用于导电柱的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了用于导电柱的系统和方法。在一个实施例中，系统包括电板和封装管芯，所述电板包括电气器件，所述封装管芯接合至所述电板。所述封装管芯包括：衬底层，所述衬底层包括凹陷区；导电迹线，其中，所述导电迹线的一部分是在所述凹陷区中形成的；以及外延器件层，接合至所述衬底层。器件层包括：MEMS器件，以及外延导电柱，其中，所述外延导电柱的第一侧电连接至所述导电迹线，并且所述外延导电柱的第二侧电连接至所述电板，其中，所述外延导电柱延伸通过所述外延器件层，以将所述导电迹线电耦合至所述外延器件层上的分界面。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
在倒装芯片封装中，在将信号焊盘电连接至板或其它衬底的表面之前，使在一个位置处制造的器件“倒置”。理想地，倒装芯片封装在安装到表面上时具有包装(footprint)，该包装与芯片自身大小类似的大小。即，倒装芯片封装缺乏增大芯片封装的包装的芯片封装周围的电连接的放射状图案，因为位于芯片的安装表面上的信号焊盘直接连接至该板。然而，当在倒装芯片封装中实现特定MEMS器件时，出现问题。典型地，在MEMS器件层倒装之前，将MEMS器件层形成为倒装芯片封装的顶层。在MEMS器件中，MEMS层的厚度可以实质上较厚。由于该实质厚度，当封装被倒装时，位于形成MEMS器件的衬底上的信号焊盘可能距该板的顶表面太远，而无法有效地与MEMS器件所安装至的板的表面接合。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了，并将通过阅读和研究以下说明书而理解。提供了用于导电柱 的系统和方法。在一个实施例中，系统包括电板和封装管芯，所述电板包括至少一个电气器件，所述封装管芯接合至所述电板。所述封装管芯包括:衬底层，所述衬底层包括凹陷区；导电迹线，其中，所述导电迹线的一部分是在所述凹陷区中形成的；以及外延器件层，接合至所述衬底层。器件层包括:微机电系统(MEMS)器件，其中，MEMS器件的一部分悬在所述凹陷区之上；以及至少一个外延导电柱，其中，所述至少一个外延导电柱的第一侧电连接至所述导电迹线，并且所述至少一个外延导电柱的第二侧电连接至所述电板，其中，所述至少一个外延导电柱延伸通过所述外延器件层，以将所述导电迹线电耦合至所述外延器件层上的分界面。附图说明在鉴于优选实施例的描述以及以下附图而考虑时，可以更容易地理解本专利技术的实施例，并且本专利技术的其它优势和用途可以更加显而易见，在附图中: 图1是本专利技术的一个实施例的具有导电柱的管芯的框 图2是本专利技术的一个实施例的使用导电柱实现的MEMS器件的透视 图3是示意了本专利技术的一个实施例的用于在外延层中制造MEMS器件和导电柱的方法的流程 图4是不意了本专利技术的一个实施例的在外延层中形成的MEMS器件和导电柱的 图5是示意了本专利技术的一个实施例的用于制造衬底层的方法的流程 图6是示意了本专利技术的一个实施例的用于支撑MEMS器件的衬底层的形成的 图7是示意了本专利技术的一个实施例的用于将外延层接合至支撑衬底的方法的流程图； 图8是示意了本专利技术的一个实施例的MEMS器件的制造的 图9是示意了本专利技术的一个实施例的MEMS器件的安装的框图；以及 图10是示意了本专利技术的一个实施例的用于制造MEMS器件的方法的流程图。根据普遍实践，各种所描述的特征不是按比例绘制的，但被绘制为强调与示例性实施例相关的具体特征。具体实施例方式在以下详细描述中，参照了附图，这些附图形成详细描述的一部分，并且在这些附图中，通过可实施本专利技术的具体示意性实施例的方式被示出。以足够的细节描述了这些实施例以使本领域技术人员能够实施本专利技术，并且要理解的是，在不脱离本专利技术的范围的情况下，可以利用其它实施例并且可以进行逻辑、机械和电气改变。因此，不应在限制的意义上采用以下详细描述。在本公开中提供的实施例描述了用于提供使用倒装芯片封装实现的MEMS器件的电连接的系统和方法(在倒装芯片封装的一个示例中，使用受控塌陷芯片连接及其首字母缩写C4来安装该封装。还可以使用其它工艺来安装倒装芯片封装)。例如,在一个实施例中，在支撑衬底的器件表面上形成外延导电柱，作为包括MEMS器件的器件层的一部分。外延导电柱从在支撑衬底的器件表面上形成的导电迹线延伸至器件层的分界面，甚至在MEMS器件的顶表面的情况下大致亦如此。可替换地，导电柱延伸超过器件层的分界面的范围。因此，外延导电柱提供了在支撑衬底上形成的导电迹线与器件层的分界面之间的电连接。外延导电柱桥接导电迹线与器件层的分界面之间的间隙，使得当器件被倒装以安装至板上时，可以通过外延导电柱将导电迹线耦合至外部电路。此外，当导电柱延伸超过MEMS器件的分界面的范围时，导电柱提供用于移动MEMS器件的附加空间。图1是包括在衬底层102顶部上所接合的MEMS器件110的本专利技术的一个实施例的管芯100的框图。如这里所使用，衬底层102指代给其余管芯100组件提供结构支撑的层。在至少一个实施例中，衬底层102由刚性非导电材料(例如但不限于硅玻璃、陶瓷等)制成。在附加实施例中，衬底层102由导电材料制造。如图1所示，衬底层102支撑微机电系统(MEMS)器件110。如这里所使用的短语“MEMS器件”指代集成了用于感测、处理或执行各种功能的小型化机械器件的电气组件。例如，MEMS器件110可以是加速计、陀螺仪等。由于衬底层102支撑具有机械部 分的器件，因此衬底层102包括一个或多个凹陷112。凹陷112是以下区域:其中，已经从衬底层102的器件表面移除包括衬底层102的材料的一部分，以允许向MEMS器件110的机械组件的移动的自由度。凹陷112还提供了用于在衬底层102的器件表面上形成将MEMS器件110和衬底层102相连接的电子互连(例如导电迹线104)的空间。衬底层102还包括一个或多个台面114。在至少一个示例性实施例中，台面114是衬底层102的一部分，其中，在形成凹陷112之后仍有来自衬底层102的器件表面的材料。在一些实施方式中，台面114接合至MEMS器件110的非移动部分。因此，在一个实施例中，MEMS器件110通过接合至台面114来接合至衬底层102。在附加实施例中，当衬底层102由导电材料制造时，衬底层102与电子互连(例如，导电迹线104)和MEMS器件110电绝缘。如图1所示的实施例中所示，导电迹线104是衬底层102的顶表面上已沉积导电材料的区域。导电迹线104允许沿衬底层102的顶表面传输电信号。例如，在特定实施方式中，导电迹线104充当用于感测MEMS器件110的移动的感测电极。可替换地，导电迹线104工作以将电从衬底层102上的一个区域传导至另一区域。在一些实施方式中，导电迹线104从凹陷112中的区域延伸至台面114上。当导电迹线104延伸至台面114上时，导电迹线104形成信号焊盘116。信号焊盘116是衬底层102上的被设计为电连接至芯片外表面的导电区域。在特定实施方式中，导电迹线104和信号焊盘116由金属或其它导电材料制成。MEMS器件110接合至管芯100的层(这里被称作器件层106)中的衬底层102。即，器件层106是衬底层102上的包括MEMS器件110的外延材料的层。由此，在整个该描述中同义地使用术语“外延层”和“器件层”。为了提供用于在导电迹线104与器件层106的表面之间电连接的手段，将器件层106中的半导体材料的一部分形成为外延导电柱108。导电柱108是与作为器件层106的一部分与MEMS器件110 —起制造的导电外延材料的一部分。导电柱108将与导电迹线104相耦合的信号焊盘116电连接至器件层106的分界面120。因此，分界面120提供了管芯100可从其起始而与芯片外电路互连的界面。换言之，当管芯100接合至表面(例如，倒装芯片配置中的电路板)时，导电柱108桥接信号焊盘116与器件层110的分界面120之间的间隙，以便于信号焊盘116与外部电路之间的电连接。图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，所述设备包括：衬底层（102），在其上的表面上具有至少一个导电迹线（104）；以及外延器件层（106），具有第一侧和相对的第二侧，所述外延器件层（106）的第一侧接合至所述衬底层（102），所述器件层（106）包括：至少一个微机电系统（MEMS）器件（110）；以及至少一个外延导电柱（108），其中，所述至少一个外延导电柱（108）延伸通过所述外延器件层（106），以将所述至少一个导电迹线（104）电耦合至所述外延器件层（106）的第二侧上的分界面。

【技术特征摘要】
2012.01.26 US 13/359,1371.一种设备，所述设备包括: 衬底层(102)，在其上的表面上具有至少一个导电迹线(104);以及 外延器件层(106)，具有第一侧和相对的第二侧，所述外延器件层(106)的第一侧接合至所述衬底层(102)，所述器件层(106)包括: 至少一个微机电系统(MEMS)器件(110);以及 至少一个外延导电柱(108)，其中，所述至少一个外延导电柱(108)延伸通过所述外延器件层(106)，以将所述至少一个导电迹线(104)电耦合至所述外延器件层(106)的第二侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：M埃斯克里奇，JC米尔恩，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：