[发明专利]微机电感测元件的塑料构装方法及其结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机电感测元件的塑料构装方法及其结构，尤其涉及一种在塑料构装中的微机电感测元件的作用区域上形成一空间的制造方法及其结构。

背景技术

以目前整个微机电产业而言，微机电感测元件虽然与生俱有微形化与体积整合的特点，但因为整体的元件成本一直居高不下，所以将大幅地缩减其元件可用的领域与范畴。随着全球通信个人化与普及化的潮流影响，人手一机或多机的状况已是一个见怪不怪的现象，就连刚就学的小学学童，因为亲子联的需求而使得手机的消费族群年龄，大幅地降低至未满十岁的儿童，因此大大地增加手机的需求量，而且根据拓谱在2005年九月的调查报告中指出，全球在2005年的手机出货数目约为7.6亿支，且手机用户数将达16.85亿户之多，同时预计2009年时的全球手机用户将可达22.36亿户。因此可见手机的应用市场规模实在不可轻忽。

以手机的产品属性与设计概念来说，手机除了通话和基本功能之外的附属功能和影像通信、无线数据传输、上网连结、时间显示、闹钟提醒、记事簿、全球时差、接收电子邮件、个人秘书、GPS导航、卫星地位与协寻、电子地图、无线遥控、MP3音乐、实时影像、数字照相、数字节目接收、水平标高、监控警示、数字游戏、收音机、扩充内存等等的功能。由于单机功能的无线扩充需求，将导致手机内元件数目与元件积体化的机率大增。很不幸地，由于轻、薄、短、小的消费者使用需求驱使，手机的本体体积不可能因为手机功能的增加而随之增加，相反地可能会被限制在一定的尺寸范围内，甚至有可能因轻巧美观的卖点推波助澜下，进而缩小整体手机的外形大小。另一方面，就是因为手机在全球市场上已是一个平名化的产物，因此整体手机的成本已将会局限在一合理的范围，不可能如高科技的仪器或配件般地高单价，也就是因为如此，所有导人手机内的所有元件成本，将会是一个设计上的挑战，因此低成本且可大量一贯生产的模式，已变成所有应用在手机内元件的一个设计准则与原则，也是技术研究的趋向。

另外对于未来手机而言，生活信息的感测需求将势必大举入侵并整合于手机中，其生活信息如环境温度、湿度、挥发性有机气体(VOC)、一氧化碳有毒气体、紫外线强度、空气中氧气含量、空气中氨含量等等，微形感测机制将是一个必需要做的事，而微机电感测元件正是目前唯一的可能最佳途径。目前手机内已有相当比例的元件采用微机电的元件，如话筒的微形麦克风、游戏效果的微形陀螺仪、照相的CCD等等，再加上上叙未来手机的微机电可能感测元件，由此可见微机电感测元件在未来手机内所扮演着举足轻重角色，而此些微机电感测元件的封装后尺寸，也是需要尽可能的微型化。

在微机电感测元件成本架构上，微机电的构装成本往往占整体微机电感测元件成本的7~8成左右，因此在降低微机电感测元件成本议题上，构装成本不但会是第一个必需检讨的课题，也是一个最有效且重要的改进方向。

一般的微机电感测元件，为了让微机电元件表面的感测机制，在元件封装后与外界大气环境相通，以达感测环境的目的，因此必须要在微机电感测元件表面的感测区域上方打开一信道。目前已知的微机电感测元件构装结构中，如美专专利6,379,988B1，图1A为其微机电感测元件构装结构10，如图所示，其中，在微机电感测元件11模封工艺前，为了保护微机电感测元件11上表面微型感测或制动结构12，先行在微机电感测元件表面覆盖一牺牲层保护层13，且该牺牲层保护层13在模封工艺后，整个埋入模封材料14中，故需在该微型感测或制动结构12上方打开一窗口。其开窗手法如图1B及图1C所示，采用二次不同强酸喷蚀方式，首先以第一衬垫15加载于模封材料14上以局限喷酸工艺的区域，再以第一强酸16喷蚀，在适当的酸蚀时间控制之后，将接触第一强酸16的模封材料14去除，使牺牲层保护层13外露出来；之后以第二衬垫17加载于模封材料14第一次开口区域之上，再以第二强酸18喷蚀，在适当的酸蚀时间控制之后，将牺牲层保护层13去除，以释放微机电感测元件11的微型感测或制动结构12并与大气接触。

但是，上述现有技术的微机电感测元件构装结构10的工艺存在着极大的问题，首先是开窗方法的问题，因此现有技术采用强酸喷蚀的技术，并以不同的强酸材料、不同的衬垫形状来打开第一层的模封材料14与第二层的牺牲层保护层13，此种强酸工艺除了需要额外的酸蚀区域衬垫之外，酸蚀参数的控制不易导致良率不高，且易有工安及环保的问题，且其强酸工艺必须单个逐一加工，产能低落。另外，因此现有技术需先以牺牲层保护层13于表面全面覆盖再空出焊线区域，其复杂的图案及工艺将对焊线工艺的良率造成影响。