CN118575590A - 封装体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
设有基板布线部(200)的陶瓷基板部(110)形成为基板生坯(GS)。陶瓷框部(120)形成为具有包围空腔(CV)的框形状的框状生片(GF)。在基板生坯(GS)上层叠框状生片(GF)。通过实施激光加工,在框状生片(GF)上形成到达基板布线部(200)而不贯通基板布线部(200)的过孔(VH)。在框状生片(GF)的过孔(VH)内形成过孔电极(510)作为电极生坯(G510)。烧成基板生坯(GS)、框状生片(GF)和电极生坯(G510)。
Description
技术领域
本发明涉及封装体的制造方法,特别是涉及具有陶瓷框部的封装体的制造方法,该陶瓷框部设有过孔电极。
背景技术
作为使用陶瓷生片制造的陶瓷部件,已知有晶体振子用的封装体。一般的晶体振子具有:晶片;具有收纳晶片的空腔的封装体;以及用于密封空腔的盖。封装体具有:构成空腔的底面的基板部;包围空腔的框部;以及设置于该框部上的金属化层。盖使用接合材料(典型地为钎料)接合于金属化层。
封装体的框部上的金属化层通常与接地电位用的电极焊盘电短路。该电气路径典型地经由贯通框部的过孔电极来确保。但是,随着封装体的小型化的进展,框部的材料宽度(框部的内壁面与外壁面之间的尺寸)变小,形成与此对应的微细的过孔电极变得愈发困难。具体而言,在将通过烧成而成为框部的生片上形成微细的过孔电极用的微细的过孔愈发变得困难。作为过孔的典型的形成方法,在使用具有销形状的模具的情况下,若为了使过孔微细化而将销形状微细化,则销的机械强度容易不足。因此,在模具加工中,随着过孔变得微细,愈发难以确保量产中的加工效率。
因此,例如根据日本特开2007-27592号公报(专利文献1)所公开的技术,在框部的内壁面上设有具有大致月牙形状的城堡形电极,以取代过孔电极。但是,在如上述公报的技术那样取代过孔电极地将城堡形电极设置于空腔的侧壁的情况下,在使用钎料的盖接合工序中,钎料容易沿着城堡形电极向空腔中流入。由于流入的钎料与晶片接触,有时会对晶体振子的性能产生不良影响。另外,钎料的流入对机械特性的不良影响在安装于封装体的元件为晶片的情况下特别令人担忧,但不限于晶片,在其他压电元件的情况下也有时会产生。进而,不限于压电元件,对于其他电子部件来说,也担心例如意外的短路那样的对电特性的不良影响。
日本特开2009-234074号公报(专利文献2)公开了一种通过激光加工技术在陶瓷生片上形成作为过孔的微小的贯通孔的方法。具体而言,在厚度为250μm以下的陶瓷生片上,使用紫外线激光器形成直径30μm至50μm的贯通孔。通过使用这样的激光加工来代替前述的模具加工,能够确保小型封装体的量产中的过孔的加工效率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-27592号公报
专利文献2:日本特开2009-234074号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
如上所述,虽然通过使用激光加工能够提高过孔的加工效率,但对于确保过孔的加工位置精度的方法,迄今为止尚未充分研究。过孔的加工位置精度随着封装体的小型化的进展而要求进一步提高。作为过孔的位置精度,第一,要求相对于空腔的位置精度。在位置偏移过大的情况下,有时包围过孔的框部的尺寸变得过小,此外,在极端的情况下,有时因过孔的加工从框体脱离而产生不良。作为过孔的位置精度,第二,要求相对于设在基板部上的布线部的位置精度。其原因在于,设在过孔中的过孔电极的目的在于获得与基板部上的布线部的电连接。如上所述,需要过孔具有在封装体中的位置精度,具体而言,具有相对于空腔和布线部各自的位置精度。
本发明是为了解决以上那样的课题而作,其目的在于,提供一种能够提高过孔在封装体中的位置精度的封装体的制造方法。
用于解决课题的技术方案
一个方式的封装体的制造方法是设置有用于收纳电子部件的空腔的封装体的制造方法。所述封装体包含:陶瓷基板部;基板布线部,其设置于所述陶瓷基板部;陶瓷框部,其配置在设置有所述基板布线部的所述陶瓷基板部上,包围所述空腔;以及过孔电极,其设置于所述陶瓷框部,到达所述基板布线部。所述制造方法包含:将设置有所述基板布线部的所述陶瓷基板部形成为基板生坯的工序;将所述陶瓷框部形成为具有包围所述空腔的框形状的框状生片的工序;在所述基板生坯上层叠所述框状生片的工序;通过实施激光加工而在所述框状生片上形成到达所述基板布线部而不贯通所述基板布线部的过孔的工序;将所述过孔电极在所述框状生片的所述过孔内形成为电极生坯的工序;以及对所述基板生坯、所述框状生片以及所述电极生坯进行烧成的工序。
形成所述过孔的工序可以包含:识别所述框状生片的所述空腔的位置的工序;以及以通过识别所述框状生片的所述空腔的位置的工序而识别出的位置为基准,确定将实施所述激光加工的位置的工序。
将激光的加工率比定义为对所述基板生坯中的所述基板布线部的材料的加工率相对于对所述框状生片中的所述陶瓷框部的材料的加工率之比。形成所述过孔的工序可以包含:通过照射第一加工率比的激光而局部地形成所述框状生片的所述过孔的工序;以及通过照射第二加工率比的激光而使所述框状生片的所述过孔到达所述基板布线部的工序。所述第二加工率比低于所述第一加工率比。
形成所述过孔的工序可以包含:通过以第一脉冲能量向所述框状生片照射脉冲激光而局部地形成所述框状生片的所述过孔的工序;以及通过以第二脉冲能量向所述框状生片照射脉冲激光,使所述框状生片的所述过孔到达所述基板布线部的工序。所述第二脉冲能量低于所述第一脉冲能量。所述第一脉冲能量可以为1mJ以上且40mJ以下,所述第二脉冲能量可以为10μJ以上且200μJ以下。
形成所述过孔的工序可以包含:通过照射第一波长的激光而局部地形成所述框状生片的所述过孔的工序;以及通过照射第二波长的激光而使所述框状生片的所述过孔到达所述基板布线部的工序。所述第二波长比所述第一波长短。所述第一波长可以为9.4μm以上且10.7μm以下,并且所述第二波长可以为343nm以上且1064nm以下。
其他方式的封装体的制造方法是设置有用于收纳电子部件的空腔的封装体的制造方法。所述封装体包含:陶瓷基板部;基板布线部,其设置于所述陶瓷基板部;陶瓷框部,其配置在设置有所述基板布线部的所述陶瓷基板部上,包围所述空腔;以及过孔电极,其设置于所述陶瓷框部,到达所述基板布线部。所述制造方法包含:将设置有所述基板布线部的所述陶瓷基板部形成为基板生坯的工序;将所述陶瓷框部形成为具有包围所述空腔的框形状的框状生片的工序;在所述基板生坯上层叠所述框状生片的工序;通过向所述框状生片照射CO2激光,从而在所述框状生片上形成后续将成为过孔的凹部的工序;以及在通过向所述框状生片照射CO2激光而形成所述凹部的工序之后,通过向所述凹部照射固体激光,从而在所述框状生片上形成到达所述基板布线部而不贯通所述基板布线部的所述过孔的工序。所述固体激光的波长可以比所述CO2激光的波长短。
发明效果
根据一个方式,在设置有基板布线部的陶瓷基板部上,在包围空腔的框状生片形成过孔。由此,能够以空腔的位置为基准形成过孔。因此,能够提高过孔在封装体中的位置精度。
根据其他方式,能够通过使用CO2激光来高效地形成将扩张为过孔的凹部。之后,通过为了使凹部扩张为过孔而使用固体激光,从而容易使过孔的形成高精度地停止在基板布线部上而不贯通基板布线部。根据以上,能够兼顾充分的制造效率和充分的制造成品率。
本发明的目的、特征、方面以及优点通过以下详细的说明和附图,将变得更加清楚。
附图说明
图1是概略性地表示实施方式1中的晶体振子的结构的俯视图。
图2是沿着图1的线II-II的概略性剖视图。
图3是概略性地表示图1的晶体振子的制造方法的一个工序的俯视图。
图4是沿着图3的线IV-IV的概略性剖视图。
图5是概略性地表示本发明的实施方式1中的封装体的结构的俯视图。
图6是沿着图5的线VI-VI的概略性剖视图。
图7是省略了图5中的金属化层和设置有过孔电极的陶瓷框部的图示的俯视图。
图8是在用虚线表示封装体电极焊盘的同时概略性地表示图7中的基板部以及基板过孔电极的俯视图。
图9是省略了图5中的陶瓷框部上的金属化层的图示的俯视图。
图10是沿着图9的线X-X的概略性局部剖视图。
图11是概略性地表示实施方式1中的封装体的制造方法的流程图。
图12是概略性地表示实施方式1中的封装体的制造方法的一个工序的俯视图。
图13是在用虚线表示封装体电极焊盘的同时概略性地表示图12中的基板部以及基板过孔电极的俯视图。
图14是沿着图12以及图13的线XIV-XIV的概略性局部剖视图。
图15是概略性地表示实施方式1中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。
图16是概略性地表示实施方式1中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。
图17是概略性地表示实施方式1中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。
图18是概略性地表示实施方式1中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。
图19是概略性地表示实施方式1中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。
图20是概略性地表示实施方式1中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。
图21是概略性地表示实施方式1中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。
图22是概略性地表示第一比较例中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。
图23是概略性地表示第一比较例中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。
图24是概略性地表示第一比较例中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。
图25是概略性地表示第一比较例中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。
图26是概略性地表示第二比较例中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。
图27是概略性地表示第二比较例中的封装体的结构的局部剖视图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式进行说明。
<实施方式1>
图1是概略性地表示本实施方式1中的晶体振子900的结构的俯视图。图2是沿着图1的线II-II的概略性剖视图。图3是概略性地表示晶体振子900(图1)的制造方法中的、刚安装了晶片890(电子部件)之后的结构的俯视图。图4是沿着图3的线IV-IV的概略性剖视图。
晶体振子900具有封装体701、晶片890、钎料960以及盖980。在封装体701中设有空腔CV。晶片890收纳于空腔CV内,安装在封装体701的元件电极焊盘211以及元件电极焊盘212上。盖980通过钎料960与封装体701的金属化层600接合,由此将空腔CV密封。钎料960典型地优选为由包含金的合金构成,例如,由包含金以及锡的合金、换言之Au-Sn系合金构成。盖980由金属构成,例如,由包含铁以及镍的合金构成。另外在本说明书中,合金视为金属的一种。
金属化层600例如由包含钼以及钨的至少任意一者的金属构成。在金属化层600的表面(面向钎料960的面),可以设置镀层,典型地设置金镀层。此外,作为金镀层的基底,可以设置镍镀层。在本实施方式中,直接设在封装体701的陶瓷框部120的框上表面SF1上的金属化层600与盖980之间仅通过钎料960来接合。
图5是概略性地表示封装体701的结构的俯视图。图6是沿着图5的线VI-VI的概略性剖视图。封装体701具有陶瓷部100、元件电极焊盘211、元件电极焊盘212、以及封装体电极焊盘301~304。此外,详情在后面叙述,封装体701具有设置于陶瓷部100的用于电气布线的结构。
陶瓷部100由陶瓷构成,优选具有氧化物作为主成分,更优选具有氧化铝作为主成分,例如实质上由氧化铝构成。陶瓷部100包含陶瓷基板部110和陶瓷框部120。陶瓷基板部110的材料和陶瓷框部120的材料可以相同。陶瓷框部120在厚度方向(图6中的纵向)上层叠于陶瓷基板部110。由此,陶瓷框部120配置在陶瓷基板部110上,包围空腔CV。陶瓷框部120具有框上表面SF1(第一面)和框下表面SF2(在厚度方向上与第一面相反的第二面)。此外,陶瓷框部120具有将框上表面SF1与框下表面SF2彼此相连的内壁面,该内壁面为空腔CV的侧壁。陶瓷基板部110具有基板上表面SF3(第三面)。基板上表面SF3具有支承陶瓷框部120的框下表面SF2的支承面部分SF3S、以及面向空腔CV的空腔面部分SF3C。空腔面部分SF3C构成空腔CV的底面。
元件电极焊盘211以及元件电极焊盘212(图5)面向空腔CV而配置于陶瓷部100(图6)。具体而言,元件电极焊盘211和元件电极焊盘212配置在陶瓷基板部110(图6)的基板上表面SF3的空腔面部分SF3C上。封装体电极焊盘301~304(图5)在空腔CV外配置于陶瓷部100(图6)。具体而言,封装体电极焊盘301~304配置在陶瓷基板部110(图6)的下表面(与基板上表面SF3相反的面)上。
中继电极220(图5)设于陶瓷基板部110(图6)的基板上表面SF3上。中继电极220至少局部地配置于支承面部分SF3S(图6)上。因此,中继电极220(图5)至少局部地被陶瓷框部120覆盖。中继电极220还可以具有未被陶瓷框部120覆盖而配置于空腔CV的底面的部分。换言之,中继电极220可以仅局部地被陶瓷框部120覆盖。
图7是省略了图5中的金属化层600和设有过孔电极510(参照图9)的陶瓷框部120的图示的俯视图。图8是在用虚线表示封装体电极焊盘301~304的同时概略性地表示图7中的陶瓷基板部110以及基板过孔电极411~414的俯视图。
在陶瓷部100的陶瓷基板部110,在其上表面附近埋入有布线层401~403。布线层401与元件电极焊盘211接触,布线层402与元件电极焊盘212接触,布线层403与中继电极220接触。在不阻碍这些接触的范围内布线层401~403可以被作为陶瓷基板部110的一部分的绝缘膜110i(参照图10)包覆,特别是元件电极焊盘211与布线层403之间通过绝缘膜110i而绝缘。由布线层403以及中继电极220构成了基板布线部200。基板布线部200设置于陶瓷基板部110。
封装体701具有埋入陶瓷部100的陶瓷基板部110中的基板过孔电极411~414。基板过孔电极411将布线层402与封装体电极焊盘301相互连接。基板过孔电极412将布线层403与封装体电极焊盘302相互连接。基板过孔电极413将布线层401与封装体电极焊盘303相互连接。基板过孔电极414将布线层403与封装体电极焊盘304相互连接。
根据以上的结构,元件电极焊盘211与封装体电极焊盘303电连接,元件电极焊盘212与封装体电极焊盘301电连接,中继电极220与封装体电极焊盘302以及封装体电极焊盘304电连接。
图9是省略了图5中的金属化层600的图示的俯视图。图10是沿着图5和图7~图9各自的线X-X的概略性局部剖视图。
陶瓷框部120的内壁面(在图9中面向空腔CV的面)与外壁面SF4(与内壁面相反的面)之间的最小尺寸可以为200μm以下,典型地为20μm以上且110μm以下。
如上所述,由布线层403以及中继电极220,在陶瓷基板部110的基板上表面SF3上构成基板布线部200。此外,如上所述,陶瓷基板部110作为其一部分而具有绝缘膜110i(图10)。
另外作为变形例,绝缘膜110i根据封装体的设计可以省略。此外,基板布线部200可以仅由布线层403以及中继电极220中的任意一者构成。例如,基板布线部200可以省略中继电极220并且具有布线层403,在该情况下,布线层403与绝缘膜110i的边界位置(图10中的布线层403的右端位置)可以与支承面部分SF3S上的中继电极220的端位置(图10中的中继电极220的右端位置)错开,中继电极220可以省略。此外,绝缘膜110i的面向空腔CV的端部可以以到达陶瓷框部120的方式变形,在该情况下,基板布线部200可以借助绝缘膜110i与空腔CV隔开。此外,基板布线部200典型地如图10所示那样横跨支承面部分SF3S和空腔面部分SF3C,但作为变形例,也可以仅配置于支承面部分SF3S上。此外,基板布线部200在本实施方式中具有与陶瓷框部120的框下表面SF2的外缘(在图10中为框下表面SF2的右端)离开的端部,但该端部也可以到达外缘。
封装体701具有设于陶瓷框部120的过孔电极510。过孔电极510在框上表面SF1与框下表面SF2之间贯通陶瓷框部120。过孔电极510在框上表面SF1具有端面SFA,此外在框下表面SF2具有底面SFB。过孔电极510的端面SFA的直径可以为50μm以下。与此相比,过孔电极510的底面SFB的直径可以较小。在俯视下,端面SFA的中心位置与底面SFB的中心位置可以大致相同。端面SFA以及底面SFB的形状为大致圆形形状,但这些形状也可以因某些理由(例如制造误差)而相对于几何学上严格的圆形稍微不同。在该情况下,直径可以通过以圆形形状进行近似来计算。过孔电极510的厚度(图10中的纵向的尺寸)例如为50μm以上且250μm以下。
过孔电极510到达基板布线部200,具体而言到达中继电极220。如上所述,中继电极220与布线层403接触,基板过孔电极412以及基板过孔电极414与布线层403(图7)连接。因此,基板过孔电极412以及基板过孔电极414与过孔电极510电连接。进而,过孔电极510的端面SFA与金属化层600相接。因此,参照图8,金属化层600分别经由基板过孔电极412以及基板过孔电极414,与封装体电极焊盘302以及封装体电极焊盘304电连接。
图11是概略性地表示本实施方式1中的封装体701的制造方法的流程图。图12是概略性地表示实施方式1中的封装体的制造方法的一个工序的俯视图,图13是在用虚线表示封装体电极焊盘的同时概略性地表示图12中的基板部以及基板过孔电极的俯视图,图14是沿着图12以及图13的线XIV-XIV的概略的局部剖视图。图15~图21是概略性地表示实施方式1中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。
参照图12~图14,在步骤ST100(图11)中,设置有基板布线部200的陶瓷基板部110形成为基板生坯GS。另外,在本说明书中,“生坯”是指将通过烧成而成为陶瓷体的结构。生坯典型地为粉末成型体。为了容易粉末成型以及处理,生坯除了包含主成分以外,还可以包含玻璃成分和有机成分作为添加物。有机成分例如可以包含聚乙烯醇缩丁醛或丙烯酸。生坯的成型方法是任意的,例如通过刮刀法,形成作为生坯的生片。可以在该生片上进一步附加生坯,该附加典型地通过在该生片上的印刷或者其他生片的层叠来进行。该印刷典型地通过丝网印刷法来进行。将通过烧成而成为陶瓷部100的生坯的主成分,例如可以为氧化铝粉末。将通过烧成而成为基板布线部200以及过孔电极510的生坯的主成分,例如可以为钨(W)粉末、钼(Mo)粉末、W粉末与Mo粉末的混合粉末、或者W-Mo合金粉末。
具体而言,首先,形成将成为陶瓷基板部110的生片。针对该生片,进行基于冲压加工的过孔形成和向该过孔中的电极膏剂印刷,由此形成将成为基板过孔电极411~414的生坯。在电极膏剂中,例如,分散有钨以及钼中的至少任意一者的粉末。接着,通过针对该生片进行电极膏剂的印刷,从而形成将成为布线层401~403的生坯。接着,通过针对该生片进行陶瓷膏剂的印刷,从而形成将成为绝缘膜110i的生坯。接着,通过针对该生片进行电极膏剂的印刷,从而形成将成为元件电极焊盘211、212以及中继电极220的生坯。此外,在如上述这样形成了将成为基板过孔电极411~414的生坯之后的任意的定时,针对该生片进行电极膏剂的印刷,由此形成将成为封装体电极焊盘301~304的生坯。
参照图15和图16,在步骤ST200(图11)中,陶瓷框部120形成为具有包围空腔CV的框形状的框状生片GF。具体而言,首先,如图15所示,形成将成为陶瓷框部120的生片。接着,如图16所示,通过冲压加工形成空腔CV。另外,步骤ST100和步骤ST200(图11)的顺序是任意的。
参照图17,在步骤ST300(图11)中,在基板生坯GS(参照图14)上层叠框状生片GF(参照图16)。
参照图18和图19,在步骤ST400(图11)中,通过实施激光加工,在框状生片GF上形成到达基板布线部200而不贯通基板布线部200的过孔VH。在此,基板布线部200的厚度例如为5μm以上且20μ以下。此外,过孔VH的厚度例如为50μm以上且250μm以下。
作为用于进行激光加工的系统的激光加工系统,包含:工作台,其支承被照射激光的工件;激光装置,其向工件照射期望的激光;以及控制部,其控制该工作台和激光装置。
激光装置包含激光振荡器、准直透镜、掩模、弯曲镜、扫描头、工作台以及照相机。激光振荡器例如是CO2激光振荡器,生成激光。所生成的激光被准直透镜准直。准直后的光通过掩模而成为调整了光束宽度的激光束。激光束可以根据需要由弯曲镜调整其行进方向。被提供激光束的扫描头向支承于工作台的工件上的期望的位置会聚激光束。为了控制该位置,扫描头可以具有振镜扫描仪,该振镜扫描仪用于能够将激光束照射的位置向与工作台平行的二维中的任意位置进行调整。此外,为了使激光束会聚,扫描头可以在扫描振镜与工件之间具有聚光透镜。
控制部可以由具有电路的一般的计算机构成。一般的计算机具有中央运算处理装置(central processing unit,即CPU)、只读存储器(read only memory,即ROM)、随机存取存储器(random access memory,即RAM)、存储装置、输入部、显示部和通信部以及将它们相互连接的总线。
在本实施方式中,上述步骤ST400包含以下的步骤ST411、ST412、ST421、ST422。
在步骤ST411(图11)中,识别框状生片GF的空腔CV的位置。具体而言,激光加工系统使用该照相机来识别框状生片GF的空腔CV的位置。该识别可以使用通常的图像识别技术来进行。
在步骤ST412(图11)中,以通过步骤ST411(图11)识别出的位置为基准,确定将实施激光加工的位置。例如,激光加工系统的控制部根据识别出的位置,将预先确定的相对位置确定为将实施激光加工的位置。
在步骤ST421和步骤ST422(图11)中,进行使用具有不同特性的激光的两个阶段的激光加工。在本说明书中,将激光的“加工率比”定义为对基板生坯GS中的基板布线部200的材料的加工率相对于对框状生片GF中的陶瓷框部120的材料的加工率之比。另外,加工率可以根据将通过加工形成的孔的深度伸展的程度来评价。
在上述步骤ST421(图11)中,通过照射第一加工率比的激光,局部地形成框状生片GF的过孔VH(参照图19)。换言之,如图18所示,在框状生片GF上形成非贯过孔VHp(凹部)。非贯过孔VHp(图18)是未完成的过孔VH(图19)。换言之,非贯过孔VHp将在后续通过延长而成为过孔VH。具体而言,非贯过孔VHp(图18)未完全贯通陶瓷框部120,因此在非贯过孔VHp的底面SHp与基板布线部200之间残留有需要进一步除去的陶瓷框部120。
在上述步骤ST422(图11)中,通过向非贯过孔VHp(图18)照射第二加工率比的激光,如图19所示,框状生片GF的过孔VH到达基板布线部200而不贯通基板布线部200。因此,过孔VH的底面SH位于基板布线部200上。在步骤ST422中,可以稍微去除基板布线部200,但是如上所述,过孔VH不贯通基板布线部200。
在上述步骤ST422中使用的第二加工率比,低于在上述步骤ST421中使用的第一加工率比。例如,第二加工率比为第一加工率比的0.1%以上且10%以下。决定加工率比的因素的第一例是激光的强度。其原因在于,当强度降低时,与对框状生片GF中的陶瓷框部120的材料的加工率的降低相比,对基板生坯GS中的基板布线部200的材料的加工率的降低容易变得显著。这是因为基板生坯GS中的基板布线部200的材料通常包含大量的作为高反射率材料的金属材料。这是因为,在由于反射率高而原本抑制了激光的升温效果的状态下,若激光的强度降低,则温度容易变得不足以使加工高速地推进。这样,激光加工中的加工率比具有强烈受到反射率的影响的特征,能够利用该特征来调整加工率比。第二例是激光的波长。其原因在于,取决于材料,激光的吸收率不同。关于这些例子,在后述的实施方式2和3中更详细地进行说明。
进而,参照图20,在步骤ST500(图11)中,在框状生片GF的过孔VH(图19)中形成过孔电极510(参照图10)作为电极生坯G510。电极生坯G510是将通过烧成而成为过孔电极510(参照图10)的生坯。电极生坯G510可以通过利用丝网印刷将电极膏剂填充到过孔VH中来形成。
参照图21,金属化层(参照图10)形成为金属化生坯G600。金属化生坯G600是将通过烧成而成为金属化层600(参照图10)的生坯。金属化生坯G600通过电极膏剂的涂布而形成,该涂布例如通过丝网印刷法进行。
在步骤ST600(图11)中,烧成基板生坯GS、框状生片GF、电极生坯G510和金属化生坯G600。另外,根据需要,可以在烧成后进行镀覆处理。通过以上步骤,得到封装体701(图10)。
另外,在参照上述图12~图21的说明中,为了简化说明,对制造一个封装体的方法进行了说明。另一方面,为了高效的量产,在形成具有使多个封装体在面内方向上相互相连的结构的烧结体之后,通过分割该烧结体而得到多个封装体是公知技术,其可以应用于本实施方式。在该情况下,封装体701的外壁面SF4可以通过烧成后的分割工序形成。
图22~图25是表示第一比较例中的框状生片GFc的形成方法的局部剖视图。参照图22,在形成空腔CV(参照图16)之前形成过孔VH。此外,参照图23,在过孔VH(图22)中形成过孔电极510(参照图10)作为电极生坯G510。参照图24,金属化层(参照图10)形成为金属化生坯G600。参照图25,接着,形成空腔CV。此时,金属化生坯G600的不需要部分被去除。通过以上步骤,形成框状生片GFc。该框状生片GFc(图25)层叠在基板生坯GS(参照图14)上。由此,得到与本实施方式1中的图21同样的结构。然而,在本比较例中,在形成过孔VH时,无法以空腔CV的位置为基准。其结果是,难以充分确保过孔VH相对于空腔CV和基板布线部200各自的位置精度。
图26是概略性地表示第二比较例中的封装体的制造方法的一个工序的局部剖视图。在本比较例中,作为激光加工的结果,与本实施方式1中的图19所示的结构不同,过孔VHt的底面STt贯通基板布线部200。之后的工序与本实施方式1中的制造方法相同。图27是概略性地表示本比较例中的封装体701t的结构的局部剖视图。起因于上述激光加工,本比较例中的过孔电极510t贯通基板布线部200,其结果是,过孔电极510t的底面SFB位于比基板布线部200深(图中,在下方)的位置。在本比较例中的烧成工序中,如图27中箭头所示,基板布线部200容易相对于过孔电极510t脱离。其原因在于,基板布线部200的热膨胀系数比其周围的绝缘陶瓷部分(典型的是氧化铝陶瓷部分)的热膨胀系数低。如果由于该脱离而产生断线部BK,则过孔电极510t与基板布线部200之间的电连接会产生不良。
根据本实施方式,如图19所示,在设有基板布线部200的陶瓷基板部110上,在包围空腔CV的框状生片GF形成过孔VH。由此,能够以空腔CV的位置为基准形成过孔VH。因此,能够提高过孔VH在封装体701中的位置精度。
此外,在形成过孔VH时,在步骤ST411(图11)中识别空腔CV的位置,在步骤ST412(图11)中,以这样识别出的位置为基准,确定将实施激光加工的位置。由此,能够提高空腔CV与过孔VH的相对位置的精度。此外,由于为了确保该相对位置而被识别的结构是空腔CV,该空腔CV为具有比较大的尺寸的结构,因此,能够容易地进行该识别(典型的是图像识别)。此外,通过在基板生坯GS(图14)和框状生片GF(图16)的层叠工序中参考空腔CV的位置和基板布线部200的位置(或与其对应的位置)来确保它们的相对位置的精度,由此,通常能充分地确保过孔VH和基板布线部200的相对位置的精度。但是,在特别要求过孔VH与基板布线部200的相对位置的精度的情况下,可以在空腔CV的位置识别(步骤ST411)的基础上,还识别基板布线部200的位置(或者与其对应的位置),之后以这两方的位置为基准,进行过孔VH的激光加工。
此外,进行以下加工步骤:使用第一加工率比的激光的向图18所示的状态的激光加工(图11:步骤ST421);以及使用第二加工率比的激光的向图19所示的状态的激光加工(图11:步骤ST422)。由此,可以使用第一加工率比的激光高效地推进将成为过孔VH的一部分的非贯过孔VHp(图18)的形成。并且,之后,通过使用第二加工率比的激光,从而容易使过孔VH(图19)的形成高精度地在基板布线部200上停止而不贯通基板布线部200。因此,能够兼顾充分的制造效率和充分的制造成品率。
<实施方式2>
在本实施方式2中,作为实现图18的结构的步骤ST411(图11),通过以第一脉冲能量向框状生片GF照射脉冲激光,从而形成框状生片GF的非贯过孔VHp。换言之,局部地形成框状生片GF的过孔VH(图19)。然后,作为实现图19的结构的步骤ST412(图11),通过以第二脉冲能量向框状生片GF照射脉冲激光,从而使框状生片GF的过孔VH到达基板布线部200。第二脉冲能量低于第一脉冲能量。具体而言,第一脉冲能量可以为1mJ以上且40mJ以下,第二脉冲能量可以为10μJ以上且200μJ以下。另外,关于本实施方式2的除这些特征以外的部分,由于与前述实施方式1大致相同,因此不重复其说明。
根据本实施方式,进行以下加工步骤:使用第一脉冲能量的激光的向图18所示的状态的激光加工(图11:步骤ST421);以及使用第二脉冲能量的激光的向图19所示的状态的激光加工(图11:步骤ST422)。由此,在通过使用第一脉冲能量的激光以较少的脉冲数量高效地形成足够深的非贯过孔VHp(图18)之后,通过使用具有第二脉冲能量的激光,容易使过孔VH的底面SH(图19)在基板布线部200上高精度地停止而不贯通基板布线部200。因此,能够兼顾充分的制造效率和充分的制造成品率。此外,通过避免总脉冲数过多,能够避免过孔VH的肩部分的形状过度变圆。
<实施方式3>
在本实施方式3中,作为实现图18的结构的步骤ST411(图11),通过照射第一波长的激光,从而形成框状生片GF的非贯过孔VHp。换言之,局部地形成框状生片GF的过孔VH(图19)。然后,作为实现图19的结构的步骤ST412(图11),通过照射第二波长的激光,从而使框状生片GF的过孔VH到达基板布线部200。第二波长比第一波长短。具体而言,第一波长可以为9.4μm以上且10.7μm以下,并且第二波长可以为343nm以上且1064nm以下。
第一波长的激光可以是CO2激光,且第二波长的激光可以是固体激光。固体激光的波长比CO2激光的波长短。另外,固体激光可以由生成第二波长的激光的激光振荡器直接生成,或者也可以通过对来自固体激光振荡器的激光进行波长转换而间接地生成,该固体激光振荡器生成比第二波长长的波长。
另外,关于本实施方式3的除这些特征以外的部分,由于与前述实施方式1大致相同,因此不重复其说明。根据本实施方式,也能够得到与前述实施方式2大致相同的效果。此外,根据本实施例,可以通过使用CO2激光来高效地形成将扩张为过孔VH的非贯过孔VHp。之后,为了使非贯过孔VHp扩张为过孔VH而使用固体激光,从而容易使过孔VH的形成在基板布线部200上高精度地停止而不贯通基板布线部200。根据以上,能够兼顾充分的制造效率和充分的制造成品率。
以上,对本发明的实施方式1~3及其变形例进行了说明。这些实施方式以及变形例只要不相互矛盾,可以相互自由地组合。例如,关于激光加工用的激光,可以如实施方式2中说明的那样调整脉冲能量,并且如实施方式3中说明的那样调整波长。
附图标记说明
110:陶瓷基板部
110i:绝缘膜
120:陶瓷框部
200:基板布线部
211、212:元件电极焊盘
220:中继电极
301~304:封装体电极焊盘
401~403:布线层
411~414:基板过孔电极
510:过孔电极
600:金属化层
701:封装体
890:晶片(电子部件)
960:钎料
980:盖
CV:空腔
G510:电极生坯
G600:金属化生坯
GF:框状生片
GS:基板生坯
VH:过孔。
Claims (9)
1.一种封装体(701)的制造方法,其特征在于,所述封装体(701)设有用于收纳电子部件(890)的空腔(CV),
所述封装体(701)包含:陶瓷基板部(110);基板布线部(200),其设于所述陶瓷基板部(110);陶瓷框部(120),其配置在设有所述基板布线部(200)的所述陶瓷基板部(110)上,包围所述空腔(CV);以及过孔电极(510),其设置于所述陶瓷框部(120),到达所述基板布线部(200),所述制造方法具备:
将设有所述基板布线部(200)的所述陶瓷基板部(110)形成为基板生坯(GS)的工序;
将所述陶瓷框部(120)形成为具有包围所述空腔(CV)的框形状的框状生片(GF)的工序;
在所述基板生坯(GS)上层叠所述框状生片(GF)的工序;
通过实施激光加工而在所述框状生片(GF)上形成到达所述基板布线部(200)而不贯通所述基板布线部(200)的过孔(VH)的工序;
将所述过孔电极(510)在所述框状生片(GF)的所述过孔(VH)内形成为电极生坯(G510)的工序;以及
对所述基板生坯(GS)、所述框状生片(GF)以及所述电极生坯(G510)进行烧成的工序。
2.根据权利要求1所述的封装体(701)的制造方法,其中,
形成所述过孔(VH)的工序包含:
识别所述框状生片(GF)的所述空腔(CV)的位置的工序;以及
以通过识别所述框状生片(GF)的所述空腔(CV)的位置的工序而识别出的位置为基准,确定将实施所述激光加工的位置的工序。
3.根据权利要求1或2所述的封装体(701)的制造方法,其中,
将激光的加工率比定义为:对所述基板生坯(GS)中的所述基板布线部(110)的材料的加工率相对于对所述框状生片(GF)中的所述陶瓷框部(120)的材料的加工率之比,
形成所述过孔(VH)的工序包含:
通过照射第一加工率比的激光而局部地形成所述框状生片(GF)的所述过孔(VH)的工序;以及
通过照射第二加工率比的激光而使所述框状生片(GF)的所述过孔(VH)到达所述基板布线部(200)的工序,
所述第二加工率比低于所述第一加工率比。
4.根据权利要求1或2所述的封装体(701)的制造方法,其中,
形成所述过孔(VH)的工序包括:
通过以第一脉冲能量向所述框状生片(GF)照射脉冲激光而局部地形成所述框状生片(GF)的所述过孔(VH)的工序;以及
通过以第二脉冲能量向所述框状生片(GF)照射脉冲激光,使所述框状生片(GF)的所述过孔(VH)到达所述基板布线部(200)的工序,
所述第二脉冲能量低于所述第一脉冲能量。
5.根据权利要求4所述的封装体(701)的制造方法,其中,
所述第一脉冲能量为1mJ以上且40mJ以下,所述第二脉冲能量为10μJ以上且200μJ以下。
6.根据权利要求1或2所述的封装体(701)的制造方法,其中,
形成所述过孔(VH)的工序包含:
通过照射第一波长的激光而局部地形成所述框状生片(GF)的所述过孔(VH)的工序;以及
通过照射第二波长的激光而使所述框状生片(GF)的所述过孔(VH)到达所述基板布线部(200)的工序,
所述第二波长比所述第一波长短。
7.根据权利要求6所述的封装体(701)的制造方法,其中,
所述第一波长为9.4μm以上且10.7μm以下,并且所述第二波长为343nm以上且1064nm以下。
8.一种封装体(701)的制造方法,其特征在于,所述封装体(701)设有用于收纳电子部件(890)的空腔(CV),
所述封装体(701)包含:陶瓷基板部(110);基板布线部(200),其设于所述陶瓷基板部(110);陶瓷框部(120),其配置在设有所述基板布线部(200)的所述陶瓷基板部(110)上,包围所述空腔(CV);以及过孔电极(510),其设于所述陶瓷框部(120),到达所述基板布线部(200),所述制造方法包含:
将设有所述基板布线部(200)的所述陶瓷基板部(110)形成为基板生坯(GS)的工序;
将所述陶瓷框部(120)形成为具有包围所述空腔(CV)的框形状的框状生片(GF)的工序;
在所述基板生坯(GS)上层叠所述框状生片(GF)的工序;
通过向所述框状生片(GF)照射CO2激光,从而在所述框状生片(GF)上形成后续将成为过孔(VH)的凹部(VHp)的工序;
在通过向所述框状生片(GF)照射CO2激光而形成所述凹部(VHp)的工序之后,通过向所述凹部(VHp)照射固体激光,从而在所述框状生片(GF)上形成到达所述基板布线部(200)而不贯通所述基板布线部(200)的所述过孔(VH)的工序;
将所述过孔电极(510)在所述框状生片(GF)的所述过孔(VH)内形成为电极生坯(G510)的工序;以及
对所述基板生坯(GS)、所述框状生片(GF)以及所述电极生坯(G510)进行烧成的工序。
9.根据权利要求8所述的封装体(701)的制造方法,其中,
所述固体激光的波长比所述CO2激光的波长短。
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WO2023152918A1 (ja) | 2023-08-17 |
JPWO2023152918A1 (zh) | 2023-08-17 |
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