(57)【要約】      （修正有）【課題】高Ｇ環境において優れた真空性能ないしは防護性能を有するＭＥＭＳ装置を、高スループット、低コストでパッケージングする方法を提供する。【解決手段】ＭＥＭＳ装置１１およびその上に配置されているシールリング３２とボンドパッド２６とを有するＭＥＭＳダイ１０を、空洞３３およびその上に配置されているシールリング３４とボンドパッド２８とを有するＭＥＭＳパッケージ１４の上に位置決めし、シールリングとボンドパッド同士を整列させた状態で、ＭＥＭＳダイ１０とＭＥＭＳパッケージ１４を真空チャンバ内に挿入し、シールリングで一体にシールして気密シールされた内側チャンバを有するパッケージを形成し、同時に、対応するボンドパッドの間に電気的接続部を形成する。【選択図】図１
2007144617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＥＭＳ装置をパッケージングする方法において、
ＭＥＭＳ装置と、その上に配置されているボンドパッドと、を有するＭＥＭＳダイを提供する段階と、
窪みと、前記窪みに隣接して配置されているボンドパッドと、を有するＭＥＭＳパッケージを提供する段階と、
前記ＭＥＭＳダイを前記ＭＥＭＳパッケージの上に位置決めする段階と、
前記ＭＥＭＳダイの前記ＭＥＭＳ装置を前記ＭＥＭＳパッケージの前記窪みと整列させ、前記ＭＥＭＳダイの少なくとも幾つかの前記ボンドパッドを、前記ＭＥＭＳパッケージの少なくとも幾つかの前記ボンドパッドと整列させる段階と、
前記ＭＥＭＳダイと前記ＭＥＭＳパッケージをチャンバ内に挿入し、その中に制御された環境を作り出す段階と、
前記ＭＥＭＳダイと前記ＭＥＭＳパッケージをリングに沿って一体にシールして、前記ＭＥＭＳ装置を含む気密シールされた内側チャンバを有するパッケージを形成し、同時に、前記ＭＥＭＳダイの選択されたボンドパッドと前記ＭＥＭＳパッケージの選択されたボンドパッドとの間に電気的接続部を形成する段階と、から成る方法。
【請求項２】
前記シールする段階は、更に、前記気密シールされた内側チャンバを制御された真空圧力状態に形成する段階を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
事前成形されたはんだを提供する段階と、
前記事前成形されたはんだを、前記ＭＥＭＳダイと前記ＭＥＭＳパッケージの間に、前記リングに沿って配置する段階と、を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記事前成形されたはんだは、或る融解温度を有しており、前記事前成形されたはんだの温度を前記融解温度に上げる段階を更に含んでいる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ＭＥＭＳパッケージと前記ＭＥＭＳダイを一体にシールする前記段階の前に、前記ＭＥＭＳ装置の作動性能を確認する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＭＥＭＳパッケージと前記ＭＥＭＳダイを一体にシールする前記段階に続いて、前記ＭＥＭＳ装置の作動性能を電子的に確認するする段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＭＥＭＳダイは、シールリングを含んでおり、前記ＭＥＭＳパッケージは、対応するシールリングを含んでおり、前記ＭＥＭＳダイの前記シールリングと前記ＭＥＭＳパッケージの前記シールリングは、前記事前成形されたはんだと整列している、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記気密シールされた内側チャンバ内にゲッターを配置する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＭＥＭＳパッケージを接着チャンバの中に置く段階と、
前記ＭＥＭＳパッケージを前記接着チャンバの中に置く段階に続いて、前記ＭＥＭＳパッケージを光学位置合わせする段階と、を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＭＥＭＳダイと前記ＭＥＭＳパッケージを前記チャンバ内に挿入する前記段階は、前記チャンバを排気して圧力を下げ、その後、前記チャンバを、不活性ガスで少なくとも部分的には充填する段階を更に含んでいる、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概括的には、半導体製造とマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）の分野に関する。より具体的には、本発明は、ＭＥＭＳ及び他の装置をパッケージングするための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）の装置は、ウェーハの様な基板の表面上に小さな機械的構造を作るのに、しばしば半導体製作技法を採用している。ＭＥＭＳジャイロスコープ及び加速度計の製造では、例えば、その様な製作技法は、しばしば、入力又はレート軸回りの装置の運動に応えて変位及び／又は加速度を感知するのに使用される数多くの可動構造を作るのに用いられる。ナビゲーション及び通信のシステムでは、例えば、その様な可動構造を使って、空間内を移動している物体の直線及び／又は回転運動の変化を測定及び／又は検出する。自動車システムの様な別の用途では、例えば、その様な可動構造は、車両の力学的制御（ＶＤＣ）システム及びアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）に用いられ、車両及び／又はタイヤの動きの変化を感知する。
【０００３】
その様なＭＥＭＳ装置のパッケージングには、製作工程全体に相当な障害が残存している。多くの場合、ＭＥＭＳダイは、ＭＥＭＳ側の面と裏側面とを含んでいる。ＭＥＭＳダイの裏側面は、ＭＥＭＳパッケージ内の空洞の床に接合されていることが多い。ＭＥＭＳダイのＭＥＭＳ側の面上のワイヤボンドパッドは、通常、ＭＥＭＳパッケージの空洞内で又はそれに沿ってボンドパッドにワイヤボンディングで接合される。最後に、パッケージの蓋は、通常、ＭＥＭＳパッケージ空洞に対して気密シールを形成するため、ＭＥＭＳパッケージの上部に固定される。場合によっては、蓋は、密封されるＭＥＭＳ装置に所望の環境を提供するため、真空又は部分的真空状態で固定される。部分的真空が使用される場合には、或る実施形態では、蓋がＭＥＭＳパッケージの上部に固定されるときに不活性ガスが導入され、不活性ガスが、ＭＥＭＳ装置を収容している囲壁内に充填されるが、これは必ずというわけではない。
【０００４】
多くのＭＥＭＳ装置の機械的構造は、その大きさと組成のために、高いＧが掛かると損傷を受けやすいし、微粒子、水分、又はＭＥＭＳパッケージの空洞内に飛沫同伴されることのある汚染物質によっても損傷を受け易い。加えて、或る場合には、製作工程の間にＭＥＭＳパッケージの空洞内の圧力を正確に調節することは難しいため、これがＭＥＭＳ装置の性能特性に影響を与え、動きの微妙な変化を検出する際の効力を下げることも多い。従って、製作工程においては高水準のスループットと低コストを実現しながら、高Ｇ環境の様な或る種の環境では、優れた真空性能及び／又は高い防護性能を提供するＭＥＭＳ装置用の頑強なパッケージング解決策が必要とされている。
【特許文献１】米国特許出願第１０／８７８，８４５号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ＭＥＭＳ及び他の装置のパッケージングに関する。より具体的には、本発明は、その様な装置の頑強なパッケージングの解決策に関しており、製作工程においては高水準のスループットと低コストを実現しながら、高Ｇ環境に対する優れた真空性能及び／又は優れた防御性能を提供するものである。
【０００６】
或る例示的な実施形態では、ＭＥＭＳジャイロスコープ又はＭＥＭＳ加速度計の様なＭＥＭＳ装置をパッケージングするための方法が提供されている。ＭＥＭＳ装置と、ＭＥＭＳ装置の回りに伸張しているシールリングと、ＭＥＭＳ装置に電気的に連結されている１つ又は複数のボンドパッドと、を含んでいるＭＥＭＳダイが提供されている。ＭＥＭＳダイのシールリング及びボンドパッドとそれぞれ整列又は位置合わせされるようになっているボンドパッドとシールリングとを含んでいるＭＥＭＳパッケージも提供されている。空洞又は窪みは、ＭＥＭＳダイのＭＥＭＳ側の面上にＭＥＭＳ装置を受け入れるために、ＭＥＭＳパッケージの上側表面に設けられている。ＭＥＭＳダイ及びＭＥＭＳパッケージのシールリングと１つ又は複数のボンドパッドとは、空洞又は窪みの側方外側に配置されている場合もある。
【０００７】
ＭＥＭＳダイは、ＭＥＭＳパッケージの上に、ＭＥＭＳダイのＭＥＭＳ側の面がＭＥＭＳパッケージと向かい合うように配置され、ＭＥＭＳダイのシールリング及び１つ又は複数のボンドパッドが、ＭＥＭＳパッケージのシールリング及びボンドパッドと整列するようになっている。ＭＥＭＳ装置は、ＭＥＭＳパッケージの上方表面に設けられた空洞又は窪みの中へ伸張している。
【０００８】
或る場合には、ＭＥＭＳダイとＭＥＭＳパッケージは、真空チャンバ内に配置され、そこでは、気体が抜き出され、中に制御された真空圧力が形成される。制御された真空圧力は、例えば、１気圧、０．５気圧、１００ｘ１０−５トール未満、５０ｘ１０−５トール未満、１５ｘ１０−５トール未満、又は１０ｘ１０−５トール未満である。或る場合は、真空チャンバから気体を抜き出した後、１つ又は複数の不活性ガスが、チャンバ内に導入、又は充填される。充填された不活性ガスはどの様な圧力でもよいが、或る場合は、１０ｘ１０−２トール未満、５０ｘ１０−３トール未満、２０ｘ１０−３トール未満、又は、５０ｘ１０−４トール未満である。或る用途では、充填された不活性ガスは、約１８ｘ１０−３トールである。或る実施形態では、必要に応じて、内側チャンバ内にゲッターが備えられ、活性化される。
【０００９】
制御された環境の下で、ＭＥＭＳダイとＭＥＭＳパッケージを一体に配置し、熱及び／又は圧力を掛けてＭＥＭＳダイをＭＥＭＳパッケージに固定して、気密シールされた、ＭＥＭＳ装置を取り囲む内側チャンバを形成する。同時に、ＭＥＭＳダイ及びＭＥＭＳパッケージのシールリングとボンドパッド同士を接着させる。或る場合には、シールリングは、はんだ付け、共晶接合、熱圧縮接着、抵抗溶接、接着剤、又は何らかの他の適した取り付け工程によって固定される。同じ様に、ＭＥＭＳダイとＭＥＭＳパッケージのボンドパッドは、はんだ付け、共晶接合、熱圧縮接着、抵抗溶接、接着剤、又は何らかの他の適した取り付け工程によって固定される。必要であれば、シールリングは、１つの取り付け工程によって固定し、ボンドパッドは、同じ又は異なる取り付け工程によって固定するということも考えられる。例えば、シールリングははんだ付けによって固定し、ボンドパッドは熱圧縮接着によって固定するか、又はその逆でもよい。シールリングをはんだ付けによって固定する場合、シールリングは、はんだがＭＥＭＳダイとＭＥＭＳパッケージを濡らすことのできるようにする材料又は材料系で作るのがよい。場合によっては、はんだを事前成形して、ＭＥＭＳダイとＭＥＭＳパッケージのシールリングの間に置き、シールリングの間にシールを形成し易くする。
【００１０】
或る場合には、ＭＥＭＳパッケージを、取り上げて、接着チャンバ内に置く。ＭＥＭＳパッケージは、正確に配置するために（例えば、パターン認識を使って）光学位置合わせされる。ＭＥＭＳダイは、或る場合には、ＭＥＭＳダイのＭＥＭＳ側の面がＭＥＭＳパッケージに向いて下向きになるように、ＭＥＭＳダイを反転させる反転器ステーションに入れられる。次いで、ＭＥＭＳダイは、ツールヘッドによって取り上げられ、正確に配置するために（例えば、パターン認識を使って）光学位置合わせされる。ツールヘッドは、ＭＥＭＳダイをＭＥＭＳパッケージ上の位置まで動かす。所望の環境が、接着チャンバ内に作り出される。ＭＥＭＳダイ及び／又はＭＥＭＳパッケージに、時にはツールヘッドを介して熱が加えられ、熱によって、はんだが溶け、及び／又はＭＥＭＳダイとの熱圧縮接着に備えてＭＥＭＳパッケージの準備が整えられる。ツールヘッドは、更に、ＭＥＭＳダイに力を加えてダイ接着の形成を支援し、中にＭＥＭＳ装置を備えた気密シールされたチャンバを作り出し、ボンドパッドを、ＭＥＭＳパッケージのボンドパッドに電気的に接続させる。チャンバは、その後、冷却され、通気される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下の説明を、図面に関連付けて読んで頂きたい。なお、各図面を通して、同じ要素には同様な番号を付している。各図面は、必ずしも尺度が合ってはおらず、選択された実施形態を示しており、また、本発明の範囲を制限するものではない。様々な要素について、構造、寸法、及び材料の例を示しているが、当業者には理解頂けるように、提供している多くの例は、使用することのできる適した代替案を有している。ＭＥＭＳジャイロスコープやＭＥＭＳ加速度計の様なＭＥＭＳ慣性センサーの製作について具体的に論じているが、必要であれば、ここに記載している製作段階及び構造は、静電作動器、光学レンズ、ＲＦスイッチ、リレースイッチ、マイクロボロメーター、及び／又は何らかの他の適した装置（ＭＥＭＳ又は非ＭＥＭＳ）の様な他の型式のＭＥＭＳ装置をパッケージングする際にも使用できるものと理解頂きたい。
【００１２】
先ず図１に関連付けて、ＭＥＭＳ装置をパッケージングする例示的な方法について説明する。この例示的な方法は、全体が１０で示されており、図示の実施形態では基板１２に固定されたＭＥＭＳジャイロスコープ装置１１を有するＭＥＭＳダイを提供する段階で始まる。ＭＥＭＳジャイロスコープは、しばしば、角変位又は角運動を感知するために用いられる。多くの場合、ＭＥＭＳジャイロスコープは、基板上方にぶら下げられ、駆動面に沿って静電的に１８０°位相外れで駆動される２つの保証質量を含んでいる。低い方の感知プレートは、ジャイロスコープセンサーの回転又は角変位によって生じる、保証質量の位置における撓みを検出するために、各保証質量の下の、しばしば直接基板の上に設けられている。図１では、更に、ジャイロスコープの感度を上げるために、上側感知プレート２４が保証質量の上方に設けられているが、無くてもよい。例えば、図４では、同様のＭＥＭＳダイ１０’は、上側感知プレートを備えていない。
【００１３】
図１に示している例示的な実施形態では、ＭＥＭＳジャイロスコープ１１は、可動構成要素１８及び２０（例えば、保証質量）と、対応する感知プレート２２及び２４とを含んでいる。感知プレート２４は、支持構造１６によって支持されている。或る場合には、ＭＥＭＳジャイロスコープ１１は、シリコン基板をマイクロ機械加工して作られ、出来上がったものがガラス（例えばパイレックスTM）基板１２に接着される。ガラス基板１２が、例えば、下側の感知プレート２２、並びにI ／Ｏトレースを形成する１つ又は複数のパターン化された金属層を含んでいる場合もある。しかしながら、これは例を示しているに過ぎず、ＭＥＭＳダイ１０は、例えば、水晶、シリコン、ガリウムヒ化物、ゲルマニウム、ガラス、及び／又は何らかの他の適した材料を含むどの様な数の材料又は材料系で作ってもよい。必要であれば、他の型式のＭＥＭＳ又は他の装置（例えば、加速度計、静電作動器、光学レンズ、ＲＦスイッチ、リレースイッチ、マイクロボロメーターなど）も、本発明に従ってパッケージングできるものと理解頂きたい。
【００１４】
例示しているＭＥＭＳダイ１０は、多数のボンドパッド２６を含んでいる。ボンドパッド２６は、ＭＥＭＳ装置１１に電気的に接続されており（図示せず）、必要に応じて、具体的には、１つ又は複数の感知プレート２２、２４、１つ又は複数の保証質量２０、及び／又は、ＭＥＭＳ装置１１の他の構成要素又は部品に接続されている。ボンドパッド２６は、必要に応じて、例えば、基板１２の表面上を走っているリード線又はトレースによって接続されている。ボンドパッド２６は、パターン化されたシールリング３２とＭＥＭＳ装置１１との間に配置されているが、そうでなくてもよい。例えば、１つ又は複数のボンドパッド２６ａは、パターン化されたシールリング３２の外側に配置してもよい（図２参照）。
【００１５】
各ボンドパッド２６は、以下に詳しく述べるように、ＭＥＭＳダイ１０上のボンドパッドと、ＭＥＭＳパッケージ１４上の対応するボンドパッドの間の電気的接続の形成を促進するのに適している金又は鉛、又は何らかの材料又は材料の組み合わせの様な材料の突起物を含んでいる。突起物は、必要に応じて、中実の層であってもよいし、複数の隆起又は同心リングであってもよい。
【００１６】
或る実施形態では、ＭＥＭＳダイ１０は、更に、パターン化されたシールリング３２を含んでいる。パターン化されたシールリング３２は、材料の蒸着又は別の適した技法によって形成される。ＭＥＭＳダイ１０をシールリング３２に沿ってＭＥＭＳパッケージ１４に接着するのにはんだ付け工程を用いる場合は、シールリング３２は、金、鉛、すず、アルミニウム、プラチナ、或いは他の適した材料又ははんだにとって良好な濡れ表面を提供するのに適した材料の組み合わせで作られる。勿論、シール機構がはんだ付けに依存していない場合は、パターン化されたシールリング３２は、別の材料から作ってもよいし、全く省いてもよい。特にＭＥＭＳダイ１０及び／又はＭＥＭＳパッケージ１４がセラミックなどを含んでいる場合は、例えば、ＭＥＭＳダイ１０をＭＥＭＳパッケージ１４に接着し、シールするのに、ガラスフリットシールをシールリング３２に沿って用いてもよい。別の例で、ＭＥＭＳダイ１０をシールリング３２に沿ってＭＥＭＳパッケージ１４に接着させるのに熱圧縮接着工程を用いる場合は、シールリング３２は、十分な熱と圧力を掛けると所望の熱圧縮接着を形成する金、銀、鉛、すず、アルミニウムなどの様な接着材料を含んでいる。
【００１７】
シールリング３２は、ＭＥＭＳ装置１１を、場合によってはボンドパッド２６も、完全に取り囲んでいる。パターン化されたシールリング３２は、ＭＥＭＳ装置１１からも、ボンドパッド２６からも電気的に分離されている。電気的な分離は、例えば、ＭＥＭＳダイ１０をシールリング３２に沿ってＭＥＭＳパッケージ１４に接着させるのに抵抗溶接が用いられる場合は、特に頑強になる。
【００１８】
図１に示している例示的なＭＥＭＳパッケージ１４は、ＭＥＭＳダイ１０のボンドパッド２６及び／又は２６ａと位置合わせするか、又は何らかの方法で合わせるように作られているボンドパッド２８及び／又は２８ａを含んでいる。例示的な実施形態では、ボンドパッド２８及び２８ａは、リード線３０と電気的に接続されており、ＭＥＭＳパッケージ１４を、印刷回路板（図示せず）上のボンドパッドの様なもっと大きな回路に接続することができる。図３で分かるように、リード線３０は、必要であれば、出来上がったパッケージを印刷配線板、多チップパッケージ、又は他の構造の上に直接取り付けるのに用いることができるように、立ち上がり部４２の上に設けられ、最終組み立ての後はＭＥＭＳダイ１０より上に伸張している。或いは、図５に示しているように、リード線３０’はＭＥＭＳダイ１０より上に伸張している必要は無く、その場合は、ＭＥＭＳダイ１０を収容するために、印刷配線板、多チップパッケージ、又は他の構造体に穴、窪み、又は他の適した構造を設けてもよいし、又は、ＭＥＭＳダイ１０を収容するために、立ち上がりリング又は他の構造が、印刷配線板、多チップパッケージ、又は別の構造から上に伸びていてもよい。
【００１９】
ＭＥＭＳパッケージ１４（又は図５の１４’）は、例えば、セラミック、水晶、シリコン、ガラス、又は他の適した材料を含むどの様な数の材料又は材料系で作ってもよい。或る場合は、ＭＥＭＳパッケージ１４に用いられる材料は、構成要素が作動及び／又は製作中に様々な温度を経験する際に、ＭＥＭＳダイ１０とＭＥＭＳパッケージ１４の間に生じる機械的応力及び／又は歪みを軽減又は解放するように選択される。
【００２０】
先に述べたように、ＭＥＭＳパッケージ１４は、ＭＥＭＳダイ１０のシールリング３２と位置合わせされるか又は合うように構成されているパターン化されたシールリング３４を含んでいる。シールリング３４は、シールリング３２と同様に形成してもよいし、ＭＥＭＳパッケージ１４の材料に適した技法を使って形成してもよい。シールリング３４は、ボンドパッド２８及びリード線３０から電気的に分離されている。
【００２１】
ＭＥＭＳパッケージ１４は、空洞３３を含んでおり、空洞周辺部３３ａは、ＭＥＭＳ装置１１の様なＭＥＭＳダイ１０の一部分を受け入れるようになっている（図３参照）。ゲッター３８は、空洞３３の表面上、又はＭＥＭＳ装置１１の構造１６の様な別の適した表面上に備えられている。ゲッターは、スパッタリング、抵抗蒸着、ｅビーム蒸着又は他の適した堆積技法を使って堆積させることができ、ジルコニウム、チタニウム、ホウ素、コバルト、カルシウム、ストロンチウム、トリウム、それらの組み合わせ、又は他の適したゲッター材料で作ることができる。ゲッターは、必要に応じて、水蒸気、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素、水素、及び／又は他の気体の様な、空洞３３内に放出されると予想される気体の一部又は全部を化学的に吸収することができるように選択される。
【００２２】
或る場合は、事前成形されたはんだ３６が提供される。事前成形されたはんだ３６は、パターン化されたシールリング３２及び３４に対応する寸法に作られている。事前成形されたはんだ３６は、インジウム、鉛、すず、金、他の適した金属、又はその適した合金で形成することができる。事前成形されたはんだ３６は、組み立て工程中にＭＥＭＳパッケージ１４上に配置される別体の構成要素である。或る例示的な実施形態では、事前成形されたはんだ３６は、蒸着又は他の適した技法を使ってＭＥＭＳパッケージ１４又はＭＥＭＳダイ１０の上に堆積させたはんだ層である。
【００２３】
図２は、ＭＥＭＳパッケージ１４の上面、ＭＥＭＳダイ１０の底面、及び図１の事前成形されたはんだ３６を示す概略図である。事前成形されたはんだ３６とシールリング３２及び３４は、それらが処理中に互いに結びついてシールを形成することができるように、概ね同じ形状を有するものとして図示されている。それらは、略長方形に示しているが、どの様な所望の形状であってもよい。ボンドパッド２６と２８は、それらがシーリング工程中に結びついて、ＭＥＭＳダイ１０とＭＥＭＳパッケージ１４の間に電気的接続部を形成するように作られている。
【００２４】
ＭＥＭＳダイ１０とＭＥＭＳパッケージ１４の間にシールを形成するのにはんだを用いる場合は、ＭＥＭＳパッケージ１４が取り上げられ、接着チャンバ内に配置され、事前成形されたはんだ３６がシールリング３４の上に置かれる。ＭＥＭＳパッケージ１４の位置は、必要に応じて、（例えば、パターン認識を使った）光学位置合わせ又は何らかの他の適した技法を使って感知又は確認される。次にＭＥＭＳダイ１０が取り上げられ、時には反転器ステーションを使って、先ず、ＭＥＭＳダイ１０のＭＥＭＳ側の面がＭＥＭＳパッケージ１４と向き合うようにＭＥＭＳダイ１０を反転させて、置かれる。ＭＥＭＳダイ１０を背面側から取り上げるために、ツールが備えられている。ＭＥＭＳダイ１０は、必要に応じて、正確に配置するために、（例えばパターン認識を使って）光学位置合わせされる。或る例示的なツールは、ＭＥＭＳダイ１０に、シールリング及び／又はボンドパッドに押し付けて圧力を掛けるための圧力プレートを含んでいる。圧力プレートは、真空カップを囲んでおり、それによってＭＥＭＳダイ１０を取り上げることができる。
【００２５】
そうした場合、時にはツールを使って熱を加え、事前成形されたはんだを溶融し、及び／又は、ＭＥＭＳダイ１０及び／又はＭＥＭＳパッケージ１４を接着に備えて整える。ＭＥＭＳダイ１０は、場合によっては、必要であれば、低い温度に維持され、又はＭＥＭＳパッケージ１４と同じ温度にされる。
【００２６】
制御された環境が接着チャンバ内に作られる場合もある。例えば、気体を接着チャンバから抜き出して、中に制御された真空圧力を形成する。制御された真空圧力は、例えば、１気圧、０．５気圧、１００ｘ１０−５トール未満、５０ｘ１０−５トール未満、１５ｘ１０−５トール未満、又は１０ｘ１０−５トール未満である。気体を接着チャンバから抜き出した後、１つ又は複数の不活性ガスがチャンバ内に導入又は充填される場合もある。充填される不活性ガスは、どの様な圧力でもよいが、或る場合は、１０ｘ１０−２トール未満、５０ｘ１０−３トール未満、２０ｘ１０−３トール未満、又は５０ｘ１０−４トール未満である。或る用途では、充填された不活性ガスは、約１８ｘ１０−３トールである。
【００２７】
ツールは、次に、ＭＥＭＳダイ１０をＭＥＭＳパッケージ１４と係合させ、熱及び／又は圧力を掛けて、シールリングの間のシールの形成を助け、同時に、ＭＥＭＳダイ１０とＭＥＭＳパッケージ１４の対応するボンドパッドの間に電気的接続部を形成する。ここで形成されたＭＥＭＳパッケージは、図３で良く分かるように、チャンバ３３内にＭＥＭＳ装置１１を含んでいる。必要であれば、ゲッター３８を、熱又は他の手段で活性化させてもよい。
【００２８】
ＭＥＭＳダイ１０のボンドパッドとＭＥＭＳパッケージ１４のボンドパッドは、熱圧縮接着で固定される場合もある。その様な場合、ＭＥＭＳダイ１０及び／又はＭＥＭＳパッケージ１４のボンドパッドは、金、銀、鉛、すず、アルミニウムなどの様な接着材料で形成された隆起を含んでいる。或る実施形態では、接着材料は、金又はアルミニウムの何れかの様な単一の材料で形成されている。別の実施形態では、接着材料は、異なる材料で形成されている。
【００２９】
次に、ＭＥＭＳダイ１０とＭＥＭＳパッケージ１４の間に、ＭＥＭＳダイ１０をＭＥＭＳパッケージ１４に固定することができるだけの接着力が加えられる。この接着力は、全ボンドパッドに用いられる接着材料の累積グラム当たり、例えば、少なくとも２５，０００ｋｇフォース、５０，０００ｋｇフォース、又は１００，０００ｋｇフォースの様な都合の良い力であればよい。接着力が加えられている間に、接着材料は十分に加熱され、ＭＥＭＳダイ１０をＭＥＭＳパッケージ１４に固定する助けとなる。熱の量は、必要に応じて、接着材料の温度を、摂氏３００、３５０、４５０、又は５００度以上の温度まで上げることができるものであればよい。或る場合には、ボンドパッドは、２００４年６月２８日出願の係属中の米国特許出願第１０／８７８，８４５号「ダイを基板に取り付けるための方法及び装置」に従って熱圧縮接着され、同出願を参考文献としてここに援用する。
【００３０】
勿論、ＭＥＭＳ装置１０をパッケージングするのに、別の適した設備及び技法を使用することもできる。例えば、ＭＥＭＳダイ１０をＭＥＭＳパッケージ１４の上に反転させるヒンジ式チャンバを設けてもよい。代わりに、又は追加して、必要に応じて、複数のＭＥＭＳダイ１０が、複数の対応するＭＥＭＳパッケージ１４に同時に接着されるように、全工程を、より大きな真空チャンバ内で行ってもよい。ＭＥＭＳ装置の作動性能は、ＭＥＭＳダイとＭＥＭＳパッケージが一つに固定される前又は後で確認することも考えられる。
【００３１】
以上、本発明の幾つかの実施形態について説明してきたが、当業者には容易に理解頂けるように、この他にも、特許請求の範囲内に含まれる実施形態を作り、使用することができる。この文書が包含する本発明の数多くの利点について、上記説明に記載している。本開示は、多くの点で、例証をしたに過ぎないものと理解頂きたい。細部、特に、部品の形状、寸法、及び配置の点で、本発明の範囲を逸脱すること無く変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】例示的なＭＥＭＳダイ、事前成形されたはんだ、及びＭＥＭＳパッケージの概略側面断面図である。
【図２】図１のＭＥＭＳダイ、事前成形されたはんだ、及びＭＥＭＳパッケージの概略上面図である。
【図３】図１−２の、組み立て後の、例示的なＭＥＭＳダイ、事前成形されたはんだ、及びＭＥＭＳパッケージの概略側面断面図である。
【図４】別の例示的なＭＥＭＳダイ、事前成形されたはんだ、及びＭＥＭＳパッケージの概略側面断面図である。
【図５】更に別のＭＥＭＳダイ、事前成形されたはんだ、及びＭＥＭＳパッケージの概略側面断面図である。
【図１】
2007144617.tif 000003
【図２】
2007144617.tif 000004
【図３】
2007144617.tif 000005
【図４】
2007144617.tif 000006
【図５】
2007144617.tif 000007
【外国語明細書】
2007144617000001.pdf