[发明专利]用于微机电系统的密封封装

说明书

要求优先权及相关申请

本申请要求享有2010年9月18日提交的标题为“STACKED PACKAGINGOF MEMS DEVICES(MEMS器件的堆叠封装)”的美国临时专利申请No.61/384,242、2010年9月18日提交的标题为“PACKAGE STRESS RELIEFSTRUCTURE(封装应力消除结构)”的美国临时专利申请No.61/384,244以及2010年9月18日提交的标题为“STRESSLESS HERMETIC SEAL(无应力的气密密封)”的美国临时专利申请No.61/384,243的优先权，这些专利申请中的每个专利申请都以全文引用的方式并入本文。

本申请是与2010年8月3日提交的标题为“MICROMACHINED INERTIALSENSOR DEVICES(微机械惯性传感器器件)”的美国专利申请No.12/849,742、2010年8月3日提交的标题为“MICROMACHINED DEVICES ANDFABRICATING THE SAME(微机械器件及制造这种微机械器件)”的美国专利申请No.12/849,787以及2010年9月18日提交的标题为“MICROMACHINEDMONOLITHIC6-AXIS INERTIAL SENSOR(微机械单片式六轴惯性传感器)”的美国临时专利申请No.61/384,240有关的，这些专利申请中的每个专利申请都以全文引用的方式并入本文。

背景技术

微机电系统(“MEMS”)设计者面临许多设计注意事项。例如，减小芯片的占用面积(footprint)是微机电系统(“MEMS”)设计中一贯的目标。经常遇到的一个问题是需要MEMS和集成电路(例如，专用集成电路(“ASIC”))一起作用。在某些情况下，如果MEMS和ASIC彼此靠近，则性能就会得到改善。因此，希望将这些部件彼此靠近地来进行封装。

MEMS设计的另一目标是降低不希望的应力对MEMS的影响。MEMS器件上封装应力的主要来源是器件材料之间的热膨胀系数(“CTE”)的不匹配。最常见的是有机衬底材料(例如，FR-4)和硅器件之间的CTE不匹配。FR-4具有约14ppm/℃的CTE，而硅具有2.9ppm/℃的CTE。如果这两种材料使用硬的焊料被彼此粘附在一起，则当温度改变时，这样的CTE不匹配就会引起应力。

许多MEMS器件的一个关键特征是气密密封，其能够阻止水流入器件中。如果水或水蒸汽渗入MEMS封装内，则影响MEMS性能的电容会不受控制地发生变化，从而负面地影响功能。因此，希望将MEMS密封起来以与环境隔离开。

附图说明

在附图中(这些附图不一定是按照比例绘制的)，相同的数字可能描述不同视图中的类似部件。具有不同字母后缀的相同数字可能表示类似部件的不同例子。附图通过示例而非限制的方式概括地示例了本申请中所讨论的各个实施例。

图1示出了根据一示例的堆叠在ASIC上的MEMS。

图2示出了根据一示例的MEMS系统的横截面。

图3示出了根据一示例的包括印刷电路板(“PCB”)的MEMS系统的横截面。

图4示出了用于将第一电气部件连接到第二电气部件的互连点。

图5示出了根据一示例的使用聚合物芯互连点的堆叠在ASIC和PCB上的MEMS系统的横截面。

图6A示出了根据一示例的包括与可选的密封件结合的T形应力减小元件的部件。

图6B示出了根据一示例的包括T形应力减小元件和可选的密封件的部件。

图7A示出了根据一示例的包括限定出空隙的应力减小元件并且与可选的密封件结合的部件。

图7B示出了根据一示例的包括限定出空隙的应力减小元件和可选的密封件的部件。

图8A示出了根据一示例的包括与可选的密封件结合的且拐角结合的应力减小元件的部件。

图8B示出了根据一示例的包括拐角结合的应力减小元件和可选的密封件的部件。

图9A示出了根据一示例的包括与可选的密封件结合的环绕式应力减小元件的部件。

图9B示出了根据一示例的包括环绕式应力减小元件和可选的密封件的部件。

图10A示出了根据一示例的包括与可选的密封件结合的环绕式应力减小元件的部件。

图10B示出了根据一示例的包括环绕式应力减小元件和可选的密封件的部件。

图11A示出了根据一示例的包括设置在拐角中的应力减小元件的部件。