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(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】P2024024589
(43)【公開日】2024-02-22
(54)【発明の名称】パッケージ
(51)【国際特許分類】
H01L 23/02 20060101AFI20240215BHJP
H01L 23/04 20060101ALI20240215BHJP
【ＦＩ】
H01L23/02 C
H01L23/04 E
【審査請求】有
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023098408
(22)【出願日】2023-06-15
(31)【優先権主張番号】PCT/JP2022/030448
(32)【優先日】2022-08-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】WO
(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】十分な気密性を確保しつつ、キャビティ中へのろう材の流れ込みを防止することができるパッケージを提供する。
【解決手段】第１ビア電極５１１は、第１中心軸ＡＸ１に沿って延び、枠部１２０の第１面ＳＦ１に位置しキャビティＣＶから離れた第１端面ＳＦＡと枠部１２０内に位置する第１底面ＳＦＪとを有する。第２ビア電極５１２は、第２中心軸ＡＸ２に沿って延び、枠部１２０内において第１ビア電極５１１の第１底面ＳＦＪに電気的に接続された第２端面ＳＦＫと枠部１２０の第２面ＳＦ２で基板電極層２００に接する第２底面ＳＦＢとを有する。平面視において第２ビア電極５１２の第２底面ＳＦＢは、枠部１２０の第２面ＳＦ２の内縁ＥＩからの最小寸法ＬＩと、枠部１２０の第２面ＳＦ２の外縁ＥＯからの最小寸法ＬＯとを有しており、ＬＯ＞ＬＩが満たされている。第１中心軸ＡＸ１は第２中心軸ＡＸ２に比して、枠部１２０の内縁ＥＩから離されている。
【選択図】図１１
【解決手段】第１ビア電極５１１は、第１中心軸ＡＸ１に沿って延び、枠部１２０の第１面ＳＦ１に位置しキャビティＣＶから離れた第１端面ＳＦＡと枠部１２０内に位置する第１底面ＳＦＪとを有する。第２ビア電極５１２は、第２中心軸ＡＸ２に沿って延び、枠部１２０内において第１ビア電極５１１の第１底面ＳＦＪに電気的に接続された第２端面ＳＦＫと枠部１２０の第２面ＳＦ２で基板電極層２００に接する第２底面ＳＦＢとを有する。平面視において第２ビア電極５１２の第２底面ＳＦＢは、枠部１２０の第２面ＳＦ２の内縁ＥＩからの最小寸法ＬＩと、枠部１２０の第２面ＳＦ２の外縁ＥＯからの最小寸法ＬＯとを有しており、ＬＯ＞ＬＩが満たされている。第１中心軸ＡＸ１は第２中心軸ＡＸ２に比して、枠部１２０の内縁ＥＩから離されている。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャビティが設けられたパッケージであって、
セラミックからなる枠部を備え、前記枠部は、第１面と、厚み方向において前記第１面と反対の第２面とを有しており、前記第２面は、前記キャビティを囲む内縁と、前記内縁を囲む外縁とを有しており、前記パッケージはさらに、
セラミックからなる基板部を備え、前記基板部は、前記枠部の前記第２面を支持する部分と、前記キャビティに面する部分とを有する第３面を有しており、前記パッケージはさらに、
前記基板部の前記第３面上に設けられている基板電極層と、
前記厚み方向に沿った第１中心軸に沿って延び、前記枠部の前記第１面に位置し前記キャビティから離れた第１端面と、前記第１端面と反対であって前記枠部内に位置する第１底面とを有する第１ビア電極と、
前記厚み方向に沿った第２中心軸に沿って延び、前記枠部内において前記第１ビア電極の前記第１底面に電気的に接続された第２端面と、前記第２端面と反対であって前記枠部の前記第２面で前記基板電極層に接する第２底面とを有する第２ビア電極と、
を備え、
平面視において前記第２ビア電極の前記第２底面は、前記枠部の前記第２面の前記内縁からの最小寸法ＬＩと、前記枠部の前記第２面の前記外縁からの最小寸法ＬＯとを有しており、ＬＯ＞ＬＩが満たされており、
前記第１ビア電極の前記第１中心軸は、前記第２ビア電極の前記第２中心軸に比して、前記枠部の前記内縁から離されている、パッケージ。
セラミックからなる枠部を備え、前記枠部は、第１面と、厚み方向において前記第１面と反対の第２面とを有しており、前記第２面は、前記キャビティを囲む内縁と、前記内縁を囲む外縁とを有しており、前記パッケージはさらに、
セラミックからなる基板部を備え、前記基板部は、前記枠部の前記第２面を支持する部分と、前記キャビティに面する部分とを有する第３面を有しており、前記パッケージはさらに、
前記基板部の前記第３面上に設けられている基板電極層と、
前記厚み方向に沿った第１中心軸に沿って延び、前記枠部の前記第１面に位置し前記キャビティから離れた第１端面と、前記第１端面と反対であって前記枠部内に位置する第１底面とを有する第１ビア電極と、
前記厚み方向に沿った第２中心軸に沿って延び、前記枠部内において前記第１ビア電極の前記第１底面に電気的に接続された第２端面と、前記第２端面と反対であって前記枠部の前記第２面で前記基板電極層に接する第２底面とを有する第２ビア電極と、
を備え、
平面視において前記第２ビア電極の前記第２底面は、前記枠部の前記第２面の前記内縁からの最小寸法ＬＩと、前記枠部の前記第２面の前記外縁からの最小寸法ＬＯとを有しており、ＬＯ＞ＬＩが満たされており、
前記第１ビア電極の前記第１中心軸は、前記第２ビア電極の前記第２中心軸に比して、前記枠部の前記内縁から離されている、パッケージ。
【請求項2】
前記第２端面は直径ＤＡを有しており、前記第２底面は前記直径ＤＡよりも小さい直径ＤＢを有している、請求項１に記載のパッケージ。
【請求項3】
前記第２ビア電極は５０μｍ以下の最大直径を有している、請求項１または２に記載のパッケージ。
【請求項4】
前記枠部の前記第２面の前記内縁と前記外縁との間の最小寸法は２００μｍ以下である、請求項１または２に記載のパッケージ。
【請求項5】
ＬＯ≧ＬＩ×１．５が満たされている、請求項１または２に記載のパッケージ。
【請求項6】
前記第２ビア電極は、前記厚み方向において前記第２端面からテーパ形状で延びる部分を有している、請求項１または２に記載のパッケージ。
【請求項7】
前記テーパ形状は５度以上のテーパ角を有している、請求項６に記載のパッケージ。
【請求項8】
前記枠部は、前記第１面と、前記第２面の前記外縁とをつなぐ外壁面を有しており、
前記外壁面は、前記第１面につながる焼成面と、前記第２面につながる破断面とを有している、
請求項１または２に記載のパッケージ。
前記外壁面は、前記第１面につながる焼成面と、前記第２面につながる破断面とを有している、
請求項１または２に記載のパッケージ。
【請求項9】
平面視において、前記第２ビア電極の前記第２端面は、前記第１ビア電極の前記第１底面から外れている、請求項１または２に記載のパッケージ。
【請求項10】
平面視において、前記第２ビア電極の前記第２端面は、前記第１ビア電極の前記第１底面に少なくとも部分的に重なっている、請求項１または２に記載のパッケージ。
【請求項11】
平面視において、前記第２ビア電極の前記第２端面は、前記第１ビア電極の前記第１底面に包含されている、請求項１または２に記載のパッケージ。
【請求項12】
前記第１ビア電極は、前記厚み方向において前記第１端面からテーパ形状で延びる部分を有している、請求項１または２に記載のパッケージ。
【請求項13】
前記第１ビア電極は、前記第２ビア電極に比して、厚み方向におけるより大きな寸法を有している、請求項１２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、セラミックからなる枠部を有する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ろう材を用いて接合される。これにより、キャビティの気密性が確保される。
【0003】
パッケージの枠部上のメタライズ層は、通常、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することができる。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（枠部の内縁と外縁との間の寸法）が小さくなってきており、これに対応しての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、微細なビア電極用の微細なビア孔を、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。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。そこで、たとえば特開２００７－２７５９２号公報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。
【0004】
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、セラミックからなる枠部に比してろう材への高い濡れ性を有する電極がキャビティの内壁を厚み方向に沿って縦断する。よって、ろう材を用いた接合工程において、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と、水晶振動子の機械的性能に悪影響が生じることがある。このような、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、他の圧電素子の場合にも生じることがある。さらに、パッケージに実装される素子が電気的素子である限り、たと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。よって、ろう材の流れ込みを避けることが重要なことがあり、その観点ではキャスタレーション電極よりもビア電極が好適である。小型パッケージにとってもそのような要請があることから、枠部の小さな材料幅に対応して、ビア電極用の微小なビア孔を形成することができる技術が望まれる。
【0005】
特開２００９－２３４０７４号公報は、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。このように厚みに対して直径の小さい貫通孔がレーザー加工によって形成される場合、貫通孔がテーパ形状を有する傾向があることが指摘されている。そして上記公報においては、貫通孔のテーパ形状は、貫通孔への導体ペーストの充填を困難にするものとして問題視されている。そこで上記公報の技術においては、テーパ率を６０％以上とすることができるレーザー光照射条件が検討されている。ここでテーパ率は、テーパの直径比によって定義されており、テーパ率１００％は貫通孔がテーパ形状を有しないことを意味し、また、より小さなテーパ率は、より急激なテーパ形状を意味する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【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】
【0007】
本発明者らの検討によれば、上記のレーザー加工技術が、パッケージの枠部にビア電極を設ける目的で単純に適用されると、キャビティの気密性を十分に確保することが困難なことがある。この問題は、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深刻となる。よって、気密性を確保する観点では、前述したキャスタレーション電極の方が好適なことがある。一方で、前述したように、キャスタレーション電極が提供されると、キャビティへのろう材の流れ込みが問題となることがある。以上から、キャビティの十分な気密性を確保しつつ、キャビティ中へのろう材の流れ込みを防止することは、従来の技術では困難である。
【0008】
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、キャビティの十分な気密性を確保しつつ、キャビティ中へのろう材の流れ込みを防止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】
【0009】
態様１は、キャビティが設けられたパッケージであって、セラミックからなる枠部を備え、前記枠部は、第１面と、厚み方向において前記第１面と反対の第２面とを有しており、前記第２面は、前記キャビティを囲む内縁と、前記内縁を囲む外縁とを有しており、前記パッケージはさらに、セラミックからなる基板部を備え、前記基板部は、前記枠部の前記第２面を支持する部分と、前記キャビティに面する部分とを有する第３面を有しており、前記パッケージはさらに、前記基板部の前記第３面上に設けられている基板電極層と、前記厚み方向に沿った第１中心軸に沿って延び、前記枠部の前記第１面に位置し前記キャビティから離れた第１端面と前記第１端面と反対であって前記枠部内に位置する第１底面とを有する第１ビア電極と、前記厚み方向に沿った第２中心軸に沿って延び、前記枠部内において前記第１ビア電極の前記第１底面に電気的に接続された第２端面と前記第２端面と反対であって前記枠部の前記第２面で前記基板電極層に接する第２底面とを有する第２ビア電極と、を備え、平面視において前記第２ビア電極の前記第２底面は、前記枠部の前記第２面の前記内縁からの最小寸法ＬＩと、前記枠部の前記第２面の前記外縁からの最小寸法ＬＯとを有しており、ＬＯ＞ＬＩが満たされており、前記第１ビア電極の前記第１中心軸は、前記第２ビア電極の前記第２中心軸に比して、前記枠部の前記内縁から離されている。
【0010】
態様２は、態様１のパッケージであって、前記第２端面は直径ＤＡを有しており、前記第２底面は前記直径ＤＡよりも小さい直径ＤＢを有している。
【0011】
態様３は、態様１または２のパッケージであって、前記第２ビア電極は５０μｍ以下の最大直径を有している。
【0012】
態様４は、態様１から３のいずれかひとつのパッケージであって、前記枠部の前記第２面の前記内縁と前記外縁との間の最小寸法は２００μｍ以下である。
【0013】
態様５は、態様１から４のいずれかひとつのパッケージであって、ＬＯ≧ＬＩ×１．５が満たされている。
【0014】
態様６は、態様１から５のいずれかひとつのパッケージであって、前記第２ビア電極は、前記厚み方向において前記第２端面からテーパ形状で延びる部分を有している。
【0015】
態様７は、態様６のパッケージであって、前記テーパ形状は５度以上のテーパ角を有している。
【0016】
態様８は、態様１から７のいずれかひとつのパッケージであって、前記枠部は、前記第１面と、前記第２面の前記外縁とをつなぐ外壁面を有しており、前記外壁面は、前記第１面につながる焼成面と、前記第２面につながる破断面とを有している。
【0017】
態様９は、態様１から８のいずれかひとつのパッケージであって、平面視において、前記第２ビア電極の前記第２端面は、前記第１ビア電極の前記第１底面から外れている。
【0018】
態様１０は、態様１から８のいずれかひとつのパッケージであって、平面視において、前記第２ビア電極の前記第２端面は、前記第１ビア電極の前記第１底面に少なくとも部分的に重なっている。
【0019】
態様１１は、態様１から８のいずれかひとつのパッケージであって、平面視において、前記第２ビア電極の前記第２端面は、前記第１ビア電極の前記第１底面に包含されている。
【0020】
態様１２は、態様１から１１のいずれかひとつのパッケージであって、前記第１ビア電極は、前記厚み方向において前記第１端面からテーパ形状で延びる部分を有している。
【0021】
態様１３は、態様１２のパッケージであって、前記第１ビア電極は、前記第２ビア電極に比して、厚み方向におけるより大きな寸法を有している。
【発明の効果】
【0022】
態様１によれば、第１に、ＬＯ＞ＬＩが満たされるように第２ビア電極の第２底面が配置されていることから、第２ビア電極の第２底面の外縁と枠部の第２面の外縁との間で、セラミック間の積層界面が配置された箇所を、大きく確保することができる。ここで、セラミック間の積層界面は、金属とセラミックとの積層界面に比して、高い気密性を有する。よって、積層界面に沿ったリークに起因してのキャビティの気密性の低下を抑制することができる。第２に、第１ビア電極の第１中心軸が第２ビア電極の第２中心軸に比して枠部の内縁から離されていることから、第２ビア電極の第２底面がキャビティに達するほど第２ビア電極がキャビティ近傍に位置しても、第１ビア電極の第１端面はキャビティから離れて位置することができる。これにより、第１ビア電極の第１端面近傍で第１ビア電極の側面がキャビティへ露出されることが避けられる。よって、枠部の第１面に第１端面を有する第１ビア電極に起因してのキャビティ中へのろう材の流れ込みを防止することができる。以上から、キャビティの十分な気密性を確保しつつ、キャビティ中へのろう材の流れ込みを防止することができる。
【0023】
態様２によれば、第２端面は直径ＤＡを有しており、第２底面は直径ＤＡよりも小さい直径ＤＢを有している。これにより、第２ビア電極の第２底面の外縁と枠部の第２面の外縁との間で、セラミック間の積層界面が配置された箇所を、より大きく確保することができる。よって、積層界面に沿ったリークに起因してのキャビティの気密性の低下を、より抑制することができる。
【0024】
態様３によれば、第２ビア電極は５０μｍ以下の最大直径を有している。これにより、枠部の幅寸法も微細化することができる。この微細化が進むほど基板部と枠部との間の積層界面に沿ったリークが問題となりやすいところ、当該問題が、上述した理由によって効果的に抑制される。
【0025】
態様４によれば、枠部の第２面の内縁と外縁との間の最小寸法は２００μｍ以下である。このように微細化が進むほど基板部と枠部との間の積層界面に沿ったリークが問題となりやすいところ、当該問題が、上述した理由によって効果的に抑制される。
【0026】
態様５によれば、ＬＯ≧ＬＩ×１．５が満たされている。これにより、基板部と枠部との間の積層界面に沿ったリークに起因してのキャビティの気密性の低下を、より十分に抑制することができる。
【0027】
態様６によれば、第２ビア電極は、厚み方向において第２端面からテーパ形状で延びる部分を有している。これにより、第２ビア電極の第２底面の外縁と枠部の第２面の外縁との間で、セラミック間の積層界面が配置された箇所を、より大きく確保することができる。よって、積層界面に沿ったリークに起因してのキャビティの気密性の低下を、より抑制することができる。
【0028】
態様７によれば、テーパ形状は５度以上のテーパ角を有している。これにより、第２ビア電極の第２底面の外縁と枠部の第２面の外縁との間で、セラミック間の積層界面が配置された箇所を、より大きく確保することができる。よって、積層界面に沿ったリークに起因してのキャビティの気密性の低下を、より抑制することができる。
【0029】
態様８によれば、枠部は、第１面と、第２面の外縁とをつなぐ外壁面を有しており、外壁面は、第１面につながる焼成面と、第２面につながる破断面とを有している。破断面はブレイク工程によって形成されるところ、その工程ばらつきの影響によって、枠部の第２面の外縁とビア電極の底面との間の距離が小さくなることがある。しかしながら、前述したようにＬＯ＞ＬＩが満たされていることによって、当該距離が過小にはなりにくくなる。よって、当該距離が過小なことに起因しての気密性の不足を防止することができる。
【0030】
態様９によれば、平面視において、第２ビア電極の第２端面は、第１ビア電極の第１底面から外れている。これにより、平面視において第１ビア電極が相対的に外側に配置しかつ第２ビア電極を相対的に内側に配置する設計において、平面視における第１ビア電極と第２ビア電極との位置的差異を大きく取りやすくなる。第１ビア電極がより外側に配置されることによって、第１ビア電極に起因してのキャビティ中へのろう材の流れ込みを、より確実に防止することができる。第２ビア電極がより内側に配置されることによって、キャビティの気密性を、より十分に確保することができる。
【0031】
態様１０によれば、第２ビア電極の第２端面は、第１ビア電極の第１底面に少なくとも部分的に重なっている。これにより、第２ビア電極を第１ビア電極に電気的に接続することが容易となる。
【0032】
態様１１によれば、第２ビア電極の第２端面は、第１ビア電極の第１底面に包含されている。これにより、パッケージの製造において、第１ビア電極が充填されることになる第１ビア孔をグリーン体における非貫通孔として形成した後、当該非貫通孔の底面を加工することによって、第２ビア電極が充填されることになる第２ビア孔を形成することが可能となる。よって、パッケージの製造において、第１ビア電極が位置する部分と、第２ビア電極が位置する部分とを、互いに積層されることを要する別個のグリーン体として扱う必要がない。よって、パッケージの製造における積層工程を簡素化することができる。
【0033】
態様１２によれば、第１ビア電極は、厚み方向において第１端面からテーパ形状で延びる部分を有している。これにより、第１ビア電極を含むレイヤと、第２ビア電極を含むレイヤと、の間の仮想面における、第１ビア電極の第１底面と枠部の外壁面との間の距離を、より大きく確保することができる。上記仮想面は、パッケージの製造方法における積層界面に相当するので、剥離のような積層不良を有することがある。このような積層不良はキャビティ外からキャビティ内への水分の侵入経路となりやすいところ、上記距離が大きくされることによって、キャビティ内への水分の侵入を、より抑制することができる。よって、キャビティの気密性を、より十分に確保することができる。
【0034】
態様１３は、態様１２のパッケージであって、前記第１ビア電極は、前記第２ビア電極に比して、厚み方向におけるより大きな寸法を有している。これにより、第１ビア電極を含むレイヤと、第２ビア電極を含むレイヤと、の間の仮想面における、第１ビア電極の第１底面と枠部の外壁面との間の距離を、より大きく確保することができる。よって、キャビティ内への水分の侵入を、より抑制することができる。よって、キャビティの気密性を、より十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【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12】実施の形態１におけるパッケージの製造方法における基板グリーン体の構成を概略的に示す部分平面図である。
【図15】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】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23】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24】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25】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26】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27】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34】実施の形態３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35】実施の形態３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36】実施の形態３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37】実施の形態３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38】実施の形態３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39】実施の形態３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。
【発明を実施するための形態】
【0036】
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。なお、一部の図中には、方向の理解を容易とするために、ｘｙｚ直交座標系が示されている。当該座標系のｚ方向は、後述の厚み方向に対応している。また当該座標系のｘｙ面におけるレイアウトは、後述の平面視に対応している。また本明細書において、ある方向が定義された場合に、当該方向に延びる「テーパ形状」は、当該方向に向かって次第に狭くなる形状であり、例えば、当該方向に向かって直径が次第に小さくなる形状である。
【0037】
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１における水晶振動子９００（電気的部品）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（電気的素子）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。
図１は、本実施の形態１における水晶振動子９００（電気的部品）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（電気的素子）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。
【0038】
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９８０とを有している。パッケージ７０１にはキャビティ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、たとえば、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。
【0039】
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。本実施の形態においては、パッケージ７０１の枠部１２０の枠上面ＳＦ１上に直接設けられたメタライズ層６００と、蓋９８０との間が、ろう材９６０のみによって接合されている。
【0040】
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とを有している。また詳しくは後述するが、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有している。
【0041】
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、基板部１１０と、枠部１２０とを含む。基板部１１０の材料と、枠部１２０の材料とは、同じであってよい。枠部１２０は厚み方向（図６におけるｚ方向）において基板部１１０に積層されている。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。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、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。
【0042】
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、基板部１１０（図６）の上面（キャビティＣＶに面する面）上に配置されている。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、基板部１１０（図６）の下面（キャビティＣＶに面する面とは反対の面）上に配置されている。
【0043】
中継電極２２０（図５）は、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枠部１２０に覆われている。中継電極２２０はさらに、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は枠部１２０に部分的にのみ覆われていてよい。
【0044】
図７は、メタライズ層６００（図５）および枠部１２０（図６）の図示を省略した平面図である。図８は、図７における基板部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。
【0045】
セラミック部１００の基板部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、基板部１１０の一部としての絶縁膜１１０ｉ（図１１参照）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によって基板電極層２００が構成されている。
【0046】
パッケージ７０１は、セラミック部１００の基板部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。
【0047】
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。
【0048】
【0049】
枠部１２０の枠下面ＳＦ２は、キャビティＣＶを囲む内縁ＥＩと、内縁ＥＩを囲む外縁ＥＯとを有している。内縁ＥＩと外縁ＥＯとの間の最小寸法ＷＤ（図１０）は、２００μｍ以下であってよく、典型的には２０μｍ以上１１０μｍ以下である。枠部１２０は、枠上面ＳＦ１と、枠下面ＳＦ２の外縁ＥＯとをつなぐ外壁面ＳＦ４を有している。また枠部１２０は、枠上面ＳＦ１と枠下面ＳＦ２の内縁ＥＩとをつなぐ内壁面（図１１における左面）を有しており、内壁面はキャビティＣＶに面している。本実施の形態においては、外壁面ＳＦ４は、枠上面ＳＦ１につながる焼成面ＳＦ４Ａと、枠下面ＳＦ２につながる破断面ＳＦ４Ｂとを有している。破断面ＳＦ４Ｂは、枠上面ＳＦ１に対しておおよそ垂直な面（図１１においてｚ方向に平行な面）であってよい。焼成面ＳＦ４Ａは、図１１に示されているように、枠上面ＳＦ１と破断面ＳＦ４Ｂとの間を面取りするベベル面であってよい。言い換えれば、焼成面ＳＦ４Ａの法線方向は、枠上面ＳＦ１および破断面ＳＦ４Ｂの法線方向とは異なってよく、かつ、それらの間であってよい。
【0050】
前述したように、配線層４０３および中継電極２２０によって、基板部１１０の基板上面ＳＦ３上に基板電極層２００が構成されている。また、前述したように基板部１１０がその一部として絶縁膜１１０ｉ（図１１）を有している。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。また基板電極層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、基板電極層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１１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１１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、枠部１２０に達するように変形されてよく、その場合、基板電極層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、基板電極層２００は、典型的には図１１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。また基板電極層２００は、図１１に示されているように、枠部１２０の枠下面ＳＦ２の外縁ＥＯから離れた端（図１１における右端）を有していることが好ましい。言い換えれば、この端は外縁ＥＯに達していないことが好ましい。これにより、電極層２００をなす金属と、セラミックとの積層界面が外縁ＥＯに達しない。その結果、セラミック同士の界面の気密性に比して低い気密性を有する金属とセラミックとの界面が外縁ＥＯに達しない。よって、電極層２００に起因しての気密性の低下を抑制することができる。
【0051】
パッケージ７０１は、枠部１２０に設けられた電気的配線のための構成として、第１ビア電極５１１と、第２ビア電極５１２と、枠電極層５５０とを有している。この電気的配線は、枠上面ＳＦ１と枠下面ＳＦ２との間で枠部１２０を貫通している。
【0052】
第１ビア電極５１１は、第１端面ＳＦＡと、第１底面ＳＦＪとを有している。第１端面ＳＦＡは、枠上面ＳＦ１に位置しており、キャビティＣＶから離れている。第１底面ＳＦＪは、第１端面ＳＦＡと厚み方向（ｚ軸方向）において反対であって、枠部１２０内に位置している。第１ビア電極５１１は、厚み方向に沿った第１中心軸ＡＸ１に沿って延びている。よって、平面視において、第１端面ＳＦＡの中心位置と、第１底面ＳＦＪの中心位置とは、おおよそ同じである。第１底面ＳＦＪの直径は、第１端面ＳＦＡの直径より小さくてよい。第１ビア電極５１１は、厚み方向において第１端面ＳＦＡからテーパ形状で延びる部分を有していてよい。第１ビア電極５１１の高さ（厚み方向における寸法）は、例えば、２０μｍ以上８０μｍ以下である。
【0053】
第２ビア電極５１２は、第２端面ＳＦＫと、第２底面ＳＦＢとを有している。第２端面ＳＦＫは、枠部１２０内において第１ビア電極５１１の第１底面ＳＦＪに電気的に接続されており、本実施の形態においては、枠電極層５５０を介して接続されている。第２底面ＳＦＢは、第２端面ＳＦＫと厚み方向（ｚ軸方向）において反対である。第２底面ＳＦＢは、枠下面ＳＦ２で基板電極層２００に接しており、本実施の形態においては中継電極２２０に接している。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、第２ビア電極５１２に電気的に接続されている。さらに、第１ビア電極５１１の第１端面ＳＦＡは、メタライズ層６００（図６）に接している。よってメタライズ層６００は、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（図８参照）。
【0054】
枠電極層５５０は、枠部１２０の外壁面ＳＦ４および内壁面の少なくとも一方とは接していないことが好ましい。なぜならば、枠電極層５５０が外壁面ＳＦ４と内壁面との両方に接していると、これらを互いにつなぐように延びる金属とセラミックとの積層界面がキャビティＣＶの気密性を低下させることがあるからである。枠電極層５５０は、枠部１２０の外壁面ＳＦ４と接していないことがさらに好ましい。これにより、枠電極層５５０をなす金属と、セラミックとの積層界面が外壁面ＳＦ４に達しない。その結果、セラミック同士の界面の気密性に比して低い気密性を有する金属とセラミックとの界面が外壁面ＳＦ４に達しない。よって、枠電極層５５０に起因しての気密性の低下を抑制することができる。
【0055】
第２端面ＳＦＫは直径ＤＡを有しており、第２底面ＳＦＢは直径ＤＢを有している。直径ＤＢは直径ＤＡよりも小さい。直径ＤＡに対する直径ＤＢの割合は、３０％以上７０％以下であってよい。平面視において第２ビア電極５１２の第２底面ＳＦＢは、枠下面ＳＦ２の内縁ＥＩからの最小寸法ＬＩと、枠下面ＳＦ２の外縁ＥＯからの最小寸法ＬＯとを有している。第２ビア電極５１２の最大直径は、枠部１２０の最小寸法ＷＤより小さく、５０μｍ以下であってよい。また直径ＤＡは、枠部１２０の最小寸法ＷＤより小さく、５０μｍ以下であってよい。第２ビア電極５１２は、厚み方向において第２端面ＳＦＫからテーパ形状で延びる部分を有していてよい。テーパ形状は５度以上のテーパ角を有していてよい。テーパ角は、図１１の断面視において、第２ビア電極５１２がテーパ形状を有する部分の側面と、厚み方向（ｚ方向）との間の角度である。第２ビア電極５１２は、全体としてテーパ形状を有していてよく、その場合、テーパ率（直径ＤＡに対する直径ＤＢの百分率）は６０％未満であってよい。第２ビア電極５１２の高さ（厚み方向における寸法）は、例えば、２０μｍ以上８０μｍ以下である。第２ビア電極５１２に比して、第１ビア電極５１１は、より大きな高さ（厚み方向におけるより大きな寸法）を有していてよい。このことは、第１ビア電極５１１が、厚み方向において第１端面ＳＦＡからテーパ形状で延びる部分を有している場合に、特に好ましい。
【0056】
第２ビア電極５１２は、厚み方向に沿った第２中心軸ＡＸ２に沿って延びている。よって平面視において、第２端面ＳＦＫの中心位置と、第２底面ＳＦＢの中心位置とは、おおよそ同じである。第２ビア電極５１２の第２中心軸ＡＸ２に比して、第１ビア電極５１１の第１中心軸ＡＸ１は、枠部１２０の内縁ＥＩから離されている。本実施の形態においては、平面視において、第２ビア電極５１２の第２端面ＳＦＫは、第１ビア電極５１１の第１底面ＳＦＪから外れている。
【0057】
平面視（図１０）において底面ＳＦＢは、枠部１２０の枠下面ＳＦ２の内縁ＥＩからの最小寸法ＬＩと、枠部１２０の枠下面ＳＦ２の外縁ＥＯからの最小寸法ＬＯとを有している。ＬＯ＞ＬＩが満たされており、好ましくは、ＬＯ≧ＬＩ×１．５が満たされている。
【0058】
図１０に示された平面レイアウトにおいて、第１端面ＳＦＡ、第１底面ＳＦＪ、第２端面ＳＦＫ、および第２底面ＳＦＢの形状は、おおよそ円形形状であるが、これら形状は幾何学的に厳密な円形状から、製造誤差に起因して若干異なっていてもよい。その場合、直径ＤＡおよび直径ＤＢは、端面ＳＦＡおよび底面ＳＦＢを円形形状で近似することによって算出されてよい。
【0059】
また図１０に示された平面レイアウトにおいて、枠下面ＳＦ２（図１１参照）の内縁ＥＩは、第１直線部（図１０におけるｘ方向に沿った直線部）と、第１直線部に対して直角方向に延びる第２直線部（図１０におけるｙ方向に沿った直線部）と、これらを互いにつなぐ角部とを有している。最小寸法ＬＩは、この角部への寸法であってよい。平面視における、第２中心軸ＡＸ２から第１中心軸ＡＸ１へのシフト方向ＡＳは、図１０に示されているように、第１直線部に沿った方向成分（ｘ方向成分）と第２直線部に沿った方向成分（ｙ方向成分）との両方を含むことが好ましい。これにより、第２ビア電極５１２に対して第１ビア電極５１１を枠部１２０の角部に向かってシフトさせることができる。よって、第２ビア電極５１２と枠部１２０の外壁面ＳＦ４との間の寸法を確保しやすくなる。ただしそのような配慮が不要な場合は、シフト方向ＡＳは、第１直線部に沿った方向成分（ｘ方向成分）および第２直線部に沿った方向成分（ｙ方向成分）のいずれか一方のみを含んでよい。
【0060】
図１２から図２７は、複数のパッケージ７０１を一括して製造する製造方法を説明するための図である。なお、図１２～図２６は、図２６の状態を図２７の状態へと変化させる焼成工程よりも前の状態を示している。よって、図１２～図２６中の各構成は、完成されたパッケージ７０１中の構成とは異なり、未焼成の材料からなる。しかしながら説明の便宜上、焼成工程よりも前の工程を示す図１２～図２６においても、焼成工程を経て得られたパッケージ７０１の構成を表す符号と同様の符号が付されている。また説明の便宜上、未焼成の材料からなる上記構成の称呼にも、焼成工程を経て得られたパッケージ７０１中の構成の称呼を用いることがある。
【0061】
図１２は、上記製造方法における基板グリーン体ＧＳの構成を概略的に示す部分平面図である。図１３は、基板グリーン体ＧＳにおける基板部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、概略的に示す部分平面図である。図１４は、図１２および図１３の線ＸＩＶ－ＸＩＶに沿う概略的な部分断面図である。基板グリーン体ＧＳは、複数の領域ＵＮ０～ＵＮ４を含み、その各々が最終的にパッケージ７０１（図６）の基板部１１０およびその近傍の構造となる。領域ＵＮ１～ＵＮ４は、いずれも領域ＵＮ０に隣り合うように配置されている。なお図１２および図１３においては、領域ＵＮ０についてのみ具体的な構成が示されているが、領域ＵＮ１～ＵＮ４も同様の構成を有していてよい。
【0062】
なお本明細書において、文言「グリーン体」は、後の工程において焼成されることになる未焼成の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。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、グリーン体の少なくとも一部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もよく、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（図６）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第１ビア電極５１１、第２ビア電極５１２および基板電極層２００（図１１参照）などの配線構造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。
【0063】
基板グリーン体ＧＳを得るには、まず、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。
【0064】
図１５～図１９は、パッケージ７０１（図１１）のうち厚み方向において第１ビア電極５１１およびメタライズ層６００が配置されている部分の構造を構成するための第１枠部グリーン体ＧＦ１に関連した工程を順に示す部分断面図である。図中、一点鎖線でブレイク面ＢＲが示されており、これに沿って、後述するブレイク工程が行われることになる。
【0065】
図１５を参照して、第１枠部グリーン体ＧＦ１として、まず、枠部１２０の一部（図１１における上部）である枠上部１２０ａとなる部分を含む単純なグリーンシートが形成される。この形成は、例えば、ドクターブレード法によって行われてよい。第１枠部グリーン体ＧＦ１を構成する枠上部１２０ａの厚みは、例えば、３０μｍ以上９０μｍ以下である。
【0066】
図１６を参照して、枠上部１２０ａに第１ビア孔ＶＨ１が、レーザー加工によって形成される。レーザー加工用のレーザー光は、枠上面ＳＦ１から枠上部１２０ａ中へ進行するように照射される。その結果、第１ビア孔ＶＨ１は、枠上面ＳＦ１から枠上部１２０ａ中へ向かう方向にテーパ形状を有しやすい。枠上面ＳＦ１における孔径は反対面における孔径よりも大きい。
【0067】
さらに図１７を参照して、第１枠部グリーン体ＧＦ１の第１ビア孔ＶＨ１（図１６）内に、第１ビア電極５１１（図１７）が形成される。具体的には、第１ビア孔ＶＨ１中へ電極ペーストがスクリーン印刷法によって充填される。この充填は、枠上面ＳＦ１から第１ビア孔ＶＨ１中へ行われることが好ましい。
【0068】
図１８を参照して、枠上面ＳＦ１上にメタライズ層６００が形成される。具体的には、電極ペーストが塗布される。なお、図１８においては枠上面ＳＦ１の全体に電極ペーストが塗布されているが、後述のキャビティＣＶの形成工程によって除去される領域にメタライズ層６００を塗布する必要はない。よって当該領域の少なくとも一部には塗布がなされないようなスクリーン印刷法が適用されてよい。
【0069】
図１９を参照して、キャビティＣＶがパンチ加工によって形成される。なお、キャビティＣＶが第１枠部グリーン体ＧＦ１へ、より早いタイミング形成されてもよい。以上により、キャビティＣＶを囲む枠形状を有する第１枠部グリーン体ＧＦ１が完成される。
【0070】
図２０～図２４は、パッケージ７０１（図１１）のうち厚み方向において第２ビア電極５１２および枠電極層５５０が配置されている部分の構造を構成するための第２枠部グリーン体ＧＦ２に関連した工程を順に示す部分断面図である。図中、一点鎖線でブレイク面ＢＲが示されており、これに沿って、後述するブレイク工程が行われることになる。
【0071】
図２０を参照して、第２枠部グリーン体ＧＦ２として、まず、枠部１２０の一部（図１１における下部）である枠下部１２０ｂとなる部分を含む単純なグリーンシートが形成される。この形成は、例えば、ドクターブレード法によって行われてよい。第２枠部グリーン体ＧＦ２を構成する枠下部１２０ｂの厚みは、例えば、３０μｍ以上９０μｍ以下である。
【0072】
図２１を参照して、枠下部１２０ｂに第２ビア孔ＶＨ２が、レーザー加工によって形成される。レーザー加工用のレーザー光は、枠下部１２０ｂ中を通ってから枠下面ＳＦ２を抜けるように照射される。その結果、第２ビア孔ＶＨ２は、枠下面ＳＦ２へ向かう方向にテーパ形状を有しやすい。枠上面ＳＦ２における孔径は反対面における孔径よりも小さい。
【0073】
さらに図２２を参照して、第２枠部グリーン体ＧＦ２の第２ビア孔ＶＨ２（図２１）内に、第２ビア電極５１２（図２２）が形成される。具体的には、第２ビア孔ＶＨ２中へ電極ペーストがスクリーン印刷法によって充填される。この充填は、枠下面ＳＦ２の反対面から第２ビア孔ＶＨ２中へ行われることが好ましい。
【0074】
図２３を参照して、枠下面ＳＦ２と反対面上に枠電極層５５０が形成される。具体的には、電極ペーストが塗布される。この塗布にはスクリーン印刷法が適用されてよい。
【0075】
図２４を参照して、キャビティＣＶがパンチ加工によって形成される。なお、キャビティＣＶが第２枠部グリーン体ＧＦ２へ、より早いタイミング形成されてもよい。以上により、キャビティＣＶを囲む枠形状を有する第２枠部グリーン体ＧＦ２が完成される。
【0076】
図２５を参照して、基板グリーン体ＧＳ（図１４）と第１枠部グリーン体ＧＦ１（図１９）と第２枠部グリーン体ＧＦ２（図２４）とを積層することによって、グリーンシート７００Ｇが形成される。グリーンシート７００Ｇは複数の領域７０１Ｇを含み、その各々が最終的にパッケージ７０１（図１１参照）となる。
【0077】
図２６を参照して、グリーンシート７００Ｇの枠上面ＳＦ１にトレンチＴＲ１が形成される。また、グリーンシート７００Ｇの、枠上面ＳＦ１と反対の面に、トレンチＴＲ２が形成される。トレンチＴＲ１とトレンチＴＲ２とは、厚み方向において対向するように配置される。トレンチＴＲ１およびトレンチＴＲ２は、例えば、刃先をグリーンシート７００Ｇへ押し付けることによって形成される。その後、グリーンシート７００Ｇを焼成する焼成工程が行われる。なお、焼成工程後に、必要に応じて、めっき工程も行われてよい。
【0078】
図２７を参照して、上記焼成工程によって焼成シート７００Ｆが形成される。焼成工程において、トレンチＴＲ１の内面は、焼成雰囲気にさらされる。よって、焼成シート７００ＦのトレンチＴＲ１の内面は焼成面となる。当該焼成面が、パッケージ７０１の焼成面ＳＦ４Ａ（図１１）となる。焼成シート７００Ｆへ応力を印加することによって、トレンチＴＲ１からクラックを発生させるブレイク工程が行われる。ブレイク工程によって枠部１２０が破断されることによって破断面が形成される。当該破断面が、パッケージ７０１の破断面ＳＦ４Ｂ（図１１）となる。ブレイク工程は、トレンチＴＲ１とトレンチＴＲ２との間でクラックを発生させる工程であってよい。ブレイク工程により、焼成シート７００Ｆから複数のパッケージ７０１が切り出される。以上により、パッケージ７０１（図１１）が得られる。
【0079】
上記ブレイク工程において、トレンチＴＲ１からのクラックは、理想的には、図２７における実線矢印に示されたように、厚み方向に沿って伸展する。しかし実際には、図２７における破線矢印に示されたように、クラックが第２ビア電極５１２へ、意図せず接近することがある。その結果、第２ビア電極５１２を有するパッケージ７０１において、枠部１２０の枠下面ＳＦ２の最小寸法ＬＯ（図１０）が小さくなってしまうことがある。過小な最小寸法ＬＯはパッケージ７０１のリークにつながりやすいので、最小寸法ＬＯは、ある程度の余裕を有していることが望まれる。本実施の形態によれば、この余裕を確保しやすくなる。
【0080】
図２８は、第１比較例のパッケージ７９１の構成を、図１１と同様の視野で概略的に示す部分断面図である。第１比較例のパッケージ７９１は、パッケージ７０１（図１）における枠電極層５５０によって互いに接続された第１ビア電極５１１および第２ビア電極５１２に代わって、ビア電極５１０を有している。ビア電極５１０は、枠部１２０の枠上面ＳＦ１および枠下面ＳＦ２のそれぞれに、端面ＳＦＡおよび底面ＳＦＢを有している。ビア電極５１０は、端面ＳＦＡから底面ＳＦＢの方へテーパ形状を有している。パッケージ７９１において、キャビティＣＶの気密性を高める観点では、底面ＳＦＢがキャビティＣＶにできるだけ近づけられた設計が好ましい。当該設計の下での製造において、キャビティＣＶとビア電極５１０とが互いに過度に接近するような製造誤差が生じると、図２９に示された第２比較例のパッケージ７９２が製造される確率が、無視できないものとなる。
【0081】
パッケージ７９２においては、ビア電極５１０の端面ＳＦＡがキャビティＣＶに達している。その結果、ビア電極５１０の端面ＳＦＡ近傍でビア電極５１０の側面がキャビティＣＶへ露出されている。パッケージ７９２へ蓋９８０（図２参照）を接合する工程においては、ろう材９６０（図２参照）がキャビティＣＶ中へ、矢印ＦＬ（図２９）に示されているように流れ込みやすい。流れ込んだろう材と水晶ブランク８９０（図２参照）とが接触することによって、水晶振動子９００（図２参照）の性能に悪影響が生じることがある。なお、ろう材９６０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８９０の場合に特に懸念されるが、他の圧電素子の場合にも生じることがある。さらに、パッケージに実装される素子が電気的素子である限り、たと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。
【0082】
本実施の形態のパッケージ７０１（図１０および図１１）によれば、第１に、ＬＯ＞ＬＩ（図１０参照）が満たされるように第２ビア電極５１２の第２底面ＳＦＢが配置されていることから、第２ビア電極５１２の第２底面ＳＦＢの外縁ＥＯと枠部１２０の第２面ＳＦ２の外縁ＥＯとの間で、セラミック間の積層界面が配置された箇所を、大きく確保することができる。ここで、セラミック間の積層界面は、金属とセラミックとの積層界面に比して、高い気密性を有する。よって、積層界面に沿ったリークに起因してのキャビティＣＶの気密性の低下を抑制することができる。第２に、第１ビア電極５１１の第１中心軸ＡＸ１が第２ビア電極５１２の第２中心軸ＡＸ２に比して枠部１２０の内縁ＥＩから離されていることから、第２ビア電極５１２の第２底面ＳＦＢがキャビティＣＶに達するほど第２ビア電極５１２がキャビティＣＶ近傍に位置しても、第１ビア電極５１１の第１端面ＳＦＡはキャビティＣＶから離れて位置することができる。これにより、第１ビア電極５１１の第１端面ＳＦＡ近傍で第１ビア電極５１１の側面がキャビティＣＶへ露出されることが避けられる。よって、枠部１２０の第１面ＳＦ１に第１端面ＳＦＡを有する第１ビア電極５１１に起因してのキャビティＣＶ中へのろう材の流れ込みを防止することができる。以上から、キャビティＣＶの十分な気密性を確保しつつ、キャビティＣＶ中へのろう材の流れ込みを防止することができる。
【0083】
第２底面ＳＦＢの直径ＤＢは、第２端面ＳＦＫの直径ＤＡよりも小さくてよい（図１０および図１１参照）。これにより、第２ビア電極５１２の第２底面ＳＦＢの外縁ＥＯと枠部１２０の第２面ＳＦ２の外縁ＥＯとの間で、セラミック間の積層界面が配置された箇所を、より大きく確保することができる。よって、積層界面に沿ったリークに起因してのキャビティＣＶの気密性の低下を、より抑制することができる。
【0084】
第２ビア電極５１２（図１０）の最大直径は５０μｍ以下であってよい。これにより、枠部１２０の幅寸法も微細化することができる。この微細化が進むほど基板部１１０と枠部１２０との間の積層界面に沿ったリークが問題となりやすいところ、当該問題が、上述した理由によって効果的に抑制される。
【0085】
枠部１２０の第２面ＳＦ２の内縁ＥＩと外縁ＥＯとの間の最小寸法ＷＤ（図１０）は２００μｍ以下であってよい。このように微細化が進むほど基板部１１０と枠部１２０との間の積層界面に沿ったリークが問題となりやすいところ、当該問題が、上述した理由によって効果的に抑制される。
【0086】
ＬＯ≧ＬＩ×１．５が満たされていてよい（図１０参照）。これにより、基板部１１０と枠部１２０との間の積層界面に沿ったリークに起因してのキャビティＣＶの気密性の低下を、より十分に抑制することができる。
【0087】
第２ビア電極５１２（図１１）は、厚み方向において第２端面ＳＦＫからテーパ形状で延びる部分を有していてよい。これにより、第２ビア電極５１２の第２底面ＳＦＢの外縁ＥＯと枠部１２０の第２面ＳＦ２の外縁ＥＯとの間で、セラミック間の積層界面が配置された箇所を、より大きく確保することができる。よって、積層界面に沿ったリークに起因してのキャビティＣＶの気密性の低下を、より抑制することができる。テーパ形状は５度以上のテーパ角を有していてよい。これにより、第２ビア電極５１２の第２底面ＳＦＢの外縁ＥＯと枠部１２０の第２面ＳＦ２の外縁ＥＯとの間で、セラミック間の積層界面が配置された箇所を、より大きく確保することができる。よって、積層界面に沿ったリークに起因してのキャビティＣＶの気密性の低下を、より抑制することができる。
【0088】
枠部１２０の外壁面ＳＦ４（図１１）は、枠上面ＳＦ１につながる焼成面ＳＦ４Ａと、枠下面ＳＦ２につながる破断面ＳＦ４Ｂとを有している。破断面ＳＦ４Ｂはブレイク工程（図２７）によって形成されるところ、その工程ばらつきの影響によって、枠部１２０の枠下面ＳＦ２の外縁ＥＯと第２ビア電極５１２の第２底面ＳＦＢとの間の距離が小さくなることがある。しかしながら、前述したようにＬＯ＞ＬＩが満たされていることによって、当該距離が過小にはなりにくくなる。よって、当該距離が過小なことに起因しての気密性の不足を防止することができる。
【0089】
平面視において、第２ビア電極５１２の第２端面ＳＦＫは、本実施の形態においては、第１ビア電極５１１の第１底面ＳＦＪから外れている。これにより、平面視において第１ビア電極５１１が相対的に外側に配置しかつ第２ビア電極５１２を相対的に内側に配置する設計において、平面視における第１ビア電極５１１と第２ビア電極５１２との位置的差異を大きく取りやすくなる。第１ビア電極５１１がより外側に配置されることによって、第１ビア電極５１１に起因してのキャビティＣＶ中へのろう材の流れ込みを、より確実に防止することができる。第２ビア電極５１２がより内側に配置されることによって、キャビティＣＶの気密性を、より十分に確保することができる。
【0090】
第１ビア電極５１１は、厚み方向において第１端面ＳＦＡからテーパ形状で延びる部分を有していてよい。これにより、第１ビア電極５１１を含むレイヤと、第２ビア電極５１２を含むレイヤと、の間の仮想面における、第１ビア電極５１１の第１底面ＳＦＪと枠部１２０の外壁面ＳＦ４との間の距離を、より大きく確保することができる。上記仮想面は、パッケージ７０１の製造方法における積層界面に相当するので、剥離のような積層不良を有することがある。このような積層不良はキャビティＣＶ外からキャビティＣＶ内への水分の侵入経路となりやすいところ、上記距離が大きくされることによって、キャビティＣＶ内への水分の侵入を、より抑制することができる。よって、キャビティＣＶの気密性を、より十分に確保することができる。この効果は、第１ビア電極５１１が、第２ビア電極５１２に比して、厚み方向におけるより大きな寸法を有していることによって、より大きくされ得る。
【0091】
＜実施の形態２＞
図３０は、本実施の形態２におけるパッケージ７０２の構成を、図１０と同様の視野で概略的に示す部分平面図である。図３１は、パッケージ７０２の構成を、図１１と同様の視野で概略的に示す部分断面図である。
図３０は、本実施の形態２におけるパッケージ７０２の構成を、図１０と同様の視野で概略的に示す部分平面図である。図３１は、パッケージ７０２の構成を、図１１と同様の視野で概略的に示す部分断面図である。
【0092】
パッケージ７０２においては、パッケージ７０１（図１０および図１１）と異なり、第２ビア電極５１２の第２端面ＳＦＫは、平面視において、第１ビア電極５１１の第１底面ＳＦＪに、少なくとも部分的に重なっている。本実施の形態においては、第２端面ＳＦＫは第１底面ＳＦＪに部分的にのみ重なっている。第２ビア電極５１２の第２端面ＳＦＫは第１ビア電極５１１の第１底面ＳＦＪに直接接しており、これにより第２ビア電極５１２は第１ビア電極５１１に電気的に接続されている。なお、これら以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【0093】
本実施の形態２によれば、第２ビア電極５１２を第１ビア電極５１１に電気的に接続することが容易となる。ただし本実施の形態２の変形例として、第１ビア電極５１１と第２ビア電極５１２との間の接続抵抗を低減するなどの目的で、枠電極層５５０（図１１）が設けられてもよい。
【0094】
＜実施の形態３＞
図３２は、本実施の形態３におけるパッケージ７０３の構成を、図１０と同様の視野で概略的に示す部分平面図である。図３３は、パッケージ７０３の構成を、図１１と同様の視野で概略的に示す部分断面図である。
図３２は、本実施の形態３におけるパッケージ７０３の構成を、図１０と同様の視野で概略的に示す部分平面図である。図３３は、パッケージ７０３の構成を、図１１と同様の視野で概略的に示す部分断面図である。
【0095】
パッケージ７０３においては、パッケージ７０１（図１０および図１１）と異なり、第２ビア電極５１２の第２端面ＳＦＫは、平面視において、第１ビア電極５１１の第１底面ＳＦＪに包含されている。第２ビア電極５１２の第２端面ＳＦＫは第１ビア電極５１１の第１底面ＳＦＪに直接接しており、これにより第２ビア電極５１２は第１ビア電極５１１に電気的に接続されている。なお、これら以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【0096】
図３４～図３９は、パッケージ７０３の製造方法の一工程を概略的に示す部分断面図である。本実施の形態３においては、前述した実施の形態１における第１枠部グリーン体ＧＦ１（図１５～図１９）および第２枠部グリーン体ＧＦ２（図２０～図２４）の代わりに、枠部グリーン体ＧＦを形成する工程が行われる。以下、これについて具体的に説明する。
【0097】
【0098】
図３５を参照して、枠部１２０の枠上面ＳＦ１に、非貫通孔としての第１ビア孔ＶＨ１が、レーザー加工によって形成される。レーザー加工用のレーザー光は、枠上面ＳＦ１から枠部１２０中へ進行するように照射される。その結果、第１ビア孔ＶＨ１は、枠上面ＳＦ１から枠部１２０中へ向かう方向にテーパ形状を有しやすい。
【0099】
図３６を参照して、第１ビア孔ＶＨ１の底面から枠下面ＳＦ２と延びる貫通孔としての第２ビア孔ＶＨ２が、レーザー加工によって形成される。レーザー加工用のレーザー光は、第１ビア孔ＶＨ１の底面から枠下面ＳＦ２へ進行するように照射される。その結果、第２ビア孔ＶＨ２は、第１ビア孔ＶＨ１の底面から枠下面ＳＦ２へ向かう方向にテーパ形状を有しやすい。
【0100】
さらに図３７を参照して、枠部グリーン体ＧＦの第２ビア孔ＶＨ２および第１ビア孔ＶＨ１（図３６）のそれぞれ内に、第２ビア電極５１２および第１ビア電極５１１（図３７）が形成される。具体的には、第２ビア孔ＶＨ２および第１ビア孔ＶＨ１中へ電極ペーストがスクリーン印刷法によって充填される。この充填は、枠上面ＳＦ１から第２ビア孔ＶＨ２および第１ビア孔ＶＨ１中へ、一括して行われてよい。
【0101】
図３８を参照して、枠上面ＳＦ１上にメタライズ層６００が形成される。具体的には、電極ペーストが塗布される。なお、図３８においては枠上面ＳＦ１の全体に電極ペーストが塗布されているが、後述のキャビティＣＶの形成工程によって除去される領域にメタライズ層６００を塗布する必要はない。よって当該領域の少なくとも一部には塗布がなされないようなスクリーン印刷法が適用されてよい。
【0102】
図３９を参照して、キャビティＣＶがパンチ加工によって形成される。なお、キャビティＣＶが枠部グリーン体ＧＦへ、より早いタイミング形成されてもよい。以上により、キャビティＣＶを囲む枠形状を有する枠部グリーン体ＧＦが完成される。この枠部グリーン体ＧＦを、図２５（実施の形態１）の工程における第１枠部グリーン体ＧＦ１および第２枠部グリーン体ＧＦ２の積層体の代わりに用いることによって、本実施の形態３のパッケージ７０３（図３３）が得られる。
【0103】
本実施の形態３によれば、図３２および図３３に示すように、第２ビア電極５１２の第２端面ＳＦＫは、第１ビア電極５１１の第１底面ＳＦＪに包含されている。これにより、パッケージ７０３の製造において、第１ビア電極５１１が充填されることになる第１ビア孔ＶＨ１を枠部グリーン体ＧＦにおける非貫通孔として形成した後、当該非貫通孔の底面を加工することによって、第２ビア電極５１２が充填されることになる第２ビア孔ＶＨ２を形成することが可能となる。よって、パッケージ７０３の製造においては、パッケージ７０１（実施の形態１）と異なり、第１ビア電極５１１が位置する部分と、第２ビア電極５１２が位置する部分とを、互いに積層されることを要する別個のグリーン体として扱う必要がない。よって、パッケージの製造における積層工程を簡素化することができる。
【符号の説明】
【0104】
１２０ ：枠部
２００ ：基板電極層
５１１ ：第１ビア電極
５１２ ：第２ビア電極
５５０ ：枠電極層
６００ ：メタライズ層
７０１～７０３：パッケージ
９００ ：水晶振動子（電気的部品）
９６０ ：ろう材
９８０ ：蓋
ＣＶ ：キャビティ
ＥＩ ：内縁
ＥＯ ：外縁
ＧＦ ：枠部グリーン体
ＧＦ１ ：第１枠部グリーン体
ＧＦ２ ：第２枠部グリーン体
ＧＳ ：基板グリーン体
ＳＦ１ ：枠上面（第１面）
ＳＦ２ ：枠下面（第２面）
ＳＦ４Ａ ：焼成面
ＳＦ４Ｂ ：破断面
ＳＦＡ ：第１端面
ＳＦＪ ：第１底面
ＳＦＫ ：第２端面
ＳＦＢ ：第２底面
２００ ：基板電極層
５１１ ：第１ビア電極
５１２ ：第２ビア電極
５５０ ：枠電極層
６００ ：メタライズ層
７０１～７０３：パッケージ
９００ ：水晶振動子（電気的部品）
９６０ ：ろう材
９８０ ：蓋
ＣＶ ：キャビティ
ＥＩ ：内縁
ＥＯ ：外縁
ＧＦ ：枠部グリーン体
ＧＦ１ ：第１枠部グリーン体
ＧＦ２ ：第２枠部グリーン体
ＧＳ ：基板グリーン体
ＳＦ１ ：枠上面（第１面）
ＳＦ２ ：枠下面（第２面）
ＳＦ４Ａ ：焼成面
ＳＦ４Ｂ ：破断面
ＳＦＡ ：第１端面
ＳＦＪ ：第１底面
ＳＦＫ ：第２端面
ＳＦＢ ：第２底面
【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】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】