JP5466400B2 - Ｍｅｍｓ装置のための機械的分離 - Google Patents

Description

微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置またはコンピュータチップは、しばしばダイに取り付けられる。ダイ取付による非慣性応力および機械的応力は、ＭＥＭＳ装置の性能に影響を与える可能性がある。加えて、これらの装置はワイヤボンディング中に応力に曝される。パッケージング応力は、安定した出力のために安定した幾何形状を必要とする容量センサに関する問題を引き起こす。また、パッケージレベルでワイヤボンディングを行なうことにより、各部品を別個に扱わなければならないので、製造費が増加し、アセンブリに対する損傷の可能性が高くなる。

ＭＥＭＳ装置はしばしば、構造物が受ける慣性力を測定するために、別の構造物に取り付けられる。直接取り付けられたＭＥＭＳ装置は、構造物によって加えられる応力に曝され、これは、ＭＥＭＳ装置が不正確な測定値を生成することにつながる。

ＭＥＭＳ装置の分離のための装置および方法が、本発明の一実施形態によって提供される。本発明の一態様による装置は、ダイの第１の側に支持されたＭＥＭＳ装置を備えている。アイソレータの第１の側は、ダイの第１の側に取り付けられている。パッケージは、アイソレータの第１の側に取り付けられており、少なくとも１つの導電性取付装置がダイをアイソレータに取り付け、アイソレータをパッケージに取り付ける。

アイソレータの実施形態は、アイソレータの周囲を通る分離枝部を備えている。他の実施形態では、ダイは分離枝部の内側にあるアイソレータの一部に取り付けられており、パッケージは分離枝部の外側にあるアイソレータの一部に取り付けられている。

別の実施形態は、ダイに取り付けられた上部カバープレートと、上部カバープレートを受けるアイソレータ内の対応するレセプタクルとを含んでいる。他の態様は、アイソレータの第２の側に角度付けされた棚部を含んでいる。

本発明による方法は、ＭＥＭＳ装置をダイの第１の側に取り付けるステップと、アイソレータの第１の側をダイの第１の側に取り付けるステップと、パッケージをアイソレータの第１の側に取り付けるステップと、少なくとも１つの導電性取付装置を使用して、ダイをアイソレータに取り付け、アイソレータをパッケージに取り付けるステップとを含んでいる。

本発明の好ましい実施形態および代替実施形態を、以下の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による装置１０を示している。装置１０は、パッケージ１２およびアイソレータ１４を備えている。アイソレータ１４は、枝部である周囲分離構造１６と、関連付けられたＭＥＭＳ装置（図示せず）の上部カバー１８を受けるレセプタクル１７とを備えている。アイソレータは、非導電性、半導電性、または完全導電性材料で作製することができる。

図２は、図１の装置１０のＡＡを通る断面図である。パッケージカバー２０は、ＭＥＭＳ装置および意図する作動環境によって有利なように含めることができる。ダイ２２は、ダイ２２の上部側２４でＭＥＭＳ装置（図示せず）に適切に取り付けられている。ダイ２２の上部側２４は、金バンプなどの導電性取付装置２６によって、アイソレータ１４の底部側２８に取り付けられている。パッケージは、ＭＥＭＳ装置、ダイ２２、およびアイソレータ１４を受ける段付き凹部１９を含んでおり、アイソレータ１４の底部側２８は導電性取付装置２６によってパッケージ１２のワイヤボンディング棚部３０に取り付けられている。アイソレータ１４の底部側２８の導電性トレース（図示せず）は、ダイ２２をアイソレータ１４に取り付ける装置２６を、アイソレータ１４をパッケージ１２に取り付ける装置２６と接続させる。パッケージ１２上の導電性トレース（図示せず）は、アイソレータ１４をパッケージ１２に取り付ける装置２６をパッケージ１２の外側の導電性リード（図示せず）に接続させる。アイソレータ１４が半導電性または完全導電性材料で作製されている場合、トレースはアイソレータ１４から電気的に絶縁させなければならない。

図３は、図１の装置の一部の部分断面図である。アイソレータ１４は、角度付けされた棚部３２を含むことができる。アイソレータ１４がパッケージ１２に取り付けられている場合、角度付けされた棚部３２はパッケージ１２と接触している。棚部３２はしたがって、パッケージ１２に対するダイ２２の垂直位置の変更を可能にする。また、アイソレータ１４をパッケージ１２に取り付ける取付装置２６は、アイソレータ１４の（構造１６に対する）横部分に配置されており、ダイ２２をアイソレータ１４に取り付ける装置２６はアイソレータ１４の内側部分に配置されている。したがって、分離構造１６は、パッケージ１２からダイ２２に伝達される応力の量を小さくするように働く。

図４Ａは、アイソレータ１４の上面斜視図である。アイソレータ１４は、レセプタクル１７および周囲分離枝部１６を備えている。図４Ｂは、本発明の一実施形態によるアイソレータ１４’を示している。アイソレータ１４’は、ＭＥＭＳ装置および意図する作動環境が上部カバー１８を必要としない場合に使用され、したがってレセプタクル１７を備えていない。図５Ａは、図４のアイソレータの部分上面斜視図である。枝部１６は、様々な屈曲形状を有することができる。枝部１６は、単一の折り畳み部、または２つ以上の折り畳み部を有することができ、または折り畳み部を備えていなくてもよい。枝部１６は必要に応じて入れ子状にすることができ、隅部を回ることができる。枝部１６は、ＫＯＨエッチング、ＥＤＰ、またはＴＭＡＨによって形成することができる。図５Ｂは、枝部１６によって可能になった変位の量を制限するように衝撃止め具１５を備えた枝部１６の代替実施形態を示している。

図６Ａは、図２のアイソレータ１４の部分底面斜視図である。アイソレータ１４は、アイソレータ１４の底部側２８から延びている角度付けされた棚部３２を備えている。図２から分かるように、棚部３２の寸法、位置、および角度は、パッケージ１２に対するダイ２２の垂直位置を変えるために変更することができる。棚部３２は、ダイ２２の垂直高さおよび／または凹部１９の垂直深度がダイ２２の底部側２５（図２）と凹部１９の間に追加の間隙を必要とする場合に、パッケージ１２に対してダイ２２を持ち上げるために使用することができる。ダイ２２の垂直高さが棚部３２を必要としない場合、図６Ｂに示す棚部３２を備えていないアイソレータ１４”の実施形態を使用することができる。

図７は、本発明による過程４０を示している。ブロック４２では、ＭＥＭＳ装置がダイの第１の側に取り付けられる。ブロック４４では、アイソレータの第１の側がダイの第１の側に取り付けられる。ブロック４６では、アイソレータの第１の側がパッケージに取り付けられる。方法４０は、分離枝部をアイソレータ内にエッチングするステップ、レセプタクルをアイソレータ内にエッチングするステップ、および角度付けされた棚部をアイソレータ内にエッチングするステップなどの追加のステップを含むことができる。方法４０はまた、上部カバーをダイに取り付けるステップを含むことができる。

本発明の好ましい実施形態を図示および説明したが、上に記したように、本発明の精神および範囲から逸脱することなく多くの変更を加えることが可能である。したがって、本発明の範囲は好ましい実施形態の開示によって限定されるものではない。そうではなく、本発明は全体的に頭記の特許請求の範囲を参照することによって判断すべきである。

本発明の一実施形態による装置の上面斜視図である。 ＡＡに沿った図１の装置の断面図である。 図１の装置の一部の部分断面図である。 本発明の一実施形態によるアイソレータの上面斜視図である。 本発明の代替実施形態によるアイソレータを示す図である。 図４のアイソレータの部分上面斜視図である。 図４のアイソレータの代替実施形態を部分的に示す図である。 図４のアイソレータの底面斜視図である。 本発明の代替実施形態によるアイソレータを示す図である。 本発明の一実施形態による過程を示す図である。

１０ 装置
１２ パッケージ
１４ アイソレータ
１４’ アイソレータ
１４” アイソレータ
１５ 衝撃止め具
１６ 周囲分離構造
１７ レセプタクル
１８ 上部カバー
１９ 段付き凹部
２０ パッケージカバー
２２ ダイ
２４ 上部側
２５ 底部側
２６ 導電性取付装置
２８ 底部側
３０ ワイヤボンディング棚部
３２ 角度付けされた棚部
４０ 過程
４２ ブロック
４４ ブロック
４６ ブロック

Claims (3)

1. 微小電気機械システム装置と、
   ダイ（２２）の第１の側で前記微小電気機械システム装置を支持するように構成されたダイ（２２）と、
   第１の側が前記ダイ（２２）の前記第１の側に取り付けられたアイソレータ（１４）と、
   前記アイソレータ（１４）の前記第１の側に取り付けられたパッケージ（１２）と、
   前記ダイ（２２）を前記アイソレータ（１４）に取り付け、前記アイソレータ（１４）を前記パッケージ（１２）に取り付けるように構成された導電性取付装置（２６）とを備え、
   前記アイソレータ（１４）は、角度付けされた棚部（３２）を含み、前記角度付けされた棚部（３２）は、前記パッケージ（１２）に対するダイ（２２）の垂直位置の変更を可能にする、
   装置（１０）。
2. 前記ダイ（２２）に取り付けられた上部カバー（１８）をさらに備えた、請求項１に記載の装置（１０）。
3. 微小電気機械システム装置をダイ（２２）の第１の側に取り付けるステップと、
   アイソレータ（１４）の第１の側を前記ダイ（２２）の前記第１の側に取り付けるステップと、
   前記アイソレータ（１４）の前記第１の側をパッケージ（１２）に取り付けるステップとを含み、
   前記アイソレータ（１４）は、角度付けされた棚部（３２）を含み、前記角度付けされた棚部（３２）は、前記パッケージ（１２）に対するダイ（２２）の垂直位置の変更を可能にする、
   方法。

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