封装体的制造方法和通过该方法制造的封装体

摘要

本发明涉及一种封装体的制造方法，其包括通过将形成有密封材料的一对基板叠合并进行接合而将由所述密封材料围成的密封区域的内部进行气密密封的工序。在本发明中，作为密封材料，使用由通过将纯度为99.9重量％以上、平均粒径为0.005μm～1.0μm的选自金、银、钯、铂中的一种以上的金属粉末进行烧结而得到的烧结体形成的材料，在基板上形成有至少一个在断面形状中具有比所述密封材料的宽度更窄的宽度且从周围突出的芯材，将所述一对基板接合时，所述芯材将所述密封材料压缩从而发挥密封效果。由此，能够在降低对基板的加压力的同时发挥充分的密封效果。

权利要求

1.一种封装体的制造方法，其包括通过将在至少一个上形成有密封材料的一对基板叠合并进行接合而将由所述密封材料围成的密封区域的内部进行气密密封的工序，所述制造方法的特征在于，所述密封材料由通过将纯度为99.9重量％以上、平均粒径为0.005μm～1.0μm的选自金、银、钯、铂中的一种以上的金属粉末进行烧结而得到的烧结体形成，构成所述密封材料的所述烧结体的相对密度，相对于构成烧结体的金属粒子的利用铸造、镀覆以相同组成制造的块状体的密度为60％以上，在基板上形成有至少一个在断面形状中具有比所述密封材料的宽度更窄的宽度且从周围突出的芯材，将所述一对基板接合时，所述芯材将所述密封材料压缩，

在所述基板的表面上形成有包含金、银、钯、铂、钛、铬、铜、钨、镍或者这些金属的合金中的任一种的块状的金属膜，进一步在所述芯材的顶面上形成有包含金、银、钯、铂、钛、铬、铜、钨、镍或者这些金属的合金中的任一种的块状的金属膜。

2.如权利要求1所述的封装体的制造方法，其中，密封材料形成在任意一个基板上，芯材形成在未形成所述密封材料的基板上。

3.如权利要求1所述的封装体的制造方法，其中，密封材料形成在任意一个基板上，芯材形成在形成有所述密封材料的所述基板上，所述密封材料包覆所述芯材的至少顶面部分。

4.如权利要求1所述的封装体的制造方法，其中，密封材料形成在两个基板上，芯材形成在形成有所述密封材料的所述基板中的至少任意一个上，所述密封材料包覆所述芯材的至少顶面部分。

5.如权利要求1～权利要求4中任一项所述的封装体的制造方法，其中，在与芯材两侧相邻的区域形成凹部，由此形成断面凸状的芯材。

6.如权利要求1～权利要求4中任一项所述的封装体的制造方法，其中，密封材料断面中的、芯材的宽度的合计(W’)与密封材料的宽度(W)之比(W’/W)为0.05以上且0.95以下。

7.如权利要求5所述的封装体的制造方法，其中，密封材料断面中的、芯材的宽度的合计(W’)与密封材料的宽度(W)之比(W’/W)为0.05以上且0.95以下。

8.如权利要求1～权利要求4中任一项所述的封装体的制造方法，其中，金属膜的厚度为0.01μm以上且5μm以下。

9.如权利要求5所述的封装体的制造方法，其中，金属膜的厚度为0.01μm以上且5μm以下。

10.如权利要求6所述的封装体的制造方法，其中，金属膜的厚度为0.01μm以上且5μm以下。

11.如权利要求7所述的封装体的制造方法，其中，金属膜的厚度为0.01μm以上且5μm以下。

说明书

封装体的制造方法和通过该方法制造的封装体

技术领域

[0001] 本发明涉及电子设备等各种器件的气密密封封装体的制造方法。特别是涉及在基板上形成多个密封区域的晶片级封装体的制造中有用的方法。

背景技术

[0002] MEMS元件等电子设备中使用的各种功能器件是具有感应部、驱动部的精细部件，为了防止因颗粒等的附着引起的功能降低，大多进行气密密封而封装体化。这些气密密封封装体通过将载置半导体元件的一个基板与另一个基板(根据情况，也被称为盖、罩等)经由密封材料进行接合、密封来制造。

[0003] 在此，作为封装体制造时使用的密封材料，曾经广泛应用焊料(例如，Au-Sn系焊料等)。但是，由于接合温度(焊料的熔融温度)高，因此要求能够在更低温度下进行接合的密封材料。在这样的背景下，作为能够低温接合且也能够使密封特性良好的方法，本发明人开发出使用含有预定的金属粉末的金属糊的密封方法(专利文献1)。

[0004] 在本发明人得到的利用金属糊的密封方法中，将通过在至少一个基板上涂布金属糊并将其进行烧结而得到的金属粉末烧结体作为密封材料。并且，经由该成为密封材料的金属粉末烧结体，将一对基板在进行加压的同时进行接合。此时，密封材料通过被加压而致密化，成为具有与块状体大致同样的致密性的密封材料。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本专利第5065718号说明书

发明内容

[0008] 发明所要解决的问题

[0009] 随着近年来的电子设备的高性能化，对于各种器件要求进一步的小型化和薄型化，元件的安装方法也从将从晶片一个一个切出的芯片作为基板进行封装的现有方式推进到应对晶片级封装的方式。晶片级封装是在密封前不将晶片分离为芯片而在晶片上完成密封材料的设置、直至器件的组装的工艺。

[0010] 本发明人得到的利用金属糊的密封方法基本上也能够应对晶片级封装。随着糊涂布技术的进步，可以在晶片上以微细图案涂布金属糊而形成由金属粉末烧结体构成的密封材料。

[0011] 但是，在应用该由金属粉末烧结体构成的密封材料的晶片级封装的密封工序中成为问题的是要确保按压载荷与密封后的密封材料品质的平衡。如上所述，在利用金属粉末烧结体的密封中，加压是必需的工序。该加压不充分时，在密封材料内部产生空隙(气隙)的残留。空隙单独时没有太大影响，但多个连结会成为泄漏路径的原因。因此，在应用由金属粉末烧结体构成的密封材料的封装体密封中，加压力的管理变得重要。

[0012] 这并非意味着仅仅使加压力增大即可。在如晶片级封装这样在基板上存在多处密封区域的情况下，密封材料(金属粉末烧结体)的接合面积(密封面积)与封装体数成比例地增大。对于基板整体所需的按压载荷通过将加压力与接合面积相乘来设定，因此，各个密封材料的致密化所需的加压力增加时，导致基板整体的按压载荷的增大。并且，按压载荷变得过大时，对晶片接合装置的负荷增大，有时还会超过接合装置的规格。如此，降低对基板整体的按压载荷的要求与确保用于抑制密封材料的缺陷的加压力的要求处于相反的关系，使两者高度地平衡未必容易。即，在以金属粉末烧结体作为密封材料的封装体制造中，需要能够以低加压力高效且可靠地进行气密密封。

[0013] 本发明是基于如上所述的背景而完成的，对于利用由预定的金属糊形成的金属粉末烧结体作为密封材料的密封封装体的制造方法，提供用于在降低加压力的同时发挥充分的密封效果的方法。

[0014] 用于解决问题的方法

[0015] 为了解决上述问题，本发明人首先从再次确认金属粉末烧结体的致密化的机制进行了研究。本发明人得到的由金属粉末烧结体构成的密封材料在以烧结体的形式固化后，通过进行加压，致密性也会进一步增加。这是利用了基于所应用的金属粉末的纯度、粒径的特性。该由加压带来的致密化是通过构成金属粉末烧结体的金属粉末的塑性变形、结合这样的物理性变化以及由利用加压和加热施加的热能引起的再结晶所引起的金属组织上的变化中的任一种而带来的作用或它们叠加发生作用而产生的作用。

[0016] 不过，金属粉末烧结体的塑性变形、结合是假设压力作用于一个方向(垂直方向)的状态，如果是这样，则通过规则的变形、结合的进展而产生无间隙的致密化(图1(a))。但是，实际上，由金属粒子的集合体构成的密封材料的侧面是无约束的自由表面，因此，加压力朝横向被分割(图1(b))。因该分割后的加压力而在金属粒子间产生间隙、其可能以空隙的形式残留，因此，为了防止空隙形成，需要过量的加压。

[0017] 本发明人假设如上所述的由金属粉末烧结体构成的密封材料的致密化的机制，为了在降低加压力的同时使密封材料中不残留空隙，认为避免加压力的朝横向的分割是优选的对策。并且发现，作为其具体的方法，在基板上设置比密封材料宽度更窄的突起并利用该突起选择性地优先对密封材料进行加压压缩是有效的。

[0018] 即，本发明是一种封装体的制造方法，其包括通过将在至少一个上形成有密封材料的一对基板叠合并进行接合而将由上述密封材料围成的密封区域的内部进行气密密封的工序，所述制造方法的特征在于，上述密封材料由通过将纯度为99.9重量％以上、平均粒径为0.005μm～1.0μm的选自金、银、钯、铂中的一种以上的金属粉末进行烧结而得到的烧结体形成，在基板上形成有至少一个在断面形状中具有比上述密封材料的宽度更窄的宽度且从周围突出的芯材，将上述一对基板接合时，上述芯材将上述密封材料压缩。

[0019] 在本发明的封装体密封方法中，在基板上具备宽度比密封材料更窄且突出的突起(芯材)(图2(a))。将该具备芯材的基板经由密封材料重叠到另一个基板上并进行密封时，芯材与密封材料的接触面被优先加压。此时，与芯材接触的金属粉末受到周围的金属粉末的约束而被大致一个方向的加压力压缩。并且，从该被选择性加压后的金属粉末开始变形，形成利用上述塑性变形和再结晶中的任一者或两者的作用而致密化后的区域。在本申请中，将如此致密化后的区域称为致密化区域(图2(b))。致密化区域通过继续进行基板的加压而扩大，形成与芯材的位置相对应的柱状的致密化区域(图2(c))。该柱状的致密化区域具有其一部分或全部发生了再结晶、或者即使没有发生再结晶也不存在连续的空隙(气隙)的充分致密化后的组织，因此，由其围成的密封区域可确保高气密性。

[0020] 在如上所述的柱状的致密化区域的形成时，上部的基板与密封材料的接触是部分性接触，因此，与对密封材料整个面进行加压而想要使整体为致密化区域的现有方法相比，能够以低载荷实施。因此，根据本发明，能够在降低密封时的对基板的载荷的同时，将由密封材料围成的区域密封。

[0021] 以下，对本发明的方法详细地进行说明。首先，本发明中的基板是需要在其表面上形成至少一个密封区域的构件，除了硅晶片、金属晶片以外，还可以为树脂基板。需要说明的是，也可以在基板上预先在密封区域内设置有各种功能器件等。另外，在本发明中，作为形成密封区域的基板，虽然表述为一对基板，但这些基板无需为相同尺寸。

[0022] 在本发明中，在至少任意一个基板上形成由金属粉末烧结体构成的密封材料，将基板彼此接合，由此形成密封区域。本发明中的密封材料是指金属粉末的烧结体。该密封材料的形成方法在后面详细说明，其通过将纯度为99.9重量％以上、平均粒径为0.005μm～1.0μm的包含选自金、银、钯、铂中的一种以上的金属的金属粉末进行烧结而得到。对于用于形成烧结体的金属粉末的条件，要求高纯度的金属是因为：纯度低时，粉末的硬度升高，制成烧结体后的变形、再结晶化难以进行，有可能无法发挥密封作用。另外，如后所述，烧结体形成中应用包含金属粉末和溶剂的金属糊，在其中不含玻璃料。因此，所形成的密封材料包含与粉末同样的高纯度金属。具体而言，由纯度99.9重量％以上的金属构成。

[0023] 另外，密封材料的密度对其压缩时的致密化区域的形成与否产生影响。构成密封材料的烧结体的密度低时，即使受到压缩，金属粉末的塑性变形、结合也难以进行，不会形成致密化区域，或者不能形成足以期待密封效果的宽度。关于构成该密封材料的烧结体的相对密度，优选相对于构成的金属粒子的块状体(利用铸造、镀覆等以相同组成制造的块状材料)为60％以上的密度。特别优选为70％以上，通过应用这样接近块状体的密度的烧结体，能够得到接近芯材宽度的尺寸的致密化区域。

[0024] 需要说明的是，作为密封材料的形状，没有特别规定。作为其断面形状的例子，可以列举矩形、梯形等。另外，在形成密封材料的基板上设置芯材的情况下，要求密封材料包覆芯材的顶面，这种情况下，只要具备该要求即可，对于形状没有限制。

[0025] 另外，本发明应用作为用于对由金属粉末烧结体构成的密封材料选择性地优先进行加压压缩的突起的芯材。在此，芯材与密封材料的配置样式可考虑多种。即，在任意一个基板上形成密封材料的情况下，可以在没有密封材料的另一个基板上设置芯材(图3(a))，也可以在形成密封材料的基板上设置芯材(图3(b))。另外，还可以在两个基板上形成密封材料，可以在形成有密封材料的基板中的至少任意一个上形成芯材(图3(c)、(d))。

[0026] 在形成密封材料的基板上设置芯材的情况下(图3(b)～(d))，需要芯材的至少顶面部分被密封材料包覆。这是因为，在本发明中，通过芯材对密封材料进行加压来实现致密化，因此，如果在芯材的顶面没有密封材料则没有效果。密封材料至少包覆顶面即可，因此，可以包覆芯材整体，也可以部分包覆。

[0027] 作为芯材的形态，可以列举在基板上层叠凸状金属的形态(图4(a))。例如，可以应用通过镀覆法(电镀、化学镀)、溅射法、CVD法等形成的金属层、非金属层。另外，芯材也可以通过对基板进行加工来形成。例如，将基板通过蚀刻等局部减薄，在与芯材两侧相邻的区域形成凹部，由此，可以形成断面凸状的芯材(图4(b))。此时，芯材的顶面与基板表面可以齐平，也可以产生高度差。

[0028] 芯材需要为块状体。这是为了有效地传播加压力从而实现密封材料的致密化。作为构成材料，可以与基板相同，也可以与构成密封材料的金属材料相同，也可以为与它们不同的材质。另外，芯材可以具有多层结构。在如上所述对基板进行蚀刻加工而形成芯材的情况下，芯材与基板为相同材质。另外，在利用镀覆法等将金属层叠而形成芯材的情况下，能够形成各种各样的材质的芯材。利用镀覆法等时的芯材的材质优选应用铜、镍、金、铂、银等导电性金属。

[0029] 芯材的形状只要是从其周围突出的形状即可，对形状没有限制。关于芯材的断面形状，可以列举三角形、矩形、梯形等。并且，芯材对密封材料进行加压，因此，与密封材料的形成图案相对应地形成。例如，将密封材料形成为环状(圆形、矩形)来进行该区域内的密封的情况下，以与该密封材料的图案相似形状的环状图案形成芯材。此时，芯材需要为至少一个，但可以在密封材料的宽度的范围内形成多个(图5)。

[0030] 芯材的宽度(W’)优选以相对于密封材料的宽度(W)之比(W’/W)计设定为0.05以上且0.95以下。小于0.05时，被致密化的密封材料的宽度也过细，担心气密密封效果。另外，超过0.95时，难以进行无加压力的分割的密封材料的压缩。W’/W更优选为0.1以上且0.8以下。需要说明的是，芯材的宽度设定为顶面的宽度，形成有多个芯材时，设定为各个密封材料的宽度的合计。另外，密封材料的宽度设定为与作为其底面的基板的接触面的宽度(图6)。

[0031] 在此，在本发明中，优选在基板和芯材的表面上形成有选自金、银、钯、铂、钛、铬、铜、钨、镍或者这些金属的合金中的一种以上的块状的金属膜。根据本发明人的研究，构成密封材料的金属粉末的致密化通过利用块状体的芯材进行加压而进展，但在与该块状体的接合界面附近难以致密化。因此，在基板上形成块状的金属膜并在其上形成密封材料，由此，能够提高基板与密封材料的密合性，从而促进致密化。该应当也被称为基底膜的金属膜可以预先设定在两个基板上。由此，密封材料被芯材的金属膜与基板的金属膜这两个块状体夹持而被加压，因此，在芯材与密封材料的接合界面以及密封材料与基板的界面两者都进行良好的致密化。另外，在一个基板上形成芯材、在另一个基板上形成密封材料时，在该另一个基板上形成金属膜作为密封材料的基底膜，由此，能够在两个界面实现致密化。另外，金属膜可以形成在两个基板上。此外，也可以在芯材表面形成金属膜。在芯材上的金属膜的形成依据芯材的材质是有用的。

[0032] 金属膜的材质包含金、银、钯、铂、钛、铬、铜、钨、镍或者这些金属的合金中的任一种，这是考虑了对密封材料的密合性、导电性等。金属膜优选通过镀覆法、溅射法、蒸镀法、CVD法等形成。需要说明的是，金属膜可以为单层或多层结构中的任一种，但与密封材料接触的层的金属优选设定为与金属粉末的金属为相同材质的金属。作为金属膜的厚度，优选设定为0.01μm以上且5μm以下。

[0033] 接着，关于本发明的封装体的制造方法，针对在基板上的芯材和密封材料的制造工序以及基于形成有上述材料的基板的封装体密封工序的详细进行说明。

[0034] 关于芯材的形成方法，如上所述，根据其形态，在平坦的基板上以凸状层叠金属而得到的芯材可以通过镀覆法、溅射法、CVD法等形成。另外，芯材可以通过基板的加工形成，可以通过对基板进行蚀刻加工来形成轮缘状的芯材。

[0035] 对密封材料的形成进行说明，所使用的金属糊包含纯度为99.9重量％以上、平均粒径为0.005μm～1.0μm的选自金、银、钯、铂中的一种以上的金属粉末和有机溶剂。如上所述，将金属粉末的纯度设定为99.9％以上除了考虑制成烧结体时的变形能力、再结晶化以外，还考虑了导电性的确保。另外，将金属粉末的平均粒径设定为0.005μm～1.0μm是因为，对于超过1.0μm的粒径的金属粉而言，设定微小宽度的密封材料时，间隙容易被填埋，粒径小于0.005μm时，容易在金属糊中发生凝聚，操作性变差。

[0036] 作为金属糊中使用的有机溶剂，优选酯醇、萜品醇、松油、丁基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇、卡必醇、异冰片基环己醇(作为产品名，有テルソルブMTPH：日本テルペン化学株式会社制造等)、2,4-二乙基-1,5-戊二醇(作为产品名，有日香MARS：日本香料药品株式会社制造等)、二氢萜品醇(作为产品名，有日香MHD：日本香料药品株式会社制造等)。

[0037] 关于所涂布的金属糊的金属粉末与有机溶剂的配合比例，优选配合80～99重量％的金属粉末、1～20重量％的有机溶剂。设定为该比例是为了防止金属粉末的凝聚，从而能够供给足以形成密封材料的金属粉末。

[0038] 需要说明的是，金属糊可以含有添加剂。作为该添加剂，有选自丙烯酸类树脂、纤维素类树脂、醇酸树脂中的一种以上。例如，作为丙烯酸类树脂，可以列举甲基丙烯酸甲酯聚合物，作为纤维素类树脂，可以列举乙基纤维素，作为醇酸树脂，可以列举邻苯二甲酸酐树脂。这些添加剂具有抑制金属糊中的金属粉末的凝聚的作用，使得金属糊均匀。添加剂的添加量优选相对于金属糊设定为2重量％以下的比例。能够在维持稳定的凝聚抑制效果的同时，将金属粉含量设定为足以填充贯通孔的范围内。

[0039] 但是，本发明中的金属糊与电极和布线图案形成等中广泛使用的一般的金属糊不同，不含有玻璃料。本发明中，在金属糊中不混合玻璃料是为了形成微细且致密的框状的密封材料，是为了不残留可能阻碍致密化的杂质。需要说明的是，构成金属糊的有机溶剂等金属粉末以外的成分在填充后的干燥、烧结工序中消失，因此不会成为像玻璃料那样的阻碍因素。

[0040] 在密封材料形成工序中，关于向基板上涂布金属糊的方法没有特别限定。另外，在金属糊涂布后，优选进行金属糊的干燥。关于干燥温度，优选在150～250℃下进行。将金属糊进行烧结时的加热温度优选设定为150～300℃。这是因为，低于150℃时，不能将金属粉末充分烧结，超过300℃时，烧结过度进行，因金属粉末间的颈缩的进行而变得过硬。另外，煅烧时的气氛选择大气、惰性气体(氮气、氩气、氦气)、混合有1～5％的氢气的惰性气体等。此外，煅烧时间优选设定为30分钟～8小时。这是因为，烧结时间过长时，烧结过度进行，会产生因金属粉末间的颈缩的进行而变得过硬这样的问题。

[0041] 通过以上的金属糊的涂布、烧结，金属粉末发生烧结固化，形成由金属粉末烧结体构成的密封材料。

[0042] 另外，基于以上述方式形成有芯材、密封材料的基板的密封方法中，将一对基板经由密封材料重叠地配置，在进行加热的同时进行加压，从而使密封材料致密化。

[0043] 作为此时的加热、加压条件，加热温度优选设定为80～300℃。这是为了在抑制基板或基板上的元件的损伤的同时使金属粉末的致密化进行。优选加热温度设定为150～250℃。

[0044] 该加热、加压处理的时间优选设定为自到达设定的加热温度后0.5～3小时。另外，通过加热、加压处理，密封材料的顶部被压塌，在基部的顶部正下方附近优先地发生金属粉末的塑性变形、再结晶从而致密化。由此形成的致密化区域中，上部的基板与密封材料的接触为部分性的，因此，与对密封材料的整个面进行按压而使整体致密化的现有方法相比，以低载荷确立气密密封。

[0045] 通过上述工序制造的封装体通过经由作为密封材料的金属粉末烧结体将一对基板接合而得到，作为该密封材料的构成，在金属粉末烧结体内部，与芯材和芯材的位置相对应地具有断面柱状的致密化区域。通过该断面柱状的致密化区域，可确保由密封材料围成的区域的气密性。需要说明的是，如上所述，致密化区域是具有其一部分或全部发生了再结晶、或者即使没有发生再结晶也不存在连续的空隙(气隙)的充分致密化后的组织的金属相。关于其密度，具有相对于同一组成的块状金属为98％以上且100％以下的密度。

[0046] 发明效果

[0047] 如以上所说明的那样，本发明的气密密封封装体构件即使对于在基板上设定有多个密封区域的基板也能够在降低按压载荷的同时得到可靠的气密密封。本发明的气密密封方法通过使用预定的金属糊的较简单的工序，能够实现多个区域的气密密封，能够期待在晶片级封装中的应用。

附图说明

[0048] 图1是对以现有的金属粉末烧结体作为密封材料的情况下的密封材料的加压过程进行说明的图。

[0049] 图2是对应用本发明的芯材的密封工序中的密封材料的加压过程进行说明的图。

[0050] 图3是对本发明的芯材和密封材料的设置方式进行说明的图。

[0051] 图4是对本发明的芯材的设置方式(利用基板蚀刻得到的轮缘状的芯材)进行说明的图。

[0052] 图5是对本发明的芯材的设置方式(多个芯材形成)进行说明的图。

[0053] 图6是对本发明中的芯材的宽度(W’)与密封材料的宽度(W)的关系进行说明的图。

[0054] 图7是对具备本实施方式中制造的各种图案的芯材、密封材料的基板的方式进行说明的图。

具体实施方式

[0055] 以下，对本发明的优选实施方式进行说明。在本实施方式中，准备预定的金属糊，形成各种形态的芯材、密封材料后，实际上进行密封作业，对其效果进行确认。首先，对本实施方式中使用的密封材料等的原材料、和芯材及密封材料的形成方法进行说明。

[0056] 在本实施方式中，准备直径为4英寸的硅晶片(厚度0.5μm、双面镜面研磨)作为基板。对于芯材，进行(1)利用一般的光刻工序和蚀刻的轮缘状的芯材的形成、(2)利用电镀液处理的由金属层构成的芯材的形成这两种。芯材的形成图案相对于后述的密封材料的形成图案设定为芯材接近密封材料的大致中央。各芯材的形成如下所述。

[0057] (1)利用蚀刻的轮缘状的芯材的形成

[0058] 通过旋涂法在硅表面形成抗蚀剂膜后，以在成为芯材的部分残留抗蚀剂膜的方式实施光刻加工。接着，利用硅干法蚀刻装置(商品名：PEGASUS、住友精密工业株式会社制造)将无抗蚀剂膜的部分深挖10μm。然后，除去残留在芯材上部的抗蚀剂膜，形成芯材。最后，通过溅射法在晶片整个面上以Ti(0.05μm)/Pt(0.01μm)/Au(0.2μm)(Ti为基板侧)形成多层的金属膜。

[0059] (2)利用电镀的金属层状的芯材的形成

[0060] 首先通过溅射法在晶片整个面上形成Ti(0.05μm)/Pt(0.01μm)/Au(0.2μm)。接着，通过旋涂法形成抗蚀剂膜后，以使成为芯材的部分开口的方式实施光刻加工。最后利用电镀法以铜(7μm)和镍(2μm)、进一步金(0.5μm)的顺序进行成膜而形成芯材和金属膜后，除去抗蚀剂膜。

[0061] 另一方面，作为成为密封材料的金属粉末烧结体的原料的金属糊使用将96重量％的通过湿式还原法制造的金属粉末与4重量％的作为有机溶剂的异冰片基环己醇(MTPH)混合而制备的材料。在本实施方式中，准备了金、银、钯、铂的各金属粉末的金属糊。

[0062] 然后，将上述金属糊涂布到上述基板上。在本实施方式中，在基板上设定10个密封材料的宽度300μm、图案形状10mm见方的矩形的密封区域。隔着沿着该密封材料的图案的金属掩模涂布金属糊。金属糊的涂布中，将掩模载置于晶片上，通过印刷从其上方涂布金属糊。在糊涂布后，在150℃下进行干燥从而除去金属糊中的溶剂、气体成分。然后，在200℃的氩气-4％氢气气氛中，将金属糊煅烧2小时从而除去金属糊中的溶剂、气体成分。

[0063] 在本实施方式中，以上述各工序为基本进行组合，以如图7所示的多种形态在基板上形成芯材和密封材料。在图7中，A图案和B图案是通过蚀刻法形成轮缘状的芯材的例子。C图案和D图案是通过电镀法形成金属层状的芯材的例子。另外，A图案和C图案是在没有形成芯材的基板上涂布金属糊的例子，B图案和D图案是在芯材上涂布金属糊的例子。

[0064] 然后，对各形态的基板进行密封试验。密封试验中，在真空气氛中，在加热器上设置一个晶片，在其上载置另一个晶片。然后，从上方施加载荷后，利用加热器进行加热。按压载荷准备了100MPa和150MPa这两个设定。关于加热条件，以30℃/分钟的升温速度加热至200℃，到达200℃后保持30分钟。

[0065] 然后，在按压后除去载荷，为了确认密封材料内侧的密封区域的气密性，进行了氦泄漏试验(钟罩法)。该评价中，将氦泄漏速率为10-9Pa·m3/s以下作为合格。需要说明的是，为了进行比较，还制造了使用现有的无芯材的基板的封装体，对其气密性也进行了确认。该现有例中，使用与本实施方式相同的金属糊，利用金属掩模印刷按照与本实施方式同样的平面形状(密封材料宽度300μm、图案形状10mm见方)以高度10μm的尺寸形成图案后，将金属糊干燥，进行煅烧，形成矩形框状的密封材料。然后，在与本实施方式同样的条件下将晶片彼此接合，进行气密密封。将上述结果示于表1中。

[0066] [表1]

[0067]

[0068] *1：从密封区域内表面的重心向外部沿水平方向切割时的断面形状[0069] *2：按压力是相对于晶片(直径4英寸)整个面的载荷

[0070] *3：No.15、16是现有例，不具备芯材

[0071] 由表1可知，在现有例中，将加压力设定为200MPa时，能够形成具有充分的气密性的密封区域(No.16)，但在将加压力下降至150MPa时，发生泄漏，密封变得不充分(No.15)。即意味着，现有例中，是上表面平坦的密封材料，其面积为120mm2(宽度0.3mm、图案形状
10mm见方、密封区域10个)，因此，压力为200MPa(24kN)时能够密封，但压力为150MPa(12kN)时产生泄漏。

[0072] 与此相对，在本实施方式中，加压力为150MPa的情况自不必说，即使在100MPa的加压力下也没有观察到泄漏(No.5)。可知能够在降低载荷的同时形成气密性充分的密封区域。确认了：通过这样利用芯材在密封材料内部产生应力集中，优先地发生金属粉末的塑性变形、再结晶而产生致密化，因此，与需要对密封材料的整个面进行按压的现有例相比，以低载荷确立气密密封。但是，对于用于形成作为密封材料的金属粉末烧结体的金属粉末的粒径，可以说需要进行管理。如No.7那样，在使用粒径大的金属粉末糊的情况下，即使应用芯材，密封也变得不充分。

[0073] 产业上的可利用性

[0074] 本发明是解决在制造基板上设定有多个密封区域的气密密封封装体时所担心的按压载荷升高的问题的发明。本发明能够在降低按压载荷的同时得到可靠的气密密封，能够以较简单的工序进行多个部位的气密密封，能够期待在晶片级封装中的应用。