KR100648751B1 - 전자부품용밀봉장치 - Google Patents

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Abstract

기판(1)상에 구성요소 구조(10 내지 12)를 밀봉하는 캡(13 내지 16)을 가지는 SAW 구성요소용 밀봉 장치는 기판(1)상에서 커버 형태이고 상기 구성요소 구조(10 내지 12)의 영역에 구성요소 구조(10 내지 12)를 수용하는 컷아웃을 가진다.

Description

전자 부품용 밀봉 장치
본 발명은 특허청구범위 제 1항의 전제부에 따른 전자 부품용 밀봉 장치, 특히 표면 탄성파를 사용하여 동작하는 부품(SAW 부품)용 밀봉장치에 관한 것이다.
전자 부품, 특히 무선 주파수 응용을 위한 SAW 부품에 대한 밀봉 장치 및 하우징은 바람직하게 밀폐되도록 설계되고 예를들어 부품 시스템용 금속 캡(cap) 및 금속 베이스 플레이트 또는 부분적으로 금속화된 캐리어를 포함한다. SAW 부품의 경우에, 일반적으로 부품 시스템이라는 용어는 금속 구조용 전기 접속부뿐 아니라, 트랜스듀서, 공진기 또는 반사기를 형성하는 그 위에 금속 구조를 가지는 피에조 전기 기판을 의미한다. 일반적으로, 금속 구조는 패시베이션(passivation)될 수 없는 알루미늄 구조이다. 금속 또는 금속/세라믹 하우징 또는 밀봉 장치의 설치 후, 단락 회로가 금속 구조상에서 발생할수있고, 이들 단락 회로는 도전성 금속 입자에 의해 발생된다. 이들 입자는 캡의 내부 또는 부품 시스템 캐리어의 금속화된 영역으로부터 떨어져 분리될 수 있다. 게다가, 완전하게 방지될 수 없는 땜납 또는 용접물의 튀김이 금속 부품상에 단락을 유도할 수 있기 때문에, 캡과 베이스 플레이트 또는 부품 시스템 캐리어의 납땜 또는 용접은 도전성 금속 입자의 공급원일 수 있다. 마지막으로, 와이어 및 금속 부품의 전기 접속부 사이에 접촉이 이루어 질 때 금속 입자가 생성될 수 있다.
상기된 형태의 도전성 금속 입자로부터 발생하는 단락 회로의 문제점은 예를 들어, 입자의 생성을 막거나, 기존 입자를 제거하거나, 상기 입자를 안전한 장소에 신뢰성있게 고정시킴으로써 해결될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 SAW 부품에 대한 밀봉부의 일부분을 도시한 개략도.
도 2는 도 1에 따른 부품의 개략 단면도.
도 3은 전기 접촉을 이루기 위하여 특별히 구성된 커버링 층을 가지는 도 1 및 도 2에 따른 부품의 개략적인 평면도.
캡 및 금속 베이스 플레이트상에서, 상기 입자는 예를들어 롤링 또는 열성형 동안의 마찰 및 스탬핑 작업에 의한 캡의 형성동안 주로 생성된다. 집중적인 세척처리에 의해 가능한한 작은 수의 입자를 유지하거나 예를들어 입자를 속박하고 묶는 중합체로 어셈블리전에 캡의 내부를 코팅하려는 시도가 이루어졌다. 그러나, 중합체 코팅은 첫째 예를들어 다각형 캡의 경우 제조 측면에서 한정된 영역에 중합체 제공이 어렵고, 둘째 납땜 또는 용접 가장 자리 및 납땜 또는 용접 동안 열 영향 존의 영역이 비어있어야 되기 때문에 내부 표면의 완전한 코팅이 가능하지 않고, 셋째 비교적 두꺼운 층에 의해 유발된 공간 문제 및 중합체로부터의 가스 배기는 부품의 기능에 오랜 기간 악영향을 미치기 때문에 바람직하지 않다.
게다가, 예를들어 니켈로 구성된 금속 코팅은 캡 또는 금속 베이스 플레이트상에 입자를 고정하기 위하여 전기 화학적으로 또는 비 전기 화학적으로(화학적으로) 제공될 수 있다. 그러나, 이런 방식조차, 입자 문제로부터 완전히 벗어나는 것은 가능하지 않다.
세라믹 부품 시스템 캐리어의 경우에, 상기 의향으로 부품 시스템 캐리어가 예를들어 가장 자리를 등글게하거나 가장 자리 앞에서 금속화를 끝냄으로써 최적으로 설계될 때 조차, 특히 비교적 날카로운 가장자리 상에서 금속화 입자가 떨어져 분리되는 것을 완전히 방지하는 것은 가능하지 않다.
게다가, 현재의 수준으로, 완전히 임의의 마찰없이 와이어 접촉을 실행하는 것은 불가능하다.
부품 특성이 매우 얇은 층에 의해서 조차 바람직하지 않게 영향을 받기 때문에 구조상에 인접하여 절연되고, 충분히 두꺼운 층에 의해 기판상 부품 자체를 패시베이션하는 것은 일반적으로 고정밀도의 부품인 경우 가능하지 않다. 예를들어, 대역필터 형태의 SAW 부품의 경우에, 상기 패시베이션은 예를들어 중간 주파수의 시프트 또는 대역폭의 증가를 유도할 수 있다. 상기 측면을 고려하여 조정된 구조에 의한 부품 특성 변화에 대한 보상은 현재 수준으로 충분한 층 두께 재생성을 가지는 얇은 층을 제공하는 것이 매우 어렵기 때문에 항상 가능하지 않다.
상기된 바와같이, 단락 회로를 유발하는 도전성 금속 입자가 경제적으로 허용할 수 있는 가격에서 완전하게 방지될 수 없고 부품 구조의 직접적인 패시베이션이 단지 예외적인 경우에만 가능하기 때문에, 본 발명은 전기 및 음향 SAW 부품의 경우 특성이 바람직하지 않게 영향받지 않도록 본 발명은 전자 부품의 경우(특히, SAW 부품의 경우)에 도전성 금속 입자를 금속 부품에 대하여 신뢰적으로 차단하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 기판상에 제공되고 상기 부품의 영역에 상기 부품을 수용하는 컷아웃(cutout)을 가진 커버에 의해 캡이 형성되는 본 발명에 따라 달성된다.
본 발명의 전개는 종속항의 주제이다.
본 발명은 도면의 그림에 도시된 실시예를 참조하여 다음 본문에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1의 개략적인 평면도에 도시된 전기 부품은 금속 부품(10 및 11)을 구비한 피에조 전기 기판(1)을 가지는 SAW 부품이고, 이들 부품은 예를들어 인터디지탈(interdigital) 컨버터(10) 및 반사기(11)이다. 이런 구조는 이미 공지되었고 여기서 보다 상세히 설명하지 않는다. 게다가, 음향 댐핑(acoustic damping) 화합물(12)(소위, 싱크(sink))은 종래 공지된 방식으로 피에조 전기 기판(1)상의 특정 영역에 제공될 수 있다. 상기된 장치는 여기에서 소위 부품 시스템이라 부른다.
상기된 도전성 금속 입자의 영향을 방지하기 위하여, 밀봉 장치는 본 발명에 따라 부품 기판(1)상에 제공되고 상기 부품(10 내지 12) 지역에서 상기 부품(10 내지 12)(도 2참조)을 수용하는 컷아웃(16)을 가지는 커버(본문에서 도 2를 참조)에 의해 형성된다. 도 1에 따른 실시예에서, 수직 캐리어(13)는 기판(1)의 외부 가장자리에 배치되도록 명백히 설계된다. 그러나, 이것은 본 발명에 따라 반드시 필수적인 것은 아니다. 예를들어, 수직 캐리어(13)는 싱크(12)가 수직 캐리어(13)의 바깥쪽에 전체적으로 또는 부분적으로 배치되도록 설계될 수 있다.
본 발명의 전개시, 이런 커버는 밀폐된 밀봉 장치가 바람직한 방식으로 생성되도록 부품 기판(1) 상에서 부품 구조(10 내지 12)를 둘러싸는 수직 캐리어(13), 및 상기 수직 캐리어위에 설치되는 커버링 층(15)에 의해 형성되고, 상기 수직 캐리어(13)는 바람직하게 밀폐 프레임으로서 설계된다. 커버링 층(15) 및 부품(10 및 11) 사이의 거리는 부품의 올바른 동작이 사용시 임의의 시간에서 영향을 받지 않는 크기이어야 한다. 그러나, 수직 캐리어(13)는 필수적으로 밀폐 프레임 형태가 아니라, 만약 요구되면 기판 표면 부분이 액세스될 수 있는 구멍을 포함한다.
본 발명의 전개에 따라, 프레임 형태의 수직 캐리어(13)외에, 지지부(14)가 제공되어, 커버링 층(15)의 기계적 지지에 사용된다. 본 발명의 일실시예에 따라, 커버는 부품 기판(1)의 측면상에서 부품 구조(11, 12)상을 가로지르는 함몰부(16)를 포함하는 박(foil)에 의해 형성될 수 있고, 지지부(14) 역시 상기 박에 의해 형성될 수 있다. 이것은 커버를 위하여 제공된 박으로부터 스탬핑, 열성형 또는 부분적 재료 제거에 의해 실행된다. 이런 방식으로 처리된 박은 예를들어 본딩, 용접 또는 적층에 의해 부품 기판(1)에 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 커버는 다중층 조성물에 의해 형성될 수 있고, 지지부(14) 역시 다중층 조성물에 의해 형성될 수 있다. 이런 목적을 위하여, 제 1박은 처음에 부품 기판의 전체 표면상에 형성되고 예를들어 스탬핑 또는 다른 형태의 관통 동작 같은 기계적 처리에 의해 컷아웃(16)이 제공된다. 프레임 형태의 수직 캐리어(13) 및 지지부(14)는 이런 방식으로 생산된다. 커버링 층(15)은 예를들어 수직 캐리어(13) 및 지지부(14)에 본딩, 또는 용융에 의해 미리 구성된 박 또는 필름, 또는 얇은 유리 형태로 제공될 수 있다.
그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 포토그래픽 기술을 사용하여 구조화될 수 있는 재료는 수직 캐리어(13), 커버링 층(15) 및 만약 요구되면 지지부(14)에 사용된다. 예를들어, 상기 재료는 포토레지스트 또는 UV 광을 사용하여 구조화될 수 있는 재료일 수 있다. 그 다음 이런 재료는 노광되고 현상된후, 이들 부품(도 3을 참조)과 전기 접촉하기 위하여 제공된 표면 및 상기 부품(10, 11, 12)만 노출된다.
그 다음, 커버링 층(15)은 이런 방식으로 제조된 수직 캐리어(13) 및 만약 요구되면 지지부(14)상에 제공되고 이와같이 포토그래픽 기술을 사용하여 구조화될 수 있는 상기된 형태의 재료로 구조화된다. 상기 재료는 만약 수직 캐리어(13) 및 요구되면, 지지부(14)를 형성하는 제 1층의 두께가 적당하면 이런 층을 가진 컷아웃(16)을 형성하는 고체 필름 형태로 제공될 수 있다.
영역(20)은 도 3에 따른 평면도에 개략적으로 도시된 바와같이 부품(10 및 11)과 접촉될 수 있도록 커버링 층(15)의 포토그래픽 구조화에 의해 노출된다. 접촉 패드(21)는 본딩에 의한 접촉을 이루기 위하여 이들 영역(20)에서 노출된다.
상기 설명된 커버의 완성후, 부품의 추가 처리는 종래 공지된 방식으로 시작될 수 있다.
게다가, 임의의 응용을 위하여 플라스틱 외장이 커버 상에 배치되는 것이 바람직하다. 상기 외장은 바람직하게 플라스틱 필름으로 구성된다.
그런 밀봉 장치를 제조하기 위한 방법은 반응성 수지 또는 용융되는 열가소성 물질을 바탕으로 하는 플라스틱 화합물을 사용하여 담금, 소결, 포팅(potting), 압출성형 코팅 또는 압축 코팅에 의해 커버된 기판의 외장이 형성되는 것을 포함하고, 상기 재료는 그것의 기계적 특성, 바람직하게 팽창 및 수축 작용을 바탕으로 바람직하게 밀봉 장치의 생성후 요구된 컷아웃을 보장하는 커버링 및 외장화에 사용된다.
본 발명에 따른 부품은 다음 방식으로 제조될 수 있다.
웨이퍼의 제조후, 기판(칩)은 부품의 영역에 컷아웃을 가지는 적당한 플라스틱 필름으로 덮힌다. 그 다음 칩은 쏘잉(sawing), 분리 등에 의해 분리된다.
그 다음 칩이 캐리어 스트립 또는 하우징 부분상에 실장되고 예를들어 와이어를 본딩함으로써 접촉하는 공지된 방식으로 칩이 실장되고 전기 접속이 생성된다. 본딩 와이어에 의한 접촉은 만약 접촉 영역이 칩상에서 액세스할 수 있도록 유지되거나(예를들어 추후에 "보드상 칩" 을 설치) 만약 비접촉 신호 전송(예를들어 유도 방식)이 의도되면 생략될 수 있다.
이들 방법의 단계는 반응성 수지 또는 용융되는 열가소성 물질을 바탕으로 하는 재료를 사용하여 담금, 소결, 포팅, 압출성형 코팅 또는 압축 코팅같은 일반적인 방법을 사용하는 칩의 외장 형성(전체 또는 부분)을 포함한다. 플라스틱 필름으로 인한 커버링은 이 경우 부품을 가지는 칩의 표면이 영구히는 아니지만 전혀 외장 화합물 및 커버와 접촉하지 않는 것을 보장한다.
만약 외장 형성 화합물이 충분히 낮은 압력에서 처리되면, 커버는 변형되지 않거나 단지 약간 변형된다 ; 동시에, 칩 및 커버 사이의 밀봉된 가스 쿠션은 커버가 아래로 압축되는 것을 방지하는 지지 효과를 가진다.
보다 높은 처리 압력에서, 커버가 칩 표면쪽으로 아래로 압축되는 것을 막는 것은 더 이상 가능하지 않다. 그러나, 적당한 처리 조건의 제어뿐 아니라 커버 및 외장에 대한 적당한 재료의 사용은 일단 외장 화합물이 경화되면 한정된 작은 거리(바람직하게 ㎛ 범위)가 칩 표면 및 커버 사이에 형성되는 것을 보장한다. 이것은 사용된 재료의 기계적 특성의 적당한 변화 및 결합에 의해 특히 가능하다(예를들어, 온도 차 및/또는 화학 반응에 의해 유발된 여러 길이 방향 팽창 및 수축).
SAW 부품 제조시 각각의 방법 단계는 다음과 같다.
·웨이퍼의 금속화 및 구조화
·UV에 의해 구조화될 수 있는 저항 필름을 사용하여 웨이퍼의 적층
·추후의 공동 및 만약 요구되면 접촉 표면 등을 노출시키기 위한 노광 및 현상
·이런 방식으로 제조된 베이스 층상에 동일한 저항 필름으로 커러링 층의 적층
·공동이 커버된채 남지만 만약 요구되면 다른 부분(본딩 패드, 쏘잉 라인, 조절 마크)이 노출되는 방식으로 노광 및 현상
·종래 방법에 의해 리드 프레임(캐리어)에 본드된 칩의 압축 코팅.
마지막 방법의 단계동안, 커버링 필름은 뜨거운 압축 화합물(거의 100 bar) 압축에 의해 실질적으로 전체 영역상에서 칩 표면으로 아래쪽으로 초기에 압축된다. 중요한 요소는 본 발명에 따라, 압축 화합물이 처리 온도 이하로 냉각되는 동안 커버링 필름이 칩 표면쪽으로 압축되는 거리보다 칩 표면쪽으로 더 작은 거리로 수축한다는 것이다. 커버링 필름상의 압축 화합물의 우수한 부착과 관련하여, 목표된 공동이 칩 표면상의 몇 ㎛ 높이로 형성된다.
마지막으로, 개구부(17)가 커버링 층(15)에 제공되고, 상기 개구부를 통하여 상기되고 도 1에 도시된 형태의 싱크(12)가 직접적으로 유도된다.

Claims (12)

  1. 기판(1)상 부품(10, 11, 12)을 밀봉하는 커버를 가지는, 표면 탄성파(SAW) 부품을 사용하여 동작하는 부품에 관한 밀봉 장치로서,
    상기 커버는 기판(1)상에 제공되고 상기 부품(10, 11, 12)의 영역에 상기 부품(10, 11, 12)을 수용하는 컷아웃(16)을 가지며,
    상기 커버는 기판(1)상에서 부품(10, 11, 12)을 둘러싸는 수직 캐리어(13) 및 상기 수직 캐리어(13) 위에 제공되는 커버링 층(15)에 의해 형성되며,
    상기 커버링 층(15) 및 수직 캐리어(13)는 포토그래픽 기술을 사용하여 구조화되고, 포토레지스트 재료는 상기 커버 재료로서 사용되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수직 캐리어(13)는 밀폐된 프레임으로서 설계되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 수직 캐리어(13)외에, 지지부(14)는 기판(1)상에서 부품(10, 11, 12)과 다른 영역에 제공되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 수직 캐리어(13) 및 지지부(14)는 UV 광에 의해 구조화될 수 있는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 수직 캐리어(13) 및 지지부(14)는 포토 레지스트로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 커버링 층(15)은 유리로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 커버링 층(15)은 유리 세라믹으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 밀봉 장치상에는 플라스틱 외장이 배열되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 외장은 반응성 수지 또는 열가소성 재료를 바탕으로 하는 플라스틱으로 구성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 외장 재료들은 커버링 및 외장화에 사용되고, 상기 재료들의 팽창 및 수축 작용은 밀봉 장치의 완성후 컷아웃 형성을 보장하는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  11. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 커버는 기판(1)상에 제공되는 자유 전기 접속부(21)를 남기도록 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
  12. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 커버는 음향 댐핑 화합물(12)을 도입하기 위한 개구부(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 장치.
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