JP2014082336A - パッケージされたデバイス及びパッケージ材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パッケージドデバイス1は、デバイス基板10と、ビア配線21を配設したパッケージ材20とを接合して成り、ビア配線21と一体化して多孔質からなる部分22が、デバイス基板10との対向面にあたるパッケージ材10側に設けられ、デバイスに接続された突起状の配線接続用パッド12と多孔質からなる部分22とを対向させてデバイス基板10とパッケージ材20とが接合される。これにより、多孔質からなる部分22が潰れて接続中継部24となり、接続中継部24がデバイスとビア配線21とを導通する。
【選択図】図1
Description
(1−x)(αLi2O−βMgO-γAl2O3−δSiO2)・xBi2O3 (1)
(式中、xは質量比で0.01〜0.1であり、α、β、γ及びδはモル比で、α:β:γ:δ=2〜5:1〜2:1〜2:7〜17である。)
で示される組成を有する複合酸化物によってLTCC基板を形成することが、本発明者らの一部により開発されている(特許文献3参照)。
図1は本発明の第1実施形態に係るパッケージされたデバイス(以下、「パッケージドデバイス」という。)に関し、パッケージング方法を模式的に示す断面図である。図1(a)が接合前の状態を示し、図1(b)が接合後の状態を示している。
図2は本発明の第2実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、そのパッケージング方法を模式的に示す断面図である。図2(a)が接合前の状態を示し、図2(b)が接合後の状態を示している。
図3は本発明の第3実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、そのパッケージング方法を模式的に示す断面図である。図3(a)が接合前の状態を示し、図3(b)が接合後の状態を示している。
図4は本発明の第4実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、そのパッケージング方法を模式的に示す断面図である。図4(a)が接合前の状態を示し、図4(b)が接合後の状態を示している。
図5は本発明の第5実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、そのパッケージング方法を模式的に示す断面図である。図5(a)が接合前の状態を示し、図5(b)が接合後の状態を示している。
図6は本発明の第6実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、パッケージング方法を模式的に示す断面図である。図6(a)が接合前の状態を示し、図6(b)が接合後の状態を示している。
図7は第7実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、そのパッケージング方法を模式的に示す断面図である。図7(a)が接合前の状態を示し、図7(b)が接合後の状態を示している。
図8は第8実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、そのパッケージング方法を模式的に示す断面図である。図8(a)が接合前の状態を示し、図8(b)が接合後の状態を示している。
上述の各実施形態では、デバイス基板とパッケージ材とで、内部空間が画成され、その内部空間が気密封止されていてもよい。また、各実施形態において、パッケージ材が、ガラス基板又はLTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)基板であってもよい。
次に、本発明の第1乃至第8実施形態で用いられるパッケージ材の製造方法について詳細に説明する。
図9を参照して説明した要領で、金とガラス成分とを含んだ導体をビアの穴に充填してLTCC基板を作製し、径110μmのビア周りをエッチングし、ガラス成分等を溶解することにより、深さ55μmで径380μmの凹みを形成した。
ビアの先端部の半分をピンで押し潰した後、その形状のモルフォロジーを観察したところ、ピンで荷重を加えた部分だけ凹み、ビアが傾いたりしなかった。比較のために、ガラス成分を入れずにAuの導体をビアの穴に充填してLTCC基板を作製し、同様にエッチング処理をしてピンを押し潰したところ、荷重を加えた方向に柱部全体が曲がった。
このことから、適当量の無機添加剤をAuのビアに添加しビアの周りをエッチングすることで、ガラス成分が溶出して、多孔質で変形性に富む柱部が形成出来ることが分かった。
Auメッキをしないでパッケージ材をエッチングすると、Ag導体の外周部に剥離が観察され、金属ビア中央が凹んでいることを確認した。一方、Auメッキ処理をした後にパッケージ材をエッチングすると、中央には凹みが観測されなかった。
10,40,90,100:デバイス基板
11,63,93:キャビティ
12,42,92:配線接続用パッド
13,43,91:絶縁膜
14:スタッドバンプ
20,50,60,70,80:パッケージ材
21,51,61,71,81:ビア配線
22,52,62,72,82:多孔質からなる部分(接続用端部)
23:空間
23a:凹み
24,44,54,64,74,84:接続用中継部
30:内部空間
Claims (15)
- 電子回路、MEMSその他のデバイスを搭載したデバイス基板と、ビア配線を配設したパッケージ材と、を備え、
上記ビア配線と一体化した多孔質からなる部分が上記パッケージ材側に設けられ、上記デバイスに接続された配線接続用パッドと上記多孔質からなる部分の少なくとも一方が突起状構造からなる上記デバイス基板と上記パッケージ材とを対向させて接合することにより、上記多孔質からなる部分が潰れて接続中継部となり、該接続中継部が上記デバイスとビア配線とを導通する、パッケージされたデバイス。 - 前記デバイス基板と前記パッケージ材とを接合する前の状態では前記多孔質からなる部分の周りには空間が設けられており、
前記デバイス基板と前記パッケージ材との接合に伴う前記多孔質からなる部分の潰れによる変形部分が該空間に収容され、及び/又は、前記パッケージ材と前記デバイス基板との接合の際の前記多孔質からなる部分と前記配線接続用パッドとの位置ずれによりはみ出した部分が該空間に収容された、請求項1に記載のパッケージされたデバイス。 - 前記デバイス基板と前記パッケージ材との接合に伴う前記多孔質からなる部分の潰れによる変形が、該部分それ自体により吸収された、請求項1に記載のパッケージされたデバイス。
- 前記デバイスに接続された突起状配線接続用パッドを前記多孔質からなる部分よりも小さなサイズとすることで、前記配線接続用パッドとの位置ずれがあっても前記多孔質からなる部分に吸収された、請求項3に記載のパッケージされたデバイス。
- 前記ビア配線を設けたパッケージ材の前記デバイス基板との接合表面をエッチングすることで、前記ビア配線と一体化した多孔質からなる部分が、前記デバイス基板と前記パッケージ材との対向面から突出して設けられ、
前記デバイスに接続された突起状の配線接続用パッドと前記多孔質からなる部分とを対向させて前記デバイス基板と前記パッケージ材とをシール材を介在して接合されてなる、請求項1に記載のパッケージされたデバイス。 - 前記配線接続用パッドが、前記デバイス基板の前記パッケージ材との対向面より高さx突出しており、
前記パッケージ材のうち導体の先端部近傍又はパッケージ材表面を深さyにエッチングすることで、上記ビア配線と一体化した多孔質からなる部分を設け、
接合前の高さxと深さyとの関係が、0.05y≦x≦0.7yの関係を満たす、請求項1に記載のパッケージされたデバイス。 - 前記配線接続用パッドが、前記デバイス基板の前記パッケージ材との対向面よりも突出している、請求項1に記載のパッケージされたデバイス。
- 前記デバイス基板と前記パッケージ材とを接合する前の状態では、前記多孔質からなる部分上に金属層が突出して設けられ、前記デバイス基板と前記パッケージ材とが接合して上記金属層及び前記接続中継部を経由して前記デバイスが前記ビア配線に接続している、請求項1に記載のパッケージされたデバイス。
- 前記接続中継部が、Au、Pt、Ag、Pd,Cuのうち1種類又は2種類以上を含む金属と、添加物として、他の金属、ガラスその他の無機物粉末と、からなり、
前記ビア配線が、貫通配線又は内部配線として形成されている、請求項1に記載のパッケージされたデバイス。 - 前記接続中継部のうち前記配線接続用パッドと接続する層がAu層である、請求項9に記載のパッケージされたデバイス。
- 貴金属からなる導体又は貴金属と無機質とからなる導体が表面に露出した無機質のパッケージ基材の表面又は導体近傍をエッチングすることにより、
エッチングされた領域に上記導体の先端部を露出させて、上記導体の残部からなるビア配線と一体化した接続用端部を形成する、パッケージ材の製造方法。 - 前記パッケージ基材表面を研磨して前記デバイス基板と接合可能な平面状態を整え、レジストパターンを形成した後、エッチングを行う、請求項11に記載のパッケージ材の製造方法。
- 前記導体のうち少なくとも表面側の部分が、Au、Pt、Ag、Pd、Cuの少なくとも1種類以上からなる金属と、添加物として他の金属、ガラスその他の無機粉末と、から成り、
前記パッケージ基材のエッチングによって、前記接続用端部となる導体の先端部の近傍に凹みを形成すると共に前記導体の先端部中の無機成分の一部を溶解して多孔質化し、導体の残部からなるビア配線と一体化した接続用端部を形成する、請求項11に記載のパッケージ材の製造方法。 - 樹脂ビーズ、カーボン粉末その他の可燃性粉末を貴金属又は貴金属を含んだ金属の粉末とガラスその他の無機粉末とに加えてビアペーストを作製し、少なくともデバイス基板と接合する面に露出するグリーンシートのビアに上記ビアペーストを充填してグリーンシートとし、
このグリーンシートと他のグリーンシートとを積層して焼成することにより、導体の先端部として用いる上記ビアペーストを多孔質化させる、パッケージ材の製造方法。 - 前記導体の先端部上に金属層を設ける、請求項14に記載のパッケージ材の製造方法。
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