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JP2014067828A - Method for manufacturing electronic device and electronic device - Google Patents

Method for manufacturing electronic device and electronic device Download PDF

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JP2014067828A
JP2014067828A JP2012211307A JP2012211307A JP2014067828A JP 2014067828 A JP2014067828 A JP 2014067828A JP 2012211307 A JP2012211307 A JP 2012211307A JP 2012211307 A JP2012211307 A JP 2012211307A JP 2014067828 A JP2014067828 A JP 2014067828A
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JP
Japan
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electronic device
electronic component
manufacturing
base
electrode
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Withdrawn
Application number
JP2012211307A
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Japanese (ja)
Inventor
Norihiko Nakamura
敬彦 中村
Matsuo Kishi
松雄 岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
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Publication of JP2014067828A publication Critical patent/JP2014067828A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a thin electronic device capable of stably keeping the conduction between an electronic component and an external electrode and easily forming a through electrode, and to provide an electronic device.SOLUTION: A method for manufacturing an electronic device 1 comprises the steps of: filling a hollow D of a base material 10 with an embedding metal 21; mounting an electronic component 50 on the base material 10; hermetically bonding the region covered by a cover material 60 and the base material 10; forming a base 11 and a through electrode 22 by polishing the bonded base material 10; and forming an external electrode 60.

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の製造方法および電子デバイスに関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an electronic device typified by a crystal resonator or a piezoelectric element, and an electronic device.

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」などが提案されている(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 has been proposed (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5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。当該電子部品パッケージでは、ベース110に貫通孔を作製する工程(a)、貫通孔に低融点ガラスを流し込み、金属ピン120をはめ込む工程(b)、金属ピン120を押し込むと共に、ガラス板を凹状に加工する工程(c)、電極130を印刷によって形成する工程(d)、水晶振動子等の部品140を金属ピン120に搭載する工程(e)、封止材150を介してキャップ160とベース110を封止接合する工程(f)を経て、電子デバイス100が製造されている。ここで、(c)の工程において、加熱温度をガラスの軟化点温度(約1000℃)以上にしてガラスを溶着させることで、ベース110に密着固定した金属ピン120を得ることができるため、(f)の工程で確実に機密性を保つことが可能となり、低コストで電子デバイス100を製造できるというものである。   The outline of the electronic component package described in Patent Document 2 will be described with reference to FIG. In the electronic component package, a step (a) of forming a through hole in the base 110, a step (b) of pouring low melting glass into the through hole and fitting the metal pin 120, pushing the metal pin 120 and making the glass plate concave Step (c) for processing, step (d) for forming electrode 130 by printing, step (e) for mounting component 140 such as a crystal resonator on metal pin 120, cap 160 and base 110 via sealing material 150 The electronic device 100 is manufactured through the step (f) of sealing and bonding the components. Here, in the step (c), the metal pin 120 adhered and fixed to the base 110 can be obtained by welding the glass at a heating temperature equal to or higher than the softening point temperature (about 1000 ° C.) of the glass. In step f), confidentiality can be reliably maintained, and the electronic device 100 can be manufactured at low cost.

特開平11−302034号公報JP-A-11-302034 特開2003−209198号公報JP 2003-209198 A

しかしながら、図5を用いて説明した電子デバイス100の製造方法は、工程(c)において、図6に示すような事態が生じうる。ここで、図6は、工程(c)の金属ピン部分の拡大図である。即ち、図6(c−1)に示すように、金属ピン120が短い場合や、または、押し込み量が少ない場合には、金属ピン120が低融点ガラス170に包まれてしまう。このため、工程(d)で形成する電極130と金属ピン120との電気的接続が確保できないという事態が生じうる。また、図6(c−2)に示すように、仮に設計通りに金属ピン120を押し込めたとしても、ベース110が低融点ガラス170の軟化点以上の温度にさらされているため、低融点ガラス170が金属ピン120の先端をカバーする可能性がある。さらには、図6(c−3)に示すように、金属ピン120が約1000℃の温度にさらされる結果、金属ピン120の周囲で酸化膜180が成長し、電極130と電子部品140とが導通しなくなるという事態が生じうる。また、近年の電子部品の小型・薄型の要求(例2012サイズ、0.6mm)を低コストで提供するという要求もある。   However, in the method for manufacturing the electronic device 100 described with reference to FIG. 5, the situation shown in FIG. 6 may occur in the step (c). Here, FIG. 6 is an enlarged view of the metal pin portion in the step (c). That is, as shown in FIG. 6C-1, when the metal pin 120 is short or when the push-in amount is small, the metal pin 120 is wrapped in the low melting point glass 170. For this reason, the situation where the electrical connection of the electrode 130 and metal pin 120 which are formed at a process (d) cannot be ensured may arise. Further, as shown in FIG. 6C-2, even if the metal pin 120 is pushed in as designed, the base 110 is exposed to a temperature equal to or higher than the softening point of the low-melting glass 170. 170 may cover the tip of the metal pin 120. Further, as shown in FIG. 6C-3, the metal pin 120 is exposed to a temperature of about 1000 ° C. As a result, an oxide film 180 grows around the metal pin 120, and the electrode 130 and the electronic component 140 are separated. There may be a situation where conduction is lost. In addition, there is also a demand to provide a low-cost and low-cost requirement for electronic components in recent years (eg, 2012 size, 0.6 mm).

本発明はこのような事情を考慮してなされるものであり、その目的は、外部電極と内部部品との電気的導通を安定して確保できる電子デバイスの製造方法および電子デバイスを提供することにある。   The present invention is made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an electronic device manufacturing method and an electronic device that can stably ensure electrical continuity between an external electrode and an internal component. is there.

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。
本発明の電子デバイスの製造方法は、ガラス製のベース材に窪みを形成する窪み形成工程と、窪みに金属を充填することで窪みに埋め込まれる埋め込み金属を形成する充填工程と、ベース材に電子部品を実装し、埋め込み金属と電子部品とを電気的に接続する実装工程と、電子部品を覆うカバー材をベース材に接合する接合工程と、ベース材を電子部品が実装される側とは反対側から研磨することでベースを形成するとともに、埋め込み金属を露出させる研磨工程と、埋め込み金属の露出された下端部に外部電極を形成する外部電極形成工程とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following means.
The method for manufacturing an electronic device according to the present invention includes a step of forming a recess in a glass base material, a step of filling a metal in the recess to form an embedded metal embedded in the recess, and an electron in the base material. The mounting process for mounting the component and electrically connecting the embedded metal and the electronic component, the bonding process for bonding the cover material covering the electronic component to the base material, and the side on which the electronic component is mounted are opposite to the base material A base is formed by polishing from the side, and a polishing step for exposing the embedded metal and an external electrode forming step for forming an external electrode at the exposed lower end of the embedded metal are provided.

また、上述の充填工程は、ビアフィルめっき処理を施すことにより、埋め込み金属が形成されることを特徴とする。
また、上述の研磨工程は、カバー材を前記電子部品が収容される側とは反対側から研磨することを特徴とする。
Further, the filling step described above is characterized in that a buried metal is formed by performing a via fill plating process.
In the above polishing step, the cover material is polished from the side opposite to the side where the electronic component is accommodated.

また、上述のベースとカバーとを切断する個片化工程を更に有することを特徴とする。
また、上述の埋め込み金属は銅であることを特徴とする。また、上述の埋め込み金属は、銅に代わり、鉄―ニッケル系合金からなることを特徴とする。
In addition, the method further includes an individualization step of cutting the base and the cover.
The buried metal is copper. Further, the embedded metal is characterized in that it is made of an iron-nickel alloy instead of copper.

また、本発明の電子デバイスは、電子部品が実装されるガラス製のベースと、ベースに接合され、電子部品を覆うカバーと、ベースに形成され、電子部品が実装される側とは反対の外部側に形成される外部電極と、電子部品と外部電極とを電気的に接続し、ベースを貫通する貫通電極とを有し、貫通電極は、外部側に形成される下端部と、電子部品が実装される側に形成され、下端部の断面積より大きな断面積を有する上端部とを備えることを特徴とする。   The electronic device of the present invention includes a glass base on which an electronic component is mounted, a cover that is bonded to the base and covers the electronic component, and an external portion that is formed on the base and is opposite to the side on which the electronic component is mounted. The external electrode formed on the side, the electronic component and the external electrode are electrically connected, and the through electrode penetrates the base. The through electrode has a lower end formed on the external side, and the electronic component And an upper end portion formed on the mounting side and having a cross-sectional area larger than that of the lower end portion.

本発明によれば、貫通電極を形成する上で、ベース材に形成された窪みにビアフィルめっき処理を施す工程を用いており、金属ピンをはめ込む/押し込む工程を用いない。そのため、本発明では、金属ピンが低融点ガラスに包まれる事態や金属ピンの周囲に酸化膜が形成されるなどの事態を避けることができるので、電子部品と外部電極との電気的導通を安定して保つことができる。   According to the present invention, when the through electrode is formed, a step of performing via fill plating processing on the depression formed in the base material is used, and a step of inserting / pressing the metal pin is not used. Therefore, in the present invention, it is possible to avoid a situation in which the metal pin is encased in the low melting point glass or an oxide film is formed around the metal pin, so that the electrical continuity between the electronic component and the external electrode is stable. Can be kept.

以上により、本発明は、電子部品と外部電極との導通を安定して保ち、且つ、容易に貫通電極を形成可能な小型・薄型の電子デバイスの製造方法および電子デバイスを提供できるという効果を奏する。   As described above, the present invention has an effect that it is possible to provide a method for manufacturing a small and thin electronic device and an electronic device that can stably maintain conduction between the electronic component and the external electrode and can easily form a through electrode. .

本発明に係る実施形態の電子デバイスの断面図である。It is sectional drawing of the electronic device of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の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 of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の電子デバイスの製造工程の一部を変形した例を示す図である。It is a figure which shows the example which deform | transformed a part of manufacturing process of the electronic device of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の電子デバイスの製造工程の別の一部を変形した例を示す図である。It is a figure which shows the example which changed another part of the manufacturing process of the electronic device of embodiment which concerns on this invention. 従来例の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of a prior art example. 従来例の金属ピン部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the metal pin part 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、ガラス製のベース11及びカバー61で囲まれた、外気と遮断された空洞部に電子部品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、貫通電極22を介して、基板に実装される端子である外部電極70と電気的に接続されている。ここで、カバー61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61はアルミ製のものを用いることもできる。貫通電極22は、電子部品50が実装される側の上端部22aと外気側の下端部22bとを有し、上端部22aの断面積が下端部22bの断面積より大きく形成されている。
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, an electronic component 50 is mounted in a hollow portion surrounded by a glass base 11 and a cover 61 and shielded from the outside air. The electronic component 50 is electrically connected to the external electrode 70 that is a terminal mounted on the substrate via the mounting portion 40, the internal wiring 30, and the through electrode 22. Here, the cover 61 is not limited to glass, and 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 61 can be made of aluminum. The through electrode 22 has an upper end portion 22a on the side where the electronic component 50 is mounted and a lower end portion 22b on the outside air side, and the cross-sectional area of the upper end portion 22a is formed larger than the cross-sectional area of the lower end portion 22b.

図1に示す電子デバイス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。本願発明において、電子デバイス1は、これに限らず、圧電素子、ATカット水晶振動子、半導体回路、各種センサなど、ベース10上に搭載可能な各種の電子部品を搭載したものを含む。   The electronic device 1 shown in FIG. 1 is a crystal resonator on which a tuning-fork type crystal resonator element is mounted as an electronic component 50. In the present invention, the electronic device 1 includes, but is not limited to, a device in which various electronic components that can be mounted on the base 10 such as a piezoelectric element, an AT cut crystal resonator, a semiconductor circuit, and various sensors are mounted.

貫通電極22は、銅で形成される。貫通電極22は、銅に限定されるものではなく、例えば、ベースとの熱膨張係数を考慮し、鉄−ニッケル合金、等を用いてもよい。   The through electrode 22 is made of copper. The through electrode 22 is not limited to copper. For example, an iron-nickel alloy or the like may be used in consideration of the thermal expansion coefficient with the base.

内部配線30、外部電極70は、それぞれ金属膜で形成され、最表面が金、銀、白金等の貴金属を使用した層状からなる。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、内部配線30、外部電極70の長期的劣化を抑えることができるので、本願発明を用いた電子デバイス1の信頼性を向上させることができる。なお、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。   The internal wiring 30 and the external electrode 70 are each formed of a metal film, and the outermost surface has a layer shape using a noble metal such as gold, silver, or platinum. Here, since the noble metal has a small ionization tendency and has corrosion resistance, it is possible to suppress long-term deterioration of the internal wiring 30 and the external electrode 70, so that the reliability of the electronic device 1 using the present invention is improved. be able to. In addition, as a diffusion preventing layer for preventing metal diffusion, a metal layer such as nickel may be formed under the surface layer formed of a noble metal.

また、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(実装部40)を焼成して接合される。しかし、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の最表面に金の膜(金膜)を形成した場合、電子部品50上に形成した金バンプ(図示しない)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50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。   Moreover, 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 (mounting portion 40) such as a silver paste as a connection portion. However, depending on the configuration of the electronic component 50, the conductive adhesive may not be used as the connection portion. For example, when a gold film (gold film) is formed on 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 that case, the gold bump formed on the electronic component 50 and the gold film of the internal wiring 30 can be bonded together by using a gold-gold bonding or the like instead of the conductive adhesive.

また、外部電極70は、基板実装時の応力を緩和する銀ペースト等の導電性接着剤で形成することもできる。また、外部電極70は半田を塗布しておいてもよい。   The external electrode 70 can also be formed of a conductive adhesive such as a silver paste that relieves stress during board mounting. The external electrode 70 may be coated with solder.

(電子デバイスの製造方法)
次に、本実施形態に係る電子デバイス1の製造方法について、図2から図4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図である。なお、本実施形態に係る電子デバイス1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 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing a method of manufacturing an electronic device that is manufactured at the wafer level and finally cut by dicing or the like. The electronic device 1 according to the present embodiment is not limited to this, and may be formed as 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、ベース材10にベース材10を貫通しない有底の窪みDを形成する工程である(窪み形成工程)。窪みDは、上方に開口する開口部Aとベース材10内部に閉塞される底部Bを有する。窪みD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。開口部Aの開口面積が底部Bの底面積より大きく形成される。
FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the electronic device according to the present invention.
FIG. 2A is a step of forming a bottomed recess D that does not penetrate the base material 10 in the base material 10 (a recess formation step). The depression D has an opening A that opens upward and a bottom B that is closed inside the base material 10. The recess D is manufactured by sandblasting, laser processing, drilling, hot pressing, or the like. The opening area of the opening A is formed larger than the bottom area of the bottom B.

図2(b)は、ベース材10の窪みDがある面に、ビアフィルめっき層20を施す工程ある(充填工程)。めっき層20を施すために、下地として、スパッタや無電解めっきによる薄膜を形成してもよい。ビアフィルめっきは銅であることが多いが、熱膨張を考慮し、鉄―ニッケル系合金でもよい。このとき図3に示すように、レジスト等を用いて窪みD周囲だけに形成してもよい。   FIG. 2B shows a step of applying the via fill plating layer 20 on the surface of the base material 10 where the recess D is present (filling step). In order to apply the plating layer 20, a thin film formed by sputtering or electroless plating may be formed as a base. Via fill plating is often copper, but iron-nickel alloys may be used in consideration of thermal expansion. At this time, as shown in FIG. 3, it may be formed only around the depression D using a resist or the like.

図2(c)は、ベース材10からはみ出た部分のめっき層20を除去する工程である。この除去工程により、窪みDに充填された金属である埋め込み金属21を形成する。この工程により、この後に行う、内部配線30の形成や、カバー材60との接合を容易にする。   FIG. 2C is a step of removing the plating layer 20 at a portion protruding from the base material 10. By this removing step, the embedded metal 21 which is a metal filled in the recess D is formed. This step facilitates the formation of the internal wiring 30 and the bonding with the cover material 60 which will be performed later.

図2(d)は内部配線30を形成する工程である。内部配線30はメタルマスクを用いて、スパッタ膜により形成される。また、図4に示すように、予めフォトリソ等を用いてパターニングして後にめっき層20を形成することで、内部配線一体型のめっき層20iを形成してもよい。このようにすることで充填工程の後の図2(c)の除去工程を省略できる。   FIG. 2D is a process for forming the internal wiring 30. The internal wiring 30 is formed of a sputtered film using a metal mask. Further, as shown in FIG. 4, the internal wiring integrated type plating layer 20i may be formed by patterning in advance using photolithography or the like and forming the plating layer 20 later. By doing in this way, the removal process of FIG.2 (c) after a filling process can be skipped.

図2(e)は、電子部品50を設置し、内部配線30と電子部品50とを実装部40を介して電気的に導通するように接続する、電子部品接続工程を説明するための図である(実装工程)。   FIG. 2 (e) is a diagram for explaining an electronic component connection process in which the electronic component 50 is installed and the internal wiring 30 and the electronic component 50 are connected so as to be electrically conducted via the mounting portion 40. Yes (mounting process).

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50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。   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 50 and the gold film of the internal wiring 30 can be bonded together by using a gold-gold bonding or the like instead of the conductive adhesive.

図2(f)は、ベース材10に搭載された電子部品50を保護するため、凹状に加工したカバー材60をベース材10と接合する工程を説明するための図である(接合工程)。この工程において、ベース材10の上述した一の面とカバー材60の凹状箇所とで外気と遮断された空洞部Cを形成する。これにより、空洞部Cに電子部品を密封した状態で配設できる。また、カバー材60の材質は、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、例えばシリコン、ガラス、アルミニウム等を、適宜に選択すればよい。例えば、電子部品50が水晶振動子片であり、ベース材10とカバー材60との接合後に周波数調整をする場合には、カバー60には透過性を有するガラス製の部材を選択することが望ましい。カバー60の外からレーザー照射することで電子部品50の一部を除去するなどにより周波数の調整を行うことができるようになる。また、カバー材60とベース材10との接合方法としては、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。   FIG. 2F is a diagram for explaining a process of joining the cover material 60 processed into a concave shape to the base material 10 in order to protect the electronic component 50 mounted on the base material 10 (joining process). In this step, a cavity C that is blocked from outside air is formed by the above-described one surface of the base material 10 and the concave portion of the cover material 60. Thereby, it can arrange | position in the state which sealed the electronic component in the cavity part C. FIG. In addition, the material of the cover member 60 may be appropriately selected from, for example, silicon, glass, aluminum, and the like in consideration of specifications required for the electronic component 50 such as a joining method and a degree of vacuum and cost. For example, when the electronic component 50 is a quartz crystal piece and the frequency is adjusted after the base material 10 and the cover material 60 are joined, it is desirable to select a transparent glass member for the cover 60. . The frequency can be adjusted by removing a part of the electronic component 50 by irradiating the laser from the outside of the cover 60. Moreover, as a joining method of the cover material 60 and the base material 10, adhesion, anodic bonding, gold-gold bonding, etc. can be used, for example.

図2(g)は、ベース材10及びカバー材60を研磨する工程である(研磨工程)。この研磨により、ウェハ等の一括成型での製造ながら、小型・薄型の電子部品を提供する。同時に低コストでの製造を可能にする。この工程ではベース11およびカバー61とを形成すると共に、貫通電極22を形成する。ベース材10を空洞部Cが存在する側の反対側から研磨することで、窪みDの底部Bに接する部分の埋め込み金属21が除去され、貫通電極22が形成される。このとき、貫通電極22には、空洞部C側の上端部22aと外気側に露出する下端部22bとが形成されている。この上端部22aの断面積が下端部22bの断面積より大きく形成される。   FIG. 2G is a step of polishing the base material 10 and the cover material 60 (polishing step). By this polishing, a small and thin electronic component is provided while being manufactured by batch molding of a wafer or the like. At the same time, it can be manufactured at low cost. In this step, the base 11 and the cover 61 are formed, and the through electrode 22 is formed. By polishing the base material 10 from the side opposite to the side where the cavity C exists, the portion of the embedded metal 21 in contact with the bottom B of the recess D is removed, and the through electrode 22 is formed. At this time, the through electrode 22 is formed with an upper end 22a on the cavity C side and a lower end 22b exposed to the outside air side. The cross-sectional area of the upper end portion 22a is formed larger than the cross-sectional area of the lower end portion 22b.

図2(h)は、貫通電極22に外部電極70をスパッタ法により形成する工程を説明するための図である(外部電極形成工程)。本工程により、上述の研磨工程で研磨された貫通電極22の研磨面に外部電極70が密着する。また、外部電極70を、貫通電極22の貫通軸に垂直な方向から見て、貫通電極22の露出面を含む領域に形成することで、空洞部Cの気密性や防水性を更に向上することができる。ここで、外部電極70はスパッタ法、蒸着法とフォトリソ法を組み合わせて形成してもよい。また基板実装を考慮してハンダバンプを形成してもよい。   FIG. 2H is a diagram for explaining a process of forming the external electrode 70 on the through electrode 22 by sputtering (external electrode forming process). By this step, the external electrode 70 comes into close contact with the polished surface of the through electrode 22 polished in the above-described polishing step. Further, by forming the external electrode 70 in a region including the exposed surface of the through electrode 22 when viewed from the direction perpendicular to the through axis of the through electrode 22, the airtightness and waterproofness of the cavity C can be further improved. Can do. Here, the external electrode 70 may be formed by a combination of sputtering, vapor deposition, and photolithography. Solder bumps may be formed in consideration of substrate mounting.

図2(i)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(個片化工程)。すなわち、図2(i)が示唆する工程は、1つのベース10上に複数の電子デバイスを一括形成した後、電子デバイスをそれぞれ分離し個片化する工程である。ベース11とカバー61との接合面をその接合幅より小さな切断幅を有するように切断する。この工程において、カバー60の材質によって.切断により個片化する方法は変わるが、一例として、ダイシング、またはレーザーカットによって電子デバイスの個片化を行うことができる。これにより、本発明に係る電子デバイスを一括で製造することができ、電子デバイスの大量生産における製造時間及び工程の短縮及び低コスト化が図れる。   FIG. 2I is a diagram for explaining a process of dividing the package into pieces (individualization process). That is, the step suggested by FIG. 2I is a step of forming a plurality of electronic devices on one base 10 and then separating the electronic devices into individual pieces. The joining surface between the base 11 and the cover 61 is cut so as to have a cutting width smaller than the joining width. In this process, depending on the material of the cover 60. Although the method of dividing into pieces by cutting varies, as an example, the electronic device can be divided into pieces by dicing or laser cutting. Thereby, the electronic device which concerns on this invention can be manufactured collectively, and the shortening of the manufacturing time and process in mass production of an electronic device, and cost reduction can be achieved.

以上、本実施形態に係る電子デバイスの製造方法によれば、貫通電極22を形成する上で、ベース材10に形成された有底の窪みDにビアフィルめっき処理を施した後に窪みDが開口する面の反対側から研磨工程を用いて形成しており、金属ピンをはめ込む/押し込む工程を用いない。そのため、電子デバイスでは、金属ピンが低融点ガラスに包まれる事態や金属ピンの周囲に酸化膜が形成されるなどの事態を避けることができるので、電子部品50と外部電極70との電気的導通を安定して保つことができる。   As described above, according to the method for manufacturing an electronic device according to the present embodiment, when the through electrode 22 is formed, the recess D is opened after the bottomed recess D formed in the base material 10 is subjected to the via fill plating process. It is formed by using a polishing process from the opposite side of the surface, and does not use a process of inserting / pressing a metal pin. For this reason, in the electronic device, it is possible to avoid a situation in which the metal pin is encased in the low melting point glass or an oxide film is formed around the metal pin, so that electrical conduction between the electronic component 50 and the external electrode 70 is achieved. Can be kept stable.

したがって、本発明は、電子部品と外部電極との導通を安定して保ち、且つ、容易に貫通電極を形成可能な電子デバイスの製造方法といえる。   Therefore, the present invention can be said to be a method for manufacturing an electronic device that can stably maintain conduction between the electronic component and the external electrode and can easily form a through electrode.

また、本実施形態に係る電子デバイスの製造方法によれば、めっき層20は、銅材や鉄―ニッケル系合金等の合金材、などからなる導電材で形成される。つまり、めっき層20に銅材を用いた場合、低抵抗値からなる貫通電極を作製できる。そして、めっき層20に合金を用いた場合、めっき層20の堅さを変更することが可能となるので、貫通電極の強度を適宜に変更することが可能となる。さらに、合金として鉄―ニッケル系合金を用いた場合、貫通電極をベース10の熱膨張係数に近づけることができるので、より安定した電子デバイスを製造できる。   Moreover, according to the method for manufacturing an electronic device according to the present embodiment, the plating layer 20 is formed of a conductive material made of a copper material or an alloy material such as an iron-nickel alloy. That is, when a copper material is used for the plating layer 20, a through electrode having a low resistance value can be produced. When an alloy is used for the plating layer 20, the hardness of the plating layer 20 can be changed, so that the strength of the through electrode can be appropriately changed. Furthermore, when an iron-nickel alloy is used as the alloy, the through electrode can be brought close to the thermal expansion coefficient of the base 10, and thus a more stable electronic device can be manufactured.

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 unit, and an electronic device of the present invention as 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 窪みを形成したベース材
11 ベース
20 めっき層
21 窪みに充填された金属(埋め込み金属)
22 貫通電極
30 内部配線
40 実装部
50 電子部品
60 研磨前のカバー材
61 カバー
70 外部電極
100 電子デバイス
110 ベース
120 金属ピン
130 電極
140 電子部品
150 封止材
160 キャップ
170 低融点ガラス
180 酸化膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic device 10 Base material which formed the hollow 11 Base 20 Plating layer 21 Metal with which the hollow was filled (embedded metal)
22 Through-electrode 30 Internal wiring 40 Mounting part 50 Electronic component 60 Cover material before polishing 61 Cover 70 External electrode 100 Electronic device 110 Base 120 Metal pin 130 Electrode 140 Electronic component 150 Sealant 160 Cap 170 Low melting point glass 180 Oxide film

Claims (7)

ガラス製のベース材に窪みを形成する窪み形成工程と、
前記窪みに金属を充填することで前記窪みに埋め込まれる埋め込み金属を形成する充填工程と、
前記ベース材に電子部品を実装し、前記埋め込み金属と前記電子部品とを電気的に接続する実装工程と、
前記電子部品を覆うカバー材を前記ベース材に接合する接合工程と、
前記ベース材を前記電子部品が実装される側とは反対側から研磨することでベースを形成するとともに、前記埋め込み金属を露出させる研磨工程と、
前記埋め込み金属の露出された下端部に外部電極を形成する外部電極形成工程と、
を備えることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
A dent forming step for forming a dent in a glass base material;
A filling step of forming a buried metal embedded in the depression by filling the depression with metal;
Mounting an electronic component on the base material, and electrically connecting the embedded metal and the electronic component;
A joining step of joining a cover material covering the electronic component to the base material;
Polishing the base material from the side opposite to the side on which the electronic component is mounted to form a base and exposing the embedded metal;
Forming an external electrode on the exposed lower end of the embedded metal; and
The manufacturing method of the electronic device characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の電子デバイスの製造方法において、
前記充填工程は、ビアフィルめっき処理を施すことにより、前記埋め込み金属が形成されることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
In the manufacturing method of the electronic device of Claim 1,
In the filling step, the buried metal is formed by performing a via fill plating process.
請求項2に記載の電子デバイスの製造方法において、
前記研磨工程は、前記カバー材を前記電子部品が収容される側とは反対側から研磨することでカバーを形成することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
In the manufacturing method of the electronic device of Claim 2,
In the polishing step, the cover is formed by polishing the cover material from the side opposite to the side where the electronic component is accommodated.
請求項3に記載の電子デバイスの製造方法において、
前記ベースと前記カバーとを切断する個片化工程を更に有することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
In the manufacturing method of the electronic device according to claim 3,
The method of manufacturing an electronic device, further comprising a singulation step of cutting the base and the cover.
請求項1から4の何れか一項に記載の電子デバイスの製造方法において、
前記埋め込み金属は銅であることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
In the manufacturing method of the electronic device as described in any one of Claim 1 to 4,
The method of manufacturing an electronic device, wherein the embedded metal is copper.
請求項1から4の何れか一項に記載の電子デバイスの製造方法において、
前記埋め込み金属は鉄―ニッケル系合金からなることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
In the manufacturing method of the electronic device as described in any one of Claim 1 to 4,
The method of manufacturing an electronic device, wherein the embedded metal is made of an iron-nickel alloy.
電子部品が実装されるガラス製のベースと、
前記ベースに接合され、前記電子部品を覆うカバーと、
前記ベースに形成され、前記電子部品が実装される側とは反対の外部側に形成される外部電極と、
前記電子部品と前記外部電極とを電気的に接続し、前記ベースを貫通する貫通電極とを有し、
前記貫通電極は、前記外部側に形成される下端部と、前記電子部品が実装される側に形成され、前記下端部の断面積より大きな断面積を有する上端部とを備えることを特徴とする電子デバイス。
A glass base on which electronic components are mounted;
A cover joined to the base and covering the electronic component;
An external electrode formed on the base and formed on an external side opposite to the side on which the electronic component is mounted;
Electrically connecting the electronic component and the external electrode, and having a through electrode penetrating the base,
The through electrode includes a lower end portion formed on the outer side and an upper end portion formed on the side on which the electronic component is mounted and having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the lower end portion. Electronic devices.
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