(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に接合された二つの基板の間に形成されるキャビティ内部へ電子部品を封入可能な電子部品パッケージであって、前記二つの基板のうち下方に配設される第一基板は、上面に形成され端子を介して前記電子部品と接続された第一電極と、底面に形成され上面視において前記第一電極の位置と相違する位置に設けられた第二電極と、内部に設けられた基板内配線電極と、前記第一電極と前記基板内配線電極の一方の端部とを連接する第一接続電極と、前記第二電極と前記基板内配線電極の他方の端部とを連接する第二接続電極と、を備え、
前記基板内配線電極は、突状の突起部を有し、
前記第一基板は、前記基板内配線電極を内部に埋設するための空隙部を有し、
前記空隙部は、前記突起部と嵌合するくぼみ部を備えることを特徴とする電子部品パッケージ。
【請求項２】
前記基板内配線電極は、上面視において前記他方の端部が前記一方の端部よりも当該第一基板の外方に位置するように、前記他方の端部近傍が屈曲してなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品パッケージ。
【請求項３】
前記基板内配線電極は、前記一方の端部から前記他方の端部に向かうにつれて幅が広くなるように形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品パッケージ。
【請求項４】
前記基板内配線電極は、前記他方の端部近傍が複数に分岐した形状からなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品パッケージ。
【請求項５】
前記第一基板は、前記基板内配線電極の長手方向に沿って、強度補助用の補助部材を内部に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電子部品パッケージ。
【請求項６】
前記第一基板は、ガラス材からなることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電子部品パッケージ。
【請求項７】
前記電子部品は圧電振動片であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電子部品パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品は小型化が進んでおり、電子部品を収納するパッケージ（電子部品パッケージ）にも小型化と低コスト化が求められている。例えば、携帯電話や携帯情報端末機器の時刻源や制御信号などのタイミング源、リファレンス信号源などとして使用されている圧電振動子には、２層構造タイプの表面実装型にパッケージされたものが知られている。
【０００３】
このタイプのパッケージは、ある基板と他の基板とが直接接合されることでパッケージ化された２層構造になっており、両基板の間に形成されたキャビティ内に電子部品が収納されている。このような２層構造タイプのパッケージの１つとして、ベース部材（ベース基板）に形成された貫通電極により、キャビティの内側に封入された電子部品（圧電振動片）と、ベース基板の外側に形成された外部電極とを導通させたものが知られている（特許文献１参照)。当該特許文献１において、ベース基板やベース基板と接合されて電子部品を封止するリッド基板のパッケージ材料としては、ガラス材料が使用される。つまり、ベース基板やリッド基板は、ガラス材料を使用するので、セラミックスを使用した場合と比べて成形が容易であり、製造コストを下げることができる。また、ガラス材料は熱伝導率が小さいので断熱性に優れ、内部の圧電振動子を温度変化から保護することができる。ここで、当該ガラス材料からなるベース基板には２つの貫通電極が形成されており、外部から圧電振動子に駆動電力を供給することができる。また、貫通電極は銀ペーストを固化したものや、金属部材が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２４８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、周波数特性に優れさまざまなデバイスに使用されている水晶振動子等の電子部品パッケージにおいては、安定して動作させるためにパッケージ内を気密に保つ必要がある。しかしながら、特許文献１記載の発明のごとく、銀ペースト製の貫通電極による電極取り出し方法を利用した電子部品パッケージでは、焼成工程において、銀ペースト中の樹脂等の有機物が除去されて体積が縮小し、貫通電極に孔が開いたり、貫通孔の周辺にクラックが形成されやすかったりする。そのため、特許文献１記載の発明は、キャビティ内の気密性が低下したり、導通不良を生じたりするという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、パッケージ内部の気密性を保持できる電子部品パッケージ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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、上下に接合された二つの基板の間に形成されるキャビティ内部へ電子部品を封入可能な電子部品パッケージであって、前記二つの基板のうち下方に配設される第一基板は、上面に形成され端子を介して前記電子部品と接続された第一電極と、底面に形成され上面視において前記第一電極の位置と相違する位置に設けられた第二電極と、内部に設けられた基板内配線電極と、前記第一電極と前記基板内配線電極の一方の端部とを連接する第一接続電極と、前記第二電極と前記基板内配線電極の他方の端部とを連接する第二接続電極と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、キャビティ内部に封入されて端子を介して第一電極に接続された電子部品は、第一基板の内部に設けられた基板内配線電極の、一方の端部と連接された第一接続電極に接続される。さらに、第一基板の底面で上面視において第一電極の位置と相違する位置に設けられた第二電極は、基板内配線電極の他方の端部と連接された第二接続電極に接続される。つまり、本発明に係る電子部品パッケージは、外部電極としての第二電極と電子部品（第一電極）との平面位置が相違し、双方が第一基板内に設けられた基板内配線電極（及び第一接続電極，第二接続電極）を介して接続される構成である。したがって、本発明によると、外部電極と電子部品（内部電極）とが鉛直方向に配置されて、双方が第一基板を上下に貫通する孔（貫通電極）によって接続される従来構成と比べて、パッケージ内部の気密性を確保することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品パッケージにおいて、前記基板内配線電極は、上面視において前記他方の端部が前記一方の端部よりも当該第一基板の外方に位置するように、前記他方の端部近傍が屈曲してなることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、従来技術のごとくベース基板に２つの外部電極を形成する構成とした（例えば、上面視において、第一基板の幅方向の長さを二分する中心線に対称な位置に一対の基板内配線電極を設けた）場合において、電子部品の電極間ピッチ（第一電極と連接される第一接続電極の電極間ピッチ）よりも、第二電極と連接される第二接続電極の電極間ピッチを広くすることができる。つまり、本発明は、従来の電子部品パッケージにおける、小型化の要求に応じて外部電極の電極間ピッチを狭くせざるを得ないという難点を解消できる。なお、外部電極の電極間ピッチを狭くした場合の難点とは、例えば、ハンダ等を用いて電子機器に電子部品パッケージを実装する場合に、リフロー時に各外部電極間にハンダが付着して複数の外部電極が短絡し、電子機器の製造不良が発生することなどである。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電子部品パッケージにおいて、前記基板内配線電極は、前記一方の端部から前記他方の端部に向かうにつれて幅が広くなるように形成されることを特徴とする。
本発明によれば、従来技術のごとくベース基板に２つの外部電極を形成する構成とした場合において、電子部品の電極間ピッチ（第一電極と連接される第一接続電極の電極間ピッチ）よりも、第二電極と連接される第二接続電極の電極間ピッチを広くすることができるので、請求項２記載の発明と同様に、パッケージ実装時の製造不良を抑制できる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の電子部品パッケージであって、前記基板内配線電極は、前記他方の端部近傍が複数に分岐した形状からなることを特徴とする。
本発明によれば、分岐した基板内配線電極により第一の基板の応力に対する機械的強度を向上できるためパッケージ実装時の製造不良を抑制できる。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の電子部品パッケージであって、前記第一基板は、前記基板内配線電極の長手方向に沿って、強度補助用の補助部材を内部に備えることを特徴とする。
本発明によれば、第一の基板の応力に対する機械的強度を向上できるためパッケージ実装時の製造不良を抑制できる。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の電子部品パッケージであって、前記第一基板は、ガラス材からなることを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか１項に記載の電子部品パッケージであって、前記電子部品は圧電振動片であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、キャビティ内部に封入されて端子を介して第一電極に接続された電子部品は、第一基板の内部に設けられた基板内配線電極の、一方の端部と連接された第一接続電極に接続される。さらに、第一基板の底面で上面視において第一電極の位置と相違する位置に設けられた第二電極は、基板内配線電極の他方の端部と連接された第二接続電極に接続される。つまり、本発明に係る電子部品パッケージは、外部電極としての第二電極と電子部品（第一電極）との平面位置が相違し、双方が第一基板内に設けられた基板内配線電極（及び第一接続電極，第二接続電極）を介して接続される構成である。したがって、本発明によると、外部電極と電子部品（内部電極）とが鉛直方向に配置されて、双方が第一基板を上下に貫通する孔（貫通電極）によって接続される従来構成と比べて、パッケージ内部の気密性を確保することができる。したがって、本発明は、パッケージ内部の気密性を保持できる電子部品パッケージを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態１における圧電振動子の外観斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１に示す圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態を模式的に表す。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図５】図４に示す断面において、本発明の実施形態２にかかわるパッケージ部材を表す図である。
【図６】図４に示す断面において、本発明の変形例１にかかわるパッケージ部材を表す図である。
【図７】図４に示す断面において、本発明の変形例２にかかわるパッケージ部材を表す図である。
【図８】図４に示す断面において、本発明の実施形態３にかかわるパッケージ部材を表す図である。
【図９】図４に示す断面において、本発明の変形例３にかかわるパッケージ部材を表す図である。
【図１０】本発明に係るベース基板の製造方法を説明するための図である。
【図１１】本発明に係るベース基板の別の製造方法を説明するための図である。
【図１２】図１１に示す製造方法に基づき生成されたベース基板を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
（実施形態１）
図１から図４に示すように、本実施形態１に係る圧電振動子１は、上下に配置されたベース基板２（第一基板）およびリッド基板３が接合膜２０を介して陽極接合され、キャビティ３０に収納された圧電振動片４（電子部品）を備えた表面実装型の電子部品パッケージである。
【００１８】
なお、以下の説明では、ベース基板２におけるリッド基板３との接合面を上面Ｕとする。また、以下の説明では、図１に示す圧電振動子１の前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向、と便宜上定める。
【００１９】
図１に示すように、圧電振動子１は矩形形状のベース基板２とその上に接合した矩形形状のリッド基板３を備えている。ベース基板２はその外表面（底面）に互いに電気的に分離した外部電極６、１６（第二電極）及びダミー電極６１、１６１を備えている。ベース基板２とリッド基板３は、ガラス材（例えば、ソーダ石灰ガラス）を使用する。つまり、ベース基板２とリッド基板３とに同じ材料を使用しているので、温度変化に対する双方の基板の熱膨張差を小さくすることができ、基板間の剥がれ、これに伴う気密性の低下を防止することができる。
【００２０】
図２に示すように、リッド基板３はその底面に凹部を有している。そして、当該凹部は、リッド基板３がベース基板２と接合層２０を介して接合されることでキャビティ３０を構成し、圧電振動片４を収納（封入）する。また、図２、図３に示すように、ベース基板２は、その上面Ｕに２つの内部接続電極８，８１（第一接続電極）が露出している。そして、内部接続電極８，８１の上面には、内部電極９，９１（第一電極）が形成されている。当該内部電極９，９１は、図３に示すように、ＸＹ平面視で外部電極６、１６と相違する位置に設けられる。さらに、内部電極９，９１の上面には、金（Ａｕ）等からなるバンプ１０，１１（端子）が形成される。そして、そのバンプ１０，１１の上には、フリップチップボンディングによって圧電振動片４が実装される。つまり、内部電極９，９１は、バンプ１０，１１を介して圧電振動片４と電気的に接続される。また、バンプ１０，１１は圧電振動片４を片持ち状態で保持する。なお、バンプ１０，１１としては導電性接着材を使用して接着形成してもよい。
【００２１】
ここで、圧電振動片４としては、水晶、タンタル酸リチウムやニオウブ酸リチウムなどからなる圧電材料を使用できる。なお、圧電振動片４の上面及びその反対側の下面には、励振電極(図示せず)が形成される。そして、圧電振動片４に形成された一方の励振電極は、バンプ１０、内部電極９、内部接続電極８、内部配線電極５および外部接続電極７を介して外部電極６と電気的に接続され、他方の励振電極は、バンプ１１、内部電極９１、内部接続電極８１、内部配線電極５１および外部接続電極７１を介して外部電極６１と電気的に接続される。ところで、励振電極、内部電極９，９１、外部電極６，６１は、例えば、金（Ａｕ）の被膜で形成する。なお、これらの膜は、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）などの導電性膜の被膜あるいはこれら導電性膜のいくつかを組み合わせた積層膜により形成してもよい。
【００２２】
内部接続電極８、８１および外部接続電極７、７１（第二接続電極）は、内部配線電極５と内部電極９，９１および外部電極６，６１とをそれぞれ連接するように形成された貫通孔に設けられる。当該内部接続電極８、８１および外部接続電極７、７１は導電性接着剤を貫通孔内に充填することで形成される。なお、内部接続電極８、８１および外部接続電極７、７１は、例えばめっき法などで充填形成するか、金属ピンなどを貫通孔にさしこみ、間隙を接着剤などで充填して形成しても良い。
【００２３】
内部配線電極５、５１は、図２、３に示すように、一方の端部が内部接続電極８、８１の下端に連接するように、他方の端部が外部接続電極７、７１の上端に連接するように、Ｘ軸と平行に配置され、ベース基板２の内部に密封形成された板状の部材である。ここで、内部配線電極５、５１は、図３に示すように、ベース基板２のＹ軸方向の長さを二分する中心線（図示省略）に対して対称な位置に、それぞれ配置される。当該内部配線電極５、５１は、例えばステンレスや銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）合金、アルミニウム（Ａｌ）等の金属材料により形成された導電性の部材である。特に、内部配線電極５、５１は、鉄（Ｆｅ）を５８重量パーセント、ニッケル（Ｎｉ）を４２重量パーセント含有する合金（４２アロイ）で形成することが望ましい。なお、内部配線電極５、５１の形状は板状に限定されるものではなく、例えば、棒状などであっても勿論よい。
【００２４】
このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極６，６１に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の励振電極に電流が流れるので、圧電振動片４を所定の周波数で振動させることができる。そして、圧電振動片４は、当該振動を利用して、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源などとして利用することができる。
【００２５】
本実施形態によれば、外部電極６，６１と圧電振動片４がベース基板２に密封形成された内部配線電極５を介して接続されるため、パッケージ３０内部の気密不良を抑制できる。
【００２６】
（実施形態２）
次いで、本発明の実施形態２に係る圧電振動子について説明する。図５は本発明の実施形態２に係る圧電振動子１ａの部分断面図である。なお、圧電振動子１ａに備わる構成のうち、実施形態１に係る圧電素子１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２７】
本実施形態では、圧電振動子１ａにおいて、ベース基板２に形成された内部配線電極５ａと５１ａを、ＸＹ平面視において、外部電極６，６１（外部接続電極７、７１）と連接される他方の端部が内部電極９，９１（内部接続電極８、８１）と連接される一方の端部よりもベース基板２の外方（Ｙ軸方向端部）に位置するように、一方の端部が屈曲するように構成した。つまり、外部電極６，６１は、図５に示されるとおり、当該内部配線電極５ａと５１ａの屈曲部分の下方に配設される。
【００２８】
本実施形態によれば、ベース基板２の外側に形成した外部電極６，６１の電極間ピッチが、ベース基板２の内部に形成した内部電極９，９１の電極間ピッチよりも広くなるように形成されるので、パッケージ内の圧電振動片４の電極間ピッチよりも、ベース基板２外側に形成した外部電極６，６１の電極間ピッチを広くすることができる。これにより、圧電振動片４をパッケージ実装する際の製造不良を抑制できる。
【００２９】
（変形例１）
次いで、実施形態２の変形例１について説明する。図６は本実施形態２の変形例１（圧電振動子１ｂ）を示す図である。図６に示すように、ベース基板２に形成された内部配線電極５ｂと５１ｂの間隔が、内部電極９，９１（内部接続電極８、８１）と連接される一方の端部から部電極６，６１（外部接続電極７、７１）と連接される他方の端部にむかって、段階的に広くなるように形成してもよい。
【００３０】
（変形例２）
次いで、実施形態２の変形例２について説明する。図７は本実施形態２の変形例２（圧電振動子１ｃ）を示す図である。図７に示すように、内部配線電極５ｃと５１ｃの幅（Ｙ軸方向の厚み）が、内部電極９，９１（内部接続電極８、８１）と連接される一方の端部から外部電極６，６１（外部接続電極７、７１）と連接される他方の端部にむかうにつれて段階的に広くなるように形成してもよい。つまり、本変形例によると、実施形態２と同様の効果が得られることは勿論、内部配線電極５ｃと５１ｃのＸＹ平面における面積が広くなるので、ベース基板２の機械的強度を向上させることができる。
【００３１】
（実施形態３）
次いで、本発明の実施形態３に係る圧電振動子について説明する。図８は本発明の実施形態３に係る圧電振動子１ｄの部分断面図である。なお、圧電振動子１ｄに備わる構成のうち、実施形態１に係る圧電素子１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
本実施形態では、ベース基板２に形成された内部配線電極５ｄ，５１ｄを、外部電極６，６１（外部接続電極７、７１）と連接される他方の端部近傍が複数に分岐した形状となるように構成した。この場合、圧電振動子１ｄは、図８に示すように、分岐した部分のうちベース基板２の外方（Ｙ軸方向端部）側に、外部電極６，６１（外部接続電極７、７１）が設けられる。
【００３３】
本実施形態によれば、外部電極６，６１の電極間ピッチが、ベース基板２の上面に形成した内部電極９，９１の電極間ピッチよりも広くなるように形成される。そのため、パッケージ内の圧電振動片４の電極間ピッチよりも、外部電極６，６１の電極間ピッチを広くすることができる。これにより、パッケージ実装時の製造不良を抑制できる。また、内部配線電極５ｄ、５１ｄの分岐した部分のうち内方側は、ベース基板２の機械的強度を向上させることができる。
【００３４】
（変形例３）
次いで、実施形態３の変形例３について説明する。ここで、図９は、本実施形態３の変形例３（圧電振動子１ｅ）を示す図である。図９に示すように、内部配線電極５ｅ，５１ｅの長手方向（Ｘ軸方向）に沿うように、ベース基板２の機械的強度を向上するための内部配線５ｅ，５１ｅ（強度補助用の補助部材）が形成されていることとしてもよい。
【００３５】
（内部配線電極を備えたベース基板の製造について）
内部配線電極５、５１を備えたベース基板２は、例えば、ソーダライムガラス板から多数個取りを行うことで生成する。具体的には、まず、図１０に示すように、第一ガラス板２１に内部配線電極５，５１を形成するための凹部２０１をプレスあるいはエッチングによって形成する。次いで、形成した凹部２０１のＸＹ位置と一致するように位置合わせを行った状態で、内部配線電極５，５１を配置する。次いで、第二ガラス板２２を第一ガラス板２１上に配置し、ガラスの軟化点以上の温度で加熱しながらプレス加工を行うことで、第一ガラス板２１および第二ガラス板２２が内部配線電極５，５１を内包する状態に一体化され、ベース基板２が生成される。
【００３６】
なお、ベース基板２を生成する方法は、上述の方法に限られない。具体的には、まず、図１１に示すように、内部配線電極５，５１に少なくとも１つの突起部５０１を形成する。次いで、第一ガラス板２１に設けた凹部２０１に少なくとも１つのくぼみ部２０２を形成する。そして、内部配線電極５，５１を、突起部５０１のＸＹ位置が凹部２０１と一致するように位置合わせをしてプレスすることで、図１２に示すベース基板２を形成することとしても良い。これにより、ガラスを軟化点以上に加熱しながらプレスする際に内部配線電極５，５１のベース基板２に対する相対位置をより正確に決めることが可能となる。
【００３７】
ここで、上記ベース基板２を生成する方法では、第二ガラス板２２に換えて、溶融したガラス材料を投入することとしても良い。
【符号の説明】
【００３８】
１    圧電振動子（電子部品パッケージ）
２    ベース基板（第一基板）
４    圧電振動片（電子部品）
５，５１    内部配線電極（基板内配線電極）
６，６１    外部電極（第二電極）
７，７１    外部接続電極（第二接続電極）
８，８１    内部接続電極（第一接続電極）
９，９１    内部電極（第一電極）
１０，１１    バンプ（端子）
２０    接合層
３０    キャビティ
６１，１６１    ダミー電極
１ａ    圧電振動子（電子部品パッケージ）
５ａ，５１ａ    内部配線電極（基板内配線電極）
１ｂ    圧電振動子（電子部品パッケージ）
５ｂ，５１ｂ    内部配線電極（基板内配線電極）
１ｃ    圧電振動子（電子部品パッケージ）
５ｃ，５１ｃ    内部配線電極（基板内配線電極）
１ｄ    圧電振動子（電子部品パッケージ）
５ｄ，５１ｄ    内部配線電極（基板内配線電極）
１ｅ    圧電振動子（電子部品パッケージ）
５ｅ，５１ｅ    内部配線電極（基板内配線電極）
【図１】
0005731870.tif 000002
【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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【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１２】
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