(57)【要約】【課題】機構ダイおよびパッケージを備えるマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）慣性センサ装置用の分離応力離隔装置を提供すること。【解決手段】容量性装置機構が、機構ダイとパッケージ基板の間に位置付けられた基板層内に形成される。分離応力離隔構造が、同じ基板層内に形成されるが、容量性装置機構からは物理的に離隔される。分離応力離隔構造は、機構ダイとパッケージ基板の間に置かれ、それらの間に機械的電気的結合を提供する。【選択図】図４
2007218902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）センサ装置であって、
パッケージ基板と、
前記パッケージ基板から隔置された機構ダイと、
前記機構ダイと前記パッケージ基板との間で前記機構ダイから垂下するように取り付けられた機構装置と、
前記機構ダイと前記パッケージ基板との間に置かれ、前記機構ダイを前記パッケージ基板に取り付けている１つまたは複数の分離離隔構造とを備えるマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）センサ装置。
【請求項２】
前記離隔構造が、前記機構装置と共に単一基板層内に形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記離隔構造が、前記機構ダイに１つまたは複数のアンカによって連結される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記離隔構造上に形成された１つまたは複数の電気インタフェースパッドと、前記パッケージ基板上に形成された１つまたは複数の電気インタフェースパッドとの間に形成されたスタッドバンプをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記離隔構造が、１つまたは複数の屈曲部で連結された互いに離隔する第１および第２の部分をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記機構装置の、前記機構ダイとは反対側の部分に取り付けられたカバープレートをさらに備え、前記パッケージ基板がさらに、前記カバープレートを収容するように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記機構装置が、互いに異なるコンデンサ間の微分容量を測定するために構成された装置をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）センサ装置を形成するための方法であって、
比較的厚いハンドル層および比較的薄い活性層を有するベースウェハのパッケージ基板の表面上に、複数の電気インタフェースパッドを形成するステップと、
前記ハンドル層内に機構ダイを形成するとともに、前記活性層内に機構装置を形成するステップと、
前記機構装置と前記機構ダイとの間に１つまたは複数のアンカを形成するステップと、
前記活性層内に前記機構装置とは無関係に複数の分離応力離隔構造を形成するステップと、
前記離隔構造と前記機構ダイとの間に１つまたは複数のアンカを形成するステップと、
前記機構装置と、前記離隔構造のうちの１つまたは複数との間に導電経路を形成するステップと、
前記離隔構造を、前記パッケージ基板の前記表面上の前記電気インタフェースパッドに取り付けるステップとを含む方法。
【請求項９】
前記活性層内に複数の前記分離応力離隔構造を形成する前記ステップが、１つまたは複数の屈曲部で一緒に連結された互いに離隔する第１および第２の応力離隔構造部分を形成するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
複数の前記分離応力離隔構造を形成する前記ステップが、前記パッケージ基板の前記表面に面する前記離隔構造の表面上に、１つまたは複数の金属化接着パッドを形成するステップをさらに含み、
前記離隔構造を、前記パッケージ基板の前記表面上の前記電気インタフェースパッドに取り付ける前記ステップが、前記離隔構造の前記表面上の前記金属化接着パッドのうちの１つまたは複数を、前記パッケージ基板の前記表面上の前記電気インタフェースパッドのうちの対応する１つに付着させるステップをさらに含み、
前記離隔構造の前記表面上の前記金属化接着パッドのうちの１つまたは複数を、前記パッケージ基板の前記表面上の前記電気インタフェースパッドのうちの対応する１つに付着させる前記ステップが、前記離隔構造の前記表面上の前記金属化接着パッドと、前記パッケージ基板の前記表面上の前記対応する電気インタフェースパッドとの間に１つまたは複数のスタッドバンプを形成するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置のパッキングおよび方法に関し、詳細にはマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）センサ装置をパッキングするための離隔構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
加速度計、ジャイロスコープ、および磁気探知器などのマイクロ電機機械システム（ＭＥＭＳ）慣性センサは、一般によく知られており、本特許出願の譲受人であるハネウェルインターナショナル社（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）より市販されている。ＭＥＭＳ慣性センサ装置機構は、ホウケイ酸塩ガラスまたはシリコンダイ上に取り付けられた薄い（２０〜２００μｍ）シリコン層で形成されている。次に、ＭＥＭＳセンサダイは一般に、セラミックやプラスチックなどの異種材料で形成された別のパッケージ基板内に取り付けられる。これらの異種のパッケージ材料は、ガラスまたはシリコンダイ材料の熱膨張係数（ＣＴＥ）の２倍ものＣＴＥを有することがある。ダイマウントが必然的に高温で行われるため、室温まで冷却する間にダイに加わる圧力により、パッケージがダイを圧搾し、それがバイアスなどの性能ばらつきをもたらし、修復不能の損傷を引き起こす場合もある。動作中、装置機構は、振動および衝撃による応力をもしばしば受けることになり、それが損傷を引き起こし、破局的損傷を引き起こすこともある。
【０００３】
ＭＥＭＳ慣性センサ装置機構は、どちらも機構層（ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ｌａｙｅｒ）全体に微細な特定形状をエッチングするものである反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）または深掘反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）を用いて形成される。これらのプロセスは、薄い機構層のｘ−ｙ面内に複雑な形状の構造を形成することを可能にするが、深さ以外にｚ方向に制御することができず、複雑なクッキーの抜き型にかなり類似している。装置機構は、ダイのどの場所に取り付けられてもよく、あるいは、外部入力に応答して動くように切り離されていてもよい。
【０００４】
ＭＥＭＳ慣性センサ装置機構のパッケージ基板からの離隔は、通常、機構ダイの下に、ダイまたは基板のＣＴＥに近いか、あるいはダイのＣＴＥと基板のＣＴＥの間のＣＴＥを有する離隔材の形をとる。
【０００５】
図１および図２は、それぞれ従来技術の典型的な離隔機構を示す上面図および側面図である。従来のＭＥＭＳ静電容量読取式慣性センサ装置（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ  ｒｅａｄｏｕｔ  ｆｏｒｃｅ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）１では、通常、機構ダイ２が「表を上にして」取り付けられ、ダイ２の上面上に、すなわちパッケージ基板４とは反対側に装置機構３が配置される。装置機構３は、上側ダイ表面６上に形成されたコンデンサ極板５の上にダイ２から間隔をおいて配置される。装置機構３は、例示であり限定するものではないが、上側ダイ表面６にアンカ７によって取り付けられる。コンデンサ極板５および装置機構３から上側ダイ表面６上のワイヤ接着パッド９まで、導電経路または金属化トレース８が導かれる。
【０００６】
機構ダイ２は、例示であり限定するものではないが、パッケージ基板４および下側ダイ表面１５の上にそれぞれ形成された接着パッド１３および１４の間の金、アルミニウムまたははんだスタッドバンプ（アルミニウムまたははんだを瘤のような塊にしたもの）１１を使用して、パッケージ基板４に取り付けられる。その後、ワイヤ接着パッド９とパッケージ基板４上に形成されたワイヤ接着パッド１７との間に接合された導電性ワイヤ１６により、機構ダイ２とパッケージ基板４との間で電気的に接触する。
【０００７】
ＭＥＭＳ慣性センサ装置機構１のパッケージ基板４からの離隔は一般に、下側ダイ表面１５と基板４の上側表面１９との間に配置された離隔材１８によってもたらされ、離隔材１８は、ダイ２または基板４のＣＴＥに近いか、あるいはダイ２および基板４のＣＴＥの間のＣＴＥを有する。
【０００８】
ダイと基板の間に置かれた離隔材をベースにしたそのような離隔機構は、多くの用途で有効であるが、依然として、検知装置においてバイアスなどの性能ばらつきをもたらしうるＣＴＥの差異を示す。
【特許文献１】米国特許出願第１１／０８４，９７８号
【特許文献２】米国特許第６，９１０，３７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、分離応力離隔構造（ｄｉｓｃｒｅｔｅ  ｓｔｒｅｓｓ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有するマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）慣性センサ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の装置は、機構ダイおよびパッケージを備える。本発明の装置は、機構ダイおよびパッケージ基板が、互いに大きく異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する、互いに異なる材料で形成される用途で等しく有用である。機構ダイおよびパッケージ基板は、互いに離間されており、ほぼ平行である。容量性装置機構（ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  ｄｅｖｉｃｅ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）が、機構ダイとパッケージ基板との間で機構ダイに取り付けられる。この装置機構は、パッケージ基板に面する機構ダイの表面から隔置され、その機構ダイに１つまたは複数のアンカによって取り付けられる。機構ダイは、装置機構がパッケージ基板に面し、且つ、それから隔置された状態で位置付けられる。装置機構をパッケージ基板から隔置させるために、複数の分離応力離隔構造が機構ダイとパッケージ基板の間に置かれる。機構ダイは、パッケージ基板の表面上に設けられた金属化接着パッドに、離隔構造上のそれぞれの金属化接着パッドによって電気的かつ機械的に結合される。
【００１１】
本発明の一態様によれば、離隔構造上のそれぞれの金属化接着パッドと、パッケージ基板の表面上に設けられた金属化接着パッドとの間の電気的機械的結合が、従来の金スタッドバンプ・フリップチップ（ＧＳＢＦＣ）技術を用いて行われる。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、容量性装置機構は、微分容量（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を測定するために構成された可動部分を含み、この可動部分は、装置機構の面内であるいは外部入力に応答して面外で動くように構成されている。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、容量性装置機構は、外部入力によって生じた動きに応答して微分容量を測定するために、機構ダイの対向する表面上に形成された１つまたは複数のコンデンサ極板の上に位置付けられた可動部分を含む。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、センサ装置は、容量性装置機構の上に取り付けられたカバープレートをオプションとして備え、したがって、容量性装置機構は、オプションの両面装置機構である。本発明のこの態様によれば、カバープレートには、本発明の応力離隔構造の隙間として位置付けられた開口部が構成される。さらに、パッケージ基板には、カバープレートを収容するように構成された隙間開口部が形成される。さらに、パッケージ基板には、隙間開口部の中へ延び、応力離隔構造に対応するように位置付けられ、かつ金属化接着パッドを表面上に備えるフィンガが形成される。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、比較的厚いハンドル層と比較的薄い活性層との間に絶縁層を有するベースウェハの本発明のセンサ装置を形成する方法であり、機構ダイがハンドル層内に形成され、機構装置が活性層内に形成され、アンカによって機構装置を機構ダイに取り付け、分離応力離隔構造が、機構装置とは無関係にかつそれから離隔して活性層内に形成されるとともに、離隔構造と機構ダイの間に形成された１つまたは複数のアンカによって機構ダイに取り付けられる、方法が提供される。この方法は、機構装置と、離隔構造のうちの１つまたは複数との間に導電経路を形成すること、パッケージ基板の表面に面する離隔構造の表面上に１つまたは複数の金属化接着パッドを形成することによって、機構ダイをパッケージ基板に取り付けること、ならびに、離隔構造の表面上の金属化接着パッドのうちの１つまたは複数をパッケージ基板の表面上の電気インタフェースパッドのうちの対応する１つに付着させることによって、離隔構造をパッケージ基板の表面上の電気インタフェースパッドに取り付けること、を含む。
【００１６】
本発明の方法の他の態様によれば、離隔構造の表面上の金属化接着パッドのうちの１つまたは複数を、パッケージ基板の表面上の電気インタフェースパッドのうちの対応する１つに付着させることは、離隔構造の表面上の金属化接着パッドとパッケージ基板の表面上の対応する電気インタフェースパッドとの間に１つまたは複数のスタッドバンプを形成することによって実現される。
【００１７】
本発明の方法の他の態様によれば、その方法は、カバープレートを、機構装置の、機構ダイとは反対側の部分に取り付けること、離隔構造のそれぞれの周囲に隙間をもたらすような大きさの１つまたは複数の開口部を有するカバープレートを形成すること、パッケージ基板内に隙間開口部を形成すること、カバープレートを収容するための隙間開口部を構成すること、ならびに、パッケージ基板内の隙間開口部内にカバープレートを入れ子にすること、を含む。
【００１８】
本発明の方法の他の態様によれば、その方法は、離隔構造とインタフェースをとるために位置付けられた隙間開口部の内側に、電気インタフェースパッドがその上に形成されているパッケージ基板の表面を形成する１つまたは複数のフィンガを形成することによって、カバープレートを収容するためにパッケージ基板内に隙間開口部を構成することを含む。
【００１９】
本発明の他の特徴および利点は、好ましい実施形態が添付図面に関連して詳細に説明されている以下の記述から明らかになるであろう。
本発明の前述の態様およびそれらに付随する利点の多くは、添付図面に関連してなされたときに、以下の詳細説明を参照することによってより良く理解されるようになるので、より容易に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図において同じ番号は同じ要素を示す。
図３は、明瞭にするためにパッケージ基板が削除されているマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）慣性センサ装置１００と組み合わせた本発明の分離応力離隔構造を示す底面図であり、図４は、それぞれが大きく異なる熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する異なる材料で形成された機構ダイ１０２およびパッケージ基板１０４を備える、図３に示されたＭＥＭＳ慣性センサ装置１００の側断面図である。例えば、機構ダイ１０２は、通常はホウケイ酸塩ガラスまたはシリコンで形成され、別個のパッケージ基板は、異なる材料、通常はセラミックまたはプラスチックで形成される。
【００２１】
機構ダイ１０２および機構装置１０６は、例えば、比較的厚い「ハンドル」層１０７と比較的薄い「活性」層１０９との間に挟まれ、かつ実質的にそれらと接触している厚みがわずかに数ミクロンの埋込み誘電体層または絶縁層１０５を有するシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）ベースウェハ１０３で形成される。例えば、活性層１０９は一般に、周知の従来の方法を用いて、ハンドル層１０７の上の絶縁層１０５上に取り付けられたまたは成長させられた薄い（２０〜２００ミクロン）シリコン層で形成される。ハンドル層１０７および活性層１０９は、どちらも単結晶シリコン（ＳＣＳ）半導体材料で形成される。ＳＯＩベースウェハ１０３は一般に、市販のタイプのものである。あるいは、ハンドル層１０７は、ホウケイ酸塩ガラスウェハなどの絶縁基体ウェハであり、活性層１０９は、ハンドル層１０７上に取り付けられたＳＣＳまたはＳＯＩデバイスウェハである。機構ダイ１０２はハンドル層１０７内に形成され、機構装置１０６は活性層１０９内に形成される。
【００２２】
装置機構１０６は、絶縁層１０５を介して機構ダイ１０２に機械的および電気的に結合されて取り付けられるが、図示のように外部入力に応答して動くように部分的に切り離されていてもよい。例示であり限定するものではないが、装置機構１０６は、外部入力に応答して微分容量を測定するように構成された容量性装置機構などのＭＥＭＳ慣性センサ装置機構１０６である。装置機構１０６は、ＭＥＭＳ慣性センサ機構として構成される場合、複数のコンデンサ１１０を形成してそれらの間の微分容量を測定するために、機構ダイ１０２に対して配置されてもよい。したがって、装置機構１０６の一方の表面１１２は、機構ダイ１０２の第１の表面１１４とほぼ平行にかつそれから離間されて配置されるとともに、第１の表面１１４上に１つまたは複数のコンデンサ１１６が設けられるように位置付けられ、それによって、装置機構１０６の表面１１２と、コンデンサ極板１１６との間に１つまたは複数のコンデンサ１１０を形成する。
【００２３】
例えば、機構装置１０６の可動部分１１８が、機構ダイ１０２から容量性空隙１２０によって隔置され、それによって、それらの間にコンデンサ１１０が形成される。容量性空隙１２０は、装置機構１０６と機構ダイ１０２の間に、例えば、開示されているような当技術分野で周知の従来の微細加工を用いて誘電体層または絶縁層１０５を選択的にエッチングすることによって形成される。例えば、参照により本明細書に組み込まれているとともに本願の譲受人によって共同所有されている、２００５年３月２１日にＩｊａｚ  Ｈ．ＪａｆｒｉおよびＪｏｎａｔｈａｎ  Ｌ．Ｋｌｅｉｎの名義で出願された同時係属の米国特許出願第１１／０８４，９７８号、「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」を参照されたい。
【００２４】
可動部分１１８は、機構ダイ１０２にアンカ１２４を介して連結された１つまたは複数の屈曲部１２２上に支持される。したがって、可動部分１１８は、屈曲部１２２の両側に位置付けられた可動部分１１８の第１および第２のシーソー部分１１８ａ、１１８ｂの間で微分容量を測定するために、面外に自由に動く。
【００２５】
あるいは、機構装置１０６は、機構装置１０６の可動部分１１８上の互いにかみ合って動く櫛歯と、固定部分上の固定櫛歯との間に形成された複数の微分コンデンサを有する面内櫛形静電容量読取式力変換器（ｉｎ−ｐｌａｎｅ  ｃｏｍｂ−ｔｙｐｅ  ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  ｒｅａｄｏｕｔ  ｆｏｒｃｅ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）として製作される。例えば、面内の機構装置１０６は、例示であり限定するものではないが、参照により本明細書に組み込まれるとともに本願の譲受人によって共同所有されている、２００５年６月２８日に本発明の発明者に発行された米国特許第６，９１０，３７９号、「Ｏｕｔ−ｏｆ−Ｐｌａｎｅ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ  ｆｏｒ  ａｎ  Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ」で開示されたタイプのものである。
【００２６】
装置機構１０６をパッケージ基板１０４の第１の表面１２８から隔置させるために、複数の分離応力離隔構造１２６が機構ダイ１０２とパッケージ基板１０４との間に置かれる。離隔構造１２６は、装置機構１０６と同じシリコン層内に形成され、したがって装置機構１０６と同一平面にある。しかし、離隔構造１２６は、装置機構１０６から物理的に離隔されている。離隔構造１２６は、例えば、装置機構１０６を形成するのと同時に、どちらも離隔構造の全厚みに微細な特定形状をエッチングするものである同じ反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）または深掘反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）プロセスを用いて形成される。当技術分野で周知のように、これらのプロセスは、離隔構造のｘ−ｙ面内に複雑な形状の構造を形成することを可能にするが、深さ以外にｚ方向に制御することができず、複雑なクッキーの抜き型にかなり類似している。したがって、離隔構造１２６は、それらの全厚みにわたってほぼ一定の断面になる。別法として、装置機構１０６および離隔構造１２６は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）などの適切なエッチング液中で異方性エッチングなどの従来のウェットエッチング法によって形成される。離隔構造１２６は、複雑な形状を有して形成されうるが、ここでは実質的に平面でありかつ相互に平行な離間された第１および第２の表面１３０、１３２を有する単純な正方形または長方形として例示されている。オプションとして、離隔構造１２６のそれぞれは、１つまたは複数の屈曲部１３８で連結された互いに離隔する第１および第２の部分１３４、１３６を含む。例示であり限定するものではないが、第１および第２の互いに離隔する部分１３４、１３６は、１つ、２つまたは全ての離隔構造１２６の全厚みｔにわたって形成されたスロットによって設けられた間隙１４０の両側で離間される。第１の部分１３４は、機構ダイ１０２を１つまたは複数のアンカ１４２によって連結することによって支持される。ハンドル層１０７が絶縁基体ウェハである場合、本明細書で論じたように、アンカ１４２は、絶縁材料内に、例えば開示されているような当技術分野で周知の従来の微細加工を用いて選択的にエッチングすることによって形成される。あるいは、ハンドル層１０７が半導体材料である場合、アンカ１４２は、例えば誘電体層または絶縁層１０５内を選択的にエッチングすることによって形成される。導電経路１４４は、装置機構１０６と、離隔構造１２６の機構ダイ１０２とは反対側の表面１３２上に位置する金属化接着パッド１４６との間に電気信号キャリアをもたらす。
【００２７】
離隔構造１２６は、機構ダイ１０２とパッケージ基板１０４の間に実質的に平衡パターンで置かれる。例えば、図示のように、３つの離隔構造１２６が、機構ダイ１０２とパッケージ基板１０４との間に三角形のパターンで置かれる。あるいは、３つよりも多いまたは少ない離隔構造１２６が使用され、例えば、４つの離隔構造１２６が正方形または長方形のパターンで使用されてもよく、５つの離隔構造１２６が五角形のパターンで使用されてもよく、６つの離隔構造１２６が六角形のパターンで使用されてもよく、さらに多くの離隔構造１２６が他の平衡パターンで使用されてもよい。
【００２８】
機構ダイ１０２の取付けは、離隔構造１２６によって実現される。例示であり限定するものではないが、取付けは、よく知られた従来の金スタッドバンプ・フリップチップ（ＧＳＢＦＣ）技術を用いて実現される。したがって、１つまたは複数の金、アルミニウムまたははんだスタッドバンプ１４８が、離隔構造１２６の表面１３２上の金属化接着パッド１４６と、応力離隔構造１２６の金属化接着パッド１４６の実質的なミラーイメージとしてパッケージ基板１０４の第１の表面１２８上に設けられた別の金属化接着パッド１５０との間に形成される。したがって、スタッドパンプ１４８は、機構ダイ１０２とパッケージ基板１０４の間に、それらの間に置かれた離隔構造１２６によって電気機械接続部を形成する。
【００２９】
したがって、機構ダイ１０２は、パッケージ基板１０４に、装置機構１０６がそれらの間に配置されかつ第１の表面１２８に面するがそれから隔置された状態で取り付けられる。表面１２８上のまたはパッケージ基板１０４内の回路は、機構ダイ１０２および装置機構１０６への外部電気接続部としての電気経路を提供する。
【００３０】
図５は、明瞭にするためにパッケージ基板１０４が削除されている代替マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）慣性センサ装置２００と組み合わせた本発明の分離応力離隔構造１２６を示す底面図であり、図６は、図５に示されたＭＥＭＳ慣性センサ装置２００の側断面図である。代替ＭＥＭＳ慣性センサ装置２００は主として、カバープレート２０２が取り付けられているとともに、そのカバープレート２０２を収容するためにパッケージ基板１０４内に空間が設けられているという点で、センサ装置１００とは異なる。例示であり限定するものではないが、カバープレート２０２は、装置機構１０６の機構ダイ１０２とは反対側に追加のアンカ１２４によって取り付けられ、したがって、代替センサ装置２００は、一般に当技術分野で周知のように、機構装置１０６の表面１１２と、機構ダイ１０２およびカバープレート２０２にそれぞれ対向する表面１１４および２０４上に形成されたコンデンサ極板１１６との間に形成された微分コンデンサ１１０を有する両面装置である。従来技術の装置では、そのような両面装置を取り付けるために、機構ダイ１０２とカバープレート２０２のうちの一方が使用された。対照的に本発明では、本明細書で上述したように、機構ダイ１０２を取り付けるために離隔構造１２６のパターンが設けられる。図示のように、カバープレート２０２は、カバープレート２０２が離隔構造１２６のそれぞれの周囲に隙間をもたらすような大きさの１つまたは複数の開口部２０６を含むことを除けば、機構ダイ１０２と同じサイズおよび形状で形成される。
【００３１】
図７は、パッケージ基板１０４を、カバープレート２０２の輪郭を通過するような大きさの隙間開口部２０８が設けられているものとして示す。離隔構造１２６のパターンとインタフェースをとるために、１つまたは複数のフィンガ２１０が開口部２０８の内側に設けられる。金属化接着パッド１５０が、パッケージ基板１０４の第１の表面１２８上に、応力離隔構造１２６上の金属化接着パッド１４６の実質的なミラーイメージで設けられる。１つまたは複数の金、アルミニウムまたははんだスタッドバンプ１４８が、離隔構造１２６の表面１３２上の金属化接着パッド１４６と、別の金属化接着パッド１５０との間に形成される。したがって、スタッドパンプ１４８は、機構ダイ１０２とパッケージ基板１０４の間にそれらの間に置かれた離隔構造１２６によって電気機械接続部を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来技術のＭＥＭＳ静電容量読取式慣性センサ装置の上面図である。
【図２】図１に示されたＭＥＭＳ静電容量読取式慣性センサ装置を含む、従来技術のＭＥＭＳ慣性センサパッケージの側面図である。
【図３】明瞭にするためにパッケージ基板部分が削除されているマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）慣性センサ装置と組み合わせた本発明の分離応力離隔構造を示す底面図である。
【図４】パッケージ基板部分を含む図３のＭＥＭＳセンサ装置を備える本発明の小型ＭＥＭＳ慣性センサパッケージの断面図である。
【図５】明瞭にするためにパッケージ基板が削除されている代替ＭＥＭＳ慣性センサ装置と組み合わせた本発明の分離応力離隔構造を示す底面図である。
【図６】パッケージ基板部分を含む図５のＭＥＭＳセンサ装置を備える本発明の小型ＭＥＭＳ慣性センサパッケージの断面図である。
【図７】センサ機構を覆うカバープレートの輪郭を通過するような大きさの隙間開口部が設けられた図６の代替パッケージ基板を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００  ＭＥＭＳ慣性センサ装置
１０２  機構ダイ
１０３  ＳＯＩベースウェハ
１０４  パッケージ基板
１０５  誘電体層、絶縁層
１０６  装置機構、機構装置
１０７  ハンドル層
１０９  活性層
１１０  コンデンサ
１１２  表面
１１４  表面
１１６  コンデンサ極板
１１８  可動部分
１２０  容量性空隙
１２２  屈曲部
１２４  アンカ
１２６  離隔構造
１２８  第１の表面
１３０  第２の表面
１３２  表面
１３４  第１の部分
１３６  第２の部分
１３８  屈曲部
１４０  間隙
１４２  アンカ
１４４  導電経路
１４６  金属化接着パッド
１４８  スタッドバンプ
１５０  金属化接着パッド
２００  ＭＥＭＳ慣性センサ装置
２０２  カバープレート
２０４  表面
２０６、２０８  開口部
２１０  フィンガ
【図１】
2007218902.tif 000003
【図２】
2007218902.tif 000004
【図３】
2007218902.tif 000005
【図４】
2007218902.tif 000006
【図５】
2007218902.tif 000007
【図６】
2007218902.tif 000008
【図７】
2007218902.tif 000009
【外国語明細書】
2007218902000001.pdf