(57)【要約】      （修正有）【課題】微小電気機械（ＭＥＭＳ）を封止するに当たり小型化したパッケージを提供する。【解決手段】微小電気機械（ＭＥＭＳ）３０は、第１のガラス層２４と第２のガラス層２６に挟まれて封止される。電気的接続３４，３６をＭＥＭＳのエッジより引き出し、ガラス層の側面に設けた端子４２−１、４２−２と接続する。第１のガラス層２４と第２のガラス層２６はシール３２でシールされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂部側と、底部側と、前記頂部側と底部側に接続された第３の側を備えた第１のガラス層（２４）と、
頂部側と、底部側と、前記頂部側と底部側に接続された第３の側を備えた第２のガラス層（２６）と、
前記第１及び第２のガラス層の間に結合されたデバイス層（２８）であって、該デバイス層が、
ＭＥＭＳデバイス（３０）と、
前記第１及び第２のガラス層の第３の側に配置された表面を備えた１またはそれ以上の伝導タブ（３４）と、
前記ＭＥＭＳデバイスに１またはそれ以上の伝導タブを電気的に接続する１又はそれ以上の伝道トレース（４０）と、
を備えたデバイス層と、
第１及び第２のガラス層の第３の側の少なくとも１つと、１またはそれ以上の伝導タブの表面上に配置された１又はそれ以上の金属化堆積物（４２）と、
を有することを特徴とする微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）パッケージ（２０）。
【請求項２】
前記デバイス層が更に、ＭＥＭＳデバイスを取り囲む部分シール（３２）を有し、前記タブとシールとの間のスペースに配置されたシーラントを更に有し、前記シーラントはフリットまたは誘電エポキシを包含する、ことを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
【請求項３】
１またはそれ以上の金属化堆積物は、少なくとも金属接着層およびトレース層を有し、ＭＥＭＳデバイスは、第１および第２のガラス層の第３の側に対しておおよそ垂直であるベクトルを備えたセンスモーションに構成されるセンサを有し、前記第３の側が前記頂部および底部側に対して垂直である、ことを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]  微小電気機械システム（MEMS）センサが役立つために、それは電気的にその信号を解釈できるシステムに接続されていなければならない。直接あるいは、それが配置される中間の「エレクトロニクス・パッケージ」を介して、それはまた、機械的にシステムに取り付けられなければならない。
【０００２】
[0002]  大部分のMEMSダイは、一方（「頂部（top）」）での電気接続、および、他方（「底部（bottom）」）での機械的な接続により配置される。あるケースでは、システムの次のレベルに対する電気的および機械的な取り付けは、同じことである。これは「フリップチップ」ダイ取り付けとして公知である。ダイは、その表面または背面でのシステムに取り付けられる。ワイヤボンディング、種々のエポキシ、はんだおよび直接の取付けを使用している多くの可能なシナリオは、MEMSダイをこれらの方位でパッケージングするのに用いることができる。
【０００３】
[0003]  時々、MEMSセンサをダイの一方の「エッジ」に載置することは、望ましい。これは、
- ダイが加速または回転（加速度計またはジャイロ）を検知し、運動の３軸全てがシステムのために必要であり、
- ダイのエッジの取付応力は、頂部または底よりもパフォーマンスがよく、
- パフォーマンス理由のため、システムからの熱が、ダイエッジにベストに適用され、
- システムがこの構成（スペースセーブ）の幾何学的な条件を有する、
という理由による。
【０００４】
[0004] それを、できるだけ小さくするシステムに、MEMSをパックするときに、それはまた、しばしば重要であり、サイズ、大量およびコストを減らす可能性がある２次的なパッケージングを避ける。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]  本発明は、MEMSダイのエッジで、利用できる電気接続（金属化パターン）を有する微小電気機械システム（MEMS）デバイスを提供する。ダイのエッジの金属化パターンによって、ダイが、必要に応じて、更なる包装なしでエッジに載置できる。
【０００６】
[0006]  本発明の好適な、および、他の実施形態を、以下の図面に関して以下に詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】[0007]  図１は、本発明による実施形態に従って形成されるMEMSダイのＸ線斜視図である。
【図２】[0008]  図２は、図１に示されるMEMSダイの部分的な斜視図である。
【図３】[0009]  図3は、図1に示されるMEMSダイの部分的な側面図である。
【図４】[0010]  図４は、図１に示されるMEMSダイの斜視図である。
【図５】[0011]  図５は、その上に取り付けられる本発明による実施形態に従って形成されるMEMSダイを備えるシステムの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[0012]  本発明は、微小電気機械システム（MEMS）ダイを電気的に接続するためのシステムと方法を提供する。MEMSダイのエッジの適当な金属化パターンについては、必要に応じて、ダイはそれから更なる包装なしでエッジに載置される。
【０００９】
[0013]  図1は、本発明のある実施形態によって形成されるMEMSダイ20を示す。MEMSダイ20は、非伝導性ホウケイ酸ガラス24、26の2枚のプレート間のシリコン層28のサンドイッチである。ガラスプレート24、26は、部分的なシールリング32に陽極ボンディングされるのが好ましい。ガラスプレート24、26は、説明の便宜上透明である。
【００１０】
[0014]  ガラスプレート24、26は、シリコン層28と比較してより厚い。ある実施形態では、シリコン層28は、反応イオン・エッチングされたパターンであり、陽極ボンディングを使用してガラスプレート24、26に取り付けられる。
【００１１】
[0015]  シリコン層28は、ほぼダイ20の中心にあるMEMSデバイス30を含む。電気的リード36は、MEMSデバイス30からダイ20のエッジに位置する伝導のシリコン・タブ34まで伸びる。ある実施形態では、いくつかのリード36は、アッパー・プレート24上、および、下部のガラスプレート26上に置かれる。リード36は、MEMSデバイス30の部分または活発な金属面のいずれかにつながる。
【００１２】
[0016]  タブ34は、同じオペレーションで形成され、MEMSデバイス30と同じ層にある。製作の間のウェーハに、タブ34は、ダイシングストリート内に延び、隣接ダイと共有されダイシング全体にわたる。ウェーハの単一化（singulation）の間、シリコン・タブ34は、ガラス表層（ダイ20のエッジ）で、きれいにされ、またはフラッシュされる。
【００１３】
[0017]  電気的リード（金属トレース）40-1、40-2は、プレート24、26のエッジ、及び、シリコン・タブ34の露出された面に取り付けられる。メタリック・バンプ42-1、42-2は、リード40-1、40-2のエッジに結合される。
【００１４】
[0018]  図2は、ダイ分離の間、ダイシングされるにつれて、MEMSデバイス30、リード36およびシリコン・タブ34を表すブロックを示す簡略斜視図である。上部ガラスプレート24、シールリング32およびエッジ金属トレース40-1、40-2は示されない。上部ガラスプレート24が示されないにもかかわらず、上部ガラスプレート24にめっきされたいくつかの電気的リード36は示される。
【００１５】
[0019]  一旦ダイがダイシングされると、関心のエッジは、ガラス、できる限り小さいギャップ、および、伝導シリコン・タブ34のダイシング端を含む。電気的リード40-1、40-2は、次いで、例えば、アパーチャ・マスクで金属の蒸発によって、周知のいくつかの方法のいずれかを使用してダイ20のエッジに形成される。電気的リード40-1、40-2は、回路基板、別のスタックされたダイ（特に、シグナルプロセッサ特定用途向けIC（ASIC）または書替え可能ゲートアレイ（FPGA））、他の能動的及び受動的な部分（例えば「パッケージ上のパッケージ」または「スタックされたパッケージ」）を有する基板、（スペースを保全するかまたは2軸または3軸のための一組の不活発なセンサを作製するための）他のMEMsセンサのような他の装置（図示せず）への接続のためにダイ20のエッジの便利な場所に信号を配信する。
【００１６】
[0020]  図3は、シリコン・タブ34の露出した面に接続された電気的リード40-1、40-2を例示する。この例では、他のデバイスに接続するためのバンプ42-1、42-2が示される。バンプ42-1、42-2は、はんだボール、金スタッドバンプ、導電性エポキシまたは伝導特性を有する他の接着剤で作られる。ある実施形態では、タブ34-1は、上部ガラスプレート24上のリードおよび下方のガラスプラント26の２つのバンプ場所のリードに接続され、かくして、他のデバイス上の２つの接続ポイントへの接続を許容する。例えば、他の金属パターンが、信号間の遮蔽またはファラデーケージの「グランド」への接続を提供するのに用いられ得る。
【００１７】
[0021]  ある実施形態では、電気的リード40-1、40-2は、2つ以上のメタル層の金属スタックを含む。例えば、層は、ガラスプレート24、26およびタブ34、外部回路コンポーネントに接続するためのトレース層（例えばAu、Pb、Sn）、および、トレース層が粘着層と結合することができるための障壁層（例えばPt、Cr）に接着する接着層（例えばTi、Cr）を含む。
【００１８】
[0022]  ある実施形態では、部分的なシールリング32は、タブ34と同じ層28に形成される。タブ34が位置する場合を除き、シリコン・リング32は、ダイ20のエッジ周辺で封止する。完全に密封されたダイが必要な場合、非伝導性シーラント（図示せず）は、タブ34周辺でまたはその後ろの領域において、適用される。例えば、ガラス・フリットまたはエポキシが、使われ得る。ダイが形成された後、これはタブ34の間のギャップを満たすためにダイのエッジに適用され、若しくは、ガラスがシリコンボンディングにさらされた後、ダイシング前に、上方または下方のガラスプレート24、26のホール（図示せず）を介して適用される。誘電バリアは、その材料がボンディングされる前に、フリットまたはエポキシをMEMSキャビティ内の遠すぎるところまで延ばさないようにデバイス層28に形成され得る。
【００１９】
[0023]  この仕事は、ダイに適したエッジにシリコン・タブを形成させ、ダイのエッジからの金属化を電気的に絶縁することが可能な手段がある、他のダイに関しても同様である。例えば、パターン化された誘電体は、シリコン・タブのエッジの上のパターンにホールを備えたダイのエッジに印刷されることができ得る。上記のように、金属化は、次いで、誘電体の上に適用され得る。
【００２０】
[0024]  図4に示すように、ダイ20は次いで、次のレベルのパッケージングの準備ができている。ダイ20は、重合体（プラスチック）のブロックに保護され、ダイの封止が完了される。ダイ20は、図5に示されるシステム80のように、回路基板82に単に取り付けられ得る。更なる封止または保護が必要な場合、ダイ20はまた、他のパッケージ内に配置され得る。
【００２１】
[0025]  ダイは、システムの全体の高さを減らすためにしばしば薄い。消費者向け製品では、薄いこと自体が好ましく、パーツも同様に中で薄くなければならない。この場合、ダイが薄い必要はない。厚みがダイ（図4の「z」）の幅により制御され、薄くなることにより、より小さい（図4の「y」）ダイの厚みになるので、ダイを薄くする必要性小さい。これにより、破損に対する過度の懸念なしでウェーハを取り扱うことができる。厚いウェーハは、ダイを載置するためにより多くの表面を要する。MEMSダイの全高を制御することは、設計およびダイシングによって、より小さいダイを作ることにより達成される。排他的な特性または特典を企図する発明の実施形態は、以下に規定する特許請求の範囲で規定される。
【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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【外国語明細書】
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