(57)【要約】【課題】  積層基板間に積層ズレが生じた場合であっても、必要とされるメタライズ部分に欠損部が生じることの無いメタライズ構造を提供する。【解決手段】  上記課題を解決するためのメタライズ構造は、積層配置される基板１２ａ、１２ｂに配するメタライズの構造であって、下側の層となる基板１２ｂに配され、基板１２ｂ積層後には外部に晒されることとなるメタライズ１６の端部を、基板積層時に生ずる基板のズレ分だけ大きく形成したことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層配置される基板に配するメタライズの構造であって、
下側の層となる基板に配され、基板積層後に外部に晒されることとなるメタライズの端部を、基板積層時に生ずる基板のズレ分だけ大きく形成したことを特徴とするメタライズ構造。
【請求項２】
積層配置される基板に配するメタライズの構造であって、
積層によって相互に接続される第一の基板のメタライズと、第二の基板のメタライズとの接続部分の少なくとも一方を、積層時に生ずる基板のズレ分だけ大きく形成したことを特徴とするメタライズ構造。
【請求項３】
前記第一の基板の接続部分と前記第二の基板の接続部分とに形成されたメタライズの、一方は積層面に形成され、他方は断面に形成される構造としたことを特徴とする請求項２に記載のメタライズ構造。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のメタライズ構造を有することを特徴とする圧電デバイスのパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に配するメタライズ構造、及び前記メタライズ構造を有する圧電デバイスのパッケージに係り、特に小型化された電子部品等に採用される積層基板に好適なメタライズ構造及びパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の基板を積層して構成する基板には、積層基板間を連続して配されるメタライズを有するものや、下層に配されたメタライズを必要に応じて外部に露出させるようにしたものがある。このような基板としては、高周波発振器等に使用される積層基板や、圧電デバイスのパッケージ等を挙げることができる。
【０００３】
圧電デバイスのパッケージに配されるメタライズの例として特許文献１に開示されている圧電振動子を挙げることができる。特許文献１に開示されている圧電振動子は、ベースと、リッドとから成るパッケージと、前記パッケージ内部に実装される圧電振動片とから成る。このような構成要素のうち、前記ベースは、複数層（特許文献１では２層）の基板を積層した構成を採っており、基板板面には複数層の基板を貫通する孔を有している。前記貫通孔は、前記パッケージを真空状態で封止するための封止孔である。また、前記貫通孔は、パッケージの内面側に配された基板に形成された孔よりも、パッケージの外面側に配された基板に形成された孔の方が大きな口径を有する段孔（段部を有する２段の孔）として形成されている。このような貫通孔には、前記パッケージを封止する際に、金属の封止材に対する濡れ性を向上させるために、前記段部に金属被覆（メタライズ）が施されている。このように形成された貫通孔を有するパッケージでは、パッケージを封止する際には前記封止材が、前記貫通孔内に良好に濡れ広がり、確実な封止を行うことができる。
【特許文献１】特開平１１−３１２９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成の貫通孔を有する圧電振動子のパッケージであれば、封止材が前記段部に良好に広がるため、封止を確実に行うことができる。
しかし、積層基板を製造する場合、基板間にズレが生ずる。これは、精度による多寡はあるものの、積層基板を製造する上での通例である。前記基板間に生ずるズレ（積層ズレ）は、構成する基板が小型なもの、高精度を要するものほど大きく影響する。特許文献１に開示される圧電振動子のパッケージであれば、積層ズレにより段部にメタライズが無い部分が生じてしまう可能性がある。このような場合には、貫通孔の段部に封止材が広がらず、パッケージの封止が不完全なものとなってしまうことがある。
【０００５】
また、積層された基板間に連続した配線パターン（メタライズ）を有するような構成の基板に積層ズレが生じた場合には、配線パターンが切断されることとなり、電気的導通が遮断されてしまう。
【０００６】
本発明では、積層基板間に積層ズレが生じた場合であっても、必要とされるメタライズ部分が欠損することの無いメタライズ構造を提供することを第一の目的とする。また、本発明では、積層基板間に積層ズレが生じた場合であっても、積層基板間に連続して配されるメタライズが切断されることの無いメタライズ構造を提供することを第二の目的とする。さらに、本発明では、前記それぞれのメタライズ構造を有する圧電デバイスのパッケージを提供することを第三の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記第一の目的を達成するための本発明に係るメタライズ構造は、積層配置される基板に配するメタライズの構造であって、下側の層となる基板に配され、基板積層後に外部に晒されることとなるメタライズの端部を、基板積層時に生ずる基板のズレ分だけ大きく形成したことを特徴とする。
【０００８】
このような構成とすることにより、積層基板の下側の層に配され、基板積層後に外部に晒されることとなるメタライズの端部を、基板積層時に生ずる基板のズレ分だけ大きく形成することにより、基板積層時に積層ズレが生じたとしても、外部に晒されるメタライズが実質的に欠落した状態となる虞が無い。
【０００９】
上記第二の目的を達成するための本発明に係るメタライズ構造は、積層配置される基板に配するメタライズの構造であって、積層によって相互に接続される第一の基板のメタライズと、第二の基板のメタライズとの接続部分の少なくとも一方を、積層時に生ずる基板のズレ分だけ大きく形成したことを特徴とする。
【００１０】
基板に配されるメタライズ構造を上記のようにすることにより、基板積層時に積層ズレが生じた場合であっても、積層基板間でメタライズが切断された状態となる虞が無い。よって、メタライズの信頼性が向上する。
【００１１】
また、上記第二の目的を達成するための本発明に係るメタライズ構造は、前記第一の基板の接続部分と前記第二の基板の接続部分とに形成されたメタライズの、一方は積層面に形成され、他方は断面に形成される構造としたことを特徴とするものであっても良い。
【００１２】
従来、基板の断面に配されたメタライズと、基板の板面（積層面）に配されたメタライズとが連続して配されるように構成する場合には、積層ズレが許容される範囲は基板断面に配されたメタライズの厚さ分のみであった。上記構成によれば、積層ズレが基板断面に配されたメタライズの厚さ分よりも大きいものであったとしても、積層基板間に連続したメタライズを配することができる。
【００１３】
上記第三の目的を達成するための本発明に係る圧電デバイスのパッケージは、上記メタライズ構造を有することを特徴とする。
このような構成を有する圧電デバイスのパッケージによれば、上記メタライズ構造によって得ることができる効果を奏することができる。よって、封止孔（貫通孔）に上記構成を有することによれば、パッケージベースを製造する際に積層ズレが生じたとしても、封止孔内に配されるメタライズには、欠陥が生じること無く、良好な濡れ性を確保することができる。よって、封止材が封止孔内に良好に広がり、信頼性の高い封止をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のメタライズ構造及び圧電デバイスのパッケージに係る実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明に係る一部の形態に過ぎず、本発明は主要部を変えない限度において様々な形態を含むものとする。
【００１５】
図１は、本発明のメタライズ構造を有する圧電デバイス（圧電振動子）およびパッケージに係る第１の実施形態を示すものであり、図２は、従来のメタライズ構造を有する圧電振動子およびパッケージを示すものである。また、図１、２は共に、（Ａ）は正常にパッケージベース（以下、ベース）を構成する基板の積層が行われた状態を示し、（Ｂ）はベースを構成する基板の積層時に積層ズレが生じた場合の状態を示す。
【００１６】
ここで、圧電振動子１０は、複数の基板１２ａ、１２ｂ、１２ｃを積層して構成した箱型のベース１２と前記ベース１２の蓋となるリッド１４とより構成されるパッケージ１５と、当該パッケージ１５の内部に実装される圧電振動片２０とを基本的な構成要素とする。なお、通常はリッド１４を上側に示しベース１２を下側に示すが、本実施形態では、メタライズ１８の構造についての説明を容易にするために、圧電振動子１０の上下を逆にして示している。
【００１７】
上記構成要素から成る圧電振動子１０には、前記ベース１２の底面（図では上面）を構成する基板１２ａ、１２ｂに、前記パッケージ１５を真空封止するための貫通孔（封止孔）１６が設けられている。前記封止孔１６は、基板１２ａと基板１２ｂとに設けられる孔径が異なる段孔となっており、基板１２ａに形成される孔１６ａの方が基板１２ｂに形成される孔１６ｂよりも大口径となっている。
【００１８】
本実施形態の封止孔１６には、前記基板１２ａに形成された孔１６ａと前記基板１２ｂに形成された孔１６ｂとの間に構成される段部に、熱伝導性の高い金属が被覆されている（メタライズ１８）。本実施形態におけるメタライズ１８は、図１から読みとれるように、基板１２ｂのパッケージ外面側表面に、基板１２ａに形成された孔１６ａの口径よりも広い範囲を被覆するように施されている。メタライズ１８を上記のように施すことにより、図１（Ｂ）に示すような基板１２ａと基板１２ｂとの間に、ａで示す範囲の積層ズレが生じた場合であっても、封止孔１６の段部にメタライズ１８の欠落部が生じる虞が無い。
【００１９】
一方、図２に示すような従来のメタライズ構造を有する圧電振動子のパッケージ１０では、メタライズ１１８が基板１２ａに形成される孔１６ａの口径と同じ範囲のみに施されている。このようなメタライズ構造を有する圧電振動子１０のパッケージ１５は、図２（Ｂ）に示すように、基板積層時に基板１２ａと基板１２ｂとの間にａで示す範囲の積層ズレが生じた場合には、封止孔１６の段部にメタライズ１１８の欠落部１１８ａが生じてしまう。
【００２０】
ここで、図３に、正常に封止が成された封止孔１６の様子と、積層ズレによって、段部に配されるメタライズ１１８に欠落部１１８ａが生じた封止孔１６に封止を施した様子とを示す。なお、図３（Ａ）が正常に封止が成された封止孔１６を示す図であり、図３（Ｂ）がメタライズ１１８に欠落部１１８ａが生じた状態で封止を行った様子を示す図である。図３から読みとれるように、正常に封止が成された封止孔１６では、封止材３０が封止孔１６に良好に広がって、封止孔１６を完全に封止している。これに対し、基板１２ａと基板１２ｂとの間に生じた積層ズレによってメタライズ１１８に欠落部１１８ａが生じた封止孔１６に封止を施した場合には、封止材３０が広がらない部分が生じてしまい、封止孔１６を封止できていない。これは、積層ズレによりメタライズ１１８に、基板の下に隠れてしまう部分が生じたことや、段部にメタライズ１１８の欠落部１１８ａが生じたことにより、溶解した封止材３０が濡れ性の高いメタライズ１１８の表面積が広い部分に集束したために生じたことと考えられる。このように、従来のメタライズ構造では、ベース１２を製造する際に積層ズレが生じた場合にはそれが原因となりパッケージ１５の封止が不完全なものとなってしまう虞があった。
【００２１】
このような従来のメタライズ構造を有するパッケージに対し、上述した本実施形態のメタライズ構造を有するパッケージ１５では、基板に積層ズレが生じた場合であっても、封止孔の段部にメタライズの欠落部が生じないため、良好な封止を実現することができる。よって、信頼性の高い封止を実施することができる。
【００２２】
なお、図１、図２中ａで示した積層ズレは、一般的な加工精度として０〜２００μｍ程度、具体的には１００〜２００μｍ程度である。このため、前記メタライズ１８は、孔１６ａの口径よりも、１００〜２００μｍ広い範囲に被覆するようにすれば良い。メタライズ１８の被覆範囲を前述のようにすることにより、メタライズ１８の被覆に無駄が無く、かつ確実に封止孔１６の段部を被覆することができることとなる。なお、上記に記したメタライズ１８の被覆範囲は、加工精度の向上を考慮し、その範囲を変更しても良い。
【００２３】
次に、図４を参照して本発明のメタライズ構造を有する圧電デバイスのパッケージに係る第２の実施形態について説明する。なお、封止孔に施されるメタライズ以外の構成は、第１の実施形態と同様なので、該当する箇所については同じ符号を附して詳細な説明は省略する。
【００２４】
本実施形態のパッケージ１５では、封止孔１６の段部に加え、基板１２ａに形成された孔１６ａの内壁にまでメタライズ（２１８、２２０）が施されている。このような構成の封止孔１６であれば、基板（第二の基板）１２ａと基板（第一の基板）１２ｂとの間に積層ズレが生じた場合であっても、当該積層ズレがメタライズ２２０の厚さ程度であれば、封止孔１６に被覆されたメタライズ２１８、２２０に欠落部が生じることは無い。ここで、封止孔１６に施されるメタライズとは、一般的に１５〜２５μｍ程度である。しかし、実際の積層ズレは上述したように０〜２００μｍ程度と、メタライズ１１８、２２０の厚さよりも大きくなる確率が高い。このため、本実施形態では、段部に配されるメタライズを前記基板１２ａに形成される孔の径よりも、１００〜２００μｍ程度広い範囲となるように形成した。
【００２５】
これにより、基板１２ａと基板ｂとの間に積層ズレが生じた場合であっても、封止孔１６に被覆されるメタライズ２１８、２２０に欠落部が生じる虞が無い。なお、他の作用効果としては第１の実施形態と同様である。
【００２６】
次に本発明のメタライズ構造の応用例について、図５を参照して説明する。図５は積層基板に対して複数の基板上に連続して配される配線パターンを示す。
図５では、積層された二枚の基板（第一の基板）５０と基板（第二の基板）５２との表面に、メタライズ（配線パターン）５４、５６、５８が配されている様子を示す。
【００２７】
本実施形態の配線パターン５４、５６、５８は、下側の層となる基板５０の板面に配される配線パターン５４が、上側となる基板５２の断面に配された配線パターン５６との接続部において、基板間の積層ズレの分であるｂ（図５（Ｂ）参照）、ｃ（図５（Ｃ）参照）の分だけ大きく形成してあることを特徴とする。このような構成とすることにより、図５（Ｂ）や図５（Ｃ）に示すように基板５０と基板５２とを積層する際に、前記基板間に積層ズレが生じたとしても、積層された基板５０、５２に連続した配線パターンを施すことができる。
【００２８】
また、本発明のメタライズ構造は、２層の基板間に配されるメタライズ（配線パターン）に限らず、さらに複数層を跨いで施されるメタライズに対しても有効である。また、本発明のメタライズ構造は、スルーホールやビアホールと交差方向に交わる配線パターンに対しても利用することができる。
【００２９】
さらに、本発明のメタライズ構造は、図６に示すような二枚の基板（第二の基板）６０、基板（第一の基板）６２の対向する板面に配された配線パターン（メタライズ）６４、６６が、基板積層後に連続した配線パターンとなるような場合にも有効である。図６において（Ａ）は基板を積層する前の状態を示し、（Ｂ）は基板積層時に積層ズレが生じなかった状態を示し、（Ｃ）は基板積層時に積層ズレが生じた状態を示す。
【００３０】
ここで、基板６０と、基板６２との間に生じる積層ズレの相対的な最大値をｄであるとする。この場合、基板６０に配される配線パターン６４と、基板６２に配される配線パターン６６との接続側端部を、相対的にｄ＋Δｄだけ大きくすれば良い。このように配線パターンを構成することにより、基板６０と、基板６２との積層時に積層ズレが生じたとしても、配線パターン６４と配線パターン６６とはΔｄ分だけ重なり合った状態となり、積層ズレによっても配線パターンが断線状態となる虞が無い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のメタライズ構造を有する圧電振動子のパッケージに係る第１の実施形態を示す。
【図２】従来のメタライズ構造を有する圧電振動子のパッケージを示す。
【図３】封止孔を封止材を用いて封止した様子を示す図である。
【図４】本発明のメタライズ構造を有する圧電振動子のパッケージに係る第２の実施形態を示す。
【図５】本発明のメタライズ構造に係る応用例を示す図である。
【図６】本発明のメタライズ構造に係る他の応用例を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０………圧電振動子、１２………ベース、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ………基板、１４………リッド、１５………パッケージ、１６………封止孔、１６ａ、１６ｂ………孔、１８………メタライズ、２０………圧電振動片、３０………封止材。
【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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