[發明專利]感測元件結構與制造方法

有效

• 申請號: 200910164441.4
• 申請日: 2009-08-03
• 公開（公告）號: CN101987719A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 陳榮泰;許郁文;陳士;林靖淵;潘力齊;何宗哲
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81C1/00;B81B3/00;B81C5/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

技術領域

本揭露上關于一種感測元件結構與制造方法。

背景技術

經由微制造(microfabrication)技術，微機電系統(Micro-Electro-Mechanical?Systems，MEMS)將機械元件、感測元件、動作器(actuator)、以及電子零件(electronics)等整合在一共享硅基板(common?silicon?substrate)上。近年來，MEMS加速度計(accelerometer)在通訊市場，例如手機市場的成長率預計可達近百倍之多。MEMS加速度計構裝相關技術也不斷地被提出。

美國專利公開號2007/0114623揭露的一種MEMS元件及制作方法。如圖1所示，此技術采用一具有垂直電鍍通孔110的轉接板120，作為感測芯片(sensor?chip)初級密封構裝(sealing?mount?package)與ASIC芯片的垂直整合系統模塊構裝。此構裝是將經過初級密封構裝的MEMS感測芯片130與特殊用途集成電路(Application?Specific?IC，ASIC)芯片140，分別以陽極接合(anodic?bonding)與覆晶接合(flip-flop?bonding)的工藝，例如由排列的覆晶接點161-163與焊錫凸塊169-170，組裝于轉接板120的相對兩側。而ASIC芯片140與MEMS感測芯片130之間，系統線路的串聯是通過轉接板120的兩面的導線布局與垂直電鍍通孔110來完成。ASIC芯片140與轉接板120的覆晶結合(flip-flop?bonding)工藝是采用芯片/晶片的單體個別接合方式進行。

美國專利號6,750,521揭露一種MEMS元件的表面構裝(surface?mountpackage)。如圖2所示，蓋板芯片(capped?chip)216由密封環(sealring)232以錫球接合(solder?bonding)至元件芯片(device?chip)212。蓋板芯片216有一面對元件芯片212的下表面222、一反向的上表面224、以及兩表面之間的一些電子連接零件。這些電子連接零件與元件芯片212上方的滑槽(runner)226電性通訊(electrically?communicate)。滑槽226電性連接(electrically?connect)至一微機械元件(micromachine)214，由此提供了從微機械元件214至元件芯片212的外部(exterior)的一信號路徑(signal?path)。

蓋板芯片216還包括一些接合墊(bond?pad)220來與電子連接零件電性通訊。由接合墊220上方的焊錫凸塊(solder?bump)234的流回(reflow)所形成的焊錫連接物(solder?connection)230，蓋板芯片216能夠表面構裝至含有元件芯片212和微機械元件214的一電路板(circuit?board)。而元件芯片212上方的微機械元件214是被包含在一腔體(cavity)218內，所以，此表面構裝將感測腔體空間預留在蓋板芯片216里。

美國專利號7,275,424揭露一種芯片級蓋板感測元件(wafer?levelcapped?sensor)。如圖3所示，感測元件310包含一芯片(die)314、一蓋板晶片(cap?wafer)312、以及一導電路徑(conductive?pathway)318。芯片314備有一工作區(working?portion)330。蓋板晶片312與芯片314耦合至工作區330的一部分。覆晶接觸球(flip-flop?contact?balls)342形成在金屬接觸材料(metal?contacts)340上，而導電路徑318穿梭蓋板晶片312而延伸至工作區330，并提供了至工作區330的一電性接口。蓋板晶片312備有一腔體(cavity)326，以形成一內部的腔體空間(internalchamber)，來保護芯片314的工作區330，所以，感測元件310的感測腔體空間是預留在蓋板晶片312里。而蓋板晶片312與芯片314之間的空隙334可填充如聚合物(polymer)材料和一些密封玻璃(seal?glass)352。

發明內容

本揭露的實施范例中，可提供一種感測元件結構裝與制造方法。