JP5227019B2 - カプセル封入された電気構成素子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
図2には、フレーム構造が異なるMEMS構成素子が示されており、
図3には、カバーを有する構成素子が示されており、
図4にはグローブトップカバーまたはモールディングされたカバーを有する構成素子が示されており、
図5〜7には、種々異なって構成されたフレーム構造体が示されており、
図8には構成素子の製造時の異なる段階が示されており、
図9にはキャスティングフレームによる大面積ポリマー層の製造時の2つの段階が示されている。
Claims (25)
- MEMS構成素子であって、
・パネル(PA)を有しており、
・下面にアクティブな構成素子構造体を担っているチップ(CH)を有しており、当該チップは下面で、バンプ(BU)を介して前記パネル(PA)の上方に被着されており、
・前記チップ(CH)の取付場所を接近して取り囲んでいるフレーム構造体(RS)を有しており、当該フレーム構造体は前記パネル(PA)上に載置されており、当該フレーム構造体(RS)は、前記チップ(CH)に向かって下降する二段階構造を有しており、当該フレーム構造体(RS)の下段の上面上に前記チップ(CH)の縁部が配置されており、
・当該フレーム構造体(RS)の上段の側面と、前記チップ(CH)の側面との間に分断隙間を有しており、当該分断隙間はジェットプリント構造体(JS)によって、ジェットプリント方法に基づいてシーリングされており、当該ジェットプリント構造体は構造体構成材料によって形成されており、
前記ジェットプリント構造体(JS)と接触している表面は、表面エネルギーを調節することによって、当該ジェットプリント構造体(JS)によって90°以上の急峻な接触角が形成されるように調整されており、
前記チップ(CH)、前記ジェットプリント構造体(JS)、および前記フレーム構造体(RS)の少なくとも周りを取り巻いている部分のそれぞれの上面上にカバー層(AB)が配置されている、ことを特徴とするMEMS構成素子。 - 前記ジェットプリント構造体(JS)の上方縁部が、下方チップ縁部を上回って位置するような高さで前記フレーム構造体(RS)が形成されている、請求項1記載の構成素子。
- 前記フレーム構造体(RS)は金属製である、請求項1または2記載の構成素子。
- 前記カバー層(AB)は金属層であり、構成素子をハーメチックに密閉している、請求項1から3までのいずれか1項記載の構成素子。
- 前記カバー層(AB)はラミネートフィルムまたはグローブトップカバーである、請求項1から3までのいずれか1項記載の構成素子。
- さらなるジェットプリント構造体がポリマー層(PS)の形状で、前記チップ(CH)の背面上に延在しており、
当該さらなるジェットプリント構造体(PS)が設けられていない前記チップ(CH)の背面の領域は、直接的に前記カバー層(AB)と接触接続している、請求項1から5までのいずれか1項記載の構成素子。 - 前記チップ(CH)の側方縁部は少なくとも部分的に前記さらなるジェットプリント構造体(PS)によって覆われておらず、直接的に前記カバー層(AB)と接触接続している、請求項6記載の構成素子。
- 前記フレーム構造体(RS)の少なくとも一部は前記チップ(CH)の下まで達している、請求項1から7までのいずれか1項記載の構成素子。
- 前記パネル(PA)とカバー層(AB)の間で、構成素子の縁部領域において、前記フレーム構造体(RS)によって取り囲まれている面の外で、前記チップ(CH)の縁部に続くポリマーストリップ(TS)が配置されており、
前記カバー層(AB)は金属層であり、前記ポリマーストリップ(TS)によって取り囲まれている表面領域内で前記パネル(PA)と成端している、請求項1から8までのいずれか1項記載の構成素子。 - MEMS構成素子の製造方法であって、
・大面積のパネル(PA)上に多数のフレーム構造体(RS)を形成し、当該フレーム構造体(RS)はそれぞれ1つのチップ取付場所を接近して取り囲み、
・自身の下面でアクティブな構成素子構造体を担っている、多数のチップ(CH)を取付場所で、バンプ(BU)を介してパネル(PA)と接続させ、当該フレーム構造体(RS)は、前記チップ(CH)に向かって下降する二段階構造を有しており、当該フレーム構造体(RS)の下段の上面上に前記チップ(CH)の縁部を載置し、
・当該フレーム構造体(RS)の上段の側面と、前記チップ(CH)の側面との間の分断隙間を、ジェットプリント方法に基づいて形成されたジェットプリント構造体(JS)を用いてシーリングし、
前記ジェットプリント構造体(JS)をプリントする前に、当該ジェットプリント構造体(JS)と接触接続する表面の表面エネルギーを調節し、前記ジェットプリント構造体(JS)によって90°以上の急峻な接触角が形成されるようにし、
前記チップ(CH)、前記ジェットプリント構造体(JS)、および前記フレーム構造体(RS)の少なくとも周りを取り巻いている部分のそれぞれの上面上にカバー層(AB)を配置する、ことを特徴とするMEMS構成素子の製造方法。 - 個別構成素子をパネル(PA)を個々の構成素子またはモジュールに分割することによって個別化する、請求項10記載の方法。
- 前記ジェットプリント構造体(JS)を製造するために、液状処理可能で、かつ硬化可能な樹脂、または溶解されたポリマーまたはナノ粒子を含む分散液を使用してプリントする、請求項10または11記載の方法。
- UV硬化ポリマーを使用する、請求項12記載の方法。
- 前記表面上に、単分子層または数分子層の層厚を有する、濡れない表面を有するフィルムを被着する、請求項10から13までのいずれか1項記載の方法。
- 前記表面をフッ素を含有するプラズマによって処理する、請求項10から14までのいずれか1項記載の方法。
- 前記表面を有機ケイ素溶剤による処理によってシラン化する、請求項10から14までのいずれか1項記載の方法。
- 前記チップ(CH)のはんだ付け、および前記ジェットプリント構造体(JS)の作製後に、まずは、比較的薄い基礎金属化部(GM)を全面的にスパッタリング、CVD、PECVD、蒸着または他の薄膜方法によって被着させ、
これに続いて当該基礎金属化部(GM)を溶剤からの金属層の析出によって補強する、請求項10から16までのいずれか1項記載の方法。 - 前記ジェットプリント方法をUV照射のもとで実行する、請求項10から17までのいずれか1項記載の方法。
- はじめに後のカバーを取り囲むキャスティングフレーム(GR)をUV照射のもとでジェットプリント方法で被着させることで、大きい面積のカバー層(PS、GT)を構成素子の上に形成し、
これに続いて、前記キャスティングフレーム内に、カバーのためのポリマーを大きい面積で、同時にUV照射しないで被着させ、当該ポリマーをまずは前記キャスティングフレーム内で流し、続いて硬化させる、請求項18記載の方法。 - パネル(PA)上に、まずは全面的な基礎金属化部(GM)を被着させ、環状に閉成されたストリップが覆われないままであるようにポリマーマスク(PM)によって覆い、
環状のストリップの領域内で覆われていない基礎金属化部(GM)を溶剤からの金属析出によって強化し、金属製フレーム構造体(RS)を生じさせ、
引き続き前記ポリマーマスク(PM)を再び除去し、チップ(CH)を金属フレーム(MR)内でバンプ(BU)を介してパネル(PA)とはんだ付けする、請求項10から19までのいずれか1項記載の方法。 - 前記金属フレーム(MR)を、バンプ(B)の少なくとも半分の高さの高さで被着する、請求項20記載の方法。
- 前記基礎金属化部(GM)として、まずはチタンを含有している接着層を被着し、その上に薄い銅層を被着し、当該銅層を無電解式析出において銅およびニッケルによって厚くする、請求項17から21までのいずれか1項記載の方法。
- 前記基礎金属化部(GM)を全体的なシステム上に被着させる前に、ラミネートフィルム(LF)をラミネートし、引き続き、チップ(CH)周辺の支柱状領域において再び除去する、請求項17から22までのいずれか1項記載の方法。
- 前記チップ(CH)の背面上にポリマー層(PS)を形成し、さらにその上に、金属層をハーメチックなカバー層(AB)として積層する、請求項10から23までのいずれか1項記載の方法。
- ジェットプリント方法によって1回の試みにおいて20〜30μmの高さのポリマー構造体を形成する、請求項10から24までのいずれか1項記載の方法。
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