(57)【要約】【課題】接合面積を確保しながらも、半田くわれを抑制することができる基板の製造方法、電子デバイスの製造方法を得る。【解決手段】基板の表裏間を貫通している貫通孔に導電物が充填されており、前記基板の前記表裏に露出している前記導電物のうち、少なくとも一方の露出面に導電性金属膜が配置されている基板と、半田により形成された接続部を有する電子部品と、を準備する工程と、前記導電性金属膜上に前記接続部が接触するように前記電子部品を前記基板に載置する、電子部品載置工程と、前記接続部の前記半田を加熱溶融し、前記接続部と前記導電性金属膜とを前記半田を介して固定する半田付け工程と、を含む電子デバイスの製造方法。【選択図】図１
2013251434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の材料を含み樹脂成分と混錬され圧延されたグリーンシートを用意するグリーンシート準備工程と、
前記グリーンシートの表裏間を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
導電物を含み樹脂成分と混錬された充填導電物を前記貫通孔に充填し、基板シートを形成する工程と、
前記基板シートを焼成する焼成工程と、
前記焼成工程によって焼成された基板シートの、焼成後の前記充填導電物の露出面に導電性金属膜を成膜する導電膜形成工程と、を含む、
ことを特徴とする基板の製造方法。
【請求項２】
前記導電性金属膜が少なくとも金を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項３】
基板の表裏間を貫通している貫通孔に導電物が充填されており、前記基板の前記表裏に露出している前記導電物のうち、少なくとも一方の露出面に導電性金属膜が配置されている基板と、半田により形成された接続部を有する電子部品と、を準備する工程と、
前記導電性金属膜上に前記接続部が接触するように前記電子部品を前記基板に載置する、電子部品載置工程と、
前記接続部の前記半田を加熱溶融し、前記接続部と前記導電性金属膜とを前記半田を介して固定する半田付け工程と、を含む、
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記導電物は前記基板の表裏面に対して凹部を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記導電性金属膜は金を含む、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項６】
基板の表裏間を貫通している貫通孔に導電物が充填されており、前記基板の前記表裏に露出している前記導電物の少なくとも一方の露出面に導電性金属膜が配置されている基板と、
前記基板の一方の面に実装されている振動子と、
前記基板の他方の面に実装され、前記振動子を発振させる回路を備えている電子部品と、を備え、
前記振動子もしくは前記電子部品の少なくとも一方は、半田により構成されている接続部を有し、前記接続部が前記導電性金属膜と接合されている、
ことを特徴とする発振器。
【請求項７】
前記導電性金属膜は金を含んでいる、
ことを特徴とする請求項６に記載の発振器。
【請求項８】
前記基板の前記他方の面における前記電子部品が配置されている領域の外側に、一部または全部が配置されているモニター端子と、
前記基板の前記一方の面に配置され、前記振動子が実装されている振動子実装電極と、を備え、
前記モニター端子と、前記振動子実装電極と、は電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の発振器。
【請求項９】
基板の表裏間を貫通している貫通孔に導電物が充填されており、前記基板の前記表裏に露出している前記導電物の少なくとも一方の露出面に導電性金属膜が配置されている基板と、
前記基板の一方の面に実装されているセンサー素子と、
前記基板の他方の面に実装され、前記センサー素子の駆動および検出を行わせる回路を備えている電子部品と、を備え、
前記センサー素子もしくは前記電子部品の少なくとも一方は、半田により構成されている接続部を有し、前記接続部が前記導電性金属膜と接合されている、
ことを特徴とするジャイロセンサー。
【請求項１０】
前記導電性金属膜は金を含んでいる、
ことを特徴とする請求項９に記載のジャイロセンサー。
【請求項１１】
前記基板の前記他方の面における前記電子部品が配置されている領域の外側に、一部または全部が配置されているモニター端子と、
前記基板の前記一方の面に配置され、前記センサー素子が実装されている素子実装電極と、を備え、
前記モニター端子と、前記素子実装電極と、は電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項９または１０に記載のジャイロセンサー。
【請求項１２】
請求項６から１１のいずれか一項に記載の発振器もしくはジャイロセンサーを備えている電子機器。
【請求項１３】
請求項６から１１のいずれか一項に記載の発振器もしくはジャイロセンサーを備えている移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の製造方法、電子デバイスの製造方法、発振器、ジャイロセンサー、電子機器および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器において、更なる小型化の進行と、高機能化、多機能化も目覚しい進歩を遂げている。特にＩＣ（集積回路）の集積度の格段の向上による高機能化、多機能化は著しい。この高機能ＩＣが、電子機器に組み込む際には電気配線が施された複数の電子デバイスが実装される回路基板に設けた接続端子部に、ＩＣの入出力端子部を電気的且つ機械的に接合され、所定の機能を発揮する回路が構成される。
【０００３】
このＩＣなどの電子デバイスを基板に接合する方法として、いわゆるＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）と呼ばれる電子デバイスのパッケージ構造を有する電子デバイスをプリント基板にフリップチップ実装する手法がよく知られている。この方法による電子デバイスの実装においては、電子部品に形成された球状のバンプと呼ばれる接続端子と、プリント基板の接続用電極との位置を合わせて接続し、電子部品が実装される。
【０００４】
しかし、近年の電子部品の小型化、多機能化によって電子部品に形成されるバンプは隣り合うバンプ間の距離が短くなり、実装の際のバンプとプリント基板の接続用電極との位置を正確に合わせなければならなくなった。そこで、特許文献１に示すように、電極として導電性凹部を形成し、導電性凹部に球状バンプが自ら位置を合わせするので、フリップチップ実装時に厳格な位置合せ精度を必要としないことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８８５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、導電性凹部に球状バンプが包み込まれるように保持されることで導電性凹部、すなわち電極と球状バンプとはより広い接触領域を形成して接続される。しかし、特許文献１に開示されているように、球状バンプが半田によって形成されているために導電性凹部が導電材として金を用いて形成されている場合、半田付けの際に金が半田内部に拡散する、いわゆる「半田くわれ」という現象によって半田と導電性凹部との接合強度が低下する、という課題があった。
【０００７】
そこで、接合強度を確保するための適切な接合面積を確保しながらも、半田くわれが抑制されて所定の接合強度を維持することができる基板の製造方法、電子デバイスの製造方法、およびそれらの方法によって信頼性の高い発振器、ジャイロセンサー、電子機器および移動体を得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
〔適用例１〕本適用例の基板の製造方法は、基板の材料を含み樹脂成分と混錬され圧延されたグリーンシートを用意するグリーンシート準備工程と、前記グリーンシートの表裏間を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、導電物を含み樹脂成分と混錬された充填導電物を前記貫通孔に充填し、基板シートを形成する工程と、前記基板シートを焼成する焼成工程と、前記焼成工程によって焼成された基板シートの、焼成後の前記充填導電物の露出面に導電性金属膜を成膜する導電膜形成工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本適用例の基板の製造方法によれば、グリーンシートの組成物と、充填導電物との焼成の前後で生じる焼結収縮の差によって、充填導電物の露出面に凹みを形成することができる。この凹みに対応した部位に形成されたバンプが嵌り、基板に対して正確に実装部品の位置決めをすることができる。
【００１１】
〔適用例２〕上述の適用例において、前記導電性金属膜が少なくとも金を含むことを特徴とする。
【００１２】
上述の適用例によれば、導電性に優れる金を含む導電性金属膜を形成しても、正確に電子部品に形成された接続部を載置することができるため、接続部による金の半田くわれを進行させないように金を含む導電性金属膜の範囲をより狭く形成することができる。
【００１３】
〔適用例３〕本適用例の電子デバイスの製造方法は、基板の表裏間を貫通している貫通孔に導電物が充填されており、前記基板の前記表裏に露出している前記導電物のうち、少なくとも一方の露出面に導電性金属膜が配置されている基板と、半田により形成された接続部を有する電子部品と、を準備する工程と、前記導電性金属膜上に前記接続部が接触するように前記電子部品を前記基板に載置する、電子部品載置工程と、前記接続部の前記半田を加熱溶融し、前記接続部と前記導電性金属膜とを前記半田を介して固定する半田付け工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
上述の適用例によれば、貫通孔に充填されている導電物の露出範囲に導電性金属膜を形成することにより、この導電性金属膜に電子部品に形成された半田の接続部が接続される場合に、半田くわれを進行させる導電性金属膜の形成範囲が狭いため、電子部品の接続品質の低下を抑制し、安定した性能の電子デバイスを得ることができる。
【００１５】
〔適用例４〕上述の適用例において、前記導電物は前記基板の表裏面に対して凹部を有することを特徴とする。
【００１６】
上述の適用例によれば、凹部に電子部品の接続部が嵌まり込むように載置できるため、基板に対して正確に電子部品を配置することができ、半田くわれを進行させる導電性金属膜がより小さい形成範囲で形成可能となり、半田くわれが抑制され、電子部品の接続品質の低下を抑制し、安定した性能の電子デバイスを得ることができる。また、小型の電子デバイスを得ることができる。
【００１７】
〔適用例５〕上述の適用例において、前記導電性金属膜は金を含むことを特徴とする。
【００１８】
上述の適用例によれば、導電性に優れる金を含む導電性金属膜を形成しても、正確に電子部品に形成された接続部を載置することができるため、接続部による金の半田くわれを進行させないように金を含む導電性金属膜の範囲をより狭く形成することができる。
【００１９】
〔適用例６〕本適用例の発振器は、基板の表裏間を貫通している貫通孔に導電物が充填されており、前記基板の前記表裏に露出している前記導電物の少なくとも一方の露出面に導電性金属膜が配置されている基板と、前記基板の一方の面に実装されている振動子と、前記基板の他方の面に実装され、前記振動子を発振させる回路を備えている電子部品と、を備え、前記振動子もしくは前記電子部品の少なくとも一方は、半田により構成されている接続部を有し、前記接続部が前記導電性金属膜と接合されていることを特徴とする。
【００２０】
本適用例の発振器によれば、貫通孔に充填されている導電物の露出範囲に導電性金属膜を形成することにより、この導電性金属膜に電子部品に形成された半田の接続部が接続される場合に、半田くわれを進行させる導電性金属膜の形成範囲が狭いため、電子部品の接続品質の低下を抑制し、安定した性能の発振器を得ることができる。
【００２１】
〔適用例７〕上述の適用例において、前記導電性金属膜は金を含むことを特徴とする。
【００２２】
上述の適用例によれば、導電性に優れる金を含む導電性金属膜を形成しても、正確に電子部品に形成された接続部を載置することができるため、接続部による金の半田くわれを進行させないように金を含む導電性金属膜の範囲をより狭く形成することができる。
【００２３】
〔適用例８〕上述の適用例において、前記基板の前記他方の面における前記電子部品が配置されている領域の外側に、一部または全部が配置されているモニター端子と、前記基板の前記一方の面に配置され、前記振動子が実装されている振動子実装電極と、を備え、前記モニター端子と、前記振動子実装電極と、は電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２４】
上述の適用例によれば、接続部が正確に貫通孔の導電物と接続されるように配置されることから、接続部の近傍には接続部の位置ずれを見込むように金を含む電極膜を配設することが無く、またモニター端子へ延設されるべき配線も、半田くわれ抑制のために配線を形成しない。したがって、貫通孔の導電物とモニター端子との間には接続配線が不要となり、貫通孔の相互の距離を短くすることができるため、小型の発振器を得ることができる。
【００２５】
〔適用例９〕本適用例のジャイロセンサーは、基板の表裏間を貫通している貫通孔に導電物が充填されており、前記基板の前記表裏に露出している前記導電物の少なくとも一方の露出面に導電性金属膜が配置されている基板と、前記基板の一方の面に実装されているセンサー素子と、前記基板の他方の面に実装され、前記センサー素子の駆動および検出を行わせる回路を備えている電子部品と、を備え、前記センサー素子もしくは前記電子部品の少なくとも一方は、半田により構成されている接続部を有し、前記接続部が前記導電性金属膜と接合されていることを特徴とする。
【００２６】
本適用例のジャイロセンサーによれば、貫通孔に充填されている導電物の露出範囲に導電性金属膜を形成することにより、この導電性金属膜に電子部品に形成された半田の接続部が接続される場合に、半田くわれを進行させる導電性金属膜の形成範囲が狭いため、電子部品の接続品質の低下を抑制し、安定した性能のジャイロセンサーを得ることができる。
【００２７】
〔適用例１０〕上述の適用例において、前記導電性金属膜は金を含んでいることを特徴とする。
【００２８】
上述の適用例によれば、導電性に優れる金を含む導電性金属膜を形成しても、正確に電子部品に形成された接続部を載置することができるため、接続部による金の半田くわれを進行させないように金を含む導電性金属膜の範囲をより狭く形成することができる。
【００２９】
〔適用例１１〕上述に適用例において、前記基板の前記他方の面における前記電子部品が配置されている領域の外側に、一部または全部が配置されているモニター端子と、前記基板の前記一方の面に配置され、前記センサー素子が実装されている素子実装電極と、を備え、前記モニター端子と、前記素子実装電極と、は電気的に接続されていることを特徴とする。
【００３０】
上述の適用例によれば、接続部が正確に貫通孔の導電物と接続されるように配置されることから、接続部の近傍には接続部の位置ずれを見込むように金を含む電極膜を配設することが無く、またモニター端子へ延設する配線も、半田くわれ抑制のために配線しない。したがって、貫通孔の導電物とモニター端子との間には接続配線が不要となり、貫通孔の相互の距離を短くすることができるため、小型のジャイロセンサーを得ることができる。
【００３１】
〔適用例１２〕本適用例の電子機器は、上述の適用例における発振器もしくはジャイロセンサーを備えている。
【００３２】
本適用例の電子機器によれば、安定した発信性能あるいは姿勢制御性能を得ることができる。
【００３３】
〔適用例１３〕本適用例の移動体は、上述の適用例における発振器もしくはジャイロセンサーを備えている。
【００３４】
本適用例の移動体によれば、安定した姿勢制御性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態に係る発振器を示す、（ａ）は表平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´部断面図、（ｃ）は裏平面図。
【図２】図１（ａ）に示すＢ部拡大図。
【図３】電極とバンプとの接続部における半田くわれを説明する概念図。
【図４】第２実施形態に係るジャイロセンサーを示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ´部断面図。
【図５】第３実施形態に係るパッケージ基板の製造フローチャート。
【図６】パッケージ基板の製造方法を示す断面図。
【図７】パッケージ基板の製造方法を示す断面図。
【図８】図７（ｅ）に示すＣ部における貫通電極の状態について説明する拡大図。
【図９】第４実施形態に係る電子機器の一具体例としてのスマートフォンを示す外観図。
【図１０】第４実施形態に係る電子機器の一具体例としてのデジタルスチルカメラを示す外観図。
【図１１】第５実施形態に係る移動体に一具体例としての自動車を示す外観図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。
【００３７】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態に係る電子デバイスとしての発振器を示す、（ａ）は蓋体を透過させた平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ´部断面図、（ｃ）は（ａ）に対する裏平面図、である。図１（ｂ）に示すように発振器１００は、振動素子１０と、振動素子１０を励振させる回路を備える半導体装置２０と、を収納容器３０（以下、パッケージ３０という）の内部に収納して構成される。
【００３８】
パッケージ３０は、半導体装置２０が配置される第１基板３１と、振動素子１０が配置される第２基板３２と、振動素子１０の収納領域を形成する枠状の第３基板３３と、半導体装置２０の収納領域を形成する枠状の第４基板３４と、が積層されて形成されている。第３基板３３の開口部には蓋体４０が、振動素子１０が実装された後、振動素子１０が収納される空間を気密に封止するように固定される。
【００３９】
振動素子１０は、振動素子１０に形成された励振電極１０ａから延伸される接続電極１０ｂと、第２基板３２の振動素子１０の振動素子配置面３２ａに形成された実装電極としての電極パッド３２ｂに導電性接着剤３２ｃを介して接続固定されている。更に、振動素子１０の収納空間が蓋体４０により真空状態に密封されて振動子の構成が形成される。電極パッド３２ｂは、第２基板３２に形成された第１基板３１側の基板面３２ｄと振動素子配置面３２ａとを連通する貫通配線３１ｅによって、第１基板３１の基板面３１ａと第２基板３２の基板面３２ｄとの間に形成された内部配線３０ａに電気的に接続されている。更に、第２基板３２の貫通配線３１ｅは、基板面３１ａと半導体装置２０が配置される第１基板３１の半導体配置面３１ｂとを連通する貫通電極３１ｃに電気的に接続されている。貫通電極３１ｃは、第１基板３１の半導体配置面３１ｂに形成されたモニター端子としてのモニター電極３１ｄと電気的に接続されている。
【００４０】
半導体装置２０は、振動素子１０を励振させるための回路を含み、第１基板３１に接続固定させるための半田により形成される球状端子、いわゆるバンプ２０ａが複数形成されている。バンプ２０ａは、第１基板３１に形成された基板面３１ａと半導体配置面３１ｂとを連通する貫通配線３１ｅに、いわゆる半田付けによって接続される。そして、少なくともバンプ２０ａが外気から遮断されるように絶縁性樹脂５０が充填され、発振器１００が構成される。
【００４１】
図１（ｃ）に示すように、モニター電極３１ｄは、半導体装置２０が半導体配置面３１ｂに配置された状態において、半導体装置２０の外形より外側に電極面の一部もしくは全部が配設されている。このようにモニター電極３１ｄを配置することにより、絶縁性樹脂５０を半導体配置面３１ｂ上に充填する前に、容易に振動素子１０の振動特性をモニタリングもしくは検査することができる。
【００４２】
図２は、図１（ｂ）に示すＢ部の詳細を示す。図２に示すように、第１基板３１の貫通配線３１ｅの半導体配置面３１ｂ側に金により形成される接続電極３１ｆが形成され、バンプ２０ａの半田付けの強度が確保される。貫通配線３１ｅの半導体配置面３１ｂ側には、凹部３１ｇが形成され、凹部３１ｇに接続電極３１ｆが膜形成されることにより、接続電極３１ｆには凹部３１ｈが形成される。この凹部３１ｈに、略球状に形成されたバンプ２０ａが載置され、加熱されることによりバンプ２０ａを形成する半田が溶融し、接続電極３１ｆに電気的な接続と第１基板３１への半導体装置２０の固着、すなわち実装が行われる。
【００４３】
ここで、接続電極３１ｆが金を含む導電性金属によって形成されている場合に生じる、バンプ２０ａの「半田くわれ」といわれる現象について簡単に説明する。図３は、半田くわれの概念を説明するための模式図である。図３は、図２に示す接続電極３１ｆに相当する電極ＥＬにバンプ２０ａが半田付けされた状態の模式図である。図３に示すように、バンプ２０ａが加熱溶融して電極ＥＬに半田付けされると、電極ＥＬに含まれる金（Ａｕ）がバンプ２０ａの半田の中に拡散して半田との合金層を形成する。すると、電極ＥＬにはバンプ２０ａとの境界に新たな電極ＥＬの金属面が露出し、融点の低い合金層の中に新たな金属面から金が拡散して金との合金層を形成する。このように、金の半田への拡散、新たな電極ＥＬの金属面の露出、低融点の合金層への金の拡散、を繰り返して電極ＥＬに含む金がバンプ２０ａの半田に溶け込んでしまう。この現象が「半田くわれ」と呼ばれている。
【００４４】
半田くわれが発生することにより、バンプ２０ａの電極ＥＬとの境界部には半田と金の合金層が形成されるが、半田くわれが進行することによってバンプ２０ａと電極ＥＬとの接合強度が低下する。更に、バンプ２０ａの接続部周辺に金が多く存在することにより、半田くわれがなお一層進行してしまい、接続強度の低下が進行してしまう。そこで、図２に示すように、貫通配線３１ｅに形成された接続電極３１ｆの凹部３１ｈに、略球状のバンプ２０ａを載置して、半導体装置２０を実装する本実施形態に係る発振器１００により、半田くわれを抑制することができる。半導体装置２０を第１基板３１に実装する際、略球状に形成されたバンプ２０ａが、接続電極３１ｆの凹部３１ｈの凹形状によって案内（アライメント）され、第１基板３１に形成された接続電極３１ｆに対するバンプ２０ａの配置位置精度を高くすることができる。
【００４５】
バンプ２０ａが貫通配線３１ｅに形成された接続電極３１ｆに対して高い位置精度で配置できることから、接続電極３１ｆは貫通配線３１ｅの凹部３１ｇを覆うだけ形成すればよい。従って、バンプ２０ａの周辺には余分な電極部を形成する必要が無いため、半田くわれを抑制することができ、バンプ２０ａを介した半導体装置２０の第１基板３１への接続強度、耐久性の品質を安定させることができる。
【００４６】
また、上述したように、第１基板３１の半導体配置面３１ｂに配設されたモニター電極３１ｄは、貫通電極３４ｃによって電極パッド３２ｂと電気的に接続されている。従来、モニター電極３１ｄは、バンプ２０ａが接続される貫通電極３１ｃから延設されて形成されているが、本実施形態に係る発振器１００では、バンプ２０ａが正確に貫通電極３１ｃと接続されるように配置されることから、バンプ２０ａの近傍にはバンプ２０ａの位置ずれを見込むように金を含む電極膜を配設することが無く、またモニター電極３１ｄへ延設する配線も、半田くわれ抑制のために配線しないことが好ましい。したがって、貫通電極３１ｃとモニター電極３１ｄとの間には接続配線が不要となり、貫通電極３１ｃの相互の距離を短くすることができるため、小型の発振器１００を得ることができる。
【００４７】
半導体装置２０に形成されたバンプ２０ａが接続された貫通電極３１ｃは、第１基板３１と第２基板３２との接合部に配置された内部配線３１ｊによって、第４基板３４の図示しない回路基板への実装面３４ａに形成された外部電極３４ｂに接続される第１基板３１と第４基板３４とを貫通する貫通電極３４ｃに接続され、半導体装置２０の信号の入出力が外部電極３４ｂを介して図示しない回路基板との間で行われる。
【００４８】
本実施形態においては、半導体装置を接続電極の凹部にバンプを介して固定する形態を記載したが、これに限らず、例えば、上記基板とは別体で構成した振動子を、基板の一方の面における接続電極の凹部にバンプを介して固定してもよい。また、振動子および半導体装置の両方を接続電極の凹部にバンプを介して固定してもよい。
【００４９】
（第２実施形態）
第２実施形態として、第１実施形態に係る発振器１００に備える振動素子１０をセンサー素子１１としたジャイロセンサー１１０を説明する。なお、発振器１００と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００５０】
図４はジャイロセンサー１１０を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ´部断面図である。図４（ａ）に示すように、ジャイロセンサー１１０は、駆動腕１１ａ、検出腕１１ｂ、および調整腕１１ｃを備えるセンサー素子１１を、図４（ｂ）に示すように、第２基板３２の振動素子配置面３２ａに形成された素子実装電極としての電極パッド３２ｂに導電性接着剤３２ｃにより固定されている。センサー素子１１を駆動、制御する半導体装置２０は、第１実施形態に係る発振器１００と同様に第１基板３１に実装され、ジャイロセンサー１１０が構成されている。
【００５１】
第２実施形態に係るジャイロセンサー１１０は、半導体装置２０に備える半田により形成された接続用のバンプ２０ａの接続電極３１ｆに含む金の半田くわれが抑制されることにより、接続強度の低下のない安定した性能を保持することができる。
【００５２】
（第３実施形態）
第３実施形態として、第１実施形態に係る発振器１００もしくは第２実施形態に係るジャイロセンサー１１０のパッケージ３０の製造方法について説明する。図５は第１実施形態に係る発振器１００もしくは第２実施形態にかかるジャイロセンサー１１０に備えるパッケージ３０の製造工程を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、第１実施形態に係る発振器１００もしくは第２実施形態に係るジャイロセンサー１１０のパッケージ３０における第１基板３１の製造方法を例示して説明する。
【００５３】
〔グリーンシート成形工程〕
まず、グリーンシート成形工程（Ｓ１）により焼成前の基板原料を成形する。グリーンシートとは、基板素材の主原料であるアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の粉末に副原料として酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などを樹脂成分であるバインダーと溶剤を加え、ミキサーにより混練して、スラリーを得る。得られたスラリーは、図６（ａ）に示すグリーンシート成形装置によって、グリーンシートに形成される。図６に示すように、グリーンシート成形装置２００は、ベルト状のスラリー受部２１０（以下、ルミラー２１０という）と、グリーンシート成形装置２００に投入されたスラリーＳをルミラー２１０と挟み込んでシート状へ形成する成形ブレード２２０と、を備えている。
【００５４】
ルミラー２１０は、ルミラー駆動手段２１０ａによって図示する矢印Ｐ方向に駆動される。その駆動方向に沿って、スラリーＳが押し出され、ルミラー２１０と成形ブレード２２０との間隙を通過して、所定の厚みを有する板状のグリーンシートＧに成形される。グリーンシートＧは連続したシートで得られるが、後述する後工程の製造方法によって、所定の長さあるいは幅に切断することもできる。
【００５５】
〔貫通孔形成工程〕
得られたグリーンシートＧは、次に貫通孔形成工程（Ｓ２）に投入される。貫通孔形成工程（Ｓ２）では、第１実施形態に係る発振器１００の第１基板３１に備える貫通配線３１ｅを形成するための貫通孔となる貫通孔３１０ａを形成する。本実子形態では、型による打ち抜きによって貫通孔３１０ａが形成される。すなわち、グリーンシートＧの上下どちらかにパンチ型４１０と、パンチ型４１０のグリーンシートＧを挟んで反対側にダイ型４２０と、を配置し、パンチ型４１０に備える打ち抜きピン４１０ａによって貫通孔３００ａが打ち抜かれ、第１基板３１に形成される第１グリーンシート３１０が形成される。
【００５６】
〔貫通孔充填工程〕
貫通孔形成工程（Ｓ２）によって貫通孔３１０ａが形成された第１グリーンシート３１０は、連続したテープ状、もしくは所定の長さに切断したシート状の形態に成形され、貫通孔充填工程（Ｓ３）に移行する。貫通孔充填工程（Ｓ３）では、第１実施形態に係る発振器１００を構成する第１基板３１における貫通電極３１ｃを形成する電極基材を貫通孔３１０ａに充填する。貫通孔充填工程（Ｓ３）での貫通孔充填は印刷法によって行われる。図６（ｃ）に示すように、第１グリーンシート３１０に、電極基材となる導電金属を含む印刷インクによって電極印刷５１０が形成される。電極印刷５１０は、貫通孔３１０ａを充填する貫通孔印刷５１０ａと、第１基板３１と第２基板３２との接合部に形成される内部配線３１ｊに形成される内部配線印刷５１０ｂと、を含んでいる。
【００５７】
電極印刷５１０を形成する印刷インクは、導電金属として例えばタングステンなどの粉末金属を、インク母材の樹脂成分および溶剤と混合して得られ、インクジェット印刷法、あるいはスクリーン印刷法などの方法によって第１グリーンシート３１０に印刷される。
【００５８】
〔積層工程〕
電極印刷５１０が形成された第１グリーンシート３１０は、次に積層工程（Ｓ４）に移行する。図６に示す製造方法は、第１実施形態に係る発振器１００の第１基板３１を示すものであるが、同様の工程を経て製造される第２基板３２、第３基板３３、そして第４基板３４となるグリーンシートを積層してパッケージ３０となるグリーンシート積層体が、積層工程（Ｓ４）において形成される。積層工程（Ｓ４）では、図７（ｄ）に示すように、第１基板３１となる第１グリーンシート３１０と、第２基板３２となる第２グリーンシート３２０と、第３基板３３となる第３グリーンシート３３０と、第４基板３４となる第４グリーンシート３４０とが積層されてグリーンシート積層体３００が形成される。
【００５９】
〔焼成工程〕
積層工程（Ｓ４）によって得られたグリーンシート積層体３００は、次に焼成工程（Ｓ５）に移行される。焼成工程（Ｓ５）では、グリーンシート積層体３００を所定の温度で加熱し、グリーンシート積層体３００に含まれる樹脂成分を主体とするバインダー、および溶剤などを蒸散させ、アルミナおよび導電金属を焼結し、図７（ｅ）に示すパッケージ基材３０Ａを得る。焼結によりパッケージ基材３０Ａは、第１グリーンシート３１０が焼結され第１基板３１Ａに、第２グリーンシート３２０が焼結され第２基板３２Ａに、第３グリーンシート３３０が焼結され第３基板３３Ａに、第４グリーンシート３４０が焼結され第４基板３４Ａとなり、一体的に結合されて形成される。このとき、各グリーンシート３１０，３２０，３３０，３４０に形成されていた電極印刷（例えば、第１グリーンシート３１０における電極印刷５１０）も電気的に接合される。
【００６０】
ここで、貫通電極３１ｃの状態について詳細に説明する。図８は、図７（ｅ）に示すＣ部の拡大図である。図８に示す状態図は、グリーンシートおよび電極印刷が、焼成工程（Ｓ５）を経ることにより含有されているバインダー、溶剤などが蒸散され、収縮する状態を説明している。なお、図８に示す貫通電極３１ｃの断面形状が円形として説明する。図８に示すように、第１グリーンシート３１０は焼結工程（Ｓ５）において収縮し、第１グリーンシート３１０の貫通孔３１０ａの孔径φＤGは、第１基板３１Ａの貫通孔３１ｋの孔径φＤEまで収縮する。アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）粉末を基板材料とする第１グリーンシート３１０の焼結による収縮率を収縮率α（％）とすると、
（ＤG−ＤE）／ＤG＝α／１００
となる。
【００６１】
また、貫通孔３１０ａに印刷充填された貫通孔印刷５１０ａも焼成工程（Ｓ５）において収縮し、貫通孔３１０ａの孔径φＤＧと同じ外径の貫通孔印刷５１０ａの外径は、焼結収縮によりφＤＰまで収縮しようとする。タングステン粉末を基材とする印刷インクの焼結による収縮率を収縮率β（％）とすると、
（ＤG−ＤP）／ＤG＝β／１００
となる。
【００６２】
基板厚みについても同様に焼結による収縮が生じる。すなわち第１グリーンシート３１０の厚さＴＧが焼結後に第１基板３１Ａの厚さＴＥに成形され、貫通孔印刷５１０ａの厚さＴＧが焼結後の厚さＴＰに収縮しようとする。すなわち、
（ＴG−ＴE）／ＴG＝α／１００
（ＴG−ＴP）／ＴG＝β／１００
となる。
【００６３】
以上のことから、第１グリーンシート３１０の貫通孔３１０ａの容積が、（１−０．０１α）3の収縮率で第１基板３１Ａの貫通孔３１ｋの容積へ小さくなる。同様に、貫通孔印刷５１０ａの体積は、（１−０．０１β）3の収縮率で収縮形状３１ｃ´の体積まで収縮しようとする。第１グリーンシート３１０の収縮率αは、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）粉末を主原料として樹脂成分のバインダー、溶剤を含んでいて、約２０％とであることが知られている。また電極印刷のインクは、導電金属としてタングステン（Ｗ）粉末を主原料として樹脂成分のバインダー、溶剤を含んでいて、グリーンシートに形成された貫通孔３１０ａを損傷しないように流動性を高く、また軟らかく混練されるため、バインダー、溶剤の比率がグリーンシートより高くしてあることから、焼結時の収縮率βは約３０％に調整される。
【００６４】
第１グリーンシート３１０段階では貫通孔３１０ａの容積と貫通孔印刷５１０ａの体積とは同じに形成されるが、上述の通りグリーンシートの収縮率に対して電極印刷のインクの収縮率が大きい、すなわちα＜βの関係から、焼成後には貫通孔３１ｋの容積に対して、貫通電極３１ｃの体積は、
（１−０．０１β）3／（１−０．０１α）3
の割合で小さくなってしまう。
【００６５】
上述した各収縮率を適用すると、
（１−０．０１×３０）3／（１−０．０１×２０）3＝０．３４３／０．５１２
となり、焼成後には貫通孔３１ｋの容積に対して、貫通電極３１ｃの体積は、約０．６７倍となる。貫通電極３１ｃは貫通孔３１ｋの内壁とは接合されていることから、上述の収縮の差分は貫通電極３１ｃの開放側に凹部３１ｇとして出現する。
【００６６】
〔導電膜形成工程〕
焼成工程（Ｓ５）の後、導電膜形成工程（Ｓ６）に移行する。導電膜形成工程（Ｓ６）では、焼成された電極印刷表面に導電金属としての金の皮膜を形成する。導電膜の形成方法はメッキ法によって行われる。図７（ｆ）の部分拡大図に示すように、露出したタングステンを主成分とする電極部に、下地層３１ｍとしてニッケル、電極層３１ｎとして金が成膜される。下地層３１ｍは電極部と金によって形成される電極層３１ｎとの密着性を高めるために形成される。したがって、電極層３１ｎが所定の密着性が得られる場合には下地層３１ｍは無くても良い。
【００６７】
導電膜形成工程（Ｓ６）の後、個片に分割されパッケージ３０を得る。このようにして得られたパッケージ３０は、半導体装置２０に備えるバンプ２０ａが、第１基板３１の貫通電極３１ｃに形成される凹部３１ｇの凹形状に沿って嵌まることにより、正確な半導体装置２０の配置位置が位置決めされる。半導体装置２０の正確な位置決めが可能となることにより、バンプ２０ａに接続するための電極は、貫通電極３１ｃ領域だけで形成できるため、半田により形成されるバンプ２０ａによる電極層３１ｎの半田くわれは抑制され、バンプ２０ａとパッケージ３０との接合力の低下を抑制することができる。
【００６８】
（第４実施形態）
第１実施形態に係る発振器１００もしくは第２実施形態に係るジャイロセンサー１１０を備える第４実施形態としての電子機器の具体例として、スマートフォンおよびデジタルスチルカメラについて説明する。
【００６９】
図９はスマートフォン１０００を示す外観図である。スマートフォン１０００には基準クロックの発信源としての発振器１００と、スマートフォン１０００の姿勢を検出するジャイロセンサー１１０と、が組み込まれている。ジャイロセンサー１１０が組み込まれることにより、いわゆるモーションセンシングが実施され、スマートフォン１０００の姿勢を検出することができる。ジャイロセンサー１１０の検出信号は、例えばマイクロコンピューターチップ１１００（以下、ＭＰＵという）に供給され、ＭＰＵ１１００はモーションセンシングに応じてさまざまな処理を実行することができる。その他、モーションセンシングは、携帯電話機、携帯型ゲーム機、ゲームコントローラー、カーナビゲーションシステム、ポインティングシステム、ヘッドマウンティングディスプレイ、タブレットパソコン等の電子機器でジャイロセンサー１１０を組み込むことにより、利用することができる。
【００７０】
図１０はデジタルスチルカメラ２０００（以下、カメラ２０００という）を示す外観図である。カメラ２０００には基準クロックの発信源としての発振器１００と、カメラ２０００の姿勢を検出するジャイロセンサー１１０と、が組み込まれている。組み込まれたジャイロセンサー１１０の検出信号は手ぶれ補正装置２１００に供給される。手ぶれ補正装置２１００はジャイロセンサー１１０の検出信号に応じて、例えばレンズセット２２００内の特定のレンズを移動させ、手ぶれによる画像不良を抑制することができる。また、デジタルビデオカメラへジャイロセンサー１１０および手ぶれ補正装置２１００を組み込むことによりカメラ同様に手ぶれの補正をすることができる。
【００７１】
（第５実施形態）
第１実施形態に係る発振器１００、もしくは第２実施形態に係るジャイロセンサー１１０を備える第５実施形態としての移動体の具体例として、自動車について説明する。図１１は、第５実施形態に係る自動車３０００の外観図である。図１１に示すように、自動車３０００にはジャイロセンサー１１０が組み込まれている。ジャイロセンサー１１０は車体３１００の姿勢を検出する。ジャイロセンサー１１０の検出信号は車体姿勢制御装置３２００に供給される。車体姿勢制御装置３２００は供給された信号に基づき車体３１００の姿勢状態を演算し、例えば車体３１００の姿勢の応じた緩衝装置（いわゆるサスペンション）の硬軟を制御したり、個々の車輪３３００の制動力を制御したりすることができる。このようなジャイロセンサー１１０を用いた姿勢制御は、二足歩行ロボット、航空機、あるいはラジコンヘリコプターなどの玩具に利用することができる。
【００７２】
また図１１の自動車３０００は、搭載されている図示しない各種電子制御式装置（例えば、電子制御式燃料噴射装置、電子制御式ＡＢＳ装置、電子制御式一定速度走行装置など）の基準クロックを発生するタイミングデバイスとして、第１実施形態に係る発振器を用いている。第１実施形態に係る発振器は、上記自動車３０００に限らず、自走式ロボット、自走式搬送機器、列車、船舶、飛行機、人口衛生などを含む移動体のタイミングデバイスとして好適に用いることができ、いずれの場合にも上記実施形態で説明した効果が反映された移動体を提供することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０…振動素子、２０…半導体装置、３０…収納容器（パッケージ）、４０…蓋体、５０…絶縁樹脂、１００…発振器。
【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】
2013251434.tif 000008
【図７】
2013251434.tif 000009
【図８】
2013251434.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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