JP4761713B2 - Electronic component sealing substrate, multi-component electronic component sealing substrate, and method of manufacturing electronic device - Google Patents
Electronic component sealing substrate, multi-component electronic component sealing substrate, and method of manufacturing electronic device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4761713B2 JP4761713B2 JP2004020586A JP2004020586A JP4761713B2 JP 4761713 B2 JP4761713 B2 JP 4761713B2 JP 2004020586 A JP2004020586 A JP 2004020586A JP 2004020586 A JP2004020586 A JP 2004020586A JP 4761713 B2 JP4761713 B2 JP 4761713B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- main surface
- electronic component
- substrate
- insulating substrate
- frame member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/93—Batch processes
- H01L2224/94—Batch processes at wafer-level, i.e. with connecting carried out on a wafer comprising a plurality of undiced individual devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/153—Connection portion
- H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
- H01L2924/15311—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a ball array, e.g. BGA
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16195—Flat cap [not enclosing an internal cavity]
Landscapes
- Micromachines (AREA)
Description
本発明は、半導体基板の主面に、微小電子機械機構およびこれに電気的に接続された電極が形成されて成る電子部品領域を形成して成る電子部品を封止するための電子部品封止用基板、およびそれを用いて電子部品の微小電子機械機構を封止することにより形成される電子装置の製造方法に関するものである。 The present invention provides an electronic component sealing method for sealing an electronic component formed by forming an electronic component region formed by forming a microelectromechanical mechanism and an electrode electrically connected to the main surface of a semiconductor substrate. The present invention relates to a manufacturing substrate and a method for manufacturing an electronic device formed by sealing a microelectromechanical mechanism of an electronic component using the substrate.
近年、シリコンウェーハ等の半導体基板の主面に、半導体集積回路素子等の微細配線を形成する加工技術を応用して、極めて微小な電子機械機構、いわゆるMEMS(Micro Electromechanical System)を形成した電子部品が注目され、実用化に向けて開発が進められている。 2. Description of the Related Art In recent years, an electronic component in which a very small electromechanical mechanism, a so-called MEMS (Micro Electromechanical System), is formed by applying a processing technique for forming fine wiring such as a semiconductor integrated circuit element on a main surface of a semiconductor substrate such as a silicon wafer. Has been attracting attention, and is being developed for practical use.
このような微小電子機械機構としては、加速度計、圧力センサ、アクチュエータ等のセンサや、微細な鏡面体を可動式に形成したマイクロミラーデバイス、光デバイス、あるいはマイクロポンプ等を組み込んだマイクロ化学システム等、非常に広い分野にわたるものが試作、開発されている。 Such microelectromechanical mechanisms include sensors such as accelerometers, pressure sensors, and actuators, micromirror devices with movable micromirrors, optical devices, microchemical systems incorporating micropumps, etc. Prototypes have been developed and developed over a very wide field.
そのような微小電子機械機構を形成した電子部品を用いて電子装置を構成するための従来の電子部品封止用基板およびそれを用いて成る電子装置の一例を図4に断面図で示す。図4に示す例では、微小電子機械機構22が形成された半導体基板21の主面には、微小電子機械機構22に電力を供給したり、微小電子機械機構22から外部の電気回路に電気信号を送り出したりするための電極23が微小電子機械機構22と電気的に接続されて形成されており、これら半導体基板21、微小電子機械機構22および電極23により、1つの電子部品24が構成される。
FIG. 4 is a cross-sectional view of an example of a conventional electronic component sealing substrate for configuring an electronic device using an electronic component having such a micro-electromechanical mechanism and an electronic device using the same. In the example shown in FIG. 4, power is supplied to the main surface of the
なお、このような電子部品24は、通常、半導体基板21の主面に多数個が縦横に配列形成された多数個取りの形態で形成した後、個々の半導体基板21に切断することにより製作されるので、この切断の際に切削粉等の異物が微小電子機械機構22に付着して作動の妨げになることを防止するために、ガラス板25等で覆われて保護されている。
Such an
そして、この電子部品24を、電子部品収納用の凹部Aを有するパッケージ31の凹部A内に収納するとともに、電子部品24の電極23をパッケージ31の電極パッド32にボンディングワイヤ33等の導電性接続材を介して接続した後、パッケージ31の凹部Aを蓋体34で覆って電子部品24を凹部A内に気密封止することにより、電子装置として完成する。この場合、電子部品24は、微小電子機械機構22の動作を妨げないようにするため、中空状態で気密封止する必要がある。
The
この電子装置について、あらかじめパッケージ31の電極パッド32から外表面に導出するようにして形成しておいた配線導体35の導出部分を外部電気回路に接続することにより、気密封止された微小電子機械機構22が、電極23、ボンディングワイヤ33、電極パッド32および配線導体35を介して外部の電気回路と電気的に接続される。
With respect to this electronic device, a lead-out portion of the
また、このような電子部品24は、通常、広面積の半導体基板の主面に多数個を縦横に配列形成させることにより製作されており、この場合の電子装置の製造方法は、従来、以下のようなものであった。
In addition, such an
すなわち、(1)半導体基板の主面に、微小電子機械機構22およびこれに電気的に接続された電極23が形成されて成る電子部品領域を多数個、縦横に配列形成した電子部品を準備する工程と、(2)各電子部品の微小電子機械機構22を、その周囲が中空状態となるようにして、ガラス板25等で覆って封止する工程と、(3)半導体基板にダイシング加工等の切断加工を施して、個々の電子部品24に分割する工程と、(4)個々の電子部品24を、電子部品収納用パッケージ31内に気密封止する工程と、により製作され。
That is, (1) An electronic component is prepared in which a large number of electronic component regions each having a
このような従来の製造方法においては、半導体基板の主面に配列形成された多数の電子部品領域の1個ずつをガラス板25等で封止して保護しておく必要があること、また、一旦ガラス板25で封止した電子部品24を、個々の電子部品24に分割した後、改めてパッケージ31内に気密封止するとともに、その電極23をパッケージ31の電極パッド32等に接続して外部接続させる必要があること等のため、生産性が悪く、実用化が難しいという問題があった。
In such a conventional manufacturing method, it is necessary to seal and protect each one of a large number of electronic component regions arranged on the main surface of the semiconductor substrate with a
この問題に対し、半導体基板の主面に配列形成された多数個の機構微小電子機械22を一括して覆い、封止するような基板が提案されている。このような封止用の基板としては、半導体基板や導電性の金属板等から成るもの等が知られている。
In order to solve this problem, a substrate has been proposed in which a large number of mechanical
封止用の基板が半導体基板から成る場合、例えば、主面に多数個の電子部品領域が配列形成された第1の半導体基板とは別に、この電子部品領域の配列に対応させて多数の凹部を配列形成した封止用の第2の半導体基板を準備し、第1の半導体基板の主面上に第2の半導体基板を、第2の半導体基板の凹部が第1の半導体基板の電子部品領域を覆うようにして接合し、第2の半導体基板に内側に第1の半導体基板の電子部品領域(特に微小電子機械機構)を封止するようにした技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In the case where the sealing substrate is made of a semiconductor substrate, for example, apart from the first semiconductor substrate in which a large number of electronic component regions are arranged and formed on the main surface, a large number of recesses corresponding to the arrangement of the electronic component regions. A second semiconductor substrate for sealing, in which the first semiconductor substrate is arranged, the second semiconductor substrate is disposed on the main surface of the first semiconductor substrate, and the concave portion of the second semiconductor substrate is an electronic component of the first semiconductor substrate. A technique has been proposed in which an electronic component region (especially a micro-electromechanical mechanism) of a first semiconductor substrate is sealed inside a second semiconductor substrate so as to cover the region (for example, a patent) Reference 1).
また、封止用の基板が導電性を有する金属板から成る場合、導電性を有するカバー用の金属板に所定パターンの溝を形成するとともに、この溝をガラスやセラミック材料で充填して平坦化させた後、その上にボンディング用の導体パターン(電極パッド等)を形成し、この導体パターンに電子部品の電極を接続するとともに金属板を半導体基板の主面に接合し、その後、電子部品領域をセラミックやガラス等で封着するとともに、導体パターンを外部に導出するための外部配線用電極パターンを形成するようにした技術が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
しかしながら、このような従来の封止用基板を用いて半導体基板の主面の電子部品領域を封止する場合は、多数個の電子部品領域を一括して封止することはできるものの、例えば、半導体を材料とした封止用の基板の場合であれば、基板の内部に3次元的に配線導体を形成することができないため、封止用の(第2の)半導体基板の、電子部品領域が配列形成された(第1の)半導体基板に接合される主面から対向する他方主面にかけて配線導体を導出することができず、電子部品の電極は、第1の半導体基板の主面に形成された電極の一部を封止部の外側に延出させるとともに、この延出部をボンディングワイヤを介して電子部品収納用パッケージの電極パッドや外部の電気回路に接続する必要があり、実装工程(電子部品領域の封止から電子装置として完成させて外部電気回路に接続するまでの工程)が長く、また、個々の電子装置のサイズが大きくなってしまうという問題がある。また、電子装置を組み込んだ電子システムの小型化に有利な表面実装ができないという問題もある。 However, when the electronic component region on the main surface of the semiconductor substrate is sealed using such a conventional sealing substrate, a large number of electronic component regions can be collectively sealed, for example, In the case of a sealing substrate made of a semiconductor material, wiring conductors cannot be three-dimensionally formed inside the substrate, so the electronic component region of the sealing (second) semiconductor substrate The wiring conductor cannot be led out from the main surface bonded to the (first) semiconductor substrate on which the first electrode is arranged to the other main surface opposite to the main surface, and the electrode of the electronic component is connected to the main surface of the first semiconductor substrate. It is necessary to extend a part of the formed electrode to the outside of the sealing part, and to connect this extended part to the electrode pad of the electronic component storage package or an external electric circuit via a bonding wire. Process (from sealing of electronic component area Complete as a child apparatus to the process) is longer connected to an external electric circuit, also, there is a problem that the size of individual electronic devices increases. In addition, there is a problem that surface mounting that is advantageous for miniaturization of an electronic system incorporating an electronic device cannot be performed.
また、導電性の金属板等から成る封止用の基板の場合であれば、金属板に電極パッド等の導体パターンを形成することができるように、一旦ガラスやセラミックスで金属板の表面に形成した溝等を埋めて絶縁部を形成したり、その絶縁部の表面に、実装工程の途中で導体部を形成したりする必要があるため、この場合も、電子部品の実装工程を短くすることが困難であるという問題がある。 In the case of a sealing substrate made of a conductive metal plate, etc., once formed on the surface of the metal plate with glass or ceramics so that a conductor pattern such as an electrode pad can be formed on the metal plate. In this case, too, it is necessary to shorten the mounting process of the electronic component because it is necessary to form an insulating part by filling the groove or the like, or to form a conductor part on the surface of the insulating part during the mounting process. There is a problem that is difficult.
さらに、微小電子機械機構(MEMS:Micro Electromechanical System)を形成した電子部品においては、近年、低電圧駆動かつ高速化が行われるようになってきており、電子部品の外部から侵入する高調波ノイズの影響を受けやすく、配線導体を伝わり外部より伝播してきた高周波ノイズにより電気特性の変化やMEMS領域の破壊などが起こるとともに、配線導体を伝播する信号に含まれる高調波ノイズが電子部品の外部に放出され易いものとなってきていることから、電子部品の外部近接位置にノイズ発生源があると絶縁基板に被着形成された配線導体を伝播する信号に電磁波ノイズが入り込み、微小電子機械機構に伝播されて誤動作させてしまったり、また電子部品の駆動部を破壊してしまったり、あるいは電子部品の外部近傍位置に電磁波ノイズに対して影響を受け易い電子機器等があると電子部品より放出された電磁波ノイズがこの電子機器等に悪影響を及ぼすという問題があった。 Furthermore, in recent years, electronic components that have formed a micro electro mechanical system (MEMS) have been driven at low voltage and speeded up, and harmonic noise that enters from outside the electronic components has been increased. High-frequency noise that is easily affected and propagated from the outside through the wiring conductor causes changes in electrical characteristics and destruction of the MEMS area, and harmonic noise contained in the signal propagating through the wiring conductor is emitted to the outside of the electronic component. Therefore, if there is a noise source near the outside of the electronic component, electromagnetic noise enters the signal that propagates through the wiring conductor deposited on the insulating substrate and propagates to the microelectromechanical mechanism. Malfunctioning, or destroying the drive part of the electronic component, Alternatively, if there is an electronic device or the like that is easily affected by electromagnetic noise at a position near the outside of the electronic component, there is a problem that the electromagnetic noise emitted from the electronic component has an adverse effect on the electronic device or the like.
また、高周波ノイズの影響を低減するためにローパスフィルタをMEMSの近傍に実装したり、プリント板に導体パターンを用いてローパスフィルタを作製するなどの手法が取られており、実装面積が大きくなるという問題点があった。 In addition, in order to reduce the influence of high-frequency noise, a method such as mounting a low-pass filter in the vicinity of the MEMS or manufacturing a low-pass filter using a conductor pattern on a printed board is taken, which increases the mounting area. There was a problem.
本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、半導体基板の主面に形成された微小電子機械機構を容易かつ確実に封止することができるとともに、この微小電子機械機構と接続された半導体基板の主面に形成されている電極を容易かつ確実に、例えば表面実装が可能な形態で外部接続させることができ、かつ微小電子機械機構を形成した電子部品の外部から侵入する高調波ノイズの影響を受けにくいとともに、配線導体を伝播する信号に含まれる高調波ノイズが電子部品の外部に放出されにくい電子部品封止用基板を提供することにある。 The present invention has been completed in view of the above problems in the prior art, and its purpose is to easily and reliably seal a microelectromechanical mechanism formed on the main surface of a semiconductor substrate. The electrode formed on the main surface of the semiconductor substrate connected to the microelectromechanical mechanism can be easily and reliably externally connected, for example, in a form capable of surface mounting, and the microelectromechanical mechanism is formed. To provide an electronic component sealing substrate that is not easily affected by harmonic noise that enters from the outside of an electronic component, and that harmonic noise contained in a signal propagating through a wiring conductor is less likely to be emitted to the outside of the electronic component. .
また、本発明の他の目的は、このような微小電子機械機構および電極から成る電子部品領域が半導体基板の主面に多数個縦横に配列形成されていたとしても、これらを容易かつ確実に封止することが可能な封止用基板を提供するとともに、このような封止用基板を用いて、微小電子機械機構が封止されて成る多数個の電子装置を、例えば表面実装が可能な形態で一括して形成することが可能な電子装置の製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to easily and surely seal even if a large number of electronic component regions composed of such micro-electromechanical mechanisms and electrodes are arranged vertically and horizontally on the main surface of the semiconductor substrate. The present invention provides a sealing substrate that can be stopped, and uses such a sealing substrate to form a large number of electronic devices in which a microelectromechanical mechanism is sealed, for example, in a surface mountable form. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an electronic device that can be collectively formed.
本発明の電子部品封止用基板は、一方主面から他方主面または側面に導出された複数の配線導体が形成され、前記一方主面に凹部が形成された絶縁基板と、該絶縁基板の前記一方主面に形成された、前記配線導体と電気的に接続された接続パッドと、前記絶縁基板の前記一方主面に前記接続パッドを取り囲むようにして接合された枠部材と、前記接続パッド上に形成された、前記枠部材と同じ高さの接続端子と、前記絶縁基板の内部または表面に形成された導体パターンから成るローパスフィルタとから成り、前記配線導体は高周波信号が伝送されるものを含み、前記ローパスフィルタは前記高周波信号が伝送される配線導体に直列に接続されており、半導体基板の主面に微小電子機械機構およびこれに電気的に接続された電極が形成されて成る電子部品の前記電極を前記接続端子に接合し、前記半導体基板の前記主面を前記枠部材の主面に接合することによって、前記絶縁基板の前記微小電子機械機構に対向する部位に凹部が形成されているとともに、前記枠部材の内側に前記電子部品の前記微小電子機械機構を気密封止することを特徴とするものである。
The electronic component sealing substrate of the present invention includes an insulating substrate in which a plurality of wiring conductors led from one main surface to the other main surface or side surfaces are formed, and a concave portion is formed on the one main surface ; said one formed on the main surface, the wiring conductor and electrically connected to connection pads, and the previous SL said one joined so as to surround the connection pads on the major surface frame member of the insulating substrate, the connection A connection terminal formed on the pad and having the same height as the frame member, and a low-pass filter made of a conductor pattern formed inside or on the surface of the insulating substrate, and the wiring conductor transmits a high-frequency signal. The low-pass filter is connected in series to a wiring conductor through which the high-frequency signal is transmitted, and a microelectromechanical mechanism and an electrode electrically connected thereto are formed on the main surface of the semiconductor substrate. The electrode of the electronic component joined to the connection terminals that, by joining the main surface of the semiconductor substrate to the main surface of the frame member, the concave portion facing the micro electronic mechanical system of said insulating substrate The micro electro mechanical mechanism of the electronic component is hermetically sealed inside the frame member.
また、本発明の電子部品封止用基板は、上記構成において好ましくは、前記ローパスフィルタは、π型に接続されたコンデンサおよびインダクタ回路から成ることを特徴とするものである。 In the electronic component sealing substrate according to the present invention, preferably, the low-pass filter includes a π-type capacitor and an inductor circuit.
また、本発明の電子部品封止用基板は、上記構成において好ましくは、前記絶縁基板は平面視形状が四角形であり、前記コンデンサは、前記枠部材よりも内側に、平面視で前記絶縁基板の対向する2辺の中心を通る直線または対角線に対して線対称に形成されていることを特徴とするものである。 In the electronic component sealing substrate according to the present invention, preferably, the insulating substrate has a quadrangular shape in plan view, and the capacitor is disposed on the inner side of the frame member and in plan view. It is characterized by being formed symmetrically with respect to a straight line or diagonal line passing through the centers of two opposing sides.
また、本発明の電子部品封止用基板は、上記構成において好ましくは、前記ローパスフィルタは、直線状の前記導体パターンと、前記導体パターンに形成された複数の突出部とから構成されていることを特徴とするものである。 In the electronic component sealing substrate according to the present invention, preferably, the low-pass filter includes the linear conductor pattern and a plurality of protrusions formed in the conductor pattern. It is characterized by.
また、本発明の電子部品封止用基板は、上記構成において好ましくは、前記接続パッドおよび前記接続端子が内側に形成された前記枠部材が多数個縦横に配列形成されていることを特徴とするものである。 In the electronic component sealing substrate according to the present invention, preferably, in the above configuration, a plurality of the frame members each having the connection pads and the connection terminals formed therein are arranged vertically and horizontally. Is.
また、本発明の電子装置の製造方法は、半導体基板の主面に、微小電子機械機構およびこれに電気的に接続された電極が形成されて成る電子部品領域を多数個縦横に配列形成した電子部品を準備する工程と、一方主面から他方主面または側面に導出された複数の配線導体が形成され、前記一方主面に凹部が形成された絶縁基板と、該絶縁基板の前記一方主面に形成された、前記配線導体と電気的に接続された接続パッドと、前記絶縁基板の前記一方主面に前記接続パッドを取り囲むようにして接合された枠部材と、前記接続パッド上に形成された、前記枠部材と同じ高さの接続端子と、前記絶縁基板の内部または表面に形成された導体パターンから成るローパスフィルタとから成り、前記配線導体は高周波信号が伝送されるものを含み、前記ローパスフィルタは前記高周波信号が伝送される配線導体に直列に接続された電子部品封止領域を多数個、前記電子部品の前記電子部品領域に対応させて配列形成した電子部品封止用基板を準備する工程と、前記電子部品の前記電極を前記接続端子に接合するとともに、前記半導体基板の前記主面に形成されている前記微小電子機械機構に対向するように前記絶縁基板の前記一方主面に形成されている前記凹部を配置し、前記微小電子機械機構の周囲の前記半導体基板の前記主面を前記枠部材の主面に接合して、前記微小電子機械機構を前記枠部材の内側に気密封止する工程と、互いに接合された前記電子部品および前記電子部品封止用基板を前記電子部品封止領域毎に分割して、前記電子部品封止領域に前記電子部品領域が接合されて成る個々の電子装置を得る工程とを具備することを特徴とするものである。
The electronic device manufacturing method according to the present invention also provides an electronic device in which a plurality of electronic component regions formed by forming a microelectromechanical mechanism and electrodes electrically connected to the main surface of a semiconductor substrate are arranged vertically and horizontally. A step of preparing a component ; an insulating substrate in which a plurality of wiring conductors led out from one main surface to the other main surface or side surface are formed; and a concave portion is formed on the one main surface; and the one main surface of the insulating substrate formed, and connection pads the wired conductor electrically connected, before Symbol said one frame is joined so as to surround the connection pads on the major surface member of the insulating substrate, formed on the connection pad A connection terminal having the same height as the frame member, and a low-pass filter composed of a conductor pattern formed inside or on the surface of the insulating substrate, wherein the wiring conductor includes one that transmits a high-frequency signal, Above The pass filter prepares an electronic component sealing substrate in which a large number of electronic component sealing regions connected in series to the wiring conductor through which the high-frequency signal is transmitted are arranged in correspondence with the electronic component regions of the electronic component. A step of bonding the electrode of the electronic component to the connection terminal and forming the electrode on the one main surface of the insulating substrate so as to face the microelectromechanical mechanism formed on the main surface of the semiconductor substrate; by the recess is arranged that, air by bonding the main surface of the semiconductor substrate around the micro electronic mechanical system on the main surface of the frame member, the front Symbol micro electronic mechanical system inside the frame member A step of hermetically sealing, and the electronic component and the electronic component sealing substrate bonded to each other are divided for each electronic component sealing region, and the electronic component region is bonded to the electronic component sealing region; It is characterized in that it comprises the step of obtaining the electronic device s.
本発明の電子部品封止用基板によれば、一方主面から他方主面または側面に導出された複数の配線導体が形成され、一方主面に凹部が形成された絶縁基板と、絶縁基板の一方主面に形成された、配線導体と電気的に接続された接続パッドと、絶縁基板の一方主面に接続パッドを取り囲むようにして接合された枠部材と、接続パッド上に形成された、枠部材と同じ高さの接続端子と、絶縁基板の内部または表面に形成された導体パターンから成るローパスフィルタとから成り、配線導体は高周波信号が伝送されるものを含み、ローパスフィルタは高周波信号が伝送される配線導体に直列に接続されており、半導体基板の主面に微小電子機械機構およびこれに電気的に接続された電極が形成されて成る電子部品の電極を接続端子に接合し、半導体基板の主面を枠部材の主面に接合することによって、絶縁基板の微小電子機械機構に対向する部位に凹部が形成されているとともに、枠部材の内側に電子部品の微小電子機械機構を気密封止するようにしたことから、枠部材の主面を半導体基板の主面に接合させるだけで、電子部品の微小電子機械機構を、枠部材と絶縁基板とにより容易かつ確実に封止することができる。
According to the electronic component sealing substrate of the present invention, an insulating substrate in which a plurality of wiring conductors led from one main surface to the other main surface or side surface are formed, and a concave portion is formed on one main surface ; on the other hand formed on the main surface, a wiring conductor electrically connected to connection pads, and a frame member joined so as to surround the connection pads on one main surface of the insulated substrate, which is formed on the connection pad and a connection terminal having the same height as the frame member composed of a low-pass filter composed of a conductor pattern formed inside or on the surface of the insulating substrate, wiring conductors include those high-frequency signal is transmitted, b-pass filter high are connected in series to the wiring conductor-frequency signal is transmitted, contact the electronic components of electrodes comprising a main surface micro electronic mechanical system and which electrically connected to the electrodes of the semiconductor substrate is formed connection terminals It joined to a semi-conductor By joining the main surfaces of the plate to the main surface of the frame member, with the recess is formed at a portion opposed to the micro electronic mechanical system of insulated substrate, infinitesimal electromechanical inside the electronic components of the frame member Since the mechanism is hermetically sealed, the microelectromechanical mechanism of the electronic component can be easily and reliably sealed between the frame member and the insulating substrate simply by joining the main surface of the frame member to the main surface of the semiconductor substrate. Can be stopped.
また、枠部材の主面の高さが、接続パッド上に形成された接続端子の高さと同じであるので、枠部材の主面を半導体基板の主面に接合するときに、半導体基板の主面に形成されている電極を接続端子に容易かつ確実に接続することができる。また、この接続端子から接続パッドおよび配線導体を介して、電子部品の電極を外部に導出することもできる。 In addition, since the height of the main surface of the frame member is the same as the height of the connection terminal formed on the connection pad, when the main surface of the frame member is joined to the main surface of the semiconductor substrate, the main surface of the semiconductor substrate. The electrode formed on the surface can be easily and reliably connected to the connection terminal. Moreover, the electrode of an electronic component can also be derived | led-out outside from this connection terminal via a connection pad and a wiring conductor.
また、絶縁基板の内部または表面には、導体パターンから成るローパスフィルタが形成されており、配線導体は高周波信号が伝送されるものを含み、ローパスフィルタは高周波信号が伝送される配線導体に直列に接続されていることから、駆動するMEMSが駆動中に外部より高周波ノイズが伝播してきても、駆動中のMEMSには高周波ノイズはローパスフィルタによって選択的にカットされMEMSに与える悪影響をより低減することができる。 In addition, a low-pass filter made of a conductor pattern is formed inside or on the surface of the insulating substrate. The wiring conductor includes one that transmits a high-frequency signal, and the low-pass filter is in series with the wiring conductor that transmits a high-frequency signal. Even if high-frequency noise propagates from the outside while the driving MEMS is driven, the high-frequency noise is selectively cut by the low-pass filter in the driving MEMS to further reduce the adverse effect on the MEMS. Can do.
また本発明において好ましくは、ローパスフィルタは、π型に接続されたコンデンサおよびインダクタ回路から形成されているため、ローパスフィルタの入出力部において、コンデンサ回路をほぼ対称に配置することができるため、絶縁基板作製時の反りを低減することができ、MEMSを絶縁基板に実装した際の1次実装信頼性が向上する。 Preferably, in the present invention, since the low-pass filter is formed of a capacitor and an inductor circuit connected in a π-type, the capacitor circuit can be disposed almost symmetrically at the input / output portion of the low-pass filter, so that Warpage during substrate fabrication can be reduced, and primary mounting reliability when the MEMS is mounted on an insulating substrate is improved.
また本発明において好ましくは、絶縁基板は平面視形状が四角形であり、コンデンサは、枠部材よりも内側に、平面視で絶縁基板の対向する2辺の中心を通る直線または対角線に対して線対称に形成することにより、絶縁基板作製時の反りをさらに低減することができ、MEMSと絶縁基板との接続信頼性がより向上する。 Preferably, in the present invention, the insulating substrate has a quadrangular shape in plan view, and the capacitor is line-symmetric with respect to a straight line or a diagonal line passing through the centers of two opposite sides of the insulating substrate in plan view, inside the frame member. By forming the insulating substrate, warpage during the production of the insulating substrate can be further reduced, and the connection reliability between the MEMS and the insulating substrate is further improved.
また本発明において好ましくは、ローパスフィルタは、絶縁基板の内部または表面に形成された直線状の導体パターンと、導体パターンに形成された複数の突出部とから構成されていることにより、自己共振周波数が高くなることから、更なる高周波帯での使用が可能になる。また、ローパスフィルタをより小型にして作製することができるので、絶縁基板作製時の反りを低減することができ、MEMSを絶縁基板に実装した際の1次実装信頼性が向上する。その結果、信頼性の高い電子部品封止用基板を得ることができる。 In the present invention, it is preferable that the low-pass filter includes a linear conductor pattern formed inside or on the surface of the insulating substrate and a plurality of protrusions formed in the conductor pattern, so that a self-resonant frequency is obtained. Therefore, it becomes possible to use in a further high frequency band. In addition, since the low-pass filter can be manufactured with a smaller size, warpage during manufacturing of the insulating substrate can be reduced, and primary mounting reliability when the MEMS is mounted on the insulating substrate is improved. As a result, a highly reliable electronic component sealing substrate can be obtained.
また、本発明の電子部品封止用基板は、例えば、セラミック多層配線基板等の絶縁基板を用いて形成したものとすることにより、配線導体を、接続パッドや枠部材が形成、接合されている一方主面から他方主面や側面にかけて、基板の内部や表面に自由に形成して導出させることができ、この導出された端部に外部接続用の金属バンプを取着させること等により、容易に表面実装することが可能な電子装置として完成させることができる。 In addition, the electronic component sealing substrate of the present invention is formed by using an insulating substrate such as a ceramic multilayer wiring substrate, for example, so that the connection pads and the frame members are formed and bonded to the wiring conductor. From one main surface to the other main surface or side surface, it can be freely formed on the inside or surface of the substrate and led out, and by attaching metal bumps for external connection to this derived end, etc. It can be completed as an electronic device that can be surface-mounted.
また、本発明の電子部品封止用基板において、接続パッドおよび接続端子が内側に形成された枠部材を多数個縦横に配列形成した場合には、半導体基板の主面に多数の電子部品領域が縦横に配列形成されていたとしても、これらを一括して外部接続が可能なようにして封止することができる。 In addition, in the electronic component sealing substrate of the present invention, when a large number of frame members having connection pads and connection terminals formed inside are arranged in the vertical and horizontal directions, a large number of electronic component regions are formed on the main surface of the semiconductor substrate. Even if they are arranged vertically and horizontally, they can be sealed together so that they can be externally connected together.
本発明の電子装置の製造方法によれば、上記各工程を具備することから、縦横に配列形成された多数個の電子部品領域について、それぞれの電極の外部接続のための接続と微小電子機械機構の封止とを同時に行なうことができるため、互いに接合された電子部品および電子部品封止用基板から成る電子装置を、容易かつ確実に多数個製造することができる。 According to the method for manufacturing an electronic device of the present invention, since each of the above steps is provided, connection for external connection of each electrode and a microelectromechanical mechanism for a large number of electronic component regions arranged in rows and columns. Therefore, a large number of electronic devices composed of electronic components and electronic component sealing substrates bonded to each other can be manufactured easily and reliably.
また、互いに接合された電子部品および電子部品封止用基板を電子部品封止領域毎に分割することにより、電子部品封止領域に電子部品領域が接合されて成る個々の電子装置を多数個同時に製造することができる。この分割の際、電子部品領域の微小電子機械機構は封止用基板により封止されているので、ダイシング加工等による分割で発生するシリコン等の半導体基板の切削粉が微小電子機械機構に付着するようなことはなく、分割後の電子装置において微小電子機械機構を確実に作動させることができる。 In addition, by dividing the electronic component and the electronic component sealing substrate bonded to each other into each electronic component sealing region, a large number of individual electronic devices formed by bonding the electronic component region to the electronic component sealing region can be simultaneously performed. Can be manufactured. At the time of the division, the micro electro mechanical mechanism in the electronic component region is sealed by the sealing substrate, so that the cutting powder of the semiconductor substrate such as silicon generated by the dicing process or the like adheres to the micro electro mechanical mechanism. There is no such thing, and the micro electromechanical mechanism can be reliably operated in the divided electronic device.
また、分割して得られた電子装置は、絶縁基板の他方主面や側面に配線導体が導出されているので、この導出された端部に金属バンプ等の端子を取着するだけで、表面実装等により外部電気回路基板に実装することができるものとなり、実装の工程を非常に短く、かつ実装が容易なものとすることができる電子装置となる。 Moreover, since the wiring conductor is led out to the other main surface or side surface of the insulating substrate, the electronic device obtained by dividing the surface can be obtained by simply attaching a terminal such as a metal bump to the lead end. The electronic device can be mounted on an external electric circuit board by mounting or the like, so that the mounting process is very short and mounting is easy.
本発明の電子部品封止用基板およびそれを用いた電子装置の製造方法について以下に詳細に説明する。 The electronic component sealing substrate of the present invention and an electronic device manufacturing method using the same will be described in detail below.
図1は本発明の電子部品封止用基板の実施の形態の一例を示す断面図である。図1において、1は絶縁基板、2は配線導体、3は接続パッド、4は枠部材、5は接続端子である。これら絶縁基板1、配線導体2、接続パッド3、枠部材4および接続端子5により電子部品封止用基板6が形成される。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of an electronic component sealing substrate of the present invention. In FIG. 1, 1 is an insulating substrate, 2 is a wiring conductor, 3 is a connection pad, 4 is a frame member, and 5 is a connection terminal. These insulating
この電子部品封止用基板6を用いて、半導体基板7の主面(図1の例では下面)に、微小電子機械機構8と電極9とを互いに電気的に接続するようにして形成して成る電子部品10を封止することにより、微小電子機械機構8が外部接続可能な状態で封止されてなる電子装置が形成される。
The electronic
本発明における微小電子機械機構8は、例えば電気スイッチ、インダクタ、キャパシタ、共振器、アンテナ、マイクロリレー、光スイッチ、ハードディスク用磁気ヘッド、マイク、バイオセンサー、DNAチップ、マイクロリアクタ、プリントヘッド、加速度センサ、圧力センサなどの各種センサ、ディスプレイデバイスなどの機能を有する電子装置であり、半導体微細加工技術を基本とした、いわゆるマイクロマシニングで作る部品であり、1素子あたり10μm〜数100μm程度の寸法を有する。
The micro electro
絶縁基板1は、微小電子機械機構8を封止するための蓋体として機能するとともに、配線導体2、接続パッド3、枠部材4および接続端子5を形成するための基体として機能する。
The insulating
この絶縁基板1は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、炭化珪素質焼結体、窒化珪素質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等のセラミックス材料や、ポリイミド、ガラスエポキシ樹脂等の有機樹脂材料、セラミックスやガラス等の無機粉末をエポキシ樹脂等の有機樹脂で結合して成る複合材等により形成される。
The insulating
絶縁基板1は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウムとガラス粉末等の原料粉末をシート上に成形して成るグリーンシートを積層し、焼成することにより形成される。なお、絶縁基板1は、酸化アルミニウム質焼結体で形成するものに限らず、用途や気密封止する電子部品10の特性等に応じて適したものを選択することが好ましい。
If the insulating
例えば、絶縁基板1は、後述するように、枠部材4を介して半導体基板7と機械的に接合されるので、半導体基板7との接合の信頼性、つまり微小電子機械機構8の封止の気密性を高くするためには、ムライト質焼結体や、例えばガラス成分の種類や添加量を調整することにより熱膨張係数を半導体基板7に近似させるようにした酸化アルミニウム−ホウ珪酸ガラス系等のガラスセラミックス焼結体等のような半導体基板7との熱膨張係数の差が小さい材料で形成することが好ましい。
For example, since the insulating
また、絶縁基板1は、配線導体2により伝送される電気信号の遅延を防止するような場合には、ポリイミド、ガラスエポキシ樹脂等の有機樹脂材料、セラミックスやガラス等の無機粉末をエポキシ樹脂等の有機樹脂で結合して成る複合材、または、酸化アルミニウム−ホウ珪酸ガラス系や酸化リチウム系等のガラスセラミックス焼結体等のような比誘電率の小さい材料で形成することが好ましい。
Further, in the case of preventing the delay of the electrical signal transmitted by the
また、絶縁基板1は、封止する微小電子機械機構8の発熱量が大きく、この熱の外部への放散性を良好とするような場合には、窒化アルミニウム質焼結体等のような熱伝導率の大きな材料で形成することが好ましい。
Further, the insulating
絶縁基板1の一方主面(微小電子機械機構8を封止する側の主面)からは、他方主面または側面に配線導体2が導出されている。
From one main surface of the insulating substrate 1 (main surface on the side where the micro electro
また、この絶縁基板1の一方主面側の枠部材4の内側の部位には、配線導体2と接続された接続パッド3が形成されている。
In addition, a
これらの配線導体2および接続パッド3は、接続パッド3上に形成される接続端子5を介して電子部品10の電極9と電気的に接続され、これを絶縁基板1の他方主面や側面に導出する機能を有する。
The
これらの配線導体2および接続パッド3は、銅、銀、金、パラジウム、タングステン、モリブデン、マンガン等の金属材料により形成される。この形成の手段としては、メタライズ層、めっき層、蒸着等の金属を薄膜層として被着させる手段を用いることができる。例えば、タングステンのメタライズ層から成る場合であれば、タングステンのペーストを絶縁基板1となるセラミックグリーンシート(以下、グリーンシートともいう)に印刷してこれをグリーンシートとともに焼成することにより形成される。
These
接続端子5は、錫−銀系、錫−銀−銅系等の半田、金−錫ろう等の低融点ろう材、銀−ゲルマニウム系等の高融点ろう材、導電性有機樹脂による接合が可能な金属材料、あるいはシーム溶接、電子ビーム溶接等の溶接法による接合が可能な金属材料等により形成されている。
The
この接続端子5を電子部品10の電極9に接合することにより、電子部品10の電極9が、接続端子5、接続パッド3および配線導体2を介して、絶縁基板1の他方主面または側面に導出される。そして、この導出された端部を外部の電気回路に錫−鉛半田等を介して接合することにより、電子部品10の電極9が外部の電気回路と電気的に接続される。
By joining the
また、絶縁基板1の一方主面には、接続パッド3を取り囲むようにして枠部材4が接合されている。枠部材4は、電子部品10の微小電子機械機構8をその内側に気密封止するための側壁として機能する。この枠部材4の主面(図1の例では上面)を電子部品10の主面(図1の例では下面)に接合させることにより、枠部材4の内側に微小電子機械機構8が気密封止される。なお、この場合、半導体基板7が底板となり、絶縁基板1が蓋体となる。
A
枠部材4は、鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の鉄−ニッケル系合金、無酸素銅、アルミニウム、ステンレス鋼、銅−タングステン合金、銅−モリブデン合金等の金属材料や、酸化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミックス焼結体等の無機系材料、あるいはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ガラスエポキシ樹脂等の有機樹脂系材料等により形成される。
The
また、枠部材4の主面を電子部品10の半導体基板7の主面に接合する方法としては、錫−銀系等の半田,金−錫ろう等の低融点ろう材,銀−ゲルマニウム系等の高融点ろう材,導電性有機樹脂等の接合材を介して接合する方法、あるいはシーム溶接、電子ビーム溶接等の溶接法を用いることができる。
Further, as a method of joining the main surface of the
そして、半導体基板7の主面に微小電子機械機構8およびこれに電気的に接続された電極9が形成されて成る電子部品10について、電極9を接続端子5に接合し、半導体基板7の主面を枠部材4の主面に接合させることによって、枠部材4の内側に電子部品10の微小電子機械機構8が気密封止された電子装置が形成される。
Then, for the
そして、この絶縁基板1の内部または表面には、導体パターンから成るローパスフィルタ12が形成されており、配線導体2は高周波信号が伝送されるものを含み、ローパスフィルタ12は高周波信号が伝送される配線導体2に直列に接続されていることから、ローパスフィルタ12は高周波信号に対し高いインピーダンスを有するものとなり、駆動するMEMSが駆動中に外部より高周波ノイズが伝播してきても、駆動中のMEMSには高周波ノイズはローパスフィルタ12によって選択的にカットされMEMSに与える悪影響をより低減することができる。
A low-
また、ローパスフィルタ12は、好ましくはπ型に接続されたコンデンサおよびインダクタ回路から形成されているため、ローパスフィルタ12の入出力部において、コンデンサ回路をほぼ対称に配置することができるため、絶縁基板1を作製するときの反りを低減することができ、MEMSを絶縁基板1に実装した際の1次実装信頼性が向上する。
In addition, since the low-
π型に接続されたコンデンサおよびインダクタ回路から成るローパスフィルタ12とは、具体的には、高周波信号が伝送される配線導体2に直列に接続されたインダクタ回路と、そのインダクタ回路の両端に、接地(グランド)に対向電極の一方が接続されたコンデンサを接続する構成のものである。
Specifically, the low-
また本発明において、絶縁基板1は平面視形状が四角形であり、コンデンサは、枠部材4よりも内側に、平面視で絶縁基板1の対向する2辺の中心を通る直線または対角線に対して線対称に形成することが好ましい。これにより、絶縁基板1を作製するときの反りをさらに低減することができ、MEMSと絶縁基板1との接続信頼性がより向上する。
In the present invention, the insulating
また、コンデンサは、絶縁基板1の内部または表面に形成された導体パターンを用いて成る電極として、たとえば四角型、丸型などの形状が上下に重なっているものとなっている。
In addition, the capacitor has, for example, a quadrangular shape or a round shape that are vertically overlapped as an electrode formed by using a conductor pattern formed inside or on the surface of the insulating
そして、インダクタ回路は、たとえば、ミアンダ型、スパイラル型などの導体パターンで形成される。 The inductor circuit is formed of a conductor pattern such as a meander type or a spiral type.
また、好ましくはローパスフィルタ12は、直線状の導体パターンと、導体パターンに形成された複数の突出部とにより形成することで、分布定数回路として機能させることができ、自己共振周波数が高くなることから、更なる高周波帯での使用が可能になる。
Preferably, the low-
さらに、ローパスフィルタ12をより小型に作製することができるので、絶縁基板1を作製するときの反りを低減することができ、MEMSを絶縁基板1に実装した際の、1次実装信頼性が向上する。結果、信頼性の高い電子部品封止用基板6を得ることができる。
Furthermore, since the low-
なお、このローパスフィルタ12は配線導体2および接続パッド3と同様に作製される。
The low-
この電子装置のうち配線導体2の導出部分を、半田ボール等の外部端子11を介して外部の電気回路に接続することにより、微小電子機械機構8が外部電気回路と電気的に接続される。
By connecting the lead-out portion of the
なお、図1に示すように、枠部材4が接合される絶縁基板1の主面に、接続パッド3と同様の材料により導体層3aを形成しておき、この導体層3aから絶縁基板1の他方主面にかけて配線導体2の一部を導出させるようにしてもよい。この導体層3aから導出された配線導体2の導出部分は、上述の外部端子11等を介して外部電気回路の接地用端子等に接続することができる。
As shown in FIG. 1, a
この場合、接続端子5と電極9との接合、および枠部材4の主面と半導体基板7の主面との接合を一つの工程で確実かつ容易に行なうことを可能とするために、接続端子5の高さと枠部材4の高さとは同じ高さとしておく。
In this case, in order to enable the bonding of the
また、本発明の電子部品封止用基板6は、図2に実施の形態の他の例を断面図で示すように、このような接続パッド3および枠部材4を広面積の母基板の一方主面に縦横に配列形成した、いわゆる多数個取りの形態としておくことが好ましい。なお、図2において、図1と同じ部位には同じ符号を付してある。
Further, the electronic
このような多数個取りの形態としておくと、半導体基板7の主面に微小電子機械機構8およびこれに電気的に接続された電極9が多数個配列形成された、多数個取りの形態で製作される電子部品10を、多数個同時に気密封止することができ、生産性を優れたものとすることができる。
In such a multi-cavity configuration, a
また、半導体基板7の主面に微小電子機械機構8およびこれに電気的に接続された電極9が多数個配列形成された、多数個取りの形態で製作される電子部品10を一括して封止しておくと、この半導体基板7(および電子部品封止用基板6)にダイシング加工等の切断加工を施して、個々の電子部品10(電子装置)に分割する際に、切断に伴って発生する切削粉等が微小電子機械機構8に付着してその作動を妨害するという不具合の発生を効果的に防止することができる。
In addition,
次に、このような電子部品封止用基板6を用いた、電子装置の製造方法について、図3(a)〜(d)に基づいて説明する。図3は、本発明の電子装置の製造方法の実施の形態の一例をそれぞれ工程順に示した断面図であり、図3において図1および図2と同じ部位には同じ符号を付してある。
Next, a method of manufacturing an electronic device using such an electronic
まず、図3(a)に示すように、半導体基板7の主面に、微小電子機械機構8およびこれに電気的に接続された電極9が形成されて成る電子部品領域10aを多数個縦横に配列形成した多数個取りの電子部品10bを準備する。半導体基板7は、例えば単結晶や多結晶等のシリコン基板から成る。このシリコン基板の表面に酸化シリコン層を形成するとともに、フォトリソグラフィ等の微細配線加工技術を応用して、微小な振動体等の微小電子機械機構8および円形状パターン等の導体から成る電極9が形成された電子部品領域10aを多数個配列形成することにより、多数個取りの電子部品10bが形成される。なお、この例においては、微小電子機械機構8と電極9とは、それぞれ半導体基板7の主面に形成された微細配線(図示せず)を介して電気的に接続されている。
First, as shown in FIG. 3A, a large number of
次に、図3(b)に示すように、一方主面から他方主面または側面に導出された配線導体2が形成された絶縁基板1と、絶縁基板1の一方主面に形成された、配線導体2と電気的に接続された接続パッド3と、絶縁基板1の一方主面に接続パッド3を取り囲むようにして接合された枠部材4と、接続パッド3上に形成された、枠部材4と同じ高さの接続端子5とから成る電子部品封止領域6aを多数個、電子部品の電子部品領域10aに対応させて配列形成した多数個取りの電子部品封止用基板6bを準備する。
Next, as shown in FIG. 3B, the insulating
一方主面から他方主面または側面に導出された配線導体2が形成された絶縁基板1は、例えば、絶縁基板1が酸化アルミニウム質焼結体から成り、配線導体2がタングステンのメタライズ層から成る場合であれば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化カルシウム等の原料粉末を、有機溶剤、樹脂バインダとともに混練してスラリーを得て、このスラリーをドクターブレード法やリップコータ法等によりシート状に成形して複数のグリーンシートを形成し、このグリーンシートの表面に、および必要に応じてグリーンシートにあらかじめ形成しておいた貫通孔内に、タングステンのメタライズペーストを印刷塗布し充填し、その後、これらのグリーンシートを積層して焼成することにより形成することができる。
Insulating
なお、これらのグリーンシートのうち、一部のものに打ち抜き加工を施して四角形状等の開口部を形成しておき、これを一方主面側の最表層に配置し、または最表層から内部に向かって数層積層するようにして、焼成後の絶縁基板1の一方主面に、電子部品領域10aの配列に対応する凹部1aが配列形成されるようにしておく。このように凹部1aを形成しておくと、この凹部1aの内側に微小電子機械機構8を収めることができるので、微
小電子機械機構8を取り囲むための枠部材4の高さを低く抑えることができ、電子装置の低背化に有利なものとなる。
Of these green sheets, some of them are punched to form square-shaped openings, etc., which are arranged on the outermost layer on one main surface side, or from the outermost layer to the inside. headed to be stacked several layers and, on one main surface of the insulating
また、接続パッド3は、通常、配線導体2と同様の材料から成り、例えば、タングステンのペーストを絶縁基板1となるグリーンシートのうち最表面に、配線導体2となる印刷されたタングステンペーストと接続されるようにして、かつ多数個が縦横に配列形成されるようにして、スクリーン印刷法等により印刷しておくことにより形成される。
The
また、枠部材4は、例えば、鉄−ニッケル−コバルト合金から成る場合であれば、鉄−ニッケル−コバルト合金の金属板に圧延加工や金型による打ち抜き加工またはエッチング加工を施し、枠状に成形することにより製作される。
Further, if the
枠部材4と絶縁基板1との接合は、錫−銀系等の半田,金−錫ろう等の低融点ろう材や銀−ゲルマニウム系等の高融点ろう材,導電性有機樹脂等の接合材を介して接合する方法、あるいはシーム溶接、電子ビーム溶接等の溶接法により行なうことができる。
The
この枠部材4と同じ高さとなるようにして、接続端子5が接続パッド3上に形成される。接続端子5は、例えば、錫−銀系等の半田から成る場合であれば、この半田のボールを接続パッド3上に位置決めして加熱、溶融、接合させることにより形成される。
接続端子5の高さを枠部材4の高さと同じとする方法としては、例えば、接続端子5となる錫−銀半田を溶融させて接続パッド3上に取着形成する際に、その上面を枠部材4と同じ高さとなるようにしてセラミックス製の治具等で押さえておく等の方法を用いることができる。
As a method of making the height of the
次に、図3(c)に示すように、電子部品10bを電子部品封止用基板6bに対し各電子部品領域10aと各電子部品封止領域6aとを対応させて重ね合わせ、電極9を接続端子5に接合するとともに、微小電子機械機構8の周囲の半導体基板7の主面を枠部材4の主面に接合して、微小電子機械機構8を枠部材4の内側に気密封止する。
Next, as shown in FIG. 3 (c), overlapped with the
ここで、電極9と接続端子5との接合は、例えば、接続端子5が錫−銀系半田から成る場合であれば、電極9上に接続端子5を位置合わせして載せ、これらを約250℃〜300℃程度の温度のリフロー炉中で熱処理すること等により行なわれる。
Here, when the
また、微小電子機械機構8の周囲の半導体基板7の主面と枠部材4の主面との接合は、例えば、この接合面に、接続端子5と同様の錫−銀系の半田を挟んでおき、上述の電極9と接続端子5との接合と同時にリフロー炉中で熱処理することにより行なうことができる。この場合、接続端子5の高さを枠部材4の高さと同じとしていることから、電極9と接続端子5との接合と、枠部材4の主面と半導体基板7の主面との接合を容易かつ確実に、同時に行なうことができる。
In addition, the main surface of the
このように、本発明の電子装置の製造方法によれば、電子部品領域10aの電極9の外部導出のための接合と、微小電子機械機構8の気密封止のための接合とを同時に行なうことができるため、数時間程度を要する半田(ろう)付け等の接合の工程を、従来の製造方法に比べて、確実に少なくとも1工程減らすことができるので、電子装置の生産性を非常に高めることができる。
As described above, according to the method for manufacturing an electronic device of the present invention, bonding for leading out the
そして、図3(d)に示すように、互いに接合された多数個取りの形態の電子部品10bおよび電子部品封止用基板6bを電子部品封止領域6a毎に分割して、電子部品封止領域6aが分割された電子部品封止用基板6に電子部品領域10aが分割された電子部品10が接合されて成る個々の電子装置を得る。
Then, as shown in FIG. 3D, the
互いに接合された、それぞれ多数個取りの形態の電子部品10bおよび電子部品封止用基板6bの接合体の切断は、この接合体に対して、ダイシング加工等の切断加工を施すことにより行なうことができる。
Cutting the joined body of the
本発明の電子装置の製造方法においては、このダイシング加工等の切断加工の際に、各微小電子機械機構8は枠部材4の内側でこの枠部材4と半導体基板7と絶縁基板1とにより気密封止されているので、半導体基板7や絶縁基板1等の切断に伴って発生するシリコンやセラミックス等の切削粉等が微小電子機械機構8に付着することはなく、完成した電子装置において、微小電子機械機構8を確実に正常に作動させることができる。
In the method of manufacturing an electronic device according to the present invention, each
このように、本発明の電子装置の製造方法によれば、従来のように、半導体基板7の主面に多数個を縦横に配列形成した電子部品領域10aを切断する際に、その微小電子機械機構8をガラス板等で覆って保護するような工程を別途追加する必要はなく、この、保護のためだけという工程を確実に削除することができるので、電子装置の生産性を非常に高いものとすることができる。
As described above, according to the method for manufacturing an electronic device of the present invention, when cutting the
また、このようにして製造された電子装置は、すでに気密封止されているとともに、その電極が配線導体2を介して外部に導出された状態であるので、これを別途パッケージ内に実装するような工程を追加する必要はなく、配線導体2の導出された部分を外部の電気回路に半田ボール等の外部端子11を介して接続するだけで、外部電気回路基板に実装して使用することができる。
In addition, the electronic device manufactured in this way is already hermetically sealed, and the electrode is led out to the outside through the
また、この場合、配線導体2は、絶縁基体1の他方主面または側面に導出されているので、外部電気回路に表面実装の形態で接続することができ、高密度に実装することや外部電気回路の基板を効果的に小型化することができる。
Further, in this case, since the
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内であれば種々の変更を施すことは可能である。例えば、上述の実施の形態の例では一つの電子装置内に一つの微小電子機械機構を気密封止したが、一つの電子装置内に複数の微小電子機械機構を気密封止してもよい。また、図1に示した例では、配線導体2は絶縁基板1の他方主面側に導出しているが、これを側面に導出したり側面および他方主面の両方に導出したりしてもよい。また、この導出された部分の外部電気回路への電気的な接続は、外部端子として半田ボールを介して行なうものに限らず、リード端子や導電性接着剤等を介して行なってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, in the example of the above-described embodiment, one microelectromechanical mechanism is hermetically sealed in one electronic device, but a plurality of microelectromechanical mechanisms may be hermetically sealed in one electronic device. Further, in the example shown in FIG. 1, the
また、本発明におけるローパスフィルタ12は高周波ノイズの低減のみに用いられるものではなく、その他マッチング、位相調整などに用いられてもよく、上記の使用形態に限定されるものではない。
In addition, the low-
1:絶縁基板
2:配線導体
3:接続パッド
4:枠部材
5:接続端子
6:電子部品封止用基板
6a:電子部品封止領域
6b:電子部品封止用基板
7:半導体基板
8:微小電子機械機構
9:電極
10:電子部品
10a:電子部品領域
10b:電子部品
11:外部端子
12:ローパスフィルタ
1: insulating substrate 2: wiring conductor 3: connection pad 4: frame member 5: connection terminal 6: electronic
Claims (6)
子部品の前記電極を前記接続端子に接合するとともに、前記半導体基板の前記主面に形成されている前記微小電子機械機構に対向するように前記各絶縁基板領域の前記一方主面に形成されている前記凹部を配置し、前記半導体基板の前記主面を前記枠部材の主面に接合することによって、前記各絶縁基板領域の前記枠部材の内側に前記電子部品の前記微小電子機械機構をそれぞれ気密封止することを特徴とする多数個取り用電子部品封止用基板。 Insulation in which a plurality of wiring conductors led out from the one main surface to the other main surface or side surfaces are formed on one main surface of the insulating mother board in a vertical and horizontal manner, and a recess is formed in the one main surface surrounding a substrate region, respective formed in said one main surface of the insulating substrate region, and a connection pad the wired conductor electrically connected, the connection pads before SL on the one main surface of the insulating substrate regions Low-pass filter comprising a frame member joined in this manner, a connection terminal formed on the connection pad and having the same height as the frame member, and a conductor pattern formed inside or on the surface of each insulating substrate region The wiring conductor includes a component that transmits a high-frequency signal, and the low-pass filter is connected in series to the wiring conductor that transmits the high-frequency signal. Together joined to and the connection terminal to the electrode of the electronic components made thereto are electrically connected electrode is formed, so as to face the micro electronic mechanical system formed on the main surface of the semiconductor substrate wherein placing the other hand the recess formed on the main surface of the insulating substrate areas, by joining the main surface of the semiconductor substrate to the main surface of the frame member, the frame before Symbol respective insulating substrate regions A multi-piece electronic component sealing substrate, wherein the micro-electromechanical mechanism of the electronic component is hermetically sealed inside a member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004020586A JP4761713B2 (en) | 2004-01-28 | 2004-01-28 | Electronic component sealing substrate, multi-component electronic component sealing substrate, and method of manufacturing electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004020586A JP4761713B2 (en) | 2004-01-28 | 2004-01-28 | Electronic component sealing substrate, multi-component electronic component sealing substrate, and method of manufacturing electronic device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005212017A JP2005212017A (en) | 2005-08-11 |
JP4761713B2 true JP4761713B2 (en) | 2011-08-31 |
Family
ID=34904458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004020586A Expired - Fee Related JP4761713B2 (en) | 2004-01-28 | 2004-01-28 | Electronic component sealing substrate, multi-component electronic component sealing substrate, and method of manufacturing electronic device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4761713B2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI416081B (en) | 2005-08-17 | 2013-11-21 | Star Trading Yugen Kaisha | Small inclination, vibration sensor and manufacturing method thereof |
JP5013824B2 (en) * | 2005-11-16 | 2012-08-29 | 京セラ株式会社 | Electronic component sealing substrate, plural-shaped electronic component sealing substrate, electronic device using electronic component sealing substrate, and method of manufacturing electronic device |
JP4848789B2 (en) * | 2006-02-10 | 2011-12-28 | 大日本印刷株式会社 | Manufacturing method of electronic device |
JP2007214438A (en) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Dainippon Printing Co Ltd | Sensor package |
JP2007214441A (en) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Dainippon Printing Co Ltd | Composite sensor package |
JP2008213061A (en) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Toshiba Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2009010261A (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Fujikura Ltd | Semiconductor package and manufacturing method thereof |
JP2012195829A (en) | 2011-03-17 | 2012-10-11 | Seiko Epson Corp | Oscillation circuit |
JP2012222718A (en) | 2011-04-13 | 2012-11-12 | Seiko Epson Corp | Oscillator |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04293311A (en) * | 1991-03-22 | 1992-10-16 | Murata Mfg Co Ltd | Surface acoustic wave device |
JPH07115306A (en) * | 1993-10-15 | 1995-05-02 | Murata Mfg Co Ltd | Dielectric filter |
JPH10107179A (en) * | 1996-09-27 | 1998-04-24 | Kyocera Corp | Package for high frequency circuit |
JP3644205B2 (en) * | 1997-08-08 | 2005-04-27 | 株式会社デンソー | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JPH1167950A (en) * | 1997-08-26 | 1999-03-09 | Kyocera Corp | Electronic component housing package |
JP3618046B2 (en) * | 1998-04-27 | 2005-02-09 | 京セラ株式会社 | High frequency circuit package |
JP3673435B2 (en) * | 1999-09-29 | 2005-07-20 | 京セラ株式会社 | Package for storing semiconductor elements |
JP2002050980A (en) * | 2000-08-04 | 2002-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | High frequency switch and radio communication apparatus using the switch |
JP2002094410A (en) * | 2000-09-20 | 2002-03-29 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Antenna switch module equipped with saw filter |
JP2002289718A (en) * | 2001-03-27 | 2002-10-04 | Kyocera Corp | Solid-state image pickup device |
JP4530579B2 (en) * | 2001-05-22 | 2010-08-25 | 京セラ株式会社 | Package for storing semiconductor elements |
JP2002353755A (en) * | 2001-05-30 | 2002-12-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Amplifier, optical transmitter and optical receiver, and optical transmitter |
JP3948925B2 (en) * | 2001-10-15 | 2007-07-25 | Tdk株式会社 | High frequency module parts |
JP2003163295A (en) * | 2001-11-28 | 2003-06-06 | Kyocera Corp | Package for housing semiconductor element and semiconductor device |
JP3772740B2 (en) * | 2001-12-21 | 2006-05-10 | 株式会社村田製作所 | Manufacturing method of electronic parts |
JP2003218253A (en) * | 2002-01-18 | 2003-07-31 | Kyocera Corp | Package for storing semiconductor element, and semiconductor device |
JP2003304027A (en) * | 2002-04-12 | 2003-10-24 | Kyocera Corp | Package for housing optical semiconductor element |
-
2004
- 2004-01-28 JP JP2004020586A patent/JP4761713B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005212017A (en) | 2005-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2121511B1 (en) | Method of packaging an electronic or micromechanical component | |
EP1961696B1 (en) | Electronic device using electronic part sealing board and method of fabricating same | |
JP4312631B2 (en) | Wafer level package structure and manufacturing method thereof, and device divided from wafer level package structure | |
JP4741621B2 (en) | Electronic component sealing substrate, electronic device using the same, and electronic device manufacturing method | |
WO2008023465A1 (en) | Microelectronic machine mechanism device, and its manufacturing method | |
JP5013824B2 (en) | Electronic component sealing substrate, plural-shaped electronic component sealing substrate, electronic device using electronic component sealing substrate, and method of manufacturing electronic device | |
JPWO2008066087A1 (en) | MICROSTRUCTURE DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND SEALING SUBSTRATE | |
JP4761713B2 (en) | Electronic component sealing substrate, multi-component electronic component sealing substrate, and method of manufacturing electronic device | |
JP4268480B2 (en) | Electronic component sealing substrate and electronic device using the same | |
JP4126459B2 (en) | Electronic component sealing substrate, electronic device using the same, and electronic device manufacturing method | |
JP2005262382A (en) | Electronic device and its manufacturing method | |
JP3842751B2 (en) | Electronic component sealing substrate and electronic device manufacturing method using the same | |
JP4903540B2 (en) | Substrate for encapsulating microelectromechanical components, substrate for encapsulating microelectromechanical components in plural shapes, microelectromechanical device, and manufacturing method of microelectronic mechanical device | |
JP4781098B2 (en) | Electronic equipment | |
JP2005212016A (en) | Electronic part sealing substrate, electronic part sealing substrate for installing a large number and method of manufacturing electronic device | |
JP4116954B2 (en) | Electronic component sealing substrate and electronic device using the same | |
JP2008219348A (en) | Manufacturing method of piezoelectric device, and piezoelectric device | |
JP4731291B2 (en) | Electronic component sealing substrate, electronic device using the same, and method of manufacturing electronic device | |
JP4434870B2 (en) | Multi-cavity electronic component sealing substrate, electronic device, and method of manufacturing electronic device | |
JP4404647B2 (en) | Electronic device and electronic component sealing substrate | |
JP2005153067A (en) | Substrate for sealing of electronic part and manufacturing method of electronic device using it | |
JP4673670B2 (en) | Method for manufacturing piezoelectric device | |
JP2006185968A (en) | Electronic device | |
JP2006295213A (en) | Board for sealing electronic component, board of multi-patterned form for sealing electronic component, and electronic apparatus | |
JP2006100446A (en) | Composite structure and substrate for sealing electronic component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070119 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100420 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100604 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100907 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101022 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110510 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110607 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140617 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4761713 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |