具有电气和物理连接的片上信号路径制造技术

一种示例性微机电系统(MEMS)设备包括多个堆叠的层，该多个堆叠的层包括至少一个包括响应待测量的力的微机电组件的层。其中的两个层可以包括相应的第一外部电连接点和第二外部电连接点。多条导电路径可以以连续的方式部署在第一外部电连接点和第二外部电连接点之间的所述多个层中的每个层的外部表面上。间的所述多个层中的每个层的外部表面上。间的所述多个层中的每个层的外部表面上。

On chip signal path with electrical and physical connections

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有电气和物理连接的片上信号路径

技术介绍

[0001]诸如智能电话、智能手表、平板电脑、汽车、空中无人机(aerial drone)、电器、飞行器、运动辅助设备和游戏控制器之类的众多物品在其操作期间使用传感器(例如，运动传感器、压力传感器、温度传感器等)。在商业应用中，微机电(MEMS)设备或传感器(诸如加速度计和陀螺仪)捕获复杂的移动并确定朝向或方向。例如，智能电话配备有加速度计和陀螺仪，以增强依赖全球定位系统(GPS)信息的导航系统。在另一个示例中，飞行器基于陀螺仪测量结果(例如，滚转、俯仰和偏航)来确定朝向并且车辆实现辅助驾驶以提高安全性(例如，用于识别打滑或翻滚情况)。
[0002]随着越来越多的产品结合用于各种应用的MEMS技术，MEMS设备必须与多种形状要素集成并集成在小型化的设备中。MEMS设备通常可以包括众多组件和系统，诸如微机电组件、模拟和数字电路系统，以及用于基于与微机电组件相关联的信号计算输出的其它相关联的处理电路系统。此外，这些组件需要被保护以免受外部环境影响、被包装并与其它组件互连。结果所得的MEMS设备虽然非常小，但仍会占用最终使用设备内的宝贵空间。

技术实现思路

[0003]在本公开的一些实施例中，微机电(MEMS)设备可以包括第一层、第二层以及耦合在第一层和第二层之间的第三层，其中第三层包括一个或多个MEMS组件。MEMS设备还可以包括位于第一层的外部表面处的第一多个电连接点和位于第二层的外部表面处的第二多个电连接点。MEMS设备还可以包括多条导电路径，其中每条导电路径在第一多个电连接点之一与第二多个连接点之一之间提供材料的连续部分，并且其中每条导电路径部署在第一层的外部表面、第二层的外部表面和第三层的外部表面之上。
[0004]在本公开的一些实施例中，MEMS设备可以包括多个层，其中所述多个层中的至少一个层包括一个或多个MEMS组件。MEMS设备还可以包括位于多个层中的第一层的第一平面外部表面处的第一多个电连接点和位于多个层中的第二层的第二平面外部表面处的第二多个电连接点。MEMS设备还可以包括在第一平面外部表面和第二平面外部表面之上的多条导电路径，其中每条导电路径在第一多个电连接点之一与第二多个电连接点之一之间提供材料的连续部分，并且其中多条导电路径中的每一条沿着位于第一平面外部表面和第二平面外部表面之间的多个层中的一个或多个层的第三平面外平面表面延伸。
[0005]在本公开的一些实施例中，用于操作最终使用设备中的MEMS设备的方法可以包括在第一多个电连接点的第一子集处接收来自MEMS设备的多个信号，其中MEMS设备包括多个层，其中多个层中的至少一个层包括一个或多个MEMS组件，并且其中第一多个电连接点位于多个层中的第一层的第一平面外部表面处。该方法还可以包括经由多条导电路径的第一子集将来自MEMS设备的多个信号提供给第二多个电连接点的第一子集，其中每条导电路径在第一多个电连接点之一与第二多个连接点之一之间提供材料的连续部分。该方法还可以包括在第二多个电连接点的第二子集处接收来自最终使用设备的多个信号，其中第二多个电连接点位于多个层中的第二层的第二平面外部表面处。该方法还可以包括经由多条导电
路径的第二子集将来自最终使用设备的多个电信号提供给第一多个电连接点的第二子集，其中，对于导电路径中的每条导电路径，材料的连续部分都包括在相应的第一电连接点和相应的第二电连接点之间的直角。
附图说明
[0006]在结合附图考虑以下详细描述后，本公开的上述和其它特征、其性质和各种优点将更加明显，其中：
[0007]图1示出了根据本公开的一些实施例的示例性运动感测系统；
[0008]图2描绘了根据本公开的一些实施例的在连接点之间具有材料的连续部分的示例性MEMS设备；
[0009]图3描绘了根据本公开的一些实施例的图2的示例性MEMS设备的示例性俯视图和前视图；
[0010]图4描绘了根据本公开的一些实施例的图2
‑
3的示例性MEMS设备的示例性透视图；以及
[0011]图5描绘了根据本公开的一些实施例的用于制造在连接点之间具有材料的连续部分的MEMS设备的示例性步骤。
具体实施方式
[0012]MEMS设备使用半导体工艺制造并且包括接合在一起的多个堆叠的层。层中的一层或多层包括微机电组件，该微机电组件通过响应于力而移动并测量该移动以生成输出信号和/或响应于力而修改电信号来响应感兴趣的力(例如，线性加速度、角速度、压力、磁力、超声力等)。微机电组件包装在MEMS设备的其它层内。MEMS设备的层中的一层或多层包括处理由微机电组件产生的信号的电路系统(例如，滤波、缩放等)。所产生的输出信号被提供至MEMS设备的外部表面，以传输给最终使用设备的其它组件以进行附加处理。此外，MEMS设备还接收输入信号(例如，电源信号、接地、时钟信号、用于修改寄存器值的控制信号、用于通信的数据线等)。这些输入信号经由MEMS设备的外部表面被接收。
[0013]在本公开的实施例中，MEMS设备的层可以包括包含微机电组件的MEMS层以及封装MEMS层的盖和基板层。这些层之一可以在其外部表面上包括多个电连接点，输入信号从所述多个电连接点分布在MEMS设备内，并且输出信号从MEMS设备内提供至所述多个电连接点(例如，“内部连接点”)。MEMS设备的另一层可以包括多个电连接点，用于连接到最终使用设备的其它组件(例如，“外部连接点”)。可以在MEMS设备的外部表面上在内部连接点和外部连接点之间形成导电路径。
[0014]内部连接点和外部连接点之间的每条导电路径可以由单个的材料的连续部分形成，材料诸如是铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、钴(Co)、锡(Sn)，或其组合。导电路径可以沿着多个平面表面延伸，这些平面表面以诸如90
°
角之类的角度相交。例如，导电路径可以沿着包括内部连接点的第一外部平面表面延伸并且被图案化为横穿第一外部平面表面和第二外部平面表面之间的成角度的交叉部。导电路径可以沿着第二外部表面的至少一部分延伸，并且在一些实施例中，沿着附加的成角度的交叉部和外部表面的至少一部分延伸，以形成与外部连接点的电连接。
[0015]在实施例中，内部连接点可以位于基板层的外部表面的水平延伸的搁板上(例如，在x
‑
y平面中)。导电路径可以沿着搁板延伸，直到搁板与MEMS设备的(例如，基板层或MEMS层的)垂直竖直外部表面(例如，在y
‑
z平面中)相交。导电路径可以作为材料的连续部分在水平延伸的搁板与竖直外部表面之间的90
°
角上延伸，并且进一步沿着竖直外部表面在大致竖直方向(例如，正z轴方向)上延伸。竖直外部表面可以包括MEMS层的外部表面以及在MEMS层上方的盖层的外部表面。导电路径可以在MEMS层的外部表面和盖层的外部表面上延伸(例如，在垂直于水平延伸搁板的y
‑
z平面中)，直到它们到达盖层的上部外部水平表面。盖层的上部外部水平表面可以与竖直外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微机电(MEMS)设备，包括：第一层；第二层；第三层，耦合在第一层和第二层之间，其中第三层包括一个或多个MEMS组件；第一多个电连接点，位于第一层的外部表面处；第二多个电连接点，位于第二层的外部表面处；以及多条导电路径，其中每条导电路径在所述第一多个电连接点之一与所述第二多个连接点之一之间提供材料的连续部分，并且其中每条导电路径部署在第一层的外部表面、第二层的外部表面和第三层的外部表面之上。2.如权利要求1所述的MEMS设备，其中非导电层部署在导电路径与第一层、第二层或第三层之间。3.如权利要求2所述的MEMS设备，其中所述非导电层包括光致抗蚀剂层。4.如权利要求1所述的MEMS设备，其中第一层的外部表面包括在第一方向上延伸超出第二层和第三层的搁板，并且其中所述第一多个电连接点位于所述搁板处。5.如权利要求4所述的MEMS设备，其中包括导电材料的所述搁板的表面平行于第二外部表面。6.如权利要求5所述的MEMS设备，其中包括导电材料的所述搁板的表面和第二外部表面垂直于第三外部表面。7.如权利要求1所述的MEMS设备，其中所述第二多个电连接点包括多个焊料耦合件。8.如权利要求7所述的MEMS设备，其中第二外部表面垂直于第三外部表面。9.如权利要求7所述的MEMS设备，还包括耦合到所述多个焊料耦合件的一个或多个外部组件。10.如权利要求9所述的MEMS设备，其中所述多个焊料耦合件将所述第一多个电连接电连接到所述一个或多个外部组件。11.如权利要求10所述的MEMS设备，其中所述第一多个电连接件不电连接到除经由所述多个焊料耦合件电连接的所述一个或多个外部组件以外的任何外部组件。12.如权利要求9所述的MEMS设备，其中所述第一层和所述第三层除经由所述第二层和焊料耦合件以外不物理地附接到任何外部组件。13.如权利要求12所述的MEMS设备，其中第二层除经由焊料耦合件以外不连接到任何外部组件。14.如权利要求1所述的MEMS设备，其中材料的连续部分包括铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、钴(Co)、锡(Sn)或铝(Al)。15.如权利要求14所述的MEMS设备，其中材料的连续部分的厚度包括1
‑
10微...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：应美盛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：