(57)【要約】薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板とその製造方法、及びこれを用いた気密性の向上が可能な電子部品を提供する。  絶縁基板（１０）と、絶縁基板（１０）の厚さ方向に形成された、絶縁基板（１０）の第１主面（１０ａ）と絶縁基板（１０）の第２主面（１０ｂ）とを接続するためのスルーホール（１１）と、スルーホール（１１）の内壁と第１及び第２主面（１０ａ，１０ｂ）におけるスルーホール（１１）の開口部周囲とに形成された導電膜（１２）と、スルーホール（１１）に充填され、かつ導電膜（１２）と接合する金属部材（１４）とを含む回路基板（１）とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含むことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記スルーホールは、前記第１主面から前記第２主面にかけてその径が漸次小さくなっている請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記金属部材は、略球状に形成されている請求項１に記載の回路基板。
【請求項４】
絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールにおける前記第１主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含むことを特徴とする回路基板。
【請求項５】
前記金属部材は、略半球状に形成されており、
前記金属部材の半球面と前記導電膜とが接合されている請求項４に記載の回路基板。
【請求項６】
前記絶縁基板は、ガラス基板である請求項１又は請求項４に記載の回路基板。
【請求項７】
前記絶縁基板は、シート状に形成されている請求項１，４，６のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項８】
絶縁基板の厚さ方向に、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成し、
略球状の金属部材を前記スルーホールに充填し、前記金属部材と前記導電膜とを接合する回路基板の製造方法。
【請求項９】
絶縁基板の厚さ方向に、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成し、
前記スルーホールにおける前記第１主面側の開口部を略球状の金属部材で塞ぎ、前記金属部材と前記導電膜とを接合する回路基板の製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁基板は、ガラス基板である請求項８又は請求項９に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１１】
前記絶縁基板は、シート状に形成されている請求項８〜１０のいずれか１項に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１２】
前記金属部材と前記導電膜とを接合する際、前記金属部材と前記導電膜との接合箇所に対して熱と荷重を加えながら超音波を印加して接合する請求項８又は請求項９に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１３】
絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記第１主面における前記開口部周囲に形成された前記導電膜に導電性材料を介して搭載されていることを特徴とする電子部品。
【請求項１４】
前記第１主面における前記電子素子と面する領域には、凹部が形成されている請求項１３に記載の電子部品。
【請求項１５】
絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールにおける前記第１主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記金属部材に搭載されていることを特徴とする電子部品。
【請求項１６】
前記電子素子と前記導電膜との間の間隔が３０〜５０μｍである請求項１５に記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水晶片や半導体素子等を搭載する回路基板とその製造方法及びこれを用いた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、水晶片や半導体素子等の電子素子を搭載する回路基板では、セラミック基板に形成されたスルーホールに導電性組成物を充填し電気的導通部を形成していた。また、その形成方法としては、スルーホール内へ導電性組成物を充填した後、乾燥工程及び熱処理工程を経て電気的導通部を形成する方法を用いていた。更に、電子部品としては、電子素子を搭載した回路基板を蓋体で覆い保護しているものがあった（例えば、特許文献１参照）。【０００３】  図７は、特許文献１に記載された従来の回路基板を用いた電子部品の断面図である。図７に示すように、電子部品１０４では、セラミック材料からなる絶縁基板１０２の所定の位置に形成されたスルーホール１１０に導電性組成物を充填し、熱処理を行って電気的導通部１０８が形成されている。また、上記導電性組成物としては、銀粒子、ガラス粉末及びビヒクル（Ｖｅｈｉｃｌｅ）を含む混合物が使用されている。この混合物は、銀粒子とガラス粉末との合計量に対する銀粒子の含有量が８５〜９０重量％の範囲であり、含まれるガラス粉末の軟化温度が５５０〜６５０℃程度である。また、絶縁基板１０２としては、無機粉末とバインダとを含む複合物を焼成した後、平板状に仕上げ加工し、更に凹部１０５を設けたものが用いられている。【０００４】  更に、電子部品１０４は、配線層１０６及び配線層１０７と、配線層１０７に実装された電子素子（水晶片）１０１と、電子素子１０１を覆って絶縁基板１０２上に設けられた蓋体１０３とを含む。また、蓋体１０３と配線層１０７、及び電子素子１０１と配線層１０７は、金−錫合金や金−シリコン合金等からなる接合層１０９を介して接着されている。
【特許文献１】特開２００３−１０１１８１号公報
【０００５】  しかし、前記従来の構成では、電気的導通部を形成する際、７５０℃〜９００℃の熱処理を要するため、セラミック基板以外の絶縁基板を用いることが困難であった。そのため、製造コストに占める材料費の割合が大きくなり製造コストが上昇するおそれがあった。【０００６】  また、一般に使用されるセラミック基板は、最小径が０．７μｍ程度のアルミナ粒子の集合体を含むことからアルミナ粒子間において粒界が存在するため、厚みが１５０μｍ以下のセラミック基板を用いて電子部品を構成すると、電子部品の気密性を維持することが困難となる可能性があった。また、セラミック基板の厚みを薄くすると、電気的導通部を形成する際の熱処理によって、セラミック基板が反る可能性があった。そのため、電子部品の気密性の維持が更に困難となる可能性があった。
【発明の開示】
【０００７】  本発明は上記課題を解決するものであり、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板とその製造方法、及びこれを用いた気密性の向上が可能な電子部品を提供する。
【０００８】  本発明の第１の回路基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含むことを特徴とする。
【０００９】  本発明の第２の回路基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールにおける前記第１主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含むことを特徴とする。
【００１０】  本発明の回路基板の第１の製造方法は、
絶縁基板の厚さ方向に、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成し、
略球状の金属部材を前記スルーホールに充填し、前記金属部材と前記導電膜とを接合する回路基板の製造方法である。
【００１１】  本発明の回路基板の第２の製造方法は、
絶縁基板の厚さ方向に、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成し、
前記スルーホールにおける前記第１主面側の開口部を略球状の金属部材で塞ぎ、前記金属部材と前記導電膜とを接合する回路基板の製造方法である。
【００１２】  本発明の第１の電子部品は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記第１主面における前記開口部周囲に形成された前記導電膜に導電性材料を介して搭載されていることを特徴とする。
【００１３】  本発明の第２の電子部品は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールにおける前記第１主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記金属部材に搭載されていることを特徴とする。
【００１４】  本発明の回路基板とその製造方法によれば、電気的導通部を形成する際、高温での熱処理が不要となるため、例えばセラミック基板以外の基板（ガラス基板等）を用いることができる。よって、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能となる。また、本発明の電子部品によれば、上記本発明の回路基板を用いるため、気密性の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１Ａは本発明の第１実施形態に係る回路基板の断面図であり、図１Ｂは本発明の第１実施形態に係る回路基板の概略平面図である。
【図２】図２は、本発明の第２実施形態に係る電子部品の断面図である。
【図３】図３Ａ〜Ｊは、本発明の第２実施形態に係る電子部品の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図４】図４は、本発明の第３実施形態に係る回路基板の断面図である。
【図５】図５は、本発明の第４実施形態に係る電子部品の断面図である。
【図６】図６Ａ〜Ｄは、本発明の第４実施形態に係る電子部品の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図７】図７は、従来の回路基板を用いた電子部品の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  本発明の第１の回路基板は、絶縁基板と、この絶縁基板の厚さ方向に形成された、絶縁基板の第１主面と絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む。ここで、「第１主面」とは、上記回路基板を後述する電子部品に適用した際、電子素子が搭載される側の絶縁基板の主面をいう。後述する本発明の第２の回路基板においても同様である。【００１７】  上記絶縁基板は、ガラス基板であることが好ましい。ガラス基板は酸化珪素分子がつながって出来た境目のない構造を有しているため、セラミック基板に比べ密に形成されている。よって、上記絶縁基板がガラス基板の場合は、後述する電子部品に適用した際、電子部品の気密性の向上が可能となる。ガラス基板としては、例えば、熱膨張係数が３×１０−６／℃〜８×１０−６／℃の硼珪酸ガラスや、同じく熱膨張係数が３×１０−６／℃〜８×１０−６／℃の無アルカリガラス、あるいは熱膨張係数が８×１０−６／℃〜１．２×１０−５／℃のソーダガラス等が使用できる。また、その厚みは、例えば１００〜３００μｍ程度である。【００１８】  上記スルーホールは、上記第１主面から上記第２主面にかけてその径が漸次小さくなっていることが好ましい。後述する金属部材の充填を容易に行うことができるからである。スルーホールの径は、絶縁基板の厚みに応じて適宜設定すればよいが、例えば絶縁基板の厚みが１５０μｍの場合は、上記第１主面側の開口径を１００μｍ以上１５０μｍ以下の範囲とすればよく、上記第２主面側の開口径を５０μｍ以上１００μｍ以下の範囲とすればよい。また、スルーホールの形成は、例えばサンドブラスト法やエッチング法等により行うことができる。特に、サンドブラスト法でスルーホールを形成すると、スルーホールの内壁がブラストのメディアにより適度に粗面化されるため、スルーホールの内壁と後述する導電膜との密着性が向上する。【００１９】  そして、本発明の第１の回路基板は、上記スルーホールの内壁と上記第１及び第２主面における上記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、上記スルーホールに充填され、かつ上記導電膜と接合する金属部材とを含む。金属部材は、例えば金、銅等の金属材料からなるため、導電膜と接合する際において高温（例えば７５０℃以上）での熱処理を要しない。よって、セラミック基板以外の基板（例えばガラス基板等）を用いることができるため、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板を提供できる。【００２０】  上記導電膜としては、例えばクロム、チタン、ニッケル、パラジウム、金等からなる金属薄膜が使用できる。導電膜は、１層の金属薄膜で形成してもよいし、複数層の金属薄膜で形成してもよい。複数層の金属薄膜で形成する場合は、クロム薄膜上にパラジウム薄膜及び金薄膜を順次積層した導電膜が好ましい。クロム薄膜と、保護層となる金薄膜との間にパラジウム薄膜が介在するため、このパラジウム薄膜が金薄膜とクロム薄膜との接着層として機能するからである。また、クロム薄膜はガラス基板との密着性が高いため、上記絶縁基板としてガラス基板を使用する場合は、上記組み合わせ（クロム薄膜／パラジウム薄膜／金薄膜）の導電膜が特に好ましい。また、上記組み合わせにおける各金��薄膜の厚みは、例えば、クロム薄膜が０．０５〜０．１μｍ程度であり、パラジウム薄膜が０．０１〜０．０５μｍ程度であり、金薄膜が０．３〜１．０μｍ程度である。上述した金属薄膜は、例えばスパッタリング法やめっき法等の手段を用いて形成できる。例えば、クロム薄膜やチタン薄膜やパラジウム薄膜を０．０５〜０．１μｍ程度の厚さに形成する場合は、スパッタリング法を用いて形成することができる。また、例えばニッケル薄膜を１〜２μｍ程度の厚さに形成する場合は、無電解めっき法を用いて形成することができる。また、スパッタリング法やめっき法によって形成された金属薄膜の保護層として、金薄膜を０．３〜１．０μｍ程度の厚さに形成する場合は、電解めっき法を用いて形成することができる。なお、金薄膜はスパッタリング法で形成することもできる。また、上記金薄膜の代わりに銀薄膜や銅薄膜を用いてもよい。銀薄膜や銅薄膜は、金薄膜と同様にスパッタリング法やめっき法によって形成することができる。【００２１】  また、上記金属部材は、略球状に形成されていることが好ましい。スルーホールの内壁に形成された導電膜と金属部材との間の接合を均一に行うことができるからである。【００２２】  また、上記絶縁基板はシート状に形成されていることが好ましい。後述する電子部品に適用した際、電子部品の薄型化が容易となるからである。また、上記絶縁基板がシート状に形成されていると、後述する電子部品を製造する際、上記絶縁基板上に複数個の電子素子を同時に実装した後、電子素子毎に個片化して電子部品を製造することができるため、電子素子の実装工程が簡略化する。【００２３】  次に、本発明の第２の回路基板について説明する。なお、以下の記述において、上述した本発明の第１の回路基板と同じ構成要素についての説明を省略する場合がある。【００２４】  本発明の第２の回路基板は、上述した本発明の第１の回路基板と同様に、絶縁基板と、この絶縁基板の厚さ方向に形成された、絶縁基板の第１主面と絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールと、このスルーホールの内壁と第１及び第２主面におけるスルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜とを含む。そして、本発明の第２の回路基板は、上記構成に加え、上記スルーホールにおける上記第１主面側の開口部を塞ぎ、かつ上記導電膜と接合する金属部材を含む。これにより、上述した本発明の第１の回路基板と同様に、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板を提供できる。【００２５】  また、本発明の第２の回路基板は、上記金属部材が略半球状に形成され、上記金属部材の半球面と上記導電膜とが接合されている回路基板であってもよい。上記第１主面側の開口部周囲に形成された導電膜と金属部材との間の接合を均一に行うことができる上、上記金属部材における上記半球面側と反対側に位置する平面部に、後述する電子素子を搭載することができるからである。【００２６】  また、本発明の第２の回路基板に使用される絶縁基板は、上述した本発明の第１の回路基板と同様にガラス基板であることが好ましく、シート状に形成されていることが好ましい。【００２７】  次に、本発明の回路基板の第１の製造方法について説明する。なお、本発明の回路基板の第１の製造方法は、上述した本発明の第１の回路基板を製造するための好適な製造方法である。よって、以下の記述において、上述した本発明の第１の回路基板と重複する説明を省略する場合がある。【００２８】  本発明の回路基板の第１の製造方法は、まず、絶縁基板の厚さ方向に、絶縁基板の第１主面と絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールを形成し、このスルーホールの内壁と上記第１及び第２主面における上記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成する。スルーホール及び導電膜の形成方法は、上述の通りである。また、使用する絶縁基板は、上述した本発明の第１の回路基板と同様にガラス基板であることが好ましく、シート状に形成されていることが好ましい。【００２９】  そして、略球状の金属部材を上記スルーホールに充填し、上記金属部材と上記導電膜とを接合する。これにより、上述した本発明の第１の回路基板を容易に製造できる。なお、「略球状の金属部材」は、例えばキャピラリーツールを用いて形成することができ、その形成方法の詳細については後述する。【００３０】  また、上記金属部材と上記導電膜とを接合する際は、超音波併用熱圧着法により接合するのが好ましい。この場合の「超音波併用熱圧着法」は、上記金属部材と上記導電膜との接合箇所に対して熱と荷重を加えながら超音波を印加して接合する方法である。超音波併用熱圧着法は、従来の熱と荷重を加えて接合する方式（熱圧着法）の加熱温度（３００℃を超える温度）に比べて、低温（１００〜３００℃程度）で接合することができる。よって、絶縁基板の変形を防ぐことができる。また、超音波を併用することで、導電膜と金属部材とが、超音波による摩擦熱で上記「熱圧着法」に比べより強固に接合される。【００３１】  次に、本発明の回路基板の第２の製造方法について説明する。なお、本発明の回路基板の第２の製造方法は、上述した本発明の第２の回路基板を製造するための好適な製造方法である。また、以下の記述において、上述した本発明の第２の回路基板、及び上述した本発明の回路基板の第１の製造方法と重複する説明を省略する場合がある。【００３２】  本発明の回路基板の第２の製造方法は、まず、絶縁基板の厚さ方向に、絶縁基板の第１主面と絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールを形成し、このスルーホールの内壁と上記第１及び第２主面における上記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成する。そして、上記スルーホールにおける上記第１主面側の開口部を略球状の金属部材で塞ぎ、上記金属部材と上記導電膜とを接合する。これにより、上述した本発明の第２の回路基板を容易に製造できる。【００３３】  また、本発明の回路基板の第２の製造方法において使用する絶縁基板については、上述した本発明の回路基板の第１の製造方法と同様にガラス基板であることが好ましく、シート状に形成されていることが好ましい。また、上記金属部材と上記導電膜とを接合する際は、上述したように超音波併用熱圧着法により接合するのが好ましい。【００３４】  次に、本発明の第１の電子部品について説明する。なお、本発明の第１の電子部品は、上述した本発明の第１の回路基板を含む電子部品である。よって、以下の記述において、上述した���発明の第１の回路基板と同じ構成要素についての説明を省略する場合がある。【００３５】  本発明の第１の電子部品は、上述した本発明の第１の回路基板と、この第１の回路基板に搭載された電子素子と、この電子素子を覆う蓋体とを含む。そして、上記電子素子は、上述した本発明の第１の回路基板の導電膜のうち、第１主面におけるスルーホールの開口部周囲に形成された領域に、導電性材料を介して搭載されている。上述したように、本発明の第１の回路基板は高温での熱処理が不要であるため、セラミック基板以外の基板（例えばガラス基板等）を用いることができる。よって、本発明の第１の電子部品によれば、電子部品の気密性の向上が可能となる。【００３６】  上記電子素子としては、例えば水晶片や半導体素子等が使用できる。例えば、上記電子素子が水晶片である場合、上記電子部品は水晶振動子となる。上記蓋体の材料については特に限定されないが、例えばガラス等を使用することができる。上記蓋体の厚みは、例えば０．３〜０．４ｍｍ程度である。また上記導電性材料としては、例えばエポキシ樹脂に導電微粒子として銀微粒子を配合した導電性接着剤が使用できる。【００３７】  また、上記第１主面における上記電子素子と面する領域には、凹部が形成されていてもよい。上記電子素子の動作空間の確保が容易となるからである。【００３８】  次に、本発明の第２の電子部品について説明する。なお、本発明の第２の電子部品は、上述した本発明の第２の回路基板を含む電子部品である。また、以下の記述において、上述した本発明の第２の回路基板、及び上述した本発明の第１の電子部品と同じ構成要素についての説明を省略する場合がある。【００３９】  本発明の第２の電子部品は、上述した本発明の第２の回路基板と、この第２の回路基板に搭載された電子素子と、この電子素子を覆う蓋体とを含む。そして、上記電子素子は、上述した本発明の第２の回路基板の金属部材に搭載されている。よって、本発明の第２の電子部品によれば、上述した本発明の第１の電子部品と同様に、電子部品の気密性の向上が可能となる。【００４０】  また、本発明の第２の電子部品において、電子素子と導電膜との間の間隔は、３０〜５０μｍの範囲であることが好ましい。上記電子素子の動作空間を確保した上で、電子部品の薄型化が可能となるからである。【００４１】  以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。【００４２】  ［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。参照する図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る回路基板の断面図である。また、参照する図１Ｂは、本発明の第１実施形態に係る回路基板の概略平面図である。なお、第１実施形態に係る回路基板は、上述した本発明の第１の回路基板の一例である。【００４３】  図１Ａに示すように、第１実施形態に係る回路基板１は、絶縁基板１０と、絶縁基板１０の厚さ方向に形成された、絶縁基板１０の第１主面１０ａと絶縁基板１０の第２主面１０ｂとを接続するためのスルーホール１１と、第１導電膜１２と、第２導電膜１３と、スルーホール１１に充填され、かつ第１導電膜１２と接合する金属部材１４とを含む。第１導電膜１２は、第１主面１０ａにおけるスルーホール１１の開口部周囲に形成された電子素子接続電極１２ａと、スルーホール１１の内壁に形成された接続導電膜１２ｂと、第２主面１０ｂにおけるスルーホール１１の開口部周囲に形成された外部接続電極１２ｃとからなる。なお、第１導電膜１２は、特許請求の範囲に記載された「導電膜」に相当する。【００４４】  金属部材１４は、例えば金、銅等の金属材料からなるため、第１導電膜１２と接合する際において高温（例えば７５０℃以上）での熱処理を要しない。これにより、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板１とすることができる。また、金属部材１４は略球状に形成されている。これにより、スルーホール１１の内壁に形成された接続導電膜１２ｂと金属部材１４との間の接合を均一に行うことができる。【００４５】  また、図１Ｂに示すように、第２導電膜１３は、絶縁基板１０の第１主面１０ａの外縁部に形成されている。この第２導電膜１３は、回路基板１を用いて電子部品を作製する際、後述する蓋体との接着面となる。【００４６】  また、図１Ａに示すように、スルーホール１１は、第１主面１０ａから第２主面１０ｂにかけてその径が漸次小さくなっている。これにより、金属部材１４の充填を容易に行うことができる。また、第１主面１０ａには凹部１０ｃが形成されている。これにより、回路基板１を電子部品に適用した際、後述する電子素子の動作空間の確保が容易となる。【００４７】  ［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。参照する図２は、本発明の第２実施形態に係る電子部品の断面図である。第２実施形態に係る電子部品は、上述した第１実施形態に係る回路基板１を含む。よって、図２において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、第２実施形態に係る電子部品は、上述した本発明の第１の電子部品の一例である。【００４８】  図２に示すように、第２実施形態に係る電子部品２は、上述した第１実施形態に係る回路基板１と、回路基板１に搭載された電子素子２０と、電子素子２０を覆う蓋体２１とを含む。蓋体２１は、サンドブラスト法やエッチング法等の手段を用いて形成された凹部２１ａを有する。そして、電子素子２０は、電子素子接続電極１２ａに導電性接着剤２２を介して搭載されている。また、第２導電膜１３と蓋体２１とは、接着層２３を介して接着されている。接着層２３の構成材料としては、金−錫めっき膜や金−錫ペースト、あるいは低融点ガラス等が使用できる。このように、第２実施形態に係る電子部品２は、上述した本発明の第１実施形態に係る回路基板１を用いるため、電子部品２の気密性の向上が可能となる。【００４９】  また、絶縁基板１０の第１主面１０ａにおける電子素子２０と面する領域には、凹部１０ｃが形成されている。これにより、電子素子２０の動作空間（蓋体２１と第１主面１０ａとの間）の確保が容易となる。なお、電子素子２０として水晶片を用いる場合は、蓋体２１と第１主面１０ａとの間の間隔が２００μｍ以上であることが好ましい。その場合、凹部１０ｃの深さを３０〜５０μｍ程度とすればよい。【００５０】  また、電子素子２０として水晶片を用いる場合は、電子素子２０を蓋体２１で覆った後でも、水晶片にレーザーを照射することで周波数調整を行うことができるように、蓋体２１の構成材料として上記レーザーの透過性が高いガラスを使用するのが好ましい。また、電子素子２０として発光ダイオードを用いる場合は、蓋体２１の構成材料として可視光の透過性が高いガラスを使用するのが好ましい。【００５１】  次に、上述した第２実施形態に係る電子部品２の製造方法の一例について図面を参照して説明する。参照する図３Ａ〜Ｊは、第２実施形態に係る電子部品２の製造方法の一例を示す工程断面図である。このうち図３Ａ〜Ｇは、上述した第１実施形態に係る回路基板１の製造方法の一例を示す工程断面図である。なお、図３Ａ〜Ｊにおいて、図１及び図２と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。【００５２】  まず、図３Ａに示すように、熱膨張係数が３×１０−６／℃〜８×１０−６／℃の無アルカリガラスからなる絶縁基板１０（厚み：１５０μｍ）を用意する。【００５３】  次に、図３Ｂに示すように、絶縁基板１０の第１主面１０ａに、深さが３０〜５０μｍの凹部１０ｃをサンドブラスト法により形成する。【００５４】  続いて、図３Ｃに示すように、絶縁基板１０の第１主面１０ａ側からサンドブラスト法でスルーホール１１を形成する。この際、第１主面１０ａから第２主面１０ｂにかけてスルーホール１１の径が漸次小さくなるように形成することが好ましい。この場合、スルーホール１１の開口径は、例���ば、第１主面１０ａ側を１２０μｍとし、第２主面１０ｂ側を８０μｍとすればよい。【００５５】  次に、図３Ｄに示すように、絶縁基板１０の表面及びスルーホール１１の内壁に導電膜７を形成する。例えば、絶縁基板１０の表面及びスルーホール１１の内壁に、スパッタリング法によりクロム薄膜（厚み：０．１μｍ）を形成し、このクロム薄膜上に、スパッタリング法によりパラジウム薄膜（厚み：０．０５μｍ）を形成した後、このパラジウム薄膜上に、電解めっき法により金薄膜（厚み：０．５〜１．０μｍ）を形成することにより、クロム薄膜、パラジウム薄膜及び金薄膜からなる導電膜７を形成することができる。【００５６】  次に、導電膜７上の所定の箇所にレジスト膜（図示せず）を形成した後、導電膜７上の上記レジスト膜で覆われていない箇所をエッチングして、図３Ｅに示す第１及び第２導電膜１２，１３を形成する。【００５７】  続いて、還元性雰囲気（Ｎ２ガス等）中で３００℃の加熱温度に設定されたヒーター（図示せず）上に絶縁基板１０を押さえガイド（図示せず）でセットし、ワイヤーボンダーのボンディングヘッド（図示せず）に組み込まれた上下動式のキャピラリーツール６（図３Ｆ参照）をスルーホール１１の真上に合わせて配置する。この際の位置合わせはワイヤーボンダーに備えられた位置認識装置により行うことができる。このときの位置精度は、例えば±５μｍ以下である。また、キャピラリーツール６には金属ワイヤ５（図３Ｆ参照）が挿通されている。金属ワイヤ５の構成材料としては、耐食性が高い金が好ましい。そして、トーチ（図示せず）により金属ワイヤ５の先端部を加熱溶融して、略球状の金属部材１４（図３Ｆ参照）を形成する。この金属部材１４は、直径が金属ワイヤ５の約３〜４倍程度となる。よって、例えば金属部材１４の直径を１２０μｍ程度の大きさにする場合は、金属ワイヤ５として直径が３８μｍ程度のものを使用すればよい。なお、金属部材１４は、金属ワイヤ５の先端部とトーチ（図示せず）との間で火花放電を発生させることにより形成している。【００５８】  次に、図３Ｆに示すように、キャピラリーツール６を下降させて、金属部材１４をスルーホール１１内に１００〜３００ｇｆの荷重で押圧しながら充填する。この際、キャピラリーツール６に対し図１ＢのＹ方向に超音波振動を加え、同時にキャピラリーツール６に対し図１ＢのＸ方向に機械的な微振動を加える。この時の超音波の発振周波数は６０〜１２０ｋＨｚが好ましく、超音波の印加時間は１０〜５０ｍｓが好ましい。また、機械的な微振動を加える方法としては、例えばボンディングヘッドを上記Ｘ方向に振動させる方法が挙げられる。このときのＸ方向の振動幅は、超音波の振動幅と同程度（例えば５〜１０μｍ）であることが好ましい。このようにして、金属部材１４と接続導電膜１２ｂとを接合する。この後、キャピラリーツール６を上昇させ、金属ワイヤ５を切断する。これにより、図３Ｇに示す回路基板１が得られる。なお、金属ワイヤ５を切断する際に、トーチ（図示せず）で加熱することによって切断すると、切断と同時に略球状の金属部材１４が形成されるため、回路基板１を連続して製造する場合に作業性が向上する。また、本実施形態では、上述したような超音波併用熱圧着法を用いるため、接続導電膜１２ｂと金属部材１４とが強固に接合される。よって、後述するように、電子部品２（図３Ｊ参照）を形成した際、スルーホール１１の密閉性が高くなるため、気密性の高い電子部品２とすることができる。【００５９】  続いて、図３Ｈに示すように、回路基板１の電子素子接続電極１２ａ上に導電性接着剤２２を介して電子素子２０を搭載する。これにより、回路基板１の外部接続電極１２ｃは、接続導電膜１２ｂ、電子素子接続電極１２ａ及び導電性接着剤２２を介して電子素子２０と電気的に接続される。なお、本実施形態では、電子素子２０として水晶片を用いている。【００６０】  次に、真空雰囲気中で回路基板１を位置決め用冶具（図示せず）にセットした後、蓋体２１を回路基板１の真上に位置合わせし（図３Ｉ参照）、蓋体２１と回路基板１とを接着する。この際、図３Ｉに示すように、蓋体２１の回路基板１との接続部には、接着層２３が予め設けられている。本実施形態では、接着層２３として、電解めっきにより形成した金−錫合金（厚み：１０〜１５μｍ）を用いている。この場合、金−錫合金の質量比（金：錫）は、例えば４：１とすればよい。【００６１】  次に、蓋体２１を５×１０４〜６×１０４Ｐａで加圧しながら、２９０〜３１０℃のＮ２ガス雰囲気炉中で回路基板１と共に加熱する。この時の加熱時間は３０〜６０秒が好ましい。これにより、回路基板１と蓋体２１とが接着層２３によって接合され、気密性が高い電子部品２が得られる（図３Ｊ）。なお、図３Ｊに示す電子部品２は、長胴方向及び短胴方向の寸法がそれぞれ２．０ｍｍ及び１．６ｍｍで、厚みが０．５ｍｍであるが、上記製造方法によれば、更に薄型の電子部品を安価に製造することができる。例えば、長胴方向及び短胴方向の寸法がそれぞれ１．６ｍｍ及び１．０ｍｍで、厚みが０．４ｍｍの電子部品を安価に製造することができる。【００６２】  ［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について図面を参照して説明する。参照する図４は、本発明の第３実施形態に係る回路基板の断面図である。なお、第３実施形態に係る回路基板は、上述した本発明の第２の回路基板の一例である。また、図４において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。【００６３】  図４に示すように、第３実施形態に係る回路基板３において、２つのスルーホール１１ａ，１１ｂのうちスルーホール１１ｂ内には、第１実施形態に係る回路基板１（図１Ａ参照）と同様に金属部材１４が充填されている。一方、スルーホール１１ａは、第１主面１０ａ側の開口部が金属部材３０で塞がれている。金属部材３０は、略半球状に形成されており、その半球面と第１導電膜１２とが接合されている。また、第１主面１０ａには凹部が形成されていない。その他は、上述した第１実施形態に係る回路基板１（図１Ａ参照）と同様である。上記構成を有することにより、第３実施形態に係る回路基板３は、上述した第１実施形態に係る回路基板１と同様の効果を発揮することができる。【００６４】  また、第３実施形態に係る回路基板３によれば、金属部材３０の平面部３０ａに、導電性材料等を介さずに電子素子を直接搭載することができるため、電子部品に適用した際、電子部品の薄型化を容易に行うことができる。なお、図４に示すスルーホール１１ａ，１１ｂでは、第１主面１０ａから第２主面１０ｂにかけてその径が漸次小さくなっているが、スルーホール１１ａ，１１ｂの径が漸次小さくなっていなくてもよい。即ち、スルーホール１１ａ，１１ｂの第１主面１０ａ側の開口径が、スルーホール１１ａ，１１ｂの第２主面１０ｂ側の開口径と同じか小さくてもよい。【００６５】  ［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について図面を参照して説明する。参照する図５は、本発明の第４実施形態に係る電子部品の断面図である。第４実施形態に係る電子部品は、上述した第３実施形態に係る回路基板３を含む。なお、第４実施形態に係る電子部品は、上述した本発明の第２の電子部品の一例である。また、図５において、図２及び図４と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。【００６６】  図５に示すように、第４実施形態に係る電子部品４は、上述した第２実施形態に係る電子部品２（図２参照）に対し、回路基板として第３実施形態に係る回路基板３を用いたことと、電子素子２０が金属部材３０上に直接搭載されていること以外は、第２実施形態に係る電子部品２と同様である。よって、第４実施形態に係る電子部品４は、上述した第２実施形態に係る電子部品２と同様の効果を有する上、導電性材料等を介さずに電子素子２０が搭載されているため、薄型化を容易に行うことができる。なお、電子素子２０の動作空間を確保するためには、電子素子２０と電子素子接続電極１２ａとの間の間隔が、３０〜５０μｍの範囲であることが好ましい。【００６７】  次に、上述した第４実施形態に係る電子部品４の製造方法の一例について図面を参照して説明する。参照する図６Ａ〜Ｄは、第４実施形態に係る電子部品４の製造方法の一例を示す工程断面図である。このうち図６Ａ，Ｂは、上述した第３実施形態に係る回路基板３の製造方法の一例を示す工程断面図である。なお、図６Ａ〜Ｄにおいて、図４及び図５と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。【００６８】  まず、上述した図３Ｃ〜Ｅと同様の工程を行って、スルーホール１１ａ，１１ｂと、第１及び第２導電膜１２，１３とが設けられた絶縁基板１０を用意する（図６Ａ）。【００６９】  次に、キャピラリーツール６（図３Ｆ参照）を用いてスルーホール１１ｂに金属部材１４を充填し、上述した図３Ｆの工程と同様に接続導電膜１２ｂと金属部材１４とを接合する（図６Ｂ）。【００７０】  続いて、キャピラリーツール６（図３Ｆ参照）を用いてスルーホール１１ａの第１主面１０ａ側の開口部を略球状の金属部材３０で塞ぎ、第１導電膜１２と金属部材３０とを接合する（図示せず）。この際、１００〜３００ｇｆの荷重で金属部材３０を押圧することにより、キャピラリーツール６を用いて略球状に形成された金属部材３０が、図６Ｂに示すような略半球状の金属部材３０となる。この際、キャピラリーツール６に挿通される金属ワイヤ５（図３Ｆ参照）としては、例えばスルーホール１１ａの第１主面１０ａ側の開口径が１２０μｍ程度である場合、直径が５１μｍ程度のものを使用すればよい。その他の条件は上述した図３Ｆの工程と同様である。このようにして、図６Ｂに示す回路基板３が得られる。【００７１】  続いて、図６Ｃに示すように、回路基板３の金属部材３０上に電子素子２０の電極部（図示せず）を重ねた後、超音波併用熱圧着法により金属部材３０と上記電極部とを接合することにより、電子素子２０を搭載する。そして、上述した図３Ｉ，Ｊと同様の工程を行うことにより、図６Ｄに示す電子部品４が得られる。【００７２】  得られた電子部品４を、ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒ���ａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ：国際電気標準会議）６８−２−６６による不飽和型蒸気加圧試験（試験条件：１３０℃、８５％相対湿度（ＲＨ）、４０時間）での高湿条件下に曝した後、気密性試験を行った結果（各１００個）、電子部品４の気密性は良好であることが確認できた。ここでいう「気密性が良好」とは、ヘリウムをトレーサガスに用いた気密性試験機において、１×１０−９Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ以下の漏れ量に保持できる状態の事をいう。なお、上記気密性試験は、ＪＩＳＺ２３３１「ヘリウム漏れ試験方法（真空吹き付け法）」に準拠する試験であり、気密性試験機として、株式会社アルバック社製ヘリウムリークディテクターを用いて行った。
【産業上の利用可能性】
【００７３】  本発明は、水晶片や半導体素子等を含む電子部品に有用であり、特に、高気密性が要求される電子部品に有用である。
【図１】
2006025139.tif 000002
【図２】
2006025139.tif 000003
【図３】
2006025139.tif 000004
【図４】
2006025139.tif 000005
【図５】
2006025139.tif 000006
【図６】
2006025139.tif 000007
【図７】
2006025139.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月10日(2006.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】特許請求の範囲【請求項１】絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と直に接合する金属部材とを含むことを特徴とする回路基板。【請求項２】前記スルーホールは、前記第１主面から前記第２主面にかけてその径が漸次小さくなっている請求項１に記載の回路基板。【請求項３】前記金属部材は、略球状に形成されている請求項１に記載の回路基板。【請求項４】絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールにおける前記第１主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と直に接合する金属部材とを含むことを特徴とする回路基板。【請求項５】前記金属部材は、略半球状に形成されており、前記金属部材の半球面と前記導電膜とが接合されている請求項４に記載の回路基板。【請求項６】前記絶縁基板は、ガラス基板である請求項１又は請求項４に記載の回路基板。【請求項７】前記絶縁基板は、シート状に形成されている請求項１，４，６のいずれか１項に記載の回路基板。【請求項８】（削除）【請求項９】（削除）【請求項１０】（削除）【請求項１１】（削除）【請求項１２】（削除）【請求項１３】絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、前記回路基板に搭載された電子素子と、前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と直に接合する金属部材とを含み、前記電子素子は、前記第１主面における前記開口部周囲に形成された前記導電膜に導電性材料を介して搭載されていることを特徴とする電子部品。【請求項１４】前記第１主面における前記電子素子と面する領域には、凹部が形成されている請求項１３に記載の電子部品。【請求項１５】絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、前記回路基板に搭載された電子素子と、前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールにおける前記第１主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と直に接合する金属部材とを含み、前記電子素子は、前記金属部材に搭載されていることを特徴とする電子部品。【請求項１６】前記電子素子と前記導電膜との間の間隔が３０〜５０μｍである請求項１５に記載の電子部品。【手続補正書】
【提出日】平成18年11月7日(2006.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と直に接合する金属部材とを含むことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記スルーホールは、前記第１主面から前記第２主面にかけてその径が漸次小さくなっている請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記金属部材は、略球状に形成されている請求項１に記載の回路基板。
【請求項４】
絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールにおける前記第１主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と直に接合する金属部材とを含むことを特徴とする回路基板。
【請求項５】
前記金属部材は、略半球状に形成されており、
前記金属部材の半球面と前記導電膜とが接合されている請求項４に記載の回路基板。
【請求項６】
前記絶縁基板は、ガラス基板である請求項１又は請求項４に記載の回路基板。
【請求項７】
前記絶縁基板は、シート状に形成されている請求項１，４，６のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項８】
絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と直に接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記第１主面における前記開口部周囲に形成された前記導電膜に導電性材料を介して搭載されていることを特徴とする電子部品。
【請求項９】
前記第１主面における前記電子素子と面する領域には、凹部が形成されている請求項８に記載の電子部品。
【請求項１０】
絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールにおける前記第１主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と直に接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記金属部材に搭載されていることを特徴とする電子部品。
【請求項１１】
前記電子素子と前記導電膜との間の間隔が３０〜５０μｍである請求項１０に記載の電子部品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶片や半導体素子等を搭載する回路基板とその製造方法及びこれを用いた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水晶片や半導体素子等の電子素子を搭載する回路基板では、セラミック基板に形成されたスルーホールに導電性組成物を充填し電気的導通部を形成していた。また、その形成方法としては、スルーホール内へ導電性組成物を充填した後、乾燥工程及び熱処理工程を経て電気的導通部を形成する方法を用いていた。更に、電子部品としては、電子素子を搭載した回路基板を蓋体で覆い保護しているものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載された従来の回路基板を用いた電子部品の断面図である。図７に示すように、電子部品１０４では、セラミック材料からなる絶縁基板１０２の所定の位置に形成されたスルーホール１１０に導電性組成物を充填し、熱処理を行って電気的導通部１０８が形成されている。また、上記導電性組成物としては、銀粒子、ガラス粉末及びビヒクル（Ｖｅｈｉｃｌｅ）を含む混合物が使用されている。この混合物は、銀粒子とガラス粉末との合計量に対する銀粒子の含有量が８５〜９０重量％の範囲であり、含まれるガラス粉末の軟化温度が５５０〜６５０℃程度である。また、絶縁基板１０２としては、無機粉末とバインダとを含む複合物を焼成した後、平板状に仕上げ加工し、更に凹部１０５を設けたものが用いられている。
【０００４】
更に、電子部品１０４は、配線層１０６及び配線層１０７と、配線層１０７に実装された電子素子（水晶片）１０１と、電子素子１０１を覆って絶縁基板１０２上に設けられた蓋体１０３とを含む。また、蓋体１０３と配線層１０７、及び電子素子１０１と配線層１０７は、金−錫合金や金−シリコン合金等からなる接合層１０９を介して接着されている。
【特許文献１】特開２００３−１０１１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記従来の構成では、電気的導通部を形成する際、７５０℃〜９００℃の熱処理を要するため、セラミック基板以外の絶縁基板を用いることが困難であった。そのため、製造コストに占める材料費の割合が大きくなり製造コストが上昇するおそれがあった。
【０００６】
また、一般に使用されるセラミック基板は、最小径が０．７μｍ程度のアルミナ粒子の集合体を含むことからアルミナ粒子間において粒界が存在するため、厚みが１５０μｍ以下のセラミック基板を用いて電子部品を構成すると、電子部品の気密性を維持することが困難となる可能性があった。また、セラミック基板の厚みを薄くすると、電気的導通部を形成する際の熱処理によって、セラミック基板が反る可能性があった。そのため、電子部品の気密性の維持が更に困難となる可能性があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するものであり、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板とその製造方法、及びこれを用いた気密性の向上が可能な電子部品を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の回路基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の回路基板は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板であって、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、
前記スルーホールにおける前記第１主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の回路基板の第１の製造方法は、
絶縁基板の厚さ方向に、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成し、
略球状の金属部材を前記スルーホールに充填し、前記金属部材と前記導電膜とを接合する回路基板の製造方法である。
【００１１】
本発明の回路基板の第２の製造方法は、
絶縁基板の厚さ方向に、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールを形成し、
前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成し、
前記スルーホールにおける前記第１主面側の開口部を略球状の金属部材で塞ぎ、前記金属部材と前記導電膜とを接合する回路基板の製造方法である。
【００１２】
本発明の第１の電子部品は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールに充填され、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記第１主面における前記開口部周囲に形成された前記導電膜に導電性材料を介して搭載されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の電子部品は、絶縁基板と、前記絶縁基板の厚さ方向に形成された、前記絶縁基板の第１主面と前記絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む回路基板と、
前記回路基板に搭載された電子素子と、
前記電子素子を覆う蓋体とを含む電子部品であって、
前記回路基板は、前記スルーホールの内壁と前記第１及び第２主面における前記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、前記スルーホールにおける前記第１主面側の開口部を塞ぎ、かつ前記導電膜と接合する金属部材とを含み、
前記電子素子は、前記金属部材に搭載されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の回路基板とその製造方法によれば、電気的導通部を形成する際、高温での熱処理が不要となるため、例えばセラミック基板以外の基板（ガラス基板等）を用いることができる。よって、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能となる。また、本発明の電子部品によれば、上記本発明の回路基板を用いるため、気密性の向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の第１の回路基板は、絶縁基板と、この絶縁基板の厚さ方向に形成された、絶縁基板の第１主面と絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールとを含む。ここで、「第１主面」とは、上記回路基板を後述する電子部品に適用した際、電子素子が搭載される側の絶縁基板の主面をいう。後述する本発明の第２の回路基板においても同様である。
【００１６】
上記絶縁基板は、ガラス基板であることが好ましい。ガラス基板は酸化珪素分子がつながって出来た境目のない構造を有しているため、セラミック基板に比べ密に形成されている。よって、上記絶縁基板がガラス基板の場合は、後述する電子部品に適用した際、電子部品の気密性の向上が可能となる。ガラス基板としては、例えば、熱膨張係数が３×１０-6／℃〜８×１０-6／℃の硼珪酸ガラスや、同じく熱膨張係数が３×１０-6／℃〜８×１０-6／℃の無アルカリガラス、あるいは熱膨張係数が８×１０-6／℃〜１．２×１０-5／℃のソーダガラス等が使用できる。また、その厚みは、例えば１００〜３００μｍ程度である。
【００１７】
上記スルーホールは、上記第１主面から上記第２主面にかけてその径が漸次小さくなっていることが好ましい。後述する金属部材の充填を容易に行うことができるからである。スルーホールの径は、絶縁基板の厚みに応じて適宜設定すればよいが、例えば絶縁基板の厚みが１５０μｍの場合は、上記第１主面側の開口径を１００μｍ以上１５０μｍ以下の範囲とすればよく、上記第２主面側の開口径を５０μｍ以上１００μｍ以下の範囲とすればよい。また、スルーホールの形成は、例えばサンドブラスト法やエッチング法等により行うことができる。特に、サンドブラスト法でスルーホールを形成すると、スルーホールの内壁がブラストのメディアにより適度に粗面化されるため、スルーホールの内壁と後述する導電膜との密着性が向上する。
【００１８】
そして、本発明の第１の回路基板は、上記スルーホールの内壁と上記第１及び第２主面における上記スルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜と、上記スルーホールに充填され、かつ上記導電膜と接合する金属部材とを含む。金属部材は、例えば金、銅等の金属材料からなるため、導電膜と接合する際において高温（例えば７５０℃以上）での熱処理を要しない。よって、セラミック基板以外の基板（例えばガラス基板等）を用いることができるため、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板を提供できる。
【００１９】
上記導電膜としては、例えばクロム、チタン、ニッケル、パラジウム、金等からなる金属薄膜が使用できる。導電膜は、１層の金属薄膜で形成してもよいし、複数層の金属薄膜で形成してもよい。複数層の金属薄膜で形成する場合は、クロム薄膜上にパラジウム薄膜及び金薄膜を順次積層した導電膜が好ましい。クロム薄膜と、保護層となる金薄膜との間にパラジウム薄膜が介在するため、このパラジウム薄膜が金薄膜とクロム薄膜との接着層として機能するからである。また、クロム薄膜はガラス基板との密着性が高いため、上記絶縁基板としてガラス基板を使用する場合は、上記組み合わせ（クロム薄膜／パラジウム薄膜／金薄膜）の導電膜が特に好ましい。また、上記組み合わせにおける各金属薄膜の厚みは、例えば、クロム薄膜が０．０５〜０．１μｍ程度であり、パラジウム薄膜が０．０１〜０．０５μｍ程度であり、金薄膜が０．３〜１．０μｍ程度である。上述した金属薄膜は、例えばスパッタリング法やめっき法等の手段を用いて形成できる。例えば、クロム薄膜やチタン薄膜やパラジウム薄膜を０．０５〜０．１μｍ程度の厚さに形成する場合は、スパッタリング法を用いて形成することができる。また、例えばニッケル薄膜を１〜２μｍ程度の厚さに形成する場合は、無電解めっき法を用いて形成することができる。また、スパッタリング法やめっき法によって形成された金属薄膜の保護層として、金薄膜を０．３〜１．０μｍ程度の厚さに形成する場合は、電解めっき法を用いて形成することができる。なお、金薄膜はスパッタリング法で形成することもできる。また、上記金薄膜の代わりに銀薄膜や銅薄膜を用いてもよい。銀薄膜や銅薄膜は、金薄膜と同様にスパッタリング法やめっき法によって形成することができる。
【００２０】
また、上記金属部材は、略球状に形成されていることが好ましい。スルーホールの内壁に形成された導電膜と金属部材との間の接合を均一に行うことができるからである。
【００２１】
また、上記絶縁基板はシート状に形成されていることが好ましい。後述する電子部品に適用した際、電子部品の薄型化が容易となるからである。また、上記絶縁基板がシート状に形成されていると、後述する電子部品を製造する際、上記絶縁基板上に複数個の電子素子を同時に実装した後、電子素子毎に個片化して電子部品を製造することができるため、電子素子の実装工程が簡略化する。
【００２２】
次に、本発明の第２の回路基板について説明する。なお、以下の記述において、上述した本発明の第１の回路基板と同じ構成要素についての説明を省略する場合がある。
【００２３】
本発明の第２の回路基板は、上述した本発明の第１の回路基板と同様に、絶縁基板と、この絶縁基板の厚さ方向に形成された、絶縁基板の第１主面と絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールと、このスルーホールの内壁と第１及び第２主面におけるスルーホールの開口部周囲とに形成された導電膜とを含む。そして、本発明の第２の回路基板は、上記構成に加え、上記スルーホールにおける上記第１主面側の開口部を塞ぎ、かつ上記導電膜と接合する金属部材を含む。これにより、上述した本発明の第１の回路基板と同様に、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板を提供できる。
【００２４】
また、本発明の第２の回路基板は、上記金属部材が略半球状に形成され、上記金属部材の半球面と上記導電膜とが接合されている回路基板であってもよい。上記第１主面側の開口部周囲に形成された導電膜と金属部材との間の接合を均一に行うことができる上、上記金属部材における上記半球面側と反対側に位置する平面部に、後述する電子素子を搭載することができるからである。
【００２５】
また、本発明の第２の回路基板に使用される絶縁基板は、上述した本発明の第１の回路基板と同様にガラス基板であることが好ましく、シート状に形成されていることが好ましい。
【００２６】
次に、本発明の回路基板の第１の製造方法について説明する。なお、本発明の回路基板の第１の製造方法は、上述した本発明の第１の回路基板を製造するための好適な製造方法である。よって、以下の記述において、上述した本発明の第１の回路基板と重複する説明を省略する場合がある。
【００２７】
本発明の回路基板の第１の製造方法は、まず、絶縁基板の厚さ方向に、絶縁基板の第１主面と絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールを形成し、このスルーホールの内壁と上記第１及び第２主面における上記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成する。スルーホール及び導電膜の形成方法は、上述の通りである。また、使用する絶縁基板は、上述した本発明の第１の回路基板と同様にガラス基板であることが好ましく、シート状に形成されていることが好ましい。
【００２８】
そして、略球状の金属部材を上記スルーホールに充填し、上記金属部材と上記導電膜とを接合する。これにより、上述した本発明の第１の回路基板を容易に製造できる。なお、「略球状の金属部材」は、例えばキャピラリーツールを用いて形成することができ、その形成方法の詳細については後述する。
【００２９】
また、上記金属部材と上記導電膜とを接合する際は、超音波併用熱圧着法により接合するのが好ましい。この場合の「超音波併用熱圧着法」は、上記金属部材と上記導電膜との接合箇所に対して熱と荷重を加えながら超音波を印加して接合する方法である。超音波併用熱圧着法は、従来の熱と荷重を加えて接合する方式（熱圧着法）の加熱温度（３００℃を超える温度）に比べて、低温（１００〜３００℃程度）で接合することができる。よって、絶縁基板の変形を防ぐことができる。また、超音波を併用することで、導電膜と金属部材とが、超音波による摩擦熱で上記「熱圧着法」に比べより強固に接合される。
【００３０】
次に、本発明の回路基板の第２の製造方法について説明する。なお、本発明の回路基板の第２の製造方法は、上述した本発明の第２の回路基板を製造するための好適な製造方法である。また、以下の記述において、上述した本発明の第２の回路基板、及び上述した本発明の回路基板の第１の製造方法と重複する説明を省略する場合がある。
【００３１】
本発明の回路基板の第２の製造方法は、まず、絶縁基板の厚さ方向に、絶縁基板の第１主面と絶縁基板の第２主面とを接続するためのスルーホールを形成し、このスルーホールの内壁と上記第１及び第２主面における上記スルーホールの開口部周囲とに導電膜を形成する。そして、上記スルーホールにおける上記第１主面側の開口部を略球状の金属部材で塞ぎ、上記金属部材と上記導電膜とを接合する。これにより、上述した本発明の第２の回路基板を容易に製造できる。
【００３２】
また、本発明の回路基板の第２の製造方法において使用する絶縁基板については、上述した本発明の回路基板の第１の製造方法と同様にガラス基板であることが好ましく、シート状に形成されていることが好ましい。また、上記金属部材と上記導電膜とを接合する際は、上述したように超音波併用熱圧着法により接合するのが好ましい。
【００３３】
次に、本発明の第１の電子部品について説明する。なお、本発明の第１の電子部品は、上述した本発明の第１の回路基板を含む電子部品である。よって、以下の記述において、上述した本発明の第１の回路基板と同じ構成要素についての説明を省略する場合がある。
【００３４】
本発明の第１の電子部品は、上述した本発明の第１の回路基板と、この第１の回路基板に搭載された電子素子と、この電子素子を覆う蓋体とを含む。そして、上記電子素子は、上述した本発明の第１の回路基板の導電膜のうち、第１主面におけるスルーホールの開口部周囲に形成された領域に、導電性材料を介して搭載されている。上述したように、本発明の第１の回路基板は高温での熱処理が不要であるため、セラミック基板以外の基板（例えばガラス基板等）を用いることができる。よって、本発明の第１の電子部品によれば、電子部品の気密性の向上が可能となる。
【００３５】
上記電子素子としては、例えば水晶片や半導体素子等が使用できる。例えば、上記電子素子が水晶片である場合、上記電子部品は水晶振動子となる。上記蓋体の材料については特に限定されないが、例えばガラス等を使用することができる。上記蓋体の厚みは、例えば０．３〜０．４ｍｍ程度である。また上記導電性材料としては、例えばエポキシ樹脂に導電微粒子として銀微粒子を配合した導電性接着剤が使用できる。
【００３６】
また、上記第１主面における上記電子素子と面する領域には、凹部が形成されていてもよい。上記電子素子の動作空間の確保が容易となるからである。
【００３７】
次に、本発明の第２の電子部品について説明する。なお、本発明の第２の電子部品は、上述した本発明の第２の回路基板を含む電子部品である。また、以下の記述において、上述した本発明の第２の回路基板、及び上述した本発明の第１の電子部品と同じ構成要素についての説明を省略する場合がある。
【００３８】
本発明の第２の電子部品は、上述した本発明の第２の回路基板と、この第２の回路基板に搭載された電子素子と、この電子素子を覆う蓋体とを含む。そして、上記電子素子は、上述した本発明の第２の回路基板の金属部材に搭載されている。よって、本発明の第２の電子部品によれば、上述した本発明の第１の電子部品と同様に、電子部品の気密性の向上が可能となる。
【００３９】
また、本発明の第２の電子部品において、電子素子と導電膜との間の間隔は、３０〜５０μｍの範囲であることが好ましい。上記電子素子の動作空間を確保した上で、電子部品の薄型化が可能となるからである。
【００４０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４１】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。参照する図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る回路基板の断面図である。また、参照する図１Ｂは、本発明の第１実施形態に係る回路基板の概略平面図である。なお、第１実施形態に係る回路基板は、上述した本発明の第１の回路基板の一例である。
【００４２】
図１Ａに示すように、第１実施形態に係る回路基板１は、絶縁基板１０と、絶縁基板１０の厚さ方向に形成された、絶縁基板１０の第１主面１０ａと絶縁基板１０の第２主面１０ｂとを接続するためのスルーホール１１と、第１導電膜１２と、第２導電膜１３と、スルーホール１１に充填され、かつ第１導電膜１２と接合する金属部材１４とを含む。第１導電膜１２は、第１主面１０ａにおけるスルーホール１１の開口部周囲に形成された電子素子接続電極１２ａと、スルーホール１１の内壁に形成された接続導電膜１２ｂと、第２主面１０ｂにおけるスルーホール１１の開口部周囲に形成された外部接続電極１２ｃとからなる。なお、第１導電膜１２は、特許請求の範囲に記載された「導電膜」に相当する。
【００４３】
金属部材１４は、例えば金、銅等の金属材料からなるため、第１導電膜１２と接合する際において高温（例えば７５０℃以上）での熱処理を要しない。これにより、薄型化が可能な上、製造コストの低減が可能な回路基板１とすることができる。また、金属部材１４は略球状に形成されている。これにより、スルーホール１１の内壁に形成された接続導電膜１２ｂと金属部材１４との間の接合を均一に行うことができる。
【００４４】
また、図１Ｂに示すように、第２導電膜１３は、絶縁基板１０の第１主面１０ａの外縁部に形成されている。この第２導電膜１３は、回路基板１を用いて電子部品を作製する際、後述する蓋体との接着面となる。
【００４５】
また、図１Ａに示すように、スルーホール１１は、第１主面１０ａから第２主面１０ｂにかけてその径が漸次小さくなっている。これにより、金属部材１４の充填を容易に行うことができる。また、第１主面１０ａには凹部１０ｃが形成されている。これにより、回路基板１を電子部品に適用した際、後述する電子素子の動作空間の確保が容易となる。
【００４６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。参照する図２は、本発明の第２実施形態に係る電子部品の断面図である。第２実施形態に係る電子部品は、上述した第１実施形態に係る回路基板１を含む。よって、図２において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。なお、第２実施形態に係る電子部品は、上述した本発明の第１の電子部品の一例である。
【００４７】
図２に示すように、第２実施形態に係る電子部品２は、上述した第１実施形態に係る回路基板１と、回路基板１に搭載された電子素子２０と、電子素子２０を覆う蓋体２１とを含む。蓋体２１は、サンドブラスト法やエッチング法等の手段を用いて形成された凹部２１ａを有する。そして、電子素子２０は、電子素子接続電極１２ａに導電性接着剤２２を介して搭載されている。また、第２導電膜１３と蓋体２１とは、接着層２３を介して接着されている。接着層２３の構成材料としては、金−錫めっき膜や金−錫ペースト、あるいは低融点ガラス等が使用できる。このように、第２実施形態に係る電子部品２は、上述した本発明の第１実施形態に係る回路基板１を用いるため、電子部品２の気密性の向上が可能となる。
【００４８】
また、絶縁基板１０の第１主面１０ａにおける電子素子２０と面する領域には、凹部１０ｃが形成されている。これにより、電子素子２０の動作空間（蓋体２１と第１主面１０ａとの間）の確保が容易となる。なお、電子素子２０として水晶片を用いる場合は、蓋体２１と第１主面１０ａとの間の間隔が２００μｍ以上であることが好ましい。その場合、凹部１０ｃの深さを３０〜５０μｍ程度とすればよい。
【００４９】
また、電子素子２０として水晶片を用いる場合は、電子素子２０を蓋体２１で覆った後でも、水晶片にレーザーを照射することで周波数調整を行うことができるように、蓋体２１の構成材料として上記レーザーの透過性が高いガラスを使用するのが好ましい。また、電子素子２０として発光ダイオードを用いる場合は、蓋体２１の構成材料として可視光の透過性が高いガラスを使用するのが好ましい。
【００５０】
次に、上述した第２実施形態に係る電子部品２の製造方法の一例について図面を参照して説明する。参照する図３Ａ〜Ｊは、第２実施形態に係る電子部品２の製造方法の一例を示す工程断面図である。このうち図３Ａ〜Ｇは、上述した第１実施形態に係る回路基板１の製造方法の一例を示す工程断面図である。なお、図３Ａ〜Ｊにおいて、図１及び図２と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００５１】
まず、図３Ａに示すように、熱膨張係数が３×１０-6／℃〜８×１０-6／℃の無アルカリガラスからなる絶縁基板１０（厚み：１５０μｍ）を用意する。
【００５２】
次に、図３Ｂに示すように、絶縁基板１０の第１主面１０ａに、深さが３０〜５０μｍの凹部１０ｃをサンドブラスト法により形成する。
【００５３】
続いて、図３Ｃに示すように、絶縁基板１０の第１主面１０ａ側からサンドブラスト法でスルーホール１１を形成する。この際、第１主面１０ａから第２主面１０ｂにかけてスルーホール１１の径が漸次小さくなるように形成することが好ましい。この場合、スルーホール１１の開口径は、例えば、第１主面１０ａ側を１２０μｍとし、第２主面１０ｂ側を８０μｍとすればよい。
【００５４】
次に、図３Ｄに示すように、絶縁基板１０の表面及びスルーホール１１の内壁に導電膜７を形成する。例えば、絶縁基板１０の表面及びスルーホール１１の内壁に、スパッタリング法によりクロム薄膜（厚み：０．１μｍ）を形成し、このクロム薄膜上に、スパッタリング法によりパラジウム薄膜（厚み：０．０５μｍ）を形成した後、このパラジウム薄膜上に、電解めっき法により金薄膜（厚み：０．５〜１．０μｍ）を形成することにより、クロム薄膜、パラジウム薄膜及び金薄膜からなる導電膜７を形成することができる。
【００５５】
次に、導電膜７上の所定の箇所にレジスト膜（図示せず）を形成した後、導電膜７上の上記レジスト膜で覆われていない箇所をエッチングして、図３Ｅに示す第１及び第２導電膜１２，１３を形成する。
【００５６】
続いて、還元性雰囲気（Ｎ2ガス等）中で３００℃の加熱温度に設定されたヒーター（図示せず）上に絶縁基板１０を押さえガイド（図示せず）でセットし、ワイヤーボンダーのボンディングヘッド（図示せず）に組み込まれた上下動式のキャピラリーツール６（図３Ｆ参照）をスルーホール１１の真上に合わせて配置する。この際の位置合わせはワイヤーボンダーに備えられた位置認識装置により行うことができる。このときの位置精度は、例えば±５μｍ以下である。また、キャピラリーツール６には金属ワイヤ５（図３Ｆ参照）が挿通されている。金属ワイヤ５の構成材料としては、耐食性が高い金が好ましい。そして、トーチ（図示せず）により金属ワイヤ５の先端部を加熱溶融して、略球状の金属部材１４（図３Ｆ参照）を形成する。この金属部材１４は、直径が金属ワイヤ５の約３〜４倍程度となる。よって、例えば金属部材１４の直径を１２０μｍ程度の大きさにする場合は、金属ワイヤ５として直径が３８μｍ程度のものを使用すればよい。なお、金属部材１４は、金属ワイヤ５の先端部とトーチ（図示せず）との間で火花放電を発生させることにより形成している。
【００５７】
次に、図３Ｆに示すように、キャピラリーツール６を下降させて、金属部材１４をスルーホール１１内に１００〜３００ｇｆの荷重で押圧しながら充填する。この際、キャピラリーツール６に対し図１ＢのＹ方向に超音波振動を加え、同時にキャピラリーツール６に対し図１ＢのＸ方向に機械的な微振動を加える。この時の超音波の発振周波数は６０〜１２０ｋＨｚが好ましく、超音波の印加時間は１０〜５０ｍｓが好ましい。また、機械的な微振動を加える方法としては、例えばボンディングヘッドを上記Ｘ方向に振動させる方法が挙げられる。このときのＸ方向の振動幅は、超音波の振動幅と同程度（例えば５〜１０μｍ）であることが好ましい。このようにして、金属部材１４と接続導電膜１２ｂとを接合する。この後、キャピラリーツール６を上昇させ、金属ワイヤ５を切断する。これにより、図３Ｇに示す回路基板１が得られる。なお、金属ワイヤ５を切断する際に、トーチ（図示せず）で加熱することによって切断すると、切断と同時に略球状の金属部材１４が形成されるため、回路基板１を連続して製造する場合に作業性が向上する。また、本実施形態では、上述したような超音波併用熱圧着法を用いるため、接続導電膜１２ｂと金属部材１４とが強固に接合される。よって、後述するように、電子部品２（図３Ｊ参照）を形成した際、スルーホール１１の密閉性が高くなるため、気密性の高い電子部品２とすることができる。
【００５８】
続いて、図３Ｈに示すように、回路基板１の電子素子接続電極１２ａ上に導電性接着剤２２を介して電子素子２０を搭載する。これにより、回路基板１の外部接続電極１２ｃは、接続導電膜１２ｂ、電子素子接続電極１２ａ及び導電性接着剤２２を介して電子素子２０と電気的に接続される。なお、本実施形態では、電子素子２０として水晶片を用いている。
【００５９】
次に、真空雰囲気中で回路基板１を位置決め用冶具（図示せず）にセットした後、蓋体２１を回路基板１の真上に位置合わせし（図３Ｉ参照）、蓋体２１と回路基板１とを接着する。この際、図３Ｉに示すように、蓋体２１の回路基板１との接続部には、接着層２３が予め設けられている。本実施形態では、接着層２３として、電解めっきにより形成した金−錫合金（厚み：１０〜１５μｍ）を用いている。この場合、金−錫合金の質量比（金：錫）は、例えば４：１とすればよい。
【００６０】
次に、蓋体２１を５×１０4〜６×１０4Ｐａで加圧しながら、２９０〜３１０℃のＮ2ガス雰囲気炉中で回路基板１と共に加熱する。この時の加熱時間は３０〜６０秒が好ましい。これにより、回路基板１と蓋体２１とが接着層２３によって接合され、気密性が高い電子部品２が得られる（図３Ｊ）。なお、図３Ｊに示す電子部品２は、長胴方向及び短胴方向の寸法がそれぞれ２．０ｍｍ及び１．６ｍｍで、厚みが０．５ｍｍであるが、上記製造方法によれば、更に薄型の電子部品を安価に製造することができる。例えば、長胴方向及び短胴方向の寸法がそれぞれ１．６ｍｍ及び１．０ｍｍで、厚みが０．４ｍｍの電子部品を安価に製造することができる。
【００６１】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について図面を参照して説明する。参照する図４は、本発明の第３実施形態に係る回路基板の断面図である。なお、第３実施形態に係る回路基板は、上述した本発明の第２の回路基板の一例である。また、図４において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００６２】
図４に示すように、第３実施形態に係る回路基板３において、２つのスルーホール１１ａ，１１ｂのうちスルーホール１１ｂ内には、第１実施形態に係る回路基板１（図１Ａ参照）と同様に金属部材１４が充填されている。一方、スルーホール１１ａは、第１主面１０ａ側の開口部が金属部材３０で塞がれている。金属部材３０は、略半球状に形成されており、その半球面と第１導電膜１２とが接合されている。また、第１主面１０ａには凹部が形成されていない。その他は、上述した第１実施形態に係る回路基板１（図１Ａ参照）と同様である。上記構成を有することにより、第３実施形態に係る回路基板３は、上述した第１実施形態に係る回路基板１と同様の効果を発揮することができる。
【００６３】
また、第３実施形態に係る回路基板３によれば、金属部材３０の平面部３０ａに、導電性材料等を介さずに電子素子を直接搭載することができるため、電子部品に適用した際、電子部品の薄型化を容易に行うことができる。なお、図４に示すスルーホール１１ａ，１１ｂでは、第１主面１０ａから第２主面１０ｂにかけてその径が漸次小さくなっているが、スルーホール１１ａ，１１ｂの径が漸次小さくなっていなくてもよい。即ち、スルーホール１１ａ，１１ｂの第１主面１０ａ側の開口径が、スルーホール１１ａ，１１ｂの第２主面１０ｂ側の開口径と同じか小さくてもよい。
【００６４】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について図面を参照して説明する。参照する図５は、本発明の第４実施形態に係る電子部品の断面図である。第４実施形態に係る電子部品は、上述した第３実施形態に係る回路基板３を含む。なお、第４実施形態に係る電子部品は、上述した本発明の第２の電子部品の一例である。また、図５において、図２及び図４と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００６５】
図５に示すように、第４実施形態に係る電子部品４は、上述した第２実施形態に係る電子部品２（図２参照）に対し、回路基板として第３実施形態に係る回路基板３を用いたことと、電子素子２０が金属部材３０上に直接搭載されていること以外は、第２実施形態に係る電子部品２と同様である。よって、第４実施形態に係る電子部品４は、上述した第２実施形態に係る電子部品２と同様の効果を有する上、導電性材料等を介さずに電子素子２０が搭載されているため、薄型化を容易に行うことができる。なお、電子素子２０の動作空間を確保するためには、電子素子２０と電子素子接続電極１２ａとの間の間隔が、３０〜５０μｍの範囲であることが好ましい。
【００６６】
次に、上述した第４実施形態に係る電子部品４の製造方法の一例について図面を参照して説明する。参照する図６Ａ〜Ｄは、第４実施形態に係る電子部品４の製造方法の一例を示す工程断面図である。このうち図６Ａ，Ｂは、上述した第３実施形態に係る回路基板３の製造方法の一例を示す工程断面図である。なお、図６Ａ〜Ｄにおいて、図４及び図５と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００６７】
まず、上述した図３Ｃ〜Ｅと同様の工程を行って、スルーホール１１ａ，１１ｂと、第１及び第２導電膜１２，１３とが設けられた絶縁基板１０を用意する（図６Ａ）。
【００６８】
次に、キャピラリーツール６（図３Ｆ参照）を用いてスルーホール１１ｂに金属部材１４を充填し、上述した図３Ｆの工程と同様に接続導電膜１２ｂと金属部材１４とを接合する（図６Ｂ）。
【００６９】
続いて、キャピラリーツール６（図３Ｆ参照）を用いてスルーホール１１ａの第１主面１０ａ側の開口部を略球状の金属部材３０で塞ぎ、第１導電膜１２と金属部材３０とを接合する（図示せず）。この際、１００〜３００ｇｆの荷重で金属部材３０を押圧することにより、キャピラリーツール６を用いて略球状に形成された金属部材３０が、図６Ｂに示すような略半球状の金属部材３０となる。この際、キャピラリーツール６に挿通される金属ワイヤ５（図３Ｆ参照）としては、例えばスルーホール１１ａの第１主面１０ａ側の開口径が１２０μｍ程度である場合、直径が５１μｍ程度のものを使用すればよい。その他の条件は上述した図３Ｆの工程と同様である。このようにして、図６Ｂに示す回路基板３が得られる。
【００７０】
続いて、図６Ｃに示すように、回路基板３の金属部材３０上に電子素子２０の電極部（図示せず）を重ねた後、超音波併用熱圧着法により金属部材３０と上記電極部とを接合することにより、電子素子２０を搭載する。そして、上述した図３Ｉ，Ｊと同様の工程を行うことにより、図６Ｄに示す電子部品４が得られる。
【００７１】
得られた電子部品４を、ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ：国際電気標準会議）６８−２−６６による不飽和型蒸気加圧試験（試験条件：１３０℃、８５％相対湿度（ＲＨ）、４０時間）での高湿条件下に曝した後、気密性試験を行った結果（各１００個）、電子部品４の気密性は良好であることが確認できた。ここでいう「気密性が良好」とは、ヘリウムをトレーサガスに用いた気密性試験機において、１×１０-9Ｐａ・ｍ3／ｓｅｃ以下の漏れ量に保持できる状態の事をいう。なお、上記気密性試験は、ＪＩＳＺ２３３１「ヘリウム漏れ試験方法（真空吹き付け法）」に準拠する試験であり、気密性試験機として、株式会社アルバック社製ヘリウムリークディテクターを用いて行った。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、水晶片や半導体素子等を含む電子部品に有用であり、特に、高気密性が要求される電子部品に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】Ａは本発明の第１実施形態に係る回路基板の断面図であり、Ｂは本発明の第１実施形態に係る回路基板の概略平面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る電子部品の断面図である。
【図３】Ａ〜Ｊは、本発明の第２実施形態に係る電子部品の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る回路基板の断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る電子部品の断面図である。
【図６】Ａ〜Ｄは、本発明の第４実施形態に係る電子部品の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図７】従来の回路基板を用いた電子部品の断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１，３  回路基板
２，４  電子部品
５      金属ワイヤ
６      キャピラリーツール
７      導電膜
１０    絶縁基板
１０ａ  第１主面
１０ｂ  第２主面
１０ｃ，２１ａ  凹部
１１，１１ａ，１１ｂ  スルーホール
１２    第１導電膜
１２ａ  電子素子接続電極
１２ｂ  接続導電膜
１２ｃ  外部接続電極
１３    第２導電膜
１４，３０  金属部材
２０    電子素子
２１    蓋体
２２    導電性接着剤（導電性材料）
２３    接着層
３０ａ  平面部
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006025139.tif 000009
【図２】
2006025139.tif 000010
【図３】
2006025139.tif 000011
【図４】
2006025139.tif 000012
【図５】
2006025139.tif 000013
【図６】
2006025139.tif 000014
【図７】
2006025139.tif 000015
【国際調査報告】
2006025139.tif 000016
2006025139.tif 000017
2006025139.tif 000018
2006025139.tif 000019
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