TW201025689A - Electronic-parts package and manufacturing method therefor - Google Patents

Description

201025689 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種用來容納電子部件的封裝，該電 子部件典型地爲石英共振器或壓電元件。 【先前技術】 因爲石英共振器在頻率上具有絕佳的特性，所以它經 Φ 常被用作爲一裝置，更明確地，用作爲一將被安裝於一印 刷基板上的構件。然而’爲了要穩定該石英共振器的特性 ’將它放置在一封閉的殻體內以截斷外部空氣的影響是較 佳的。此一封裝結構的一個例子已在“ Garasu-Seramikku Fukugotai o yo b i S or e wo Mochiita Furatto Pakkej i Gata Atsuden Buhin ( G1 as s - C eramic Composite and Flat Package Type Piezoelectric Parts Using The Same)” 中被提出（其 將被稱爲專利文獻1 ) φ 根據專利文獻1，一石英件被容内在一基礎件內且用 一帽帶件覆蓋的封裝的特徵在於該封裝是用一物質形成的 ，該物質具有與該石英件實質相同的熱膨脹係數。亦即， 該封裝是用混入了玻璃粉末的陶瓷製成的。 然而，因爲依據專利文獻1的該封裝是用玻璃-陶瓷 合成物製成的，所以它是藉由使用單一部件製造來生產’ 其中一石英件被安裝在一基礎件上且用一帽蓋件加以覆蓋 ，這會顯著地降低產量。此外，該玻璃-陶瓷合成物很難 處理，而這會提高製造成本。 -5- 201025689 爲了要克服該項缺點，已有使用易於處理的玻璃來製 造該封裝的方法被提出，且已有一種“電子部件封裝”（ 參考專利文獻2 )被揭露。 參考圖6A至6F，專利文獻的槪要將被加以描述，而 圖6 A至6 F分別對應於步驟（a )至（f)。根據專利文獻 2’ 一種製造一電子部件封裝1〇〇的方法被提出，其包含 的步驟爲（a)形成一穿孔於一基礎件11〇上，（b)將低 熔點玻璃注入到該穿孔中且將一金屬銷120插入其中，（ 〇將該金屬銷120擠入且將該玻璃板處理成一下凹的形 狀，（d)藉由印刷來形成一電極130，（e)將部件140 (如’石英共振器）安裝至該金屬銷上，及（f)用一密 封劑150來密封一帽蓋件160及該基礎件110。在這些步 驟中，在步驟（c)，該玻璃在等於或大於該玻璃的軟化 點溫度（約100(TC )的加熱溫度下被焊接，使得該金屬銷 1 20可被密封至該基礎件11〇。因此，氣密性可在步驟（f )被確保，這可降低製造成本。 [專利文獻 l]JP-A-ll-302034 [專利文獻 2]JP-A-2003-209198 用於電子部件封裝100的製造方法具有一個如圖7A 至7C所示的問題。亦即，如圖7A所示，因爲該金屬銷 120被該低熔點玻璃170所覆蓋，當該金屬銷120被縮短 或被擠入較少時，介於該金屬銷120與步驟（D)所形成 的該電極130之間的電連接會無法被獲得。再者’如圖 7B所示，當該金屬銷120如所設計地被擠入時’該基礎 -6 - 201025689 件110被曝露於等於或大於該軟化點的溫度下。因此，該 玻璃會覆蓋該金屬銷120的尖端。另一個問題爲，如圖 7C所示，因爲該金屬銷120曝露在約1 000°C的溫度下， 所以氧化膜180會生長在該金屬銷120的周圍，這會讓該 電極130與該等電子部件140無法導電。 【發明內容】 爲了要解決上述的問題’根據本發明，一種電子部件 封裝被提供，其包括一玻璃的基礎件其上安裝有電子部件 ，一帽蓋件其覆蓋該基礎件與安裝在該基礎件上的電子部 件，及一導電件其電連接一設置在與安裝於該基礎件上的 電子部件相反的一側上的外部電極。在此例子中，該基礎 件與該導電件被焊接且被拋光。之後，一連接部分被形成 於其上，其電連接該導電件與該等電子部件，及一金屬膜 被設置在該導電件之在該外部電極側的表面上。因此，可 φ 防止在焊接時產生的氧化物薄膜被去除掉之後在該導電件 的表面上的一氧化物薄膜的生長。因此，介於該等電子部 件與該外部電極之間的導電性可被確保。 在該導電件的表面上的金屬膜在最外面的表面上具有 一物質，該基材爲金，銀，白金，鈀，铑，銥，釕及餓等 貴金屬中的任何一者所製成的。因此，被該具有低離子化 傾向的金屬膜所覆蓋的表面讓該外部電極可以更穩定的方 式形成於其上’因而可獲得介於該等電子部件與該外部電 極之間的連接。 201025689

該導電件是一鐵-鎳合金’科乏（Kovar)合金及鐵鎳 鉻合金中的任何一者，且該金屬膜係使用鎳替代無電電鍍 來形成。因此，該貴金屬膜以高黏性被直接形成’沒有提 供任何黏合層或阻障層於該導電件中。這可將對於其它構 件（如，在該電子部件封裝中的低熔點玻璃）的傷害降至 最低，該金屬膜可用較少的步驟來形成。因此’可省掉一 般用濺鏟方式來形成薄膜時所需要用到的遮罩’且可以低 成本來獲得介於該等電子部件與該外部電極之間的導電性 A Ο 〇 該金屬膜係藉由火燒（firing )金屬細顆粒來製造。 因此，所採用的方法爲藉由噴墨來提供金屬細顆粒並加以 火燒的方法，其可省掉一般濺鍍方法所需要用到的遮罩。 因此，可以低成本來獲得介於該等電子部件與該外部電極 之間的導電性。 根據本發明，當在基礎件與導電件焊接時產生在該導 電件上的氧化物薄膜被去除掉之後，介於該導電件與該等 _ 電子部件之間的電連接及介於該導電件與該外部電極之間 的電連接可在無需使用到遮罩下藉由提供貴金屬膜於該導 電件的表面上而被獲得。這提供的一項優點爲，介於該等 電子部件與該外部電極之間的導電性可以一穩定的方式被 保持’且該電子部件封裝可以低成本來製造。 【實施方式】 本發明的一實施例將參考附圖來加以描述。圖1爲依 -8- 201025689 據本發明的電子部件封裝的剖面圖。在一電子部件封裝1 中，電子部件40被安裝在一由一玻璃的基礎件10及一帽 蓋件50所包圍起來的內部中。該等電子部件40經由一連 接部分30，一提供導電性的導電件22及一金屬膜60而被 電連接至一安裝在該基材上的外部電極70。 該連接部分30包括一在該基礎件1〇上的電路圖案並 包含火燒一導電黏劑（如’銀膏）所得到的電路。然而， _ 在某些電子部件40的構造中，該連接部分30可以不包含 一導電性黏劑。 該導電件22可以是一鐵-鎳合金，科乏（Kovar)合 金或一鐵鎳鉻合金。然而，該導電件22可以是任何其它 金屬或是一具有與該基礎件10的熱膨脹係數相近的金屬 ，以防止熱所造成的傷害。 該金屬膜60在其最外面的表面包含金，銀，白金， 鈀’铑，銥’釕及锇等貴金屬。因爲貴金屬具有低的離子 φ 化傾向且具有防止腐蝕的保護性，所以在該外部電極被形 成之前時間造成的變質及/或在該金屬膜60被提供於該基 材上之後的過熱所造成的變質都可被抑制。因此，該貴金 屬可讓該金屬膜如一產品般地可靠。爲了要獲得與該導電 件22的黏合性，該金屬膜60可具有一鉻或鈦的金屬膜作 爲在該最外面的表面上的貴金屬的底塗層。再者，爲了要 防止金屬擴散，一鎳的金屬層可被形成在該底塗層與該貴 金屬膜之間作爲一擴散阻障層。該金屬膜通常是以濺鍍來 形成，但亦可用電鍍來形成。包含一鎳成分的該導電件22 201025689 可以藉由直接使用鎳替代無電電鍍來形成該金屬膜60而 省掉一般電鍍的處理。該電鍍只被實施在該金屬件上’這 可降低成本。 該外部電極70的材料在被濺鍍的薄膜方面具有高品 質，但該基礎件1〇則是易脆的。因此，當形成該外部電 極70時最好是使用一導電性黏劑（如，銀膏）來減少應 力。 圖1的剖面圖顯示一種電子部件封裝1，但電子部件 封裝1係使用一晶圓來製造且藉由分切（dicing)來將彼 此分割開來，而不是一個封裝一封裝地被製造。接下來， 該製造方法將參考圖2A至5C來加以說明。 圖2A-2H顯示依據本發明的電子部件封裝的製造步驟 〇 圖2A顯示形成一穿孔於該基礎件1〇上的步驟。該穿 孔可用噴砂處理，雷射處理，鑽孔處理或熱處理來形成。 圖2B顯示塗覆低熔點玻璃（未示出）於該穿孔上且 將導電件20插入並焊接的步驟。爲了要防止導電件20從 該穿孔掉出來，該導電件20作成T字形。在此時，該導 電件20可具有如圖3 A或3B所示的狀態。爲了要焊接玻 璃，需要施加該低熔點玻璃熔化的溫度400至500°C。當 未使用低熔點玻璃時，則需要施加等於或高於該基礎件10 的玻璃軟化點溫度（約1000°C)的溫度。因此，氧化物薄 膜90會被產生在未被該基礎件1〇及低戎點玻璃8〇覆蓋 的地方，如圖3A及3B所示，而這將阻礙導電性。 -10- 201025689 圖2C顯示去除掉該導電件20的T形頭部，圖3A及 3Β中所示之覆蓋該Τ形頭部的氧化物薄膜90及該低熔點 玻璃80的步驟，這可藉由薄薄地硏磨該包含該導電件20 的基礎件10來實施。因此，如圖4的放大圖所示地，覆 蓋該導電件20的該氧化物薄膜90及該低熔點玻璃都被去 除掉，且該基礎件10的頂部與底部可經由該導電件21而 導電。 0 圖2D顯示經由包括一電路圖案的連接部分30來安裝 該等電子部件40的步驟。在此時，位在與安裝有等電子 部件4 0的一側相反的一側上的該導電件2 1被該連接部分 30所覆蓋。因此，關於生長氧化物薄膜的顧慮即可被消除 且可獲得導電性。 圖2Ε爲將已被處理成一下凹形狀的帽蓋件50與該基 礎件10相結合的步驟。該帽蓋件50的材料可在考量該結 合方法與電子部件40所需之真空度及成本等因素下加以 Q 選擇。當電子部件40爲一石英共振器且在該基礎件與 該帽蓋件50相結合之後頻率被調整時，一玻璃件可被選 作爲該帽蓋件50。 圖2F顯示形成該金屬膜60於該導電件22的表面上 的步驟。因爲在步驟2Ε中被加熱，所以氧化物薄膜生長 有可能再次於某些結合方法中發生。圖5Α至5C顯示圖 2F的放大圖。在圖5Α中，一被濺鍍薄膜61被提供在該 外部電極側上。然而’在該薄膜被濺鍍之前，可實施逆濺 鍍（reverse sputtering )來去除掉該氧化物薄膜。因此， -11 - 201025689 可獲得橫越該基礎件10的導電性。在圖5B中，一薄膜藉 由電鍍而被形成。藉由實施無電電鍍，一被電鍍的薄膜62 只被實施在該導電件22的端面上。在圖2E的步驟中形成 的該氧化物薄膜可化學地加以清潔，用以在電鍍之前完全 被去除。圖5C顯示一藉由火燒金屬細顆粒而形成的金屬 膜63。該金屬細顆粒被散佈在一用於以噴墨設備來塗覆的 溶液中。因此，藉由事先映射（mapping )該導電件22的 位置，以火燒金屬細顆粒來形成的該金屬膜63即可只被 形成在該導電件22的端面上。在圖2E所示的步驟中形成 的氧化物薄膜在塗覆之前可藉由化學清潔來去除掉。圖 5B及5C所示的步驟並不需要一遮罩，所以成本比濺鍍低 。以此方式’形成該金屬膜60的方法係依據化學清潔步 驟是否於圖2F所示的步驟中被實施來加以選擇。 圖2G顯示形成該外部電極70的步驟。該外部電極 70係藉由濺鍍或藉由印刷與火燒一導電性黏劑來形成。又 ，該被濺鍍的薄膜可被形成在一導電樹脂上。 圖2H顯示將該晶圓分割成單獨的元件的步驟。詳言 之’此步驟係藉由分切或雷射切割來實施，此分割方法會 因爲該帽蓋件50的材料不同而改變。 【圖式簡單說明】 圖1爲依據本發明的電子部件封裝的剖面圖； 圖2A-2H顯示依據本發明的電子部件封裝的製造步驟 -12- 201025689 圖3A及3B爲依據本發明的電子部件封裝的導電件的 放大剖面圖； 圖4爲依據本發明的電子部件封裝的的導電件的放大 剖面圖； 圖5A至5C爲依據本發明的電子部件封裝的的導電件 的放大剖面圖； 圖6A至6F爲傳統例子的製造步驟；及 圖7A至7C爲傳統例子的金屬銷的放大剖面圖。 【主要元件符號說明】 100 :電子部件封裝 1 1 0 :基礎件 1 2 0 :金屬銷 1 30 :電極 140 :部件 1 5 0 :密封劑 1 6 0 :帽蓋件 170 :低熔點玻璃 1 8 0 :氧化物薄膜 1 :電子部件封裝 1 〇 :基礎件 4 〇 :電子部件 5 〇 :帽蓋件 70 :外部電極 -13- 201025689 30 :連接部分 22 :導電件 60 :金屬膜 90 :氧化物薄膜 80 :低熔點玻璃 21 :導電件 61 :被濺鍍的薄膜 62 :被電鑛的薄膜 63 :金屬膜

-14-

Claims (1)

1. 201025689 七、申請專利範圍 1· 一種電子部件封裝包含： 一基礎件； 一導電件延伸穿過該基礎件，該導電件在該表面上的 絕緣物質藉由硏磨被去除掉； 電子部件，其經由一連接部分被設置在該導電件的一 表面上； 一外部電極，其經由一金屬膜被設置在該基礎件之與 其上設置有該等電子部件的該表面相反的表面上；及 一帽蓋件其保護該基礎件上的電子部件。 2. —種製造一電子部件封裝的方法，其包含的步驟 爲： 形成一穿孔於一基礎件上； 用低熔點玻璃塗覆該穿孔並插入及焊接一導電件至該 穿孔； 硏磨及薄化該基礎件，該基礎件包括該導電件之從該 基礎件突伸出的頭部件，並去除一絕緣層，譬如一覆蓋該 導電件的頭部件的氧化物薄膜； 經由一包括一電路圖案的連接部分將該導電件電連接 至電子部件； 將已被處理成一內凹形狀的帽蓋件與該基礎件結合； 形成一金屬膜於與其上形成有該導電件的連接部分的 一側相反的一側上；及 經由該金屬膜電連接該導電件與一外部電極。 -15- 201025689 3. 如申請專利範圍第1項之電子部件封裝，其中該 金屬膜在最外面的表面上具有〜金，銀，白金，鈀，铑， 銥，釕及餓的任何一者的物質。 4. 如申請專利範圍第2項之製造一電子部件封裝的 方法，其中該導電件爲鐵-鎳合金，科乏（Kovar)合金及 一鐵鎳鉻合金的任何一者，及該金屬膜係藉由使用鎳替代 無電電鍍來製造。 5. 如申請專利範圍第2項之製造一電子部件封裝的 方法，其中該金屬膜係藉由火燒金屬細顆粒來製造。 參 -16-