KR101240918B1 - 보호캡에 플레이트 전극이 마련되는 관성 센서 패키지 및 그의 제작방법 - Google Patents

보호캡에 플레이트 전극이 마련되는 관성 센서 패키지 및 그의 제작방법 Download PDF

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Abstract

보호캡에 플레이트 전극이 마련되는 관성 센서 패키지 및 그의 제작방법이 게시된다. 본 발명의 관성 센서 패키지는 반도체 기판 위에 형성되는 제1 플레이트 전극을 포함하는 멤스 디바이스; 및 제1 플레이트 전극을 보호하기 위하여 상기 멤스 디바이스에 부착되며, 제2 플레이트 전극이 형성되는 보호캡을 구비한다. 바람직하기로는, 상기 제1 플레이트 전극은 상기 관성력의 인가에 의하여, 상기 반도체 기판에 대한 상대적 위치가 가변되는 유동 플레이트 전극이며, 상기 제2 플레이트 전극은 상기 관성력이 인가되더라도, 상기 반도체 기판에 대한 상대적 위치가 불변되는 고정 플레이트 전극이다. 본 발명의 관성 센서 패키지에서는, 관성 센서가 보호캡의 상부에 형성되는 패드를 통하여 구동칩과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 관성 센서 패키지에 의하면, 상기 관성 센서와 상기 구동칩을 연결하기 위한 별개의 연결 전극이 요구되지 않으므로, 전체적으로 멤스 디바이스의 면적이 크게 감소된다.

Description

보호캡에 플레이트 전극이 마련되는 관성 센서 패키지 및 그의 제작방법{Inertial Sensor Package with plate electrode in protection cap and fabrication method therefor}
본 발명은 관성 센서 패키지(Inertial Sensor Package)에 관한 것으로, 특히, 플레이트형 관성 센서의 플레이트 전극들 중의 하나가 보호캡에 마련되는 관성 센서 패키지 및 그의 제작 방법에 관한 것이다.
MEMS 기술은 반도체 기판 상에 시스템의 특정 부위를 마이크로미터 단위로 정교하게 제작하는 기술로서, 정밀 가공성, 제품간 균일성, 우수한 생산성 등이 적용되어 성능을 향상시키는 기술로 인정받고 있다.
이러한 멤스 기술로 제작된 대표적인 제품이 가속도 센서, 자이로 센서 등과 같은 관성 센서로서, 물체에 가속도 등과 같은 관성력이 인가될 때, 부유된 구조물의 상하 운동에 따른 변화를 측정하여, 인가되는 관성력을 감지한다.
관성 센서는 반도체 기판 상에 동일한 형태로 반복되어 형성되는 것이 일반적이다. 그리고, 관성 센서가 형성된 기판은, 보호 및/또는 감도를 높일 목적으로 별도의 공정으로 제작된 보호캡이 관성 센서와 대향하여 형성된 반도체 기판과 접합된다. 이렇게 반도체 기판에 형성된 관성 센서를 외부와 연결 가능하고 외부 환경으로부터 보호될 수 있게 만드는 것을 관성 센서 패키지라고 한다. 이때, 관성 센서 다이(die)의 고밀도 및 소형화를 위하여, 관성 센서 패키지를 개선하여 전체적으로 관성 센서를 포함하는 멤스 디바이스 면적을 저감하는 것이 요구된다.
도 1은 기존의 관성 센서 패키지를 설명하기 위한 도면이다. 기존의 관성 센서 패키지는 반도체 기판(11) 상에 형성되는 관성 센서(13)를 포함하는 멤스 디바이스(10)를 포함한다. 이때, 상기 관성 센서(13)는 수직축 방향의 관성력을 감지하는 센서로서, 서로 수평 방향(상기 반도체 기판(11)과 나란한 방향으로)으로 마주보며 형성되는 고정 플레이트 전극(13a) 및 유동 플레이트 전극(13b)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 반도체 기판(11)에 부착되어 보호 공간(SPC)을 마련하는 보호캡(20)에 의하여, 상기 관성 센서(13)의 고정 플레이트 전극(13a) 및 유동 플레이트 전극(13b)은 보호된다. 그리고, 상기 관성 센서(13)를 구동하는 구동칩(30)은, 대개 별도의 공정을 통하여 형성되어 상기 보호 공간(SPC)의 외부 즉, 상기 보호캡(20)의 상부 또는 측면에 배치된다.
그런데, 기존의 관성 센서 패키지에서는, 상기 구동칩(30)을 상기 관성 센서(13)에 전기적으로 연결하기 위하여, 상기 관성 센서(13)의 고정 플레이트 전극(13a) 및 유동 플레이트 전극(13b)이 상기 반도체 기판(11) 상에서 상기 보호캡(20)의 외부로 확장되어 형성되는 연결 전극(EL-CON)이 마련된다. 그리고, 상기 연결 전극(EL-CON)은 패드 와이어(PWR)를 통하여, 상기 구동칩(30)에 연결된다.
이에 따라, 기존의 관성 센서 패키지에서는, 상기 연결 전극(EL-CON)을 형성하기 위한 면적이 소요되므로, 전체적으로 멤스 디바이스의 면적이 크게 되는 문제점이 발생된다.
참고로, 기존의 관성 센서 패키지에서는, 상기 관성 센서(11)를 보호하기 위한 가드링 월(17)과 상기 보호캡(20) 사이에 접합을 위한 절연체로 이루어진 접합층(15)이 형성된다. 또한, 도 1에는 미도시되었지만, 상기 고정 전극(13a) 및 유동 전극(13b)과 상기 연결 전극(EL-CON)의 전기적 연결을 위한 구조가 형성된다.
본 발명의 목적은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보호캡의 외부에 형성되는 연결 전극을 배제하여 구현함으로써, 전체적인 멤스 디바이스의 면적을 저감하는 관성 센서 패키지 및 그의 제작 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면은 관성력의 인가에 대하여 가변되는 제1 플레이트 전극과 제2 플레이트 전극 사이의 용량성 캐패시턴스를 감지하도록 구성되는 관성 센서를 포함하는 관성 센서 패키지에 관한 것이다. 본 발명의 관성 센서 패키지는 반도체 기판 위에 형성되는 상기 제1 플레이트 전극을 포함하는 멤스 디바이스; 및 상기 관성 센서를 보호하기 위하여 상기 반도체 기판에 대하여 고정되도록 상기 멤스 디바이스에 부착되는 상기 보호캡을 구비한다. 이에 상기 제2 플레이트 전극은 상기 보호캡에 형성된다.
바람직하기로는, 상기 제1 플레이트 전극은 상기 관성력의 인가에 의하여, 상기 반도체 기판에 대한 상대적 위치가 가변되는 유동 플레이트 전극이며, 상기 제2 플레이트 전극은 상기 관성력이 인가되더라도, 상기 반도체 기판에 대한 상대적 위치가 불변되는 고정 플레이트 전극이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면은 관성력의 인가에 대하여 가변되는 제1 플레이트 전극과 제2 플레이트 전극 사이의 용량성 캐패시턴스를 감지하도록 구성되는 관성 센서를 포함하는 관성 센서 패키지의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 관성 센서 패키지의 제조 방법은 반도체 기판 위에 형성되는 상기 제1 플레이트 전극을 포함하는 멤스 디바이스를 형성하는 A) 단계; 상기 제2 플레이트 전극이 마련된 보호캡을 형성하는 B) 단계; 및 상기 제1 플레이트 전극과 상기 제2 플레이트 전극이 대향하도록 상기 보호 캡을 상기 멤스 디바이스에 부착하는 C) 단계를 구비한다.
본 발명의 관성 센서 패키지에서는, 관성 센서가 보호캡의 상부에 형성되는 패드를 통하여 구동칩과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 관성 센서 패키지에 의하면, 상기 관성 센서와 상기 구동칩을 연결하기 위한 별개의 연결 전극이 요구되지 않으므로, 전체적으로 멤스 디바이스의 면적이 크게 감소된다.
또한, 본 발명의 관성 센서 패키지에서는, 보호캡에 관성 센서의 고정 플레이트 전극이 형성되며, 상기 보호캡은 반도체 기판의 가드링 월에 실리콘 직접 접합, 금속 열압착 접합 또는 공융 접합의 방법으로 부착될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 관성 센서 패키지에서는, 상기 보호캡과 상기 가드링 월 사이의 전기적 연결을 위한 별도의 내부 배선이 요구되지 않는다. 그 결과, 본 발명의 관성 센서 패키지에 의하면, 그 제조 공정이 간단하게 되는 장점이 발생된다.
본 발명에서 사용되는 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 기존의 관성 센서 패키지를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 관성 센서 패키지를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 관성 센서 패키지의 제작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도3의 관성 센서 패키지의 제작 방법에서 각 단계의 결과를 나타내는 단면도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다. 또한, 하기의 설명에서, 구체적인 처리흐름과 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 기술된다. 그러나, 이들 특정 상세들 없이도, 본 발명의 실시될 수 있다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면에서 여러 층(또는 막) 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 관점에서 설명하였고, 층이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 관성 센서 패키지를 나타내는 도면이다. 본 발명의 관성 센서 패키지는 제1 플레이트 전극(FPEL) 및 제2 플레이트 전극(SPEL)을 포함하는 관성 센서(INSEN)를 포함한다. 이때, 상기 제1 플레이트 전극(FPEL)과 상기 제2 플레이트 전극(SPEL)은 서로 수평방향 즉, 반도체 기판(110)에 대하여 나란한 방향으로 대향(對向)하도록 형성되며, 상기 관성 센서(INSEN)는 관성력의 인가에 대하여 가변되는 상기 제1 플레이트 전극(FPEL)과 상기 제2 플레이트 전극(SPEL) 사이의 용량성 캐패시턴스를 감지하도록 구동됨으로써, 상기 관성력의 인가를 감지한다. 도 2는 관성 센서 패키지의 전체를 도시한 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 관련되는 요소를 중심으로 부분적으로 도시한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 관성 센서 패키지는 멤스 디바이스(100), 보호캡(200)를 구비한다.
상기 멤스 디바이스(100)는 반도체 기판(110) 위에 형성되는 관성 센서(INSEN)의 상기 제1 플레이트 전극(FPEL)을 포함한다. 이때, 상기 제1 플레이트 전극(FPEL)은 상기 반도체 기판(110)에 대하여 나란히 수평방향으로 확장된다.
바람직하기로는, 상기 제1 플레이트 전극(FPEL)은 관성력의 인가에 의하여, 상기 반도체 기판(110)에 대한 상대적 위치가 가변되는 유동 플레이트 전극이다.
그리고, 도 2의 연결 기둥(135)은 상기 유동 플레이트 전극(FPEL)과 전기적으로 연결되며, 또한, 상기 관성 센서(INSEN)을 구동하는 구동칩(300)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 보호캡(200)은 상기 제1 플레이트 전극(FPEL)을 보호하기 위하여 상기 멤스 디바이스(100)에 부착된다. 이때, 상기 보호캡(200)에는 상기 관성 센서(INSEN)의 제2 플레이트 전극(SPEL)이 형성된다. 다시 기술하면, 상기 보호캡(200)은 상기 관성 센서(INSEN)를 보호하기 위하여 후술되는 가드링 월(150) 및 가드링 접합부(250)를 통하여 상기 반도체 기판(110)에 대하여 고정되도록 상기 멤스 디바이스(100)에 부착된다.
바람직하기로는, 상기 제2 플레이트 전극(SPEL)은 관성력이 인가되더라도, 상기 반도체 기판(110)에 대한 상대적 위치가 불변되는 고정 플레이트 전극이다.
그리고, 상기 반도체 기판(110) 상에는, 상기 관성 센서(INSEN)의 제1 플레이트 전극(FPEL)을 포위하도록 가드링 월(150)이 형성된다.
상기 보호캡(200)은 자신을 관통하여 형성되는 관통 비아영역(TSV)들을 포함한다. 그리고, 상기 관통 비아영역(TSV)들은 절연체(213)로 매립된다. 이와 같이, 상기 절연체(213)로 매립되는 상기 관통 비아영역(TSV)에 의하여, 상기 보호캡(200)에는 상기 제2 플레이트 전극(SPEL)이 형성된다. 또한, 상기 관통 비아영역(TSV)에 의하여, 상기 보호캡(200)에는 기둥 접합부(235) 및 가드링 접합부(250)도 형성된다.
본 실시예에서, 상기 보호캡(200)의 상기 기둥 접합부(235)와 상기 가드링 접합부(250)는 각각 상기 멤스 디바이스(100)의 상기 연결 기둥(135)와 상기 가드링 월(150)에 부착된다.
상기 가드링 월(150)은 상기 관성 센서(INSEN)의 센싱 동작시에 상기 보호캡(200)과 함께 접지전압(VSS)으로 제어됨으로써, 상기 관성 센서(INSEN)를 보호하는 역할을 수행한다.
이때, 상기 보호캡(200)의 상기 가드링 접합부(250)와 상기 멤스 디바이스(100)의 상기 가드링 월(150) 사이에 절연막이 배제되며, 상기 보호캡(200)의 상기 가드링 접합부(250)는 상기 멤스 디바이스(100)의 상기 가드링 월(150)에 실리콘 직접 접합, 금속 열압착 접합 또는 공융 접합의 방법으로 부착된다. 이때, 상기 보호캡(200)의 상기 가드링 접합부(250)와 상기 가드링 월(150)은 상기 관성 센서(INSEN)의 센싱 동작시에 모두 접지전압(VSS)으로 제어됨으로써, 상기 관성 센서(INSEN)를 보호하는 역할을 수행한다.
또한, 상기 보호캡(200)의 상기 기둥 접합부(235)도 상기 멤스 디바이스(100)의 상기 연결 기둥(135)에 실리콘 직접 접합, 금속 열압착 접합 또는 공융 접합의 방법으로 부착된다.
본 실시예에서, 상기 보호캡(200)의 상기 제2 플레이트 전극(SPEL)은 상기 멤스 디바이스(100)의 상기 제1 플레이트 전극(FPEL)과 서로 대향하도록 반도체 기판(110)에 대하여 수평방향으로 확장된다.
이때, 상기 제1 플레이트 전극(FPEL)은 상기 반도체 기판(110)의 수직축 방향의 관성력에 따라 상기 반도체 기판(110)에 대하여 상대적 위치가 변화되며, 상기 제2 플레이트 전극(SPEL)은 상기 보호캡(200)에 고정된다. 그러므로, 반도체 기판(110)에 대하여 수직 방향으로 관성력이 작용하는 경우, 상기 제1 플레이트 전극(FPEL)과 상기 제2 플레이트 전극(SPEL) 사이의 간격이 변화되며, 이에 따라, 상기 제1 플레이트 전극(FPEL)과 상기 제2 플레이트 전극(SPEL) 사이의 용량성 캐패시턴스도 변화된다. 그리고, 이러한 용량성 캐패시턴스의 변화는 상기 구동칩(300)에서 감지되어, 인가되는 관성력이 감지된다.
상기 구동칩(300)은 상기 보호캡(200) 상부에 형성되는 패드들(270, 280)을 통하여 상기 관성 센서(INSEN)와 전기적으로 연결되어 상기 관성 센서(INSEN)를 구동한다.
구체적으로, 상기 기둥 접합부(235)와 상기 제2 플레이트 전극(SPEL) 각각 전기적으로 연결되는 캡 기둥 패드(270)와 고정 전극 패드(280)가 상기 보호캡(200)에 형성된다. 그리고, 상기 캡 기둥 패드(270)와 상기 고정 전극 패드(280)는 상기 구동칩(300)의 칩 기둥 패드(310)와 칩 전극 패드(330)에 각각 전기적으로 연결된다.
이때, 상기 캡 기둥 패드(270) 및 상기 고정 전극 패드(280)의 상기 칩 기둥 패드(310) 및 상기 칩 전극 패드(330) 사이의 전기적 연결은 다양한 방법으로 구현될 수 있다.
예를 들면, 볼(ball) 본딩의 방법으로, 상기 캡 기둥 패드(270) 및 상기 고정 전극 패드(280)가 상기 칩 기둥 패드(310) 및 상기 칩 전극 패드(330)에 연결될 수도 있다.
또한, 상기 캡 기둥 패드(270) 및 상기 고정 전극 패드(280)를 금속 배선으로 별도의 패드(미도시)에 연결한 후, 이 별도의 패드를 상기 구동칩(300)의 상기 칩 기둥 패드(310) 및 상기 칩 전극 패드(330)에 와이어 본딩 등의 방법으로 연결될 수도 있다.
이에 따라, 상기 관성 센서(INSEN)의 연결 기둥(135) 및 상기 관성 센서(INSEN)의 고정 전극 패드(280)가 상기 구동칩(300)에 전기적으로 연결된다.
계속하여, 본 발명의 관성 센서 패키지의 제작 방법이 기술된다.
도 3은 본 발명의 관성 센서 패키지의 제작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 먼저, S10 단계에서, 반도체 기판(110) 위에 형성되는 관성 센서(INSEN)의 유동 플레이트 전극인 제1 플레이트 전극(FPEL)이 포함된 멤스 디바이스(100)를 형성한다(도 4a 참조). 이때, 상기 제1 플레이트 전극(FPEL)은 상기 반도체 기판(110)에 대하여 수평 방향으로 확장된다. 그리고, 상기 S10 단계에서, 연결 기둥(135)와 가드링 월(150)도 형성된다.
S20 단계에서는, 상기 관성 센서(INSEN)의 고정 플레이트 전극인 제2 플레이트 전극(SPEL)이 마련된 보호캡(200)이 형성된다(도 4b 참조). 이때, 상기 보호캡(200)에는, 절연체(213)로 매워진 비아영역(TSV)이 형성된다. 상기 비아영역(TSV)에 의하여, 상기 제2 플레이트 전극(SPEL)이 형성되며, 또한, 상기 기둥 접합부(235) 및 상기 가드링 접합부(250)도 형성된다. 그리고, 상기 S20 단계에서, 상기 기둥 접합부(235)와 상기 제2 플레이트 전극(SPEL)을 전기적으로 노출시키는 캡 기둥 패드(270) 및 고정 전극 패드(280)도 형성된다. 한편, 캡 기둥 패드(270) 및 고정 전극 패드(280) 형성은 S20 단계에서가 아닌 S30 단계에서 상기 보호캡(200)과 상기 멤스 디바이스(100)가 부착된 이후에 진행되는 것도 가능하다.
S30 단계에서는, 상기 보호캡(200)이 상기 멤스 디바이스(100)에 부착된다(도 4c 참조).
구체적으로, 상기 보호캡(200)의 상기 기둥 접합부(235) 및 상기 가드링 접합부(250)는 각각 상기 멤스 디바이스(100)의 연결 기둥(135) 및 가드링 월(150)에 부착된다. 이에 따라, 상기 보호캡(200)의 상기 제2 플레이트 전극(SPEL)은 상기 멤스 디바이스(100)의 상기 제1 플레이트 전극(FPEL)에 수평방향으로 대향된다.
S30 단계에서는, 구동칩(300)이 상기 보호캡(200)의 상부에 부착된다. 구체적으로, 상기 구동칩(300)의 칩 기둥 패드(310) 및 칩 전극 패드(330)는 각각 상기 보호캡(200)의 캡 기둥 패드(270) 및 고정 전극 패드(280)에 연결된다.
이때, 상기 캡 기둥 패드(270) 및 상기 고정 전극 패드(280)의 상기 칩 기둥 패드(310) 및 상기 칩 전극 패드(330) 사이의 전기적 연결은 볼 본딩 등으로 직접 부착될 수도 있으며, 별도의 패드(미도시)를 거친 와이어 본딩 등 다양한 방법으로 구현될 수 있음은 전술한 바와 같다.
상기와 같은 본 발명의 관성 센서 패키지에서는, 반도체 기판 위에 바람직하기로는 관성 센서의 유동 플레이트 전극인 제1 플레이트 전극이 형성되며, 보호캡에 바람직하기로는 관성 센서의 고정 플레이트 전극인 제2 플레이트 전극이 형성된다. 상기 관성 센서의 제1 플레이트 전극은 보호캡을 통하여 구동칩에 전기적으로 연결된다.
이에 따라, 보호캡을 통하여 제1 플레이트 전극이 구동칩에 연결되는 본 발명의 관성 센서 패키지에 의하면, 관성 센서와 구동칩을 연결하기 위한 연결 전극이 보호캡의 외부에 형성되는 기존의 관성 센서 패키지에 비하여, 전체적으로 멤스 디바이스의 면적이 현저히 감소된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 보호캡의 외부에 형성되는 연결 전극이 요구되지 않으므로, 상기 보호캡(200)과 상기 가드링 월(150)에 절연막이 배제될 수 있으며, 상기 보호캡(200)은 상기 가드링 월(150)에 실리콘 직접 접합, 금속 열압착 접합 또는 공융 접합의 방법으로 부착된다.
이와 같이, 상기 보호캡(200)과 상기 가드링 월(150)에 직접 부착됨에 따라, 본 발명의 관성 센서 패키지에 의하면, 상기 보호캡(200)과 상기 가드링 월(150) 사이의 전기적 연결을 위한 별도의 내부 배선이 요구되지 않는다.
그 결과, 본 발명의 관성 센서 패키지에서는, 관성 센서의 보호를 위하여 접지전압으로 제어되는 보호캡과 가드링 월이 별도의 접지 와이어(GWR)에 의하여 연결되는 기존의 관성 센서 패키지에 비하여, 그 제조 공정이 간단하게 되는 장점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 삭제
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  5. 관성력의 인가에 대하여 가변되는 제1 플레이트 전극과 제2 플레이트 전극 사이의 용량성 캐패시턴스를 감지하도록 구성되는 관성 센서를 포함하는 관성 센서 패키지의 제조 방법에 있어서,
    반도체 기판 위에 형성되는 상기 제1 플레이트 전극을 포함하는 멤스 디바이스를 형성하는 A) 단계;
    상기 제2 플레이트 전극이 마련된 보호캡을 형성하는 B) 단계; 및
    상기 제1 플레이트 전극과 상기 제2 플레이트 전극이 대향하도록 상기 보호 캡을 상기 멤스 디바이스에 부착하는 C) 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 관성 센서 패키지의 제작방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 전극은
    상기 관성력의 인가에 의하여, 상기 반도체 기판에 대한 상대적 위치가 가변되는 유동 플레이트 전극이며,
    상기 제2 플레이트 전극은
    상기 관성력이 인가되더라도, 상기 반도체 기판에 대한 상대적 위치가 불변되는 고정 플레이트 전극인 것을 특징으로 하는 관성 센서 패키지의 제작방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017061635A1 (ko) * 2015-10-06 2017-04-13 주식회사 스탠딩에그 Mems 장치 및 그 제조 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100349210B1 (ko) * 1993-12-27 2002-12-26 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 가속도센서
KR20030077754A (ko) * 2002-03-27 2003-10-04 삼성전기주식회사 마이크로 관성센서 및 그 제조 방법
KR101156931B1 (ko) * 2012-03-13 2012-06-20 주식회사 티엘아이 공정 효율을 향상시키는 수직축 관성 센서 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100349210B1 (ko) * 1993-12-27 2002-12-26 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼 가속도센서
KR20030077754A (ko) * 2002-03-27 2003-10-04 삼성전기주식회사 마이크로 관성센서 및 그 제조 방법
KR101156931B1 (ko) * 2012-03-13 2012-06-20 주식회사 티엘아이 공정 효율을 향상시키는 수직축 관성 센서 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017061635A1 (ko) * 2015-10-06 2017-04-13 주식회사 스탠딩에그 Mems 장치 및 그 제조 방법

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