(57)【要約】【課題】中間層の端子電極と保持部材（リッド）の外部端子との貫通電極を介しての電気的接続において、貫通電極の貫通孔封止の際に生じる熱歪みを緩和して、電気的特性及び接合信頼性を向上させる電子部品及びその製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】本発明の電子部品となる圧電振動子１０は、圧電振動片層１２をベース基板４４上に搭載して形成される電子部品であって、前記ベース基板４４は、圧電振動片層１２に対向する位置に形成された第１及び第２孔４６，４８と、第１及び第２孔４６，４８を封止する封止部材５７とを有し、圧電振動片層１２は、第１及び第２孔４６，４８に対向する主面に第１及び第２引き出し電極２８，３２を形成し、第１及び第２孔４６，４８は、ベース基板４４の外部電極５４，５６と接続すると共に、第１及び第２引き出し電極２８，３２と電気的に接続する第１及び第２電極５０，５２を形成し、第１及び第２電極５０，５２の底面と前記封止部材５７との間に緩衝領域となる空隙５５を設けている。【選択図】図１
2011091173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子素子片をベース基板上に搭載して形成される電子部品であって、
前記ベース基板は、前記電子素子片に対向する位置に形成された貫通孔と、前記貫通孔を封止する封止部材とを有し、
前記電子素子片は、前記電子素子片の前記貫通孔に対向する主面に導電膜を形成し、
前記貫通孔には、前記ベース基板の外部端子と接続すると共に、前記導電膜と電気的に接続する貫通電極を形成し、
前記貫通電極の底面と溶融した前記封止部材との間に緩衝領域を設けたことを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記緩衝領域は、空隙であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記電子素子片の一方の主面を覆う基板は、
前記導電膜と、前記貫通孔を平面視して投影した領域に厚肉部を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子部品。
【請求項４】
導電膜を有する電子素子片を、ベース基板上に搭載して形成される電子部品の製造方法であって、
前記電子素子片と前記ベース基板を接合し、
前記導電膜と対向する位置に形成した前記ベース基板の貫通孔に前記導電膜と電気的に接続する貫通電極を形成し、
前記貫通孔に封止部材を挿入し、前記貫通電極の底面と溶融した前記封止部材との間に緩衝領域を形成したことを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記緩衝領域は、空隙であることを特徴とする請求項４に記載の電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数基板を積層し接合されてなる電子部品に関し、中間層の端子電極と保持部材（ベース基板）の外部端子との貫通電極を介しての電気的接続において、貫通電極の貫通孔封止の際に生じる熱歪みを緩和して、電気的特性及び接合信頼性を向上させる構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器、通信機器等の小型化に伴い、小型化に対応するため複数の基板を積層させた特許文献１〜３に開示のような圧電デバイスがある。  
特許文献１に開示された薄型水晶振動子は、図１０に示すようにシロキサン結合による直接接合により積層された３層Ａｌｌ  Ｑｕａｒｔｚ  Ｐａｃｋａｇｅにおいて、貫通孔９０ａ，９０ｂに半田等の導電性接着材９１ａ，９１ｂを埋設し、水晶片９２の引出電極９３ａ，９３ｂに接続すると同時に貫通孔９０ａ，９０ｂを封止し、例えば蒸着等により、導電性接着材９１ａ，９１ｂに接続する実装電極９４ａ，９４ｂを両端側の側面及び両主面に形成することが開示されている。
【０００３】
特許文献２に開示の水晶振動子は、図１１（ａ）に示すように直接接合により積層された３層Ａｌｌ  Ｑｕａｒｔｚ  Ｐａｃｋａｇｅである。（ｂ）に示すようにウェハ状に形成された水晶振動子１００のベース用シート状ウェハ１０１に予め形成された貫通孔１０２に金属粉１０３を吹き付けて、その内部に金属粉１０３を貫通孔１０２の内部に堆積させながら、水晶振動素子１０４の表面と貫通孔１０２との隙間を埋めると共に、金属粉１０３を貫通孔１０２の内部に堆積させて、水晶振動子１００の内部の水晶振動素子１０４から貫通孔１０２内部を経てベース用シート状ウェハ１０１の表面に至るまで詰め込み密着させて電気的導通路１０５を形成することが開示されている。金属粉１０３は貫通孔１０２に吹き付けられる際に、貫通孔１０２の内壁との摩擦で発生する摩擦熱により金属粉１０３が溶け、水晶振動素子１０４の表面と、貫通孔１０２との隙間を埋めて、金属粉１０３を貫通孔１０２の内部に密着、堆積させて水晶振動子１００の内部の水晶振動素子１０４から貫通孔１０２内部を経てベース用シート状ウェハ１０１の表面に至るまで詰め込まれ密着される。
【０００４】
金属粉１０３は粒径が１０マイクロメートル程度の粉状のアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などを使用することができ、貫通孔１０２の大きさは、直径が約２０〜２００マイクロメートル程度の微細なものであり、外部端子形状も略矩形でなく、（ａ）に示されるような貫通孔１０２をベース用シート状ウェハ１０１からみた円形状でも全く構わないことが開示されている。
【０００５】
同様に特許文献３にも、直接接合により積層された３層Ａｌｌ  Ｑｕａｒｔｚ  Ｐａｃｋａｇｅにおいて、図１１（ｃ）に示すように金属箔微粒子をウェハ状に形成された水晶振動子１００のベース用シート状ウェハ１０１に予め形成された貫通孔１０２にレーザー照射装置とベース用シート状ウェハ１０１の貫通孔１０２の間に配置された金属箔１０９にレーザー照射装置１０８から射出されたレーザー光１１０を照射して溶解し、先の貫通孔１０２に飛散させて、貫通孔１０２内部に金属箔微粒子１１１を堆積させ水晶振動素子１０４の表面と、貫通孔１０２との隙間を金属箔微粒子１１１で埋めて、更に金属箔微粒子を貫通孔１０２の内部に堆積させて、水晶振動子１００の内部の水晶振動素子１０４から貫通孔１０２内部を経てベース用シート状ウェハ１０１の表面に至るまで金属箔微粒子１１１を堆積させて電気的導通路１０７を形成する電気的導通路の形成方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２６９７７５号公報
【特許文献２】特開２００８−１１３３７８号公報
【特許文献３】特開２００８−１６７３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら特許文献１〜３には、３層が積層し貫通孔を導電性接合材や金属粉、金属箔等の封止材で充填し、封止が完了すると、充填された当該封止材と中間層の前記圧電基板との間に生じる熱膨張の差によって、封止された当該貫通孔を基点として３層パッケージ全体に内部応力が発生する。特に圧電基板の振動領域に前記内部応力が作用すると３層パッケージによる圧電振動子の共振周波数に周波数変動が生じることとなる。
【０００８】
さらに、もともと貫通孔と引き回し電極との間に隙間（空隙）が存在しており、表面張力によって蝋材や溶解した金属微粒子が接触面積の大きい貫通孔内壁面の方へ引っ張られるので、蝋材が引き回し電極まで至らず、結果的に貫通孔内の蝋材と引き出し電極との電気的接続が確保できなくなる、即ち接合強度の低下を招く虞があるという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、上記従来技術の問題点を解決するため、中間層の端子電極と保持部材（ベース基板）の外部端子との貫通電極を介しての電気的接続において、貫通電極の貫通孔封止の際に生じる熱歪みを緩和して、電気的特性及び接合信頼性を向上させる電子部品及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］電子素子片をベース基板上に搭載して形成される電子部品であって、前記ベース基板は、前記電子素子片に対向する位置に形成された貫通孔と、前記貫通孔を封止する封止部材とを有し、前記電子素子片は、前記電子素子片の前記貫通孔に対向する主面に導電膜を形成し、前記貫通孔には、前記ベース基板の外部端子と接続すると共に、前記導電膜と電気的に接続する貫通電極を形成し、前記貫通電極の底面と溶融した前記封止部材との間に緩衝領域を設けたことを特徴とする電子部品。
【００１１】
上記構成により、貫通孔内の底面と溶融した封止部材との間には、緩衝領域を設けて、封止部材と振動部が直接接しない構成としているので、充填された封止部材と圧電振動片層の圧電基板との間に生じる熱膨張の差によって、封止された貫通孔を基点としてパッケージ全体に発生する内部応力を抑制することができる。また、貫通孔内に導電膜と電気的に接続する貫通電極を形成しているため、電気的接続を確実に確保することができる。
【００１２】
［適用例２］前記緩衝領域は、空隙であることを特徴とする適用例１に記載の電子部品。
上記構成により、封止された貫通孔を基点としてパッケージ全体に発生する内部応力を低コストかつ容易に抑制することができる。
【００１３】
［適用例３］前記電子素子片の一方の主面を覆う基板は、前記導電膜と、前記貫通孔を平面視して投影した領域に厚肉部を形成したことを特徴とする適用例１又は適用例２に記載の電子部品。
【００１４】
上記構成により圧電振動片層の貫通孔に対応する領域の反対側の裏面領域にリッド基板が密着して押さえられているので、導電膜周辺の剛性が増し、対向する圧電振動片層の変形を抑えることができる。従って貫通孔の内壁と導電膜とを一体的に確実に貫通電極を成膜することができる。
【００１５】
［適用例４］導電膜を有する電子素子片を、ベース基板上に搭載して形成される電子部品の製造方法であって、前記電子素子片と前記ベース基板を接合し、前記導電膜と対向する位置に形成した前記ベース基板の貫通孔に前記導電膜と電気的に接続する貫通電極を形成し、前記貫通孔に封止部材を挿入し、前記貫通電極の底面と溶融した前記封止部材との間に緩衝領域を形成したことを特徴とする電子部品の製造方法。
【００１６】
上記方法により、貫通孔内の底面と溶融した封止部材との間には、緩衝領域を設けて、封止部材と振動部が直接接しない構成としているので、充填された封止部材と圧電振動片層の圧電基板との間に生じる熱膨張の差によって、封止された貫通孔を基点としてパッケージ全体に発生する内部応力を抑制することができる。また、電子素子片と前記ベース基板を接合した後、貫通孔内に導電膜と電気的に接続する貫通電極を形成しているため、電気的接続を確実に確保することができる。
【００１７】
［適用例５］前記緩衝領域は、空隙であることを特徴とする適用例４に記載の電子部品の製造方法。
上記方法により、封止された貫通孔を基点としてパッケージ全体に発生する内部応力を低コストかつ容易に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る圧電振動子の模式図である。
【図２】第１実施形態に係る圧電振動子の模式図である。
【図３】第１実施形態に係る圧電振動子の分解斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る圧電振動子の製造工程を示す図である。
【図５】孔を側面方向から見た部分拡大図である。
【図６】圧電振動子を構成する圧電振動片層の変形例の模式図である。
【図７】第２実施形態に係る力検出素子の模式図である。
【図８】第２実施形態に係る力検出素子の基板側からみた分解斜視図である。
【図９】第２実施形態に係る力検出素子のダイアフラム側からみた分解斜視図である。
【図１０】従来の薄型水晶振動子の説明図である。
【図１１】従来の水晶振動子の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の電子部品及びその製造方法の実施形態を添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１は本発明に係る電子部品の第１実施形態である圧電振動子であって、図１（ａ）に圧電振動子の側面方向から見た側面断面図、図１（ｂ）に圧電振動子を構成する圧電振動片の平面図、図１（ｃ）に圧電振動片の底面図、図２（ａ）に圧電振動子を構成するベース基板の平面図、図２（ｂ）にベース基板の底面図、図２（ｃ）に圧電振動子を構成するリッドの底面図を示す。また図３（ａ）にリッド側からみた分解斜視図、図３（ｂ）にベース基板側からみた分解斜視図を示す。
【００２０】
図示のように圧電振動子１０は、ベース基板４４、圧電振動片層１２、リッド４２を積層させて内部空間１０ａを形成させた３層構造となっている。なお図面を含めた以下の説明においては直交座標系（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を用いるものとする。
【００２１】
電子素子片となる圧電振動片層１２は、水晶等の圧電基板により形成され、圧電振動片１４、連結部（第１連結部１６、第２連結部１８）、引き出し部（第１引き出し部２０、第２引き出し部２２）、支持枠２４により形成されており、圧電振動片層１２の外形はフォトリソ技法とエッチング技法を併用して形成することができる。
【００２２】
圧電振動片１４は、音叉型振動片、厚みすべり振動片等として形成されたものである。圧電振動片１４は、長手方向（±Ｘ方向）の一端の辺の両端において、支持枠内の−Ｘ方向側の２つのコーナーから延び、支持枠２４の−Ｘ方向側のコーナーに接続する第１連結部１６、及び第２連結部１８と接続され、圧電振動片１４は長手方向の一端（−Ｘ方向の一端）を片持ち支持状態で支持枠２４に支持されている。
【００２３】
また圧電振動片１４の両面にはスパッタ等により励振電極（第１励振電極２６、第２励振電極３０）が形成され、リッド４２に対向する第１励振電極２６には同様にスパッタ等により導電膜となる第１引き出し電極２８が接続され、ベース基板４４に対向する第２励振電極３０にもスパッタ等により導電膜となる第２引き出し電極３２が接続されている。
【００２４】
また圧電振動片層１２には第１引き出し部２０及び第２引き出し部２２が形成されている。第１引き出し部２０は支持枠２４内の−Ｘ方向側のコーナーであって第１連結部１６と一体となって形成されている。また第２引き出し部２２は支持枠２４内の＋Ｘ方向側のコーナーに形成され、第１引き出し部２０及び第２引き出し部２２は支持枠２４の対角線上に形成されている。また第２引き出し部２２と第２連結部１８は、支持枠２４に接続した延伸部３４により接続されている。よって第２引き出し部２２は、延伸部３４及び第２連結部１８を介して圧電振動片１４に接続されている。
【００２５】
第１励振電極２６に接続され導電膜となる第１引き出し電極２８は、第１連結部１６においてベース基板４４側に引き回され、第１引き出し部２０のベース基板４４に対向する側にまで引き出される。一方第２励振電極３０に接続された導電膜となる第２引き出し電極３２は、第２連結部１８及び延伸部３４の基板に対向する側に引き出され、第２引き出し部２２のベース基板４４に対向する側に引き出される。
【００２６】
そしてベース基板４４の周縁と一方の主面の支持枠２４と、リッド４２の周縁と他方の主面の支持枠２４とはそれぞれ直接接合により接合されている。
ベース基板４４は、圧電振動片層１２の一方の主面を支持する基板であり、第１面４４ａに圧電振動片層１２を積層させた際に内部空間１０ａを形成する凹部４５を設けている。またベース基板４４は、圧電振動片層１２の第１及び第２引き出し電極２８，３２の先端部分と対向する位置に第２面４４ｂから第１面４４ａに向かって漸次内径を小さくするテーパー状に貫通孔となる孔（第１孔４６、第２孔４８）が形成されている。
【００２７】
そして、孔の内壁及び底面から露出する第１及び第２引き出し電極２８，３２を覆うように貫通電極となる電極（第１電極５０、第２電極５２）が形成され、第１孔４６には第１電極５０が形成され、第２孔４８には第２電極５２が形成されている。よって第１電極５０の側面と第１引き出し電極２８の端面が接続され、第２電極５２の側面と第２引き出し電極３２の端面が接続される。またベース基板４４の第２面４４ｂには第１外部電極５４、第２外部電極５６が形成され、第１外部電極５４は第１電極５０と接続され、第２外部電極５６は第２電極５２と接続されている。
【００２８】
よって、第１励振電極２６は、第１引き出し電極２８、第１電極５０を介して第１外部電極５４に接続され、第２励振電極３０は、第２引き出し電極３２、第２電極５２を介して第２外部電極５６と接続されている。したがって第１外部電極５４、第２外部電極５６に圧電振動片１４を駆動する駆動回路（不図示）を接続することにより、圧電振動片１４は固有の共振周波数により振動することができる。
【００２９】
なお圧電振動子１０は、ベース基板４４、圧電振動片層１２、リッド４２の順に積層したのち孔から真空吸引して内部空間１０ａを真空にしたのち孔を封止している。
リッド４２は、圧電振動片層１２の他方の主面を支持する基板であり、第１面４２ａに圧電振動片層１２を積層させた際に内部空間１０ａを形成する凹部４３を設けている。リッド４２の凹部４３には圧電振動片層１２の第１引き出し部２０及び第２引き出し部２２を平面視して少なくとも覆う箇所、即ち対向する位置に基板の厚みに相当する厚肉部４３ａが２箇所形成されている。
【００３０】
なおベース基板４４、圧電振動片層１２、リッド４２を同一材料（水晶等の圧電材料）とすることにより、線膨張係数が各層で互いに一致するため、温度変化に伴う圧電振動片１４への応力の発生を抑制して圧電振動片１４の発振周波数の誤差を抑制することができる。
【００３１】
図４に第１実施形態に係る圧電振動子１０の製造工程を示す。
図４（ａ）に示すように、圧電振動片層１２の一方の主面にリッド４２の第１面４２ａを積層し、圧電振動片層１２の他方の主面にベース基板４４の第１面４４ａを積層する。なお、ベース基板４４の第２面４４ｂには外部電極５４，５６が形成してある。このときベース基板４４と圧電振動片層１２において、ベース基板４４上に形成された第１及び第２孔４６，４８の底面には、圧電振動片層１２の第１及び第２引き出し電極２８，３２が露出している。そしてこのように積層した状態で直接接合を行う。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、第１及び第２孔４６，４８を成膜する。貫通電極となる電極（第１電極５０、第２電極５２）をスパッタ法やメッキ等により形成する。このとき電子素子片層１２の一方の主面を覆うリッド４２には、導電膜となる第１及び第２引き出し電極２８，３２と、貫通孔となる第１及び第２孔４６，４８を平面視して投影した領域に厚肉部４３ａ，４３ｂを形成している。このため、圧電振動片層１２の第１及び第２孔４６，４８に対応する領域の反対側の裏面領域にリッド基板が密着して押さえられているので、導電膜周辺の剛性が増し、対向する圧電振動片層１２の変形を抑えることができる。従って孔の内壁と導電膜とを一体的に確実に貫通電極となる電極（第１電極５０、第２電極５２）で成膜することができる。これにより、第１励振電極２６は、第１引き出し電極２８、第１電極５０を介して第１外部電極５４に接続され、第２励振電極３０は、第２引き出し電極３２、第２電極５２を介して第２外部電極５６と接続されている。
【００３３】
次に図４（ｃ）に示すように、第１及び第２孔４６，４８にハンダボール４９を挿入する。本実施形態ハンダボール４９は、直径が第１及び第２孔４６，４８の第１面４４ａ側の開口、即ち底面開口の直径よりも大きく、第２面４４ｂ側の開口の直径よりも小さく設定している。また孔に挿入したハンダボール４９がテーパー状に形成した孔の壁面に当接し、ハンダボール４９の先端が第１及び第２孔４６，４８から第１面側４４ａに突出しない大きさにしている。さらにハンダボール４９の体積は、孔の体積よりも小さく設定している。
【００３４】
図４（ｄ）に示すように、第１及び第２孔４６，４８に挿入したハンダボール４９にレーザー等を照射してハンダボール４９を溶解させる。このとき溶解前のハンダボール４９は第１及び第２電極５０、５２と接触しているので、溶解したハンダボール４９はその接線から電極（第１電極５０、第２電極５２）に濡れ広がる。ここでレーザー等の照射を停止することで第１及び第２孔４６，４８の第１面４４ａ側までハンダが濡れ広がるのに十分な熱が伝達されず、また、ハンダ自体の表面張力により、図５に示すように溶解したハンダが第１及び第２孔４６、４８内の中間位置で凝固する。またハンダボール４９の体積は孔の体積よりも小さく設定しているため、孔内の第１面４４ａ側に空隙５５をより確実に形成することができる。ここでハンダボールの溶解によって熱膨張差に起因する応力が生じることが知られている。空隙５５は緩衝領域となり、ハンダボール４９の溶解によって生じる熱膨張差に起因する応力が圧電振動片層１２の圧電振動片１４に直接加わることなく空隙５５で抑制する効果が得られる。
【００３５】
図４（ｅ）に示すようにハンダボールが溶解して第１及び第２孔４６，４８が封止部材５７により封止されるとともに、孔内に緩衝領域を有する圧電振動子１０が形成される。
なお第１及び第２孔４６，４８を成膜は、接合後に電極（第１電極５０、第２電極５２）と、第２面４４ｂの孔の周囲の外部電極（第１外部電極５４、第２外部電極５６）とをスパッタ法やメッキ等により同時に形成する構成とすることもできる。また緩衝領域は、空隙５５の他にも、封止の際の加熱に耐えうるシリコン樹脂などの弾性体を用いることができる。この場合、弾性体はハンダボールよりも小径とし、孔に弾性体を挿入し、次にハンダボール４９を挿入する。そしてハンダボール４９にレーザー照射してハンダを溶解させると、弾性体は溶解せずに緩衝領域となり、応力を抑制することができる。
【００３６】
このような第１実施形態の圧電振動片によれば、貫通孔内の底面と溶融した封止部材との間には、緩衝領域を設けて、封止部材と振動部が直接接しない構成としているので、充填された封止部材と圧電振動片層の圧電基板との間に生じる熱膨張の差によって、封止された貫通孔を基点としてパッケージ全体に発生する内部応力を抑制することができる。また、貫通孔内に導電膜と電気的に接続する貫通電極を形成しているため、電気的接続を確実に確保することができる。また圧電振動片層の貫通孔に対応する領域の反対側の裏面領域にリッド基板が密着して押さえられているので導電膜周辺の剛性が増し、対向する圧電振動片層の変形を抑えることができる。従って貫通孔の内壁と導電膜とを一体的に確実に貫通電極を成膜することができる。
【００３７】
図６に圧電振動片層の変形例を示す。図６（ａ）は圧電振動片層の平面図、図６（ｂ）は圧電振動片層の底面図である。図６に示すように、圧電振動片層１３は、圧電振動片１４、連結部（第１連結部１７、第２連結部１９）、引き出し部（第１引き出し部２１、第２引き出し部２３）、支持枠２５により外形が形成されている。第１引き出し部２１は支持枠２５内の−Ｘ方向側のコーナーであって第２連結部１９と一体となって形成されている。また第２引き出し部２３は支持枠２５内の＋Ｘ方向側のコーナーに形成され、第１引き出し部２１及び第２引き出し部２３は支持枠２５の対角線上に形成されている。また第２引き出し部２３と第１連結部１７は、支持枠２５に接続した延伸部３５により接続されている。よって第２引き出し部２３は、延伸部３５及び第１連結部１７を介して圧電振動片１４に接続されている。
【００３８】
そして、第１励振電極２７に接続された第１引き出し電極２９は、第１連結部１７においてベース基板４４側に引き回され、延伸部３５を介して第２引き出し部２３のベース基板４４側に引き出される。一方、第２励振電極３１に接続された第２引き出し電極３３は、圧電振動片層１３のベース基板４４側の面において、第２連結部１９および第１引き出し部２１に形成されている。
【００３９】
図６に示すように第１引き出し部２１、第２引き出し部２３は、それぞれ第１実施形態の第１引き出し部２０、第２引き出し部２２に対して、支持枠２５の短辺２５ａの中央を通る線を基準に±Ｙ方向に反転した関係を有するため、対向するベース基板４４に形成される第１孔、第２孔はベース基板４４上で上述同様に反転した位置に形成される。こうして形成された圧電振動片層１３も第１実施形態に適用することができる。
【００４０】
図７、図８、図９は、本発明に係る電子部品の第２実施形態である力検出素子であって、図７（ａ）に力検出素子の側面方向からみた側面断面図、図７（ｂ）に力検出素子を構成する感圧素子片の底面図、図８はベース基板側からみた分解斜視図、図９はダイアフラム側からみた分解斜視図を示す。
【００４１】
力を直接受けて撓む、例えば被測定圧力を受圧して撓む可撓部を有するダイアフラムに支持部を介して搭載された圧電振動子は、例えば、板状の圧電基板上に電極パターンが形成され、力の検出方向に検出軸を設定しており、前記検出軸の方向に直交する方向から被測定圧力がダイアフラムの受圧部で受圧すると前記可撓部が撓み、前記支持部を介して前記圧電振動子に力が加わると、前記圧電振動子は検出軸の方向に引張り応力が生じるため前記圧電振動子の共振周波数が変化し、前記共振周波数の変化から前記被測定圧力の圧力値を検出する。圧力センサー、受圧手段としてのダイアフラムと、前記ダイアフラムに形成した支持部に搭載された感圧素子（双音叉振動子）とを有し、これらを容器に収容しつつダイアフラムの受圧面を外面に臨ませるようにして真空封止した構成となっている。
【００４２】
第２実施形態に係る力検出素子７００は、感圧素子としての双音叉振動子７０５の２本の柱状ビームに形成した励振電極７０１と、前記励振電極７０１に接続された引き出し電極（第１引き出し電極７０２、第２引き出し電極７０３）とを有する感圧素子片７７２を、ダイアフラム７０４の受圧面７０４ａとは反対側の内側の主面７０４ｂ上に形成した支持部７０６に搭載された双音叉振動子７０５であって、前記双音叉振動子７０５は、前記引き出し電極と、前記ベース基板７４２の前記第１面７４２ａとを接続する絶縁性の接着手段７５０と、前記ベース基板７４２の前記第１面７４２ａの反対側の第２面７４２ｂから前記第１面７４２ａの方向に向かって形成された孔（第１孔４６、第２孔４８）と、前記孔の内壁面４６ａ、４８ａ上に形成された電極（第１電極５０、第２電極５２）と、を有するものであり、ベース基板７４２、感圧素子片層７７２、ダイアフラム７０４により内部空間１０ａを有する３層構造となっている。
【００４３】
ダイアフラム７０４は、可撓部７０４ｃと前記可撓部７０４ｃの外縁を囲む厚肉部７０４ｄとを有する。
電子素子片となる感圧素子片層７７２は、２本の柱状ビームからなる振動部７０５ａと前記振動部７０５ａの両端に位置する基部７０５ｂとから構成される双音叉振動子７０５と、前記双音叉振動子７０５を囲む矩形の支持枠部７７３と、前記支持枠部７７３と前記基部７０５ｂとを連結する梁７０７とを有する。なお図１２において励振電極７０１はベース基板７４２側にのみ形成されたように描かれているが、実際には両面に形成されているものとする。
【００４４】
そして感圧素子片層７７２の支持枠部７７３の両面にはそれぞれ、前記ダイアフラム７０４の厚肉部７０４ｂとベース基板７４２の外縁部７４２ａとが前記接着手段７５０を用いて接合されている。ベース基板７４２の第１面７４２ａには凹部７４３を形成し、また感圧素子片層７０４の第１及び第２引き出し電極７０２，７０３と対向するベース基板７４２にはベース基板７４２の第１面７４２ａの反対側の第２面７４２ｂから第１面７４２ａに向かって漸次内径を小さくするテーパー状に孔（第１孔４６、第２孔４８）が形成されている。
【００４５】
上記構成による力検出素子７００の製造は、ベース基板７４２、感圧素子片層７７２、ダイアフラム７０４を積層する。このとき第１及び第２孔４６，４８底面には、感圧素子片層７７２の第１及び第２引き出し電極７０２，７０３が露出している。そしてこのように積層した状態で絶縁性の接着手段７５０により接合する。
【００４６】
次に以下第１実施形態と同様に、第１及び第２孔４６，４８の孔内に貫通電極となる電極（第１電極５０、第２電極５２）をスパッタ法やメッキ等により形成し、第１引き出し電極７０２を第１電極５０を介して第１外部電極５４に接続させ、第２引き出し電極７０３を第２電極５２を介して第２外部電極５６と接続させる。そして第１及び第２孔４６，４８にハンダボール４９を挿入し、レーザー等を照射してハンダボール４９を溶解させる。ハンダボールが溶解して第１及び第２孔４６，４８が封止部材５７で封止されるとともに、孔内に空隙７５５（緩衝領域）を有する力検出素子７００が形成される。
【００４７】
このような力検出素子７００であっても、貫通孔内の底面と溶融した封止部材との間には、緩衝領域を設けて、封止部材と振動部が直接接しない構成としているので、充填された封止部材と感圧素子片層の圧電基板との間に生じる熱膨張の差によって、封止された貫通孔を基点としてパッケージ全体に発生する内部応力を抑制することができる。また、貫通孔内に導電膜と電気的に接続する貫通電極を形成しているため、電気的接続を確実に確保することができる。また感圧素子片層の貫通孔に対応する領域の反対側の裏面領域にダイアフラムが密着して押さえられているので、導電膜周辺の剛性が増し、対向する圧電振動片層の変形を抑えることができる。従って貫通孔の内壁と導電膜とを一体的に確実に貫通電極を成膜することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０………圧電振動子、１２………圧電振動片層、１４………圧電振動片、１６………第１連結部、１８………第２連結部、２０………第１引き出し部、２２………第２引き出し部、２４………支持枠、２６………第１励振電極、２８………第１引き出し電極、３０………第２励振電極、３２………第２引き出し電極、３４………延伸部、４２………リッド、４３………凹部、４４………ベース基板、４５………凹部、４６………第１孔、４８………第２孔、４９………ハンダボール、５０………第１電極、５２………第２電極、５４………第１外部電極、５５………空隙、５６………第２外部電極、５７………封止部材、９０………貫通孔、９１………導電性接着剤、９２………水晶片、９３………引出電極、９４………実装電極、１００………水晶振動子、１０１………ベース用シート状ウェハ、１０２………貫通孔、１０３………金属粉、１０４………水晶振動素子、１０５………電気的導通路、１０７………電気的導通路、１０８………レーザー照射装置、１０９………金属箔、１１１………金属箔粒子、７００………力検出素子、７０１………励振電極、７０２………第１引き出し電極、７０３………第２引き出し電極、７０４………ダイアフラム、７０５………双音叉振動子、７０６………支持部、７０７………梁、７４２………ベース基板、７４３………凹部、７５０………接着手段、７５５………空隙、７７２………感圧素子片層、７７３………支持枠部。
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図６】
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【図７】
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