封装的微芯片制造技术

一种封装的微芯片具有绝热体，该绝热体使从该封装的微芯片的封装到微芯片的应力传输最小化。为此，封装的微芯片包括应力敏感的微芯片和封装，其中所述应力敏感的微芯片具有有底面面积的底面，而所述的封装具有一体形成的绝热体。所述绝热体具有有顶面面积的顶面，该顶面面积小于所述微芯片的底面面积。所述微芯片底面与所述绝热体的顶面相连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一般地，本专利技术涉及微芯片，特别是，本专利技术涉及微芯片的封装技术。
技术介绍
微电子机械系统(“MEMS”)用于越来越多的应用中。例如，目前普遍将微电子机械系统作为回转仪，用来检测飞机的俯仰角，而且还作为加速计以选择性地展开汽车中的气囊。简言之，这样的微电子机械系统装置通常具有悬垂于基板之上的结构和相关的电子设备，该电子设备既能检测该悬垂结构的运动，又能将所检测的运动数据传递送到一个或多个外部设备(如外部计算机)。该外部设备处理所检测的数据以计算所测得的属性(如俯仰角或加速度)。该相关的电子设备、基板和和可运动的结构通常形成在一个或多个芯片上(在本文中简称为“芯片”)，该芯片固定在封装内。例如，通常气密地密封芯片的封装可以由陶瓷或塑料制成。该封装包括允许电子设备将运动数据传送到外部设备的互连接。为了将芯片固定在封装内部，该芯片的底面通常粘接在(如用粘合剂或焊料)封装的内表面(如芯片连接焊盘)。因此，基本上芯片的全部底面区域都粘接在封装的内表面上。然而，当两个表面的温度变化时，会产生一些问题。特别是，由于两个表面通常具有不同的热膨胀系数，该封装会施加一机械应力到芯片的基板上。不希望地，该应力(在本领域称为“线性应力”，且该应力是热引起的)会使基板弯曲或挠曲到一未知的曲率。从而，基板弯曲或挠曲会影响芯片结构的运动和电子设备的功能，由此引起代表所测量属性的输出数据的误差。以同样的方式，机械地引起的施加于封装上的线性应力或扭转应力也能够传送到芯片，从而引起同样不希望的结果。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，封装的微芯片具有一个绝热体，该绝热体使从其封装到其微芯片的应力传输最小化。为此，封装的微芯片包括一应力敏感的微芯片和一封装，其中该应力敏感的微芯片具有一个有底面面积的底面，而该封装具有一体形成的绝热体。该绝热体具有一个有顶面面积的顶面，该顶面面积小于该微芯片的底面面积。该微芯片底面与该绝热体的顶面相连接。说明性地，绝热体和封装由相同的材料制成。例如，该绝热体和封装可以由氧化铝制成。在其它实施例中，绝热体和封装由氮化铝(AlN)制成。封装可以具有一个有底面的内腔，而微芯片可以与该内腔的底面隔开。当然，该封装可以是腔型封装和扁平型封装中的一种。在一些实施例中，封装和绝热体具有第一热膨胀系数(“CTE”)，而微芯片具有第二热膨胀系数。该第一和第二热膨胀系数因而可以是基本相同的。根据本专利技术的另一方面，封装的微芯片具有一应力敏感的微芯片和一封装，其中，该应力敏感的微芯片具有微芯片热膨胀系数，而该封装具有封装热膨胀系数。另外，该封装的微芯片也包括一绝热体，该绝热体具有绝热体热膨胀系数。该绝热体连接在该应力敏感的微芯片和封装之间。该绝热体热膨胀系数是在热膨胀系数的匹配范围内，这里的热膨胀系数匹配范围具有第一端点和第二端点，该第一端点比该微芯片的热膨胀系数大，而第二端点比该微芯片热膨胀系数小。该第一和第二端点与该微芯片热膨胀系数具有相等的距离。该相等的距离是封装热膨胀系数和微芯片热膨胀系数之差的绝对值。在一些实施例中，绝热体与封装一体地形成。例如，封装可以由氧化铝或氮化铝制成。根据本专利技术的再一方面，封装的微芯片包括一应力敏感的微芯片和2)封装，其中，该应力敏感的微芯片具有1)一个有底面面积的底面，而该封装具有一体形成的装置，该装置用于减小从该封装到该微芯片的应力传输。该一体形成的装置具有一个有顶面面积的顶面，该顶面面积小于微芯片的底面面积。该微芯片底面与该一体形成的装置的顶面相连接。附图说明从下面参照附图对本专利技术的的进一步描述中将会更加充分地理解本专利技术的前述和优点，其中图1示意性地示出根据本专利技术的说明性实施例可以制造的封装的微芯片的局部剖视图；图2示意性地示出图1所示的封装的微芯片的一个实施例的沿线X-X的截面图；图3示出制造图1和2所示的封装的微芯片的过程；图4示意性地示出图1所示的封装的微芯片的另一个实施例的沿线X-X的截面图。具体实施例方式在本专利技术的说明性实施例中，封装的微芯片(如微电子机械系统，在本文中也称作“MEMS”)包括将微芯片固定在封装内部的绝热体。选择绝热体的材料和/或尺寸以减小由封装引起的微芯片的应力(如线性应力和扭转应力)。在说明性的实施例中，该绝热体与封装成一体，从而不需要将绝热体粘接于封装。这些或其它一些实施例的细节将在下文中讨论。图1示意性地示出了封装的微芯片10的局部去掉的等轴立体图，该封装的微芯片10可以用于本专利技术的不同实施例。在说明性的实施例中，该封装的微芯片10是作为回转仪的微电子机械系统装置。因此，为了说明的目的，在本文中将不同的实施例作为微电子机械系统回转仪讨论。因此，将在图1、2和4中所示的微电子机械系统装置称为回转仪10。然而，应当注意，将不同实施例作为微电子机械系统回转仪讨论仅是示例性的，因而，将不同实施例作为微电子机械系统回转仪讨论并不是想限制本专利技术的所有实施例。因此，一些实施例可以用于其它类型的微芯片装置，如集成电路。另外，本专利技术的实施例可以用于其它类型的微电子机械系统装置，如以微电子机械系统为基础的光学转换装置和以微电子机械系统)为基础的加速计。此外，本专利技术的实施例可以用于安装在封装中的微芯片装置，这些封装并没有气密密封，如空腔塑料封装等。在图1中所示的回转仪10包括常规封装12、气密密封该封装12的盖14、以及固定在密封的内部32内的常规的回转仪芯片(die)16。回转仪芯片16包括已知的机械结构和测量给定轴线中角速率的电子设备(在下文中将参考图2进行讨论)。从封装12中延伸出的多个引线22与回转仪16电连接，从而允许在回转仪电子设备和外部装置(如计算机)之间进行电通信。回转仪芯片16粘接在与封装12一体形成的绝热体24上，而不是直接粘接在该封装12的内部表面。换句话说，作为说明，绝热体24由与用于形成封装12的同一件材料制成(如压制成)。更具体地说，图2示意性地示出图1所示的封装的微芯片10沿线X-X的截面图。该图清楚地示出了封装12和该封装的相应盖14、芯片16和绝热体24。如上所述，芯片16包括常规的硅微电子机械系统结构18，其机械地检测角度旋转，还包括附属的电子设备20。说明性地，这样的结构18和电子设备20(都示意性地示出在图2中)形成在绝缘硅晶片上，该绝缘硅片晶片在一对硅层之间具有一氧化层。其中，作为例子，该微电子机械系统结构18可以包括一个或多个振动质量，这些振动质量通过多次弯曲而悬垂在硅基板26上方。该结构18也可以包括梳状驱动器和传感装置，用于驱动振动质量和检测振动质量的运动。因此，其中，电子设备20可以包括与梳状驱动器和传感装置连接的的驱动和传感电子设备、以及信号传输电路。金属线23用引线22与附属的电子设备20连接。示例性的微电子机械系统回转仪在两个同时待审查的美国临时专利申请中更详细地讨论，这两个申请的序列号为60/364,322和60/354,610，这两个申请都转让给麻萨诸塞州诺伍德(Norwood)的Analog Device股份有限公司s。所述临时专利的公开内容全部作为参考包含在本文中。在可选的实施例中，微电子机械系统结构18和附属电子设备20处于不同的芯片上。例如，具有微电子机械系统结构18的芯片16可以通过第一绝热体24安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装的微芯片，包括：应力敏感的微芯片，所述应力敏感的微芯片具有一个有底面面积的底面；封装，所述封装具有一体形成的绝热体，所述绝热体具有一个有顶面面积的顶面，所述顶面面积小于所述微芯片的底面面积，所述微芯片底面连接于所述绝热体的顶面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-2-20 10/369,7761.一种封装的微芯片，包括应力敏感的微芯片，所述应力敏感的微芯片具有一个有底面面积的底面；封装，所述封装具有一体形成的绝热体，所述绝热体具有一个有顶面面积的顶面，所述顶面面积小于所述微芯片的底面面积，所述微芯片底面连接于所述绝热体的顶面。2.根据权利要求1所述的封装的微芯片，其中所述绝热体和封装由相同的材料制成。3.根据权利要求2所述的封装的微芯片，其中所述绝热体和封装由氧化铝制成。4.根据权利要求2所述的封装的微芯片，其中所述绝热体和封装由氮化铝制成。5.根据权利要求1所述的封装的微芯片，其中所述封装具有有底面的内腔，所述微芯片与所述内腔的底面隔开。6.根据权利要求1所述的封装的微芯片，其中所述封装和绝热体具有第一热膨胀系数，所述微芯片具有第二热膨胀系数，所述的第一和第二热膨胀系数基本相同。7.根据权利要求1所述的封装的微芯片，其中所述封装是腔型封装和扁平型封装中的一种。8.一种封装的微芯片包括应力敏感的微芯片，所述的应力敏感的微芯片具有微芯片热膨胀系数；封装，所述的封装具有封装热膨胀系数；以及绝热体，该绝热体具有绝热体热膨胀系数，所述绝热体连接在所述应力敏感的微芯片和封装之间，所述绝热体热膨胀系数是在热膨胀系数匹配范围内，所述热膨胀系数匹配范围具有比所述微芯片的热膨胀系数大的第一端点，所述热膨胀系数匹配范围具有比所述微芯片热膨胀系数(CTE)小的第二端点，所述第一和第二端点与所述微芯片热膨胀系数具有相等的距离，所述相等的距离是所述封装热膨胀系数和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘易斯隆，基兰P哈尼，
申请(专利权)人：模拟设备公司，
类型：发明
国别省市：US[]