(57)【要約】【解決課題】特殊な技術や装置を必要とせず、しかも、より多くのデバイスに適用可能で、接合の際に電気的な接続を歩留まりよく確立可能な、パッケージされたデバイス及びパッケージ材の製造方法を提供する。【解決手段】パッケージドデバイス１は、デバイス基板１０と、ビア配線２１を配設したパッケージ材２０とを接合して成り、ビア配線２１と一体化して多孔質からなる部分２２が、デバイス基板１０との対向面にあたるパッケージ材１０側に設けられ、デバイスに接続された突起状の配線接続用パッド１２と多孔質からなる部分２２とを対向させてデバイス基板１０とパッケージ材２０とが接合される。これにより、多孔質からなる部分２２が潰れて接続中継部２４となり、接続中継部２４がデバイスとビア配線２１とを導通する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路、ＭＥＭＳその他のデバイスを搭載したデバイス基板と、ビア配線を配設したパッケージ材と、を備え、
上記ビア配線と一体化した多孔質からなる部分が上記パッケージ材側に設けられ、上記デバイスに接続された配線接続用パッドと上記多孔質からなる部分の少なくとも一方が突起状構造からなる上記デバイス基板と上記パッケージ材とを対向させて接合することにより、上記多孔質からなる部分が潰れて接続中継部となり、該接続中継部が上記デバイスとビア配線とを導通する、パッケージされたデバイス。
【請求項２】
前記デバイス基板と前記パッケージ材とを接合する前の状態では前記多孔質からなる部分の周りには空間が設けられており、
前記デバイス基板と前記パッケージ材との接合に伴う前記多孔質からなる部分の潰れによる変形部分が該空間に収容され、及び／又は、前記パッケージ材と前記デバイス基板との接合の際の前記多孔質からなる部分と前記配線接続用パッドとの位置ずれによりはみ出した部分が該空間に収容された、請求項１に記載のパッケージされたデバイス。
【請求項３】
前記デバイス基板と前記パッケージ材との接合に伴う前記多孔質からなる部分の潰れによる変形が、該部分それ自体により吸収された、請求項１に記載のパッケージされたデバイス。
【請求項４】
前記デバイスに接続された突起状配線接続用パッドを前記多孔質からなる部分よりも小さなサイズとすることで、前記配線接続用パッドとの位置ずれがあっても前記多孔質からなる部分に吸収された、請求項３に記載のパッケージされたデバイス。
【請求項５】
前記ビア配線を設けたパッケージ材の前記デバイス基板との接合表面をエッチングすることで、前記ビア配線と一体化した多孔質からなる部分が、前記デバイス基板と前記パッケージ材との対向面から突出して設けられ、
前記デバイスに接続された突起状の配線接続用パッドと前記多孔質からなる部分とを対向させて前記デバイス基板と前記パッケージ材とをシール材を介在して接合されてなる、請求項１に記載のパッケージされたデバイス。
【請求項６】
前記配線接続用パッドが、前記デバイス基板の前記パッケージ材との対向面より高さｘ突出しており、
前記パッケージ材のうち導体の先端部近傍又はパッケージ材表面を深さｙにエッチングすることで、上記ビア配線と一体化した多孔質からなる部分を設け、
接合前の高さｘと深さｙとの関係が、０．０５ｙ≦ｘ≦０．７ｙの関係を満たす、請求項１に記載のパッケージされたデバイス。
【請求項７】
前記配線接続用パッドが、前記デバイス基板の前記パッケージ材との対向面よりも突出している、請求項１に記載のパッケージされたデバイス。
【請求項８】
前記デバイス基板と前記パッケージ材とを接合する前の状態では、前記多孔質からなる部分上に金属層が突出して設けられ、前記デバイス基板と前記パッケージ材とが接合して上記金属層及び前記接続中継部を経由して前記デバイスが前記ビア配線に接続している、請求項１に記載のパッケージされたデバイス。
【請求項９】
前記接続中継部が、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄ，Ｃｕのうち１種類又は２種類以上を含む金属と、添加物として、他の金属、ガラスその他の無機物粉末と、からなり、
前記ビア配線が、貫通配線又は内部配線として形成されている、請求項１に記載のパッケージされたデバイス。
【請求項１０】
前記接続中継部のうち前記配線接続用パッドと接続する層がＡｕ層である、請求項９に記載のパッケージされたデバイス。
【請求項１１】
貴金属からなる導体又は貴金属と無機質とからなる導体が表面に露出した無機質のパッケージ基材の表面又は導体近傍をエッチングすることにより、
エッチングされた領域に上記導体の先端部を露出させて、上記導体の残部からなるビア配線と一体化した接続用端部を形成する、パッケージ材の製造方法。
【請求項１２】
前記パッケージ基材表面を研磨して前記デバイス基板と接合可能な平面状態を整え、レジストパターンを形成した後、エッチングを行う、請求項１１に記載のパッケージ材の製造方法。
【請求項１３】
前記導体のうち少なくとも表面側の部分が、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕの少なくとも１種類以上からなる金属と、添加物として他の金属、ガラスその他の無機粉末と、から成り、
前記パッケージ基材のエッチングによって、前記接続用端部となる導体の先端部の近傍に凹みを形成すると共に前記導体の先端部中の無機成分の一部を溶解して多孔質化し、導体の残部からなるビア配線と一体化した接続用端部を形成する、請求項１１に記載のパッケージ材の製造方法。
【請求項１４】
樹脂ビーズ、カーボン粉末その他の可燃性粉末を貴金属又は貴金属を含んだ金属の粉末とガラスその他の無機粉末とに加えてビアペーストを作製し、少なくともデバイス基板と接合する面に露出するグリーンシートのビアに上記ビアペーストを充填してグリーンシートとし、
このグリーンシートと他のグリーンシートとを積層して焼成することにより、導体の先端部として用いる上記ビアペーストを多孔質化させる、パッケージ材の製造方法。
【請求項１５】
前記導体の先端部上に金属層を設ける、請求項１４に記載のパッケージ材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）などをパッケージした、いわゆるパッケージドデバイス及びパッケージ材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路、ＭＥＭＳ構造体のパッケージング方法として、例えば、電子回路、ＭＥＭＳが形成された基板をカバーで覆い封止材を用いてシールする方法や、その基板にガラス基板やＬＴＣＣ（Low Temperature Co‐fired Ceramics）基板を用いて陽極接合する方法がある。陽極接合の場合について説明すると、電子回路やＭＥＭＳ構造体は、例えば各種の電子回路やＭＥＭＳ構造体が形成された第１の基板にガラス基板などの第２の基板を接合して封止されている。具体的には、薄膜作製工程やエッチング工程などの微細加工により半導体基板に各種電子回路又はＭＥＭＳを設ける。その後、その半導体基板とガラス基板とを合わせた状態で加熱しながら、マイナスの電圧をガラス基板側に、プラスの電圧を半導体基板にそれぞれ印加するよう電圧を加えると、半導体基板とガラス基板とが共有結合により接合される。
【０００３】
本発明者らは、二つの基板を陽極接合する際、同時に電気的な接続を歩留まりよく確立させることを検討してきた。その中で、特許文献１において開示した技術は、貫通配線を有するＬＴＣＣ基板と電子回路が形成されたＳｉ基板とを陽極接合する前に、ＬＴＣＣ基板の貫通配線とＳｉ基板の各対向面であって電気接続部となる領域に、低融点金属を含んだ多層膜を形成しておき、陽極接合時に当該多層膜を金属間化合物に変化させることにより電気接続を行うというものである。錫やインジウムなどの低融点金属は、接合温度、例えば４００℃程度未満で融解するが、他の金属と反応して融点の高い金属間化合物を形成する。よって、一度陽極接合をすると、再度接合温度以上に昇温しても、電気的接続部が溶解しない。また、陽極接続中低融点金属が融解するため、電気的接続部の金属膜の厚さを高い精度で制御する必要がない点で、陽極接合と電気的接続とを同時に行うことができ歩留まりが向上する。
【０００４】
一方、従来はパッケージ材としてホウケイ酸ガラスに代表されるアルカリ金属を含むガラスが用いられていた。ガラス基板と陽極接合するものとしては、シリコンだけではなく、ＧａＡｓ、コバール、Ａｌ、Ｔｉなども接合可能な技術であり、またパッケージ材として本発明者らの一部により、セラミック粉末と陽極接合可能な可動イオンを含むガラス粉末から成る組成物を成形して焼成することにより、陽極接合可能な基板も開発されている。ここで、セラミック粉末としては、アルミナ粉末、コージェライト粉末、ジルコニア粉末、ステアタイト粉末、フォルステライト粉末、ジルコン粉末などが用いられ、ここに列挙した粉末を単独又は二種以上混合して用いられる（特許文献２参照）。
【０００５】
また、ＭＥＭＳ基板とパッケージ材とを陽極接合する場合、ＭＥＭＳに与える影響が少なくなるように３５０℃以下の低温が好適である。そのため、陽極接合時の伝導イオンをＮａからよりイオン半径の小さいＬｉに換えて、次の式（１）
（１−ｘ）（αＬｉ2Ｏ−βＭｇＯ-γＡｌ2Ｏ3−δＳｉＯ2）・ｘＢｉ2Ｏ3  （１）
（式中、ｘは質量比で０．０１〜０．１であり、α、β、γ及びδはモル比で、α：β：γ：δ＝２〜５：１〜２：１〜２：７〜１７である。）
で示される組成を有する複合酸化物によってＬＴＣＣ基板を形成することが、本発明者らの一部により開発されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１１/０２７７６２
【特許文献２】特開２００９−２８０４１７
【特許文献３】特開２０１０−３７１６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示した方法にあっては、陽極接合が開始される前に金属間化合物が形成されるのを防ぐ必要があり、接合時の昇温を素早く行うことが必要である。そのために特別なウエハボンダが必要となる。また、所望の金属間化合物を形成するため、接続前の金属膜の層構成を適切に制御する必要がある。さらに、パッケージングされるデバイス、具体的には電子回路、ＭＥＭＳ等を収める空間を作るために、それが形成された基板を掘り下げる必要があるが、掘り下げられた基板上にデバイスを形成しようとすると、作製工程上、不便な点が多い。デバイスによっては、そのような作製工程が許されないことも少なくない。
【０００８】
そこで、本発明は、特殊な技術や装置を必要とせず、しかも、より多くのデバイスに適用可能で、接合の際に電気的な接続を歩留まりよく確立可能な、パッケージされたデバイス及びパッケージ材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のパッケージされたデバイスは、電子回路、ＭＥＭＳその他のデバイスを搭載したデバイス基板と、ビア配線を配設したパッケージ材と、を備え、ビア配線と一体化して多孔質からなる部分がパッケージ材側に設けられ、デバイスに接続された配線接続用パッドと多孔質からなる部分の少なくとも一方が突起状構造からなるデバイス基板とパッケージ材とを対向させて接合することにより、多孔質からなる部分が潰れて接続中継部となり、接続中継部がデバイスとビア配線とを導通する。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のパッケージ材の製造方法の第１の構成は、貴金属からなる導体又は貴金属と無機質とからなる導体が表面に露出した無機質のパッケージ基材の表面又は導体近傍をエッチングすることにより、エッチングされた領域に導体の先端部を露出させて、導体の残部からなるビア配線と一体化した接続用端部を形成することを特徴としている。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のパッケージ材の製造方法の第２の構成は、樹脂ビーズ、カーボン粉末その他の可燃性粉末を貴金属又は貴金属を含んだ金属の粉末とガラスその他の無機粉末に加えてビアペーストを作製し、少なくともデバイス基板と接合する面に露出するグリーンシートのビアにこのビアペーストを充填してグリーンシートとし、このグリーンシートと他のグリーンシートとを積層して焼成することにより、このビアペーストを多孔質化することを特徴とする。この多孔質化した部分は導体の先端部として用いられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のパッケージされたデバイスによれば、ビア配線と一体化した多孔質からなる部分がパッケージ側に設けられ、接合の際に突起状、つまり凸状の配線接続用パッドでつぶされることにより、デバイス基板とパッケージ材とが接続されるので、配線接続用パッド、接続用中継部の高さを厳密に制御する必要がなくなる。
【００１３】
特に、デバイス基板とパッケージ材とを接合する前の状態において、多孔質からなる部分の周りに空間が設けられている場合には、デバイス基板とパッケージ材との接合に伴う多孔質からなる部分の潰れによる変形分がその空間に収容され、及び／又は、パッケージ材とデバイス基板との接合の際に多孔質からなる部分と配線接続用パッドとの位置ずれがあってもはみ出した部分がその空間に収容される。よって、その空間の存在により、配線接続用パッドと接続用中継部とがずれて何れか一方が左右手前奥の水平面上でずれても、接合を阻害することなく位置のずれを吸収し得る。
【００１４】
また、ビア配線と一体化して多孔質からなる部分が、容易に、突起状の、即ち凸状の配線接続用パッドの形に添って変形するため、配線用接続パッド、多孔質からなる部分の高さを厳密に制御する必要がなく、また双方の位置のずれを吸収しやすくなり、デバイス基板とパッケージ材とが容易に接続され得る。このように、本発明のパッケージされたデバイスによれば、電気的な接続を歩留まりよく確立することができる。
【００１５】
本発明のパッケージ材の製造方法の第１の特徴によれば、エッチングにより形成された領域に導体の先端部を露出させ、導体の残部によりビア配線と一体化した接続用端部を形成することができる。エッチングにより形成された領域を設けることで、パッケージ材と接合するデバイス基板上の配線接続用パッドの高さを厳密に調整する必要がない。
【００１６】
本発明のパッケージ材の製造方法の第２の特徴によれば、導体の先端部を多孔質化し、導体残部からなるビア配線と一体化した接続用端部を形成することで、導体先端部の多孔質化により、パッケージ材と接合するデバイス基板上の配線接続用パッドの高さを調整する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパッケージされたデバイスに関し、パッケージング方法を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るパッケージされたデバイスに関し、パッケージング方法を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係るパッケージされたデバイスに関し、パッケージング方法を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係るパッケージされたデバイスに関し、パッケージング方法を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係るパッケージされたデバイスに関し、パッケージング方法を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係るパッケージされたデバイスに関し、パッケージング方法を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の第７実施形態に係るパッケージされたデバイスに関し、パッケージング方法を模式的に示す断面図である。
【図８】本発明の第８実施形態に係るパッケージされたデバイスに関し、パッケージング方法を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態で用いられるパッケージ材の製造工程の前半を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態で用いられるパッケージ材の製造工程の後半を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態で用いられるパッケージ材の製造工程の一部を示す断面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態及び第８実施形態で用いられるパッケージ材の製造工程の一部を示す断面図である。
【図１３】第１実施形態の変形例に係るパッケージドデバイスの接合前後を模式的に示す断面図である。
【図１４】（ａ）は実施例１として作製したパッケージドデバイスの断面図であり、（ｂ）はパッケージドデバイス中の配線構造を示す図である。
【図１５】エッチング後のビア配線及び接続用バンプのＳＥＭ像を示す図である。
【図１６】（ａ）（ｂ）は、ＭＥＭＳ基板とＬＴＣＣ基板とを陽極接合後の各断面ＳＥＭ像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態に係るパッケージされたデバイス（以下、「パッケージドデバイス」という。）に関し、パッケージング方法を模式的に示す断面図である。図１（ａ）が接合前の状態を示し、図１（ｂ）が接合後の状態を示している。
【００２０】
第１実施形態に係るパッケージドデバイス１は、電子回路、ＭＥＭＳその他のデバイスを搭載したデバイス基板１０と、ビア配線２１を配設したパッケージ材２０とを接合して成る。
【００２１】
デバイス基板１０には、図１に示す断面とは別の断面にデバイスを配置しており、デバイス基板１０はパッケージ材２０との接合面側にキャビティ１１を備え、突起状の配線接続用パッド１２がキャビティ１１底部上の絶縁膜１３上に形成されている。ここで、「突起状の配線接続用パッド１２」とは、後述するように多孔質からなる部分２２と結合することができるパッド、又は、その部分２２と接続することができるパッドを意味する。突起状の配線接続用パッド１２は、一又は複数の金属層１２ａ，１２ｂ，１２ｃにより形成されている。配線接続用パッド１２は、例えばＣｒ層１２ａ、Ｐｔ層１２ｂ、Ａｕ層１２ｃの積層構造を有する。
【００２２】
パッケージ材２０はビア配線２１を備え、接合前の状態では、ビア配線２１と一体化した多孔質からなる部分（以下、「多孔質部分」と表記する。）２２が、デバイス基板１０との対向面に設けられている。多孔質部分２２はパッケージ材２０のデバイス基板１０との対向面が研磨される際に、研磨方法や研磨条件によってはパッケージ材２０の研磨面から突出しない状態もあるし、研磨面から不可避的に僅かに突出している状態もある。本実施形態のほか後述する各実施形態では、これら何れの状態であってもよい。
【００２３】
図１（ａ）に示す接合前の状態では、突起状の配線接続用パッド１２がデバイス基板１０のパッケージ材２０との対向面から突き出しており、配線接続用パッド１２の突出し部分の体積をＸとし、接続用中継部２４近傍の接続空間２３の体積をＹとすると、接合前におけるＸとＹとの関係は、Ｘ≦Ｙを満たす。
【００２４】
また、配線接続用パッド１２が、デバイス基板１０のパッケージ材２０との対向面より高さｘで突出しており、パッケージ材２０のデバイス基板１０との対向面よりも深さｙの部分が凹み２３ａの空間２３となっており、接合前の高さｘと深さｙとの関係が、０．０５ｙ≦ｘ≦０．７ｙの関係を満たすことが好ましい。
【００２５】
パッケージドデバイス１は、配線接続用パッド１２と多孔質部分２２とを対向してデバイス基板１０とパッケージ材２０とを接合して得られるものである。接合の際、配線接続用パッド１２と多孔質部分２２とが接触し、多孔質部分２２が配線接続用パッド１２により変形して接続用中継部２４となる。接続用中継部２４はデバイスとビア配線２１とを接続している。従来技術では、多孔質部分２２が設けられておらずビア配線２１が対向面まで延びて設けられているため、接合前における配線接続用パッド１２が高すぎると、配線接続用パッド１２とビア配線２１とが接触してもデバイス基板１０とパッケージ材２０とは接合しない。接合前における配線接続用パッド１２が低すぎると、デバイス基板１０とパッケージ材２０とが接合しても配線接続用パッド１１と多孔質部分２２とは接触しない。これらのため、従来、配線接続用パッド１２の高さについては、厳しい精度が求められた。
【００２６】
これに対し、第１実施形態では、接合前の状態では、ビア配線２１と一体化した多孔質部分２２が、デバイス基板１０との対向面にあたるパッケージ材側に設けられ、配線接続用パッド１２が突起状構造からなり、デバイス基板１０のパッケージ材との対向面より突出し、即ち凸状である。それゆえ、多孔質部分２２と配線接続用パッド１２とが密着し、配線接続用パッド１２により多孔質部分２２が潰されて変形し接続中継部２４となる。もって、デバイスが接続中継部２４を経由してビア配線２１と接続すると同時に、デバイス基板１０とパッケージ材２０との接合面同士が接合する。つまり、多孔質部分２２の存在により、配線接続用パッド１２には高さ精度が要求されない。
【００２７】
さらに、図１（ａ）に示す形態にあっては、接合前の状態では、多孔質部分２２の周りには、パッケージ材１０の素材をエッチングするなどして、凹み２３ａとなる空間２３が設けられている。それゆえ、配線接続用パッド１２が高精度の寸法の高さを有しなくても、デバイス基板１０とパッケージ材２０との接合に伴って配線接続用パッド１２が多孔質部分２２に押し込まれて多孔質部分２２がつぶれて変形した際、空間２３がその多孔質部分２２の変形部分を収容する。また、パッケージ材２０とデバイス基板１０との接合の際、多孔質部分２２と接続用パッド１３とに位置ずれがあっても、多孔質部分２２からずれてはみ出した突起状配線接続用パッド部分が、接合に支障がないように空間２３に収容される。
【００２８】
ここで、図１に示すパッケージドデバイス１では、デバイス基板１０とパッケージ材２０とが接合面同士を接合して無端形状にシールされ、内部空間３０を画成している。図１に示されていないデバイスが別の断面に存在し、デバイスの全部又は一部は、内部空間３０に収納される。図１では、デバイス基板１０とパッケージ材２０の各接合面で陽極接合されている形態が描かれている。デバイス基板１０とパッケージ材２０とがシール材（図示せず）により封止されて接合されてもよい。
【００２９】
第１実施形態では、ＬＴＣＣ基板のようなパッケージ材２０にキャビティを設けていないため、パッケージ材にキャビティを設けることによりキャビティの底部が粗くなるという不都合を未然に回避することができる。また、パッケージ材２０よりもデバイス基板１０の方が深さ方向に高精度にキャビティを形成できるので、ＬＴＣＣ基板上の電極パターンとデバイス基板のキャビティ内に形成する電極パターンとの間で例えば静電容量を形成するような応用にも適する。
【００３０】
〔第２実施形態〕
図２は本発明の第２実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、そのパッケージング方法を模式的に示す断面図である。図２（ａ）が接合前の状態を示し、図２（ｂ）が接合後の状態を示している。
【００３１】
第２実施形態に係るパッケージドデバイス２は、電子回路、ＭＥＭＳその他のデバイスを搭載したデバイス基板４０と、ビア配線２１を配設したパッケージ材２０とを接合して成る。
【００３２】
第２実施形態では、デバイス基板４０はキャビティを有しておらず、デバイス基板４０のうちパッケージ材２０との接合面側の全面から配線接続用パッド４２が突出している点で、第１実施形態とは異なる。なお、配線接続用パッド４２が複数の金属層４２ａ，４２ｂ，４２ｃの積層により構成されている点、及び配線接続用パッド４２が絶縁膜４３上に形成されている点は、第１実施形態と同じである。
【００３３】
配線接続用パッド４２と多孔質部分２２とを対向させるようにデバイス基板４０とパッケージ材２０とを位置決めし、配線接続用パッド４２と多孔質部分２２とを対向させてデバイス基板４０とパッケージ材２０との対向面を接触させようとする。すると、配線接続用パッド４２が多孔質部分２２に割り込み、多孔質部分２２が変形して接続用中継部４４となり、デバイス基板４０とパッケージ材２０とが接合する。なお、配線接続用パッド４２が多孔質部分２２に割り込まずに、配線接続用パッド４２が押し潰されて高さが低くなってもよい。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、接合前において、パッケージ材２０の多孔質部分２２の周りに凹み２３ａとなる空間２３が設けられていてもよい。すると、配線接続用パッド４２が多孔質部分２２に割り込んで多孔質部分２２が変形しても、空間２３により多孔質部分２２の変形を吸収する。すなわち、空間２３が多孔質部分２２の変形部分を収容する。
【００３５】
このように、デバイス基板４０のパッケージ材２０との対向面から配線接続用パッド４２が突出していても、ビア配線２１の先端に一体的に多孔質部分２２が設けられているため、デバイス基板４０をパッケージ材２０とを接合することができる。
【００３６】
（第３実施形態）
図３は本発明の第３実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、そのパッケージング方法を模式的に示す断面図である。図３（ａ）が接合前の状態を示し、図３（ｂ）が接合後の状態を示している。
【００３７】
パッケージ材５０がビア配線５１を備え、接合前の状態では、多孔質部分５２がビア配線５１と一体化している。第３実施形態では、第１実施形態及び第２実施形態とは異なり、パッケージ材５０の素材のうちデバイス基板４０との対向面がすべてエッチングされて、多孔質部分５２がその対向面よりも突出している。対向面のすべてがエッチングされていることにより、パッケージ材５０のデバイス基板４０との対向面が粗化されるために陽極接合には適さないなどの理由により、介在物としてのシール材５５を使った接合を行う。
【００３８】
第３実施形態におけるデバイス基板４０は第２実施形態におけるデバイス基板４０と同様である。
【００３９】
パッケージドデバイス３では、デバイス基板４０とパッケージ材５０との間に介在物としてシール材５５を介在することにより、デバイス基板４０、パッケージ材５０からそれぞれ突出した配線接続用パッド４２及び多孔質部分５２の高さを調整している。シール材５５の種類としては、樹脂、ガラス、金属の何れでもよい。第３実施形態ではシール材５５を介在した接合により、例えば、配線接続用パッド４２と多孔質部分５２とが接続し、多孔質部分５２が潰れて接続用中継部５４となる。
【００４０】
図３に示す形態では、デバイス基板４０には図１に示すようなキャビティ１１を設けていないが、キャビティを有していても構わない。
【００４１】
（第４実施形態）
図４は本発明の第４実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、そのパッケージング方法を模式的に示す断面図である。図４（ａ）が接合前の状態を示し、図４（ｂ）が接合後の状態を示している。
【００４２】
第１及び第２実施形態のように、パッケージ材２０に多孔質部分２２の周りに凹み２３ａの空間２３を設けたり、第３実施形態のように、パッケージ材５０のうちデバイス基板４０との対向面をエッチングして多孔質部分５２を突出して設けたりしているのとは異なり、パッケージ材６０がキャビティ６３を有しており、そのキャビティ内に、対向面に達するような高さの多孔質部分６２が設けられている。
【００４３】
つまり、第４実施形態では、パッケージ材６０はキャビティ６３を有しており、キャビティ６３内に多孔質部分６２が突出している。多孔質部分６２は略対向面に達している。キャビティ６３の空間領域は、デバイス基板４０のうち接合面よりも突出して設けられた絶縁層４３、配線接続用パッド４２のほか、図４に示す断面とは別の断面に存在するデバイスを収容して、デバイス基板４０とパッケージ材６０との接合面同士を接合可能にする。多孔質部分６２は押圧により横に広がるが、この潰れた体積分は、キャビティ６３の空間により吸収される。つまり、多孔質部分６２の周りに第１実施形態の凹み２３ａよりも大きい空間が存在するため、多孔質部分６２が変形して接続用中継部６４となっても、多孔質部分６２の変形部分を収容することができる。
【００４４】
〔第５実施形態〕
図５は本発明の第５実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、そのパッケージング方法を模式的に示す断面図である。図５（ａ）が接合前の状態を示し、図５（ｂ）が接合後の状態を示している。
【００４５】
パッケージドデバイス５は、デバイス基板１０とパッケージ材７０とを接合して成る。デバイス基板１０は第１実施形態と同様である。パッケージ材７０はビア配線７１を備え、接合前の状態では、多孔質部分７２がビア配線７１の先端部に一体化している。第１実施形態とは異なり、多孔質部分７２の周りはエッチングされていない。
【００４６】
第５実施形態では、ビア配線７１と一体化した多孔質部分７２が、接続用端部として多孔質で構成されている。多孔質部分７２が突起状の配線接続用パッド１２に押圧された際に、多孔質部分７２が潰れて配線接続用パッド１２の一部又は全部が多孔質部分７２に押し込まれて一体化し、接続用中継部７４となる。よって、第１実施形態で説明したように、第５実施形態では配線接続用パッド１２の高さが高精度の寸法で設けられていなくてもよい。多孔質部分７２が配線接続用パッド１２によって押圧されて緻密化するなどしてパッケージ材７０にクラックなどの害を及ぼさない許容範囲内であれば、デバイスが接続用中継部７４を経由してビア配線７１に接続される。これと同時に、デバイス基板１０とパッケージ材７０との対向面同士を接合することができる。つまり、配線接続用パッド１２が接合面よりも突出し許容範囲であればよい。
【００４７】
第５実施形態では、ビア配線７１と一体化した多孔質部分７２の周りはエッチングされていないので、デバイス基板１０とパッケージ材７０との接合の際に多孔質部分７２内に突起状の配線接続用パッド１２が収容されることで対向面同士が接することができる。位置ずれを考慮したうえで、突起状の配線接続用パッド１２の寸法を多孔質部分７２よりも小さくしておけばよい。
【００４８】
〔第６実施形態〕
図６は本発明の第６実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、パッケージング方法を模式的に示す断面図である。図６（ａ）が接合前の状態を示し、図６（ｂ）が接合後の状態を示している。
【００４９】
第６実施形態は、図５に示す第５実施形態と異なり、デバイス基板４０がキャビティ構造を有していない。配線接続用パッド４２の先端が接合面より突出し、位置ずれを考慮してビア配線７１と一体化した多孔質部分７２よりも、配線接続用パッド４２の先端の寸法が小さければよい。なお、配線接続用パッド４２は例えば導電性膜４１上に設けられる。
【００５０】
〔第７実施形態〕
図７は第７実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、そのパッケージング方法を模式的に示す断面図である。図７（ａ）が接合前の状態を示し、図７（ｂ）が接合後の状態を示している。
【００５１】
パッケージドデバイス７は、デバイス基板９０とパッケージ材８０とを接合して成る。デバイス基板９０は、キャビティ９３を有しており、キャビティ９３の底部に絶縁膜９１を介在して配線接続用パッド９２が設けられている。配線接続用パッド９２は、一又は複数の金属層９２ａ，９２ｂ，９２ｃの積層構造でなる。第７実施形態のパッケージドデバイスは、第１実施形態とは異なり、配線接続用パッド９２の上面がパッケージ材８０との接合面よりも突出しておらず、接合面よりも下でもよい。
【００５２】
パッケージ材８０はビア配線８１を備え、接合前の状態では、配線接続用端部８２がビア配線８１の先端部と一体化している。配線接続用端部８２は、パッケージ材８０のデバイス基板９０との対向面よりも突出している。配線接続用端部８２は、ビア配線８１と一体化した多孔質部分８２ａと、その上に金属層を突出して設けた突出部８２ｂを備える。突出部８２ｂは、多孔質部分８２ａ上にメッキや蒸着により金属層を設けることで構成される。
【００５３】
第７実施形態では、接合前の状態において、接続用端部８２の先端がデバイス基板９０とパッケージ材８０との接合面を基準面として突出した距離をＨ１とし、配線接続用パッド９２の先端がデバイス基板９０のパッケージ材８０との接合面からの深さ方向の距離をＨ２とすると、Ｈ１＞Ｈ２であればよく、好ましくはその差が２μｍ以上である。
【００５４】
接続用端部８２と配線接続用パッド９２とが対向するように、デバイス基板９０とパッケージ材８０とを位置合わせして重ね合わせることにより、多孔質部分８２ａが潰れて突出部８２ｂと配線接続用パッド９２とが重なり合って接続用中継部８４となり、かつ、デバイス基板９０とパッケージ材８０とを接合することができる。
【００５５】
〔第８実施形態〕
図８は第８実施形態に係るパッケージドデバイスに関し、そのパッケージング方法を模式的に示す断面図である。図８（ａ）が接合前の状態を示し、図８（ｂ）が接合後の状態を示している。
【００５６】
パッケージドデバイス８は、デバイス基板１００とパッケージ材８０とを接合して成る。第７実施形態と異なり、デバイス基板１００はキャビティ構造を有していない。デバイス基板１００には、図示した断面とは異なる部分にデバイスが存在し、そのデバイスに接続された配線接続用パッド１０２が金属膜１０１上に設けられているが、配線接続用パッド１０２がなくて金属膜１０１だけでもよい。配線接続用パッド１０２と接続用端部８２とを対向するように、デバイス基板１００とパッケージ材８０とを位置合わせして重ね合わせることにより、多孔質部分８２ａが潰れて突出部８２ｂと配線接続用パッド１０２とが重なり合い、接続用中継部８４となり、かつ、デバイス基板１００とパッケージ材８０とを接合することができる。なお、金属膜１０１の下に絶縁膜が存在してもよい。
【００５７】
以上説明した第１乃至第８実施形態において、デバイス基板１０，４０，９０，１００は、Ｓｉ基板などの半導体基板に微細加工を施して電子回路、ＭＥＭＳ構造体その他のデバイスを形成して得られたものである。配線接続用パッド１２，４２，９２，１０２は、配線層１２ｂ，１２ｃ，４２ｂ，４２ｃ，９２ｂ，９２ｃと密着層１２ａ，４２ａ，９２ａとで形成されて成り、配線層１２ｂ，１２ｃ，４２ｂ，４２ｃ，９２ｂ，９２ｃにはＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄなどの貴金属やこれらの組み合わせ、密着層１２ａ，４２ａ，９２ａにはＣｒ、Ｔｉなどの易酸化金属を用いることが多いが、材料はこれらに限られるものではない。
【００５８】
パッケージ材２０，５０，６０，７０，８０は、ビア配線２１，５１，６１，７１，８１を設けたものである。ビア配線２１，５１，６１，７１，８１は、図示のように、接合側の面と接合しない裏側の面とをつなぐように配線した貫通配線でもよいし、接合側の面同士をつなぐように配線した内部配線でもよい。
【００５９】
第１乃至第４実施形態では、多孔質部分２２，５２，６２は基板同士の接合により接続中継部２４，４４，５４，６４となる。多孔質部分２２，５２，６２は、Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕの少なくとも１種類若しくは２種類以上の金属と添加物として他の金属、ガラスその他の無機物粉末から成る。
【００６０】
第５乃至第８実施形態では、多孔質部分７２，８２は接合した後の状態では接続中継部７４，８４の一部又は全部となるが、多孔質部分７２，８２は、Ａｕ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕの少なくとも１種類若しくは２種類以上の金属と添加物として他の金属、ガラスその他の無機物粉末から成る。
【００６１】
パッケージ材は、ガラス単体若しくはガラス、アルミナ、コージュライトその他の酸化物系セラミックス粉末で成っていてもよいし、ムライト、シリカ、ジルコニア、ジルコン、ステアタイト、エンスタタイト、スポジュメン、リチウムシリケートなどの無機質でなっていてもよい。
【００６２】
なお、第３実施形態では、デバイス基板とパッケージ材とはシール材を介在して接合されるが、その他の実施形態では、シール材を用いた接合でも、それ以外の接合、例えば陽極接合等であってもよい。
【００６３】
第１実施形態乃至第８実施形態については各実施形態に応じて次のように適宜変更してもよい。第１及び第２実施形態では、図１及び図２に示すように、配線接続用パッド１２がデバイス基板１０，４０のパッケージ材２０との対向面から突き出しており、配線接続用パッド１２の突出し部分の体積をＸとし、凹み２３ａの空間２３の体積をＹとすると、接合前では、体積Ｙが体積Ｘ以上を満たす。
【００６４】
第３実施形態では、図２（ａ）に示すように、デバイス基板４０とパッケージ材５０とを接合する前の状態では多孔質からなる部分５２の周りには凹み部が設けられていないが、第１及び第２実施形態のように、パッケージ材をさらにエッチングして凹み部を設けておき、この凹み部が、デバイス基板４０とパッケージ材５０との接合に伴う多孔質部分５２の潰れによる変形部分を収容してもよく、或いは、凹み部が多孔質部分５２と配線接続用パッド４２との位置ずれによる配線接続用パッド４２のはみだし部分を収容してもよい。
【００６５】
上述の各実施形態のうち、第３実施形態を除いては、デバイス基板とパッケージ材とが陽極接合によりパッケージされている場合のみならず、シール材としての接着層によって接合されてパッケージされている場合であってもよい。
上述の各実施形態では、デバイス基板とパッケージ材とで、内部空間が画成され、その内部空間が気密封止されていてもよい。また、各実施形態において、パッケージ材が、ガラス基板又はＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）基板であってもよい。
【００６６】
ここで、各実施形態のパッケージング方法について纏めると、第３の実施形態以外のパッケージング方法は、次のとおりである。代表として図１を参照して説明すると、電子回路、ＭＥＭＳその他のデバイスを搭載したデバイス基板１０と導体を配設したパッケージ材とを接合してパッケージングするに際し、先ず、導体の先端部を多孔質化して多孔質部分２２とし、その後、デバイスに接続された突起状の配線接続用パッド１２と多孔質部分２２とを対向させてパッケージ材２０及びデバイス基板１０を所定の接合部で重ね合わせ、多孔質部分２２と配線接続用パッド１２とを圧接すると共に、パッケージ材２０及びデバイス基板１０の接合部を接合する。
【００６７】
図５及び図６に示す形態にあっては、突起状の配線接続用パッド１２は多孔質部分７２よりも平面視寸法を小さくする。これにより、多孔質部分７２と配線接続用パッド１２とを圧接した際、配線接続用パッド１２が多孔質部分７２に食い込んで、多孔質部分７２それ自体が変形し、パッケージ材７０及びデバイス基板１０の対向面からの配線接続用パッド１２の張り出し部分が収容される。
【００６８】
図５乃至図８に示す形態にあっては、図５を代表して説明すると、電子回路、ＭＥＭＳその他のデバイスを搭載したデバイス基板１０と導体を配設したパッケージ材７０とを接合してパッケージングするに際し、先ず導体の先端部を多孔質化することにより、符号７２で示す接続用端部を上記導体の残部からなるビア配線７１と一体化する。そして、パッケージ材７０とデバイス基板１０との接合部とを重ね合わせて、ビア配線７１と一体化した接続用端部７２と配線接続用パッド１２とを圧接すると共に、パッケージ材７０とデバイス基板１０の接合部同士を接合する。
【００６９】
〔パッケージ材の製造方法〕
次に、本発明の第１乃至第８実施形態で用いられるパッケージ材の製造方法について詳細に説明する。
【００７０】
図９及び図１０は第１実施形態で用いられるパッケージ材２０の製造方法を示す工程図である。パッケージ材２０は、次のプロセスによって作製される。
【００７１】
最初にＳＴＥＰ１として、図９（ａ）に示すグリーンシート３１に対して、貫通配線や内部配線のパターンに沿ってビア３２となる孔を開口する（図９（ｂ））。グリーンシート３１は、セラミック粉末とガラスその他の無機質とを一定の比率で配合してなる混合材料に有機系のバインダー及び溶剤を加えて均一になるまで分散してスラリーとし、有機系のフィルムに一定の厚みでスラリーを塗布して乾燥することによって得られる。その後、ビア３２となる孔へ所定の導体３３を充填しさらに配線が必要な層、例えば中層３４ｂには導体３３により配線を形成して一層を作製する（図９（ｃ）〜（ｅ））。このステップを配線パターンに応じて複数層を作製する。図９（ｃ）〜（ｅ）はそれぞれ上層３４ａ、中層３４ｂ、下層３４ｃの各層を示している。
【００７２】
例えば、上層３４ａ、中層３４ｂ、下層３４ｃでは、ビア３２には、貴金属とエッチングした際に溶解できるガラスなどの無機質を含む無機添加物とからなる導体３３を充填する。また、中層３４ｂ及び下層３４ｃでは、ビア３２に、貴金属又は貴金属とエッチングしても溶解しない無機添加物とからなる導体３３を充填してもよい。
【００７３】
別の例では、図９（ｆ）に示すように、或る層、例えば上層３４ａを作製する際には、導体３３として、樹脂ビーズ、カーボン粉末その他の可燃性粉末を貴金属又は貴金属を含んだ金属粉末とガラスその他の無機粉末に加えてビアペーストを作り、ビアペーストをグリーンシート３１に充填する。その他の層、例えば、中層３４ｂ、下層３４ｃの各層を作製する際には、導体３３として、貴金属もしくは貴金属と無機質とから成るビアペーストを作り、ビアペーストをグリーンシート３１に充填する。このように、可燃性粉末を導体３３に混入させておくのは、後述のＳＴＥＰ３での焼成により可燃性粉末が焼失し多孔質化させるためである。
【００７４】
ＳＴＥＰ２として、ＳＴＥＰ１で作製した各層３４ａ，３４ｂ，３４ｃを順に積層して積層体３５とし（図９（ｆ））、金型等を用いてこの積層体３５を所定の形状に加工する（図９（ｇ））。
【００７５】
ＳＴＥＰ３として、ＳＴＥＰ２において形状加工した積層体３５を焼成する。
【００７６】
ＳＴＥＰ４として、ＳＴＥＰ３において焼成して得たものを所定の表面粗さ以下となるように鏡面研磨を行う。ここでいう所定の表面粗さは、接合形式によって定まり、陽極接合の場合には陽極接合可能な値であればよく、５０ｎｍＲａ以下、特に１０ｎｍＲａ以下が好ましい。このようにして例えばＬＴＣＣ基板３６が得られる。
【００７７】
ＳＴＥＰ５として、図１０（ａ）に示すように、ＳＴＥＰ４にて表面研磨して得たＬＴＣＣ基板３６上にレジストを形成し、所定のパターンを有するマスクでフォトリソグラフィー法などを用いてレジスト３７にパターン形成を行う。その際、接続用端部２２の上の領域３８には、レジスト３７を設けない。なお、裏面側にはレジスト３７ｂを全面に塗布しておく。レジストの代わりとして、金属とレジストとの複合膜も利用できる。この場合、ＳＴＥＰ４にて表面研磨して得たＬＴＣＣ基板３６上に金属膜を成膜し、その上にレジストを形成し、所定のパターンを有するマスクでフォトリソグラフィー法などを用いてレジストにパターン形成を行い、このレジストをマスクにして上記金属膜をエッチングする。金属膜としてはＣｒなどを利用できる。この場合、レジストに強力な耐酸性は必要なく、また、金属膜によってサイドエッチングが抑えられるため、精密なエッチングが可能である。
【００７８】
ＳＴＥＰ６として、図１０（ｂ）に示すように、ＳＴＥＰ５でパターン形成したレジスト３７又は金属とレジストとの複合膜で覆われていないＬＴＣＣ基板３６のパッケージ材２５ａの領域をエッチングにより除去する。本実施形態にあっては、パッケージ材２５ａが無機材料であるので、エッチング液としては例えばフッ酸系のものが用いられる。エッチング液としては、好ましくは、パッケージ基材２５ａをエッチングし、導体３３の貴金属をほとんど又は全くエッチングしないものを用いる。たとえば、フッ化水素酸、フッ化水素酸とフッ化アンモニウムとの混合液、フッ化水素酸と硝酸との混合液、フッ化水素酸と硫酸との混合液などを用いれば、金や白金からできている導体３３はエッチングされない。
【００７９】
これにより、パッケージ基材２５ａのうちレジスト３７又は金属とレジストとの複合膜で保護されている部分の表面粗さを維持しながら、パッケージ基材２５ａに凹み２３ａを形成すると同時に、凹み２３ａ内に導体３３の一部を露出することにより、導体３３の残部からなるビア配線２１と一体化した接続用端部２２が形成される。
【００８０】
或る一つの形態においては、ＬＴＣＣ基板３６に凹み２３ａが形成されると共に、導体３３の先端部であって凹み２３ａ内に突出した部分がエッチング液により無機材料が溶解して多孔質化し、ビア配線２１と一体化した接続用端部２２が形成される。このエッチングの際、レジスト３７が形成された領域はエッチングによって粗くならないため、レジストを剥離することによって、接合する際の表面粗さの精度は維持される。エッチング用マスクとして金属とレジストとの複合膜を用いた場合、レジストを剥離した後、必要に応じて金属膜をエッチングして除去する。金属膜としてＣｒを用いた場合、そのエッチングによってＬＴＣＣ基板表面と接続用バンプ（金や白金）が損傷を受けることはない。なお、その後、必要に応じて個片化してもよい。
【００８１】
第３実施形態で用いるパッケージ材５０の製造方法について説明する。図１１は、第３実施形態で用いられるパッケージ材５０の製造工程の一部を示す図である。パッケージ材５０は、前述のＳＴＥＰ４にて表面研磨して得たＬＴＣＣ基板３６上の裏面側にのみレジスト３７ｂを塗布し、表面にはレジストをパターンしない（図１１（ａ））。その後、エッチング液により、ＬＴＣＣ基板の表面側をエッチングする。すると、導体３３の一部が突出した接続用端部５２を形成することができる。
【００８２】
第５及び第６実施形態で用いられるパッケージ材７０の製造方法について、図９を参照して説明する。
【００８３】
第５及び第６実施形態で用いられるパッケージ材７０は、次のプロセスによって作製される。最初にＳＴＥＰ１として、図９（ａ）に示すグリーンシート３１に対して、貫通配線や内部配線のパターンに沿ってビア３２となる孔を開口する（図９（ｂ））。グリーンシート３１は、セラミック粉末とガラスその他の無機質とを一定の比率で配合してなる混合材料に有機系のバインダー及び溶剤を加えて均一になるまで分散してスラリーとし、有機系のフィルムに一定の厚みでスラリーを塗布して乾燥することによって得られる。ここまでは、第１実施形態でのパッケージ材の作製の場合と異ならない。
【００８４】
その後、ビア３２となる孔へ導体３３を充填して配線印刷を行って各層を作製する（図９（ｃ）〜（ｅ））際、図９（ｆ）に示すように、或る層、例えば上層３４ａを作製する際には、導体３３として、樹脂ビーズ、カーボン粉末その他の可燃性粉末を貴金属又は貴金属を含んだ金属粉末とガラスその他の無機粉末に加えてビアペーストを作り、ビアペーストをグリーンシート３１に充填する。その他の層、例えば、中層３４ｂ、下層３４ｃの各層を作製する際には、導体３３として、貴金属もしくは貴金属と無機質とから成るビアペーストを作り、ビアペーストをグリーンシート３１に充填する。
【００８５】
ＳＴＥＰ２として、ＳＴＥＰ１で作製した各層３４ａ，３４ｂ，３４ｃを順に積層して積層体３５とし（図９（ｆ））、金型等を用いてこの積層体３５を所定の形状に加工する（図９（ｇ））。これにより、導体３３のうちデバイス基板と接合する側の先端部は、貴金属又は貴金属を含んだ金属粉末とガラスその他の無機粉末と、樹脂ビーズ、カーボン粉末その他の可燃性粉末とから形成されている。
【００８６】
ＳＴＥＰ３として、ＳＴＥＰ２において形状加工した積層体３５を焼成する。導体３３の先端部に含まれている樹脂ビーズ、カーボン粉末その他の可燃性粉末が焼失するため、導体３３の先端部を多孔質化させることができる。
【００８７】
ＳＴＥＰ４として、パッケージ材２０の作製方法と同様、ＳＴＥＰ３において焼成して得たものを所定の表面粗さ以下となるように鏡面研磨を行う。
【００８８】
以上のプロセスを経て、第５及び第６実施形態に係るパッケージ材７０を作製することができる。なお、導体３３の先端部のみだけでなく全体を、貴金属又は貴金属を含んだ金属粉末とガラスその他の無機粉末と、樹脂ビーズ、カーボン粉末その他の可燃性粉末とで形成してもよい。
【００８９】
第７及び第８実施形態で用いられるパッケージ材８０の製造方法について説明する。図１２は第７及び第８実施形態で用いられるパッケージ材８０の製造工程の一部を示す図である。
【００９０】
第５及び第６実施形態で用いられるパッケージ材７０の製造方法におけるＳＴＥＰ４までの工程を経た後に、図１２に示すように、ＳＴＥＰ４にて表面研磨して得たＬＴＣＣ基板３６表面の導体３３上に、メッキ処理や蒸着により張り出し部となる金属層３９を形成する。金属層３９を形成する前に、必要に応じて、ＬＴＣＣ基板３６の表面にレジスト３７を塗布してレジストパターンを形成し、金属層３９を形成後、レジスト３７ｂを除去してもよい。
【００９１】
以上説明したように、本発明の第１乃至第３実施形態で用いられるパッケージ材２０，５０は、少なくとも導体３３の表面側の部分が貴金属と無機質とからなっている無機質のパッケージ基材２５ａの導体近傍をエッチングするか、パッケージ基材５４ａの表面をすべてエッチングして製造される。これにより、エッチングされた領域に導体３３の先端部を露出させて、導体３３の残部からなるビア配線２１，５１と一体化した接続用端部２２，５２を形成する。その際、導体３３の表面側の部分にエッチングで溶解できるガラスなどの無機質を含ませることにより、エッチングによって接続用端部２２，５２を多孔質化することができる。
【００９２】
パッケージ材２０の場合には、パッケージ基材２５ａ表面を研磨してデバイス基板１０，４０と接合可能な平面状態を整え、レジストパターンを形成した後、エッチングを行うとよい。
【００９３】
パッケージ材２０の場合には、ビア配線２１が、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕの少なくとも１種類以上からなる金属と添加物として他の金属、ガラスその他の無機粉末とから成り、パッケージ基材２５ａのエッチングプロセスによって、接続用端部２２となる導体３３の先端部の近傍に凹み２３を形成すると共に、導体３３の先端部中の無機成分の一部を溶解して多孔質化し、導体３３の残部からなるビア配線２２と一体化した接続用端部２２を形成してもよい（図１０参照）。
【００９４】
パッケージ材７０，８０の場合には、少なくとも、先端部に貴金属又は貴金属を含んだ金属粉末、ガラスその他の無機粉末と、樹脂ビーズ、カーボン粉末その他の可燃性粉末とから成る導体ペーストを用い、基板焼成時に可燃性粉末を焼失させることで多孔質な導体３３を形成する。このような導体を用いて基板を焼成することで、多孔質化したものをエッチングして、パッケージ材２０，５０，６０としてもよい。つまり、多孔質化した導体の先端部を有するパッケージ基材の表面又は該導体近傍をエッチングすることにより、エッチングされた領域に導体の先端部を露出させ、ビア配線と一体化した接続用端部を形成するようにしてもよい。
【００９５】
特に、パッケージ材８０の場合には、多孔質化した後に、導体３３の先端部上にパッケージ基材８５ａ表面よりも盛り上がるように、導体３３の先端部上に金属層３９を設けておくとよい（図１２参照）。
【００９６】
次に、上述の各実施形態に係るパッケージドデバイスでの変形例を説明する。図１３は、第１実施形態の変形例に係るパッケージドデバイスの接合の前後を模式的に示す断面図である。図１３（ａ）は接合前を示し、（ｂ）は接合後を示す。図１３（ａ）に示すパッケージドデバイス１Ａでは、図１のデバイス基板１０の配線接続用パッド１２上に、スタッドバンプ１４を設ける。スタッドバンプ１４は、配線接続用パッド１２の上に設けられる基部１４ａと、基部１４ａの上にロッド状で突出させた先端部１４ｂとで成る。パッケージ材２０とデバイス基板１０Ａを位置合わせして接合する。すると、スタッドバンプ１４は、多孔質化した接続用端部２２に押し込まれ、配線接続用パッド１２と一体化し、配線接続用パッド１２がスタッドバンプ１４と共に、接続用端部２２と重なり、接続中継部２５となる。
【００９７】
他の実施形態においても、配線接続用パッド上にスタッドバンプを設けることができる。なお、スタンドバンプが形成された配線接続用パッドを「配線接続用パッド」と呼んでも差し支えない。
【実施例１】
【００９８】
図１４（ａ）は実施例１として作製したパッケージドデバイス９の断面図であり、（ｂ）はパッケージドデバイス９中の配線構造を示す図である。図１４（ａ）の断面は図１４（ｂ）のＡ１−Ａ２線に沿う断面図である。
【００９９】
デバイス基板１１０はＭＥＭＳ基板であって、基材１１１にはドライエッチングで深さ１５μｍのキャビティ１１６と穴１１２が形成され、８μｍ程度の厚みのダイヤフラム１１３が形成されている。デバイス基板１１０においてダイヤフラム１１３の逆側の面、つまり、パッケージ材１２０となるＬＴＣＣ基板と対向する面には、穴１１２を取り囲むように厚み１０μｍ程度の絶縁膜１１４が形成されている。その絶縁膜１１４上には、穴１１２の開口を挟んで縦方向に延びる複数の電極１１５がそれぞれ分離して４５ｎｍのＣｒ層、７５ｎｍのＰｔ層、２００ｎｍのＡｕ層の各薄膜を順次積層して形成されている。図示するように、第１電極１１５ａと第２電極１１５ｂとが貫通穴１１２の左側に縦方向に延設しており、第３電極１１５ｃと第４電極１１５ｄとが貫通穴１１２の右側に縦方向に延設している。その絶縁膜１１４上には貫通穴１１２の開口で第１乃至第４電極１１５ａ〜１１５ｄを設けていない側に、第２電極１１５ｂと第４電極１１５ｄの一端部に重なるように第５電極１１５ｅが横方向に延設している。第１乃至第５電極１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄ，１１５ｅは、図１及び図２において配線接続用パッドと呼んだものである。この配線接続用パッドの上に、Ａｕワイヤーで径１１０〜１３０μｍ高さ５８〜６３μｍのスタッドバンプ（図１３の符号１４参照）が形成されている。
【０１００】
一方、パッケージ材としてＬＴＣＣ基板１２０を用いた。このＬＴＣＣ基板１２０には、厚さ方向に沿って門型の形状を有する第１内部配線１２１，第２内部配線１２２，第３内部配線１２３及び第４内部配線１２４が配設されており、厚さ方向に沿ってクランク形状を有する第１外部配線１２５，第２外部配線１２６を有する。第１乃至第４の内部配線１２１〜１２４及び第１乃至第２の外部配線１２５，１２６は何れもＬＴＣＣ基板１２０の厚さ方向の中ほどに所定の方向に延びる水平部１２７を備えており、その水平部１２７の端部の対に柱部１２８が設けられている。内部配線の場合には両柱部１２８ａ,１２８ｂが互いに同じ方向に延びており、外部配線の場合には両柱部１２８ｃ，１２８ｄが互いに逆の方向に延びている。
【０１０１】
ここで、第１内部配線１２１の両端の柱部１２８ａ，１２８ａと第１外部配線１２５の外側の柱部１２８ａ，第２内部配線１２２の外側の柱部１２８ａとは、第１の方向、即ち列状に並んで設けられている。第４内部配線１２４の両端の柱部１２８ａ，１２８ａと第２外部配線１２６の外側の柱部１２８ａ，第３内部配線１２３の外側の柱部１２８ａとは、第１の方向に並んで設けられている。第２内部配線１２２の両端の柱部１２８ａ，１２８ａと第３内部配線１２３の両端の柱部１２８ａ，１２８ａが、第１の方向と直交する第２の方向に並んで設けられている。第１外部配線１２５の両端の柱部１２８ａ，１２８ｂと第２外部配線１２６の両端の柱部１２８ａ，１２８ｂとが、第２の方向に並んで設けられている。
【０１０２】
このＬＴＣＣ基板１２０にレジスト（図示せず）をパターニングして、径１１０μｍビアの周りをエッチングしてガラス成分等を溶解することにより、深さ５５μｍで径３８０μｍの凹みを形成し、各柱部１２８ａの先端部を多孔質化して接続用端部とした。
【０１０３】
次に、接続用端部と第１乃至第５電極１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄ，１１５ｅ上に形成したスタッドバンプが対向するように、デバイス基板１１０とＬＴＣＣ基板１２０とを位置合わせし、真空中で４００℃まで加熱した後、約２４０ｍＮ／バンプの圧力を加えて８００Ｖ、３０分間の条件で陽極接合した。これにより、第１乃至第５電極１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄ，１１５ｅ上のスタッドバンプが多孔質でなる接続用端部に食い込み、接続用中継部１３０が形成された。装置から取り出したパッケージドデバイスのダイヤフラム１１３には凹みが形成され、第１外部配線１１５の柱部１１８ｂと第２外部配線１１６の柱部１１８ｂとの間が電気的に接続されていることを確認した。
【０１０４】
柱部１２８ａの先端部が多孔質化し変形性能を有することについて、次の予備的試験を行うことで確認した。
図９を参照して説明した要領で、金とガラス成分とを含んだ導体をビアの穴に充填してＬＴＣＣ基板を作製し、径１１０μｍのビア周りをエッチングし、ガラス成分等を溶解することにより、深さ５５μｍで径３８０μｍの凹みを形成した。
ビアの先端部の半分をピンで押し潰した後、その形状のモルフォロジーを観察したところ、ピンで荷重を加えた部分だけ凹み、ビアが傾いたりしなかった。比較のために、ガラス成分を入れずにＡｕの導体をビアの穴に充填してＬＴＣＣ基板を作製し、同様にエッチング処理をしてピンを押し潰したところ、荷重を加えた方向に柱部全体が曲がった。
このことから、適当量の無機添加剤をＡｕのビアに添加しビアの周りをエッチングすることで、ガラス成分が溶出して、多孔質で変形性に富む柱部が形成出来ることが分かった。
【０１０５】
図１５は、エッチング後のビア配線及び多孔質部分のＳＥＭ像であり、図１６（ａ）（ｂ）は、ＭＥＭＳ基板とＬＴＣＣ基板とを陽極接合後の各断面ＳＥＭ像である。これらの像から、金ビアはスタッドバンプによって変形し潰れた状態となっており、ＭＥＭＳ側の電極、即ちＣｒ層とＰｔ層とＡｕ層の積層電極と金ビアとの接合界面には、明確な隙間は確認されなかった。
【０１０６】
デバイス基板とＬＴＣＣ基板とを陽極接合した後に、デバイス基板のキャビティ部を剥離したところ、ＭＥＭＳ側のスタッドバンプにＬＴＣＣ基板の金ビアバンプが付着した状態や、スタッドバンプの先端部が金ビアバンプ中に埋まったままで剥離した。
【０１０７】
以上のことから、ＭＥＭＳ側のＡｕ薄膜とＬＴＣＣ基板側の金ビアバンプは、拡散接合のように安定した接合状態となっているものと推察される。
【実施例２】
【０１０８】
図９を参照して説明したように、Ａｇ系を含んだ導体をビアの穴に充填してパッケージ材を作製することにより、導体の先端部を多孔質化させ、多孔質化した部分上にＡｕメッキを施すことにより、パッケージ材表面からバンプを突出させることができる。このようなパッケージ材は、シール材を用いてデバイス基板と接合すると同時に、電気的な接続を確立することができる。
【０１０９】
実施例２では、予備実験として、導体にガラスが添加されているＬＴＣＣ基板を準備し、フッ酸と硫酸とが体積比８５：１５で混合した液を用いて室温でエッチングをした。
Ａｕメッキをしないでパッケージ材をエッチングすると、Ａｇ導体の外周部に剥離が観察され、金属ビア中央が凹んでいることを確認した。一方、Ａｕメッキ処理をした後にパッケージ材をエッチングすると、中央には凹みが観測されなかった。
【０１１０】
Ａｕメッキを施してパッケージ等をエッチングしたサンプルについて、Ａｕメッキ部分の先端部を超硬のピンで押圧した。押し潰した部分だけに凹みが観察された。このことから、ビア先端部が変形性能を有していることを確認した。
【実施例３】
【０１１１】
実施例３は、第７及び８実施形態に対応する。導体部分に不溶解性樹脂を入れて意図的にポーラス化した基板と、導体部分に不溶解性樹脂を入れないで作製したサンプルとをそれぞれ鏡面研磨した。研磨した各サンプルの多孔質部分に、直径６０μｍのピンを押し入れた。どちらのサンプルにおいても、挿入深さ１９μｍまでは凹み、クラックが観測されなかった。Ａｕビアがはみ出てそのはみ出た部分の逃げ場がないと、クラックが発生する確率が高くなる。また、導体部分に不溶解性樹脂を混在させていない場合、挿入深さ５４μｍまでピンを挿入すると導体部分は窪み、導体部分を起点としたクラックがＬＴＣＣ基板に生じた。
【０１１２】
以上のことから、本発明の実施形態のように、突起状の配線接続用パッドが接続用端部、つまり多孔質部分に挿入された際、接続用端部の変形を吸収する空間が必要である。そのため、そのような空間を含めて、多孔質部分周辺をエッチングすることが重要であることが分かった。なお、そのような空間がなくても、多孔質部分は変形性を有するため、多孔質部分の大きさを、例えば直径０．３ｍｍのように調整することにより、配線接続用パッドの高さを高精度に設定する必要性も少なくなる。
【０１１３】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、パッケージ材の接続用端部、即ち多孔質部分の高さ、デバイス基板の配線接続用パッドの厚みを厳密に管理しなくても、接合と同時に配線接続を確立することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１，１Ａ，２，３，４，５，６，７，８，９：パッケージドデバイス
１０，４０，９０，１００：デバイス基板
１１,６３，９３：キャビティ
１２，４２，９２：配線接続用パッド
１３，４３，９１：絶縁膜
１４：スタッドバンプ
２０，５０，６０，７０，８０：パッケージ材
２１，５１，６１，７１，８１：ビア配線
２２，５２，６２，７２，８２：多孔質からなる部分（接続用端部）
２３：空間
２３ａ：凹み
２４，４４，５４，６４，７４，８４：接続用中継部
３０：内部空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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