(57)【要約】  【課題】比較的単純な製造方法により実現することのできる部品の気密封止構造、及びそれを製造する方法を提供する。  【解決手段】複数の気密封止された電子部品を製作する為の方法（１００）は、第１の基板及び第２の基板をウエハボンディングしてそれらの間にある複数の電子部品を封入するステップ（１０２）と、複数の電子部品の外周を画定する第１の基板上における第１の封止と第２の基板上における第２の封止を、第１の基板を切断することにより露出するステップ（１０４）と、ハンダを第１の基板中の切断部へと吐出するステップ（１０６）と、そしてハンダをリフローすることにより、第１及び第２の封止の対応する対を接合するステップ（１０８）とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気密封止された電子部品を製作する為の方法であって、
第１の基板及び第２の基板をウエハボンディングしてそれらの間にある複数の電子部品を封入するステップと、
前記複数の電子部品の外周を画定する前記第１の基板上における第１の封止と前記第２の基板上における第２の封止を、前記第１の基板を切断することにより露出するステップと、
ハンダを前記第１の基板中の前記切断部へと吐出するステップと、
前記ハンダをリフローすることにより、前記第１及び第２の封止の対応する対を接合するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ウエハボンディングを実施するステップの前に、前記第１の基板中にチャネルを形成するステップと、前記第１の封止を前記チャネル中に形成するステップとを更に有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１の基板及び第２の基板をウエハボンディングすることにより前記電子部品をそれらの間に封入し、前記第１の基板を切断することにより、前記電子部品の外周を画定する前記第１の基板上における第１の封止及び前記第２の基板上における第２の封止を露出し、前記第１の基板中の前記切断部にハンダペーストを吐出し、前記ハンダペーストをリフローすることにより前記第１及び第２の封止を接合することにより製作されることを特徴とする気密封止された電子部品。
【請求項４】
前記ハンダペーストをリフローする前に、前記基板の一方の上に前記電子部品に電気的に結合するハンダボールを更に形成することにより製作されることを特徴とする、請求項３に記載の気密封止された電子部品。
【請求項５】
前記ハンダペーストをリフローした後に、更に前記第２の基板を切断して前記電子部品のシンギュレーションを実施することにより製作されることを特徴とする、請求項３に記載の気密封止された電子部品。
【請求項６】
更に前記第１の基板中にチャネルを形成し、前記チャネル中に前記第１の封止を形成することにより製作されることを特徴とする、請求項３に記載の気密封止された電子部品。
【請求項７】
前記チャネルがテーパーされた側壁を持つことを特徴とする、請求項６に記載の気密封止された電子部品。
【請求項８】
前記チャネルが台形の断面を持つことを特徴とする、請求項６に記載の気密封止された電子部品。
【請求項９】
前記チャネルが円形の断面を持つことを特徴とする、請求項６に記載の気密封止された電子部品。
【請求項１０】
前記第１及び第２の基板が、サイトップ（登録商標）を用いてボンディングされるものであることを特徴とする、請求項３に記載の気密封止された電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の構造に関し、特に、小型にして気密封止される型の電子部品の構造及びそれを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型の電子部品として種々の部品が知られている。かかる部品の一例として、作動流体を含む小型の液体金属マイクロスイッチ装置が提案されている（特許文献１）。かかる液体金属マイクロスイッチのような部品は、部品及びシステムの信頼性を高める上で、出来る限り小型の形状に気密封止することが望ましい。可能な限り形状因子を小型化することにより、システムの回路における寄生容量やインダクタンスが低減され、高周波性能が向上するのである。
【特許文献１】米国特許第６，３２３，４４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この種の小型部品を気密封止することはこれまで困難なことであった。そこで本発明は、比較的単純な製造方法により実現することのできる部品の気密封止構造、及びそれを製造する方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様は、複数の気密封止電子部品を製造する為の方法として実現される。方法は、第１及び第２の基板をウエハボンディングすることにより複数の電子部品をそれらの間に封入するステップを含む。その後、第１の基板が切断され、第１の基板上における第１の封止及び第２の基板上における第２の封止が露出される。第１及び第２の封止は、複数の電子部品の外周を画定するものである。第１の基板を切断した後、切断部にハンダが吐出される。次にハンダがリフローされ、第１及び第２の封止の対応する対を接合するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下に添付図面を参照して、本発明の最良の実施形態となる気密封止構造の形成方法、及びその構造を含む電子部品について詳細に説明する。
【０００６】
図１は、複数の気密封止された電子部品を製作する為の方法１００を説明するものである。方法１００は、第１及び第２の基板を、それらの間に複数の電子部品を封止するようにウエハボンディングするステップ（ステップ１０２）を含む。次に第１の基板が切断され第１の基板上における第１の封止及び第２の基板上における第２の封止が露出される（ステップ１０４）。第１及び第２の封止は複数の電子部品の外周を画定するものである。封止を露出した後、第１の基板の切断部にハンダが吐出される（ステップ１０６）。次にハンダリフローが実施され（ステップ１０８）、第１及び第２の封止の対応する対が接合される。随意選択として、その後第２の基板を切断して電子部品を分離（シンギュレーション）しても良い。
【０００７】
次に図２乃至図９を参照するが、これらは方法１００の応用例を説明するものである。図２は、第１の基板２００の一部分を示す図である。例示目的で、基板２００には、その中又は上に形成された複数の電子部品の部分２０２、２０４、２０６を示した。また、これも例示目的であるが、部分２０２乃至２０６は、この参照によりいずれもその開示の全てが本願に含まれるＫｏｎｄｏｈ等による米国特許第６，３２３，４４７号（特許文献１）、“Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｂｒｅａｋｅｒ  Ｓｗｉｔｃｈ，  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｂｒｅａｋｅｒ  Ｓｗｉｔｃｈ，  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ”及び２００２年５月２日出願のＭａｒｖｉｎ  Ｇｌｅｎｎ  Ｗｏｎｇによる米国特許出願第１０／１３７，６９１号、“Ａ  Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ａｃｔｕａｔｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｍｅｔａｌ  Ｓｗｉｔｃｈ”に記載されているもののような液体マイクロメカニカル・スイッチ（ＬＩＭＭＳ）用のチャネル構造体として描かれている。
【０００８】
第１の基板２００上で電子部品部分２０２乃至２０６の各々を囲んでいるのは、複数の封止２０８、２１０、２１２、２１４、２１６、２１８である。これらの封止は、電子部品部分２０２乃至２０６の外周を画定している。図２に示したように、封止２０８乃至２１８は連続的な封止グリッドを形成しているものでも良い。かわりに、封止２０８乃至２１８は、電子部品部分２０２乃至２０６の各々を取り囲む複数の別個の外周封止であっても良い。
【０００９】
図３は、第２の基板３００の一部を示す図である。例示目的として、基板３００もまた、その上又は中に複数の電子部品の部分３０２、３０４、３０６、３０８、３１０、３１２、３１４、３１６、３１８を持つものとして描かれている。更に例示目的として、部分３０２乃至３１８は、複数のＬＩＭＭＳ用のスイッチング流体３０２乃至３０６及び作動流体３０８乃至３１８として描かれている。
【００１０】
第２の基板３００上で電子部品部分３０２乃至３１８の各々を囲んでいるのは、複数の封止３２０、３２２、３２４、３２６、３２８である。図３に示したように、封止３２２乃至３２６は、電子部品部分３０２乃至３１８を取り囲む別個の外周封止とすることが望ましい。しかしながら、封止３２０乃至３２８は図２に示したもののような連続的な封止グリッドとすることも可能である。
【００１１】
留意すべきは、電子部品部分２０２乃至２０６、３０２乃至３１８は例示目的に限ったものであり、基板２００及び３００の他の実施例では、より多数の、或いはより少数の、また或いは異なる部品をその中又は上に形成したものであっても良い。また、２枚の基板２００又は３００のいずれか一方のみの中又は上に電子部品を形成したものであっても良い。
【００１２】
図４は、図２及び図３に示した基板の断面図であり、これら２枚の基板２００及び３００がウエハボンディング用に配置された場合を示している。一例として、２枚の基板をボンディングする為に接着剤４００を用いることが出来る。使用可能な接着剤の一例としては、サイトップ（Ｃｙｔｏｐ；東京の旭硝子社製）（登録商標）が挙げられる。
【００１３】
更に、図４に示されるように、基板３００に保持されたスイッチング流体３０２乃至３０６は金属製パッド４０２、４０４、４０６と濡れ接触することが出来、基板２００中に形成されたチャネルは金属コーティング４０８、４１０、４１２で裏打ちされている。２つの基板２００、３００が接触しあうと（図５）、スイッチング流体３０２乃至３０６は金属コーティング４０８乃至４１２へと濡れ接触し、基板２００中に形成されたチャネル中に閉じ込められることになる。
【００１４】
基板２００及び３００のボンディング後、基板２００が必要に応じて（多くの場合はグリッド形状に）切断され（図６）、第１及び第２の封止２０８乃至２１４、３２０乃至３２８が露出される。これは基板２００をソー工程により制御された深度だけ切断することにより、或いはレーザー切断その他により基板２００を切断することにより実施される。
【００１５】
図７に示したように、ハンダ７００が基板２００中の切断部へと吐出される。ハンダはフラックスと混合してペースト状にすることが出来る。基板２００の切断部へと吐出された後、ハンダはリフローされ（図８）、基板２００及び３００にある封止の対応する対（例えば封止２０８と３２０）が接合される。封止２０８乃至２１４、３２０乃至３２８がハンダ７００により濡らされた場合、図８に示したようにハンダ７００は対応する２つの封止の接合部へと入り込む（例えば２つの封止が接触する部分、或いは２つの封止が相互から一番近い部分）。
【００１６】
図４乃至図８に示したように、上部基板２００の封止２０８乃至２１４はリフローされたハンダが接合部へと引き込まれやすくなるような形状に形成されたチャネル中に設けることが出来る。図４乃至図８においては、上部封止２０８乃至２１４が形成されるチャネルにはテーパーをつけた側壁が設けられ、そして／又は台形型の断面を持っている。かわりに、このチャネルは円形又は他の断面形状を持つものであっても良い。上部封止２０８乃至２１４をチャネル中に形成することにより、対応する上部及び下部封止（例えば封止２０８と３２０）の間に、ハンダ受容する為のより大きい空洞が形成される。上部封止がハンダに対する濡れ性を持っている限りにおいては、空洞中へと吐出されるハンダ７００の量は、上部封止の少なくとも一部に接触する程度で十分であり、ハンダリフローによりハンダが上にむかって上部封止へと引き込まれ（即ち登り上がり）、対応する上部及び下部封止の間に許容範囲の接合が形成されることになる。また、上述したような形状に空洞／濡れ性封止を形成すれば、図１に示した気密封止処理は、ハンダ量による影響を受けにくくなるのである。
【００１７】
下部基板３００上の封止３２０乃至３２８もまた、様々な形状とすること（そしてチャネル中に形成すること）が出来るが、必ずしも変更を必要としない。しかしながら、隣接する下部封止（例えば封止３２０と３２２）間に間隙を設けることは有効である。間隙の表面がハンダ７００に対する濡れ性を持つ場合、この間隙はハンダ７００がリフローされた後も維持される可能性が高い。一部の場合においては、間隙の形成及び維持は、上述した方法で気密封止された電子部品の後の分離工程（即ち図９のシンギュレーション）を容易にするものである。一実施例においては、電子部品は基板３００を基板２００の切断方法と同様の方法で切断することにより分離される。
【００１８】
ハンダ７００のリフロー以前のいずれかの時点において、ハンダボールを基板２００，３００の両方又は一方に設けることが望ましい場合もある。当該分野において従来から周知のように、ハンダボールはパッケージングされた電子部品を外部と電気的に結合する、或いはパッケージを他の基板又はデバイスへと機械的に結合する為に用いられる。ハンダ７００のリフロー前にハンダボールを基板２００、３００の一方又は両方に設けた場合、これらのハンダボールは同じ工程で加熱されることにより基板２００又は３００へと固定されることになる。
【００１９】
上述の実施形態に即して本発明を説明すると、本発明は、複数の気密封止された電子部品を製作する為の方法（１００）であって、第１の基板（２００）及び第２の基板（３００）ウエハをボンディングしてそれらの間にある複数の電子部品を封入するステップ（１０２）と、前記複数の電子部品の外周を画定する前記第１の基板上の第１の封止と前記第２の基板上の第２の封止を、前記第１の基板を切断することにより露出するステップ（１０４）と、ハンダを前記第１の基板中の前記切断部へと吐出するステップ（１０６）と、そして前記ハンダをリフローすることにより、前記第１及び第２の封止の対応する対を接合するステップ（１０８）とを有する方法を提供する。
【００２０】
好ましくは、前記ウエハボンディングを実施するステップの前に、前記第１の基板中にチャネルを形成するステップと、前記第１の封止を前記チャネル中に形成するステップとを更に有する。
【００２１】
更に本発明は、第１の基板（２００）及び第２の基板（３００）をウエハボンディングすることにより電子部品をそれらの間に封入し、第１の基板を切断することにより、電子部品の外周を画定する第１の基板上における第１の封止（２０８、２１０、２１６、２１８）及び第２の基板上における第２の封止（３２２）を露出し、第１の基板中の切断部にハンダペースト（７００）を吐出し、ハンダペーストをリフローすることにより第１及び第２の封止を接合することにより製作された気密封止された電子部品（２０２、３０２、３０８、３１０）を提供する。
【００２２】
好ましくは、ハンダペースト（７００）をリフローする前に、基板の一方（３００）の上に電子部品に電気的に結合するハンダボールを更に形成することにより製作される。
【００２３】
好ましくは、ハンダペースト（７００）をリフローした後に、更に第２の基板（３００）を切断して電子部品のシンギュレーションを実施することにより製作される。
【００２４】
好ましくは、更に第１の基板（２００）中にチャネルを形成し、チャネル中に第１の封止（２０８、２１０、２１６、２１８）を形成することにより製作される。
【００２５】
好ましくは、チャネルがテーパーされた側壁を持つ。
【００２６】
好ましくは、チャネルが台形の断面を持つ。
【００２７】
好ましくは、チャネルが円形の断面を持つ。
【００２８】
好ましくは、第１及び第２の基板が、サイトップ（登録商標）を用いてボンディングされる。
【００２９】
上述した方法及び装置は、複数の電子部品に気密封止を実施することを前提として説明したものであるが、本方法及び装置は、単一の気密封止電子部品の形成にも同様に適用することが出来る。しかしながら、２枚の基板をボンディングして複数の電子部品を形成することは、一回のアライメント及び処理ステップによって複数の電子部品を形成することが出来る為、スループットの向上には大きな効果があり、より有利である。
【００３０】
説明用の現在推奨される本発明の実施例を詳細にわたり説明して来たが、本発明の発明的概念は、様々な他の形に実現及び採用することが出来るものであり、請求項は従来技術による制約の無い限りにおいては、そのような変更形態を含むものと解釈されることを意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】複数の気密封止された電子部品を製作する為の方法の一例を説明するものである。
【図２】第１の基板を描いた図である。
【図３】第２の基板を描いた図である。
【図４】図２及び図３に示した第１及び第２の基板の断面を示す図である。
【図５】図４に示す両基板を重ね合わせ後の状態を描いた図である。
【図６】図５に示す基板の第１の基板を切断した後の状態を描いた図である。
【図７】図６に示す第１の基板の切断部中にハンダを吐出した後の状態を描いた図である。
【図８】図７に示す基板のハンダをリフローした後の状態を描いた図である。
【図９】図８に示す基板から切断して分離した電子部品を描いた図である。
【符号の説明】
【００３２】
２００  第１の基板
２０２、３０２、３０８、３１０  気密封止された電子部品
２０８、２１０、２１６、２１８  第１の封止
３００  第２の基板
３２２  第２の封止
７００  ハンダペースト
【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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