特開 2023-123109 パッケージ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023123109

(43)【公開日】2023-09-05

(54)【発明の名称】パッケージ

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/02 20060101AFI20230829BHJP

【ＦＩ】

H01L23/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022026990

(22)【出願日】2022-02-24

(71)【出願人】

【識別番号】391039896

【氏名又は名称】ＮＧＫエレクトロデバイス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(74)【代理人】

【識別番号】100134991

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 和樹

(74)【代理人】

【識別番号】100148507

【弁理士】

【氏名又は名称】喜多 弘行

(72)【発明者】

【氏名】緒方 孝友

(57)【要約】

【課題】パッケージの製造中または使用中に生じる応力に起因してビア孔からクラックが発生することを抑制することができるパッケージを提供する。
【解決手段】セラミック枠部１２０は、基板配線部２００が設けられたセラミック基板部１１０上に配置されており、キャビティＣＶを囲んでいる。メタライズ層６００はセラミック枠部１２０上に設けられている。ビア電極５１０は、メタライズ層６００と基板配線部２００とを互いに接続しており、ビア孔ＶＨ中に配置されている。ビア孔ＶＨは、枠貫通部ＶＨ１と、配線貫通部ＶＨ２と、突出部ＶＨ３と、を有している。枠貫通部ＶＨ１は、セラミック枠部１２０を貫通しており、ビア電極５１０で充填されている。配線貫通部ＶＨ２は、枠貫通部ＶＨ１から延びて基板配線部２００を貫通しており、ビア電極５１０で充填されている。突出部ＶＨ３は、配線貫通部からセラミック基板部１１０中に突出している。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓋体が取り付けられることによって電子部品を気密に封止するためのキャビティが設けられたパッケージであって、
セラミック基板部と、
前記セラミック基板部に設けられた基板配線部と、
第１面と、前記第１面と反対であって、前記基板配線部が設けられた前記セラミック基板部上に配置された第２面と、を有し、前記キャビティを囲むセラミック枠部と、
前記セラミック枠部の前記第１面上に設けられたメタライズ層と、
前記メタライズ層と前記基板配線部とを互いに接続し、ビア孔中に配置されたビア電極と、
を備え、
前記ビア孔は、
前記セラミック枠部を貫通し、前記ビア電極で充填された枠貫通部と、
前記枠貫通部から延びて前記基板配線部を貫通し、前記ビア電極で充填された配線貫通部と、
前記配線貫通部から前記セラミック基板部中に突出する突出部と、
を有している、
パッケージ。

【請求項2】

前記ビア孔の前記突出部はテーパー状である、請求項１に記載のパッケージ。

【請求項3】

前記ビア孔の前記突出部は、前記セラミック基板部に設けられた止まり穴である、請求項１または２に記載のパッケージ。

【請求項4】

前記セラミック枠部は、２００μｍ以下の最小幅を有している、請求項１から３のいずれか１項に記載のパッケージ。

【請求項5】

前記ビア電極は５０μｍ以下の直径を有している、請求項１から４のいずれか１項に記載のパッケージ。

【請求項6】

前記電子部品としての水晶ブランクが実装されることになる電極パッドをさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のパッケージ。

【請求項7】

前記ビア孔の前記突出部は、前記ビア電極によって少なくとも部分的に充填されている、請求項１から６のいずれか１項に記載のパッケージ。

【請求項8】

前記ビア孔の前記突出部は、前記突出部が空隙を有するように、前記ビア電極によって部分的に充填されている、請求項１から７いずれか１項に記載のパッケージ。

【請求項9】

前記ビア電極は、前記ビア孔の前記突出部に接する底面を有しており、前記ビア電極の前記底面は凸状の曲面である、請求項１から７のいずれか１項に記載のパッケージ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パッケージに関し、特に、蓋体が取り付けられることによって電子部品を気密に封止するためのキャビティが設けられたパッケージに関するものである。

【背景技術】

【0002】

セラミックグリーンシートを用いて製造されるセラミック部品として、水晶振動子用のパッケージが知られている。一般的な水晶振動子は、水晶ブランクと、水晶ブランクが収められるキャビティを有するパッケージと、キャビティを封止するための蓋とを有している。パッケージは、キャビティの底面をなす基板部と、キャビティを囲む枠部と、この枠部上に設けられたメタライズ層とを有している。メタライズ層に蓋が接合材（典型的には、ろう材）を用いて接合される。

【0003】

パッケージを用いたモジュール、例えば上記のような水晶振動子、の使用中、メタライズ層の電位は、ノイズ防止のような目的で適切に管理される必要がある場合が多く、典型的には接地電位とされる。この目的で、メタライズ層は、例えば、接地電位用の電極パッドに電気的に短絡されている。このための電気的経路は、典型的には、枠部を貫通するビア電極を介して確保される。具体的には、接地電位用の電極パッドに電気的に接続された配線部と、メタライズ層とが、枠部に埋め込まれたビア電極によって互いに接続される。

【0004】

しかしながら、パッケージの小型化の進展にともなって枠部の材料幅（枠部の内壁面と外壁面との間の寸法）が小さくなってきており、これに対応した微細なビア電極を形成することが困難となってきている。具体的には、微細なビア電極が配置されるための微細なビア孔を、焼成されることによって枠部となるグリーンシートに形成することが、困難となってきている。

【0005】

ビア孔の典型的な形成方法として、ピン形状を有する金型が用いられる場合、ビア孔を微細化するためにピン形状を微細化すると、ピンの機械的強度が不足しやすい。よって、金型加工では、ビア孔が微細になるにつれて、量産における加工効率を確保することが難しくなってきている。

【0006】

そこで、例えば特開２００７－２７５９２号公報（特許文献１）に開示された技術によれば、ビア電極に代わって、枠部の内壁面上に、略三日月状の形状を有するキャスタレーション電極が設けられている。しかしながら、上記公報の技術のようにビア電極に代わってキャスタレーション電極がキャビティの側壁に設けられている場合、ろう材を用いての蓋の接合工程において、ろう材がキャビティ中へキャスタレーション電極に沿って流れ込みやすい。流れ込んだろう材と水晶ブランクとが接触することによって、水晶振動子の性能に悪影響が生じることがある。なお、ろう材の流れ込みによる機械的特性への悪影響は、パッケージに実装される素子が水晶ブランクの場合に特に懸念されるが、水晶ブランクに限らず他の圧電素子の場合にも生じることがある。さらに、圧電素子に限らず他の電子部品にとっても、例えば意図しない短絡のような、電気的特性への悪影響が懸念される。

【0007】

一方、特開２００９－２３４０７４号公報（特許文献２）は、ビア孔としての微小な貫通孔を、セラミックグリーンシートに、レーザー加工技術によって形成する方法が開示されている。具体的には、厚みが２５０μｍ以下のセラミックグリーンシートに、直径３０μｍ乃至５０μｍの貫通孔が、紫外線レーザーを用いて形成される。このようなレーザー加工が、前述した金型加工に代わって用いられることによって、小型パッケージの量産におけるビア孔の加工効率を確保することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００７－２７５９２号公報

【特許文献2】特開２００９－２３４０７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上記のようにレーザー加工を用いることによって、貫通孔（ビア孔）を十分な加工効率で形成することができる。しかしながら、本発明者らの検討によると、上記のように、パッケージの小型化の進展にともなって枠部の材料幅が小さくなるほど、パッケージの製造中または使用中に生じる応力に起因してビア孔からクラックが発生してしまう懸念が大きい。

【0010】

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、パッケージの製造中または使用中に生じる応力に起因してビア孔からクラックが発生することを抑制することができるパッケージを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

一の態様に従うパッケージには、蓋体が取り付けられることによって電子部品を気密に封止するためのキャビティが設けられている。前記パッケージは、セラミック基板部と、基板配線部と、セラミック枠部と、メタライズ層と、ビア電極と、を備えている。前記基板配線部は前記セラミック基板部に設けられている。前記セラミック枠部は、第１面と、前記第１面と反対であって、前記基板配線部が設けられた前記セラミック基板部上に配置された第２面と、を有しており、前記キャビティを囲んでいる。前記メタライズ層は前記セラミック枠部の前記第１面上に設けられている。前記ビア電極は、前記メタライズ層と前記基板配線部とを互いに接続しており、ビア孔中に配置されている。前記ビア孔は、枠貫通部と、配線貫通部と、突出部と、を有している。前記枠貫通部は、前記セラミック枠部を貫通しており、前記ビア電極で充填されている。前記配線貫通部は、前記枠貫通部から延びて前記基板配線部を貫通しており、前記ビア電極で充填されている。前記突出部は、前記配線貫通部から前記セラミック基板部中に突出している。

【発明の効果】

【0012】

上記一の態様によれば、前記ビア孔は、前記セラミック基板部中に突出する前記突出部を有している。これにより、前記ビア孔内に配置される前記ビア電極は、前記基板配線部上に底面を有さず、よって前記基板配線部上に角部を有しない。よって、前記パッケージの製造のための焼成工程における前記ビア電極と前記セラミック基板部との間での焼結収縮率の違い、および、前記パッケージの使用中における前記ビア電極と前記セラミック基板部との熱膨張係数の違い、の少なくともいずれかに起因しての応力が前記角部へ集中する現象が避けられる。よって、応力集中に起因してのクラックの発生を防止することができる。

【0013】

前記ビア孔の前記突出部はテーパー状であってよい。この場合、前記突出部の近傍での応力を抑えることができる。

【0014】

前記ビア孔の前記突出部は、前記セラミック基板部に設けられた止まり穴であってよい。これにより、前記ビア孔の深さを抑制することができる。よって、前記ビア孔に起因しての前記セラミック基板部の機械的強度の低下を抑制することができる。

【0015】

前記セラミック枠部は、２００μｍ以下の最小幅を有していてよい。このようにセラミック枠部が微細な寸法を有する場合、特にクラックが発生しやすい。上記一の態様によれば、このようなクラックの発生を防止することができる。

【0016】

前記ビア電極は５０μｍ以下の直径を有している。このようにビア電極が微細であることによって、セラミック枠部の幅が微細であることが許容される。このようにセラミック枠部が微細な寸法を有する場合、特にクラックが発生しやすい。上記一の態様によれば、このようなクラックの発生を防止することができる。

【0017】

前記パッケージは、前記電子部品としての水晶ブランクが実装されることになる電極パッドをさらに備えていてよい。水晶ブランクが実装されるパッケージは、微細な設計寸法を有することが多い。その場合、特にクラックが発生しやすい。上記一の態様によれば、このようなクラックの発生を防止することができる。

【0018】

前記ビア孔の前記突出部は、前記ビア電極によって少なくとも部分的に充填されていてよい。これにより、前記ビア孔のうち前記突出部よりも浅く位置する部分である前記配線貫通部が、前記ビア電極によって、より確実に充填される。よって、前記ビア電極を前記基板配線部へ、より確実に電気的に接続することができる。

【0019】

前記ビア孔の前記突出部は、前記突出部が空隙を有するように、前記ビア電極によって部分的に充填されていてよい。この空隙によって、応力を、より緩和することができる。

【0020】

前記ビア電極は、前記ビア孔の前記突出部に接する底面を有していてよく、前記ビア電極の前記底面は凸状の曲面であってよい。この場合、前記ビア電極の前記底面は、角張った部分を有しない。これにより、このような角張った部分への応力集中が避けられる。よって、当該応力集中に起因してのクラックの発生を避けることができる。

【0021】

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施の形態１における水晶振動子の構成を概略的に示す平面図である。

【図2】図１の線ＩＩ－ＩＩに沿う概略的な断面図である。

【図3】図１の水晶振動子の製造方法の一工程を概略的に示す平面図である。

【図4】図３の線ＩＶ－ＩＶに沿う概略的な断面図である。

【図5】実施の形態１におけるパッケージの構成を概略的に示す平面図である。

【図6】図５の線ＶＩ－ＶＩに沿う概略的な断面図である。

【図7】図５におけるメタライズ層とセラミック枠部とビア電極との図示を省略した平面図である。

【図8】図７における基板部および基板ビア電極を、パッケージ電極パッドを破線で示しつつ、概略的に示す平面図である。

【図9】図５におけるセラミック枠部上のメタライズ層の図示を省略した平面図である。

【図10】図５の線Ｘ－Ｘに沿う概略的な部分断面図である。

【図11】図１０の一部拡大図である。

【図12】実施の形態１におけるパッケージの製造方法を概略的に示すフロー図である。

【図13】実施の形態１におけるパッケージの製造方法の一工程を概略的に示す平面図である。

【図14】図１３における基板部および基板ビア電極を、パッケージ電極パッドを破線で示しつつ、概略的に示す平面図である。

【図15】図１３および図１４の線ＸＶ－ＸＶに沿う概略的な部分断面図である。

【図16】実施の形態１におけるパッケージの製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。

【図17】実施の形態１におけるパッケージの製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。

【図18】実施の形態１におけるパッケージの製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。

【図19】実施の形態１におけるパッケージの製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。

【図20】実施の形態１におけるパッケージの製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。

【図21】実施の形態１におけるパッケージの製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。

【図22】第１の比較例におけるパッケージの構成を示す部分断面図である。

【図23】図２２の一部拡大図である。

【図24】第１の比較例におけるパッケージの製造方法の一工程を示す部分断面図である。

【図25】第１の比較例におけるパッケージの製造方法の一工程を示す部分断面図である。

【図26】第１の比較例におけるパッケージの製造方法の一工程を示す部分断面図である。

【図27】第１の比較例におけるパッケージの製造方法の一工程を示す部分断面図である。

【図28】第１の比較例におけるパッケージの製造方法の一工程を示す部分断面図である。

【図29】第２の比較例におけるパッケージの製造方法の一工程を示す部分断面図である。

【図30】図２０に示された工程の実施例を示す顕微鏡写真である。

【図31】実施の形態２におけるパッケージの構成を、図１１に対応した視野で概略的に示す部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。

【0024】

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１におけるモジュールとしての水晶振動子９００の構成を概略的に示す平面図である。図２は、図１の線ＩＩ－ＩＩに沿う概略的な断面図である。図３は、水晶振動子９００（図１）の製造方法における、水晶ブランク８９０（電子部品）が実装された直後の構成を概略的に示す平面図である。図４は、図３の線ＩＶ－ＩＶに沿う概略的な断面図である。

【0025】

水晶振動子９００は、パッケージ７０１と、水晶ブランク８９０と、ろう材９６０と、蓋体９８０とを有している。パッケージ７０１には、蓋体９８０が取り付けられることによって水晶ブランク８９０（電子部品）を気密に封止するためのキャビティＣＶが設けられている。水晶ブランク８９０は、キャビティＣＶ内に収められており、パッケージ７０１の素子電極パッド２１１および素子電極パッド２１２の上に実装されている。蓋体９８０は、ろう材９６０によってパッケージ７０１のメタライズ層６００に接合されており、これによりキャビティＣＶが封止されている。ろう材９６０は、典型的には、金を含む合金からなることが好ましく、例えば、金およびスズを含む合金、言い換えればＡｕ－Ｓｎ系合金、からなる。蓋体９８０は、金属からなり、例えば、鉄およびニッケルを含む合金からなる。なお本明細書において、合金は金属の一種とみなす。

【0026】

メタライズ層６００は、例えば、モリブデンおよびタングステンの少なくともいずれかを含む金属からなる。メタライズ層６００の表面（ろう材９６０に面する面）には、めっき層が設けられていてよく、典型的には金めっき層が設けられている。また金めっき層の下地としてニッケルめっき層が設けられていてよい。パッケージ７０１のセラミック枠部１２０の枠上面ＳＦ１上に直接設けられたメタライズ層６００と、蓋体９８０との間は、ろう材９６０のみによって接合されていてよい。

【0027】

図５は、パッケージ７０１の構成を概略的に示す平面図である。図６は、図５の線ＶＩ－ＶＩに沿う概略的な断面図である。パッケージ７０１は、セラミック部１００と、素子電極パッド２１１と、素子電極パッド２１２と、パッケージ電極パッド３０１～３０４とを含む。

【0028】

セラミック部１００は、セラミックからなり、好ましくは酸化物を主成分として有しており、より好ましくはアルミナを主成分として有しており、例えば実質的にアルミナからなる。セラミック部１００は、セラミック基板部１１０と、セラミック基板部１１０上でキャビティＣＶを囲むセラミック枠部１２０と、を含む。セラミック基板部１１０の材料と、セラミック枠部１２０の材料とは、同じであってよい。セラミック枠部１２０は厚み方向（図６における縦方向）においてセラミック基板部１１０に積層されている。これにより、セラミック枠部１２０は、セラミック基板部１１０上に配置されており、キャビティＣＶを囲んでいる。セラミック枠部１２０は、枠上面ＳＦ１（第１面）と、枠下面ＳＦ２（厚み方向において第１面と反対の第２面）とを有している。またセラミック枠部１２０は、枠上面ＳＦ１と枠下面ＳＦ２とを互いにつなぐ内壁面を有しており、当該内壁面はキャビティＣＶの側壁である。セラミック基板部１１０は基板上面ＳＦ３（第３面）を有している。基板上面ＳＦ３は、セラミック枠部１２０の枠下面ＳＦ２を支持する支持面部分ＳＦ３Ｓと、キャビティＣＶに面するキャビティ面部分ＳＦ３Ｃとを有している。キャビティ面部分ＳＦ３ＣはキャビティＣＶの底面をなしている。

【0029】

またパッケージ７０１は、セラミック枠部１２０の枠上面ＳＦ１上に、蓋体９８０（図１および図２）が接合されることになるメタライズ層６００を有している。またパッケージ７０１は、セラミック部１００に設けられた、電気的配線のための構成を、以下に記すように含む。

【0030】

素子電極パッド２１１および素子電極パッド２１２（図５）はキャビティＣＶに面してセラミック部１００（図６）に配置されている。具体的には、素子電極パッド２１１および素子電極パッド２１２は、セラミック基板部１１０（図６）の基板上面ＳＦ３のキャビティ面部分ＳＦ３Ｃ上に配置されている。素子電極パッド２１１，２１２には、電子部品としての水晶ブランク８９０（図３および図４）が実装されることになる。パッケージ電極パッド３０１～３０４（図５）はキャビティＣＶ外においてセラミック部１００（図６）に配置されている。具体的には、パッケージ電極パッド３０１～３０４は、セラミック基板部１１０（図６）の下面（基板上面ＳＦ３とは反対の面）上に配置されている。

【0031】

中継電極２２０（図５）は、セラミック基板部１１０（図６）の基板上面ＳＦ３上に設けられている。中継電極２２０は、少なくとも部分的に支持面部分ＳＦ３Ｓ（図６）上に配置されている。よって、中継電極２２０（図５）は、少なくとも部分的にセラミック枠部１２０に覆われている。中継電極２２０はさらに、セラミック枠部１２０には覆われずにキャビティＣＶの底面に配置された部分を有していてよい。言い換えれば、中継電極２２０はセラミック枠部１２０に部分的にのみ覆われていてよい。

【0032】

図７は、図５におけるメタライズ層６００とセラミック枠部１２０とビア電極５１０（図９参照）と、の図示を省略した平面図である。図８は、図７におけるセラミック基板部１１０および基板ビア電極４１１～４１４を、パッケージ電極パッド３０１～３０４を破線で示しつつ、概略的に示す平面図である。

【0033】

セラミック部１００のセラミック基板部１１０にはその上面近傍において配線層４０１～４０３が埋め込まれている。配線層４０１は素子電極パッド２１１に接触しており、配線層４０２は素子電極パッド２１２に接触しており、配線層４０３は中継電極２２０に接触している。これらの接触を阻害しない範囲で配線層４０１～４０３は、セラミック基板部１１０の一部としての絶縁膜１１０ｉ（図１０参照）に被覆されていてよく、特に素子電極パッド２１１と配線層４０３との間は、絶縁膜１１０ｉによって絶縁されている。配線層４０３および中継電極２２０によって基板配線部２００が構成されている。基板配線部２００は、パッケージ７０１の一部であり、セラミック基板部１１０に設けられている。基板配線部２００の厚みは、例えば、５μｍ以上２０μｍ以下である。

【0034】

パッケージ７０１は、セラミック基板部１１０中に埋め込まれた基板ビア電極４１１～４１４を有している。基板ビア電極４１１は配線層４０２とパッケージ電極パッド３０１とを互いに接続している。基板ビア電極４１２は配線層４０３とパッケージ電極パッド３０２とを互いに接続している。基板ビア電極４１３は配線層４０１とパッケージ電極パッド３０３とを互いに接続している。基板ビア電極４１４は配線層４０３とパッケージ電極パッド３０４とを互いに接続している。

【0035】

以上の構成から、素子電極パッド２１１はパッケージ電極パッド３０３に電気的に接続されており、素子電極パッド２１２はパッケージ電極パッド３０１に電気的に接続されており、中継電極２２０はパッケージ電極パッド３０２およびパッケージ電極パッド３０４に電気的に接続されている。

【0036】

図９は、図５におけるメタライズ層６００の図示を省略した平面図である。図１０は、図５および図７～図９の各々の線Ｘ－Ｘに沿う概略的な部分断面図である。図１１は、図１０の一部拡大図である。

【0037】

図９を参照して、セラミック枠部１２０の最小幅、すなわちセラミック枠部１２０の内壁面ＥＩ（キャビティＣＶに面する面）と外壁面ＥＯ（内壁面ＥＩと反対の面）との間の最小寸法は、２００μｍ以下であってよく、典型的には２０μｍ以上１１０μｍ以下である。

【0038】

前述したように、配線層４０３および中継電極２２０によって、セラミック基板部１１０の基板上面ＳＦ３上に基板配線部２００が構成されている。また、前述したようにセラミック基板部１１０がその一部として絶縁膜１１０ｉ（図１０）を有している。基板配線部２００が設けられたセラミック基板部１１０上に、セラミック枠部１２０の枠下面ＳＦ２（図１０）が配置されている。

【0039】

なお変形例として、絶縁膜１１０ｉはパッケージの設計によっては省略されてよい。また基板配線部２００は、配線層４０３および中継電極２２０のいずれか一方のみによって構成されてよい。例えば、基板配線部２００は、中継電極２２０が省略されつつ配線層４０３を有していてよく、その場合において、配線層４０３と絶縁膜１１０ｉとの境界位置（図１０における配線層４０３の右端位置）が支持面部分ＳＦ３Ｓ上の中継電極２２０の端位置（図１０における中継電極２２０の右端位置）へずらされてよく、中継電極２２０は省略されてよい。またキャビティＣＶに面している絶縁膜１１０ｉの端は、セラミック枠部１２０に達するように変形されてよく、その場合、基板配線部２００は絶縁膜１１０ｉによってキャビティＣＶから隔てられてよい。また、基板配線部２００は、典型的には図１０に示されているように支持面部分ＳＦ３Ｓとキャビティ面部分ＳＦ３Ｃとにまたがっているが、変形例として、支持面部分ＳＦ３Ｓ上にのみ配置されていてよい。また基板配線部２００は、本実施の形態においてはセラミック枠部１２０の枠下面ＳＦ２の外縁（図１０においては、枠下面ＳＦ２の右端）から離れた端を有しているが、この端は外縁に達していてよい。

【0040】

パッケージ７０１はビア電極５１０を有している。ビア電極５１０は、枠上面ＳＦ１で端面ＳＦＡを有しており、端面ＳＦＡの反対側に底面ＳＦＢを有している。ビア電極５１０の端面ＳＦＡの形状は略円形であってよく、当該形状の近似円は１０μｍ以上５０μｍ以下の直径を有していてよい。ビア電極５１０の厚み（図１０における縦方向の寸法）は、例えば、５０μｍ以上２５０μｍ以下である。

【0041】

ビア電極５１０は、図１０に示されているように、セラミック枠部１２０を枠上面ＳＦ１と枠下面ＳＦ２との間で貫通して基板配線部２００に達しており、具体的には、基板配線部２００の中継電極２２０に達している。これにより、ビア電極５１０は、メタライズ層６００と基板配線部２００とを互いに接続している。ビア電極５１０によってメタライズ層６００は基板配線部２００に電気的に短絡されている。前述したように、中継電極２２０は配線層４０３に接触しており、配線層４０３（図７）には基板ビア電極４１２および基板ビア電極４１４が接続されている。よって基板ビア電極４１２および基板ビア電極４１４は、ビア電極５１０に電気的に接続されている。さらに、ビア電極５１０の端面ＳＦＡは、メタライズ層６００に接している。よってメタライズ層６００は、図８を参照して、基板ビア電極４１２および基板ビア電極４１４のそれぞれを介して、パッケージ電極パッド３０２およびパッケージ電極パッド３０４に電気的に接続されている。よって、パッケージ電極パッド３０２およびパッケージ電極パッド３０４の電位を基準電位とすることによって、メタライズ層６００の電位も基準電位とすることができる。当該基準電位は、典型的には、接地電位である。

【0042】

ビア電極５１０は、上述したようにセラミック枠部１２０を貫通して基板配線部２００に達するように、ビア孔ＶＨ（図１１）中に配置されている。ビア孔ＶＨの厚み（図１１における縦寸法）は、例えば、５０μｍ以上２５０μｍ以下である。

【0043】

ビア孔ＶＨは、図１１に示されているように、枠貫通部ＶＨ１と、配線貫通部ＶＨ２と、突出部ＶＨ３と、を有している。枠貫通部ＶＨ１は、セラミック枠部１２０を貫通しており、ビア電極５１０で充填されている。配線貫通部ＶＨ２は、枠貫通部ＶＨ１から延びて基板配線部２００を貫通しており、ビア電極５１０で充填されている。突出部ＶＨ３は、配線貫通部ＶＨ２からセラミック基板部１１０中に突出している。本実施の形態においては、ビア孔ＶＨの突出部ＶＨ３は、突出部ＶＨ３の突出方向（図１１における下方向）に向かってテーパー状である。また突出部ＶＨ３は、セラミック基板部１１０に設けられた止まり穴である。また突出部ＶＨ３は、ビア電極５１０によって少なくとも部分的に充填されており、図１１に示された構成においては、実質的に、突出部ＶＨ３が全体的に充填されている。当該構成においては、ビア電極５１０は、突出部ＶＨ３に接する底面ＳＦＢを有しており、底面ＳＦＢは凸状の曲面である。

【0044】

図１２は、本実施の形態１におけるパッケージ７０１の製造方法を概略的に示すフロー図である。図１３は実施の形態１におけるパッケージ７０１の製造方法の一工程を概略的に示す平面図であり、図１４は、図１３におけるセラミック基板部１１０および基板ビア電極４１１～４１４を、パッケージ電極パッド３０１～３０４を破線で示しつつ、概略的に示す平面図であり、図１５は図１３および図１４の線ＸＶ－ＸＶに沿う概略的な部分断面図である。図１６～図２１は、実施の形態１におけるパッケージの製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。

【0045】

図１３～図１５を参照して、ステップＳＴ１００（図１２）にて、基板配線部２００が設けられたセラミック基板部１１０が、基板グリーン体ＧＳとして形成される。なお本明細書において、「グリーン体」は、焼成されることによってセラミック体となる構成のことを意味する。グリーン体は、典型的には粉末成形体である。粉末成形およびハンドリングを容易とするために、グリーン体は、主成分に加えて、ガラス成分と有機成分とを、添加物として含んでよい。有機成分は、例えば、ポリビニルブチラールまたはアクリルを含んでいてよい。グリーン体の成形方法は任意であるが、例えばドクターブレード法により、グリーン体としてのグリーンシートが形成される。このグリーンシート上にさらなるグリーン体が付加されてよく、この付加は、典型的には、当該グリーンシート上での印刷、または、他のグリーンシートの積層によって行われる。当該印刷は、典型的にはスクリーン印刷法によって行われる。焼成されることによってセラミック部１００となるグリーン体の主成分は、例えばアルミナ粉末であってよい。焼成されることによって基板配線部２００およびビア電極５１０となるグリーン体の主成分は、例えば、タングステン（Ｗ）粉末、モリブデン（Ｍｏ）粉末、Ｗ粉末とＭｏ粉末との混合粉末、または、Ｗ－Ｍｏ合金粉末であってよい。

【0046】

具体的には、まず、セラミック基板部１１０となるグリーンシートが形成される。このグリーンシートに対して、パンチ加工によるビア孔の形成と、当該ビア孔中への電極ペーストの印刷とが行われることによって、基板ビア電極４１１～４１４となるグリーン体が形成される。電極ペースト中には、例えば、タングステンおよびモリブデンの少なくともいずれかの粉末が分散されている。続いて、このグリーンシートに対して電極ペーストの印刷が行われることによって、配線層４０１～４０３となるグリーン体が形成される。続いて、このグリーンシートに対してセラミックペーストの印刷が行われることによって、絶縁膜１１０ｉとなるグリーン体が形成される。続いて、このグリーンシートに対して電極ペーストの印刷が行われることによって、素子電極パッド２１１，２１２、および中継電極２２０となるグリーン体が形成される。また、上記のように基板ビア電極４１１～４１４となるグリーン体が形成された後の任意のタイミングで、このグリーンシートに対して電極ペーストの印刷が行われることによって、パッケージ電極パッド３０１～３０４となるグリーン体が形成される。

【0047】

図１６および図１７を参照して、ステップＳＴ２００（図１２）にて、セラミック枠部１２０が、キャビティＣＶを囲む枠形状を有する枠状グリーンシートＧＦとして形成される。具体的には、まず、図１６に示されているように、セラミック枠部１２０となるグリーンシートが形成される。次に、図１７に示されているように、パンチ加工によってキャビティＣＶが形成される。なお、ステップＳＴ１００およびステップＳＴ２００（図１２）の順番は任意である。

【0048】

図１８を参照して、ステップＳＴ３００（図１２）にて、基板グリーン体ＧＳ（図１５参照）上に枠状グリーンシートＧＦ（図１７参照）が積層される。

【0049】

図１８に加えて図１９を参照して、ステップＳＴ４００（図１２）にて、レーザー加工を施すことによってビア孔ＶＨが形成される。レーザー加工を行うためのシステムであるレーザー加工システムは、レーザー光が照射されることになるワークを支持するテーブルと、所望のレーザー光をワークへと照射するレーザー装置と、当該テーブルおよびレーザー装置を制御する制御部と、を含む。

【0050】

レーザー装置は、レーザー発振器と、コリメータレンズと、マスクと、ベントミラーと、スキャンヘッドと、テーブルと、カメラと、を含む。レーザー発振器は、例えばＣＯ_２レーザー発振器であり、レーザー光を生成する。生成されたレーザー光はコリメータレンズによってコリメートされる。コリメートされた光は、マスクを通過することによって、ビーム幅が調整されたレーザービームとされる。レーザービームは、必要に応じて、ベントミラーによってその進行方向が調整されてよい。レーザービームが供されたスキャンヘッドは、テーブルに支持されたワーク上の所望の位置へレーザービームを集光する。この位置を制御するために、スキャンヘッドは、レーザービームが照射される位置をテーブルに平行な２次元における任意の位置へ調整可能とするためのガルバノスキャナを有していてよい。またスキャンヘッドは、レーザービームを集光するために、ガルバノスキャナとワークとの間に集光レンズを有していてよい。

【0051】

制御部は、電気回路を有する一般的なコンピュータによって構成されていてよい。一般的なコンピュータは、中央演算処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ、すなわち、ＣＰＵ）、リードオンリーメモリー（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ、すなわち、ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリー（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ、すなわち、ＲＡＭ）、記憶装置、入力部、表示部および通信部と、これらを相互に接続するバスラインとを有している。

【0052】

本実施の形態においては、上記ステップＳＴ４００は、ステップＳＴ４１１，ＳＴ４１２，ＳＴ４２１を含む。ステップＳＴ４１１（図１２）にて、枠状グリーンシートＧＦのキャビティＣＶの位置が認識される。具体的には、レーザー加工システムはそのカメラを用いて枠状グリーンシートＧＦのキャビティＣＶの位置を認識する。この認識は、通常の画像認識技術を用いて行われてよい。ステップＳＴ４１２（図１２）にて、ステップＳＴ４１１（図１２）によって認識された位置を基準として、レーザー加工が施されることになる位置が定められる。例えば、レーザー加工システムの制御部は、認識された位置から、予め定められた相対的位置を、レーザー加工が施されることになる位置と定める。ステップＳＴ４２１（図１２）にて、レーザー光が照射されることによって、図１９に示されるように、ビア孔ＶＨ（図１９）が形成される。例えば、平均出力１０Ｗ以上２５０Ｗ以下のＣＯ_２レーザー発振器からの波長９．３μｍ以上１０．７μｍ以下のレーザー光が、照射時間６μｓで２パルス照射される工程が５回繰り返される。

【0053】

ビア孔ＶＨは、図１９に示されているように、基板配線部２００を貫通してセラミック基板部１１０中にも入り込むように形成される。ビア孔ＶＨは、基板配線部２００の上面（枠上面ＳＦ１に面する面）に沿った断面において略円形の形状を有していてよく、当該形状の近似円は、例えば、１０μｍ以上４０μｍ以下の直径を有している。

【0054】

さらに図２０を参照して、ステップＳＴ５００（図１２）にて、枠状グリーンシートＧＦのビア孔ＶＨ（図１９）内に、ビア電極５１０（図１０参照）が電極グリーン体Ｇ５１０として形成される。電極グリーン体Ｇ５１０は、焼成されることによってビア電極５１０（図１０参照）となるグリーン体である。電極グリーン体Ｇ５１０は、電極ペーストがスクリーン印刷によってビア孔ＶＨ中へ充填されることによって形成されてよい。

【0055】

図２１を参照して、メタライズ層（図１０参照）が、メタライズグリーン体Ｇ６００として形成される。メタライズグリーン体Ｇ６００は、焼成されることによってメタライズ層６００（図１０参照）となるグリーン体である。メタライズグリーン体Ｇ６００は、電極ペーストの塗布によって形成され、当該塗布は、例えばスクリーン印刷法によって行われる。

【0056】

ステップＳＴ６００（図１２）にて、基板グリーン体ＧＳと、枠状グリーンシートＧＦと、電極グリーン体Ｇ５１０と、メタライズグリーン体Ｇ６００とが焼成される。なお必要に応じて、焼成後に、めっき処理が行われてよい。以上により、パッケージ７０１（図１０）が得られる。

【0057】

なお、上記図１３～図２１を参照しての説明においては、説明を単純化するために、１つのパッケージを製造する方法について説明した。一方で、効率的な量産のために、複数のパッケージが面内方向において互いにつながった構成を有する焼結体が形成された後、当該焼結体を分割することによって複数のパッケージを得ることは、周知技術であり、それが本実施の形態へ適用されてよい。その場合、パッケージ７０１の外壁面ＳＦ４は、焼成後の分割工程によって形成されてよい。

【0058】

図２２は、第１の比較例におけるパッケージ７１１の構成を示す部分断面図であり、図２３は図２２の一部拡大図である。パッケージ７１１のビア孔ＶＨ０（図２３）は、ビア孔ＶＨ（図１１）の枠貫通部ＶＨ１に対応する部分を有している一方で、ビア孔ＶＨ（図１１）の配線貫通部ＶＨ２および突出部ＶＨ３に対応する部分を有していない。

【0059】

図２４～図２８は、第１の比較例におけるパッケージ７１１の製造方法の一工程を示す部分断面図である。まず、図２４から図２７までの工程によって、枠状グリーンシートＧＦｃが形成される。具体的には、図２４を参照して、キャビティＣＶ（実施の形態１：図１７）が形成される前にビア孔ＶＨ０が形成される。図２５を参照して、ビア孔ＶＨ０内に、ビア電極５１０（図２２参照）が電極グリーン体Ｇ５１０として形成される。図２６を参照して、メタライズ層（図２２参照）が、メタライズグリーン体Ｇ６００として形成される。図２７を参照して、次に、キャビティＣＶが形成される。このとき、メタライズグリーン体Ｇ６００の不要部分が除去される。以上により、枠状グリーンシートＧＦｃが形成される。図２８を参照して、枠状グリーンシートＧＦｃ（図２７）が基板グリーン体ＧＳ（図１５参照）上に積層される。この積層体が焼成されることによって、パッケージ７１１（図２２）が得られる。

【0060】

上記第１の比較例においては、第１の短所として、ビア孔ＶＨ０を形成する際に（図２４）、キャビティＣＶ（図２７）が未だ形成されていないので、キャビティＣＶ（図２７）の位置を基準とすることができない。その結果、キャビティＣＶおよび基板配線部２００の各々に対するビア孔ＶＨ０の位置精度を十分に確保しにくい。第２の短所として、焼成工程におけるビア電極５１０とセラミック基板部１１０との間での焼結収縮率の違いに起因して、ビア電極５１０の角部ＣＮ（図２３）へ応力が集中しやすい。この応力集中に起因してクラックが発生することがある。

【0061】

図２９は、第２の比較例におけるパッケージの製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。本比較例においては、図１８に示された工程まで本実施の形態１と同様の工程が行われた後、レーザー加工によって、ビア孔ＶＨ（本実施の形態１：図１９）ではなく、上記第１の比較例１において説明された形状を有するビア孔ＶＨ０が形成される。この場合、前述の第１の短所は解消することができるが、第２の短所は解消することができない。さらに、第３の短所として、レーザー加工においてビア孔ＶＨ０の底面ＳＨ（図２９）を、基板配線部２００を貫通することなく基板配線部２００上で精度よく停止させるためには、レーザー加工の精密な制御が必要となる。その結果、製造効率が犠牲となりやすい。

【0062】

図３０は、本実施の形態１におけるパッケージ７０１の製造方法の実施例において、ビア孔ＶＨ（図１９参照）に電極グリーン体Ｇ５１０（図２０参照）が充填された様子を示す顕微鏡写真である。このように本発明者らは、本実施の形態１における製造方法について実験を行い。当該製造方法が実用的であることを確認した。

【0063】

本実施の形態によれば、ビア孔ＶＨ（図１１）は、セラミック基板部１１０中に突出する突出部ＶＨ３を有している。これにより、ビア孔ＶＨ内に配置されるビア電極５１０は、基板配線部２００上に底面ＳＦＢを有さず（図１１参照）、よって基板配線部２００上に角部ＣＮ（図２３）を有しない。よって、パッケージ７０１の製造のための焼成工程におけるビア電極５１０とセラミック基板部１１０との間での焼結収縮率の違い、および、パッケージ７０１の使用中におけるビア電極５１０とセラミック基板部１１０との熱膨張係数の違い、の少なくともいずれかに起因しての応力が角部ＣＮへ集中する現象が避けられる。よって、応力集中に起因してのクラックの発生を防止することができる。

【0064】

さらに、上記のようにビア孔ＶＨ（図１１）がセラミック基板部１１０中に突出する突出部ＶＨ３を有していることにより、パッケージ７０１の製造における焼成工程前のビア孔ＶＨの形成工程（図１９）として、セラミック枠部１２０および基板配線部２００を貫通してセラミック基板部１１０中に突出するように、ビア孔ＶＨを形成することが許容される。よって、セラミック枠部１２０に囲まれた領域であるキャビティＣＶの位置を基準として、ビア孔ＶＨを形成することができる。よって、パッケージ７０１におけるビア孔ＶＨの位置精度を高めることができる。

【0065】

具体的には、ビア孔ＶＨが形成される際に、ステップＳＴ４１１（図１２）にてキャビティＣＶの位置が認識され、ステップＳＴ４１２（図１２）にて、そのように認識された位置を基準として、レーザー加工が施されることになる位置が定められる。これにより、キャビティＣＶとビア孔ＶＨとの相対位置の精度を高めることができる。また、この相対位置の確保のために認識される構成が、比較的大きな寸法を有する構成であるキャビティＣＶであることによって、当該認識（典型的には画像認識）を容易に行うことができる。なお、ビア孔ＶＨと基板配線部２００との相対位置（図７参照）の精度は、基板グリーン体ＧＳ（図１５）と枠状グリーンシートＧＦ（図１７）との積層工程において、キャビティＣＶの位置と基板配線部２００の位置（またはそれに対応する位置）とが参照されることによってこれらの相対位置の精度が確保されることにより、通常は十分に確保される。ただし、ビア孔ＶＨと基板配線部２００との相対位置の精度が特に求められる場合は、キャビティＣＶの位置の認識（ステップＳＴ４１１）に加えて、基板配線部２００の位置（またはそれに対応する位置）も認識された後、これら両方の位置を基準として、ビア孔ＶＨのレーザー加工が行われてよい。

【0066】

さらに、上記のようにビア孔ＶＨ（図１１）がセラミック基板部１１０中に突出する突出部ＶＨ３を有している場合、レーザー加工においてビア孔ＶＨの底面を、基板配線部２００を貫通することなく基板配線部２００上で精度よく停止させる必要がない。これにより、レーザー加工の制御が、より容易となる。よって、レーザー加工の効率を高めることができる。

【0067】

ビア孔ＶＨの突出部ＶＨ３はテーパー状であってよい。この場合、第１に、突出部ＶＨ３の近傍での応力を抑えることができる。第２に、ビア孔ＶＨを形成する方法としてレーザー加工を適用することが容易である。

【0068】

ビア孔ＶＨの突出部ＶＨ３は、セラミック基板部１１０に設けられた止まり穴であってよい。これにより、第１に、ビア孔ＶＨの深さを抑制することができる。よって、ビア孔ＶＨに起因してのセラミック基板部１１０の機械的強度の低下を抑制することができる。

【0069】

セラミック枠部１２０は、２００μｍ以下の最小幅を有していてよい。このようにセラミック枠部１２０が微細な寸法を有する場合、第１に、特にクラックが発生しやすい。本実施の形態によれば、このようなクラックの発生を防止することができる。第２に、セラミック枠部１２０とビア孔ＶＨとの相対的な位置精度を高める必要性が特に高い。本実施の形態によれば、当該必要性を充足することができる。

【0070】

ビア電極５１０は５０μｍ以下の直径を有している。このようにビア電極５１０が微細であることによって、セラミック枠部１２０の幅が微細であることが許容される。このようにセラミック枠部１２０が微細な寸法を有する場合、第１に、特にクラックが発生しやすい。本実施の形態によれば、このようなクラックの発生を防止することができる。第２に、セラミック枠部１２０とビア孔ＶＨとの相対的な位置精度を高める必要性が特に高い。本実施の形態によれば、当該必要性を充足することができる。

【0071】

パッケージ７０１は、セラミック枠部１２０上に、蓋体９８０が接合されることになるメタライズ層６００をさらに備えていてよい。メタライズ層６００はビア電極５１０によって基板配線部２００に電気的に短絡されている。この場合、メタライズ層６００の電位を、基板配線部２００の電位に制御することができる。

【0072】

パッケージ７０１は、電子部品８９０としての水晶ブランク８９０が実装されることになる素子電極パッド２１１，２１２をさらに備えていてよい。水晶ブランク８９０が実装されるパッケージ７０１は、微細な設計寸法を有することが多い。その場合、第１に、特にクラックが発生しやすい。本実施の形態によれば、このようなクラックの発生を防止することができる。第２に、パッケージ７０１におけるビア孔ＶＨの位置精度を高める必要性が特に高い。本実施の形態によれば、当該必要性を充足することができる。

【0073】

ビア孔ＶＨの突出部ＶＨ３は、ビア電極５１０によって少なくとも部分的に充填されていてよい。これにより、ビア孔ＶＨのうち突出部ＶＨ３よりも浅く位置する部分である配線貫通部ＶＨ２が、ビア電極５１０によって、より確実に充填される。よって、ビア電極５１０を基板配線部２００へ、より確実に電気的に接続することができる。

【0074】

ビア電極５１０は、ビア孔ＶＨの突出部ＶＨ３に接する底面ＳＦＢを有していてよく、ビア電極５１０の底面ＳＦＢは凸状の曲面であってよい。この場合、ビア電極５１０の底面ＳＦＢは、角張った部分を有しない。これにより、このような角張った部分への応力集中が避けられる。よって、当該応力集中に起因してのクラックの発生を避けることができる。

【0075】

＜実施の形態２＞
図３１は、実施の形態２におけるパッケージ７０２の構成を、図１１に対応した視野で概略的に示す部分断面図である。本実施の形態においては、ビア孔ＶＨの突出部ＶＨ３は、突出部ＶＨ３が空隙ＧＰを有するように、ビア電極５１０によって部分的に充填されている。空隙ＧＰは、配線貫通部ＶＨ２には達していない。言い換えれば、ビア孔ＶＨにおいて空隙ＧＰは、基板配線部２００よりも、図中、下方に位置している。ビア電極５１０の底面ＳＦＢは、空隙ＧＰを介してセラミック基板部１１０から離れている。空隙ＧＰは、電極グリーン体Ｇ５１０（図２０参照）を形成するための電極ペーストをビア孔ＶＨ中へ不完全に充填することによって得られる。なお本実施の形態２の、これら特徴以外については、前述した実施の形態１とほぼ同様であるため、その説明を繰り返さない。

【0076】

本実施の形態によれば、ビア孔ＶＨの突出部ＶＨ３は、突出部ＶＨ３が空隙ＧＰを有するように、ビア電極５１０によって部分的に充填されている。この空隙ＧＰによって、実施の形態１で説明された応力を、より緩和することができる。

【0077】

以上、本発明の実施の形態１、２、およびその変形例について説明した。これら実施の形態および変形例は、互いに矛盾しない限り、互いに自由に組み合わされてよい。

【符号の説明】

【0078】

１１０ ：セラミック基板部
１１０ｉ ：絶縁膜
１２０ ：セラミック枠部
２００ ：基板配線部
２１１，２１２：素子電極パッド
２２０ ：中継電極
５１０ ：ビア電極
６００ ：メタライズ層
７０１，７０２：パッケージ
８９０ ：水晶ブランク（電子部品）
９００ ：水晶振動子
９８０ ：蓋体
ＣＮ ：角部
ＣＶ ：キャビティ
ＧＰ ：空隙
ＶＨ ：ビア孔
ＶＨ１ ：枠貫通部
ＶＨ２ ：配線貫通部
ＶＨ３ ：突出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】