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KR100878410B1 - 수정 진동자 제조방법 - Google Patents

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KR100878410B1
KR100878410B1 KR1020070069563A KR20070069563A KR100878410B1 KR 100878410 B1 KR100878410 B1 KR 100878410B1 KR 1020070069563 A KR1020070069563 A KR 1020070069563A KR 20070069563 A KR20070069563 A KR 20070069563A KR 100878410 B1 KR100878410 B1 KR 100878410B1
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crystal
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박장호
김태훈
전종열
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삼성전기주식회사
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Abstract

수정 진동자 제조방법을 제공한다.
본 발명은 상,하부단이 상,하부면으로 각각 노출되는 복수개의 내외부 연결단자를 구비하는 패키지 웨이퍼를 제공하는 단계 ; 상기 내외부 연결단자의 상단에 높이규제부재를 형성하고, 상기 높이규제부재상에 여진전극이 구비된 수정편의 일단부를 접합하는 단계 ; 상기 수정편이 탑재된 패키지 웨이퍼의 상부면에 하부로 개방된 캐비티를 구비하는 캡 웨이퍼의 하부면을 적층하여 양극접합하는 단계 ; 및 상기 패키지 웨이퍼와 캡 웨이퍼가 서로 접합되는 접합부위를 따라 절단하여 복수개의 수정진동자를 개별적으로 분리하는 단계 ; 를 포함한다.
본 발명에 의하면, 제품의 두께와 크기를 줄여 소형화 및 박형화를 도모하고, 대량생산이 용이하며, 일괄공정으로 패키지의 제조가 가능하여 공정 리드타임 및 공정효율성을 증진시킬 수 있다.
수정진동자, 패키지 웨이퍼, 캡 웨이퍼, 높이규제부재, 양극접합, 패키지

Description

수정 진동자 제조방법{A Crystal Device Fabrication Method}
본 발명은 수정진동자를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 실리콘 또는 유리 웨이퍼를 상,하부의 패키지로 사용하는 웨이퍼 레벨(Wafer Level) 패키징 공법을 통하여 제품의 두께와 크기를 줄여 소형화 및 박형화를 도모하고, 대량생산이 용이하며, 일괄공정으로 패키지의 제조가 가능하여 공정 리드타임 및 공정효율성을 증진시킬 수 있고, 패키지 공정중 여진전극이 접합된 수정편의 주파수를 정밀하게 조정할 수 있고, 높은 기밀성과 정밀성을 확보할 수 있는 수정진동자 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 수정진동자는 외부에서 전압을 가하면, 수정편의 압전현상에 의해 수정편이 진동을 하고, 그 진동을 통해서 주파수를 발생시키는 장치이다. 이러한 수정진동자는 안정된 주파수를 얻을 수 있어 컴퓨터, 통신기기의 발진회로에 사용되어지며, 한단계 더 응용된 전압조정형 수정진동자(VCXO), 온도보상형 수정진동자(TCXO), 항온조정형 수정진동자(OCXO)등의 제품은 보다 세밀하게 주파수 조정을 가능하게 하며, 이와 같은 이유로 모든신호의 기준이 되는 핵심부품으로서 사용되 기도 한다.
최근 휴대폰과 같은 휴대통신단말기의 기능이 다양화되고, 복합화됨에 따라 이에 구비되는 부품도 소형화, 박형화를 요구하고 있다.
도 1은 일반적인 수정진동자를 도시한 분해 사시도로서, 이러한 수정진동자(1)는 복수개의 세라믹시트를 적층하여 상부로 개방된 캐비티를 형성하는 세라믹 패키지(2)와, 상기 세라믹 패키지(2)의 단턱에 형성된 연결전극(3)과 페이스트(3a)를 매개로 접착되는 수정편(4) 및 상기 세라믹 패키지(2)의 상부에 도전성 접착제(5a)를 매개로 덮어져 상기 캐비티를 밀봉하는 리드(5)를 포함하여 구성된다.
이러한 수정진동자(1)를 제조하는 공정은 도 2에 도시한 바와 같이, 복수개의 세라믹시트를 적층하여 바닥면에 내부전극이 형성되고, 상부로 개방된 캐비티를 형성하는 세라믹 패키지(2)를 제공하고, 이러한 세라믹 패키지(2)의 내부에는 단턱을 형성하고, 상기 단턱에는 상기 수정편(4)의 일단을 접착하기 위한 연결전극(3)을 구비한다.
이어서, 상부면과 하부면에 여진전극(4a)이 각각 패터닝된 사각판상의 수정편(4)은 상기 세라믹 패키지(2)의 연결전극(3)에 일단이 도전성 접착제를 매개로 접착하여 탑재하고, 상기 수정편(4)의 여진전극(4a)은 얻고자 하는 공진 주파수에 맞추어 트리밍된다.
그리고, 상기 수정편(4)이 탑재된 세라믹 패키지(2)는 상부단 테두리에 구비되는 코바링(Kovar Ring) 이나 Au/Sn과 같은 실링용 금속접착제(5a)를 매개로 하여 리드(5)를 접합함으로서, 상기 수정편(4)이 탑재되어 진동이 이루어지는 공간을 외 부환경과 차단하게 된다.
그러나, 이러한 수정진동자를 제조하는 공정은 세라믹 시트가 적층된 세라믹 패키지에 수정편을 탑재한 다음, 금속으로 이루어진 리드(5)를 개별적으로 접합해야만 하기 때문에, 적층형 세라믹 패키지의 제조시의 그린시트(Green sheet)의 적층 및 소성공정상의 치수 오차등으로 인하여 일정 값, 대략 200 micron 이상의 폭을 필요하게 되어 패키지 완제품을 소형화 및 소형화하는데 한계가 있었다.
또한, 소형화 제품을 제작하는데 있어서 금속리드와 세라믹 패키지를 서로 접합하는 공정이 매우 번거롭고, 이들간의 정렬이 용이하지 않아서 접합후에 기밀이 보장되지 않아 제품불량의 주원인으로 작용하였다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로써, 그 목적은 서로 다른 재질로 이루어진 웨이퍼를 접합하면서 높은 신뢰성을 얻을 수 있고, 제품의 두께와 크기를 줄여 소형화 및 박형화를 도모하고, 대량생산이 용이하며, 일괄공정으로 패키지의 제조가 가능하여 공정 리드타임 및 공정효율성을 증진시킬 수 있는 수정진동자 제조방법을 제공하고자 한다.
상기한 목적을 해결하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명은 상,하부단이 상,하부면으로 각각 노출되는 복수개의 내외부 연결단자를 구비하는 패키지 웨이퍼를 제공하는 단계 ; 상기 내외부 연결단자의 상단에 높이규제부재를 형성하고, 상기 높이규제부재상에 여진전극이 구비된 수정편의 일단부를 접합하는 단계 ; 상기 수정편이 탑재된 패키지 웨이퍼의 상부면에 하부로 개방된 캐비티를 구비하는 캡 웨이퍼의 하부면을 적층하여 양극접합하는 단계 ; 및 상기 패키지 웨이퍼와 캡 웨이퍼가 서로 접합되는 접합부위를 따라 절단하여 복수개의 수정진동자를 개별적으로 분리하는 단계 ; 를 포함하는 수정진동자 제조방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 패키지 웨이퍼를 제공하는 단계는, 상기 패키지 웨이퍼의 하부면에 제1 패턴마스크를 형성한 다음 상기 패키지 웨이퍼의 하부면을 식각하여 상단이 밀폐된 블라인드 비아홀을 형성하는 단계, 상기 블라인드 비아홀을 에워싸는 제2 패턴마스크를 형성한 다음 상기 블라인드 비아홀 및 패키지 웨이퍼의 하부 면에 도전성 금속막을 코팅하는 단계 및 상기 웨이퍼 패키지의 상부면을 연마하여 상기 블라인드 비아홀의 상부단을 상부로 외부노출시키는 단계를 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 도전성 금속막을 코팅하는 단계는 상기 블라인드 바아홀의 내부공간에 도전성 충진제를 충진하는 단계를 추가 포함한다.
바람직하게, 상기 높이규제부재는 상기 패키지 웨이퍼의 상부면에 상기 내외부 연결단자의 상단을 외부노출시키는 제3 패턴마스크를 형성하고 이를 노광시켜 도금패턴을 형성한 다음, 상기 도금패턴상에 일정두께로 구비되는 제1금속막과, 상기 제1금속막의 상부면에 일정두께로 구비되는 제2금속막으로 이루어진다.
바람직하게, 상기 높이규제부재의 상단에 상기 수정편의 일단을 접합하는 단계는 상기 높이규제부재의 상단에 도전성 페이스트를 도포하는 단계를 추가 포함한다.
바람직하게, 상기 높이규제부재와 수정편은 초음파 방식에 의해서 서로 접합된다.
바람직하게, 상기 패키지 웨이퍼에 접합된 수정편은 상부면에 형성된 여진전극을 건식식각에 의해서 일부 제거하면서 상기 수정편의 주파수를 조정한다.
바람직하게, 상기 수정진동자의 전체 두께를 줄여 박형화하기 위해 상기 캡 웨이퍼의 상부면을 연마하여 박형화하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 캡 웨이퍼의 상부면을 연마하여 박형화하는 단계는 상기 캐비티를 형성한 후에 수행된다
바람직하게, 상기 캡 웨이퍼의 상부면을 연마하여 박형화하는 단계는 상기 패키지 웨이퍼와 캡 웨이퍼가 접합된 상태에서 수행된다.
본 발명에 의하면, 내외부 연결단자에 수정편을 탑재한 패키지 웨이퍼의 상부면에 하부로 개방된 캐비티를 구비하는 캡 웨이퍼를 적층하여 접합한 다음, 패키지 웨이퍼와 캡 웨이퍼가 서로 양급접합되는 접합부위를 절단하여 복수개의 수정진동자를 개별적으로 분리하여 제조함으로서, 웨이퍼 레벨 패키징 공정에 의하여 제품의 두께와 크기를 줄여 소형화 및 박형화를 도모할 수 있고, 대량생산에 의해 제조원가를 절감할 있으며, 일괄공정으로 패키지의 제조가 가능해져 공정 리드타임 및 공정효율성을 증진시킬 수 있다
또한, 패키징 공정중 웨이퍼 상태에서 탑재된 수정편의 주파수를 정밀하게 조정할 수 있고, 패키지 웨이퍼상에서 경박단소화된 수정진동자의 불량을 정밀하게 검사할 수 있기 때문에, 제품의 정밀도 및 신뢰성을 현저히 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.
도 3(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)는 본 발명에 따른 수정진동자의 제조공정중 패키지 웨이퍼에 수정편을 탑재하는 순서도이다.
상기 패키지 웨이퍼(110)는 제조하고자 하는 수정진동자(100)의 하부기판에 해당하며, 저가의 유리 또는 실리콘을 소재로 이루어지는 원반형상의 기판부재이다.
이러한 패키지 웨이퍼(110)에는 후술하는 수정편의 일단과 전기적으로 연결 되는 내외부 연결단자(112)를 복수개 구비하는바, 이러한 내외부 연결단자(112)의 상부단과 하부단은 상기 패키지 웨이퍼(110)의 상부면과 하부면에 각각 외부노출된다.
상기 패키지 웨이퍼(110)에 복수개의 내외부 연결단자(112)를 형성하기 위해서는 도 3(a)에 도시한 바와 같이, 상기 패키지 웨이퍼(110)의 하부면에 제1 패턴마스크(111)를 패터닝하여 형성한다.
그리고, 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 상기 패키지 웨이퍼(110)의 하부면을 샌드 블라스팅(sand blasting)과 같은 건식식각방식 또는 에칭액을 이용한 습식식각방식에 의하여 식각처리함으로서 상단은 밀폐되고 하단은 개방된 일정깊이의 블라인드 비아홀(blind via hole)을 상기 패키지 웨이퍼(110)의 하부면에 복수개 형성한다.
여기서, 상기 블라이드 비아홀(112a)을 형성한 후에 상기 패키지 웨이퍼(110)의 하부면에 잔류하는 제1 패턴마스크(111)는 에싱(ashing)처리공정 등에 의하여 완전히 제거된다.
연속하여, 도 3(c)에 도시한 바와 같이, 상기 패키지 웨이퍼(110)의 하부면에는 상기 블라이드 비아홀(112a)을 에워싸는 제2 패턴마스크(113)를 패터닝하여 형성한다.
그리고, 도 3(d)에 도시한 바와 같이, 상기 패키지 웨이퍼(110)의 하부면에는 도전성 금속을 코팅하게 되면, 상기 제2 패턴마스크(113)가 형성되지 않은 블라이드 비아홀(112a)의 내부면과 패키지 웨이퍼(110)의 일부 하부면에는 일정두께의 도전성 금속막(112b)을 형성하게 된다.
이때, 상기 패키지 웨이퍼(110)가 실리콘을 소재로 이루어지는 경우, 블라이드 비아홀(112a)의 내부면과 패키지 웨이퍼(110)의 일부 하부면에 상기 도전성 금속을 코팅하기 전에 추가 SiO2 , SiN 과 같은 절연코팅막을 코팅한 후에, 상기 도전성 금속을 코팅하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 도전성 금속막(112b)을 형성한 후에 상기 패키지 웨이퍼(110)의 하부면에 잔류하는 제2 패턴마스크(113)는 에싱(ashing)처리공정에 의하여 제거된다.
이어서, 도 3(e)에 도시한 바와 같이, 상기 도전성 금속막(112b)이 일정두께로 코팅된 블라이드 비아홀(112a)의 내부공간에는 일정량의 도전성 충진제(112c)를 충진한다.
이때, 상기 블라이드 비아홀(112a)에 충진되는 도전성 충진제(112c)의 하부면은 상기 패키지 웨이퍼(110)의 하부면에 코팅된 외부단자의 금속막(112b)과 단차를 형성하도록 상기 패키지 웨이퍼(110)의 하부면과 동일한 높이로 충진될 수도 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 도전성 금속막(112b)과 동일한 높이로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 블라인드 비아홀(112a)에 도전성 충진제(112c)가 충진된 후에는 도 3(e)에 도시한 바와 같이, 상기 패키지 웨이퍼(110)의 상부면을 점선으로 도시된 두께위치까지 연마하여 일정두께 제거함으로서 상기 블라이드 비아홀(112a)에 도전성 금속막(112b)이 코팅되거나 이에 더하여 도전성 충진제(112c)가 충진된 내외부 연결단자(112)의 상단을 외부로 노출시킨다.
여기서, 상기 패키지 웨이퍼(110)의 상부면을 연마하는 공정은 상기 내외부 연결단자(112)를 구성하는 블라인드 비아홀(112a)의 내부면에 형성된 도전성 금속막(112b)이 외부로 노출될 때까지 이루어질 수도 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 블라인드 비아홀(112a)의 내부에 충진되는 도전성 충진제(112c)가 도전성 금속막(112b)과 더불어 외부로 노출될 때까지 이루어질 수도 있다.
이어서, 상기 패키지 웨이퍼(110)의 상부면에는 도 3(f)(g)(h)에 도시한 바와 같이, 상기 내외부 연결단자(112)의 상단에 일정높이로 구비되는 높이규제부재(115)를 형성함으로서, 상기 높이규제부재(115)에 일단이 탑재되는 수정편(130)의 타단이 진동시 패키지 웨이퍼(110)에 간섭되는 것을 방지하도록 하는 것이다.
즉, 상기 패키지 웨이퍼(110)의 상부면에는 상기 내외부 연결단자(112)의 상단을 외부노출시키는 제3 패턴마스크(114)를 형성하고 이를 노광시켜 도금패턴을 형성한 다음, 상기 도금패턴상에 일정두께의 제1금속막(115a)을 형성하고, 상기 제1금속막(115a)의 상부면에 일정두께의 제2금속막(115b)을 형성함으로서 수십 ㎛의 높이규재부재(115)를 구비하게 된다.
상기 높이규제부재(115)를 형성한 후에 상기 패키지 웨이퍼(110)의 상부면에 잔류하는 제3 패턴마스크(114)는 에싱(ashing)처리공정에 의하여 제거된다.
여기서, 상기 제1금속막(115a)은 Cu소재로 이루어지고, 상기 제2금속막(115b)은 Au 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
연속하여, 도 3(i)에 도시한 바와 같이, 상부면과 하부면에 여진전극(131,132)을 각각 형성한 수정편(130)은 상기 높이규제부재(115)의 상단에 일단이 초음파 융착에 의해서 접착되어 상기 내외부 연결단자(112)와 전기적으로 연결되며, 상기 수정편(130)은 상기 높이규제부재(115)에 의해서 상기 패키지 웨이퍼의 상부면으로부터 일정높이를 유지하면서 타단에 자유단을 형성하게 된다.
그리고, 상기 높이규부재(115)의 상단에 수정편(130)의 일단을 초음파 방식으로 용착하여 탑재하기 전에, 초음파 접합강도를 높이고 상기 수정편의 설치높이를 보다 높일 수 있도록 도전성 페이스트를 도포할 수도 있다.
한편, 상기 패키지 웨이퍼(110)의 높이규제부재(115)를 매개로 하여 내외부 연결단자(112)에 전기적으로 탑재된 수정편(130)은 도 3(j)에 도시한 바와 같이, 상부면에 형성된 여진전극(131)이 상부로 외부노출되어 있는 바, 상기 수정편(130)의 직상부로부터 이온빔(ion beam)을 조사하여 상기 여진전극(131)의 일부를 제거하는 이온 빔 에칭과 같은 건식식각을 수행함으로서 상기 수정편(120)의 주파수를 조정하게 된다.
이때, 상기 내외부 연결단자(112)를 통하여 수정편(120)의 여진전극(131)에 전원을 인가하여 진동을 발생시키고, 이때 발생되는 주파수를 조정하는 작업은 상기 패키지 웨이퍼(110)의 하부에 배치되어 상기 내외부 연결단자(112)에 선단부가 접촉되는 프로브(미도시)에 의해서 이루어진다.
도 4(a)(b)(c)(d)는 본 발명에 따른 수정 진동자의 제조공정중 캡 웨이퍼에 캐비티를 형성하는 순서도이다.
상기 캡 웨이퍼(120)는 제조하고자 하는 수정진동자(100)의 상부기판에 해당하며, 저가의 유리 또는 실리콘을 소재로 이루어지는 원반형상의 기판부재이다.
이러한 캡 웨이퍼(120)에는 상기 패키지 웨이퍼(110)와의 접합시 상기 패키지 웨이퍼(110)에 탑재된 수정편(130)을 외부환경과 차단하는 밀폐공간을 형성하도록 캐비티(C)를 형성하는바, 이러한 캐비티(C)는 상기 캡 웨이퍼(120)의 하부면에 하부로 개방된 상태로 구비된다.
상기 캡 웨이퍼(120)의 하부면에는 도 4(a)(b)(c)에 도시한 바와 같이, 보호마스크(121)를 형성하고, 상기 캡 웨이퍼(120)의 하부면을 샌드 블라스팅과 같은 건식식각방식 또는 에칭액을 이용한 습식식각방식에 의해서 식각처리함으로서 하부로 개방된 캐비티(C)를 형성하게 된다.
그리고, 상기 캐비티(C)을 형성한 후에 상기 캡 웨이퍼(120)의 하부면에 잔류하는 보호마스크(121)는 에싱(ashing)처리공정에 의하여 제거된다.
여기서, 상기 보호마스크(121)는 포토 레지스트(photo resist), 드라이 필름 레지스트(dry film resist)를 사용하고, 패턴의 폭이 넓은 경우에는 메탈 마스크(metal mask)를 사용할 수도 있다.
한편, 상기 캐비티(C)가 하부면에 형성된 캡 웨이퍼(120)는 도 3(c)에 도시한 바와 같이, 패키지의 두께를 보다 박형화하기 위해서 점선으로 도시된 위치까지 캡 웨이퍼(120)의 상부면을 연마하는 것이 바람직하다.
도 5(a)(b)(c)는 본 발명에 따른 수정진동자를 제조하는 공정중 캡 웨이퍼와 패키지 웨이퍼를 접합하는 순서도이다.
상기 패키지 웨이퍼(110)와 캡 웨이퍼(120)간의 접합은 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 수정편(130)을 탑재한 패키지 웨이퍼(110)를 하부부품으로 하여 하측에 배치하고, 상기 캐비티(C)를 형성한 캡 웨이퍼(120)를 상부부품으로 하여 상측에 배치한 상태에서 이루어진다.
이때, 상기 캡 웨이퍼(120)의 하부면에 형성된 캐비티(C)는 상기 수정편(130)과 대응하고, 상기 캡 웨이퍼(120)의 하부 접합면은 상기 패키지 웨이퍼(120)의 상부 접합면과 서로 마주한다.
이러한 상태에서, 도 5(b)에 도시한 바와 같이, 상기 패키지 웨이퍼(110)에 캡 웨이퍼(120)를 적층하게 되면, 상기 수정편은 상기 캡 웨이퍼(120)의 캐비티(C)와 패키지 웨이퍼(110)사이에 형성되는 공간에 배치되고, 상기 패키지 웨이퍼(110)의 상부 접합면과 상기 캡 웨이퍼(120)의 하부 접합면은 서로 맞닿게 된다.
이때, 상기 상,하부 접합면은 상기 수정편(130)의 외측을 에워싸도록 연속되는 밀폐라인으로 구비된다.
연속하여, 상기 캡 웨이퍼(120)와 패키지 웨이퍼(110)중 어느 하나가 실리콘 웨이퍼로 구비되고 나머지 유리 유리웨이퍼로 이루어지는 경우, 대기중 또는 진공에서 가열한 실리콘 웨이퍼와 고전압으로 유리웨이퍼를 가열함으로서 상기 패키지 웨이퍼(110)의 상부 접합면과 상기 캡 웨이퍼(120)의 하부 접합면을 일체로 접합하는 것이다.
연속하여, 상기 패키지 웨이퍼(110)의 상부 접합면과 상기 캡 웨이퍼(120)의 하부 접합면이 양극접합방식에 의해서 일체로 접합하게 되면, 상기 수정편(130)의 외측을 따라 연속되는 실링라인을 형성하게 되고, 이로 인하여 상기 수정편(130)은 외부환경과 완전히 차단하게 되는 것이다.
그리고, 상기와 같이 양극접합된 패키지 웨이퍼(110)와 캡 웨이퍼(120)는 패키지의 전체두께를 줄여 보다 박형화하기 위해서 상기 캡 웨이퍼(120)의 상부면을 연마하여 제거한다.
여기서, 상기 캡 웨이퍼(120)의 상부면을 연마하여 박형화하는 공정은 상기 패키지 웨이퍼(110)와 캡 웨이퍼(120)를 서로 접합한 상태에서 이루어지는 것에 한정되는 것은 아니며 상기 캡 웨이퍼(120)의 하부면에 캐비티(C)를 형성한 후에 수행될 수도 있다.
한편, 상기 패키지 웨이퍼(110)와 캡 웨이퍼(120)가 서로 접합되어 실링라인을 형성하는 접합부위를 절단라인으로 하여 이를 따라 절단하게 되면, 도 5(c)에 도시한 바와 같이, 수정편(130)이 탑재된 패키지 웨이퍼(110)를 하부기판으로 하고, 캐비티(C)를 형성한 캡 웨이퍼(120)를 상부기판으로 하고, 상기 수정편(130)이 양극접합되는 접합면에 의해서 밀봉처리되는 복수개의 수정진동자(100)를 개별적으로 분리하여 제조할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 캐비티(C)가 형성되는 캡웨이퍼(120)가 실리콘을 소재로 하여 이루어지는 경우, 상기 내외부 연결단자(112)를 구비하여 수정편(130)이 탑재되는 패키지 웨이퍼(110)는 유리소재로 하여 이루어져 상기 패키지 웨이퍼(110)와 캡 웨이퍼가 서로 접하여 양극 접합된다.
반면에, 상기 캐비티(C)가 형성되는 캡웨이퍼(120)가 유리를 소재로 하여 이루어지는 경우, 상기 내외부 연결단자(112)를 구비하여 수정편(130)이 탑재되는 패키지 웨이퍼(110)는 실리콘 소재로 하여 이루어져 상기 패키지 웨이퍼(110)와 캡 웨이퍼가 서로 접하여 양극 접합되며, 이때, 상기 패키지 웨이퍼(110)는 절연성을 확보하기 우해서 고절연 웨이퍼를 사용하거나, 외부면에는 절연막을 코팅하고 상기 내외부 연결단자(112)와 전기적으로 연결되는 전극패턴을 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
도 1은 일반적인 수정진동자를 도시한 분해사시도이다.
도 2는 일반적인 수정진동자를 제조하는 공정 순서도이다.
도 3(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)는 본 발명에 따른 수정진동자의 제조공정중 패키지 웨이퍼에 수정편을 탑재하는 순서도이다.
도 4(a)(b)(c)(d)는 본 발명에 따른 수정 진동자의 제조공정중 캡 웨이퍼에 캐비티를 형성하는 순서도이다.
도 5(a)(b)(c)는 본 발명에 따른 수정진동자를 제조하는 공정중 캡 웨이퍼와 패키지 웨이퍼를 접합하는 순서도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 패키지 웨이퍼 112 : 내외부 연결단자
112a : 블라인드 비아홀 115 : 높이규제부재
120 : 캡 웨이퍼 121 : 보호마스크
130 : 수정편 131,132 : 여진전극

Claims (10)

  1. 상,하부단이 상,하부면으로 각각 노출되는 복수개의 내외부 연결단자를 구비하는 패키지 웨이퍼를 제공하는 단계 ;
    상기 내외부 연결단자의 상단에 높이규제부재를 형성하고, 상기 높이규제부재상에 여진전극이 구비된 수정편의 일단부를 접합하는 단계 ;
    상기 수정편이 탑재된 패키지 웨이퍼의 상부면에 하부로 개방된 캐비티를 구비하는 캡 웨이퍼의 하부면을 적층하여 양극접합하는 단계 ; 및
    상기 패키지 웨이퍼와 캡 웨이퍼가 서로 접합되는 접합부위를 따라 절단하여 복수개의 수정진동자를 개별적으로 분리하는 단계 ; 를 포함하는 수정진동자 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 패키지 웨이퍼를 제공하는 단계는, 상기 패키지 웨이퍼의 하부면에 제1 패턴마스크를 형성한 다음 상기 패키지 웨이퍼의 하부면을 식각하여 상단이 밀폐된 블라인드 비아홀을 형성하는 단계, 상기 블라인드 비아홀을 에워싸는 제2 패턴마스크를 형성한 다음 상기 블라인드 비아홀 및 패키지 웨이퍼의 하부면에 도전성 금속막을 코팅하는 단계 및 상기 웨이퍼 패키지의 상부면을 연마하여 상기 블라인드 비아홀의 상부단을 상부로 외부노출시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 수정진동자 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도전성 금속막을 코팅하는 단계는 상기 블라인드 바아홀의 내부공간에 도전성 충진제를 충진하는 단계를 추가 포함함을 특징으로 하는 수정진동자 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 높이규제부재는 상기 패키지 웨이퍼의 상부면에 상기 내외부 연결단자의 상단을 외부노출시키는 제3 패턴마스크를 형성하고 이를 노광시켜 도금패턴을 형성한 다음, 상기 도금패턴상에 일정두께로 구비되는 제1금속막과, 상기 제1금속막의 상부면에 일정두께로 구비되는 제2금속막으로 이루어짐을 특징으로 하는 수정진동자 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 높이규제부재의 상단에 상기 수정편의 일단을 접합하는 단계는 상기 높이규제부재의 상단에 도전성 페이스트를 도포하는 단계를 추가 포함함을 특징으로 하는 수정진동자 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 높이규제부재와 수정편은 초음파 방식에 의해서 서로 접합됨을 특징으로 하는 수정진동자 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 패키지 웨이퍼에 접합된 수정편은 상부면에 형성된 여진전극을 건식식각에 의해서 일부 제거하면서 상기 수정편의 주파수를 조정함을 특징으로 하는 수정진동자 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 수정진동자의 전체 두께를 줄여 박형화하기 위해 상기 캡 웨이퍼의 상부면을 연마하여 박형화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수정진동자 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 캡 웨이퍼의 상부면을 연마하여 박형화하는 단계는 상기 캐비티를 형성한 후에 수행됨을 특징으로 하는 수정진동자 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 캡 웨이퍼의 상부면을 연마하여 박형화하는 단계는 상기 패키지 웨이퍼와 캡 웨이퍼가 접합된 상태에서 수행됨을 특징으로 하는 수정진동자 제조방법.
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