CN109891574A - 用于支撑mems部件的装置、用于支撑包括该装置的系统的该装置的阵列、用于制造支撑mems部件的装置的方法，和围绕mems部件的壁的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于支撑MEMS部件的装置，尤其是压力传感器，其具有由陶瓷形成的基板，在基板上的MEMS部件和形成用于围绕MEMS部件的腔的壁，其中，壁由经机加工的陶瓷腔阵列形成。

Description

用于支撑MEMS部件的装置、用于支撑包括该装置的系统的该 装置的阵列、用于制造支撑MEMS部件的装置的方法，和围绕 MEMS部件的壁的用途
技术领域
本发明涉及用于支撑MEMS部件的装置，该装置的阵列，包括该装置的系统，用于制造支撑MEMS部件的装置的方法，以及围绕MEMS部件的壁的用途。
背景技术
形成所谓的MEMS(微机电系统)封装(即，封装的电子模块)是已知的，其包括至少部分地被壁和/或盖围绕的MEMS部件。已知一种装置，其包括支撑在基板上的MEMS部件。通常，基板由陶瓷或印刷电路板(PCB)形成。已知装置的壁和/或盖由塑料、金属或陶瓷形成。然而，已经发现，难以减小装置的尺寸，尤其是装置的占用面积，尤其是由于装配和制造公差。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于支撑MEMS部件的装置，该装置提供减小装置占用面积的可能性。本发明的另一个目的在于提供一种有效的可制造的装置及其制造方法。
这一目的通过独立权利要求的主题实现。在从属权利要求以及以下描述中示出了进一步的实施例。
本发明的要点在于使用与用于基板的材料类似的材料(即，陶瓷)用于壁。本发明人首先认识到当使用陶瓷用于基板、使用陶瓷腔阵列用于壁和/或盖时，可以获得更薄的壁和/或更薄的盖。可以高精度地制造陶瓷腔阵列，并且可以以简单方式处理和进一步加工。当使用陶瓷腔阵列时，可以减小壁的厚度。在制造装置的阵列的过程中，可以使用这样的壁厚度，该厚度是单个装置的壁厚度的至少两倍。当分离装置时，每个壁用于两个相邻的装置，使得壁厚小于将阵列中的装置分开的壁的厚度。此外，壁和/或盖相对于基板具有类似的热膨胀系数(CTE)。
根据本发明的实施例，提供了一种用于支撑MEMS部件的装置。MEMS部件尤其是压力传感器。该装置具有由陶瓷形成的基板，支撑在基板上的MEMS部件，以及形成壁，其用于围绕MEMS部件的腔。壁由机加工的陶瓷腔阵列形成。特别地，壁可以由与基板类似的陶瓷或相同的陶瓷形成。壁可以由所有种类的陶瓷或其他刚性材料形成。在优选实施例中，两种材料具有相同或相似的热膨胀系数(CTE)以避免装配中的应力(优选小于10％的差异)。
根据本发明的术语“机加工”包括对至少一个壁的处理，其中一个装置的壁与另一个装置的壁分开。术语“机加工”尤其包括沿着一个装置的壁对两个装置进行切割、切块(dicing)或分离的处理。
壁可以制造为用于装置阵列的单个部件。因此，围绕MEMS部件的四个壁可以整体形成，例如，通过对腔阵列中的陶瓷板状元件进行激光钻孔。形成腔阵列的板状元件可以具有与形成MEMS部件阵列的基板相同的尺寸。可以获得简单的制造过程。
术语“支撑”包括形成包括MEMS部件的封装，其中封装包括基板、MEMS部件、用于接触MEMS部件的接触结构和安装在基板上的围绕结构，其用于至少部分地围绕和/或覆盖MEMS部件。围绕MEMS部件的壁可以形成MEMS部件的腔。壁可以具有至少一个开口，使得至少一个开口可以引入或引出腔。
根据本发明的术语“阵列”包括结构元件，例如腔或部件，其以行和列重复布置，其中行和/或列中的结构元件的数量为至少两个。
根据本发明的术语“相似”涵盖的含义是壁和基板的材料在CTE方面相似，例如CTE相差小于10％。此外，术语“相似”涵盖的含义是壁和基板使用相同的材料。
该装置还可以包括ASIC(专用集成电路)，其可以功能性地连接到MEMS部件。
根据一个示例性实施例，壁通过粘接结合连接到基板。这种连接方式是容易的，并且可以在制造过程中容易实现。可以将胶水丝网印刷在腔阵列上，然后将腔阵列对准并结合到支撑MEMS部件的基板。在优选实施例中，可以使用环氧树脂或硅胶。优选地，通过在烘箱中加热来固化孔组件。
根据一个示例性实施例，该装置具有由陶瓷形成的盖，用于至少部分地覆盖MEMS部件。盖可包括开口和/或通孔，所述开口和/或通孔引入或引出包括MEMS部件的腔。
该装置可具有约1.5mm×1.5mm的占用面积，特别优选为约1.3mm×1.4mm。
根据一个示例性实施例，盖通过粘接结合连接到壁，使得壁和盖可以分别通过使用众所周知且易于管理的制造工艺安装在基板和壁上。
根据一个示例性实施例，壁的厚度小于0.2mm，优选为0.15mm。在优选的示例性实施例中，壁的厚度为0.1mm。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种上述装置的阵列，其中该装置以行和列重复排列。使用与微制造工艺中使用的工艺或工艺步骤相容的工艺或工艺步骤可以容易地制造这种阵列。可以在陶瓷板元件中通过激光钻孔形成腔阵列。
在一个示例性实施例中，提供了一种装置阵列，其中，盖在面积方面具有与基板基本相同的尺寸，使得盖不必适应或匹配一特定装置，而是可以被切成覆盖整个阵列的尺寸。根据本发明，术语“基本上相同”包括与由于制造过程引起的公差有关的偏差，然而，术语“基本上相同”涵盖高达并且包括+/-10％的偏差。
根据本发明的另一实施例，提供了一种系统，其包括装置和MEMS部件，尤其是压力传感器，其中，提供至少一个电接触结构来连接MEMS部件。接触结构可以优选地成形为在装置(尤其是在装置的基板)外部的接触焊盘。接触结构可以通过导线结合连接到ASIC和/或MEMS部件。
根据本发明的另一实施例，提供了一种用于制造用于支撑MEMS部件的装置的方法。MEMS部件可以尤其是压力传感器。该方法包括将MEMS部件安装在陶瓷基板上的步骤，并且该方法还包括围绕用于MEMS部件的腔提供陶瓷形成的壁的步骤，所述壁是腔阵列的一部分。
根据示例性实施例，壁通过粘接剂结合到基板。
根据示例性实施例，从阵列中切出装置。
根据本发明的另一实施例，提供了围绕MEMS部件的壁的用途。MEMS部件可以尤其是压力传感器。MEMS部件支撑在基板上。基板由陶瓷形成。壁使用陶瓷。
与以下对于示例性实施例的描述类似，以上描述不被解释为放弃特定的特征的实施例。
附图说明
在下文中，参考附图中所示的实施例更详细地描述本发明，其中：
图1是根据本发明的装置阵列的剖视侧视图；
图2是图1所示的装置阵列的另一实施例的剖视侧视图；和
图3是从顶部观察的图1的阵列的顶视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的装置的剖视侧视图。该装置形成为具有行和列的阵列。该装置包括安装在基板2上的MEMS部件1。MEMS部件1通过导线结合到形成为连接焊盘的两个接触结构3。导线结合是一个示例，结合可以是任何其他已知的连接类型。MEMS部件1由壁4围绕。壁4和基板2由陶瓷制成。
图1示出了如何在阵列中制造装置，以及壁4如何形成网格形状的矩阵腔，该矩阵腔就表面而言具有与基板2相同的空间尺寸。壁4由腔阵列形成。使用粘接剂5将壁4粘接结合到基板2。
为了从图1中所示的装置阵列获得单个装置，可以将装置切割成单个装置。图1中所示的每个壁4对装置中的一个贡献了大致一半的厚度。
在图2中示出了另一实施例，其中，盖6粘接结合到壁4。盖6由用于壁4和基板2的陶瓷形成。盖6在表面面积方面具有与基板2和壁4的矩阵腔网格相同的尺寸。
图3示出了从顶部观察到的图1或图2的阵列的顶视图。
附图标记列表

Claims (13)

1.一种用于支撑MEMS部件(1)的装置，所述MEMS部件尤其是压力传感器，所述装置具有：
由陶瓷形成的基板(2)；
在基板(2)上的MEMS部件(1)；
形成用于围绕MEMS部件(1)的腔的壁(4)，
其特征在于，壁(4)由经机加工的陶瓷腔阵列形成。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壁(4)通过粘接结合连接到所述基板(2)。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还具有由经机加工的堆叠陶瓷阵列形成的盖(6)。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述盖(6)通过粘接结合连接到所述壁(4)。
5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述壁(4)的厚度小于0.2mm。
6.如权利要求1至5中任一项所述的装置的阵列，其特征在于，所述装置以行和列重复排列，其中，在行和/或列中的装置的数量至少为2。
7.如权利要求6所述的阵列，其特征在于，盖(6)在面积方面具有与基板(2)的基本相同的尺寸。
8.一种系统，包括如权利要求1至5中任一项所述的装置，MEMS部件(1)，尤其是压力传感器，其中，提供接触结构将MEMS部件(1)连接在所述装置的外部。
9.一种用于制造支撑MEMS部件(1)的装置的方法，尤其是压力传感器，其中，所述方法包括的步骤是：
将MEMS部件(1)安装在陶瓷基板上；
所述方法的特征在于这样的步骤：
提供采用陶瓷形成的壁(4)，该壁围绕用于MEMS部件的腔，所述壁是腔阵列的一部分。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将壁(4)粘接结合到基板(2)上。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述装置以装置阵列的形式按行和列制造。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，从所述阵列中切出所述装置。
13.一种用于围绕MEMS部件(1)的壁的用途，尤其是压力传感器，MEMS部件(1)在基板(2)上，其中，基板(2)由陶瓷形成，其特征在于，陶瓷腔阵列用于所述壁(4)。
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