JP2005125447A - Electronic component and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品及びその製造技術に関し、特に、MEMSを有する電子部品に適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to an electronic component and a manufacturing technique thereof, and more particularly to a technology effective when applied to an electronic component having a MEMS.
表面弾性波素子や圧電薄膜共振器(FBAR:Film Bulk Acoustic Resonator)、RF−MEMSスイッチ(Radio Frequency Micro Electro Mechanical System)等の表面可動型電子部品ではデバイス表面の状態が素子の特性に大きな影響を与えるため、デバイス表面には空間が必要である。 In surface movable electronic components such as surface acoustic wave devices, piezoelectric thin film resonators (FBARs), and RF-MEMS switches (Radio Frequency Micro Electro Mechanical Systems), the device surface state has a significant effect on the device characteristics. In order to provide, space is required on the device surface.
図16は従来の表面弾性波装置の概略図である。図中、10は圧電体素子、11は圧電体素子10上の櫛歯型電極、12は圧電体素子10上電極、13はボンディングワイヤ、14は接着剤、20はセラミックパッケージ、21はセラミックパッケージ内部電極21、22はスルーホール、23は外部取出用電極、24は封止キャップ、25は封止キャップ接続部である。圧電体素子10はセラミックパッケージ20内に接着剤14やはんだ等にてデバイス面を上面として接続され、ボンディングワイヤ13にてセラミックパッケージ内部電極21と接続され電気的導通を得る。表面弾性波素子はデバイス表面の振動を利用するため、デバイス上に空間を要する。表面弾性波素子と同様に圧電薄膜共振器やRF-MEMSスイッチ等の表面可動型電子部品においても空間は不可欠である。
FIG. 16 is a schematic view of a conventional surface acoustic wave device. In the figure, 10 is a piezoelectric element, 11 is a comb-shaped electrode on the
また、特開平8−330894号公報(特許文献1)に、表面弾性波素子と凹型ガラス基板を陽極接合にて接続し、圧電体素子上の櫛歯電極部に空間を確保する方法も提案されている。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-330894 (Patent Document 1) also proposes a method in which a surface acoustic wave element and a concave glass substrate are connected by anodic bonding to secure a space in a comb electrode portion on a piezoelectric element. ing.
しかし、従来のワイヤボンディング方式では、チップ表面の空間を確保するためにセラミックパッケージをキャップ封止する必要があった。キャップ封止を行うことにより、パッケージサイズが大きくなる。またキャビティ付セラミック基板を用いているためコスト高でもある。これらは圧電薄膜共振器やFR−MEMSスイッチ等の表面可動型電子部品においても同様な問題となり、低コスト化のためにはより小型な実装方法が必要である。 However, in the conventional wire bonding method, it is necessary to cap the ceramic package in order to secure the space on the chip surface. By performing cap sealing, the package size increases. In addition, the use of a ceramic substrate with a cavity is expensive. These problems also occur in surface movable electronic components such as piezoelectric thin film resonators and FR-MEMS switches, and a smaller mounting method is required for cost reduction.
ワイヤボンディング方式のほかにもデバイス面をパッケージ側にし、金バンプやはんだ等でパッケージと接続するフリップチップ方式もあげられるが、パッケージサイズ大という問題点を抱えている。 In addition to the wire bonding method, there is a flip chip method in which the device surface is on the package side and the device is connected to the package with gold bumps, solder, or the like, but it has a problem of a large package size.
更に、個片に切断したチップをセラミックパッケージ上に搭載しているため、製造時間が長くかかっている。またパッケージ高さも高くなる。 Furthermore, since a chip cut into individual pieces is mounted on a ceramic package, it takes a long manufacturing time. The package height is also increased.
特開平8−330984号公報に記載の方法は、チップサイズパッケージが提供できるが、ガラス基板を凹型に成形しなくてはならないこと、ガラス基板でないと貫通スルーホールが形成できないこと、異方性の線膨張係数を有する圧電体素子と同等な線膨張係数を有するガラス基板を作成することが困難かつ高コストであることが問題となる。 The method described in JP-A-8-330984 can provide a chip size package, but the glass substrate must be formed into a concave shape, the through-hole cannot be formed unless it is a glass substrate, It is difficult and expensive to produce a glass substrate having a linear expansion coefficient equivalent to that of a piezoelectric element having a linear expansion coefficient.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
本発明の電子部品は、
主面に機能領域を有し、前記機能領域にMEMSが形成されたシリコン基板と、
前記機能領域から離間して前記機能領域上を覆う状態で、前記シリコン基板に接合されることにより前記機能領域を気密封止し、更に前記シリコン基板との接合が前記機能領域の気密封止を保てる線膨張係数を有する封止部材とを有する。
(2)前記手段(1)の電子部品において、
前記シリコン基板、若しくは前記封止部材に設けられた貫通孔と、
前記貫通孔を通して前記MEMSと電気的に接続され、前記シリコン基板の主面と反対側の裏面、若しくは前記封止部材の前記シリコン基板と向かい合う面と反対側の面に設けられた電極とを更に有する。
(3)前記手段(1)の電子部品において、
前記封止部材は、陽極接合、若しくは常温接合によって前記シリコン基板に接合されている。
(4)前記手段(1)の電子部品において、
前記封止部材は、金属間化合物(例えば、金とすずの化合物、銀とすずの化合物)によって前記シリコン基板に接合されている。
(5)前記手段(1)の電子部品において、
前記封止部材は、金属材(例えば、はんだ)によって前記シリコン基板に接合されている。
(6)前記手段(1)の電子部品において、
前記封止部材は、導電性樹脂、若しくは絶縁樹脂によって前記シリコン基板に接合されている。
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
The electronic component of the present invention is
A silicon substrate having a functional region on a main surface, and a MEMS formed on the functional region;
The functional region is hermetically sealed by being bonded to the silicon substrate in a state of covering the functional region apart from the functional region, and the bonding with the silicon substrate further hermetically seals the functional region. And a sealing member having a linear expansion coefficient that can be maintained.
(2) In the electronic component of the means (1),
A through hole provided in the silicon substrate or the sealing member;
An electrode that is electrically connected to the MEMS through the through-hole and provided on the back surface opposite to the main surface of the silicon substrate or on the surface opposite to the surface facing the silicon substrate of the sealing member; Have.
(3) In the electronic component of the means (1),
The sealing member is bonded to the silicon substrate by anodic bonding or room temperature bonding.
(4) In the electronic component of the means (1),
The sealing member is bonded to the silicon substrate by an intermetallic compound (for example, a compound of gold and tin, a compound of silver and tin).
(5) In the electronic component of the means (1),
The sealing member is bonded to the silicon substrate with a metal material (for example, solder).
(6) In the electronic component of the means (1),
The sealing member is bonded to the silicon substrate with a conductive resin or an insulating resin.
上述した手段によれば、チップサイズのパッケージングが可能となり、シリコン基板および封止部材の厚さを薄くすることにより低背化も可能となる。また、ウェハ一括製造も可能である。さらにはシリコン基板と封止部材との線膨張係数差がない、もしくはごく小さいため、温度変化による膨張収縮時にも接続部(シリコン基板と封止部材との接合部)に発生する応力を抑制でき、信頼性が向上する。 According to the above-described means, packaging of a chip size is possible, and the height can be reduced by reducing the thickness of the silicon substrate and the sealing member. Also, wafer batch manufacturing is possible. Furthermore, since there is no or very little difference in linear expansion coefficient between the silicon substrate and the sealing member, it is possible to suppress the stress generated at the connection part (joint part between the silicon substrate and the sealing member) even during expansion and contraction due to temperature changes. , Improve reliability.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
本発明により、チップサイズのパッケージングが可能となり、基板の厚さを薄くすることにより低背化も可能となる。またウェハ一括製造も可能である。さらに機能領域を有するシリコン基板と、機能領域を封止する封止部材との線膨張係数差がない、もしくはごく小さいため、温度変化による膨張収縮時にも接続部(シリコン基板と封止部材との接合部)に発生する応力を抑制でき、信頼性が向上する。 According to the present invention, chip-size packaging is possible, and a low profile can be achieved by reducing the thickness of the substrate. Wafer batch manufacturing is also possible. Furthermore, since there is no or very little difference in linear expansion coefficient between the silicon substrate having the functional region and the sealing member that seals the functional region, the connection portion (between the silicon substrate and the sealing member) The stress generated in the joint portion) can be suppressed, and the reliability is improved.
以下に本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施例であるシリコンチップ上に形成したRF−MEMSスイッチをシリコンとガラス膜で封止した電子部品の断面図であり、
図2は、ガラス膜による封止接合後のシリコンチップ側表面形状透過図、
図3は、ガラス膜による封止接合後の封止部材側表面形状透過図、
図4は、シリコンチップ上に形成したRF−MEMSスイッチをシリコンチップとガラス膜で封止した電子部品の個片製造プロセス、
図5は、シリコンウェハ上に形成したRF−MEMSスイッチをシリコンウェハとガラス膜で封止した電子部品のウェハ一括製造プロセスである。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electronic component in which an RF-MEMS switch formed on a silicon chip according to a first embodiment of the present invention is sealed with silicon and a glass film,
2 is a surface shape transmission diagram of the silicon chip side after sealing and bonding with a glass film,
FIG. 3 is a perspective view of the sealing member side surface shape after sealing and joining with a glass film,
FIG. 4 shows a process for manufacturing an individual part of an electronic component in which an RF-MEMS switch formed on a silicon chip is sealed with a silicon chip and a glass film.
FIG. 5 shows a wafer batch manufacturing process of electronic components in which an RF-MEMS switch formed on a silicon wafer is sealed with a silicon wafer and a glass film.
図1から図5中、100はシリコンチップ(シリコン基板)、101はチップ上電極、102はスルーホール、103はメタライズ、104ははんだ、105は陽極接合部、106はチップ上電極101に形成された電極パッド、200は封止部材、201はガラス膜である。
1 to 5, 100 is a silicon chip (silicon substrate), 101 is an electrode on the chip, 102 is a through hole, 103 is metallized, 104 is solder, 105 is an anode junction, and 106 is formed on the
本実施の形態の場合、電子部品は一例として、シリコンチップ100上にRFスイッチ部を含むチップ上電極101を形成したRF−MEMSスイッチを構成する。
In the case of the present embodiment, as an example, the electronic component constitutes an RF-MEMS switch in which an on-
図1に示すように、本実施例の電子部品は、シリコンチップ100及び封止部材200を有する構成になっている。シリコンチップ100は、その主面に、封止部と、この封止部で囲まれた機能領域とを有し、機能領域にはチップ上電極101を含むRF−MEMSが形成されている。封止部材200は、シリコンチップ100の機能領域から離間して機能領域上を覆う状態でシリコンチップ100の封止部に接合されている。封止部材200の接合は、封止部材200の接合部とシリコンチップ100の接合部との間にガラス膜201を介在させた接合によって行われている。シリコンチップ100の機能領域は、シリコンチップ100と封止部材200との接合によって形成された空間の中に気密封止されている。
As shown in FIG. 1, the electronic component of this embodiment has a configuration including a
本実施例のように、機能領域を有するシリコンチップ100に封止部材200を接合し、機能領域を気密封止するパッケージ構造の場合、パッケージ形成時や実使用時の温度変化でシリコンチップ及び封止部材が膨張収縮し、シリコンチップと封止部材との線膨張係数差に起因する応力及び歪みが両者の接合部に集中するため、接合部に亀裂等の破損が発生し易く、機能領域の気密封止が保てなくなる。そこで、このような構造の場合、シリコンチップと同一、若しくは類似した線膨張係数を有する封止部材、換言すれば、シリコンチップと封止部材との接合が機能領域の気密封止を保てる線膨張係数を有する封止部材、更に換言すれば、シリコンチップの線膨張係数に対してシリコンチップとの接合に破損が生じない線膨張係数を有する封止部材を使用し、シリコンチップと封止部材との接合部に集中する応力及び歪みを低減することが有効である。本実施例では、例えばシリコン板からなる封止部材200を使用している。
In the case of the package structure in which the sealing
シリコンチップ100には、その主面からその主面と反対側の裏面に亘って貫通孔(スルーホール)102が設けられており、この貫通孔102内には機能領域のMEMSと電気的に接続されたはんだ104が埋め込まれている。はんだ104はシリコンチップ100の裏面から突出しており、シリコンチップ100の裏面には、はんだ104からなる電極(外部接続用端子)が設けられている。
The
図4は、本発明による電子部品の第1の実施例を実現する作製プロセスを示したものであり、(a)はチップ上電極101が形成されたシリコンチップ100を、(b)はチップ上電極101が形成されたシリコンチップ100に外部との電気的導通を確保するスルーホール102を形成したシリコンチップを、(c)はシリコン等の封止部材200に陽極接合用ガラス膜201を形成した封止部材200と、スルーホール102を形成したシリコンチップ100のスルーホール102にメタライズ103を形成したシリコンチップを、(d)は(c)にて形成した封止部材200とシリコンチップ100を陽極接合にて接続した電子部品を、(e)は外部との電気的導通確保のためにスルーホール102内にはんだ104を挿入した電子部品を、(f)はデバイス面の空間を確保し封止されたRF−MEMSスイッチを示す。
FIGS. 4A and 4B show a manufacturing process for realizing the first embodiment of the electronic component according to the present invention. FIG. 4A shows the
(a)において、シリコンチップ100上にはアルミや金などの金属もしくは導電性を有する材料で配線が形成されている。それら配線には電極パッド106が設けられている。
In (a), wiring is formed on the
(b)において、電極パッド106裏面にシリコンウェットエッチング、ドライエッチング等を用いて貫通孔102を形成する。以下にシリコンウェットエッチング方法について簡単に説明する。
In (b), the through
単結晶シリコンウェハの[100]面に対し、例えば酸化温度を1000℃とした酸素雰囲気中に90分保持することにより、厚さ0.2μmの二酸化シリコン膜を形成する。二酸化シリコン膜の表面に厚さ3μmの感光性レジストを塗布し、貫通孔を形成する領域のレジストをホトリソグラフィにより除去する。フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液に浸漬し、開口部の二酸化シリコン膜をエッチングする。次に感光性レジストを除去し、二酸化シリコンをマスクとして、露出したシリコン面を90℃に加熱した水酸化カリウム水溶液により異方性エッチングし、四角錐形状のスルーホール102を形成する。再度、熱酸化処理することで0.2μm厚の二酸化シリコン膜を形成する。以上は、特開平7−283280号公報に記載されている方法と同様である。
A silicon dioxide film having a thickness of 0.2 μm is formed on the [100] surface of the single crystal silicon wafer by, for example, holding it in an oxygen atmosphere with an oxidation temperature of 1000 ° C. for 90 minutes. A photosensitive resist having a thickness of 3 μm is applied to the surface of the silicon dioxide film, and the resist in the region where the through hole is formed is removed by photolithography. The silicon dioxide film in the opening is etched by dipping in a mixture of hydrofluoric acid and ammonium fluoride. Next, the photosensitive resist is removed, and the exposed silicon surface is anisotropically etched with a potassium hydroxide aqueous solution heated to 90 ° C. using silicon dioxide as a mask to form a quadrangular through-
(c)において、チップ上電極パッド106とチップ裏面間の導通を確保するため、はんだぬれ性を確保するためにスルーホール102内部に無電解めっきにてメタライズ103を形成する。メタライズ材料はニッケル、金、銅、クロム、チタン等から形成され、電気的導通が得られればよい。また封止部材200にはチップ材質と同様なシリコンを用い、その外周封止部に陽極接合用のパイレックスガラス等のガラス膜201を蒸着やスパッタなどの方法で2〜3μm程度形成する。封止部材200の材料として、セラミック基板やガラス基板など機能面を有するチップ材料と線膨張係数が近ければよい。封止材料の線膨張係数をシリコンチップ100と同等にすることにより、パッケージ形成時や実使用時の温度変化による膨張収縮が生じた場合の封止材/チップ間接続部(接合部)に発生する応力および歪みを低減することができ、接続信頼性が向上する。
In (c), in order to ensure conduction between the on-
(d)において、(c)で作製したRF−MEMSスイッチ部を有するシリコンチップ100と封止部を対向させ、チップ側陽極接合部105と封止部材側ガラス膜201の位置あわせを行う。位置合わせ後、加熱加圧電圧付加することにより陽極接合部105とガラス膜201を陽極接合により接続する。これにより、チップ上電極部は空間を有して封止され、外気からの粉塵に対して守られた構造となる。また、シリコンとガラス膜201により封止されていることから水分の浸入も困難であり、水分による特性異常も生じない。また、ガラスによる接続(接合)であるため、部品搭載リフロー時に再溶融する心配もない。接合は常温接続によって行ってもよい。
In (d), the
(e)において、スルーホール102内に他基板に接続するためのはんだ104を形成する。はんだ形成方法として、はんだ塗布部を開口したマスクを用いてはんだペーストを開口部に印刷し、リフローを行うことにより貫通孔102内にはんだを形成する方法や、はんだ搭載部を開口したマスクを用いてはんだボールを各貫通孔102に振り込み、リフローにより貫通孔102内にはんだを形成する方法などが挙げられる。ただし本電子部品を搭載する基板、たとえばマザーボード上に、はんだペーストが一括で印刷されている場合は本工程を行う必要はない。
In (e),
(f)において、はんだ104を形成した本電子部品を反転することにより、チップ機能面上に空間を有した電子部品を得る。
In (f), the electronic component having the
本工程により、チップ機能面上に空間を有し、接続部の応力も低減でき、耐湿性の高いチップサイズのRF−MEMSスイッチが実現される。 By this step, a chip-sized RF-MEMS switch having a space on the chip functional surface and capable of reducing the stress at the connecting portion and having high moisture resistance is realized.
図5に本発明による電子部品の第1の実施例を実現するRF−MEMSスイッチのウェハ一括作製プロセスを示す。図1から図4と同様な部材には同一の数字を記している。 FIG. 5 shows a wafer batch manufacturing process of the RF-MEMS switch for realizing the first embodiment of the electronic component according to the present invention. Components similar to those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same numerals.
(a)において、シリコンウェハ(シリコン基板)110上にアルミや金などの金属もしくは導電性を有する材料で配線101が形成されている。それら配線には電極パッド106が設けられている。
In (a), a
(b)において、ウェハ状態のまま各電極パッド106裏面にシリコンウェットエッチング、ドライエッチング等を用いて貫通孔102を形成する。以下にシリコンウェットエッチング方法について簡単に説明する。単結晶シリコンウェハの[100]面に対し、例えば酸化温度を1000℃とした酸素雰囲気中に90分保持することにより、厚さ0.2μmの二酸化シリコン膜を形成する。二酸化シリコン膜の表面に厚さ3μmの感光性レジストを塗布し、貫通孔102を形成する領域のレジストをホトリソグラフィにより除去する。フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液に浸漬し、開口部の二酸化シリコン膜をエッチングする。次に感光性レジストを除去し、二酸化シリコンをマスクとして、露出したシリコン面を90℃に加熱した水酸化カリウム水溶液により異方性エッチングし、四角錐形状のスルーホール102を形成する。再度、熱酸化処理することで0.2μm厚の二酸化シリコン膜を形成する。以上は、特開平7−2832080号公報に記載されている方法と同様である。
In (b), through-
(c)において、チップ上電極パッド106とチップ裏面間の導通を確保するため、はんだぬれ性を確保するためにスルーホール102内部に無電解めっきにてメタライズ103を形成する。メタライズ材料はニッケル、金、銅、クロム、チタン等から形成され、電気的導通が得られればよい。また、ウェハサイズの封止部材210にはチップ材質と同様なシリコンを用い、その外周封止部に陽極接合用のパイレックスガラス等のガラス膜201を2〜3μm程度形成する。ウェハサイズ封止部材210の材料として、セラミック基板やガラス基板など機能面を有するチップ材料と線膨張係数が近ければよい。ウェハサイズ封止部材210の線膨張係数をシリコンウェハ110と同等にすることにより、パッケージ形成時や実使用時の温度変化による膨張収縮が生じた場合の封止材/チップ間接続部(接合部)に発生する応力および歪みを低減することができ、接続信頼性が向上する。
In (c), in order to ensure conduction between the on-
(d)において、(c)で作製したRF−MEMSスイッチ部を有するシリコンウェハ110とウェハサイズ封止部材210を対向させ、ウェハ状態でチップ側陽極接合部と封止部材側ガラス膜201の位置あわせを行う。位置合わせ後、加熱加圧電圧付加することにより、陽極接合部とガラス膜201を陽極接合により接続する。これによりチップ上電極101部は空間を有して封止され、外気からの粉塵に対して守られた構造となる。また、シリコンとガラス膜201により封止されていることから水分の浸入も困難であり、水分による特性異常も生じない。またガラスによる接続であるため、部品搭載リフロー時に再溶融する心配もない。接合は常温接続によって行ってもよい。
In (d), the
(e)において、スルーホール102内に他基板に接続するためのはんだ104を形成する。はんだ形成方法として、はんだ塗布部を開口したマスクを用いてはんだペーストを開口部に印刷し、リフローを行うことにより貫通孔102内にはんだ104を形成する方法や、はんだ104搭載部を開口したマスクを用いてはんだボールを各貫通孔102に振り込み、リフローにより貫通孔102内にはんだを形成する方法などが挙げられる。ただし本電子部品を搭載する基板、たとえばマザーボード上に、はんだペーストが一括で印刷されている場合は本工程を行う必要はない。
In (e),
(f)において、陽極接合後のデバイスをウェハサイズのまま反転し、各RF−MEMSスイッチデバイス間をサンドブラストやダイサーによりダイシングを行い、個片RF−MEMSスイッチデバイスを作製する。これによりチップ機能面上に空間を有した電子部品を得る。 In (f), the device after anodic bonding is inverted as the wafer size, and each RF-MEMS switch device is diced by sandblasting or a dicer to produce individual RF-MEMS switch devices. Thereby, an electronic component having a space on the chip functional surface is obtained.
本工程により、チップ機能面上に空間を有し、接続部の応力も低減でき、耐湿性の高いチップサイズのRF−MEMSスイッチが実現される。更にウェハ一括プロセスであるため工程を削減でき、ハンドリングも容易である。 By this step, a chip-sized RF-MEMS switch having a space on the chip functional surface and capable of reducing the stress at the connecting portion and having high moisture resistance is realized. Furthermore, since it is a wafer batch process, the number of steps can be reduced and handling is easy.
図6は、本発明の第2実施例であるシリコンチップ上に形成したRF−MEMSスイッチをシリコンで封止した電子部品の断面図であり、
図7は、シリコンチップ上に形成したRF−MEMSスイッチをシリコンとガラス膜で封止した電子部品の個片製造プロセス、
図8は、シリコンチップ上に形成したRF−MEMSスイッチをシリコンとガラス膜で封止した電子部品のウェハ一括製造プロセスである。
FIG. 6 is a cross-sectional view of an electronic component in which an RF-MEMS switch formed on a silicon chip according to a second embodiment of the present invention is sealed with silicon.
FIG. 7 shows a process for manufacturing an individual part of an electronic component in which an RF-MEMS switch formed on a silicon chip is sealed with silicon and a glass film.
FIG. 8 shows a wafer batch manufacturing process of electronic components in which an RF-MEMS switch formed on a silicon chip is sealed with silicon and a glass film.
図6から図8中、202は封止部材側スルーホール(貫通孔)、203は封止部材側メタライズ、204は封止部材側はんだである。既出材に関しては同一の番号で示している。 6 to 8, 202 is a sealing member side through hole (through hole), 203 is a sealing member side metallization, and 204 is a sealing member side solder. Existing materials are indicated by the same numbers.
本実施の形態の場合、電子部品は一例として、シリコンチップ100上にRFスイッチ部を含むチップ上電極101を形成したRF−MEMSスイッチを構成する。
In the case of the present embodiment, as an example, the electronic component constitutes an RF-MEMS switch in which an on-
図7は本発明による電子部品の第2の実施例を実現する作製プロセスを示したものであり、(a)はシリコン等の封止部材200に陽極接合用ガラス膜201を形成した封止部材200を、(b)は電極パッド106に対応して貫通孔202を形成した封止部材200と、チップ上電極101が形成されたシリコンチップ100を、(c)は(b)にて作製した封止部材200とシリコンチップ100を陽極接合にて接続した電子部品を、(d)は封止部材側スルーホール202に封止部材側メタライズ203を形成した電子部品を、(e)は外部との電気的導通確保のために封止部材側のスルーホール202内に封止部材側はんだ204を挿入した電子部品を、(f)はデバイス面の空間を確保し封止されたRF−MEMSスイッチを示す。
FIG. 7 shows a manufacturing process for realizing a second embodiment of an electronic component according to the present invention. FIG. 7A shows a sealing member in which a
(a)において、封止部材200にはチップ材質と同様なシリコンを用い、その外周封止部に陽極接合用のパイレックスガラス等のガラス膜201を蒸着やスパッタなどにより2〜20μm程度形成する。封止部材200の材料として、セラミック基板やガラス基板など機能面を有するチップ材料と線膨張係数が近ければよい。封止材料の線膨張係数をチップ100と同等にすることにより、パッケージ形成時や実使用時の温度変化による膨張収縮が生じた場合の封止材/チップ間接続部に発生する応力および歪みを低減することができ、接続信頼性が向上する。
In (a), silicon similar to the chip material is used for the sealing
(b)において、電極パッド106に対応する箇所にシリコンウェットエッチング、ドライエッチング等を用いて貫通孔202を形成する。以下にシリコンウェットエッチング方法について簡単に説明する。単結晶シリコンウェハの[100]面に対し、例えば酸化温度を1000℃とした酸素雰囲気中に90分保持することにより、厚さ0.2μmの二酸化シリコン膜を形成する。二酸化シリコン膜の表面に厚さ3μmの感光性レジストを塗布し、貫通孔202を形成する領域のレジストをホトリソグラフィにより除去する。フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液に浸漬し、開口部の二酸化シリコン膜をエッチングする。次に感光性レジストを除去し、二酸化シリコンをマスクとして、露出したシリコン面を90℃に加熱した水酸化カリウム水溶液により異方性エッチングし、四角錐形状のスルーホールを形成する。再度、熱酸化処理することで0.2μm厚の二酸化シリコン膜を形成する。以上は、特開平7−283280号公報に記載されている方法と同様である。一方、シリコンチップ上にアルミや金などの金属もしくは導電性を有する材料で配線を形成されている。それら配線には電極パッドが設けられている。
In (b), a through
(c)において、(b)で作製したRF−MEMSスイッチ部を有するチップと封止部を対向させ、チップ側陽極接合部と封止部材200側ガラス膜201の位置あわせを行う。この際、電極パッドとスルーホールの位置合わせもあわせて行う。位置合わせ後、加熱加圧電圧付加することにより陽極接合部とガラス膜201を陽極接合により接続する。これにより、チップ上電極部は空間を有して封止され、外気からの粉塵に対して守られた構造となる。また、シリコンとガラス膜201により封止されていることから水分の浸入も困難であり、水分による特性異常も生じない。また、ガラスによる接続であるため、部品搭載リフロー時に再溶融する心配もない。接合は常温接続によって行ってもよい。
In (c), the chip having the RF-MEMS switch part produced in (b) is opposed to the sealing part, and the chip-side anodic bonding part and the sealing member 200-
(d)において、チップ上電極パッド106と封止部材200間の導通を確保するため、はんだぬれ性を確保するために封止部材側スルーホール202内部に無電解めっきにてメタライズ203を形成する。メタライズ材料はニッケル、金、銅、クロム、チタン等から形成され、電気的導通が得られればよい。
In (d), in order to ensure electrical connection between the on-
(e)において、封止部材側スルーホール202内に他基板に接続するための封止部材側はんだ204を形成する。はんだ形成方法として、はんだ塗布部を開口したマスクを用いてはんだペーストを開口部に印刷し、リフローを行うことにより貫通孔内にはんだを形成する方法や、はんだ搭載部を開口したマスクを用いてはんだボールを各貫通孔に振り込み、リフローにより貫通孔内にはんだを形成する方法などが挙げられる。ただし本電子部品を搭載する基板、たとえばマザーボード上に、はんだペーストが一括で印刷されている場合は本工程を行う必要はない。
In (e), the sealing
(f)において、封止部材側はんだ204を形成した本電子部品を反転することにより、チップ機能面上に空間を有した電子部品を得る。
In (f), the electronic component having the sealing member-
本工程により、第1の実施例の利点に加え、封止部材200側に封止部材側スルーホール202を形成するため、封止部材側スルーホール202が形成しやすいこと、機能面を有するチップ100側には特別な加工が必要でないことがあげられる。
By this step, in addition to the advantages of the first embodiment, the sealing member side through
図8に本発明による電子部品の第2の実施例を実現するRF−MEMSスイッチのウェハ一括作製プロセスを示す。図1から図7と同様な部材には同一の数字を記している。 FIG. 8 shows a wafer batch manufacturing process of an RF-MEMS switch for realizing the second embodiment of the electronic component according to the present invention. The same numerals are given to the same members as those in FIGS.
(a)において、ウェハサイズ封止部材210にはシリコンウェハ110の材質と同様なシリコンを用い、ウェハ状態のまま外周封止部に陽極接合用のパイレックスガラス等のガラス膜201を蒸着やスパッタなどにより2〜20μm程度形成する。ウェハサイズ封止部材210の材料として、セラミック基板やガラス基板など機能面を有するシリコンウェハ110材料と線膨張係数が近ければよい。ウェハサイズ封止部材210の線膨張係数をシリコンウェハ110と同等にすることにより、パッケージ形成時や実使用時の温度変化による膨張収縮が生じた場合の封止材/チップ間接続部に発生する応力および歪みを低減することができ、接続信頼性が向上する。
In (a), silicon similar to the material of the
(b)において、電極パッド106に対応する箇所にシリコンウェットエッチング、ドライエッチング等を用いて貫通口を形成する。以下にシリコンウェットエッチング方法について簡単に説明する。単結晶シリコンウェハの[100]面に対し、例えば酸化温度を1000℃とした酸素雰囲気中に90分保持することにより、厚さ0.2μmの二酸化シリコン膜を形成する。二酸化シリコン膜の表面に厚さ3μmの感光性レジストを塗布し、貫通孔を形成する領域のレジストをホトリソグラフィにより除去する。フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液に浸漬し、開口部の二酸化シリコン膜をエッチングする。次に感光性レジストを除去し、二酸化シリコンをマスクとして、露出したシリコン面を90℃に加熱した水酸化カリウム水溶液により異方性エッチングし、四角錐形状のスルーホール202を形成する。再度、熱酸化処理することで0.2μm厚の二酸化シリコン膜を形成する。以上は、特開平7−283280号公報に記載されている方法と同様である。一方、シリコンウェハ上にアルミや金などの金属もしくは導電性を有する材料で配線が形成されている。それら配線には電極パッドが設けられている。
In (b), a through hole is formed at a location corresponding to the
(c)において、(b)で作製したRF−MEMSスイッチ部を有するシリコンウェハ110とウェハサイズ封止部材210を対向させ、チップ側陽極接合部とウェハサイズ封止部材210側ガラス膜201の位置あわせを行う。この際、電極パッド106と封止部材側スルーホール202の位置合わせもあわせて行う。位置合わせ後、加熱加圧電圧付加することにより、陽極接合部とガラス膜201を陽極接合により接続する。これによりチップ上電極部は空間を有して封止され、外気からの粉塵に対して守られた構造となる。また、シリコンとガラス膜201により封止されていることから水分の浸入も困難であり、水分による特性異常も生じない。またガラスによる接続であるため、部品搭載リフロー時に再溶融する心配もない。接合は常温接続によって行ってもよい。
In (c), the
(d)において、チップ上電極パッド106とウェハサイズ封止部材210間の導通を確保するため、はんだぬれ性を確保するために封止部材側スルーホール202内部に無電解めっきにて封止部材側メタライズ203を形成する。メタライズ材料はニッケル、金、銅、クロム、チタン等から形成され、電気的導通が得られればよい。
In (d), in order to ensure electrical connection between the on-
(e)において、封止部材側スルーホール202内に他基板に接続するための封止部材側はんだ204を形成する。封止部材側はんだ204の形成方法として、はんだ塗布部を開口したマスクを用いてはんだペーストを開口部に印刷し、リフローを行うことにより貫通孔内にはんだを形成する方法や、はんだ搭載部を開口したマスクを用いてはんだボールを各貫通孔に振り込み、リフローにより貫通孔内にはんだを形成する方法などが挙げられる。ただし本電子部品を搭載する基板、たとえばマザーボード上にはんだペーストが一括で印刷されている場合は本工程を行う必要はない。
In (e), the sealing
(f)において、陽極接合後のデバイスをウェハサイズのまま反転し、各RF−MEMSスイッチデバイス間をサンドブラストやダイサーによりダイシングを行い、個片RF−MEMSスイッチデバイスを作製する。これによりチップ機能面上に空間を有した電子部品を得る。 In (f), the device after anodic bonding is inverted as the wafer size, and each RF-MEMS switch device is diced by sandblasting or a dicer to produce individual RF-MEMS switch devices. Thereby, an electronic component having a space on the chip functional surface is obtained.
本工程により、チップ機能面上に空間を有し、接続部の応力も低減でき、耐湿性の高いチップサイズのRF−MEMSスイッチが実現される。更にウェハ一括プロセスであるため工程を削減でき、ハンドリングも容易である。 By this step, a chip-sized RF-MEMS switch having a space on the chip functional surface and capable of reducing the stress at the connecting portion and having high moisture resistance is realized. Furthermore, since it is a wafer batch process, the number of steps can be reduced and handling is easy.
本工程により、第1の実施例の利点に加え、ウェハサイズ封止部材210側に封止部材側スルーホール202を形成するため封止部材側スルーホール202が形成しやすいこと、機能面を有するウェハ側には特別な加工が必要でないことがあげられる。
By this step, in addition to the advantages of the first embodiment, since the sealing member side through
図9に本発明の第3実施例の断面模式図を示す。本実施例では第1の実施例の陽極接合を行ったシリコンチップ100/封止部材200の接続部を金−錫接続としたものである。金−錫接続とすることにより、陽極接合に比較して低コストで作製が可能となる。また、金属接続であるため応力緩和も期待される。本実施例の実現には第1、第2の実施例と同様にチップ個片作製プロセス、ウェハ一括作製プロセスともに可能である。以下に図4の陽極接合時個片作製プロセスと相違なる工程のみ説明する。
FIG. 9 shows a schematic sectional view of a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the connection portion of the
図4(a)、(b)の工程と同様にシリコンチップ100上にチップ上電極101およびスルーホール102を形成する。
Similar to the steps of FIGS. 4A and 4B, the on-
(c)について、封止部材200の外周封止部に金突起205をめっきなどにて5〜30μm程度形成する。対向するチップ外周封止部には導通口に形成するニッケル/金めっきなどを外周封止部にも形成し、外周封止部上に錫を1〜10μm程度めっきなどにより形成する。錫めっきの形成に際しては、ニッケルやクロム、チタンなどの下地メタライズを用いてもかまわない。錫は印刷方式により形成しても構わない。また封止部材200上の金突起205上に錫めっきを形成し、チップ側にメタライズのみを形成する構成でもかまわない。
About (c), about 5-30 micrometers of
(d)について、上記のように形成した封止部材200およびシリコンチップ100の位置あわせを行い、加熱および加圧を行う。錫めっきが錫単体である場合、加熱温度は錫融点(232℃)以上とし、接触界面で錫のみ溶融させる。外周封止用金突起205と錫めっき界面では錫が溶融し、金と反応することにより金−錫系金属間化合物107を形成する。錫が反応すると外周封止用金突起205と錫めっきを形成した外周封止部は金属結合される。これにより形成される金−錫系金属間化合物107の融点は錫融点である232℃より高いため、他の部品を搭載する二次リフローを行っても、リフロー温度が金−錫系金属間化合物107融点以下である場合は再溶融せずに外周封止用金突起205と錫めっき形成した外周封止部は接続が保たれる。また外周が外周封止用金突起205、金−錫系金属間化合物107に囲まれているために、チップ上電極(チップ上配線)101は空間が保たれ、かつ気密封止される。なお、外周封止部はグランドとして利用してもよい。
As for (d), the sealing
(e)、(f)工程にてチップ電極上に空間が保たれ、かつ気密封止されたRF−MEMSスイッチが得られる。 In the steps (e) and (f), a space is maintained on the chip electrode and an RF-MEMS switch hermetically sealed is obtained.
次に金−錫接続によるウェハ一括作製プロセスを図5と異なる工程のみ説明する。 Next, the wafer collective manufacturing process by the gold-tin connection will be described only in steps different from those in FIG.
図5(a)、(b)の工程と同様にシリコンウェハ110上にチップ上電極101およびスルーホール102を形成する。
The on-
(c)について、ウェハサイズ封止部材210の外周封止部に外周封止用金突起205をめっきなどにて5〜30μm程度形成する。対向するチップ外周封止部にはスルーホール102に形成するニッケル/金めっきなどを外周封止部にも形成し、外周封止部上に錫を1〜10μm程度めっきなどにより形成する。錫めっきの形成に際しては、ニッケルやクロム、チタンなどの下地メタライズを用いてもかまわない。錫は印刷方式により形成しても構わない。また封止部材200上の外周封止用金突起205上に錫めっきを形成し、チップ側にメタライズのみを形成する構成でもかまわない。
About (c), the outer periphery sealing
(d)について、上記のように形成したウェハサイズ封止部材210およびシリコンウェハ110の位置あわせを行い、加熱および加圧を行う。錫めっきが錫単体である場合、加熱温度は錫融点(232℃)以上とし、接触界面で錫のみ溶融させる。外周封止用金突起205と錫めっき界面では錫が溶融し、金と反応することにより金−錫系金属間化合物107を形成する。錫が反応すると外周封止用金突起205と錫めっきを形成した外周封止部は金属結合される。これにより形成される金−錫系金属間化合物107の融点は錫融点である232℃より高いため、他の部品を搭載する二次リフローを行っても、リフロー温度が金−錫系金属間化合物107融点以下である場合は再溶融せずに外周封止用金突起205と錫めっき形成した外周封止部は接続が保たれる。また外周が外周封止用金突起205、金−錫系金属間化合物107に囲まれているために、チップ上電極は空間が保たれ、かつ気密封止される。なお、外周封止部はグランドとして利用してもよい。
As for (d), the wafer
(e)、(f)工程にてスルーホール102にはんだ104が充填されたのち個片に分割される。これによりチップ電極101上に空間が保たれ、かつ気密封止されたRF−MEMSスイッチが得られる。ウェハ一括プロセスであるため、チップ個片プロセスに比べ工程が簡略化できる。
After the through
図10は本発明の第4実施例であるシリコンチップ100上に形成したRF−MEMSスイッチをシリコンで封止した電子部品の断面図である。本実施例では第2の実施例の陽極接合を行ったシリコンチップ100/封止部材200の接続部を金−錫接続としたものである。金−錫接続とすることにより陽極接合に比較して低コストで作製が可能となる。また、金属接続であるため応力緩和も期待される。本実施例の実現には第2の実施例と同様にチップ個片作製プロセス、ウェハ一括作製プロセスともに可能である。以下に図7の陽極接合時個片作製プロセスと相違なる工程のみ説明する。
FIG. 10 is a cross-sectional view of an electronic component in which an RF-MEMS switch formed on a
(a)について、封止部材200にはシリコンチップ100材質と同様なシリコンを用い、その外周封止部に封止部材側外周封止用金突起205をめっきなどにて5〜30μm程度形成する。図11に外周封止部のパターン例を示す。図11のようにチップ上電極101と外周封止部の電気的導通がなければどのようなパターンでもよい。(b)の工程と同様に封止部材200側に封止部材側スルーホール202を、シリコンチップ100にはチップ上電極101を形成する。対向するチップ外周封止部108には封止部材側スルーホール202に形成するニッケル/金めっきなどを外周封止部108にも形成し、外周封止部108上に錫を1〜10μm程度めっきなどにより形成する。錫めっきの形成に際しては、ニッケルやクロム、チタンなどの下地メタライズを用いてもかまわない。錫は印刷方式により形成しても構わない。また封止部材200上の外周封止用金突起上205に錫めっきを形成し、シリコンチップ100側にメタライズのみを形成する構成でもかまわない。
As for (a), silicon similar to the material of the
(c)について、上記のように形成した封止部材200およびチップの位置あわせを行い、加熱および加圧を行う。錫めっきが錫単体である場合、加熱温度は錫融点(232℃)以上とし、接触界面で錫のみ溶融させる。外周封止用金突起205と錫めっき界面では錫が溶融し、金と反応することにより金−錫系金属間化合物107を形成する。錫が反応すると外周封止用金突起205と錫めっきを形成した外周封止部は金属結合される。これにより形成される金-錫系金属間化合物107の融点は錫融点である232℃より高いため、他の部品を搭載する二次リフローを行っても、リフロー温度が金−錫系金属間化合物107融点以下である場合は再溶融せずに外周封止用金突起205と錫めっき形成した外周封止部は接続が保たれる。また外周が外周封止用金突起205、金−錫系金属間化合物107に囲まれているために、チップ上電極101は空間が保たれ、かつ気密封止される。なお、外周封止部はグランドとして利用してもよい。
As for (c), the sealing
(d)、(e)、(f)工程にてチップ電極上に空間が保たれ、かつ気密封止されたRF−MEMSスイッチが得られる。 In the steps (d), (e), and (f), a space is maintained on the chip electrode and an RF-MEMS switch that is hermetically sealed is obtained.
次に、金−錫接続によるウェハ一括作製プロセスを図8と異なる工程のみ説明する。 Next, the wafer collective manufacturing process by the gold-tin connection will be described only in steps different from those in FIG.
(a)について、ウェハサイズ封止部材210にはシリコンウェハ110材質と同様なシリコンを用い、その外周封止部に外周封止用金突起205をめっきなどにて5〜30μm程度形成する。図11に外周封止部のパターン例を示す。図11のようにチップ上電極101と外周封止部108が電気的導通がなければどのようなパターンでもよい。(b)の工程と同様にウェハサイズ封止部材210側に封止部材側スルーホール202を、シリコンウェハ110にはチップ上電極101を形成する。対向するチップ外周封止部には封止部材側スルーホール202に形成するニッケル/金めっきなどをウェハ一括で外周封止部にも形成し、外周封止部上に錫を1〜10μm程度めっきなどにより形成する。錫めっきの形成に際しては、ニッケルやクロム、チタンなどの下地メタライズを用いてもかまわない。錫は印刷方式により形成しても構わない。またウェハサイズ封止部材210上の外周封止用金突起205上に錫めっきを形成し、シリコンウェハ110側にメタライズのみを形成する構成でもかまわない。
As for (a), silicon similar to the material of the
(c)について、上記のように形成したウェハサイズ封止部材210およびシリコンウェハ110の位置あわせを行い、加熱および加圧を行う。錫めっきが錫単体である場合、加熱温度は錫融点(232℃)以上とし、接触界面で錫のみ溶融させる。外周封止用金突起205と錫めっき界面では錫が溶融し、金と反応することにより金−錫系金属間化合物107を形成する。錫が反応すると外周封止用金突起205と錫めっきを形成した外周封止部は金属結合される。これにより形成される金-錫系金属間化合物107の融点は錫融点である232℃より高いため、他の部品を搭載する二次リフローを行っても、リフロー温度が金-錫系金属間化合物107融点以下である場合は再溶融せずに外周封止用金突起205と錫めっき形成した外周封止部は接続が保たれる。また外周が外周封止用金突起205、金-錫系金属間化合物107に囲まれているために、チップ上電極101は空間が保たれ、かつ気密封止される。なお、外周封止部はグランドとして利用してもよい。
For (c), the wafer
(d)、(e)工程にて封止部材側スルーホール202内に封止部材側メタライズ203および封止部材側はんだ204を形成し、チップ電極101上に空間が保たれ、かつ気密封止されたウェハ状RF−MEMSスイッチが得られる。
In steps (d) and (e), the sealing member side metallization 203 and the sealing
(f)と同様に個片に分割され、RF−MEMSスイッチが得られる。 As in (f), it is divided into individual pieces to obtain an RF-MEMS switch.
本工程により、チップ機能面上に空間を有し、接続部の応力も低減でき、耐湿性の高いチップサイズのRF−MEMSスイッチが実現される。更にウェハ一括プロセスであるため工程を削減でき、ハンドリングも容易である。 By this step, a chip-sized RF-MEMS switch having a space on the chip functional surface and capable of reducing the stress at the connecting portion and having high moisture resistance is realized. Furthermore, since it is a wafer batch process, the number of steps can be reduced and handling is easy.
本工程により、第3の実施例の利点に加え、ウェハサイズ封止部材210側に封止部材側スルーホール202を形成するため封止部材側スルーホール202が形成しやすいこと、機能面を有するシリコンウェハ110側には特別な加工が必要でないことがあげられる。
By this step, in addition to the advantages of the third embodiment, since the sealing member side through
第3および第4の実施例において、外周封止部の接続は銀−錫やニッケル−錫など錫と反応する金属であればよい。 In the third and fourth embodiments, the outer peripheral sealing portion may be connected to a metal that reacts with tin, such as silver-tin or nickel-tin.
図12に本発明による第5の実施例を示す。本実施例は図9における第3の実施例において、外周封止部接続箇所を金−錫接続からはんだ接続に変更したものである。接続部をはんだ接続とすることにより、第3の実施例の利点に加え、接続時にはんだ206が溶融することにより外周封止部の高さばらつきやチップおよび封止材の反りを吸収することができる。またセルフアライメントも可能である。
FIG. 12 shows a fifth embodiment according to the present invention. In the present embodiment, the outer peripheral sealing portion connection portion is changed from the gold-tin connection to the solder connection in the third embodiment shown in FIG. In addition to the advantages of the third embodiment, the
本実施例に関しても、個片製造プロセスとウェハ一括プロセスの双方が可能である。 Also in this embodiment, both the individual piece manufacturing process and the wafer batch process are possible.
図13に本発明による第6の実施例を示す。本実施例は図10における第4の実施例において、外周封止部接続箇所を金−錫接続からはんだ接続に変更したものである。接続部をはんだ接続とすることにより、第4の実施例の利点に加え、接続時にはんだ206が溶融することにより外周封止部の高さばらつきやシリコンチップ100および封止部材200の反りを吸収することができる。またセルフアライメントも可能である。
FIG. 13 shows a sixth embodiment according to the present invention. In this embodiment, the outer peripheral sealing portion connection portion is changed from the gold-tin connection to the solder connection in the fourth embodiment in FIG. In addition to the advantages of the fourth embodiment, the
本実施例に関しても、個片製造プロセスとウェハ一括プロセスの双方が可能である。 Also in this embodiment, both the individual piece manufacturing process and the wafer batch process are possible.
図14に本発明による第7の実施例を示す。本実施例は図9における第3の実施例において、外周封止部接続箇所を金−錫接続から樹脂接続に変更したものである。樹脂207で接続することにより、ぬれ性確保のために施していたメタライズ工程が不要となり、また樹脂により外周封止部の高さばらつきやシリコンチップ100および封止部材200の反りを吸収できる。絶縁性の樹脂を用いることにより図11のような外周封止部111とチップ上電極101のショートを考慮する必要がない。また、導電性樹脂を用いる場合は高さばらつきやシリコンチップ100および封止部材200の反りの吸収に加え外周封止部をグランドとして利用できる。
FIG. 14 shows a seventh embodiment according to the present invention. In the present embodiment, the outer peripheral sealing portion connection portion is changed from the gold-tin connection to the resin connection in the third embodiment shown in FIG. By connecting with the
本実施例に関しても、個片製造プロセスとウェハ一括プロセスの双方が可能である。 Also in this embodiment, both the individual piece manufacturing process and the wafer batch process are possible.
図15に本発明による第8の実施例を示す。本実施例は図10における第4の実施例において、外周封止部接続箇所を金−錫接続から樹脂接続に変更したものである。樹脂207で接続することにより、ぬれ性確保のために施していたメタライズ工程が不要となり、また樹脂により外周封止部の高さばらつきやシリコンウェハ110およびウェハサイズ封止部材210の反りを吸収できる。絶縁性の樹脂を用いることにより図11のような外周封止部111とチップ上電極101のショートを考慮する必要がない。また導電性樹脂を用いる場合は高さばらつきやシリコンウェハ110およびウェハサイズ封止部材210の反りの吸収に加え外周封止部をグランドとして利用できる。
FIG. 15 shows an eighth embodiment according to the present invention. In the fourth embodiment, the outer peripheral sealing portion connection portion is changed from the gold-tin connection to the resin connection in the fourth embodiment shown in FIG. By connecting with the
本実施例に関しても、個片製造プロセスとウェハ一括プロセスの双方が可能である。 Also in this embodiment, both the individual piece manufacturing process and the wafer batch process are possible.
10…圧電体素子
11…櫛歯型電極
12…電極
13…ボンディングワイヤ
14…接着剤
20…セラミックパッケージ
21…セラミックパッケージ内部電極
22…スルーホール
23…外部取出用電極
24…封止キャップ
25…封止キャップ接続部
100…シリコンチップ
101…チップ上電極
102…スルーホール
103…メタライズ
104…はんだ
105…陽極接合部
106…電極パッド
107…金−錫系金属間化合物
108…外周封止部
109…導通口開口接触部
110…シリコンウェハ
111…外周封止部
200…封止部材
201…ガラス膜
202…封止部材側スルーホール
203…封止部材側メタライズ
204…封止部材側はんだ
205…外周封止用金突起
206…はんだ
207…樹脂
210…ウェハサイズ封止部材
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記機能領域から離間して前記機能領域上を覆う状態で前記シリコン基板に接合されることにより前記機能領域を気密封止し、更に前記シリコン基板との接合が前記機能領域の気密封止を保てる線膨張係数を有する封止部材とを有することを特徴とする電子部品。 A silicon substrate having a functional region on a main surface, and a MEMS formed on the functional region;
The functional region is hermetically sealed by being bonded to the silicon substrate in a state of being separated from the functional region and covering the functional region, and the bonding with the silicon substrate can keep the hermetic seal of the functional region. An electronic component comprising a sealing member having a linear expansion coefficient.
前記機能領域は、前記シリコン基板と前記封止部材との接合によって形成された空間の中に気密封止されていることを特徴とする電子部品。 The electronic component according to claim 1,
The electronic component is characterized in that the functional region is hermetically sealed in a space formed by joining the silicon substrate and the sealing member.
前記封止部材は、シリコンからなることを特徴とする電子部品。 The electronic component according to claim 1,
The electronic component is characterized in that the sealing member is made of silicon.
前記シリコン基板、若しくは前記封止部材に設けられた貫通孔と、
前記貫通孔を通して前記MEMSと電気的に接続され、前記シリコン基板の主面と反対側の裏面、若しくは前記封止部材の前記シリコン基板と向かい合う面と反対側の面に設けられた電極とを更に有することを特徴とする電子部品。 The electronic component according to claim 1,
A through hole provided in the silicon substrate or the sealing member;
An electrode that is electrically connected to the MEMS through the through-hole and provided on the back surface opposite to the main surface of the silicon substrate or on the surface opposite to the surface facing the silicon substrate of the sealing member; An electronic component comprising:
前記封止部材は、陽極接合、若しくは常温接合によって前記シリコン基板に接合されていることを特徴とする電子部品。 The electronic component according to claim 1,
The electronic component is characterized in that the sealing member is bonded to the silicon substrate by anodic bonding or room temperature bonding.
前記封止部材は、金属間化合物によって前記シリコン基板に接合されていることを特徴とする電子部品。 The electronic component according to claim 1,
The electronic component, wherein the sealing member is bonded to the silicon substrate by an intermetallic compound.
前記封止部材は、金属材によって前記シリコン基板に接合されていることを特徴とする電子部品。 The electronic component according to claim 1,
The electronic component, wherein the sealing member is bonded to the silicon substrate with a metal material.
前記封止部材は、導電性樹脂、若しくは絶縁樹脂によって前記シリコン基板に接合されていることを特徴とする電子部品。 The electronic component according to claim 1,
The electronic component is characterized in that the sealing member is bonded to the silicon substrate by a conductive resin or an insulating resin.
前記封止部材は、ガラスによって前記シリコン基板に接合されていることを特徴とする電子部品。 The electronic component according to claim 1,
The electronic component is characterized in that the sealing member is bonded to the silicon substrate by glass.
前記機能領域から離間して前記機能領域上を覆う状態で前記シリコン基板に接合されることにより前記機能領域を気密封止し、更に前記シリコン基板との接合が前記機能領域の気密封止を保てる線膨張係数を有する封止部材と、
前記シリコン基板、若しくは前記封止部材に設けられた貫通孔と、
前記貫通孔を通して前記MEMSと電気的に接続され、前記シリコン基板の主面と反対側の裏面、若しくは前記封止部材の前記シリコン基板と向かい合う面と反対側の面に設けられた電極とを有することを特徴とする電子部品。 A silicon substrate having a functional region on a main surface, and a MEMS formed on the functional region;
The functional region is hermetically sealed by being bonded to the silicon substrate in a state of being separated from the functional region and covering the functional region, and the bonding with the silicon substrate can keep the hermetic seal of the functional region. A sealing member having a linear expansion coefficient;
A through hole provided in the silicon substrate or the sealing member;
It is electrically connected to the MEMS through the through hole, and has an electrode provided on the back surface opposite to the main surface of the silicon substrate, or on the surface opposite to the surface facing the silicon substrate of the sealing member. An electronic component characterized by that.
前記機能領域から離間して前記機能領域上を覆う状態で前記シリコン基板に前記封止部材を接合して前記機能領域を気密封止する工程とを有し、
前記封止部材は、前記シリコン基板との接合部が前記機能領域の気密封止を保てる線膨張係数を有することを特徴とする電子部品の製造方法。 A step of preparing a silicon substrate on which MEMS is formed in the functional region of the main surface and a sealing member;
A step of hermetically sealing the functional region by bonding the sealing member to the silicon substrate in a state of covering the functional region apart from the functional region,
The method for manufacturing an electronic component according to claim 1, wherein the sealing member has a linear expansion coefficient that allows a joint portion with the silicon substrate to maintain hermetic sealing of the functional region.
前記シリコン基板、若しくは前記封止部材は貫通孔を有し、
前記シリコン基板に前記封止部材を接合する工程の後、前記貫通孔を通して前記MEMSと電気的に接続され、前記シリコン基板の主面と反対側の裏面、若しくは前記封止部材の前記シリコン基板と向かい合う面と反対側の面に配置される電極を形成する工程を更に有することを特徴とする電子部品の製造方法。 In the manufacturing method of the electronic component of Claim 11,
The silicon substrate or the sealing member has a through hole,
After the step of bonding the sealing member to the silicon substrate, it is electrically connected to the MEMS through the through hole, and the back surface opposite to the main surface of the silicon substrate, or the silicon substrate of the sealing member A method of manufacturing an electronic component, further comprising a step of forming an electrode disposed on a surface opposite to the facing surface.
前記複数の機能領域から離間して前記複数の機能領域上を覆う状態で、前記シリコン基板に前記板部材を接合して、前記複数の機能領域を個別に封止する工程と、
前記シリコン基板及び前記板部材を複数の個片に分割する工程とを有することを特徴とする電子部品の製造方法。 A step of preparing a silicon substrate having a plurality of functional regions on the main surface, each of which has a MEMS formed thereon, and a plate member made of silicon;
Bonding the plate member to the silicon substrate in a state of covering the plurality of functional regions apart from the plurality of functional regions, and individually sealing the plurality of functional regions;
And a step of dividing the silicon substrate and the plate member into a plurality of pieces.
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