JPH08222685A - マイクロパッケージ構造及びその製造方法 - Google Patents
マイクロパッケージ構造及びその製造方法Info
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- JPH08222685A JPH08222685A JP4505595A JP4505595A JPH08222685A JP H08222685 A JPH08222685 A JP H08222685A JP 4505595 A JP4505595 A JP 4505595A JP 4505595 A JP4505595 A JP 4505595A JP H08222685 A JPH08222685 A JP H08222685A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
- B81B7/0032—Packages or encapsulation
- B81B7/007—Interconnections between the MEMS and external electrical signals
-
- 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
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】封止には中空部を必要とするマイクロメカニカ
ルデバイスをベアチップの状態で他の半導体ベアチップ
とともにマルチチップモジュールとして樹脂封止できる
ようにする。 【構成】マイクロメカニカルデバイスを構成する基板１
１の運動，振動機能部分１２を取り囲んで中空部の周囲
を確保し、引出し線となるビームリード電極１５を貫通
して基板１１上に平坦な絶縁枠１３を形成し、その上に
ポリイミド樹脂などの接着層１４を形成する。マルチチ
ップモジュールなどの基板１６にフェースダウン搭載し
接着層１４を熱圧着して中空部を気密封止するように構
成した。 【効果】この上から樹脂封止することができる。
ルデバイスをベアチップの状態で他の半導体ベアチップ
とともにマルチチップモジュールとして樹脂封止できる
ようにする。 【構成】マイクロメカニカルデバイスを構成する基板１
１の運動，振動機能部分１２を取り囲んで中空部の周囲
を確保し、引出し線となるビームリード電極１５を貫通
して基板１１上に平坦な絶縁枠１３を形成し、その上に
ポリイミド樹脂などの接着層１４を形成する。マルチチ
ップモジュールなどの基板１６にフェースダウン搭載し
接着層１４を熱圧着して中空部を気密封止するように構
成した。 【効果】この上から樹脂封止することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、微小素子（マイクロデ
バイス）のパッケージ（気密封止）構造に関し、特に、
弾性表面波デバイス，加速度センサ，アクチュエータな
ど機械的運動を伴う微小機械的機能素子（マイクロメカ
ニカルデバイス）のパッケージ構造及びその製造方法に
関するものである。
バイス）のパッケージ（気密封止）構造に関し、特に、
弾性表面波デバイス，加速度センサ，アクチュエータな
ど機械的運動を伴う微小機械的機能素子（マイクロメカ
ニカルデバイス）のパッケージ構造及びその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】製品の小型化と信号の高速化に伴い、多
種複数のチップ状デバイスを１つのモジュール内に組み
込むマルチチップモジュール（ＭＣＭ：Multi-Chip-Mod
ule ）が開発され実用化されている。そこでは、例え
ば、半導体や集積回路などの複数のベアチップを基板に
複合搭載し、テープ自動ボンディング（ＴＡＢ：Tape A
utomated Bonding）やワイヤボンディングまたはフリッ
プチップのバンプによる接続などで実装した後、全体を
樹脂封止（プラスチックシール）するマルチチップパッ
ケージ構造が実施されている。上記マルチチップモジュ
ールの中には、弾性表面波デバイスのような振動子、或
いは、超小型の加速度センサやアクチュエータのように
マイクロマシンとも呼ばれる機械的運動体などのマイク
ロメカニカルデバイスは複合搭載されず、これらは個別
のパッケージに収容した後、金属，セラミック，ガラス
などのキャップで気密封止して個別に主基板に搭載され
ている。
種複数のチップ状デバイスを１つのモジュール内に組み
込むマルチチップモジュール（ＭＣＭ：Multi-Chip-Mod
ule ）が開発され実用化されている。そこでは、例え
ば、半導体や集積回路などの複数のベアチップを基板に
複合搭載し、テープ自動ボンディング（ＴＡＢ：Tape A
utomated Bonding）やワイヤボンディングまたはフリッ
プチップのバンプによる接続などで実装した後、全体を
樹脂封止（プラスチックシール）するマルチチップパッ
ケージ構造が実施されている。上記マルチチップモジュ
ールの中には、弾性表面波デバイスのような振動子、或
いは、超小型の加速度センサやアクチュエータのように
マイクロマシンとも呼ばれる機械的運動体などのマイク
ロメカニカルデバイスは複合搭載されず、これらは個別
のパッケージに収容した後、金属，セラミック，ガラス
などのキャップで気密封止して個別に主基板に搭載され
ている。
【０００３】図８は従来の弾性表面波装置の構造を示す
平面図と縦断面図であり、弾性表面波素子をセラミック
パッケージ５に収容しキャップ９を覆せて気密封止した
構造を示す。（Ａ）の平面図はキャップ９を取り外して
内部がわかるようにした図である。１は圧電基板、２は
ＩＤＴ電極、３は端子電極（ボンディングパッド）、４
はボンディングワイヤ、５はセラミックパッケージ、６
はダイボンド樹脂、７は内部端子、８は外部端子、９は
キャップ、１０は中空部である。この中空部１０の空気
は不活性ガスで置換されて素子が保護される。この中空
部１０は、弾性表面波素子やマイクロメカニカルデバイ
スにとって極めて重要な部分である。
平面図と縦断面図であり、弾性表面波素子をセラミック
パッケージ５に収容しキャップ９を覆せて気密封止した
構造を示す。（Ａ）の平面図はキャップ９を取り外して
内部がわかるようにした図である。１は圧電基板、２は
ＩＤＴ電極、３は端子電極（ボンディングパッド）、４
はボンディングワイヤ、５はセラミックパッケージ、６
はダイボンド樹脂、７は内部端子、８は外部端子、９は
キャップ、１０は中空部である。この中空部１０の空気
は不活性ガスで置換されて素子が保護される。この中空
部１０は、弾性表面波素子やマイクロメカニカルデバイ
スにとって極めて重要な部分である。
【０００４】例えば、弾性表面波デバイスの場合、表面
波が励振し伝搬するＩＤＴ（すだれ状電極）面に表面波
エネルギが集中するためその振動機能面が弾性的に開放
となる条件が課せられているため中空部１０が必要であ
る。同様に他のマイクロメカニカルデバイスの場合も機
械的運動体であるため中空部１０を設ける気密封止（ハ
ーメチックシール）構造が必然である。
波が励振し伝搬するＩＤＴ（すだれ状電極）面に表面波
エネルギが集中するためその振動機能面が弾性的に開放
となる条件が課せられているため中空部１０が必要であ
る。同様に他のマイクロメカニカルデバイスの場合も機
械的運動体であるため中空部１０を設ける気密封止（ハ
ーメチックシール）構造が必然である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、さらに小型化
高密度実装と信号の高速化が要求され、既にマルチチッ
プモジュール化されたＬＳＩ（大規模集積回路）のチッ
プと個別に気密封止されたマイクロメカニカルデバイス
との配線距離による遅延時間を縮めなければならなくな
り、マイクロメカニカルデバイスもベアチップの状態で
一つのモジュール基板に複合搭載できるように求められ
ている。
高密度実装と信号の高速化が要求され、既にマルチチッ
プモジュール化されたＬＳＩ（大規模集積回路）のチッ
プと個別に気密封止されたマイクロメカニカルデバイス
との配線距離による遅延時間を縮めなければならなくな
り、マイクロメカニカルデバイスもベアチップの状態で
一つのモジュール基板に複合搭載できるように求められ
ている。
【０００６】本発明の目的は、上記のニーズに応え、小
型高密度実装化と信号の高速化を実現するために、マイ
クロメカニカルデバイスをベアチップの状態で、しか
も、中空部を確保して他のベアチップとともに樹脂封止
することのできるマイクロパッケージ構造とその製造方
法を提供することにある。
型高密度実装化と信号の高速化を実現するために、マイ
クロメカニカルデバイスをベアチップの状態で、しか
も、中空部を確保して他のベアチップとともに樹脂封止
することのできるマイクロパッケージ構造とその製造方
法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のマイクロパッケ
ージ構造は、微小機械的機能素子を構成する基板と、そ
の素子の端子部から基板の外側へ延長して配置されたビ
ームリード電極と、前記素子の運動，振動機能部分を取
り囲んで中空部の周囲を確保し前記ビームリード電極に
貫通された状態で基板上に一定の厚みで形成された絶縁
層とからなり、取付基板に前記接着層を当接するフェー
スダウン方式実装によって前記中空部が気密封止される
ように構成したことを特徴とするものである。
ージ構造は、微小機械的機能素子を構成する基板と、そ
の素子の端子部から基板の外側へ延長して配置されたビ
ームリード電極と、前記素子の運動，振動機能部分を取
り囲んで中空部の周囲を確保し前記ビームリード電極に
貫通された状態で基板上に一定の厚みで形成された絶縁
層とからなり、取付基板に前記接着層を当接するフェー
スダウン方式実装によって前記中空部が気密封止される
ように構成したことを特徴とするものである。
【０００８】さらに、上記マイクロパッケージ構造を実
現するための製造方法は、微小機械的機能素子が多数形
成されたウエハ基板の各機能素子の運動，振動機能部分
を取り囲む第１の溝を掘る第１のダイシング工程と、該
第１の溝にエポキシ樹脂を充填する工程と、前記各機能
素子の端子電極から外部引出し用のビームリード電極を
形成するビームリード電極形成工程と、ウエハ基板全面
にエポキシ樹脂を塗布し表面を平坦化する平坦化工程
と、前記各機能素子の前記運動，振動機能部分を取り囲
んで中空部の囲いとなる部分にポリイミド樹脂の接着層
を形成する接着層形成工程と、ドライエッチングにより
前記接着層と該接着層の下の前記平坦化工程で形成され
たエポキシ樹脂を前記運動，振動機能部分を取り囲んで
中空部の囲いとなる絶縁枠を形成させるエッチング工程
と、ウエハ基板全面にワックスを溶かしその上に平坦基
板を貼り付けた状態でウエハ基板の裏面の前記第１の溝
に対応する部分を削って該第１の溝に充填されたエポキ
シ樹脂の部分まで達する第２の溝を掘る第２のダイシン
グ工程と、該第２の溝を介して前記第１の溝に充填され
たエポキシ樹脂を除去して前記ビームリード電極が前記
絶縁枠の外側に突出するようにするエッチング工程と、
ウエハ基板の裏面にダイシングテープを貼り付け、前記
ワックスを除去液に浸漬して前記平坦基板とワックスを
除去することにより、該ダイシングテープ上に前記微小
機械的機能素子がベアチップ状態で得られる分離工程と
を備えたことを特徴とするものである。
現するための製造方法は、微小機械的機能素子が多数形
成されたウエハ基板の各機能素子の運動，振動機能部分
を取り囲む第１の溝を掘る第１のダイシング工程と、該
第１の溝にエポキシ樹脂を充填する工程と、前記各機能
素子の端子電極から外部引出し用のビームリード電極を
形成するビームリード電極形成工程と、ウエハ基板全面
にエポキシ樹脂を塗布し表面を平坦化する平坦化工程
と、前記各機能素子の前記運動，振動機能部分を取り囲
んで中空部の囲いとなる部分にポリイミド樹脂の接着層
を形成する接着層形成工程と、ドライエッチングにより
前記接着層と該接着層の下の前記平坦化工程で形成され
たエポキシ樹脂を前記運動，振動機能部分を取り囲んで
中空部の囲いとなる絶縁枠を形成させるエッチング工程
と、ウエハ基板全面にワックスを溶かしその上に平坦基
板を貼り付けた状態でウエハ基板の裏面の前記第１の溝
に対応する部分を削って該第１の溝に充填されたエポキ
シ樹脂の部分まで達する第２の溝を掘る第２のダイシン
グ工程と、該第２の溝を介して前記第１の溝に充填され
たエポキシ樹脂を除去して前記ビームリード電極が前記
絶縁枠の外側に突出するようにするエッチング工程と、
ウエハ基板の裏面にダイシングテープを貼り付け、前記
ワックスを除去液に浸漬して前記平坦基板とワックスを
除去することにより、該ダイシングテープ上に前記微小
機械的機能素子がベアチップ状態で得られる分離工程と
を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す斜視図であり、
（Ａ）はチップ状態のマイクロメカニカルデバイスを示
し、（Ｂ）は（Ａ）のチップを取付け基板１６、例え
ば、マルチチップモジュールの基板にフェースダウン方
式で搭載した状態を示す。図１において、１１はマイク
ロメカニカルデバイスの基板、１２はその運動，振動機
能部分である。また、図２は図１（Ａ）に示した本発明
の実施例の平面図（Ａ）とＡ，Ａ’切断端面図（Ｂ）で
あり、図３は図１（Ｂ）に示した搭載状態の切断端面図
である。図２及び図３の実施例では、マイクロメカニカ
ルデバイスとして図８と同様の弾性表面波デバイスにつ
いて示してある。即ち、圧電基板１上にＩＤＴ電極２と
その端子電極３を備えた弾性表面波素子である。
（Ａ）はチップ状態のマイクロメカニカルデバイスを示
し、（Ｂ）は（Ａ）のチップを取付け基板１６、例え
ば、マルチチップモジュールの基板にフェースダウン方
式で搭載した状態を示す。図１において、１１はマイク
ロメカニカルデバイスの基板、１２はその運動，振動機
能部分である。また、図２は図１（Ａ）に示した本発明
の実施例の平面図（Ａ）とＡ，Ａ’切断端面図（Ｂ）で
あり、図３は図１（Ｂ）に示した搭載状態の切断端面図
である。図２及び図３の実施例では、マイクロメカニカ
ルデバイスとして図８と同様の弾性表面波デバイスにつ
いて示してある。即ち、圧電基板１上にＩＤＴ電極２と
その端子電極３を備えた弾性表面波素子である。
【００１０】図１，図２及び図３において、１３はエポ
キシ樹脂などの絶縁枠、１４はポリイミド樹脂などの接
着層、１５は枠１３内の端子電極から外部への引出線と
なるビームリード電極、１６は取付け基板であり例えば
マルチチップモジュールの基板、１７はその基板１６に
設けられた印刷導体、１８はビームリード電極１５と印
刷導体１７とを接続するハンダバンプ、図３の１９は中
空部である。運動，振動機能面に中空部を作るために、
運動，振動機能部分１２を取り囲み、外部回路への接続
線となるビームリード電極１５を貫通させた絶縁枠１３
を形成する。この絶縁枠１３の上面は、フェースダウン
方式で搭載する取付け基板１６に密接させるため平坦加
工が行われ、その上にポリイミド樹脂による接着層１４
が形成される。ポリイミド樹脂は熱圧着時に溶剤が揮散
することによってフルキュアされて固化し、接着力を発
現する。
キシ樹脂などの絶縁枠、１４はポリイミド樹脂などの接
着層、１５は枠１３内の端子電極から外部への引出線と
なるビームリード電極、１６は取付け基板であり例えば
マルチチップモジュールの基板、１７はその基板１６に
設けられた印刷導体、１８はビームリード電極１５と印
刷導体１７とを接続するハンダバンプ、図３の１９は中
空部である。運動，振動機能面に中空部を作るために、
運動，振動機能部分１２を取り囲み、外部回路への接続
線となるビームリード電極１５を貫通させた絶縁枠１３
を形成する。この絶縁枠１３の上面は、フェースダウン
方式で搭載する取付け基板１６に密接させるため平坦加
工が行われ、その上にポリイミド樹脂による接着層１４
が形成される。ポリイミド樹脂は熱圧着時に溶剤が揮散
することによってフルキュアされて固化し、接着力を発
現する。
【００１１】このようにして取付け基板１６に取付けた
状態で機能面に中空部１９が確保されるので、同一基板
に搭載された他の半導体ペアチップなどと一緒に樹脂封
止することができる。すなわち、本発明を実施すれば、
マイクロメカニカルデバイスもベアチップ状で他の基板
に直接実装できるので、小型化、高密度実装が実現さ
れ、かつ、チップ間の配線長も短くなるので信号の高速
化に対応することができる。
状態で機能面に中空部１９が確保されるので、同一基板
に搭載された他の半導体ペアチップなどと一緒に樹脂封
止することができる。すなわち、本発明を実施すれば、
マイクロメカニカルデバイスもベアチップ状で他の基板
に直接実装できるので、小型化、高密度実装が実現さ
れ、かつ、チップ間の配線長も短くなるので信号の高速
化に対応することができる。
【００１２】次に、上記構成のマイクロパッケージ構造
を実現する製造方法について説明する。図４〜図７は本
発明の製造過程の概要を示す切断端面図であり、図４か
ら図７を通して（ａ）〜（ｔ）の順序で製造が行われ
る。例として、弾性表面波デバイスについて説明する。
また、一枚のウエハに多数の弾性表面波デバイスを作り
込むのが一般的であり、ここに示した図面は、そのデバ
イス一つの部分を取り出して図示したものである。
を実現する製造方法について説明する。図４〜図７は本
発明の製造過程の概要を示す切断端面図であり、図４か
ら図７を通して（ａ）〜（ｔ）の順序で製造が行われ
る。例として、弾性表面波デバイスについて説明する。
また、一枚のウエハに多数の弾性表面波デバイスを作り
込むのが一般的であり、ここに示した図面は、そのデバ
イス一つの部分を取り出して図示したものである。
【００１３】先ず、ウエハ状態で圧電基板１上に所定の
特性を満足するように設計されたすだれ状電極（ＩＤ
Ｔ）２などの電極パターンが形成され、さらにウエハ全
面にＳｉＯ2 （酸化シリコン）膜２０（但し、膜厚は表
面波の波長λ（＝２Ｐ）に比べ十分小さい。Ｐ：ＩＤＴ
の電極ピッチ）がスパッタリング等で形成された多数の
弾性表面波素子のそれぞれに、図４（ａ１），（ａ２）
第１の溝形成工程に示すごとく、接続パッド３とＩＤＴ
２とを囲む振動機能面の外側にダイシングマシン等を用
いて第１の溝２１を形成する。次に、（ｂ）エポキシ塗
布工程のように溝２１を埋めてウエハ全面にエポキシ樹
脂３１を塗布し、その樹脂表面をＳｉウエハ等を適当に
処理した平坦化用基板、例えば、Ｓｉ／ＳｉＯ2 ／Ａｕ
基板２２を用い、平坦化処理（ｃ），ベーキング（ｄ）
を行う。
特性を満足するように設計されたすだれ状電極（ＩＤ
Ｔ）２などの電極パターンが形成され、さらにウエハ全
面にＳｉＯ2 （酸化シリコン）膜２０（但し、膜厚は表
面波の波長λ（＝２Ｐ）に比べ十分小さい。Ｐ：ＩＤＴ
の電極ピッチ）がスパッタリング等で形成された多数の
弾性表面波素子のそれぞれに、図４（ａ１），（ａ２）
第１の溝形成工程に示すごとく、接続パッド３とＩＤＴ
２とを囲む振動機能面の外側にダイシングマシン等を用
いて第１の溝２１を形成する。次に、（ｂ）エポキシ塗
布工程のように溝２１を埋めてウエハ全面にエポキシ樹
脂３１を塗布し、その樹脂表面をＳｉウエハ等を適当に
処理した平坦化用基板、例えば、Ｓｉ／ＳｉＯ2 ／Ａｕ
基板２２を用い、平坦化処理（ｃ），ベーキング（ｄ）
を行う。
【００１４】この工程（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示した
平坦化加工技術は本発明の要素の一つであり、後述する
後の工程（ｊ）から（ｋ）に至る工程でも適用してい
る。凹凸や段差のある面を平坦にする平坦化加工とし
て、塗布した樹脂をポリシングやリフローによって平坦
化する加工法があるが、加工時に樹脂のくずが出たり完
全に段差をなくすことができない。本発明では、平坦な
面をもつ平坦化用基板２２を用いている。凹凸のある面
上に樹脂を塗布し、この平坦化用基板に貼りつける。そ
して所定の温度と時間でベーキングした後、基板を除去
する。これにより樹脂は平坦化される。この平坦化用基
板２２として、平坦な面をもつＳｉ（シリコン）基板を
熱酸化してＳｉＯ2 膜を作り、その上にＡｕ（金）を蒸
着する。この技術は、ＳｉＯ2 とＡｕの非接着性を応用
したものであり、硬化時に樹脂はＡｕに接着し、酸化膜
ＳｉＯ2 とＡｕを分離する。その後残ったＡｕをエッチ
ングによって除去する。これにより極めて平坦な樹脂面
が形成される。
平坦化加工技術は本発明の要素の一つであり、後述する
後の工程（ｊ）から（ｋ）に至る工程でも適用してい
る。凹凸や段差のある面を平坦にする平坦化加工とし
て、塗布した樹脂をポリシングやリフローによって平坦
化する加工法があるが、加工時に樹脂のくずが出たり完
全に段差をなくすことができない。本発明では、平坦な
面をもつ平坦化用基板２２を用いている。凹凸のある面
上に樹脂を塗布し、この平坦化用基板に貼りつける。そ
して所定の温度と時間でベーキングした後、基板を除去
する。これにより樹脂は平坦化される。この平坦化用基
板２２として、平坦な面をもつＳｉ（シリコン）基板を
熱酸化してＳｉＯ2 膜を作り、その上にＡｕ（金）を蒸
着する。この技術は、ＳｉＯ2 とＡｕの非接着性を応用
したものであり、硬化時に樹脂はＡｕに接着し、酸化膜
ＳｉＯ2 とＡｕを分離する。その後残ったＡｕをエッチ
ングによって除去する。これにより極めて平坦な樹脂面
が形成される。
【００１５】次に、エポキシ樹脂３１をＯ2 ＲＩＥ（Ｏ
2 Reactive Ion Etching ：ドライエッチングの１方
法）する時のマスクとしてＡｌ（アルミニウム）を全面
蒸着し、Ａｌを通常のフォトリソグラフィ技術（３３は
レジスト）にて処理し所望のＡｌ蒸着膜３２のマスクパ
ターンを形成し、次にＡｌを化学エッチングする。すな
わち、第１の溝２１上部にのみ、Ａｌ蒸着膜３２が残る
ようにする（図５（ｅ）Ａｌエッチング工程）。次に、
前記Ａｌをマスクとして、Ｏ2 ＲＩＥにてエポキシ樹脂
をエッチング除去し、さらにマスクとして用いたＡｌを
除去することで第１の溝２１を埋めかつ基板表面より若
干高いエポキシ樹脂３１を形成する（図５（ｆ））。
2 Reactive Ion Etching ：ドライエッチングの１方
法）する時のマスクとしてＡｌ（アルミニウム）を全面
蒸着し、Ａｌを通常のフォトリソグラフィ技術（３３は
レジスト）にて処理し所望のＡｌ蒸着膜３２のマスクパ
ターンを形成し、次にＡｌを化学エッチングする。すな
わち、第１の溝２１上部にのみ、Ａｌ蒸着膜３２が残る
ようにする（図５（ｅ）Ａｌエッチング工程）。次に、
前記Ａｌをマスクとして、Ｏ2 ＲＩＥにてエポキシ樹脂
をエッチング除去し、さらにマスクとして用いたＡｌを
除去することで第１の溝２１を埋めかつ基板表面より若
干高いエポキシ樹脂３１を形成する（図５（ｆ））。
【００１６】次に、ビームリード電極１５を形成するた
めに、第１の溝２１に形成したエポキシ樹脂３１の表面
の一部と、接続用パッド３の部分を残し、レジスト３３
をフォトリソグラフィ技術で形成し接続パッド３上にあ
るＳｉＯ2 膜２０をエッチングし、パッド３の電極を露
出させる（図５（ｇ）ＳｉＯ2 膜エッチング工程）。次
に、前記レジスト３３を除去し、後述の電解メッキの下
地としてＣｕ（銅）３４をスパッタリングで成膜する
（図５（ｈ）Ｃｕスパッタ工程）。さらに、Ａｕのビー
ムリード１５を形成するため、パッド部３と樹脂３１上
に窓ができるようにレジスト３３をフォトリソグラフィ
にて形成し、Ａｕの電解メッキによりビームリード電極
１５となる約１５μｍの厚さのＡｕ電解メッキ膜３５を
形成する（図５（ｉ））。次に、前記レジスト３３を除
去し、Ｃｕをウエットエッチングにて除去する（図６
（ｊ））。
めに、第１の溝２１に形成したエポキシ樹脂３１の表面
の一部と、接続用パッド３の部分を残し、レジスト３３
をフォトリソグラフィ技術で形成し接続パッド３上にあ
るＳｉＯ2 膜２０をエッチングし、パッド３の電極を露
出させる（図５（ｇ）ＳｉＯ2 膜エッチング工程）。次
に、前記レジスト３３を除去し、後述の電解メッキの下
地としてＣｕ（銅）３４をスパッタリングで成膜する
（図５（ｈ）Ｃｕスパッタ工程）。さらに、Ａｕのビー
ムリード１５を形成するため、パッド部３と樹脂３１上
に窓ができるようにレジスト３３をフォトリソグラフィ
にて形成し、Ａｕの電解メッキによりビームリード電極
１５となる約１５μｍの厚さのＡｕ電解メッキ膜３５を
形成する（図５（ｉ））。次に、前記レジスト３３を除
去し、Ｃｕをウエットエッチングにて除去する（図６
（ｊ））。
【００１７】次に、エポキシ樹脂の絶縁枠１３を形成す
るため、ウエハ全体にエポキシ樹脂３１を塗布し、図４
（ｂ），（ｃ），（ｄ）と同様な方法にて平坦化用基板
２２を用いて、エポキシ樹脂３１の表面を平坦化する
（図６（ｋ）平坦化工程）。このときエポキシ樹脂３１
に平坦化用基板のＡｕ４１が貼り付いている。
るため、ウエハ全体にエポキシ樹脂３１を塗布し、図４
（ｂ），（ｃ），（ｄ）と同様な方法にて平坦化用基板
２２を用いて、エポキシ樹脂３１の表面を平坦化する
（図６（ｋ）平坦化工程）。このときエポキシ樹脂３１
に平坦化用基板のＡｕ４１が貼り付いている。
【００１８】次に、感光性ポリイミド樹脂３７等の接着
層１４を通常のフォトリソグラフィ技術にてＡｕ４１の
上に形成する（図６（ｌ）接着層形成）。
層１４を通常のフォトリソグラフィ技術にてＡｕ４１の
上に形成する（図６（ｌ）接着層形成）。
【００１９】次に、図６（ｌ）の全面にＡｌ膜３６を蒸
着で形成し、Ａｌ膜３６をマスクとしてエポキシ樹脂３
１の枠１３を形成するために、レジスト３３をフォトリ
ソグラフィ技術により所望のパターンの枠を形成する。
次にＡｌ膜３６を化学エッチングする（図６（ｍ）マス
ク形成）。次に、図６（ｍ）のＡｌ膜３６をマスクと
し、エポキシ樹脂３１をＯ2 ＲＩＥにてエッチングし、
エッチング終了後Ａｌマスクを化学エッチングで除去す
る（図６（ｎ）枠成型工程）。
着で形成し、Ａｌ膜３６をマスクとしてエポキシ樹脂３
１の枠１３を形成するために、レジスト３３をフォトリ
ソグラフィ技術により所望のパターンの枠を形成する。
次にＡｌ膜３６を化学エッチングする（図６（ｍ）マス
ク形成）。次に、図６（ｍ）のＡｌ膜３６をマスクと
し、エポキシ樹脂３１をＯ2 ＲＩＥにてエッチングし、
エッチング終了後Ａｌマスクを化学エッチングで除去す
る（図６（ｎ）枠成型工程）。
【００２０】ここまでの工程は、ウエハ単位にウエハ上
の多数のデバイスに対してバッチ処理される。次の工程
（ｏ）以下はバッチ処理されたウエハを個々のデバイス
に分離する工程である。バッチ処理されたデバイスを個
々に分離する方法としてダイシングがある。切断時ウエ
ハをダイシングテープで固定しダイサにより分離する。
この方法はＬＳＩのように裏面が平坦な場合は有効であ
るが、本発明が対象とするマイクロマシンのように裏面
に凹凸があったり、テープで固定することにより構造体
が破壊されるようなウエハでは適用できない。このよう
な場合、ワックス（ＷＡＸ）を用いてウエハを固定しダ
イシングする方法がとられるが、本発明では、以下のよ
うにダイシングとドライエッチング（Ｏ2 ＲＩＥ）を組
合せた方法を用いデバイスに分離する。
の多数のデバイスに対してバッチ処理される。次の工程
（ｏ）以下はバッチ処理されたウエハを個々のデバイス
に分離する工程である。バッチ処理されたデバイスを個
々に分離する方法としてダイシングがある。切断時ウエ
ハをダイシングテープで固定しダイサにより分離する。
この方法はＬＳＩのように裏面が平坦な場合は有効であ
るが、本発明が対象とするマイクロマシンのように裏面
に凹凸があったり、テープで固定することにより構造体
が破壊されるようなウエハでは適用できない。このよう
な場合、ワックス（ＷＡＸ）を用いてウエハを固定しダ
イシングする方法がとられるが、本発明では、以下のよ
うにダイシングとドライエッチング（Ｏ2 ＲＩＥ）を組
合せた方法を用いデバイスに分離する。
【００２１】次に、図６（ｏ）のように基板上にＷＡＸ
（ワックス）３９を溶かし、溶けているＷＡＸ３９の上
にＳｉウエハ３８を表面を下にして貼り付ける。次に、
予め第１の溝２１を堀りエポキシ樹脂３１を充填してい
る部分のウエハ裏面をダイサで削る。すなわち、圧電基
板１の裏面（弾性表面波のＩＤＴパターンの形成されて
いない面）から図４（ａ）の第１の溝２１に対向した位
置にダイシングマシンにて溝（第２の溝２３）を掘る。
このとき削り過ぎるとビームリードを切断してしまうの
で、充填されたエポキシ樹脂３１が露出するまで削る。
さらに、ビームリード電極１５のない両側面をダイシン
グし、個々のチップに分割する（図６（ｐ））。さら
に、Ｏ2 ＲＩＥにて第２の溝２３の中に露出したエポキ
シ樹脂３１をエッチングによって除去する（図７
（ｑ））。この時ウエハは、各デバイスに分離されるが
ＷＡＸによって基板に固定されている。この後ＷＡＸを
除去しなければならないが、このままＷＡＸを除去した
場合チップがバラバラになる。そこで次のプロセスを行
う。
（ワックス）３９を溶かし、溶けているＷＡＸ３９の上
にＳｉウエハ３８を表面を下にして貼り付ける。次に、
予め第１の溝２１を堀りエポキシ樹脂３１を充填してい
る部分のウエハ裏面をダイサで削る。すなわち、圧電基
板１の裏面（弾性表面波のＩＤＴパターンの形成されて
いない面）から図４（ａ）の第１の溝２１に対向した位
置にダイシングマシンにて溝（第２の溝２３）を掘る。
このとき削り過ぎるとビームリードを切断してしまうの
で、充填されたエポキシ樹脂３１が露出するまで削る。
さらに、ビームリード電極１５のない両側面をダイシン
グし、個々のチップに分割する（図６（ｐ））。さら
に、Ｏ2 ＲＩＥにて第２の溝２３の中に露出したエポキ
シ樹脂３１をエッチングによって除去する（図７
（ｑ））。この時ウエハは、各デバイスに分離されるが
ＷＡＸによって基板に固定されている。この後ＷＡＸを
除去しなければならないが、このままＷＡＸを除去した
場合チップがバラバラになる。そこで次のプロセスを行
う。
【００２２】次に、圧電基板１の裏面にダイシングテー
プ４０等を貼り付け固定し（図７（ｒ））、その状態で
ＷＡＸ除去液に浸漬してＷＡＸ３９を除去する（図７
（ｓ））。このようにして、ビームリード電極１５（＝
３５）を持ち、エポキシ樹脂３１の絶縁枠１３とポリイ
ミド樹脂３７の接着層１４が形成されたベアチップ状の
弾性表面波デバイスがダイシングテープ４０上に貼り付
いた状態で得られ、ピンセット等で取り外して完成する
（ｔ）。
プ４０等を貼り付け固定し（図７（ｒ））、その状態で
ＷＡＸ除去液に浸漬してＷＡＸ３９を除去する（図７
（ｓ））。このようにして、ビームリード電極１５（＝
３５）を持ち、エポキシ樹脂３１の絶縁枠１３とポリイ
ミド樹脂３７の接着層１４が形成されたベアチップ状の
弾性表面波デバイスがダイシングテープ４０上に貼り付
いた状態で得られ、ピンセット等で取り外して完成する
（ｔ）。
【００２３】これらの分離プロセスにおいて、ＷＡＸ，
ダイシングテープ等の選択は重要な課題である。ＷＡＸ
の場合、除去液や粘度，軟化点，耐Ｏ2 ＲＩＥ特性が問
題となる。このプロセスにおいてダイシングテープに求
められる条件は接着力が強いことである。ＷＡＸ除去
時、ダイシングテープをＷＡＸ除去液に浸漬する。この
場合テープとチップ間の接着力が弱い場合チップをテー
プ貼り付けることが出来ない。従ってダイシングテープ
には強い接着力が望まれる。しかし、強すぎるとその後
のピンセットによるピックアップが難しくなる。そこ
で、今回のプロセスではＵＶ硬化型のダイシングテープ
を用いた。このテープはＵＶ光照射前は接着力が強く、
ＷＡＸ除去後ＵＶ光を照射することにより接着力が低下
する。これによりピックアップが容易になる。但しこの
テープは有機溶剤に浸漬すると接着層が膨潤する。この
ためＷＡＸは有機溶剤以外で除去できるものが求められ
る。ＷＡＸには湯水で除去できるものがあり、このＷＡ
Ｘを使用することによりＵＶ硬化型ダイシングテープを
使用することができる。また、ＷＡＸの粘度はＷＡＸを
除去した後ダイシングテープに移す際に問題になる。粘
度が高い場合、表面張力が強くテープに移らず基板に残
る。ＷＡＸ軟化温度における粘度が１２０ｃｐ以下なら
ば分離が容易である。エポキシのエッチングにＯ2 ＲＩ
Ｅを使用している。このとき生じるプラズマによってＷ
ＡＸが変質することがある。ＷＡＸは変質するとＲＩＥ
を継続できないため、これに耐える必要がある。これら
の条件を満足するＷＡＸを用いることによりこのプロセ
スを実現することができる。
ダイシングテープ等の選択は重要な課題である。ＷＡＸ
の場合、除去液や粘度，軟化点，耐Ｏ2 ＲＩＥ特性が問
題となる。このプロセスにおいてダイシングテープに求
められる条件は接着力が強いことである。ＷＡＸ除去
時、ダイシングテープをＷＡＸ除去液に浸漬する。この
場合テープとチップ間の接着力が弱い場合チップをテー
プ貼り付けることが出来ない。従ってダイシングテープ
には強い接着力が望まれる。しかし、強すぎるとその後
のピンセットによるピックアップが難しくなる。そこ
で、今回のプロセスではＵＶ硬化型のダイシングテープ
を用いた。このテープはＵＶ光照射前は接着力が強く、
ＷＡＸ除去後ＵＶ光を照射することにより接着力が低下
する。これによりピックアップが容易になる。但しこの
テープは有機溶剤に浸漬すると接着層が膨潤する。この
ためＷＡＸは有機溶剤以外で除去できるものが求められ
る。ＷＡＸには湯水で除去できるものがあり、このＷＡ
Ｘを使用することによりＵＶ硬化型ダイシングテープを
使用することができる。また、ＷＡＸの粘度はＷＡＸを
除去した後ダイシングテープに移す際に問題になる。粘
度が高い場合、表面張力が強くテープに移らず基板に残
る。ＷＡＸ軟化温度における粘度が１２０ｃｐ以下なら
ば分離が容易である。エポキシのエッチングにＯ2 ＲＩ
Ｅを使用している。このとき生じるプラズマによってＷ
ＡＸが変質することがある。ＷＡＸは変質するとＲＩＥ
を継続できないため、これに耐える必要がある。これら
の条件を満足するＷＡＸを用いることによりこのプロセ
スを実現することができる。
【００２４】図３は、上述のようにして得られたベアチ
ップ状の弾性表面波デバイスを別の取付け基板１６にフ
ェースダウン方式で搭載実装した本発明の１実施例の断
面を示したものである。接着層１４（＝３７）は加熱処
理により基板１６に十分密着されているため、中空部１
９は十分気密性が保たれている。また、ビームリード電
極１５（＝３５）は、基板１６の接続パターン１７とハ
ンダバンプ１８等で接続されている。従って、ビームリ
ード接続後は、デバイスの周辺を樹脂で封止しても、樹
脂が中空部１９に浸入することはなく、気密封止が保た
れる。
ップ状の弾性表面波デバイスを別の取付け基板１６にフ
ェースダウン方式で搭載実装した本発明の１実施例の断
面を示したものである。接着層１４（＝３７）は加熱処
理により基板１６に十分密着されているため、中空部１
９は十分気密性が保たれている。また、ビームリード電
極１５（＝３５）は、基板１６の接続パターン１７とハ
ンダバンプ１８等で接続されている。従って、ビームリ
ード接続後は、デバイスの周辺を樹脂で封止しても、樹
脂が中空部１９に浸入することはなく、気密封止が保た
れる。
【００２５】前記基板１６はＳｉセラミックの単板でも
よいし、所定のＬ，Ｃ，Ｒ等の受動素子が形成されたハ
イブリッドＩＣ用基板でもよいし、また、所定の機能を
もつように設計されたＭＭＩＣ（マイクロウェーブモノ
リシックＭＩＣ）等の半導体チップでもよい。その場
合、半導体チップを樹脂封止する従来方法が利用でき
る。さらには、プリント基板上に搭載してもその機能が
維持できることは明白である。また、ビームリード電極
１５と、基板１６の接続パターン１７の接続方法はバン
プの他に、熱圧着法、半田リフロー法等を利用すること
もできる。
よいし、所定のＬ，Ｃ，Ｒ等の受動素子が形成されたハ
イブリッドＩＣ用基板でもよいし、また、所定の機能を
もつように設計されたＭＭＩＣ（マイクロウェーブモノ
リシックＭＩＣ）等の半導体チップでもよい。その場
合、半導体チップを樹脂封止する従来方法が利用でき
る。さらには、プリント基板上に搭載してもその機能が
維持できることは明白である。また、ビームリード電極
１５と、基板１６の接続パターン１７の接続方法はバン
プの他に、熱圧着法、半田リフロー法等を利用すること
もできる。
【００２６】
【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明によれ
ば、マイクロメカニカルデバイスを、その中空部を確保
してベアチップ状で取付け基板に直接実装できるので、
セラミックパッケージ等が不用となり、大幅な小型，軽
量化が図れ、かつ、他のチップとの配線間距離が短くな
るので信号の高速化に寄与すること大である。また、半
導体チップと一体化でき、従来の樹脂封止をそのまま適
用できるのでマイクロメカニカルデバイスを搭載したマ
ルチチップモジュール化を実現することができる。
ば、マイクロメカニカルデバイスを、その中空部を確保
してベアチップ状で取付け基板に直接実装できるので、
セラミックパッケージ等が不用となり、大幅な小型，軽
量化が図れ、かつ、他のチップとの配線間距離が短くな
るので信号の高速化に寄与すること大である。また、半
導体チップと一体化でき、従来の樹脂封止をそのまま適
用できるのでマイクロメカニカルデバイスを搭載したマ
ルチチップモジュール化を実現することができる。
【図１】本発明の実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例を示す平面図及び切断端面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の実施例を示す切断端面図である。
【図４】本発明の実施例を示す製造過程の構造例図であ
る。
る。
【図５】本発明の実施例を示す製造過程の構造例図であ
る。
る。
【図６】本発明の実施例を示す製造過程の構造例図であ
る。
る。
【図７】本発明の実施例を示す製造過程の構造例図であ
る。
る。
【図８】従来の構造例図である。
１ 圧電基板 ２ ＩＤＴ電極 ３ ボンディングパッド（端子電極） ４ ボンディングワイヤ ５ セラミックパッケージ ６ ダイボンド樹脂 ７ 内部端子 ８ 外部端子 ９ キャップ １０ 中空部 １１ 微小機械的機能素子基板 １２ 運動，振動機能部分 １３ 絶縁枠 １４ 接着層 １５ ビームリード電極 １６ 取付基板 １７ 印刷導体 １８ ハンダバンプ １９ 中空部 ２０ ＳｉＯ2 膜 ２１ 第１の溝 ２２ 平坦化用基板 ２３ 第２の溝 ３１ エポキシ樹脂 ３２ Ａｌ蒸着膜 ３３ レジスト ３４ Ｃｕスパッタ膜 ３５ Ａｕ電解メッキ膜（ビームリード） ３６ Ａｌ蒸着膜 ３７ ポリイミド樹脂（接着層） ３８ Ｓｉウエハ ３９ ＷＡＸ ４０ ダイシングテープ ４１ Ａｕ膜
Claims (2)
- 【請求項１】 微小機械的機能素子を構成する基板と、 該素子の端子部から基板の外側へ延長して配置されたビ
ームリード電極と、 前記素子の運動，振動機能部分を取り囲んで中空部の周
囲を確保し前記ビームリード電極に貫通された状態で基
板上に一定の厚みで形成された絶縁枠と、 該絶縁枠の上面に形成された接着層とからなり、 取付け基板に前記接着層を当接するフェースダウン方式
実装によって前記中空部が気密封止されるように構成し
たマイクロパッケージ構造。 - 【請求項２】 微小機械的機能素子が多数形成されたウ
エハ基板の各機能素子の運動，振動機能部分を取り囲む
第１の溝を掘る第１のダイシング工程と、 該第１の溝にエポキシ樹脂を充填する工程と、 前記各機能素子の端子電極から外部引出し用のビームリ
ード電極を形成するビームリード電極形成工程と、 ウエハ基板全面にエポキシ樹脂を塗布し表面を平坦化す
る平坦化工程と、 前記各機能素子の前記運動，振動機能部分を取り囲んで
中空部の囲いとなる部分にポリイミド樹脂の接着層を形
成する接着層形成工程と、 ドライエッチングにより前記接着層と該接着層の下の前
記平坦化工程で形成されたエポキシ樹脂を前記運動，振
動機能部分を取り囲んで中空部の囲いとなる絶縁枠を形
成させるエッチング工程と、 ウエハ基板全面にワックスを溶かしその上に平坦基板を
貼り付けた状態でウエハ基板の裏面の前記第１の溝に対
応する部分を削って該第１の溝に充填されたエポキシ樹
脂の部分まで達する第２の溝を掘る第２のダイシング工
程と、 該第２の溝を介して前記第１の溝に充填されたエポキシ
樹脂を除去して前記ビームリード電極が前記絶縁枠の外
側に突出するようにするエッチング工程と、 ウエハ基板の裏面にダイシングテープを貼り付け、前記
ワックスを除去液に浸漬して前記平坦基板とワックスを
除去することにより、該ダイシングテープ上に前記微小
機械的機能素子がベアチップ状態で得られる分離工程と
を備えたマイクロパッケージ構造の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4505595A JPH08222685A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | マイクロパッケージ構造及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4505595A JPH08222685A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | マイクロパッケージ構造及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222685A true JPH08222685A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12708677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4505595A Pending JPH08222685A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | マイクロパッケージ構造及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08222685A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012110979A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-14 | Dainippon Printing Co Ltd | Ｍｅｍｓデバイス及びその製造方法 |
| JP2014059527A (ja) * | 2012-09-19 | 2014-04-03 | Stanley Electric Co Ltd | 光偏向器の製造方法 |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP4505595A patent/JPH08222685A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012110979A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-06-14 | Dainippon Printing Co Ltd | Ｍｅｍｓデバイス及びその製造方法 |
| JP2014059527A (ja) * | 2012-09-19 | 2014-04-03 | Stanley Electric Co Ltd | 光偏向器の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20041005 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050215 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |