(57)【要約】【課題】応力により貫通電極が破損したり電極パッドが基板から剥離することのない電極構造、及び電子デバイスを提供する。【解決手段】電極パッド６は、その側面部に切欠き部６ａを有した構成であり、電極パッド６とパッケージの間に介在する絶縁層８が前記切欠き部６ａにも配置された構成になっている。このように電極パッド６は、切欠き部６ａにて絶縁層８を挟み込むようにして設けられ、その一部が絶縁層８に埋設して配置されているので電極パッド６の絶縁層８への密着力は強固な状態で維持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一表面と他表面に形成された二つの電極パッドが貫通電極を介して相互に接続された電極構造であって、
前記二つの電極パッドのうち少なくとも一つは、前記基板に形成された絶縁層を介して配置結合されており、前記電極パッドの側面部には切欠き部が設けられると共に、当該切欠き部を挟み込むようにして前記絶縁層が配されていることを特徴とする電極構造。
【請求項２】
前記切欠き部は、前記電極パッドの側面部の全周に渡って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電極構造。
【請求項３】
前記電極パッドと前記絶縁層との結合面は、粗面化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電極構造。
【請求項４】
前記請求項１〜３の何れか一つに記載の電極構造を備えた基板上に、前記電極構造の電極パッドと接続されるように電子部品を実装して成ることを特徴とする電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極構造及び電子デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子デバイスは、携帯電話、モバイルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ・Ｄｉｇｉｔａｌ・Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の小型情報端末に広く使用されている。この電子デバイスの構造は、例えば、箱型のパッケージ内に電子部品を収容し、このパッケージに蓋部材を接合してパッケージを封止した構成となっている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
図３は、従来技術による電子デバイスを示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は、蓋部材を除いた平面図である。この図に示す電子デバイスは、水晶振動子や水晶発振器に代表される圧電デバイスの例である。圧電デバイス３０は、パッケージ３１と、このパッケージ３１の底部表面にマウント固定された圧電振動片３２と、パッケージ３１を気密に封止する蓋部材３３とを有し圧電振動子を構成したものである。
【０００４】
圧電振動片３２は、例えば水晶からなり、矩形状に加工したＡＴカット振動片である。圧電振動片としては他に音叉型振動片等も用いられる。図３（ｂ）に示したように、圧電振動片３２には、その表裏面に励振電極３２ａが形成されており、該励振電極３２ａからは、引出しパターンが一端部に延長されており、引出し電極３２ｂを構成している。
【０００５】
パッケージ３１は平坦な底部３１ａと、該底部３１ａの周縁に立設された壁部３１ｂとを有しており、その内側に圧電振動片３２の収容空間となるキャビティＣが形成されている。パッケージ３１は、底部３１ａと、壁部３１ｂとが一体に形成されている。また、底部３１ａと、壁部３１ｂとを別体に構成することも可能である。
【０００６】
パッケージ３１の内側の底部には電極パッド３５が形成されている。電極パッド３５は例えば、ニッケルの下地上に金や銀のメッキを施すことにより形成されている。また、パッケージ３１の底面には両端部にそれぞれ外部接続用の電極パッド３４が形成されている。
【０００７】
パッケージ３１の内側の底部表面に形成された電極パッド３５は、貫通電極３６により外部接続用の電極パッド３４と接続された電極構造を成している。貫通電極３６は、貫通孔内に導電性部材、例えば、電解メッキ等によってＡｕ（金）メッキを施すことで貫通孔内を充填して構成されている。そして、電極パッド３５の上には導電部材３７を介して、圧電振動片３２が支持固定されている。ここで、導電部材３７は、導電性接着剤を用いることができる。
【０００８】
パッケージ３１のキャビティＣ側の上方には、蓋部材３３が種々の手段によって接合される。パッケージ３１及び蓋部材３３は、ガラスや水晶、あるいはシリコンなどによって形成される。尚、パッケージ３１を半導体基板であるシリコン基板で形成する場合は、シリコン基板面を電気的に絶縁するための絶縁膜３８を被覆する必要がある。したがって、キャビティＣの底部３１ａ表面、壁部３１ｂ内面にも絶縁膜３８を形成した構成となっている。
【０００９】
パッケージ３１と蓋部材３３の接合方法は、例えば、接合面に金属膜を形成することにより、陽極接合の手法を用いて行うことができる。また、表面活性化接合の手法を用いることもできる。表面活性化接合は、接合面どうしの表面を活性化して、部材どうしを何も介さずに直接接合するものである。
【００１０】
圧電デバイスは前記したように構成されており、圧電振動片３２がパッケージ３１の底部に搭載されるとともに、パッケージ３１が有するキャビティＣ内に収容されて、蓋部材３３により気密に封止されている。
【００１１】
前記圧電デバイスの製造方法は、ガラスやシリコンからなる１枚のパッケージ基板に複数個の収納部品に対応するキャビティを形成する。このキャビティ内には、圧電振動片をマウント固定するための電極パッド等を形成する。また、パッケージ基板材料にシリコンを選択した場合には、キャビティ内面等のシリコン基板面に絶縁膜等を形成する。そして複数個のキャビティの一つ一つに圧電振動片をマウント固定し、前記パッケージ基板サイズに対応する蓋基板を接合する。最後に個々の製品（部品）単位に切断、分離して電子デバイスが完成する。
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２６７１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、前記した従来の電子デバイスの電極構造においては、基板の下面に配設された外部接続用の電極パッドに応力が作用すると、外部接続用の電極パッドに接続された貫通電極にその応力が集中し、貫通電極が破損して断線したり、断線しないまでも貫通電極の電気的特性（電気抵抗等）が変化する虞がある。また、電子デバイスの内部が気密封止されたものである場合には、破損箇所でリークが発生して内部の気密性が保たれなくなったり、外部接続用の電極パッド自体が基板から剥離する虞がある。
【００１４】
本発明は、以上の問題点を鑑みてなされたものであり、応力により貫通電極が破損したり電極パッドが基板から剥離することのない電極構造、及び電子デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の電極構造は、基板の一表面と他表面に形成された二つの電極パッドが貫通電極を介して相互に接続された電極構造であって、前記二つの電極パッドのうち少なくとも一つは、前記基板に形成された絶縁層を介して配置されており、前記電極パッドの側面部には切欠き部が設けられると共に、当該切欠き部を挟み込むようにして前記絶縁層が配されていることを特徴とする。
【００１６】
前記切欠き部は、前記電極パッドの側面部の全周に渡って形成された電極構造とすることができる。
【００１７】
前記電極パッドと前記絶縁層との結合面は、粗面化されている電極構造とすることができる。
【００１８】
本発明の電子デバイスは、前記電極構造を備えた基板上に、前記電極構造の電極パッドと接続されるように電子部品を実装して成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電極パッドの側面部に切欠き部を設け、この切欠き部内に絶縁層を配置しているので絶縁層と電極パッドの密着強度が向上し、応力が貫通電極に集中することなく分散されるので貫通電極が破損するのが防止される。さらに、切欠き部と絶縁層の配置関係が基板に対するアンカーとしての役割を果たし、電極パッドが基板、絶縁層から剥離するのが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態による電子デバイスについて、図面を用いて説明する。本実形態の電子デバイスとして、圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスを例にとることとする。
図１は本実施例による電子デバイスの断面図である。この図に示す圧電デバイス１は、パッケージ２と、このパッケージ２の底部表面に接合された圧電振動片３と、パッケージ２を気密に封止する蓋部材４とを有するものであり、これらの部材により圧電振動子を構成するものである。尚、パッケージ及び蓋部材としては、ガラスやシリコンを用いることができる。図１は圧電振動子を構成した圧電デバイスを例示しているが、例えばパッケージ材にシリコン基板を用い、このシリコン基板面に発振回路等を形成すれば、より小型の発振器を構成することもできる。
【００２１】
圧電振動片３は、例えば水晶からなるもので、矩形状に加工したＡＴカット振動片や音叉型振動片等を用いることができる。図示してないが圧電振動片３には、その表裏面に励振電極が形成されており、該励振電極から引出されたパターンが一端部に延長されており、この引出しパターンが底面に配された電極パッド５と接続されている。
【００２２】
パッケージ２は底部２ａと、該底部２ａの周縁に立設された壁部２ｂとを有しており、その内側に圧電振動片３の収容空間となるキャビティーＣが形成されている。パッケージ２の内側の底部２ａには電極パッド５が形成されている。電極パッド５は例えば、ニッケルの下地上に金や銀のメッキを施すことにより形成されている。また、パッケージ２の底面には絶縁膜８を介し、両端部にそれぞれ外部接続用の電極パッド６が形成されている。
【００２３】
パッケージ２の内側の底部表面に形成された電極パッド５は、貫通電極７により外部接続用の電極パッド６と接続されている。貫通電極７としては貫通孔内に電解メッキ等によってＡｕ（金）やＣｕ（銅）などを充填して構成されたものである。
【００２４】
電極パッド６は、その側面部に切欠き部６ａを有した構成であり、電極パッド６とパッケージの間に介在する絶縁層８が前記切欠き部６ａにも配置された構成になっている。このように電極パッド６は、切欠き部６ａにて絶縁層８を挟み込むようにして設けられ、その一部が絶縁層８に埋設して配置されているので電極パッド６の絶縁層８への密着力は強固な状態で維持される。
【００２５】
この切欠き部６ａは、通常矩形に形成される電極パッドの側面の一辺に設けるだけでも効果的であるが、側面の全周に渡って連続的に形成されていれば尚効果的である。また、連続的でなく、断続的に形成されたものであっても良い。このような構成とすれば、電極パッド６に作用した応力が貫通電極７に影響を及ぼし貫通電極７が破損するようなことが防止される。さらに、前記切欠き部６ａは、絶縁層８を挟み込んでいるので、パッケージ２、絶縁層８に対するアンカーとしての役割をさらに向上させ、電極パッド６が絶縁層８、さらにはパッケージ２から剥離することが防止でき、電極パッド６の密着強度は充分に確保される。また、電極パッド６と絶縁層８との結合面（接触面部）を粗面化しておくことも可能であり、このようにすれば、両者の接触面積が大きくなり密着強度がさらに向上する。
【００２６】
電極パッド５の上には導電部材（不図示）を介して、圧電振動片３が支持固定され、パッケージ２のキャビティＣ側の上方には、蓋部材４が種々の方法によって接合される。パッケージ２及び蓋部材４は、ガラスや水晶、あるいはシリコンなどによって形成することができる。接合手法としては、接合面に金属膜を形成することにより、陽極接合の手法を用いてパッケージ２を封止することができる。また、表面活性化接合の手法を用いることもできる。表面活性化接合は、接合面どうしの表面を活性化して、部材どうしを何も介さずに直接接合するものである。
【００２７】
本実施例の電子デバイスは前述のように構成されており、電子部品としての圧電振動片３がパッケージ２の底部２ａに接合されるとともに、パッケージ２が有するキャビティＣ内に収容されて、蓋部材４により気密に封止されて完成する。
【００２８】
続いて、図１に示す電子デバイスの電極構造部の製造方法について、図面を参照して説明する。図２は、電子デバイスの電極構造部の製造方法を示す図である。
【００２９】
工程（ａ）：例えばシリコン材料から成る平板状のパッケージ基板にキャビティーＣを形成し、キャビティーＣ底面に貫通孔２ｃを設けパッケージ２を形成する。キャビティーＣ、並びに貫通孔２ｃの形成はドライ・ウェットエッチングにて形成する。そして、メッキ手法により、キャビティーＣ底面に電極パッド５と、貫通孔２ｃ内の貫通電極７と、これらを繋ぐ配線９を形成する。
【００３０】
工程（ｂ）：前記キャビティー部の裏面の、前記工程（ａ）で形成した貫通孔２ｃ底面を除いた領域に、第１の絶縁膜１０を形成する。絶縁膜材料及びパターン形成方法としては、例えば感光性ポリイミドをフォトリソグラフィーにより形成する場合や、ＣＶＤ膜を全面に形成した後、レジストマスクを形成しエッチングにより開口する場合等がある。これらの方法は適宜選択可能である。その後、メッキの共通電極膜（例えば、Ｃｕ／ＴｉＷ）をスパッタ等により全面形成する。本図において共通電極膜は不図示である。
【００３１】
工程（ｃ）：前記工程（ｂ）で形成した第１の絶縁膜１０上面に、後に形成される電極パッドに該当する部分を除く領域にレジストマスク１１を形成する。
【００３２】
工程（ｄ）：前記工程（Ｃ）で形成したレジストマスク１１を用いて、第１の電極パッド１２をメッキ形成し、その後レジストマスク１１と共通電極膜（不図示）を除去する。
【００３３】
工程（ｅ）：第１の絶縁膜１０の上面と第１の電極パッド１２の外周から一回り内側の領域に、第２の絶縁膜１３を形成する。このとき、第１の絶縁膜１０と第２の絶縁膜１３は別材料で形成してもよい。その後、メッキの共通電極膜（例えばＣｕ／ＴｉＷ）をスパッタ等により全面形成する。本図において共通電極膜は不図示である。
【００３４】
工程（ｆ）：前記工程（ｅ）で形成した第２の絶縁膜１３の開口部から一回り外側の領域に、レジストマスク１４を形成する。
【００３５】
工程（ｇ）：前記工程（ｆ）で形成したレジストマスク１４を用いて、第２の電極パッド１５をメッキ形成し、第１の電極パッド１２と接続させる。その後レジストマスク１４と共通電極膜（不図示）を除去して本発明に係る電極構造を有した電子デバイスのパッケージが完成する。
【００３６】
前記パッケージに圧電振動片等の電子部品を前記パッケージに形成された電極パッドに接続して搭載すれば、電子デバイスが完成する。この電子デバイスは、電極パッドの破壊、剥離に対して信頼性の高い製品となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施例による電子デバイスの断面図。
【図２】本実施例による電子デバイスの製造方法を示す図。
【図３】従来技術による電子デバイスを示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１    圧電デバイス
２    パッケージ
２ａ  底部
２ｂ  壁部
２ｃ  貫通孔
３    圧電振動片
４    蓋部材
５    電極パッド
６    電極パッド
７    貫通電極
８    絶縁膜
９    配線
１０    第１の絶縁膜
１１    レジストマスク
１２    第１の電極パッド
１３    第２の絶縁膜
１４    レジストマスク
１５    第２の電極パッド
３０    圧電デバイス
３１    パッケージ
３１ａ  底部
３１ｂ  壁部
３２    圧電振動片
３２ａ  励振電極
３２ｂ  引出し電極
３３    蓋部材
３４    外部接続端子
３５    電極パッド
３６    貫通電極
３７    導電部材
３８    絶縁膜
【図１】
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【図２】
2010081416.tif 000004
【図３】
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