專利名稱：電子器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以水晶振動(dòng)器或壓電體為代表的電子器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
由于水晶振動(dòng)器的頻率特性優(yōu)異，往往作為器件，具體地說(shuō)作為印刷基板安裝部 件之一加以使用。但是，要使水晶振動(dòng)器的特性穩(wěn)定時(shí)，為了截?cái)嗤鈿獾挠绊?，最好放入?封容器，這種封裝結(jié)構(gòu)的例子已在“玻璃_陶瓷復(fù)合體及采用該復(fù)合體的平板封裝型壓電 部件”(專利文獻(xiàn)1)等中提出。依據(jù)專利文獻(xiàn)1，其特征在于在基座收容水 晶片，蓋上蓋部而成的電子器件中， 采用與水晶片大致相同的熱膨張率的材料即陶瓷和玻璃粉末的混合物，構(gòu)成封裝。但是，在專利文獻(xiàn)1中的封裝為玻璃_陶瓷復(fù)合體，因此采用使1個(gè)基座承載水晶 片，并蓋上蓋部的單件生產(chǎn)，其生產(chǎn)性顯著低。而且，玻璃_陶瓷復(fù)合體難以加工，生產(chǎn)成本 較高。為了解決這些缺點(diǎn)，提出用容易加工的玻璃來(lái)制造封裝的方法，并且提出了 “電子 部件封裝”(專利文獻(xiàn)2)等。利用圖6，對(duì)專利文獻(xiàn)2的概要進(jìn)行說(shuō)明。依據(jù)專利文獻(xiàn)2，提出經(jīng)過(guò)以下工序制 造電子器件100的方法的方案，該工序是在基座110制作貫通孔的工序(a)；對(duì)貫通孔注 入低熔點(diǎn)玻璃，嵌入金屬銷120的工序(b)；塞進(jìn)金屬銷120，并將玻璃板加工成凹狀的工 序(c)；通過(guò)印刷來(lái)形成電極130的工序(d)；將水晶振動(dòng)器等的部件搭載于金屬銷的工序 (e)；以及通過(guò)密封材料150將蓋部160和基座110密封接合的工序(f)。其中在(c)的工 序中，通過(guò)使加熱溫度在玻璃的軟化點(diǎn)溫度(約1000°C )以上，來(lái)使玻璃熔敷，從而能夠得 到密合固定于基座110的金屬銷120，因此用工序(f)能夠確實(shí)確保氣密性，且能夠低成本 制造。專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平11-302034號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2003-209198號(hào)公報(bào)上述的電子器件100的制造方法的工序(c)中，存在圖7所示的課題。圖7是工 序(c)的金屬銷部的放大圖。即，如(c-1)所示，在金屬銷120較短的情況下，或者塞進(jìn)量 較少的情況下，金屬銷120會(huì)被低熔點(diǎn)玻璃170包住。因此，無(wú)法確保工序(d)中形成的電 極130和金屬銷120的電連接。此外，如(c-2)所示，即使按照設(shè)計(jì)的那樣塞進(jìn)金屬銷120， 由于基座110曝露于軟化點(diǎn)以上的溫度，有可能使玻璃覆蓋金屬銷120的前端。而且，如 (c-3)所示，金屬銷120曝露于約1000°C的溫度中，在金屬銷120的周圍生長(zhǎng)氧化膜180，存 在電極130與電子部件140不導(dǎo)通的課題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的課題，本發(fā)明提供以下的方案。提供一種電子器件，其中包括承載電子部件的玻璃制的基座；覆蓋該基座的蓋部；以及將搭載于基座的電子部件及在基座的與搭載的部件相反一側(cè)設(shè)置的外部電極電連接的貫通電極，在熔敷基座和貫通電極的狀態(tài)下進(jìn)行研磨后，在貫通電極的兩端面設(shè)置金 屬膜。通過(guò)這樣，在除去熔敷時(shí)生成的氧化膜之后，能夠防止在貫通電極表面生長(zhǎng)氧化膜， 因此能夠確保電子部件和外部電極的導(dǎo)通。此外，提供貫通電極表面的金屬膜中最表面的物質(zhì)為金、銀、白金、鈀、銠、銥、釕、 鋨的貴金屬的電子器件。通過(guò)這樣，通過(guò)用離子化傾向較小的金屬膜覆蓋，能夠更加穩(wěn)定地 形成外部電極，并能確保電子部件和外部電極的導(dǎo)通。此外，貫通電極為鐵-鎳合金、科伐(Kovar)合金、鐵-鎳-鉻合金中的任一種。而 且，提供金屬膜利用鎳置換型的無(wú)電解鍍制造的方案。通過(guò)該方法，無(wú)需在貫通電極設(shè)置密 合層或阻擋層，而能直接形成密合性良好的貴金屬膜，因此能夠最小得抑制對(duì)構(gòu)成電子器 件的低熔點(diǎn)玻璃等的構(gòu)件的損傷。此外，能以較少的工序數(shù)形成金屬膜，所以不需要濺射法 形成膜時(shí)必需的掩模，能以低成本確保電子部件與外部電極的導(dǎo)通。此外，提供金屬膜是利用將金屬微粒子燒結(jié)的方法來(lái)制造的方案。通過(guò)該方法，能 夠采用在用噴墨法描繪金屬微粒子后進(jìn)行燒結(jié)的方法，因此不需要一般用濺射法形成膜時(shí) 所必需的掩模，能以低成本確保電子部件與外部電極的導(dǎo)通。(發(fā)明效果)依據(jù)本發(fā)明，在熔敷基座和貫通電極時(shí)，在除去會(huì)在貫通電極生成的氧化膜后，在 貫通電極的兩端面不用掩模而形成貴金屬膜，從而確保貫通電極與電子部件及外部電極的 電連接，因此起到穩(wěn)定地保持電子部件與外部電極的導(dǎo)通，并能以低成本制造的效果。


圖1是本發(fā)明的電子器件的剖視圖。圖2是表示本發(fā)明的電子器件的制造工序的圖。圖3是本發(fā)明的電子器件的貫通電極部的放大剖視圖。圖4是本發(fā)明的電子器件的貫通電極部的放大剖視圖。圖5是本發(fā)明的電子器件的貫通電極部的放大剖視圖。圖6是表示傳統(tǒng)例的制造工序的圖。圖7是傳統(tǒng)例的金屬銷部的放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的電子器件的 剖視圖。在電子器件1中，在由玻璃制的基座10和蓋部50包圍的封裝內(nèi)部搭載有電子部 件40，電子部件40經(jīng)由連接部30、貫通電極21、及金屬膜22，與安裝在基板的端子即外部 電極60電連接。基座并不限于此，例如，可為硅制的，能夠用在壓力傳感器等的MEMS器件。圖1中，電子器件1為搭載音叉型的水晶振動(dòng)器片作為電子部件40的水晶振動(dòng) 器。在本發(fā)明中，電子器件并不限于此，包括半導(dǎo)體電路、LED、各種傳感器等，可搭載于基座 上的電子器件。貫通電極21最好是鐵_鎳合金、科伐合金、鐵-鎳-鉻合金等。在此，該鐵鎳合金 可以使用例如36% Ni/Fe合金、42% Ni/Fe合金、45% Ni/Fe合金、47% Ni/Fe合金、50%Ni/Fe合金、52% Ni/Fe合金等。此外作為該鐵鎳鉻，例如可以列舉42Ni/6Cr/Fe。但是，除 此以外的金屬也可，例如，可以采用其熱膨張系數(shù)接近能夠防止熱履歷的破壞的基座10的 物質(zhì)。金屬膜22中 ，最表面使用金、銀、白金、鈀、銠、銥、釕、鋨等的貴金屬。貴金屬由于 離子化傾向較小且具有耐腐蝕性，能夠抑制形成外部電極為止的時(shí)間內(nèi)的劣化或基板安裝 后過(guò)熱時(shí)的貫通電極21的氧化，而且，能夠提高使用本發(fā)明的電子器件的可靠性。此外，為了確保與貫通電極21的密合性，作為最表面的貴金屬的基底，金屬膜22 也可以形成鉻、鈦等的金屬膜。而且，為了防止金屬擴(kuò)散，也可以在基底層和貴金屬膜之間 形成鎳等的金屬膜作為防擴(kuò)散層。在金屬膜22的形成方法中，一般采用濺射法，但也可以為鍍敷法。此外，如果使用 包含鎳成分的物質(zhì)作為貫通電極21，則在形成金屬膜22時(shí)，能夠直接采用鎳置換型的無(wú)電 解鍍。作為鍍敷液，例如，使用中性置換型的無(wú)電解金鍍液等即可。通過(guò)無(wú)電解鍍來(lái)形成的 金屬膜，與貫通電極的密合性較高。此外，鍍層僅形成在貫通電極上，因此能夠節(jié)省一般鍍 敷的處理。因此，與濺射法、蒸鍍法相比，沒(méi)有制造工序的浪費(fèi)，可進(jìn)行低成本化。連接部30包含基座10的上表面的電路圖案，由銀膠等的導(dǎo)電粘合劑燒結(jié)后的物 質(zhì)構(gòu)成。但是，通過(guò)電子部件40的結(jié)構(gòu)，可以不使用導(dǎo)電粘合劑。例如，在金屬膜的最表面 使用了金時(shí)，可以使用利用熱壓接來(lái)接合形成在電子部件40上的金凸臺(tái)與基座10上的金 屬膜的金-金接合等，以取代導(dǎo)電粘合劑。此外，電路圖案可為將導(dǎo)電粘合劑燒結(jié)的物質(zhì)， 也可為利用光刻法形成的金屬薄膜。外部電極60的材質(zhì)由濺射膜或蒸鍍膜形成的金屬薄膜來(lái)形成?；蛘?，由于基座10 較脆，用基板安裝時(shí)緩沖應(yīng)力的銀膠等的導(dǎo)電性粘合劑。圖1是1個(gè)電子器件1的剖視圖，這些電子器件并非個(gè)別封裝，被制作成晶片水 準(zhǔn)，最后可以通過(guò)切割等來(lái)切斷。下面，利用圖2至圖5，對(duì)制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示本發(fā)明的電子器件的制造工序的圖。工序㈧是在基座10形成貫通孔的工序。貫通孔利用噴吵、激光加工、鉆孔加工、 熱壓加工等來(lái)制造。工序(B)是對(duì)貫通孔涂敷未圖示的低熔點(diǎn)玻璃，插入貫通電極20，進(jìn)行熔敷的工 序。在圖3中放大示出工序(B)的貫通電極部。貫通電極20采用T字型的電極，以致不 會(huì)從孔掉下來(lái)。在工序(B)中，為了玻璃熔敷，需要設(shè)為至少使低熔點(diǎn)玻璃熔化的溫度即 400 500 口。此外，在不使用低熔點(diǎn)玻璃時(shí)，需要設(shè)為基座10的玻璃軟化點(diǎn)溫度以上(約 1000 □)。因此，如圖3的(B-I)、(B-2)所示，在基座10及沒(méi)有被低熔點(diǎn)玻璃70覆蓋的場(chǎng) 所生成氧化膜80，有時(shí)無(wú)法取得導(dǎo)通。工序(C)是消除貫通電極20的T字的頭部分和圖3所示的覆蓋T字部分的氧化 膜80及低熔點(diǎn)玻璃70的工序。圖4是放大工序(C)的貫通電極部的圖。圖4所示的結(jié)構(gòu) 是將貫通電極20及基座10研磨成較薄而得到的。通過(guò)該工序，消除覆蓋貫通電極20的氧 化膜90及低熔點(diǎn)玻璃70，處于可在基座10的兩表面上通過(guò)貫通電極21取得導(dǎo)通的狀態(tài)。工序⑶是在貫通電極21的研磨面形成金屬膜22的工序。在圖5示出放大工序 (D)的貫通電極部的圖。金屬膜22是通過(guò)進(jìn)行無(wú)電解鍍，僅在貫通電極21的端面形成經(jīng)鍍 敷形成的金屬膜22。此外，從工序(C)到工序(D)形成自然氧化膜，但可以在鍍涂敷前用藥液清洗來(lái)清除干凈。通過(guò)無(wú)電解鍍，不需要用濺射法形成膜時(shí)所需的掩模，可一次性在貫通 電極21的兩端面形成金屬膜22。因此，能夠成批處理，且成本比其它工法低，量產(chǎn)性好。此外，金屬膜22可通過(guò)燒結(jié)金屬微粒子來(lái)形成。在該方法中，金屬微粒子分散在 溶液中，以能夠用噴墨裝置進(jìn)行涂敷。這時(shí)，預(yù)先將貫通電極22的位置定位，從而能夠僅對(duì) 貫通電極21的端面涂敷金屬微粒子，將涂敷后的金屬微粒子燒結(jié)，能夠形成金屬膜22。此 夕卜，從工序(C)到工序(D)形成的自然氧化膜是在涂敷前用藥液清洗而除去。通過(guò)燒結(jié)金 屬微粒子而形成金屬膜，不需要掩模，能比濺射法低的成本制造。此外，金屬膜22也可以結(jié) 合濺射法、蒸鍍法和光刻法來(lái)形成。通過(guò)這樣形成金屬膜22，在以后的工序中防止加熱等導(dǎo) 致的貫通電極21的氧化，能夠確保導(dǎo)通。在此，當(dāng)基座為硅時(shí)，在基座形成氧化膜。此外， 由于形成金屬膜而貫通電極不會(huì)氧化。從而，僅在基座部分形成氧化膜，包括電路圖案的連 接部不會(huì)短路，可作為電子器件使用。
工序(E)是搭載電子部件40的工序。在包含金屬膜22的基座的一個(gè)面形成包含 電路圖案的連接部30，隔著連接部30搭載電子部件40。工序(F)是將加工在凹部上的蓋部50與基座10接合的工序。蓋部50的材質(zhì)考 慮接合方法或真空度或成本等的對(duì)電子部件40要求的規(guī)格而選擇即可。例如，在電子部件 40為水晶振動(dòng)器片，且在基座10和蓋部50接合后調(diào)整頻率時(shí)，最好蓋部50選擇玻璃制的 構(gòu)件。工序(G)是形成外部電極60的工序。外部電極60用濺射法形成?；蛘?，外部電 極60通過(guò)印刷導(dǎo)電性粘合劑并加以燒結(jié)而形成。而且，在導(dǎo)電粘合劑上用濺射法形成金屬 膜也可。工序(H)是將封裝小片化的工序。具體而言，隨著蓋部50的材質(zhì)，小片化的方法 有所不同，但可以通過(guò)切割或激光切割來(lái)進(jìn)行。附圖標(biāo)記說(shuō)明1電子器件；10基座；20貫通電極；21切削后的貫通電極；22金屬膜；30連接部； 40電子部件；50蓋部；60外部電極；70低熔點(diǎn)玻璃；80氧化膜；100電子器件；110基座； 120金屬銷；130電極；140電子部件；150密封材料；160蓋部；170低熔點(diǎn)玻璃；180氧化膜。
權(quán)利要求
一種電子器件，其中包括由玻璃或硅形成的基座；貫通所述基座并且柱狀的兩端面被研磨且與所述基座形成同一平面的貫通電極；覆蓋所述貫通電極的兩方的所述端面的金屬膜；與所述金屬膜電連接且形成在所述金屬膜上的連接部；與所述連接部電連接地設(shè)置的電子部件；與設(shè)置在所述基座的與設(shè)置所述電子部件的面相反一側(cè)的面的所述金屬膜電連接的外部電極；以及與所述基座接合的蓋部。
2.如權(quán)利要求1所述的電子器件，其特征在于在所述基座與所述貫通電極之間有低 熔點(diǎn)玻璃。
3.如權(quán)利要求2所述的電子器件，其特征在于所述金屬膜的最表面的物質(zhì)為金、銀、 白金、鈀、銠、銥、釕、鋨中的任意物質(zhì)。
4.如權(quán)利要求3所述的電子器件，其特征在于所述貫通電極為鐵/鎳合金、科伐合 金、鐵/鎳/鉻合金中的任意物質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的電子器件，其中，所述電子部件為水晶振 動(dòng)片。
6.一種電子器件的制造方法，其中包括 在基座形成貫通孔的工序；對(duì)所述貫通孔涂敷低熔點(diǎn)玻璃并插入貫通電極而進(jìn)行熔敷的貫通電極形成工序； 將所述貫通電極的端面研磨至所述貫通電極和所述基座形成光滑的同一平面的工序；在所述貫通電極的研磨面形成金屬膜的金屬膜形成工序； 將所述貫通電極與電子部件電連接的電子部件連接工序；以及 將所述貫通電極和外部電極電連接的外部電極連接工序。
7.如權(quán)利要求6所述的電子器件的制造方法，其特征在于在所述貫通電極形成工序 中，將由大直徑部和小直徑部構(gòu)成的剖面T字型的金屬銷插入貫通孔后熔敷。
8.如權(quán)利要求7所述的電子器件的制造方法，其特征在于在所述貫通電極研磨工序 中，研磨并除去形成為覆蓋所述金屬銷的大直徑部和所述金屬銷的氧化膜。
9.如權(quán)利要求6所述的電子器件的制造方法，其特征在于在所述金屬膜形成工序中， 所述貫通電極為鐵/鎳合金、科伐合金、鐵/鎳/鉻合金中的任意種，且用鎳置換型的無(wú)電 解鍍來(lái)制造所述金屬膜。
10.如權(quán)利要求6所述的電子器件的制造方法，其特征在于在所述金屬膜形成工序 中，利用在所述貫通電極的兩端面涂敷金屬微粒子并加以燒結(jié)的方法來(lái)制造。
11.如權(quán)利要求6所述的電子器件的制造方法，其特征在于在所述電子部件連接工序 中，經(jīng)由包含電路圖案的連接部電連接所述貫通電極和所述電子部件。
12.如權(quán)利要求6至11中任一項(xiàng)所述的電子器件的制造方法，其特征在于在所述電 子部件連接工序之后，具備將加工在凹部上的蓋部與所述基座接合的工序。
全文摘要
本發(fā)明的課題是在玻璃軟化點(diǎn)溫度以上的溫度下，將在玻璃制的基座材料搭載的電子部件、在基座的與搭載的部件相反一側(cè)設(shè)置的外部電極、貫通電極與基座熔敷的結(jié)構(gòu)中，確保電子部件與外部電極的導(dǎo)通。為此形成了基座(10)和貫通基座(10)并通過(guò)研磨來(lái)除去表面的絕緣物質(zhì)后在兩端面形成金屬膜(22)的貫通電極(21)；在貫通電極(21)的一個(gè)面隔著連接部(30)設(shè)置的電子部件(40)；在基座(10)的與設(shè)置電子部件(40)的面相反一側(cè)的面設(shè)置的外部電極(70)；以及基座(10)上的保護(hù)電子部件(40)的蓋部(50)。
文檔編號(hào)H03H9/19GK101938263SQ20101022273
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者中村敬彥, 佐藤惠二, 寺田大輔, 沼田理志, 竹內(nèi)均, 荒武潔 申請(qǐng)人:精工電子有限公司