專利名稱：電子元件封裝的制造方法以及電子元件封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在第一部件與第二部件之間配置電子元件的電子元件封
裝(package)的制造方法以及電子元件封裝。
背景技術(shù)：
作為對(duì)半導(dǎo)體元件、表面彈性波元件和其他各種電子元件進(jìn)行密封的 方法，以往通過在容器的內(nèi)部收納電子元件，并向容器的上表面供給焊錫、 玻璃材料、粘接劑等，從而接合金屬或陶瓷的板來密閉容器內(nèi)部。而且， 近年來，對(duì)于電子元件封裝提出了一種通過將經(jīng)復(fù)雜加工的兩塊基板進(jìn)行 重疊接合，來制造薄型化電子元件封裝的方法。例如，在特開2004-80221 號(hào)公報(bào)(文獻(xiàn)l)中公開了如下技術(shù)在形成有與SAW (SurfaceAcoustic Wave)器件連接的內(nèi)部電極的壓電基板上，將預(yù)先形成了貫通孔的蓋罩 (cover)部件按照貫通孔與電極重合的方式進(jìn)行接合，從而密封SAW器 件，并形成通過貫通孔從外部與內(nèi)部電極連接的外部電極。
并且，例如在特開2001-308443號(hào)公報(bào)(文獻(xiàn)2)中，公開了如下技 術(shù)在兩主面形成有金屬膜圖案的硅基板上，通過各向異性蝕刻對(duì)硅基板 設(shè)置貫通孔，從而使兩主面的金屬膜圖案電連接。
但是，在如文獻(xiàn)1那樣將形成有貫通孔的成為蓋的蓋罩部件與成為基 底(base)的壓電基板接合時(shí)，有時(shí)因貫通孔的形成方法而會(huì)使蓋罩產(chǎn)生 變形等，從而無法容易地進(jìn)行接合。而且，若要通過成為蓋的部件(以下 稱為"蓋部件"。)或成為基底的部件(以下稱為"基底部件"。)的薄壁化 來實(shí)現(xiàn)電子元件封裝的進(jìn)一步薄型化，必須更謹(jǐn)慎地處理這些部件，因而 將無法簡單地接合蓋部件和基底部件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種在 第一部件與第二部件之間配置有電子元件的電子元件封裝的制造中，可使 所述第二部件與所述第一部件容易地接合的電子元件封裝的制造方法以 及電子元件封裝。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明按如下方式構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的第l方式，提供一種電子元件封裝的制造方法，包括如 下步驟按照在第一部件和第二部件之間配置與多個(gè)內(nèi)部電極連接的電子 元件的方式，借助上述各個(gè)內(nèi)部電極接合上述第一部件和上述第二部件，
在上述第二部件的與上述第一部件的接合面相反一側(cè)的面和與上述 各個(gè)內(nèi)部電極的接合面之間形成貫通孔，
按照與上述各個(gè)內(nèi)部電極連接的方式，向上述各個(gè)貫通孔配置導(dǎo)電性 材料，在上述第二部件的上述相反一側(cè)的面上形成多個(gè)外部電極。
根據(jù)本發(fā)明的第2方式，在權(quán)利要求1所述的電子元件封裝的制造方 法中，上述第一部件與上述第二部件的上述接合通過借助上述各個(gè)內(nèi)部電 極對(duì)上述第一部件接合作為板狀部件的上述第二部件而進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的第3方式，在第2方式的電子元件封裝的制造方法中， 在接合了上述第一部件與上述第二部件之后、形成上述各個(gè)貫通孔之前， 減少上述第二部件的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的第4方式，在第3方式的電子元件封裝的制造方法中， 按照使上述第二部件的厚度達(dá)到25pm以上90pm以下的方式，減少上述 第二部件的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的第5方式，在第1方式的電子元件封裝的制造方法中， 上述各個(gè)貫通孔通過對(duì)上述第二部件實(shí)施各向異性蝕刻而形成。
根據(jù)本發(fā)明的第6方式，在第1方式的電子元件封裝的制造方法中， 在對(duì)上述第二部件形成上述各個(gè)貫通孔之后、向上述各個(gè)貫通孔配置上述 導(dǎo)電性材料之前，在由導(dǎo)電性材料或半導(dǎo)電性材料形成的上述第二部件的 上述各個(gè)貫通孔的內(nèi)周面形成絕緣層。
根據(jù)本發(fā)明的第7方式，在第1方式的電子元件封裝的制造方法中， 當(dāng)向上述各個(gè)貫通孔配置上述導(dǎo)電性材料時(shí)，配置膏狀的上述導(dǎo)電性材 料。 根據(jù)本發(fā)明的第8方式，在第1方式的電子元件封裝的制造方法中， 在減壓環(huán)境下，將上述接合面處具有環(huán)狀的金屬突起部的上述第一部件或 上述第二部件的一方部件、與上述接合面處具有與上述環(huán)狀金屬突起部對(duì) 應(yīng)的環(huán)狀金屬接合部的上述第一部件或上述第二部件的另一方部件，按照 上述金屬突起部與上述金屬接合部被金屬接合的方式，借助上述各個(gè)內(nèi)部 電極進(jìn)行接合，從而在上述第一部件與上述第二部件之間，形成其內(nèi)部配 置有上述各個(gè)內(nèi)部電極以及上述電子元件、且被由上述金屬突起部與上述 金屬接合部形成的環(huán)狀金屬壁部密閉的減壓密閉空間。
根據(jù)本發(fā)明的第9方式，在第8方式的電子元件封裝的制造方法中，
在向上述各個(gè)貫通孔配置了上述導(dǎo)電性材料之后，在上述第二部件的上述 相反一側(cè)的面上配置導(dǎo)電性蓋罩部，該導(dǎo)電性蓋罩部覆蓋上述所配置的導(dǎo) 電性材料的各個(gè)露出表面以及上述各個(gè)貫通孔。
根據(jù)本發(fā)明的第IO方式，在第9方式的電子元件封裝的制造方法中， 上述各個(gè)導(dǎo)電性蓋罩部通過PVD法形成。
根據(jù)本發(fā)明的第11方式，在第8方式的電子元件封裝的制造方法中， 上述金屬突起部與上述金屬接合部的上述接合通過常溫金屬接合而進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的第12方式，在第8方式的電子元件封裝的制造方法中， 具有可動(dòng)構(gòu)造的上述電子元件被配置在上述減壓密閉空間內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的第13方式，在第1方式的電子元件封裝的制造方法中，
通過在上述接合面配置有上述電子元件以及與該電子元件連接的多個(gè)輔 助電極的上述第一部件、和在上述接合面配置有上述各個(gè)內(nèi)部電極的上述 第二部件被接合，上述各個(gè)輔助電極與上述各個(gè)內(nèi)部電極相互接合。
根據(jù)本發(fā)明的第14方式，提供一種電子元件封裝，包括第一部件；
第二部件，其由導(dǎo)電性材料或半導(dǎo)電性材料形成，與上述第一部件對(duì)置配
置；電子元件，其配置在上述第一部件與上述第二部件之間；多個(gè)內(nèi)部電
極，其與上述電子元件連接，按照使上述第一部件與上述第二部件接合的
方式配置在兩者之間；絕緣層，其配置在多個(gè)貫通孔的內(nèi)周面，上述多個(gè) 貫通孔形成在上述第二部件的、與上述第一部件的接合面相反一側(cè)的面和 與上述各個(gè)內(nèi)部電極的接合面之間；多個(gè)外部電極，其形成在上述第二部 件的上述相反一側(cè)的面上，通過在配置了上述絕緣層的上述各個(gè)貫通孔內(nèi)
配置的導(dǎo)電性材料與上述各個(gè)內(nèi)部電極連接；和環(huán)狀金屬壁部，其在上述 第一部件與上述第二部件之間，形成內(nèi)部配置有上述各個(gè)內(nèi)部電極以及上 述電子元件的減壓密閉空間。
根據(jù)本發(fā)明的第15方式，在第14方式的電子元件封裝中，上述各個(gè) 外部電極具備導(dǎo)電性蓋罩部，該導(dǎo)電性蓋罩部在上述第二部件的上述相反 一側(cè)的面上覆蓋上述所配置的導(dǎo)電性材料的各個(gè)露出表面以及上述各個(gè) 貫通孔。
根據(jù)本發(fā)明的第16方式，在第14方式的電子元件封裝中，上述第二 部件是厚度在25pm以上90pm以下的板狀部件。 (發(fā)明效果)
根據(jù)本發(fā)明，在第一部件與第二部件借助各個(gè)內(nèi)部電極接合并在兩部 件之間配置了電子元件的電子元件封裝的制造中，在接合了上述第一部件 與所述第二部件之后，通過在所述第二部件中形成貫通孔，可使所述第二 部件與所述第一部件容易地接合。


本發(fā)明的上述及其他目的和特征，通過附圖與優(yōu)選實(shí)施方式相關(guān)的下 面描述可明確。
圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電子元件封裝的示意剖面圖2是表示制造上述實(shí)施方式的電子元件封裝的處理流程的流程圖3是表示被單片化為多個(gè)基底部件之前的第一基板的示意俯視圖4是基底部件的示意俯視圖5是圖4的基底部件的A-A線示意剖面圖6A是蓋部件的示意俯視圖6B是圖6A的蓋部件的B-B線示意剖面圖7A是表示剛剛接合的基底部件與蓋部件的示意剖面圖7B是表示薄壁化處理后的基底部件與蓋部件的示意剖面圖7C是表示形成抗蝕膜的圖案之后的基底部件與蓋部件的示意剖面
圖7D是表示形成貫通孔后的基底部件與蓋部件的示意剖面圖8A是表示形成絕緣層后的基底部件與蓋部件的示意剖面圖8B是表示形成抗蝕膜的圖案之后的基底部件與蓋部件的示意剖面
圖8C是表示形成導(dǎo)電部后的基底部件與蓋部件的示意剖面圖8D是表示形成蓋罩部后的基底部件與蓋部件的示意剖面圖9A是表示在上述實(shí)施方式的變形例所涉及的電子元件封裝的制造 方法中，形成貫通孔后的基底部件和蓋部件的示意剖面圖9B是表示在上述實(shí)施方式的另一變形例所涉及的電子元件封裝的 制造方法中，形成貫通孔后的基底部件和蓋部件的示意剖面圖IOA是表示在上述實(shí)施方式的又一變形例所涉及的電子元件封裝的 制造方法中，形成導(dǎo)電部后的基底部件和蓋部件的示意剖面圖IOB是表示在上述實(shí)施方式的另一變形例的制造方法中，除去抗蝕 膜的圖案后的基底部件與蓋部件的示意剖面圖11是在上述實(shí)施方式的制造方法中，表示蓋部件中形成的貫通孔的 形狀的示意說明圖。
具體實(shí)施例方式
在繼續(xù)進(jìn)行本發(fā)明的記述之前，對(duì)附圖中的相同部件標(biāo)注了相同參照 標(biāo)記。
下面，基于附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。 圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電子元件封裝1的示意剖 面圖。如圖1所示，電子元件封裝1包括作為沿水平方向伸展的矩形板
狀的第一部件的一例的基底部件(或底基板)2、以及與基底部件2同樣
沿水平方向伸展的矩形板狀的作為第二部件的一例的蓋部件(或蓋用基
板)3,在基底部件2與蓋部件3之間配置有電子元件41、以及分別通過 輔助電極42與該電子元件41連接的多個(gè)內(nèi)部電極51。這里，作為電子元 件41例如可采用SAW (Surface Acoustic Wave)濾波器，圖1的輔助電極 42例如從基底部件2側(cè)形成為由鋁(Al)層421以及金(Au)層422的 導(dǎo)電性材料構(gòu)成的兩層構(gòu)造，內(nèi)部電極51由金形成?；撞考?由鉭酸 鋰(LiTa03)形成，蓋部件3由作為半導(dǎo)電性材料的一例的硅(Si)形成。
此外，蓋部件3也可由導(dǎo)電性材料或非導(dǎo)電性材料形成。
蓋部件3具有貫通孔32，該貫通孔32如后所述在蓋部件3經(jīng)由各個(gè) 內(nèi)部電極51與基底部件2接合后形成，且從蓋部件3的與基底部件2的 接合面相反側(cè)的面31開始貫通至各個(gè)內(nèi)部電極51的接合表面，在各個(gè)貫 通孔32的內(nèi)側(cè)面以及面31上，形成有絕緣層52 (具體為Si02層)。另外， 在蓋部件3的與基底部件2的接合面上也形成有絕緣層52。向各個(gè)貫通孔 32內(nèi)添加(填充)包含銀(Ag)(或金、銅(Cu))的粒子的導(dǎo)電性粘接 劑，形成導(dǎo)電部53，該導(dǎo)電部53與內(nèi)部電極51電連接。而且，各個(gè)貫通 孔32具有沿著蓋部件3的大致表面方向的截面例如為正方形、且該截面 的面積朝向基底部件2側(cè)逐漸減少的形狀。即，從面31開始向下側(cè)(基 底部件2側(cè))，導(dǎo)電部53的形狀為正方形的底面朝向圖示上側(cè)的大致四角 錐形狀。并且，導(dǎo)電部53形成有與電子元件封裝1的外部電連接的凸起 狀(或隆起形狀)的外部電極56，該外部電極56設(shè)置有導(dǎo)電性的蓋罩部 54，該蓋罩部54形成為從蓋部件3的面31向圖示上側(cè)鼓起，并獨(dú)立地覆 蓋各個(gè)導(dǎo)電部53和貫通孔32。
而且，如圖1所示，在電子元件封裝1中，沿矩形的蓋部件3以及基 底部件2的外緣設(shè)置有按照包圍電子元件41、輔助電極42和內(nèi)部電極 51的方式配置的環(huán)狀金屬壁部(或環(huán)狀的金屬突起部)55、以及與金屬壁 部55的基底部件2側(cè)的表面相接的(如后所述，實(shí)際為金屬接合(例如 常溫金屬接合))環(huán)狀金屬接合部43。這樣，通過設(shè)置相互接合的環(huán)狀金 屬壁部55和同樣為環(huán)狀的金屬接合部43，在基底部件2與蓋部件3之間 配置了電子元件41、各個(gè)輔助電極42以及內(nèi)部電極51的內(nèi)部空間61， 可通過金屬壁部55以及金屬接合部43而成為密閉狀態(tài)。另外，如后所述， 該內(nèi)部空間61可被減壓而成為減壓密閉空間。由此，可防止因內(nèi)部空間 61中存在過?？諝狻⒒蛲獠凯h(huán)境的影響，對(duì)如SAW濾波器那樣具有可動(dòng) 構(gòu)造的電子元件的動(dòng)作產(chǎn)生不良影響。
下面，對(duì)制造圖1所示的電子元件封裝1的方法進(jìn)行說明。該說明書 中，在圖2中表示了制造電子元件封裝1的處理流程的流程圖。
首先，如圖2所示，分別準(zhǔn)備具有多個(gè)電子元件和輔助電極等的第一 基板(相當(dāng)于多個(gè)基底部件2的集合體。)、以及具有多個(gè)內(nèi)部電極的第二 基板(相當(dāng)于多個(gè)蓋部件3的集合體。)(步驟Sll)。
這里，在圖3中表示了相當(dāng)于多個(gè)基底部件2的集合體的第一基板20 的示意俯視圖。如圖3所示，在第一基板20中，設(shè)定了分別成為一個(gè)電 子元件封裝1的構(gòu)成的多個(gè)區(qū)域R1 (圖3中的一個(gè)矩形區(qū)域，即所謂的 小片(die))，通過后述的切割工序按區(qū)域截?cái)嗪蟮囊粋€(gè)部件成為圖1的電 子元件封裝l中的板狀基底部件2。在下面的說明中，將相當(dāng)于截?cái)嗲暗?第一基板20中的一個(gè)基底部件2的部分也簡單稱為基底部件2。另外，第 一基板20例如由鉭酸鋰形成。
圖4是表示第一基板20上的基底部件2的區(qū)域R1內(nèi)的構(gòu)成的示意俯 視圖。在截?cái)嗲暗牡谝换?0中，基底部件2例如成為650X 950微米(pm) 的矩形區(qū)域，相鄰的兩個(gè)基底部件2 (小片)間的間隙例如為50pm。在 基底部件2的中央配置有電子元件41，在基底部件2的外緣部形成有與電 子元件41連接的多個(gè)輔助電極42 (在圖4中為6個(gè)輔助電極42)。另外， 實(shí)際在第一基板20的各個(gè)基底部件2中，還設(shè)置有連接電子元件41與各 個(gè)輔助電極42的布線(布線圖案)等，但在圖4中省略其圖示。
圖5是圖4中的A-A線位置處的基底部件2的示意剖面圖。如圖5所 示，各輔助電極42例如具有厚度為0.1 0.2(im的鋁層421、以及層疊于 鋁層421而形成的例如厚度為0.3 0.5pm的金層422。而且，如圖4及圖 5所示，在基底部件2上按照包圍電子元件41和多個(gè)輔助電極42的方式， 以與金層422同樣的厚度形成有環(huán)狀的金屬接合部43。在對(duì)第一基板20 的鍍覆工序中，同時(shí)形成金層422以及金屬接合部43。
并且，對(duì)于具有多個(gè)內(nèi)部電極等的作為多個(gè)蓋部件的集合體的第二基 板(未圖示)而言，也與第一基板20同樣地設(shè)置有分別成為一個(gè)電子元 件封裝l的構(gòu)成的多個(gè)區(qū)域R2 (小片)，按區(qū)域截?cái)嗪蟮囊粋€(gè)部件成為圖 1的電子元件封裝1中的板狀蓋部件3。另外，按照第一基板20中的區(qū)域 Rl的大小以及形狀和第二基板中的區(qū)域R2的大小以及形狀相同的方式， 形成各個(gè)區(qū)域R1、 R2。
圖6A是表示第二基板上的一個(gè)蓋部件3的區(qū)域R2內(nèi)的構(gòu)成的示意俯 視圖，圖6B是圖6A的蓋部件3的B-B線示意剖面圖。在第二基板的相 當(dāng)于一個(gè)蓋部件3的部分處，在對(duì)第二基板的鍍覆工序中同時(shí)分別形成多
個(gè)內(nèi)部電極51、和金屬壁部55，所述多個(gè)內(nèi)部電極51形成在與基底部件 2的各個(gè)輔助電極42相同的位置，所述金屬壁部55形成在與金屬接合部 43相同的位置。在下面的說明中，將相當(dāng)于截?cái)嗲暗牡诙逯械囊粋€(gè)蓋 部件3的部分也簡單稱為蓋部件3。另外，第二基板例如由硅形成。
當(dāng)準(zhǔn)備好具有基底部件2的第一基板和具有蓋部件3的第二基板后， 在未圖示的等離子體處理用的容器內(nèi)，將第一基板20保持在臺(tái)架(stage) 上，用夾具(chuck)保持第二基板，使其與第一基板20對(duì)置，并使內(nèi)部 電極51等朝向第一基板20側(cè)。接著，進(jìn)行對(duì)位，以使第一基板20的各 基底部件2的輔助電極42與第二基板相應(yīng)的蓋部件3的內(nèi)部電極51對(duì)置， 而且，各基底部件2的金屬接合部43與相應(yīng)的蓋部件3的金屬壁部55對(duì) 置，并使容器內(nèi)被減壓(例如，減壓至lPa以下。)。然后，向容器內(nèi)導(dǎo)入 需要量的氬氣，通過對(duì)臺(tái)架與夾具之間施加交流的高頻電壓，從而產(chǎn)生等 離子體，對(duì)基底部件2的金屬接合部43和輔助電極42以及蓋部件3的金 屬壁部55和內(nèi)部電極51實(shí)施表面處理(所謂的等離子體洗凈處理)。另 外，該表面處理被用于使后述的金屬接合更可靠地進(jìn)行。
若表面處理完成，則第一基板20的各輔助電極42與第二基板相應(yīng)的 內(nèi)部電極51抵接，且各金屬接合部43與對(duì)應(yīng)的金屬壁55抵接，進(jìn)而， 第一基板20和第二基板沿相互靠近的方向被擠壓。通過擠壓，金屬壁部 55以及內(nèi)部電極51主要在高度方向上產(chǎn)生塑性變形(優(yōu)選變形在lpm以 上。)，如圖7A所示，各個(gè)輔助電極42與對(duì)應(yīng)的各個(gè)內(nèi)部電極51、以及 金屬接合部43與金屬壁部55被金屬接合，例如被常溫金屬接合(即，以 金屬原子級(jí)被接合。)，蓋部件3通過各個(gè)輔助電極42、內(nèi)部電極51、金 屬接合部43、以及金屬壁部55與基底部件2接合(步驟S12)。另外，在 圖7A (以及后述的圖7B 圖7D)所示的示意剖面圖中，僅圖示了第一 基板的一個(gè)基底部件2以及第二基板的相應(yīng)的一個(gè)蓋部件3。
此時(shí)，在輔助電極42與金屬接合部43之間會(huì)產(chǎn)生高度差，大小為鋁 層421的厚度，但由于該差值非常小，因此通過接合時(shí)產(chǎn)生的金屬壁部55 以及內(nèi)部電極51的塑性變形而不會(huì)產(chǎn)生問題。另外，也可在金屬接合部 43的基底部件2側(cè)設(shè)置與鋁層421相同高度的層，使輔助電極42與金屬 接合部43的高度相同。這樣，通過在減壓環(huán)境下將蓋部件3接合到基底
部件2上，使得在基底部件2與蓋部件3之間，電子元件41、各個(gè)輔助電 極42以及內(nèi)部電極51被金屬接合部43以及金屬壁部55包圍而形成減壓 密閉的內(nèi)部空間(即，減壓密閉空間)61，同時(shí)，電子元件41借助各個(gè) 輔助電極42與各個(gè)內(nèi)部電極51電連接。另外，在對(duì)金屬壁部55和各個(gè) 內(nèi)部電極51等進(jìn)行使接合處的高度位置均勻化的平坦化處理(平整 (leveling)處理)時(shí)，可以是這種不進(jìn)行塑性變形的情況。而且，金屬壁 部55和各個(gè)內(nèi)部電極51等的金屬接合優(yōu)選通過常溫接合進(jìn)行。這是由于 若在接合時(shí)進(jìn)行加熱而溫度上升，則在基底部件2與蓋部件3中可能會(huì)產(chǎn) 生熱應(yīng)變，從而會(huì)產(chǎn)生不能進(jìn)行可靠接合的情況。
在基底部件2與蓋部件3接合后，通過對(duì)蓋部件3的與基底部件2相 反一側(cè)的面例如實(shí)施研磨加工，可如圖7B所示進(jìn)行使蓋部件3的厚度減 少的薄壁化(步驟S13)。另外，在圖7B中，用雙點(diǎn)劃線表示了研磨加工 前的蓋部件3。實(shí)際上，由于研磨加工對(duì)第二基板的與第一基板相反一側(cè) 的整個(gè)面進(jìn)行，因此多個(gè)蓋部件3將同時(shí)被薄壁化。使蓋部件3的厚度減 少的薄壁化處理，除了研磨加工之外還可通過噴砂(sandblast)或濕蝕刻 等實(shí)現(xiàn)。另外，如圖6B以及圖7A所示，例如在由硅形成的蓋部件3的 各個(gè)表面上形成有Si02層作為絕緣層33，但如圖7B所示，通過該薄壁化 處理，僅除去了配置在蓋部件3的與基底部件2相反一側(cè)的面上的絕緣層 33。
然后，在研磨后的蓋部件3的與基底部件2相反一側(cè)的面31上形成 抗蝕膜，利用光刻技術(shù)在各內(nèi)部電極51上方的規(guī)定大小區(qū)域，例如僅在 多個(gè)正方形區(qū)域除去抗蝕膜，從而如圖7C所示，形成抗蝕膜91的圖案。 然后，通過向蓋部件3的面31側(cè)施加例如氫氧化鉀(KOH)溶液，在沒 有抗蝕膜91的部分(正方形區(qū)域)進(jìn)行蓋部件3的蝕刻，從而如圖7D所 示，形成了從面31貫通至與各個(gè)內(nèi)部電極51的接合面的貫通孔32 (步驟 S14)。另外，該貫通孔32的形成處理中，在進(jìn)行基于氫氧化鉀溶液的濕 蝕刻的狀態(tài)下，會(huì)在與各個(gè)貫通孔32相應(yīng)的部分的孔底部殘留絕緣層33， 但在該蝕刻之后，例如通過進(jìn)行光致抗蝕工藝，可除去殘留在各個(gè)孔底部 的絕緣層33，從而可形成到達(dá)與各個(gè)內(nèi)部電極51的接合面的貫通孔32。 而且，由抗蝕膜91形成的圖案并非如上所述限定于正方形，例如也可形
成為圓形等。另外，作為這種抗蝕膜91，希望采用例如丙烯酸系等具有感 光性的材料。
此時(shí)，作為第二基板(蓋部件3)的材料，由于采用了結(jié)晶方位為(100) 的硅基板，因此相對(duì)結(jié)晶方位傾斜了規(guī)定角度e后的方向(在圖7D中為相
對(duì)面31的法線方向傾斜了角度e后的方向，該情況下的角度e為54.7度)
的蝕刻速率極高。所以，貫通孔32的形狀沿水平方向的截面(沿面31的 截面)為正方形，其面積向基底部件2側(cè)逐漸減少。假設(shè)在內(nèi)部電極51 上的貫通孔32的開口為微小的點(diǎn)時(shí)，設(shè)蓋部件3的厚度為P，則面31上 的沒有抗蝕膜91的正方形區(qū)域的各邊長度a被確定為(2Ptane)。實(shí)際上， 由于內(nèi)部電極51上的貫通孔32的開口大小為各邊是lOOjam的矩形區(qū)域， 因此，基于上述關(guān)系可確定面31上的沒有抗蝕膜91的正方形區(qū)域的各邊 長度a。
具體而言，如圖11所示的貫通孔32的示意說明圖那樣，面31上的沒 有抗蝕膜91的正方形區(qū)域的各邊長度oc，可利用蓋部件3的厚度p和內(nèi)部 電極51上的貫通孔32的開口大小d，如數(shù)式1那樣表示。
a=l/{d (l+卩/2tane) } …(數(shù)式1)
因此，若確定了內(nèi)部電極51上的貫通孔32的開口大小d,則可確定 正方形區(qū)域的各邊長度a。另外，這種內(nèi)部電極51上的貫通孔32的開口 大小d，可根據(jù)如后所述使貫通孔32內(nèi)填充的導(dǎo)電性材料與內(nèi)部電極51 可靠導(dǎo)通所需的大小來確定。例如相對(duì)于內(nèi)部電極51的直徑小90pm，這 樣的大小d被設(shè)定為10|Lim以上的大小。
因此，通過管理抗蝕膜91的圖案形狀以及蓋部件3的厚度，可基于 各向異性蝕刻來高精度地形成貫通孔32。而且，通過利用各向異性蝕刻， 還易于抑制過蝕刻。另外，在進(jìn)行蓋部件3的各向異性蝕刻時(shí)，除了氫氧 化鉀之外，還可使用乙二胺焦兒茶酚(EDP)等，蓋部件3也可由砷化鎵 (GaAs)等能各向異性蝕刻的其他材料形成。
在形成各個(gè)貫通孔32后，進(jìn)行抗蝕膜91的除去處理。然后，通過對(duì) 蓋部件3的面31側(cè)實(shí)施熱氧化處理，如圖SA所示，可在貫通孔32的內(nèi) 側(cè)面(內(nèi)周面)以及整個(gè)面31上形成作為氧化膜(Si02)的絕緣層52 (步 驟S15)。而后，如圖8B所示，在蓋部件3的面31上形成僅除去了包圍
各個(gè)貫通孔32的周圍的規(guī)定大小區(qū)域后的抗蝕膜92的圖案，并通過向貫 通孔32添加膏狀的導(dǎo)電性材料(這里為導(dǎo)電性粘接劑)直至鼓起到比面 31高的位置，從而，如圖8C所示，形成與內(nèi)部電極51電連接的導(dǎo)電部 53 (步驟S16)。此時(shí)，通過在貫通孔32的內(nèi)側(cè)面以及蓋部件3的面31 形成絕緣層52，可確保由半導(dǎo)電性材料形成的蓋部件3與導(dǎo)電部53之間 的絕緣性。另外，包圍貫通孔32的周圍的規(guī)定大小是至少不會(huì)使所形成 的導(dǎo)電部53與相鄰的導(dǎo)電部53電連接的大小。而且，導(dǎo)電性材料向?qū)?孔32的添加，按照對(duì)貫通孔32的孔底部所形成的開口進(jìn)行填埋的方式進(jìn) 行。并且，這種導(dǎo)電性材料的添加通過可控制其填充量的方法進(jìn)行即可， 例如可通過印刷等方法進(jìn)行。
在形成導(dǎo)電部53后，進(jìn)行抗蝕膜92的除去處理。然后，通過濺射或 鍍金等，如圖8D所示，形成覆蓋導(dǎo)電部53以及貫通孔32的導(dǎo)電性蓋罩 部54 (步驟S17)，由導(dǎo)電部53和蓋罩部54在蓋部件3的面31上形成與 內(nèi)部電極51電連接的外部電極56。而后，第一基板和第二基板通過切割 而被一體截?cái)?，截?cái)嗪蟮囊粋€(gè)部件成為圖1所示的電子元件封裝1。另外， 這種蓋罩部54為了確保內(nèi)部空間61的氣密性、即更可靠地密封貫通孔32 而設(shè)置。因此，為了進(jìn)一步提高這種密封性的可靠性，優(yōu)選蓋罩部54的 形成通過以濺射等為代表的PVD (physical vapor deposition processing)法 那樣的干法工藝(dry process)進(jìn)行。另外，也可以在不要求氣密性時(shí)、 或者根據(jù)所要求的氣密性程度，而不形成這樣的蓋罩部54。
如上所述，在圖2的流程圖所示的本實(shí)施方式的電子元件封裝的制造 中，通過將蓋部件3與基底部件2接合，在基底部件2與蓋部件3之間的 內(nèi)部空間61中，配置與蓋部件3相接的內(nèi)部電極51、以及與內(nèi)部電極51 連接的電子元件41。然后，通過從蓋部件3的與基底部件2相反一側(cè)的面 31開始以規(guī)定方法實(shí)施蝕刻，從而形成到達(dá)內(nèi)部電極51表面的貫通孔32， 并通過向貫通孔32添加導(dǎo)電性材料，使得內(nèi)部電極51以電方式被取出到 內(nèi)部空間61的外側(cè)。這里，如文獻(xiàn)1所公開的現(xiàn)有方法那樣，在將預(yù)先 形成有貫通孔的蓋部件與基底部件接合時(shí)，有時(shí)因貫通孔的形成方法而會(huì) 使蓋部件產(chǎn)生變形等，從而無法容易地進(jìn)行接合，但根據(jù)本實(shí)施方式的方 法，通過與基底部件2接合后在蓋部件3上形成貫通孔22，從而能使蓋部
件3容易地與基底部件2接合。
而且，通過環(huán)狀的金屬壁55和與之對(duì)應(yīng)的環(huán)狀金屬接合部43被金屬 接合，形成了配置有電子元件41的減壓密閉狀態(tài)的內(nèi)部空間61，由此在 電子元件封裝1中可實(shí)現(xiàn)可靠性高的密封，從而可確保電子元件41動(dòng)作 的可靠性。進(jìn)而，通過形成覆蓋導(dǎo)電部53以及貫通孔32的蓋罩部54，能 使內(nèi)部空間61達(dá)到更可靠的密閉狀態(tài)。另外，在對(duì)內(nèi)部空間61不要求高 密閉度等情況下，可省略步驟S17，將導(dǎo)電部53直接作為外部電極。
本方法中，在基底部件與蓋部件3的接合中，由于蓋部件3上設(shè)置的 內(nèi)部電極51、和設(shè)置在基底部件2上且與電子元件41連接的輔助電極42 接合，因此在步驟S14的形成貫通孔32時(shí)，可防止內(nèi)部空間61通過貫通 孔32與外部連通，并且可使基底部件2上的電子元件41與外部電極電連 接。
可是， 一般厚度在90pm以下的部件(基板或切割后的一個(gè)部件)其 單體非常脆弱，難以對(duì)其進(jìn)行處理，因此在現(xiàn)有的方法中，存在著難以制 造使基底部件或蓋部件為90pm以下厚度的薄型電子元件封裝的問題。對(duì) 此，根據(jù)本實(shí)施方式的方法，由于在將蓋部件3與基底部件2接合后且在 形成貫通孔32之前進(jìn)行了板狀蓋部件3的薄壁化，因此可使蓋部件3的 厚度均勻減少，如圖9A所示能容易地制造蓋部件3的厚度tl為90pm的 薄型電子元件封裝。進(jìn)而，如圖9B所示，還能制造蓋部件3的厚度t2為 40pm的電子元件封裝。
實(shí)際上，厚度被減少的部件可以是基底部件2、或基底部件2以及蓋 部件3雙方，接合后的基底部件2或蓋部件3的薄壁化可達(dá)到25|im左右。 這樣，通過使基底部件2或蓋部件3的厚度在25pm以上90pm以下，可 實(shí)現(xiàn)電子元件封裝的進(jìn)一步薄型化。另外，在圖9A和圖9B中，通過千 蝕刻在蓋部件3中沿垂直方向形成了貫通孔32，表示了本實(shí)施方式的變形 例所涉及的電子元件封裝的制造方法中的制造過程的示意剖面圖。另外， 在圖9A和圖9B中，省略了在蓋部件3上形成的絕緣層的圖示。而且， 圖9A的貫通孔32的直徑D1為20pm，內(nèi)部電極51 (以及輔助電極)的 直徑D2為90^im，金屬壁部55(以及金屬接合部43)的寬度W1為40|_im。 由于內(nèi)部空間的高度H1為5pm，基底部件2的厚度t3為250|_im，外部電
極的厚度為50pm，因此最終的電子元件封裝的厚度為395pm。在圖9B 中，由于內(nèi)部空間的高度H2為5pm，基底部件2的厚度t4為200pm，外 部電極的厚度為50(im，因此，最終的電子元件封裝的厚度為295pm。這 樣，根據(jù)本方法，可使基底部件2與蓋部件3粘合后的厚度在250^im以 下(作為包括外部電極的電子元件封裝的厚度為300^im以下)。
這里，配置有電子元件41的內(nèi)部空間61的高度主要依賴于金屬壁部 55的厚度，但為了在接合后形成適當(dāng)?shù)膬?nèi)部空間，優(yōu)選使內(nèi)部空間61的 高度在lpm以上。這是為了使電子元件不會(huì)因蓋部件或基底部件的撓曲 或翹曲而與蓋部件等接觸。而且，若考慮到金屬接合部43或金屬壁部55 一般通過鍍覆工序形成這一點(diǎn)，則優(yōu)選內(nèi)部空間61的高度在35^im以下。
下面，對(duì)本實(shí)施方式的其他變形例所涉及的電子元件封裝的制造方法 進(jìn)行說明。圖10A以及圖10B是用于說明本變形例的電子元件封裝制造 處理的圖，是對(duì)應(yīng)于圖8A 圖8D的圖。
首先，在蓋部件3的面31上形成了抗蝕膜92的圖案后(參照?qǐng)D8B)， 通過濺射向貫通孔32的內(nèi)側(cè)面以及其開口的周圍添加導(dǎo)電性材料，然后 通過進(jìn)行鍍覆，如圖10A所示，形成膜狀的導(dǎo)電部53a。這里，在濺射中 例如從絕緣層52開始形成鈦(Ti)膜以及金膜、或形成鉻(Cr)膜以及 金膜，并通過鍍覆進(jìn)一步用銅(Cu)或金形成膜。然后，除去抗蝕膜92， 如圖10B所示可實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)電部53a的訪問，該導(dǎo)電部53a將內(nèi)部電極51 .以電方式取出到蓋部件3的面31上。接著，借助導(dǎo)電部53a與內(nèi)部電極 51連接的外部電極形成在面31上的所希望的位置(外部電極是電子元件 封裝的與外部連接的電極，可與導(dǎo)電部53a同時(shí)形成。)，然后通過進(jìn)行切 割，完成電子元件封裝。這樣，可通過各種方法進(jìn)行向貫通孔32添加導(dǎo) 電性材料，能夠根據(jù)所制造的電子元件封裝的用途等適當(dāng)確定。
以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述的 實(shí)施方式，還可實(shí)現(xiàn)各種變形。
基底部件2和蓋部件3未必要分別作為第一基板以及第二基板的一部 分來準(zhǔn)備，但為了高效制造電子元件封裝，可準(zhǔn)備具有多個(gè)基底部件2的 第一基板和具有多個(gè)蓋部件3的第二基板，優(yōu)選由這些基板同時(shí)制造多個(gè) 電子元件封裝。而且，基底部件2和蓋部件3的形狀可適當(dāng)變更，例如，基底部件2或蓋部件3可具有形成對(duì)電子元件41進(jìn)行收納的空間的空腔 (cavity )。
上述實(shí)施方式中，電子元件41被設(shè)置在基底部件2上，但也可以是:
將設(shè)置了電子元件以及內(nèi)部電極的蓋部件與基底部件接合，在基底部件與 蓋部件之間的內(nèi)部空間配置電子元件，并在接合后形成從蓋部件的與基底 部件相反一側(cè)的面到達(dá)內(nèi)部電極表面的貫通孔，從而使內(nèi)部電極可以電方 式被取出到內(nèi)部空間的外側(cè)。
而且，可在基底部件上設(shè)置環(huán)狀的金屬壁部，在蓋部件上設(shè)置與金屬 壁部對(duì)應(yīng)的金屬接合部。通過使基底部件及蓋部件中的一方部件具有包圍 電子元件的環(huán)狀金屬壁部，另一方部件具有與金屬壁部對(duì)應(yīng)的金屬接合 部，從而在電子元件封裝中能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的密閉。
內(nèi)部電極51未必形成在蓋部件3上，例如也可以是輔助電極比電
子元件形成得厚，通過基底部件與蓋部件的接合，輔助電極的表面與蓋部 件接合，從而將輔助電極作為內(nèi)部電極。可是，在形成貫通孔時(shí)，為了防
止內(nèi)部空間通過貫通孔與外部連通，優(yōu)選內(nèi)部電極51形成在蓋部件3上， 在接合工序中與輔助電極42接合。
在上述實(shí)施方式中，輔助電極42 (的表面)、金屬接合部43、內(nèi)部電 極51以及金屬壁部55由金形成，但這些部位也可由銅、鋁、焊錫等其他 金屬形成。從適于進(jìn)行伴隨塑性變形的金屬接合的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選采用金、 銅或鋁，從易于進(jìn)行高品質(zhì)的接合這一點(diǎn)考慮最優(yōu)選使用金。
在上述實(shí)施方式中，蓋部件3由半導(dǎo)電性材料形成，但在蓋部件3由 導(dǎo)電性材料形成時(shí)，也優(yōu)選在貫通孔32的內(nèi)側(cè)面設(shè)置絕緣層，由此，可 確保導(dǎo)電部53與蓋部件3的絕緣性。另外，絕緣層的形成除了熱氧化以 外，例如還可通過絕緣性材料的濺射來進(jìn)行?？墒?，該情況下，由于在內(nèi) 部電極的表面與貫通孔對(duì)應(yīng)的部位也被添加了絕緣性材料，因此為了確保 導(dǎo)電部與內(nèi)部電極的連接，需要通過蝕刻除去內(nèi)部電極上的絕緣性材料。
在圖2的步驟S14中形成貫通孔32時(shí)，除了各向異性蝕刻或干蝕刻 以外，還可利用YAG激光器或C02激光器等。
在電子元件封裝中，被收納的電子元件41并不限定于SAW濾波器， 也可以是機(jī)械開關(guān)等其他MEMS (Micro Electro Mechanical System)或半
導(dǎo)體電路、傳感器等其他各種電子元件。不過，在收納具有可動(dòng)構(gòu)造的電 子元件或紫外線傳感器等時(shí)，優(yōu)選使內(nèi)部空間為減壓密閉狀態(tài)。
基底部件2未必由鉭酸鋰形成，可根據(jù)所形成的電子元件的種類來確 定，例如采用硅等。而且，當(dāng)貫通孔32通過各向異性蝕刻以外的方法形
成時(shí)，蓋部件3也可由玻璃或陶瓷等形成。
另外，通過適當(dāng)組合上述各種實(shí)施方式中的任意實(shí)施方式，可起到各 自具有的效果。
本發(fā)明通過參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了充分記載，但對(duì)本領(lǐng)域技 術(shù)人員而言，很清楚各種變形與修正。只要這樣的變形或修正未脫離由權(quán) 利要求書限定的本發(fā)明的范圍，則應(yīng)理解為包含于本發(fā)明。
將2005年1月28日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)No.2005 — 020710號(hào)的說明
書、附圖以及權(quán)利要求書的公開內(nèi)容作為整體進(jìn)行參照而引入到本發(fā)明 中。
(工業(yè)上的可利用性) 本發(fā)明可利用于在內(nèi)部空間收納了各種電子元件的電子元件封裝及 其制造方法。
權(quán)利要求
1.一種電子元件封裝的制造方法，包括如下步驟按照在第一部件和第二部件之間配置與多個(gè)內(nèi)部電極連接的電子元件的方式，借助所述各個(gè)內(nèi)部電極接合所述第一部件和所述第二部件，在所述第二部件的與所述第一部件的接合面相反一側(cè)的面和與所述各個(gè)內(nèi)部電極的接合面之間形成貫通孔，按照與所述各個(gè)內(nèi)部電極連接的方式，向所述各個(gè)貫通孔配置導(dǎo)電性材料，在所述第二部件的所述相反一側(cè)的面形成多個(gè)外部電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子元件封裝的制造方法，其特征在于，所述第一部件與所述第二部件的所述接合通過借助所述各個(gè)內(nèi)部電 極對(duì)所述第一部件接合作為板狀部件的所述第二部件而進(jìn)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子元件封裝的制造方法，其特征在于， 在接合了所述第一部件與所述第二部件之后，形成所述各個(gè)貫通孔之前，減少所述第二部件的厚度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子元件封裝的制造方法，其特征在于， 按照所述第二部件的厚度達(dá)到25|im以上90pm以下的方式，減少所述第二部件的厚度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子元件封裝的制造方法，其特征在于， 所述各個(gè)貫通孔通過對(duì)所述第二部件實(shí)施各向異性蝕刻而形成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子元件封裝的制造方法，其特征在于， 在對(duì)所述第二部件形成了所述各個(gè)貫通孔之后、向所述各個(gè)貫通孔配置所述導(dǎo)電性材料之前，在由導(dǎo)電性材料或半導(dǎo)電性材料形成的所述第二 部件的所述各個(gè)貫通孔的內(nèi)周面形成絕緣層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子元件封裝的制造方法，其特征在于， 在向所述各個(gè)貫通孔配置所述導(dǎo)電性材料時(shí)，配置了膏狀的所述導(dǎo)電性材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子元件封裝的制造方法，其特征在于， 在減壓環(huán)境下，將所述接合面上具有環(huán)狀金屬突起部的所述第一部件 或所述第二部件的一方部件、與所述接合面具有與所述環(huán)狀金屬突起部對(duì) 應(yīng)的環(huán)狀金屬接合部的所述第一部件或所述第二部件的另一方部件，按照 所述金屬突起部與所述金屬接合部被金屬接合的方式，借助所述各個(gè)內(nèi)部 電極進(jìn)行接合，從而在所述第一部件與所述第二部件之間，形成在內(nèi)部配 置有所述各個(gè)內(nèi)部電極以及所述電子元件、且被由所述金屬突起部與所述 金屬接合部形成的環(huán)狀金屬壁部密閉的減壓密閉空間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子元件封裝的制造方法，其特征在于， 在向所述各個(gè)貫通孔配置了所述導(dǎo)電性材料之后，在所述第二部件的所述相反一側(cè)的面上配置導(dǎo)電性蓋罩部，該導(dǎo)電性蓋罩部覆蓋所述被配置 的導(dǎo)電性材料的各個(gè)露出表面以及所述各個(gè)貫通孔。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子元件封裝的制造方法，其特征在于， 所述各個(gè)導(dǎo)電性蓋罩部通過PVD法形成。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子元件封裝的制造方法，其特征在于， 所述金屬突起部與所述金屬接合部的所述接合通過常溫金屬接合而進(jìn)行。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子元件封裝的制造方法，其特征在于， 具有可動(dòng)構(gòu)造的所述電子元件被配置在所述減壓密閉空間內(nèi)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子元件封裝的制造方法，其特征在于， 通過在所述接合面上配置有所述電子元件以及與該電子元件連接的多個(gè)輔助電極的所述第一部件、和在所述接合面上配置有所述各個(gè)內(nèi)部電 極的所述第二部件被接合，所述各個(gè)輔助電極與所述各個(gè)內(nèi)部電極相互接合o
14. 一種電子元件封裝，包括 第一部件；第二部件，其由導(dǎo)電性材料或半導(dǎo)電性材料形成，與所述第一部件對(duì) 置配置；電子元件，其配置在所述第一部件與所述第二部件之間； 多個(gè)內(nèi)部電極，其與所述電子元件連接，按照接合所述第一部件與所 述第二部件的方式配置在兩者之間；絕緣層，其配置在多個(gè)貫通孔的內(nèi)周面，所述多個(gè)貫通孔形成在所述第二部件的、與所述第一部件的接合面相反一側(cè)的面和與所述各個(gè)內(nèi)部電 極的接合面之間；多個(gè)外部電極，其形成在所述第二部件的所述相反一側(cè)的面上，通過 在配置了所述絕緣層的所述各個(gè)貫通孔內(nèi)配置的導(dǎo)電性材料與所述各個(gè)內(nèi)部電極連接；和環(huán)狀金屬壁部，其在所述第一部件與所述第二部件之間，形成內(nèi)部配 置有所述各個(gè)內(nèi)部電極以及所述電子元件的減壓密閉空間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子元件封裝，其特征在于， 所述各個(gè)外部電極具備導(dǎo)電性蓋罩部，該導(dǎo)電性蓋罩部在所述第二部件的所述相反一側(cè)的面上覆蓋所述被配置的導(dǎo)電性材料的各個(gè)露出表面 以及所述各個(gè)貫通孔。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子元件封裝，其特征在于， 所述第二部件是厚度在25pm以上90pm以下的板狀部件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電子元件封裝及其制造方法，通過將蓋部件(3)與基底部件(2)接合，在基底部件與蓋部件之間的內(nèi)部空間(61)中配置與蓋部件(3)相接的內(nèi)部電極(51)以及與內(nèi)部電極連接的電子元件(41)。然后，從蓋部件的與基底部件相反一側(cè)的面(31)通過規(guī)定方法實(shí)施蝕刻，從而形成到達(dá)內(nèi)部電極的表面的貫通孔(32)，向貫通孔添加導(dǎo)電性材料，并在面上形成與內(nèi)部電極連接的外部電極，從而完成了薄型的電子元件封裝(1)。
文檔編號(hào)H01L23/02GK101107706SQ20068000307
公開日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月28日
發(fā)明者東和司, 前川幸弘 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社