(57)【要約】【課題】半導体基板の表面の微小電子機械機構を気密封止した電子装置を構成する電磁ノイズ特性に優れた電子部品封止用基板を提供すること。【解決手段】半導体基板１０と該半導体基板１０の表面に設けられた微小電子機械機構８と表面に設けられるとともに微小電子機械機構８に電気的に接続される電極９とを有する電子部品１０の微小電子機械機構８を封止するための電子部品封止用基板であって、一方主面から他方主面または側面に導出された配線導体２が形成された絶縁基板１と、該絶縁基板１の一方主面に形成された、配線導体２と電気的に接続される接続端子５と、絶縁基板１の一方主面に形成された、微小電子機械機構８を取り囲んで気密封止するための導電性枠状封止部４と、該導電性枠状封止部４に電気的に接続されて絶縁基板１に形成された接地用貫通導体１２とを有し、接地用貫通導体１２は、平面視して、微小電子機械機構８を取り囲むように複数形成されている。【選択図】図１
2008166837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と該半導体基板の表面に設けられた微小電子機械機構と前記表面に設けられるとともに前記微小電子機械機構に電気的に接続される電極とを有する電子部品の前記微小電子機械機構を封止するための電子部品封止用基板であって、一方主面から他方主面または側面に導出された配線導体が形成された絶縁基板と、該絶縁基板の前記一方主面に形成された、前記配線導体と電気的に接続される接続端子と、前記絶縁基板の前記一方主面に形成された、前記微小電子機械機構を取り囲んで気密封止するための導電性枠状封止部と、該導電性枠状封止部に電気的に接続されて前記絶縁基板に形成された接地用貫通導体とを有し、前記接地用貫通導体は、平面視して、前記微小電子機械機構を取り囲むように複数形成されている電子部品封止用基板。
【請求項２】
前記接地用貫通導体は、平面視して、前記電極の周辺を囲むように形成されている請求項１に記載の電子部品封止用基板。
【請求項３】
前記接続端子は、前記導電性枠状封止部の内側に形成されている請求項１または請求項２に記載の電子部品封止用基板。
【請求項４】
前記接地用貫通導体は、前記絶縁基板の主面に垂直な直線部分を有する請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子部品封止用基板。
【請求項５】
前記接続端子と前記配線導体との間に接続パッドが設けられ、前記導電性枠状封止部と前記接地用貫通導体との間に導体層が設けられている請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子部品封止用基板。
【請求項６】
前記接続パッドと前記導体層は同一の材料からなる請求項５に記載の電子部品封止用基板。
【請求項７】
前記接地用貫通導体の隣接間隔が前記電子部品で使用される高周波信号の波長の１／２以下である請求項１から請求項６のいずれかに記載の電子部品封止用基板。
【請求項８】
前記接続端子と前記導電性枠状封止部が多数個縦横に配列形成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の電子部品封止用基板。
【請求項９】
導体基板と該半導体基板の表面に設けられた微小電子機械機構と前記表面に設けられるとともに前記微小電子機械機構に電気的に接続される電極とを有する電子部品と、  
一方主面から他方主面または側面に導出された配線導体が形成された絶縁基板と、
前記電極と前記配線導体とを電気的に接続する接続端子と、
前記半導体基板と前記絶縁基板との間で前記微小電子機械機構を取り囲んで気密封止する導電性枠状封止部と、
前記絶縁基板に形成された、前記導電性枠状封止部に電気的に接続される接地用貫通導体と
を有し、
前記接地用貫通導体は、平面視して、前記微小電子機械機構を取り囲むように複数形成されている電子装置。
【請求項１０】
前記接地用貫通導体は、前記電極の周辺を囲むように形成されている請求項９に記載の電子装置。
【請求項１１】
前記接続端子は、前記導電性枠状封止部の内側に形成されている請求項１０に記載の電子装置。
【請求項１２】
前記接地用貫通導体の隣接間隔が、前記電子部品で使用される高周波信号の波長の１／２以下である請求項９から請求項１１のいずれかに記載の電子装置。
【請求項１３】
前記接地用貫通導体は、前記絶縁基板の主面に垂直な直線部分を有する請求項９から請求項１２のいずれかに記載の電子装置。
【請求項１４】
半導体基板の表面に、微小電子機械機構およびこれに電気的に接続された電極を有する電子部品領域を多数個縦横に配列形成した電子部品を準備する工程と、一方主面から他方主面または側面に導出された配線導体が形成された絶縁基板と、該絶縁基板の前記一方主面に形成された、前記配線導体と電気的に接続される接続端子と、前記絶縁基板の前記一方主面に形成された、前記微小電子機械機構を取り囲んで気密封止するための導電性枠状封止部と、該導電性枠状封止部に電気的に接続されて前記絶縁基板に形成された接地用貫通導体とを有し、前記接地用貫通導体は、平面視して、前記微小電子機械機構を取り囲むように複数形成されている電子部品封止領域を多数個前記電子部品の前記電子部品領域に対応させて配列形成した電子部品封止用基板を準備する工程と、前記電子部品を、前記電極を前記接続端子に接合するとともに、前記微小電子機械機構の周囲の前記半導体基板の前記主面を前記導電性枠状封止部に接合して、前記微小電子機械機構を前記導電性枠状封止部の内側に気密封止する工程と、互いに接合された前記電子部品および前記電子部品封止用基板を前記電子部品封止領域毎に分割して、前記電子部品封止領域に前記電子部品領域が接合された個々の電子装置を得る工程とを具備する電子装置の製造方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の微小電子機械機構を封止するための電子部品封止用基板、およびそれを用いて電子部品の微小電子機械機構を封止することにより形成される電子装置、およびそのような電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコンウェハ等の半導体基板の主面に、半導体集積回路素子等の微細配線を形成する加工技術を応用して、極めて微小な電子機械機構、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electromechanical System）を形成した電子部品が注目され、実用化に向けて開発が進められている。
【０００３】
このような微小電子機械機構としては、加速度計，圧力センサ，アクチュエータ等のセンサや、微細な鏡面体を可動式に形成したマイクロミラーデバイス，光デバイスあるいはマイクロポンプ等を組み込んだマイクロ化学システム等の非常に広い分野にわたるものが試作、開発されている。
【０００４】
そのような微小電子機械機構を形成した電子部品を用いて電子装置を構成するための従来の電子部品封止用基板およびそれを用いて成る電子装置の一例を図４に断面図で示す。図４に示す例では、微小電子機械機構22が形成された半導体基板21の主面には、微小電子機械機構22に電力を供給したり、微小電子機械機構22から外部電気回路に電気信号を送り出したりするための電極23が微小電子機械機構22と電気的に接続されて形成されており、これら半導体基板21，微小電子機械機構22および電極23により、１つの電子部品24が構成される。
【０００５】
なお、このような電子部品24は、通常、後述するように、半導体基板21の主面に多数個が縦横に配列形成された多数個取りの形態で形成された後、個々の半導体基板21に切断することにより製作されるので、この切断の際に切削粉等の異物が微小電子機械機構22に付着して作動の妨げになることを防止するために、ガラス板25等で覆われて保護されている。
【０００６】
そして、この電子部品24を、電子部品収納用の凹部Ａを有する電子部品収納用パッケージ（以下、パッケージともいう）31の凹部Ａ内に収納するとともに、電子部品24の電極23をパッケージ31の電極パッド32にボンディングワイヤ33等の導電性接続材を介して接続した後、パッケージ31の凹部Ａを蓋体34で覆って電子部品24を凹部Ａ内に気密封止することにより、電子装置として完成する。この場合、電子部品24は、微小電子機械機構22の動作を妨げないようにするため、中空状態で気密封止する必要がある。
【０００７】
この電子装置について、あらかじめパッケージ31の電極パッド32から外表面に導出するようにして形成しておいた配線導体35の導出部分を外部電気回路に接続することにより、気密封止された微小電子機械機構22が、電極23，ボンディングワイヤ33，電極パッド32および配線導体35を介して外部電気回路と電気的に接続される。
【０００８】
また、このような電子部品24は、通常、広面積の半導体基板の主面に多数個を縦横に配列形成させることにより製作されており、この場合の電子装置の製造方法は、従来、以下のようなものであった。すなわち、半導体基板の主面に、微小電子機械機構22およびこれに電気的に接続された電極23が形成されて成る電子部品領域を多数個縦横に配列形成した電子部品を準備する工程１と、各電子部品24の微小電子機械機構22を、その周囲が中空状態となるようにして、ガラス板25等で覆って封止する工程２と、半導体基板にダイシング加工等の切断加工を施して、個々の電子部品24に分割する工程３と、個々の電子部品24を、パッケージ31内に気密封止する工程４と、により製作される。
【０００９】
このような従来の製造方法においては、半導体基板の主面に配列形成された多数の電子部品領域の１個ずつをガラス板25等で封止して保護しておく必要があること、また、一旦ガラス板25で封止した電子部品24を、個片の電子部品24に分割した後、改めてパッケージ31内に気密封止するとともに、その電極23をパッケージ31の電極パッド32等に接続して外部接続させる必要があること等のため、生産性が悪く、実用化が難しいという問題があった。
【００１０】
この問題に対し、半導体基板の主面に配列形成された多数個の微小電子機械機構22を一括して覆い、封止するような基板が提案されている。このような封止用の基板としては、半導体基板を材料とするものや導電性の金属板等を材料にするもの等が知られている。
【００１１】
半導体基板を材料とする場合は、例えば、主面に多数個の電子部品領域が配列形成された第１の半導体基板とは別に、この電子部品領域の配列に対応させて多数の凹部を配列形成した封止用の第２の半導体基板を準備し、第１の半導体基板の主面上に第２の半導体基板を、第２の半導体基板の凹部が第１の半導体基板の電子部品領域を覆うようにして接合し、第２の半導体基板の内側に第１の半導体基板の電子部品領域（特に微小電子機械機構）を封止するようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
また、導電性を有する金属板を材料とする場合には、導電性を有するカバー用の金属板にパターン溝を形成するとともに、このパターン溝をガラスやセラミック材料で充填して平坦化させた後、その上にボンディングパターン（電極パッド等）を形成し、このボンディングパターンに電子部品の電極を接続するとともに金属板を半導体基板の主面に接合し、その後、電子部品領域をセラミックやガラス等で封着するとともに、ボンディングパターンを外部に導出するための外部配線用電極パターンを形成するようにした技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１３】
また、微小電子機械機構、いわゆるＭＥＭＳ（Micro Electromechanical System）を形成した電子部品においては、近年、低電圧駆動かつ高速化が行われるようになってきており、電子部品の外部から侵入する高調波ノイズの影響を受けやすいと同時に、配線導体を伝播する信号に含まれる高調波ノイズが電子部品の外部に放出され易いものとなってきている。
【特許文献１】特開2001−144117号公報
【特許文献２】特開2002−43463号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の封止用基板を用いて半導体基板の主面の電子部品領域を封止する場合、多数個の電子部品領域を一括して封止することはできるものの、例えば、半導体基板を材料とした封止用基板の場合であれば、半導体基板の内部に３次元的な配線導体を形成することができないため、封止用の第２の半導体基板の、電子部品領域が配列形成された第１の半導体基板に接合される主面から対向する他方主面にかけて配線導体を導出することができず、電子部品の電極は、第１の半導体基板の主面に形成された電極の一部を封止部の外側に延出させるとともに、この延出部をボンディングワイヤを介してパッケージの電極パッドや外部電気回路に接続する必要がある。そのため、実装工程（電子部品領域の封止から電子装置として完成させて外部電気回路に接続するまでの工程）が長く、また、個々の電子装置のサイズが大きくなってしまうという問題があった。また、電子装置を組み込んだ電子システムの小型化に有利な表面実装ができないという問題もあった。
【００１５】
また、導電性の金属板等を材料とした封止用基板の場合、金属板に電極パッド等の導体パターンを形成することができるように、一旦ガラスやセラミックスで金属板の表面に形成したパターン溝等を埋めて絶縁部を形成したり、その絶縁部の表面に実装工程の途中で導体部を形成したりする必要があるため、この場合も電子部品の実装工程を短くすることが困難であるという問題があった。
【００１６】
さらに、微小電子機械機構（ＭＥＭＳ）を形成した電子部品においては、近年、低電圧駆動かつ高速化が行われるようになってきており、電子部品の外部から侵入する高調波ノイズの影響を受けやすいと同時に、配線導体を伝播する信号に含まれる高調波ノイズが電子部品の外部に放出され易いものとなってきていることから、電子部品の外部の近接位置にノイズ発生源があると絶縁基板に被着形成された配線導体を伝播する信号に電磁波ノイズが入り込み、微小電子機械機構に伝播されて誤動作させてしまう。また、電子部品の外部の近傍位置に電磁波ノイズに対して影響を受け易い電子機器等があると、電子部品より放出された電磁波ノイズがこの電子機器等に悪影響を及ぼすという問題があった。
【００１７】
本発明は上記従来の技術における諸問題に鑑みて完成されたものであり、その目的は、半導体基板の主面に形成された微小電子機械機構を容易かつ確実に封止することができるとともに、この微小電子機械機構と接続された半導体基板の主面に形成されている電極を容易かつ確実に、例えば表面実装が可能な形態で外部接続させることができ、かつ微小電子機械機構を形成した電子部品の外部から侵入する高調波ノイズの影響を受けにくいと同時に、配線導体を伝播する信号に含まれる高調波ノイズが電子部品の外部に放出されにくい電子部品封止用基板を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、このような微小電子機械機構および電極から成る電子部品領域が半導体基板の主面に多数個縦横に配列形成されていたとしても、これらを容易かつ確実に封止することが可能な封止用基板を提供するとともに、このような封止用基板を用いて、微小電子機械機構が封止されて成る多数個の電子装置を、例えば表面実装が可能な形態で一括して形成することが可能な電子装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の電子部品封止用基板は、半導体基板と該半導体基板の表面に設けられた微小電子機械機構と前記の表面に設けられるとともに前記の微小電子機械機構に電気的に接続される電極とを有する電子部品の前記の微小電子機械機構を封止するための電子部品封止用基板であって、一方主面から他方主面または側面に導出された配線導体が形成された絶縁基板と、該絶縁基板の前記の一方主面に形成された、前記の配線導体と電気的に接続される接続端子と、前記の絶縁基板の前記の一方主面に形成された、前記の微小電子機械機構を取り囲んで気密封止するための導電性枠状封止部と、該導電性枠状封止部に電気的に接続されて前記の絶縁基板に形成された接地用貫通導体とを有し、前記の接地用貫通導体は、平面視して、前記の微小電子機械機構を取り囲むように複数形成されている。
【００２０】
前記の電子部品封止用基板において、好ましくは、前記の接地用貫通導体は、平面視して、前記の電極の周辺を囲むように形成されている。
【００２１】
前記の電子部品封止用基板において、好ましくは、前記の接続端子は、前記の導電性枠状封止部の内側に形成されている。
【００２２】
前記の電子部品封止用基板において、好ましくは、前記の接地用貫通導体は、前記の絶縁基板の主面に垂直な直線部分を有する。
【００２３】
前記の電子部品封止用基板において、好ましくは、前記の接続端子と前記の配線導体との間に接続パッドが設けられ、前記の導電性枠状封止部と前記の接地用貫通導体との間に導体層が設けられている。
【００２４】
前記の電子部品封止用基板において、好ましくは、前記の接続パッドと前記の導体層は同一の材料からなる。
【００２５】
前記の電子部品封止用基板において、好ましくは、前記の接地用貫通導体の隣接間隔が前記の電子部品で使用される高周波信号の波長の１／２以下である。
【００２６】
前記の電子部品封止用基板において、好ましくは、前記の接続端子と前記の導電性枠状封止部が多数個縦横に配列形成されている。
【００２７】
本発明の電子装置は、導体基板と該半導体基板の表面に設けられた微小電子機械機構と前記の表面に設けられるとともに前記の微小電子機械機構に電気的に接続される電極とを有する電子部品と、  一方主面から他方主面または側面に導出された配線導体が形成された絶縁基板と、前記の電極と前記の配線導体とを電気的に接続する接続端子と、前記の半導体基板と前記の絶縁基板との間で前記の微小電子機械機構を取り囲んで気密封止する導電性枠状封止部と、前記の絶縁基板に形成された、前記の導電性枠状封止部に電気的に接続される接地用貫通導体とを有し、前記の接地用貫通導体は、平面視して、前記の微小電子機械機構を取り囲むように複数形成されている。
【００２８】
前記の電子装置において、好ましくは、前記の接地用貫通導体は、前記の電極の周辺を囲むように形成されている。
【００２９】
前記の電子装置において、好ましくは、前記の接続端子は、前記の導電性枠状封止部の内側に形成されている。
【００３０】
前記の電子装置において、好ましくは、前記の接地用貫通導体の隣接間隔が、前記の電子部品で使用される高周波信号の波長の１／２以下である。
【００３１】
前記の電子装置において、好ましくは、前記の接地用貫通導体は、前記の絶縁基板の主面に垂直な直線部分を有する。
【００３２】
本発明の電子装置の製造方法は、半導体基板の表面に、微小電子機械機構およびこれに電気的に接続された電極を有する電子部品領域を多数個縦横に配列形成した電子部品を準備する工程と、一方主面から他方主面または側面に導出された配線導体が形成された絶縁基板と、該絶縁基板の前記の一方主面に形成された、前記の配線導体と電気的に接続される接続端子と、前記の絶縁基板の前記の一方主面に形成された、前記の微小電子機械機構を取り囲んで気密封止するための導電性枠状封止部と、該導電性枠状封止部に電気的に接続されて前記の絶縁基板に形成された接地用貫通導体とを有し、前記の接地用貫通導体は、平面視して、前記の微小電子機械機構を取り囲むように複数形成されている電子部品封止領域を多数個前記の電子部品の前記の電子部品領域に対応させて配列形成した電子部品封止用基板を準備する工程と、前記の電子部品を、前記の電極を前記の接続端子に接合するとともに、前記の微小電子機械機構の周囲の前記の半導体基板の前記の表面を前記の導電性枠状封止部に接合して、前記の微小電子機械機構を前記の導電性枠状封止部の内側に気密封止する工程と、互いに接合された前記の電子部品および前記の電子部品封止用基板を前記の電子部品封止領域毎に分割して、前記の電子部品封止領域に前記の電子部品領域が接合された個々の電子装置を得る工程とを具備する。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の電子部品封止用基板は、半導体基板と該半導体基板の表面に設けられた微小電子機械機構と前記表面に設けられるとともに前記微小電子機械機構に電気的に接続される電極とを有する電子部品の前記微小電子機械機構を封止するための電子部品封止用基板であって、一方主面から他方主面または側面に導出された配線導体が形成された絶縁基板と、該絶縁基板の前記一方主面に形成された、前記配線導体と電気的に接続される接続端子と、前記絶縁基板の前記一方主面に形成された、前記微小電子機械機構を取り囲んで気密封止するための導電性枠状封止部と、該導電性枠状封止部に電気的に接続されて前記絶縁基板に形成された接地用貫通導体とを有する電子部品封止用基板であって、半導体基板の表面に微小電子機械機構およびこれに電気的に接続された電極が形成されている電子部品が、電極が接続端子に接合され、半導体基板の表面が導電性枠状封止部に接合されることによって、導電性枠状封止部の内側に電子部品の微小電子機械機構が気密封止されていることから、導電性枠状封止部を半導体基板の表面に接合させるだけで、電子部品の微小電子機械機構を、枠部材と絶縁基板とにより容易かつ確実に封止することができる。
【００３４】
また、導電性枠状封止部の表面の高さが、接続パッド上に形成された接続端子の高さと同じである場合には、導電性枠状封止部の表面を半導体基板の表面に接合するときに、半導体基板の表面に形成されている電極を接続端子に容易かつ確実に接続することができる。また、この接続端子から接続パッドおよび配線導体を介して、電子部品の電極を外部に導出することもできる。
【００３５】
また、本発明の電子部品封止用基板は、例えば、セラミック多層配線基板等の絶縁基板を用いて形成したものとすることにより、配線導体を、接続パッドや枠部材が形成され接合されている一方主面から他方主面や側面にかけて、基板の内部や表面に自由に形成して導出させることができ、この導出された端部に外部接続用の金属バンプを取着させること等により、容易に表面実装することが可能な電子装置として完成させることができる。
【００３６】
さらに、導電性枠状封止部と電気的に接続された接地用貫通導体を絶縁基板に設けたことから、安定したグランドネットワークが形成できるので、良好なシールド性を得ることができる。よって、微小電子機械機構を形成した電子部品の外部から侵入する高調波ノイズを有効に除去することができ、電子部品等を正常かつ安定に作動させるとともに、配線導体を伝播する信号に含まれる高調波ノイズが電子部品の外部に対して放出されにくい電子部品封止用基板を提供することができる。
【００３７】
また、本発明の電子部品封止用基板において好ましくは、接地用貫通導体は、複数形成されているとともに、それらの隣接間隔が電子部品で使用される高周波信号の波長の１／２以下であることから、高周波グランドの不安定性から誘発される伝播モードのミスマッチが軽減される。また、導電性枠状封止部と接地用貫通導体が直接電気的に接続されているため、グランドネットワーク経路が短くなり、インダクタンス成分の増大を防ぐことができるので安定した接地状態を構成することができ、良好な電磁シールド性を保持することができる。よって、微小電子機械機構を形成した電子部品の外部から侵入する高調波ノイズの影響を受けにくいと同時に、配線導体を伝播する信号に含まれる高調波ノイズが電子部品の外部に放出されにくい電子部品封止用基板を得ることができる。
【００３８】
また、本発明の電子部品封止用基板において好ましくは、接続パッドおよび接続端子が内側に形成された導電性枠状封止部を多数個縦横に配列形成した場合には、半導体基板の主面に多数の電子部品領域が縦横に配列形成されていたとしても、これらを一括して外部接続が可能なようにして封止することができる。
【００３９】
本発明の電子装置の製造方法は、上記各工程を具備することから、互いに接合された電子部品および電子部品封止用基板から成る電子装置を、容易かつ確実に多数個製造することができる。また、互いに接合された電子部品および電子部品封止用基板を電子部品封止領域毎に分割することにより、電子部品封止領域に電子部品領域が接合されて成る個々の電子装置を多数個同時に製造することができる。この分割の際、電子部品領域の微小電子機械機構は封止用基板により封止されているので、ダイシング加工等による分割で発生するシリコン等の半導体基板の切削粉が微小電子機械機構に付着するようなことはなく、分割後の電子装置において微小電子機械機構を確実に作動させることができる。
【００４０】
また、分割して得られた電子装置は、絶縁基板の他方主面や側面に配線導体が導出されているので、この導出された端部に金属バンプ等の端子を取着するだけで、表面実装等により外部電気回路基板に実装することができるものとなり、実装の工程を非常に短く、かつ容易なものとすることができる電子装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明の電子部品封止用基板およびそれを用いた電子装置の製造方法について以下に詳細に説明する。図１は本発明の電子部品封止用基板の実施の形態の一例を示す断面図である。図１において、１は絶縁基板、２は配線導体、３は接続パッド、４は枠部材、５は接続端子である。これら絶縁基板１，配線導体２，接続パッド３，枠部材４，接続端子５および接地用貫通導体12により電子部品封止用基板６が基本的に構成される。
【００４２】
この電子部品封止用基板６を用いて、半導体基板７の主面（図１の例では下面）に、微小電子機械機構８と電極９とを互いに電気的に接続するようにして形成して成る電子部品10を封止することにより、微小電子機械機構８が外部接続可能な状態で封止されてなる電子装置が形成される。
【００４３】
本実施の形態における微小電子機械機構８は、例えば電気スイッチ，インダクタ，キャパシタ，共振器，アンテナ，マイクロリレー，光スイッチ，ハードディスク用磁気ヘッド，マイク，バイオセンサー，DNAチップ，マイクロリアクタ，プリントヘッド，加速度センサ，圧力センサなどの各種センサ、ディスプレイデバイスなどの機能を有する電子装置であり、半導体微細加工技術を基本としたいわゆるマイクロマシニング法で作る部品であり、１素子あたり１０μｍ〜数百μｍ程度の寸法を有する。
【００４４】
絶縁基板１は、微小電子機械機構８を封止するための蓋体として機能するとともに、配線導体２，接続パッド３，枠部材４，接続端子５および接地用貫通導体12を形成するための基体として機能する。
【００４５】
この絶縁基板１は、酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化珪素質焼結体，ガラスセラミックス焼結体等のセラミックス材料や、ポリイミド，ガラスエポキシ樹脂等の有機樹脂材料、セラミックスやガラス等の無機粉末をエポキシ樹脂等の有機樹脂で結合して成る複合材等により形成される。
【００４６】
絶縁基板１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、酸化アルミニウムとガラス粉末等の原料粉末をシート上に成形して成るグリーンシートを積層し、焼成することにより形成される。なお、絶縁基板１は、酸化アルミニウム質焼結体で形成するものに限らず、用途や気密封止する電子部品10の特性等に応じて適したものを選択することが好ましい。
【００４７】
例えば、絶縁基板１は、後述するように、枠部材４を介して半導体基板７と機械的に接合されるので、半導体基板７との接合の信頼性、つまり微小電子機械機構８の封止の気密性を高くするためには、ムライト質焼結体または例えばガラス成分の種類や添加量を調整することにより熱膨張係数を半導体基板７に近似させるようにした酸化アルミニウム−ホウ珪酸ガラス系等のガラスセラミックス焼結体等のような、半導体基板７との熱膨張係数の差が小さい材料で形成することが好ましい。
【００４８】
また、絶縁基板１は、配線導体２により伝送される電気信号の遅延を防止するような場合には、ポリイミド，ガラスエポキシ樹脂等の有機樹脂材料、セラミックスやガラス等の無機粉末をエポキシ樹脂等の有機樹脂で結合して成る複合材、または、酸化アルミニウム−ホウ珪酸ガラス系や酸化リチウム系等のガラスセラミックス焼結体等のような比誘電率の小さい材料で形成することが好ましい。
【００４９】
また、絶縁基板１は、封止する微小電子機械機構８の発熱量が大きく、この熱の外部への放散性を良好とするような場合には、窒化アルミニウム質焼結体等のような熱伝導率の大きな材料で形成することが好ましい。
【００５０】
また、絶縁基板１の一方主面に、電子部品10の微小電子機械機構８を内側に収めるような凹部１ａを形成しておいてもよい。凹部１ａ内に微小電子機械機構８の一部を収めるようにしておくと、微小電子機械機構８を取り囲むための枠部材４の高さを低く抑えることができ、電子装置の低背化に有利なものとなる。
【００５１】
絶縁基板１の一方主面（微小電子機械機構８を封止する側）からは、他方主面または側面に配線導体２および接地用貫通導体12が導出されている。また、絶縁基板１の一方主面側の枠部材４の内側の部位には、配線導体２と接続された接続パッド３が形成されている。これらの配線導体２および接続パッド３は、接続パッド３上に形成される接続端子５を介して電子部品10の電極９と電気的に接続され、これを絶縁基板１の他方主面や側面に導出する機能を有する。
【００５２】
これらの配線導体２、接続パッド３および接地用貫通導体12は、銅，銀，金，パラジウム，タングステン，モリブデン，マンガン等の金属材料により形成される。この形成の手段としては、メタライズ層，めっき層，蒸着膜等として形成する手段、すなわち金属を薄膜層として被着させる手段等を用いることができる。例えば、タングステンのメタライズ層から成る場合であれば、タングステンのペーストを絶縁基板１となるグリーンシートに印刷してこれをグリーンシートとともに焼成することにより形成される。
【００５３】
接続端子５は、錫−銀系，錫−銀−銅系等の半田、金−錫ろう等の低融点ろう材、銀−ゲルマニウム系等の高融点ろう材、導電性有機樹脂、あるいはシーム溶接，電子ビーム溶接等の溶接法による接合を可能とするような金属材料等により形成されている。
【００５４】
この接続端子５を電子部品10の電極９に接合することにより、電子部品10の電極９が、接続端子５，接続パッド３および配線導体２を介して、絶縁基板１の他方主面または側面に導出される。そして、この導出された端部を外部電気回路に錫−鉛半田等を介して接合することにより、電子部品10の電極９が外部電気回路と電気的に接続される。
【００５５】
また、絶縁基板１の一方主面には、接続パッド３を取り囲むようにして導電体から成る枠部材４が接合されている。枠部材４は、電子部品10の微小電子機械機構８をその内側に気密封止するための側壁として機能する。この枠部材４の主面（図１の例では上面）を電子部品10の主面（図１の例では下面）に接合させることにより、枠部材４の内側に微小電子機械機構８が気密封止される。なお、この場合、半導体基板７が底板となり、絶縁基板１が蓋体となる。
【００５６】
枠部材４は、鉄−ニッケル−コバルト合金や鉄−ニッケル合金等の鉄−ニッケル系合金，無酸素銅，アルミニウム，ステンレス鋼，銅−タングステン合金，銅−モリブデン合金等の金属材料から成る。また、枠部材４は、酸化アルミニウム質焼結体，ガラスセラミックス焼結体等の無機系材料、あるいはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン），ガラスエポキシ樹脂等の有機樹脂系材料等から成り、その表面にＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｐｔ，Ｐｄ等の金属層をめっき法等で形成した導電性被膜を形成したものであってもよい。
【００５７】
また、枠部材４の主面を電子部品10の半導体基板７の主面に接合する方法としては、錫−銀系等の半田，金−錫ろう等の低融点ろう材，銀−ゲルマニウム系等の高融点ろう材，導電性有機樹脂等の接合材を介して接合する方法、あるいはシーム溶接，電子ビーム溶接等の溶接法を用いることができる。
【００５８】
そして、半導体基板７の主面に微小電子機械機構８およびこれに電気的に接続された電極９が形成されて成る電子部品10について、電極９を接続端子５に接合し、半導体基板７の主面を枠部材４の主面に接合させることによって、枠部材４の内側に電子部品10の微小電子機械機構８が気密封止された電子装置が形成される。
【００５９】
また、枠部材４が接合される絶縁基板１の一方主面に、接続パッド３と同様の材料により導体層３ａを形成し、この導体層３ａから絶縁基板１の他方主面にかけて枠部材４と電気的に接続された接地用貫通導体12が導出されている。この構成により、安定したグランドネットワークが形成できるため、良好な電磁シールド性を得ることができ、微小電子機械機構８を形成した電子部品10に外部から侵入する高調波ノイズを有効に除去することが可能となり、電子部品10等を正常かつ安定に作動させるとともに、配線導体２を伝播する信号に含まれる高調波ノイズが電子部品10の外部に対して放出されにくい電子部品封止用基板６を提供することができる。
【００６０】
さらに、好ましくは、枠部材４と電気的に接続された複数の接地用貫通導体12の隣接間隔が電子部品10で使用される高周波信号（数百ＭＨｚ〜１００ＧＨｚ程度で特にはＧＨｚ帯域の高周波信号）の波長の１／２以下であることから、高周波グランドの不安定性から誘発される伝播モードのミスマッチが軽減される。また、導電体から成る枠部材と接地用貫通導体が直接、電気的に接続されているため、グランドネットワーク経路が短くなり、インダクタンス成分の増大を防ぐことができるので安定した接地状態とすることができ、良好な電磁シールド性を保持することができる。よって、微小電子機械機構８を形成した電子部品10が外部から侵入する高調波ノイズの影響を受けにくくなる同時に、配線導体２を伝播する信号に含まれる高調波ノイズが電子部品10の外部に放出されにくい電子部品封止用基板６を得ることができる。
【００６１】
従って、電子部品10には常に正確な信号が配線導体２を介して伝播されることとなり、高速駆動される電子部品10を正常かつ安定に作動させることが可能となるとともに、本実施の形態による電子部品封止用基板６が使用された電子部品10は外部に対して電磁波ノイズを放出することもない。
【００６２】
本実施の形態において、複数の接地用貫通導体12は、絶縁基板１に微小電子機械機構８を取り囲むように形成されていることが好ましい。これにより、微小電子機械機構８に対してより良好な電気的な電磁シールド壁を形成することができる。また、複数の接地用貫通導体12は、少なくとも微小電子機械機構８が接続される電極９の周辺を囲むように形成されているのがよい。この場合、高周波信号が微小電子機械機構８に入出力される電極９の周辺を、複数の接地用貫通導体12で重点的に囲むことで、外部から侵入する高調波ノイズの影響を有効に抑制することができる。
【００６３】
上記の構成の電子部品10を有する本実施の形態の電子装置は、配線導体２および接地用貫通導体12の導出部分を、半田ボール等の外部端子11を介して外部電気回路に接続することにより、微小電子機械機構８が外部電気回路と電気的に接続される。この場合、接続端子５と電極９との接合、および枠部材４の主面と半導体基板７の主面との接合を一つの工程で確実かつ容易に行なうことを可能とするために、接続端子５の高さと枠部材４の高さとは同じ高さとしておく必要がある。
【００６４】
また、本実施の形態の電子部品封止用基板６は、図２に実施の形態の他の例を断面図で示すように、接続パッド３および枠部材４を広面積の母基板の一方主面に縦横に配列形成した、いわゆる多数個取りの形態としておくことが好ましい。なお、図２において、図１と同じ部位には同じ符号を付してある。
【００６５】
このような多数個取りの形態としておくと、半導体基板７の主面に微小電子機械機構８およびこれに電気的に接続された電極９が多数個配列形成された、多数個取りの形態で製作される電子部品10を、多数個同時に気密封止することができ、生産性に優れたものとすることができる。また、半導体基板７の主面に微小電子機械機構８およびこれに電気的に接続された電極９が多数個配列形成された、多数個取りの形態で製作される電子部品10を一括して封止しておくと、半導体基板７（および電子部品封止用基板６）にダイシング加工等の切断加工を施して、個々の電子部品10（電子装置）に分割する際に、切断に伴って発生する切削粉等が微小電子機械機構８に付着してその作動を妨害するという不具合の発生を効果的に防止することができる。
【００６６】
次に、電子部品封止用基板６を用いた電子装置の製造方法について、図３（ａ）〜（ｅ）に基づいて説明する。図３は本発明の電子装置の製造方法の実施の形態の一例をそれぞれ工程順に示した断面図であり、図３において図１および図２と同じ部位には同じ符号を付してある。
【００６７】
まず、図３（ａ）に示すように、半導体基板７の主面に、微小電子機械機構８およびこれに電気的に接続された電極９が形成されて成る電子部品領域10ａを多数個縦横に配列形成した多数個取りの電子部品10ｂを準備する。
【００６８】
また、半導体基板７は例えば単結晶や多結晶等のシリコン基板から成る。このシリコン基板の表面に酸化シリコン層を形成するとともに、フォトリソグラフィ等の微細配線加工技術を応用して、微小な振動体等の微小電子機械機構８および円形状パターン等の導体から成る電極９が形成された電子部品領域10ａを多数個配列形成することにより、多数個取りの電子部品10ｂが形成される。なお、この例においては、微小電子機械機構８と電極９とは、それぞれ半導体基板７の主面に形成された微細配線（図示せず）を介して電気的に接続されている。
【００６９】
次に、図３（ｂ）に示すように、一方主面から他方主面または側面に導出された配線導体２が形成された絶縁基板１と、この絶縁基板１の一方主面に形成された、配線導体２と電気的に接続された接続パッド３と、絶縁基板１の一方主面に接続パッド３を取り囲むようにして接合された枠部材４と、接続パッド３上に形成された、枠部材４と同じ高さの接続端子５とから成る電子部品封止領域６ａを多数個電子部品の電子部品領域10ａに対応させて配列形成した多数個取りの電子部品封止用基板６ｂを準備する。
【００７０】
一方主面から他方主面または側面に導出された配線導体２および接地用貫通導体12が形成された絶縁基板１は、例えば、絶縁基板１が酸化アルミニウム質焼結体から成り、配線導体２および接地用貫通導体12がタングステンのメタライズ層から成る場合、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化カルシウム等の原料粉末を有機樹脂，バインダとともに混練してスラリーを得て、このスラリーをドクターブレード法やリップコータ法等によりシート状に成形して複数のグリーンシートを形成し、このグリーンシートの表面および必要に応じてグリーンシートに予め形成しておいた貫通孔内に、タングステンのメタライズペーストを印刷塗布、充填し、その後、これらのグリーンシートを積層して焼成することにより形成することができる。
【００７１】
なお、これらのグリーンシートのうち、一部のものに打ち抜き加工を施して四角形状等の開口部を形成しておき、これを一方主面側の最表層に配置し、または最表層から内部に向かって数層積層することにより、焼成後の絶縁基板１の一方主面に、電子部品領域10ａの配列に対応する凹部１ａが配列形成されるようにしておいてもよい。このように凹部１ａを形成しておくと、凹部１ａの内側に微小電子機械機構８を収めることができるので、微小電子機械機構８を取り囲むための枠部材4の高さを低く抑えることができ、電子装置の低背化に有利なものとなる。
【００７２】
また、接続パッド３は、配線導体２および接地用貫通導体12と同様の材料からなり、例えば、タングステンのペーストを絶縁基板１となるグリーンシートのうち最表面に、配線導体２となる印刷されたペーストと接続されるようにして、かつ多数個が縦横に配列形成されるようにして、スクリーン印刷法等により印刷しておくことにより形成される。
【００７３】
また、枠部材４は、例えば鉄−ニッケル−コバルト合金から成る場合であれば、鉄−ニッケル−コバルト合金の金属板に圧延加工や金型による打ち抜き加工またはエッチング加工を行ない、枠状に成形することにより製作される。
【００７４】
枠部材４と絶縁基板１との接合は、錫−銀系等の半田，金−錫ろう等の低融点ろう材や銀−ゲルマニウム系等の高融点ろう材，導電性有機樹脂等の接合材を介して接合する方法、あるいはシーム溶接，電子ビーム溶接等の溶接法により行なうことができる。
【００７５】
この枠部材４と同じ高さとなるようにして、接続端子５が接続パッド３上に形成される。接続端子５は、例えば錫−銀系等の半田から成る場合であれば、この半田のボールを接続パッド３上に位置決めして加熱、溶融、接合させることにより形成される。
【００７６】
接続端子５の高さを枠部材４の高さと同じとする方法としては、例えば接続端子５となる錫−銀半田を溶融させて接続パッド３上に取着形成する際に、その上面を枠部材４と同じ高さとなるようにしてセラミックス製の治具等で押さえておく等の方法を用いることができる。
【００７７】
次に、図３（ｃ）に示すように、電子部品10ｂを電子部品封止用基板６ｂに対し各電子部品領域10ａと各電子部品封止領域６ａとを対応させて重ね合わせ、電極９を接続端子５に接合するとともに、微小電子機械機構８の周囲の半導体基板７の主面を枠部材４の主面に接合して、微小電子機械機構８を枠部材４の内側に気密封止する。
【００７８】
ここで、電極９と接続端子５との接合は、例えば接続端子５が錫−銀系半田から成る場合であれば、電極９上に接続端子５を位置合わせして載せ、これらを約250〜300℃程度の温度のリフロー炉中で熱処理すること等により行なわれる。
【００７９】
また、微小電子機械機構８の周囲の半導体基板７の主面と枠部材４の主面との接合は、例えばこの接合面に接続端子５と同様の錫−銀系の半田を挟んでおき、上述の電極９と接続端子５との接合と同時にリフロー炉中で熱処理することにより行なうことができる。この場合、接続端子５の高さを枠部材４の高さと同じとしていることから、電極９と接続端子５との接合と、枠部材４の主面と半導体基板７の主面との接合を容易かつ確実に、同時に行なうことができる。
【００８０】
このように、本実施の形態の電子装置の製造方法によれば、電子部品領域10ａの電極９の外部導出のための接合と、微小電子機械機構８の気密封止のための接合とを同時に行なうことができるため、数時間程度を要する半田（ろう）付け等の接合の工程を、従来の製造方法に比べて、確実に少なくとも１工程減らすことができるので、電子装置の生産性を非常に高めることができる。
【００８１】
そして、図３（ｄ）に示すように、互いに接合された多数個取りの形態の電子部品10ｂおよび電子部品封止用基板６ｂを電子部品封止領域６ａ毎に分割して、電子部品封止領域６ａが分割された電子部品封止用基板６に電子部品領域10ａが分割された電子部品10が接合されて成る個々の電子装置を得る。
【００８２】
互いに接合されるとともにそれぞれ多数個取りの形態とされた、電子部品10ｂおよび電子部品封止用基板６ｂの接合体の切断は、この接合体に対してダイシング加工等の切断加工を施すことにより行なうことができる。
【００８３】
本実施の形態の電子装置の製造方法においては、このダイシング加工等の切断加工の際に、各微小電子機械機構８は枠部材４の内側でこの枠部材４と半導体基板７と絶縁基板１とにより気密封止されているので、半導体基板７や絶縁基板１等の切断に伴って発生するシリコンやセラミックス等の切削粉等が微小電子機械機構８に付着することはなく、完成した電子装置において微小電子機械機構８を確実に正常に作動させることができる。
【００８４】
このように、本実施の形態の電子装置の製造方法によれば、従来のように、半導体基板７の主面に多数個を縦横に配列形成した電子部品領域10ａを切断する際に、その微小電子機械機構８をガラス板等で覆って保護するような工程を別途追加する必要はなく、従来の保護のためだけの工程を確実に削除することができるので、電子装置の生産性を非常に高いものとすることができる。
【００８５】
また、上記のようにして製造された電子装置は、すでに気密封止されているとともに、その電極が配線導体２を介して外部に導出された状態であるので、これを別途パッケージ内に実装するような工程を追加する必要はなく、配線導体２および接地用貫通導体12の導出された部分を外部電気回路に半田ボール等の外部端子11を介して接続するだけで、外部電気回路基板に実装して使用することができる。
【００８６】
また、この場合、配線導体２は、絶縁基体１の他方主面または側面に導出されているので、外部電気回路に表面実装の形態で接続することができ、高密度に実装したり外部電気回路基板を効果的に小型化することができる。
【００８７】
なお、本発明は上述の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形は可能である。例えば、上述の実施の形態の例では一つの電子装置内に一つの微小電子機械機構を気密封止したが、一つの電子装置内に複数の微小電子機械機構を気密封止してもよい。また、図１に示した例では、配線導体２および接地用貫通導体12は絶縁基板１の他方主面側に導出されているが、これを側面に導出したり側面および他方主面の両方に導出したりしてもよい。また、この導出された部分の外部電気回路への電気的な接続は、外部端子として半田ボールを介して行なうものに限らず、リード端子や導電性接着剤等を介して行なってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の電子部品封止用基板の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の電子部品封止用基板の実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の電子装置の製造方法の実施の形態の一例をそれぞれ工程順に示した断面図である。
【図４】従来の電子部品封止用基板およびそれを用いて成る電子装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１：絶縁基板
２：配線導体
３：接続パッド
４：枠部材
５：接続端子
６：電子部品封止用基板
６ａ：電子部品封止領域
６ｂ：電子部品封止用基板
７：半導体基板
８：微小電子機械機構
９：電極
１０：電子部品
１０ａ：電子部品領域
１０ｂ：電子部品
１２：接地用貫通導体
【図１】
2008166837.tif 000003
【図２】
2008166837.tif 000004
【図３】
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【図４】
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