(57)【要約】【課題】  簡単な工程で基板の厚み方向の導電性を得ることができ、電気的信頼性が高い電子素子用基板とその製造方法を提供する。【解決手段】  ガラス基板等の絶縁性基板１１の一方の側の面の所定位置に、サンドブラストにより底部が細径に形成された有底の穴１２ａを形成し、穴１２ａが形成された側の基板面及び穴１２ａ内面に金属薄膜１４を形成する。この後、基板１１の穴１２ａが形成された側とは反対側の面から基板面にサンドブラストにより、金属薄膜１４が露出する程度に穴１２ｂを形成して、基板１１に略鼓状の透孔１２を形成する。透孔１２は、細径部で金属薄膜１４により仕切られ、基板１１両面の穴１２ａ，１２ｂの開口部以外を、保護膜２０で被覆し、透孔１２内を銅メッキ１６により充填する。【選択図】図３
2006203112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基板の所定位置に中間部が細径に形成された略鼓状の透孔が設けられ、前記透孔の細径部の少なくとも一方の側の内面に金属薄膜が形成され、前記透孔の内側はメッキ金属により充填され、このメッキ金属と前記基板表面の導体パターンとが電気的に接続されていることを特徴とする電子素子用基板。
【請求項２】
前記基板表面の前記導体パターンは、前記透孔内の金属薄膜に繋がった金属薄膜により形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子素子用基板。
【請求項３】
絶縁性の基板の一方の側の面の所定位置に、サンドブラストにより底部が細径に形成された有底の穴を形成し、前記穴が形成された側の前記基板面及び前記穴内面に金属薄膜を形成し、この後、前記基板の前記穴が形成された側とは反対側の面から前記基板面にサンドブラストにより、前記金属薄膜が露出する程度に穴を形成して、前記基板に略鼓状の透孔を形成し、前記透孔の細径部で前記金属薄膜により前記透孔が仕切られ、前記基板両面の前記穴の開口部以外を保護膜で被覆し、前記透孔内をメッキ金属により充填し、この後、前記保護膜を除去することを特徴とする電子素子用基板の製造方法。
【請求項４】
前記基板に形成された前記透孔内の前記金属薄膜の両側から、前記透孔内にメッキを成長させることを特徴とする請求項３記載の電子素子用基板の製造方法。
【請求項５】
前記保護膜の除去に際して、前記金属薄膜を所定形状パターン形状に残して、前記基板表面の導体パターンを形成することを特徴とする請求項３記載の電子素子用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体加速度センサや複数のＩＣチップ、その他の電子部品を搭載したモジュール等の電子素子用基板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば圧力センサや加速度センサ等のセンサ素子を作る場合、センサ素子の基板としてシリコンと安定に接合するガラス基板が用いられる。このセンサ素子から信号を取り出すためには、センサ内部から外部への電気配線が必要となる。この配線方法として、特許文献１に示すように、基板の厚み方向に配線を設けた構造の電子素子用基板があった。この電子素子用基板は、ガラス板等の絶縁性の基板に、所定の電極形状が形成されたシリコン等の半導体薄板が積層され、前記基板の前記半導体薄板の積層面とは反対側から、前記半導体薄板に達する複数の透孔を前記基板に形成したものである。そして、前記基板の裏面側に、前記透孔内及び前記半導体薄板に接する裏面電極を、金属薄膜等により形成したものである。この電子素子用基板の製造方法は、前記半導体薄板の積層面とは反対側から前記基板の厚み方向に前記半導体薄板が露出するようにサンドブラスト等で複数の透孔を形成し、この後前記透孔内及び前記露出した半導体薄板に接する裏面電極を、アルミニウムの金属薄膜等で形成するものである。
【０００３】
また、特許文献２に示すように、ガラス製の絶縁基板の表面に、電極や配線等の導体パターンが形成され、この導体パターンに接続した引出用電極を表面に備え、絶縁基板の表面にシリコンによるセンサ本体が接合されたものも提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１５２１６２号公報
【特許文献２】特開２００４−３０９３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術の前者の場合、ガラス基板と透孔の境界部で金属薄膜に亀裂が生じる場合があり、接続不良等を起こすことがあり、電気的接続の信頼性のより高いものが求められていた。また、上記従来の技術の後者の場合、ガラス基板の表面に引き出し電極が形成されるため、気密性が要求される電子素子においては、シリコンの本体との接合部の隙間を埋める必要があり、製造工程が複雑になる等の問題があった。
【０００５】
この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みて成されたもので、簡単な工程で基板の厚み方向の導電性を得ることができ、電気的信頼性が高い電子素子用基板とその製造方法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】
【０００６】
この発明は、ガラス基板等の絶縁性の基板の所定位置に、中間部が細径に形成された略鼓状の透孔が設けられ、前記透孔の細径部の少なくとも一方の側の内面に蒸着やスパッタリングにより金属薄膜が形成され、前記透孔の内側はメッキ金属により充填され、このメッキ金属と前記基板表面の金属薄膜による導体パターンとが電気的に接続されている電子素子用基板である。前記基板表面の前記導体パターンは、前記透孔内の金属薄膜に繋がった一連の金属薄膜により形成されている。
【０００７】
またこの発明は、絶縁性の基板の一方の側の面の所定位置に、サンドブラストにより底部が細径に形成された有底の穴を形成し、前記穴が形成された側の前記基板面及び前記穴内面に金属薄膜を形成し、この後、前記基板の前記穴が形成された側とは反対側の面から前記基板面にサンドブラストにより、前記金属薄膜が露出する程度に穴を形成して、前記基板に略鼓状の透孔を形成し、前記透孔の細径部で前記金属薄膜により前記透孔が仕切られ、前記基板両面の前記穴の開口部以外を保護膜で被覆し、前記透孔内を銅等のメッキ金属により充填し、この後、前記保護膜を除去する電子素子用基板の製造方法である。
【０００８】
前記メッキ金属は、前記基板に形成された前記透孔内の前記金属薄膜の両側から、前記透孔内にメッキを成長させるものである。
【０００９】
また前記保護膜の除去に際して、前記金属薄膜を所定形状パターン形状に残して、前記基板表面の導体パターンを形成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、基板の表裏の電気的導通を確実に図ることができるとともに、メッキ金属により形成した導体が略鼓状の透孔内に充填され、抜けることがなく電気的信頼性も高い。また、サンドブラストにより透孔を形成するため、基板の材料を選ばず、適用範囲が広く、パターンの変更等の設計変更に対しても柔軟に対応することができるものである。さらに、表面実装可能な基板を容易に提供することができる。これにより、電子素子の小型化及び実装密度の向上に大きく寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の一実施の形態の電子素子用基板について、図１〜図３を基にして説明する。この実施形態の電子素子用基板１０は、パイレックス（登録商標）ガラスや線膨張率をシリコンに近づけた調整ガラスであるガラス板等の絶縁性基板１１の所定の電極引き出し位置に、絶縁性基板１１の厚み方向に形成された透孔１２が形成されている。この透孔１２は鼓状に形成され、鼓状の細径部の一方の側の内表面には、円錐台状に金属薄膜１４が設けられている。この金属薄膜１４は、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ等の金属を、蒸着やスパッタリング等の真空薄膜形成技術により設けたものである。さらに、透孔１２の内側は、円錐台状の金属薄膜１４の内側、及び透孔１２の反対側の円錐台状部分が、各々銅メッキ１６により埋められている。そして、透孔１２の金属薄膜１４及び銅メッキ１６は、絶縁性基板１１の表面に形成された金属薄膜１４による電極や配線等の導体パターン１８に繋がっている。
【００１２】
この実施形態の電子素子用基板１０の製造方法は、先ず図２（ａ）に示すように、適宜の厚さのガラス板である絶縁性基板１１に、図２（ｂ）に示すように、サンドブラストにより透孔１２用の円錐台状の穴１２ａを形成する。穴１２ａは、絶縁性基板１１を貫通しないように、ほぼ中央部で止める。この後、図２（ｃ）に示すように、絶縁性基板１１の穴１２ａを形成した側の面及び穴１２ａの内面に、蒸着やスパッタリングにより、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ等による金属薄膜１４を設ける。そして、図２（ｄ）に示すように、絶縁性基板１１の金属薄膜１４の表面側に感光性の耐メッキ性保護膜２０を塗布する。
【００１３】
次に、図２（ｅ）に示すように、絶縁性基板１１の反対側の面に、穴１２ａに対応した位置に、サンドブラストにより透孔１２用の円錐台状の穴１２ｂを形成する。穴１２ｂも、穴１２ａとほぼ同様の形状である。穴１２ｂの底部は、穴１２ａの底部の金属薄膜１４に届くように形成し、穴１２ｂには金属薄膜１４が露出する。そして、絶縁性基板１１の穴１２ｂを形成した側にも、全面に耐メッキ性保護膜２０を塗布する。
【００１４】
次に、図３（ａ）に示すように、図示しないフォトマスクを施して、透孔１２が形成された箇所を紫外線により露光し、現像して露光した部分の耐メッキ性保護膜２０を除去する。露光は、穴１２ａ側では穴１２ａの開口部の径とほぼ等しいか僅かに大きい径に露光し、穴１２ｂでは、その開口部よりも大きな径に露光して、各々耐メッキ性保護膜２０を除去するようにする。そして、図３（ｂ）に示すように、透孔１２の穴１２ａ，１２ｂを銅メッキ１６により埋める。このとき、金属薄膜１４を負極側に接続し、金属薄膜１４をメッキベースとして銅メッキ１６を成長させる。透孔１２の穴１２ｂ側も、細径部で露出した金属薄膜１４がベースとなって銅メッキ１６が成長し、穴１２ｂを埋める。
【００１５】
次に、耐メッキ性保護膜２０に再び紫外線を露光して、図３（ｃ）に示すように、これを除去する。このとき、所定のフォトマスクにより電極や配線等の導体パターン１８に対応する部分を残して露光し、その部分の金属薄膜１４を残す。そして、図３（ｄ）に示すように、絶縁性基板１１の不要な金属薄膜１４や銅メッキ１６を、エッチングにより除去する。また、銅メッキ１６が絶縁性基板１１表面から大きく突出しないように、エッチング時間を調整して形状を整える。この後、図３（ｅ）に示すように、電極や配線等の導体パターン１８上の耐メッキ性保護膜２０を除去し、表面を洗浄して電子素子用基板１０を形成する。
【００１６】
この実施形態の電子素子用基板１０を利用する電子素子として、例えば半導体加速度センサがある。以下、電子素子用基板１０を用いた加速度センサ２２について説明する。この半導体加速度センサは、図１に示すように、電子素子用基板１０に、シリコンをエッチングして形成したセンサ本体２１が設けられている。センサ本体２１は、矩形の枠部２４と、その内側中央部に設けられた重り部２６と、枠部２４の四方の角部から一体に延びて重り部２６に一体につながって重り部２６を保持した梁部２８、及び重り部２６から四方に対称に延びた薄板状の電極部２９から成る。枠部２４は、電子素子用基板１０の周縁部に陽極接合等により気密状態で接合されている。また、電子素子用基板１０の表裏面には、各透孔１２の銅メッキ１６と接続した電極や、半導体加速度センサ２２の電極部２９との間で容量を形成する電極、他の回路基板に接続される電極等の導体パターン１８が、金属薄膜１４により形成されている。そして、枠部２４の表面側にはガラス板３２が接合されている。
【００１７】
この実施形態の加速度センサ２２の製造方法は、センサ本体２１を形成するシリコン基板をエッチングして、重り部２６、梁部２８、電極部２９を一体に形成する。次に、このセンサ本体２１とガラス板３２、及び電子素子用基板１０を接合する。接合方法は、陽極接合（約４００℃）、Ａｕロウ、高温ハンダ、あるいは低融点ガラスを用いて密着接合する方法等を適宜選択する。加速度センサ２２内を真空にするには、この接合作業を真空状態で行うことにより実現できる。
【００１８】
この発明の電子素子用基板１０及びこれを用いた電子素子である加速度センサ２２は、センサ内の気密封止を容易且つ確実に行うことができ、製造工程が簡単であり、製造コストも削減することができる。また、この電子素子用基板１０を用いて、表面実装される電子素子は、その内部を容易に気密状態に保持することができ、熱歪み等による影響も小さくすることができ、電子素子の耐久性を向上させることができる。
【００１９】
なお、この発明の電子素子用基板は、前記実施形態に限らず、透孔内のメッキ成長は、基板表裏面で別々に行っても良い。また透孔内に基板表裏両面側から金属薄膜を形成しても良く、その場合、基板両面に金属薄膜による導体パターンを形成しても良い。また、透孔を形成するには、サンドブラストによる加工・形成が生産効率等の点から見て最も現実的手段であるが、ドリル等による加工・形成でも可能であることは言うまでもない。
【００２０】
さらにこの発明の電子素子用基板は、加速度センサ以外のジャイロセンサ、圧力センサ等、内部を気密状態に維持する必要がある電子素子には特に有効に利用可能である。絶縁性基板は、ガラス系の材料の他、用途によりシリコンやセラミックス等を用いても良い。また、裏面電極は金属薄膜以外の導電体で構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の一実施形態の電子素子用基板を用いた半導体加速度センサを示す斜視図である。
【図２】この発明の一実施形態の電子素子用基板の概略製造工程の一部を示す縦断面図である。
【図３】この発明の一実施形態の電子素子用基板の次の概略製造工程を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  電子素子用基板
１１  絶縁性基板
１２  透孔
１２ａ，１２ｂ  穴
１４  金属薄膜
１６  銅メッキ
１８  導体パターン
２０  耐メッキ性保護膜
２２  加速度センサ
【図１】
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【図２】
2006203112.tif 000004
【図３】
2006203112.tif 000005