JP6155551B2 - 電子デバイス、電子機器および電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
また、パッケージは、ベース基板の上面(内面)に形成され、振動素子と電気的に接続された接続端子と、ベース基板の下面(外面)に形成された実装端子と、ベース基板を貫通して形成され、接続端子と実装端子とを電気的に接続する貫通電極とが設けられている。このようなパッケージは、振動素子の振動特性を向上させるなどの目的で気密的に封止されている。
しかしながら、貫通電極は、ベース基板に形成された貫通孔に金属等の導電性材料を埋設することにより形成されているため、例えば、貫通孔の内周面と貫通電極との間に形成される隙間や、貫通電極内に形成される隙間からパッケージ内外の気体の流通が生じ、気密性を確保することができない問題があった。
このように、特許文献1の電子デバイスでは、電子デバイスの小型化を図りつつ、収納空間の気密性を向上させるこができないという問題がある。
[適用例1]
本発明の電子デバイスは、電子部品と、
一方の面側に前記電子部品が配置されているベース基板と、
前記電子部品を覆うように前記ベース基板に接合されている蓋部と、
前記ベース基板の前記電子部品側の面に配置され、前記電子部品と電気的に接続されている接続端子と、
前記ベース基板をその厚さ方向に貫通して配置され、前記接続端子と電気的に接続されている貫通電極と、
前記ベース基板の平面視にて、前記貫通電極を内包するように前記接続端子上に配置され、さらに、前記接続端子の側面の少なくとも一部を覆っている被覆部材と、を備え、
前記被覆部材は、導電性接着剤で構成されており、
前記被覆部材を介して前記接続端子と前記電子部品とが電気的に接続されていることを特徴とする。
これにより、小型化を図りつつ、収納空間の気密性を向上させることのできる電子デバイスが得られる。また、部品点数を削減でき、電子デバイスの小型化を図ることができる。
本発明の電子デバイスでは、前記被覆部材は、少なくとも、前記接続端子の側面と前記貫通電極との離間距離が最も近い前記側面を覆っていることが好ましい。
これにより、収納空間の気密性がより向上する。
本発明の電子機器は、本発明の電子デバイスを備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
本発明の電子デバイスの製造方法は、接続端子と、厚さ方向に貫通していて前記接続端子と電気的に接続される貫通電極とが配置されているベース基板を用意する工程と、
前記接続端子上に導電性接着剤からなる被覆部材を配置する工程と、
電子部品を、前記被覆部材を介して前記ベース基板上に固定する工程と、
前記電子部品を覆うように、蓋部を前記ベース基板に接合する工程と、を含み、
前記電子部品を前記ベース基板上に固定する工程では、前記ベース基板の平面視にて、前記被覆部材が前記貫通電極の前記接続端子側の端部を内包し、さらに、前記接続端子の側面の少なくとも一部を覆うことを特徴とする。
これにより、小型化を図りつつ、収納空間の気密性を向上させることのできる電子デバイスが得られる。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態にかかる電子デバイスの平面図、図2は、図1に示す電子デバイスの断面図、図3は、図1に示す電子デバイスが有する振動素子の平面図、図4は、図2に示す断面の部分拡大図、図5および図6は、図1に示す電子デバイスの製造方法を説明するための図である。なお、以下では、説明の都合上、図2、図4〜6中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。
まず、本発明の電子デバイスについて説明する。
図1および図2に示すように、電子デバイス100は、パッケージ200と、パッケージ200内に収納された電子部品としての振動素子300とを有している。
図3(a)は、振動素子300を上方から見た平面図であり、同図(b)は、振動素子300を上方から見た透過図(平面図)である。図3(a)、(b)に示すように、振動素子300は、平面視形状が長方形(矩形)の板状をなす圧電基板310と、圧電基板310の表面に形成された一対の励振電極320、330とを有している。
このような構成の圧電基板310は、その長手方向が水晶の結晶軸であるX軸と一致する。
励振電極320は、圧電基板310の上面に形成された電極部321と、圧電基板310の下面に形成されたボンディングパッド322と、電極部321およびボンディングパッド322を電気的に接続する配線323とを有している。
電極部321、331は、圧電基板310を介して対向して設けられ、互いにほぼ同じ形状をなしている。すなわち、圧電基板310の平面視にて、電極部321、331は、互いに重なるように位置し、輪郭が一致するように形成されている。また、ボンディングパッド322、332は、圧電基板310の下面の図3中右側の端部に離間して形成されている。
以上、振動素子300について説明したが、振動素子300の構成としては、これに限定されず、例えば、基部から複数の振動腕が延出した形状の振動子、ジャイロセンサー等であってもよい。
図1および図2に示すように、パッケージ200は、板状のベース基板210と、下側に開放する凹部221を有するキャップ状のリッド(蓋部)220と、ベース基板210の上面(内面)に形成された接続端子241、242と、ベース基板210の下面(外面)に形成された実装端子251、252と、ベース基板210を貫通して形成されており、接続端子241、242と実装端子251、252とを電気的に接続する貫通電極261、262とを有している。このようなパッケージ200では、リッド220の凹部221の開口がベース基板210で塞がれることにより、前述の振動素子300を収納する収納空間Sが形成されている。
ベース基板210の上面の縁部には、枠状のメタライズ層219が形成されている。メタライズ層の構成材料としては、特に限定されず、例えば、タングステン(W)、モリブテン(Mo)、マンガン(Mn)、銅(Cu)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、金(Au)、白金(Pt)等の金属材料を用いることができる。
収納空間Sには、振動素子300が収納されている。収納空間Sに収納された振動素子300は、一対の導電性接着剤291、292を介してベース基板210に片持ち支持されている。
そして、この貫通孔211、212を埋めるように、かつ上面および下面に広がるようにして第1金属層41が形成されている。第1金属層41の形成は、まず、例えば、モリブテン(Mo)、タングステン(W)などの金属粉末およびガラス粉末を含む原料粉末とバインダーとを混合した金属インクをスクリーン印刷法等によって、ベース基板210の上面側から接続端子241、242の形状に塗布するとともに、下面側から実装端子251、252の形状に塗布する。この際、金属インクの一部が貫通孔211、212に入り込み、金属インクによって貫通孔211、212が埋められる。次に、この金属インクを焼成することにより、第1金属層41が得られる。金属インクには、前述したようにガラス粉末が含まれているため、ガラス成分を含むベース基板210(セラミック基板)との密着性に優れた第1金属層41が得られる。
このような第1〜第4金属層41〜44によって、接続端子241、242、実装端子251、252および貫通電極261、262が形成されている。
次に、電子デバイス100の製造方法について説明する。
電子デバイス100の製造方法は、メタライズ層219、接続端子241、242、実装端子251、252および貫通電極261、262が形成されたベース基板210を用意する第1工程と、接続端子241、242上に導電性接着剤291、292を配置する2工程と、振動素子300を、導電性接着剤291、292を介してベース基板210上に固定する第3工程と、振動素子300を覆うように、リッド220をベース基板210に接合する第4工程とを有している。以下、各工程について詳細に説明する。
まず、図5(a)に示すように、板状のベース基板210を用意する。ベース基板210は、セラミックスやガラスを有する原料粉末、有機溶剤およびバインダーの混合物をドクターブレード法等によってシート状に形成してセラミックグリーンシートを得、得られたセラミックグリーンシートを焼成し、その後、必要箇所に貫通孔211、212を形成することにより得られる。この際、セラミックグリーンシートは、単層とすることが好ましい。これにより、製造コストの低減を図ることができる。
次に、ベース基板210に塗布された金属インク900を焼成し第1金属層41を形成する。前述したように、金属インク900には、ガラス粉末が含有されているため、ガラス成分を含むベース基板210との相溶性(親和性)に優れており、第1金属層41とベース基板210との密着性を高めることができる。
次に、無電解Ni−P系合金めっき処理によってめっきを施すことにより、第2金属層42上に第3金属層43を形成する。このように、無電解めっき処理を用いることにより、第3金属層43を、第2金属層42の表面全域(すなわち、上面および側面)を覆うように形成することができる。
以上により、図5(c)に示すように、メタライズ層219、接続端子241、242、実装端子251、252および貫通電極261、262が形成されたベース基板210が得られる。
次に、図6(a)に示すように、接続端子241、242上に導電性接着剤291、292を塗布する。導電性接着剤291、292としては、酸化防止や低抵抗の観点から銀ペースト(銀粒子を含有する接着剤)を用いるのが好ましい。この際、導電性接着剤291、292は、少なくとも、ベース基板210の平面視にて、貫通孔211、212(貫通電極261、262)の近傍に配置され、好ましくは、貫通孔211、212と重なるように配置される。また、これら導電性接着剤291、292は、互いに離間して配置される。
次に、ベース基板210に対してほぼ平行となるように導電性接着剤291、292上に振動素子300を載置して、導電性接着剤291、292とボンディングパッド322、332を接触させる。さらに、ベース基板210との平行度を保ちつつ、振動素子300をベース基板210側へ押し付ける。
なお、第2工程にて、接続端子241、242上に導電性接着剤291、292を塗布した時点で、ベース基板210の平面視にて、導電性接着剤291が貫通孔211を内包し、導電性接着剤292が貫通孔212を内包していてもよい。
次に、例えば、減圧(好ましくは真空)環境下にて、図6(c)に示すように、ろう材225を介してリッド220をベース基板210上に配置し、例えば、レーザーを照射してろう材225およびメタライズ層219を溶融させることにより、リッド220をベース基板210に接合する。これにより、内部(収納空間S)が気密的に封止された、電子デバイス100が得られる。
特に、本実施形態では、導電性接着剤291、292が、ベース基板210の平面視にて貫通孔211、212を覆う被覆部材、ベース基板210に振動素子300を固定する固定部材、接続端子241、242とボンディングパッド322、332とを電気的に接続する電気接続部材、の3つを兼ねることにより、部品点数の削減を図ることができ、電子デバイス100の製造の簡易化および低コスト化を図ることができる。
次に、本発明の電子デバイスの第2実施形態について説明する。
図7は、本発明の第2実施形態にかかる電子デバイスの平面図、図8は、図7中のB−B線断面図である。
以下、第2実施形態の電子デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第2実施形態の電子デバイスは、導電性接着剤の配置が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
同様に、導電性接着剤292は、接続端子242の上面から、接続端子242の側面およびベース基板210の上面に広がって形成されている。そのため、接続端子242の表面全域(上面および側面)および接続端子242とベース基板210との境界部の全域が導電性接着剤292によって覆われている。
このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
次に、本発明の電子デバイスの第3実施形態について説明する。
図9は、本発明の第3実施形態にかかる電子デバイスの平面図である。なお、図9では、説明の便宜上、リッドおよび振動素子の図示を省略している。
以下、第3実施形態の電子デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第3実施形態の電子デバイスは、被覆部材と導電性接着剤とが別途形成されている以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
このような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
次に、本発明の電子デバイスの第4実施形態について説明する。
図10は、本発明の第4実施形態にかかる電子デバイスの平面図、図11は、図10中のC−C線断面図である。なお、図10では、説明の便宜上、リッドおよび振動素子の図示を省略している。
本発明の第4実施形態の電子デバイスは、被覆部材および導電性接着剤の配置(形成領域)が異なる以外は、前述した第3実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
このような第4実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
次に、本発明の電子デバイスの第5実施形態について説明する。
図12は、本発明の第5実施形態にかかる電子デバイスの平面図である。
以下、第5実施形態の電子デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第5実施形態の電子デバイスは、接続端子と振動素子との間の電気接続の方法が異なることと、導電性接着剤に換えて非導電性の接着剤を用いた以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
このような第5実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
次に、本発明の電子デバイスの第6実施形態について説明する。
図13は、本発明の第6実施形態にかかる電子デバイスの部分拡大断面図である。
以下、第6実施形態の電子デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第6実施形態の電子デバイスは、穴埋め部材40を有していること以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
なお、穴埋め部材40の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種樹脂材料を用いることができる。
このような第6実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
次に、本発明の電子デバイスの第7実施形態について説明する。
図14は、本発明の第7実施形態にかかる電子デバイスの断面図である。
以下、第7実施形態の電子デバイスについて、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第7実施形態の電子デバイスは、パッケージの構成、具体的には、ベース基板およびリッドの形状が異なる以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
このようなベース基板210は、板状の底部218と、底部の周囲から立設する枠状の側壁217とを有している。例えば、側壁217を単層(1枚)のグリーンシートから形成し、側壁217を積層された複数のグリーンシートから形成してもよい。
このような第7実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
次いで、本発明の電子デバイスを適用した電子機器(本発明の電子機器)について、図15〜図17に基づき、詳細に説明する。
図15は、本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部2000を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する電子デバイス100が内蔵されている。
Claims (4)
- 電子部品と、
一方の面側に前記電子部品が配置されているベース基板と、
前記電子部品を覆うように前記ベース基板に接合されている蓋部と、
前記ベース基板の前記電子部品側の面に配置され、前記電子部品と電気的に接続されている接続端子と、
前記ベース基板をその厚さ方向に貫通して配置され、前記接続端子と電気的に接続されている貫通電極と、
前記ベース基板の平面視にて、前記貫通電極を内包するように前記接続端子上に配置され、さらに、前記接続端子の側面の少なくとも一部を覆っている被覆部材と、を備え、
前記被覆部材は、導電性接着剤で構成されており、
前記被覆部材を介して前記接続端子と前記電子部品とが電気的に接続されていることを特徴とする電子デバイス。 - 前記被覆部材は、少なくとも、前記接続端子の側面と前記貫通電極との離間距離が最も近い前記側面を覆っている請求項1に記載の電子デバイス。
- 請求項1または2に記載の電子デバイスを備えていることを特徴とする電子機器。
- 接続端子と、厚さ方向に貫通していて前記接続端子と電気的に接続される貫通電極とが配置されているベース基板を用意する工程と、
前記接続端子上に導電性接着剤からなる被覆部材を配置する工程と、
電子部品を、前記被覆部材を介して前記ベース基板上に固定する工程と、
前記電子部品を覆うように、蓋部を前記ベース基板に接合する工程と、を含み、
前記電子部品を前記ベース基板上に固定する工程では、前記ベース基板の平面視にて、前記被覆部材が前記貫通電極の前記接続端子側の端部を内包し、さらに、前記接続端子の側面の少なくとも一部を覆うことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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