Brevet FR2906236A3 — publié le 20080328

FR 2906236 A3 20080328 FR 0653915 A 20060922 1 STRUCTURE DE BOÎTIER DE SYSTÈME MICRO-ÉLECTROMÉCANIQUE RENFORCÉE La présente invention porte sur une structure de boîtier de système micro-électromécanique (MEMS), en particulier sur une structure de boîtier de MEMS renforcée par une résine protectrice. La technologie des puces en silicium a réalisé avec succès la miniaturisation des systèmes électroniques et a conduit à l'avance révolutionnaire des ordinateurs. Depuis peu, il y a également un développement révolutionnaire pour la miniaturisation se produisant dans le domaine des systèmes mécaniques, dans lequel la microélectronique et la micromécanique sont intégrées pour former la micro-électromécanique. Ainsi, des systèmes micro-électro-mécaniques ou même des systèmes micro-optoélectromécaniques peuvent être réalisés, et la dimension, le poids et le coût d'un système peuvent être réduits, et la vitesse peut être améliorée. La micro-électromécanique peut être appliquée aux domaines de l'information, des ordinateurs, de la biomédecine, de la santé, de la fabrication, du transport, de l'énergie et de l'aviation. Une puce de MEMS a une structure plus fine, une résistance inférieure et un signal plus compliqué et est susceptible d'être polluée par exposition ou endommagée par contact mécanique. Lorsqu'une puce de MEMS est conditionnée avec une technologie classique, les fonctions électriques de celle-ci peuvent être désactivées à cause de la rupture de la structure de MEMS. Par conséquent, le conditionnement d'une puce de MEMS est plus difficile que celui d'une puce en silicium. On se réfère à la Figure 1 pour une structure de boîtier de MEMS classique. Comme représenté sur la Figure 1, la structure de boîtier de MEMS classique comprend : une puce de MEMS 10 et une puce de commande 12 fournissant un signal de commande pour la puce de MEMS 10. La puce de MEMS 10 et la puce de commande 12 2906236 2 sont connectées à une grille de connexion 14 par des fils métalliques 16. Ensuite, par l'intermédiaire d'un procédé de moulage, un encapsulant 18 est utilisé pour recouvrir la puce de MEMS 10, la puce de commande 12, les fils 5 métalliques 16 et une partie de la grille de connexion 14 et fournir une protection pour les éléments mentionnés ci-dessus. Cependant, les fils métalliques 16 et la puce de MEMS 10 sont très fragiles, et ils sont extrêmement susceptibles de se casser dans le procédé de moulage si le 10 procédé de moulage n'est pas effectué avec précaution, et ainsi, la puce de MEMS 10 peut être incapable de fonctionner. En conséquence, la présente invention propose une structure de boîtier de MEMS renforcée pour surmonter le 15 problème classique selon lequel la structure de MEMS est susceptible d'être fracturée dans le procédé de moulage. Pour obtenir ces avantages, ainsi que d'autres, et afin de surmonter les inconvénients du procédé classique selon le but de l'invention telle que réalisée et largement 20 décrite ici, la présente invention propose une structure de boîtier de MEMS, dans laquelle une résine protectrice est utilisée pour renforcer la structure de MEMS et fournir une protection supplémentaire à la structure de MEMS pour empêcher que la structure de MEMS ne soit endommagée lors 25 du procédé de moulage. Un autre objectif de la présente invention est de proposer une structure de boîtier de MEMS, dans laquelle on peut obtenir une structure de boîtier avec une résistance plus élevée et une dimension plus petite avec le procédé de 30 conditionnement existant. Pour parvenir aux objectifs mentionnés ci-dessus, la présente invention propose une structure de boîtier de MEMS, qui comprend : une grille de connexion, une puce de MEMS, une puce de commande, une résine protectrice et un 35 encapsulant, la puce de MEMS étant connectée électriquement à la grille de connexion par des fils métalliques ; la puce 2906236 3 de commande est respectivement connectée électriquement à la puce de MEMS et à la grille de connexion par des fils métalliques ; la puce de MEMS, la puce de commande, les fils métalliques et une partie de la grille de connexion 5 sont recouverts par la résine protectrice ; et l'encapsulant recouvre la résine protectrice, la puce de MEMS et une partie de la grille de connexion. Ces objectifs de la présente invention, ainsi que d'autres, apparaîtront à l'évidence à l'homme du métier à 10 la lecture de la description détaillée suivante des modes de réalisation préférés. Il doit être entendu qu'à la fois la description générale précédente et la description détaillée suivante sont donnés à titre d'exemples et sont destinées à fournir 15 davantage d'explications de l'invention telle que revendiquée. La présente invention a donc pour objet une structure de boîtier de système micro-électromécanique (MEMS) renforcée, caractérisée par le fait qu'elle 20 comprend : - une grille de connexion ; - une puce de MEMS connectée électriquement à ladite grille de connexion par des fils métalliques ; - une puce de commande et à ladite grille de connexion par 25 des fils métalliques et fournissant un signal de commande pour ladite puce de MEMS ; - une résine protectrice recouvrant ladite puce de MEMS, ladite puce de commande, lesdits fils métalliques et une partie de ladite grille de connexion ; et 30 - un encapsulant recouvrant ladite résine protectrice, ladite puce de MEMS et une partie de ladite grille de connexion. La matière de ladite résine protectrice peut être un époxy ou une silicone. 35 La matière dudit encapsulant peut être un époxy. 2906236 4 Ladite grille de connexion peut avoir des fils métalliques internes et des fils métalliques externes. Lesdits fils métalliques peuvent être connectés auxdits fils métalliques internes, et lesdits fils 5 métalliques externes peuvent être exposés à l'extérieur dudit encapsulant. Les dessins annexés sont inclus pour permettre une meilleure compréhension de l'invention, et sont incorporés dans et constituent une partie de cette 10 description. Les dessins illustrent des modes de réalisation de l'invention et, conjointement avec la description, servent à expliquer les principes de l'invention. Sur les dessins : 15 - la Figure 1 est un schéma représentant une structure de boîtier de MEMS classique ; et - la Figure 2 est un schéma représentant une structure de 20 boîtier de MEMS renforcée selon un mode de réalisation de la présente invention. Il sera maintenant fait référence en détail aux modes de réalisation préférés de la présente invention, 25 dont des exemples sont illustrés dans les dessins annexés. A chaque fois que cela est possible, les mêmes chiffres de référence sont utilisés dans les dessins et dans la description pour désigner des parties identiques ou similaires. 30 La présente invention se base sur les procédés de conditionnement actuels, tels que les procédés de découpage de tranches de silicium, de fixation de puce, de câblage par fils métalliques et de moulage, mais un procédé de revêtement par résine est entrepris pour recouvrir les 35 puces, les fils métalliques et une partie de la grille de connexion par une résine protectrice après le procédé de 2906236 5 câblage par fils métalliques et avant le procédé de moulage. Après que le procédé de revêtement par résine soit réalisé, les procédés suivants, tels que le procédé de moulage, sont entrepris pour achever la structure de 5 boîtier renforcée. Si l'on se réfère à la Figure 2, on peut voir un diagramme représentant de façon schématique la structure de boîtier de MEMS renforcée selon un mode de réalisation de la présente invention. Comme représenté sur la Figure 2, 10 la structure de boîtier de MEMS renforcée comprend : une puce de MEMS 20 ; une puce de commande 22 fournissant un signal de commande pour la puce de MEMS 20 ; une grille de connexion 24 ; une résine protectrice 30 et un encapsulant 28. La puce de MEMS 20 est connectée électriquement aux 15 fils métalliques internes 242 de la grille de connexion 24 par des fils métalliques 26. La puce de commande 22 est respectivement connectée électriquement à la puce de MEMS 20 et aux fils métalliques internes 242 par des fils métalliques 26. Une résine protectrice 30 est utilisée 20 pour recouvrir la puce de MEMS 20, la puce de commande 22, les fils métalliques 26 et les fils métalliques internes 242 de la grille de connexion 24 et fournir une protection supplémentaire pour les éléments mentionnés ci-dessus, et la structure entière est ainsi renforcée. La matière de la 25 résine protectrice 30 peut être un époxy, une silicone ou similaire, qui est compatible avec les matières de la puce de MEMS 20, la puce de commande 22, les fils métalliques 26 et la grille de connexion 24. Ensuite, un encapsulant 28 recouvre la résine protectrice 30, la partie inférieure de 30 la puce de MEMS 20 et les fils métalliques internes 242, avec les fils métalliques externes 244 de la grille de connexion 24 exposés. La matière de l'encapsulant 28 peut être un époxy. En résumé, la présente invention utilise un 35 procédé de revêtement par une résine supplémentaire pour appliquer une résine protectrice, qui fonctionne comme un 2906236 6 matériau tampon pour absorber les contraintes, sur la structure de MEMS avant le procédé de moulage, pour que la structure de MEMS ne soit pas endommagée par des contraintes, une contrainte thermique ou une force externe. 5 Ainsi, une structure de boîtier de MEMS renforcée avec une résistance plus élevée et une dimension plus petite est obtenue. Il apparaîtra à l'homme du métier que diverses modifications et variantes peuvent être faites à la 10 présente invention sans s'écarter de la portée ou de l'esprit de l'invention. Compte tenu de ce qui précède, il est entendu que la présente invention couvre des modifications et des variantes de cette invention à condition qu'elles tombent dans la portée de l'invention et 15 de ses équivalents. REVENDICATIONS 1 - Structure de boîtier de système micro-électromécanique (MEMS) renforcée, caractérisée par le fait 5 qu'elle comprend : - une grille de connexion (24) ; - une puce de MEMS (20) connectée électriquement à ladite grille de connexion (24) par des fils métalliques (26) ; - une puce de commande (22) respectivement connectée 10 électriquement à ladite puce de MEMS (20) et à ladite grille de connexion (24) par des fils métalliques (26) et fournissant un signal de commande pour ladite puce de MEMS (20) ; - une résine protectrice (30) recouvrant ladite puce de 15 MEMS (20), ladite puce de commande (22), lesdits fils métalliques (26) et une partie de ladite grille de connexion (24) ; et - un encapsulant (28) recouvrant ladite résine protectrice (30), ladite puce de MEMS (20) et une partie de ladite 20 grille de connexion (24). 2 - Structure de boîtier de MEMS renforcée, selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la matière de ladite résine protectrice (30) est un époxy ou une silicone. 25 3 - Structure de boîtier de MEMS renforcée, selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la matière dudit encapsulant (28) est un époxy. 4 - Structure de boîtier de MEMS renforcée, selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ladite 30 grille de connexion (24) a des fils métalliques internes (242) et des fils métalliques externes (244). -Structure de boîtier de MEMS renforcée, selon la revendication 4, caractérisée par le fait que lesdits fils métalliques (26) sont connectés auxdits fils 35 métalliques internes (242), et lesdits fils métalliques 2906236 8 externes (244) sont exposés à l'extérieur dudit encapsulant (28).