TW201637103A - 封裝體之製造方法及藉由該方法所製造的封裝體 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種封裝體之製造方法，其係包含疊合形成有密封材的一對基板來進行接合，藉此將藉由前述密封材所被包圍的密封區域的內部進行氣密密封的工程的封裝體之製造方法。在本發明中，使用由將選自純度為99.9重量%以上、且平均粒徑為0.005μm~1.0μm的金、銀、鈀、鉑的一種以上的金屬粉末進行燒結而成的燒結體所形成者，在基板上形成有至少一個在剖面形狀具有比前述密封材的寬幅為更窄的寬幅且由周圍突出的芯材，在將前述一對基板進行接合時，前述芯材即壓縮前述密封材而發揮密封效果。藉此，可一邊減低對基板的加壓力一邊發揮充分的密封效果。

Description

封裝體之製造方法及藉由該方法所製造的封裝體

本發明係關於電子機器等各種元件的氣密密封封裝體之製造方法。尤其關於在製造在基板上形成複數密封區域的晶圓級封裝體時為有用的方法。

MEMS元件等電子機器所使用的各種功能元件係具有感應部或驅動部的纖細零件，大多是為了防止因微粒等附著以致功能降低而被氣密密封且封裝體化者。該等氣密密封封裝體係藉由將載置半導體元件的一方基板、及另一方基板(視情況亦被稱為帽蓋(cap)、蓋件(cover)等)，透過密封材進行接合且密封來製造。

在此，以製造封裝體時所使用的密封材而言，以往廣為適用焊材(例如Au-Sn系焊材等)。但是，圖求由接合溫度(焊材的熔融溫度)的高度，可以更為低溫進行接合者。在如上所示之背景下，本發明人等係開發出一種使用含有預定的金屬粉末的金屬糊膏的密封方法， 作為可低溫接合且密封特性亦良好的手法(專利文獻1)。

在藉由本發明人等所得之利用金屬糊膏的密封方法中，係將在至少一方基板塗佈金屬糊膏且將其進行燒結而得的金屬粉末燒結體作為密封材。接著，透過成為該密封材的金屬粉末燒結體，一邊將一對基板加壓一邊接合。此時密封材係成為藉由被加壓而緻密化且具有與塊體(bulk)為大致相同緻密性的密封材。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第5065718號說明書

但是，伴隨近年來的電子機器的高性能化，對各種元件要求更進一步的小型化/薄型化，元件的構裝手法亦從將由晶圓被切出成各個的晶片作為基板來進行封裝的既有方式，進展至對應晶圓級封裝體。在晶圓級封裝體中，係在密封前未將晶圓分離成晶片，而在晶圓上使密封材的設置、元件的組裝完成的製程。

藉由本發明人等所得之利用金屬糊膏的密封方法基本上亦可對應晶圓級封裝體。伴隨糊膏塗佈技術的 進步，可在晶圓上以微細圖案塗佈金屬糊膏而形成由金屬粉末燒結體所成之密封材。

但是，在適用由該金屬粉末燒結體所成之密封材的晶圓級封裝體的密封工程中成為問題的是按壓負載與密封後的密封材品質的平衡的確保。如上所述，在藉由金屬粉末燒結體所為之密封中，加壓為必須的工程。若該加壓不充分，會在密封材內部產生殘留孔隙(空隙)。孔隙若為單獨，雖然不會太有影響，但是若複數相連，即形成漏洩路徑的原因。因此，在適用由金屬粉末燒結體所成之密封材的封裝體密封中，加壓力的管理極為重要。

此並非意指僅使加壓力增大即可。如晶圓級封裝體般若在基板上有複數處的密封區域，密封材(金屬粉末燒結體)的接合面積(密封面積)係與封裝體數成正比變大。對基板全體成為必須的按壓負載係將加壓力及接合面積相乘而設定者，因此若各個密封材的緻密化所需的加壓力增加，會造成基板全體的按壓負載增大。接著，若按壓負載過大，對晶圓接合裝置的負荷會變大，亦會有有時超出接合裝置的規格的情形。如上所示，對基板全體的按壓負載的減低的要求、與供密封材的缺陷抑制之用的加壓力確保的要求係呈相反關係，將兩者高度平衡，並無法謂為容易。亦即，在將金屬粉末燒結體形成為密封材的封裝體製造中，必須可以低加壓力有效率且確實地進行氣密密封。

本發明係根據如以上所示之背景而完成者， 針對將由預定的金屬糊膏所形成的金屬粉末燒結體作為密封材加以利用的密封封裝體之製造方法，提供用以一邊減低加壓力一邊發揮充分的密封效果的手法者。

本發明人等為解決上述課題，首先，將金屬粉末燒結體中的緻密化機構進行再確認，來進行檢討。藉由本發明人等所得之由金屬粉末燒結體所得之密封材係在被固化為燒結體之後亦藉由加壓而使緻密性更為增加。此係利用根據所適用的金屬粉末的純度、粒徑的特性者。藉由該加壓所致之緻密化係因構成金屬粉末燒結體的金屬粉末的塑性變形/接合的物理變化、及因藉由加壓及加熱所被施加的熱能所致之再結晶所造成的金屬組織上的變化的任一者所造成的作用或該等重疊作用所產生者。

但是，金屬粉末燒結體的塑性變形/接合係假想壓力作用在單一方向(垂直方向)的狀態者，若為此，因規則變形/接合的進展，產生沒有間隙的緻密化(圖1(a))。但是，實際上，由金屬粒子的集合體所成之密封材的側面係不具限制的自由表面，因此加壓力係朝橫向被分斷(圖1(b))。藉由該被分斷的加壓力，在金屬粒子間產生間隙，此有殘留為孔隙的可能性，因此為防止孔隙形成，必須要有過量的加壓。

本發明人等係假想由如以上所示之金屬粉末燒結體所成之密封材的緻密化機構，為了一邊減低加壓力 一邊使密封材不會殘留孔隙，考慮以回避加壓力對橫向的分斷為適當的對策。接著，以其具體手段而言，發現在基板上設置比密封材為寬幅狹窄的突起，以該突起，將密封材選擇性/優先性進行加壓壓縮乃極為有效。

亦即，本發明係一種封裝體之製造方法，其係包含疊合在至少一方形成有密封材的一對基板來進行接合，藉此將藉由前述密封材所被包圍的密封區域的內部進行氣密密封的工程的封裝體之製造方法，其特徵為：前述密封材係由將選自純度為99.9重量%以上、且平均粒徑為0.005μm~1.0μm的金、銀、鈀、鉑的一種以上的金屬粉末進行燒結而成的燒結體所形成者，在基板上形成有至少一個在剖面形狀具有比前述密封材的寬幅為更窄的寬幅且由周圍突出的芯材，在將前述一對基板進行接合時，前述芯材即壓縮前述密封材。

在本發明之封裝體密封方法中，在基板上具備有比密封材更為寬幅狹窄且突出的突起(芯材)(圖2(a))。將具備有該芯材的基板，透過密封材重疊在另一方基板進行密封時，芯材與密封材的接觸面即優先被加壓。此時與芯材相接觸的金屬粉末係受到周圍的金屬粉末的拘束，藉此藉由大致一方向的加壓力予以壓縮。接著，由該被選擇性加壓的金屬粉末開始變形，形成藉由上述塑性變形與再結晶的任一方或雙方的作用而被緻密化的區域。在本案中係將如上所示經緻密化的區域稱為緻密化區域(圖2(b))。緻密化區域係藉由持續基板的加壓而 擴大，形成對應芯材位置的柱狀緻密化區域(圖2(c))。該柱狀緻密化區域係其一部分或全部經再結晶，或即使未經再結晶，亦具有呈連續之不具孔隙(空隙)之充分緻密化的組織，因此該處包圍的密封區域係確保有高氣密性。

在形成如以上所示之柱狀緻密化區域時，上部的基板與密封材的接觸形成為部分者，因此若與欲將密封材全面加壓而將全體形成為緻密化區域的習知法相比較，可以低負載執行。因此，藉由本發明，可一邊減低密封時對基板的負載，一邊密封被密封材包圍的區域。

以下詳細說明本發明之方法。首先，本發明中之基板係指必須在其表面上形成至少一個密封區域的構件，除了矽晶圓、金屬晶圓之外，亦可為樹脂基板。其中，在基板亦可預先在密封區域內設置各種功能元件等。其中，在本發明中係表現為一對基板，作為形成密封區域的基板，但是該等基板並不需要為相同尺寸。

在本發明中，藉由將由金屬粉末燒結體所成之密封材形成在至少任一方基板，且將基板彼此接合，藉此形成密封區域者。本發明中之密封材係指金屬粉末的燒結體。該密封材的形成方法容後詳述，其係將由選自純度為99.9重量%以上、且平均粒徑為0.005μm~1.0μm的金、銀、鈀、鉑的一種以上的金屬所成之金屬粉末進行燒結者。關於供形成燒結體之用的金屬粉末的條件，之所以要求高純度的金屬係基於若純度低，粉末硬度會上升，且 形成為燒結體之後的變形/再結晶化變得難以進行，有不發揮密封作用之虞之故。此外，如後所述，在形成燒結體係適用由金屬粉末及溶劑所成之金屬糊膏，在此未含有玻璃料(glass frit)。因此，所形成的密封材係由與粉末相同的高純度金屬所成。具體而言，由純度99.9重量%以上的金屬所構成。

此外，密封材的密度係會影響在其壓縮時可否形成緻密化區域。若構成密封材的燒結體的密度低，即使受到壓縮，亦難以進行金屬粉末的塑性變形/接合，緻密化區域未被形成、或無法形成期待密封效果為充分的寬幅。關於構成該密封材的燒結體的相對密度，較佳為相對所構成的金屬粒子的塊體(藉由鑄造、鍍敷等，以同一組成所製造的塊材)為60%以上的密度。尤其，較佳為70%以上，如上所示適用接近塊體的密度的燒結體，藉此可得接近芯材寬幅的尺寸的緻密化區域。

其中，以密封材的形狀而言，並無特別限定。以其剖面形狀之例而言，列舉矩形或梯形等。其中，若在形成密封材的基板設置芯材，密封材係被要求覆蓋芯材的頂面，但是此時亦只要具備該要求即可，關於形狀並未被限制。

接著，本發明係適用用以將由金屬粉末燒結體所成之密封材選擇性/優先地進行加壓壓縮的突起亦即芯材。在此，芯材與密封材的配置圖案係可考慮複數。亦即，在將密封材形成在任一方基板時，亦可在不具密封材 的另一方基板設置芯材(圖3(a))，亦可在形成密封材的基板設置芯材(圖3(b))。此外，亦可將密封材形成在雙方基板，且可將芯材形成在形成有密封材的基板的至少任一方(圖3(c)、(d))。

若在形成密封材的基板設置芯材(圖3(b)~(d))，必須以密封材覆蓋芯材的至少頂面部分。在本發明中，由於係藉由芯材加壓密封材而達成緻密化者，因此在芯材的頂面若不具密封材，即不具效果之故。密封材若至少覆蓋頂面即可，因此可覆蓋芯材全體，亦可為部分者。

以芯材的形態而言，列舉使凸狀金屬積層在基板上者(圖4(a))。亦可適用例如藉由鍍敷法(電解鍍敷、無電解鍍敷)、濺鍍法、CVD法等所形成的金屬層或非金屬層。此外，芯材亦可將基板加工而形成。例如，使基板以蝕刻等局部減壁厚，在鄰接芯材兩側的區域形成凹部，藉此可形成剖面凸狀的芯材(圖4(b))。此時，芯材的頂面與基板表面係可形成為相同平面，亦可使其產生段差。

芯材係必須為塊體。其係基於有效傳播加壓力，達成密封材的緻密化之故。以構成材料而言，可與基板相同，亦可與構成密封材的金屬材料相同，亦可為與該等為不同的材質。此外，芯材亦可具有多層構造。如上所述，若將基板蝕刻加工而形成芯材，芯材與基板係形成為同材質。此外，若以鍍敷法等將金屬積層而形成為芯材， 可形成各種材質的芯材。藉由鍍敷法等時的芯材的材質係以適用銅、鎳、金、鉑、銀等導電性金屬為佳。

芯材的形狀若為由其周圍突出者即可，形狀並無限制。關於芯材的剖面形狀，列舉三角形、矩形、梯形等。接著，芯材係將密封材進行加壓者，因此對應密封材的形成圖案而形成。例如，若將密封材形成為環狀(圓型、矩形)而進行該區域內的密封時，以與該密封材的圖案為相似形的環狀圖案形成芯材。此時，芯材必須為至少1個，但是亦可在密封材的寬幅範圍內形成複數個(圖5)。

芯材的寬幅(W’)較佳為相對密封材的寬幅(W)的比(W’/W)，為0.05以上、0.95以下。若未達0.05，所被緻密化的密封材的寬幅亦過細，氣密密封效果不保。此外，若超出0.95，加壓力不具分斷的密封材的壓縮較為困難。W’/W係以0.1以上、0.8以下為更佳。其中，芯材的寬幅係指頂面的寬幅，當形成複數芯材時，即成為各自的密封材的寬幅的合計。此外，密封材的寬幅係指其底面亦即與基板的接觸面的寬幅(圖6)。

在此，在本發明，較佳為在基板及芯材的表面形成有選自金、銀、鈀、鉑、鈦、鉻、銅、鎢、鎳、或、該等金屬的合金的一種以上的塊狀金屬膜。根據本發明人等的研究，構成密封材的金屬粉末的緻密化係藉由塊體的芯材被加壓而藉此進展，但是緻密化在與該塊體的接合界面附近較難以進行。因此，在基板形成塊狀的金屬 膜，且在其上形成密封材，藉此可提高基板與密封材的密接性，且使緻密化促進。該亦應稱為基底膜的金屬膜若設定在雙方基板即可。藉此，密封材係被夾在芯材的金屬膜與基板的金屬膜的2個塊體而被加壓，因此在芯材與密封材的接合界面、及密封材與基板的界面的雙方進行良好的緻密化。此外，在一方基板形成芯材，在另一方基板形成密封材時，在該另一方基板形成金屬膜作為密封材的基底膜，藉此可在2個界面達成緻密化。此外，金屬膜亦可形成在雙方的基板。此外，亦可在芯材表面形成金屬膜。對芯材形成金屬膜係依芯材的材質而為有用。

金屬膜的材質係由金、銀、鈀、鉑、鈦、鉻、銅、鎢、鎳、或該等金屬的合金的任一者所成，但是此係考慮到對密封材的密接性或導電性等者。金屬膜較佳為藉由鍍敷法、濺鍍法、蒸鍍法、CVD法等所形成者。其中，金屬膜亦可為單層或多層構造之任一者，但是與密封材相接觸的層的金屬係以形成為與金屬粉末的金屬為同材質的金屬為佳。以金屬膜的厚度而言，以0.01μm以上、5μm以下為佳。

接著，關於本發明之封裝體之製造方法，詳細說明對基板的芯材及密封材的製造工程、及藉由形成該等的基板所為之封裝體密封工程。

芯材的形成方法係如上所述，依其形態，以凸狀使金屬積層在平坦基板之上者係可藉由鍍敷法、濺鍍法、CVD法等形成。此外，芯材係可以基板的加工來形 成，且可藉由將基板進行蝕刻加工來形成輪緣狀的芯材。

若說明密封材的形成，所使用的金屬糊膏係由選自純度為99.9重量%以上、平均粒徑為0.005μm~1.0μm的金、銀、鈀、鉑的一種以上的金屬粉末與有機溶劑所成者。之所以將金屬粉末的純度設為99.9%以上，如上所述，除了考慮作為燒結體時的變形度、再結晶化之外，亦考慮導電性的確保者。此外，之所以將金屬粉末的平均粒徑設為0.005μm~1.0μm，係基於若為超出1.0μm的粒徑的金屬粉，若設定微小寬幅的密封材，間隙容易填埋之故，若為未達0.005μm的粒徑，則在金屬糊膏中容易凝集而處理性惡化之故。

以在金屬糊膏所使用的有機溶劑而言，較佳為：酯醇、松油醇(Terpineol)、松香油(pine oil)、二甘醇丁醚醋酸酯、丁基卡必醇、卡必醇(carbitol)、異冰片基環己醇(以製品名而言，有Terusolve MTPH：日本萜烯化學股份有限公司製等)、2,4-二乙基-1,5-戊二醇(以製品名而言，有日香MARS：日本香料藥品股份有限公司製等)、二氫松油醇(以製品名而言，有日香MHD：日本香料藥品股份有限公司製等)。

關於塗佈的屬糊膏的金屬粉末與有機溶劑的摻合比例，較佳為將金屬粉末設為80~99重量%，有機溶劑設為1~20重量%來進行摻合。之所以形成為該比例，係基於防止金屬粉末凝集，且可供給形成密封材為充分的金屬粉末之故。

其中，金屬糊膏亦可含有添加劑。以該添加劑而言，有選自丙烯酸系樹脂、纖維素系樹脂、醇酸樹脂的一種以上。例如，分別以丙烯酸系樹脂而言，可列舉甲基丙烯酸甲酯重合體，以纖維素系樹脂而言，可列舉乙基纖維素，以醇酸樹脂而言，可列舉鄰苯二甲酐樹脂。該等添加劑係具有抑制在金屬糊膏中的金屬粉末的凝集的作用，且使金屬糊膏為均質者。添加劑的添加量較佳為相對金屬糊膏為2重量%以下的比例。可一邊維持安定的凝集抑制效果，一邊將金屬粉含有量形成為填充貫穿孔為充分的範圍內。

但是，本發明中之金屬糊膏係與在電極/配線圖案形成等中被廣泛使用的一般的金屬糊膏不同，不含有玻璃料。本發明中在金屬糊膏不混合玻璃料係基於形成微細且緻密的框狀密封材之故，使得可能阻礙緻密化的雜質不會殘留之故。其中，構成金屬糊膏的有機溶劑等金屬粉末以外的成分係在填充後的乾燥、燒結工程中消失，因此不會形成為如玻璃料般的阻礙要因。

在密封材形成工程中，關於對基板的金屬糊膏的塗佈方法，並未特別限定。此外，金屬糊膏塗佈後係以進行金屬糊膏的乾燥為佳。乾燥溫度較佳為在150~250℃以下進行。燒結金屬糊膏時的加熱溫度較佳為150~300℃。若未達150℃，無法充分燒結金屬粉末之故，若超出300℃，燒結會過度進行，因金屬粉末間的頸縮(necking)的進行，會變得過硬。此外，燒成時的氣體 環境係選擇大氣、惰性氣體(氮、氬、氦)、混合1~5%的氫的惰性氣體等。此外，燒成時間係以30分鐘~8小時為佳。若燒結時間過長，會產生燒結過度進行，因金屬粉末間的頸縮的進行而變得過硬等問題之故。

藉由以上的金屬糊膏的塗佈、燒結，金屬粉末係被燒結固化，形成由金屬粉末燒結體所成之密封材。

接著，如上所述藉由形成有芯材、密封材的基板所為之密封方法係將一對基板透過密封材重疊配置，一邊加熱一邊加壓而使密封材緻密化者。

以此時的加熱/加壓條件而言，加熱溫度係以80~300℃為佳。其係基於一邊抑制基板或基板上的元件的損傷，一邊使金屬粉末的緻密化進行之故。較佳為加熱溫度為150~250℃。

該加熱/加壓處理的時間較佳為到達所被設定的加熱溫度之後為0.5~3小時。接著藉由加熱/加壓處理，密封材係山部會破壞，在基部的山部正下方附近，優先產生金屬粉末的塑性變形、再結晶而緻密化。藉此形成的緻密化區域係上部的基板與密封材的接觸形成為部分者，因此若與按壓密封材全面而使全體緻密化的習知法相比較，以低負載確立氣密密封。

藉由以上工程所製造的封裝體係透過作為密封材的金屬粉末燒結體來接合一對基板者，形成為該密封材的構成，在金屬粉末燒結體內部具有芯材及對應芯材的位置之剖面柱狀的緻密化區域者。藉由該剖面柱狀的緻密 化區域，確保以密封材所包圍的區域的氣密性。其中，緻密化區域係如上所述，其一部分或全部進行再結晶、或即使未進行再結晶，亦具有呈連續之不具孔隙(void)(空隙)之充分緻密化的組織的金屬相。其密度係相對同一組成的塊狀金屬，具有98%以上、100%以下的密度。

如以上說明所示，本發明之氣密密封封裝體構件係對在基板上設定有多數密封區域的基板，亦可一邊減低按壓負載一邊獲得確實的氣密密封。本發明之氣密密封方法係可以使用預定的金屬糊膏的較為簡易的工程，進行複數區域的氣密密封，可期待應用在晶圓級封裝體。

圖1係說明將習知之金屬粉末燒結體形成為密封材時的密封材的加壓過程的圖。

圖2係說明適用本發明之芯材的密封工程中的密封材的加壓過程的圖。

圖3係說明本發明之芯材及密封材的設置態樣的圖。

圖4係說明本發明之芯材的設置態樣(藉由基板蝕刻所得之輪緣狀的芯材)的圖。

圖5係說明本發明之芯材的設置態樣(複數芯材形成)的圖。

圖6係說明本發明中之芯材的寬幅(W’)與密封材的寬幅(W)的關係的圖。

圖7係說明具備有本實施形態中所製造的各種圖案的芯材、密封材的基板的態樣的圖。

以下說明本發明之較適實施形態。在本實施形態中，準備預定的金屬糊膏，在針對芯材、密封材，形成各種形態者之後，實際進行密封作業，且確認其效果。首先，敘述本實施形態中所使用的密封材等素材、及芯材及密封材的形成方法。

在本實施形態中係備妥直徑4吋的矽晶圓(厚度0.5μm、兩面鏡面研磨)作為基板。芯材係進行以下2種：(1)藉由一般的光微影工程及蝕刻所為之輪緣狀的芯材的形成、(2)由藉由電解鍍敷液處理所得之金屬層所成之芯材的形成。芯材的形成圖案係相對後述之密封材的形成圖案，芯材與密封材的大致中央相接。各芯材的形成係如以下所示。

(1)藉由蝕刻所為之輪緣狀的芯材的形成

在矽表面以旋轉塗佈法形成阻劑膜後，以在成為芯材的部分殘留阻劑膜的方式施行光微影加工。接著，藉由矽乾式蝕刻裝置(商品面：PEGASUS、住友精密工業股份有限公司製)，將不具阻劑膜的部分下挖10μm。之後， 將殘留在芯材上部的阻劑膜去除且形成芯材。最後，在晶圓全面，將Ti(0.05μm)/Pt(0.01μm)/Au(0.2μm)(Ti為基板側)以濺鍍法形成多層的金屬膜。

(2)藉由電解鍍敷所為之金屬層狀的芯材的形成

最初以濺鍍法在晶圓全面形成Ti(0.05μm)/Pt(0.01μm)/Au(0.2μm)。接著，以旋轉塗佈法形成阻劑膜後，以將成為芯材的部分形成開口的方式施行光微影加工。最後以電鍍法，以銅(7μm)及鎳(2μm)、甚至金(0.5μm)的順序進行成膜，在形成芯材及金屬膜之後，將阻劑膜去除。

另一方面，成為密封材的金屬粉末燒結體的原料亦即金屬糊膏係使用將藉由濕式還原法所製造的金屬粉末96重量%、及作為有機溶劑的異冰片基環己醇(isobornylcyclohexanol)(MTPH)4重量%加以混合而進行調整者。在本實施形態中，備妥金、銀、鈀、鉑的各金屬粉末的金屬糊膏。

之後，將上述金屬糊膏塗佈在上述基板。在本實施形態中，係在基板上設定10個密封材的寬幅300μm、圖案形狀10mm見方的矩形密封區域。透過按照該密封材的圖案的金屬遮罩，塗佈金屬糊膏。金屬糊膏的塗佈係將遮罩載置在晶圓，且由其上藉由印刷塗佈金屬糊膏。糊膏塗佈後，以150℃乾燥，將金屬糊膏中的溶劑、氣體成分去除。之後，在200℃的氬-4%氫氣體環境中， 以2小時燒成金屬糊膏，且將金屬糊膏中的溶劑、氣體成分去除。

在本實施形態中，以上述各工程為基本加以組合，以圖7所示之複數形態，在基板形成芯材及密封材。在圖7中，A圖案及B圖案係藉由蝕刻法，形成輪緣狀的芯材者。C圖案及D圖案係藉由電鍍法，形成金屬層狀的芯材者。此外，A圖案及C圖案係在未形成有芯材的基板上塗佈金屬糊膏者，B圖案及D圖案係在芯材上塗佈金屬糊膏者。

接著，針對各形態的基板進行密封試驗。密封試驗係在真空氣體環境中，在加熱器上安置一方晶圓，在其上載置另一方晶圓。接著，由上方施加負載之後，藉由加熱器加熱。按壓負載係準備100MPa及150MPa的2個設定。加熱條件係以升溫速度30℃/min加熱至200℃，到達200℃後保持30分鐘。

接著，進行氦漏試驗(鐘罩法)，俾以在按壓後進行卸載，且確認密封材內側的密封區域的氣密性。該評估係將氦漏率為10^-9Pa‧m³/s以下設為合格。其中，為供比較，亦製造使用習知之不具芯材的基板的封裝體，亦確認出其氣密性。該習知例係使用與本實施形態相同的金屬糊膏，以金屬遮罩印刷，以與本實施形態相同的平面形狀(密封材寬幅300μm、圖案形狀10mm見方)，以高度10μm的尺寸形成圖案後，將金屬糊膏進行乾燥/燒成而形成矩形框狀的密封材。之後，以與本實施形態相同的 條件，將晶圓彼此接合且進行氣密密封。將以上結果顯示於表1。

由表1，在習知例中，若將加壓力設為200MPa，可形成具有充分氣密性的密封區域(No.16)，但是，將加壓力下降至150MPa時，會產生漏洩，密封變得不充分(No.15)。亦即，習知例係上面為平坦的密封材，其面積為120mm²(寬幅0.3mm、圖案形狀10mm見方、密封區域10個)，因此意指若壓力為200MPa(24kN)，即可密封，但是若壓力為150MPa(12kN)，即會產生漏洩。

相對於此，在本實施形態中，加壓力為150MPa時，自不待言，即使為100MPa的加壓力，亦未發現漏洩(No.5)。可知可一邊減低負載，一邊形成氣密性充分的密封區域。如上所示，藉由芯材，使密封材內部產生應力集中，藉此優先地產生金屬粉末的塑性變形/再結晶而產生緻密化，因此相較於必須按壓密封材全面的習知例，確認出以低負載確立氣密密封。但是，關於用以形成作為密封材的金屬粉末燒結體的金屬粉末的粒徑的管理，可謂為必要。如No.7所示，若使用粒徑大的金屬粉末糊膏，即使適用芯材，密封亦不充分。

[產業上可利用性]

本發明係解決製造在基板上設定有複數密封區域的氣密密封封裝體時所擔心的按壓負載上升問題者。本發明係可一邊減低按壓負載一邊獲得確實的氣密密封，且可以較為簡易的工程進行複數處的氣密密封，可期待應用在晶圓級封裝體。

Claims (11)

1. 一種封裝體之製造方法，其係包含疊合在至少一方形成有密封材的一對基板來進行接合，藉此將藉由前述密封材所被包圍的密封區域的內部進行氣密密封的工程的封裝體之製造方法，其特徵為：前述密封材係由將選自純度為99.9重量%以上、且平均粒徑為0.005μm~1.0μm的金、銀、鈀、鉑的一種以上的金屬粉末進行燒結而成的燒結體所形成者，在基板上形成有至少一個在剖面形狀具有比前述密封材的寬幅為更窄的寬幅且由周圍突出的芯材，在將前述一對基板進行接合時，前述芯材即壓縮前述密封材。
2. 如申請專利範圍第1項之封裝體之製造方法，其中，密封材形成在任一方基板，芯材係形成在未形成有前述密封材的基板。
3. 如申請專利範圍第1項之封裝體之製造方法，其中，密封材形成在任一方基板，芯材係形成在形成有前述密封材的前述基板，前述密封材覆蓋前述芯材的至少頂面部分。
4. 如申請專利範圍第1項之封裝體之製造方法，其中，密封材形成在雙方之基板，芯材係形成在形成有前述密封材的前述基板的至少任一方，前述密封材覆蓋前述芯材的至少頂面部分。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之封裝 體之製造方法，其中，在鄰接芯材兩側的區域形成凹部，藉此形成剖面凸狀的芯材。
6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之封裝體之製造方法，其中，密封材剖面中的芯材的寬幅的合計(W’)與密封材的寬幅(W)的比(W’/W)為0.05以上、0.95以下。
7. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之封裝體之製造方法，其中，在基板的表面，形成有由金、銀、鈀、鉑、鈦、鉻、銅、鎢、鎳、或該等金屬的合金的任一者所成之塊狀的金屬膜。
8. 如申請專利範圍第7項之封裝體之製造方法，其中，另外在芯材的頂面，形成有由金、銀、鈀、鉑、鈦、鉻、銅、鎢、鎳、或該等金屬的合金的任一者所成之塊狀的金屬膜。
9. 如申請專利範圍第7項之封裝體之製造方法，其中，金屬膜的厚度為0.01μm以上、5μm以下。
10. 如申請專利範圍第8項之封裝體之製造方法，其中，金屬膜的厚度為0.01μm以上、5μm以下。
11. 一種封裝體，其係藉由如申請專利範圍第1項至第10項中任一項之封裝體之製造方法所製造的封裝體，其係一對基板透過密封材而相接合，前述密封材係選自純度為99.9重量%以上、且平均粒徑為0.005μm~1.0μm的金、銀、鈀、鉑的一種以上的金屬粉末進行壓縮而成者， 在前述密封材的內部，具有芯材及對應芯材的位置之剖面柱狀的緻密化區域。