(57)【要約】【課題】貫通電極３とその上部に形成される金属膜７との間の電池効果により、貫通電極の腐食を防止し、耐久性の優れた電子デバイスを製造する。【解決手段】電子デバイスの製造方法は、絶縁性のベース基板２に貫通電極３を形成する貫通電極形成工程Ｓ１と、ベース基板２の一方の表面ＵＳに電子素子５を実装する電子素子実装工程Ｓ２と、電子素子５を収容する蓋体６をベース基板２に接合する蓋体設置工程Ｓ３と、ベース基板２の他方の表面に、表面に露出する貫通電極３の端面Ｍと端面Ｍの周囲の表面を除いて樹脂膜１２を設置する樹脂膜設置工程Ｓ４と、端面Ｍと端面Ｍの周囲の表面とに触媒活性化処理を施す触媒処理工程Ｓ５と、端面Ｍと端面Ｍの周囲の表面とに無電解メッキ法により外部電極１４を形成する外部電極形成工程Ｓ６と、ベース基板２の他方の表面ＬＳから樹脂膜１２を除去する樹脂膜除去工程Ｓ７と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性のベース基板に貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、
前記ベース基板の一方の表面に電子素子を実装する電子素子実装工程と、
前記電子素子を収容する蓋体を前記ベース基板に接合する蓋体設置工程と、
前記ベース基板の他方の表面に、前記表面に露出する前記貫通電極の端面と前記端面の周囲の前記表面を除いて樹脂膜を設置する樹脂膜設置工程と、
前記端面と前記端面の周囲の前記表面とに触媒活性化処理を施す触媒処理工程と、
前記端面と前記端面の周囲の前記表面とに無電解メッキ法により外部電極を形成する外部電極形成工程と、
前記ベース基板の他方の表面から前記樹脂膜を除去する樹脂膜除去工程と、を備える電子デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記電子素子実装工程及び蓋体設置工程の後に前記樹脂膜設置工程を行う請求項１に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記貫通電極は鉄−ニッケル系合金である請求項１又は２に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記外部電極はニッケル膜又は銅膜を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記外部電極は金薄膜を含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記外部電極は厚さが１μｍ〜１０μｍである請求項１〜５のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記電子素子は水晶振動片である請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項８】
複数の貫通電極が形成される絶縁性のベース基板と、
前記ベース基板の一方の表面に実装される電子素子と、
前記電子素子を収容し前記ベース基板に接合される蓋体と、を備え、
前記ベース基板は、前記ベース基板の他方の表面に露出する前記貫通電極の端面と前記端面の周囲の前記表面とに形成される外部電極を有し、
前記外部電極と前記表面との界面に金属触媒が形成される電子デバイス。
【請求項９】
前記貫通電極は鉄−ニッケル系合金からなり、前記外部電極は無電解メッキ法により形成される導電膜を含む請求項８に記載の電子デバイス。
【請求項１０】
請求項８に記載の電子デバイスと、
前記電子デバイスに駆動信号を供給する駆動回路と、を備える発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージに水晶振動子等の電子素子を収容する電子デバイスの製造方法、電子デバイス及びこれを用いた発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯電話や携帯情報端末機には表面実装型の電子デバイスが多く用いられている。このうち、水晶振動子やＭＥＭＳ、ジャイロ、加速度センサ等は、パッケージの内部に中空のキャビティが形成され、このキャビティに水晶振動子やＭＥＭＳ等の電子素子が封入されている。パッケージとしてガラス材料が用いられる。例えばガラス基板に電子素子が実装され、その上にガラス蓋が陽極接合により接合されて電子素子が密封される。ガラスどうしの陽極接合は気密性が高くしかも安価であるという利点がある。
【０００３】
図７は、この種の電子デバイスの断面図である（特許文献１の図１）。電子デバイス１０１は、ベース１１０と、ベース１１０に搭載される電子部品１４０と、電子部品１４０を収容してベース１１０に接合されるキャップ１５０とを備える。ベース１１０には板厚方向に貫通する貫通電極１２１と、貫通電極１２１に電気的に接続される第一の金属膜１２２と、貫通電極１２１と電子部品１４０とを電気的に接続する回路パターン１３０及び第二の金属膜１２３が形成される。第一の金属膜１２２の外部には金属膜からなる外部電極１６０が形成される。
【０００４】
ここで、貫通電極１２１は鉄−ニッケル系合金が使用される。第一の金属膜１２２として無電解メッキ法により形成される金が使用される。また、貫通電極１２１とベース１１０との間には図示しない低融点ガラスが使用され、熱溶着により気密性を向上させている。低融点ガラスを使用して熱溶着し貫通電極１２１とベース１１０との間の気密性を向上させようとすると、貫通電極１２１の端面に酸化膜が形成され、他の金属との間の導電性が低下する。そこで、貫通電極１２１の熱溶着時に形成される酸化膜を取り除いた後に、貫通電極１２１の端面に第一の金属膜１２２や第二の金属膜１２３を形成して貫通電極１２１の酸化を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１５５５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
貫通電極１２１として鉄−ニッケル系合金を使用し、貫通電極１２１の酸化防止用の第一の金属膜１２２として金薄膜を使用している。鉄−ニッケル系合金と金とはイオン化傾向の差が大きいので、貫通電極１２１と第一の金属膜１２２の間に水分等が付着すると、電池効果により貫通電極１２１が腐食し、導電性が低下する原因となる。また、特許文献１では、貫通電極１２１とベース１１０との間に低融点ガラスを使用し、貫通電極１２１の端面に無電解メッキ法により第一の金属膜１２２の金薄膜を形成している。低融点ガラスには無電解メッキ法による金薄膜が形成し難いので、貫通電極１２１と第一の金属膜１２２との間の境界部が露出し腐食が一層進行しやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子デバイスの製造方法は、絶縁性のベース基板に貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、前記ベース基板の一方の表面に電子素子を実装する電子素子実装工程と、前記電子素子を収容する蓋体を前記ベース基板に接合する蓋体設置工程と、前記ベース基板の他方の表面に、前記表面に露出する前記貫通電極の端面と前記端面の周囲の前記表面を除いて樹脂膜を設置する樹脂膜設置工程と、前記端面と前記端面の周囲の前記表面とに触媒活性化処理を施す触媒処理工程と、前記端面と前記端面の周囲の前記表面とに無電解メッキ法により外部電極を形成する外部電極形成工程と、前記ベース基板の他方の表面から前記樹脂膜を除去する樹脂膜除去工程と、を備えることとした。
【０００８】
また、前記電子素子実装工程及び蓋体設置工程の後に前記樹脂膜設置工程を行うこととした。
【０００９】
また、前記貫通電極は鉄−ニッケル系合金であることとした。
【００１０】
また、前記外部電極はニッケル膜又は銅膜を含むこととした。
【００１１】
また、前記外部電極は金薄膜を含むこととした。
【００１２】
また、前記外部電極は厚さが１μｍ〜１０μｍであることとした。
【００１３】
また、前記電子素子は水晶振動片であることとした。
【００１４】
本発明の電子デバイスは、複数の貫通電極が形成される絶縁性のベース基板と、前記ベース基板の一方の表面に実装される電子素子と、前記電子素子を収容し前記ベース基板に接合される蓋体と、を備え、前記ベース基板は、前記ベース基板の他方の表面に露出する前記貫通電極の端面と前記端面の周囲の前記表面とに形成される外部電極を有し、前記外部電極と前記表面との界面に金属触媒が形成されることとした。
【００１５】
また、本発明の電子デバイスは、前記貫通電極は鉄−ニッケル系合金からなり、前記外部電極は無電解メッキ法により形成される導電膜を含むこととした。
【００１６】
本発明の発振器は、上記の電子デバイスと、前記電子デバイスに駆動信号を供給する駆動回路と、を備えることとした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電子デバイスの製造方法は、絶縁性のベース基板に貫通電極を形成する貫通電極形成工程と、ベース基板の一方の表面に電子素子を実装する電子素子実装工程と、電子素子を収容する蓋体をベース基板に接合する蓋体設置工程と、ベース基板の他方の表面に、表面に露出する貫通電極の端面と端面の周囲の表面を除いて樹脂膜を設置する樹脂膜設置工程と、端面と端面の周囲の表面とに触媒活性化処理を施す触媒処理工程と、端面と端面の周囲の表面とに無電解メッキ法により外部電極を形成する外部電極形成工程と、ベース基板の他方の表面から樹脂膜を除去する樹脂膜除去工程と、を含むこととした。これにより、貫通電極の腐食を防止し、耐久性の優れた電子デバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電子デバイスの断面模式図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る電子デバイスの製造方法を表す工程図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る電子デバイスの製造工程の説明図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る電子デバイスの製造工程の説明図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る電子デバイスの製造方法を表す工程図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係る発振器の上面模式図である。
【図７】従来公知の電子デバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る電子デバイス１の断面模式図である。電子デバイス１は、貫通電極が形成されるベース基板２と、ベース基板２の一方の表面ＵＳに実装される電子素子５と、電子素子５を収容しベース基板２に接合される蓋体６とを備える。ベース基板２は、絶縁性を有し、一方の表面ＵＳから他方の表面ＬＳに貫通する複数の貫通電極３を有する。ベース基板２の一方の表面ＵＳには貫通電極３の端面を覆うように配線電極８が形成され、配線電極８の上に金属バンプ１０を介して電子素子５が実装される。蓋体６は、中央に窪みを有し、この窪みに電子素子５を収容してベース基板２の一方の表面ＵＳに接合材９を介して接合される。ベース基板２は、更に、ベース基板２の他方の表面ＬＳに露出する貫通電極３の端面Ｍと、その端面Ｍの周囲の他方の表面ＬＳとに形成される外部電極１４を有する。外部電極１４とベース基板２の他方の表面ＬＳとの界面には、金属触媒２０が形成される。
【００２０】
このように、ベース基板２の他方の表面ＬＳと外部電極１４との間に金属触媒２０を形成したことにより、表面ＬＳに対する外部電極１４の密着性が向上する。金属触媒２０として、パラジウム、金、白金等の金属材料を使用することができる。外部電極１４として、無電解メッキ法により無電解メッキ膜を形成する場合は、金属触媒２０としてパラジウムを用いるのが好適である。外部電極１４は貫通電極３の端面Ｍと端面Ｍの周囲の表面ＬＳに形成される。そのため、貫通電極３が水分等に接触せず、腐食が防止される。
【００２１】
外部電極１４は、単層であってもよいし、複数層が積層される構成であってもよい。例えば、外部電極１４として、他方の表面ＬＳ側から無電解メッキ法によるニッケル膜又は銅膜の第一層、無電解メッキ法によるニッケル膜の第二層、金薄膜の第三層を有する積層構造とすることができる。貫通電極３に鉄−ニッケル系合金を使用し、第一層として銅膜を形成する場合はイオン化傾向の差が大きく、水分等が接触すると貫通電極３が腐食されやすくなる。そこで、第一層の銅膜の露出面を第二層のニッケル膜により完全に覆う。更に、第二層の表面が酸化して外部電極１４の接触抵抗が大きくなるのを避けるために第三層として金薄膜を形成する。無電解メッキ膜の表面に無電解メッキ膜が積層されるので、貫通電極３の腐食防止効果を一層高めることができる。
【００２２】
ベース基板２は、ガラス、セラミックス、プラスチック、ガラスエポキシ樹脂等を使用することができる。電子素子５は、圧電振動片、ＭＥＭＳ、加速度センサー、発光素子、受光素子、その他の半導体素子を使用することができる。貫通電極３は、コバール、インバー、パーマロイ、４２アロイ、ステンレス鋼等の鉄−ニッケル系合金、その他の金属材料を使用することができる。外部電極１４は、ニッケル膜、銅膜、金膜、銀膜、白金膜、その他の金属膜、合金膜、又はこれらの金属膜や合金膜の積層構造とすることができる。
【００２３】
（第二実施形態）
図２は、本発明の第二実施形態に係る電子デバイスの製造方法を表す工程図である。図３及び図４は、本発明の第二実施形態に係る電子デバイスの製造方法における各工程の説明図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００２４】
図２に示すように、本発明の電子デバイスの製造方法は、貫通電極形成工程Ｓ１と、電子素子実装工程Ｓ２と、蓋体設置工程Ｓ３と、樹脂膜設置工程Ｓ４と、触媒処理工程Ｓ５と、外部電極形成工程Ｓ６と、樹脂膜除去工程Ｓ７とを備える。貫通電極形成工程Ｓ１では、絶縁性のベース基板に板厚方向に貫通電極を形成する。電子素子実装工程Ｓ２では、ベース基板の一方の表面に電子素子を実装する。蓋体設置工程Ｓ３では、電子素子を収容する蓋体をベース基板に接合する。樹脂膜設置工程Ｓ４では、ベース基板の他方の表面に、当該他方の表面に露出する貫通電極の端面とその端面の周囲の表面を除いて樹脂膜を設置する。触媒処理工程Ｓ５では、ベース基板の他方の表面に露出する貫通電極の端面とその端面の周囲の表面とに触媒活性化処理を施す。外部電極形成工程Ｓ６では、ベース基板の他方の表面に露出する貫通電極の端面とその端面の周囲の表面とに無電解メッキ法により外部電極を形成する。樹脂膜除去工程Ｓ７では、ベース基板の他方の表面から樹脂膜を除去する。
【００２５】
なお、本発明の製造方法は、上記貫通電極形成工程Ｓ１の後であり電子素子実装工程Ｓ２の前に、ベース基板の他方の表面に樹脂膜設置工程Ｓ４により樹脂膜を形成し、次に触媒処理工程Ｓ５、次に外部電極形成工程Ｓ６を実施し、次に電子素子実装工程Ｓ２においてベース基板の一方の表面に電子素子を実装し、最後に、蓋体設置工程Ｓ３を実施してもよい。また、蓋体設置工程Ｓ３の後であり、樹脂膜設置工程Ｓ４の前に、ベース基板２の他方の表面を研削又は研磨して貫通電極の端面とベース基板の他方の表面を面一に形成すると共に端面に形成される酸化膜を除去する研削工程を付加することができる。これにより、外部電極と貫通電極の間の導電性が低下するのを防止することができる。以下、具体的に説明する。
【００２６】
図３（Ｓ１）は、貫通電極形成工程Ｓ１において、絶縁性のベース基板２に貫通電極３を形成した状態を表す断面模式図である。ベース基板２として、例えばガラス基板、プラスチック基板、ガラスエポキシ樹脂基板等の絶縁性基板を使用することができる。貫通電極３としては、コバール、インバー、パーマロイ、４２アロイ、ステンレス鋼等の鉄−ニッケル系合金、その他の金属材料を使用することができる。ベース基板２としてガラス基板を使用し、貫通電極３としてコバールを使用すれば、熱膨張係数が近似し、信頼性の高いパッケージを構成することができる。以下、ベース基板２としてガラス基板を使用し、貫通電極３として鉄−ニッケル系合金を使用する例について説明する。
【００２７】
ガラスからなるベース基板２を軟化又は溶融し、型成形により貫通孔を形成する。貫通孔に鉄−ニッケル系合金の線材を充填し、加熱・軟化させて線材とガラスとを溶着する。ガラスを冷却後に両面を研磨して平坦化し、貫通電極３の端面Ｍを露出させて酸化膜を除去するとともに、端面Ｍとベース基板２の表面とを面一に形成する。平坦化されたベース基板２は、例えば、厚さが０．２ｍｍ〜１ｍｍである。なお、ベース基板２の貫通孔は、サンドブラスト法やエッチング法により形成することもできる。
【００２８】
図３（Ｓ２）は、電子素子実装工程Ｓ２において、ベース基板２に電子素子５を実装した状態を表す断面模式図である。一方の表面ＵＳに蒸着法やスパッタリング法等により金属膜を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチング法により金属膜のパターニングを行って配線電極８を形成する。配線電極８は、蒸着法やスパッタリング法の他に印刷法により形成してもよい。次に、金属バンプ１０を介して電子素子５をベース基板２に表面実装により設置する。表面実装に代えて、電子素子５をベース基板２の表面に接着剤等により接着し、ワイヤーボンディングにより配線電極８と電子素子５とを電気的に接続してもよい。電子素子５が圧電振動片である場合に、圧電振動片をベース基板２の一方の表面ＵＳに片持ち状に実装することができる。
【００２９】
図３（Ｓ３）は、蓋体設置工程Ｓ３において、ベース基板２の一方の表面ＵＳに蓋体６を接合した状態を表す断面模式図である。蓋体６としてベース基板２と同じ材料、例えばガラス材料を使用することができる。蓋体６は中央に窪みを備え、窪みの上端面には予め接合材９を形成しておく。接合材９として、例えば、蒸着法やスパッタリング法等によりアルミニウム膜、クロム膜、シリコン膜等の導電性膜、又はこれらの複合層を形成する。そして、中央の窪みに電子素子５を収容してベース基板２と蓋体６を陽極接合により接合する。接合の際に周囲を真空にすれば、電子素子５が収容されるパッケージ内部を真空にすることができる。例えば、電子素子５として水晶振動片を使用する場合に、パッケージ内部を真空に維持すれば、水晶振動片の物理的な振動に対する空気抵抗を無くすことができる。なお、ベース基板２と蓋体６との間は、陽極接合の他に用途に応じて金属間接合や接着剤によって接合することもできる。
【００３０】
図３（Ｓ４）は、樹脂膜設置工程Ｓ４において、ベース基板２の他方の表面ＬＳに当該他方の表面ＬＳに露出する貫通電極３の端面Ｍとその端面Ｍの周囲の表面ＬＳを除いて樹脂膜１２を設置した状態を表す断面模式図である。樹脂膜１２を設置することにより、外部電極１４を形成する範囲が設定される。また、端面Ｍと他の端面Ｍとの間に樹脂膜１２を設置することにより、後に形成される外部電極を介して貫通電極３間のショートを防止する。樹脂膜１２は、レジスト等からなる感光性樹脂膜をベース基板２の他方の表面ＬＳに塗布又は貼り付けて設置し、露光・現像を行ってパターンを形成する。樹脂膜１２は、外部電極を形成する領域、すなわち端面Ｍと端面Ｍの周囲の表面ＬＳの領域を除いて設置される。樹脂膜１２は、印刷法により設置してもよい。
【００３１】
図３（Ｓ５）は、触媒処理工程Ｓ５において、端面Ｍと端面Ｍの周囲の表面ＬＳとに触媒活性化処理を施した状態を表す断面模式図である。触媒活性化処理を施すことにより絶縁性のガラスからなるベース基板２に無電解メッキ法により電極を密着して形成することができる。触媒活性化処理は、端面Ｍと端面Ｍの周囲の表面ＬＳとに金属触媒２０を吸着させる。金属触媒としてパラジウム、金、白金などを使用することができる。パラジウムを使用する場合、吸着方法としては、ベース基板２の他方の表面ＬＳをスズ−パラジウム混液に浸漬して処理する方法（キャタライザー・アクセレータ法）を用いることができる。この方法では、スズをベース基板２に吸着させ、パラジウムと置換させて触媒となるパラジウムを固定する。なお、上記の方法の他、ベース基板２の他方の表面ＬＳを塩化第一スズの水溶液に浸漬する処理後に塩化パラジウム処理を行う方法（センシタイザー・アクチベータ法）を用いることもできる。また、触媒を吸着させるベース基板２にはあらかじめ脱脂・洗浄、エッチング等の前処理を施しておく。なお、金属触媒２０が樹脂膜１２に付着した場合でも、後述する樹脂膜除去工程によって付着した金属触媒２０ごと除去することができる。
【００３２】
図４（Ｓ６−１）及び図４（Ｓ６−２）は、外部電極形成工程Ｓ６において、外部電極１４を貫通電極３の端面Ｍと端面Ｍの周囲の表面ＬＳとに無電解メッキ法により形成する状態を説明するための図である。外部電極１４は、無電解メッキ法により第一層のニッケル膜４を形成し、次に、無電解メッキ法により第二層のニッケル膜１１を形成し、次に、無電解メッキ法により第三層の金薄膜１３を形成し、積層構造とすることができる。積層構造を有することで単層の場合より貫通電極３の腐食防止効果を高めることができる。なお、本発明において、ニッケル膜４の表面に形成されるニッケル膜１１及びニッケル膜１１の表面に形成される金薄膜１３の形成は必須要件ではなく、ニッケル膜４の形成によって、貫通電極３の腐食を防止する効果を奏することができる。
【００３３】
まず、図４（Ｓ６−１）に示すように、金属触媒２０を固定した表面ＬＳを無電界メッキ液に浸して無電界メッキ膜としてニッケル膜４を１μｍ〜５μｍの厚さに形成する。これにより、端面Ｍ及び端面Ｍの周囲の表面ＬＳにニッケル膜４が密着する。すなわち、貫通電極３の端面Ｍ及びその端面Ｍの周囲の表面はニッケル膜４によりキャップされたように覆われる。ニッケル膜４が１μｍよりも薄くなると外部から侵入する水分等が貫通電極３と接触しやすくなり、ニッケル膜４が５μｍよりも厚くなると端面Ｍ近傍のベース基板２にニッケル膜４の内部応力が働いてガラスの欠けやクラックが発生しやすくなり、いずれの場合も信頼性が低下する。なお、ニッケル膜の他に銅膜、その他の金属膜を形成することができる。
【００３４】
次に、図４（Ｓ６−２）に示すように、上記のニッケル膜４の表面に無電解メッキ法により無電解メッキ膜としてニッケル膜１１を堆積し、さらに、ニッケル膜１１の表面に無電界メッキ膜として金薄膜１３を堆積することができる。ニッケル膜よりもイオン化傾向が小さい金薄膜１３を堆積することにより、ニッケル膜１１の表面に酸化膜が形成されて導電性が低下し接触抵抗が高くなるのを防止する。なお、金薄膜１３の代わりに、銅、銀、白金等の金属材料を使用することができる。また、ニッケル膜１１と金薄膜１３との間にパラジウム層を形成することができる。これにより、ニッケル膜１１と金薄膜１３との界面の腐食を防止することができる。また、ニッケル膜４の表面にニッケル膜１１を堆積させず、ニッケル膜４の表面に直接金薄膜１３を堆積してもよい。外部電極１４は、厚さが１μｍ〜１０μｍとし、好ましくは１μｍ〜５μｍとする。なお、ニッケル膜１１及び金薄膜１３は、蒸着法やスパッタリング法で形成してもよい。
【００３５】
図４（Ｓ７）は、樹脂膜除去工程Ｓ７において、ベース基板２の他方の表面ＬＳから樹脂膜１２を除去した状態を表す断面模式図である。レジスト等からなる感光性樹脂膜の除去は、アルカリ又は有機溶剤からなる剥離液を用いてウエットプロセスにより行う、或いはアッシングによるドライプロセスにより行うことができる。樹脂膜１２が除去されると積層構造を有する外部電極１４が貫通電極３の端面Ｍ及びその端面Ｍの周囲の表面の上に残される。
【００３６】
このように、鉄−ニッケル系合金からなる貫通電極３の端面Ｍ及びその端面の周囲のガラス面にニッケル膜４を形成し、さらにニッケル膜４の表面にニッケル膜１１及び金薄膜１３を形成したことにより、貫通電極３の腐食を防止し、耐久性の優れた電子デバイスを提供することができる。
【００３７】
（第三実施形態）
図５は、本発明の第三実施形態に係る電子デバイスの製造方法を表す工程図である。電子素子として圧電振動片を実装した圧電振動子からなる電子デバイスを製造する具体例である。なお、本実施形態は、多数の窪みが形成されるガラスウエハーと、多数の電子素子が実装されるガラスウエハーとを重ね合わせて接合し、多数の電子デバイス１を同時に形成する製造方法である。同一の工程には同一の符号を付している。
【００３８】
ベース基板に実装する電子素子５は水晶振動子などからなる圧電振動片である。蓋体形成工程Ｓ２０を説明する。ソーダ石灰ガラスからなる板状のガラスウエハーを準備する。まず、研磨、洗浄、エッチング工程Ｓ２１においてガラスウエハーを所定の厚さまで研磨し、洗浄した後にエッチング処理を行って最表面の加工変質層を除去する。次に、窪み形成工程Ｓ２２において、各電子デバイスが形成される領域の中央部に加熱プレスの型成形により窪みを形成する。次に、研磨工程Ｓ２３において、窪みの周囲の上端面を平坦な鏡面に研磨加工する。次に、接合材堆積工程Ｓ２４において、窪みを形成した表面にスパッタリング法又は蒸着法により、例えばアルミニウムからなる接合材を５０ｎｍ〜１５０ｎｍの厚さで堆積する。次に、パターン形成工程Ｓ２５において、フォトリソグラフィ及びエッチング法により、窪み周囲の上端面以外の表面から接合材を除去する。このようにしてガラスウエハーからなる蓋体を形成する。
【００３９】
圧電振動片作成工程Ｓ３０を説明する。水晶の原石を所定角度でスライスし、水晶ウエハーを形成し、次に、水晶ウエハーを研削及び研磨加工して一定の厚みとする。次に、水晶ウエハーの加工変質層をエッチング処理を行って除去する。次に、水晶ウエハーの両表面に金属膜を堆積し、フォトリソグラフィ及びエッチング法により金属膜をパターニングし、所定形状の励振電極、配線電極、マウント電極に加工する。次にフォトリソグラフィ及びエッチング法あるいはダイシングにより水晶ウエハーを圧電振動片の外形形状に加工する。
【００４０】
ベース基板形成工程Ｓ４０を説明する。ソーダ石灰ガラスからなる板状のベース基板としてガラスウエハーを準備する。まず、研磨、洗浄、エッチング工程Ｓ４１においてガラスウエハーを所定の厚さまで研磨し、洗浄した後にエッチング処理を行って最表面の加工変質層を除去する。次に、貫通電極形成工程Ｓ１において、加熱プレスの型成形により、或いは表面にマスクを設置後にエッチング処理あるいはサンドブラストにより研削してガラスウエハーの板厚方向に貫通孔を形成する。次に、この貫通孔に鉄−ニッケル系合金からなる貫通電極を埋め込む。次に、研削工程Ｓ４２において、貫通電極の両端部及びガラスウエハーの両面を研磨して平坦化し、貫通電極の端面を露出させる。次に、配線電極形成工程Ｓ４３において、スパッタリング法あるいは蒸着法によりベース基板の一方の表面に金属膜を堆積し、フォトリソグラフィ及びエッチング法により配線電極にパターニングする。
【００４１】
次に、電子素子実装工程Ｓ２において、圧電振動片をベース基板の表面に実装する。実装の際に、ベース基板の配線電極に導電性接着剤又は金属バンプを設置し、その上に圧電振動片のマウント電極を接合してベース基板上に圧電振動片を片持ち状に固定する。これにより、貫通電極と圧電振動片の励振電極とを電気的に接続する。このように多数の圧電振動片が実装されるガラスウエハーからなるベース基板を形成する。
【００４２】
次に、重ね合わせ工程Ｓ１１において、蓋体の各窪み各圧電振動片が収容されるように蓋体をベース基板の上に載置し、上下方向から押圧する。次に、蓋体設置工程Ｓ３において、ベース基板及び蓋体を２００℃以上の温度に加熱し、蓋体の接合材を陽極にベース基板を陰極にして数百Ｖの電圧を印加し、接合材を介してベース基板と蓋体とを接合する。接合の際には周囲を真空に保持する。
【００４３】
次に、樹脂膜設置工程Ｓ４において、ベース基板の他方の表面に露出する貫通電極の端面とその端面の周囲の表面を除いた面に樹脂膜を設置する。樹脂膜はフォトリソグラフィ又は印刷法により形成される。
【００４４】
次に、触媒処理工程Ｓ５において、貫通電極の端面とその周囲の表面とに金属触媒を吸着させ触媒活性化処理を施す。次に、外部電極形成工程Ｓ６において、貫通電極の端面とその周囲の表面とに無電解メッキ法により外部電極を形成する。外部電極は、まずニッケル膜又は銅膜を堆積させ（図４（Ｓ６−１）を参照）、その上にニッケル膜及び金薄膜を堆積させる（図４（Ｓ６−２）を参照）。次に、樹脂膜除去工程Ｓ７において、剥離液によるウエットプロセス又はアッシングによるドライプロセスを用いてベース基板の他方の表面から樹脂膜を除去して外部電極を残す。
【００４５】
次に、切断工程Ｓ１２において、接合体の表面にスクライブ線を設け、切断刃を押し当てて割断する、あるいはダイシングブレードやダイシングソーを用いて分割し、個々の電子デバイス１を得る。次に、電気特性検査工程Ｓ１３において、電子デバイス１の共振周波数や共振抵抗値等を測定して検査する。
【００４６】
（第四実施形態）
図６は、本発明の第四実施形態に係る発振器４０の上面模式図である。上記第一実施形態において説明した電子デバイス１、又は、第二又は第三実施形態において説明した製造方法により製造した電子デバイス１を組み込んでいる。図６に示すように、発振器４０は、基板４３、この基板上に設置した電子デバイス１、集積回路４１及び電子部品４２を備えている。電子デバイス１は、外部電極に与えられる駆動信号に基づいて一定周波数の信号を生成し、集積回路４１及び電子部品４２は、電子デバイス１から供給される一定周波数の信号を処理して、クロック信号等の基準信号を生成する。本発明による電子デバイス１は、高信頼性でかつ小型に形成することができるので、発振器４０の全体をコンパクトに構成することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  電子デバイス
２  ベース基板
３  貫通電極
４  ニッケル膜
５  電子素子
６  蓋体
７  金属膜
８  配線電極
９  接合材
１０  金属バンプ
１１  ニッケル膜
１２  樹脂膜
１３  金薄膜
１４  外部電極
２０  金属触媒
ＵＳ  一方の表面、ＬＳ  他方の表面、Ｍ  端面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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