JP2018517572A - Memsセンサ部品 - Google Patents
Memsセンサ部品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018517572A JP2018517572A JP2017553354A JP2017553354A JP2018517572A JP 2018517572 A JP2018517572 A JP 2018517572A JP 2017553354 A JP2017553354 A JP 2017553354A JP 2017553354 A JP2017553354 A JP 2017553354A JP 2018517572 A JP2018517572 A JP 2018517572A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mems
- carrier substrate
- sensor component
- chip
- mems sensor
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
- B81B7/0032—Packages or encapsulation
- B81B7/0045—Packages or encapsulation for reducing stress inside of the package structure
- B81B7/0048—Packages or encapsulation for reducing stress inside of the package structure between the MEMS die and the substrate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/02—Sensors
- B81B2201/0257—Microphones or microspeakers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/02—Sensors
- B81B2201/0264—Pressure sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2207/00—Microstructural systems or auxiliary parts thereof
- B81B2207/01—Microstructural systems or auxiliary parts thereof comprising a micromechanical device connected to control or processing electronics, i.e. Smart-MEMS
- B81B2207/012—Microstructural systems or auxiliary parts thereof comprising a micromechanical device connected to control or processing electronics, i.e. Smart-MEMS the micromechanical device and the control or processing electronics being separate parts in the same package
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2207/00—Microstructural systems or auxiliary parts thereof
- B81B2207/07—Interconnects
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73253—Bump and layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15151—Shape the die mounting substrate comprising an aperture, e.g. for underfilling, outgassing, window type wire connections
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
Abstract
内的または外的な応力に対する低減された感受性を有し、小さな外形寸法を有するMEMSセンサ部品が提供される。この部品は、1つのキャップの下のキャビティに配設され、そして1つの担体基板に1つの接続部材によって取り付けられている、フリップチップ構造の1つのMEMSチップを備える。
【選択図】 図1
【選択図】 図1
Description
本発明はMEMSセンサ部品、たとえばMEMS圧力センサ、MEMS気圧センサ、またはMEMSマイクロフォンに関する。
MEMSセンサ部品(MEMS=Micro-Electro-Mechanical System)は、感受性のある機能素子を有する1つのMEMSチップを備えてよい。さらに、MEMSセンサ部品は、この機能素子によって出力されるセンサ信号を評価するための電気回路または電子回路を備えてよい。
たとえば、1つのMEMSマイクロフォンは、1つのフレキシブルメンブレンおよび剛性のある多孔の1つのバックプレートを備える。このメンブレンおよびバックプレートは、1つのコンデンサの電極を構成している。受信した音響信号は、このメンブレンを振動させる。このコンデンサの電極の振動は、静電容量の振動となる。このコンデンサの静電容量を、電気回路または電子回路を介してモニターすることにより、この音響信号は電気信号に変換される。このコンデンサをモニターするための電気部品は、1つのASICチップ(ASIC=Application-Specific Integrated Circuit)に集積することができる。
MEMSセンサ部品には、全ての回路部品を機械的および電気的に接続し、かつ感受性のある素子を有害な環境条件から保護するためのハウジング部材が設けられていなければならない。
さらに、小型化に向けて進行するトレンドは、より小さな部品を要求している。しかしながら、充分に良好な電気信号品質に必要とされる良好な音響特性を提供するためには、MEMSマイクロフォンの場合には、大きな機械的に活性な領域または大きなバックキャビティが有利である。さらに、MEMSセンサ部品のハウジングの構造部品がより薄くなってきているので、内部および外部の機械的応力に対する感受性の増大が認められる。同様な状況は、MEMS気圧センサにも当てはまり、この気圧センサはさらに応力に対し敏感である。このようなデバイスは、薄いメンブレンのサブナノメートル領域の変位における圧力に依存する変化を検出する。小さな応力によってもたらされるメンブレンの変形は、この変位と容易に干渉し得る。
以上より、必要とされているものは、小さな横方向サイズ、良好な信号品質を可能とし、かつ内的および/または外的な機械的応力に対して堅固であるMEMSセンサ部品である。
特許文献1には、MEMSマイクロフォンが開示されている。特許文献2には、さらなるMEMSマイクロフォンが開示されている。
しかしながら内的および外的な機械的応力に対し低減された感受性を有するMEMSセンサ部品に対する需要は今なお存続している。
応力に対して低減された感受性を有する1つのMEMSセンサ部品が提供され、このMEMSセンサ部品は、1つの担体基板、この担体基板に埋設された1つのASICチップ、この担体基板上またはこの担体基板の上方に配設された1つのMEMSチップ、この担体基板の上方に配設された1つのキャップ、この担体基板の底面のはんだパッド、少なくともこのASICチップとこのはんだパッドとの間の電気的な相互接続部、および1つの接続部材を備える。上記のキャップは、このキャップと上記の担体基板との間のキャビティを包囲している。上記のMEMSチップは、このキャビティ内に配設されている。上記の接続部材は、弾性的に変形可能なばね部材である。上記の接続部材は、フリップチップ構造の上記のMEMSチップを上記の担体基板に機械的に結合している。上記の接続部材は、上記のMEMSチップを上記の相互接続部に電気的に接続している。
上記の接続部材は1つのばね部材または複数、たとえば4個のばね部材であることが可能であり、またそのようになっていることが好ましいであろう。これらのばね部材は、パターニングされた薄い金属層で実現されており、その一端で上記の担体基板に固定され、その多端に向かって、上記の担体基板に対し間隙を介して平行に延伸している。上記の担体基板上および上記のMEMSチップ上のそれぞれ対応する接続点の面の間にはオフセットがあり得る。以上により、はんだボールのような整列された結合部と比べて、非常に改善されたコンプライアンスが実現され、これは原理的にはいわゆる弾力性である。
上記のバネ素子に含まれる典型的な材料は、Cu,Ni,Al,または類似のものである。さらにこのバネ素子はCu,Ni,またはAlから成っていてよい。典型的な寸法は、厚さが5〜100μm、幅が10〜100μm、そして長さが100〜2000μmである。典型的な4個のばねにはんだ付けされたMEMSを備える上記の構造体用のばね定数は、x,y,およびz軸に対して、100kN/mより小さく、好ましくは0.1〜10kN/m程度である。
このようなセンサ部品、すなわちMEMSチップは、上記の担体基板が受けるどのような外的または内的な応力からも機械的にデカップリングされている。これは上記の接続部材が上記のMEMSチップを、このチップの機械的な機能性を損なうような大きな機械的な力を伝達することなく、その安定した状態の位置に維持するからである。上記のASICチップは、上記の担体基板の中に埋め込まれている。しかしながら集積された電子回路を有するチップは、機械的な力をそれほど受けない。
上記のキャビティを包囲する上記のキャップは、上記のMEMSチップおよびこのチップのそれぞれの感受性のあるパターン素子を、ほこり粒子、このデバイスの周辺雰囲気における腐食性成分等の有害な外部の影響から保護する。上記のフリップチップ構造では、上記のMEMSチップが上記の担体基板に取り付けられており、短い信号経路を可能とし、そして上記のMEMSチップが上記の基板からデカップリングされる柔軟性のある取り付けを可能とする。
従来のフリップチップ構造体では、チップが基板に堅固にカップリングされている。内的または外的な応力は、このチップに直接伝達され、そして機能的パターンの感度の変化を生じ得る。こうして温度によりもたらされる従来のマイクロフォンにおける感度の変化が生じる。この温度によりもたらされる感度の変化は、MEMSマイクロフォンの仕様の許容範囲を越えると、これに対応してMEMSマイクロフォンは安定した動作を示さなくなる。しかしながら、上記のMEMSチップの上記の接続部材を介した柔軟な支持により、本発明によるMEMSセンサ部品は、大幅に拡大された温度範囲で最高の性能を有する。
上記の担体基板は有機材料を含んでよい。
この有機材料はポリマーを含んでよい。
従来のMEMSセンサ部品においては、担体基板は、この部品の上面で接続部材を形成するために必要な腐食性のある化学物質に耐性のある材料を有することを必要としていた。ポリマーのような有機材料は、ばね状の接続部材を形成するために必要なパターニングステップに適しており、また同時に上記の担体基板のバルク材料の中に1つのASICチップを埋め込むステップに適している。
さらに上記の接続部材は、金属を含んでよく、そして支持されていない1つの自由端を有してよい。
特に、このような接続部材用には、複雑な製造ステップ(複数)を必要とする。これは上記の担体基板の上面と、後の上記の自由端の位置との間に犠牲材料を配設することが必要であるからである。上記の接続部材の金属を上記の犠牲材料上に配設した後、必要とする全方向への動作の可能性を上記の接続部材の支持されていない自由端に与えるために、それぞれの犠牲材料は除去されなければならない。
以上より、1つのASICが埋設され、そしてその上面に複雑な接続部材が生成されるには、ポリマーが最適な材料であることが見いだされた。
上記の担体基板は多層基板であってよく、そして2つの誘電体層の間に1つのメタライジング層を備えてよい。
上記のメタライジング層においては、信号の導電体または抵抗素子のような回路素子、コンデンサ素子、またはインダクタンス素子または位相シフタまたは類似の回路素子がパターニングされてよい。
これに対応して、本発明によるMEMSセンサ部品は、上記の多層基板の中に埋設された、これらのような1つの追加の回路素子を備えてよい。さらに、追加の回路素子は1つの能動的回路素子であってよく、これはたとえば1つの追加のASIC回路の一部または上記のASICチップに集積化された回路の一部であってよい。
この追加の回路素子は、上記のメタライジング層におけるパターニングされたメタライジング部、このメタライジング層の上または下のもう1つのメタライジング層におけるパターニングされたメタライジング部、またはこのメタライジング層の上および下のメタライジング層(複数)におけるパターニングされたメタライジング部を備えてよい。インダクタンス素子(複数)は、同じメタライジング層内のコイル形状の導電体片(複数)によって実現することができる。コンデンサ素子(複数)は、上下に重なって積層された異なるメタライジング層に存在する電極(複数)を備えてよい。
異なるメタライジング層における様々な回路素子、および/または上記の担体基板の上面上の接続パッド、および/または上記の担体基板の底面のはんだパッドを電気的に接続するためにビア接続が用いられてよい。
上記のキャップは上記のキャビティを封止することができる。
もし本MEMSセンサ部品が1つのMEMSマイクロフォンを構成する場合であれば、音響的な回路短絡を防ぐために、バックキャビティはこのマイクロフォンの周囲環境から音響的にデカップリングされることが必要である。このバックキャビティは、少なくとも部分的に上記のキャビティに配設されていてよく、そして上記の封止キャップは、音響信号がこのマイクロフォンの内部圧力レベルを汚染することを防ぐ。
しかしながら、上記のキャビティは、1つの開口部、たとえば音響開口部を有してよい。この音響入口開口部は1つの穴で実現することができる。この穴は上記の担体基板に配設されていてよく、または上記のキャップの1つのセグメントに配設されていてよい。この音響入口は、音響信号を上記のMEMSチップの上記の機能素子に伝達するために必要である。
以上より、上記のキャビティは、この部品の周囲環境から充分に密閉された少なくとも1つの部分を備えることが可能である。
これに応じて、上記のキャップまたは上記の担体基板は、1つの開口部、たとえば1つの穴で実現され得る1つの音響進入開口部を備えてよい。
本MEMSセンサ部品は、上記の接続部材に加えて、1つの柔らかい固定部材を備えてよい。この柔らかい固定部材は、上記のMEMSチップを上記の担体基板および/または上記のキャップの内面に結合する。
この柔らかい固定部材は、柔らかい積層フィルムまたはゲルを備えてよい。
この柔らかい固定部材は、シリコーンを含むシリコーンタイプのゲルを備えてよい。
この柔らかい固定部材は、たとえばシリコーンタイプの形態で、上記のMEMSチップを内的または外的な応力に曝すことなくその定常的な位置に保持する際に、上記の接続部材を支持することができる。
この柔らかい固定部材は、上記のMEMSチップと上記の担体基板との間、または上記のMEMSチップと上記のキャップとの間の容積の少なくとも一部を充填している。
この柔らかい固定部材は、上記のMEMSチップの機能的素子(複数)を汚染する虞れ無しに、機械的制振および衝突の際の耐衝撃性を改善する。この柔らかい固定部材は、上記のMEMSチップをデカップリングするために用いられるばねを有するセンサのような、大部分のセンサタイプに適用できる。この柔らかい固定部材は、原理的に液体の粘性特性を有し、静的な力を伝達することが無く、その定常的な位置に留まることができる。以上より、上記のMEMSチップの感受性のある機能的素子が脅かされることが無い。
以上に対応して、上記のMEMSチップは、機能的パターン、たとえば変位センサ、メンブレン、剛性のある多孔バックプレート、等を備えてよい。具体的には上記のMEMSチップは、マイクロフォンチップ、圧力センサチップ、および気圧センサチップから選択されていてよい。
上記のMEMSチップ内の、バックキャビティを有するかあるいはバックキャビティを有しない1つのキャビティが、上記の柔らかい固定部材で充填されていてよい。
上記のキャップは、1つのエッジおよびこのエッジにおける1つの穴を備えてよい。
上記のキャップは、1つの側部およびこの側部における1つの穴を備えてよい。
さらに、上記のキャップは、上記の担体基板から第1の距離だけ離間した1つの第1のセグメントと、この第1の距離と異なる第2の距離だけこの担体基板から離間した1つの第2のセグメントと、を備えてよい。この場合、上記の基板に近い方のセグメントに1つの穴が設けられていてよい。
以上のような実施形態は、1つの穴、たとえば1つの音響進入の穴を上記のキャップに有する。しかしながら本センサ部品は、少なくとも一時的に、ある製造ステップの間は、1つの補助フィルム上に、この穴を封止する虞れ無く、上下逆にして配設することができる。具体的には、この補助フィルムが本センサ部品をしっかりと保持するための粘着テープを有している場合、この穴はその粘着性物質で充填されないようにできる。
本MEMSセンサ部品の基本的な動作原理、およびそれに限定するものでない好ましい実施形態が、添付した図に示されている。各々の図は以下の通りである。
本MEMSセンサ部品の基本構造を示す。
MEMSマイクロフォンの1つの実施形態を示す。
MEMSマイクロフォンの1つの代替の実施形態を示す。
蓋で閉じられたバックキャビティを有するMEMSセンサ部ビンを示す。
キャップに1つの穴を有する1つの実施形態を示す。
MEMSチップを保持する際に接続部材を支持する柔らかい固定部材を有する1つの実施形態を示す。
キャビティの容積の大部分が柔らかい固定部材によって充填されている1つの実施形態を示す。
柔らかい固定部材がキャップとMEMSチップの上面との間に配設されており、1つの穴がこのキャップのエッジ領域に配設されている、1つの実施形態を示す。
段差のあるキャップを有する1つの実施形態を示し、このキャップは、担体基板の上面からの異なった距離にある、異なるセグメントを備える。
一体化されたコンデンサ素子を有する1つの実施形態を示す。
一体化されたインダクタンス素子を有する1つの実施形態を示す。
追加の回路素子を有する1つの実施形態を示す。
図1は1つの担体基板CSの上に配設された1つのMEMSチップMEMSを有する1つのMEMSセンサ部品MSCを示す。このMEMSチップMEMSを電気的に接続し、かつ機械的に支持するための、2つ以上の接続部材CEがこの担体基板CSの上面に生成される。この接続部材CEは、上記の担体基板CSに直接結合された1つのセグメントと、上記のMEMSチップMEMSの底面ではんだボールに直接結合された1つの支持されていない自由端でのもう1つのセグメントと、を備える。
さらに、1つのASICチップASICが上記の担体基板CSに埋設されている。この担体基板CSの底面には、上記のMEMSセンサ部品MSCを1つの周辺回路に接続するために設けられた、少なくとも2つのはんだパッドSPが配設されている。1つの相互接続部INTは、複数の導体セグメントを備え、上記のMEMSチップMEMS、ASICチップASIC、および1つ以上のはんだパッドSPを電気的に接続している。
1つのキャップCPが、上記の担体基板CSの上方に配設されており、そして上記のMEMSチップMEMSが配設されているキャビティCVを包囲している。
図1に示す本MEMSセンサ部品MSCの実施形態は、上記の担体基板CSを貫通する1つの穴を備え、この穴を介して、上記のMEMSチップおよびその感受性のある機能的パターン(複数)が、それぞれこの部品の外部環境に接続されている。
図2は、1つのMEMSマイクロフォンである、1つのMEMSセンサ部品の実施形態を示す。このマイクロフォンは、1つの音響進入の穴として機能し得る、上記の担体基板CSにある穴Hの上方に配設されている。キャビティCVの主部は、バックキャビティBVが音響的な短絡回路とならないように作用する。このマイクロフォンの周囲の音圧からこのバックキャビティBVを分離するために、外側のシール部Sが、上記のキャップCPと上記の担体基板CSとの間で生じ得るギャップを封止する。内側のシール部Sは、上記のキャップCPと上記のMEMSチップMEMSと上記の担体基板CSとの間で生じ得るギャップを封止する。こうして音圧は、上記のMEMSチップMEMSの機能的パターンにのみ印加される。
図3は、MEMSマイクロフォンの1つの代替の実施形態を示し、ここではMEMSチップは、内部シール部Sを用いて、担体基板の上面上に配設されたフレームパターンFRに対して封止されている。以上により、上記のメンブレンおよび上記のバックプレートBPは、一方側から上記の穴に進入する音響信号にのみ曝露される。上記のキャビティCVのほぼ全部の容積がバックキャビティとして作用し、これはこのマイクロフォンの全体積を最小とする一方で良好な音響特性とするために有効である。上記のフレームパターンまたは少なくとも上記の内側シール部Sの材料は、柔らかい材料を含み、上記の接続部材CEに加えて、1つの衝撃吸収部として作用し、そして上記のMEMSチップを内的または外的に生じる応力から機械的にデカップリングし、他方このMEMSチップMEMSを定常的な位置に保持する。
もう1つのメタライジング部MEが、上記の担体基板の上面上に配設されてよい。もし上記のキャップCPが導電性の材料を含んでいる場合、このキャップはこのメタライジング部MEを介してグラウンド電位に接続されて電気的シールドを改善することができる。
図4は、MEMSマイクロフォンの1つの実施形態を示し、ここではバックキャビティBVは、MEMSチップの内部区域内に配設されており、そして1つの蓋LがこのバックキャビティBVを上記のキャビティCVの他の区域から分離している。このマイクロフォンの周囲環境から受信される信号は、上記の担体基板における穴を介して得られる。上記のMEMSチップの機能的パターンFSの他に、上記のキャビティCV内にあって、上記のバックキャビティBV内にはない、他の面も外部からの信号に曝露されている。したがって上記のキャビティCVは、さらなるMEMSチップのような、さらなるセンサ部品を、この本発明による部品の周囲環境に関する情報を得るために備えることができる。
図5は、1つの実施形態を示し、ここではキャップCPに1つの穴Hが配設されている。上記のバックキャビティBVは1つの蓋Lによって封止されている。上記の担体基板CSを貫通する構造の穴は全く必要でない。
図6は、1つの実施形態を示し、ここでは追加の柔らかい固定部材がMEMSチップMEMSを支持している。さらに、この柔らかい固定部材は、パーティクルが上記の穴を通って進入して、機能的パターンに直接接触することを防ぐことができる。しかしながらこの柔らかい固定部材の粘性特性のために、この本発明による部品の周囲環境に関する情報、たとえば大気圧を、上記の機能的パターンの機械的機能を乱すことなく得ることができる。さらに、図6に示すMEMSセンサ部品は、たとえば製造ステップの間、または通常の動作の間に、液体中に浸漬することができるであろう。こうしてこの部品は、水中作業用の深度計として用いることができる。
図7は、MEMSセンサ部品のもう1つの実施形態を示し、ここでは上記のキャビティの大部分が上記の柔らかい固定部材を用いて充填されており、ここでこの柔らかい固定部材は、上記のMEMSチップの機能的パターンにもに接している。こうしてもし上記のMEMSチップが腐食性の環境に対し弱い機能的パターンを備えている場合であっても、この部品はこのような腐食性の環境において動作することができる。
図8は、1つの実施形態を示し、ここでは上記の柔らかい固定部材が上記のMEMSチップを上記の担体基板の反対側から支持している。
1つの穴HがキャップCPの1つのエッジ領域Eに配設されている。これは新しい製造ステップ(複数)を可能とし、このステップでは本発明による部品あるいはこの部品の一部、たとえばキャップCPが、1つの補助的な担体、たとえば粘着性の補助フィルム上に、上下逆にして配設されている。この補助的な担体の粘着性物質は、この穴を封鎖することができない。こうしてこのキャップが上下逆にして配設されている場合に、上記の柔らかい固定部材をこのキャップCPの内側に取り付けることができる。この後、このキャップCPはこの柔らかい固定部材SFEとともに、担体基板上に正立の状態で配設されたMEMSチップの上にかぶせることができる。
図9は、1つの実施形態を示し、ここではキャップCPが、担体基板の上面から第1の距離だけ離間した1つの第1のセグメントSG1と、この担体基板の上面から第2の距離だけ離間した1つの第2のセグメントSG2とを有する。穴Hは担体基板に近い方のセグメントに配設されていてよい。こうして補助的な担体がこの穴に直接接すること無しに、このキャップを上下逆にして配設することができる。
図10は、受動的な回路素子等の追加の回路素子、たとえばコンデンサ素子CPEを、担体基板CSの多層構造に配設する可能性を示す。2つの導体セグメントが、上記の相互接続部に電気的に接続されたコンデンサの電極を構成している。
図11は多層担体基板に1つのインダクタンス素子IEを一体化する可能性を示す。
図12は、追加の回路素子、たとえば追加の集積回路チップを、多層基板に埋設する可能性を示す。
本発明によるMEMSセンサ部品は、上述の特徴または図示された実施形態に限定されない。さらなる回路素子または接続部材を備える部品も本発明に含まれる。
ACE : 追加の回路素子
ASIC : ASICチップ
BP : バックプレート
BV : バックキャビティ
CE : 接続部材
CPE : コンデンサ素子
CP : キャップ
CS : 担体基板
CV : キャビティ
FR : フレーム
FS : 機能的パターン
H : 穴
IE : インダクタンス素子
INT : 相互接続部
L : 蓋
M : メンブレン
ME : メタライジング部
MEMS : MEMSチップ
MSC : MEMSセンサ部品
S : シール部
SFE : 柔らかい固定部材
SG1 : キャップの第1のセグメント
SG2 : キャップの第2のセグメント
SP : はんだパッド
VIA : ビア接続部
ASIC : ASICチップ
BP : バックプレート
BV : バックキャビティ
CE : 接続部材
CPE : コンデンサ素子
CP : キャップ
CS : 担体基板
CV : キャビティ
FR : フレーム
FS : 機能的パターン
H : 穴
IE : インダクタンス素子
INT : 相互接続部
L : 蓋
M : メンブレン
ME : メタライジング部
MEMS : MEMSチップ
MSC : MEMSセンサ部品
S : シール部
SFE : 柔らかい固定部材
SG1 : キャップの第1のセグメント
SG2 : キャップの第2のセグメント
SP : はんだパッド
VIA : ビア接続部
Claims (20)
- MEMSセンサ部品であって、
1つの担体基板と、
前記担体基板に埋設された1つのASICチップと、
前記担体基板上または前記担体基板の上方に配設された1つのMEMSチップと、
前記担体基板の上方に配設された1つのキャップであって、当該キャップが1つのキャビティおよび当該キャビティに配設されている前記MEMSチップを包囲しているキャップと、
前記担体基板の底面のはんだパッドと、
前記ASICチップと前記はんだパッドとの間の1つの電気的な相互接続部と、
1つの弾性的に変形可能なばね部材を備える1つの接続部材であって、当該接続部材は、フリップチップ構造の前記MEMSチップを前記担体基板に機械的に結合しており、前記接続部材は、前記MEMSチップを前記相互接続部に電気的に接続している接続部材と、
を備えることを特徴とするMEMSセンサ部品。 - 前記担体基板は有機材料を含むことを特徴とする、請求項1に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記担体基板はポリマーを含むことを特徴とする、請求項2に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記接続部材は、金属を含み、そして支持されていない1つの自由端を有することを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記担体基板は、2つの誘電体層の間に1つのメタライジング層を有する、1つの多層基板を備えることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記多層基板に埋設された、1つの追加の回路素子をさらに備え、当該追加の回路素子は1つの能動的回路素子または1つの受動的回路素子を備えることを特徴とする、請求項5に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記追加の回路素子は、1つの抵抗素子、1つのインダクタンス素子、または1つのコンデンサ素子を備え、当該追加の回路素子は、メタライジング層におけるパターニングされたメタライジング部を備えることを特徴とする、請求項6に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記キャップは、前記キャビティを封止することを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか1項に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記キャップまたは前記担体基板は、1つの開口部を備えることを特徴とする、請求項1乃至8のいずれか1項に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記MEMSチップを前記担体基板に機械的に結合する1つの柔らかい固定部材をさらに備えることを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか1項に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記柔らかい固定部材は、柔らかい積層フィルムまたはゲルを備えることを特徴とする、請求項10に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記柔らかい固定部材は、シリコーンタイプのゲルを備えることを特徴とする、請求項11に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記柔らかい固定部材は、前記MEMSチップと前記担体基板との間、または前記MEMSチップと前記キャップとの間の容積の少なくとも一部を充填していることを特徴とする、請求項10乃至12のいずれか1項に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記柔らかい固定部材は、前記MEMSチップを前記キャップまたは前記担体基板に機械的に結合することを特徴とする、請求項10乃至13のいずれか1項に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記接続部材は、前記柔らかい固定部材に埋設されていることを特徴とする、請求項10乃至14のいずれか1項に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記MEMSチップは、機能的パターンを備えることを特徴とする、請求項1乃至15のいずれか1項に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記MEMSチップは、マイクロフォンチップ、圧力センサチップ、または気圧センサチップを備えることを特徴とする、請求項1乃至16のいずれか1項に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記キャップは、1つのエッジおよび当該エッジにおける1つの穴を備えることを特徴とする、請求項1乃至17のいずれか1項に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記キャップは、1つの側部および当該側部における1つの穴を備えることを特徴とする、請求項1乃至18のいずれか1項に記載のMEMSセンサ部品。
- 前記キャップは、前記担体基板から第1の距離だけ離間した1つの第1のセグメントと、当該第1の距離と異なる第2の距離だけ前記担体基板から離間した1つの第2のセグメントを備え、1つの穴が前記担体基板に近い方のセグメントに形成されていることを特徴とする、請求項1乃至19のいずれか1項に記載のMEMSセンサ部品。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/685,259 | 2015-04-13 | ||
US14/685,259 US20160297671A1 (en) | 2015-04-13 | 2015-04-13 | MEMS Sensor Component |
PCT/EP2016/054919 WO2016165882A1 (en) | 2015-04-13 | 2016-03-08 | Mems sensor component |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018517572A true JP2018517572A (ja) | 2018-07-05 |
Family
ID=55524311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017553354A Pending JP2018517572A (ja) | 2015-04-13 | 2016-03-08 | Memsセンサ部品 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20160297671A1 (ja) |
EP (1) | EP3283433B1 (ja) |
JP (1) | JP2018517572A (ja) |
CN (1) | CN107635910A (ja) |
WO (1) | WO2016165882A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020159836A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | Tdk株式会社 | センサーモジュール及びその製造方法 |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10869393B2 (en) * | 2015-06-29 | 2020-12-15 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Pedestal mounting of sensor system |
US9574964B2 (en) * | 2015-07-07 | 2017-02-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Mobile computer atmospheric barometric pressure system |
WO2017221762A1 (ja) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | 株式会社村田製作所 | 電気音響変換装置 |
US10689248B2 (en) | 2017-03-16 | 2020-06-23 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Semiconductor device package and method of manufacturing the same |
US10247629B2 (en) * | 2017-04-27 | 2019-04-02 | Continental Automotive Systems, Inc. | Stacked or unstacked MEMS pressure sensor with through-hole cap and plurality of chip capacitors |
CN109935668B (zh) * | 2017-12-19 | 2021-08-24 | 英属开曼群岛商錼创科技股份有限公司 | 微型元件结构 |
US11588082B2 (en) | 2017-12-19 | 2023-02-21 | PlayNitride Inc. | Micro device and micro device display apparatus |
WO2019135739A1 (en) * | 2018-01-03 | 2019-07-11 | Intel Corporation | Stacked semiconductor die architecture with multiple layers of disaggregation |
DE102018104279A1 (de) * | 2018-02-26 | 2019-08-29 | Tdk Electronics Ag | Elektronische Vorrichtung |
CN112637738B (zh) * | 2018-04-26 | 2022-10-21 | 深圳市韶音科技有限公司 | 一种耳机系统 |
DE102018216294A1 (de) * | 2018-09-25 | 2020-03-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines MEMS-Sensors |
KR20210019308A (ko) | 2019-08-12 | 2021-02-22 | 삼성전자주식회사 | 반도체 패키지 |
CN110783318B (zh) * | 2019-10-28 | 2022-09-16 | 潍坊歌尔微电子有限公司 | 一种传感器封装结构以及电子设备 |
DE102019130209A1 (de) | 2019-11-08 | 2021-05-12 | Tdk Corporation | Elektronische Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung |
CN112490200A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-12 | 潍坊歌尔微电子有限公司 | 气压传感组件及其封装方法 |
CN113371670B (zh) * | 2021-05-19 | 2024-05-03 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种mems加速度计的多级抗过载封装结构及方法 |
CN113387319B (zh) * | 2021-06-11 | 2023-07-14 | 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 | 基于多通孔硅基板的mems芯片封装结构及其制备方法 |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010009305A1 (en) * | 1998-10-28 | 2001-07-26 | Joseph Fjelstad | Microelectronic elements with deformable leads |
US20020146919A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-10-10 | Cohn Michael B. | Micromachined springs for strain relieved electrical connections to IC chips |
US20030133588A1 (en) * | 2001-11-27 | 2003-07-17 | Michael Pedersen | Miniature condenser microphone and fabrication method therefor |
JP2003247903A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-09-05 | Denso Corp | 圧力センサ |
US20050001316A1 (en) * | 2003-07-01 | 2005-01-06 | Motorola, Inc. | Corrosion-resistant bond pad and integrated device |
US20070069354A1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Jochen Dangelmaier | Semiconductor sensor device with sensor chip and method for producing the same |
JP2009516159A (ja) * | 2005-11-10 | 2009-04-16 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | センサ、センサエレメントおよびセンサの製造方法 |
JP2010505304A (ja) * | 2006-09-29 | 2010-02-18 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | Memsマイクロフォンを有する素子、及び前記素子の製造方法 |
US20120087521A1 (en) * | 2010-10-12 | 2012-04-12 | Analog Devices, Inc. | Microphone Package with Embedded ASIC |
US20120286380A1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-11-15 | Evigia Systems | Processes and mounting fixtures for fabricating electromechanical devices and devices formed therewith |
WO2013065540A1 (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-10 | アルプス電気株式会社 | 圧力センサ装置 |
US20130193533A1 (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-01 | Knowles Electronics, Llc | Embedded circuit in a mems device |
WO2013129444A1 (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-06 | 株式会社フジクラ | 圧力センサモジュール及び蓋体 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004281818A (ja) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Seiko Epson Corp | 半導体装置、電子デバイス、電子機器、キャリア基板の製造方法、半導体装置の製造方法および電子デバイスの製造方法 |
DE102010054782A1 (de) | 2010-12-16 | 2012-06-21 | Epcos Ag | Gehäustes elektrisches Bauelement |
-
2015
- 2015-04-13 US US14/685,259 patent/US20160297671A1/en not_active Abandoned
-
2016
- 2016-03-08 CN CN201680021717.1A patent/CN107635910A/zh active Pending
- 2016-03-08 WO PCT/EP2016/054919 patent/WO2016165882A1/en active Application Filing
- 2016-03-08 JP JP2017553354A patent/JP2018517572A/ja active Pending
- 2016-03-08 EP EP16709349.1A patent/EP3283433B1/en active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010009305A1 (en) * | 1998-10-28 | 2001-07-26 | Joseph Fjelstad | Microelectronic elements with deformable leads |
US20020146919A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-10-10 | Cohn Michael B. | Micromachined springs for strain relieved electrical connections to IC chips |
US20030133588A1 (en) * | 2001-11-27 | 2003-07-17 | Michael Pedersen | Miniature condenser microphone and fabrication method therefor |
JP2003247903A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-09-05 | Denso Corp | 圧力センサ |
US20050001316A1 (en) * | 2003-07-01 | 2005-01-06 | Motorola, Inc. | Corrosion-resistant bond pad and integrated device |
US20070069354A1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-03-29 | Jochen Dangelmaier | Semiconductor sensor device with sensor chip and method for producing the same |
JP2009516159A (ja) * | 2005-11-10 | 2009-04-16 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | センサ、センサエレメントおよびセンサの製造方法 |
JP2010505304A (ja) * | 2006-09-29 | 2010-02-18 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | Memsマイクロフォンを有する素子、及び前記素子の製造方法 |
US20120087521A1 (en) * | 2010-10-12 | 2012-04-12 | Analog Devices, Inc. | Microphone Package with Embedded ASIC |
US20120286380A1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-11-15 | Evigia Systems | Processes and mounting fixtures for fabricating electromechanical devices and devices formed therewith |
WO2013065540A1 (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-10 | アルプス電気株式会社 | 圧力センサ装置 |
US20130193533A1 (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-01 | Knowles Electronics, Llc | Embedded circuit in a mems device |
WO2013129444A1 (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-06 | 株式会社フジクラ | 圧力センサモジュール及び蓋体 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020159836A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | Tdk株式会社 | センサーモジュール及びその製造方法 |
JP7247698B2 (ja) | 2019-03-26 | 2023-03-29 | Tdk株式会社 | センサーモジュールの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160297671A1 (en) | 2016-10-13 |
EP3283433B1 (en) | 2019-05-01 |
EP3283433A1 (en) | 2018-02-21 |
CN107635910A (zh) | 2018-01-26 |
WO2016165882A1 (en) | 2016-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2018517572A (ja) | Memsセンサ部品 | |
US20090175477A1 (en) | Vibration transducer | |
JP6311376B2 (ja) | マイクロフォン | |
US6732588B1 (en) | Pressure transducer | |
JP5675653B2 (ja) | センサモジュールとその製造方法 | |
US8193596B2 (en) | Micro-electro-mechanical systems (MEMS) package | |
US6522762B1 (en) | Silicon-based sensor system | |
JP5763682B2 (ja) | Mems及びasicを備える小型化した電気的デバイス及びその製造方法 | |
EP1219136B1 (en) | A pressure transducer | |
KR20170002547A (ko) | Mems 음향 센서 및 환경 센서를 포함하는 집적 패키지 및 이를 제조하는 방법 | |
JP2006211468A (ja) | 半導体センサ | |
KR101870023B1 (ko) | 패키징된 mems 디바이스를 위한 시스템 및 방법 | |
JP6175873B2 (ja) | マイクロフォン | |
JP4655017B2 (ja) | 音響センサ | |
CN109845294B (zh) | 压力传感器,特别是具有改进布局的麦克风 | |
US10616690B2 (en) | Capacitive MEMS microphone and electronic apparatus | |
CN109644307B (zh) | 麦克风和压力传感器封装件以及制造麦克风和压力传感器封装件的方法 | |
KR20090091072A (ko) | 납 봉인 링을 구비한 소형 마이크로폰 조립체 | |
KR101877838B1 (ko) | 멤스 마이크로폰 소자 및 이를 포함하는 멤스 마이크로폰 모듈 | |
JP5742170B2 (ja) | Memsデバイス、その製造方法、及びそれを有する半導体装置 | |
JP6308377B2 (ja) | マイクロフォン | |
TW201741225A (zh) | Mems傳感器之應力解耦 | |
JP2006153804A (ja) | 圧力センサ | |
JP2022071859A (ja) | ばね上質量を伴う微小電気機械変換器 | |
JP2021154438A (ja) | Memsデバイス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181218 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190118 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190306 |