小化外部弯曲应力的效果的配置。在平面视图中，仅配电层的顶面和晶片连接器元件是可见的。然而，图2也以块的方式图示了在表面下方并且被配电层覆盖的MEMS模片204和IC模片206。配电层具有覆盖MEMS模片204的第一部分220以及在MEMS模片204与晶片板的邻边222、224、226之间的粘接材料区。在本文中，邻边222、224、226指在图2的顶视图中在MEMS模片周围的晶片板的每个边，使得在通过晶片板的厚度的平面中，在MEMS模片的周边和邻边之间仅存在粘接材料。换言之，在晶片板的邻边222、224、226与MEMS模片之间不存在其它模片(如IC模片206)。在本实施例中，一组一个或更多个晶片连接器元件214被定位在第一部分220之外的位置中的配电层上。
[0030]图3中图示了要求的定位的效果。图3示出了结合图1更详细地描述的MEMS模片304、IC模片306、粘接材料区308、配电层310以及晶片连接器元件314。图3还图示了配电层310的第一部分320的范围。当将MEMS装置300机械连接到底层板316的晶片连接器元件314不被定位在覆盖MEMS模片304的表面上，也不被定位在MEMS模片304的相反侧上时，来自底层支撑结构的MEMS元件经受的弯曲的应力被最小化。
[0031]MEMS装置中与弯曲有关的误差的另一来源是粘接材料和模片的热膨胀系数的不匹配。图4和图5图示了另一实施例，在该实施例中，由这样的热膨胀不匹配引起的机械应力通过从底面，即与被配电层覆盖的表面相反的表面去除一层粘接材料来被减小。图4和图5示出了结合图1更详细地描述的MEMS模片404、504、IC模片406、506、粘接材料区408、508、配电层410、510，以及晶片连接器元件414、514。有利地，从MEMS模片404、504下面的区域完全去除粘接材料408。图4图示了 MEMS模片404比IC模片406更厚并且从MEMS模片404下面的区域完全去除粘接材料408的配置。粘接材料包围两个模片并覆盖IC模片406。图5图示了 MEMS模片504和IC模片506同样厚并且从两个模片504和506下面的区域完全去除粘接材料508的配置。粘接材料508包围两个模片。
[0032]该要求保护的配置可以有利地应用在包括如加速计、角速度传感器、压力传感器和麦克风的传感器的容易受到机械应力影响的各种不同的MEMS装置中。在这些实施例中，微机电模片包括根据感测的现象而变形的结构。要求保护的配置也可以用在容易受到机械应力影响的其它MEMS装置中，如用作定时装置的MEMS谐振器，在该定时装置中微机电模片包括在特定应用谐振频率下准确变形的结构。要求保护的配置也可以用在如开关、可变电容器和带通滤波器的RF-MEMS部件中。
[0033]将要求保护的配置应用在包括压力传感器结构的微机电压力传感器中是特别有利的。压力是对应于作用在表面上的力与表面的面积之比的物理量。首先，与典型模片尺寸相比，现有技术封装压力传感器在尺寸方面往往较大。例如，与能够被封装材料完全包围的加速计相反，封装压力传感器的更大困难是需要提供模片的开放表面以与施加的压力相互作用。可被用作测量压力的计量器的装置是压力传感器。图6图示了用于感测压力的微机电装置的示例性结构。图6示出了结合图1更详细地描述的MEMS模片604、IC模片606、粘接材料区608、配电层610以及晶片连接器元件614。微机电压力传感器模片通常包括薄隔膜，薄隔膜在间隙上延伸，该间隙在基准压力下提供体积。可以排空该间隙以仅容纳少量的剩余气体，但是在所选基准压力下该间隙也可以填充有所选气体或其它挥发性物质。隔膜由于基准压力与包围传感器的环境压力之差而变形。使用电容式感测或压阻式感测可以将隔膜位移转换成电信号。
[0034]图中的MEMS模片604图示了压力传感器，该压力传感器包括由平面基座620和侧壁622形成的主体结构。平面基座620和侧壁622形成了空心，该空心被在侧壁上延伸的隔膜板624气密地密封。平面基座620、侧壁622以及隔膜板624彼此附接以形成在基准压力下提供体积的气密封闭间隙628。为了允许隔膜响应于环境压力而偏转，配电层610中的开口 626在该隔膜上延伸。可以在配电层的导电材料的任何暴露层上沉积另外的介电层。
[0035]本领域技术人员明白，随着技术的进步，可以以各种方式实现本发明的基本思想。因此，本发明及其实施例不限于以上示例，而是它们可以在权利要求的范围内变化。
【主权项】
1.一种微机电装置，所述微机电装置包括晶片板、一组一个或更多个晶片连接器元件，以及在所述晶片板和所述一组一个或更多个晶片连接器元件之间的配电层，其中 所述晶片板包括至少两个模片，以及在所述晶片板的纵向范围在所述至少两个模片的周围将所述至少两个模片彼此并排地粘接的粘结材料，其中，所述模片中的至少一个是微机电模片； 所述配电层覆盖所述晶片板并包括至少一个介电材料层和至少一个导电材料层，其中，所述导电材料层被图案化在所述介电材料层内以电互连所述模片和所述晶片连接器元件； 所述配电层具有覆盖所述至少一个微机电模片的第一部分，以及在所述微机电模片与所述晶片板的邻边之间的粘接材料区； 所述一组一个或更多个晶片连接器元件被定位于仅在所述第一部分之外的位置中的所述配电层上。2.根据权利要求1所述的微机电装置，其特征在于，所述微机电模片的表面暴露在所述晶片板的表面中，其中，所述晶片板的表面与所述配电层侧相反。3.根据权利要求1或2所述的微机电装置，其特征在于，所述微机电模片包括具有隔膜的压力传感器元件； 所述配电层包括在所述微机电模片的所述隔膜上延伸的开口。4.根据权利要求1至3中的任一权利要求所述的微机电装置，其特征在于，所述微机电模片包括用于以下类型之一的应力敏感传感器的变形结构:加速计、角速度传感器、压力传感器和麦克风。5.根据权利要求1至3中的任一权利要求所述的微机电装置，其特征在于，所述微机电模片包括用于微机电谐振器或微机电射频部件的变形结构。6.一种制造微机电装置的方法，所述微机电装置包括晶片板、一组一个或更多个晶片连接器元件，以及在所述晶片板与所述一组一个或更多个晶片连接器元件之间的配电层，所述方法的特征在于 将至少两个模片以及在所述晶片板的纵向范围将所述至少两个模片彼此并排地粘接的粘接材料包含在所述晶片板中，其中，所述模片中的至少一个是微机电模片； 用所述配电层覆盖所述晶片板，所述配电层包括至少一个介电材料层和至少一个导电材料层，其中，所述导电材料层被图案化在所述介电材料层内以电互连所述模片和所述晶片连接器元件，并且所述配电层具有覆盖所述至少一个微机电模片的第一部分，以及在所述微机电模片与所述晶片板的邻边之间的粘接材料区； 将所述一组一个或更多个晶片连接器元件定位于仅在所述第一表面之外的位置中的所述配电层上。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述微机电模片的表面暴露在所述晶片板的表面中，其中，所述晶片板的表面与所述配电层侧相反。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于 将具有隔膜的压力传感器元件包含在所述微机电模片中； 将在所述微机电模片的所述隔膜上延伸的开口加工到所述配电层。
【专利摘要】一种微机电装置(100,300)，其包括晶片板(102)、一组一个或更多个晶片连接器元件(114，214，314，414，514，614)，以及晶片板和一组一个或更多个晶片连接器元件之间的配电层(110，310，410，510，610)。为了减小装置厚度，晶片板包括至少两个模片(104和106，204和206，304和306，404和406，504和506，604和606)，以及在晶片板的纵向范围将两个模片彼此并排地粘接的粘接材料，其中，模片中的至少一个是微机电模片(104，204，304，404，504，604)。配电层覆盖晶片板并包括介电材料层(112)和导电材料层(115)，其中，导电材料层被图案化在介电材料层内以电互连模片和晶片连接器元件。使用该新配置，实现了显著减小MEMS装置厚度。
【IPC分类】B81B7/00
【公开号】CN105189337
【申请号】CN201480026539
【发明人】海基·库斯玛, 萨米·努尔米
【申请人】株式会社村田制作所
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2014年5月8日
【公告号】EP2994412A2, US20140332910, WO2014181275A2, WO2014181275A3