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JP2013058689A - Electronic device and method for manufacturing the same - Google Patents

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JP2013058689A
JP2013058689A JP2011197356A JP2011197356A JP2013058689A JP 2013058689 A JP2013058689 A JP 2013058689A JP 2011197356 A JP2011197356 A JP 2011197356A JP 2011197356 A JP2011197356 A JP 2011197356A JP 2013058689 A JP2013058689 A JP 2013058689A
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substrate
resin layer
electronic device
electrode
insulating resin
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Application number
JP2011197356A
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Japanese (ja)
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Norihiko Nakamura
敬彦 中村
Keiji Sato
恵二 佐藤
Hitoshi Takeuchi
均 竹内
Kiyoshi Aratake
潔 荒武
Satoshi Numata
理志 沼田
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic device which includes a substrate constituted of a low-cost brittle material, is resistant to stress due to deformation or the like, and has high weather resistance and excellent reliability, and a method for manufacturing the same.SOLUTION: An electronic device 1 comprises: a glass substrate 10; internal wiring 30 provided on an upper surface of the glass substrate 10; an electronic component 50 which is mounted on the glass substrate 10 and is electrically connected to the internal wiring 30; a through electrode 20 having one end connected to the internal wiring 30; an insulating resin layer 70 formed at that position on a lower surface of the glass substrate 10 which is separated from the other end of the through electrode 20; and a conductive resin layer 80 which is laminated so as to cover the periphery of the insulating resin layer 70 and to be connected to the other end of the through electrode 20.

Description

本発明は、水晶振動子や圧電素子に代表される電子デバイス及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an electronic device typified by a crystal resonator and a piezoelectric element, and a manufacturing method thereof.

水晶振動子は周波数特性に優れているため、デバイス、具体的にプリント基板実装部品の一つとして多用されている。ここで、上記水晶振動子の特性を安定させるには、外気の影響を遮断する必要があるので、密封容器に入れることが望ましい。このようなパッケージ構造の例としては、後述の「ガラス−セラミック複合体およびそれを用いたフラットパッケージ型圧電部品」などが知られている(特許文献1)。   Since a crystal resonator is excellent in frequency characteristics, it is frequently used as a device, specifically, one of printed circuit board mounting components. Here, in order to stabilize the characteristics of the crystal resonator, it is necessary to block the influence of outside air. As an example of such a package structure, a “glass-ceramic composite and a flat package type piezoelectric component using the same” described later is known (Patent Document 1).

この特許文献1に記載のパッケージは、ベースに水晶振動子片を納め、キャップを被せてなる電子デバイスにおいて、水晶振動子片とほぼ同じ熱膨張率の材料であるセラミックとガラス粉末とを混合したものを用いて、パッケージが構成されることを特徴とする。しかし、このパッケージは、ガラス−セラミック複合体であるため、1個のベースに水晶振動子片を載せ、キャップを被せることによる単品生産によってなるため、生産性が著しく低い。加えて、このパッケージは、ガラス−セラミック複合体の加工が難しいため、生産コストが嵩む。   In the package described in Patent Document 1, a ceramic resonator piece, which is a material having substantially the same thermal expansion coefficient as that of a quartz resonator piece, is mixed in an electronic device in which a quartz resonator piece is placed in a base and a cap is put on the base. A package is constructed using a thing. However, since this package is a glass-ceramic composite, it is made by single-piece production by placing a crystal resonator piece on one base and covering the cap, so the productivity is extremely low. In addition, this package is difficult to process the glass-ceramic composite, which increases production costs.

これらの欠点を解消するべく、パッケージを加工容易なガラスで製造する方法が提案されており、一例として、後述の「電子部品パッケージ」などが知られている(特許文献2)。   In order to eliminate these drawbacks, a method of manufacturing a package with glass that is easy to process has been proposed. As an example, an “electronic component package” described later is known (Patent Document 2).

図3を用いて特許文献2記載の電子部品パッケージの概要を説明する。図3によれば、本電子部品パッケージは、ガラス基板100に貫通電極200が形成され、貫通電極200の周囲に開口部300を有した絶縁樹脂層400が形成される。さらに、本電子部品パッケージは、絶縁樹脂層400に導電樹脂層500が積層され、その導電樹脂層500の外面に外部電極600が積層された構造を備えるというものである。これにより、低コストであるガラス材を用いた基板で電子部品パッケージが構成されるので、電子回路基板に実装しても変形等の応力に強い電子部品を実現することができる。そのため、電子部品パッケージは、柔軟性があり優れた応力緩和特性をもつことができ、また、応力を緩和することによって、電子回路基板にはんだ付けした状態でも、ガラス基板に亀裂等が発生することを防止できるため、信頼性が向上する。   The outline of the electronic component package described in Patent Document 2 will be described with reference to FIG. According to FIG. 3, in the electronic component package, the through electrode 200 is formed on the glass substrate 100, and the insulating resin layer 400 having the opening 300 around the through electrode 200 is formed. Furthermore, this electronic component package has a structure in which a conductive resin layer 500 is laminated on an insulating resin layer 400 and an external electrode 600 is laminated on the outer surface of the conductive resin layer 500. As a result, the electronic component package is formed of a substrate using a low-cost glass material, and thus an electronic component that is resistant to stress such as deformation can be realized even when mounted on an electronic circuit board. Therefore, the electronic component package is flexible and can have excellent stress relaxation characteristics, and by relaxing the stress, cracks etc. occur in the glass substrate even when soldered to the electronic circuit board. Therefore, reliability is improved.

特開平11−302034号公報JP-A-11-302034 特開2010−103479号公報JP 2010-103479 A

しかしながら、上記の電子部品パッケージには、絶縁樹脂層400が周辺環境にさらされている(一部が外部へ露出している)ため、吸湿や乾燥が生じる結果、絶縁樹脂層400が膨張収縮することで劣化するという課題がある。   However, in the above electronic component package, since the insulating resin layer 400 is exposed to the surrounding environment (a part is exposed to the outside), the insulating resin layer 400 expands and contracts as a result of moisture absorption and drying. There is a problem of deterioration.

本発明の課題は、基板が低コストな脆性材料で構成され、変形等の応力に強く、且つ、耐候性が高い、信頼性の良い電子デバイス及び当該電子デバイスの製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a highly reliable electronic device having a substrate made of a brittle material at low cost, resistant to stress such as deformation, and having high weather resistance, and a method for manufacturing the electronic device. .

上述した課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
請求項1に記載の発明は、電子デバイスであって、脆性材料により形成された基板と、前記基板の上下何れか一方の面に設けられた内部電極と、前記基板上に実装され、前記内部電極と導通された電子部品と、前記基板を上下に貫通し、一端が前記内部電極と連接された貫通電極と、前記基板の前記内部電極の設けられた面と対抗する面において、前記貫通電極の他端と離間する位置に形成された絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層の周囲を覆い且つ前記貫通電極の他端と連接するように積層された導電樹脂層と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following means.
The invention according to claim 1 is an electronic device, wherein the substrate is formed of a brittle material, an internal electrode provided on one of upper and lower surfaces of the substrate, and mounted on the substrate. An electronic component electrically connected to an electrode; a through electrode vertically penetrating the substrate; one end connected to the internal electrode; and a surface of the substrate facing the surface on which the internal electrode is provided. An insulating resin layer formed at a position apart from the other end of the insulating resin layer, and a conductive resin layer that covers the periphery of the insulating resin layer and is laminated so as to be connected to the other end of the through electrode. And

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電子デバイスであって、前記導電樹脂層は、導電性のめっき層で覆われてなることを特徴とする。   A second aspect of the invention is the electronic device according to the first aspect, wherein the conductive resin layer is covered with a conductive plating layer.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の電子デバイスであって、前記めっき層は金めっきの層であることを特徴とする。   A third aspect of the present invention is the electronic device according to the second aspect, wherein the plating layer is a gold plating layer.

請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の電子デバイスであって、前記基板に接合され、当該基板との接合面に前記電子部品を内部に収納するための凹部を有するカバー部を備えることを特徴とする。   Invention of Claim 4 is an electronic device as described in any one of Claims 1-3, Comprising: In order to accommodate the said electronic component inside in the joint surface with the said board | substrate, and the said board | substrate The cover part which has a recessed part of this is provided, It is characterized by the above-mentioned.

請求項5に記載の発明は、電子デバイスの製造方法であって、脆性材料により形成された基板に、当該基板を上下に貫通する貫通電極を形成する工程と、前記貫通電極の一端と連接するように前記基板の上下何れか一方の面に内部電極を配置する工程と、前記内部電極と導通するように前記基板へ電子部品を実装する工程と、前記基板の前記内部電極が配置された面と対抗する面において、前記貫通電極の他端と離間する位置に絶縁樹脂層を形成する工程と、前記絶縁樹脂層の周囲を覆い且つ前記貫通電極の他端と連接するように導電樹脂層を積層する工程と、を備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 5 is a method of manufacturing an electronic device, wherein a step of forming a through electrode penetrating the substrate up and down on a substrate formed of a brittle material and one end of the through electrode are connected. As described above, the step of disposing an internal electrode on one of the upper and lower surfaces of the substrate, the step of mounting an electronic component on the substrate so as to be electrically connected to the internal electrode, and the surface of the substrate on which the internal electrode is disposed A step of forming an insulating resin layer at a position spaced from the other end of the through electrode on the surface facing the through electrode, and a conductive resin layer so as to cover the periphery of the insulating resin layer and to be connected to the other end of the through electrode. And a step of laminating.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記導電樹脂層を、導電性のめっき層で覆う工程を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the method for manufacturing the electronic device according to claim 5, comprising a step of covering the conductive resin layer with a conductive plating layer.

請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記めっき層は金めっきの層であることを特徴とする。   The invention described in claim 7 is the method of manufacturing the electronic device according to claim 6, wherein the plating layer is a gold plating layer.

請求項8に記載の発明は、請求項5から7のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法であって、1つの前記基板上に複数の電子デバイスを一括形成した後、前記電子デバイスを個片化する工程を備えることを特徴とする。   Invention of Claim 8 is a manufacturing method of the electronic device as described in any one of Claim 5-7, Comprising: After forming the several electronic device on one said board | substrate collectively, the said electronic device Characterized in that it comprises a step of singulation.

請求項9に記載の発明は、請求項5〜8の何れか一項に記載の電子デバイスの製造方法であって、前記基板へ電子部品を実装した後、前記基板との接合面に前記電子部品を内部に収納するための凹部を有するカバー部を前記基板に接合する工程を備えることを特徴とする。   Invention of Claim 9 is a manufacturing method of the electronic device as described in any one of Claims 5-8, Comprising: After mounting an electronic component in the said board | substrate, the said electron is bonded to the said board | substrate. It is characterized by comprising a step of joining a cover portion having a recess for accommodating a component inside to the substrate.

ここで、脆性材料としてはシリコン、ガラスを採用する。これらは、セラミックス、特にパッケージとして頻繁に使用されるアルミナ、プラスチック、金属に比べて、低コストであるという利点がある。また、絶縁樹脂層と導電樹脂層とはスクリーン印刷法で形成される。また、基板に多数の電子部品と多数の外部電極とを一括に形成して、形成された電子デバイスを個片に分割することができる。   Here, silicon and glass are employed as the brittle material. These have the advantage of being low in cost compared to ceramics, particularly alumina, plastics and metals frequently used as packages. The insulating resin layer and the conductive resin layer are formed by a screen printing method. In addition, a large number of electronic components and a large number of external electrodes can be collectively formed on the substrate, and the formed electronic device can be divided into individual pieces.

本発明によれば、電子デバイスは、貫通電極の他端側に絶縁樹脂層が形成される。つまり、本発明に係る電子デバイスは、柔軟性があり応力緩和特性を有するという絶縁樹脂の特性により、基板へ作用する応力に対して当該基板の破壊を抑制することができる。さらに、本発明に係る電子デバイスは、絶縁樹脂層が外部へ露出しないように、その絶縁樹脂層の周囲が導電樹脂層で覆われている。そのため、絶縁樹脂層に吸湿や乾燥が生じることを防止できるので、膨張収縮による劣化を防ぐことができる。   According to the present invention, in the electronic device, the insulating resin layer is formed on the other end side of the through electrode. That is, the electronic device according to the present invention can suppress the destruction of the substrate against the stress acting on the substrate due to the property of the insulating resin that is flexible and has stress relaxation properties. Furthermore, in the electronic device according to the present invention, the periphery of the insulating resin layer is covered with a conductive resin layer so that the insulating resin layer is not exposed to the outside. Therefore, moisture absorption and drying can be prevented from occurring in the insulating resin layer, and deterioration due to expansion and contraction can be prevented.

したがって、本発明は、基板が低コストな脆性材料で構成され、変形等の応力に強く、且つ、耐候性が高い、信頼性の良い電子デバイス及び当該電子デバイスの製造方法を提供することができる。   Therefore, the present invention can provide a highly reliable electronic device in which the substrate is made of a brittle material at low cost, is strong against stress such as deformation, has high weather resistance, and a method for manufacturing the electronic device. .

本発明に係る電子デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the electronic device which concerns on this invention. 本発明に係る電子デバイスの製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the electronic device which concerns on this invention. 従来例の電子デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the electronic device of a prior art example.

以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る電子デバイスの断面図である。電子デバイス1は、ガラス基板10(基板)及びカバー60(カバー部)で囲まれた外気と遮断された空洞部90に電子部品50が搭載されている。そして、電子部品50は、実装部40、内部配線30(内部電極)、貫通電極20を介して、絶縁樹脂層70を覆うように形成された導電樹脂層80と電気的に接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an electronic device according to the present invention. In the electronic device 1, the electronic component 50 is mounted in a hollow portion 90 that is surrounded by the glass substrate 10 (substrate) and the cover 60 (cover portion) and is blocked from outside air. The electronic component 50 is electrically connected to the conductive resin layer 80 formed so as to cover the insulating resin layer 70 via the mounting portion 40, the internal wiring 30 (internal electrode), and the through electrode 20.

電子デバイス1は、電子部品50として音叉型の水晶振動子片を搭載した水晶振動子である。なお、電子デバイス1は、水晶振動子に限らず、ATカット水晶振動子、半導体回路、LED、各種センサなど、ガラス基板10上に各種の電子部品50を搭載可能な電子デバイスを含む。また、電子デバイス1は、電子部品50としてLEDなどを搭載する場合、カバー60を有しなくてもよい。   The electronic device 1 is a crystal resonator on which a tuning-fork type crystal resonator piece is mounted as the electronic component 50. The electronic device 1 is not limited to a crystal resonator, and includes an electronic device that can mount various electronic components 50 on the glass substrate 10, such as an AT-cut crystal resonator, a semiconductor circuit, an LED, and various sensors. The electronic device 1 may not have the cover 60 when an LED or the like is mounted as the electronic component 50.

ガラス基板10は、ガラス材等の脆性材料で形成された板状の部材である。なお、脆性材料は、ガラス材に限らず、例えば、コンクリート、セラミックス、鋳鉄等であってよい。   The glass substrate 10 is a plate-like member formed of a brittle material such as a glass material. The brittle material is not limited to a glass material, and may be, for example, concrete, ceramics, cast iron, or the like.

カバー60は、ガラス基板10との対向面に凹部が形成されたガラス材である。そして、カバー60の凹部とガラス基板10の上面とは、カバー60がガラス基板10と接合された状態で、空洞部90を形成する。ここで、カバー60としては、ガラス製に限らず、例えば、電子デバイス1が圧力センサなどのMEMSデバイスの場合はシリコン製のもの等を用いることができる。また、カバー60はアルミ製のものを用いることもできる。   The cover 60 is a glass material in which a concave portion is formed on the surface facing the glass substrate 10. The concave portion of the cover 60 and the upper surface of the glass substrate 10 form a hollow portion 90 in a state where the cover 60 is bonded to the glass substrate 10. Here, the cover 60 is not limited to glass. For example, when the electronic device 1 is a MEMS device such as a pressure sensor, a cover made of silicon or the like can be used. The cover 60 can be made of aluminum.

内部配線30は、金属膜で形成された空洞部90内に配設された配線部材であり、金、銀、白金等の貴金属を使用して表面層が形成される。ここで、貴金属は、イオン化傾向が小さく、耐腐食性があるため、長期的劣化を抑えることができるので、電子デバイス1の信頼性を向上させることができる。また、内部配線30は、金属拡散を防ぐための拡散防止層として、貴金属で形成された表面層の下地にニッケル等の金属層を形成しても良い。内部配線30の形成方法には、スパッタ法が一般的な方法である。また、内部配線30の形成方法にはめっき法を用いることもできる。   The internal wiring 30 is a wiring member disposed in a cavity 90 formed of a metal film, and a surface layer is formed using a noble metal such as gold, silver, or platinum. Here, since the noble metal has a small ionization tendency and has corrosion resistance, long-term deterioration can be suppressed, and thus the reliability of the electronic device 1 can be improved. Moreover, the internal wiring 30 may form a metal layer of nickel or the like as a base layer of a surface layer formed of a noble metal as a diffusion preventing layer for preventing metal diffusion. A sputtering method is a general method for forming the internal wiring 30. Further, a plating method can be used as a method for forming the internal wiring 30.

実装部40は、内部配線30と電子部品50とを電気的に接続して、電子部品50を支持する部材である。当該実装部40は、例えば銀ペースト等の導電接着剤を用いることができる。ここで、内部配線30と電子部品50とは、実装部40である銀ペースト等の導電接着剤を焼成して接合される。ただし、電子部品50の構成によっては、実装部40として導電接着剤を用いなくても良い。例えば、内部配線30の最表面に金を使用した場合、電子部品50上に形成した金バンプ(図示省略)を実装部40として用いることができる。この場合、導電接着剤による接合の替わりに、電子部品50上に形成した金バンプ(実装部40)と内部配線30の金膜とを熱圧着によって接合する金−金接合などを用いることができる。   The mounting portion 40 is a member that supports the electronic component 50 by electrically connecting the internal wiring 30 and the electronic component 50. For the mounting part 40, for example, a conductive adhesive such as silver paste can be used. Here, the internal wiring 30 and the electronic component 50 are bonded by baking a conductive adhesive such as a silver paste which is the mounting portion 40. However, depending on the configuration of the electronic component 50, the conductive adhesive may not be used as the mounting portion 40. For example, when gold is used for the outermost surface of the internal wiring 30, gold bumps (not shown) formed on the electronic component 50 can be used as the mounting portion 40. In this case, gold-gold bonding or the like in which gold bumps (mounting portion 40) formed on the electronic component 50 and the gold film of the internal wiring 30 are bonded by thermocompression bonding can be used instead of bonding with the conductive adhesive. .

貫通電極20は、ガラス基板10を上下にわたって貫通する貫通孔に形成された電極である。当該貫通電極20は、Agや、Ag−Pd系の金属合金、ガラス・フリットで形成した厚膜ペーストを充填して焼成した厚膜電極、Fe−Ni合金、コバール合金、ジュメット線などの金属リードをガラス・フリットで封止した気密封止電極、あるいは、はんだやめっきなどにより金属封止したものなどで構成される。   The through electrode 20 is an electrode formed in a through hole penetrating the glass substrate 10 in the vertical direction. The through electrode 20 is made of a metal lead such as Ag, an Ag—Pd metal alloy, a thick film electrode filled with a thick film paste formed of glass frit, and fired, an Fe—Ni alloy, a Kovar alloy, or a jumet wire. Is composed of a hermetically sealed electrode sealed with glass frit or a metal sealed with solder or plating.

絶縁樹脂層70は、ガラス基板10の表面(ガラス基板10の内部配線30の設けられた面と対抗する面)において、貫通電極20の端部と離間する位置に形成された絶縁樹脂の層である。導電樹脂層80は、絶縁樹脂層70の周囲を覆うように且つ貫通電極20の端部と連接するように積層された導電樹脂の層である。また、導電樹脂層80の表面に積層される金めっきなどのめっき層(金属膜)は、ガラス基板10に実装される端子としての外部電極95として機能する。なお、絶縁樹脂層70の絶縁樹脂と導電樹脂層80の導電樹脂とは、ともにエポキシ樹脂を含んでいる。   The insulating resin layer 70 is a layer of insulating resin formed on the surface of the glass substrate 10 (surface facing the surface on which the internal wiring 30 of the glass substrate 10 is provided) at a position separated from the end of the through electrode 20. is there. The conductive resin layer 80 is a layer of conductive resin laminated so as to cover the periphery of the insulating resin layer 70 and to be connected to the end portion of the through electrode 20. A plating layer (metal film) such as gold plating laminated on the surface of the conductive resin layer 80 functions as an external electrode 95 as a terminal mounted on the glass substrate 10. Note that both the insulating resin of the insulating resin layer 70 and the conductive resin of the conductive resin layer 80 contain an epoxy resin.

ここで、絶縁樹脂は、柔軟性があり応力緩和特性を有するので、各種応力に対して、ガラス基板10の破壊を抑制する利点がある。しかし、絶縁樹脂にはめっきで外部電極が形成できないという欠点がある。一方、導電樹脂は、めっきで外部電極が形成できる利点をもつ。ただし、導電樹脂は、絶縁樹脂より堅くて応力緩和特性が劣るという欠点を持つ。また、導電樹脂は、絶縁樹脂に比べて樹脂含有量が少ないため、ガラスとの密着性も劣る。   Here, since the insulating resin is flexible and has stress relaxation characteristics, there is an advantage of suppressing the breakage of the glass substrate 10 against various stresses. However, the insulating resin has a drawback that external electrodes cannot be formed by plating. On the other hand, the conductive resin has an advantage that an external electrode can be formed by plating. However, the conductive resin has the disadvantage that it is harder than the insulating resin and has poor stress relaxation characteristics. In addition, since the conductive resin has a lower resin content than the insulating resin, the adhesiveness with the glass is also inferior.

そこで、上記の通り、ガラス基板10上に絶縁樹脂層70を形成することで、絶縁樹脂層70が、絶縁樹脂の高い応力緩和効果とガラス基板10への密着性を発揮する。さらに、当該絶縁樹脂層70を覆う導電樹脂層80上に外部電極95を形成しているので、導電樹脂のめっきで外部電極95を容易に形成できる。また、絶縁樹脂層70と導電樹脂層80とは、上述の通りエポキシ樹脂を含んでいるため、強固に密着することができる。   Therefore, as described above, by forming the insulating resin layer 70 on the glass substrate 10, the insulating resin layer 70 exhibits a high stress relaxation effect of the insulating resin and adhesion to the glass substrate 10. Furthermore, since the external electrode 95 is formed on the conductive resin layer 80 covering the insulating resin layer 70, the external electrode 95 can be easily formed by plating with a conductive resin. Moreover, since the insulating resin layer 70 and the conductive resin layer 80 contain an epoxy resin as described above, they can be firmly adhered to each other.

以上により、絶縁樹脂と導電樹脂の密着性も利用できて、かつ、応力緩和効果と密着性にも優れた電極形成構造が得られる。なお、絶縁樹脂・導電樹脂共に、吸湿や乾燥によって膨張収縮する懸念があるが、本構造のように、外部電極95として金めっきなどのめっきにより形成される金属膜を用いることで、吸湿や乾燥による膨張収縮を防ぐことができる。   As described above, it is possible to obtain an electrode forming structure that can utilize the adhesiveness between the insulating resin and the conductive resin and is excellent in the stress relaxation effect and the adhesiveness. Although there is a concern that both the insulating resin and the conductive resin may expand and contract due to moisture absorption or drying, moisture absorption or drying can be achieved by using a metal film formed by plating such as gold plating as the external electrode 95 as in this structure. Expansion and contraction due to can be prevented.

ここで、絶縁樹脂層70と導電樹脂層80の層の厚さは、各樹脂層をスクリーン印刷で形成する場合、各々10〜30μm程度が望ましい。例えば、層の厚さが10μm以下では、ガラス基板10の応力を緩和することが難しくなる。また、各樹脂の層の厚さを30μm以上に形成することは容易ではないので、生産コストが増加してしまう。以上示したように、絶縁樹脂層70と導電樹脂層80の層の厚さを各々10μm〜30μm程度にすることで、それぞれの樹脂層を安価に製造でき、かつ、応力緩和の効果の高い構造が得られる。   Here, the thicknesses of the insulating resin layer 70 and the conductive resin layer 80 are each preferably about 10 to 30 μm when each resin layer is formed by screen printing. For example, when the layer thickness is 10 μm or less, it is difficult to relieve the stress of the glass substrate 10. Moreover, since it is not easy to form the thickness of each resin layer to 30 μm or more, the production cost increases. As described above, by making the thickness of each of the insulating resin layer 70 and the conductive resin layer 80 about 10 μm to 30 μm, the respective resin layers can be manufactured at low cost and have a high stress relaxation effect. Is obtained.

以上説明したように、本実施形態に示す絶縁樹脂層と導電樹脂層との2層構造を有する構成は、絶縁樹脂単層、または、導電樹脂単層の構成に比べて、応力緩和特性が優れ、しかもガラス基板との密着性が非常に高い。さらに、導電樹脂を構成する合成樹脂と絶縁樹脂とがさまざまな組み合わせをとり得るため、本発明の2層構造を有する電極をもつ電子デバイス1は、高温多湿の環境や温度サイクルに対する信頼性が高い。   As described above, the structure having the two-layer structure of the insulating resin layer and the conductive resin layer shown in the present embodiment has excellent stress relaxation characteristics as compared with the structure of the insulating resin single layer or the conductive resin single layer. And the adhesiveness with a glass substrate is very high. Furthermore, since the synthetic resin and the insulating resin constituting the conductive resin can take various combinations, the electronic device 1 having the electrode having the two-layer structure of the present invention has high reliability in a high temperature and high humidity environment and a temperature cycle. .

特に、一般的には、ガラスとの接着や温度サイクルなどを考慮した場合、導電樹脂に採用できる樹脂には制約がある。しかし、本実施形態の絶縁樹脂と導電樹脂の2層構造を採用することにより、さまざまな導電樹脂が使用できるようになる。   In particular, in general, there are restrictions on resins that can be used as the conductive resin in consideration of adhesion to glass, temperature cycle, and the like. However, by adopting the two-layer structure of the insulating resin and the conductive resin according to this embodiment, various conductive resins can be used.

(電子デバイスの製造方法)
次に、電子デバイス1の製造方法について、図2を用いて説明する。図2は、ウェハーレベルで作製され、最後にダイシング等で切断されて得られる電子デバイスの製造方法を示す。なお、本願発明は、これに限定されず、はじめから個別パッケージで形成されてもよい。
(Electronic device manufacturing method)
Next, a method for manufacturing the electronic device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a method of manufacturing an electronic device that is manufactured at the wafer level and finally cut by dicing or the like. In addition, this invention is not limited to this, You may form with an individual package from the beginning.

図2は、本発明に係る電子デバイスの製造工程を示す図である。
図2(a)は、ガラス基板10に貫通孔を形成する工程を説明するための図である。ここで、貫通孔は、サンドブラスト、レーザー加工、ドリル加工、熱プレス加工等で製造する。
FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the electronic device according to the present invention.
FIG. 2A is a diagram for explaining a process of forming a through hole in the glass substrate 10. Here, the through hole is manufactured by sand blasting, laser processing, drilling, hot pressing, or the like.

図2(b)は、先の工程で形成した貫通孔へ貫通電極20を形成する工程を説明するための図である。貫通電極20には、Agや、Ag−Pd系の金属合金、ガラス・フリットで形成した厚膜ペーストを充填して焼成した厚膜電極、Fe−Ni合金、コバール合金、ジュメット線などの金属リードをガラス・フリットで封止した気密封止電極、あるいは、はんだやめっきなどにより金属封止したものなどが利用できる。   FIG. 2B is a diagram for explaining a process of forming the through electrode 20 in the through hole formed in the previous process. The through electrode 20 is made of Ag, Ag—Pd-based metal alloy, a thick film electrode filled with a thick film paste formed of glass frit, and fired, or a metal lead such as Fe—Ni alloy, Kovar alloy, or dumet wire. A hermetically sealed electrode sealed with glass frit or a metal sealed with solder or plating can be used.

図2(c)は、ベース基板10の上下一方の面(図2(c)の上面)に、貫通電極20と電気的に導通するように内部配線30を形成する工程を説明するための図である。ここで、内部配線30は、スパッタ法、めっき法等を用いて形成する。   FIG. 2C is a diagram for explaining a process of forming the internal wiring 30 on one of the upper and lower surfaces of the base substrate 10 (the upper surface of FIG. 2C) so as to be electrically connected to the through electrode 20. It is. Here, the internal wiring 30 is formed using a sputtering method, a plating method, or the like.

図2(d)は、内部配線30と電子部品50とを実装部40を介して、接続する電子部品接続工程を説明するための図である。ここで、内部配線30と電子部品50とを接続する実装部40は、例えば銀ペースト等の導電接着剤を用いることができる。その場合、内部配線30と電子部品50とは、接続部である銀ペースト等の導電接着剤を焼成して接合される。また、電子部品50の構成によっては、接続部として導電接着剤を用いなくても良い。例えば、内部配線30の最表面に金を使用した場合、電子部品50上に形成した金バンプを実装部40として用いることができる。その場合、電子部品40上に形成した金バンプと内部配線30の金膜とを熱圧着によって接合する金−金接合などを導電接着剤の代わりに用いて接合することができる。   FIG. 2D is a diagram for explaining an electronic component connecting step for connecting the internal wiring 30 and the electronic component 50 via the mounting portion 40. Here, the mounting part 40 which connects the internal wiring 30 and the electronic component 50 can use conductive adhesives, such as a silver paste, for example. In that case, the internal wiring 30 and the electronic component 50 are bonded by baking a conductive adhesive such as silver paste as a connecting portion. In addition, depending on the configuration of the electronic component 50, the conductive adhesive may not be used as the connection portion. For example, when gold is used for the outermost surface of the internal wiring 30, gold bumps formed on the electronic component 50 can be used as the mounting portion 40. In that case, the gold bump formed on the electronic component 40 and the gold film of the internal wiring 30 can be bonded by using thermo-compression bonding instead of the conductive adhesive.

図2(e)は、ガラス基板10に搭載された電子部品50を保護するため、凹部を設けたカバー60をガラス基板10と接合するキャップ接合工程を説明するための図である。この工程において、ガラス基板10のカバーの凹部と対抗する面(上面)とカバー60の凹部とで空洞部90を形成する。これにより、空洞部90に電子部品が設けられる。また、カバー60の材質は、例えばシリコン、ガラス、アルミニウム等を用いることができ、接合方法や、真空度やコスト等などの電子部品50に要求される仕様を考慮して選択すればよい。例えば、電子部品50が水晶振動子片であり、ガラス基板10とカバー60との接合後に周波数調整をする場合には、カバー60にはガラス製の部材を選択することが望ましい。また、接合方法として、例えば接着や陽極接合、金−金接合等を用いることができる。なお、ガラス基板10側に凹部が形成されている場合、カバー60に凹部を形成する必要はない。この場合、ガラス基板10の凹部とカバー60の当該凹部と対向する面とで空洞部が形成されるので、電子部品50を当該空洞部に設ければよい。   FIG. 2E is a diagram for explaining a cap joining process for joining the cover 60 provided with a recess to the glass substrate 10 in order to protect the electronic component 50 mounted on the glass substrate 10. In this step, the cavity 90 is formed by the surface (upper surface) facing the recess of the cover of the glass substrate 10 and the recess of the cover 60. Thereby, an electronic component is provided in the cavity 90. Moreover, the material of the cover 60 can use silicon, glass, aluminum etc., for example, and should just select it in consideration of the specifications requested | required of the electronic components 50, such as a joining method and a vacuum degree, cost. For example, when the electronic component 50 is a crystal resonator piece and the frequency is adjusted after the glass substrate 10 and the cover 60 are joined, it is desirable to select a glass member for the cover 60. As a bonding method, for example, adhesion, anodic bonding, gold-gold bonding, or the like can be used. In addition, when the recessed part is formed in the glass substrate 10 side, it is not necessary to form a recessed part in the cover 60. FIG. In this case, since the cavity is formed by the recess of the glass substrate 10 and the surface of the cover 60 facing the recess, the electronic component 50 may be provided in the cavity.

図2(f)は、ガラス基板10の表面(内部配線30を形成した面と対向する面)に絶縁樹脂層70を形成する工程を説明するための図である。絶縁樹脂層70は、スクリーン印刷によって形成する。このとき、絶縁樹脂層70は、貫通電極20の端部を蓋うと電気的に導通しなくなるため、貫通電極20の端部上は開口するように(端部から間隔を隔てて)形成する。   FIG. 2F is a diagram for explaining a process of forming the insulating resin layer 70 on the surface of the glass substrate 10 (a surface facing the surface on which the internal wiring 30 is formed). The insulating resin layer 70 is formed by screen printing. At this time, since the insulating resin layer 70 is not electrically connected when the end portion of the through electrode 20 is covered, the insulating resin layer 70 is formed so as to open (with a gap from the end portion) on the end portion of the through electrode 20.

図2(g)は、絶縁樹脂層70を覆うように導電樹脂層80を形成し、導電樹脂層80にめっきする工程を説明するための図である。ここで、導電樹脂層80は、スクリーン印刷によって形成する。そして、導電樹脂層80は、加熱して固化させた後、無電解めっきにより、ガラス基板10との実装部となる外部電極95を形成する。無電解めっきによる金属膜の最表面は金、銀、白金等の貴金属を使用する。   FIG. 2G is a diagram for explaining a process of forming a conductive resin layer 80 so as to cover the insulating resin layer 70 and plating the conductive resin layer 80. Here, the conductive resin layer 80 is formed by screen printing. And after the conductive resin layer 80 is heated and solidified, the external electrode 95 used as the mounting part with the glass substrate 10 is formed by electroless plating. The outermost surface of the metal film formed by electroless plating uses a noble metal such as gold, silver or platinum.

図2(h)は、パッケージを個片化する工程を説明するための図である。すなわち、1つのガラス基板10上に複数の電子デバイス1を一括形成した後、電子デバイス1を個片化する工程である。この工程において、カバー60の材質によって個片化する方法は異なるが、例えば、ダイシング、またはレーザーカット法を用いることができる。   FIG. 2H is a diagram for explaining the process of dividing the package into individual pieces. In other words, this is a step of forming a plurality of electronic devices 1 on a single glass substrate 10 and then separating the electronic devices 1 into individual pieces. In this step, although the method of dividing into pieces varies depending on the material of the cover 60, for example, dicing or laser cutting can be used.

本発明の電子デバイスは、例えば、本発明の電子デバイスを発振子として用いた発振器又は時計、本発明の電子デバイスを計時部に備えた携帯情報機器、本発明の電子デバイスを時刻情報などの電波を受信部に備えた電波時計等の電子機器に用いることができる。   The electronic device of the present invention includes, for example, an oscillator or a clock using the electronic device of the present invention as an oscillator, a portable information device including the electronic device of the present invention in a timekeeping section, and a radio wave such as time information Can be used for an electronic device such as a radio timepiece provided in the receiver.

1 電子デバイス
10 ガラス基板
20 貫通電極
30 内部配線
40 実装部
50 電子部品
60 カバー
70 絶縁樹脂層
80 導電樹脂層
90 空洞部
95 外部電極
100 ガラス基板
200 貫通電極
300 開口部
400 絶縁樹脂層
500 導電樹脂層
600 外部電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic device 10 Glass substrate 20 Through electrode 30 Internal wiring 40 Mounting part 50 Electronic component 60 Cover 70 Insulating resin layer 80 Conductive resin layer 90 Cavity part 95 External electrode 100 Glass substrate 200 Through electrode 300 Opening part 400 Insulating resin layer 500 Conductive resin Layer 600 External electrode

Claims (9)

脆性材料により形成された基板と、
前記基板の上下何れか一方の面に設けられた内部電極と、
前記基板上に実装され、前記内部電極と導通された電子部品と、
前記基板を上下に貫通し、一端が前記内部電極と連接された貫通電極と、
前記基板の前記内部電極の設けられた面と対抗する面において、前記貫通電極の他端と離間する位置に形成された絶縁樹脂層と、
前記絶縁樹脂層の周囲を覆い且つ前記貫通電極の他端と連接するように積層された導電樹脂層と、
を備えたことを特徴とする電子デバイス。
A substrate formed of a brittle material;
An internal electrode provided on one of the upper and lower surfaces of the substrate;
An electronic component mounted on the substrate and electrically connected to the internal electrode;
A through electrode that vertically penetrates the substrate and has one end connected to the internal electrode;
An insulating resin layer formed at a position spaced from the other end of the through electrode on the surface of the substrate facing the surface on which the internal electrode is provided;
A conductive resin layer that covers the periphery of the insulating resin layer and is laminated so as to be connected to the other end of the through electrode;
An electronic device comprising:
前記導電樹脂層は、導電性のめっき層で覆われてなることを特徴とする請求項1に記載の電子デバイス。   The electronic device according to claim 1, wherein the conductive resin layer is covered with a conductive plating layer. 前記めっき層は金めっきの層であることを特徴とする請求項2に記載の電子デバイス。   The electronic device according to claim 2, wherein the plating layer is a gold plating layer. 前記基板に接合され、当該基板との接合面に前記電子部品を内部に収納するための凹部を有するカバー部を備えることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の電子デバイス。   The electronic device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a cover portion that is bonded to the substrate and has a concave portion for accommodating the electronic component therein on a bonding surface with the substrate. . 脆性材料により形成された基板に、当該基板を上下に貫通する貫通電極を形成する工程と、
前記貫通電極の一端と連接するように前記基板の上下何れか一方の面に内部電極を配置する工程と、
前記内部電極と導通するように前記基板へ電子部品を実装する工程と、
前記基板の前記内部電極が配置された面と対抗する面において、前記貫通電極の他端と離間する位置に絶縁樹脂層を形成する工程と、
前記絶縁樹脂層の周囲を覆い且つ前記貫通電極の他端と連接するように導電樹脂層を積層する工程と、
を備えたことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
A step of forming a through electrode penetrating the substrate up and down on a substrate formed of a brittle material;
Disposing an internal electrode on one of the upper and lower surfaces of the substrate so as to be connected to one end of the through electrode;
Mounting an electronic component on the substrate so as to be electrically connected to the internal electrode;
Forming an insulating resin layer at a position spaced from the other end of the through electrode on the surface of the substrate facing the surface on which the internal electrode is disposed;
Laminating a conductive resin layer so as to cover the periphery of the insulating resin layer and to be connected to the other end of the through electrode;
An electronic device manufacturing method comprising:
前記導電樹脂層を、導電性のめっき層で覆う工程を備えることを特徴とする請求項5に記載の電子デバイスの製造方法。   The method for manufacturing an electronic device according to claim 5, further comprising a step of covering the conductive resin layer with a conductive plating layer. 前記めっき層は金めっきの層であることを特徴とする請求項6に記載の電子デバイスの製造方法。   The method of manufacturing an electronic device according to claim 6, wherein the plating layer is a gold plating layer. 1つの前記基板上に複数の電子デバイスを一括形成した後、前記電子デバイスを個片化する工程を備えることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。   The method for manufacturing an electronic device according to claim 5, further comprising a step of separating the electronic devices after forming a plurality of electronic devices on one substrate at a time. . 前記基板へ電子部品を実装した後、前記基板との接合面に前記電子部品を内部に収納するための凹部を有するカバー部を前記基板に接合する工程を備えることを特徴とする請求項5〜8の何れか一項に記載の電子デバイスの製造方法。   6. After mounting an electronic component on the substrate, the method includes a step of bonding to the substrate a cover portion having a recess for accommodating the electronic component inside the bonding surface with the substrate. The manufacturing method of the electronic device as described in any one of 8.
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