JP2005285864A

JP2005285864A - デバイス装置

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Publication number: JP2005285864A
Application number: JP2004093852A
Authority: JP
Inventors: Toru Fukano; 徹深野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: JP4385145B2

Abstract

【課題】ＭＥＭＳデバイスや圧電デバイスや弾性表面波デバイスを個別に良好に封止して保護されているデバイス装置を提供すること。
【解決手段】基板１上に配置されたＭＥＭＳデバイスまたは圧電デバイスまたは弾性表面波デバイス２を、基板１上に取着された樹脂材料からなる枠部材３と、この枠部材３上に熱可塑性樹脂４を介して取着された蓋部材５とで封止したデバイス装置である。これにより、ＭＥＭＳデバイスの駆動部や圧電デバイスの共振部分の動作空間を確保しつつ、良好に封止することが可能となった。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロメカニカルリレー，加速度センサ，圧力センサ，アクチュエータ等を始めとするＭＥＭＳ（Micro ElectroMechanical System）デバイス、または薄膜バルク振動子，水晶振動子等の圧電デバイス、または、弾性表面波フィルタ素子等の弾性表面波デバイスを良好な状態で封止した封止構造を有し、それらデバイスを安定して作動させることができるデバイス装置に関するものである。

近年、センサやスイッチ等の機能素子を、３次元可動構造体としてＳｉチップ上等に実現するＭＥＭＳデバイスが注目されている。ＭＥＭＳデバイスは半導体形成技術を応用して作製するため、既存の機能部品よりはるかに小型化および高性能化を実現することができるものである。また、その製造工程が通常の半導体であるＣＭＯＳ等の製造工程との共通化を図れることから、ＬＳＩ部品と個別部品であるＭＥＭＳデバイスとの集積化が可能であり、半導体素子上への実装寸法を小さくできる他、消費電力を下げることができる等の効果が期待されている。

このようなＭＥＭＳデバイスを実現して使用するには、デバイス作製技術の他、作製したデバイスを封止してデバイス装置とするためのパッケージング技術が重要な要素となる。デバイス装置においてＭＥＭＳデバイスは、微細な駆動体が電気信号に応じて機械的な動作を行なうことにより機能することから、駆動部の機械的な動作空間を確保しつつ、安定した環境を維持できるように封止することが必要である。

一方、ＭＥＭＳデバイスを用いたデバイス装置と同じように、内部に封止するデバイスの駆動部について機械的な動作空間を有するとともに安定した環境を維持できる封止構造を必要とするデバイス装置として、薄膜バルク振動子，水晶振動子等の圧電デバイス、および弾性表面波フィルタ素子等の弾性表面波デバイスを用いたデバイス装置があげられる。

薄膜バルク振動子や水晶振動子等のような圧電デバイスおよび弾性表面波フィルタ素子等の弾性表面波デバイスは、音響波の共振現象を利用しているため、音響波が伝搬するデバイスの機能面を直接封止材料で覆うことができず、デバイスの機能面とこれを封止する封止材料との間に空間を確保する必要がある。

これらのＭＥＭＳデバイスや、薄膜バルク振動子，水晶振動子等の圧電デバイスや、弾性表面波フィルタ素子等の弾性表面波デバイスを用いたデバイス装置は、これまで例えばセラミックパッケージへの実装および封止や、ＬＴＣＣ（Low Temperature Co-fired Ceramics）基板や有機多層基板へデバイスの機能面を基板表面に間隔を開けて対向させて実装することにより、必要な動作空間を確保することが行なわれてきた。また、近年は、デバイスを個片化する前のいわゆる多数個取りウェハ上に、キャビティを有するシリコンウェハやガラスウェハ等から成る封止用の別ウェハを配置し、デバイスを封止するキャビティ内に動作空間を確保する構成も提案されている。なお、これらの封止のための基板と封止用部材との接合には、フリットガラス，ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）樹脂，熱可塑性樹脂等の接着材を使用することが提案されている（例えば、非特許文献１，非特許文献２，特許文献１を参照。）。
ティー・セキ（T. Seki）他著「ロ−ロス・アールエフ・メムス・メタル・コンタクト・スウィッチ・ウィズ・シーエスピー・ストラクチャー」（Low-Loss RF MEMS Metal Contact Switch With CSP Structure），トランスデューサーズ '03（TRANSDUCERS '03），ｐ．340−341 エー・ジョーダイン（A. JOUDAIN）他著「インベスティゲーション・オブ・ザ・ハーメティシティ・オブ・ビーシービーシールド・キャビティ・フォー・ハウジング・アールエフメムス・デバイスイズ」（INVESTIGATION OF THE HERMETICITY OF BCB-SEALED CAVITIES FOR HOUSING RF-MEMS DEVICES），メムス2002（ＭＥＭＳ2002），Ｐ．677−680 特開平９−45804号公報

しかしながら、これら従来の技術には、以下に述べる理由による問題点がある。

まず、非特許文献１にて提案された構成では、ＭＥＭＳデバイスが形成された基板と封止用部材としてのキャビティを有するガラス基板とを接合する際に、フリットガラスを用いることとしている。そのため、接合には450℃程度の熱処理が必要となり、ＭＥＭＳデバイスに使用される材料が耐熱性の点から限定されるという問題点がある他、接合部の残留応力が大きくなることにより接合部の強度劣化等が生じるという問題点がある。

次に、非特許文献２では、この問題点に鑑みて、ＭＥＭＳデバイスを封止する封止材料として、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）等の樹脂材料を用いた封止構造を提案している。しかしながら、この構成においては、封止用部材を接合して封止する際の熱処理時に樹脂材料からガスが発生するため、封止構造内を真空状態としたい場合にはその真空度を低化させてしまうという問題点があり、封止構造内を不活性ガスで充填したい場合にはその不活性ガス中に樹脂材料から発生した不純物ガスが混入してしまう等の問題点がある。

さらに、特許文献３に示されている構成では、樹脂材料に熱可塑性樹脂を用いて基板と封止用部材とを接合することが提案されている。熱可塑性樹脂を使用した場合は、比較的低温で接合できるとともに接合前に十分に熱処理を行なうことができるため、樹脂材料から発生するガスの影響は小さくできる。しかしながら、熱可塑性樹脂は複雑な形状や微細なサイズの所望のパターンを精度良く形成することが難しく、ひいては、封止用部材にキャビティを形成して動作空間を確保する等の工夫が必要となるという問題点があった。

また、封止用部材にもＢＣＢ樹脂や熱可塑性樹脂を使用しようとすると、これらの樹脂は封止材料として用いられるはんだやフリットガラスと比較すると透湿性が著しく高いため、耐湿性が要求されるＭＥＭＳデバイスや、薄膜バルク振動子，水晶振動子等の圧電デバイスや、弾性表面波フィルタ素子等の弾性表面波デバイスに対しては、適用が難しいという問題点もあった。

本発明は以上のような従来の技術における問題点を踏まえて案出されたものであり、本発明の目的は、ＭＥＭＳデバイスまたは圧電デバイスまたは弾性表面波デバイスを良好に封止して保護し、長期間にわたって安定して動作させることができるデバイス装置を提供することにある。

本発明のデバイス装置は、基板上に配置されたＭＥＭＳデバイスまたは圧電デバイスまたは弾性表面波デバイスを、前記基板上に取着された樹脂材料からなる枠部材と、この枠部材上に熱可塑性樹脂を介して取着された蓋部材とで封止したことを特徴とするものである。

また、本発明のデバイス装置は、上記構成において、前記枠部材および前記熱可塑性樹脂の外側を無機材料からなる被覆材で被覆したことを特徴とするものである。

また、本発明のデバイス装置は、上記構成において、前記無機材料が無機絶縁材料であることを特徴とするものである。

また、本発明のデバイス装置は、上記構成において、前記無機材料が金属であることを特徴とするものである。

さらに、本発明のデバイス装置は、上記各構成において、前記枠部材の前記樹脂材料および前記熱可塑性樹脂がそれぞれポリイミド系樹脂であることを特徴とするものである。

本発明のデバイス装置によれば、基板上に配置されたＭＥＭＳデバイスまたは圧電デバイスまたは弾性表面波デバイスを、前記基板上に取着された樹脂材料からなる枠部材と、この枠部材上に熱可塑性樹脂を介して取着された蓋部材とで封止したことから、枠部材に樹脂材料を使用したことによりデバイスを取り囲む枠構造の形成が容易であり、これに樹脂に限られず種々の材料を用いて所望の形状・寸法に形成できる蓋部材を熱可塑性樹脂を介して取着させることができ、その内部にデバイスの機能面に対して必要な動作空間を容易に形成することが可能となる。また、ガラスや半田等の封止材により封止するものと比較して熱可塑性樹脂による封止は100〜300℃と低温で行なうことができるので、熱に対して比較的弱いデバイスであるＭＥＭＳデバイスまたは圧電デバイスまたは弾性表面波デバイスをこれらに対して熱による悪影響を与えることなく基板上に良好に封止することができ、安定した特性で動作させることができるものとなる。

また、枠部材を形成する樹脂材料およびこれに蓋部材を取着する熱可塑性樹脂は、蓋部材が別部材であることからそれを接合する前に含有している溶剤や加熱により発生するガスを十分に脱離させることが可能であるため、接合中にこれらの樹脂からガスが発生して封止構造の内部に充満するようなことがなくなる。その結果、封止構造の内部に真空状態あるいは不活性ガスの充填による良好な封止雰囲気を確保することができ、内部に封止したデバイスを長期間にわたって安定して良好に作動させることができるので、デバイス装置の動作特性および信頼性を向上させることができる。

また、本発明のデバイス装置によれば、枠部材および熱可塑性樹脂の外側を無機材料からなる被覆材で被覆したときには、内部に封止したデバイスの耐湿性に対して枠部材および熱可塑性樹脂の透湿性が大きい場合であっても無機材料からなる被覆材によって湿気の進入を確実に防ぐことができるので、耐湿性に優れた封止を実現することができ、デバイス装置の動作特性および信頼性をさらに向上させることができる。

さらに、本発明のデバイス装置によれば、被覆材の無機材料が無機絶縁材料であるときには、基板と枠部材との間を通して引き出された信号ライン等の配線がある場合に被覆材がそれら配線を覆ったり接触したりしてもショートが発生しないため、このデバイス装置を用いてその基板の上に他の電子装置やデバイス装置等を集積して電子回路を構成することや、デバイス装置のさらなる小型化を実現することが可能となる。また、被覆材の無機材料が金属であるときには、この被覆材に電場または磁場のシールドとしての機能をもたせることができるので、外部からのあるいは外部への電磁気的な影響を遮断する効果を持たせることができ、封止したデバイスをさらに安定して作動させることが可能となる。

さらにまた、本発明のデバイス装置によれば、枠部材を形成する樹脂材料およびこれに蓋部材を取着する熱可塑性樹脂がそれぞれポリイミド系樹脂であるときには、ポリイミド系樹脂は耐熱性に優れていることから、デバイス装置が高い温度領域において使用される場合でもこの封止構造による封止状態を良好に保つことができる。さらに、枠部材を形成する樹脂材料と熱可塑性樹脂とに、ともに同じポリイミド系の樹脂材料を使用することにより、枠部材と熱可塑性樹脂との接合強度の増加を図ることができ、デバイス装置の動作特性および信頼性をさらに向上させることができる。なお、この場合に、枠部材のポリイミド系樹脂と熱可塑性樹脂のポリイミド系樹脂とは、必ずしも同一組成の樹脂材料でなくともよい。

以上により、本発明によれば、ＭＥＭＳデバイスまたは圧電デバイスまたは弾性表面波デバイスを内部に良好に封止して保護することができ、そのデバイスを良好に長期間にわたって安定して作動させることができ、長期間にわたって安定して動作させることができるデバイス装置を提供することができる。

以下、本発明のデバイス装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明のデバイス装置の実施の形態の一例を示す断面図および主要部分の分解斜視図である。図１において、１は基板、２はＭＥＭＳデバイスまたは圧電デバイスまたは弾性表面波デバイス（以下、デバイスと総称する。）、３は樹脂材料からなる枠部材、４は熱可塑性樹脂、５は蓋部材である。また、６は無機材料からなる被覆材、７は信号線、８はメタルポスト、９はモールド樹脂、10はデバイス２が収容されて封止される空間である。なお、図１（ｂ）は、枠部材３に蓋部材５を取着する前の状態の分解斜視図を示している。

基板１上には、この基板１上に配置されたデバイス２を囲むように、樹脂材料からなる枠部材３が取着されている。そして、互いに対向する枠部材３の上面と蓋部材５の下面との間には熱可塑性樹脂４が配置されており、この熱可塑性樹脂４を介して、蓋部材５が枠部材３上に取着されている。これにより、基板１と蓋部材５との間には、これらと枠部材３および熱可塑性樹脂４とによって、デバイス２が収容されて封止される空間10が形成される。この空間10の内部は、デバイス２およびこれを用いたデバイス装置に対して要求される仕様に応じて、真空状態であっても不活性ガス雰囲気であってもよい。

基板１は、例えば、シリコン，リチウムタンタレート（ＬＴ），サファイヤ等の単結晶基板、あるいはガラス，セラミックス等から成る無機絶縁性基板、あるいは樹脂等から成る有機絶縁性基板等を用いることができる。また、デバイス装置の仕様に応じて、絶縁性材料から成る基板の他にも導電性材料から成る基板等、任意の基板材料から成るものが選択可能である。

基板１上に配置されるデバイス２は、マイクロメカニカルリレー，加速度センサ，圧力センサ，アクチュエータ等のＭＥＭＳデバイスまたは薄膜バルク振動子、水晶振動子等の圧電デバイスまたは弾性表面波フィルタ素子等の弾性表面波デバイスである。また、基板１上には、これらデバイス２を動作させるための信号線や電源線，接地線等の配線導体７が形成されている。また、図１に示す例においては、配線導体７には枠部材３の外側に引き出された部位に導体から成る柱状の引き出し線としてのメタルポスト８が接続されており、このメタルポスト８によって各配線導体７は基板１の上面で上方に引き上げられている。なお、このようなメタルポスト８の他にも、配線導体７に対してワイヤボンディングを行なったり、基板１に形成したビア導体等の貫通導体を接続したりして各配線の引き出しを行なっても構わない。

基板１上にデバイス２を取り囲むようにして取着された枠部材３は、樹脂材料からなるものであり、デバイス２やデバイス装置の特性・用途・仕様等に応じて、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のいずれも用いることができる。なお、枠部材３に樹脂材料を利用するのは、感光性材料の使用やレーザによる加工、あるいはスタンパ方式による加工により、容易に所望の枠形状を形成できる他、樹脂材料の粘度の調整等により、容易に枠部材３の厚さを変更することができるという効果が得られるので、種々のデバイス２に対して適切な枠部材３を容易に得ることができるものとするためである。

このような枠部材３として用いられる樹脂材料としては、例えば、ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂，フェノール樹脂，シロキサン樹脂，アクリル樹脂，ポリメチルメタクリート（ＰＭＭＡ）樹脂，ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂，ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂等が挙げられる。

基板１上に枠部材４を形成し取着するための加工方法としては、感光性樹脂材料の使用によるフォトリソグラフィ技術の利用や、レーザによる加工、スタンパ方式による加工等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂を用いる場合であれば、その硬化の方法としては熱硬化やＵＶ硬化等の方法があるが、樹脂材料の長期的な安定性を考慮すると、熱硬化性樹脂を使用することが好ましい。なお、枠部材４として使用する樹脂材料は、耐熱温度が高く、さらに、フォトリソグラフィによるパターン形成やレーザによる加工が容易であることから、ポリイミド樹脂が好適である。

枠部材３上に内側のデバイス２を覆うようにして取着される蓋部材５は、デバイス２を封止し保護するためのものであるが、その材料には各種の絶縁性材料や金属を始めとする各種の導体材料等、種々のものを用いることができる。例えば、絶縁性材料であれば、シリコン，リチウムタンタレート（ＬＴ），サファイヤ等の単結晶基板、あるいはガラス，セラミックス等から成る無機絶縁性基板、あるいは樹脂等から成る有機絶縁性基板等を用いることができる。また、導体材料であれば、金，銀，銅，白金，ニッケル，アルミニウム，鉄，またはこれらの金属を用いた合金等を用いることができる。蓋部材５の形状は、図１に示すような板状の他にも、デバイス側にキャビティ部を有する箱状，椀状やキャップ状であってもよい。

なお、蓋部材５の材料を選ぶ際は、基板１および枠部材３との熱膨張係数差に留意することが望ましい。これは、熱膨張係数差を小さくしておくことによって、蓋部材５と枠部材３との接合部、および枠部材３と基板１との接合部の十分な強度を確保することができるからである。その点からは、蓋部材５の材料には、基板１と同じ材料を選ぶことが好ましい。

蓋部材５を枠部材３上に取着するための熱可塑性樹脂４には、熱可塑性となりうる他、耐熱性に優れ、かつ透湿性が低いことから、例えば、ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂，フェノール樹脂，シロキサン樹脂，アクリル樹脂，ポリメチルメタクリート（ＰＭＭＡ）樹脂，ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂，ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂等の樹脂が利用される。これらの樹脂が熱可塑性の特性を示すためには、樹脂の構成において、固体状の鎖状高分子物質から形成されているものであればよい。以上の樹脂の中でも、好適には、耐熱温度が高いポリイミド樹脂の使用が好ましい。なお、枠部材３の樹脂材料と熱可塑性樹脂４とは、それぞれ別々の樹脂材料を選ぶことは当然に可能であるが、樹脂同士の密着性が高くなることから、両者には同じ系統の樹脂材料を使用することが好ましい。

以上のような熱可塑性樹脂４による封止条件としては、例えば、100〜300℃に加熱しながら、0.1〜10ＭＰａの力で10秒間程度、圧着することが好ましい。

以上の基板１，枠部材３，熱可塑性樹脂４および蓋部材５の好適な組合せとしては、例えば、デバイス２がＭＥＭＳデバイスであるときには、加工が容易であること、および汎用性の高い材料であることから基板１の材料にシリコンが使用されることが多いため、蓋部材５についても、大きな熱膨張係数差が発生しないよう、同じシリコン材料を使用することが好ましい。また、デバイス２が弾性表面波デバイスであるときには、蓋部材５に金属材料を使用するとデバイス２との間で寄生容量が発生することがあるので、シリコンやガラス等の絶縁性材料を使用することが好ましい。

本発明のデバイス装置においては、枠部材３および熱可塑性樹脂４の外側を無機材料からなる被覆材６で被覆しておくことが好ましい。これにより、空間10への湿気の侵入を防ぐ効果やその侵入速度を低減する効果を持たせることができるので、湿度により動作特性が劣化するデバイス２であってもその劣化を生じさせないような良好な雰囲気で封止することができる。

この被覆材６による被覆は、少なくとも枠部材３および熱可塑性樹脂４の外側に対して行なえばよいが、それとともに図１（ａ）に示すように枠部材３の周囲の基板１の上面から蓋部材５の表面にかけて一体的に被覆するようにすると、枠部材３および熱可塑性樹脂４の内側への湿気の侵入をさらに低減させることができるので、さらに信頼性に優れたデバイス装置を提供することができる。

なお、図１に示す例においては、蓋部材５の寸法を枠部材３より小さくしているが、これは、無機材料からなる被覆材６により枠部材３および熱可塑性樹脂４をカバレッジ性よく被覆することを目的としている。また、このように蓋部材５の寸法を枠部材３より小さくしておくことによって、蓋部材５の実装時の位置ずれが生じても、その蓋部材５がメタルポスト８やワイヤボンディングにより各配線を引き出す構成への干渉を抑えることができるので、量産性に優れたデバイス装置を提供できるものとなる。このような寸法関係とする場合は、蓋部材５の寸法を枠部材３に対して、例えば小型のデバイス装置の場合であれば各辺の外周が20μｍ程度小さいものとすればよい。

被覆材６を絶縁性材料で形成する場合は、二酸化シリコン（ＳｉＯ_２），チッ化シリコン（ＳｉＮ）等を使用すればよい。その形成方法としては、スパッタリング法，蒸着法，ＣＶＤ法等が挙げられるが、枠部材３や熱可塑性樹脂４のカバレッジ性を考慮すると、ＣＶＤ法を利用することが好適である。

また、被覆材６を金属材料で形成する場合は、Ａｕ，Ｃｒ，Ｒｔ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｕ等の金属薄膜やそれらの合金薄膜を使用すればよい。その形成方法としては、スパッタリング法，蒸着法，ＣＶＤ法，メッキ法等の手法が挙げられるが、枠部材３や熱可塑性樹脂４のカバレッジ性を考慮すると、スパッタリング法やメッキ法を利用することが好ましい。

メタルポスト８は、基板１上に形成された配線導体７上に、例えば貫通孔を有する厚膜レジストやエポキシ樹脂膜を形成した後、この貫通孔に電解メッキや無電解メッキ、または導電性金属材料が分散されたペーストの印刷等によって導電性金属材料を充填して形成すればよい。

そして、図１に示す例では、基板１上に、枠部材３、熱硬化性樹脂４，蓋部材５でデバイス２を収容し封止して被覆材６で被覆した封止構造部とメタルポスト８とをモールド樹脂９中に収めている。これにより、基板１，デバイス２，枠部材３，熱可塑性樹脂４，蓋部材５および配線導体７，メタルポスト８が機械的な衝撃から保護されているものとなる。また、このような構成をとることにより、メタルポスト８を実装基板（図示せず）上の配線へ対向させて接続することによって、いわゆるフリップチップタイプの表面実装を行なって実装基板との電気的なコンタクトを得ることができるものとなる。

このモールド樹脂９には、実装時の熱処理に耐えうることや、機械的な衝撃から基板１，デバイス２，枠部材３，熱可塑性樹脂４，蓋部材５および配線導体７，メタルポスト８を保護すること、また、耐薬品性に優れることから、ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂，フェノール樹脂，シロキサン樹脂，アクリル樹脂，ポリメチルメタクリート（ＰＭＭＡ）樹脂，ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂，ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂等が利用できる。なお、これらの樹脂は、枠部材３および熱可塑性樹脂４の樹脂材料と同じものを用いても異なるものを用いてもよく、デバイス装置の用途等の仕様に応じて適宜選定すればよい。また、このモールド樹脂９は、透湿性を低くするため、ＳｉＯ_２等の各種フィラーやシリカゲル，ゼオライト，高吸水性ポリマ等の吸湿材を樹脂材料中に添加してもよい。

なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。例えば、図１に示す例では枠部材３および蓋部材５の平面視した形状は四角形としたが、それらの形状は円形でも楕円形でもその他任意の形状であっても構わない。これにより、枠部材３や蓋部材５のエッジ部に応力が集中するようなことがなくなり、蓋部材５，熱可塑性樹脂４，枠部材３のコーナー部にクラックが発生するのを防ぐことができる。

また、図１に示す例では熱可塑性樹脂４は蓋部材５の下面の枠部材３と対向する部位のみに配置したが、熱可塑性樹脂４は蓋部材５の下面の全面に配置してもよく、枠部材３と蓋部材５との間から外側にはみ出すように配置してもよい。蓋部材５の下面の全面に熱可塑性樹脂４を配置した場合は、熱可塑性樹脂４をパターニングしなくてもよくなり、作製工程の短縮が実現できる。さらに、熱可塑性樹脂４が枠部材３と蓋部材５との間から外側にはみ出すように配置すると、より接着強度の増加が見込まれるため、信頼性に優れたデバイス装置を実現することができる。

以下のようにして、図１に示す例の本発明のデバイス装置を作製した。

まず、上面にデバイス２としてＭＥＭＳスイッチが多数形成されている単結晶シリコンからなる基板１を用意した。

次に、その上から熱硬化性で感光性のポリイミド樹脂をスピンコーティング法にて塗布した。なお、スピンコーティングの回転数やポリイミド樹脂の粘度を調整し、ポリイミド樹脂の厚さを15μｍとした。次に、このポリイミド樹脂によってＭＥＭＳスイッチの駆動部を囲う空間10を確保する枠部材３を形成すべく、ポリイミド樹脂に露光・現像を実施してデバイス２を囲う枠形状の部分を基板１上に残した。その後、200℃で30分間および350℃で60分間のキュアを実施し、硬化させて、ポリイミド樹脂からなる枠部材３を形成した。

一方、蓋部材５として、ＭＥＭＳスイッチが形成されている基板１と同じ材料である単結晶シリコン基板を用意した。この基板の厚さは225μｍとした。また、この蓋部材５には、下面に熱可塑性のポリイミド樹脂をスピンコーティング法にて塗布し、厚さ30μｍの熱可塑性樹脂４を形成した。その後、300℃30分間、オーブンにて熱処理を行ない、イミド化させた。なお、この蓋部材５の上面には、ＭＥＭＳスイッチが形成されている基板１と蓋部材５との位置決めを行なうためのマーカおよび蓋部材５を所定の寸法にダイシングで切断する時に使用するマーカをメタルにて形成した。

次に、真空雰囲気内にて、ＭＥＭＳスイッチが形成されている基板１上の枠部材３と、下面に熱可塑性樹脂４が配置された蓋部材５とを、位置決めマーカに従ってアライメントし、両者を密着させながらホットプレートにて加熱圧着した。

次に、蓋部材５のダイシングマーカに従って蓋部材５のみを480μｍ×510μｍの寸法に切断し、枠部材３上に熱可塑性樹脂４を介して蓋部材５が取着された封止構造を作製した。

次に、エポキシ樹脂をポッテング方式により基板に塗布し、基板１上の全体をエポキシ樹脂からなるモールド樹脂９により覆った。

さらに、基板１上で枠部材３の内側から外側に引き出された配線導体７上に位置するモールド樹脂９にレーザにより貫通孔を形成し、この貫通孔に銅（Ｃｕ）のペーストを埋め込み印刷により充填してメタルポスト８を形成した。その後、熱処理によりモールド樹脂９を硬化させた後、その表面を研磨することにより平滑化し、最終的にダイシング装置により個片化して、所定の寸法のデバイス装置とした。

以上のようにして得た本発明のデバイス装置は、内部にＭＥＭＳスイッチが良好に封止され、空間10内を10Ｐａ以下の真空度に保つことができた。また、湿気の侵入によりＭＥＭＳスイッチの駆動部が基板１に貼りつくといった不具合の発生がなく、１０^１１回の繰り返しスイッチング動作を安定して行なうことができた。

（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明のデバイス装置の実施の形態の一例を示す断面図および主要部分の分解斜視図である。

符号の説明

１・・・基板
２・・・デバイス
３・・・枠部材
４・・・熱可塑性樹脂
５・・・蓋部材
６・・・被覆材

Claims

基板上に配置されたＭＥＭＳデバイスまたは圧電デバイスまたは弾性表面波デバイスを、前記基板上に取着された樹脂材料からなる枠部材と、該枠部材上に熱可塑性樹脂を介して取着された蓋部材とで封止したことを特徴とするデバイス装置。
前記枠部材および前記熱可塑性樹脂の外側を無機材料からなる被覆材で被覆したことを特徴とする請求項１記載のデバイス装置。
前記無機材料が無機絶縁材料であることを特徴とする請求項２記載のデバイス装置。
前記無機材料が金属であることを特徴とする請求項２記載のデバイス装置。
前記枠部材の前記樹脂材料および前記熱可塑性樹脂がそれぞれポリイミド系樹脂であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のデバイス装置。