本發明(ming)涉及(ji)一種(zhong)微(wei)機(ji)械(xie)構(gou)件(jian)，所述微(wei)機(ji)械(xie)構(gou)件(jian)具(ju)有(you)電(dian)(dian)(dian)路(lu)板、asic芯(xin)(xin)(xin)片(pian)和mems芯(xin)(xin)(xin)片(pian)，所述電(dian)(dian)(dian)路(lu)板具(ju)有(you)主(zhu)延伸平面(x,y)、所述asic芯(xin)(xin)(xin)片(pian)和mems芯(xin)(xin)(xin)片(pian)平行于所述主(zhu)延伸平面布置(zhi)，其(qi)中，asic芯(xin)(xin)(xin)片(pian)布置(zhi)在電(dian)(dian)(dian)路(lu)板上方(fang)并且mems芯(xin)(xin)(xin)片(pian)布置(zhi)在asic芯(xin)(xin)(xin)片(pian)上方(fang)，其(qi)中，asic芯(xin)(xin)(xin)片(pian)在鍵合(he)區中借助鍵合(he)線與電(dian)(dian)(dian)路(lu)板電(dian)(dian)(dian)接觸。

背景技術：

1、為了能夠(gou)實(shi)現mems傳感器(qi)殼體越來(lai)越小的(de)(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)，強制性使用(yong)(yong)chip-on-chip(芯片(pian)(pian)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)芯片(pian)(pian))設(she)計(ji)(ji)解決(jue)方案。通過(guo)將mems芯片(pian)(pian)直接施加到(dao)(dao)asic上(shang)(shang)(shang)，得出對各(ge)個(ge)芯片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)幾何(he)形狀和設(she)計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)多個(ge)要求。除(chu)(chu)了芯片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)匹配的(de)(de)(de)(de)(de)內部接線以便(bian)阻止交叉鍵合(he)之外，還(huan)必(bi)須在(zai)(zai)設(she)計(ji)(ji)中(zhong)(zhong)已經(jing)考慮(lv)尤其在(zai)(zai)asic上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)個(ge)鍵合(he)焊盤的(de)(de)(de)(de)(de)類型、位置和尺(chi)(chi)(chi)寸。這在(zai)(zai)avt概(gai)念和各(ge)個(ge)芯片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)整(zheng)體新研發中(zhong)(zhong)可(ke)以簡單地(di)被(bei)考慮(lv)到(dao)(dao)，但大多反(fan)映在(zai)(zai)芯片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)尺(chi)(chi)(chi)寸上(shang)(shang)(shang)。小的(de)(de)(de)(de)(de)mems芯片(pian)(pian)在(zai)(zai)此(ci)被(bei)裝配到(dao)(dao)大的(de)(de)(de)(de)(de)asic芯片(pian)(pian)上(shang)(shang)(shang)。不過(guo)在(zai)(zai)許多情況下要將已經(jing)存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)asic芯片(pian)(pian)再用(yong)(yong)于新的(de)(de)(de)(de)(de)構件。因此(ci)，mems芯片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)尺(chi)(chi)(chi)寸和形狀已經(jing)受到(dao)(dao)asic設(she)計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)嚴重限制，或者從一開(kai)始就已經(jing)被(bei)排除(chu)(chu)。除(chu)(chu)了asic或mems芯片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)純(chun)尺(chi)(chi)(chi)寸外，mems芯片(pian)(pian)在(zai)(zai)asic上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)附(fu)接部的(de)(de)(de)(de)(de)形狀也起到(dao)(dao)重要作用(yong)(yong)。在(zai)(zai)許多情況下，為了將mems裝備(bei)到(dao)(dao)asic上(shang)(shang)(shang)，必(bi)須使用(yong)(yong)非常軟的(de)(de)(de)(de)(de)粘接劑結合(he)厚(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)粘接劑層。在(zai)(zai)這種背(bei)景(jing)下所使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)大多數粘接劑是液體，并且(qie)因此(ci)在(zai)(zai)接合(he)過(guo)程中(zhong)(zhong)流(liu)走。附(fu)加地(di)必(bi)須在(zai)(zai)設(she)計(ji)(ji)中(zhong)(zhong)必(bi)須考慮(lv)這種流(liu)走。

2、由于要求(qiu)位于asic表面上的鍵(jian)合焊盤與(yu)襯底和與(yu)mems芯(xin)片(pian)電連(lian)接(jie)，產生asic上的死區(qu)，所述死區(qu)既(ji)不能被(bei)(bei)mems粘接(jie)劑(ji)(ji)覆(fu)(fu)蓋，也不能被(bei)(bei)mems芯(xin)片(pian)自身(shen)覆(fu)(fu)蓋。這些(xie)已(yi)知的mems傳(chuan)感器粘接(jie)劑(ji)(ji)此外(wai)顯示出流(liu)出傾向。這種流(liu)出行為(wei)危害asic上的鍵(jian)合連(lian)接(jie)的可靠性。因此，必(bi)須將為(wei)鍵(jian)合而留出的區(qu)域再擴大(da)一個安(an)全區(qu)。

技術實現思路

1、本發明的任務是，提供(gong)一(yi)種微(wei)機械(xie)裝(zhuang)置和對(dui)應的制造方法，所述裝(zhuang)置和方法使得(de)能夠將不同(tong)尺寸的asic芯片和mems芯片在一(yi)個封裝(zhuang)中安(an)全地彼(bi)此(ci)上下堆疊。

2、本發(fa)明從一種(zhong)微(wei)機械構件(jian)(jian)出發(fa)，所述(shu)微(wei)機械構件(jian)(jian)具(ju)有電(dian)(dian)路板、asic芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)和(he)mems芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)，所述(shu)電(dian)(dian)路板具(ju)有主延伸平面(x,y)，所述(shu)asic芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)和(he)mems芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)平行于所述(shu)主延伸平面布(bu)(bu)置(zhi)，其中，asic芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)布(bu)(bu)置(zhi)在(zai)(zai)電(dian)(dian)路板的(de)上方并且mems芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)布(bu)(bu)置(zhi)在(zai)(zai)asic芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)的(de)上方，其中，asic芯(xin)(xin)片(pian)(pian)(pian)在(zai)(zai)鍵合區中借助鍵合線(xian)電(dian)(dian)接觸。

3、本發明的(de)核(he)心在于，在asic芯(xin)(xin)片(pian)和mems芯(xin)(xin)片(pian)之(zhi)間布置有適配(pei)(pei)芯(xin)(xin)片(pian)，所(suo)述適配(pei)(pei)芯(xin)(xin)片(pian)在垂直于所(suo)述主延伸平(ping)面(mian)的(de)z方向上至少(shao)部(bu)分地覆蓋鍵合區。

4、為了獲得足(zu)夠大的(de)(de)用(yong)于(yu)mems傳感器裝備的(de)(de)區域，asic部分或(huo)完全地被合(he)適(shi)的(de)(de)“中間(jian)芯(xin)片(pian)(pian)”、即(ji)適(shi)配芯(xin)片(pian)(pian)覆蓋(gai)，所述適(shi)配芯(xin)片(pian)(pian)為mems芯(xin)片(pian)(pian)提(ti)供必要(yao)的(de)(de)足(zu)夠大的(de)(de)放置面，并且(qie)同時阻止mems傳感器粘接劑溢出或(huo)者說流出到(dao)關鍵(jian)的(de)(de)asic結構(gou)、尤其鍵(jian)合(he)區上(shang)。對于(yu)中間(jian)芯(xin)片(pian)(pian)適(shi)合(he)的(de)(de)材料(liao)在此(ci)例如是硅芯(xin)片(pian)(pian)或(huo)玻璃芯(xin)片(pian)(pian)，然而本發明(ming)不局限于(yu)這些材料(liao)。

5、本(ben)發明使得能夠(gou)實現一種封裝，該封裝具有(you)與為將mems芯(xin)片和asic芯(xin)片并排(pai)布置在用(yong)于微(wei)機械構件的(de)(de)對外接(jie)觸的(de)(de)接(jie)觸襯(chen)底、即(ji)電路(lu)板上(shang)所需要的(de)(de)基(ji)面相比較小的(de)(de)、用(yong)于由(you)對于根據圖1的(de)(de)傳統(tong)芯(xin)片堆疊而(er)言在幾何上(shang)不兼容的(de)(de)asic芯(xin)片和mems芯(xin)片組成的(de)(de)組合(he)的(de)(de)基(ji)面。

6、為了制造所(suo)提出(chu)的布置，僅使(shi)用由構造技(ji)術(shu)和連接(jie)技(ji)術(shu)設立的標準(zhun)材料和標準(zhun)方法。這是硅晶(jing)片(pian)或玻璃晶(jing)片(pian)、通過磨(mo)削進(jin)行晶(jing)片(pian)的背面減薄、通過機(ji)械(xie)鋸切進(jin)行芯(xin)片(pian)的分離以及以標準(zhun)芯(xin)片(pian)貼裝工藝進(jin)行芯(xin)片(pian)與fow或fod的裝配。

7、所(suo)提出的(de)(de)用于(yu)(yu)適配芯(xin)片(pian)的(de)(de)材(cai)料，尤其是硅和玻璃，顯示出足(zu)夠(gou)大的(de)(de)用于(yu)(yu)施加較大的(de)(de)mems傳感器的(de)(de)區域，而無需改變鍵合焊(han)盤在asic上的(de)(de)布置。適配芯(xin)片(pian)使(shi)得能夠(gou)將(jiang)mems局部(bu)堆疊到asic上，并且因此隨之能夠(gou)使(shi)基面最小化。

8、用fow或fod裝配平臺材(cai)料可以阻止mems傳(chuan)感器粘接劑流出到(dao)asic的(de)敞開的(de)鍵合焊盤上，因(yin)為適配芯片的(de)尖銳棱邊(bian)(bian)起到(dao)阻擋(dang)棱邊(bian)(bian)的(de)作用。因(yin)此可以進一(yi)步減少該封裝的(de)基面。

9、以工業標準芯片貼裝設備來裝備適配芯片是非常高效的。以單個設備可以每小時制造>1000個傳感器。

技術特征：

1.一種微機械構件，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)微機械構件具有電(dian)路(lu)板(1)、asic芯(xin)片(pian)(2)和mems芯(xin)片(pian)(4)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)電(dian)路(lu)板具有主(zhu)延伸(shen)平(ping)(ping)面(x,y)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)asic芯(xin)片(pian)(2)和mems芯(xin)片(pian)(4)平(ping)(ping)行于(yu)(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)主(zhu)延伸(shen)平(ping)(ping)面布置，其(qi)(qi)中，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)asic芯(xin)片(pian)布置在(zai)(zai)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)電(dian)路(lu)板上(shang)方(fang)并且所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)mems芯(xin)片(pian)布置在(zai)(zai)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)asic芯(xin)片(pian)上(shang)方(fang)，其(qi)(qi)中，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)asic芯(xin)片(pian)在(zai)(zai)鍵(jian)(jian)合(he)區(50)中借助鍵(jian)(jian)合(he)線(xian)(5)與所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)電(dian)路(lu)板電(dian)接觸，其(qi)(qi)特(te)征在(zai)(zai)于(yu)(yu)，

2.根據權利(li)要求1所述的微機械(xie)構件，其特征(zheng)在于，所述適配芯片(7)由硅或玻(bo)璃制成。

3.根據權利要求(qiu)1或2所(suo)述的(de)微機械(xie)構件，其特征(zheng)在于，所(suo)述適配芯片(pian)(7)借助粘(zhan)接劑，尤(you)其是fod、fow或液體粘(zhan)接劑，粘(zhan)接到所(suo)述asic芯片(pian)(2)上(shang)。

4.根(gen)據權利要(yao)求1或2所述的微機械構(gou)件，其特(te)征(zheng)在(zai)于，所述asic芯片(pian)(2)在(zai)另外(wai)的鍵合區(55)借(jie)助鍵合線(5)與所述mems芯片(pian)電接觸(chu)。

5.一(yi)種用于(yu)制造微機械構件(jian)的方法(fa)，所述方法(fa)具有如下步驟：

6.根據權(quan)利要求(qiu)5所(suo)述的用于(yu)制造微(wei)機械構件(jian)的方法，其(qi)特(te)征在(zai)于(yu)，在(zai)步驟(b)中將所(suo)述適配芯片借(jie)助粘(zhan)(zhan)接(jie)劑，尤其(qi)借(jie)助fod、fow或(huo)液體(ti)粘(zhan)(zhan)接(jie)劑，粘(zhan)(zhan)接(jie)到(dao)所(suo)述asic芯片上。

7.根(gen)據權(quan)利要求5或6所(suo)述(shu)的用于制造微機械構件的方(fang)法，其(qi)特(te)征在于，在步驟(c)之后在步驟(d)中將所(suo)述(shu)mems芯(xin)片與所(suo)述(shu)asic芯(xin)片借助引線鍵合電接(jie)(jie)觸，其(qi)中，所(suo)述(shu)asic芯(xin)片在另外的鍵合區中被接(jie)(jie)觸。

技術總結
本發明涉及一種微機械構件，具有電路板、ASIC芯片(2)和MEMS芯片(4)，所述電路板具有主延伸平面(x,y)，所述ASIC芯片(2)和MEMS芯片(4)平行于所述主延伸平面布置，其中，ASIC芯片布置在電路板上方并且MEMS芯片布置在ASIC芯片上方，其中，ASIC芯片在鍵合區(50)中借助鍵合線(5)與電路板電接觸。本發明的核心在于，在ASIC芯片和MEMS芯片之間布置有適配芯片(7)，所述適配芯片在垂直于主延伸平面的z方向上至少部分地覆蓋鍵合區。本發明還涉及一種用于制造微機械構件的方法。

技術研發人員：J·施蒂德爾,T·亨
受保護的技術使用者：羅伯特·博世有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/9/9