專利名稱：電子器件封裝件的制造方法、電子器件封裝件及振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在接合的2個基板之間所形成的空腔內(nèi)密封有電子器件的表面安裝型(SMD)的封裝件。特別涉及用于接合2個基板的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，在便攜電話或便攜信息終端設(shè)備上，往往采用使用了表面安裝型的小型封裝件的電子器件。其中，也有很多振動器、MEMS、陀螺儀傳感器、加速度傳感器等需要中空的空腔結(jié)構(gòu)的封裝件的部件。在中空的空腔結(jié)構(gòu)的封裝件中，已知隔著金屬膜而接合了基底基板和蓋基板的結(jié)構(gòu)。此外關(guān)于接合方法，也知共晶結(jié)合或縫接合、陽極接合(參照專利文獻(xiàn)1)。在此對現(xiàn)有的基底基板和蓋基板是通過金屬膜而接合的封裝件的制造方法進(jìn)行說明。特別是，對在一個片狀的基底基板上以陣列狀形成多個封裝件單元，并且將蓋基板與基底基板合后分割為一個個封裝件的制法進(jìn)行說明。如圖7所示，現(xiàn)有的電子器件封裝件包括電子器件47 ；平板狀的基底基板41 ；形成有凹部的蓋基板42 ；以及用于接合基底基板41和蓋基板42的接合膜即金屬膜49。在蓋基板42形成有凹部，并通過在蓋基板42密封基底基板41而構(gòu)成空腔46。電子器件47被收納于空腔46內(nèi)。基底基板41由絕緣體、半導(dǎo)體、或者金屬構(gòu)成，且形成為平板狀。在基底基板41 的表面對應(yīng)于所安裝的電子器件47的數(shù)量而形成有用于安裝電子器件47的布線43，在基底基板41的對應(yīng)的背面形成有外部電極45。為了連接基底基板41的表面的布線43與背面的外部電極45，在封裝件的任意部位形成有貫通孔及填埋該貫通孔的貫通電極44，經(jīng)由貫通電極44而連接布線43與外部電極45。蓋基板42由絕緣體、半導(dǎo)體、或者金屬構(gòu)成，且形成為具有凹部。在基底基板41 和蓋基板42接合而形成空腔46之際，基底基板41和蓋基板42相接的部分形成有作為接合膜的金屬膜49。本來僅在基底基板41和蓋基板42相接的部分形成金屬膜49即可，但是考慮到工序的簡化的情況下，如圖7(B)所示，在蓋基板42的整個一面形成金屬膜49。對制造方法進(jìn)行說明。以在圓片(wafer)狀的蓋基板42能夠安裝多個電子器件 47的方式形成多個凹型的空腔46 (圖7(A))，其后，在蓋基板42的一個面形成作為接合膜的金屬膜49(圖7(B))。作為該金屬膜49，合適的是鋁、鉻、硅、銅等。在圓片狀的基底基板 41形成用于安裝多個電子器件47的布線43和外部電極45、貫通電極44 (圖7(C))。接著在基底基板41上安裝電子器件47，并且借助引線接合由引線48連接電子器件47和布線 43(圖 7(D))。然后，對準(zhǔn)基底基板41和蓋基板42并加以疊合，進(jìn)行接合。在接合中如圖7(E) 所示，用加熱器兼電極的基板50、51夾持對準(zhǔn)后的基底基板41和蓋基板42。然后以與金屬膜49接觸的方式設(shè)置(set)正極探針52，并使加熱器兼電極的基板50、51的溫度上升， 通過對正極探針52和加熱器兼電極的基板50之間施加電壓，基底基板41和蓋基板42隔著金屬膜49而接合。后面用切片裝置等來個別地切斷封裝件單元，完成各個電子器件封裝件。專利文獻(xiàn)1 日本特開平09-002845號公報(bào)但是，在現(xiàn)有的電子器件封裝件的制造方法中，還存在著以下的課題。首先，在蓋基板42的一個面形成有多個成為空腔46的凹部，當(dāng)減薄蓋基板42時，由于蓋基板42的一個面和另一面的形狀不同，所以存在蓋基板42會大幅翹曲的課題。因此，采取了加厚對蓋基板42中的形成有凹部的面成膜的金屬膜49的膜厚，從而抑制翹曲的對策。但是存在的課題是如果加厚金屬膜49的膜厚，金屬膜49和基底基板41的接合強(qiáng)度會下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮這些狀況構(gòu)思而成，其目的在于提供一種電子器件封裝件，即便在基板的一個面和另一面中減薄表面形狀不同的基板的情況下，也能將基板的翹曲抑制在最小范圍內(nèi)，并且隔著金屬膜而穩(wěn)定地接合基底基板和蓋基板。本發(fā)明的電子器件封裝件的制造方法，其中電子器件封裝件具備基底基板、以與所述基底基板對置的狀態(tài)接合到該基底基板的蓋基板、以及被收納于形成在所述基底基板與所述蓋基板之間的多個空腔內(nèi)的各個空腔并且安裝在所述基底基板上的電子器件，該制造方法包括在所述蓋基板的一個面形成成為空腔的凹部的工序；在所述蓋基板的另一面形成第一金屬膜的工序；在所述蓋基板的一個面形成第二金屬膜的工序；以及隔著所述第二金屬膜接合所述基底基板和所述蓋基板的工序。(發(fā)明效果)依據(jù)本發(fā)明的電子器件封裝件的制造方法，在蓋基板中與形成有凹部的面相反的面也形成金屬膜。因此，即便蓋基板非常薄，該金屬膜也能起到防止蓋基板的翹曲的作用， 并且具有在接合基底基板與蓋基板時能夠?qū)⑸w基板的翹曲抑制在非常小的范圍的效果。而且，在蓋基板中與基底基板接合的面相反的面形成有金屬膜，因此具有能夠?qū)⒅破返淖R別號碼刻印在該金屬膜的效果。至此在蓋基板為絕緣體的情況下，要在蓋基板中與基底基板接合的面相反的面刻印制品的識別號碼有極大困難。


圖1是表示本發(fā)明的電子器件封裝件的一實(shí)施方式的立體圖。圖2是表示本發(fā)明的電子器件封裝件的一實(shí)施方式的剖視圖。圖3是表示本發(fā)明的電子器件封裝件的制造方法的一實(shí)施方式的流程工序圖。圖4是表示本發(fā)明的電子器件封裝件的制造方法的一實(shí)施方式的剖面工序圖。圖5是表示本發(fā)明的電子器件封裝件的制造方法的一實(shí)施方式的剖面工序圖。圖6是表示本發(fā)明的振蕩器的一實(shí)施方式的圖。圖7是現(xiàn)有的電子器件封裝件的剖面工序圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照圖1至圖5，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。如圖1及圖2所示，本實(shí)施方式的電子器件封裝件1形成為將基底基板2和蓋基板3層疊為2層的箱狀，是在內(nèi)部的空腔5內(nèi)收納有電子器件4的表面安裝型封裝件。電子器件4是指LSI或MEMS、傳感器、壓電振動器、或者其復(fù)合體?；谆?及蓋基板3均由絕緣體、半導(dǎo)體、金屬、或者其復(fù)合材料構(gòu)成，在本實(shí)施方式中為例如由鈉玻璃構(gòu)成的絕緣體。在圖1及圖2所示的例子中，在蓋基板3的接合基底基板2的接合面?zhèn)?，形成有成為收納電子器件4的空腔5的矩形狀的凹部，基底基板2形成為平板狀。凹部5是在疊合兩基板2、3時成為收納電子器件4的空腔5的凹部。然后， 蓋基板3以使該凹部5與基底基板2側(cè)對置的狀態(tài)隔著接合膜即金屬膜7接合到該基底基板2。如圖2所示，為了電連接電子器件4和外部電極11而在基底基板2形成有貫通電極10。用于使貫通電極10穿過的貫通孔，被形成為在空腔5內(nèi)開口。圖2中舉例說明了貫通孔維持大致一定的直徑并且筆直地貫通基底基板2的貫通孔，但并不限于該情況，例如可以形成為直徑朝著基底基板2的下表面而逐漸縮小或者擴(kuò)大的錐狀。不管怎樣，只要貫通基底基板2即可。然后在貫通孔中以填埋該貫通孔的方式形成有貫通電極10。該貫通電極10完全堵塞貫通孔而維持空腔5內(nèi)的氣密，并且承擔(dān)使外部電極11和電子器件4電導(dǎo)通的作用。 采用無機(jī)材料或有機(jī)材料等、與基底基板2配合熱膨脹系數(shù)的材料來完全堵塞貫通孔和貫通電極10的間隙。接著參照圖3的流程工序圖、圖4及圖5，說明本發(fā)明的一實(shí)施方式的電子器件封裝件的制造方法。首先，關(guān)于基底基板2，對圓片狀的絕緣基板進(jìn)行研磨、蝕刻而做成目標(biāo)厚度，并進(jìn)行清洗(SlO)。接著，在基底基板2形成貫通孔(Sll)。關(guān)于貫通孔的形成方法，不拘于用光刻進(jìn)行的蝕刻的形成或用壓力加工進(jìn)行的形成等方法。然后，在基底基板2上形成用于安裝電子器件4的布線9(S12)。接著在形成在基底基板2的貫通孔形成貫通電極10(S13)。 而且在基底基板2上的與形成布線9的面相反的面形成外部電極11(S14)。在圖4(E)示出形成至外部電極11的基底基板2。另一方面，關(guān)于蓋基板3如圖4 (A)所示，對圓片狀的絕緣基板進(jìn)行研磨、蝕刻而做成目標(biāo)厚度，并加以清洗(S20)。接著如圖4(B)所示，在平板狀的蓋基板3形成成為空腔5 的凹部(S21)。關(guān)于凹部的形成方法，不拘于用光刻進(jìn)行的蝕刻的形成或用壓力加工進(jìn)行的形成等方法。接著如圖4(C)所示，在蓋基板3中與形成有凹部的面相反的面的整個面形成用于防止圓片的翹曲的第一金屬膜6 (S22)。作為第一金屬膜6的形成方法，能采用蒸鍍法或?yàn)R鍍法、CVD法等。在第一金屬膜6采用其線膨脹系數(shù)比蓋基板3采用的材料小的材料。 例如，在蓋基板3采用鈉玻璃的情況下，第一金屬膜6中能采用Si、Cr、W、或它們的組合等， 其厚度被設(shè)定在200人~ 2000人的范圍。鈉玻璃的線膨脹系數(shù)為9 lox io_6/°C，與之相對，Si 為 2. 8 7. 3 X 1(T6/°C，Cr 為 6. 2 X 1(T6,C，W 為 4. 3 X 1(T6/°C。接著如圖4(D)所示，在蓋基板3中與形成有凹部的面的整個面，形成作為接合膜的第二金屬膜7(S23)。作為形成的方法，同樣采用蒸鍍法或?yàn)R鍍法、CVD法等來形成。在第二金屬膜7中盡量采用其線膨脹系數(shù)比蓋基板3所使用的材料大的材料。例如，在蓋基板3采用鈉玻璃的情況下，第二金屬膜7能采用Al、Ni、Au-Sn, Cu等，其厚度被設(shè)定在 200人~ 2000A的范圍。但是，第二金屬膜7未必拘泥其線膨脹系數(shù)比蓋基板3所使用的材料大的材料，對于鈉玻璃的蓋基板3采用Si、Cr、W也可。Al的線膨脹系數(shù)為23. 9X10_6/°C; Ni 為 13X1(T6/°C ；Au 為 14. 2X1(T6/°C ；Sn 為 23X1(T6/°C ；Cu 為 13X1(T6/°C。在此，在蓋基板3中的形成有凹部的面形成的第二金屬膜7的材料，優(yōu)先根據(jù)蓋基板3和基底基板2 的接合方法而進(jìn)行選擇。假設(shè)第二金屬膜7的線膨脹系數(shù)比蓋基板3所使用的材料小時， 加厚在蓋基板3中與形成有凹部的面相反的面形成的第一金屬膜6的厚度，減小作為圓片的蓋基板3的翹曲。然后，如圖4(F)所示，將電子器件4安裝在基底基板2上(S30)。在圖4中由利用引線8的引線接合來連接布線9與電子器件4，但是未必限定于該工法，只要是倒裝片接合或焊錫接合等能確保電導(dǎo)通的連接工法，就可以為任何方法。將金屬膜6、7的膜厚設(shè)為200A ~ 2000A的范圍，這是與膜形成的穩(wěn)定性及接合強(qiáng)度的關(guān)系相關(guān)的。在膜厚為200人以下時，蓋基板3的材料與金屬膜6、7的密合強(qiáng)度弱，因此為了確保接合強(qiáng)度，需要200人以上的膜厚。另一方面，在膜厚為2000人以上的情況下， 基底基板2與蓋基板3的接合強(qiáng)度會因膜的分子間結(jié)合力而受到影響，會降低接合強(qiáng)度。接著，隔著第二金屬膜7的狀態(tài)，將安裝有電子器件4的狀態(tài)的基底基板2和形成有第一金屬膜6的蓋基板3接合(S31)。在此，在圖4及圖5所示的例中，基底基板2形成為能對蓋基板3疊合的大小。基底基板2和蓋基板3的接合方法，根據(jù)基底基板2及蓋基板3的各自的構(gòu)成材料和第二金屬膜7的種類進(jìn)行選擇。例如，在基底基板2及蓋基板3均由鈉玻璃構(gòu)成的情況下，作為合適的接合方法，能列舉陽極接合。圖5(A)示出用陽極接合來接合基底基板2 和蓋基板3的情況。在陽極接合中，首先將蓋基板3和基底基板2對準(zhǔn)并加以疊合。接著在基底基板2中與蓋基板3接合的面相反的面的整個面接觸由碳等形成的負(fù)電極板21，并且在蓋基板3中與基底基板2接合的面相反的面的整個面接觸由碳等形成的正電極板22。 而且在正電極板22與負(fù)電極板21之間施加一定的載荷。在該狀態(tài)下用加熱器等來將正電極板22、負(fù)電極板21、基底基板2、及蓋基板3加熱至200 300°C，并且在正電極板22與負(fù)電極板21之間施加500 1000V的電壓，從而將基底基板2與蓋基板3陽極接合。在圖5(A)的狀態(tài)下，在圓片狀的基底基板2和圓片狀的蓋基板3接合而成的一個圓片內(nèi)存在多個電子器件封裝件單元。因此如圖5(B)所示，使用切片鋸或線狀鋸(wire saw)，將電子器件封裝件個別地切斷(S32)。在圖2中示出將電子器件封裝件1個別地切斷后的狀態(tài)的剖視圖。其后，進(jìn)行內(nèi)部的電特性檢查，從而制造出電子器件封裝件1(S33)。在此對陽極接合基底基板2和蓋基板3的效果進(jìn)行說明。至此在使用陶瓷基板的基底基板中需要對電子器件的每一個接合蓋。因此，在接合基底基板與蓋時會有較大的壓力作用到基底基板，當(dāng)接合面的幅度較小時不能承受壓力，存在產(chǎn)生碎裂或缺口的課題。本實(shí)施方式的電子器件封裝件1，在基底基板2和蓋基板3的接合上采用陽極接合，因此能夠同時接合多個電子器件4。因此，在接合時施加到每一個基底基板的壓力變小，即便接合面較小也不會產(chǎn)生碎裂或缺口。因此，在制作小型化的封裝件時非常有效。此外，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限定于上述實(shí)施的方式，在不超出本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)可加入各種變更。在上述的例中，說明了基底基板2及蓋基板3均由鈉玻璃構(gòu)成，且用陽極接合來接合基底基板2和蓋基板3的例，未必限定于此，例如，也可以為隔著金屬膜 7利用熔接來接合基底基板2和蓋基板3的情況或共晶接合的情況。
接著，參照圖6，對本發(fā)明的振蕩器的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的振蕩器 100如圖6所示，將電子器件封裝件1 (壓電振動器)構(gòu)成為電連接至集成電路101的振子， 該電子器件封裝件1 (壓電振動器)中作為電子器件4使用例如由水晶構(gòu)成的壓電振動片。 該振蕩器100具備安裝有電容器等的電子部件102的基板103。在基板103安裝有振蕩器用的上述集成電路101，在該集成電路101的附近安裝有電子器件封裝件1(壓電振動器)。 這些電子部件102、集成電路101及電子器件封裝件1(壓電振動器)通過未圖示的布線圖案而分別電連接。此外，各構(gòu)成部件用未圖示的樹脂來模制(mould)。在這樣構(gòu)成的振蕩器100中，當(dāng)對壓電振動器施加電壓時，該壓電振動器內(nèi)的壓電振動片就振動。利用壓電振動片所具有的壓電特性，該振動被轉(zhuǎn)換為電信號，以電信號方式輸入到集成電路101。被輸入的電信號，由集成電路101進(jìn)行各種處理，以頻率信號方式輸出。由此，壓電振動器作為振子起作用。此外，根據(jù)需求有選擇地設(shè)定集成電路101的結(jié)構(gòu)，例如RTC(實(shí)時時鐘)模塊等，除了鐘表用單功能振蕩器等之外，還能夠附加控制該設(shè)備或外部設(shè)備的工作日期或時刻或者提供時刻或日歷等的功能。附圖標(biāo)記說明1...電子器件封裝件；2...基底基板；3...蓋基板；4...電子器件；5...空腔；
6...第一金屬膜(防止翹曲)；7··.第二金屬膜(接合膜)；8··.引線；9··.布線；10···貫通電極；11...外部電極；21...負(fù)電極板；22...正電極板。
權(quán)利要求
1.一種電子器件封裝件的制造方法，該電子器件封裝件具備基底基板、以與所述基底基板對置的狀態(tài)接合到該基底基板的蓋基板、以及被收納于在所述基底基板與所述蓋基板之間所形成的多個空腔內(nèi)的各個空腔并且安裝在所述基底基板上的電子器件，所述電子器件封裝件的制造方法包括在所述蓋基板的一個面形成成為所述空腔的凹部的工序；在所述蓋基板的另一面形成第一金屬膜的工序；在所述蓋基板的一個面形成第二金屬膜的工序；以及隔著所述第二金屬膜而將所述基底基板和所述蓋基板接合的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的電子器件封裝件的制造方法，其中在所述第二金屬膜之前形成所述第一金屬膜。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的電子器件封裝件的制造方法，其中所述第一金屬膜和所述第二金屬膜由彼此不同的材料構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電子器件封裝件的制造方法，其中所述第一金屬膜由線膨脹系數(shù)比所述蓋基板小的材料構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的電子器件封裝件的制造方法，其中所述第一金屬膜是硅、鉻、 鎢、或它們的組合。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電子器件封裝件的制造方法，其中所述第二金屬膜由線膨脹系數(shù)比所述蓋基板大的材料構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求6所述的電子器件封裝件的制造方法，所述第二金屬膜是鋁、銅、金、鎳、 錫、或它們的組合。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電子器件封裝件的制造方法，其中所述第一及第二金屬膜的膜厚被設(shè)定在200A ~ 2000A的范圍。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電子器件封裝件的制造方法，其中所述蓋基板是由玻璃材料構(gòu)成的絕緣體。
10.一種電子器件封裝件，其中包括基底基板；蓋基板，在其一個面形成有凹部并且形成有第一金屬膜，在另一面形成有第二金屬膜， 以使所述凹部與所述基底基板對置的狀態(tài)隔著所述第二金屬膜接合到所述基底基板，從而在與所述基底基板之間形成空腔；以及電子器件，其被收納于所述空腔內(nèi)并且被安裝于所述基底基板上。
11.一種振蕩器，其中包括權(quán)利要求10所述的電子器件封裝件，其中所述電子器件為壓電振動片；以及集成電路，電連接有所述電子器件封裝件作為振子。
全文摘要
一種電子器件封裝件的制造方法、電子器件封裝件及振蕩器。本發(fā)明提供一種電子器件封裝件，以在減薄基板的情況下也能將基板的翹曲抑制在最小范圍內(nèi)并且隔著金屬膜而穩(wěn)定地接合基底基板和蓋基板。包括以下工序在蓋基板(3)的一個面形成構(gòu)成空腔(5)的凹部；在蓋基板中與形成凹部的面相反的面形成第一金屬膜(6)；在蓋基板中的形成凹部的面形成第二金屬膜(7)；以及隔著第二金屬膜(7)接合基底基板(2)與蓋基板(3)。
文檔編號H03H3/007GK102254836SQ20111008490
公開日2011年11月23日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者吉田宜史 申請人:精工電子有限公司