KR102668056B1 - 센서 패키지 - Google Patents
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Abstract
센서 패키지는, 재료층에 형성된 감지 구조물, 및 기밀 밀봉된 센서 유닛을 형성하도록 감지 구조물을 밀봉하도록 배열된 하나 이상의 추가 재료층을 포함하는 센서; 지지 구조물; 기밀 밀봉된 센서 유닛을 지지 구조물에 유연하게 고정하는 하나 이상의 스프링으로서; 하나 이상의 스프링은 센서 유닛의 감지 구조물과 동일한 재료층에 형성되는, 상기 하나 이상의 스프링; 및 센서 유닛, 지지 구조물, 및 하나 이상의 스프링을 캡슐화하는 하나 이상의 외부 패키지 벽(들)을 포함하며, 지지 구조물은 패키지 벽(들) 중 적어도 하나에 고정된다. 센서 유닛의 감지 구조물과 동일한 재료층에 하나 이상의 스프링을 형성하는 것은, 격리 층으로서 상이한 재료, 예를 들어 탄성 중합체 재료를 사용하여 외부 패키지에 기밀 밀봉된 센서 유닛을 장착하는 종래의 방식보다 센서 격리에 대한 완전히 다른 접근법이다. 스프링은 계수 인자 및 바이어스의 장기 드리프트를 감소시키도록 센서 유닛 외부 패키지 벽(들) 사이의 기계적 응력을 분리할 수 있다. 또한, 바이어스 및 계수 인자에 대한 온도 감도의 효과는 예를 들어 관성 센서에 대해 또한 감소될 수 있다.
Description
본 발명은 센서 패키지, 특히 MEMS 센서 패키지에 관한 것이다.
센서, 예를 들어 압력 센서 또는 관성 센서(가속도계 및 자이로스코프)는 관성 항법, 로봇 공학, 항공 전자 공학, 및 자동차를 포함하는 많은 응용에 사용된다. 관성 항법 응용에서, 이러한 센서는 "관성 측정 유닛"(inertial measurement unit: IMU)으로서 공지된 자체 내장 시스템에서 볼 수 있다. IMU는 전형적으로 복수의 가속도계 및/또는 자이로스코프를 수용하고, 자이로스코프(들) 및/또는 가속도계(들)의 출력에 기초하여, 각도율(angular rate), 가속도, 고도, 자세, 및 속도와 같은 물체의 주행 파라미터의 추정치를 제공한다. IMU에 있는 각각의 관성 센서는 자체 내장 패키지이다. IMU는 전형적으로 3-축 모두에서 감지하는 가속도계와 자이로스코프로 이루어진다. 이러한 것은 통상적으로 항법 알고리즘을 사용하여 속도 및 자세의 계산을 추가하는 관성 항법 시스템(INS)의 일부이다. IMU 레벨에서, 출력은 통상적으로 각각의 샘플의 각도 회전 및 속도 증분으로 제한된다.
전형적으로 단일 실리콘 웨이퍼로 제작되는 마이크로 전자 기계 시스템(MEMS) 기반 센서는 예를 들어 고정된 기준 지점없이 압력 또는 온도 또는 선형 또는 각운동을 측정하도록 사용될 수 있다. MEMS 압력 센서는 때때로 유체 압력으로 인하여 MEMS 구조의 기계적 변형의 원리로 작동한다. MEMS 자이로스코프, 또는 엄밀히 말하면 MEMS 각도율 센서는 코리올리힘(Coriolis force)에 대한 진동 MEMS 구조의 응답을 관찰하는 것에 의해 각도율을 측정할 수 있다. MEMS 가속도계는 MEMS 구조에서 스프링에 현수된 증명 질량(proof mass)의 응답을 관찰하는 것에 의해 선형 가속도를 측정할 수 있다. 고성능 MEMS 관성 센서는 그 바이어스(bias) 및 계수 인자 안정성(scale factor stability)에 의해 정의된다.
MEMS 센서는 통상적으로 그 패키지 내에 있는 격리 층(isolation layer)에서 지지된다. 예를 들어, 실리콘 탄성 중합체 격리 층은 패키지와 MEMS 센서의 최하부 유리층 사이에 제공될 수 있다. 일부 예에서, 스프링 또는 다른 감쇠 구조물을 통해 주변 패키지에 연결된 래프트(raft)를 포함하는 MEMS 센서가 격리 층 상에 장착될 수 있다. 격리 층은 두 가지 주요 기능을 가지고 있다: 원치않는 외부 진동으로부터의 격리를 제공하는 것; 및 MEMS 센서와 주변 패키지(전형적으로 알루미나 또는 세라믹) 사이의 열팽창 차이로 인한 기계적 응력을 흡수하는 것.
MEMS 관성 센서를 그 패키지에 부착하는 격리 층의 안정성은 특히 0.1㎎보다 양호한 바이어스 안정성을 달성하도록 시도할 때 고성능을 위해 중요하다. 탄성 중합체 격리 층은 통상적으로 패키지 응력으로부터 MEMS 센서를 분리하도록(decouple) 매우 낮은 탄성 계수를 가지도록 선택된다(예를 들어, 실리콘). 그러나, 이러한 재료는 장기간의 크리프(creep) 및 노화 효과(aging)를 겪고, 그러므로 서비스 중인 기간에 걸쳐서 응력 제거에 의해 센서 성능(예를 들어, 바이어스 및 계수 인자)을 바꿀 수 있다. 그러므로, 패키지 응력으로부터 관성 센서의 양호한 격리 및 성능에서의 장기간 안정성을 달성하는 것이 어렵다. 패키지에 임의의 MEMS 센서를 장착할 때 유사한 고려 사항이 적용된다.
센서 패키지에서 향상된 격리 장착에 대해 필요성이 여전히 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면,
재료층에 형성된 감지 구조물, 및 기밀 밀봉된 센서 유닛을 형성하기 위해 상기 감지 구조물을 밀봉하도록 배열된 하나 이상의 추가 재료층을 포함하는 센서;
지지 구조물;
상기 기밀 밀봉된 센서 유닛을 상기 지지 구조물에 유연하게 고정하는 하나 이상의 스프링으로서;
상기 센서 유닛의 감지 구조물과 동일한 재료층에 형성되는, 상기 하나 이상의 스프링; 및
상기 센서 유닛, 상기 지지 구조물, 및 상기 하나 이상의 스프링을 캡슐화하는 하나 이상의 외부 패키지 벽(들)을 포함하되, 상기 지지 구조물은 상기 패키지 벽(들) 중 적어도 하나에 고정되는, 센서 패키지가 제공된다.
본 발명의 제2 양태에 따르면,
재료층에 감지 구조물을 형성하는 단계;
상기 감지 구조물과 동일한 재료층에 하나 이상의 스프링을 형성하는 단계;
기밀 밀봉된 센서 유닛을 형성하기 위해 상기 감지 구조물을 밀봉하도록 하나 이상의 추가 재료층을 추가하는 단계로서, 상기 하나 이상의 스프링이 상기 기밀 밀봉된 센서 유닛을 상기 지지 구조물에 유연하게 고정하는, 상기 단계; 및
관성 센서 유닛, 상기 지지 구조물, 및 상기 하나 이상의 스프링을 캡슐화하는 하나 이상의 외부 패키지 벽(들)에 상기 지지 구조물을 고정하는 단계를 포함하는, 센서 패키지를 제조하는 방법이 제공된다.
도 1은 완전한 탄성 중합체 다이 본드를 사용하는 종래의 센서 패키지를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 예에 따른 센서 패키지를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 예에 따른 제1 재료층의 평면도.
도 4는 본 발명의 예에 따른 압착 감쇠 핑거(squeeze damping finger)를 포함하는, 제1 재료층의 추가의 평면도.
도 5a 내지 도 5k는 본 발명의 예에 따른 센서 패키지를 제조하기 위한 공정을 도시한 도면.
도 6a 내지 도 6k는 본 발명의 다른 예에 따른 센서 패키지를 제조하기 위한 공정을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 예에 따른 센서 패키지를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 예에 따른 제1 재료층의 평면도.
도 4는 본 발명의 예에 따른 압착 감쇠 핑거(squeeze damping finger)를 포함하는, 제1 재료층의 추가의 평면도.
도 5a 내지 도 5k는 본 발명의 예에 따른 센서 패키지를 제조하기 위한 공정을 도시한 도면.
도 6a 내지 도 6k는 본 발명의 다른 예에 따른 센서 패키지를 제조하기 위한 공정을 도시한 도면.
본 발명은 센서 패키지, 및 센서 패키지를 제조하는 방법에 관한 것이다. 센서 유닛의 감지 구조물과 동일한 재료층에 하나 이상의 스프링을 형성하는 것은 격리 층으로서 다른 재료, 예를 들어 탄성 중합체 재료를 사용하여 외부 패키지에 기밀 밀봉된 센서 유닛을 장착하는 종래의 방식과는 완전히 다른 센서 격리에 대한 접근 방법이라는 것을 이해할 것이다. 스프링은 계수 인자 및 바이어스의 장기 드리프트(long term drift)를 감소시키도록 센서 유닛 외부 패키지 벽(들) 사이의 기계적 응력을 분리할 수 있다. 또한, 관성 센서에 대한 바이어스 및 계수 인자에 대한 온도 감도의 영향은 또한 감소될 수 있다.
센서 패키지 및 센서 패키지를 제조하는 방법의 일부 비제한적인 예가 다음에 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 상부 유리층(102), 실리콘 감지층(104), 하부 유리층(106), 탄성 중합체 다이 본드층(110), 알루미나 기판(112) 및 패키지 덮개(114)를 포함하는 종래의 관성 센서 패키지(100)를 도시한다. 3개의 층(102, 104 및 106)은 기밀 밀봉된 관성 센서 유닛(108)을 만든다.
층(104)에 있는 실리콘 감지 구조물은 어떤 형태의 인가된 힘, 이 경우에 가속도에 민감하다. 이러한 실리콘 감지층(104)은 기밀 밀봉된 관성 센서 유닛(108)을 형성하도록 상부 유리층(102)과 하부 유리층(106) 사이에 샌드위치된다. 이러한 밀봉은 제어된 환경 내의 공간을 차지하도록 층(104)에서 실리콘 감지 구조물을 허용한다. 기밀 밀봉된 관성 센서 유닛(108)의 내부는 센서 성능을 최적화하도록 제어되는 분위기를 포함한다.
기밀 밀봉된 관성 센서 유닛(108)은 탄성 중합체 다이 본드층(110)에 의해 알루미나 기판(112)에 부착된다. 도시된 바와 같이, 탄성 중합체 다이 본드층(110)은 기밀 밀봉된 관성 센서 유닛(108)의 모든 하부 유리층(106)을 덮는다. 탄성 중합체 다이 본드층(110)은 가요성이다. 이러한 것은 기밀 밀봉된 관성 센서 유닛(108)에 대해 알루미나 기판(112)으로의 양호한 접착성을 제공하고, 관성 센서 패키지(100)의 충격 및 진동 하에서 양호한 기계적 안정성을 또한 제공한다.
그러나, 전술한 배경 기술에서 설명된 바와 같이, 관성 센서 패키지(100)에 걸친 열적 및 기계적 응력은 관성 센서 유닛(108)의 성능, 특히 디바이스의 수명에서의 후반부에 악영향을 미칠 수 있다.
패키지 덮개(114)는 기밀 밀봉된 관성 센서 유닛(108)이 오물 또는 직접적인 힘 인가와 같은 외부 환경 영향으로부터 더욱 보호되는 것을 가능하게 한다. 전형적으로, 이러한 덮개는 금속 합금 또는 알루미나이고, 기판(112)에 납땜된다. 덮개(114)에 의해 형성된 패키지는 또한 밀폐 밀봉을 형성하고, 패키지 내부의 가스 환경을 제어하는 것을 가능하게 한다. 이러한 것은 패키지 내부에 최적의 건조 가스 환경을 보장하도록 행해지며, 특히 용량성형(capacitive-type) 관성 센서에서 센서 성능에 악영향을 줄 수 있는 어떠한 습기 유입도 방지한다.
도 2는 센서 패키지, 예를 들어 본 발명의 예에 따른 관성 센서 패키지(200)를 도시한다. 관성 센서 패키지(200)의 경계는 3개의 외벽(216), 및 기판(220)에 의해 획정된다. 관성 센서 패키지(200)는 인가된 가속도를 검출하기 위해 실리콘 재료층(202)에 형성된 실리콘 감지 구조물(204)을 포함한다. 실리콘 센서 구조물(204)은 상부 유리층(206) 및 하부 유리층(208)에 의해, 관성 센서 유닛(210) 내로 기밀 밀봉된다. 관성 센서 패키지(200)는 또한 실리콘층(202)에 형성된 지지 구조물(214)을 포함한다. 지지 구조물(214)은 기밀 밀봉된 관성 센서 유닛(210)을 둘러싸는 프레임의 형태를 취한다. 지지 구조물(214)은 개재된 유리층(208)을 통해, 순응성 또는 고정된 장착대(218)에 의해 기판(220)에 부착된다. 관성 센서 유닛(210)은 대신 실리콘 재료층(202)에 형성된 복수의 스프링(212)에 의해 지지 구조물(214)로부터 현수됨에 따라서 기판(220)으로부터 분리된다. 이러한 예에서, 실리콘 감지 구조물(204)은 가요성 와이어 본드(224), 및 상부 유리층(206)에 있는 관통 비아 홀(through-hole via)(222)을 통해 외부 연결부(226)에 전기적으로 연결된다.
도시된 바와 같이, 센서 유닛(210)은 2가지 방식으로 패키지(200)에 인가된 응력 및 갑작스런 힘으로부터 분리된다. 주로, '부유(floating)' 센서 유닛(210)을 지지 구조물(214)에 연결하는 스프링(212)은 임의의 이러한 응력을 보상하여, 이러한 불균형이 없는 센서 유닛(210)을 남기고, 계수 인자 및 바이어스의 장기 드리프트를 감소시킨다. 또한, 바이어스 및 계수 인자에 대한 온도 감도의 영향이 또한 감소될 수 있다. 스프링(212)의 효과에 이어서, 탄성 중합체 장착대(218)는 또한 패키지(200)에 대한 일부 응력 및 충격을 흡수할 수 있다. 이러한 방식으로, 센서 성능이 개선된다.
도시된 바와 같이, 지지 구조물(214), 스프링(212), 및 감지 구조물(204)의 부품은 모두 동일한 실리콘 재료층(202)에서 만들어진다. 이러한 것은 능률적인 전개(streamlined development)가 일어날 수 있음에 따라서 제조 공정에 상당한 이점을 가질 수 있으며, 웨이퍼로부터 부품을 싱귤레이션할(singulate) 필요가 있기 전에 디바이스가 대부분 제조되는 것을 가능하게 한다. 이러한 디바이스의 일괄 처리는 처리량을 증가시키고 제조 비용을 감소시킬 수 있다. 이러한 방식으로 디바이스를 제조하는 것에 의해, 센서 유닛(210)은 감지 구조물(204)을 에칭하도록 사용되는 동일한 공정 동안 스프링(212)을 에칭하는 것에 의해 지지 구조물(214)로부터 편리하게 분리될 수 있다.
전도성, 예를 들어 관통 비아 홀(222)을 통과하는 금속 경로를 이용하여 감지 구조물(204)에 대한 전기 접속이 만들어진다. 이러한 연결은 그런 다음 외부 연결부(226)를 만나도록 가요성 와이어 본드(224)를 통해 기판(220)으로 전해지며, 이러한 것은 센서 패키지(200) 외부로부터 감지 구조물(204)에 직접적으로 전기 연결이 만들어지는 것을 가능하게 한다. 가요성 와이어 본드(224)는 패키지 내의 임의의 응력 또는 구배, 예를 들어 스프링(212)의 굽힘에 견디도록 충분히 가요성이다.
상부(206) 및 하부(208) 유리층은 센서 유닛(210) 주위에 밀폐 밀봉을 형성한다. 센서 유닛(210) 내의 환경은 밀봉시에 제어될 수 있으며, 이 예에서, 센서는 대기압에서 건조 질소가 채워진다. 이러한 제어된 환경은 기밀 밀봉된 센서 유닛(210) 내의 감쇠율(damping factor)의 조율을 가능하게 한다.
외벽(216)은 지지 구조물(214) 및 센서 유닛(210) 주위에 밀폐 밀봉을 형성한다. 이러한 영역 내의 환경은 또한 밀봉시에 제어될 수 있다. 이러한 환경의 제어는 압착 필름 감쇠 핑거(squeeze film damping finger)(도 2에 도시되지 않음)의 감쇠율의 조율을 가능하게 하며, 이러한 것은 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명된다.
도 3은 본 발명의 예에 따른 제1 재료층의 평면도를 도시한다. 제1 재료층은 실리콘층(300)이다. 실리콘층(300)은 결정질 실리콘의 단일 시트로 만들어진다. 실리콘층(300)은 외부 프레임의 형상을 취하는 지지 구조물(302), 복수의 스프링(304), 및 감지 구조물(306)을 포함한다. 스프링 영역에는 잔류 유리가 없다. 지지 구조물(302)은 감지 구조물(306)을 둘러싸는 프레임이다.
도시된 바와 같이, 감지 구조물(306)은 스프링(304)에 의해 지지 프레임(302)으로부터 현수된다. 스프링(304)은 관성 센서 패키지(200)가 겪는 기계적 및 다른 응력으로부터 감지 구조물(306)을 분리하는 한편, 관성 운동이 여전히 감지 구조물(306)로 전달되도록 스프링 상수를 가진다. 스프링(304)의 공진 주파수는 1 내지 5 kHz, 예를 들어 2 kHz이다. 스프링(304)의 길이 및 폭은 최적의 공진 주파수를 선택하기 위해 설계된다. 스프링(304)은 사행 형상(serpentine form)이며, 다수의 사행 턴(serpentine turn), 예를 들어 1 내지 10개의 턴을 가진다.
단일 재료층에서 지지 구조물(302), 스프링(304) 및 감지 구조물(306) 모두의 제조는 능률적인 제조 공정을 가능하게 하여, 비용 및 시간 모두를 절약한다.
도 4는 본 발명의 예에 따른, 선택적 압착 필름 감쇠 핑거(406)를 포함하는 제1 재료층(400)의 다른 평면도를 도시한다. 도 4에는 지지 구조물(402), 감지 구조물(408), 스프링(404), 및 압착 필름 감쇠 핑거(406)가 도시되어 있다.
도 3에서와 같이, 스프링(404)은 지지 구조물(402)로부터 감지 구조물(408)을 현수한다. 압착 필름 감쇠 핑거(406)의 추가는 관성 센서 패키지와 지지 구조물, 및 감지 구조물(408) 사이의 기계적 및 다른 응력의 분리를 돕는다. 압착 필름 감쇠 핑거(406)는 관성 센서 패키지에 근사 임계 감쇠(near critical damping)를 제공하여, 감지 구조물(408)이 손상되는 것을 방지하는 것을 돕는다. 압착 필름 감쇠 핑거(406)는 지지 구조물(402)에 대한 감지 구조물(408)의 이동 범위를 제한하는 것에 의해 이러한 것을 행한다.
압착 필름 감쇠 핑거(406)의 감쇠 효과는 관성 센서 패키지 환경의 조성을 변경하는 것에 의해, 예를 들어 대기압에서 건조 질소, 네온 또는 아르곤으로 관성 센서 패키지 환경을 채우는 것에 의해 조율될 수 있다. 감쇠 효과는 핑거의 수, 핑거의 길이 및 핑거 사이의 갭의 크기를 조정하는 것에 의해 또한 조율될 수 있다.
도 5a 내지 도 5k는 본 발명의 예에 따른 센서 패키지를 제조하는 공정을 도시한다.
도 5a는 습식 에칭으로 유리의 층(502)을 사전 캐비테이션하는(pre-cavitating) 제1 단계를 도시한다. 에칭은 마스크에 의해 한정되고, 유리층(502)은 이동하는 감지 구조물이 추후에 차지할 영역에서만 에칭된다. 에칭의 깊이는 전형적으로 약 30㎛이다.
도 5b는 실리콘 웨이퍼(504)를 유리층(502)에 양극으로(anodically) 본딩하는 다음 단계를 도시한다.
도 5c는 관통 비아 홀(506)를 생성하는 다음 단계를 도시한다. 이러한 것은 전형적으로 포토마스크(도시되지 않음)를 먼저 도포하고, 관통 비아 홀(506)를 생성하기 위해 유리층(502)을 파우더 블래스팅(powder blasting)하는 것에 의해 행해진다. 관통 비아 홀(506)은 유리층(502)의 사전 캐비테이션된 영역 내측에서 실리콘층(504)을 통과한다.
도 5d는 공정에서 유리층(502) 상에 금속 트래킹층(metal tracking layer)(508)을 증착하고, 유리층(502)을 코팅하는 균일한 얇은 층(508), 및 관통 비아 홀(506)의 내측 표면을 형성하는 다음 단계를 도시한다. 대안적으로, 금속 트래킹층(508)은 관통 비아 홀(506)을 채울 수 있다. 이러한 것은 실리콘층(504)에 만들어진 감지 구조물을 외부 패키지와 연결하기 위해 실리콘층(504)으로의 전기 연결이 만들어지는 것을 가능하게 한다. 금속 트래킹층(508)은 전형적으로 증착되고 그런 다음 포토리소그래피에 의해 패턴화된다.
도 5e는 실리콘층(504)에서 추후에 형성되는 감지 구조물을 현수하기 위해 스프링이 형성될 영역(510)에 있는 유리층(502)에 등방성 습식 에칭(isotropic wet etch)을 수행하는 다음 단계를 도시한다. 포토마스크(도시되지 않음)는 습식 에칭으로부터 다른 영역을 보호하는데 사용된다. 이러한 것은 밑에 있는 실리콘층(504)을 노출시킨다.
도 5f는 저부로부터 밑에 있는 실리콘층(504) 상에 심도 반응성 이온 에칭(Deep Reactive Ion Etch, DRIE)을 수행하는 다음 단계를 도시한다. 표준 포토마스크(도시되지 않음)는 실리콘층(504)의 에칭된 영역을 획정하도록 사용된다. 이 단계에서, 감지 구조물(512)은 실리콘층(504)으로부터 에칭된다. 이러한 에칭은 새롭게 획정된 감지 구조물(516)로부터 감지 구조물(512)을 현수하는 복수의 사행 스프링(514)을 또한 획정한다.
다음으로, 하부 유리층(518)은 실리콘층(504)에 있는 감지 구조물(512)의 이동 영역에서 사전 캐비테이션된다. 도 5g에 도시된 바와 같이, 하부 유리층(518)은 그런 다음 실리콘층(504)에 양극으로 본딩되고, 감지 구조물(512)을 수용하는 기밀 밀봉된 센서 유닛(520)을 형성한다. 기밀 밀봉된 센서 유닛(520)은 대기압에서 가스, 전형적으로 건조 질소, 아르곤 또는 네온이 뒷채움된다(back-filled). 이러한 것은 감지 구조물(512)의 근사 임계 감쇠를 보장한다.
도 5h는 실리콘층(504)의 깊이까지 하부 유리층(518)에서 등방성 습식 에칭을 수행하는 다음 단계를 도시한다. 이러한 에칭은 포토마스크(도시되지 않음)에 의해 한정되고, 도 5e의 영역(510)에 스프링(514)만을 남긴다. 이러한 것은 또한 지지 구조물(516)로부터 기밀 밀봉된 센서 유닛(520)을 해제하여, 스프링(514)에 의해 현수되도록 한다. 이러한 것은 대신 스프링(514)에 의해 흡수될 것임에 따라서 지지 구조물(516)이 겪는 임의의 큰 충격이나 응력으로부터 기밀 밀봉된 센서 유닛(520)을 분리한다. 또한, 감지 구조물(512)은 양극으로 본딩된 유리층(502, 518)에 의해 스프링(514)으로부터 기밀 격리되어, 기밀 밀봉된 센서 유닛(520)을 형성한다는 것을 알게 될 것이다. 디바이스는 역시 이러한 단계 후에도 웨이퍼로부터 싱귤레이션될 수 있다. 이러한 것은 디바이스가 웨이퍼로부터 싱귤레이션되기 전에 거의 완전히 형성됨에 따라서 디바이스의 능률적인 제조를 가능하게 한다.
도 5i는 하나 이상의 탄성 중합체 장착대(522)(예를 들어)를 통해 기판(524)(전형적으로 알루미나 또는 세라믹으로 만들어지는)에 지지 구조물(516)을 본딩하는 다음 단계를 도시한다. 이러한 방식으로, 기밀 밀봉된 센서 유닛(520)은 탄성 중합체 장착대(522)뿐만 아니라 스프링(514)을 통해 기판(524)이 겪는 임의의 응력 또는 충격으로부터 분리된다.
도 5j는 디바이스에 가요성 와이어 본드(526)를 추가하고, 이에 의해 기밀 밀봉된 센서 유닛(520) 상의 금속 트래킹층(508)을 (상대적으로) 고정된 지지 구조물(516)에 부착하는 다음 단계를 도시한다. 또한, 가요성 와이어 본드(526)는 지지 구조물(516)로부터 기판(524)으로 또한 추가된다. 와이어 본드는 전형적으로 25㎛의 직경을 가진다. 외부 전기 연결부(525)는 또한 기판 층(524)을 통해 추가된다.
도 5k는 금속 덮개(528)를 추가하여, 패키지의 내부 가스 용적을 기밀 밀봉하는 최종 단계를 도시한다. 이러한 것은 전형적으로 땜납 밀봉(300 ℃ 이하에서)을 사용하여 수행되어, 덮개(528)를 기판(524)에 고정한다. 패키지의 내부 가스 용적은 기밀 밀봉된 센서 유닛(520)과 지지 구조물(516) 사이의 분리를 최적화하도록 제어되고, 전형적으로 예를 들어 압착 필름 감쇠를 최적화하도록 대기압에서 아르곤, 네온 또는 건조 질소를 포함한다.
도 6a 내지 도 6k는 본 발명의 다른 예에 따른 센서 패키지를 제조하는 공정을 도시한다. 도 6a 내지 도 6ak에 도시된 제조 공정은 도 5a 내지 도 5k에 도시된 공정과 유사하며, 적절한 경우에 도 5a 내지 도 5k를 참조하여 다음에 설명된다.
도 6a 내지 도 6c에 도시된 제조 공정은 도 5a 내지 도 5c에 도시된 제조 공정과 동일하다.
도 6d는 감지 구조물을 현수하기 위해, 스프링이 형성될 영역(610)에 있는 유리층(602)에 등방성 습식 에칭을 수행하는 다음 단계를 도시한다. 포토마스크(도시되지 않음)는 습식 에칭으로부터 다른 영역을 보호하도록 사용된다. 이러한 것은 밑에 있는 실리콘층(604)을 노출시킨다.
도 6e는 저부로부터 밑에 있는 실리콘층(604) 상에 DRIE를 수행하는 다음 단계를 도시한다. 표준 포토마스크(도시되지 않음)는 실리콘층(604)의 에칭된 영역을 획정하도록 사용된다. 이 단계에서, 감지 구조물(612)은 실리콘층(604)으로부터 에칭된다. 이러한 에칭은 또한 새롭게 획정된 지지 구조물(616)로부터 감지 구조물(612)을 현수하는 사행 스프링(614)을 획정한다.
도 6f는 공정에서 실리콘층(604) 및 유리층(602) 상에 금속 트래킹층(608)을 증착하고 유리층(602)을 코팅하는 균일한 얇은 층(608), 및 관통 비아 홀(606)의 내측 표면을 형성하는 다음 단계를 도시한다. 대안적으로, 금속 트래킹층(608)은 관통 비아 홀(606)을 채울 수 있다. 이러한 것은 실리콘층(604)에서 만들어진 감지 구조물을 외부 패키지와 연결하기 위해 실리콘층(604)으로의 전기 연결이 만들어지는 것을 가능하게 한다. 이러한 단계는 또한 등방성으로 에칭된 유리층(602)의 면들 아래 및 스프링(614)의 표면을 가로지르는 금속 트래킹을 획정한다. 이러한 것은 감지 구조물(612) 및 관통 비아 홀(606)로부터, 지지 구조물(616)이 감지 구조물(612)을 둘러싸는 유리층(602)의 가장자리까지의 전기 전도성 경로를 제공한다. 금속 트래킹층(608)은 전형적으로 증착되고, 그런 다음 포토리소그래피에 의해 패턴화된다.
다음으로, 하부 유리층(618)은 실리콘층(604)에 있는 감지 구조물(612)의 이동 영역에서 사전 캐비테이션된다. 도 6g에 도시된 바와 같이, 하부 유리층(618)은 그런 다음 실리콘층(604)에 양극으로 본딩되어, 감지 구조물(612)을 수용하는 기밀 밀봉된 센서 유닛(620)을 형성한다. 기밀 밀봉된 센서 유닛(620)은 대기압에서 가스, 전형적으로 건조 질소, 아르곤 또는 네온이 뒷채움된다. 이러한 것은 감지 구조물(612)의 근사 임계 감쇠를 보장한다.
도 6h는 실리콘층(604)의 깊이까지 하부 유리층(618) 상에 등방성 습식 에칭을 수행하는 다음 단계를 도시한다. 이러한 에칭은 포토마스크(도시되지 않음)에 의해 한정되고, 도 6d의 영역(610)에 스프링(614) 및 대응하는 금속 트래킹만을 남긴다. 이러한 것은 또한 지지 구조물(616)로부터 기밀 밀봉된 센서 유닛(620)을 해제하여, 스프링(614)에 의해 현수되도록 한다. 이러한 것은 대신 스프링(614)에 의해 흡수될 것임에 따라서 지지 구조물(616)이 겪는 임의의 큰 충격이나 응력으로부터 기밀 밀봉된 센서 유닛(620)을 분리한다. 또한, 감지 구조물(612)은 양극으로 본딩된 유리층(602, 618)에 의해 스프링(614)으로부터 기밀 격리되어, 기밀 밀봉된 센서 유닛(620)을 형성한다는 것을 알게 될 것이다. 디바이스는 이러한 단계 후에도 웨이퍼로부터 싱귤레이션될 수 있다. 이러한 것은 디바이스가 웨이퍼로부터 싱귤레이션되기 전에 거의 완전히 형성됨에 따라서 디바이스의 능률적인 제조를 가능하게 한다.
도 6i는 하나 이상의 탄성 중합체 장착대(622)(예를 들어)를 통해 기판(624)(일반적으로 알루미나 또는 세라믹으로 만들어짐)에 지지 구조물(616)을 본딩하는 다음 단계를 도시한다. 이러한 방식으로, 기밀 밀봉된 센서 유닛(620)은 탄성 중합체 장착대(622)뿐만 아니라 스프링(614)을 통해 기판(624)이 겪는 임의의 응력 또는 충격으로부터 분리된다.
도 6j는 디바이스에 가요성 와이어 본드(626)를 추가하고, 지지 구조물(616)에 있는 금속 트래킹층(608)을 기판 층(624)에 부착하는 다음 단계를 도시한다. 와이어 본드는 전형적으로 25㎛의 직경을 가진다. 외부 전기 연결부(625)는 또한 기판 층(524)을 통해 추가된다. 전술한 바와 같이, 이러한 것은 감지 구조물(612)로의 외부 전기 연결이 만들어지는 것을 가능하게 하지만, 이 예에서, 외부 전기 연결은 가요성 와이어 본드((626)와 센서 유닛(620) 사이에서 스프링(614)에 의해 수반되는 전기 전도성 경로를 가로지른다.
도 6k는 패키지의 내부 가스 용적을 기밀 밀봉하는 금속 덮개(628)를 추가하는 최종 단계를 도시한다. 이러한 것은 전형적으로 납땜 밀봉을 사용하여(300 ℃ 이하에서) 수행되고, 덮개(628)를 기판(624)에 고정한다. 패키지의 내부 가스 용적은 기밀 밀봉된 센서 유닛(620)과 지지 구조물(616) 사이의 분리를 최적화하도록 제어되며, 전형적으로 예를 들어, 압착 필름 감쇠를 최적화하도록 대기압에서 아르곤, 네온 또는 건조 질소를 포함한다.
감지 구조물과 동일한 재료층에 하나 이상의 스프링을 형성하는 것은 제조의 용이성과 동시에, 센서 유닛과 외부 패키지 벽(들) 사이의 기계적 및 열적 응력의 분리를 제공한다는 것을 이해할 것이다. 보다 일반적으로, 본 발명에 따른 센서 패키지 및 센서 패키지를 제조하는 방법의 일부 예가 아래에 제공된다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 하나 이상의 스프링은 사행 형태를 가질 수 있다. 스프링의 기하학적 형태는 사전 한정된 스프링 순응성 또는 강성을 제공하도록 설계될 수 있다. 적어도 일부 예에서, 하나 이상의 스프링은 1 kHz 이상, 바람직하게는 1 내지 5kHz의 범위에 있는 스프링 공진을 제공하도록 구성된다. 이러한 것은 낮은 주파수에서 센서 성능을 손상시키지 않으면서 충분한 순응성을 제공하는 것이 본 발명자들에 의해 발견되었다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 하나 이상의 스프링은 바람직하게는 복수의 스프링을 포함한다. 스프링은 센서 유닛 주위에 배열될 수 있다. 예를 들어, 센서 유닛은 지지 구조물 내에서 중앙에 배열될 수 있으며, 스프링은 센서 유닛과 지지 구조물 사이에서 다수의 방향으로 연장될 수 있다. 지지 구조물은 센서 유닛과 동일한 평면에 있거나, 또는 다른 평면에, 센서 유닛 위 및/또는 아래에 있을 수 있다. 하나 이상의 예에서, 센서 유닛은 지지 구조물에 센서 유닛을 고정하는 스프링에 의해 현수될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 감지 구조물이 형성되는 재료층은 실리콘을 포함한다. 그러므로, 하나 이상의 스프링은 센서 유닛의 감지 구조물과 동일한 실리콘층에 형성될 수 있다. 실리콘 스프링은 센서 유닛과 지지 구조물 사이의 응력 제거를 허용하기 위해 반경 방향 순응성(radial compliance)을 주도록 형상화되고 및/또는 치수화될 수 있다. 실리콘 스프링은 감지 구조물을 에칭하도록 사용되는 동일한 공정 동안 편리하게 에칭될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 스프링은 실리콘 재료층에서 사행 형태를 에칭하는 것에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 기밀 밀봉된 센서 유닛은 유리층, 감지 구조물을 포함하는 실리콘 재료층, 및 추가의 유리층을 포함한다. 이러한 재료 구조는 SOG(silicon-on-glass) 구조로서 공지되어 있다. 그러므로, 기밀 밀봉된 센서 유닛을 형성하기 위해 감지 구조물을 밀봉하도록 배열된 하나 이상의 추가 재료층은 유리층(들)일 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 기밀 밀봉된 센서 유닛은 실리콘층, 감지 구조물을 포함하는 실리콘 재료층, 및 추가의 실리콘층을 포함한다. 그러므로, 기밀 밀봉된 센서 유닛을 형성하기 위해 감지 구조물을 밀봉하도록 배열된 하나 이상의 추가 재료층은 실리콘층(들)일 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 지지 구조물은 센서 유닛의 감지 구조물 및 스프링(들)과 동일한 재료층에 형성된다. 이러한 예에서, 지지 구조물은 재료층과 동일한 평면에 있다. 이러한 것은 지지 구조물이 감지 구조물을 에칭하기 위해 사용되는 동일한 공정 동안 스프링(들)을 에칭하는 것에 의해 감지 구조물로부터 편리하게 분리될 수 있다는 것을 의미한다. 그러므로, 지지 구조물은 감지 구조물과 동일한 실리콘으로 형성될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 지지 구조물은 프레임이다. 프레임은 기밀 밀봉된 센서 유닛을 둘러쌀 수 있다. 전술한 바와 같이, 복수의 스프링은 센서 유닛과 프레임 사이에서 연장될 수 있으며, 예를 들어 프레임 내에서. 센서 유닛을 중앙에서 현수한다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 지지 구조물은 순응성(예를 들어 탄성 중합체) 장착대를 통해 적어도 하나의 외부 패키지 벽에 고정된다. 이러한 탄성 중합체 장착대는 어느 정도의 순응성을 제공할 수 있지만, 센서 유닛과 지지 구조물 사이의 주된 분리가 하나 이상의 스프링을 통한다는 것이 이해될 것이다. 순응성 장착대는 종래 기술의 센서 패키지에서 사용되는 종래의 탄성 중합체 격리 층보다 훨씬 적은 탄성 중합체 재료를 필요로 할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 대안적인 예에 따르면, 지지 구조물은 강성 장착대를 통해 적어도 하나의 외부 패키지 벽에 고정된다. 센서 유닛이 하나 이상의 스프링을 통해 이미 지지 구조로부터 분리되어 있음에 따라서 강성 장착대가 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 강성 장착대는 접착제, 예를 들어 에폭시 본드 또는 금속 납땜 조인트 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 센서 패키지는 기밀 밀봉된 센서 유닛과 지지 구조물 사이에 배열된 압착 필름 감쇠 구조물을 더 포함한다. 이러한 감쇠 구조물은 당업계에 공지된 바와 같이 패키지 내의 가스 분위기에서 압착 필름 감쇠 효과를 제공하도록 크기화된 하나 이상의 갭을 포함한다. 예를 들어, 압착 필름 감쇠 구조물은 복수의 서로 맞물린 감쇠 핑거를 포함할 수 있다. 복수의 서로 맞물린 감쇠 핑거는 센서 유닛 주위에 배열된 하나 이상의 세트, 예를 들어 다수의 세트에서 배열될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 압착 필름 감쇠 구조물은 센서 유닛의 감지 구조물 및 스프링(들)과 동일한 재료층에 형성된다. 이러한 것은 압착 필름 감쇠 구조물이 감지 구조물 및 스프링(들)을 에칭하는데 사용되는 동일한 공정 동안 편리하게 형성될 수 있다는 것을 의미한다. 그러므로, 압착 필름 감쇠 구조물(예를 들어, 서로 맞물린 감쇠 핑거)는 감지 구조물과 동일한 실리콘으로 형성될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 기밀 밀봉된 센서 유닛은 진공 처리된다. 본 발명의 하나 이상의 대안적인 예에 따르면, 기밀 밀봉된 센서 유닛은 예를 들어 아르곤, 네온 또는 건조 질소 중 하나 이상을 포함하는 제1 가스 환경을 포함한다. 제1 가스 환경은 대기압보다 낮은 압력, 예를 들면, 부분적으로 진공 처리될 수 있다. 대안적으로, 제1 가스 환경은 대기압 이상의 압력일 수 있다. 이러한 상승된 압력은 보다 높은 감쇠율을 제공할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 센서 패키지는 기밀 밀봉된 센서 유닛 외부의, 예를 들면, 아르곤, 네온 또는 건조 질소 중 하나 이상으로 만들어진제2 가스 환경을 포함한다. 제2 가스 환경은 대기압일 수 있다. 압착 필름 감쇠 구조물이 기밀 밀봉된 센서 유닛과 지지 구조물 사이에 배열되는 예에서, 제2 가스 환경은 필요한 압착 필름 감쇠 효과를 제공하도록 선택될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 센서 패키지는 외부 패키지 벽(들) 중 적어도 하나에 센서 유닛을 전기적으로 연결하는 가요성 와이어 본드를 더 포함한다. 기밀 밀봉된 센서 유닛은 감지 구조물에 대한 전기 연결을 위한 하나 이상의 관통 비아 홀을 더 포함할 수 있다. 이러한 것은 직접적인 와이어 본드가 감지 구조물의 전기 연결을 대비하도록 관통 비아 홀을 통과할 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 기밀 밀봉된 센서 유닛은 하나 이상의 스프링에 의해 수반되는 전기 전도성 경로에 의해 외부 패키지 벽(들) 중 적어도 하나에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 전도성(예를 들면, 금속) 트래킹은 하나 이상의 스프링에 의해 수반될 수 있다. 기밀 밀봉된 센서 유닛은 감지 구조물에 대한 전기 연결을 위한 하나 이상의 관통 비아 홀을 더 포함할 수 있다. 이러한 것은 직접적인 와이어 본드가 감지 구조물의 전기 연결을 대비하도록 관통 비아 홀을 통과할 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 연결은 그런 다음 외부 패키지 벽들 중 적어도 하나로부터 감지 구조물로의 전기적 연결을 제공하기 위해 하나 이상의 스프링에 의해 수반되는 전기 전도성 경로에 링크될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 센서는 MEMS 센서이다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 센서는 압력 센서이다. 본 발명의 하나 이상의 다른 예에 따르면, 센서는 관성 센서이다. 결과적으로, 기밀 밀봉된 센서 유닛은 기밀 밀봉된 관성 센서 유닛일 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 관성 센서는 자이로스코프이다. 감지 구조물은 디스크 또는 링의 형태를 하는 증명 질량을 포함할 수 있다. 자이로스코프는 진동 구조 자이로스코프일 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 예에 따르면, 관성 센서는 가속도계이다. 감지 구조물은 고정 기판, 및 가요성 지지 다리(flexible support leg)에 의해 고정 기판에 장착된 증명 질량을 포함할 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 추가 예들에 따르면, 가속도계는 용량성 가속도계, 유도성 가속도계, 또는 압전 가속도계 중 하나이다. 적어도 일부의 예에서, 용량성 가속도계는:
고정 기판, 및 인가된 가속도에 응답하여 감지 축(sensing axis)을 따르는 평면내 이동(in-plane movement)을 위하여 가요성 지지 다리에 의해 고정 기판에 장착된 증명 질량을 포함하며;
증명 질량은, 감지 축에 대해 실질적으로 직각으로 연장되고 감지 축을 따라서 이격된 다수 세트의 가동성 전극 핑거;
적어도 2 쌍의 고정된 용량성 전극을 포함하며, 제1 쌍의 고정된 용량성 전극은 제1 고정 전극 및 제4 고정 전극을 포함하고, 제2 쌍의 고정된 용량성 전극은 제2 고정 전극 및 제3 고정 전극을 포함하며, 각각의 고정된 용량성 전극은, 감지 축에 대해 실질적으로 직각으로 연장되고 감지 축을 따라서 이격된 고정된 용량성 전극의 핑거 세트를 포함하며;
제1 및 제3 고정 전극의 핑거 세트는 인접한 고정 핑거 사이의 중간선으로부터 감지 축을 따라서 한쪽 방향으로 제1 오프셋을 갖는 가동성 전극 핑거의 세트와 서로 맞물리도록 배열되고, 제2 및 제4 고정 전극의 핑거 세트는 인접한 고정 핑거들 사이의 중간선으로부터 감지 축을 따라서 반대 방향으로 제2 오프셋을 갖는 가동성 전극의 핑거 세트와 서로 맞물리도록 배열된다.
하나 이상의 예에서, 방법은, 관성 센서 유닛의 감지 구조물 및 하나 이상의 스프링과 동일한 재료층에서 지지 구조물을 형성하는 단계를 더 포함한다. 전술한 바와 같이, 이러한 것은 지지 구조물, 스프링(들), 및 감지 구조물이 모두 DRIE와 같은 공통의 제조 공정에 의해 동일한 재료층으로 형성될 수 있음에 따라서 유익하다.
하나 이상의 예에서, 방법은 센서 유닛과 외부 패키지 벽(들) 중 적어도 하나 사이에 가요성 와이어 본드를 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다.
하나 이상의 예에서, 방법은 하나 이상의 스프링을 가로지르는 전기 전도성 경로를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 전기 전도성 경로는 기밀 밀봉된 센서 유닛이 외부 패키지 벽(들) 중 적어도 하나에 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 방법은 전도성(예를 들어 금속) 트래킹을 하나 이상의 스프링의 표면에 추가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 전기 전도성 경로는 감지 구조물로부터 외부 프레임으로 신호를 취하는데 사용될 수 있다.
하나 이상의 예에서, 방법은 기밀 밀봉된 관성 센서 유닛과 지지 구조물 사이에 압착 필름 감쇠 구조물을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는는, 압착 필름 감쇠 구조물은 관성 센서 유닛의 감지 구조물 및 스프링(들)과 동일한 재료층에 형성된다.
Claims (15)
- 센서 패키지로서,
재료층에 형성된 감지 구조물, 및 기밀 밀봉된 센서 유닛을 형성하기 위해 상기 감지 구조물을 밀봉하도록 배열된 하나 이상의 추가 재료층을 포함하는 센서;
지지 구조물;
상기 기밀 밀봉된 센서 유닛을 상기 지지 구조물에 유연하게 고정하는 하나 이상의 스프링으로서;
상기 센서 유닛의 감지 구조물과 동일한 재료층에 형성되는, 상기 하나 이상의 스프링; 및
상기 센서 유닛, 상기 지지 구조물, 및 상기 하나 이상의 스프링을 캡슐화하는 하나 이상의 외부 패키지 벽(들)을 포함하되, 상기 지지 구조물은 상기 패키지 벽(들) 중 적어도 하나에 고정되고,
센서 패키지는;
상기 기밀 밀봉된 센서 유닛과 상기 지지 구조물 사이에 배열된 압착 필름 감쇠 구조물을 더 포함하되, 상기 압착 필름 감쇠 구조물은 상기 센서 유닛의 감지 구조물 및 상기 하나 이상의 스프링과 동일한 재료층에 형성되는, 센서 패키지. - 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 스프링은 사행 형태(serpentine form)를 갖는, 센서 패키지.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 구조물은 상기 센서 유닛의 감지 구조물 및 상기 하나 이상의 스프링과 동일한 재료층에 형성되는, 센서 패키지.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 구조물은 상기 기밀 밀봉된 센서 유닛을 둘러싸는 프레임인, 센서 패키지.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지 구조물은 강성 장착대를 통해 적어도 하나의 외부 패키지 벽 중 하나 이상에 고정되는, 센서 패키지.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압착 필름 감쇠 구조물은 복수의 서로 맞물린 감쇠 핑거(interdigitated damping finger)를 포함하는, 센서 패키지.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외부 패키지 벽(들) 중 적어도 하나에 상기 센서 유닛을 전기적으로 연결하는 가요성 와이어 본드를 더 포함하는, 센서 패키지.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 센서 유닛은 상기 하나 이상의 스프링에 의해 수반되는 전기 전도성 경로에 의해 상기 외부 패키지 벽(들) 중 적어도 하나에 전기적으로 연결되는, 센서 패키지.
- 센서 패키지를 제조하는 방법으로서,
재료층에 감지 구조물을 형성하는 단계;
상기 감지 구조물과 동일한 재료층에 하나 이상의 스프링 및 압착 필름 감쇠 구조물을 형성하는 단계;
기밀 밀봉된 센서 유닛을 형성하기 위해 상기 감지 구조물을 밀봉하도록 하나 이상의 추가 재료층을 추가하는 단계로서, 상기 하나 이상의 스프링이 상기 기밀 밀봉된 센서 유닛을 지지 구조물에 유연하게 고정하는, 상기 단계; 및
상기 센서 유닛, 상기 지지 구조물, 및 상기 하나 이상의 스프링을 캡슐화하는 하나 이상의 외부 패키지 벽(들)에 상기 지지 구조물을 고정하는 단계를 포함하고,
상기 압착 필름 감쇠 구조물은 상기 기밀 밀봉된 센서 유닛과 상기 지지 구조물 사이에 형성되는, 방법. - 제9항에 있어서,
상기 센서 유닛의 감지 구조물과 상기 하나 이상의 스프링과 동일한 재료층에 상기 지지 구조물을 형성하는 단계를 포함하는, 방법. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 센서 유닛이 상기 외부 패키지 벽(들) 중 적어도 하나에 전기적으로 연결되도록 상기 하나 이상의 스프링을 가로지르는 전기 전도성 경로를 형성하는 단계를 포함하는, 방법. - 삭제
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