本发明专利技术涉及一种密封结构，包括形成密封空间的一组基材、形成于至少一个基材并与密封空间连通的贯通孔、将贯通孔密封的密封构件。在本发明专利技术中，在形成有贯通孔的基材的表面上具备由金等的块状金属构成的基底金属膜。并且，密封构件接合于基底金属膜并将所述贯通孔密封，密封构件由密封材料及盖状金属膜构成，所述密封材料接合于基底金属膜并由纯度99.9质量％以上的金等的金属粉末的压缩体构成，所述盖状金属膜接合于密封材料且由金等的块状金属构成。此外，密封材料由与基底金属膜相接的外周侧的致密化区域和与贯通孔相接的中心侧的多孔质区域构成。该致密化区域的任意截面的空隙率以面积率计成为10％以下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】贯通孔的密封结构及密封方法、以及用于将贯通孔密封的转印基板
本专利技术涉及对于MEMS器件或半导体器件等要求气密密封的封装构件适用的密封结构。详细而言，涉及对于设有与搭载元件的密封空间连通的贯通孔的基材，用于将贯通孔闭塞而对密封空间进行气密密封的结构。
技术介绍
压力传感器、加速度传感器等MEMS(MicroElectroMechanicalSystems)器件或各种半导体器件为了防止空气中的湿气、氧引起的元件的氧化、劣化而在封入于封装体的状态下使用。作为上述的封装体的制造工序，在固定有元件的基体上将成为盖体的帽盖重叠而将两者接合来进行气密密封。在帽盖上预先热粘结有钎料，通过使钎料再次熔融而与基体接合，由此能够形成内部的密封空间。在如上所述使用钎料将基体与帽盖接合的情况下，在钎料的熔融时由于微量地含有的气体成分的放出而空间内部的真空度/洁净度可能会变化。在此，气密密封封装体的内部空间的真空度/洁净度根据与适用的元件对应的等级来设定。并且，根据元件的种类，也存在即使在密封空间内残留有极微量的气体成分也不被允许的情况。因此，作为在形成了密封空间之后能够进行内部的真空度/洁净度的调整用的密封结构，存在有在帽盖或基体上预先设定有贯通孔的情况。在该密封结构中，已知有在将帽盖与基体进行了接合之后，将密封空间内排气成真空，向贯通孔填充钎料而将贯通孔密封的结构(专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-165494号公报专利文献2：日本专利第5065718号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的课题在上述的设定有贯通孔的密封结构中，在将基体与帽盖接合时即使从钎料放出气体成分，通过之后进行排气处理也能够提高密封空间的真空度。然而，即使是该密封结构也会担心贯通孔的闭塞所使用的钎料的影响。这是因为，虽然贯通孔密封用的钎料的使用量不太多，但是对于将要求高度的真空度/洁净度的元件进行密封的情况来说可认为会成为问题。而且，在利用钎料将贯通孔密封时，熔融的钎料侵入到密封空间内，在最差的情况下，附着于元件并使元件破损的危险性的存在也成为担心钎料的影响的主要原因。此外，钎料虽然也受其种类的影响，但是存在作业温度升高的倾向。作为封装体密封用的钎料，通常使用可靠性/耐蚀性良好的Au-Sn系钎料。AuSn系钎料的熔点为约280℃左右，密封作业温度多设定为300℃以上。如果从保护封装体内的元件的观点出发，封装体的加热优选设为低温。并且，为了应对近年来的对各种器件的小型化/薄型化的要求，这些制造工艺也能观察到变化。作为元件向器件的安装方法，从在逐个地制造的基体/帽盖上封装芯片的已存方式向晶片级封装体的应对不断进展。晶片级封装体是不使晶片与芯片分离地在晶片上完成从密封材料的设置至器件的组装为止的工艺。因此，在晶片级封装体中，在1片晶片上设定多个密封区域。并且，需要将在1片晶片上设定的多个密封区域同时密封。目前，需要能够灵活地应对这样的工艺的密封方法。本专利技术鉴于以上那样的背景而作出，其目的在于关于实现适用了贯通孔的密封空间的气密密封的密封结构，提供一种能够抑制密封空间内的污染并低温地实现的密封结构。而且，也明确了对于晶片级封装体那样的设定有多个的密封空间能够有效地密封的方法。用于解决课题的方案解决上述课题的本专利技术涉及一种密封结构，包括形成密封空间的一组基材、形成于所述一组基材中的至少一个基材并与所述密封空间连通的至少一个贯通孔、及将所述贯通孔密封的密封构件，其中，在形成有所述贯通孔的所述基材的表面上具备基底金属膜，该基底金属膜由块状金属构成，且以至少包围所述贯通孔的周边部的方式形成，所述块状金属由金、银、钯、铂中的至少任一个形成，所述密封构件与所述基底金属膜接合并将所述贯通孔密封，所述密封构件由密封材料及盖状金属膜构成，所述密封材料与所述基底金属膜接合并由纯度99.9质量％以上的从金、银、钯、铂中选择的一种以上的金属粉末的压缩体构成，所述盖状金属膜与所述密封材料接合并由块状金属构成，所述块状金属由金、银、钯、铂中的至少任一个形成，所述密封材料由与所述基底金属膜相接的外周侧的致密化区域和与所述贯通孔相接的中心侧的多孔质区域构成，所述致密化区域的任意截面的空隙率以面积率计为10％以下。本专利技术的密封结构适用规定的金属粉末的压缩体作为用于将贯通孔密封的密封构件。在这一点上，与以钎料为主体的现有技术不同。在此，关于在本申请专利技术中适用的金属粉末的压缩体，本申请人已经通过专利文献2展示了作为密封材料的有用性。根据专利文献2，该金属粉末压缩体以通过涂布由规定的纯度、粒径的金属粉末和溶剂构成的金属糊剂并进行烧制而生成的金属粉末烧结体为先驱体。并且，对于该作为先驱体的金属粉末烧结体进行加压，由此产生致密化而形成金属粉末压缩体。基于加压的烧结体的致密化的机构通过金属粉末的塑性变形/结合这样物理性的变化与由热能而产生的再结晶这样的金属组织的变化的协同而致密化进展。并且，这样形成的金属粉末压缩体能够期待发挥高气密性的情况，暗示了将贯通孔作为密封构件的可能性。然而，根据本专利技术者们的研讨可知，在将金属粉末烧结体直接覆盖于具有贯通孔的基材而进行了压缩时，虽然与基材相接的贯通孔周边部的烧结体的致密化进展，但是面对贯通孔的烧结体未充分被压缩而致密化未充分进展。并且，确认到如下情况：在烧结体的面对贯通孔的部分残留有多孔质组织，保持原样的话无法确保充分的气密性。此外，也确认到如下情况：致密化的贯通孔周边部的烧结体也是即使其自身致密化成能够发挥密封效果的程度，在与基材接触的接触界面附近也残存有间隙，气密性有时会不足。因此，本专利技术者们研讨了利用金属粉末烧结体并将贯通孔可靠地气密密封的结构。其结果是发现了如下情况：在金属粉末烧结体的上下配置有基底金属膜和盖状金属膜这2个金属膜的基础上导入金属粉末烧结体，由该金属粉末烧结体形成金属粉末压缩体，由此能成为气密性极高的密封构件。将金属粉末烧结体这样的多孔质体一边使块状的金属膜接触一边压缩时，不仅形成致密化的压缩体，而且在与金属膜的接触界面处，将压缩前存在的微小的间隙压扁而紧贴性提高。因此，能确保金属粉末压缩体与基材的接触界面附近的密闭性。而且，在金属粉末压缩体的与贯通孔连通的区域虽然包含孔隙，但是在其上方紧贴的块状的金属膜(盖状金属膜)作为牢固的盖体而发挥气密性。这样，本专利技术是密封结构，其特征在于，在金属粉末烧结体的上下配置2个块状金属膜(基底金属膜和盖状金属膜)，以在它们之间形成的金属粉末压缩体为主要结构。以下，详细说明本专利技术的密封结构的各结构。需要说明的是，在本专利技术中，形成密封空间的一组基材是除了将构成气密密封封装体的基体与帽盖组合的独立的封装体之外，由于将气密密封封装体同时形成多个，因此也包括设定有多个密封空间的基板的组合的概念。本专利技术因此是也能够应用于晶片级封装体的技术。一组基材是2个以上的基材的组合的意义。另外，本专利技术涉及用于对与密封空间连通的贯通孔进行闭塞/密封的密封结构，形成于基材的贯通孔的存在成为前提。贯通孔只要在密封空间设定至少一个即可，其位置、尺寸及形状不受限定。此外，对于形成密封空间的一组基材，设定为哪个基材也没有限定。本专利技术的密封结构通过在以包围贯通孔的方式设置的基底金属膜上形成密封构件而构成，该密封构本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种密封结构，包括形成密封空间的一组基材、形成于所述一组基材中的至少一个基材并与所述密封空间连通的至少一个贯通孔、及将所述贯通孔密封的密封构件，其中，在形成有所述贯通孔的所述基材的表面上具备基底金属膜，该基底金属膜由块状金属构成，且以至少包围所述贯通孔的周边部的方式形成，所述块状金属由金、银、钯、铂中的至少任一个形成，所述密封构件与所述基底金属膜接合并将所述贯通孔密封，所述密封构件由密封材料及盖状金属膜构成，所述密封材料与所述基底金属膜接合并由纯度99.9质量％以上的从金、银、钯、铂中选择的一种以上的金属粉末的压缩体构成，所述盖状金属膜与所述密封材料接合并由块状金属构成，所述块状金属由金、银、钯、铂中的至少任一个形成，所述密封材料由与所述基底金属膜相接的外周侧的致密化区域和与所述贯通孔相接的中心侧的多孔质区域构成，所述致密化区域的任意截面的空隙率以面积率计为10％以下。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.21 JP 2016-0848931.一种密封结构，包括形成密封空间的一组基材、形成于所述一组基材中的至少一个基材并与所述密封空间连通的至少一个贯通孔、及将所述贯通孔密封的密封构件，其中，在形成有所述贯通孔的所述基材的表面上具备基底金属膜，该基底金属膜由块状金属构成，且以至少包围所述贯通孔的周边部的方式形成，所述块状金属由金、银、钯、铂中的至少任一个形成，所述密封构件与所述基底金属膜接合并将所述贯通孔密封，所述密封构件由密封材料及盖状金属膜构成，所述密封材料与所述基底金属膜接合并由纯度99.9质量％以上的从金、银、钯、铂中选择的一种以上的金属粉末的压缩体构成，所述盖状金属膜与所述密封材料接合并由块状金属构成，所述块状金属由金、银、钯、铂中的至少任一个形成，所述密封材料由与所述基底金属膜相接的外周侧的致密化区域和与所述贯通孔相接的中心侧的多孔质区域构成，所述致密化区域的任意截面的空隙率以面积率计为10％以下。2.根据权利要求1所述的密封结构，其中，基底金属膜的厚度为0.01μm以上且10μm以下。3.根据权利要求1或2所述的密封结构，其中，盖状金属膜的厚度为0.01μm以上且10μm以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的密封结构，其中，密封材料的横截面的截面积为贯通孔的横截面的截面积的1.2倍以上且6倍以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的密封结构，其中，密封材料的厚度为0.1μm以上且10μm以下。6.根据权利要求1～5中任一项所述的密封结构，其中，密封材料是通过对于纯度为99.9质量％以上、平均粒径为0.01μm以上且1....
【专利技术属性】
技术研发人员：小柏俊典，佐佐木裕矢，宫入正幸，
申请(专利权)人：田中贵金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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