CN100406373C - 微镜元件封装构造 - Google Patents
微镜元件封装构造 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100406373C CN100406373C CNB2004100637196A CN200410063719A CN100406373C CN 100406373 C CN100406373 C CN 100406373C CN B2004100637196 A CNB2004100637196 A CN B2004100637196A CN 200410063719 A CN200410063719 A CN 200410063719A CN 100406373 C CN100406373 C CN 100406373C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- packaging structure
- semiconductor wafer
- enclosing cover
- micromirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims description 31
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 86
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims description 3
- 108091092195 Intron Proteins 0.000 claims 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 12
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 12
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 abstract description 12
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Micromachines (AREA)
Abstract
一种微镜元件封装构造包含一基板、一底部基板、一外盖基板、一半导体晶片、一第一粘著剂、一第二粘著剂、复数条连接线、以及一外盖。该基板具有一环状立壁。该底部基板是配置于该基板上，位于该环状立壁中。外盖基板、半导体晶片和底部基板三者的热膨胀系数相匹配。该第一粘著剂是具有第一间隔子，配置于该外盖基板与该半导体晶片之间，用以将该外盖基板与该半导体晶片间隔开，并将该外盖基板固定于该半导体晶片上。该第二粘著剂是具有第二间隔子，配置于该半导体晶片与该底部基板之间，用以将该半导体晶片与该底部基板间隔开，并将该半导体晶片固定于该底部基板上。该连接线是用以将该半导体基板电性连接至该基板。该外盖是配置于该环状立壁上。
Description
技术领域
本发明是有关于一种半导体封装构造及其制造方法，更特别是有关于一种具有密闭空腔的微机械(micromachine)封装构造。
背景技术
微机械已是广为人知的，诸如微机械感应元件(micromachine sensingelement)以及微镜子(micromirror)。微机械包括缩小的可移动或可摆动结构，诸如悬臂梁、电容元件、轭(yoke)、及铰链。这些微机械结构通常是与半导体元件，诸如互补式金属氧化物半导体(ComplimentaryMetal-Oxide Semiconductor；CMOS)，共同作用，而使该可摆动结构产生位移。由于这些微机械的作用是取决于缩小的可摆动结构的可移动性，所以很重要的是，包含该微机械的封装构造绝对不能接触该缩小的可摆动结构。
现有技术业已揭示许多微机械的封装构造，诸如美国专利第6,415,505号中所揭示的，其作为本案的参考。
参考图1，其显示现有技术的一微镜元件封装构造10。该微镜元件封装构造10包括一微镜子晶片14具有可摆动结构15、以及一半导体晶片，诸如互补式金属氧化物半导体CMOS(Complimentary Metal-OxideSemiconductor)晶片12，具有致动器或电极13与该可摆动结构15相对应。该微镜子晶片14是配置于该CMOS晶片12上，且与该CMOS晶片12间由间隔子16均匀地间隔开，以形成一密闭空腔30，如此使得该可摆动结构15可与该电极13共同作用，且于该空腔30中自由的移动。该CMOS晶片12是由一胶层32固定于一陶瓷基板20，并由复数条连接线36电性连接至该陶瓷基板20。该陶瓷基板20具有一环状立壁22环绕该CMOS晶片12，且一透明外盖26是由密封件24，固定于该环状立壁22上。又，该微镜子晶片14可另由接地线34，连接于该基板20上。
于此一结构中，该CMOS晶片12一般是由硅所制造，该微镜子晶片14一般是为透明的玻璃所制造，诸如Corning公司以Eagle 2000为商标名所贩售。玻璃的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion；CTE)是可与硅大体上相同，约为4ppm/℃，用以降低其间的所存在的热不协调(thermal mismatch)。然而，该基板20的热膨胀系数是约为12-14ppm/℃，故于该基板20与该CMOS晶片12间的热膨胀系数便存在相当大的差异。当该微镜元件封装构造10于制造过程中或与操作过程中，承受温度变化时，该CMOS晶片12便会承受循环的应力，导致翘曲(Warpage)或疲劳破坏。尤其，该微镜元件封装构造10是为一光学元件，举例而言，安装于一投影机中，因此即使微小的变形量亦有可能造成透影画面的品质降低。
因此，便有需要提供一种半导体微机械封装构造，能够克服前述的缺点。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种具有微机械的半导体封装构造，其具有较低的热不变形量。
为达上述目的，本发明提供一种微镜元件封装构造，其特征在于，其包含：
一基板，具有一环状立壁；
一底部基板，配置于该基板上，位于该环状立壁中；
一外盖基板；
一半导体晶片，其中该外盖基板、该半导体晶片和该底部基板三者的热膨胀系数相匹配；
一第一粘著剂，具有第一间隔子，配置于该外盖基板与该半导体晶片之间，用以将该外盖基板与该半导体晶片间隔开，并将该外盖基板固定于该半导体晶片上；
一第二粘著剂，具有第二间隔子，配置于该半导体晶片与该底部基板之间，用以将该半导体晶片与该底部基板间隔开，并将该半导体晶片固定于该底部基板上；
复数条连接线，用以将该半导体晶片电性连接至该基板；以及
一外盖配置于该环状立壁上。
其中该外盖基板是为一微镜子晶片，具有可摆动微镜片结构。
其中该半导体晶片是为一互补式金属氧化物半导体晶片。
其中该半导体晶片具有可摆动微镜片结构，以及电极，该电极是与该可摆动微镜片结构共同作用。
其中该外盖基板是为一透明基板。
其中该半导体晶片具有电极，与该可摆动微镜片结构共同作用。
其中该第二间隔子的高度是为200μm。
其中该底部基板与该外盖基板是以相同的材料制造。
其中该底部基板与该外盖基板是由玻璃所制造。
其中该底部基板与该外盖基板是由热膨胀系数约为4ppm/℃的材料所制造。
其中该外盖是由一透明材质所制造。
其中该外盖基板与该半导体晶片间相结合，而形成一密闭空腔。
根据本发明的半导体微镜元件封装构造，具有一底部基板，且一CMOS晶片是被夹于该微镜子晶片与该底部基板之间，因此该CMOS晶片的翘曲会受到该微镜子晶片与该底部基板两者的限制，而得以降低。
附图说明
为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下，其中：
图1是为现有技术中的一微镜子封装构造的剖面示意图。
图2是为根据本发明的一实施例的一微镜子封装构造的剖面示意图。
图3是为根据本发明的另一实施例的一微镜子封装构造的剖面示意图。
具体实施方式
如图2所示，其显示本发明的一微镜元件封装构造100。该微镜元件封装构造100包括一微镜子晶片114，例如一具有可摆动微镜片结构115的玻璃基板、以及一半导体晶片，诸如一互补式金属氧化物半导体(Compl imentary Metal-Oxide Semiconductor)CMOS晶片112，具有致动器或电极113与该可移动微镜片结构115相对应。一粘著剂1
18是与第一间隔子116相混合，配置于该微镜子晶片114与该CMOS晶片112之间，由此将该微镜子晶片114固定于该CMOS晶片112上，并与其均匀地间隔开，以形成一空腔130，较佳地，该空腔是一密闭空腔。于此配置中，得该可移动微镜片结构115可与该电极113共同作用，且于该空腔130中自由的摆动。
该CMOS晶片112是由混合有第二间隔子152的另一粘著剂154，固定于一底部基板150。该底部基板150是另由一粘著剂156固定于一基板上，诸如一陶瓷基板120上。该CMOS晶片112是另由复数条连接线136，电性连接至该陶瓷基板120。该陶瓷基板120具有一环状立壁122环绕该CMOS晶片112、该微镜子晶片114、及该底部基板150，且一透明外盖126是由密封件124，固定于该环状立壁122上。精于本技艺者将可了解，该透明外盖126亦可为一透镜，用以将光线聚焦于该微镜子晶片114上。又，该微镜子晶片114可另由接地线134，连接于该基板120上。精于本技艺者将可了解，该陶瓷基板120可另提供复数个锡球(图中未示)，电性连接至一外部印刷电路。
该CMOS晶片112是由硅所制造。该微镜子晶片114与该底部基板150是以相同的材料所制造。于此配置下，该CMOS晶片112是被该微镜子晶片114与该底部基板150所夹住，因此该CMOS晶片112的翘曲会受到该微镜子晶片114与该底部基板150两者的限制，而得以降低。
再者，于根据本发明的一特定实施例中，该透明基板114与该底部基板150是以透明材料所制造，诸如玻璃，其可购自Corning公司商标名为Eagle 2000，热膨胀系数(CTE)是约为4ppm/℃，且与硅相匹配。该第一及第二间隔子116、152是可为硼硅酸盐是玻璃(Borosilicate Glasses)所制造。该空腔130的高度是取决于该第一间隔子116的尺寸，一般而言，是为200μm。该第二间隔子150可为各种不同的高度，以决定连接线厚度(bond line thickness)，并由此改良该微镜元件封装构造100的散热效率。
再者，该粘著剂118、154、以及156是为低强度的环氧树脂(epoxy)，由此缓冲该微镜元件封装构造100中的热不协调(thermalmismatch)，并由此降低翘曲。再者，该粘著剂118、154、以及156亦是为低溢气(outgas)的环氧树脂(epoxy)，由此避免次微米微粒的产生。
现请参考图3，其显示根据本发明的另一实施例的一微镜元件封装构造200。该微镜元件封装构造200类似于该微镜元件封装构造100，其中相似的元件标示相似的图号。该微镜子封装构造200具有一半导体晶片212，其具有可摆动微晶片结构215与电极213与该可摆动微晶片结构215共同作用，以及一外盖基板214，例如一透明基板或一玻璃基板，由与第一间隔子116相混合的一粘著剂118，配置于该半导体晶片212上，并由此形成一空腔230，较佳地，该空腔是一密闭空腔。于此配置中，该可摆动微晶片结构215可与该电极213共同作用，且于该空腔230中自由的摆动。
虽然前述的描述及图示已揭示本发明的较佳实施例，必须了解到各种增添、许多修改和取代可能使用于本发明较佳实施例，而不会脱离如所附申请专利范围所界定的本发明原理的精神及范围。熟悉该技艺者将可体会本发明可能使用于很多形式、结构、布置、比例、材料、元件和组件的修改。因此，本文于此所揭示的实施例于所有观点，应被视为用以说明本发明，而非用以限制本发明。本发明的范围应由后附申请专利范围所界定，并涵盖其合法均等物，并不限于先前的描述。
Claims (12)
1.一种微镜元件封装构造，其特征在于，其包含：
一基板，具有一环状立壁；
一底部基板，配置于该基板上，位于该环状立壁中；
一外盖基板；
一半导体晶片，其中该外盖基板、该半导体晶片和该底部基板三者的热膨胀系数相匹配；
一第一粘著剂，具有第一间隔子，配置于该外盖基板与该半导体晶片之间，用以将该外盖基板与该半导体晶片间隔开，并将该外盖基板固定于该半导体晶片上；
一第二粘著剂，具有第二间隔子，配置于该半导体晶片与该底部基板之间，用以将该半导体晶片与该底部基板间隔开，并将该半导体晶片固定于该底部基板上；
复数条连接线，用以将该半导体晶片电性连接至该基板；以及
一外盖配置于该环状立壁上。
2.依权利要求1所述的微镜元件封装构造，其特征在于，其中该外盖基板是为一微镜子晶片，具有可摆动微镜片结构。
3.依权利要求1所述的微镜元件封装构造，其特征在于，其中该半导体晶片是为一互补式金属氧化物半导体晶片。
4.依权利要求1所述的微镜元件封装构造，其特征在于，其中该半导体晶片具有可摆动微镜片结构，以及电极，该电极是与该可摆动微镜片结构共同作用。
5.依权利要求4所述的微镜元件封装构造，其特征在于，其中该外盖基板是为一透明基板。
6.依权利要求2所述的微镜元件封装构造，其特征在于，其中该半导体晶片具有电极，与该可摆动微镜片结构共同作用。
7.依权利要求1所述的微镜元件封装构造，其特征在于，其中该第二间隔子的高度是为200μm。
8.依权利要求1所述的微镜元件封装构造，其特征在于，其中该底部基板与该外盖基板是以相同的材料制造。
9.依权利要求1所述的微镜元件封装构造，其特征在于，其中该底部基板与该外盖基板是由玻璃所制造。
10.依权利要求1所述的微镜元件封装构造，其特征在于，其中该底部基板与该外盖基板是由热膨胀系数约为4ppm/℃的材料所制造。
11.依权利要求1所述的微镜元件封装构造，其特征在于，其中该外盖是由一透明材质所制造。
12.依权利要求1所述的微镜元件封装构造，其特征在于，其中该外盖基板与该半导体晶片间相结合，而形成一密闭空腔。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100637196A CN100406373C (zh) | 2004-07-07 | 2004-07-07 | 微镜元件封装构造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2004100637196A CN100406373C (zh) | 2004-07-07 | 2004-07-07 | 微镜元件封装构造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1718532A CN1718532A (zh) | 2006-01-11 |
| CN100406373C true CN100406373C (zh) | 2008-07-30 |
Family
ID=35930495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2004100637196A Expired - Lifetime CN100406373C (zh) | 2004-07-07 | 2004-07-07 | 微镜元件封装构造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100406373C (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101114637B (zh) * | 2006-07-25 | 2010-05-12 | 日月光半导体制造股份有限公司 | 半导体元件封装结构 |
| JP7222838B2 (ja) * | 2019-07-22 | 2023-02-15 | 株式会社東芝 | センサ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6415505B1 (en) * | 1999-11-15 | 2002-07-09 | Amkor Technology, Inc. | Micromachine package fabrication method |
| CN1449582A (zh) * | 2000-08-31 | 2003-10-15 | 英特尔公司 | 包括可焊热界面的电子组件及其制造方法 |
| US20040041248A1 (en) * | 2002-09-04 | 2004-03-04 | Kieran Harney | Packaged microchip with isolation |
-
2004
- 2004-07-07 CN CNB2004100637196A patent/CN100406373C/zh not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6415505B1 (en) * | 1999-11-15 | 2002-07-09 | Amkor Technology, Inc. | Micromachine package fabrication method |
| CN1449582A (zh) * | 2000-08-31 | 2003-10-15 | 英特尔公司 | 包括可焊热界面的电子组件及其制造方法 |
| US20040041248A1 (en) * | 2002-09-04 | 2004-03-04 | Kieran Harney | Packaged microchip with isolation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1718532A (zh) | 2006-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7629190B2 (en) | Method for making a micromechanical device by using a sacrificial substrate | |
| US7164199B2 (en) | Device packages with low stress assembly process | |
| CN1295541C (zh) | 微型光调制器装置 | |
| CN101420526B (zh) | 影像感测器承载装置及相机模组 | |
| US20050184304A1 (en) | Large cavity wafer-level package for MEMS | |
| WO2006001918A2 (en) | Micromirror array assembly with in-array pillars | |
| CN101156242B (zh) | 封装电子组件的生产方法和封装电子组件 | |
| CN101281295A (zh) | 包括防反射结构的光学器件 | |
| JP2005538551A (ja) | 応力除去手段を具備するマイクロチップ | |
| US8445984B2 (en) | Micro-optical device packaging system | |
| CN112047295A (zh) | 产生具有玻璃盖的mems装置和mems装置 | |
| US20060234412A1 (en) | MEMS release methods | |
| US20070284681A1 (en) | Apparatus and method for protective covering of microelectromechanical system (mems) devices | |
| US9624097B2 (en) | Manufacturing method thereof | |
| JP2008141208A (ja) | フリップチップボンディング技術を用いる半導体パッケージおよびパッケージング方法 | |
| JP2009267049A (ja) | 光学装置および光学装置の製造方法 | |
| JP2011112806A (ja) | Ｍｅｍｓ光スキャナおよびその製造方法 | |
| TWI236087B (en) | Micromirror package | |
| KR100886509B1 (ko) | 스크라이브 및 브레이크 처리를 이용한 광학 디바이스의웨이퍼 스케일 패키징 방법 및 디바이스 | |
| Langa et al. | Wafer level vacuum packaging of scanning micro-mirrors using glass-frit and anodic bonding methods | |
| CN1718532A (zh) | 微镜元件封装构造 | |
| CN101162711A (zh) | 封装盖板、芯片封装结构及其制造方法 | |
| TWI605010B (zh) | 微機電系統封裝結構及其製作方法 | |
| JP2008300664A (ja) | パッケージ用キャップ及び光学素子搭載用パッケージ | |
| CN114261946B (zh) | 元件组装方法及电子装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20080730 |