JPWO2010070753A1 - ウエハおよびパッケージ製品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ところで、このパッケージ製品は、例えば下記特許文献1に示されるように、次のようにして形成される。
まず、ベース基板用ウエハおよびリッド基板用ウエハを、真空チャンバ内に配設された陽極接合装置にセットして、導電性材料からなる陽極接合用の接合膜を介してこれらのウエハを重ね合わせる。
ここで、リッド基板用ウエハの接合面には、ベース基板用ウエハと重ね合わせたときに前記キャビティとなる多数の凹部が形成され、またベース基板用ウエハの接合面には、前記凹部と対応して多数の作動片がマウントされるとともにこの接合面において作動片がマウントされた部分を除いた部分に前記接合膜が形成されている。さらに、リッド基板用ウエハは陽極接合装置の電極板上にセットされる。
次に、リッド基板用ウエハを加熱してその内部のイオンを活性化させながら、接合膜と電極板との間に電圧を印加してリッド基板用ウエハに電流を流し、接合膜とリッド基板用ウエハの接合面との界面に電気化学的な反応を生じさせることにより、両者を陽極接合させてウエハ接合体を形成する。
その後、このウエハ接合体を所定の位置で切断することにより、パッケージ製品を多数個形成する。
また、前記溝若しくはスリットが、前記凹部を有するウエハに形成されているので、前記凹部を例えばプレス加工若しくはエッチング加工等で形成する際同時に前記溝若しくはスリットを形成することが可能になり、このウエハを効率よく形成することができる。
この場合、溝若しくはスリットの径方向外端が、このウエハの外周縁よりも径方向内側に位置しているので、ウエハに溝若しくはスリットを形成したことにより該ウエハの強度が低下するのを抑制することが可能になり、このウエハの取り扱い性が低下するのを防ぐことができる。
なおこのようなウエハを採用する場合には、両ウエハ同士の間において、溝若しくはスリットの径方向外端と、ウエハの外周縁との間に位置する部分は接合しないのが好ましい。
この場合、両ウエハ同士の間において、溝若しくはスリットの径方向外端と、ウエハの外周縁との間に位置する部分が接合されていないので、これらの間の微小な隙間を通して溝内若しくはスリット内の前記酸素ガスを確実に両ウエハ間から外部に放出することができる。
3a 凹部
4 圧電振動片(作動片)
22 溝
40 ベース基板用ウエハ(ウエハ)
40c、50c 製品領域
50 リッド基板用ウエハ(ウエハ)
C キャビティ
本実施形態では、互いが積層状態で陽極接合されるとともに両者間にキャビティが形成されたベース基板およびリッド基板と、ベース基板においてキャビティ内に位置する部分にマウントされた作動片と、を備えるパッケージ製品として、圧電振動子を例に挙げて説明する。
この圧電振動子1は、図1から図5に示すように、ベース基板2とリッド基板3とで2層に積層された箱状に形成されており、内部のキャビティC内に圧電振動片(作動片)4が収納された表面実装型となっている。なお、図5においては、図面を見易くするために後述する励振電極13、引き出し電極16、マウント電極14及び重り金属膜17の図示を省略している。
この圧電振動片4は、平行に配置された一対の振動腕部10、11と、この一対の振動腕部10、11の基端側を一体的に固定する基部12と、一対の振動腕部10、11の外表面上に形成されて一対の振動腕部10、11を振動させる励振電極13と、この励振電極13に電気的に接続されたマウント電極14とを有している。また、本実施形態の圧電振動片4は、一対の振動腕部10、11の両主面上に、この振動腕部10、11の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部15を備えている。この溝部15は、振動腕部10、11の基端側から略中間付近まで形成されている。
なお、図示の例では、ベース基板2の板厚方向における全域にわたって同等の内径を有するスルーホール25を例に挙げて説明するが、この場合に限られず、例えば前記板厚方向に沿って漸次縮径若しくは拡径した内径を有するテーパー状に形成しても構わない。いずれにしても、ベース基板2を貫通していれば良い。
具体的には、まず水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハとする。続いて、このウエハをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、その後、ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハとする。続いて、ウエハに洗浄等の適切な処理を施した後、このウエハをフォトリソグラフィ技術によって圧電振動片4の外形形状でパターニングすると共に、金属膜の成膜及びパターニングを行って、励振電極13、引き出し電極16、マウント電極14及び重り金属膜17を形成する。これにより、複数の圧電振動片4を作製することができる。
まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、図10に示すように、エッチング等により最外表面の加工変質層を除去した円板状のリッド基板用ウエハ50を形成する(S21)。図示の例では、リッド基板用ウエハ50は平面視円形状に形成されるとともに、このウエハ50の外周部には、その外周縁上の二点を結ぶ直線(弦)に沿って切り欠かれた基準マーク部A1が形成されている。
凹部3aは、リッド基板用ウエハ50の接合面において、外周縁部50bよりも径方向内側に位置する部分(以下、製品領域という)50cに形成されている。なお、凹部3aは、製品領域50cに、一方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、該一方向に直交する他方向に間隔をあけて複数形成されている。また、図示の例では、凹部3aは、リッド基板用ウエハ50の接合面において外周縁部50bを除くほぼ全域にわたって形成されている。
ここで、リッド基板用ウエハ50の外周縁部50bにおいて、このウエハ50の中心を径方向で挟んで互いに反対となる各位置に、後述する陽極接合装置30の位置決め用ピンが挿入される位置決め孔50dが形成されている。
この時点で、第1のウエハ作製工程が終了する。
まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最外表面の加工変質層を除去した円板状のベース基板用ウエハ40を形成する(S31)。ベース基板用ウエハ40は、図13に示されるように、平面視円形状に形成されるとともに、このウエハ40の外周部には、その外周縁上の二点を結ぶ直線(弦)に沿って切り欠かれた基準マーク部A2が形成されている。また、ベース基板用ウエハ40の外周縁部40bにおいて、このウエハ40の中心を径方向で挟んで互いに反対となる各位置に、後述する陽極接合装置30の位置決め用ピンが挿入される位置決め孔40dが形成されている。
次いで、図11に示すように、ベース基板用ウエハ40を貫通する一対のスルーホール25を複数形成するスルーホール形成工程(S32)を行う。
なお、図11に示す点線Mは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。また、スルーホール25は、例えばサンドブラスト法や治具を利用したプレス加工等により形成される。
ここで、接合膜27は、ベース基板用ウエハ40の接合面において、リッド基板用ウエハ50の前記外周縁部50bのうち溝22の径方向外端22aとこのウエハ50の外周縁との間に位置する部分50aが重ね合わされる位置には形成しない。
この時点で第2のウエハ作製工程が終了する。
さらに、図9では、接合膜形成工程(S34)の後に、引き回し電極形成工程(S35)を行う工程順序としているが、これとは逆に、引き回し電極形成工程(S35)の後に、接合膜形成工程(S34)を行っても構わないし、両工程を同時に行っても構わない。いずれの工程順序であっても、同一の作用効果を奏することができる。よって、必要に応じて適宜、工程順序を変更して構わない。
ここで、陽極接合装置30は、図14に示されるように、導電性材料で形成された下治具31と、加圧手段32により下治具31に対して進退可能に支持された上治具33と、上治具33にセットされるベース基板用ウエハ40の接合膜27と下治具31とを電気的に接続する通電手段34と、を備え、図示されない真空チャンバ内に配設されている。
そして、下治具31に凹部3aを上治具33に向けて開口させた状態でリッド基板用ウエハ50をセットし、かつ上治具33に圧電振動片4をリッド基板用ウエハ50の凹部3aに対向させた状態でベース基板用ウエハ40をセットする。なおこの際、ベース基板用ウエハ40およびリッド基板用ウエハ50それぞれに形成された基準マーク部A1、A2を指標としつつ、各ウエハ40、50に形成された位置決め用孔40d、50dに陽極接合装置30に設けられた図示されない位置決め用ピンを挿入することにより、各ウエハ40、50それぞれの沿面方向に沿った位置を合わせる。
この際、リッド基板用ウエハ50の前記外周縁部50bのうち溝22の径方向外端22aとこのウエハ50の外周縁との間に位置する部分50aと、ベース基板用ウエハ40の前記外周縁部40bと、は非接合のままに維持される。
なお、図15においては、図面を見易くするために、ウエハ接合体60を分解した状態を図示しており、ベース基板用ウエハ40から接合膜27の図示を省略している。また、図15に示す点線Mは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。
ところで、陽極接合を行う際、ベース基板用ウエハ40に形成されたスルーホール25は、貫通電極26によって完全に塞がれているので、キャビティC内の気密がスルーホール25を通じて損なわれることがない。
なお、切断工程(S100)を行って個々の圧電振動子1に小片化した後に、微調工程(S90)を行う工程順序でも構わない。但し、上述したように、微調工程(S90)を先に行うことで、ウエハ接合体60の状態で微調を行うことができるので、多数の圧電振動子1をより効率よく微調することができる。よって、スループットの向上化を図ることができるので、より好ましい。
また、溝22が、凹部3aを有するリッド基板用ウエハ50に形成されているので、凹部3aを例えばプレス加工若しくはエッチング加工等で形成する際同時に溝22を形成することが可能になり、このウエハ50を効率よく形成することができる。
また本実施形態では、リッド基板用ウエハ50の前記外周縁部50bのうち溝22の径方向外端22aとこのウエハ50の外周縁との間に位置する部分50aと、ベース基板用ウエハ40の前記外周縁部40bと、を接合しないので、これらの間の微小な隙間を通して溝22内の前記酸素ガスを確実に両ウエハ40、50間から外部に放出することができる。
また本実施形態では、溝22の幅が、平面視矩形状に形成された凹部3aの長手方向における長さ以下となっているので、リッド基板用ウエハ50において凹部3aを形成することが可能な製品領域50cを広く確保し易くなり、一度に形成可能な圧電振動子1の個数を多くする、つまり歩留まりを向上させることが可能になる。
上記実施形態では、リッド基板用ウエハ50に溝22を形成したが、ベース基板用ウエハ40にも形成してよい。
また、上記実施形態では、リッド基板用ウエハ50の前記外周縁部50bのうち溝22の径方向外端22aとこのウエハ50の外周縁との間に位置する部分50aと、ベース基板用ウエハ40の前記外周縁部40bと、を非接合としたが、これらを接合してもよい。
さらに、上記実施形態では、溝22の径方向外端22aを、リッド基板用ウエハ50の外周縁よりも径方向内側に位置させたが、溝22の径方向外端22aを、リッド基板用ウエハ50の外周縁に到達させてもよい。
さらにまた、上記実施形態で示した溝22に代えて例えば、貫通したスリットを形成してもよい。
さらに、上記実施形態では、パッケージ製品として圧電振動子1を示したが、これに限らず例えば適宜変更してもよい。
Claims (3)
- 積層状態で互いを陽極接合することで、両者間に作動片が収納されたキャビティを有するパッケージ製品を多数個形成するためのウエハであって、
他のウエハと積層した状態で前記キャビティとなる凹部が多数形成された製品領域を有し、
該ウエハの径方向中央部から径方向外側に向けて延在し前記製品領域の外側に至る溝若しくはスリットが形成されていることを特徴とするウエハ。 - 請求項1記載のウエハであって、
前記溝若しくはスリットの径方向外端は、当該ウエハの外周縁よりも径方向内側に位置していることを特徴とするウエハ。 - 二枚のウエハを積層させた状態で互いに陽極接合することで、両者間に作動片が収納されたキャビティを有するパッケージ製品を多数個形成するパッケージ製品の製造方法であって、
前記ウエハは請求項1または2に記載のウエハであることを特徴とするパッケージ製品の製造方法。
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