JP2015122413A - Package and manufacturing method of the same - Google Patents

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Matsuo Kishi
松雄 岸
中村 敬彦
Norihiko Nakamura
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    • H01L2924/16195Flat cap [not enclosing an internal cavity]

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a package using an insulating material, which can inhibit deformation caused by a temperature change.SOLUTION: A package using an insulating material comprises: a base substrate 2 on which an internal electrode 6 connects with an electronic component 5 is provided and an external electrode 12 is provided on a surface on the opposite side to the internal electrode via a through electrode; a lid substrate 3 which is arranged opposite to the base substrate across the electronic component and formed by an insulating material; and a frame part 4 which connects the base substrate and the lid substrate and which is formed to surround the electronic component and formed by a metallic material.

Description

本発明は、電子部品を搭載、封入するための貫通電極を有するパッケージとその製造方法に関する。   The present invention relates to a package having a through electrode for mounting and enclosing an electronic component, and a manufacturing method thereof.

振動子や加速度等の力学量を測定するためのセンサ等の電子部品を搭載、封入、収納するためのパッケージとして、金属製パッケージやセラミックスが多用されている。
これらの金属製パッケージでは、金属基板に貫通電極を設け、電子部品を搭載し、金属製のキャップを溶接や半田付けすることにより気密封止を行っている。
Metal packages and ceramics are often used as packages for mounting, enclosing, and storing electronic components such as vibrators and sensors for measuring mechanical quantities such as acceleration.
In these metal packages, a through-electrode is provided on a metal substrate, an electronic component is mounted, and a metal cap is hermetically sealed by welding or soldering.

また、セラミックスパッケージでは、キャビティ付きセラミックスと金属キャップから構成されており、その作製は、電子部品が搭載、封入されるキャビティ付きセラミックスを焼成により作製する際、同時にパッケージ内部と外部を結ぶ電気配線や金属キャップとの接続を行う金属層を形成する。   The ceramic package consists of a ceramic with a cavity and a metal cap. The ceramic package is manufactured by firing the ceramic with a cavity on which an electronic component is mounted and enclosed, and at the same time, an electrical wiring that connects the inside and outside of the package. A metal layer for connecting to the metal cap is formed.

これらのパッケージは、通常、個別の状態で電子部品を搭載し、封入する方法が取られているが、近年、二枚の基板を用いて、多数個の電子部品の搭載、封止を一度に行い、切断により個片化することにより生産性を高めた方法が提案されている。   These packages usually have a method of mounting and encapsulating electronic components in individual states, but in recent years, mounting and sealing a large number of electronic components using two substrates at once. A method has been proposed in which productivity is improved by performing cutting and dividing into pieces.

これらの基板は、電子部品を搭載し、外部との接続を行うための貫通電極等を形成したベース基板とこのベース基板に蓋として封止するためのリッド基板と呼ばれている基板から構成されており、これら基板はセラミックスやガラスといった絶縁性基板で作られている。
これらの二枚の基板から構成されるパッケージでは、ベース基板における貫通電極形成と電子部品を搭載封入するためのキャビティと呼ばれる空間を形成する必要がある。
These substrates are composed of a base substrate on which electronic components are mounted and through electrodes and the like for connection to the outside are formed, and a substrate called a lid substrate for sealing the base substrate as a lid. These substrates are made of insulating substrates such as ceramics and glass.
In a package composed of these two substrates, it is necessary to form a space called a cavity for forming a through electrode in the base substrate and mounting and enclosing an electronic component.

このようなパッケージの製造方法として、ベース基板材料としてガラス基板を用い、ガラス基板を軟化することにより貫通孔とを開けると同時にキャビティを形成し、貫通孔を金属で埋め込み貫通電極を形成し、リッド基板に平板状の基板を用いている方法(特許文献1)やテーパー状の貫通孔を基材であるガラスの軟化点以上の温度に加熱し、カーボン材からなる成形型により加圧成形することにより作製し、金属ピンをこの貫通孔に振込み、全体をガラス基材の軟化点以上のとすることによりガラス基材と金属ピンを一体化する方法により貫通電極を形成し、リッド基板にエッチングや研削といった方法でキャビティを作製する方法(特許文献2)や基板材料として焼成セラミックスを用いセラミックスにキャビティを形成している方法(特許文献3)が採用されている。   As a manufacturing method of such a package, a glass substrate is used as a base substrate material, a through hole is formed by softening the glass substrate, a cavity is formed at the same time, a through electrode is formed by filling the through hole with metal, and a lid A method using a flat substrate as a substrate (Patent Document 1), or heating a tapered through-hole to a temperature equal to or higher than the softening point of glass as a base material, followed by pressure molding with a mold made of a carbon material. The through electrode is formed by a method of integrating the glass base and the metal pin by transferring the metal pin into the through hole and setting the whole to be equal to or higher than the softening point of the glass base, and etching the lid substrate. A method of forming a cavity by a method such as grinding (Patent Document 2) or a method of forming a cavity in a ceramic using a fired ceramic as a substrate material Patent Document 3) we have been adopted.

しかしながら、近年における電子部品の小型化およびパッケージの小型化に伴い、貫通電極の小型化と近接化が望まれていることは周知のことであり、電極精度、封止性の向上に加え、パッケージ本体の高強度化が望まれている。   However, it is well known that miniaturization and proximity of through electrodes are desired with recent miniaturization of electronic components and miniaturization of packages. In addition to improvement of electrode accuracy and sealing performance, package Higher strength of the main body is desired.

ベース基板とリッド基板の両方をガラスで作製されたパッケージの場合、ガラスの脆さに伴う強度の低さが課題となり、さらに、ガラスを軟化、溶融して貫通電極やキャビティを作る場合、ガラスの流動性と熱膨張に伴う精度の低下が起こるという課題があった。   In the case of a package in which both the base substrate and the lid substrate are made of glass, low strength due to the brittleness of the glass becomes an issue, and furthermore, when the glass is softened and melted to form a through electrode or cavity, There was a problem that the accuracy decreased with fluidity and thermal expansion.

また、焼成セラミックスを使用する場合、焼成前に貫通孔やキャビティを形成すると、焼成に伴う変形、寸法変化により精度が十分得られないという課題があり、焼成後、貫通孔やキャビティの形成を行うと加工性の悪さに伴う精度の悪さとコスト高という課題があった。   Also, when using fired ceramics, if through holes and cavities are formed before firing, there is a problem that sufficient accuracy cannot be obtained due to deformation and dimensional changes associated with firing. After firing, through holes and cavities are formed. There was a problem of poor accuracy and high cost due to poor workability.

特開2003−209198号公報JP 2003-209198 A 特開2011−166307号公報JP 2011-166307 A 特開2012−222368号公報JP 2012-222368 A

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、微細性を確保しつつ、温度変化により生じるひずみを抑制できるパッケージおよびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a package capable of suppressing distortion caused by a temperature change and a manufacturing method thereof while ensuring fineness.

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に関わるパッケージは、絶縁性材料を材料とし、電子部品と接続される内部電極が設けられ、前記内部電極と反対側の面に貫通電極を介して外部電極が設けられるベース基板と、前記ベース基板に対して前記電子部品を挟んで配置され、絶縁性材料を材料とするリッド基板と、前記ベース基板と前記リッド基板とを接続し、前記電子部品を囲むように形成され、金属材料を材料とする枠部と、を備えることを特徴とする。
このパッケージによれば、枠部に金属を用いるため、高精度で、かつ、強度に優れるため、小型化や薄型化に対応でき、強度に劣る脆性材料であるガラス、セラミックス、絶縁層を施したシリコン等からなるベース基板とリッド基板を補強する役目を果たすので、高強度化を図ることができるので、小型で信頼性が高い電子部品を提供することができる。金属の枠部が、その上下から、相対的に熱膨張率の低い絶縁性材料により挟まれ固定される。よって、枠部の熱収縮が抑えられる構造となるので、内部に搭載される電子部品が受ける応力、ひずみが低減される。したがって、パッケージとしての信頼性が向上する。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
A package according to the present invention is made of an insulating material, provided with an internal electrode connected to an electronic component, and provided with an external electrode on a surface opposite to the internal electrode via a through electrode; The electronic component is disposed with respect to a base substrate, and a lid substrate made of an insulating material is connected to the base substrate and the lid substrate so as to surround the electronic component. And a frame portion as a material.
According to this package, because the frame is made of metal, it has high precision and excellent strength, so it can cope with downsizing and thinning, and is provided with glass, ceramics, and insulating layers, which are brittle materials with inferior strength. Since it serves to reinforce the base substrate and the lid substrate made of silicon or the like, the strength can be increased, and thus a small and highly reliable electronic component can be provided. The metal frame part is sandwiched and fixed from above and below by an insulating material having a relatively low coefficient of thermal expansion. Therefore, since the heat shrinkage of the frame portion is suppressed, the stress and strain received by the electronic components mounted inside are reduced. Therefore, the reliability as a package is improved.

また、本発明に係わるパッケージは、前記枠部がニッケルを主成分とされ、前記ベース基板はガラス、セラミックス、およびシリコンのいずれかで形成され、前記リッド基板はガラス、セラミックス、およびシリコンのいずれかで形成されることを特徴とする。
このパッケージによれば、枠部金属の材質をニッケルを主成分とする金属とするので、強度だけでなく耐食性についてもすぐれた特性を発揮することができる。
Further, in the package according to the present invention, the frame portion is mainly composed of nickel, the base substrate is formed of any one of glass, ceramics, and silicon, and the lid substrate is any of glass, ceramics, and silicon. It is formed by these.
According to this package, since the material of the frame metal is a metal whose main component is nickel, it is possible to exhibit excellent characteristics not only in strength but also in corrosion resistance.

また、本発明に係わるパッケージの製造方法は、
絶縁性材料を材料とするベース基板またはリッド基板の上に電気めっき法により枠部主要部を形成する枠部形成工程と、前記枠部を介して、前記ベース基板と前記リッド基板とを接合する接合工程とを備えたことを特徴とする。
このパッケージの製造方法によれば、ベース基板上またはリッド基板上に電気めっき法による枠部を形成により精度が高い枠部を形成でき、さらにフォトリソグラフィー法を電気めっき法に取り入れればさらに高精度とすることができる。また、電気めっき法において、ニッケルめっきを用いれば、高速かつ安定的に作製することができると同時に高強度、高耐食性のニッケル枠部を形成することができる。
In addition, a method for manufacturing a package according to the present invention includes:
A frame portion forming step of forming a frame main portion by electroplating on a base substrate or a lid substrate made of an insulating material, and the base substrate and the lid substrate are joined via the frame portion. And a joining step.
According to this package manufacturing method, it is possible to form a frame portion with high accuracy by forming a frame portion by electroplating on the base substrate or the lid substrate, and even higher accuracy if the photolithography method is incorporated into the electroplating method. It can be. Further, if nickel plating is used in the electroplating method, it can be manufactured at high speed and stably, and at the same time, a nickel frame portion having high strength and high corrosion resistance can be formed.

この発明によれば、微細性を確保しつつ、温度変化により生じるひずみを抑制できるパッケージを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a package capable of suppressing distortion caused by a temperature change while ensuring fineness.

本発明の実施形態に係わるパッケージの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the package concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係わるパッケージを作製するための工程のうち、ベース基板成形工程のうち貫通電極を作製するための工程を示す図である。It is a figure which shows the process for producing a penetration electrode among the processes for producing the package concerning embodiment of this invention among base substrate shaping | molding processes. 本発明の実施形態に係わるパッケージを作製するための工程のうち、ベース基板形成工程のうち枠部を作製するための示す図である。It is a figure shown in order to produce a frame part in a base substrate formation process among the processes for producing the package concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係わるパッケージを作製するための工程のうち、リッド基板形成工程を示す図である。It is a figure which shows a lid substrate formation process among the processes for producing the package concerning embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係わるパッケージを作製するための工程のうち、電子部品搭載と封止接合工程を示す図である。It is a figure which shows an electronic component mounting and sealing joining process among the processes for producing the package concerning embodiment of this invention.

本発明に係る実施形態について、図を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るパッケージに電子部品としての音叉型水晶振動子を搭載し真空封止したものの概要を示す図であり、図1(a)は、上面より透視した図であり、図1(b)は主要分である図1(a)におけるA−A‘に断面方向における断面の概要を示す図である。
Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a package according to an embodiment of the present invention in which a tuning fork type crystal resonator as an electronic component is mounted and vacuum-sealed, and FIG. 1A is a diagram seen through from above. FIG. 1B is a diagram showing an outline of a cross section in the cross-sectional direction at AA ′ in FIG.

このパッケージ1は、96%アルミナからなるベース基板2と同じ材質のアルミナからなるリッド基板3とニッケルからなる枠部4により音叉型水晶振動子5が封止された構造となっている。   This package 1 has a structure in which a tuning fork type crystal resonator 5 is sealed by a lid substrate 3 made of alumina of the same material as a base substrate 2 made of 96% alumina and a frame portion 4 made of nickel.

音叉型水晶振動子5は、ベース基板2に形成されている貫通電極6および7につながる内部電極8、9上に形成されている突起状電極10、11を介してベース基板2上に固定されている。   The tuning fork type crystal resonator 5 is fixed on the base substrate 2 via protruding electrodes 10 and 11 formed on the internal electrodes 8 and 9 connected to the through electrodes 6 and 7 formed on the base substrate 2. ing.

貫通電極6および7は、それぞれ、ベース基板2の外面に形成されている外部電極12および13に接続されており、このパッケージ1と図示していない外部の回路基板と接続できるようになっている。   The through electrodes 6 and 7 are connected to external electrodes 12 and 13 formed on the outer surface of the base substrate 2, respectively, so that the package 1 can be connected to an external circuit board (not shown). .

この音叉型水晶振動子5を搭載封入したパッケージ1は、パッケージ1となるベース基板2とリッド基板2を多数個取りするためのウエハ状態で作製し、搭載部品である音叉型水晶振動子5を実装、封止後、個別のパッケージに切断することによりされる。   The package 1 in which the tuning fork type crystal resonator 5 is mounted and enclosed is manufactured in a wafer state for taking a large number of base substrates 2 and lid substrates 2 to be the package 1, and the tuning fork type crystal resonator 5 which is a mounted component is prepared. After mounting and sealing, it is cut by individual packages.

このような音叉型水晶振動子5を搭載封入したパッケージ1を作製するための工程は、図2および3に示したベース基板作製工程と、図4に示したリッド基板作製工程と、図5に示した電子部品搭載と封止接合工程から構成されている。   The process for manufacturing the package 1 in which such a tuning-fork type crystal resonator 5 is mounted and enclosed includes the base substrate manufacturing process shown in FIGS. 2 and 3, the lid substrate manufacturing process shown in FIG. It consists of the electronic component mounting and the sealing joining process shown.

以下に、図1(b)に示した、図1(a)のA−A'における断面により説明する。
図2に示したベース基板作製工程のうち貫通電極を作製する工程では、まず、図2(a)に示すように、ベース基板となる96%アルミナ基板101の所望とする位置にレーザーにより貫通穴102を作製する。
Hereinafter, description will be made with reference to a cross section taken along line AA ′ of FIG. 1A shown in FIG.
In the step of manufacturing the through electrode in the base substrate manufacturing step shown in FIG. 2, first, as shown in FIG. 2A, a through hole is formed by a laser at a desired position of the 96% alumina substrate 101 serving as the base substrate. 102 is produced.

次に無電解銅めっき法により貫通穴102を含む基板101の表面に銅層103を形成し(図2(b))、ドライフィルムフォトレジストを基板101の両表面に貼付し、露光現像により、第一の表面は全面硬化し、第二の表面のうち外部電極となるべき部分に開口部104を有するようにめっきレジスト層105を形成する(図2(c))。   Next, a copper layer 103 is formed on the surface of the substrate 101 including the through hole 102 by an electroless copper plating method (FIG. 2B), a dry film photoresist is applied to both surfaces of the substrate 101, and exposure development is performed. The first surface is fully cured, and a plating resist layer 105 is formed so as to have an opening 104 in a portion of the second surface that is to become an external electrode (FIG. 2C).

次に銅めっきにより銅層106を形成し貫通穴102を封止し、さらに、ニッケルめっきと金めっきを施すことにより表面めっき層107を形成し(図2(d))、めっきレジスト層105を剥離し、貫通電極108と外部電極109の基本構造を作製する(図2(e))。   Next, a copper layer 106 is formed by copper plating, the through hole 102 is sealed, and further, a surface plating layer 107 is formed by applying nickel plating and gold plating (FIG. 2D), and the plating resist layer 105 is formed. After peeling, a basic structure of the through electrode 108 and the external electrode 109 is produced (FIG. 2E).

さらに、再度ドライフィルムフォトレジストを基板101両表面に貼付し、露光現像により第一の表面に内部電極となるべき部分に開口部110を有し、第二の表面は全面硬化することによりめっきレジスト層111を形成する(図2(f))。   Furthermore, a dry film photoresist is applied to both surfaces of the substrate 101 again, and an opening 110 is formed on the first surface to be an internal electrode by exposure and development. A layer 111 is formed (FIG. 2F).

さらに、開口部110にニッケルめっきと金めっきを施すことにより表面めっき層112を形成し(図2(g))、めっきレジスト層111を剥離することにより、内部電極113の基本構造を形成し、ベース基板114の基本構造を作製する(図2(h))。   Further, the surface plating layer 112 is formed by performing nickel plating and gold plating on the opening 110 (FIG. 2G), and the basic structure of the internal electrode 113 is formed by peeling the plating resist layer 111. A basic structure of the base substrate 114 is manufactured (FIG. 2H).

図3に示したベース基板形成工程のうち枠部を作製する工程(枠部形成工程)では、ベース基板114の両面にドライフィルムフォトレジストを貼付し、露光現像を行うことにより枠部となるべき部分に開口部115を有するようにめっきレジスト層116を形成し(図3(b))、電気めっき法によりニッケルめっき117を形成する。
次にニッケルめっき117表面の凹凸を平坦化すると同時に所望の高さとなるように表面を研削と研磨を行うことにより枠部118を形成する(図3(d))。
In the base substrate forming step shown in FIG. 3 (frame portion forming step), a frame portion should be formed by applying dry film photoresist on both surfaces of the base substrate 114 and performing exposure development. A plating resist layer 116 is formed so as to have an opening 115 in the portion (FIG. 3B), and nickel plating 117 is formed by electroplating.
Next, the surface of the nickel plating 117 is flattened, and the surface 118 is ground and polished so as to have a desired height, thereby forming a frame portion 118 (FIG. 3D).

次にめっきレジスト層116を剥離し(図3(e))、銅層119の不要部をエッチングすることにより外部電極120、内部電極121および枠部118を分離、独立させることにより、枠部118が形成され、外部電極120と内部電極121が貫通電極122で接続されたベース基板123が作製される(図3(f))。このように、絶縁性材料のベース基板123に枠部118を直接形成するので、枠部118と内部電極121、枠部118と貫通電極122とを、絶縁状態を保ったまま、可能な限り近接させることができる。よって、微細性に優れた小型のパッケージを提供できる。   Next, the plating resist layer 116 is peeled off (FIG. 3E), and unnecessary portions of the copper layer 119 are etched to separate and make the external electrode 120, the internal electrode 121, and the frame portion 118 independent. Is formed, and the base substrate 123 in which the external electrode 120 and the internal electrode 121 are connected by the through electrode 122 is manufactured (FIG. 3F). As described above, since the frame portion 118 is directly formed on the base substrate 123 made of an insulating material, the frame portion 118 and the internal electrode 121 and the frame portion 118 and the through electrode 122 are as close as possible while maintaining the insulation state. Can be made. Therefore, a small package with excellent fineness can be provided.

図4に示したリッド基板作製工程では、まず、図2(a)に示すように、96%アルミナ基板124の一表面にクロム50nm、銅200nmからなる導電膜125をスパッタリング法により形成する(図4(a))。   In the lid substrate manufacturing process shown in FIG. 4, first, as shown in FIG. 2A, a conductive film 125 made of 50 nm chromium and 200 nm copper is formed on one surface of a 96% alumina substrate 124 by sputtering (FIG. 4 (a)).

次に、ドライフィルムフォトレジストを導電膜125面に貼付し、露光現像により枠部118が接続されるべき部分に開口部126を有するようにめっきレジスト層127を形成し(図4(b))、ニッケルめっき層3μm、金めっき層0.1μmからなる下地層128を形成する(図4(c)。
次に、めっきレジスト層127を剥離し(図4(d)、導電膜125のうち不要部をエッチング除去することにより下地層129を完成する(図4(e))。
Next, a dry film photoresist is applied to the surface of the conductive film 125, and a plating resist layer 127 is formed by exposure and development so as to have an opening 126 in a portion where the frame portion 118 is to be connected (FIG. 4B). Then, a base layer 128 composed of a nickel plating layer of 3 μm and a gold plating layer of 0.1 μm is formed (FIG. 4C).
Next, the plating resist layer 127 is peeled off (FIG. 4D), and unnecessary portions of the conductive film 125 are removed by etching to complete the base layer 129 (FIG. 4E).

最後に、金80重量%−スズ20重量%からなる金スズ合金ペーストをスクリーン印刷法により下地層129上に印刷し、金スズはんだベースト層130を形成し(図4(f))、窒素雰囲気中300℃でリフロー処理し、ペースト中に含まれているフラックスを洗浄除去することにより、下地層129上に均一な金スズはんだ層131を形成することによりベース基板132を作製する(図4(g))。   Finally, a gold-tin alloy paste composed of 80% by weight of gold and 20% by weight of tin is printed on the underlayer 129 by a screen printing method to form a gold-tin solder base layer 130 (FIG. 4 (f)), and a nitrogen atmosphere The base substrate 132 is manufactured by forming a uniform gold-tin solder layer 131 on the base layer 129 by performing reflow treatment at a medium temperature of 300 ° C. and cleaning and removing the flux contained in the paste (FIG. 4 ( g)).

電子部品搭載と封止接合工程では、まず、ベース基板123の内部電極121上に金ワイヤーをボンディングし切断することにより突起上電極133を作製し(図5(a))、音叉型水晶振動子134を超音波圧着することによりベース基板123に実装、固定する(図5(b))。   In the electronic component mounting and sealing bonding process, first, an upper protrusion electrode 133 is produced by bonding and cutting a gold wire on the internal electrode 121 of the base substrate 123 (FIG. 5A), and a tuning fork type crystal resonator. The substrate 134 is mounted and fixed on the base substrate 123 by ultrasonic pressure bonding (FIG. 5B).

次に、音叉型水晶振動子134を実装したベース基板123の枠部118とリッド基板132の金スズはんだ層131の位置を合わせ(図5(c))、真空中で加圧、加熱し、金スズはんだ層131を溶融することにより、ベース基板123とリッド基板132を接合し(接合工程)、音叉型水晶振動子134を真空封止し、最後にウエハとして作製されたものをダイシング装置により切断することにより個片化されたパッケージ135を作製する。   Next, the position of the frame 118 of the base substrate 123 on which the tuning fork type crystal resonator 134 is mounted and the position of the gold-tin solder layer 131 of the lid substrate 132 are aligned (FIG. 5C), and the pressure and heating are performed in vacuum. By melting the gold tin solder layer 131, the base substrate 123 and the lid substrate 132 are joined (joining process), the tuning fork type crystal resonator 134 is vacuum-sealed, and finally the wafer produced by the dicing apparatus is used. The package 135 separated into pieces is produced by cutting.

本実施の形態では、ベース基板材およびリッド基板材として96%アルミナを用いたが、ガラスや酸化膜により表面が絶縁化されたシリコンウエハ等でも適用できることは言うまでもない。   In this embodiment mode, 96% alumina is used as the base substrate material and the lid substrate material, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a silicon wafer or the like whose surface is insulated by glass or an oxide film.

さらに、枠部をベース基板側に形成したが、これをリッド基板に作製しても何ら変わるものではなく、さらに、接合剤として金スズはんだ層をリッド基板側に形成したが、ベース基板側であってもよく、さらに、枠表面に形成しても問題はない。   Furthermore, although the frame portion is formed on the base substrate side, it does not change even if it is produced on the lid substrate. Furthermore, a gold tin solder layer is formed on the lid substrate side as a bonding agent. There may be no problem even if it is formed on the surface of the frame.

また、本実施の形態では、銅めっきにより貫通穴を完全に埋め込まず、中央部に空間を作る方法を採用したが、完全に貫通穴を埋め込んでも構わず、貫通電極をめっき法で形成したが、これも別の方法、例えば、金属ペーストの焼成物等でも何ら問題はない。   In this embodiment, a method of creating a space in the central portion without completely embedding the through hole by copper plating is adopted, but the through hole may be completely embedded, and the through electrode is formed by a plating method. There is no problem even if this is another method, for example, a fired metal paste.

このようにして作製されるパッケージは、ベース基板とリッド基板とを金属特にニッケルからなる枠部で締結しているので強度、耐食性等の耐環境性に対して非常に優れており、外力による変形による耐力に乏しいセラミックス、ガラスやシリコン等の脆性材料に与えるダメージを小さくするので信頼性等に優れたものとなる。また、絶縁性材料のベース基板とリッド基板により、相対的に熱膨張率が大きい金属による枠部を、両側から挟んで固定しているので、当該枠部の温度変化による熱膨張が抑制され、パッケージが作製された段階におけるベース基板やリッド基板がうけるひずみが抑えられる。よって、内部電極や、搭載される電子部品、貫通電極等がうけるひずみも抑制され、信頼性の高いパッケージが得られる。なお、ベース基板、リッド基板に用いられる絶縁性材料としてのガラス、セラミックス、シリコンの熱膨張率はおよそ10(10?6 /K)以下であり、枠部に用いられる金属の熱膨張率はおよそ10(10?6 /K)以上である。 The package manufactured in this way is extremely excellent in environmental resistance such as strength and corrosion resistance because the base substrate and the lid substrate are fastened by a frame made of metal, particularly nickel, and is deformed by external force. This reduces the damage given to brittle materials such as ceramics, glass and silicon, which are poor in yield strength, so that it has excellent reliability. In addition, since the frame portion made of metal having a relatively large thermal expansion coefficient is sandwiched and fixed from both sides by the base substrate and the lid substrate of the insulating material, the thermal expansion due to the temperature change of the frame portion is suppressed, Distortion of the base substrate and the lid substrate at the stage where the package is manufactured can be suppressed. Therefore, the distortion which an internal electrode, the electronic component mounted, a penetration electrode, etc. receive is also suppressed, and a reliable package is obtained. Note that the thermal expansion coefficient of glass, ceramics, and silicon as insulating materials used for the base substrate and the lid substrate is about 10 (10 6 / K) or less, and the thermal expansion coefficient of the metal used for the frame portion is about 10 (10 −6 / K) or more.

さらに、金属枠部の作製に電気めっき法を用いるのでフォトリソグラフィー法を適用することができるので、非常に精度高く枠部を作ることができ、さらに研削、研磨を導入することにより高さを制御を行えば、薄型化にも対応できるので、パッケージの薄型、小型化に大きな効果を奏することができる。   In addition, since electroplating is used to fabricate the metal frame, photolithography can be applied, so the frame can be made with very high precision, and the height can be controlled by introducing grinding and polishing. Therefore, it is possible to cope with the reduction in thickness, so that a great effect can be achieved in reducing the thickness and size of the package.

また、本実施の形態では、電子部品として音叉型水晶振動子を用いたが、LSIをはじめとする半導体装置や加速度センサーをはじめとする力学量センサー等、真空封止や雰囲気気密封止が必要とされる電子部品であれば如何なるものに対しても適用できることは言うまでもない。   In this embodiment, a tuning fork type crystal resonator is used as an electronic component. However, vacuum sealing or airtight sealing is required for semiconductor devices such as LSIs and mechanical quantity sensors such as acceleration sensors. Needless to say, the present invention can be applied to any electronic component.

以上、本願発明によれば、ウエハ状態で電子部品を気密封止した複数個のパッケージを同時に作製することができると同時に、小型化、薄型化に優れたものとすることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to simultaneously produce a plurality of packages in which electronic components are hermetically sealed in a wafer state, and at the same time, it is excellent in miniaturization and thinning.

1、135 パッケージ
2、123、132 ベース基板
3、132 リッド基板
4、118 枠部
5、134 音叉型水晶振動子
6、7、108、122 貫通電極
8、9、113、121 内部電極
10、11、133 突起状電極
12、13、109、120 外部電極
101、124 アルミナ基板
102 貫通穴
103、106、119 銅層
104、110、126 開口部
105、111、116、127 めっきレジスト層
107、112 表面めっき層
117 ニッケルめっき
125 導電膜
128、129 下地層
130 金スズはんだペースト層
131 金スズはんだ層
1, 135 Package 2, 123, 132 Base substrate 3, 132 Lid substrate 4, 118 Frame portion 5, 134 Tuning fork type crystal resonator 6, 7, 108, 122 Through electrode 8, 9, 113, 121 Internal electrode 10, 11 133 Protruding electrodes 12, 13, 109, 120 External electrodes 101, 124 Alumina substrate 102 Through holes 103, 106, 119 Copper layers 104, 110, 126 Openings 105, 111, 116, 127 Plating resist layers 107, 112 Surface Plating layer 117 Nickel plating 125 Conductive film 128, 129 Underlayer 130 Gold-tin solder paste layer 131 Gold-tin solder layer

Claims (3)

絶縁性材料を材料とし、電子部品と接続される内部電極が設けられ、前記内部電極が設けられる面と反対側の面に貫通電極を介して外部電極が設けられるベース基板と、
前記ベース基板に対して前記電子部品を挟んで配置され、絶縁性材料を材料とするリッド基板と、
前記ベース基板と前記リッド基板とを接続し、前記電子部品を囲むように形成され、金属材料を材料とする枠部と、
を備えることを特徴とするパッケージ。
An insulating material is used as a material, and an internal electrode connected to an electronic component is provided.
A lid substrate that is arranged with the electronic component sandwiched between the base substrate and is made of an insulating material;
A frame part that connects the base substrate and the lid substrate, is formed so as to surround the electronic component, and is made of a metal material;
A package characterized by comprising:
前記枠部がニッケルを主成分とされ、前記ベース基板はガラス、セラミックス、およびシリコンのいずれかで形成され、前記リッド基板はガラス、セラミックス、およびシリコンのいずれかで形成されることを特徴とする請求項1に記載のパッケージ。   The frame portion is mainly composed of nickel, the base substrate is formed of any one of glass, ceramics, and silicon, and the lid substrate is formed of any of glass, ceramics, and silicon. The package of claim 1. 絶縁性材料を材料とするベース基板またはリッド基板の上に電気めっき法により枠部の主要部を形成する枠部形成工程と、
前記枠部を介して、前記ベース基板と前記リッド基板とを接合する接合工程とを備えたことを特徴とするパッケージの製造方法。
A frame portion forming step of forming a main portion of the frame portion by electroplating on a base substrate or a lid substrate made of an insulating material;
A package manufacturing method comprising: a bonding step of bonding the base substrate and the lid substrate through the frame portion.
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