KR20120137311A - 3차원 센서 시스템 및 방법 - Google Patents

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라이언 더블유. 리거
라크쉬만 위타나와삼
로널드 제이. 젠센
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허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
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Abstract

다축 센서 제조 시스템 및 방법이 제공된다. 일 실시예에서, 본 방법은, 제1 애플리케이션 전자 장치를 갖는 제1 활성 표면을 구비한 제1 다이를 제조하는 단계; 제2 애플리케이션 전자 장치를 갖는 제2 활성 표면과, 복수의 전기 접속부를 구비한 제2 다이를 제조하는 단계로서, 복수의 전기 접속부는 제2 애플리케이션 전자 장치로부터 제2 활성 표면에 인접한 제2 다이의 측부 표면 인터페이스부로 연장되는, 제2 다이를 제조하는 단계; 제1 활성 표면과 동일 평면에 있도록 측부 표면 인터페이스부를 정렬하는 단계; 및 복수의 전기 접속부와 제1 활성 표면 사이에 적어도 하나의 전기 접속부를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

3차원 센서 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR THREE DIMENSIONAL SENSORS}
본 발명은 3차원 센서 시스템 및 방법에 관한 것이다.
자력계(magnetometer)는 방향 정보를 제공하기 위하여 휴대 전자 장치에서 사용된다. 이러한 장치 내부의 물리적 공간이 작기 때문에, 그 내부에 사용되는 자력계는 이에 따른 크기를 가져야만 한다. 이와 같이, 매우 작은 센서가 제조될 수 있기 때문에, 집적 회로 자력계가 사용된다.
집적 회로 자력계의 한 가지 제한은 3차원 센서가 종래에는 단일 패드 상에서 제조될 수 없다는 것이다. 대신에, 개별 센서 다이는 직교하여 배열되어 3차원 센서 장치를 형성하도록 함께 조립되어야만 한다. 일반적으로, 이러한 배열은 활성 회로가 회전하지 않는 다이에 수직이 되도록 적어도 하나의 다이가 회전되는 것을 필요로 한다. 이것은 서로 수직인 표면들을 전기적으로 접속하는 요구를 생성하며, 이는 종래의 기술을 사용하면 어려울 뿐만 아니라 비용이 많이 든다.
전술한 이유로, 그리고 본 명세서를 읽고 이해한 것에 기초하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 후술되는 다른 이유로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 개선된 3차원 센서에 대한 요구가 있다.
본 발명의 실시예는 직교하는 다이를 접속하는 방법 및 시스템을 제공하며, 하기의 명세서를 읽고 연구함으로써 이해될 것이다.
일 실시예에서, 다축(multi-axis) 센서 제조 방법이 제공된다. 본 방법은, 제1 애플리케이션 전자 장치를 갖는 제1 활성 표면을 구비한 제1 다이를 제조하는 단계; 제2 애플리케이션 전자 장치를 갖는 제2 활성 표면과, 복수의 전기 접속부를 구비한 제2 다이(104)를 제조하는 단계로서, 복수의 전기 접속부는 제2 애플리케이션 전자 장치로부터 제2 활성 표면에 인접한 제2 다이의 측부 표면 인터페이스부로 연장되는, 제2 다이를 제조하는 단계; 제1 활성 표면과 동일 평면에 있도록 측부 표면 인터페이스부를 정렬하는 단계; 및 복수의 전기 접속부와 제1 활성 표면 사이에 적어도 하나의 전기 접속부를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예는 바람직한 실시예에 대한 설명과 다음의 도면을 참조하여 고려될 때 더욱 용이하게 이해될 것이며, 그에 대한 이점 및 용도가 더욱 자명하게 될 것이다:
도 1은 일 실시예에 따른 센서를 도시하는 블록도이다;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서의 제조를 도시하는 블록도이다;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서를 도시하는 블록도이다;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서를 도시하는 블록도이다;
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 일 실시예의 장착 표면 상의 센서의 장착을 도시하는 블록도이다; 그리고,
도 6은 본 발명의 일 실시예의 방법에 대한 흐름도이다.
일반적인 실시에 따라, 설명된 다양한 특징은 척도에 맞게 작도되지 않고, 예시적인 실시예에 관한 특징을 강조하도록 작도된다. 참조 부호는 도면 및 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용의 전체를 통해 유사한 구성요소를 나타낸다.
하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서, 본 명세서의 일부를 이루며 본 발명이 실시될 수 있는 특정의 예시적인 실시예에 의해 도시된 첨부된 도면이 참조된다. 이러한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세히 설명되며, 다른 실시예가 이용될 수 있고, 논리적, 기계적 및 전기적 변경이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 한정적 의미로 취급되어서는 안 된다.
본 발명의 실시예는 수직으로 배향된 센서 다이로부터 수직으로 배향된 센서 다이의 측부 표면을 향하여 접속 인터페이스부를 연장함으로써 직교하여 배향되는 센서 다이를 전기적으로 접속하는 요구를 해결한다. 수직으로 장착된 센서 다이의 측부 표면은 수평으로 배향된 센서를 포함하는 수평면과 정렬된다. 수직으로 배향된 센서의 측부 표면 상의 접속 인터페이스부는 수평으로 배향된 센서의 수평면에 연결된다. 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 수평으로 배향된 센서의 표면을 수직으로 배향된 센서의 측부 표면과 정렬시키는 것도 인쇄 회로 보드(PCB) 또는 다른 전자 장치와 같은 다른 부품에 대한 센서의 장착을 용이하게 한다.
도 1은 다축(multiple axe)을 따라 애플리케이션을 수행하는 애플리케이션 전자 장치를 구비하는 집적 회로 장치를 도시하는 도면이다. 즉, 애플리케이션 전자 장치는 다축을 따라 감지하는 센서를 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 집적 회로 센서 장치(100)는 y-축(120), x-축(122) 및 z-축(124)을 따라 감지한다. 일 실시예에서, 센서 장치(100)는 자기장의 성분을 측정할 수 있는 자기 센서를 포함한다. 이러한 실시예에서, 센서 장치(100)는 자기장을 측정하기 위한 다양한 자기 감지 기술 중 하나 이상을 사용한다. 예를 들어, 센서 장치(100)는 AMR(anisotropic magnetoresistive) 센서, GMR(giant magnetoresistive) 센서, TMR(tunneling magnetoresistive) 센서, 자기 임피던스(MI) 센서 등을 이용하여 자기장을 감지할 수 있다. 다른 실시예에서, 애플리케이션 전자 장치는 관성 센서 또는 회전 센서와 같은 다른 감지 기능을 제공한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 센서 장치(100)는 수평으로 배향된 활성 표면(114)을 포함하는 제1 다이(102)와, 수직으로 배향된 활성 표면(115)을 포함하는 제2 다이(104)를 구비한다. 본 명세서에서 사용되는 "수평" 및 "수직"이라는 용어는 센서 장치(100)가 장착되는 베이스에 대한 것이며, 다이(102) 및 다이(104)의 활성 표면이 서로에 대하여 직교하여 배향된다는 것을 나타낸다.
일 실시예에서, 다이(102)는 활성 표면(114) 상에 제조된 적어도 하나의 애플리케이션 센서(116)를 갖는 집적 회로 다이로서 제조된다. 도 1에 도시된 특정 실시예에서, 애플리케이션 센서(116)는 2개의 직교하는 축(x-축(112) 및 y-축(110))을 따라 감지하는 평면내(in-plane) 센서를 포함한다. 즉, 애플리케이션 센서(116)는 활성 표면(114)의 평면에 놓이는 방향으로만 감지할 수 있다. 이는 활성 표면(114)을 포함하는 평면에 직교하는 자기장의 성분을 감지할 수 없다. 또한, 다이(104)는 활성 표면(115) 상에 제조된 적어도 하나의 애플리케이션 센서(110)를 갖는 집적 회로로서 제조된다. 애플리케이션 센서(116)와 유사하게, 애플리케이션 센서(110)도 활성 표면의 평면 내에 형성된다. 애플리케이션 센서(110)는 센서(116)에 의해 감지되는 2개의 축에 직교하는 적어도 하나의 축을 따라 감지하도록 배향된다. 다른 실시예에서, 애플리케이션 센서(116)는 하나의 축(예를 들어, x-축(122))을 따라 감지하고, 애플리케이션 센서(110)는 다른 2개의 직교하는 축(예를 들어, y-축(120) 및 z-축(124))을 따라 감지한다.
활성 표면(115)은 애플리케이션 센서(110)의 제조 동안에 수평으로 배향된다. 그 다음, 다이(102) 및 다이(104)가 웨이퍼 재구성을 통해 함께 조립될 때, 다이(104)는 활성 표면(115)의 평면이 활성 표면(114)의 평면에 수직이 되도록 회전된다. 예를 들어, 수평 애플리케이션 센서(116)가 수평 활성 표면(114)의 평면 내에서 y-축(120)과 x-축(122)을 따라 감지할 때, 수직 애플리케이션 센서(110)가 수직 활성 표면(115)의 평면 내에서 z-축(124)을 따라 감지하도록 다이(104)가 회전된다. 이와 같이, 애플리케이션 센서(110)를 애플리케이션 센서(116)와 결합하여 단일 웨이퍼를 형성하는 것은, 센서 장치(100)가 3개의 직교하는 축(예를 들어, y-축(120), x-축(122) 및 z-축(124))을 따라 감지하는 것을 허용한다.
다이(104)가 회전된 후, 본딩 수단은 다이(104)를 다이(102)에 본딩한다. 본딩 수단은 폴리필(poly-fill) 또는 다른 집적 회로 본딩 재료를 포함할 수 있다. 다이(104)를 다이(102)에 본딩함으로써, 센서(100)는 3개의 직교하는 축을 따르는 방향을 감지할 수 있는 단일의 재구성된 웨이퍼가 된다. 일 구현례에서, 활성 표면(115)은 다이(102)의 수직 측부 표면(112)에 본딩된다. 이 대신에, 다이(104)의 임의의 측부가 수직 측부 표면(112)에 본딩될 수 있고, 활성 표면(115)은 활성 표면(314)에 관련하여 직교하는 배향으로 유지된다.
애플리케이션 센서(110)를 애플리케이션 센서(116)에 전기적으로 접속하기 위하여, 다이(104)는 애플리케이션 센서(110)로부터 다이(104)의 수평 측부 표면 인터페이스부(128)를 향하여 연장되는 복수의 수직 전기 접속부(118)를 구비한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 측부 표면(128)과 활성 표면(114)이 동일 평면 내에서 정렬되도록, 측부 표면 인터페이스부(128)는 활성 표면(114)과 정렬된다. 그 다음, 상호 접속부(119)가 다이(104) 상의 수직 전기 접속부(118)와 다이(102)의 활성 표면(114) 상의 애플리케이션 센서(116) 사이의 센서(100) 상에 형성된다. 일 실시예에서, 상호 접속부(119)는 측부 표면 인터페이스부(128) 및 활성 표면(114)과 동일한 평면 내에 있도록 제조된다. 인쇄 회로 보드 또는 다른 집적 회로와 같은 다른 장치와 센서(100)를 상호 접속하도록 복수의 본딩 패드(126)가 표면(114) 상에 제공된다.
도 2는 도 1에 설명된 바와 같은 센서 장치(100)를 제조하는 과정을 도시하는 도면이다. 복수의 단일 축 센서가 제1 웨이퍼(250으로 도시) 상에 형성되고, 복수의 2축 센서가 제2 웨이퍼(260으로 도시) 상에 형성된다. 2개의 웨이퍼는 임의의 전술한 기술에 기초할 수 있다. 제1 웨이퍼는 단일 축 센서 다이의 행과 열로 제1 웨이퍼를 쏘잉(sawing)함으로써 개별 단일 축 센서 다이(252로 도시)로 싱귤레이트된다(singulated). 또한, 제1 웨이퍼의 싱귤레이션은 수직 전기 접속부(118)를 노출시킨다. 제2 웨이퍼는 2축 센서 다이의 행과 열로 제2 웨이퍼를 쏘잉함으로써 개별 단일 축 센서 다이(262로 도시)로 싱귤레이트된다. 254로 도시된 바와 같이, 개별 단일 축 센서 다이는 활성 표면이 수직으로 배향되도록 회전된다. 도 1을 다시 참조하면, 다이(104)는 센서(110)로부터 측부 표면 인터페이스부(128)로 연장되는 수직 전기 접속부(119)를 갖는 것으로 도시된다. 따라서, 단일 축 센서 다이의 회전은, 각각의 수직 전기 접속부(118)가 264로 도시된 바와 같은 회전되지 않은 2축 센서 다이의 활성 표면(114)에 의해 형성된 평면과 정렬되도록 다이의 각각에 대하여 측부 표면 인터페이스부(128)를 정렬하는 역할도 한다.
개별 단일 축 센서 다이 및 회전되지 않은 개별 2축 센서 다이는 서로 본딩되어 재구성된 웨이퍼를 형성한다. 웨이퍼가 재구성되면, 웨이퍼 레벨 공정의 수행은 개별 단일 축 센서 다이를 개별 2축 센서 다이로 전기적으로 접속한다. 이것은 270으로 도시된다. 일 실시예에서, 수직 전기 접속부(118)는 금속화층에 대한 접속을 위하여 접속부(118)를 마련하도록 연마된다. 접속부(118)가 연마되면, 절연층이 재구성된 웨이퍼 위로 부착되고, 본딩 패드(126, 118)에 대한 콘택을 형성하기 위한 패턴이 절연층으로 에칭된다. 전기 접속부를 형성하기 위하여, 금속화층은 측부 표면 인터페이스부와 제1 활성 표면 위로 부착되어, 절연층으로 에칭된 콘택 사이에서 전기 접속부를 형성한다. 금속화층이 부착될 때, 다른 패턴이 금속층으로 에칭되어, 금속화층의 일부를 제거하여 제1 다이(102)와 제2 다이(104) 사이의 전기 접속부의 형성을 완료한다. 그 다음, 결과에 따른 3축 센서는 개별 센서로 분리된다(272로 도시).
일부 실시예에서, 다이는 최종 센서 장치에 의해 차지되는 공간의 양을 감소시키기 위한 백그라인드된다(background). 예를 들어, 동작에 불필요한 재료는 제1 웨이퍼(223으로 도시)로부터 제조된 다이의 하부측으로부터 백그라인드되며, 이는 회전된 다이의 감소된 크기를 가져다준다. 또한, 동작에 불필요한 재료는 제2 웨이퍼(233으로 도시)의 하부 표면으로부터 제거되어 다이(104)의 높이를 맞춘다.
도 3은 3개의 단일 축 센서 웨이퍼가 서로 결합되어 3개의 직교하는 축을 따라 감지할 수 있는 센서 장치(300에서 전체적으로 도시)를 형성하는 3축 센서 장치(300)의 다른 실시예를 도시하는 도면이다. 센서 장치(300)는 제1 다이(302), 제2 다이(304) 및 제3 다이(306)를 구비한다.
다이(302)는 수평으로 배향된 활성 표면(314)과, 활성 표면(314) 상에 제조된 애플리케이션 센서(316)를 구비한다. 애플리케이션 센서(316)는 활성 표면(314)에 의해 형성된 평면 내에 있는 축을 따라 감지할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 활성 표면(314)에 의해 형성된 평면은 y-축(320) 및 x-축(322)을 포함한다. 따라서, 활성 표면(314) 상에 놓이는 애플리케이션 센서(316)는 x-축(322), y-축(320), 또는 x-축(322)과 y-축(320)의 평면 내의 다른 축을 따라 감지할 수 있다.
제2 다이(304)는 수직으로 배향된 활성 표면(315) 상에 형성된 애플리케이션 센서(310) 및 측부 표면 인터페이스부(328) 상에 형성된 전기 접속부(318)를 구비한다. 애플리케이션 센서(310)가 활성 표면(315) 상에 놓이기 때문에, 애플리케이션 센서(310)는 활성 표면(315)을 포함하는 평면에서 감지한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 활성 표면(315)은 z-축(324) 및 y-축(320)에 의해 형성된 평면 내에 있다. 애플리케이션 센서(310)가 활성 표면(315)에 의해 형성된 평면 내에 있기 때문에, 애플리케이션 센서(310)는 z-축(324), y-축(320), 또는 z-축(324)과 y-축(320)의 조합을 따라 감지할 수 있다.
제3 다이(306)는 수직으로 배향된 활성 표면(313) 상에 형성된 애플리케이션 센서(311) 및 측부 표면 인터페이스부(330) 상에 형성된 전기 접속부(317)를 구비한다. 애플리케이션 센서(311)가 활성 표면(313) 상에 놓이기 때문에, 애플리케이션 센서(311)는 활성 표면(313)을 포함하는 평면 내에서 감지한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 활성 표면(313)은 z-축(324) 및 y-축(320)에 의해 형성된 평면 내에 있다. 애플리케이션 센서(311)가 활성 표면(313)을 포함하는 평면 내에 있기 때문에, 애플리케이션 센서(311)는 z-축(324), y-축(320), 또는 z-축(324)과 y-축(320)의 조합을 따라 감지할 수 있다. 3차원 모두에서 민감도를 제공하기 위하여, 애플리케이션 센서(311)는 애플리케이션 센서(316)에 의해 감지된 축에 더하여, 애플리케이션 센서(310)에 의해 감지된 축에 직교한다. 센서(310, 311, 316)는 도 1에 대하여 전술한 임의의 센서 기술을 이용한다.
제2 다이(304) 및 제3 다이(306)는 도 2에 대하여 전술한 방식과 동일한 방식으로 제1 다이(302)에 본딩된다. 다이(304, 306)가 다이(302)에 본딩되는 경우에, 이들은 측부 표면 인터페이스부(328)와 측부 표면 인터페이스부(330)가 활성 표면(314)과 정렬되도록 다이(302)에 관하여 배열된다. 측부 표면 인터페이스부(328)가 활성 표면(314)과 정렬되는 경우에, 접속부(318)는 상호 접속부(319)를 통해 활성 표면(314)에 접속된다. 측부 표면 인터페이스부(330)가 활성 표면(314)과 정렬되는 경우에, 접속부(317)는 상호 접속부(321)를 통해 활성 표면(314)에 접속된다. 정렬된 표면의 상호 접속부는 상호 접속부(319, 321)가 단일의 평면인 표면 상에서 제조될 수 있게 한다.
도 3이 다이(302)의 반대하는 측들에 본딩된 다이(304, 306)를 도시하지만, 다른 실시예에서, 이들은 활성 표면(315)과 활성 표면(313)이 서로 직교하는 평면에 놓이도록 다이(302)의 인접한 측들에 본딩될 수 있다.
도 4는 3개의 단일 축 센서 웨이퍼가 서로 결합되어 3개의 직교하는 축을 따라 감지할 수 있는 센서 장치(400으로 전체적으로 도시)를 형성하는 3축 센서 장치(400)의 다른 실시예를 도시하는 도면이다. 센서 장치(400)는 제1 다이(402), 제2 다이(404) 및 제3 다이(406)를 구비한다. 3개의 단일 축 웨이퍼의 사용은 3개의 동일하게 설계된 장치를 이용하는 3축 웨이퍼의 형성을 허용한다.
제1 다이(402)는 제1의 수평으로 배향된 활성 표면(414)과, 활성 표면(414) 상에 제조된 애플리케이션 센서(416)를 구비한다. 애플리케이션 센서(416)는 활성 표면(414)에 의해 형성된 평면 내에 있는 축을 따라 감지할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 활성 표면(414)에 의해 형성된 평면은 y-축(420) 및 x-축(422)을 포함한다. 따라서, 활성 표면(414) 상에 놓이는 애플리케이션 센서(416)는 x-축(422), y-축(420), 또는 x-축(422)과 y-축(420)의 평면 내의 다른 축을 따라 감지할 수 있다.
제3 다이(406)는 제1 다이(402)와 유사하고, 제2의 수평으로 배향된 활성 표면(413)과, 활성 표면(413) 상에 제조된 애플리케이션 센서(411)를 구비한다. 애플리케이션 센서(411)는 활성 표면(413)에 의해 형성된 평면 내에 있는 축을 따라 감지할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 활성 표면(413)에 의해 형성된 평면은 y-축(420) 및 x-축(422)을 포함하는 활성 표면(414)을 포함하는 동일한 평면이다. 따라서, 활성 표면(413) 상에 놓이는 애플리케이션 센서(411)는 x-축(422), y-축(420), 또는 x-축(422)과 y-축(420)의 평면 상의 다른 축을 따라 감지할 수 있다. 또한, 센서(411)는 센서(416)에 의해 감지된 축에 직교하는 축에서 감지한다. 예를 들어, 센서(416)가 y-축(420)을 따라 감지할 때, 센서(411)는 x-축(422)을 따라 감지한다. 또한, 제3 다이(406)는 제1 다이(406)의 측부 표면에 본딩되어, 전술한 바와 같이, 웨이퍼 공정을 통해 제1 다이에 전기적으로 접속된다.
제2 다이(404)는 수직으로 배향된 활성 표면(415) 상에 형성된 애플리케이션 센서(410) 및 측부 표면 인터페이스부(428) 상에 형성된 전기 접속부(418)를 구비한다. 애플리케이션 센서(410)가 활성 표면(415) 상에 놓이기 때문에, 애플리케이션 센서(410)는 활성 표면(415)을 포함하는 평면 내에서 감지한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 활성 표면(415)은 z-축(424) 및 y-축(420)에 의해 형성된 평면 내에 있다. 애플리케이션 센서(410)가 활성 표면(415)에 의해 형성된 평면 내에 있기 때문에, 애플리케이션 센서(410)는 z-축(424), y-축(420), 또는 z-축(424)과 y-축(420)의 조합을 따라 감지할 수 있다. 제2 다이는 도 2에 대하여 전술한 방식과 동일한 방식으로 제1 다이(402) 또는 제3 다이(406)에 본딩된다. 다이(404, 406, 402)가 결합되어 재구성된 웨이퍼를 형성하는 경우에, 측부 표면 인터페이스부(428)는 활성 표면(414, 413)과 정렬된다. 측부 표면 인터페이스부(328)가 활성 표면(414, 413)과 정렬되는 경우에, 접속부(418)는 상호 접속부(419)를 통해 활성 표면(414) 또는 활성 표면(413)에 연결된다.
도 5a 및 5b는 센서 장치의 장착을 도시한다. 도 5a에서, 센서 장치(500a)는 장착 표면(550)에 본딩되어, 와이어 본드(540)를 통해 장착 표면(550)에 전기적으로 접속된다. 예를 들어, 센서 장치(500a)의 베이스는 장착 표면(550)에 본딩되고, 여기에서 센서 장치(500a)는 도 1에서의 센서 장치(100), 도 3에서의 센서 장치(300) 또는 도 4에서의 센서 장치(400)와 유사하게 기능한다. 장착 표면(550)은 인쇄 회로 보드(PCB) 또는 다른 표면일 수 있다. 센서 장치(500a)를 장착 표면(550)에 접속하기 위하여, 와이어가 센서 장치(500a)의 수평 활성 표면 상에 위치되는 본딩 패드에 본딩된다. 본딩 패드는 도 1에서 본딩 패드(126)로서 도시된다. 와이어가 센서 장치(500a)의 수평 활성 표면 상에 위치되는 본딩 패드에 본딩되는 경우에, 와이어는 장착 표면(550)에 접속된다.
이 대신에, 도 5b는 장착 표면(550)에 본딩되어 플립칩 접속부(445)를 통해서 장착 표면(550)에 전기적으로 접속되는 센서 장치(500b)를 도시한다. 예를 들어, 센서 장치(500b)의 수평 활성 표면은 장착 표면(550)에 직접 연결될 수 있다. 센서 장치(500b)의 수평 활성 표면이 장착 표면(550)에 직접 연결되는 경우에, 센서 장치(500b)의 수평 활성 표면 상에 위치되는 본딩 패드는 장착 표면(550)에 직접 본딩된다.
도 6은 제1 다이를 제2 다이에 전기적으로 접속하여 다축 센서를 제조하는 방법(600)을 도시하는 흐름도이다. 본 방법은 제1 애플리케이션 전자 장치를 갖는 제1 활성 표면을 구비한 제1 다이를 제조하는 602에서 시작한다. 제1 애플리케이션 전자 장치는 제1 활성 표면의 평면 내에 놓여 있는 적어도 하나의 방향축을 따라 민감한 측정 기능을 수행하도록 설계된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 애플리케이션 전자 장치는 단일 축 또는 2축 자기 센서 중 어느 하나를 포함한다.
본 방법은 제2 애플리케이션 전자 장치를 갖는 제2 활성 표면과, 복수의 전기 접속부를 구비한 제2 다이를 제조하는 604로 진행하며, 복수의 전기 접속부는 제2 애플리케이션 전자 장치로부터 제2 활성 표면에 인접한 제2 다이의 측부 표면 인터페이스부로 연장된다. 제1 다이와 같이, 애플리케이션 전자 장치는 제1 활성 표면의 평면 내에 놓여 있는 적어도 하나의 방향축을 따라 민감한 측정 기능을 수행하도록 설계된다. 일 실시예에서, 제2 애플리케이션 전자 장치는 단일 축 또는 2축 자기 센서 중 어느 하나를 포함한다. 측부 표면 상의 인터페이스부는 제2 애플리케이션 전자 장치와 상호 접속하는 복수의 전기 접속부에 대한 액세스를 제공한다.
본 방법은 제1 활성 표면과 동일 평면에 있도록 측부 표면 인터페이스부를 정렬하는 606으로 진행한다. 예를 들어, 제2 다이는, 제2 다이의 측부 표면 인터페이스부가 제1 활성 표면과 정렬하고, 제1 활성 표면과 측부 표면이 동일 표면 내에 있도록, 회전된다. 일 실시예에서, 제1 활성 표면과 동일 평면에 있도록 측부 표면을 정렬하는 것은, 제1 활성 표면이 제1 활성 표면에 대하여 직교하여 배향되도록 제2 다이를 회전시키는 것을 포함한다.
본 방법은 복수의 전기 접속부와 제1 활성 표면 사이에서 적어도 하나의 전기 접속부를 형성하는 608로 진행한다. 전기 접속부를 형성하는 것은 웨이퍼 레벨 공정을 이용하여 수행된다. 일 실시예에서, 전기 접속부를 형성하는 것은 금속화층에 연결하기 위한 인터페이스부를 마련하도록 측부 표면 상에서 인터페이스부를 연마하는 것을 포함한다. 측부 표면이 연마되면, 절연층이 재구성된 웨이퍼 위로 부착되고, 본딩 패드에 대한 콘택을 형성하기 위한 패턴이 절연층으로 에칭된다. 전기 접속부를 형성하기 위하여, 금속화층은 측부 표면 인터페이스부 및 제1 활성 표면 위로 부착되어 콘택을 접속한다.
일 실시예에서, 제1 다이는 제2 활성 표면이 제1 다이의 수직 측부 표면으로 본딩되도록 폴리필로 제2 다이에 본딩된다. 일 실시예에서, 본 방법은 인쇄 회로 보드로 제1 다이 및 제2 다이를 장착하는 것을 더 포함한다. 도 3 및 4에 관하여 언급된 바와 같이, 일부 대체 실시예에서, 본 방법은 3개의 독립적인 단일 축 감지 다이를 이용하는 것을 포함한다. 하나의 이러한 실시예에서, 본 방법은 제3 다이를 제조하는 것을 포함하며, 제3 다이는 제3 애플리케이션을 갖는 제3 활성 표면을 포함한다.
[실시예]
예 1은, 제1 애플리케이션 전자 장치를 갖는 제1 활성 표면을 구비한 제1 다이를 제조하는 단계; 제2 애플리케이션 전자 장치를 갖는 제2 활성 표면과, 적어도 하나의 전기 접속부를 구비한 제2 다이를 제조하는 단계로서, 적어도 하나의 전기 접속부는 제2 애플리케이션 전자 장치로부터 제2 활성 표면에 인접한 제2 다이의 측부 표면 인터페이스부로 연장되는, 제2 다이를 제조하는 단계; 제1 활성 표면과 동일 평면에 있도록 측부 표면 인터페이스부를 정렬하는 단계; 및 복수의 전기 접속부와 제1 활성 표면 사이에 적어도 하나의 전기 접속부를 형성하는 단계를 포함하는 다축 센서 제조 방법을 포함한다.
예 2는 예 1의 방법을 포함하며, 적어도 하나의 전기 접속부를 형성하는 단계는 웨이퍼 레벨 공정을 수행하는 단계를 포함한다.
예 3은 예 2의 방법을 포함하며, 웨이퍼 레벨 공정을 수행하는 단계는, 측부 표면 인터페이스부를 연마하는 단계; 다축 센서의 표면 위로 절연층을 부착하는 단계; 절연층 내에 제1 패턴을 에칭하는 단계; 다축 센서의 표면 위로 금속화층을 부착하는 단계; 및 금속화층 내에서 제2 패턴을 에칭하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다.
예 4는 예 1 내지 3 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 제1 활성 표면과 동일 평면에 있도록 측부 표면 인터페이스부를 정렬하는 단계는, 제2 활성 표면이 제1 활성 표면에 대하여 직교하여 배향되도록 제2 다이를 회전시키는 단계를 더 포함한다.
예 5는 예 1 내지 4 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 제1 애플리케이션 전자 장치와 제2 애플리케이션 전자 장치 각각은 평면내 자기 센서를 더 포함한다.
예 6는 예 5의 방법을 포함하며, 제1 애플리케이션 전자 장치는 2축 자기 센서를 포함한다.
예 7은 예 1 내지 6 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 제2 다이의 제2 활성 표면을 제1 다이에 본딩하는 단계를 더 포함한다.
예 8은 예 1 내지 7 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 제3 애플리케이션 전자 장치를 갖는 제3 활성 표면과 제2 복수의 전기 접속부를 구비한 제3 다이를 제조하는 단계; 제1 활성 표면과 제3 활성 표면 사이에 적어도 하나의 전기 접속부를 형성하는 단계를 더 포함한다.
예 9는 예 1 내지 8 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 제1 다이 및 제2 다이 중 하나 또는 양자를 백그라인딩(backgrinding)하는 단계를 더 포함한다.
예 10은 예 1 내지 9 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 다축 센서를 인쇄 회로 보드 상에 장착하는 단계를 더 포함한다.
예 11은 방향 센서 장치를 포함하며, 본 장치는 제1 애플리케이션 전자 장치를 갖는 제1 활성 표면을 구비한 제1 다이; 제2 애플리에이션 전자 장치를 구비하고 제1 활성 표면에 수직으로 배향된 제2 활성 표면, 및 복수의 전기 접속부를 구비하고, 제1 다이에 본딩된 제2 다이; 및 복수의 전기 접속부와 제1 활성 표면 사이의 적어도 하나의 전기 상호 접속부를 포함하고, 복수의 전기 접속부는, 제2 애플리케이션 전자 장치로부터 제2 활성 표면에 인접한 제2 다이의 측부 표면 인터페이스부로 연장되고, 제2 다이의 측부 표면 인터페이스부는 제1 활성 표면과 동일 평면에 있다.
예 12는 예 11의 장치를 포함하고, 제1 애플리케이션 전자 장치 및 제2 애플리케이션 전자 장치 각각은 평면내 자기 센서를 더 포함한다.
예 13은 예 12의 장치를 포함하고, 제1 애플리케이션 전자 장치는 2축 자기 센서를 포함한다.
예 14는 예 12 또는 13의 장치를 포함하고, 제2 애플리케이션 전자 장치는 2축 자기 센서를 포함한다.
예 15는 예 11 내지 14 중 어느 하나의 장치를 포함하고, 제1 다이는 제2 다이의 제2 활성 표면을 제1 다이에 본딩함으로써 제2 다이에 본딩된다.
예 16은 예 11 내지 15 중 어느 하나의 장치를 포함하고, 적어도 하나의 전기 접속부는 측부 표면 인터페이스부 및 제1 활성 표면 위로 부착된 금속화층을 포함한다.
예 17은 예 11 내지 16 중 어느 하나의 장치를 포함하고, 제1 다이에 본딩되고, 제3 애플리케이션 전자 장치를 갖는 제3 활성 표면을 구비하는 제3 다이; 및 제3 활성 표면과 제1 활성 표면 사이의 적어도 하나의 전기 접속부를 더 포함한다.
예 18은 다축 감지 장치를 포함하고, 본 장치는 제1 활성 표면을 구비한 제1 다이; 제2 활성 표면과, 제2 활성 표면에 각각 결합된 복수의 전기 접속부를 구비한 접속측 표면 인터페이스부를 구비한 제2 다이; 제2 다이를 제1 다이에 결합하는 본딩 재료; 및 복수의 전기 접속부 및 제1 활성 표면 사이에 형성된 적어도 하나의 전기 상호 접속부를 포함하고, 제1 활성 표면과 제2 활성 표면은 서로 직교하는 평면 내에 포함된다.
예 19는 예 18의 장치를 포함하고, 제1 애플리케이션 전자 장치 및 제2 애플리케이션 전자 장치 각각은 평면내 자기 센서를 포함하고, 제1 애플리케이션 전자 장치 및 제2 애플리케이션 전자 장치는 함께 3개의 직교하는 축 상에서 자기장 검출을 제공한다.
예 20은 예 18 또는 19의 장치를 포함하고, 적어도 하나의 전기 상호 접속부는 웨이퍼 레벨 공정을 이용하여 형성된다.
특정 실시예가 본 명세서에서 예시되고 설명되었지만, 동일한 목적을 달성하도록 계산된 임의의 방식이 도시된 특정 실시예를 대체할 수 있다. 본 출원은 본 발명의 임의의 변형 또는 수정을 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 발명이 특허청구범위 및 그 균등물에 의해서만 제한되는 것이 명시적으로 의도된다.

Claims (3)

  1. 제1 애플리케이션 전자 장치(116)를 갖는 제1 활성 표면(114)을 구비한 제1 다이(102)를 제조하는 단계;
    제2 애플리케이션 전자 장치(110)를 갖는 제2 활성 표면(115)과, 적어도 하나의 전기 접속부를 구비한 제2 다이(104)를 제조하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 전기 접속부는 상기 제2 애플리케이션 전자 장치(110)로부터 상기 제2 활성 표면(115)에 인접한 상기 제2 다이(104)의 측부 표면 인터페이스부(128)로 연장되는, 상기 제2 다이(104)를 제조하는 단계;
    상기 제1 활성 표면(114)과 동일 평면에 있도록 상기 측부 표면 인터페이스부(128)를 정렬하는 단계; 및
    상기 복수의 전기 접속부(118)와 상기 제1 활성 표면(114) 사이에 적어도 하나의 전기 접속부를 형성하는 단계
    를 포함하는,
    다축 센서 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제3 애플리케이션 전자 장치(311)를 갖는 제3 활성 표면(313)과 제2 복수의 전기 접속부(317)를 구비한 제3 다이(306)를 제조하는 단계; 및
    상기 제1 활성 표면(114)과 상기 제3 활성 표면(313) 사이에 적어도 하나의 전기 접속부를 형성하는 단계
    를 더 포함하는,
    다축 센서 제조 방법.
  3. 제1 애플리케이션 전자 장치(116)를 갖는 제1 활성 표면(114)을 구비한 제1 다이(102);
    상기 제1 다이(102)에 본딩되고,
    제2 애플리케이션 전자 장치(110)를 구비하고, 상기 제1 활성 표면(114)에 수직으로 배향된 제2 활성 표면(115); 및
    복수의 전기 접속부(118)
    를 구비하는 제2 다이(104); 및
    상기 복수의 전기 접속부(118)와 상기 제1 활성 표면(114) 사이의 적어도 하나의 전기 상호 접속부
    를 포함하고,
    상기 복수의 전기 접속부(118)는, 상기 제2 애플리케이션 전자 장치(110)로부터 상기 제2 활성 표면(115)에 인접한 상기 제2 다이(104)의 측부 표면 인터페이스부로 연장되고,
    상기 제2 다이(104)의 측부 표면 인터페이스부는 상기 제1 활성 표면(114)과 동일 평면에 있는,
    방향 센서 장치.
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