(57)【要約】【課題】効果的に貫通孔内へ導電ペーストを充填することのできる基板の製造方法、この基板の製造方法の実施に用いられる充填装置、基板の製造方法を用いて製造された基板を備えた信頼性の高い電子デバイスを提供すること。【解決手段】本発明の基板の製造方法は、厚み方向に貫通孔９１０を有する基板９００を用意する工程と、基板９００の一方の面側から貫通孔９１０へ導電ペースト５００を供給するステップ、基板９００の他方の面側から貫通孔９１０を吸引するステップ、さらに基板９００へ振動を付与するステップを含む充填工程とを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に貫通孔を有する基板を用意する工程と、
前記基板の一方の面側から前記貫通孔へ導電ペーストを供給するステップ、前記基板の他方の面側から前記貫通孔を吸引するステップ、さらに前記基板へ振動を付与するステップを含む充填工程と、
を含むことを特徴とする基板の製造方法。
【請求項２】
前記供給するステップ、前記吸引するステップ、および前記振動を付与するステップを同時に行う請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項３】
前記充填工程は、前記供給するステップと前記吸引するステップとの後に前記振動を付与するステップを行う請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項４】
前記充填工程より前に、開口を有するマスクを用意し、前記貫通孔と前記開口とが厚み方向の平面視で重なるように、前記基板の一方の面側に前記マスクを配置する工程を含む請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項５】
前記供給するステップでは、前記マスクの開口に供給した前記導電ペーストを前記基板の一方の面側から加圧する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項６】
貫通孔を有する基板に導電ペーストを充填する充填装置であって、
前記基板を載置するステージと、
前記ステージに載置されている基板に振動を付与する振動付与手段と、
前記貫通孔内を前記ステージ側から吸引する吸引手段と、
前記貫通孔に供給された導電ペーストを加熱する加熱手段と、を含むことを特徴とする充填装置。
【請求項７】
前記振動付与手段は、前記加熱手段を兼ねている請求項６に記載の充填装置。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板の製造方法によって製造された基板と、
前記基板に接続している電子部品と、を備えていることを特徴とする電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の製造方法、充填装置および電子デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板に形成された貫通孔内に導電ペーストを充填し、これを焼結することにより貫通電極（ビア）を形成する方法が知られている。例えば、特許文献１では、貫通孔内に導電ペーストを充填する際に、超音波振動を与えて導電ペーストの流動性を高めることにより、導電ペーストを貫通孔内に均一に充填する方法が知られている。しかしながら、このような方法では、例えば、貫通孔内に導電ペーストを確実に充填するには不十分である。特に、比較的粘度の高い導電ペーストや、小径の貫通孔、アスペクト比の高い貫通孔では、その不十分さが顕著となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３７１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、効果的に貫通孔内へ導電ペーストを充填することのできる基板の製造方法、この基板の製造方法の実施に用いられる充填装置、基板の製造方法を用いて製造された基板を備えた信頼性の高い電子デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
［適用例１］
本発明の基板の製造方法は、厚み方向に貫通孔を有する基板を用意する工程と、
前記基板の一方の面側から前記貫通孔へ導電ペーストを供給するステップ、前記基板の他方の面側から前記貫通孔を吸引するステップ、さらに前記基板へ振動を付与するステップを含む充填工程と、
を含むことを特徴とする。
これにより、効果的に貫通孔内へ導電ペーストを充填することのできる基板の製造方法を提供することができる。
【０００６】
［適用例２］
本発明の基板の製造方法では、前記供給するステップ、前記吸引するステップ、および前記振動を付与するステップを同時に行うことが好ましい。
これにより、より簡単かつ確実に貫通孔内への導体ペーストの充填を行うことができる。
【０００７】
［適用例３］
本発明の基板の製造方法では、前記充填工程は、前記供給するステップと前記吸引するステップとの後に前記振動を付与するステップを行うことが好ましい。
これにより、より簡単かつ確実に貫通孔内への導体ペーストの充填を行うことができる。
【０００８】
［適用例４］
本発明の基板の製造方法では、前記充填工程より前に、開口を有するマスクを用意し、前記貫通孔と前記開口とが厚み方向の平面視で重なるように、前記基板の一方の面側に前記マスクを配置する工程を含むことが好ましい。
これにより、マスクの開口の分、余分に導体ペーストを充填することができる。そのため、導体ペーストの乾燥による収縮分をマスクの開口内にある導体ペーストで補うことができる。
【０００９】
［適用例５］
本発明の基板の製造方法では、前記供給するステップでは、前記マスクの開口に供給した前記導電ペーストを前記基板の一方の面側から加圧することが好ましい。
これにより、より多くの粒子を貫通孔内に充填することができる。
［適用例６］
本発明の充填装置は、貫通孔を有する基板に導電ペーストを充填する充填装置であって、
前記基板を載置するステージと、
前記ステージに載置されている基板に振動を付与する振動付与手段と、
前記貫通孔内を前記ステージ側から吸引する吸引手段と、
前記貫通孔に供給された導電ペーストを加熱する加熱手段と、を含むことを特徴とする。
これにより、貫通孔への導電ペーストの充填を簡単かつ確実に行うことのできる充填装置を提供することができる。
【００１０】
［適用例７］
本発明の充填装置では、前記振動付与手段は、前記加熱手段を兼ねていることが好ましい。
これにより、装置構成が簡単となる。
［適用例８］
本発明の電子デバイスは、本発明の基板の製造方法によって製造された基板と、
前記基板に接続している電子部品と、を備えていることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子デバイスが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の充填装置の構成の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる基板の製造方法を説明する断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる基板の製造方法を説明する断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる基板の製造方法を説明する断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる基板の製造方法を説明する断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態にかかる基板の製造方法を説明する断面図である。
【図７】本発明の電子デバイスの一例を示す平面図である。
【図８】図７中のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】図７に示す電子デバイスが有する振動素子の平面図である。
【図１０】図７に示す電子デバイスの変形例を示す断面図である。
【図１１】本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。
【図１２】本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図１３】本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の基板の製造方法、充填装置および電子デバイスを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．基板の製造方法
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の充填装置の構成の一例を示す断面図、図２、図３および図４は、本発明の第１実施形態にかかる基板の製造方法を説明する断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１〜図４中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。
【００１３】
本発明の基板の製造方法は、基板９００の貫通孔内に導電ペースト５００を充填してなる基板の製造方法である。基板９００の構成材料としては、特に限定されず、例えば、セラミック、樹脂、シリコン、ガラス等を用いることができる。また、上記セラミックとしては、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の酸化物系セラミックス、窒化珪素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物系セラミックス、炭化珪素等の炭化物系セラミックス等を用いることができる。なお、以下では、説明の便宜上、基板９００としてセラミックス基板を用いた場合について代表して説明する。
【００１４】
本実施形態の基板の製造方法を説明する前に、基板の製造方法に用いられる充填装置（本発明の充填装置）４００について説明する。図１に示す充填装置４００は、貫通孔９１０を有する基板９００を載置するステージ４１０と、基板９００をステージに吸着させる吸着手段４２０と、貫通孔９１０内を吸引する吸引手段４３０と、基板９００に振動を付与する振動付与手段４４０とを有している。
【００１５】
ステージ４１０は、その上面が基板９００を載置する載置面を構成している。なお、図１に示すように、基板９００は、後述するシート材４６０を介してステージ４１０に載置される。また、ステージ４１０には、一端が載置面に開放する複数の吸引孔４１１が形成されている。また、各吸引孔４１１は、吸引ポンプ４５０が接続されており、吸引ポンプ４５０を作動させることにより、吸引孔４１１内を吸引することができる。このような吸引孔４１１および吸引ポンプ４５０によって吸着手段４２０および吸引手段４３０が構成されている。具体的には、基板９００をステージ４１０上に載置した際、基板９００の貫通孔９１０と重なる位置にある吸引孔４１１ａと吸引ポンプ４５０とで吸引手段４３０が構成され、ベース基板２１０の裏面と重なり当該裏面によって塞がれる吸引孔４１１ｂと吸引ポンプ４５０とで吸着手段４２０が構成される。
【００１６】
振動付与手段４４０は、基板９００に超音波振動を付与する手段であり、例えば、超音波振動を生じさせるための超音波振動子（図示せず）と、超音波振動子の駆動を制御する制御部（図示せず）とを有している。このような振動付与手段４４０は、ステージ４１０を振動させることにより、基板９００を振動させるように構成されている。なお、基板９００に付与する振動は、超音波振動に限定されず、超音波以下の周波数での振動であってもよい。また、振動方向も特に限定されず、基板９００を厚さ方向に振動させてもよいし、面内方向へ振動させてもよいし、これらが合成された方向へ振動させてもよいが、少なくとも厚さ方向へ振動させることが好ましい。
【００１７】
さらに、振動付与手段４４０は、導電ペースト５００を加熱する加熱手段としても機能する。振動付与手段４４０が加熱手段を兼ねることにより、充填装置４００の構成が簡単となる。後述するように、振動付与手段４４０は、発生させた振動により生じる摩擦によって導電ペースト５００を加熱する。なお、振動付与手段４４０は、加熱手段を兼ねていなくてもよく、この場合にはヒーター等の加熱手段を振動付与手段４４０とは別に設ければよい。
以上、充填装置４００について説明した。
【００１８】
次に、基板の製造方法を説明する。基板の製造方法は、厚み方向に貫通孔９１０を有する基板９００を用意する第１工程と、開口Ｍ１を有するマスクＭを用意し、貫通孔９１０と開口Ｍ１とが厚み方向の平面視で重なるように、基板９００の一方の面側にマスクＭを配置する第２工程と、基板９００の上面（一方の面）側からマスクＭを介して貫通孔９１０へ導電ペースト５００を供給するステップ、基板９００の下面（他方の面）側から貫通孔９１０を吸引するステップ、さらに基板９００へ振動を付与するステップを含む第３工程（充填工程）とを含んでいる。
【００１９】
なお、導電ペースト５００は、粒子とバインダーとを混合したものを用いることができる。粒子の構成材料としては、特に限定されず、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、カーボン（Ｃ）などの導電性の材料を用いることができる。粒子の平均粒径としは、特に限定されないが、マスクＭの厚さの１／３以下程度であるのが好ましい。これにより、導電ペースト５００の貫通孔９１０内への充填性を高めることができる。
【００２０】
このような導電ペースト５００の粘度としては、特に限定されないが、常温（２５℃）にて２００〜５００Ｐａ・ｓ程度であるのが好ましい。これにより、適した流動性を有する導電ペースト５００とすることができる。上記範囲よりも粘度が高いと、貫通孔９１０の径やアスペクト比によっては、導電ペースト５００を貫通孔９１０内にスムーズに充填することができないおそれがある。
また、導電ペースト５００中の粒子の含有量としては、５０ｗｔ％以上であるのが好ましい。これにより、貫通孔９１０内により多くの粒子を充填することができる。
【００２１】
以下、各工程について詳細に説明する。
［第１工程］
まず、図２（ａ）に示すように、貫通孔９１０の形成されていない基板９００を用意する。基板９００は、例えば、セラミックス粉末（セラミックス材料）およびガラス粉末（ガラス材料）を含む材料粉末とバインダーとの混合物をドクターブレード法等によってシート状に形成してセラミックグリーンシートを得、得られたセラミックグリーンシートを焼成することにより製造することができる。この際、セラミックグリーンシートは、単層とするのが好ましい。これにより、製造コストの低減を図ることができる。また、基板９００の撓みや反りを抑制することができる。次に、図２（ｂ）に示すように、基板９００に貫通孔９１０を形成する。貫通孔９１０の形成方法としては、特に限定されず、例えば、レーザー加工、サンドブラスト加工、エッチング（ウェットエッチング、ドライエッチング）加工を用いることができる。また、貫通孔９１０の径としては、特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上、２００μｍ以下程度とすることができる。
【００２２】
次に、図２（ｃ）に示すように、基板９００をステージ４１０に載置する。この状態では、少なくとも１つの吸引孔４１１が貫通孔９１０と重なり、少なくとも１つの吸引孔４１１が基板９００の裏面と重なるように位置している。また、ステージ４１０と基板９００との間に、通気性を有するシート材４６０が挟み込まれている。シート材４６０は、導電ペースト５００が貫通孔９１０の下側開口から垂れ出るのを防止するためのものである。シート材４６０としては、通気性を有するが、導電ペースト５００の通過が規制されるものでればよく、例えば、和紙などの紙材を好適に用いることができる。
【００２３】
［第２工程］
次に、図２（ｄ）に示すように、基板９００の上面にメタルマスクであるマスクＭを配置する。マスクＭは、貫通孔９１０と重なる位置に開口Ｍ１を有している。また、基板９００の平面視（厚さ方向から見た平面視）にて、開口Ｍ１の外周は、貫通孔９１０の外周とほぼ一致している。なお、開口Ｍ１の径としては、特に限定されないが、貫通孔９１０の上端開口の径の１〜１．１倍程度である。
マスクＭの厚さは、特に限定されず、導電ペースト５００の種類（組成）によっても異なるが、例えば、基板９００の厚さが２００μｍ程度の場合では、５０μｍ程度であるのが好ましい。なお、マスクＭは、メタルマスクに限定されず、例えば、スクリーンマスクであってもよい。
【００２４】
［第３工程］
次に、図３（ａ）に示すように、吸引ポンプ４５０（図示せず）を作動させることにより、基板９００をステージ４１０に吸着させるとともに貫通孔９１０内を吸引する。これにより、基板９００がステージ４１０に固定され、振動付与手段４４０が発生させる振動等による基板９００のずれを防止することができる。次に、振動付与手段４４０を作動させ、ステージ４１０とともに基板９００を振動させる。
【００２５】
次に、この状態にて、図３（ｂ）に示すように、マスクＭの上面に導電ペースト５００を塗布し、スキージ４９０を用いて導電ペースト５００を開口Ｍ１から貫通孔９１０内に供給する。貫通孔９１０内が吸引手段４３０によって吸引されているため、導電ペースト５００が貫通孔９１０内にスムーズに侵入し、図３（ｃ）に示すように、貫通孔９１０内に導電ペースト５００が均一に充填される。また、貫通孔９１０の下側開口は、シート材４６０で覆われているため、導電ペースト５００の貫通孔９１０からのはみ出しを防止することができる。
【００２６】
なお、貫通孔９１０の吸引圧力としては、特に限定されないが、例えば、０．１Ｐａ以上、１００Ｐａ以下程度の範囲であるのが好ましい。これにより、過度な吸引を防止しつつ、スムーズに導電ペースト５００を貫通孔９１０に充填することができる。
この際、スキージ４９０をマスクＭ（基板９００）へ押し付けながら移動させることにより、開口Ｍ１（貫通孔９１０）内に供給された導電ペースト５００を加圧するのが好ましい。これにより、貫通孔９１０内の導電ペースト５００を、上側から加圧するとともに下側から吸引することができる。そのため、導電ペースト５００を、貫通孔９１０内によりスムーズにかつ確実に充填することができる。
【００２７】
また、前述したように、貫通孔９１０内に導電ペースト５００が充填される際、振動付与手段４４０によって基板９００を振動させている。当該振動によって導電ペースト５００が流動し、貫通孔９１０内に均一に入り込む。そのため、導電ペースト５００を、貫通孔９１０内によりスムーズに充填することができる。また、この際、粒子のバインダー内での流動性が高まるため、貫通孔９１０内により多くの粒子をより密に充填することができる。
【００２８】
さらには、振動によって生じるステージ４１０とシート材４６０との間の摩擦熱、シート材４６０と基板９００との間の摩擦熱、粒子同士の摩擦熱などによって、導電ペースト５００が加熱され、当該加熱によってバインダーの一部が蒸発する。このように蒸発したバインダーの体積分だけ粒子が貫通孔９１０内に入り込むため、より密に貫通孔９１０内に粒子を充填することができる。
【００２９】
なお、貫通孔９１０の大きさ、導電ペースト５００の粘度などによっても異なるが、導電ペースト５００が貫通孔９１０内に供給されてからの振動印加時間は、例えば１分程度であるのが好ましい。これにより、導電ペースト５００の貫通孔９１０内への充填を十分に行うことができるとともに、導電ペースト５００の過度な加熱を抑制することができる。
【００３０】
また、導電ペースト５００の加熱温度としては、バインダーの種類にもよるが、例えば、後述する乾燥条件として１００〜１５０℃が好ましい場合には、３５〜４５℃程度であるのが好ましい。これにより、バインダーを適度に蒸発させることができる。なお、導電ペースト５００を過度に加熱しすぎると、バインダーが過度に蒸発し、導電ペースト５００の粘度が過度に高くなり、導電ペースト５００が貫通孔９１０内にスムーズに侵入していかなかったり、粒子の移動性が低下して貫通孔９１０内に粒子を密に充填できなかったりするおそれがある。
【００３１】
以上のように、導電ペースト５００の貫通孔９１０への供給と、貫通孔９１０内の吸引と、基板９００への振動の付与とを同時に行うことにより、貫通孔９１０内への導電ペーストの充填をよりスムーズかつ確実に行うことができる。なお、「同時」とは、所定時刻において、導電ペースト５００の貫通孔９１０への供給、貫通孔９１０内の吸引、基板９００への振動の付与の全てが行われていることを言い、これら３つの作業の開始時刻、終了時刻については、それぞれ異なっていてもよい。
【００３２】
次に、図４（ａ）に示すように、基板９００をステージ４１０から取り外し、基板９００からマスクＭを取り外した状態とする。次に、導電ペースト５００を、例えば１００〜１５０℃程度の温度にて乾燥してバインダーを除去したのち焼結することにより、図４（ｂ）に示すように、貫通孔９１０内にビア５００’が形成された基板９００を得ることができる。
【００３３】
なお、乾燥および焼成によって貫通孔９１０内の導電ペースト５００の体積がわずかに小さくなるが、前述したように、貫通孔９１０内に粒子がより密に充填されているため、体積の減少を最小限に抑えることができ、例えば、ビア５００’の上面および下面に窪みが形成されてしまうことを効果的に抑制することができる。また、この体積減少分を補うために、マスクＭを設けているため、ビアの上面が貫通孔９１０内に沈んでしまうことを防止し、好ましくは、基板９００の上面と一致させることができる。すなわち、基板９００の上面の平坦度を高めることができる。
【００３４】
具体的には、マスクＭの開口Ｍ１内に、マスクＭの厚み分だけ余分に導電ペースト５００を蓄えることができる。そのため、乾燥、焼結前は、図４（ａ）に示すように、貫通孔９１０の上部開口から導電ペースト５００が突出している（はみ出している）。そして、乾燥、焼成によって僅かに減少する体積分を、このはみ出している部分が補うことにより、前述したように、基板９００の上面と一致させることができる。このことから、マスクＭの厚さは、開口Ｍ１内の体積が、乾燥、焼結による導電ペースト５００の体積減少分とほぼ一致するように設計するのが好ましいと言える。なお、導電ペースト５００の貫通孔９１０から突出している部分の厚さとしては、特に限定されないが、基板９００の厚さの１／４以下程度であるのが好ましい。これにより、ビア５００’の貫通孔９１０からの突出を抑制することができ、基板９００の上面の平坦度を高めることができる。
【００３５】
以上、本実施形態の基板の製造方法について説明した。このような方法によれば、簡単かつ確実に、貫通孔内に導電ペーストをより密に充填することができ、さらに焼結によって、より信頼性の高いビアを形成することができる。特に、このような基板の製造方法によれば、導電ペースト５００の粘度が高くても、貫通孔９１０の径が小さくても（例えば、５０μｍ以下）、貫通孔９１０のアスペクト比が高くても（例えば４以上）、より確実に、貫通孔９１０内へ導電ペースト５００を充填することができる。
また、このような基板の製造方法を用いて形成された基板９００は、貫通孔９１０とビア５００’の境界や、ビア５００’内での隙間の発生が防止され、気密性の高い基板となる。
【００３６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の基板の製造方法の第２実施形態について説明する。
図５は、本発明の第２実施形態にかかる基板の製造方法を説明する断面図である。
以下、第２実施形態の基板の製造方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態の基板の製造方法は、第３工程が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、第１、第２工程については、第１実施形態と同様であるため、以下では、第３工程のみ説明する。
【００３７】
［第３工程］
まず、図５（ａ）に示すように、吸引ポンプ４５０を作動させることにより、基板９００をステージ４１０に吸着させるとともに貫通孔９１０を吸引する。次に、この状態にて、図５（ｂ）に示すように、マスクＭの上面に導電ペースト５００を塗布し、スキージ４９０を用いて導電ペースト５００を開口Ｍ１から貫通孔９１０内に供給する。貫通孔９１０内への導電ペースト５００の供給を終えた後、図５（ｃ）に示すように、振動付与手段４４０を作動させ、ステージ４１０とともに基板９００を振動させる。すなわち、本実施形態では、貫通孔９１０の吸引と、貫通孔９１０への導電ペースト５００の供給の後に、基板９００への振動の付与を行う。このような工程によっても、前述した第１実施形態と同様に、簡単かつ確実に、貫通孔９１０内に導電ペースト５００をより密に充填することができる。
【００３８】
あとは、前述した第１実施形態と同様に、乾燥、焼結を行うことにより、ビア５００’を有する基板９００が得られる。
このような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
ここで、本実施形態と第１実施形態とでは、どちらも、簡単かつ確実に、貫通孔９１０内に導電ペースト５００を充填することができるが、例えば、導電ペースト５００に含まれるバインダーの含有量が高い程（例えば、３５〜５０ｗｔ％程度）、第１実施形態のように、貫通孔９１０内の吸引と、貫通孔９１０内への導電ペースト５００の供給と、基板９００への振動の付与とを同時に行うのが好ましく、反対に、バインダーの含有量が低い程（例えば、２０〜３５ｗｔ％程度）、本実施形態のように、貫通孔９１０の吸引と、貫通孔９１０への導電ペースト５００の供給の後に、基板９００への振動の付与を行うのが好ましい。
【００３９】
この理由は、バインダーの含有量が高い場合、バインダーの含有量が低い場合と比較して、振動による摩擦熱によってバインダーをより多く蒸発させるのが好ましいためである。基板９００への振動の付与を導電ペースト５００の貫通孔９１０内への供給と同時に行うことにより、より長い時間、基板９００に振動を付与することができ、その分、多くのバインダーを蒸発させることができる。
【００４０】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の基板の製造方法の第３実施形態について説明する。
図６は、本発明の第３実施形態にかかる基板の製造方法を説明する断面図である。
以下、第３実施形態の基板の製造方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００４１】
本発明の第３実施形態の基板の製造方法は、マスクの開口の形状が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。また、マスクの形状以外は、前述した第１実施形態と同様であるため、以下では、マスクの形状のみ説明する。
図６（ａ）に示すように、基板９００上に設けられたマスクＭは、貫通孔９１０と重なる位置に開口Ｍ１を有している。また、開口Ｍ１は、貫通孔９１０の上部開口の径よりも若干大きい径を有している。開口Ｍ１の径としては、特に限定されないが、例えば、貫通孔９１０の径の１．１〜１．５倍程度であるのが好ましい。
【００４２】
このように、開口Ｍ１を貫通孔９１０の上部開口よりも大きくすることにより、焼成後に出来上がるビア５００’が、図６（ｂ）に示すように、上部開口から開口端面（基板９００の上面であって上部開口の周囲の領域）に延出した延出部５４０’を有することとなる。延出部５４０’を有することにより、例えば、基板９００の上面に、ビア５００’と接続する電極を形成する場合に、その電極とビア５００’との電気的な接続を確実に取ることができる。そのため、信頼性の高い基板９００を得ることができる。また、貫通孔９１０の上面が延出部５４０’によって蓋をされるため、より気密性に優れた基板９００を得ることができる。
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００４３】
２．電子デバイス
次に、図７ないし図１０に基づいて、本発明の電子デバイスについて説明する。
図７は、本発明の電子デバイスの一例を示す平面図、図８は、図７中のＡ−Ａ線断面図、図９は、図７に示す電子デバイスが有する振動素子の平面図、図１０は、図７に示す電子デバイスの変形例を示す断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図８、図１０の上側を「上」、下側を「下」として説明する。
図７および図８に示すように、電子デバイス（本発明の電子デバイス）１００は、パッケージ２００と、パッケージ２００内の収納空間Ｓに収納された電子部品としての振動素子３００とを有している。
【００４４】
−振動素子−
図９（ａ）は、振動素子３００を上方から見た平面図であり、同図（ｂ）は、振動素子３００を上方から見た透過図（平面図）である。図９（ａ）、（ｂ）に示すように、振動素子３００は、平面視形状が長方形（矩形）の板状をなす圧電基板３１０と、圧電基板３１０の表面に形成された一対の励振電極３２０、３３０とを有している。
【００４５】
圧電基板３１０は、主として厚み滑り振動をする水晶素板である。本実施形態では、圧電基板３１０としてＡＴカットと呼ばれるカット角で切り出された水晶素板を用いている。なお、ＡＴカットとは、水晶の結晶軸であるＸ軸とＺ軸とを含む平面（Ｙ面）をＸ軸回りにＺ軸から反時計方向に約３５度１５分程度回転させて得られる主面（Ｘ軸とＺ’軸とを含む主面）を有するように切り出すことを言う。
このような構成の圧電基板３１０は、その長手方向が水晶の結晶軸であるＸ軸と一致する。
【００４６】
励振電極３２０は、圧電基板３１０の上面に形成された電極部３２１と、圧電基板３１０の下面に形成されたボンディングパッド３２２と、電極部３２１およびボンディングパッド３２２を電気的に接続する配線３２３とを有している。
一方、励振電極３３０は、圧電基板３１０の下面に形成された電極部３３１と、圧電基板３１０の下面に形成されたボンディングパッド３３２と、電極部３３１およびボンディングパッド３３２を電気的に接続する配線３３３とを有している。
【００４７】
電極部３２１、３３１は、圧電基板３１０を介して対向して設けられ、互いにほぼ同じ形状をなしている。すなわち、圧電基板３１０の平面視にて、電極部３２１、３３１は、互いに重なるように位置し、輪郭が一致するように形成されている。また、ボンディングパッド３２２、３３２は、圧電基板３１０の下面の図９中右側の端部に離間して形成されている。
【００４８】
このような励振電極３２０、３３０は、例えば、圧電基板３１０上に蒸着やスパッタリングによってニッケル（Ｎｉ）またはクロム（Ｃｒ）の下地層を成膜した後、下地層の上に蒸着やスパッタリングによって金（Ａｕ）の電極層を成膜し、その後フォトリソグラフィおよび各種エッチング技術を用いて、所望の形状にパターニングすることにより形成することができる。下地層を形成することにより、圧電基板３１０と前記電極層との接着性が向上し、信頼性の高い振動素子３００が得られる。
【００４９】
なお、励振電極３２０、３３０の構成としては、上記の構成に限定されず、例えば、下地層を省略してもよいし、その構成材料を他の導電性を有する材料（例えば、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）、モリブテン（Ｍｏ）等の各種金属材料）としてもよい。
このような振動素子３００は、一対の導電性接着剤２９１、２９２を介してパッケージ２００に固定されている。
以上、振動素子３００について説明したが、振動素子３００の構成としては、これに限定されず、例えば、基部から複数の振動腕が延出した形状の振動子、ジャイロセンサー等であってもよい。
【００５０】
−パッケージ−
図７および図８に示すように、パッケージ２００は、板状のベース基板２１０と、下側に開放する凹部２２１を有するキャップ状のリッド（蓋部）２２０とを有している。このようなパッケージ２００では、リッド２２０の凹部２２１の開口がベース基板２１０で塞がれることにより、その内部に収納空間Ｓが形成されている。なお、リッド２２０とベース基板２１０とは、メタライズ層２１９を介して接合されている。
【００５１】
ベース基板２１０は、酸化物系セラミックス、窒化物系セラミックス、炭化物系セラミックス等の前述したような各種セラミックスで構成されている。なお、ベース基板２１０の構成材料としては、これらの中でもアルミナを用いるのが好ましい。また、リッド２２０の構成材料としては、特に限定されないが、ベース基板２１０の構成材料と線膨張係数が近似する部材であると良い。例えば、ベース基板２１０の構成材料を前述のようなセラミックスとした場合には、コバール等の合金とするのが好ましい。
【００５２】
ベース基板２１０の上面（収納空間Ｓに臨む面）には、一対の接続電極２４１、２４２が形成されている。また、ベース基板２１０の下面には、接続電極２４１、２４２をパッケージ２００の外側へ引き出すための一対の実装電極２５１、２５２が形成されている。また、ベース基板２１０には、接続電極２４１と実装電極２５１とを接続する貫通電極２６１および接続電極２４２と実装電極２５２とを接続する貫通電極２６２が形成されている。
【００５３】
貫通電極２６１、２６２は、それぞれ、ベース基板２１０を厚さ方向に貫通する貫通孔２１１、２１２内に、金属材料を充填することにより形成されている。ここで、貫通電極２６１、２６２は、前述した本発明の基板の製造方法によって形成されている。したがって、したがって、貫通孔２１１、２１２を介した収納空間Ｓの内外の連通を確実に防止することができ、収納空間Ｓ内の気密性を高く確保することができる。
【００５４】
また、接続電極２４１、２４２は、例えば、スパッタリング、蒸着などの気層成膜法や、電解めっき処理、無電解めっき処理などの液相成膜法によってベース基板２１０の上面に形成された金属膜を、フォトリソグラフィ技法およびエッチング技法を用いてパターニングすることにより、形成することができる。実装電極２５１、２５２についても、同様にして形成することができる。
【００５５】
収納空間Ｓに収納された振動素子３００は、一対の導電性接着剤２９１、２９２を介してベース基板２１０に片持ち支持されている。導電性接着剤２９１は、接続電極２４１とボンディングパッド３２２とに接触して設けられており、これにより、導電性接着剤２９１を介して接続電極２４１とボンディングパッド３２２とが電気的に接続されている。一方の導電性接着剤２９２は、接続電極２４２とボンディングパッド３３２とに接触して設けられており、これにより、導電性接着剤２９２を介して接続電極２４２とボンディングパッド３３２とが電気的に接続されている。
【００５６】
導電性接着剤２９１、２９２としては、振動素子３００をベース基板２１０に固定でき、かつ導電性を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、導電性接着剤や、銀ペーストを用いることができる。
以上、電子デバイス１００について説明した。
なお、電子デバイス１００の構成については、これに限定されず、例えば、図１０に示すように、ベース基板２１０が上面に開放する凹部を有するキャビティ型をなし、リッド２２０が板状をなし、リッド２２０がベース基板２１０の凹部開口を覆うように、ベース基板２１０の上面（開口端面）に接合されているパッケージ２００を用いてもよい。このようなベース基板２１０は、板状の底部２１８と、底部の周囲から立設する枠状の側壁２１７とを有し、底部２１８に、接続電極２４１、２４２、実装電極２５１、２５２および貫通電極２６１、２６２が形成されている。
【００５７】
３．電子機器
次いで、本発明の電子デバイスを適用した電子機器について、図１１〜図１３に基づき、詳細に説明する。
図１１は、本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部２０００を備えた表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター１１００には、フィルター、共振器、基準クロック等として機能する電子デバイス１００が内蔵されている。
【００５８】
図１２は、本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部２０００が配置されている。このような携帯電話機１２００には、フィルター、共振器等として機能する電子デバイス１００が内蔵されている。
【００５９】
図１３は、本発明の電子デバイスを備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００６０】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００６１】
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ１３００には、フィルター、共振器等として機能する電子デバイス１００が内蔵されている。
【００６２】
なお、本発明の電子デバイスを備える電子機器は、図１１のパーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、図１２の携帯電話機、図１３のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレーター等に適用することができる。
以上、本発明の基板の製造方法、充填装置および電子デバイスについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１００…電子デバイス  ２００…パッケージ  ２１０…ベース基板  ２１１、２１２…貫通孔  ２１７…側壁  ２１８…底部  ２１９…メタライズ層  ２２０…リッド  ２２１…凹部  ２４１、２４２…接続電極  ２５１、２５２…実装電極  ２６１、２６２…貫通電極  ２９１、２９２…導電性接着剤  ３００…振動素子  ３１０…圧電基板  ３２０、３３０…励振電極  ３２１、３３１…電極部  ３２２、３３２…ボンディングパッド  ３２３、３３３…配線  ４００…充填装置  ４１０…ステージ  ４１１、４１１ａ、４１１ｂ…吸引孔  ４２０…吸着手段  ４３０…吸引手段  ４４０…振動付与手段  ４５０…吸引ポンプ  ４６０…シート材  ４９０…スキージ  ５００…導電ペースト  ５００’…ビア  ５４０’…延出部  ９００…基板  ９１０…貫通孔  １１００…パーソナルコンピューター  １１０２…キーボード  １１０４…本体部  １１０６…表示ユニット  １２００…携帯電話機  １２０２…操作ボタン  １２０４…受話口  １２０６…送話口  １３００…ディジタルスチルカメラ  １３０２…ケース  １３０４…受光ユニット  １３０６…シャッタボタン  １３０８…メモリー  １３１２…ビデオ信号出力端子  １３１４…入出力端子  １４３０…テレビモニター  １４４０…パーソナルコンピューター  ２０００…表示部  Ｍ…マスク  Ｍ１…開口  Ｓ…収納空間
【図１】
2013235884.tif 000003
【図２】
2013235884.tif 000004
【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】
2013235884.tif 000012
【図１１】
2013235884.tif 000013
【図１２】
2013235884.tif 000014
【図１３】
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