(57)【要約】      （修正有）【課題】プリモールドタイプパッケージを有するパッケージ化されたマイクロチップを提供する。【解決手段】ＭＥＭＳ慣性センサ１０は、低湿度浸透性成形材料から形成されるプリモールドタイプパッケージ１２内に固定される。その結果、セラミックパッケージを使用したものより経済的に製造され得る。これらの目的のために、パッケージ１２は、空洞を形成するようにリードフレーム２４から延びている少なくとも一つの壁１３と空洞内のアイソレータ２２とを有する。ＭＥＭＳ慣性センサ１０は、底面を有する基板上に保持された可動構造を有する。基板の底面は、接触領域でアイソレータ上面に固定されている。該接触領域は、基板の底面の表面領域より小さい。従って、アイソレータ２２は、基板底面の少なくとも一部とパッケージ１２との間にスペースを形成する。【選択図】図２
2010101900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームと、空洞を形成するように該リードフレームから延びている少なくとも一つの壁とを有するプリモールドタイプのパッケージであって、該少なくとも一つの壁は、低湿度浸透性を有し、該パッケージは、上面を有するアイソレータをさらに有し、該アイソレータは、該空洞内にある、パッケージと、
基板の上方に保持された可動構造を有するＭＥＭＳ慣性センサであって、該基板は底面領域を有する底面を有し、該基板の底面は接触領域において該アイソレータの上面に固定されており、該接触領域は該基板の底面領域より小さい、ＭＥＭＳ慣性センサと
を備えた動き検出器であって、
該アイソレータは、該基板の底面の少なくとも一部分と該パッケージとの間にスペースを形成し、該スペースには該アイソレータがなく、
該空洞を密閉するように該少なくとも一つの壁に固定されている蓋をさらに備えている、動き検出器。
【請求項２】
リードフレームと、空洞を形成するように該リードフレームから延びている少なくとも一つの壁とを有するプリモールドタイプのパッケージであって、該少なくとも一つの壁は、低湿度浸透性を有し、該パッケージは、上面を有するアイソレータをさらに有し、該アイソレータは、該空洞内にある、パッケージと、
基板の上方に保持された可動構造を有するＭＥＭＳ慣性センサであって、該基板は底面領域を有する底面を有し、該基板の底面は接触領域において該アイソレータの上面に固定されており、該接触領域は該基板の底面領域より小さい、ＭＥＭＳ慣性センサと
を備えた動き検出器であって、
該アイソレータは、該基板の底面の少なくとも一部分と該パッケージとの間にスペースを形成し、該スペースには該アイソレータがなく、
該アイソレータは、該リードフレームから形成されている、動き検出器。
【請求項３】
リードフレームと、空洞を形成するように該リードフレームから延びている少なくとも一つの壁とを有するプリモールドタイプのパッケージであって、該少なくとも一つの壁は、低湿度浸透性を有し、該パッケージは、上面を有するアイソレータをさらに有し、該アイソレータは、該空洞内にある、パッケージと、
基板の上方に保持された可動構造を有するＭＥＭＳ慣性センサであって、該基板は底面領域を有する底面を有し、該基板の底面は接触領域において該アイソレータの上面に固定されており、該接触領域は該基板の底面領域より小さい、ＭＥＭＳ慣性センサと
を備えた動き検出器であって、
該アイソレータは、該基板の底面の少なくとも一部分と該パッケージとの間にスペースを形成し、該スペースには該アイソレータがなく、
該空洞は、ベースを含み、該アイソレータは該空洞の該ベースから延びる複数の突起を含む、動き検出器。
【請求項４】
リードフレームと、空洞を形成するように該リードフレームから延びている少なくとも一つの壁とを有するプリモールドタイプのパッケージであって、該少なくとも一つの壁は、低湿度浸透性を有し、該パッケージは、上面を有するアイソレータをさらに有し、該アイソレータは、該空洞内にある、パッケージと、
基板の上方に保持された可動構造を有するＭＥＭＳ慣性センサであって、該基板は底面領域を有する底面を有し、該基板の底面は接触領域において該アイソレータの上面に固定されており、該接触領域は該基板の底面領域より小さい、ＭＥＭＳ慣性センサと
を備えた動き検出器であって、
該アイソレータは、該基板の底面の少なくとも一部分と該パッケージとの間にスペースを形成し、該スペースには該アイソレータがなく、
該アイソレータは、低湿度浸透性の成形可能な材料から形成されている、動き検出器。
【請求項５】
リードフレームと、空洞を形成するように該リードフレームから延びている少なくとも一つの壁とを有するプリモールドタイプのパッケージであって、該少なくとも一つの壁は、低湿度浸透性を有し、該パッケージは、上面を有するアイソレータをさらに有し、該アイソレータは、該空洞内にある、パッケージと、
基板の上方に保持された可動構造を有するＭＥＭＳ慣性センサであって、該基板は底面領域を有する底面を有し、該基板の底面は接触領域において該アイソレータの上面に固定されており、該接触領域は該基板の底面領域より小さい、ＭＥＭＳ慣性センサと
を備えた動き検出器であって、
該アイソレータは、該基板の底面の少なくとも一部分と該パッケージとの間にスペースを形成し、該スペースには該アイソレータがなく、
該アイソレータは、少なくとも部分的にシリコーン材料から形成されている、動き検出器。
【請求項６】
リードフレームと、空洞を形成するように該リードフレームから延びている少なくとも一つの壁とを有するプリモールドタイプのパッケージであって、該少なくとも一つの壁は、低湿度浸透性を有し、該パッケージは、上面を有するアイソレータをさらに有し、該アイソレータは、該空洞内にある、パッケージと、
基板の上方に保持された可動構造を有するＭＥＭＳ慣性センサであって、該基板は底面領域を有する底面を有し、該基板の底面は接触領域において該アイソレータの上面に固定されており、該接触領域は該基板の底面領域より小さい、ＭＥＭＳ慣性センサと
を備えた動き検出器であって、
該アイソレータは、該基板の底面の少なくとも一部分と該パッケージとの間にスペースを形成し、該スペースには該アイソレータがなく、
該アイソレータは、少なくとも部分的に少なくとも一つの成形可能な材料から形成されている、動き検出器。
【請求項７】
リードフレームと、少なくとも部分的に空洞を形成するように該リードフレームから延びている少なくとも一つの壁とを有するプリモールドタイプのパッケージであって、該空洞は、低湿度浸透性を有する少なくとも一つの材料から形成され、該パッケージは、上面を有するアイソレータをさらに有し、該アイソレータは、該空洞内にある、パッケージと、
底面領域を有する底面を有する慣性センサダイであって、該ダイ底面は接触領域において該アイソレータ上面に固定されており、該接触領域は該ダイの該底面領域より小さい、慣性センサダイと
を備えた動き検出器であって、
該アイソレータは、該ダイ底面の少なくとも一部分と該パッケージとの間にスペースを形成し、該スペースには該アイソレータがない、動き検出器。
【請求項８】
前記少なくとも一つの壁は、低湿度浸透性材料から形成されている、請求項７に記載の動き検出器。
【請求項９】
前記少なくとも一つの壁は、液晶ポリマーから形成されている、請求項７に記載の動き検出器。
【請求項１０】
低湿度浸透性を有する蓋をさらに備え、該蓋は前記空洞を密閉するように前記少なくとも一つの壁に固定されている、請求項７に記載の動き検出器。
【請求項１１】
前記アイソレータは、前記リードフレームから形成されている、請求項７に記載の動き検出器。
【請求項１２】
前記空洞は、ベースを含み、前記アイソレータは該空洞の該ベースから延びる複数の突起を含む、請求項７に記載の動き検出器。
【請求項１３】
前記アイソレータは、少なくとも部分的にシリコーン材料から形成されている、請求項７に記載の動き検出器。
【請求項１４】
前記アイソレータは、少なくとも部分的に少なくとも一つの成形可能な材料から形成されている、請求項７に記載の動き検出器。
【請求項１５】
リードフレームと、空洞を形成するように該リードレームから延びている少なくとも一つの壁とを有するプリモールドタイプのパッケージであって、該少なくとも一つの壁は、低湿度浸透性を有し、該パッケージは、上面を有するアイソレータをさらに有し、該アイソレータは、該空洞内にある、パッケージと、
底面領域を有する底面を有するマイクロチップであって、該底面は接触領域において該アイソレータ上面に固定されており、該接触領域は該マイクロチップの該底面領域より小さい、マイクロチップと
を備えたパッケージ化されたマイクロチップであって、
該アイソレータは、該マイクロチップの少なくとも一部分と該パッケージとの間にスペースを形成し、該スペースには該アイソレータがない、パッケージ化されたマイクロチップ。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの壁は、液晶ポリマーから形成されている、請求項１５に記載のパッケージ化されたマイクロチップ。
【請求項１７】
低湿度浸透性を有する蓋をさらに備え、該蓋は前記空洞を密閉するように前記少なくとも一つの壁に固定されている、請求項１５に記載のパッケージ化されたマイクロチップ。
【請求項１８】
前記アイソレータは、前記リードフレームとシリコーン材料とのうちの少なくとも一つから形成されている、請求項１５に記載のパッケージ化されたマイクロチップ。
【請求項１９】
前記アイソレータは、少なくとも部分的に少なくとも一つの成形可能な材料から形成されている、請求項１５に記載のパッケージ化されたマイクロチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にマイクロチップに関するもので、特に、本発明はマイクロチップのためのパッケージ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロエレクトロメカニカルシステム（「ＭＥＭＳ」）は、ますます多くのアプリケーションに使用される。たとえば、ＭＥＭＳは、現在、航空機のピッチ角を検出するためのジャイロスコープとして、また自動車にエアバッグを選択的に展開するための加速度計としてインプリメントされる。簡単に言うと、そのようなＭＥＭＳデバイスは、典型的には、基板上に浮かせた構造と、該浮かせた構造の動きを探知し、探知された動きデータを一つ以上の外部デバイス（たとえば、外部コンピュータ）に伝送することの両方を行う関係した電子回路とを有する。外部デバイスは、探知されたデータを処理して、測定された特性（たとえば、ピッチ角または加速度）を計算する。
【０００３】
関係した電子回路、基板、および可動構造は、典型的には、パッケージ内に固定された一つ以上のダイス（本明細書では単に「ダイ」という）上で形成される。パッケージは、電子回路が動きデータを外部デバイスへ送信することを可能にする相互接続を含む。ダイをパッケージ内部１８に固定するために、ダイの底面は、通常、パッケージの内面に接着される（たとえば、接着剤またははんだで）。従って、そのような場合、ダイ底面の実質的に全面がパッケージの内面に接着される。
【０００４】
ＭＥＭＳ慣性センサ／ダイは、ダイとそのパッケージとの間の異種の材料膨張などの環境要因の影響を受けやすい。特に、この異種の膨張は、通常、ダイ底面を形成する材料と、ダイを固定する内部パッケージ面との間のミスマッチした熱膨張係数（「ＣＴＥ」）によって、引き起こされる。事実、これらのＣＴＥのミスマッチは、センサに不正確な運動測定を引き出させる原因となる。たとえば、自動車のエアバッグシステム内の加速度計または自動車のトラクション制御システムのジャイロスコープとしてインプリメントされるとき、ＣＴＥミスマッチは、自動車を不規則に動作させる原因となり得る結果を生み出し得る。その結果として、そのような不正確な測定は、運転者、同乗者、または動いている自動車の近くにいる他の人（たとえば、他の自動車の人）に対する傷害または死亡の原因となり得る。
【０００５】
この問題を減少させるために、ＭＥＭＳ慣性センサは、二つの他の周知でより安価であるが、広く使用されているパッケージタイプ、即ち「トランスファーモールド」パッケージおよび「プリモールド」パッケージ内よりはむしろ、通常、セラミックパッケージ内に固定される。特に、トランスファーモールドパッケージおよびプリモールドパッケージの両方は、ダイが固定される銅のリードフレームを有する。しかしながら、銅とシリコン（即ち、ダイを形成する材料）との間のＣＴＥの差は、セラミックとシリコンとの間のＣＴＥの差よりはるかに大きい。
【０００６】
さらに、トランスファーモールドおよびプリモールドパッケージもまた、典型的には、気密性を提供し得ない。従って、そのようなタイプのパッケージが、あるＭＥＭＳセンサと共に使用される場合、湿気がセンサ自体に影響を及ぼさないことを確実にするために、追加の工程が必要である。
【０００７】
これらのおよびその他の理由で、当業者は、他の二つのタイプのパッケージよりはむしろＭＥＭＳ慣性センサのためにセラミックパッケージを使用するよう動機付けされる。不都合にも、セラミックパッケージは、典型的には、他の二つのタイプのパッケージより高価である。さらに、ＭＥＭＳセンサダイをセラミックパッケージ内に固定することは、より多くの処理ステップを必要とし（その他の有名なタイプのパッケージと比較すると）、従ってさらに製造コストを増加させる。事実、セラミックパッケージを使用する多くのＭＥＭＳセンサアプリケーションにおいて、パッケージングコストは、ＭＥＭＳセンサ自体の製造コストをはるかに超える。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（概要）
本発明の一局面によれば、ＭＥＭＳ慣性センサは、少なくとも部分的に低湿度浸透性成形材料から形成されるプリモールドタイプパッケージ内に固定される。その結果として、そのような動き検出器は、セラミックパッケージを使用するものより経済的に製造されることが可能であるべきである。これらの目的のために、パッケージは、空洞を形成するようにリードフレームから延びている少なくとも一つの壁（低湿度浸透性を有する）と空洞内のアイソレータ（上面を有する）とを有する。ＭＥＭＳ慣性センサは、底面を有する基板上に保持された可動構造を有する。基板底面は、接触領域でアイソレータ上面に固定される。例示的実施形態において、該接触領域は、基板底面の表面領域より小さい。従って、アイソレータは、基板底面の少なくとも一部とパッケージとの間にスペースを形成する。従って、このスペースはアイソレータから自由になっている。さらに、パッケージの低湿度浸透性のため、湿気が空洞内のＭＥＭＳ慣性センサに悪影響を及ぼさないことを確実にする一方、さらなる生産工程が回避され得る。
【０００９】
壁は、液晶ポリマーなどの任意の低湿度浸透性材料から形成され得る。気密性を確実にするために、動き検出器もまた、少なくとも一つの壁に固定された低湿度浸透性の蓋を有する。
【００１０】
異なるタイプのアイソレータが使用し得る。たとえば、アイソレータは、リードフレームから形成され得る。追加的または代替的に、アイソレータは、空洞のベースから延びた複数の突出部を有し得る。いくつかの実施形態において、アイソレータは、低湿度浸透性成形材料から形成される。さらに他の実施形態において、アイソレータは、少なくとも部分的にシリコーン材料から形成されている。そのような柔らかい成形可能な材料は、ストレスを和らげる。他の実施形態は、アイソレータを、少なくとも部分的は一つ以上の異なる成形可能な材料から形成されている。
【００１１】
本発明の別の局面によれば、動き検出器は慣性センサダイを含むプリモールドタイプパッケージを有する。パッケージは、アイソレータと、リードフレームと少なくとも部分的に空洞を形成するように該リードフレームから延びている少なくとも一つの壁とを有する。空洞は、アイソレータを含み、低湿度浸透性を有する少なくとも一つの材料から形成されている。ダイの底面は、ダイの底面領域より小さい接触領域でアイソレータ上面に固定されている。他の局面と同様な方法で、アイソレータは、ダイ底面の少なくとも一部とパッケージとの間にスペースを形成している。該スペースはアイソレータから自由になっていうる。
（項目１）
リードフレームと空洞を形成するようリードフレームから延びている少なくとも一つの壁とを有するプリモールドタイプのパッケージであって、該少なくとも一つの壁は、低湿度浸透性を有し、該パッケージは、上面を有するアイソレータをさらに有し、該アイソレータは、該空洞内にある、パッケージと、
基板の上方に保持された可動構造を有するＭＥＭＳ慣性センサであって、該基板は底面領域を有する底面を有し、該基板の底面は接触領域で該アイソレータの上面に固定されており、該接触領域は該基板の底面領域より小さい、ＭＥＭＳ慣性センサと
を備え、
該アイソレータは、該基板の底面の少なくとも一部分と該パッケージとの間にスペースを形成し、該スペースは該アイソレータから自由になっている、動き検出器。
（項目２）
前記少なくとも一つの壁は、液晶ポリマーから形成されている、項目１に記載の動き検出器。
（項目３）
低湿度浸透性を有する蓋をさらに備え、該蓋は前記空洞を密閉するよう該少なくとも一つの壁に固定されている、項目１に記載の動き検出器。
（項目４）
前記アイソレータは、前記リードフレームから形成されている、項目１に記載の動き検出器。
（項目５）
前記空洞は、ベースを含み、前記アイソレータは該空洞のベースから延びる複数の突起を含む、項目１に記載の動き検出器。
（項目６）
前記アイソレータは、低湿度浸透性の成形可能な材料から形成されている、項目１に記載の動き検出器。
（項目７）
前記アイソレータは、少なくとも部分的にシリコーン材料から形成されている、項目１に記載の動き検出器。
（項目８）
前記アイソレータは、少なくとも部分的に少なくとも一つの成形可能な材料から形成されている、項目１に記載の動き検出器。
（項目９）
リードフレームと、少なくとも部分的に空洞を形成するように該リードフレームから延びている少なくとも一つの壁を有するプリモールドタイプのパッケージであって、該空洞は、低湿度浸透性を有する少なくともひとつの材料から形成され、該パッケージは、上面を有するアイソレータをさらに有し、該アイソレータは、該空洞内にある、パッケージと、
底面領域を有する底面を有する慣性センサダイであって、該ダイ底面は接触領域において該アイソレータ上面に固定されており、該接触領域は該ダイの底面領域より小さい、慣性センサダイと
を備えた動き検出器であって、
該アイソレータは、該ダイ底面の少なくとも一部分と該パッケージとの間にスペースを形成し、該スペースはアイソレータから自由になっている、アイソレータと
を備える、動き検出器。
（項目１０）
前記少なくとも一つの壁は、低湿度浸透性材料から形成されている、項目９に記載の動き検出器。
（項目１１）
前記少なくとも一つの壁は、液晶ポリマーから形成されている、項目９に記載の動き検出器。
（項目１２）
低湿度浸透性を有する蓋をさらに備え、該蓋は前記空洞を密閉するように該少なくとも一つの壁に固定されている、項目９に記載の動き検出器。
（項目１３）
前記アイソレータは、前記リードフレームから形成されている、項目９に記載の動き検出器。
（項目１４）
前記空洞は、ベースを含み、前記アイソレータは該空洞のベースから延びる複数の突起を含む、項目９に記載の動き検出器。
（項目１５）
前記アイソレータは、少なくとも部分的にシリコーン材料から形成されている、項目９に記載の動き検出器。
（項目１６）
前記アイソレータは、少なくとも部分的に少なくとも一つの成形可能な材料から形成されている、項目９に記載の動き検出器。
（項目１７）
リードフレームと、空洞を形成するように該リードレームから延びている少なくとも一つの壁とを有するプリモールドタイプのパッケージであって、該少なくとも一つの壁は、低湿度浸透性を有し、該パッケージは、上面を有するアイソレータをさらに有し、該アイソレータは、該空洞内にある、パッケージと、
底面領域を有する底面を有するマイクロチップであって、該基板の底面は接触領域で、該アイソレータ上面に固定されており、該接触領域は該マイクロチップの該底面領域より小さい、マイクロチップとを備え、
該アイソレータは、該マイクロチップの少なくとも一部分と該パッケージとの間にスペースを形成し、該スペースはアイソレータから自由になっている、パッケージ化されたマイクロチップ。
（項目１８）
前記少なくとも一つの壁は、液晶ポリマーから形成されている、項目１７に記載のパッケージ化されたマイクロチップ。
（項目１９）
低湿度浸透性を有する蓋をさらに備え、該蓋は前記空洞を密閉するように該少なくとも一つの壁に固定されている、項目１７に記載のパッケージ化されたマイクロチップ。
（項目２０）
前記アイソレータは、部分的に、前記リードフレームとシリコーン材料とのうちの少なくとも一つから形成されている、項目１７に記載のパッケージ化されたマイクロチップ。
（項目２１）
前記アイソレータは、少なくとも部分的に少なくとも一つの成形可能な材料から形成されている、項目１７に記載のパッケージ化されたマイクロチップ。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明の上記のことおよび利点は、添付図面を参照して、その更なる記述からより十分に理解される。
【図１】図１は、本発明の例示的実施形態に従って製造され得るパッケージ化されたマイクロチップの一部を切り取った図を概略的に示す。
【図２】図２は、本発明の一実施形態の図１の線Ａ−Ａに沿った断面図を概略的に示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態の図１の線Ａ−Ａに沿った断面図を概略的に示す。
【図４】図４は、本発明の一実施形態の図１の線Ａ−Ａに沿った断面図を概略的に示す。
【図５】図５は、図１に示されるパッケージ化されたマイクロチップを製造する例示的工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（例示的実施形態の説明）
本発明の例示的実施形態は、従来のプリモールドタイプパッケージに関係したチップストレスを実質的に減少させ、従って、この実施形態は、パッケージストレスの影響を受けやすいマイクロチップにうまく利用し得る。従って、プリモールドパッケージのより低いコスト（セラミックパッケージに比較して）のために、そのような実施形態は、所望の性能を維持しながら、製造コストを大幅に減少させ得る。さらに、例示的実施形態は、プリモールドタイプパッケージが密閉した環境を提供することを可能にし、従って、気密性を必要とする種々のマイクロチップと共に使用することを可能にする。例示的実施形態の詳細は、以下に述べられる。
【００１４】
図１は、本発明の種々の実施形態をインプリメントし得るパッケージ化されたマイクロチップ１０の一部を切り取った等大の図を概略的に示す。例示的実施形態において、パケージ化されたマイクロチップ１０は、角速度センサとしてインプリメントされるＭＥＭＳデバイスである。従って、例示的目的のために、種々の実施形態は本明細書においてＭＥＭＳ角速度センサとして述べられる。従って、図１〜図４に示されるＭＥＭＳデバイスは、本明細書において一般的に、角速度センサ１０または動き検出器として識別され得る。しかしながら、ＭＥＭＳ角速度センサとしての種々の実施形態の討議は、例示のみであり、従って、本発明のすべての実施形態を制限する意図はない。従って、いくつかの実施形態は、集積回路などの他の種類のマイクロチップデバイスに適用し得る。さらに、本発明の実施形態は、ＭＥＭＳベースの光学スイッチデバイスおよびＭＥＭＳベースの加速度計などのその他のタイプのＭＥＭＳデバイスに適用し得る。
【００１５】
図１に示される角速度センサ１０は、ベース２１から延びている壁１３と、パッケージ１２を密閉するために壁１３に固定された蓋１４と、密閉された内部１８内に固定された従来の角速度ダイ１２（本明細書で「ダイ１６」、また「マイクロチップ」と呼ばれる）を有する従来のプリモールドタイプパッケージ１２とを含む。ダイ１６は、公知の機械的構造および所定の軸についての角運動を測定する電子回路（下に述べられる）を含む。パッケージ１２から延びる複数のピン２０は、ダイ１６と電気的に結合して、角速度センサ電子回路と外部デバイス（たとえば、コンピュータ）との間の電気通信を可能にする。
【００１６】
本発明の例示的実施形態によれば、ダイ１６は、パッケージ内部１８のベース２１から内部に延びるストレス低減アイソレータ２２（図２〜図４に示される）に接着される。アイソレータ２２は、例として、ダイ底面２６の表面領域より小さい表面領域を有する上面２５を有する。従って、全ダイス底面２６より小さい表面領域がパッケージ１２に結合しているために、パッケージ１２からのストレスは最小限にされる。さらに、例示的実施形態において、パッケージ１２は、低湿度浸透性を有する成形可能な材料（すなわち、気密性の提供が可能な成形可能な材料）から形成される。これらの特徴を組み合わせることによって、気密性を要するストレス影響の受け易いダイ１６を有するプリモールドタイプパッケージ１２の使用することが可能となる。種々の実施形態の詳細は、以下の通りである。
【００１７】
アイソレータ２２は、好適には、パッケージ１２の残りとセンサダイ１６との間のストレスを実質的にさらに最小限にする材料から形成される。本発明の一実施形態において、アイソレータ２２は、全体的にパッケージの残りを構成する成形可能な材料から形成される。とりわけ、そのようなパッケージ１２は、従来の射出成形工程または分配工程を使用して形成され得る。別の実施形態において、アイソレータ２２は、パッケージリードフレーム２４のダイパドル３８部分から形成され得る。さらに別の実施形態において、アイソレータ２２は、パッケージ１２の残りの多くを形成する成形材料に固定された成形不可能な材料（たとえば、シリコンスタッド）であり得る。
【００１８】
図２〜図４は、図１の線Ａ−Ａに沿ったパッケージ化されたマイクロチップ１０の３つの実施形態を概略的に示す。特に、図２は、本発明の第１の実施形態を概略的に示し、この実施形態では、成形可能な材料は、リードフレーム２４（図１に示されていない）と実質的に完全に結合して、際立ったアイソレータ２２を形成する。低湿度浸透性と銅のリードフレーム２４との適切な接着特性とを有する成形可能な材料が使用されるべきである。とりわけ、そのような成形可能な材料は、気密性を提供する液晶ポリマーを含み得る。
【００１９】
パッケージ１２は、公知の「ＭＩＬ規格」に従うとき、「気密性である」と考えられる。特に、パッケージ１２は、参考のため本明細書に全体が援用される、名称「Ｓｅａｌ」のＭＩＬ−ＳＴＤ８８３Ｄ、方法１０１４．９に従うとき、気密性であると考えられる。
【００２０】
上記のとおり、ダイ１６は、角回転を機械的に探知する従来のシリコンＭＥＭＳ構造２８および付属の電子回路３０を含む。そのような構造２８および電子回路３０（両方とも図２〜図４に概略示される）は、一対のシリコン層間に酸化層を有するシリコン−オン−インシュレータウェーハ上に、例示として形成される。あるいは、構造２８および電子回路３０は、従来の表面蒸着技術または該技術分野において公知のいくつかのその他の従来の手段によって形成され得る。例として、とりわけ、ＭＥＭＳ構造２８は、複数の湾曲体によってシリコン基板上に保持された一つ以上の振動する質量を含み得る。構造２８はまた、振動する質量を駆動することと、その動きを探知することの両方を行うコームドライブおよび探知装置を含み得る。
【００２１】
従って、電子回路３０は、とりわけ、コームドライブおよび探知装置に接続する駆動および探知電子回路と信号伝送回路構成とを含み得る。ワイヤ２３は、附属の電子回路３０をピン２０に電気的に接続する。例示的なＭＥＭＳ慣性センサ／運動探知器は、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ州ＮｏｒｗｏｏｄのＡｎａｌｏｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，Ｉｎｃ．に譲渡された米国特許第５，９３９，６３３号および第６，５０５，５１１号に、より詳しく述べられている。この二つの際立った特許の開示は、参考のため本明細書に全体が援用される。
【００２２】
代替の実施形態において、ＭＥＭＳ構造２８および付属の電子回路３０は、異なるダイ１６にある。たとえば、ＭＥＭＳ構造２８を有するダイ１６は、第１のアイソレータ２２においてパッケージ１２に取り付けられ得、一方、付属の電子回路３０を有するダイ１６は、第２のアイソレータ２２でパッケージ１２に取り付けられ得る。あるいは、両方のダイ１６は、同じアイソレータ２２に取り付けられ得る。いくつかの場合において、ダイ１６（たとえば、ストレスの影響を受けやすいダイ１６）の一つは、ストレス低減特性を有するアイソレータ２２に取り付けられ得、もう一方のダイ１６（たとえば、ストレスの影響を受けにくいダイ１６）は、パッケージ１２に直接に取り付けられ得る。
【００２３】
マイクロチップ／集積回路であるダイ１６は、リニアおよびねじれのストレスの両方の影響を受けやすい。これに関連して、用語「影響を受けやすい（ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）」は、ダイ１６上の構造２８および／または電子回路３０の動作は、そのようなストレスを受けたとき危うくなり得ることを一般的に意味する。たとえば、上記に示唆されるように、ダイ１６に加えられたストレスは、質量を保持する湾曲体をある程度曲げたり圧縮したりし得る。その結果、質量は規定の速度および角度で振動し得なくなり、そのため求積問題を生じさせ得る。さらなる例として、コームドライブは調整を誤り得、または電子回路３０は損傷され得る。これらの例示的問題のどれも、ＭＥＭＳダイ１６によって生成される結果としてのデータを望まれない誤ったものとし得る。従って、これらの理由によって、ダイ１６またはその他のマイクロチップは、「ストレスの影響を受けやすい」と呼ばれ得る。
【００２４】
これらのストレス関連問題を解決するために、上記のとおり、アイソレータ２２は、例示として、ダイ１６の底面より小さい領域である上面２５を有するように形成される。言い換えると、アイソレータ２２の上面２５は、接触領域でダイ１６の底面に接触している。接触領域は、ダイ底面２６の領域より小さい。その結果、アイソレータ２２は、ダイ底面２６とパッケージ１２のベース２１との間にスペース形成する。全ダイ底面２６より小さく接触することは、パッケージ１２からダイ１６に伝えられるストレスを減少させる（全ダイ底面２６に接触することと比較するとき）。
【００２５】
本実施形態におけるアイソレータ２２は、ベース２１のその他のすべての部分よりも上に延びるように示されているが、代替の実施形態においては、上面２５は、ベース２１のいくつかのその他の部分と同じ高さか低いことがあり得る。どちらの場合でも、アイソレータ２２は、なおも、ダイ底面２６の全表面領域よりも少なく接触する。従って、アイソレータ上面２５は、例として、パッケージベース２１の最低点ではない。
【００２６】
さらにストレスを最小にするため、アイソレータ２２は、パッケージ１２の残りを形成する成形材料のＣＴＥより、ダイ１６のＣＴＥにより密接にマッチするＣＴＥを有する材料から形成され得る。換言すると、ダイ１６に接触するアイソレータ２２のＣＴＥは、パッケージ１２の残りの多くを形成する成形材料のＣＴＥよりダイ１６のＣＴＥにより近くあり得る。この目的のために、アイソレータ２２は、シリコン基板のＣＴＥにマッチするＣＴＥを有するシリコンから形成され得る。もちろん、基板のタイプに応じて、その他の材料は使用し得る。
【００２７】
ダイ１６およびアイソレータ２２のＣＴＥにマッチすることよりはむしろ（またはマッチすることに加えて）、いくつかのその他の実施形態は、ＣＴＥのミスマッチを実質的に取り消す弾性係数を有する材料からアイソレータ２２を形成する。より特別には、そのような実施形態において、パッケージ１２は、少なくとも二つの材料、すなわち、パッケージ１２の多く（上記でパッケージ１２の残りといわれている部分）を構成する第１（成形可能な）材料とアイソレータ２２を構成する第２（成形可能な）材料と、から形成される。例示的実施形態において、第２材料は、第１材料よりはるかに柔らかい。第２材料の柔らかさが第１材料の柔らかさより十分に低い場合、ＣＴＥのミスマッチは、ダイ性能に影響を及ぼさない。この目的のために、ダイ１６に接触するアイソレータ部分を形成する第２の材料は、（第１材料に比較して）ほんの無視できるほどの熱ストレスがダイ１６に伝えられることを確実にするために選択される。換言すると、二つの係数の比率は、ほんの無視できるほどの量のストレスがパッケージ１２からダイ１６に（アイソレータ２２を介して）伝えられるように選択される。たとえば、第１材料は、液晶ポリマーであり得、一方、ダイ１６に接触する第２材料は、シリコーンであり得る。そのような無視できるほどの量のストレスは、ダイ性能に対して無視できるほどの影響しか有さないはずである。
【００２８】
性能に対する無視できるほどの影響は、ダイ１６が、その意図した目的に満足する信号を生成することを意味する。たとえば、出力結果がストレス誘引のエラーを修正するための追加の修正回路網の必要なしに（意図した目的に）使用し得るとき、無視できるほどのエラーしか、発生していないと考えられ得る。当業者に知られているように、そのような結果は、ダイ１６が生成されるアプリケーションに依存する。ダイ１６が、たとえば、ロールオーバ角速度センサである場合、ダイ１６が完全にストレスのない条件で生成する結果の約１５パーセント以内にダイ結果があれば、無視できるエラーした発生してりないと考えられ得る。しかしながら、他のアプリケーションにおいては、無視できるエラーであるべきために、結果はストレスのない結果にはるかに近くなければならない。
【００２９】
この実施形態および関連の実施形態に関連するさらなる詳細については、上記援用の同時出願の米国特許出願、名称「ＳＴＲＥＳＳ  ＳＥＮＳＩＴＩＶＥ  ＭＩＣＲＯＣＨＩＰ
ＷＩＴＨ  ＰＲＥＭＯＬＤＥＤ−ＴＹＰＥ  ＰＡＣＫＡＧＥ」を参照されたい。
【００３０】
図２に示された実施形態において、リードフレーム２４は、基板をサポートするためのダイパドル３８を有しない。代わりに、成形可能な材料（インプリメンテーションによって、第１材料かまたは第１および第２材料の両方かのいずれか）は、ダイ１６をサポートする。しかしながら、ダイパドル３８がアイソレータ２２をサポートするために使用され得る例合はあり得る。この目的のために、図３は、アイソレータ２２がダイパドル３８から形成される、本発明の別の実施形態を概略的に示す。他の実施形態において、アイソレータ２２は、ダイパドル３８の上方に形成される。そのような場合において、アイソレータ２２はまた、とりわけ、ダイ１６をダイパドル３８に接地するための電気導体特性を含み得る。さらに、アイソレータ２２はまた、熱伝導性を含み得る。
【００３１】
図２および図３に示されるアイソレータ２２の上面２５は、実質的にフラットで、長方形である。しかしながら、他の実施形態において、アイソレータ２２は、表面接触を最小にする種々の形で形成し得る。たとえば、ダイパドル３８から形成される図４のアイソレータ２２は、複数のトレンチ４０によって分断される上面２５を有する。トレンチ４０は、パッケージ１２のベース２１から延びる複数の突起部を効果的に形成する。突起部の上面２５の累積的な表面領域は、ダイ底面２６の表面領域より小さくあるべきである。代わりに、ダイパドル３８は、エッチングされることにより所定の形（たとえば、十字形または長方形）で効果的な単一の突起を形成する。他の方法では、そのような形は、成形される（たとえば、アイソレータ２２が成形可能な材料の場合）か、エッチングされ得る（たとえば、アイソレータ２２が、図３および図４に示されるように、ダイパドル３８の一部である場合）。
【００３２】
図５は、図１〜図４に示されるパッケージ化されたセンサ１０を形成する処理を示す。処理は、ステップ５００で始まり、このステップでは、従来の処理は、従来の処理に従って、１枚の銅をパターン化するかさもなければ加工処理することにより、リードフレーム２４を形成する。図３および図４に示される実施形態において、リードフレーム２４のダイパドル３８は、エッチングされて、所望の形状（ｓｈａｐｅ）／外形（ｆｏｒｍ）を得る。特に、図３に示される実施形態において、ダイパドル３８は、エッチングされて、その中心位置のまわりにトレンチ／スペース４０を形成する。トレンチ４０は、ダイ底面２６に固定するパドル面の表面領域を効果的に減少させる。同様な方法で、従来のエッチング処理は、図４に示される実施形態のダイパドル３８に複数のトレンチ４０を形成することにより、際立った複数の突起部を効果的に形成する。
【００３３】
リードフレーム２４が実質的に形成された後に、成形可能な材料が追加される（ステップ５０２）。例示的実施形態において、成形可能な材料は、リードフレーム２４によく接着する低湿度浸透性のプラスティック材料である。たとえば、成形可能な材料は、液晶ポリマーであり得る。従って、そのようなポリマーでパッケージ１２を形成することは、気密性を提供する。
【００３４】
ダイパドル３８を使用しない実施形態において、従来の射出成形処理は、成形可能な材料からアイソレータ２２を形成し得る。図３および図４の実施形態と同様な方法で、アイソレータ２２は、ダイ１６との接触を効果的に減少させる所望の形に成形され得る。また上記のとおり、アイソレータ２２は、第２の材料（たとえば、成形可能な材料の弾性係数よりも低い弾性係数を有する）、または、成形可能な材料および成形不可能な材料（たとえば、シリコンスタッド）の両方で形成され得る。詳細は、本明細書とともに同じ日に出願された有名な援用された特許出願で議論される。
【００３５】
成形可能な材料が硬化した後に、リードフレーム２４は、空洞を形成する壁１３を有するオープンパッケージ１２の配列を支える。従って、ダイ１６は、その配列における各パッケージ１２の空洞のベース２１のアイソレータ２２に固定される（ステップ５０４）。とりわけ、各ダイ１６は、接着剤を用いるなどの従来の方法で固定され得る。
【００３６】
処理は、ステップ５０６に続き、蓋１４は各パッケージ１２に固定される。いくつかの実施形態において、パッケージ１２およびダイ１６は、ガスチャンバに挿入され得、ガスチャンバは、内部１８をガスで満たす。この場合、蓋１４は、チャンバ内にあるとき固定される。最後にリードフレーム２４および蓋１４は、ダイスされる（ステップ５０８）ことにより、複数のパッケージ化されたマイクロチップを製造する。
【００３７】
従って、他の利点のうちで、上述の種々の実施形態は、ストレスの影響を受けやすいマイクロチップが高い歩留りでパッケージ化されることを可能にし、一方、現在利用可能な低コストのパッケージング技術に関係したストレスを大幅に減らす。従って、ストレスの影響を受けやすいマイクロチップは、プリモールドパッケージの低コストの利益受け得、一方セラミックパッケージに関係した高コストおよびストレスの両方を避ける。さらに、例示的なプリモールドのパッケージは、気密性の環境を提供し、これによってプリモールドパッケージ内において蓋の付いたキャップおよび蓋の付いていないダイ１６の両方とも使用可能にする。
【００３８】
上記の議論は、本発明の種々の例示的実施形態を開示するが、当業者は、本発明の真の範囲から逸脱することなく、本発明のメリットのいくつかを達成する種々の改変を行い得ることは明白である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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