[發明專利]微機電模塊以及其制造方法

在審

• 申請號: 201510099835.1
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN104909330A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 羅烱成;康育輔;王寧遠;林炯彣
• 申請（專利權）人: 立锜科技股份有限公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C3/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳肖梅;謝麗娜

技術領域

本發明涉及一種微機電模塊，此微機電模塊包含微機電元件與微電子電路，其中微機電元件堆疊于微電子電路之上，而微電子電路通過硅通孔以和微機電元件以及模塊外部進行訊號溝通。

背景技術

微機電元件常用于運動或壓力感測，例如加速傳感器，陀螺儀、高度計等。微機電元件的偵測結果須通過微電子電路予以讀出。在其中一類技術方案中，是將微機電元件和微電子電路分開制作為不同的芯片(die)，再封裝在一起，構成封裝后的微機電模塊。

圖1一現有技術的微機電模塊10，其中的微機電元件11堆疊于微電子電路12。雖此設計可縮小封裝所占面積，但具有至少一缺點：微機電元件11與微電子電路12通過堆疊部分進行訊號溝通，故微機電元件11與微電子電路12間的堆疊對準精度要求極高。

參照圖2，其顯示根據美國專利US?8610272的微機電元件封裝20，其包含微機電元件21、引線23、下封裝層(Bottom?Package?Layer)24、以及焊球25。微機電元件21通過引線23連接至焊球25，以外接至微電子電路(未顯示)。此現有技術的結構設計中，并未考慮如何整合微電子電路于封裝之中，需要另行封裝微電子電路，再將微機電元件封裝20與封裝后的微電子電路予以電性連接，因此尺寸難以小型化。

圖3顯示現有技術的一電路封裝30，其設計為電路元件32為避免頂部拉引線造成整體厚度增加，故于下方連接一底板300，而底板300中具有多個硅通孔36以分配電路元件32的對外線路，并通過其中多個硅通孔36頂部拉引線33以耦接于另一電路元件37。此現有技術的結構設計中，是將電路元件37設置在底板300的側方，此安排方式將使整體封裝的面積增加，不利于尺寸小型化。

圖4顯示現有技術的另一電路封裝40，其設計為上下分置的電路元件42、47，分別由其頂部拉引線至底板400、410，而底板400中包含多個硅通孔46。兩電路元件42、47之間以焊球45來連接進行訊號溝通，又，對外部則利用焊球450來進行訊號溝通。相較于圖3的電路封裝30，電路封裝40還增加頂部拉引線所增加的厚度，此設計造成整體厚度大幅增加。

圖3、圖4的現有技術中，并未明確提到將電路芯片與微機電元件芯片封裝成一個模塊。

前述現有技術或是未能提供封裝在一起的小尺寸微機電模塊、或是雖能提供封裝在一起的小尺寸微機電模塊但要求極高的堆疊對準精度。有鑒于此，本發明提供一種小尺寸的微機電模塊，且不需要高的堆疊對準精度，以解決現有技術的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足與缺陷，提出一種小尺寸的微機電模塊，且不需要高的堆疊對準精度，此微機電模塊包含微機電元件與微電子電路，其中微機電元件堆疊于微電子電路之上，而微電子電路通過硅通孔以和微機電元件以及模塊外部進行訊號溝通。

為達上述目的，就其中一個觀點，本發明提供一種微機電模塊，包含：一微機電元件芯片與一微電子電路芯片，該微機電元件芯片堆疊并結合于該微電子電路芯片的上方，其中，該微電子電路芯片包含一基板，該基板內具有連接基板上下表面的至少一個硅通孔(Through-Silicon?Via)、以及至少一個微電子電路，該微電子電路包含一電路區與一訊號層，彼此電性連接，且該訊號層與硅通孔直接連接；以及至少一個引線，其一端連接該微機電元件芯片，另一端連接該至少一個硅通孔，其中，于微機電元件芯片和微電子電路芯片的堆疊處，微機電元件芯片與微電子電路芯片并不在此處進行訊號溝通。

一實施例中，微機電模塊還包含一下封裝層，包覆微電子電路芯片的下方，該下封裝層具有至少一個對外接點，以連接至對應的焊球，以供對外進行訊號溝通。

一實施例中，微機電模塊又包含一上封裝層，該上封裝層包覆該微機電元件芯片、該引線、以及該基板的上表面。

一實施例中，該微機電元件芯片包含一遮蓋，該遮蓋于該微機電元件內部形成一腔體。

一實施例中，該微機電元件芯片包含一遮蓋，該遮蓋于該微機電元件內部形成一腔體，且其中該上封裝層與該遮蓋具有相連的開口，而該腔體為連接該開口的一開放腔體。

一實施例中，該訊號層位于該微電子電路的上方，較靠近于該微機電元件芯片，且該訊號層直接連接于該硅通孔的上方；或該訊號層位于該微電子電路的下方，較靠近于該微電子電路芯片的下方，且該訊號層直接連接于該硅通孔的下方。