KR100998499B1 - 전자 부품 밀봉용 기판, 복수개 분할 형태의 전자 부품밀봉용 기판, 전자 부품 밀봉용 기판을 사용한 전자 장치,및 전자 장치의 제조 방법 - Google Patents

전자 부품 밀봉용 기판, 복수개 분할 형태의 전자 부품밀봉용 기판, 전자 부품 밀봉용 기판을 사용한 전자 장치,및 전자 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전기적인 접속 경로와 미소 전자 기계 기구 사이의 전자기적인 결합 및 고주파 노이즈의 영향이 억제된 전자 장치를 구성하는 것을 가능하게 하는 전자 부품 밀봉용 기판이 제공된다. 반도체 기판(5)과 상기 반도체 기판(5)의 주면에 형성되는 미소 전자 기계 기구(3)와 상기 미소 전자 기계 기구(3)에 전기적으로 접속되는 전극(6)을 갖는 전자 부품(2)의 미소 전자 기계 기구(4)를 기밀 밀봉하기 위한 전자 부품 밀봉용 기판(4)으로서, 반도체 기판(5)의 주면에 미소 전자 기계 기구(3)를 기밀 밀봉하도록 접합되는 제 1 주면을 구비한 절연 기판(7)과, 일단이 절연 기판(7)의 제 1 주면에 도출되고, 상기 일단이 전자 부품(2)의 전극(6)에 전기적으로 접속되는 배선 도체(8)를 구비하며, 배선 도체(8)의 일단은 반도체 기판(5)의 주면과 절연 기판(7)의 제 1 주면의 접합 부위보다 외측에 위치한다.
전자 부품 밀봉용 기판

Description

전자 부품 밀봉용 기판, 복수개 분할 형태의 전자 부품 밀봉용 기판, 전자 부품 밀봉용 기판을 사용한 전자 장치, 및 전자 장치의 제조 방법{ELECTRONIC PART SEALING BOARD, ELECTRONIC PART SEALING BOARD IN MULTIPLE PART FORM, ELECTRONIC DEVICE USING ELECTRONIC PART SEALING BOARD, AND ELECTRONIC DEVICE FABRICATING METHOD}
본 발명은 전자 부품의 미소 전자 기계 기구를 밀봉하기 위한 전자 부품 밀봉용 기판, 복수개 분할 형태의 전자 부품 밀봉용 기판, 전자 부품 밀봉용 기판을 이용하여 전자 부품의 미소 전자 기계 기구를 밀봉함으로써 형성되는 전자 장치, 및 전자 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판의 주면에 반도체 집적 회로 소자 등의 미세 배선을 형성하는 가공 기술을 응용해서 매우 미소한 전자 기계 기구, 소위 MEMS(Micro Electronical Mechanical·System)를 형성한 전자 부품이 주목받고, 실용화를 향해서 개발이 진행되고 있다.
이러한 미소 전자 기계 기구로서는, 가속도계, 압력 센서 및 액츄에이터 등의 센서, 및 미세한 경면체를 가동식으로 형성한 마이크로미러 디바이스 및 광디바이스 등 매우 넓은 분야에 걸치는 것이 만들어지고, 개발되고 있다.
도 9는 그러한 미소 전자 기계 기구를 형성한 전자 부품 및 그 전자 부품을 기밀 밀봉해서 구성된 종래의 전자 장치의 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 9에 나타내어지는 바와 같이, 미소 전자 기계 기구(122)가 형성된 반도체 기판(121)의 주면에는 미소 전자 기계 기구(122)에 전력을 공급하거나, 미소 전자 기계 기구(122)로부터 외부 전기 회로에 전기 신호를 송출하거나 하기 위한 전극(123)이 미소 전자 기계 기구(122)와 전기적으로 접속되어서 형성되어 있다. 그리고, 이들 반도체 기판(121), 미소 전자 기계 기구(122) 및 전극(123)에 의해 1개의 전자 부품(124)이 구성된다.
그리고, 이 전자 부품(124)을 전자 부품 수납용의 오목부(A)를 갖는 전자 부품 수납용 패키지(이하, 간단히 「패키지」라고도 한다.)(131)의 오목부(A) 내에 수납함과 아울러 전자 부품(124)의 전극(123)을 패키지(131)의 전극 패드(132)에 본딩 와이어(133) 등의 도전성 접속재를 통해서 접속시킨 후, 패키지(131)의 오목부(A)를 덮개체(134)로 덮어서 전자 부품(124)을 오목부(A) 내에 기밀 밀봉함으로써 전자 장치를 형성한다. 이 경우, 전자 부품(124)은 미소 전자 기계 기구(122)의 동작을 방해하지 않도록 하기 위해서 중공 상태로 기밀 밀봉할 필요가 있다.
이 전자 장치에 대하여, 미리 패키지(131)의 전극 패드(132)로부터 외표면으로 도출되도록 해서 형성해 둔 배선 도체(135)를 외부 전기 회로에 접속시킴으로써 기밀 밀봉된 미소 전자 기계 기구(122)가 전극(123), 본딩 와이어(133), 전극 패드(132) 및 배선 도체(135)를 통해서 외부 전기 회로와 전기적으로 접속된다.
이러한 전자 부품(124)은 복수개의 미소 전자 기계 기구(122)를 넓은 면적의 반도체 모기판의 주면에 종횡으로 배열 형성하고, 이 반도체 모기판을 개편으로 분할함으로써 제작되어 있다. 그러나, 이 방법에서는 미소 전자 기계 기구(122)를 다이싱 가공 등으로 분할할 때 실리콘 등의 반도체 모기판의 절삭분이 미소 전자 기계 기구(122)에 부착되어서 미소 전자 기계 기구(122)가 파괴되지 않도록 개개의 전자 부품(124)을 보호하고나서 절단 가공을 실시할 필요가 있는 점, 개개의 전자 부품(124)을 패키지(131) 내에 개별적으로 기밀 밀봉할 필요가 있는 점 등 때문에 전자 장치를 형성할 때의 생산성이 나빠 실용화가 어려웠다.
이에 대하여 웨이퍼 레벨 패키지의 프로세스를 사용해서 MEMS 탑재 전자 디바이스를 제조하는 방법이 개시되어 있다(예를 들면, 일본 특허공개 2004-209585 참조.). 이 방법에 의해 제조되는 전자 디바이스에서는 한쪽의 주면에 MEMS가 형성되어 있는 기판과 그 미소 전자 기계 기구를 덮어서 기판에 접합되는 덮개체의 접합부에 있어서, MEMS에 접속된 전극과 덮개체의 배선 도체가 전기적으로 접속된다. 이 제조 방법을 사용하면 효율적이고, 또한 저비용으로 MEMS를 탑재한 전자 디바이스를 제조할 수 있다.
그러나, 최근에는 미소 전자 기계 기구를 예를 들면 고주파 무선(RF) 기술 등으로 사용하기 때문에 미소 전자 기계 기구를 갖는 전자 부품과 그 미소 전자 기계 기구를 밀봉하는 전자 부품 밀봉용 기판을 구비한 전자 장치에 대하여 보다 한층 소형화가 요구되고 있다.
한편, 상기 소형화에 따라 미소 전자 기계 기구에 전기적으로 접속된 전극을 외부 전기 회로에 도출하는 전기적인 접속 경로와 미소 전자 기계 기구 사이의 거 리가 가까워지면 그들 사이에서 전자적 간섭이 유발되기 쉽고, 이것에 기인해서 예를 들면 전자 장치 내에서 미소 전자 기계 기구의 기계적, 전기적인 작동이 불안정해지는 것 등에 의해 신뢰성의 저하가 생기기 쉬워진다는 문제점이 있었다.
또한, 미소 전자 기계 기구를 구동하는 정전기력을 발생시키기 위한 전계의 온·오프, 또는 자력을 발생시키기 위한 자계의 온·오프가 노이즈가 되고, 이 노이즈가 상기 전기적인 접속 경로를 도통하는 고주파 신호에 작용해서 신호의 전송 특성을 열화시키는 경우가 있다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것이며, 그 목적은 전기적인 접속 경로와 미소 전자 기계 기구 사이의 전자기적인 결합 및 고주파 노이즈의 영향이 억제된 전자 장치를 구성하는 것을 가능하게 하는 전자 부품 밀봉용 기판, 복수개 분할 형태의 전자 부품 밀봉용 기판, 및 그러한 전자 부품 밀봉용 기판을 구비한 전자 장치, 및 그러한 전자 장치를 높은 생산성으로 제조하는 전자 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의한 전자 부품 밀봉용 기판은 반도체 기판과 상기 반도체 기판의 주면에 형성되는 미소 전자 기계 기구와 상기 미소 전자 기계 기구에 전기적으로 접속되는 전극을 갖는 전자 부품의 상기 미소 전자 기계 기구를 기밀 밀봉하기 위한 전자 부품 밀봉용 기판으로서, 상기 반도체 기판의 상기 주면에 상기 미소 기계 기구를 기밀 밀봉하도록 접합되는 제 1 주면을 구비한 절연 기판과, 일단이 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 도출되어 상기 일단이 상기 전자 부품의 상기 전극에 전기적으로 접속되는 배선 도체를 구비하고, 상기 배선 도체의 상기 일단은 상기 반도체 기판의 상기 주면과 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면의 접합 부위보다 외측에 위치한다. 이 전자 부품 밀봉용 기판을 「제 1 전자 부품 밀봉용 기판」이라고 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 전자 부품 밀봉용 기판은 상기 절연 기판의 내부에 기준 전위가 공급되는 도체층을 구비한다. 이 전자 부품 밀봉용 기판을 「제 2 전자 부품 밀봉용 기판」이라고 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 전자 부품 밀봉용 기판은 상기 절연 기판의 내부에 형성되고 상기 배선 도체에 전기적으로 접속되는 적어도 한 쌍의 용량 형성용 전극과, 상기 절연 기판의 내부에 형성되고 상기 용량 형성용 전극에 전기적으로 접속되는 저항체를 구비한다. 이 전자 부품 밀봉용 기판을 「제 3 전자 부품 밀봉용 기판」이라고 한다.
바람직하게는, 상기 제 3 전자 부품 밀봉용 기판에 있어서, 상기 절연 기판은 상기 용량 형성용 전극 사이의 영역에 있어서 그 밖의 영역보다 비유전율이 높다. 이 전자 부품 밀봉용 기판을 「제 4 전자 부품 밀봉용 기판」이라고 한다.
바람직하게는, 상기 제 3 또는 제 4 전자 부품 밀봉용 기판은 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 형성되어 상기 배선 도체의 상기 일단과 전기적으로 접속되는 접속 패드를 구비하고, 상기 저항체는 상기 접속 패드의 바로 아래의 상기 절연 기판의 내부에 배치되어 있으며, 상기 용량 형성용 전극과 상기 접속 패드 사이의 거리는 상기 저항체와 상기 접속 패드 사이의 거리보다 길다. 이 전자 부품 밀봉용 기판을 「제 5 전자 부품 밀봉용 기판」이라고 한다.
바람직하게는, 상기 제 5 전자 부품 밀봉용 기판에 있어서, 상기 저항체는 상기 접속 패드, 또는 상기 접속 패드에 인접하는 상기 배선 도체의 일부로 이루어진다. 이 전자 부품 밀봉용 기판을 「제 6 전자 부품 밀봉용 기판」이라고 한다.
바람직하게는, 상기 제 3~제 6 중 어느 하나의 전자 부품 밀봉용 기판에 있어서, 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면과 상기 용량 형성용 전극 사이에 기준 전위가 공급되는 도전층이 형성되어 있다. 이 전자 부품 밀봉용 기판을 「제 7 전자 부품 밀봉용 기판」이라고 한다.
바람직하게는, 상기 제 1~제 7 중 어느 하나의 전자 부품 밀봉용 기판은 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 대향하는 제 2 주면에 형성된 복수의 실장 패드를 구비하고, 상기 실장 패드는 상기 제 2 주면에 있어서의 실장 영역에 배치되며, 상기 실장 영역은 상기 제 1 주면에 있어서의 상기 반도체 기판과 상기 절연 기판의 접합 부위 내측 영역을 상기 영역의 중심을 통과하여 4등분하는 구분 직선에 의해 구분되는 상기 제 1 주면의 4개의 구분 영역 중 3개 이하의 상기 구분 영역에 대향하는 영역이다. 이 전자 부품 밀봉용 기판을 「제 8 전자 부품 밀봉용 기판」이라고 한다.
바람직하게는, 상기 제 1~제 7 중 어느 하나의 전자 부품 밀봉용 기판은 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 대향하는 제 2 주면에 형성된 복수의 실장 패드를 구비하고, 상기 실장 패드는 상기 제 2 주면에 있어서 실장 직선을 따라 배치되며, 상기 실장 직선은 상기 제 1 주면에 있어서의 상기 반도체 기판과 상기 절연 기판의 접합 부위 내측 영역을 4등분하는, 상기 영역의 중심으로부터 외주를 향해서 연장되는 4개의 구분 반직선 중 3개 이하의 상기 구분 반직선에 대향하는 선이다. 이 전자 부품 밀봉용 기판을 「제 9 전자 부품 밀봉용 기판」이라고 한다.
본 발명에 의한 복수개 분할 형태의 전자 부품 밀봉용 기판은 제 1~제 9 중 어느 하나의 전자 부품 밀봉용 기판을 구성하는 영역을 복수 갖고서 이루어진다.
본 발명에 의한 전자 장치는, 제 1~제 9 중 어느 하나의 전자 부품 밀봉용 기판과, 반도체 기판과 상기 반도체 기판의 주면에 형성되는 미소 전자 기계 기구와 상기 미소 전자 기계 기구에 전기적으로 접속되는 전극을 갖는 전자 부품을 구비한다. 이 전자 부품을 「제 1 전자 장치」라고 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 전자 장치에 있어서 상기 전자 부품 밀봉용 기판은 상기 절연 기판의 내부에 기준 전위가 공급되는 도체층을 구비하고, 상기 반도체 기판의 상기 주면과 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면은 상기 미소 전자 기계 기구를 기밀 밀봉하는 도전성 재료로 이루어지는 밀봉재에 의해 접합되며, 상기 밀봉재는 상기 도체층에 전기적으로 접속된다. 이 전자 부품을 「제 2 전자 부품」이라고 한다.
바람직하게는, 상기 제 1 또는 제 2 전자 부품은 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 형성되고 상기 배선 도체의 상기 일단과 전기적으로 접속되는 접속 패드와, 상기 접속 패드 상에 형성되고 상기 전자 부품의 상기 전극과 전기적으로 접속되는 도전성 접속재를 구비한다. 이 전자 부품을 「제 3 전자 부품」이라고 한다.
바람직하게는, 상기 제 3 전자 부품은 상기 반도체 기판의 상기 주면과 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면 사이에 상기 밀봉재의 바깥쪽에 상기 도전성 접합재를 피복하도록 해서 충전된 수지재를 구비한다.
본 발명에 의한 전자 장치의 제조 방법은 미소 전자 기계 기구와 상기 미소 전자 기계 기구에 대하여 전기적으로 접속되는 전극이 형성되어 있는 전자 부품 영역을 반도체 기판에 복수 배열 형성해서 이루어지는 복수개 분할 형태의 전자 부품 기판을 준비하는 공정과, 상기 복수개 분할 형태의 전자 부품 밀봉용 기판을 준비하는 공정과, 상기 복수개 분할 형태의 전자 부품 기판의 상기 각 전극과, 대응하는 상기 각 배선 도체의 상기 일단을 전기적으로 접속함과 아울러 상기 반도체 기판의 상기 주면과 상기 절연 기판의 상기 한쪽 주면을 접합해서 상기 미소 전자 기계 기구를 기밀 밀봉하는 공정과, 상기 복수개 분할 형태의 전자 부품 기판과 상기 복수개 분할 형태의 전자 부품 밀봉용 기판의 접합체를 상기 전자 부품 영역마다 분할하는 공정을 포함한다.
본 발명의 목적, 특색, 및 이점은 하기의 상세한 설명과 도면에서 보다 명확해질 것이다.
도 1A는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판을 구비한 배선 기판 및 전자 장치의 실시형태의 한 구성예를 나타내는 평면도이고, 도 1B는 도 1A에 나타내어진 전자 장치의 절단면선 I-I선에 있어서의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판을 구비한 전자 장치의 다른 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 제 1 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판을 복수개 분할의 형태로 했을 경우의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 4A~도 4D는 제 1 실시형태에 의한 전자 장치의 제조 방법의 일례를 공정순으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판을 구비한 전자 장치의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판을 구비한 전자 장치의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 제 3 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판의 실장 패드가 형성된 측의 면을 나타낸 평면도이다.
도 8은 제 3 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판의 실장 패드가 형성된 측의 면을 나타낸 평면도이다.
도 9는 종래의 전자 부품 밀봉용 기판 및 전자 장치의 구성예를 나타내는 단면도이다.
이하에 첨부의 도면을 참조해서 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.
(제 1 실시형태)
도 1A는 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판을 구비한 전자 장치의 구성예를 나타내는 평면도이고, 도 1B는 도 1A에 나타내어진 전자 장 치의 절단면선 I-I선에 있어서의 단면도이다. 도 1A 및 도 1B에 나타내어지는 바와 같이, 본 실시형태에 의한 전자 장치(1)는 전자 부품(2)과, 전자 부품(2)이 갖는 미소 전자 기계 기구(3)를 밀봉하기 위한 전자 부품 밀봉용 기판(4)을 구비한다. 전자 부품(2)은 반도체 기판(5)과 그 반도체 기판(5)의 주면에 형성된 미소 전자 기계 기구(3)와 미소 전자 기계 기구(3)에 전기적으로 접속되는 전극(6)을 갖는다. 전자 부품 밀봉용 기판(4)은 절연 기판(7), 절연 기판(7)에 형성된 배선 도체(8), 절연 기판(7)의 한쪽 주면에 형성된 접속 패드(9) 및 환상 도체 패턴(10), 접속 패드(9) 상에 형성된 도전성 접합재(11), 및 환상 도체 패턴(10) 상에 형성된 밀봉재(12)를 구비한다.
절연 기판(7) 상의 접속 패드(9)는 도전성 접합재(11)를 통해서 전자 부품(2)의 전극(6)에 전기적으로 접속된다. 또한, 절연 기판(7)은 환상 도체 패턴(10) 및 밀봉재(12)를 통해서 반도체 기판(5)의 주면에 접합되어 미소 전자 기계 기구(3)의 기밀 밀봉이 행하여진다.
이 전자 부품 밀봉용 기판(4)을 이용하여 전자 부품(2)의 미소 전자 기계 기구(3)를 밀봉함으로써 미소 전자 기계 기구(3)가 외부 접속 가능한 상태로 밀봉되어서 이루어지는 전자 장치(1)가 형성된다.
본 발명에 있어서의 미소 전자 기계 기구(3)는 예를 들면 전기 스위치, 인덕터, 커패시터, 공진기, 안테나, 마이크로 릴레이, 광스위치, 하드디스크용 자기 헤드, 마이크, 바이오센서, DNA칩, 마이크로 리액터, 프린트 헤드, 가속도 센서 및 압력 센서 등의 각종 센서, 및 디스플레이 디바이스 등의 기능을 갖는 전자소자이 다. 이것은 반도체 미세 가공 기술을 기본으로 한 소위 마이크로 머시닝법으로 만드는 부품이며, 1소자당 10㎛~수백㎛정도의 치수를 갖는다.
절연 기판(7)은 미소 전자 기계 기구(3)를 밀봉하기 위한 덮개체로서 기능함과 아울러 접속 패드(9) 및 환상 도체 패턴(10)을 형성하기 위한 기체로서 기능한다.
이 절연 기판(7)은 산화알루미늄질 소결체나 질화알루미늄질 소결체, 뮬라이트질 소결체, 탄화규소질 소결체, 질화규소질 소결체, 유리 세라믹스 소결체 등의 세라믹스 재료에 의해 형성된다.
절연 기판(7)은 예를 들면 산화알루미늄질 소결체로 이루어지는 경우이면, 산화알루미늄과 유리 분말 등의 원료 분말을 시트 상에 성형해서 이루어지는 그린시트를 적층하고, 소성함으로써 형성된다. 또한, 절연 기판(7)은 산화알루미늄질 소결체로 형성하는 것에 한정되지 않고, 용도나 기밀 밀봉하는 미소 전자 기계 기구(3)의 특성 등에 따라서 알맞은 것을 선택하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 절연 기판(7)은 밀봉재(12)를 통해서 반도체 기판(5)과 기계적으로 접합되므로 반도체 기판(5)과의 접합의 신뢰성, 즉 미소 전자 기계 기구(3)의 밀봉의 기밀성을 높게 하기 위해서는 반도체 기판(7)과의 열팽창 계수의 차가 작은 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 재료의 예로서는, 뮬라이트질 소결체를 들 수 있다. 또한, 다른 예로서, 예를 들면 유리 성분의 종류나 첨가량을 조정함으로써 열팽창 계수를 반도체 기판(5)에 근사시키도록 한 산화알루미늄-붕규산 유리계 등의 유리 세라믹스 소결체 등을 들 수 있다.
또한, 산화알루미늄 필러에 붕규산 유리계를 함유한 유리를 소결한 유리 세라믹 소결체는 배선 도체(8)에 전기 저항이 작은 동이나 은으로 배선 도체를 형성할 수 있는 점, 및 비유전율이 낮아 전기 신호의 지연을 방지할 수 있는 점에서 고주파 신호를 취급하는 절연 기판(7)의 재료로서 바람직하다.
절연 기판(7)은 미소 전자 기계 기구(3)를 밀봉하기 위한 덮개체로서의 기능이나, 접속 패드(9) 및 환상 도체 패턴(10)을 형성하기 위한 기체로서의 기능을 확보할 수 있는 범위이면 그 형상은 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 1B에 나타내어진 절연 기판(7)의 상면, 즉 절연 기판(7)에 있어서의 미소 전자 기계 기구(3)를 밀봉하는 측의 주면에 전자 부품(2)의 미소 전자 기계 기구(3)를 내측에 수납하는 오목부(13)를 형성해 두어도 된다. 오목부(13) 내에 미소 전자 기계 기구(3)의 일부를 수납하도록 해 두면 미소 전자 기계 기구(3)를 둘러싸기 위한 밀봉재(12)의 높이를 낮게 억제할 수 있고, 전자 장치(1)의 저배화에 유리한 것이 된다. 또한, 절연 기판(7)의 평면으로 보았을 때의 외치수는 전자 장치(1)의 소형화를 위해, 예를 들면 사각형상이고, 그 사각형의 한 변의 길이가 수mm정도의 크기인 것이 바람직하다.
환상 도체 패턴(10)은 절연 기판(7)의 상면에 있어서, 내측에 미소 전자 기계 기구(3)를 수납할 수 있는 형상이다. 환상 도체 패턴(10)은 미소 전자 기계 기구(3)의 밀봉 공간을 형성하는 밀봉재(12)를 접합하기 위한 납땜용 금속층으로서 기능한다.
환상 도체 패턴(10)은 예를 들면 동, 은, 금, 팔라듐, 텅스텐, 몰리브덴, 및 망간 등의 금속 재료에 의해 형성된다.
예를 들면, 환상 도체 패턴(10)이 동으로 이루어지는 경우, 동 분말과 유리 분말에 적당한 유기 바인더 및 용제를 첨가 혼합한 전극용 페이스트를 절연 기판(7)이 되는 그린시트에 스크린 인쇄 등에 의해 인쇄해서 이것을 그린시트와 함께 소성함으로써 형성된다.
밀봉재(12)는 그 내측에 미소 전자 기계 기구(3)를 수납하는 치수로 환상 도체 패턴(10) 상에 형성되고, 반도체 기판(5)과 절연 기판(7) 사이에 개재한다.
밀봉재(12)는 전자 부품(2)의 미소 전자 기계 기구(3)를 그 내측에 기밀 밀봉하기 위한 측벽으로서 기능한다. 여기에서, 전자 부품 밀봉용 기판(4)의 상면이 평면상인 경우, 밀봉재(12)의 두께가 미소 전자 기계 기구(3)의 밀봉 공간의 두께에 상당하다는 점에서 간이한 구조로 미소 전자 기계 기구의 밀봉 공간을 형성할 수 있다.
밀봉재(12)는 예를 들면 주석-은계 및 주석-은-동계 등의 땜납, 금-주석납 등의 저융점 납재, 및 은-게르마늄계 등의 고융점 납재와 같은 접합 부재로서 알려진 금속 재료, 금속 분말을 함유한 에폭시 수지 등의 도전성 접착재, 또는 에폭시 수지 접착재 등의 수지 재료로 형성된다.
또한, 밀봉재(12)로서 철-니켈―코발트합금이나 철-니켈합금 등의 철-니켈계 합금, 무산소동, 알루미늄, 스테인레스강, 동-텅스텐합금, 동-몰리브덴합금 등의 금속 재료, 또는 산화알루미늄질 소결체 및 유리 세라믹스 소결체 등의 무기계 재료에 Au, Ag, Cu, Al, Pt, Pd 등의 금속층을 도금법 등을 이용하여 도전성 피막 등 을 형성한 것에 주석-은계, 주석-은-동계 등의 땜납을 도포한 것을 사용할 수 있다. 또한, 밀봉재(12)는 도전성 재료로 이루어져도 되고, 절연성 재료로 이루어져도 된다.
예를 들면, 밀봉재(12)가 땜납으로 이루어지는 경우이면 땜납의 페이스트를 환상 도체 패턴(10) 위에 도포하고, 이것을 가열해서 서로 접합시킴으로써 환상 도체 패턴(10) 상에 땜납에 의한 밀봉재(12)를 형성할 수 있다.
도 1A 및 도 1B에 나타내어진 전자 장치(1)에 있어서는, 이 밀봉재(12)를 반도체 기판(5)의 하면에 접합시킴으로써 밀봉재(12)의 내측에 미소 전자 기계 기구(3)가 기밀 밀봉된다.
밀봉재(12)를 반도체 기판(5)의 주면에 접합하는 방법으로서는, 예를 들면 주석-은계 등의 땜납, 금-주석납 등의 저융점 납재, 또는 은-게르마늄계 등의 고융점 납재 등의 접합재를 통해서 접합하는 방법을 사용할 수 있다.
또한, 환상 도체 패턴(10) 상에 도포된 땜납으로 밀봉재(12)를 형성하는 경우이면 땜납 페이스트를 통해서 절연 기판(7)의 환상 도체 패턴(10)과 반도체 기판(5)을 위치 맞춤하고, 이 땜납 페이스트를 리플로우 등의 수단을 이용하여 용융시킴으로써 밀봉재(12)를 통해서 절연 기판(7)이 반도체 기판(5)에 기계적으로 접합된다. 밀봉재(12)의 내측에는 미소 전자 기계 기구(3)를 기밀 밀봉하는 밀봉 공간이 형성된다.
절연 기판(7)의 상면에는 전자 부품(2)의 전극(6)에 전기적으로 접속되는 접속 패드(9)가 형성되어 있다. 본 실시형태에 의한 전자 장치(1)에 있어서, 접속 패 드(9)는 절연 기판(7)의 내부에 형성된 배선 도체(8)에 접속되어 있다. 이 배선 도체(8)는 예를 들면 절연 기판(7)을 그 두께 방향으로 관통하도록 형성된 관통 도체 등이고, 절연 기판(7)의 하면, 즉 절연 기판(7)에 있어서의 미소 전자 기계 기구(3)를 밀봉하는 주면에 대향하는 주면에 도출되어 있다. 또한, 배선 도체(8)는 절연 기판(7)의 측면으로 도출시키도록 해도 된다. 여기에서, 배선 도체(8)는 소성 후에 절연 기판(7)을 구성하는 그린시트층에 형성된 비어와 그린시트층의 층 사이에 형성된 내부 도체에 의해 구성되어도 된다.
그리고, 절연 기판(7)의 하면 또는 측면에 도출된 배선 도체(2)의 끝부에는 실장 패드(도시 생략)가 형성되고, 이 실장 패드를 외부 전기 회로에 예를 들면 주석-납 땜납 등으로 이루어지는 땜납 범프 등의 외부 단자(17)를 통해서 접합시킴으로써 전자 부품(2)의 전극(6)이 외부 전기 회로와 전기적으로 접속된다.
이들 배선 도체(8) 및 접속 패드(9)는 접속 패드(9) 위에 형성되는 도전성 접합재(11)를 통해서 전자 부품(2)의 전극(6)과 전기적으로 접속된다. 배선 도체(8) 및 접속 패드(9)는 상기 전극(6)을 외부 전기 회로와 전기적으로 접속할 수 있게 절연 기판(7)의 하면이나 측면에 도출하는 기능을 갖는다.
도전성 접합재(11)는 주석-은계, 주석-은-동계 등의 땜납, 금-주석납 등의 저융점 납재, 및 은-게르마늄계 등의 고융점 납재와 같은 금속 재료, 및 금속 분말을 함유한 에폭시 수지 등의 도전성 접착재 등에 의해 형성되어 있다.
도전성 접합재(11)는 밀봉재(12)가 주석-은계, 주석-은-동계 등의 땜납, 금-주석납 등의 저융점 납재, 및 은-게르마늄계 등의 고융점 납재와 같은 금속 재료 등으로 형성되어 있는 경우에는 진공증착이나 도금에 의해, 또는 납재 페이스트를 도포 및 용융시킴으로써 밀봉재(12)와 일괄해서 형성할 수 있다. 이것에 의해, 전자 장치(1)의 생산성을 보다 높게 할 수 있다.
도전성 접합재(11)를 전자 부품(2)의 전극(6)에 접합시킴으로써 전자 부품(2)의 전극(6)이 도전성 접합재(11), 접속 패드(9) 및 배선 도체(8)를 통해서 절연 기판(7)의 하면 또는 측면에 도출된다. 그리고, 절연 기판(7)의 하면 또는 측면에 도출된 배선 도체(8)의 끝부를 외부 전기 회로에 주석-납 땜납 등을 통해서 접합함으로써 전자 부품(2)의 전극(6)과 외부 전기 회로가 전기적으로 접속된다.
이들 배선 도체(8) 및 접속 패드(9)는 동, 은, 금, 팔라듐, 텅스텐, 몰리브덴, 및 망간 등의 금속 재료에 의해 형성된다.
예를 들면, 배선 도체(8)가 동으로 이루어지는 경우, 동 분말과 유리 분말에 적당한 유기 바인더 및 용제를 첨가 혼합한 동 페이스트를 절연 기판(7)이 되는 그린시트에 스크린 인쇄 등에 의해 인쇄해서 이것을 그린시트와 함께 소성함으로써 형성된다.
이상과 같이, 전자 부품 밀봉용 기판(4)을 구성하는 절연 기판(7)의 상면과, 전자 부품(2)을 구성하는 반도체 기판(9)의 하면이 대향하고, 서로 위치 맞춤되어서 접합됨으로써 미소 전자 기계 기구(3)의 밀봉이 행하여진다. 즉, 절연 기판(7)과 반도체 기판(5)이 환상 도체 패턴(10) 및 반도체 기판(5) 사이에 개재하는 밀봉재(12)를 통해서 접합되어 밀봉재(12)의 내측에서 미소 전자 기계 기구(3)가 기밀 밀봉된다. 미소 전자 기계 기구(3)에 전기적으로 접속된 전극(6)은 도전성 접합 재(11), 접속 패드(9), 배선 도체(8)를 통해서 밀봉 공간의 외측으로 도출되고, 외부 전기 회로와 전기적으로 접속된다. 이것에 의해, 미소 전자 기계 기구(3)와 외부 전기 회로 사이에서 신호의 입출력을 행할 수 있게 된다. 이들 신호는 미소 전자 기계 기구(3)와 외부 전기 회로 사이에서 전극(6), 도전성 접합재(11), 접속 패드(9) 및 배선 도체(8)를 따라서 전송된다.
이 전자 부품 밀봉용 기판(4)에서는, 접속 패드(9)는 환상 도체 패턴(10)의 바깥쪽에 형성된다. 접속 패드(9)가 밀봉재(12)를 피착시키기 위한 환상 도체 패턴(10)의 바깥쪽에 배치되어 있으므로 접속 패드(9)와 미소 전자 기계 기구(3)는 환상 도체 패턴(10)에 의해 떨어진 거리만큼 이간시킬 수 있게 되고, 접속 패드(9)와 미소 전자 기계 기구(3) 사이의 전자기적 간섭은 억제된다. 그 때문에, 예를 들면 도전성 접합재(11)를 통해서 미소 전자 기계 기구(3)에 구동 전압을 인가했을 때 이 구동 전압의 온·오프에 의해 발생하는 전자기적 간섭의 영향이 미소 전자 기계 기구(3)의 동작에 미치는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도전성 접합재(11)에 고주파 신호를 도통시키는 경우, 미소 전자 기계 기구(3)를 구동하기 위해서 필요한 자계 또는 전계의 온·오프가 노이즈가 되고, 도전성 접합재(11)를 도통하는 고주파 신호의 특성이 열화되는 것도 억제할 수 있다.
따라서, 도전성 접합재(11)와 미소 전자 기계 기구(3) 사이의 고주파 노이즈의 영향을 억제할 수 있는 전자 부품 밀봉용 기판(4)을 제공할 수 있다.
여기에서, 밀봉재(12)는 미소 전자 기계 기구(3)를 밀봉하기 위한 것이고, 절연 기판(7)에는 밀봉재(12)를 피착시키기 위한 환상 도체 패턴(10)이 형성되어 있다. 따라서, 상기 전자 부품 밀봉용 기판(4)은 밀봉재(12)를 통해서 미소 전자 기계 기구(3)를 용이하고 또한 확실하게 밀봉할 수 있다.
전자 부품 밀봉용 기판(4)은 절연 기판(7)의 내부에 기준 전위가 공급되는 도체층이 형성되어 있어도 된다. 도 1B에서는 절연 기판(7)의 내부에 접지전위가 공급되는 도체층(이하, 「그라운드 도체층」이라고 한다.)(14)이 형성되어 있다. 그라운드 도체층(14)이 절연 기판(7)의 내부에 형성되었을 경우 외부로부터의 노이즈를 차폐할 수 있다. 마찬가지로, 반도체 기판(5)의 상면에 실드 도체층을 형성함으로써 더욱 더 외부로부터의 노이즈를 차폐할 수 있다.
그라운드 도체층(14)은 배선 도체(8) 및 접속 패드(9)와 같은 재료 및 방법을 이용하여 형성된다. 예를 들면, 그라운드 도체층(14)이 동으로 형성될 경우 동 분말과 유리 분말에 적당한 유기 바인더 및 용제를 첨가 혼합한 전극용 페이스트를 절연 기판(7)이 되는 그린시트에 스크린 인쇄 등에 의해 인쇄해서 이것을 그린시트와 함께 소성함으로써 형성된다.
그라운드 도체층(14)을 절연 기체(1)의 내부에 배치했을 경우 전자 부품 밀봉용 기판(4)을 지나서 밀봉재(12)로 밀봉된 영역 내에 들어가려고 하는 전자파는 그라운드 도체층(14)에 의해 유효하게 차단된다. 그 때문에 외부로부터 미소 전자 기계 기구(3)의 밀봉 영역 내에 침입하려고 하는 노이즈를 차폐할 수 있다. 그 결과, 미소 전자 기계 기구(3)를 탑재한 전자 부품(2)을 한층 정상적이고 또한 안정적으로 작동시킬 수 있다.
그리고, 반도체 기판(5)의 주면(도 1B에 있어서 하면)에 미소 전자 기계 기구(3) 및 이것에 전기적으로 접속된 전극(6)이 형성되어서 이루어지는 전자 부품(2)에 대하여 전극(6)을 접속 패드(9)에 접합시키고, 반도체 기판(5)의 주면을 밀봉재(12)에 접합시킴으로써 밀봉재(12)의 내측에 전자 부품(2)의 미소 전자 기계 기구(3)가 기밀 밀봉된 전자 장치(1)가 형성된다.
본 실시형태에 의한 전자 장치(1)는 반도체 기판(5)의 하면에 형성된 전극(6)과 접속 패드(9)가 미소 전자 기계 기구(3)를 수용하는 밀봉 공간의 바깥쪽에서 도전성 접합재(11)를 통해서 접속되어 있으므로, 도전성 접합재(11)와 미소 전자 기계 기구(3)는 환상 도체 패턴(10)에 의해 떨어진 거리만큼 이간시킬 수 있게 된다. 그 결과, 도전성 접합재(11)를 지나서 구동 전압의 온·오프의 전압이 공급되었을 때에 구동 전압의 온·오프의 전자기적 간섭이 미소 전자 기계 기구(3)의 동작에 미치는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도전성 접합재(11)에 고주파 신호가 도통하고 있는 경우는 미소 전자 기계 기구(3)를 구동하기 위해서 필요한 자계 또는 전계의 온·오프가 노이즈가 되고, 도전성 접합재(11)를 도통하는 고주파 신호의 특성이 열화되는 것을 억제할 수 있다.
여기에서, 밀봉재(12)를 도전성 재료에 의해 형성함과 아울러 전자 부품 밀봉용 기판(4)의 그라운드 도체층(14)에 전기적으로 접속하거나, 또는 전자 부품 밀봉용 기판(4)에 형성된 관통 도체인 배선 도체(8)(도 1B에서는 배선 도체(8a)로서 나타내어진다)를 통해서 전자 부품 밀봉용 기판(4)이 실장되는 프린트 배선판(도시 생략)의 그라운드 배선과 접속하는 것이 좋다.
이렇게, 밀봉재(12)를 도전성 재료로 하고, 이것을 전자 부품 밀봉용 기판(4)의 그라운드 도체층, 또는 전자 부품 밀봉용 기판(4)이 실장된 프린트 배선판에 있어서의 그라운드 도체층과 접합함으로써 밀봉재(12)와 그라운드 도체층 사이에서 안정된 그라운드 네트워크가 형성되어 밀봉재(12)에 양호한 전자 실드성을 가지게 할 수 있다. 그 결과, 미소 전자 기계 기구(3)를 형성한 전자 부품(2)을 보다 한층 확실하게 정상적이며, 또한 안정적으로 작동시킬 수 있다.
여기에서, 밀봉재(12)는 전자 부품 밀봉용 기판(4) 내의 그라운드 도체층(14) 및 전자 부품 밀봉용 기판(4)이 실장되는 프린트 배선 기판의 그라운드 도체층 중 어느 한쪽, 또는 양쪽에 전기적으로 접속되어 있다.
밀봉재(12)를 도전성 재료에 의해 형성하는 경우, 도전성 재료로서는 주석-은계 및 주석-은-동계 등의 땜납, 금-주석납 등의 저융점 납재, 및 은-게르마늄계 등의 고융점 납재와 같은 금속 재료 등을 사용할 수 있다. 그리고, 이러한 재료로 형성했을 경우 밀봉재(12)와 도전성 접합재(11)를 동시에 형성할 수 있다.
또한, 밀봉재(12)와 도전성 접합재(11)를 같은 재질의 납재에 의해 형성해도 된다. 밀봉재(12)와 도전성 접합재(11)를 같은 재질로 형성했을 경우, 진공증착이나 도금에 의해, 또는 땜납 페이스트를 도포 및 용융시킴으로써 도전성 접합재(11)와 밀봉재(12)를 일괄 형성할 수 있다. 그 결과, 생산성을 보다 높게 할 수 있다.
또한, 밀봉재(12)를 도전성 재료에 의해 형성함과 아울러 밀봉재(12)를 전자 부품 밀봉용 기판(4)에 형성된 배선 도체(8a)를 통해서 외부의 프린트 배선판의 그 라운드 단자에 전기적으로 접속하는 경우, 배선 도체(8a)를 절연 기판(7)의 내부에 복수 형성함과 아울러 복수의 배선 도체(8a)의 인접 간격을 전자 부품(2)에서 사용되는 고주파 신호(수백MHz~100GHz정도, 특히 GHz대역의 고주파 신호)의 파장의 1/2 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의해, 배선 도체(8a)로 둘러싸진 영역에 고주파 노이즈가 침입하는 일이 없고, 고주파 그라운드의 불안정성으로부터 유발되는 전파 모드의 미스매치가 경감된다. 또한, 도전성 재료로 이루어지는 밀봉재(12)와 그라운드 도체층(14)이 직접, 전기적으로 접속되어 있기 때문에 그라운드 네트워크 경로가 짧아져 인덕턴스 성분의 증대를 막을 수 있으므로 안정된 그라운드로 할 수 있고, 양호한 전자 실드성을 유지할 수 있다. 따라서, 미소 전자 기계 기구(3)는 외부로부터 침입하는 고주파 노이즈의 영향을 받기 어렵게 된다.
따라서, 전자 부품(2)에는 예를 들면 사용되는 신호가 상기와 같은 고주파신호이었다고 해도 항상 정확한 신호가 배선 도체(8)를 통해서 전파되게 되어, 고속구동되는 전자 부품(2)을 보다 정상적이고 또한 안정적으로 작동시킬 수 있게 된다.
반도체 기판(5)에 형성된 배선 도체(15)는 전극(6)과 미소 전자 기계 기구(3) 사이의 신호를 도통하는 배선으로서 기능한다. 또한, 밀봉재(12)를 도전성 재료로 구성하는 경우, 밀봉재(12)와 배선 도체(15) 사이에서 쇼트가 발생하지 않도록 배선 도체(15) 상에는 산화 실리콘막 등의 절연막(16)을 형성해 두는 것이 좋다.
상기 구성의 전자 장치(1)에서는 배선 도체(8)의 도출 부분을 땜납 볼 등의 외부 단자(17)를 통해서 외부 전기 회로에 접속시킴으로써 미소 전자 기계 기구(3)가 외부 전기 회로와 전기적으로 접속된다.
외부 전기 회로와 전자 장치(1)의 접속을 땜납 볼 등을 이용하여 행하는 경우, 외부 전기 회로와 전자 장치(1)의 접속은 반도체 기판(5)과 전자 부품 밀봉용 기판(4)의 접합 온도 이하로 행하는 것이 반도체 기판(5)과 전자 부품 밀봉용 기판(8) 사이의 접합에 있어서의 신뢰성의 관점에서 바람직하다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 반도체 기판(5)의 하면과 전자 부품 밀봉기판(7)의 상면 사이에서 밀봉재(12)의 바깥쪽에 도전성 접합재(11)를 피복하도록 해서 수지재(18)를 충전해도 된다. 수지재(18)을 충전했을 경우, 반도체 기판(5)과 전자 부품 밀봉 기판(7) 사이의 열팽창 계수의 차에 의한 열응력이 충전된 수지에 의해 분산되어 과도한 응력이 도전성 접합재(11) 및 밀봉재(12)에 가해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 수분의 침입을 억제할 수 있는 결과, 도전성 접합재(11) 및 밀봉재(12)에 크랙이 발생하거나 도전성 접합재(11) 및 밀봉재(12)가 부식되거나 하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 그 결과, 전자 장치의 신뢰성을 보다 높일 수 있다.
또한, 마찬가지로 도 2에 나타내는 바와 같이, 반도체 기판(5)의 상면에 실드 도체층(19)을 형성해도 된다. 이 경우, 반도체 기판(5)을 통해서 미소 전자 기계 기구(3)가 밀봉된 영역 내에 억지로 들어가려고 하는 전자파는 실드 도체층(19)에서 유효하게 차단된다. 그 때문에 외부로부터의 노이즈를 차폐하여 미소 전자 기 계 기구(3)를 탑재한 전자 부품(2)을 한층 정상적이고 또한 안정적으로 작동시킬 수 있다. 여기에서, 실드 도체층(19)은 반도체 기판(5) 상에 형성된 금속층이고, 예를 들면 반도체 기판(5) 상에 증착 등에 의해 형성된다.
또한, 전자 장치(1)를 구성하는 전자 부품 밀봉용 기판(4)은 상술한 바와 같이 상면에 오목부(13)가 형성되어 있고, 오목부(13) 내에 미소 전자 기계 기구(3)가 수용되어 있는 것이 바람직하다.
이 경우, 미소 전자 기계 기구(3)의 높이에 상당하는 전자 장치(1)의 두께를 작게 할 수 있다. 그 결과, 예를 들면 휴대폰 시장 등에서 요구되는 전자 장치(1)의 저배화를 실현할 수 있다.
또한, 이러한 전자 장치(1)에 있어서 전자 부품 밀봉용 기판(4)은 상면이 평면상이며, 밀봉 공간이 밀봉재(12)의 두께와 대응하는 두께로 설정되어 있는 것이 바람직하다.
이 경우, 간이한 구조로 미소 전자 기계 기구(3)의 밀봉 공간을 형성할 수 있다. 그 결과, 전자 부품 밀봉용 기판(4) 및 전자 장치(1)의 생산성을 보다 높일 수 있다.
도 3은 본 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판을 복수개 분할의 형태로 했을 경우의 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 접속 패드(9) 및 밀봉재(12)를 구비하는 기판 영역이 넓은 면적의 모기판의 한쪽 주면에 종횡으로 배열 형성된 배선 모기판, 소위 복수개 분할의 형태로 해도 된다.
이러한 복수개 분할의 형태로 해 두면, 반도체 기판(5)의 주면에 미소 전자 기계 기구(3) 및 이것에 전기적으로 접속된 전극(6)이 복수개 배열 형성된 복수개 분할의 형태로 제작되는 반도체 모기판을 복수개 동시에 기밀 밀봉할 수 있어 생산성이 우수한 것으로 할 수 있다.
다음에, 전자 부품 밀봉용 기판(4)을 사용한 전자 장치의 제조 방법에 대하여 도 4A~도 4D에 의거하여 설명한다. 도 4A~도 4D는 본 실시형태에 의한 전자 장치의 제조 방법의 일례를 공정순으로 나타내고 있다. 또한, 도 4A~도 4D에 있어서 도 1A, 도 1B 및 도 3과 같은 구성에는 같은 부호를 붙이고 있다. 또한, 도면에 나타내는 것을 간단하게 하기 위해서 그라운드 도체층(14) 등의 도 1A, 도 1B 및 도 3에 나타내어진 구성의 일부를 생략하고 있다.
우선, 도 4A에 나타내는 바와 같이, 종횡으로 배치된 복수의 미소 전자 기계 기구(3)를 하면에 갖는 반도체 모기판(21)을 준비한다. 반도체 모기판(21)의 하면에는 각 미소 전자 기계 기구(3)에 대응해서 전극(6)이 형성되어 있다. 반도체 모기판(21)은 각각이 미소 전자 기계 기구(3) 및 전극(6)을 구비하는 전자 부품 영역(22)이 복수개 분할의 형태로 형성된 반도체 기판이다.
다음에, 도 4B에 나타내는 바와 같이, 배선 모기판(23)을 준비한다. 배선 모기판(23)은 미소 전자 기계 기구(3)에 대응하는 복수의 기판 영역(24)을 갖고 있다.
기판 영역(24)은 각각이 전자 부품 밀봉용 기판(4)이 되는 영역이고, 한쪽의 주면에 있어서 전자 부품 밀봉용 기판(4)이 되는 영역마다 환상 도체 패턴(10)과, 환상 도체 패턴(10)의 바깥쪽에 위치하는 접속 패드(9)가 각각 형성되어 있다. 접 속 패드(9)는 절연 기판(7)의 한쪽 주면에서 다른쪽 주면 또는 측면에 도출된 배선 도체(8)와 전기적으로 접속되어 있다.
본 실시형태에 의한 전자 장치에 있어서, 미리 환상 도체 패턴(10) 상에는 밀봉재(12)가 형성되고, 접속 패드(9) 상에는 도전성 접속재(11)가 형성되어 있다. 이렇게 해 두면, 밀봉재(12)에 의한 기계적인 접합(밀봉)과, 도전성 접합재(11)에 의한 전기적인 접속을 동시에 행하는 것이 용이하게 되므로 전자 부품의 밀봉 작업성을 향상시킬 수 있다.
밀봉재(12)는 환상 도체 패턴(10) 상에 형성된다. 또한, 밀봉재(12)는 예를 들면 철-니켈―코발트합금으로 이루어지는 경우이면 철-니켈―코발트합금의 금속판에 압연 가공이나 금형에 의한 펀칭 가공 또는 에칭 가공을 행하고, 환상 도체 패턴상으로 성형함으로써 제작된다.
밀봉재(12)와 절연 기판(7)의 접합은 주석-은계 등의 땜납, 금-주석납 등의 저융점 납재, 또는 은-게르마늄계 등의 고융점 납재를 통해서 접합할 수 있다.
또한, 밀봉재(12)는 주석-은계 등의 땜납, 금-주석납 등의 저융점 납재, 및 은-게르마늄계 등의 고융점 납재를 이용하여 형성해도 된다.
도전성 접합재(11)는 접속 패드(9) 상에 형성된다. 도전성 접합재(11)는 예를 들면 주석-은계 등의 땜납으로 이루어지는 경우이면, 이 땜납의 볼을 접속 패드(9) 상에 위치 결정해서 가열, 용융, 및 접합시킴으로써 형성된다. 또한, 도전성 접합재(11)를 밀봉재(12)와 동일한 재료로 형성하는 경우, 밀봉재(12)와 함께 도전성 접합재(11)를 일괄 형성해도 된다.
다음에, 도 4C에 나타내는 바와 같이, 반도체 모기판(21)을 배선 모기판(23) 상에 미소 전자 기계 기구(3)를 개개의 기판 영역(24)마다 기밀 밀봉하는 밀봉재(12)를 통해서 접합함으로써 접합체(25)를 형성한다.
접합체(25)는 전자 장치(1)가 복수개 분할의 형태로 형성되어 있는 것이고, 이 접합체(25)에 있어서 종횡으로 배치된 미소 전자 기계 기구(3)는 각 기판 영역(24)에 있어서의 밀봉재(12) 내측의 밀봉 공간에 기밀 밀봉되어 있다.
또한, 각 미소 전자 기계 기구(3)에 대응해서 배치된 전극(6)은 도전성 접합재(11)를 통해서 대응하는 접속 패드(9)와 전기적으로 접속되어 있다.
여기에서, 전극(6)과 도전성 접합재(11)의 접합은, 예를 들면 도전성 접합재(11)가 주석-은계 땜납으로 이루어지고, 도전성 접합재(11)와 밀봉재(12)의 높이가 동일할 때 전극(6) 상에 도전성 접합재(11)를 위치 맞춤해서 얹고, 이들을 리플로우 로 중에 있어서 약 250~300℃정도의 온도에서 열처리하는 것 등에 의해 행하여진다.
여기에서, 반도체 기판(5)의 주면과 밀봉재(12)의 접합은, 예를 들면 접합면에 도전성 접합재(11)와 같은 주석-은계의 땜납을 끼워 두고, 상술한 전극(6)과 도전성 접합재(11)의 접합과 동시에 리플로우 로 중에서 열처리함으로써 행할 수 있다. 또한, 도전성 접합재(11)가 주석-은계 땜납으로 이루어지고, 도전성 접합재(11)와 밀봉재(12)의 높이에 불균일이 있거나 또는 배선 모기판(23)에 휘어짐 등이 있는 경우에는, 반도체 모기판(21)과 배선 모기판(23)의 접속은 220℃~280℃정도의 온도에서 열압착함으로써 접합할 수 있다.
이렇게, 본 실시형태에 의한 전자 장치(1)의 제조 방법에 의하면, 전자 부품 영역(22)의 전극(6)의 외부 도출을 위한 접합과, 미소 전자 기계 기구(3)의 기밀 밀봉을 위한 접합을 동시에 행할 수 있기 때문에 전자 장치(1)의 생산성을 매우 높일 수 있다.
그리고, 도 4D에 나타내는 바와 같이, 접합체(25)를 전자 부품 밀봉 영역(22)마다 분할해서 전자 장치(1)를 얻는다.
이렇게 해서 제작된 전자 장치(1)는 상기한 바와 같이, 각각이 전자 부품 밀봉용 기판(4)이 되는 기판 영역(24)의 상면에 환상 도체 패턴(10)과 환상 도체 패턴(10)의 바깥쪽에 위치하는 접속 패드(9)가 형성되어 있는 배선 모기판(23)을 이용하여 반도체 모기판(21)의 밀봉을 행하고 있다. 또한, 복수개의 전자 장치(1)를 동시 집약적으로 얻을 수 있다. 따라서, 미소 전자 기계 기구(10)와 접속 패드(9) 및 도전성 접합재(11) 사이의 전자적인 간섭이 억제된 전자 장치(1)를 생산성을 양호하게 해서 제조할 수 있다.
접합체(25)의 절단은 이 접합체(25)에 대하여 다이싱 가공 등의 절단 가공을 실시함으로써 행할 수 있다. 여기에서, 도전성 접합재(11)가 미소 전자 기계 기구(3)를 기밀 밀봉하는 밀봉재(12)의 외측에 형성되어 있는 경우, 외관 검사에 의해 미소 전자 기계 기구(3)와 전자 부품 밀봉용 기판(4)의 접합을 하는 도전성 접합재(11)를 검사할 수 있다. 그 결과, 밀봉재(12)의 내부에 도전성 접합재(11)를 형성했을 경우와 같이 X선에 의한 접합 검사 등을 행할 필요가 없어진다.
또한, 도전성 접합재(11)가 땜납의 볼로 이루어지고, 용융한 땜납이 전극(6) 의 외측으로 밀려나올 가능성이 있는 경우라도, 그 땜납은 밀봉재(12)로 차단되므로 미소 전자 기계 기구(3)에 도달하는 것은 방지된다. 그 때문에 땜납에 의해 미소 전자 기계 기구(3)의 기계적인 작동이 방해되는 일이나 전기적인 작동의 신뢰성이 저하하는 일은 효과적으로 방지되기 때문에 전자 장치(1)로서의 신뢰성을 양호하게 확보할 수 있다.
본 실시형태에 의한 전자 장치(1)의 제조 방법은 상기 각 공정을 구비함으로써 종횡으로 배치된 복수의 미소 전자 기계 기구(3)에 대하여 미소 전자 기계 기구(3)에 대응하는 복수의 기판 영역(24)을 갖는 배선 모기판(23)을 이용하여 동시에 기밀 밀봉할 수 있다. 그 때문에 서로 접합된 반도체 모기판(21) 및 배선 모기판(23)으로 이루어지는 접합체(25)를 용이하게 제작할 수 있다. 이 접합체(25)는 각 기판 영역(24)을 따라 분할함으로써 개개의 전자 장치(1)가 되므로 복수의 전자 장치(1)를 높은 생산성으로 확실하게 제조할 수 있다.
또한, 도전성 접합재(11)가 미소 전자 기계 기구(3)를 기밀 밀봉하는 밀봉재(12)의 외부에 형성되어 있기 때문에 외관 검사에 의해 전극(6)과 전자 부품 밀봉용 기판(4) 사이의 전기적 접속이 확실하게 되어 있는지 판단할 수 있게 된다. 또한, 도전성 접합재(11)를 형성하는 접속재가 미소 전자 기계 기구(3)에 흐르는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 설명에서는 하나의 전자 장치(1) 내에 하나의 미소 전자 기계 기구(3)를 기밀 밀봉했지만, 하나의 전자 장치(1) 내에 복수의 미소 전자 기계 기구(3)를 기밀 밀봉해도 된다. 또한, 도 4A~도 4D에 나타낸 예에서는 배선 도체(8) 를 절연 기판(7)의 하면측에 도출시키고 있지만 이것을 측면에 도출시키거나 측면 및 하면 양쪽에 도출시키거나 해도 된다. 또한, 도 4A~도 4D의 예에서는 미소 전자 기계 기구(3)를 수용하기 위한 오목부(캐비티)를 형성한 예를 나타냈지만 반드시 오목부를 형성할 필요는 없고, 밀봉재(12)의 높이를 적절히 설정해 미소 전자 기계 기구(3)가 필요로 하는 밀봉 공간을 형성해도 된다.
또한, 배선 도체(8)의 외부 전기 회로로의 전기적인 접속은 외부 단자(17)로서 땜납 볼을 통해서 행하는 것에 한정되지 않고, 리드 단자나 도전성 접착제 등을 통해서 행하여도 된다.
또한, 상술의 설명에서는 절연 기판(7)으로서 세라믹스 재료로 이루어지는 기판을 사용했지만, 수지 및 유리 등 다른 재료로 이루어지는 기판을 사용해도 된다. 또한, 상술의 설명에서는 미소 전자 기계 기구(3)를 기밀 밀봉하기 위해서 반도체 기판(5)과 절연 기판(7)을 환상 도체 패턴(10) 및 밀봉재(12)를 통해서 접합했지만, 반도체 기판(5)과 절연 기판(7)을 접합할 수 있다면 이것에 한정하지 않는다. 예를 들면, 유리로 이루어지는 절연 기판(7)을 이용하여 반도체 기판(5)과 절연 기판(7)을 양극 접합에 의해 직접 접합해도 된다.
(제 2 실시형태)
다음에 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다.
발명의 제 2 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판이 제 1 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 장치와 다른 점은 절연 기판(7) 내에 발진 회로를 내장하고 있는 점이다. 도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판을 구 비한 전자 장치의 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 5에 나타내어진 전자 장치(31)에서는, 전자 부품 밀봉용 기판(32)을 구성하는 절연 기판(7) 내에 접속 패드(9)에 전기적으로 접속된 한 쌍의 용량 형성용 전극(33)과 용량 형성용 전극(33)에 전기적으로 접속된 저항체(34)가 각각 형성되어 있다. 각 용량 형성용 전극(33)은 대향되어 배치되어 있고, 각 용량 형성용 전극(33)과 그들 사이에 개재하는 절연 기판(7)의 일부(이하, 「절연층(35)」이라고 한다.)는 콘덴서(커패시터 성분)를 구성한다. 또한, 이 콘덴서와 저항체(34)는 CR 발진회로를 구성한다. 또한, 도 5에 있어서 도 1A 및 도 1B 내지 도 4A~도 4D에 나타내어진 것과 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
이 CR 발진회로는 미소 전자 기계 기구(3)에서 검지된 전기 신호를 높은 주파수의 신호에 실어서 전파로서 전송시키는 기능을 구비한다. 즉, 이 CR 발진회로에 의해 예를 들면 센서인 미소 전자 기계 기구(3)가 센싱한 신호를 실어서 공중을 나르는 역할을 하는 고주파(반송파)가 만들어진다. 이 반송파는 안테나 등의 송신장치(도시 생략)를 통해서 외부에 전파로서 전송된다.
본 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판(32)에 의하면, CR 발진회로가 절연 기판(7) 내에 형성되어 있으므로 별도 칩 부품으로서 콘덴서 및 저항체를 전자 부품 밀봉용 기판(32)에 탑재하기 위한 배선이나 도전성 접합재는 필요하지 않다. 그 때문에 신호의 전송 로스를 작게 할 수 있고, 저소비전력화가 가능하게 된다. 따라서, 미소 전자 기계 기구(3)의 구동 정밀도의 향상, 전자 장치(21)의 응답 정밀도의 향상, 구동 시간의 장시간화가 가능한 전자 부품 밀봉용 기판(32) 및 전자 장치(31)를 얻을 수 있다.
또한, 외부 전기 회로 기판에 필요했던 칩 부품을 탑재하는 스페이스가 불필요하게 되므로 보다 소형 모듈을 형성할 수 있다. 이것은, 기기 전체의 소형화 및 저소비전력화에 기여한다. 또한, 불필요하게 된 스페이스에 다른 회로나 부품 등을 탑재할 수 있으므로 기기의 고기능화 및 고밀도화도 가능하게 된다.
또한, 발진회로를 절연 기판(7) 내에 형성하고 있기 때문에, 예를 들면 칩 콘덴서 또는 칩 저항 부품의 접속 단자 전극과 도전성 접합재의 접속부와 같은 도전 경로의 접속 불연속부가 존재하지 않기 때문에 전자 노이즈의 발생을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 미소 전자 기계 기구(3)나, 다른 회로 기판으로의 전자적인 간섭을 매우 작게 할 수 있다. 따라서, 고정밀도의 미소 전자 기계 기구(3)를 정밀도 좋게 구동시킬 수 있는 응답 정밀도가 좋은 전자 장치(31)를 얻을 수 있다.
또한, 저항체(34)와 용량 형성용 전극(33)의 전기적인 접속은, 예를 들면 저항체(34)와 용량 형성용 전극(33)의 일부끼리를 직접 접촉시키는 것 등에 의해 행하게 할 수 있다.
또한, 저항체(34)는 비어 도체 등의 배선 도체(8)의 일부를 통해서 접속 패드(9)와 전기적으로 접속시킬 수 있고, 용량 형성용 전극(33)은 배선 도체(8) 및 저항체(34)를 통해서 접속 패드(9)와 전기적으로 접속시킬 수 있다.
이 용량 형성용 전극(33)은 배선 도체(8) 및 접속 패드(9)와 같은 재료를 사용하고, 같은 수단에 의해 제작된다. 한 쌍의 용량 형성용 전극(33)으로서의 도체 패턴은 예를 들면 사각형상, 또는 원형상 등의 도체 패턴이 상하로 겹쳐져서 구성 되어 있다. 이 경우, 한 쌍의 도체 패턴은 절연 기판(7)이 되는 그린시트 등에 적층 위치의 어긋남이 발생한 경우에도 대향 면적이 일정하게 유지되도록 한쪽의 도체 패턴의 외주 가장자리가 다른쪽 도체 패턴의 외주 가장자리보다 외측으로 위치하도록 설정되어도 된다.
또한, 용량 형성용 전극(33) 및 절연층(35)에 의해 형성되는 콘덴서의 커패시턴스는 0.5pF~50nF정도가 좋다. 0.5pF보다 큰 경우에는 콘덴서의 제작시에 공차의 영향을 받기 어려워진다. 한편, 50nF보다 작은 경우에는 소형화가 용이해짐과 아울러 제작이 용이해진다.
한 쌍의 용량 형성용 전극(33) 사이에 개재하는 절연층(35)은 절연 기판(7)의 일부이고, 예를 들면 절연 기판(7)의 다른 부위를 형성하는 절연 재료와 같은 절연 재료(유전체 재료)에 의해 형성되어 있다.
또한, 저항체(34)는 용량 형성용 전극(33)과 전기적으로 접속되어 있다. 저항체(34)는 산화루테늄이나 은 팔라듐 등에 의해 형성된다. 이 형성의 수단으로서는, 메탈라이즈층 형성 수단이나 도금층 형성 수단, 증착막 형성 수단 등의 금속을 박막층으로서 피착시키는 수단을 사용할 수 있다. 예를 들면, 저항체(34)를 메탈라이즈층 형성 수단에 의해 형성하는 경우라면 산화루테늄의 페이스트를 절연 기판(7)이 되는 그린시트에 인쇄하고, 적층한 후, 이것을 그린시트와 함께 소성함으로써 형성된다.
또한, 저항체(34)의 전기 저항은 10Ω~100kΩ정도가 좋다. 전기 저항을 10Ω보다 크게 하면, 저항체(34)의 제작시에 공차의 영향을 받기 어려워진다. 전기 저 항을 100kΩ보다 작게 하면, 소형화가 용이해짐과 아울러 제작이 용이해진다.
상술한 바와 같이, 이 전자 부품 밀봉용 기판(32)에 있어서의 배선 도체(8)의 도출 부분을 땜납 볼 등의 외부 단자(17)를 통해서 외부의 전기 회로에 접속시킴으로써 미소 전자 기계 기구(3)가 외부 전기 회로와 전기적으로 접속된다. 즉, 미소 전자 기계 기구(3)에서 검지되어 전기 신호로 변환된 기계적인 진동 등의 외부의 정보가 상기 용량 형성용 전극(33)과 저항체(34)에 의해 구성되는 발진회로에서 반송파가 되고, 이 반송파가 외부 전기 회로에 공급된다. 외부 전기 회로에는, 예를 들면 앰프, 필터, 안테나 등이 배설되어 있고, 이들에 의해 반송파에 따른 전파가 전송된다.
이 전자 부품 밀봉용 기판(32)에 있어서, 한 쌍의 용량 형성용 전극(33) 사이에 배치된 절연층(35)의 비유전율이 다른 부위에 있어서의 절연 기판(7)의 비유전율보다 높은 것이 바람직하다.
이렇게, 절연 기판(7)에 있어서 적어도 한 쌍의 용량 형성용 전극(33) 사이에 개재하는 부위, 즉 절연층(35)에 있어서의 비유전율을 다른 부위에 있어서의 비유전율보다 높게 함으로써 그 비유전율의 차에 따라서 용량 형성용 전극(33) 사이에 발생하는 정전 용량을 크게 할 수 있다.
일반적으로, CR 발진회로의 발진 주파수는 C값(정전 용량)이 커지면 발진 주파수의 대역을 넓게 할 수 있기 때문에 대용량 콘덴서를 갖는 CR 발진회로를 절연 기판(7) 내에 형성함으로써 발진 효율이 좋은 발진회로를 형성할 수 있다.
따라서, 절연 기판(7)에 있어서 절연층(35)의 비유전율을 다른 부위보다 높 게 함으로써 같은 면적이라도 보다 대용량의 콘덴서를 갖는 CR 발진회로를 절연 기판(7)에 내장할 수 있으므로 전자 장치(32)를 사용한 기기의 보다 한층 소형화, 저소비전력화에 기여한다.
예를 들면, 절연 기판(7)이 산화알루미늄질로 이루어지고 또한 비유전율이 10인 경우, 절연층(35)의 비유전율을 10으로 한 경우에는 발진 주파수의 대역이 약 1kHz인 것에 대하여, 절연층(35)의 비유전율을 1000으로 한 경우에는 대역이 약 3kHz로 약 3배가 되므로 발진 효율이 좋은 발진회로를 형성할 수 있다.
비유전율이 높은 절연층(35)은, 예를 들면 유전체 분말과 소결 조제와 유기 수지 바인더와 유기 용제로 이루어지는 유전체층용 페이스트를 인쇄 형성하고, 절연 기판(7)의 다른 부위를 구성하는 층과 동시 소성함으로써 제작된다. 유전체 분말로서는, 예를 들면 BaTiO3 이외에 SrTiO3, MgTiO3, BaZrO3와 같은 페로브스카이트 구조를 갖는 것 등을 들 수 있다.
소결 조제로서는, 예를 들면 SiO2-B2O3계, SiO2-B2O3-Al2O3계, SiO2-B2O3-Al2O3-MO계(다만, M은 Ca, Sr, Mg, Ba 또는 Zn을 나타낸다), SiO2-B2O3-Ml2O계(다만, Ml은 Li, Na 또는 K를 나타낸다), SiO2-B2O3-Al2O3-M22O계(다만, M2는 상기와 같다), Pb계 유리, Bi계 유리 등의 유리, 또는 CuO 등의 금속 산화물을 들 수 있다.
유전체층용 페이스트에 사용되는 유기 수지 바인더 및 유기 용제로서는, 절연 기판(7)이 되는 세라믹 그린시트와의 동시 소성이 가능하면 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 그린시트에 배합되는 유기 수지 바인더, 유기 용제와 같은 것을 사 용할 수 있다.
이 경우, 용량 형성용 전극(33)은 Cu 또는 Ag의 분말을 85~99.5질량부, 티탄산바륨 결정을 석출하는 결정화 유리를 0.5~15질량부 함유함과 아울러, 유기 수지 바인더 및 유기 용제를 함유해서 이루어지는 전극 페이스트를 인쇄 형성하고, 그린시트와 동시 소성함으로써 제작된다.
티탄산바륨 결정을 석출하는 결정화 유리의 조성비는, 소성시에 절연 기판(7)을 구성하는 유전체층(7)과 배선 도체(8)의 계면 박리가 발생하지 않도록 Cu 또는 Ag의 분말에 대하여 최소의 비율인 것이 바람직하다. 결정화 유리의 유리 조성비가 Cu 또는 Ag의 분말에 대하여 15질량부 미만이면, 소성시에 용량 형성용 전극(33)의 유리 성분이 절연층(35)에 많이 유입되어서 절연층(35)의 특성을 열화시키는 것을 방지할 수 있다. 한편, 결정화 유리의 유리 조성비가 0.5질량부를 초과하는 경우에는 결정화 유리에 의해 BaTiO3와의 습윤성이 좋아져 소성시에 절연층(35)과 용량 형성용 전극(33)의 계면에 있어서의 박리가 발생하기 어려워진다.
Cu 또는 Ag의 분말은 절연 기판(7)용의 배선 도체(8)로서 사용할 경우에는, 동시 소성시의 절연 기판(7)의 성분과 절연층(35) 성분의 상호 확산을 억제하기 위해서 직경 5㎛ 이하의 입경이 작은 것이 바람직하다.
결정화 유리는 그 결정화시에 BaO와 TiO2가 결합해서 BaTiO3 결정을 석출하는 것이다. 주상으로서 BaTiO3 결정을 석출하기 때문에 결정화 유리가 소성시의 확산에 의해 절연층(35)의 내부에 유입되어도 절연층(35)의 특성을 열화시키는 일이 없다.
또한, 결정화 유리의 용량 형성용 전극(33)으로의 첨가에 의해 절연층(35)과 용량 형성용 전극(33)의 습윤성을 향상시켜 소성시의 계면 박리의 발생을 막을 수 있게 된다.
그 경우의 결정화 유리는, 그 유리 조성비가 BaO를 55.1~59.7질량%, TiO2를 24.0~26.0질량%, SiO2를 7.7~11.3질량%, Al2O3를 6.6~9.7질량%, SrO를 0.7질량% 이하, Na2O를 0.5질량% 이하, CaO를 0.4질량% 이하 함유하는 것이며, 각 성분의 합계가 100질량%가 되도록 조정한다. TiO2, SiO2, Al2O3, SrO, Na2O, CaO는 유리화를 위한 망목 형성 산화물, 중간 산화물, 망목 수식 산화물이기 때문에 유리화하기 위한 최소의 비율인 것이 바람직하다. BaO가 59.7질량% 이하, TiO2가 26.0질량% 이하, SiO2가 7.7질량% 이하, Al2O3가 6.6질량%를 초과하는 경우, 이 조성물을 유리화시키는 것이 용이하게 된다. 또한, BaO가 55.1질량%를 초과하고, TiO2가 24.0질량%를 초과하며, SiO2가 11.3질량%를 초과하고, Al2O3가 9.7질량% 미만, SrO가 0.7질량% 미만, Na2O가 0.5질량% 미만, CaO가 0.4질량% 미만인 경우, BaO, TiO2 이외의 성분의 절연 기판(7) 내부로의 유입량이 억제되어 절연 기판(7)의 특성의 열화를 방지할 수 있게 된다.
또한, 유전율이 높은 결정을 석출시키는 유리로서 BaTiO3를 석출하는 것 이외에 NaNb2O5를 석출하는 것도 있지만, 전극 페이스트 중에 함유되는 유리는 절연 판(1)의 결정상과 같은 결정상을 석출하는 것이 바람직하다. 즉, 절연층(35)의 주성분이 BaTiO3면 BaTiO3를 석출하는 결정화 유리를, 절연층(35)의 주성분이 NaNb2O5라면 NaNb2O5를 석출하는 결정화 유리를 전극 페이스트용의 첨가물로서 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 절연층(35)의 비유전율은 50~5000정도가 바람직하다. 비유전율이 50 이상이라면 커패시터 성분이 지나치게 작아지지 않고, 비유전율이 5000 이하면 절연 기판(7)과의 동시 소성이 용이하게 된다.
또한, 저항체(34)는 절연 기판(7)의 내부에 있어서 접속 패드(9)의 바로 아래에 배치되어 있고, 용량 형성용 전극(33)과 접속 패드(9) 사이의 거리는 저항체(34)와 접속 패드(9) 사이의 거리보다 긴 것이 바람직하다. 또한, 이 용량 형성용 전극(33)과 접속 패드(9) 사이의 거리는 용량 형성용 전극(33)과 접속 패드(9)를 최단으로 연결하는 직선거리를 말하고, 저항체(34)와 접속 패드(9) 사이의 거리는 저항체(34)와 접속 패드(9)를 최단으로 연결하는 직선 거리를 말한다.
저항체(34)를 접속 패드(9) 바로 아래의 절연 기판(7)의 내부에 배치함으로써 CR 발진회로와 접속 패드(9) 사이의 배선 길이를 보다 짧게 할 수 있다. 그 때문에 저항체(34)와 접속 패드(9) 사이의 전기적 저항을 보다 작게 할 수 있으므로 전송 로스를 더욱 작게 할 수 있다. 따라서, 전자 장치(31)의 한층 고정밀도 구동이나 응답 정밀도의 향상, 저소비전력화에 의한 구동 시간의 장기화를 행할 수 있다.
또한 동시에, 용량 형성용 전극(33)은 이 접속 패드(9)의 바로 아래에 배치되어 있는 저항체(34)에 비하여 접속 패드(9)와의 사이 거리가 길기 때문에 접속 패드(9) 및 전극(6)을 통해서 전기적으로 접속되는 미소 전자 기계 기구(3)와의 사이 거리를 이간시킬 수 있다.
그 때문에, 용량 형성용 전극(33)에 의해 형성되는 콘덴서에서 발생하는 발진 노이즈가 미소 전자 기계 기구(3)에 부여하는 간섭, 특히 가속도 센서의 진동 등의 기계적인 동작의 저해 등의 기계적인 간섭을 최대한 작게 할 수 있다. 그 결과, 발진 노이즈에 기인해서 고정밀도 구동, 응답 정밀도의 향상에 지장이 생기고, 미소 전자 기계 기구(3)의 파괴나 변형 등이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
즉, 이 구성에 의해 특히 기계적인 작동을 수반하는 미소 전자 기계 기구(3)를 구비하는 전자 부품(2)에 대하여 센싱 등의 작동의 신뢰성을 매우 높게 해서 밀봉할 수 있다.
또한, 용량 형성용 전극(33)과 접속 패드(9) 사이의 거리를 저항체(34)와 접속 패드(9) 사이의 거리보다 길게 하는 경우, 저항체(34)에서 용량 형성용 전극(33)에 걸쳐서 접속용의 도체(도시 생략)를 배선 도체(2)와 같은 수단으로 형성하는 것 등에 의해 저항체(34)와 용량 형성용 전극(33)을 전기적으로 접속시킬 수 있다.
미소 전자 기계 기구(3)의 동작, 특히 진동 등의 기계적인 동작에 대한 간섭을 작게 하기 위해서는, 용량 형성용 전극(33)은 미소 전자 기계 기구(3)로부터 떨어져서, 즉 절연 기판(7)의 다른쪽 주면측에 가깝게 배치되는 것이 바람직하다. 여 기에서, 한 쌍의 용량 형성용 전극(33) 중 한쪽이 절연 기판(7)의 다른쪽 주면에 노출되어서 형성되어 있어도 된다.
또한, 전자 장치(31)에 있어서 평면 투시해서 미소 전자 기계 기구(3)와 겹쳐지는 부위에는 용량 형성용 전극(33)을 형성하지 않도록 해서 간섭을 보다 효과적으로 억제하도록 해도 된다.
또한, 저항체(34)는 산화루테늄이나 은 팔라듐 등에 의해 형성되고, 예를 들면 상술한 것과 같은 수단에 의해 형성할 수 있다. 즉, 메탈라이즈층 형성 수단이나 도금층 형성 수단, 증착막 형성 수단 등의 금속을 박막층으로서 피착시키는 수단을 사용할 수 있다. 예를 들면, 저항체(34)를 메탈라이즈층 형성 수단을 이용하여 형성하는 경우라면 산화루테늄의 페이스트를 절연 기판(7)이 되는 그린시트에 인쇄해서 적층한 후, 이것을 그린시트와 함께 소성함으로써 형성하면 된다.
이때, 산화루테늄의 페이스트의 인쇄를 절연 기판(7)이 되는 그린시트 중 접속 패드(9)의 바로 아래에 위치하는 부위에 행함으로써 저항체(34)를 접속 패드(9)의 바로 아래에 배치할 수 있다.
또한, 저항체(34)는 접속 패드(9) 또는 접속 패드(9)에 인접하는 배선 도체(2)의 적어도 일부라도 된다. 즉, 저항체(34)가 되는 접속 패드(9) 또는 배선 도체(2)의 적어도 일부를 다른 부분보다 저항이 높아지도록 형성해도 된다.
이 경우, 별도 저항체(34)를 형성하는 경우에 비하여 발진 기능을 구비하는 전자 부품 밀봉용 기판(32) 및 전자 장치(31)를 보다 한층 소형으로 형성할 수 있다. 즉, 저항체(34)를 접속 패드(9) 또는 배선 도체(8)의 적어도 일부로 구성하면 저항체(34)를 별개로 형성하는 것 보다 보다 짧은 거리로 CR 발진회로를 형성할 수 있기 때문에 보다 소형으로 고효율인 발진회로를 형성할 수 있다.
이 경우, 저항체(34)는 접속 패드(9) 또는 접속 패드(9)에 인접하는 배선 도체(8)의 적어도 일부를 산화루테늄이나 은 팔라듐 등으로 형성함으로써 형성된다.
이 형성의 수단으로서는, 메탈라이즈층 형성 수단이나 도금층 형성 수단, 증착막 형성 수단 등의 금속을 박막층으로서 피착시키는 수단을 사용할 수 있다. 예를 들면, 저항체(34)를 메탈라이즈층 형성 수단에 의해 형성하는 경우라면 절연 기판(7)이 되는 그린시트에 산화루테늄 페이스트를 소정의 접속 패드(9)나, 접속 패드(9)에 인접하는 배선 도체(8)의 패턴으로 인쇄함으로써 형성된다.
또한, 배선 도체(8)가 비어 도체를 포함하는 경우라면 상기 그린시트에 기계적인 펀칭 가공법 등에 의해 관통 구멍 가공을 행한 뒤 관통 구멍에 산화루테늄 페이스트를 충전하고, 적층한 후, 이것을 그린시트와 함께 소성함으로써 형성된다.
이것에 의해, 저항체(34)를 별도의 패턴으로 형성하는 것 보다 산화루테늄 등의 페이스트의 인쇄 횟수를 절감할 수 있으므로 전자 부품 밀봉용 기판(32) 및 전자 장치(31)로서의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의한 전자 장치(31)에 있어서 접지 도체층(14)은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 용량 형성용 전극(33)과 밀봉되는 미소 전자 기계 기구(MEMS)(3) 사이에 개재하도록 해서 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 발진회로의 용량 형성용 전극(33)에서 발생하는 발진 노이즈를 접지 도체층(14)에서 실드할 수 있기 때문에, 발진 노이즈에 기인해서 고정 밀도 구동, 응답 정밀도의 향상에 지장이 생겨서 미소 전자 기계 기구(3)의 파괴나 변형 등이 일어나는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
이러한 접지 도체층(14)은 배선 도체(2) 및 접속 패드(9)와 같은 재료를 사용하고, 같은 수단에 의해 제작된다.
(제 3 실시형태)
다음에 본 발명의 제 3 실시형태에 대하여 설명한다.
본 발명의 제 3 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판이 제 1 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 장치와 다른 점은, 절연 기판(7)의 반도체 기판(5)측의 주면에 대향하는 주면에 형성되는 실장 패드를 미소 전자 기계 기구(3)의 밀봉 위치에 대응시켜서 배치하는 점이다. 도 6은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판을 구비한 전자 장치의 구성예를 나타내는 단면도이다. 또한, 도 7, 도 8은 도 6에 나타내어진 전자 장치(41)의 평면도이며, 절연 기판(7)에 있어서의 실장 패드(42)의 배치를 모식적으로 나타내고 있다. 또한, 도 5에 있어서 도 1A 및 도 1B 내지 도 4A~도 4D에 나타내어진 것과 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.
또한, 도 5에 있어서 미소 전자 기계 기구(3)는 한 쌍의 기둥상의 지지부 사이에서 빔상(beam-shaped)의 진동부를 지지하는 양팔보 구조로 되어 있다. 이 양팔보 구조의 미소 전자 기계 기구(3)는 진동부에 형성된 상부 전극(도시 생략)과 반도체 기판(5)에 형성된 하부 전극(도시 생략) 사이에 미소 전압을 인가 하면 정전 현상에 의해 진동부가 하부 전극을 향해서 접근하고, 또한 전압의 인가를 정지하면 이간해서 원래의 상태로 되돌아온다. 그리고, 이러한 진동부의 동작에 의해 상부 전극의 높이를 바꾸어서 반사되는 빛의 강도를 변조해서 광변조 소자로서 기능시키는 것, 및 특정한 주파수로 진동부를 진동시켜서 주파수 필터로서 기능시키는 것 등이 가능하게 된다.
도 7은, 본 실시형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판(42)의 실장 패드(43)가 형성된 측의 면을 나타낸 평면도이다. 다만, 도 7은 실장 패드(43)의 배치를 알기 쉽게 하기 위해서 간략화하고, 밀봉재(12)를 투시한 상태에서 나타내고 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 형태에 의한 전자 부품 밀봉용 기판(42)에 있어서, 실장 패드(43)가 배치되는 실장 영역은 밀봉재(12) 내측의 전자 부품 밀봉 영역의 중심을 지나는 2개의 구분 직선(도 7에 있어서, 일점쇄선으로 나타내어진다)에 의해 절연 기판(7)의 주면을 4등분한 4개의 구분 영역 중 3개 이하의 구분 영역에 대향하는 영역이다.
이렇게, 4개의 구분 영역 중 3개 이하의 구분 영역에 대향하는 영역에 실장 패드(43)를 배치함으로써 적어도 1개의 구분 영역에 대향하는 영역은 실장 패드(43)를 통해서 외부 전기 회로 기판과 기계적으로 접속되지 않으므로 그 영역에서는 응력이 생기지 않는다. 따라서, 적어도 1개의 구분 영역에 있어서 전자 부품 밀봉용 기판(42)에 작용하는 응력을 낮게 억제할 수 있다. 또한, 이러한 응력 억제된 구분 영역(이하, 「저응력 영역」이라고 한다.)에서는 뒤틀림도 작으므로 이 구분 영역에 대향하는 반도체 기판(5)의 영역에 있어서도 뒤틀림을 작게 할 수 있다.
상세하게는, 열팽창 계수의 차에 기인하는 응력에 의해 전자 부품 밀봉용 기 판(42)이 변형됨으로써 전자 부품(2)의 반도체 기판(5)에 발생하는 응력은 실장 영역과 대향하는 전자 부품(2)의 영역에서 높고, 실장 영역과 대향하는 전자 부품(2)의 영역으로부터 떨어진 부위에서 낮아진다. 그 때문에 실장 패드(43)가 배치되지 않는 적어도 1개의 구분 영역과 대향하는 반도체 기판(5)의 영역을 저응력 영역으로 할 수 있다. 여기에서, 이 저응력 영역에 미소 전자 기계 기구(3)를 형성하면, 예를 들면 진동부를 구비하는 미소 전자 기계 기구(3)에 그 응력에 기인해서 뒤틀림이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 미소 전자 기계 기구(3)의 구동 정밀도를 높일 수 있다.
도 7은 절연 기판(7)의 하면 중 2개의 구분 영역에 대향하는 영역에 각각 실장 패드(43)를 배치한 예를 나타내고 있다. 이 경우, 전자 부품 밀봉용 기판(42)의 하면에는 2개의 실장 패드(43)가 각각 배치된 실장 영역에 대향하는 2개의 구분 영역(K1)과, 실장 패드(43)가 배치되어 있지 않은 2개의 구분 영역(K2)이 존재한다. 이 2개의 구분 영역(K2)에 대향하는 반도체 기판(5)의 영역은 뒤틀림이 작은 저응력 영역이 된다. 이 저응력 영역에 미소 전자 기계 기구(3)(도 3에서는 도시 생략)를 형성해 두면 미소 전자 기계 기구(3)에 열팽창 계수의 차에 의한 응력 등에 기인하는 뒤틀림이 생기는 것이 효과적으로 방지되어 미소 전자 기계 기구(3)의 구동 정밀도를 높일 수 있다. 이 예라면, 절연 기판(7)의 주면에 있어서의 약 1/2의 영역에 대향하는 영역에 있어서 반도체 기판(5)에 미소 전자 기계 기구(3)를 형성할 수 있다.
또한, 실장 패드(43)는 전자 장치(41)를 실장하기 위해서 최저 1개는 필요하 고, 구분 영역 중 적어도 1개에 대향하는 영역에 실장 패드(43)가 배치되게 된다.
4개의 구분 영역에 대향하는 영역 중 몇개의 영역에 어떻게 실장 패드(43)를 배치할지에 대해서는, 미소 전자 기계 기구(3)의 형상이나 치수, 기능, 및 전자 부품(2)의 평면 치수나 외부 전기 회로 기판에 대한 경사 등에 따라서 적당하게 조정하면 된다.
또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 실장 패드(43)는 밀봉재(12)의 내측의 전자 부품 밀봉 영역을 4등분하는, 그 전자 부품 밀봉 영역의 중심으로부터 외주를 향해서 연장되는 4개의 구분 반직선(도 8에 있어서 일점쇄선으로 나타낸다) 중 3개 이하의 구분 반직선에 대향하는 선을 따라 배치되어 있어도 된다.
도 8은 전자 부품 밀봉용 기판(42)의 실장 패드(43)가 형성된 측의 면을 나타낸 평면도이다. 다만, 도 8은 도 7과 마찬가지로 실장 패드(43)의 배치를 알기 쉽게 하기 위해서 간략화하고, 밀봉재(12)를 투시한 상태로 나타내고 있다.
이렇게, 4개의 구분 반직선 중 3개 이하의 구분 반직선에 대향하는 선을 따라 실장 패드(43)를 배치함으로써 적어도 1개의 구분 반직선을 따라 전자 부품 밀봉용 기판(42)에 작용하는 응력을 낮게 억제할 수 있다. 이러한 구분 반직선을 포함하는 영역에서는 뒤틀림도 작으므로 이 구분 반직선에 대향하는 반도체 기판(5)의 영역에 있어서도 뒤틀림을 작게 할 수 있다.
이렇게, 적어도 1개의 구분 반직선을 포함하는 영역과 평면으로 볼 때에 대향하는 영역에 있어서 반도체 기판(5)에 저응력 영역을 형성할 수 있기 때문에, 이 저응력 영역에 미소 전자 기계 기구(3)를 형성하면, 예를 들면 진동부를 구비하는 미소 전자 기계 기구(3)에 그 응력에 기인해서 뒤틀림이나 변형이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 미소 전자 기계 기구(3)의 구동 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 미소 전자 기계 기구(3)가 한 쌍의 기둥상의 지지부의 선단 사이에 빔상의 진동부를 배치한 경우에는 다음과 같은 효과를 얻을 수도 있다.
실장 패드(43)를 구분 반직선을 따라 배치했을 경우에는 이 실장 패드(43)에 대향하는 영역을 걸치도록, 즉 미소 기계 전자 기구(3)의 지지부를 배치할 수 있다. 즉, 기계적인 파괴가 생기기 쉬운 지지부를 저응력 영역에 형성할 수 있고, 예를 들면 소위 양팔보 구조(한 쌍의 지지부 사이에서 빔상의 진동부를 지지하는 구조)의 미소 전자 기계 기구(3)의 설계의 자유도를 높일 수도 있다.
도 8은 4개의 구분 반직선 중 일직선상으로 늘어선 2개의 구분 반직선에 대향하는 선을 따라 일렬로 실장 패드(43)가 배치되어 있을 경우를 나타낸다.
이 경우, 절연 기판(7)의 하면에는 1개의 실장 패드(43)가 각각 배치된 일직선상으로 늘어선 2개의 구분 반직선(H1)과, 그것에 직교하고 실장 패드(43)가 배치되어 있지 않은 2개의 구분 반직선(H2)이 존재한다. 반도체 기판(5)에 있어서, 이 실장 패드(43)가 배치되어 있는 2개의 구분 반직선에 대향하는 선형상의 영역 이외의 영역은 뒤틀림이 작은 저응력 영역이 된다. 따라서, 이 저응력 영역에 미소 전자 기계 기구(3)를 형성해 두면 열팽창 계수의 차에 의한 응력 등에 기인하는 미소 전자 기계 기구(3)에 뒤틀림이 생기는 것이 효과적으로 방지되어 미소 전자 기계 기구(3)의 구동 정밀도를 높일 수 있다.
예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이 실장 패드(43)가 배치되었을 경우에, 반도체 기판(5)에 양팔보 구조의 미소 전자 기계 기구(3)를 형성할 때에 반도체 기판(5)에서는 실장 패드(43)가 배치된 구분 반직선(H1)에 대향하는 선형상 영역을 걸치도록 미소 전자 기계 기구(3)의 지지부를 배치하면 된다. 이렇게 하면, 양팔보 구조의 미소 전자 기계 기구(3)의 지지부를 저응력 영역에 각각 위치시킬 수 있다. 그 때문에 지지부에 뒤틀림이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 전자 장치(41)가 가열, 냉각되었을 때에 있어서도 구동 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 상기 실장 패드(43)가 배치되어 있지 않은 구분 반직선(H2)을 포함하는 영역에 대향하는 반도체 기판(5)의 영역 내에 2점의 지지부를 형성할 수도 있기 때문에 미소 전자 기계 기구(3)의 배치 위치 등의 설계의 자유도가 높아진다. 또한, 실장 패드(43)의 배치는 도 7 및 도 8에 나타낸 예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 6~도 8에는 도면에 나타내지 않았지만, 실장 패드(43)가 배치된 절연 기판(7)의 하면에는 전자 부품 밀봉용 기판(42)과 외부 전기 회로 기판의 간격을 일정하게 하기 위한 볼록부를 형성하고 있는 것이 바람직하다. 볼록부는 예를 들면 전자 장치(12)의 실장 패드(43)를 외부 전기 회로 기판에 접합하는 외부 단자(17)와 하단면이 같은 높이로 되도록 해서 절연 기판(7)에 장착, 또는 절연 기판(7)과 일체적으로 형성된 부재이다. 볼록부는 예를 들면 절연 기판(7)의 하면 중 실장 패드(43)가 배치되지 않는 부위에 형성되고, 절연 기판(7)의 하면과 외부 전기 회로 기판의 상면 사이의 간격을 일정하게 유지하는 스페이서로서 기능한다. 이러한 볼록부를 형성함으로써 전자 장치(41)를 외부 전기 회로 기판에 실장할 때에 전자 장치(41)와 외부 전기 회로 기판의 평행을 용이하게 유지할 수 있다.
이 경우, 실장 패드(43)가 배치되지 않는 실장 영역 이외의 영역에 볼록부를 형성하면 볼록부로 전자 장치(41)를 지지할 수 있으므로 전자 장치(41)와 외부 전기 회로 기판 사이의 평행을 유지하는데 효과적이다. 다만, 설치 영역 이외에 있어서 볼록부는 외부 전기 회로 기판에 접합되지 않도록 해 놓을 필요가 있다. 볼록부가 외부 전기 회로 기판에 접합되어 버리면 볼록부를 통해서 전자 장치(41)의 절연 기판(7)에 열 응력이 가해져 미소 전자 기계 기구(3)의 뒤틀림 등의 문제를 유발할 우려가 있다.
또한, 예를 들면 실장 패드(43)의 부근에 외부 단자보다 탄성률(영률)이 낮은 재료로 이루어지는 볼록부를 형성해 두면 외부 전기 회로 기판에 실장한 후에 전자 장치(41)에 외력이 가해졌을 경우에 있어서 볼록부와 전자 장치(41)의 절연 기판(7)의 계면에도 응력이 분산됨과 아울러 그 응력을 볼록부의 변형에 의해 효과적으로 완화시킬 수 있으므로, 실장 패드(43)에 응력이 집중되어 여기를 기점으로 해서 파괴가 생기는 것 등을 억제할 수 있다.
이러한 볼록부는 외부 전기 회로와 접합되지 않고, 또한 땜납 범프 등의 외부 단자(17)의 높이와 같거나 또는 낮은 것이면 세라믹 재료, 금속 재료, 수지 재료 등 여러 가지 부재를 사용할 수 있다. 예를 들면, 세라믹 재료로 이루어지는 절연 기판(7)을 형성할 때에 일괄해서 볼록부를 형성하거나, 고융점 땜납으로 이루어지는 땜납 볼 등을 이용하여 전자 부품 밀봉용 기판(42)에 미리 볼록부가 되는 땜납 범프를 형성한 후에 외부 단자(17)가 되는 땜납 범프를 형성하거나 하면, 볼록부를 형성하기 위한 공정을 별도로 필요로 하지 않고 용이하게 형성할 수 있다. 또 한, 실리콘 등의 탄성률이 낮은 수지 재료를 이용하여 볼록부를 형성했을 경우에는 전자 장치(41)에 외력이 가해졌을 때에 발생하는 응력을 효과적으로 완화시킬 수 있고, 기계적 신뢰성을 보다 높일 수도 있다. 또한, 이 볼록부는 상술한 바와 같이 실장 패드(43)의 배치 등에 따라서 원하는 위치, 예를 들면 실장 패드(43)가 배치되어 있지 않은 영역이나 실장 패드(43)에 인접하는 부위 등에 형성하면 된다. 예를 들면 실장 패드(43)의 수가 적은 경우에 전자 장치(41)와 외부 전기 회로 기판의 평행을 유지하는 것을 중시하는 때에는 실장 영역 이외의 영역에 외부 전기 회로 기판에 대하여 접합되지 않는 볼록부를 형성하면 되고, 실장 패드(43)의 파괴를 방지하는 것을 중시하는 때에는 실장 패드(43)의 부근에 저탄성의 실장 패드(43)를 형성하면 된다.
본 발명은 특정 실시형태에 대하여 설명했지만 당업자에 있어서는 다른 많은 변형예, 수정, 다른 이용이 명확하다. 따라서, 본 발명은 여기에서의 특정 개시에 한정되지 않고, 첨부의 청구의 범위에 의해서만 한정될 수 있다.
본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징에서 일탈하지 않고, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 따라서, 상술의 실시형태는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않고, 본 발명의 범위는 특허 청구의 범위에 나타내는 것이며, 명세서 본문에는 조금도 구속되지 않는다. 또한, 특허 청구의 범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위 내인 것이다.
본 발명에 의한 전자 부품 밀봉용 기판에 의하면, 반도체 기판과 상기 반도 체 기판의 주면에 형성되는 미소 전자 기계 기구와 상기 미소 전자 기계 기구에 전기적으로 접속되는 전극을 갖는 전자 부품의 미소 전자 기계 기구를 기밀 밀봉하기 위한 전자 부품 밀봉용 기판으로서, 반도체 기판의 주면에 미소 기계 기구를 기밀 밀봉하도록 접합되는 제 1 주면을 구비한 절연 기판과, 일단이 절연 기판의 제 1 주면에 도출되고, 상기 일단이 전자 부품의 전극에 전기적으로 접속되는 배선 도체를 구비하며, 배선 도체의 일단은 반도체 기판의 주면과 절연 기판의 제 1 주면의 접합 부위보다 외측에 위치하므로 전기적인 접속 경로와 미소 전자 기계 기구 사이의 전자기적인 결합, 및 고주파 노이즈의 영향을 억제할 수 있다.
본 발명에 의한 복수개 분할 형태의 전자 부품 밀봉용 기판에 의하면, 상기전자 부품 밀봉용 기판을 구성하는 영역을 복수 갖고서 이루어짐으로써 전기적인 접속 경로와 미소 전자 기계 기구 사이의 전자기적인 간섭, 및 고주파 노이즈의 영향이 억제된 전자 장치를 높은 생산성으로 제조할 수 있게 한다.
본 발명에 의한 전자 장치에 의하면, 상기 전자 부품 밀봉용 기판과 전자 부품을 구비함으로써 도전성 접합재와 미소 전자 기계 기구 사이의 전자기적인 간섭이나, 고주파 노이즈의 영향이 억제된 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 의한 전자 장치의 제조 방법에 의하면, 미소 전자 기계 기구와 상기 미소 전자 기계 기구에 대하여 전기적으로 접속되는 전극이 형성되어 있는 전자 부품 영역을 반도체 기판에 복수 배열 형성해서 이루어지는 복수개 분할 형태의 전자 부품 기판을 준비하는 공정과, 복수개 분할 형태의 전자 부품 밀봉용 기판을 준비하는 공정과, 복수개 분할 형태의 전자 부품 기판의 각 전극과 대응하는 각 배선 도체의 일단을 전기적으로 접속시킴과 아울러 반도체 기판의 주면과 절연 기판의 한쪽 주면을 접합하여 미소 전자 기계 기구를 기밀 밀봉하는 공정과, 복수개 분할 형태의 전자 부품 기판과 복수개 분할 형태의 전자 부품 밀봉용 기판의 접합체를 전자 부품영역마다 분할하는 공정을 포함하기 때문에, 전기적인 접속 경로와 미소 전자 기계 기구 사이의 전자기적인 간섭, 및 고주파 노이즈의 영향이 억제된 전자 장치를 높은 생산성으로 제조할 수 있다.

Claims (19)

  1. 반도체 기판과 상기 반도체 기판의 표면에 형성되는 미소 전자 기계 기구와 상기 미소 전자 기계 기구에 전기적으로 접속되는 전극을 갖는 전자 부품의 상기 미소 전자 기계 기구를 기밀 밀봉하기 위한 전자 부품 밀봉용 기판으로서:
    상기 반도체 기판의 상기 표면에 상기 미소 전자 기계 기구를 기밀 밀봉하도록 접합되는 제 1 주면을 구비한 절연 기판과,
    일단이 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 도출되고, 상기 일단이 상기 전자 부품의 상기 전극에 전기적으로 접속되는 제 1 배선 도체와,
    상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 형성된 환상 도체 패턴을 구비하고;
    상기 제 1 배선 도체의 상기 일단은 상기 환상 반도체 패턴보다 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 전자 부품 밀봉용 기판.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 환상 도체 패턴 상에 형성된 상기 미소 전자 기계 기구를 밀봉하는 도전성의 밀봉재; 및
    일단이 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 도출되고, 상기 일단이 상기 환상 도체 패턴에 전기적으로 접속되는 제 2 배선 도체를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 부품 밀봉용 기판.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 절연 기판의 내부에 기준 전위가 공급되는 도체층을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 부품 밀봉용 기판.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 환상 도체 패턴 상에 형성된 상기 미소 전자 기계 기구를 밀봉하는 도전성의 밀봉재를 구비하고,
    상기 밀봉재는 상기 환상 도체 패턴을 통해서 상기 도체층에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 전자 부품 밀봉용 기판.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 절연 기판의 내부에 형성되고, 상기 제 1 배선 도체에 전기적으로 접속되는 한 쌍 이상의 용량 형성용 전극; 및
    상기 절연 기판의 내부에 형성되고, 상기 용량 형성용 전극에 전기적으로 접속되는 저항체를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 부품 밀봉용 기판.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 절연 기판은 상기 용량 형성용 전극 사이의 영역에 있어서 그 이외의 영역보다 비유전율이 높은 것을 특징으로 하는 전자 부품 밀봉용 기판.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 형성되고, 상기 제 1 배선 도체의 상기 일단과 전기적으로 접속되는 접속 패드를 구비하고,
    상기 저항체는 상기 접속 패드의 바로 아래의 상기 절연 기판의 내부에 배치되어 있고,
    상기 용량 형성용 전극과 상기 접속 패드 사이의 거리는 상기 저항체와 상기 접속 패드 사이의 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 전자 부품 밀봉용 기판.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 저항체는 상기 접속 패드, 또는 상기 접속 패드에 인접하는 상기 제 1 배선 도체의 일부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 부품 밀봉용 기판.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면과 상기 용량 형성용 전극 사이에 기준 전위가 공급되는 도체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 부품 밀봉용 기판.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 대향하는 제 2 주면에 형성된 복수의 실장 패드를 구비하고,
    상기 실장 패드는 상기 제 2 주면에 있어서의 실장 영역에 배치되고,
    상기 실장 영역은 상기 제 1 주면에 있어서의 환상 도체 패턴의 내측 영역을 상기 영역의 중심을 통과하여 4등분하는 구분 직선에 의해 구분되는 상기 제 1 주면의 4개의 구분 영역 중 3개 이하의 상기 구분 영역에 대향하는 영역인 것을 특징으로 하는 전자 부품 밀봉용 기판.
  11. 삭제
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 전자 부품 밀봉용 기판을 구성하는 영역을 복수 갖고서 이루어지는 것을 특징으로 하는 복수개 분할 형태의 전자 부품 밀봉용 기판.
  13. 반도체 기판과 상기 반도체 기판의 표면에 형성되는 미소 전자 기계 기구와 상기 미소 전자 기계 기구에 전기적으로 접속되는 전극을 갖는 전자 부품;
    상기 반도체 기판의 상기 표면에 대향하는 제 1 주면을 구비한 절연 기판;
    일단이 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 도출되고, 상기 일단이 상기 전자 부품의 상기 전극에 전기적으로 접속되는 제 1 배선 도체;
    상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 형성된 환상 도체 패턴; 및
    상기 반도체 기판의 상기 표면과 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면 사이에 있어서 상기 환상 도체 패턴 상에 형성되고, 상기 미소 전자 기계 기구를 밀봉하는 밀봉재를 구비하고:
    상기 제 1 배선 도체의 상기 일단은 상기 환상 도체 패턴보다 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 전자 부품 밀봉용 기판은 상기 절연 기판의 내부에 기준 전위가 공급되는 도체층을 구비하고,
    상기 밀봉재는 도전성 재료로 이루어지고, 상기 도체층에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  15. 제 13 항에 있어서, 일단이 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 도출되고, 상기 일단이 상기 환상 도체 패턴에 전기적으로 접속되는 제 2 배선 도체를 구비하고,
    상기 밀봉재는 도전성 재료로 이루어지고, 상기 환상 도체 패턴을 통해서 상기 제 2 배선 도체에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 형성되고, 상기 배선 도체의 상기 일단과 전기적으로 접속되는 접속 패드; 및
    상기 접속 패드 상에 형성되고, 상기 전자 부품의 상기 전극과 전기적으로 접속되는 도전성 접합재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 반도체 기판의 상기 표면과 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면 사이에 상기 밀봉재의 바깥쪽에 상기 도전성 접합재를 피복하도록 해서 충전된 수지재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  18. 반도체 기판과 상기 반도체 기판의 표면에 형성된 미소 전자 기계 기구와 상기 미소 전자 기계 기구에 대하여 전기적으로 접속되는 전극을 갖는 전자 부품 영역을 복수 갖는 복수개 분할 형태의 전자 부품 기판을 준비하는 공정;
    상기 반도체 기판에 대향하는 표면을 갖는 절연 기판과, 일단이 상기 절연 기판의 상기 표면에 도출된 배선 도체와, 상기 절연 기판의 상기 표면에 형성된 환상 도체 패턴을 갖는 전자 부품 밀봉용 기판을 구성하는 영역을 복수 갖고서 이루어지는 복수개 분할 형태의 전자 부품 밀봉용 기판을 준비하는 공정;
    상기 복수개 분할 형태의 전자 부품 기판의 상기 각 전극과 대응하는 상기 각 배선 도체의 상기 일단을 전기적으로 접속함과 아울러 상기 반도체 기판의 상기 표면과 상기 절연 기판의 상기 표면을 접합해서 상기 미소 전자 기계 기구를 기밀 밀봉하는 공정; 및
    상기 복수개 분할 형태의 전자 부품 기판과 상기 복수개 분할 형태의 전자 부품 밀봉용 기판의 접합체를 상기 전자 부품 영역마다 분할하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 제조 방법.
  19. 반도체 기판과 상기 반도체 기판의 표면에 형성되는 미소 전자 기계 기구와 상기 미소 전자 기계 기구에 전기적으로 접속되는 전극을 갖는 전자 부품의 상기 미소 전자 기계 기구를 기밀 밀봉하기 위한 전자 부품 밀봉용 기판으로서:
    상기 반도체 기판의 상기 표면에 상기 미소 전자 기계 기구를 기밀 밀봉하도록 접합되는 제 1 주면을 구비한 절연 기판과,
    일단이 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면에 도출되고, 상기 일단이 상기 전자 부품의 상기 전극에 전기적으로 접속되는 배선 도체와,
    상기 절연 기판의 내부에 형성되고, 상기 배선 도체에 전기적으로 접속되는 한 쌍 이상의 용량 형성용 전극과,
    상기 절연 기판의 내부에 형성되고, 상기 용량 형성용 전극에 전기적으로 접속되는 저항체를 구비하고;
    상기 배선 도체의 상기 일단은 상기 반도체 기판의 상기 표면과 상기 절연 기판의 상기 제 1 주면의 접합 부위보다 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 전자 부품 밀봉용 기판.
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