(57)【要約】【課題】電子部品に対する熱歪を低減し、また、電子部品の貫通電極に対するアライメント誤差を抑制して、実装に伴って生じる電子部品の特性のバラつきを抑制可能なベース基板、これを用いた電子デバイス、ベース基板の製造方法、及び電子デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】電子部品（圧電振動片３２）が搭載される搭載面１４と、前記搭載面１４の裏面となる実装面１６と、前記搭載面１４と前記実装面１６との間で貫通する貫通孔１８とを有して絶縁材料からなるベース基板１２である。  前記ベース基板１２は、前記貫通孔１８に埋め込まれていて、かつ、搭載面側１４に凹部４６を有する貫通電極２０、を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
2013162295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が搭載される搭載面と、前記搭載面の裏面となる実装面と、前記搭載面と前記実装面との間で貫通する貫通孔とを有して絶縁材料からなる基板と、
前記貫通孔に埋め込まれていて、かつ、前記搭載面側に凹部を有する貫通電極と、を備えていることを特徴とするベース基板。
【請求項２】
前記貫通孔は、
前記貫通孔の前記基板の厚み方向の少なくとも一部において、その内径が前記搭載面側よりも前記実装面側の方が小さいテーパー形状の内壁を有し、
前記凹部の内径が前記搭載面側から前記実装面側に向かって縮径していることを特徴とする請求項１に記載のベース基板。
【請求項３】
前記貫通電極の前記実装面側には、第２の凹部を有することを特徴とする請求項２に記載のベース基板。
【請求項４】
前記実装面には、前記貫通電極と一体の外部電極を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベース基板。
【請求項５】
前記搭載面には、前記貫通電極と一体の接続電極を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のベース基板。
【請求項６】
請求項５に記載の接続電極に電子部品を接続し、前記ベース基板と共に前記電子部品を収容するキャップを前記ベース基板に接合して、前記電子部品を封止してなることを特徴とする電子デバイス。
【請求項７】
絶縁基板に、内径が縮径するように貫通孔を形成する工程と、
メッキにより前記貫通孔の内壁に電極材料を成長させて、前記絶縁基板の前記貫通孔の内径が大きい方の面側に凹部を有する貫通電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とするベース基板の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載のベース基板の製造方法により形成した前記ベース基板の、前記貫通電極と接続している接続電極に電子部品を接続する工程と、
前記ベース基板と共に前記電子部品を収容するキャップを前記ベース基板に接合して、前記電子部品を封止する工程と、
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はベース基板、電子デバイス、ベース基板の製造方法、及び電子デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を搭載した電子デバイスのうちのひとつとして、図１３に示すように、特許文献１には、ベース基板１０２の搭載面１０４に圧電振動片１１４（電子部品）を配置し、キャップ１１６をベース基板１０２に接合して圧電振動片１１４を気密封止した圧電デバイス１００（電子デバイス）が開示されている。圧電振動片１１４は、ベース基板１０２の搭載面１０４に配置された接続電極１１２に接続されている。またベース基板１０２の接続電極１１２が設けられた位置には、ベース基板１０２の搭載面１０４と実装面１０６との間を貫通する貫通孔１０７が設けられ、この貫通孔１０７には貫通電極１０８が埋め込まれている。そして、貫通電極１０８の搭載面１０４側の部分は接続電極１１２に接続され、実装面１０６に露出した部分はベース基板１０２の実装面１０６に設けられた外部電極１１０に接続されている。
【０００３】
ところで、ベース基板１０２と貫通電極１０８は、熱膨張係数が互いに異なるため、貫通電極１０８がベース基板１０２に対して熱歪を印加し、この熱歪みがベース基板１０２に搭載された圧電振動片１１４の周波数特性等に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００４】
そこで、貫通電極１０８には、ベース基板１０２の実装面１０６側に凹陥部１１８が設けられている。ここで、凹陥部１１８は、実装面１０６側が開口しているため、凹陥部１１８が貫通電極１０８の実装面１０６側の部分の熱膨張を吸収する。よって、貫通孔１０７の実装面１０６側の内壁が、貫通電極１０８から受ける熱歪を緩和することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８１１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の構成の場合、ベース基板１０２とキャップ１１６により形成された内部空間の気密性を維持するため、貫通孔１０７の搭載面１０４側が貫通電極１０８により埋められている。よって、貫通電極１０８の埋め込み部分と接合する貫通孔１０７の搭載面１０４側の内壁部分が貫通電極１０８から熱歪を受ける。したがって、この熱歪が圧電振動片１１４に伝播することにより圧電振動片１１４の周波数特性に悪影響を及ぼす虞がある。
【０００７】
また凹陥部１１８が図１３に示す形状である場合、貫通電極１０８の中心位置が不明確となる。よって、圧電デバイス１００を組み立てる場合に、圧電振動片１１４とベース基板１０２との間の相対位置を一定に保っても、圧電振動片１１４と貫通電極１０８との間でアライメント誤差が生じる可能性がある。よって、このアライメント誤差に起因して圧電デバイス１００の周波数特性等にバラつきが生じるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点に着目し、電子部品に対する熱歪を低減し、また、電子部品の貫通電極に対するアライメント誤差を抑制して、実装に伴って生じる電子部品の特性のバラつきを抑制可能なベース基板、これを用いた電子デバイス、ベース基板の製造方法、及び電子デバイス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】
【０００９】
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、以下の適用例として実現することが可能である。
［適用例１］電子部品が搭載される搭載面と、前記搭載面の裏面となる実装面と、前記搭載面と前記実装面との間で貫通する貫通孔とを有して絶縁材料からなる基板と、前記貫通孔に埋め込まれていて、かつ、前記搭載面側に凹部を有する貫通電極と、を備えていることを特徴とするベース基板。
【００１０】
上記構成により、凹部が貫通電極の搭載面に露出した部分の熱膨脹を吸収するので、貫通孔の搭載面側の内壁部分、すなわちベース基板の搭載面側であって貫通孔の周囲となる部分に対する熱歪を緩和することができる。よって、搭載面に搭載される電子部品に対する熱歪を緩和することができる。
【００１１】
［適用例２］前記貫通孔は、前記貫通孔の前記基板の厚み方向の少なくとも一部において、その内径が前記搭載面側よりも前記実装面側の方が小さいテーパー形状の内壁を有し、前記凹部の内径が前記搭載面側から前記実装面側に向かって縮径していることを特徴とする適用例１に記載のベース基板。
【００１２】
上記構成により、貫通電極の凹部の最も深い部分が貫通電極の中心となるため、貫通電極を基準とした位置決めを容易に行うことができる。したがって、電子部品に対する熱歪を低減し、かつ電子部品の貫通電極に対するアライメント誤差を抑制して、実装に伴って生じる電子部品の特性のバラつきを抑制可能なベース基板となる。
【００１３】
また、メッキ用の電解液に添加する添加剤の濃度が一定の濃度以下となると、貫通電極の成長速度が低下することが本願発明者により見出された。よって、同一条件下で貫通電極の成長を繰り返した場合、凹部の深さが一定の深さ以上となったときに添加剤の添加時であると判断することができ、メッキ時の電解液の管理が容易となる。
【００１４】
［適用例３］前記貫通電極の前記実装面側には、第２の凹部を有することを特徴とする適用例２に記載のベース基板。
上記構成により、貫通孔の中心軸がベース基板の法線と平行となる場合には、凹部の中心と第２の凹部の中心とを結ぶ線が、ベース基板の法線と平行になる。よって、凹部と第２の凹部の中心点の相対位置を確認することにより、貫通孔の工作精度を確認することができる。
【００１５】
［適用例４］前記実装面には、前記貫通電極と一体の外部電極を備えていることを特徴とする適用例１乃至３のいずれか１例に記載のベース基板。
上記構成により、外部電極が貫通電極を支持することになる。よって、ベース基板の搭載面が真空封止される構成であっても、外部電極が貫通電極を支持するので、貫通孔における気密性を維持することができる。また、メッキで貫通電極及び外部電極を一体で形成する場合、凹部の深さと外部電極の厚みには相関関係を有する。よって、凹部の深さをモニターすることにより、外部電極の厚みを非接触で検査することができ、外部電極の厚みをユーザーに対応して任意に設計することを容易に行うことができる。
【００１６】
特に貫通孔のテーパー角が垂直に近づくほど、凹部の深さの変化量は、外部電極の厚みの変化量に比べて大きくなる。よって、凹部の深さが一定の範囲に収まるように貫通電極を形成することにより、外部電極の厚みのバラつきを抑制することができる。
したがって、外部電極を任意の厚みに設計可能とし、外部電極の厚みを非接触で検査可能としたベース基板となる。
【００１７】
［適用例５］前記搭載面には、前記貫通電極と一体の接続電極を備えていることを特徴とする適用例１乃至４のいずれか１例に記載のベース基板。
上記構成により、接続電極が貫通電極、または貫通電極及び外部電極と一体的に形成することができる。よって、製造工程を増やすことなくベース基板の電極を形成して、コストを抑制することができる。
【００１８】
［適用例６］適用例５に記載の接続電極に電子部品を接続し、前記ベース基板と共に前記電子部品を収容するキャップを前記ベース基板に接合して、前記電子部品を封止してなることを特徴とする電子デバイス。
【００１９】
上記構成により、電子部品に対する熱歪を低減し、かつ電子部品の貫通電極に対するアライメント誤差を抑制して、実装に伴って生じる電子部品の特性のバラつきを抑制可能な圧電デバイスとなる。
【００２０】
［適用例７］絶縁基板に、内径が縮径するように貫通孔を形成する工程と、メッキにより前記貫通孔の内壁に電極材料を成長させて、前記絶縁基板の前記貫通孔の内径が大きい方の面側に凹部を有する貫通電極を形成する工程と、を含むことを特徴とするベース基板の製造方法。
上記方法により、適用例２のベース基板を容易に製造することができる。
【００２１】
［適用例８］適用例７に記載のベース基板の製造方法により形成した前記ベース基板の、前記貫通電極と接続している接続電極に電子部品を接続する工程と、前記ベース基板と共に前記電子部品を収容するキャップを前記ベース基板に接合して、前記電子部品を封止する工程と、を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【００２２】
適用例１、２と同様の理由により、電子部品に対する熱歪を低減し、かつ電子部品の貫通電極に対するアライメント誤差を抑制して、実装に伴って生じる電子部品の特性のバラつきを抑制可能な電子デバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態の圧電デバイスの断面図である。
【図２】第１実施形態の圧電デバイスの平面図である。
【図３】第１実施形態のベース基板の底面図である。
【図４】第１実施形態のベース基板の製造工程（その１）を示す図である。
【図５】第１実施形態のベース基板の製造工程（その２）を示す図である。
【図６】第２実施形態の圧電デバイスの断面図である。
【図７】第２実施形態の圧電デバイスの平面図である。
【図８】第２実施形態のベース基板の底面図である。
【図９】第３実施形態の圧電デバイスの断面図である。
【図１０】第４実施形態の圧電デバイスの断面図である。
【図１１】本実施形態の貫通孔の変形例の断面図である。
【図１２】本実施形態の貫通電極等の変形例の断面図である。
【図１３】特許文献１に記載の圧電デバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００２５】
図１に、本実施形態の圧電デバイスの断面図を示す。また、図２に、本実施形態の圧電デバイスの平面図（キャップを省略）を示し、図３に、本実施形態のベース基板の底面図を示す。
【００２６】
本実施形態の電子デバイスである圧電デバイス１０は、ベース基板１２と、ベース基板１２に搭載される電子部品である圧電振動片３２と、ベース基板１２に接合されるとともに圧電振動片３２を気密封止するキャップ４４と、により構成されている。
【００２７】
圧電振動片３２は、水晶等の圧電材料により形成されている。本実施形態では、例えば水晶のＡＴカット基板を用いた厚みすべり振動片としている。圧電振動片３２は、厚みすべり振動をする振動部３６と、ベース基板１２に接合されるマウント部３４と、を有する。振動部３６の両面には励振電極３８Ａ，３８Ｂが配置され、励振電極３８Ａからは引出電極４０Ａが引き出され、励振電極３８Ｂからは引出電極４０Ｂ（図２）が引き出されている。引出電極４０Ｂ（図２）は、マウント部３４のベース基板１２側の面にまで引き出されている。引出電極４０Ａは、マウント部３４の上面及び側面を経由してマウント部３４のベース基板１２側の面に引き出されている。
【００２８】
この引出電極４０Ａ，４０Ｂに導電性接着剤４２を塗布する態様でマウント部３４をベース基板１２に接合する。これにより圧電振動片３２は、ベース基板１２に片持ち支持状態で支持されるとともに、ベース基板１２側と電気的に接続される。なお、圧電振動片３２としては、これ以外に音叉型振動片、双音叉型振動片、ＳＡＷ共振片、ジャイロ振動片を適用できる。
【００２９】
ベース基板１２は、セラミック等の絶縁基板により形成され、圧電振動片３２を搭載する搭載面１４と、搭載面１４の裏面であって実装先の基板（不図示）に接合する実装面１６と、を有する。
【００３０】
ベース基板１２には、貫通孔１８（図４（ｂ）参照）が設けられている。貫通孔１８（１８Ａ、１８Ｂ）は、ベース基板１２の厚み方向の断面形状が円形となる内壁を有し、搭載面１４から実装面１６までの間で、内径が縮径する（単調に径が小さくなる）テーパー形状の内壁（壁面）を有している。
【００３１】
この貫通孔１８は、搭載面１４側から加工用のレーザー光を照射する、あるいはサンドブラストにより形成される。レーザー光の照射及びサンドブラストは、ベース基板１２の深さ方向のみならずベース基板１２の面に平行な方向にもベース基板１２の研削を進行させる。よって、レーザー光の照射及びサンドブラストを搭載面１４側から行なうと、搭載面１４側のほうが実装面１６側よりもベース基板１２の面に平行な方向の加工が進行するので、結果的に実装面１６側の内径が搭載面１４側の内径よりも小さくなるテーパー形状の貫通孔１８が形成される。
【００３２】
また、ベース基板１２をセラミックで形成する場合、ベース基板１２のもととなる焼結前のセラミックに貫通孔１８の外形に倣った型を押し当てて貫通孔１８を形成して焼結し、貫通孔１８を有するベース基板１２としてもよい。
【００３３】
本実施形態では、貫通孔１８は、ベース基板１２の対角線上の２箇所に設けられている。このうち、貫通孔１８Ａは、平面視でマウント部３４から離れた位置に設けられ、貫通孔１８Ｂは、平面視での振動部３６の脇となる位置に設けられている。
【００３４】
貫通孔１８内には貫通電極２０が埋め込まれている。貫通電極２０は、貫通孔１８の内壁に倣って外形が形成され、搭載面１４側及び実装面１６側に露出している。よって、貫通電極２０の実装面１６に露出した部分の直径は、貫通電極２０の搭載面１４に露出した部分の直径よりも小さくなっている（図２、図３参照）。
【００３５】
また、貫通電極２０は、搭載面１４側に凹部４６を有している。凹部４６は、貫通孔１８のテーパー形状の内壁に倣った内壁を有している。すなわち、凹部４６は、貫通電極２０の搭載面１４に露出した部分で開口し、開口した部分から実装面１６に向かって一定の深さ位置で最下点４６ａ（底部）を有する略円錐型の内壁を有している。よって、貫通電極２０は、貫通孔１８の内壁を外壁とし、凹部４６の内壁を内壁として一定の厚みを有したものとなっている。
【００３６】
ベース基板１２の搭載面１４には、接続電極２２（２２Ａ、２２Ｂ）が設けられている。接続電極２２は、貫通電極２０の搭載面１４に露出した部分に接続するように設けられている。このうち、接続電極２２Ａは、貫通孔１８Ａに形成された貫通電極２０に接続されるとともに、マウント部３４の引出電極４０Ａに対向する位置にまで延出している。そして接続電極２２Ａ上には、導電性接着剤４２が塗布され、この導電性接着剤４２が圧電振動片３２の引出電極４０Ａに接合することで、接続電極２２Ａと引出電極４０Ａとが電気的に接続される。
【００３７】
接続電極２２Ｂは、貫通孔１８Ｂに形成された貫通電極２０の搭載面１４に露出した部分に接続され、平面視で搭載面１４の振動部３６の脇となる位置に設けられている。搭載面１４において、接続電極２２Ｂから接続電極２４が延出し、接続電極２４は、マウント部３４の引出電極４０Ｂに対向する位置にまで延出している。接続電極２４上には導電性接着剤４２が塗布され、この導電性接着剤４２が引出電極４０Ｂと接合することで、接続電極２４と引出電極４０Ｂとが電気的に接続される。
【００３８】
ベース基板１２の実装面１６には外部電極２６（２６Ａ、２６Ｂ）が設けられている。外部電極２６は、貫通電極２０の実装面１６に露出した部分の周囲を囲んだ状態で貫通電極２０と接続している。ところで、貫通電極２０の実装面１６に露出した部分の直径は搭載面１４に露出した部分より小さいので、外部電極２６の寸法を小さく設計することができる。よって、ベース基板１２の面積を小さくしても外部電極２６の配置パターンの自由度を損なうことはない。
【００３９】
外部電極２６のうち、外部電極２６Ａは、貫通電極２０、接続電極２２Ａ、及び導電性接着剤４２を介して引出電極４０Ａと電気的に接続する。一方、外部電極２６Ｂ（図３）は、貫通電極２０、接続電極２２Ｂ、接続電極２４、及び導電性接着剤４２を介して引出電極４０Ｂと電気的に接続する。したがって、外部電極２６に交流電圧を印加することにより、圧電振動片３２の振動部３６は、固有の共振周波数で厚みすべり振動をする。
【００４０】
外部電極２６は、実装先の基板（不図示）に設けられた実装電極（不図示）に接合される。本実施形態では、外部電極２６は２つあれば十分であるが、実装先に安定的に接合させるため外部電極２６と同一形状のダミー電極２８が設けられ、このダミー電極２８を実装先の基板（不図示）の電極（不図示）に接合している。
【００４１】
貫通孔１８の内壁、接続電極２２の形成位置、外部電極２６の形成位置にはシード電極３０が設けられている。シード電極３０は、後述のようにスパッタ等により形成され、メッキ用の電極として用いられる。そして、シード電極３０上に貫通電極２０、接続電極２２、２４及び外部電極２６が成長している。なお、シード電極３０、貫通電極２０、接続電極２２、２４、及び外部電極２６は、Ｃｕ（銅）等の伝導率の高い金属により形成されている。
【００４２】
キャップ４４は、金属により形成され、下面が開口した収容空間を有し、この収容空間に圧電振動片３２が収容可能となっている。キャップ４４の下面を搭載面１４に接合することにより、圧電振動片３２を収容し、かつ圧電振動片３２を気密封止（真空封止）する。
【００４３】
なお、詳細は図示しないが、ベース基板１２のダミー電極２８に対応する位置に貫通電極を設け、貫通電極の搭載面１４に露出した位置に接続電極を設け、この接続電極をキャップ４４に接続するようにしてもよい。これにより、ダミー電極２８を接地してキャップ４４を接地させ、圧電振動片３２に対する外部からの電気的な干渉を回避することができる。
【００４４】
図４、図５に、本実施形態のベース基板の製造工程を示す。次に本実施形態のベース基板１２の製造工程について説明する。図４（ａ）に示すように、ベース基板１２と同一寸法の基板母材４８を用意し、図４（ｂ）に示すように、基板母材４８の搭載面１４となる側からレーザー光またはサンドブラストによりテーパー形状の貫通孔１８を形成する。
【００４５】
図４（ｃ）に示すように、スパッタ等の方法を用いて基板母材４８の表面にＣｕ（銅）等の金属のシード電極３０を形成する。このとき、貫通孔１８はテーパー状に形成されているため、スパッタを用いても貫通孔１８の内壁に容易にシード電極３０を形成することができる。なお、図４（ｃ）において、シード電極３０は全て繋がっているものとする。
【００４６】
図４（ｄ）に示すように、シード電極３０上の貫通電極２０、接続電極２２（接続電極２４）、外部電極２６、ダミー電極２８に対応する位置を除いてレジスト膜５０を形成する。
【００４７】
図４（ｅ）に示すように、シード電極３０及びレジスト膜５０を形成した基板母材４８を、Ｃｕ（銅）等の金属メッキ材料の電解液に投入してシード電極３０に電界を印加する。このときシード電極３０は、電極形成部分以外の部分で露出させておき、その部分に電界印加用のケーブル（不図示）を接続しておく。すると、シード電極３０が露出した部分で、電極材料が成長してゆく。図４（ｅ）においては、貫通電極２０を形成する電極材料は未だ厚みが薄いので、貫通孔１８は塞がってはいない。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、電極材料の成長が進行すると、貫通孔１８は電極材料により塞がる。しかし、貫通電極２０の搭載面１４側には凹部４６が残り、外部電極２６の中央部（貫通電極２０の実装面１６側）には第２の凹部５２が残ることなる。
【００４９】
図５（ｂ）に示すように、電極材料の成長が図５（ａ）の場合よりも進行すると、貫通孔１８が貫通電極２０を形成する電極材料により埋まり始め、凹部４６及び第２の凹部５２の直径及び深さが小さくなっていく。
【００５０】
図５（ｃ）に示すように、電極材料の成長が図５（ｂ）の場合よりも進行すると、第２の凹部５２が外部電極２６（貫通電極２０）を形成する電極材料により完全に埋まり、第２の凹部５２は消滅する。しかし、凹部４６は一定の深さ位置において最下点４６ａを有する円錐型の内壁を有した状態を維持する。
【００５１】
図５（ｄ）に示すように、レジスト膜５０を除去し、図５（ｅ）に示すように、シード電極３０の電極材料が成長した部分以外の部分を、エッチング等を用いて除去することによりベース基板１２が得られる。
【００５２】
こののち、ベース基板１２の接続電極２２、２４に導電性接着剤４２を塗布し、引出電極４０Ａ，４０Ｂに導電性接着剤４２を塗布する形で、圧電振動片３２を接続電極２２、２４に接続させ、マウント部３４をベース基板１２に固定することで圧電振動片３２をベース基板１２に片持ち支持させる。最後に、真空環境下でキャップ４４を搭載面１４に接合することにより圧電デバイス１０が得られる。
【００５３】
本実施形態のベース基板１２の製造方法は、一回のメッキ工程で、貫通電極２０、接続電極２２、２４、外部電極２６、ダミー電極２８を同時に形成することができる点が大きなメリットである。したがって、製造工程を増やすことなくこれらの電極を形成することができるのでコストを抑制することができる。さらに貫通電極２０、接続電極２２、２４、及び外部電極２６は、一体で形成されるので、電極間での接触抵抗の発生が回避できる。また、貫通孔１８が上述のようにテーパー形状を有するため、貫通孔１８の実装面１６側が搭載面１４側よりも早く埋まり、少ないメッキ量で外部電極２６の平坦性を確保して、高品質化を図ることができる。
【００５４】
本実施形態では、貫通電極２０が実装面１６から搭載面１４に向かって断面の直径が大きくなる形状を有するため、搭載面１４とキャップ４４により形成された内部空間が真空となっている場合は、貫通電極２０が内部空間側に引き寄せられるとも思われる。しかし、本実施形態では、貫通電極２０と外部電極２６が一体に形成され、外部電極２６が貫通電極２０を支持する形となるので、貫通電極２０が内部空間側に引き寄せられることはなく、内部空間の気密性が低下することはない。
【００５５】
本実施形態のメッキ工程において、凹部４６の最下点４６ａが形成されたのち、凹部４６が消失するまでの範囲では、外部電極２６の厚みと、貫通電極２０の搭載面１４側の露出面を基準とした凹部４６の最下点４６ａの深さ位置と、の間で相関関係を有する。
【００５６】
そこで、外部電極２６の成長速度と、貫通電極２０の成長速度とが一致すると考える。外部電極２６の単位時間当たりの成長速度をｔとし、貫通孔１８のテーパー角度をθ（図４（ｂ））とすると、凹部４６の最下点４６ａの深さ位置の単位時間当たりの変化量はｔ／ｃｏｓθとなる。よって、凹部４６の最下点４６ａの深さが分かれば、外部電極２６の厚みを知ることができる。したがって、凹部４６の最下点４６ａの深さをモニターすることにより、外部電極２６の厚みを被接触で検査することができる。最下点４６ａの深さは、例えば、ベース基板１２の搭載面１４に向けてレーザー光を照射し、貫通電極２０の搭載面１４側の表面でのレーザー光の反射成分と最下点４６ａにおけるレーザー光の反射成分の戻り時間の相違等を用いて計測することができる。
【００５７】
特に貫通孔１８のテーパー角が垂直に近づくほど、凹部４６の深さの変化量は、外部電極２６の厚みの変化量に比べて大きくなる。すなわち、貫通孔１８のテーパー角度が大きくなるほど、凹部４６が埋まっていく速度が速くなる。よって、凹部４６の深さが一定の範囲に収まるように貫通電極２０を形成することにより、外部電極２６の厚みのバラつきを抑制することができる。
【００５８】
また、メッキ工程においては、レジスト膜５０により囲まれたメッキ対象の部分の面積を小さくするほどその部分の電極材料の成長速度が遅くなることが知られている。よって、本実施形態では、外部電極２６を成長させる部分のレジスト膜５０の開口面積を、貫通電極２０の搭載面１４側及び接続電極２２を成長させる部分のレジスト膜５０の開口面積よりも小さくする。これにより、凹部４６の最下点４６ａの深さ位置の単位時間当たりの変化量をｔ／ｃｏｓθよりも大きくすることができ、外部電極２６の厚み制御をより高精度に行なうことができる。
【００５９】
また、メッキ用の電解液に添加する添加剤の濃度が一定の濃度以下となると、貫通電極２０の成長速度が低下することが本願発明者により見出された。よって、同一条件下で貫通電極２０の成長を繰り返した場合、凹部４６の深さが一定の深さ以上となったときに添加剤の添加時であると判断することができ、メッキ時の電解液の管理が容易となる。
【００６０】
したがって、貫通電極２０の気密を維持するとともに外部電極２６の厚みを非接触で検査可能とし、外部電極２６を任意の厚みに設計可能とし、そして外部電極２６の厚みのバラつきを抑制し、さらにメッキ用の電解液の管理が容易なベース基板１２となる。
【００６１】
また本実施形態のベース基板１２では、凹部４６が貫通電極２０の搭載面１４に露出した部分の熱膨脹を吸収するので、貫通孔１８の搭載面１４側の内壁部分、すなわちベース基板１２の搭載面１４側であって貫通孔１８の周囲となる部分に対する熱歪を緩和することができる。よって、搭載面１４に搭載される圧電振動片３２に対する熱歪を緩和することができる。
【００６２】
本実施形態では、凹部４６の最下点４６ａより実装面１６側となる貫通孔１８の内壁が、貫通電極２０から熱歪を受け、これが圧電振動片３２に伝播し得る。しかし、圧電振動片３２から見て貫通孔１８の搭載面１４側の内壁よりも遠い位置において熱歪を受けることになるので、熱歪の圧電振動片３２に伝播する距離が長くなり、その分、熱歪が緩和される。したがって、本実施形態の圧電振動片３２が受ける貫通電極２０に起因した熱歪は、図１０に示す、特許文献１の圧電振動片１１４が受ける貫通電極１０８に起因した熱歪よりも小さなものとなる。
【００６３】
また貫通電極２０の凹部４６の最も深い部分（最下点４６ａ）は貫通電極２０の中心となるため、貫通電極２０を基準とした位置決めを容易に行うことができる。したがって、圧電振動片３２に対する熱歪を低減し、かつ圧電振動片３２の貫通電極２０に対するアライメント誤差を抑制して、圧電振動片３２のベース基板１２への実装に伴って発生する圧電振動片３２の周波数特性等のバラつきを抑制可能なベース基板１２となる。
【００６４】
なお、凹部４６は、ベース基板１２に対する熱歪みを緩和する効果を有するが、導電性接着剤４２が凹部４６を埋めてしまうと、その効果が著しく低下する。よって、ベース基板１２においては、搭載面１４における導電性接着剤４２の塗布位置（接続電極２２の位置）と、凹部４６と、が互いに離間するような配置が好ましい。
【００６５】
図６に、第２実施形態の圧電デバイスの断面図を示し、図７に、第２実施形態の圧電デバイスの平面図（リッドを省略）を示し、図８に、第２実施形態のベース基板の底面図を示す。
【００６６】
第２実施形態の圧電デバイス１０Ａの基本構成は、第１実施形態と共通するが、外部電極２６の中央部（貫通電極２０の実装面１６側）に第２の凹部５２が形成されている。第２の凹部５２は、凹部４６と同様に円錐型の内壁を有している。第２の凹部５２は、外部電極２６の実装面１６側の面から搭載面１４に向かった一定の高さ（深さ）位置で頂点５２ａを有している。第２の凹部５２は、図５（ｂ）の段階でメッキ工程を終了させることにより容易に形成することができる。
【００６７】
凹部４６の最下点４６ａと第２の凹部５２の頂点５２ａとを用いて貫通孔１８の中心軸がベース基板１２の法線方向と一致するか否か判断することができる。まず、ベース基板１２を図示しないＸＹステージに載置し、ＸＹステージの上方及び下方にベース基板１２を撮影する図示しないカメラを配置する。そして、上方のカメラが撮影したベース基板１２の画像情報から画像認識により最下点４６ａの位置情報を算出し、下方のカメラが撮影したベース基板１２の画像情報から画像認識により頂点５２ａの位置情報を算出し、両者の位置情報が一致するか否かで判断する。ここで、両者の位置情報が一致すれば、平面視で凹部４６の最下点４６ａと第２の凹部５２の頂点５２ａとが互いに重なることになる。そして、メッキでは、原則として等方的に電極材料が成長するため、両者の位置情報が一致すれば、貫通孔１８の中心軸の方向とベース基板１２の法線方向とが一致することがわかる。
【００６８】
このように、貫通孔１８の中心軸がベース基板１２の法線と平行となる場合には、凹部４６の中心と第２の凹部５２の中心とを結ぶ線が、ベース基板１２の法線と平行になる。よって、凹部４６と第２の凹部５２の中心の相対位置を確認することにより、貫通孔１８の工作精度を確認することができる。  
【００６９】
また、第２実施形態では、キャップ４４の代わりに側壁部５４とリッド５６を用いている。側壁部５４は、ベース基板１２と同一の材料で形成され、矩形のリング形状を有している。そして、側壁部５４の下面が搭載面１４の周縁となる位置に接合されている。よって側壁部５４の上面は搭載面１４よりも高くなっており、側壁部５４及び搭載面１４により圧電振動片３２を収容する収容空間５８が形成される。
【００７０】
リッド５６は、金属により形成され、側壁部５４の上面に接合して圧電振動片３２を気密封止している。なお、側壁部５４の上面に露出するとともに側壁部５４及びベース基板１２を連通し、ダミー電極２８に接続する貫通電極（不図示）を形成し、リッド５６を、ダミー電極２８を介して接地できるようにしてもよい。
【００７１】
第２実施形態の圧電デバイス１０Ａの組立は、搭載面１４に側壁部５４を接合し、圧電振動片３２を接続電極２２Ａ、２４に接続したのちにリッド５６を側壁部５４に接合する工程となる。よって、圧電振動片３２を側壁部５４の内側（収容空間５８）に配置して、圧電振動片３２の気密封止時に接触等により圧電振動片３２を破損させる虞を回避することができる。
【００７２】
図９に、第３実施形態の圧電デバイスの断面図を示す。第３実施形態の圧電デバイス１０Ｂの基本構成は、第１実施形態と共通するが、貫通孔６０は、その内径が搭載面１４及び実装面１６からベース基板１２の厚み方向の中間に向かって小さくなる鼓型の内壁を有している。
【００７３】
貫通電極６２は、ベース基板１２の厚み方向の中間領域で貫通孔６０を封止しているが、第１実施形態等と同様に、貫通電極６２の搭載面１４に露出した部分に凹部６４を有し、実装面１６に露出した部分に凹部６６を有している。貫通電極６２の実装面１６に露出した部分は外部電極２６に囲まれた状態で接続され、貫通電極６２の搭載面１４に露出した部分は接続電極２２に接続されている。第３実施形態のベース基板１２をセラミックで形成する場合は、焼結前のセラミックに型を用いて貫通孔６０を形成した上でセラミックを焼結させればよい。
【００７４】
図１０に、第４実施形態の圧電デバイスの断面図を示す。図１０に示すように、第４実施形態の圧電デバイス１０Ｃの基本構成は第１実施形態と共通している。しかし、キャップ４４Ａは、圧電振動片３２（電子部品）及びベース基板１２を収容する収容空間を有し、ベース基板１２の搭載面１４のみならず、ベース基板１２の端面１２ａにも接合する形状を有している。これにより、キャップ４４Ａとベース基板１２との接合強度を高めることができる。なお、キャップ４４Ａをベース基板１２の搭載面１４から浮かせた状態で、キャップ４４Ａをベース基板１２の端面１２ａに接合させてもよい。
【００７５】
図１１に、本実施形態の貫通孔の変形例の断面図を示し、図１２に、本実施形態の貫通電極等の変形例の断面図を示す。前述の貫通孔１８は、ベース基板１２の厚み方向の全域にわたって内壁が傾斜したテーパー形状の内壁を有している。しかし、本発明における貫通孔は、ベース基板１２の厚み方向の少なくとも一部において、その内径が搭載面１４側よりも実装面１６側の方が小さいテーパー形状の内壁を有していればよい。そして、実装面１６側の開口部の内径が搭載面１４側の開口部の内径よりも小さくなっていればよい。
【００７６】
すなわち、図１１に示す変形例の貫通孔６８のように、ベース基板１２の搭載面１４側に円筒形の内壁６８ａを有し、実装面１６側においても円筒形の内壁６８ｃを有し、内壁６８ａ、６８ｃとの間にテーパー形状の内壁６８ｂを有するものしてもよい。
【００７７】
ベース基板１２をセラミックで形成する場合、焼結前のベース基板１２の焼結材料に型を用いて内壁６８ａ、６８ｃを側壁として有する２つの凹部を形成する。焼結材料を焼結させたのち、内壁６８ａからレーザー照射、またはサンドブラストにより内壁６８ａを有する凹部の底面から、内壁６８ｃを有する凹部の底面までを貫通させ、内壁６８ａと内壁６８ｃとの間に内壁６８ｂを形成することにより貫通孔６８を形成することができる。または、焼結前のベース基板１２の焼結材料に型を用いて内壁６８ａ、６８ｂ、６８ｃを形成する型を押し付け、焼結材料を焼結させることにより貫通孔６８を形成することもできる。
【００７８】
図１２に示すように、貫通孔６８の内壁６８ａ，６８ｂ，６８ｃと貫通孔６８を包含するベース基板１２の両面の領域にシード電極３０を配置し、シード電極３０を用いたメッキにより貫通電極７０、接続電極２２（凹部４６）、外部電極２６（第２の凹部５２）を一体的に形成することができる。なお、シード電極３０をスパッタで形成する場合、スパッタのターゲットに対するベース基板１２の向きをシード電極３０の形成途中で変更させる等の制御を行なうことにより、内壁６８ａ、６８ｃへのシード電極３０の形成が可能となる。また、スパッタのベース基板１２に対するメッキの成長過程は図４、図５に示す成長過程と同様である。そして、一体的に形成された貫通電極７０、接続電極２２、外部電極２６の作用効果は、上述のように一体的に形成された貫通電極２０、接続電極２２、外部電極２６の作用効果と同様である。
【００７９】
本実施形態において、貫通電極２０（貫通電極６２、貫通電極７０）、接続電極２２、外部電極２６を一体で形成する旨説明したが、電極間の接合強度を維持できる限り、または電極間の接触抵抗が無視できるほど小さい場合は、これらの電極を一体ではなく、別々の工程で形成してもよい。
【００８０】
また、本実施形態において凹部４６をベース基板１２に圧電振動片３２を取り付ける際のアライメントの目印として用いない場合、または外部電極２６の厚みを被接触で検査するための目印として用いない場合は、貫通孔１８を上述のようなテーパー形状とする必要はなく、凹部４６も最下点（底部）を有する略円錐型の内壁にする必要はない。
【符号の説明】
【００８１】
１０………圧電デバイス、１２………ベース基板、１４………搭載面、１６………実装面、１８，１８Ａ，１８Ｂ………貫通孔、２０………貫通電極、２２………接続電極、２４………接続電極、２６………外部電極、２８………ダミー電極、３０………シード電極、３２………圧電振動片、３４………マウント部、３６………振動部、３８Ａ，３８Ｂ………励振電極、４０Ａ，４０Ｂ………引出電極、４２………導電性接着剤、４４………キャップ、４６………凹部、４６ａ………最下点、４８………基板母材、５０………レジスト膜、５２………第２の凹部、５２ａ………頂点、５４………側壁部、５６………リッド、５８………収容空間、６０………貫通孔、６２………貫通電極、６４………凹部、６６………凹部、６８………貫通孔、７０………貫通電極、１００………圧電デバイス、１０２………ベース基板、１０４………搭載面、１０６………実装面、１０７………貫通孔、１０８………貫通電極、１１０………外部電極、１１２………接続電極、１１４………圧電振動片、１１６………キャップ、１１８………凹陥部。
【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】
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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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【図１３】
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