(57)【要約】気密に封止したＭＥＭＳパッケージ（１０）を形成する方法は、支持基板（１２）の表面上にＭＥＭＳ装置（１０）のための少なくとも１つのコンタクト（１７，１８）を有するＧａＡｓ支持基板（１２）を提供する段階、およびそのコンタクト（１７，１８）と電気的に結合する位置に一方向に入るカンチレバー（１６）を、支持基板（１２）の表面上に形成する段階を含む。金属封止リング（２０Ａ）は、コンタクトおよびカンチレバー（１６）のまわりを取り囲み、支持基板（１２）の表面上に固定される。キャビティはキャップ部材（２２）を形成するためにシリコン・チップ（１２）内でエッチングされる。金属封止リング（２０Ａ）は、キャビティのまわりのキャップ部材（２２）に固定される。パッケージ（１０）は、フラックスを使用しない不活性な環境下で、２つの封止リング（２０Ａ）間に位置したはんだ合金をリフローすることにより気密に封止される。
2005503659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージを形成し、そのパッケージ中のＭＥＭＳ装置を封止する方法において、
表面を有する支持基板を提供する段階と、
前記支持基板の前記表面上に前記ＭＥＭＳ装置のための少なくとも１つのコンタクトを形成し、前記コンタクトに外部接続を提供する段階と、
前記コンタクトと電気的に結合する位置に一方向に入るカンチレバーを、前記支持基板の前記表面上に形成する段階と、
前記コンタクトおよび前記カンチレバーのまわりを取り囲んで前記支持基板の前記表面上に封止リングを堆積する段階と、
キャビティおよびそのキャビティの周りを取り囲む連続したエッジを有する基板を形成する段階であって、前記キャビティが前記カンチレバーおよび前記コンタクトをその中に収容するように設計されている、段階と、
前記キャップ部材の前記連続したエッジ上に封止リングを堆積する段階と、
前記キャップ部材の前記連続したエッジ上にある前記封止リングを前記支持基板の前記表面上の前記封止リングと気密性をもって係合する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのコンタクトを形成する段階は、前記支持基板を貫通する少なくとも１つのビアを形成し、前記ビアを貫通する導電性材料を配置する段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記コンタクトに外部接続を提供する段階は、前記ビアの下端部に金属をめっきする段階を含み、前記金属は半田付け性から選択され、またパッケージに対して隙間をもって形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記支持基板を提供する段階は、ＧａＡｓ，ガラス，シリコン，石英，セラミック，有機材料および磁性材料のうちの１つの支持基板を提供する段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記キャップ部材を形成する段階は、ＧａＡｓ，ガラス，シリコン，石英，セラミック，有機材料および磁性材料のうちの１つのキャップ部材を形成する段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記キャップ部材を形成する段階は、シリコンのキャップ部材を形成する段階、および前記シリコンを異方性エッチングすることにより前記キャビティを形成する段階を含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記支持基板の前記表面上および前記キャップ部材の前記連続したエッジ上に封止リングを堆積する段階は、各々接着部分および封止部分を堆積する段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記接着部分を堆積する段階は、タングステン，チタンおよびそれらの組合せの内の１つを堆積する段階を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記封止部分を堆積する段階は、ニッケル，金，クロムおよびそれらの合金の内の１つを堆積する段階を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記キャップ部材の前記連続したエッジ上の前記封止リングを前記支持基板の前記表面上の前記封止リングに気密性をもって係合する段階は、前記キャップ部材の前記連続したエッジ上の前記封止リングおよび前記支持基板の前記表面上にある前記封止リングの１つにはんだ合金を付着させる段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記はんだ合金を付着させる段階は、８０対２０のＡｕ／Ｓｎのはんだ合金を付着させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記気密性をもって係合する段階は、フラックスを使用しないで前記はんだ合金をリフローする段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記気密性をもって係合する段階は、不活性環境においてフラックスを使用しないで前記はんだ合金をリフローすることにより、前記パッケージを気密封止する段階を含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記キャップ部材に磁石を取り付ける段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記支持基板にパーマロイ部材を取り付ける段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１６】
パッケージを形成し、そのパッケージ中のＭＥＭＳ装置を気密封止する方法において、
表面を有するＧａＡｓ支持基板を提供する段階と、
前記支持基板の前記表面上に前記ＭＥＭＳ装置のための少なくとも１つのコンタクトを形成し、前記コンタクトに外部接続を提供する段階と、
前記コンタクトと電気的に結合する位置に一方向に入るカンチレバーを、前記支持基板の前記表面上に形成する段階と、
前記支持基板の前記表面上に金属封止リングを前記コンタクトおよび前記カンチレバーのまわりを取り囲んで堆積する段階であって、前記封止リングは接着部分および封止部分を含む、段階と、
シリコンチップ中にキャビティをエッチングし、前記キャビティの周りを取り囲む連続したエッジを有するキャップ部材を形成する段階であって、前記キャビティは前記カンチレバーおよびその中のコンタクトを収容するように設計されている、段階と、
金属封止リングを前記キャップ部材の前記連続したエッジ上に堆積する段階であって、前記金属封止リングは接着部分および封止部分を含む、段階と、
前記キャップ部材の前記連続したエッジ上にある前記金属封止リングおよび前記支持基板の前記表面上にある前記金属封止リングの１つにはんだ合金を付着させる段階と、
前記支持基板の前記表面上の前記金属封止リングに近接した前記キャップ部材の前記連続したエッジ上の前記金属封止リングをそれらの間にはんだ合金を挟んで配置し、不活性環境においてフラックスを使用しないで前記はんだ合金をリフローすることにより、前記パッケージを気密に封止する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
ＭＥＭＳ装置を含む封止パッケージにおいて、
表面を有する支持基板と、
前記支持基板の前記表面上に前記ＭＥＭＳ装置のための少なくとも１つの外部接続を有するコンタクト、および、前記支持基板の前記表面上に一方向に前記コンタクトと電気的に係合する位置にあるカンチレバーと、
前記コンタクトおよび前記カンチレバーのまわりを取り囲んで前記支持基板の前記表面上に固定された金属封止リングと、
キャビティおよびそのキャビティのまわりを取り囲む連続したエッジを有するキャップ部材であって、前記キャビティはその中に前記カンチレバーおよび前記コンタクトを収容するように設計され、前記連続したエッジは前記支持基板の前記表面上の前記金属封止リングとかみ合い接合するキャップ部材と、
前記キャップ部材の前記連続したエッジ上に固定された金属封止リングと、を含み、
前記キャップ部材の前記連続したエッジ上の前記金属封止リングは前記支持基板の前記表面上の前記金属封止リングと気密性をもって係合される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記支持基板および前記キャップ部材は、各々ＧａＡｓ，ガラス，シリコン，石英，セラミック，有機材料および磁性材料のうちの１つを含むことを特徴とする請求項１７記載の封止パッケージ。
【請求項１９】
前記支持基板の前記表面上、および、前記キャップ部材の前記連続したエッジ上の前記金属封止リングは、各々接着部分および封止部分を含むことを特徴とする請求項１７記載の封止パッケージ。
【請求項２０】
前記接着部分は、タングステン，チタンおよびそれらの組合せの内の１つを含むことを特徴とする請求項１９記載の封止パッケージ。
【請求項２１】
前記封止部分は、ニッケル，金，クロムおよびそれらの合金の内の１つを含むことを特徴とする請求項１９記載の封止パッケージ。
【請求項２２】
前記キャップ部材の前記連続したエッジ上の前記金属封止リングは、前記支持基板の前記表面上の前記金属封止リングと、はんだ合金によって気密性をもって係合されることを特徴とする請求項１７記載の封止パッケージ。
【請求項２３】
前記はんだ合金が８０対２０のＡｕ／Ｓｎのはんだ合金を含むことを特徴とする請求項２２記載の封止パッケージ。
【請求項２４】
パッケージ中に気密に封止されたＭＥＭＳ装置を有するパッケージであって、
表面を有するＧａＡｓ支持基板と、
前記支持基板の前記表面上に前記ＭＥＭＳ装置のための少なくとも１つの外部接続を有するコンタクトと、
前記コンタクトと電気的結合へ一方向に移動する位置にある前記支持基板の前記表面上のカンチレバーと、
前記コンタクトおよび前記カンチレバーのまわりを取り囲んで前記支持基板の前記表面上に固定され、接着部分および封止部分を有する金属封止リングと、
キャップ部材を形成し、キャビティの周りを取り囲む連続したエッジを有するキャビティを画定するシリコンチップであって、前記キャビティは前記カンチレバーおよび前記コンタクトを収容するように設計された、シリコンチップと、
前記キャップ部材の前記連続したエッジ上に固定され、接着部分および封止部分を有する金属封止リングと、
前記キャップ部材に取り付けられた磁石と、
前記キャップ部材の前記連続したエッジ上の前記金属封止リングを前記支持基板の前記表面上の前記金属封止リングに気密性をもって係合するはんだ合金と、
を含んで構成されるパッケージ。
【請求項２５】
前記パッケージは、不活性環境においてフラックスを使用しないで前記はんだ合金をリフローすることにより、気密に封止されることを特徴とする請求項２４記載のパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ磁気ラッチ・リレーに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、マイクロ磁気ラッチ・リレーをパッケージする方法およびその様々なパッケージに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、斬新なマイクロ磁気ラッチ・リレーが発見された。その斬新なマイクロ磁気ラッチ・リレーは、永久外部磁界中における軟磁性カンチレバーの選択磁化に基づく。２つの磁化状態間の切り替えは、カンチレバーに隣接した位置の平面コイルを通して短い電流パルスを流すことにより、カンチレバーの磁化方向を瞬時的に変更することにより達成される。一旦リレーが切り替えられれば、それは永久外部磁界によってこの不揮発性状態で（ラッチされて）保持される。この斬新なマイクロ磁気ラッチ・リレーの構造および動作に関する追加の情報は、2000年2月2日に出願された共同出願である米国特許出願、シリアル番号０９／４９６，４４６「Electrically Switching Latching Micro-Magnetic Relay and Method of Operation Same（電子的に切り替わるマイクロ磁気ラッチ・リレーおよび同じ動作をする方法）」に開示されており、参考として本願に含められる。特定のマイクロ磁気ラッチ・リレーは上述されているが、磁石を組込む他のマイクロ電子機械システム（Micro Electro Mechanical Systems (ＭＥＭＳ)）装置も本記述に含められると理解される。
【０００４】
先行技術では、マイクロ磁気スイッチ用のカンチレバーは、フォトレジストの犠牲層を提供し、そのフォトレジストの表面上にカンチレバーの材料を堆積し、次に、カンチレバーを提供するためにエッチングあるいはフォトレジスト層を溶解することにより、スイッチの完全な部分として作製された。この先行技術方法が有する１つの問題は、フォトレジスト層の塗布に続いて実行されるあらゆるプロセス段階がフォトレジスト材料への潜在的な損傷を与え、その結果、最終製品に潜在的な欠陥あるいは劣化を引き起こすという深刻な制限を受けることである。
【０００５】
さらに、ほとんどの先行技術のパッケージング技術では、比較的高い温度がいくつかの後続ステップに要求される。これらの高温は、パッケージに収容された磁石やいくつかの他のコンポーネントにかなり重大な影響を与える場合がある。さらに、支持基板としてＭＥＭＳ装置に使用できる材料は、組立てとパッケージングの技術によってかなり制限される。
【０００６】
それゆえ、前述した先行技術の本来的な欠陥および他の欠陥を改善することは、非常に有利になるであろう。
【０００７】
従って、本発明の目的は、新規で改善されたマイクロ磁気ラッチ・リレーおよびパッケージを提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、多種多様の基板上で作製できる新規で改善されたマイクロ磁気ラッチ・リレーのパッケージを提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、製造が簡単で、かつ安価な新規で改善されたマイクロ磁気ラッチ・リレーのパッケージを提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、低温アセンブリで製造される新規で改善されたマイクロ磁気ラッチ・リレーのパッケージを提供することである。
【００１１】
また、本発明の別の目的は、比較的低温を使用して、多種多様の改善されたどの基板上においても、気密に封止することができる新規で改善されたマイクロ磁気ラッチ・リレーのパッケージを提供することである。
【発明の開示】
【００１２】
簡潔に言えば、好適な実施例に従う本発明の所望の目的を達成するために、パッケージを形成し、そのパッケージにＭＥＭＳ装置を封止する方法が提供されるが、その方法は、支持基板を提供する段階と、支持基板の表面上にＭＥＭＳ装置のための少なくとも１つのコンタクトを形成し、そのコンタクトに外部接続を提供する段階と、コンタクトと電気的に結合する位置に一方向に入るカンチレバーを支持基板の表面上に形成する段階と、コンタクトおよびそのカンチレバーのまわりを取り囲んで支持基板の表面上に封止リングを堆積する段階と、を含む。本方法は、さらにキャビティおよびそのキャビティの周りを取り囲む連続したエッジを有する基板を形成する段階であって、そのキャビティがカンチレバーおよびコンタクトを収容するように設計されている段階と、キャップ部材の連続したエッジ上に封止リングを堆積する段階と、を含む。その後、パッケージは、キャップ部材の連続したエッジ上にある封止リングを支持基板の表面上の封止リングと気密に係合する段階によって封止される。
【００１３】
１つの好適なまたより特定の実施例において、封止パッケージは、表面を有する支持基板と、その支持基板の表面上にＭＥＭＳ装置のための少なくとも１つの外部接続を有するコンタクト、および、支持基板の表面上に一方向にコンタクトと電気的に係合する位置にあるカンチレバーとを含む。金属封止リングは、コンタクトおよびカンチレバーのまわりを取り囲んで支持基板の表面上に固定される。キャップ部材は、キャビティおよびそのキャビティのまわりを取り囲む連続したエッジを有して形成される。このキャビティはその中にカンチレバーおよびコンタクトを収容するように設計され、その連続したエッジは支持基板の表面上にある金属封止リングとかみ合い接合をする。金属封止リングは、そのキャップ部材の連続したエッジ上に固定される。そして、キャップ部材の連続したエッジ上にある金属封止リングは、支持基板の表面上の金属封止リングと気密性をもって係合される。好適な実施例では、２つの金属封止リングは、フラックスを使用しない不活性環境においてリフローされたはんだ合金により、気密に封止される。
【００１４】
本発明の前述した目的およびさらに特定した目的および利点は、図面とともに本実施例の後述する詳細な説明から当業者に容易に理解されるであろう。
【本発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に移り、ウェハ規模のパッケージ１０は、磁石または他の熱感知コンポーネントを組込むマイクロ磁気ラッチ・リレーまたは他のＭＥＭＳ構造を図示する。以下、より詳細に記述されるように、パッケージ１０の１つの主要な利点は、はんだ予備形成品および低温アセンブリを使用して、それを組み立てることができるということである。ＭＥＭＳ構造に組み入れられた磁石は、高熱によって容易に破損される場合があるので、低温アセンブリが望ましい。
【００１６】
以下の議論から明らかになるように、パッケージ１０はウェハの体裁で作製することができ、個々のパッケージへＭＥＭＳ装置のアセンブリを個々に要求するものではない。上記の構造と共に記述されるように、複数のＭＥＭＳ装置が単一のウェハ上で一般に同時に形成される。ウェハが個別ＭＥＭＳ装置および各個別の装置へ分離されなければならない場合、工賃は非常に高くなる。
【００１７】
この特定の実施例では、ＧａＡｓ基板１２が使用されるが、しかし、その基板はシリコン，ガラス，石英，または例えばシリコン，ガリウムひ素などの周知のあらゆる半導体材料のように所望の特性を提供する他のあらゆる便宜な材料から形成できることを理解されたい、さらに石英セラミックスや様々な有機または磁性材料などを含めることができる。一般に、当業者によって理解されるように、ＧａＡｓ基板は、より高い周波数で実質的な利点を提供することから好まれる。しかしながら、シリコンの処理技術は、半導体分野で非常に高度な状態に発展しており、したがって本発明において非常に役立つ。さらに、いくつかの特定の応用例では、付属または外部的に接続される回路類は、接続損失を削減するために同じ基板上で直接に形成されることがある。今、より詳細に説明されるように、基板１２は、非常に大きなウェハの小さな部分として含められ、その個々のパッケージ１０はそのほとんどの部分が完成した後に分離される。
【００１８】
この好適な実施例では、１対のビア(vias)１４は基板１２中に提供され、エッチング，レーザ研削などの様々なあらゆる周知のプロセスよって形成できる。一般に、ビア１４の形成方法は、異なる手順におけるコストによって決定される。さらに、ビア１４は導電材料で満たされるか充填される。ＧａＡｓ，シリコン，ガラス中のビア１４を満たすか充填する技術は存在するが、この明細書には詳しく述べられない。ビア１４の低部または外部部分は、プリント基板，セラミックのボードなどへのはんだ突起または直接のはんだ付けを許容するために、はんだ付け性のためにバリアめっきされる。さらに、ビア１４の低部または外部部分はＩ／Ｏインタフェースを形成し、完成した形態では取付ボード（図示せず）の表面から完成したパッケージまでの間隙を許容する。
【００１９】
一般に、基板１２中にビア１４が一旦充填されれば、基板１２上のＭＥＭＳ装置１５の組立てが通常の方法で進められる。実際、パッケージ１０に任意のタイプのＭＥＭＳ装置を組み入れることができるので、図１中にはＭＥＭＳ装置１５が表わされているが、カンチレバー１６が活性状態中で離間した導電性パッド１７，１８との間で別個の接続を提供するために位置する。気密封止リング２０Ａはウェハ（基板１２）上の各ＭＥＭＳ装置１５の周囲に配置される。複数のパッケージ１０が共通のウェハ上で同時に形成されるので、封止リング２０Ａはすべて共通のパターン化ステップを使用して、ウェハ表面上にパターンされる。
【００２０】
封止リング２０Ａは、好ましくはウェハ１２の表面上に金属化され、一般にウェハ１２によく接着する材料または金属（例えばタングステン，チタンまたはそれらの組合せ）の薄膜（接着層）およびシーリングまたは接合材料、例えばニッケル／金，クロム／金などのより厚い部分または層（封止層）を含む。一般に、各ＭＥＭＳ装置１５の周囲の少なくとも０．５ｍｍの封止リング２０Ａが、気密封止のために提供される。さらに、ウェハが個々のパッケージへ分離されるとき、隣接するダイ間におけるのこぎり切り溝の条件が含まれる。この欠点は、封止リング２０Ａおよびのこぎり切り溝が実質的にウェハ・エリアを使用するということであるが、しかし、多様な手段および別の手法によってこの問題を最小限にするために導入されてもよい。
【００２１】
シリコン・ウェハは封止リング２０Ｂと組み入れられる気密キャップ２２を形成するために提供される。単一のキャップ２２が図示されているが、ＧａＡｓウェハ中で形成されたＭＥＭＳ装置の数と等しい複数のキャップがシリコン・ウェハの中に形成されることが理解されるであろう。ガラス，セラミックのような他の材料から気密キャップ２２を形成することができるが、しかし、シリコンを扱う膨大な知識および機械があることからこの好適な実施例ではシリコンを使用することが再度理解されるであろう。シリコン・ウェハ中のビア，ホール溝などの異方性エッチングは、よく理解されているプロセスである。
【００２２】
磁石２４を収容し、かつＭＥＭＳ装置１５のカンチレバー１６から隙間を空ける適切な厚さのシリコン・ウェハが選択される。円形や方形などのホールが正確なピッチでシリコン・ウェハ中にエッチングされる。正確なピッチは、もちろんＧａＡｓウェハ（基板１２）上でＭＥＭＳ装置１５および封止リング２０Ａを形成するために使用されるのと同じピッチである。封止リング２０Ｂは、各キャップ２２のより低位のリップ(lip)上が金属化され、一般に上記封止リング２０Ａのために説明されたように形成される。キャップ２２の気密封止を基板１２に対し許容するために、８０／２０のＡｕ／Ｓｎ予備形成物が、基板１２上の封止リング２０Ａである金属化された封止リングあるいはキャップ２２上の封止リング２０Ｂのいずれか一方にタック溶接留め(tack welded)される。別の方法では、８０／２０のＡｕ／Ｓｎ合金が、キャップ２２の封止リング２０Ｂ上にめっきされてもよい。この工程では、封止リング上に合金にめっきすることは、タック留めされた予備形成物を使用するより柔軟であると考えられる。
【００２３】
作製中のいずれかの便宜な時に、磁石２４が、シリコン・ウェハの各キャップ２２中のキャビティに配列され接合される（例えばエポキシ他の適切な接着剤によって）。この目的のために、機械映像を使用して、磁石２４が各キャビティの中心に正確に配置される。もし所望するなら、いくつかの特定の応用例では、パッケージの外部に磁石２４を配置することもできることが理解されるであろう。
【００２４】
シリコン・ウェハ上の異方性エッチングされたキャップ２２は、ＧａＡｓウェハ上のＭＥＭＳ装置に整合され、いかなるフラックスも使用しない不活性環境で８０／２０のＡｕ／Ｓｎ合金をリフローすることにより気密封止される。このように、金属封止リング２０Ａおよび金属封止リング２０Ｂは、共に付き合わされ、合成封止リング２０を形成する。各磁石２４を各々およびすべてのＭＥＭＳ装置１５の中心から＋／−０．００１インチ以内に整列することを保証するために、適切な標準／整合スキームがウェハ用に開発されてもよい。
【００２５】
シリコンの熱膨脹係数は２．３−４．７（ｐｐｍ／℃）で、ＧａＡｓに対しては５．４−５．７２（ｐｐｍ／℃）である。このように、最小約２（ｐｐｍ／℃）の熱膨脹係数にミスマッチがある。応力問題が特定の応用例で生じる場合、このミスマッチの重要性から、この応力緩和を提供するためにある程度より多くのすずを含むＡｕ／Ｓｎ合金を使用することができる。基板とキャップが近似した材料熱膨張である応用例では、問題は生じない。フラックスのないはんだ付けプロセスが使用される限り、他の低温はんだの使用はすべての場合において可能である。
【００２６】
上記構造は、マイクロ磁気リレーまたは他のＭＥＭＳ構造に完全な気密封止を提供する一方で、いくつかの応用例では、そのような気密性が必要とされるかあるいは必要とされないことが理解されるであろう。このように、金属封止リングおよび（または）はんだに代わるような応用例では、キャップは基板に単にエポキシ樹脂で接着されるか、あるいはそうでなければ接着され、または、封止リングが共にエポキシ樹脂で接着されあるいは接着される。
【００２７】
最後に、パーマロイ・バック・シート２５（磁束集中器）は、気密封止をしたウェハ規模のパッケージ１０のＩ／Ｏ側に接合される。すべてのサイト（つまりＧａＡｓウェハ上のすべてのパッケージ１０）のボンディングを一度で行うために、パーマロイ・バック・シート２５は格子枠組みフォーマットが好ましい。パーマロイ・バック・シート２５の露出した表面は、有機的な誘電性コーティングで提供される。誘電性コーティングは、取付ボードの表面上のビア１４または他の導体の外部部分間に電気的な経路が形成されないことを保証する。パーマロイ・バック・シート２５の接合した側面は、好ましくはその上に感圧型の熱回復可能な接着剤を有する。パーマロイ・バック・シート２５上に感圧型の接着剤の供給によって、極めて容易に組み立てを実行することができる。
【００２８】
一般に、ウェハ規模のパッケージ１０の利点は、それらをウェハ形体で（つまり個々のパーツへの分離する前に）テストすることができるということであり、その後所望するなら、はんだバンプを付けることができることである。その後、ウェハは切断されるか分離され、個別のコンポーネントを提供する。代わりに、ウェハは単独のコンポーネントを提供するために切断され、その後所望するならテストされ個々にはんだバンプを取り付けることができる。この工程では、ウェハ・ダイの歩留まり（およそ＋９８％）が非常に高いということは明らかである。
【００２９】
さて、図２に移って、１対のウェハ３０，３２（それぞれ装置と封入ウェハ）が提供される。ここで、ウェハ３０，３２はシリコン，ガリウムひ素などのようなあらゆる周知の半導体材料を含み、それらは石英，セラミックス，様々な有機あるいは磁性材料などを含むことが理解されるであろう。図３をさらに参照すると、マイクロ磁気リレーをラッチするアレイまたは他のＭＥＭＳ構造がウェハ３０上に形成され、キャップと同様のアレイがウェハ３２中に形成されるが理解されるであろう。ウェハ３０，３２は、ウェハ３２中のキャップがウェハ３０上の各マイクロ磁気ラッチ・リレーまたは他のＭＥＭＳ構造に重なるように、関係に重なる際に軸方向に提携する。
【００３０】
図４をさらに参照して、拡大されたより詳しい断面図が、ウェハ３０，３２に図示される。この視点から、磁石３４がウェハ３２の上部表面中に位置し、その各々がウェハ３２の下部表面中のキャビティ３５と整合される。その後、図５中に図示されるように、ウェハ３０，３２は、共に運ばれ、接合される。このように、ウェハ規模のパッケージのアレイは、図６に示されるように、ウェハ３０，３２中に同時に製造される。その後、接合されたウェハは、裁断されるか、あるいはそうでなければ複数のウェハ規模のパッケージへ分離される。４０と指定されたウェハ規模のパッケージ単体は、図７中の拡大した断面図中に図示される。個々のパッケージは、裁断する前に、所望するなら裁断後にテストされる。
【００３１】
さて、図８に移って、ウェハ規模のＭＥＭＳパッケージ１０を気密封止するために必要なエリアのうちのいくつかを確保する１つの方法が図示される。この手法では、パッケージは、単一の平面レイアウトから多層のレイアウトへ修正される。図８の多層レイアウトでは、その構造は、ＲＦ経路やコイルのために、基板５０，パーマロイ層５２，接地平面５４，絶縁誘電層５６および層５８を含む。ここで、ＭＥＭＳカンチレバー（図示せず）はＲＦラインと同じ平面に搭載される。接地平面５４は、パーマロイ膜５２の影響を弱めないようにするために、電気的に導電性だがしかし非磁性材料（例えば金または同種のもの）から形成される。また、キャパシタンスの結合効果は、結果を結ぶは、誘電層５６の厚さを制御することにより軽減されるであろう。
【００３２】
上述した構造は、ウェハ・スペースを軽減することができるが、追加のマスク層および組立てステップを含むであろう。ポリイミドの代わりに使用することができ、その低い損失のためにＲＦポテンシャルを有する重合体誘電材料は、ダウ・ケミカルのベンゾシクロブタン(benzocyclobutene)（ＢＣＢ）である。この材料は、マルチチップ・モジュール中で高密度な相互接続に広範囲に使用される。使用される可能性のある別の高周波誘電材料は、無機窒化物からなる構成である。
【００３３】
このように、新規で改良されたマイクロ磁気ラッチ・リレーまたはＭＥＭＳパッケージが開示され、それは製造するため極めて容易に適用可能である。さらに、この改良されたパッケージおよび製造するため方法は、様々な種類の異なる支持基板を組込むことができる。さらに、様々な異なるキャップを容易に製作でき、また低温プロセスを使用する基板に適用することができる。この好適な製造工程は、単一のウェハ上の複数のパッケージを同時に組立てることを企図するので、そのパッケージは製造工程中の多様なポイントでテストすることができ、また、多くの時間や資源が消費される前に、不良パッケージを除去することができる。
【００３４】
図示の目的のためにここに選択された実施例に対する多様な変更および修正が、当業者に容易に想到するであろう。そのような修正および変更は、本発明の精神から逸脱しない限度で、その範囲内に含まれるように意図され、それは請求項の公正な解釈によってのみ評価される。
【００３５】
本発明は、当業者が本発明を理解しかつ実施できる程度に、明瞭かつ簡潔な用語で十分に記述された。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】マイクロ磁気ラッチ・リレー用のウェハ・スケールでのパッケージ・プロセスの一実施例を図示する簡略化された断面図である。
【図２】本発明で使用される１対のウェハの平面図である。
【図３】ボンディングに先立って、配列状態にある図２のウェハの簡略化した断面図である。
【図４】ボンディングに先立って、配列状態にある図２のウェハの簡略化したより詳細かつ拡大された断面図である。
【図５】ボンディングに先立って、配列状態にある図４のウェハの簡略化したより詳細かつ拡大された断面図である。
【図６】ダイシングに先立って、ボンディングされたウェハの部分平面図である。
【図７】ダイシング後の単一パッケージの拡大断面図である。
【図８】マイクロ磁気ラッチ・リレー用のウェハ規模でのパッケージ・プロセスの別の実施例における各部を図示する簡略化された断面図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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