In addition, the said airtightness test is a test based on JISZ2331 "Helium leak test method (vacuum spraying method)", and was performed using the helium leak detector by ULVAC, Inc. as an airtightness tester.

本発明は、水晶片や半導体素子等を含む電子部品に有用であり、特に、高気密性が要求される電子部品に有用である。   The present invention is useful for electronic parts including crystal pieces and semiconductor elements, and is particularly useful for electronic parts that require high airtightness.

Aは本発明の第1実施形態に係る回路基板の断面図であり、Bは本発明の第1実施形態に係る回路基板の概略平面図である。A is a sectional view of a circuit board according to the first embodiment of the present invention, and B is a schematic plan view of the circuit board according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る電子部品の断面図である。It is sectional drawing of the electronic component which concerns on 2nd Embodiment of this invention. A〜Jは、本発明の第2実施形態に係る電子部品の製造方法の一例を示す工程断面図である。AJ is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the electronic component which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る回路基板の断面図である。It is sectional drawing of the circuit board which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る電子部品の断面図である。It is sectional drawing of the electronic component which concerns on 4th Embodiment of this invention. A〜Dは、本発明の第4実施形態に係る電子部品の製造方法の一例を示す工程断面図である。AD is process sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the electronic component which concerns on 4th Embodiment of this invention. 従来の回路基板を用いた電子部品の断面図である。It is sectional drawing of the electronic component using the conventional circuit board.

符号の説明Explanation of symbols

1,3 回路基板
2,4 電子部品
5 金属ワイヤ
6 キャピラリーツール
7 導電膜
10 絶縁基板
10a 第1主面
10b 第2主面
10c,21a 凹部
11,11a,11b スルーホール
12 第1導電膜
12a 電子素子接続電極
12b 接続導電膜
12c 外部接続電極
13 第2導電膜
14,30 金属部材
20 電子素子
21 蓋体
22 導電性接着剤(導電性材料)
23 接着層
30a 平面部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,3 Circuit board 2,4 Electronic component 5 Metal wire 6 Capillary tool 7 Conductive film 10 Insulating substrate 10a 1st main surface 10b 2nd main surface 10c, 21a Recess 11,11a, 11b Through hole 12 1st conductive film 12a Electron Element connection electrode 12b Connection conductive film 12c External connection electrode 13 Second conductive film 14, 30 Metal member 20 Electronic element 21 Lid 22 Conductive adhesive (conductive material)
23 Adhesive layer 30a Plane part

Claims (16)

絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含むことを特徴とする回路基板。
A circuit board comprising: an insulating substrate; and a through hole formed in a thickness direction of the insulating substrate for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate;
A conductive film formed on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces;
A circuit board comprising: a metal member filled in the through hole and bonded to the conductive film.
前記スルーホールは、前記第1主面から前記第2主面にかけてその径が漸次小さくなっている請求項1に記載の回路基板。The circuit board according to claim 1, wherein a diameter of the through hole gradually decreases from the first main surface to the second main surface. 前記金属部材は、略球状に形成されている請求項1に記載の回路基板。The circuit board according to claim 1, wherein the metal member is formed in a substantially spherical shape. 絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールにおける前記第1主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含むことを特徴とする回路基板。
A circuit board comprising: an insulating substrate; and a through hole formed in a thickness direction of the insulating substrate for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate;
A conductive film formed on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces;
A circuit board comprising: a metal member that closes an opening of the through hole on the first main surface side and is bonded to the conductive film.
前記金属部材は、略半球状に形成されており、
前記金属部材の半球面と前記導電膜とが接合されている請求項4に記載の回路基板。
The metal member is formed in a substantially hemispherical shape,
The circuit board according to claim 4, wherein the hemispherical surface of the metal member and the conductive film are bonded.
前記絶縁基板は、ガラス基板である請求項1又は請求項4に記載の回路基板。The circuit board according to claim 1, wherein the insulating substrate is a glass substrate. 前記絶縁基板は、シート状に形成されている請求項1,4,6のいずれか1項に記載の回路基板。The circuit board according to claim 1, wherein the insulating substrate is formed in a sheet shape. 絶縁基板の厚さ方向に、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成し、
略球状の金属部材を前記スルーホールに充填し、前記金属部材と前記導電膜とを接合する回路基板の製造方法。
Forming a through hole for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate in the thickness direction of the insulating substrate;
Forming a conductive film on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces;
A method of manufacturing a circuit board, comprising filling a through-hole with a substantially spherical metal member and bonding the metal member and the conductive film.
絶縁基板の厚さ方向に、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成し、
前記スルーホールにおける前記第1主面側の開口部を略球状の金属部材で塞ぎ、前記金属部材と前記導電膜とを接合する回路基板の製造方法。
Forming a through hole for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate in the thickness direction of the insulating substrate;
Forming a conductive film on the inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces;
A method of manufacturing a circuit board, wherein an opening on the first main surface side of the through hole is closed with a substantially spherical metal member, and the metal member and the conductive film are joined.
前記絶縁基板は、ガラス基板である請求項8又は請求項9に記載の回路基板の製造方法。The method for manufacturing a circuit board according to claim 8, wherein the insulating substrate is a glass substrate. 前記絶縁基板は、シート状に形成されている請求項8〜10のいずれか1項に記載の回路基板の製造方法。The circuit board manufacturing method according to claim 8, wherein the insulating substrate is formed in a sheet shape. 前記金属部材と前記導電膜とを接合する際、前記金属部材と前記導電膜との接合箇所に対して熱と荷重を加えながら超音波を印加して接合する請求項8又は請求項9に記載の回路基板の製造方法。10. When joining the metal member and the conductive film, applying ultrasonic waves while applying heat and a load to a joint portion between the metal member and the conductive film, and joining them. Circuit board manufacturing method. 絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記第1主面における前記開口部周囲に形成された前記導電膜に導電性材料を介して搭載されていることを特徴とする電子部品。
A circuit board including an insulating substrate and a through hole formed in a thickness direction of the insulating substrate for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate;
Electronic elements mounted on the circuit board;
An electronic component including a lid that covers the electronic element,
The circuit board has a conductive film formed on an inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces, and fills the through hole and joins the conductive film. A metal member,
The electronic component is mounted on the conductive film formed around the opening on the first main surface via a conductive material.
前記第1主面における前記電子素子と面する領域には、凹部が形成されている請求項13に記載の電子部品。The electronic component according to claim 13, wherein a concave portion is formed in a region facing the electronic element on the first main surface. 絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第1主面と前記絶縁基板の第2主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第1及び第2主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールにおける前記第1主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記金属部材に搭載されていることを特徴とする電子部品。
A circuit board including an insulating substrate and a through hole formed in a thickness direction of the insulating substrate for connecting the first main surface of the insulating substrate and the second main surface of the insulating substrate;
Electronic elements mounted on the circuit board;
An electronic component including a lid that covers the electronic element,
The circuit board includes a conductive film formed on an inner wall of the through hole and around the opening of the through hole in the first and second main surfaces, and an opening on the first main surface side of the through hole. A metal member that closes and joins the conductive film,
The electronic component is mounted on the metal member.
前記電子素子と前記導電膜との間の間隔が30〜50μmである請求項15に記載の電子部品。The electronic component according to claim 15, wherein a distance between the electronic element and the conductive film is 30 to 50 μm.
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