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JP6084274B2 - MEMS package structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP6084274B2
JP6084274B2 JP2015225735A JP2015225735A JP6084274B2 JP 6084274 B2 JP6084274 B2 JP 6084274B2 JP 2015225735 A JP2015225735 A JP 2015225735A JP 2015225735 A JP2015225735 A JP 2015225735A JP 6084274 B2 JP6084274 B2 JP 6084274B2
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Japan
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cover
metal frame
package structure
base
sealing material
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JP2015225735A
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呉東峯
陳維孝
蘇俊豪
陳瑞文
鄭貿謙
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立景光電股▲ふん▼有限公司
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Description

本発明は、パッケージ構造およびその製造方法に関するものであり、特に、微小電気機械システム(microelectromechanical system, MEMS)パッケージ構造およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a package structure and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a microelectromechanical system (MEMS) package structure and a manufacturing method thereof.

MEMSは、超小型パッケージ構造内に製造される微小電気機械装置であり、その製造技術は、集積回路(integrated circuit, IC)の製造技術と非常によく似ている。しかしながら、MEMS装置と周辺環境の間の力学、光学または磁力等の相互作用は、従来のICの相互作用よりも大きい。   A MEMS is a microelectromechanical device manufactured in a micro-package structure, and its manufacturing technology is very similar to that of integrated circuit (IC). However, interactions such as mechanics, optics or magnetism between the MEMS device and the surrounding environment are larger than the interaction of conventional ICs.

MEMS装置は、微小サイズの電気機械部品(例えば、スイッチ、ミラー、コンデンサ、加速度計、センサ、静電容量センサまたはアクチュエータ等)を含むことができ、MEMS装置をシングルブロック方式でICに統合することによって、固体素子全体の挿入損失や電気分離効果を大幅に修正することができる。しかしながら、全体のパッケージ構造のマクロの世界において、MEMS装置は、非常にもろく、いつでもわずかな静電気や表面張力によって衝撃を受け、故障する可能性がある。そのため、MEMS装置を汚染や損傷から守るために、現在、シングルブロック方式でICに統合したMEMS装置をベースとカバーの間の空間に接着剤(glue)で密封している。しかしながら、接着剤は、高温や高湿度の環境において亀裂やガス放出現象が生じやすいため、高温や高湿度の環境で長期間使用すると、ベースとカバーの間の空間に湿気が浸透しやすく、それにより、MEMS装置の正常操作に影響を与える。   A MEMS device can include micro-sized electromechanical components (eg, switches, mirrors, capacitors, accelerometers, sensors, capacitance sensors or actuators, etc.) and integrate the MEMS device into an IC in a single block fashion. Thus, the insertion loss and the electrical separation effect of the entire solid-state element can be significantly corrected. However, in the macro world of the entire package structure, MEMS devices are very fragile and can be impacted and fail at any time by slight static electricity or surface tension. Therefore, in order to protect the MEMS device from contamination and damage, the MEMS device integrated into the IC by a single block method is currently sealed with a glue in the space between the base and the cover. However, adhesives are prone to cracking and outgassing in high-temperature and high-humidity environments, so when used for a long time in high-temperature and high-humidity environments, moisture easily penetrates into the space between the base and the cover. Affects the normal operation of the MEMS device.

したがって、本発明は、より優れた耐湿特性を有するMEMSパッケージ構造を提供する。   Accordingly, the present invention provides a MEMS package structure having better moisture resistance characteristics.

したがって、本発明は、上述したMEMSパッケージ構造の製造方法を提供する。   Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing the MEMS package structure described above.

本発明は、ベースと、MEMS装置と、第1カバーと、第2カバーと、ガラスフリット(glass frit)とを含むMEMSパッケージ構造を提供する。ベースは、凹部を含む。MEMS装置は、凹部の中に配置される。第1カバーは、凹部の中に配置され、MEMS装置を覆う。第2カバーは、ベースの上に配置され、凹部を覆う。ガラスフリットは、ベースと第2カバーの間に配置され、凹部を密封する。   The present invention provides a MEMS package structure that includes a base, a MEMS device, a first cover, a second cover, and a glass frit. The base includes a recess. The MEMS device is disposed in the recess. The first cover is disposed in the recess and covers the MEMS device. The second cover is disposed on the base and covers the recess. The glass frit is disposed between the base and the second cover and seals the recess.

本発明の1つの実施形態において、ベース、ガラスフリットおよび第2カバーの熱膨張係数は、実質的に類似する。   In one embodiment of the invention, the coefficients of thermal expansion of the base, glass frit and second cover are substantially similar.

本発明は、ベースと、MEMS装置と、第1カバーと、第2カバーと、第1金属フレームと、第1封止材(sealing medium)とを含むMEMSパッケージ構造を提供する。ベースは、凹部を含む。MEMS装置は、凹部の中に配置される。第1カバーは、凹部の中に配置され、MEMS装置を覆う。第1金属フレームは、第2カバーの周辺に配置され、第2カバーおよび第1金属フレームは、合わせてベースの上に配置され、凹部を覆う。第1封止材は、第1金属フレームとベースの間に配置される。   The present invention provides a MEMS package structure including a base, a MEMS device, a first cover, a second cover, a first metal frame, and a first sealing medium. The base includes a recess. The MEMS device is disposed in the recess. The first cover is disposed in the recess and covers the MEMS device. The first metal frame is disposed around the second cover, and the second cover and the first metal frame are disposed on the base together to cover the recess. The first sealing material is disposed between the first metal frame and the base.

本発明の1つの実施形態において、第1金属フレームは、第2カバーに直接固定される。   In one embodiment of the invention, the first metal frame is fixed directly to the second cover.

本発明の1つの実施形態において、第1金属フレームは、ガラスフリットを介して第2カバーに固定される。   In one embodiment of the present invention, the first metal frame is fixed to the second cover via a glass frit.

本発明の1つの実施形態において、第1金属フレーム、ガラスフリットおよび第2カバーの熱膨張係数は、実質的に類似する。   In one embodiment of the invention, the thermal expansion coefficients of the first metal frame, the glass frit and the second cover are substantially similar.

本発明の1つの実施形態において、MEMSパッケージ構造は、さらに、第2金属フレームと、第2封止材とを含む。第2金属フレームは、第1金属フレームと第1封止材の間に配置される。第2封止材は、第1金属フレームと第2金属フレームの間に配置される。   In one embodiment of the present invention, the MEMS package structure further includes a second metal frame and a second encapsulant. The second metal frame is disposed between the first metal frame and the first sealing material. The second sealing material is disposed between the first metal frame and the second metal frame.

本発明は、凹部を含むベースを提供することと、凹部の中に第1カバーで覆われたMEMS装置を配置することと、第2カバーまたはベースの上にガラスフリットを配置することと、ベースの上に凹部を覆う第2カバーを配置して、ベースと第2カバーの間にガラスフリットを配置することと、ガラスフリットを溶融して、凹部を密封することとを含むMEMSパッケージ構造の製造方法を提供する。   The present invention provides a base including a recess, disposing a MEMS device covered with a first cover in the recess, disposing a glass frit on the second cover or base, A MEMS cover structure including disposing a second cover covering the recess and disposing the glass frit between the base and the second cover and melting the glass frit to seal the recess. Provide a method.

本発明の1つの実施形態において、溶融ステップの前に、製造方法は、さらに、ガラスフリットの溶融温度よりも低い中間温度までガラスフリットを加熱することを含む。   In one embodiment of the invention, prior to the melting step, the manufacturing method further includes heating the glass frit to an intermediate temperature that is lower than the melting temperature of the glass frit.

本発明の1つの実施形態において、ベース、ガラスフリットおよび第2カバーの熱膨張係数は、実質的に類似する。   In one embodiment of the invention, the coefficients of thermal expansion of the base, glass frit and second cover are substantially similar.

本発明は、凹部を含むベースを提供することと、凹部の中に第1カバーで覆われたMEMS装置を配置することと、第2カバーを提供し、第2カバーの周辺に第1金属フレームを配置することと、ベースまたは第1金属フレームの上に第1封止材を配置することと、ベースの上に凹部を覆う第2カバーおよび第1金属フレームを合わせて配置し、第1金属フレームとベースの間に第1封止材を配置することと、第1封止材を加熱して、第1金属フレームおよびベースを密封することとを含むMEMSパッケージ構造の製造方法を提供する。   The present invention provides a base including a recess, disposing a MEMS device covered with a first cover in the recess, a second cover, and a first metal frame around the second cover. Arranging the first sealing material on the base or the first metal frame, and arranging the second cover and the first metal frame covering the recess on the base together to form the first metal A method for manufacturing a MEMS package structure is provided that includes disposing a first encapsulant between a frame and a base and heating the first encapsulant to seal the first metal frame and the base.

本発明の1つの実施形態において、第2カバーの周辺に第1金属フレームを配置するステップにおいて、製造方法は、さらに、第2カバーの軟化温度まで加熱して、第2カバーを第1金属フレームに固定することと、第2カバーを研磨(polishing)することとを含む。   In one embodiment of the present invention, in the step of disposing the first metal frame around the second cover, the manufacturing method further heats the second cover to the softening temperature of the second cover, and the second cover is then heated to the first metal frame. And fixing the second cover.

本発明の1つの実施形態において、第2カバーの軟化温度まで加熱するステップの前に、製造方法は、さらに、第1金属フレームの高温酸化プロセスを行うことを含む。   In one embodiment of the invention, prior to the step of heating to the softening temperature of the second cover, the manufacturing method further comprises performing a high temperature oxidation process of the first metal frame.

本発明の1つの実施形態において、第2カバーの周辺に第1金属フレームを配置するステップにおいて、製造方法は、さらに、第1金属フレームと第2カバーの間にガラスフリットを配置することと、ガラスフリットを溶融して、第1金属フレームを第2カバーに固定することとを含む。   In one embodiment of the present invention, in the step of disposing the first metal frame around the second cover, the manufacturing method further includes disposing a glass frit between the first metal frame and the second cover; Melting the glass frit to secure the first metal frame to the second cover.

本発明の1つの実施形態において、第1金属フレーム、ガラスフリットおよび第2カバーの熱膨張係数は、実質的に類似する。   In one embodiment of the invention, the thermal expansion coefficients of the first metal frame, the glass frit and the second cover are substantially similar.

本発明の1つの実施形態において、製造方法は、さらに、第1封止材の上に第2金属フレームを配置することと、第2金属フレームの上に第2封止材を配置して、第1金属フレームと第2金属フレームの間に第2封止材を配置することと、第2封止材を加熱して、第1金属フレームおよび第2金属フレームを密封することとを含む。   In one embodiment of the present invention, the manufacturing method further includes disposing a second metal frame on the first sealing material, and disposing the second sealing material on the second metal frame, Disposing a second sealing material between the first metal frame and the second metal frame and heating the second sealing material to seal the first metal frame and the second metal frame.

以上のように、本発明のMEMSパッケージ構造は、MEMS装置を覆う第1カバーを適用して、MEMS装置を汚染から守り、且つMEMS装置に対して第1防湿保護を提供する。また、MEMS装置および第1カバーをベースの凹部の中に配置し、ガラスフリットを介して第2カバーをベースに密封する、あるいは、第1封止材を介して第2カバーの周辺の第1金属フレームをベースに固定することにより、第2カバー、ベースおよびガラスフリットの組み合わせ、または、第2カバー、ベース、第1金属フレームおよび第1封止材の組み合わせにより、MEMS装置に対して第2防湿保護を提供する。従来、第2カバーは、接着剤でベースに接着されるため、高温環境において、接着剤の湿気浸透問題やガス放出問題が生じる可能性があった。本発明のMEMSパッケージ構造は、接着剤をガラスフリット、第2カバーの周辺の第1金属フレームおよび第1封止材に置き換えることにより、凹部の密封性が向上し、ガス放出問題を防ぐことができる。そのため、本発明のMEMSパッケージ構造は、より優れた耐湿特性を提供する。また、上述したMEMSパッケージ構造の製造方法をさらに提供する。   As described above, the MEMS package structure of the present invention applies the first cover that covers the MEMS device, protects the MEMS device from contamination, and provides the first moisture-proof protection for the MEMS device. In addition, the MEMS device and the first cover are disposed in the recess of the base, and the second cover is sealed to the base via the glass frit, or the first around the second cover via the first sealing material. By fixing the metal frame to the base, the second cover, the combination of the base and the glass frit, or the combination of the second cover, the base, the first metal frame, and the first sealing material, the second to the MEMS device. Provide moisture protection. Conventionally, since the second cover is bonded to the base with an adhesive, there is a possibility that the moisture permeation problem and the gas release problem of the adhesive may occur in a high temperature environment. In the MEMS package structure of the present invention, the adhesive is replaced with the glass frit, the first metal frame and the first sealing material around the second cover, thereby improving the sealing performance of the recess and preventing the gas emission problem. it can. Therefore, the MEMS package structure of the present invention provides better moisture resistance characteristics. Moreover, the manufacturing method of the MEMS package structure mentioned above is further provided.

本発明の上記および他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。   In order to make the above and other objects, features and advantages of the present invention more comprehensible, several embodiments accompanied with figures are described below.

本発明の1つの実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。1 is a schematic view of a method for manufacturing a MEMS package structure according to one embodiment of the present invention. 本発明の1つの実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。1 is a schematic view of a method for manufacturing a MEMS package structure according to one embodiment of the present invention. 本発明の1つの実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。1 is a schematic view of a method for manufacturing a MEMS package structure according to one embodiment of the present invention. 本発明の1つの実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。1 is a schematic view of a method for manufacturing a MEMS package structure according to one embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。It is the schematic of the manufacturing method of the MEMS package structure concerning another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。It is the schematic of the manufacturing method of the MEMS package structure concerning another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。It is the schematic of the manufacturing method of the MEMS package structure concerning another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。It is the schematic of the manufacturing method of the MEMS package structure concerning another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。It is the schematic of the manufacturing method of the MEMS package structure concerning another embodiment of this invention. 図2d’は、本発明の別の実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。FIG. 2 d ′ is a schematic view of a method for manufacturing a MEMS package structure according to another embodiment of the present invention. 図2e’は、本発明の別の実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。FIG. 2e 'is a schematic view of a method of manufacturing a MEMS package structure according to another embodiment of the present invention. 図2d”は、本発明の別の実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。FIG. 2d ″ is a schematic view of a method for manufacturing a MEMS package structure according to another embodiment of the present invention. 図2e”は、本発明の別の実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。FIG. 2e '' is a schematic view of a method for manufacturing a MEMS package structure according to another embodiment of the present invention.

以下、添付の図面を例として、本発明の実施形態を詳細に説明する。各図面および関連説明において、同一または類似する構成要素には、同一の参照番号を使用する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings and the related description, the same reference numerals are used for the same or similar components.

図1(a)〜図1(d)は、本発明の1つの実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。MEMSパッケージ構造の製造方法は、以下のステップを含む。図1(a)を参照すると、凹部112を含むベース110を提供する。本実施形態において、ベース110の材料は、セラミックであるが、ベース110の材料は、これに限定されない。   FIG. 1A to FIG. 1D are schematic views of a method for manufacturing a MEMS package structure according to one embodiment of the present invention. The manufacturing method of the MEMS package structure includes the following steps. Referring to FIG. 1 (a), a base 110 including a recess 112 is provided. In the present embodiment, the material of the base 110 is ceramic, but the material of the base 110 is not limited to this.

そして、図1(b)を参照すると、第1カバー130で覆われた少なくとも1つのMEMS装置120をベース110の凹部112の中に配置する。MEMS装置120の上を覆う第1カバー130は、MEMS装置120を汚染(例えば、粒子等)から守ることができる。詳しく説明すると、本実施形態において、MEMS装置120は、チップ115のアクティブ面117に配置される。チップ115は、例えば、CCD(charge couple device)またはCMOS(complementary metal oxide semiconductor)等の光センサーチップであり、アクティブ面117は、例えば、光感応領域である。しかし、チップ115およびアクティブ面117の種類は、これに限定されない。本実施形態において、MEMS装置120は、ミラーであるが、MEMS装置120は、スイッチ、コンデンサ、加速度計、センサまたはアクチュエータであってもよく、MEMS装置120の種類は、これに限定されない。   Referring to FIG. 1B, at least one MEMS device 120 covered with the first cover 130 is disposed in the recess 112 of the base 110. The first cover 130 covering the top of the MEMS device 120 can protect the MEMS device 120 from contamination (for example, particles). More specifically, in the present embodiment, the MEMS device 120 is disposed on the active surface 117 of the chip 115. The chip 115 is an optical sensor chip such as a charge couple device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), and the active surface 117 is, for example, a photosensitive region. However, the types of the chip 115 and the active surface 117 are not limited to this. In the present embodiment, the MEMS device 120 is a mirror, but the MEMS device 120 may be a switch, a capacitor, an accelerometer, a sensor, or an actuator, and the type of the MEMS device 120 is not limited thereto.

第1カバー130は、透明であるため、外部光線(図示せず)は、第1カバー130を通ってMEMS装置120およびチップ115のアクティブ面117に通過することができる。第1カバー130は、ガラスカバーであるが、第1カバー130の材料は、これに限定されない。図1(b)に示すように、第1カバー130は、チップ115の上を覆い、キャビティ(cavity)130を含み、MEMS装置120は、キャビティ130の中にある。キャビティ132は、アクティブ面117の反対側に上面132aを有する。本実施形態において、上面132aとアクティブ面117の間の距離Dは、ミラー傾きの高さよりも大きく、例えば、10μmであり、チップ115と第1カバー130の間の周辺ギャップの高さHは、約1μm〜10μmである。つまり、チップ115と第1カバー130の間の周辺ギャップの高さHは、上面132aとアクティブ面117の間の距離Dよりも小さい。   Since the first cover 130 is transparent, external light rays (not shown) can pass through the first cover 130 to the MEMS device 120 and the active surface 117 of the chip 115. The first cover 130 is a glass cover, but the material of the first cover 130 is not limited to this. As shown in FIG. 1B, the first cover 130 covers the chip 115 and includes a cavity 130, and the MEMS device 120 is in the cavity 130. The cavity 132 has an upper surface 132 a on the opposite side of the active surface 117. In this embodiment, the distance D between the upper surface 132a and the active surface 117 is larger than the mirror tilt height, for example, 10 μm, and the height H of the peripheral gap between the chip 115 and the first cover 130 is About 1 μm to 10 μm. That is, the height H of the peripheral gap between the chip 115 and the first cover 130 is smaller than the distance D between the upper surface 132a and the active surface 117.

チップ115と第1カバー130の間の周辺ギャップにシール材(sealant)134を配置して、キャビティ132を密封する。図1(b)に示すように、シール材134の厚さは、MEMS装置120の高さよりも小さい。シール材134の厚さは、チップ115と第1カバー130の間の周辺ギャップの高さHにより制限される。そのため、シール材134の厚さは、チップ115と第1カバー130の間の周辺ギャップの高さHにより約1μm〜10μmの間で異なる。   A sealant 134 is disposed in a peripheral gap between the chip 115 and the first cover 130 to seal the cavity 132. As shown in FIG. 1B, the thickness of the sealing material 134 is smaller than the height of the MEMS device 120. The thickness of the sealing material 134 is limited by the height H of the peripheral gap between the chip 115 and the first cover 130. Therefore, the thickness of the sealing material 134 varies between about 1 μm and 10 μm depending on the height H of the peripheral gap between the chip 115 and the first cover 130.

言及すべきこととして、シール材134は、例えば、エポキシ樹脂等の有機高分子化合物である。有機高分子化合物の分子構造は、多くの親水基(hydrophilic group)を有するため、外部の汚染や湿気を遮断する能力を有するが、分子構造は、親水基と湿気の反応を完全に阻止することはできない。そのため、本実施形態は、チップ115、シール材134および第1カバー130の周辺に湿気バリア(moisture barrier)136をコーティングすることにより、シール材134の親水基と湿気の反応を効果的に阻止し、さらに、キャビティ132の不浸透性を向上させる。このようにして、MEMS装置120は、MEMSパッケージ構造100において正常に操作することができる。   It should be mentioned that the sealing material 134 is an organic polymer compound such as an epoxy resin. The molecular structure of organic polymer compounds has many hydrophilic groups, so it has the ability to block external contamination and moisture, but the molecular structure completely prevents the reaction between the hydrophilic groups and moisture. I can't. Therefore, in the present embodiment, the moisture barrier 136 is coated around the chip 115, the seal material 134, and the first cover 130, thereby effectively preventing the reaction between the hydrophilic group of the seal material 134 and the moisture. Furthermore, the impermeability of the cavity 132 is improved. In this way, the MEMS device 120 can operate normally in the MEMS package structure 100.

本実施形態において、湿気バリア136は、化学蒸着(chemical vapor deposition, CVD)または物理蒸着(physical vapor deposition, PVD)技術により形成することができるが、湿気バリア136の形成方法は、これに限定されない。また、湿気バリア136の材料は、より高い圧縮を有する無機断熱材、例えば、シリカ、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、または親水基を含有しない他の窒素、酸素および酸窒化物等であるため、湿気バリア136の耐水性は、シール材134の耐水性よりも強い。つまり、無機断熱材は、親水基を有さず、湿気と反応しないため、湿気を効果的に遮断することができる。そのため、湿気バリア136は、二重の保護を提供することができ、湿気の浸透可能性を減らすことができる。   In the present embodiment, the moisture barrier 136 can be formed by chemical vapor deposition (CVD) or physical vapor deposition (PVD) technology, but the method of forming the moisture barrier 136 is not limited to this. . In addition, the material of the moisture barrier 136 is an inorganic heat insulating material having higher compression, such as silica, silicon nitride, silicon oxynitride, or other nitrogen, oxygen and oxynitride which do not contain a hydrophilic group. The water resistance of the barrier 136 is stronger than the water resistance of the sealing material 134. That is, since the inorganic heat insulating material does not have a hydrophilic group and does not react with moisture, the moisture can be effectively blocked. As such, the moisture barrier 136 can provide double protection and reduce the moisture penetration potential.

言及すべきこととして、図1(b)のMEMS装置120および第1カバー130の構成は、実施形態のうちの1つであるため、MEMS装置120および第1カバー130の構成は、これに限定されない。   It should be noted that the configuration of the MEMS device 120 and the first cover 130 in FIG. 1B is one of the embodiments, and therefore the configuration of the MEMS device 120 and the first cover 130 is limited to this. Not.

そして、図1(c)を参照すると、第2カバー140の上にガラスフリット150を配置する。第2カバー140は、ガラスカバーであり、ガラスフリット150は、第2カバー140の底面に適用される。本実施形態において、ガラスフリット150は、リング状であるが、ガラスフリット150の形状は、これに限定されない。ガラスフリット150は、第2カバー140およびベース110を固定して、凹部112を密封するために使用される。ガラスフリット150の材料特性により、ガラスフリット150は、より優れた湿気遮断効果を提供することができる。本実施形態において、高温環境におけるガラスフリット150の亀裂可能性を減らすため、ガラスフリット150中のガス有機添加剤を除去しなければならない。本実施形態において、ガラスフリット150中のガス有機添加剤は、二段階加熱でガス放出手順を行い、除去する。まず、ガラスフリット150をガラスフリット150の溶融温度よりも低い中間温度まで加熱する。このステップにおいて、ガラスフリット150は、この時点では、まだ完全に溶融していない。その後、ガラスフリット150を溶融温度まで加熱して完全に溶融し、ガスを含まないガラスフリット150を形成する。別の実施形態において、ガラスフリット150をベース110の上に配置してもよい。   Then, referring to FIG. 1C, the glass frit 150 is disposed on the second cover 140. The second cover 140 is a glass cover, and the glass frit 150 is applied to the bottom surface of the second cover 140. In the present embodiment, the glass frit 150 has a ring shape, but the shape of the glass frit 150 is not limited to this. The glass frit 150 is used for fixing the second cover 140 and the base 110 and sealing the recess 112. Due to the material properties of the glass frit 150, the glass frit 150 can provide a better moisture barrier effect. In this embodiment, in order to reduce the possibility of cracking of the glass frit 150 in a high temperature environment, the gas organic additive in the glass frit 150 must be removed. In this embodiment, the gas organic additive in the glass frit 150 is removed by performing a gas release procedure by two-stage heating. First, the glass frit 150 is heated to an intermediate temperature lower than the melting temperature of the glass frit 150. In this step, the glass frit 150 is not yet completely melted at this point. Thereafter, the glass frit 150 is heated to the melting temperature and completely melted to form the glass frit 150 containing no gas. In another embodiment, the glass frit 150 may be disposed on the base 110.

図1(d)を参照すると、ベース110の上に、凹部112を覆う第2カバー140を配置し、ベース110と第2カバー140の間にガラスフリット150を配置する。そして、ガラスフリット150を溶融温度まで加熱して、凹部を密封し、MEMSパッケージ構造100を形成する。本実施形態において、ガラスフリット150は、レーザにより溶融されるが、ガラスフリット150の加熱方法は、これに限定されない。言及すべきこととして、ベース110、ガラスフリット150および第2カバー140の熱膨張係数は、実質的に類似する。このようにして、MEMSパッケージ構造100が高温環境においてわずかに変形しても、ガラスフリット150に亀裂が生じにくいため、外のガスや蒸気をガラスフリット150で遮断することができる。   Referring to FIG. 1D, the second cover 140 that covers the recess 112 is disposed on the base 110, and the glass frit 150 is disposed between the base 110 and the second cover 140. Then, the glass frit 150 is heated to the melting temperature, the recess is sealed, and the MEMS package structure 100 is formed. In the present embodiment, the glass frit 150 is melted by a laser, but the heating method of the glass frit 150 is not limited to this. It should be noted that the coefficients of thermal expansion of the base 110, the glass frit 150, and the second cover 140 are substantially similar. In this manner, even if the MEMS package structure 100 is slightly deformed in a high temperature environment, the glass frit 150 is not easily cracked, so that the outside gas and vapor can be blocked by the glass frit 150.

図1(d)に示すように、MEMSパッケージ構造100は、ベース110と、MEMS装置120と、第1カバー130と、第2カバー140と、ガラスフリット150とを含む。ベース112は、凹部112を含む。MEMS装置120は、凹部112の中に配置される。第1カバー130は、凹部112の中に配置され、MEMS装置120を覆う。第2カバー140は、ベース110の上に配置され、凹部112を覆う。ガラスフリット150は、ベース110と第2カバー140の間に配置され、凹部112を密封する。   As shown in FIG. 1D, the MEMS package structure 100 includes a base 110, a MEMS device 120, a first cover 130, a second cover 140, and a glass frit 150. The base 112 includes a recess 112. The MEMS device 120 is disposed in the recess 112. The first cover 130 is disposed in the recess 112 and covers the MEMS device 120. The second cover 140 is disposed on the base 110 and covers the recess 112. The glass frit 150 is disposed between the base 110 and the second cover 140 and seals the recess 112.

MEMSパッケージ構造100は、MEMS装置120を覆う第1カバー130を適用して、MEMS装置120を汚染から守り、且つMEMS装置120に対して第1防湿保護を提供する。また、MEMS装置120および第1カバー130は、ベース110の凹部112の中に配置され、第2カバー140は、ガラスフリット150を介してベース110に密封されるため、第2カバー140、ガラスフリット150およびベース110の構成により、MEMSパッケージ構造100に対して第2防湿保護を提供することができる。   The MEMS package structure 100 applies a first cover 130 covering the MEMS device 120 to protect the MEMS device 120 from contamination and provide first moisture protection for the MEMS device 120. Further, since the MEMS device 120 and the first cover 130 are disposed in the recess 112 of the base 110 and the second cover 140 is sealed to the base 110 via the glass frit 150, the second cover 140, the glass frit The configuration of 150 and base 110 can provide second moisture protection for the MEMS package structure 100.

図2(a)〜図2(e)は、本発明の別の実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。MEMSパッケージ構造の別の製造方法をさらに提供する。製造方法は、以下のステップを含む。   2A to 2E are schematic views of a method for manufacturing a MEMS package structure according to another embodiment of the present invention. Another method of manufacturing a MEMS package structure is further provided. The manufacturing method includes the following steps.

図2(a)において、凹部212を含むベース210を提供する。本実施形態において、ベース210の材料は、セラミックであるが、ベース210の材料は、これに限定されない。そして、図2(b)を参照すると、ベース210の上に第1封止材280を配置し、第1封止材280の上に第2金属フレーム290を配置する。そして、第1封止材280を加熱して、第2金属フレーム290およびベース210を固定する。本実施形態において、第1封止材280は、金属、金属合金、金属化合物(例えば、金属または半金属酸化物)またはガラスフリット等の無機材料であってもよい。さらに具体的に説明すると、第1封止材280の材料は、AgCu、AuSn、BiSn、InAgまたはガラスフリットであってもよい。第1封止材280の融点は、材料によって異なるが、第1封止材280の融点は、一般的に、約160℃〜約400℃である。また、本実施形態において、第2金属フレーム290の材料は、例えば、コバール(Kovar)合金である。コバール合金は、ニッケル、銅、コバルト、鉄およびマンガンで作られる。もちろん、第2金属フレーム290の材料は、これに限定されない。   In FIG. 2 (a), a base 210 including a recess 212 is provided. In the present embodiment, the material of the base 210 is ceramic, but the material of the base 210 is not limited to this. 2B, the first sealing material 280 is disposed on the base 210, and the second metal frame 290 is disposed on the first sealing material 280. Then, the first sealing material 280 is heated to fix the second metal frame 290 and the base 210. In the present embodiment, the first sealing material 280 may be an inorganic material such as metal, metal alloy, metal compound (for example, metal or metalloid oxide), or glass frit. More specifically, the material of the first sealing material 280 may be AgCu, AuSn, BiSn, InAg, or glass frit. Although the melting point of the first sealing material 280 varies depending on the material, the melting point of the first sealing material 280 is generally about 160 ° C. to about 400 ° C. In the present embodiment, the material of the second metal frame 290 is, for example, a Kovar alloy. Kovar alloys are made of nickel, copper, cobalt, iron and manganese. Of course, the material of the second metal frame 290 is not limited to this.

図2(c)を参照すると、凹部212の中に第1カバー230で覆われた少なくとも1つのMEMS装置220を配置する。本実施形態のMEMS装置220および第1カバー230の種類および構成は、上述した実施形態のMEMS装置120および第1カバー130の種類および構成に類似するため、ここでは、MEMS装置220および第1カバー230について詳しく説明しない。もちろん、別の実施形態において、MEMS装置220および第1カバー230の種類および構成は、図1(b)のMEMS装置120および第1カバー130の種類および構成と異なってもよい。   Referring to FIG. 2C, at least one MEMS device 220 covered with the first cover 230 is disposed in the recess 212. Since the types and configurations of the MEMS device 220 and the first cover 230 of the present embodiment are similar to the types and configurations of the MEMS device 120 and the first cover 130 of the above-described embodiment, the MEMS device 220 and the first cover are here. 230 will not be described in detail. Of course, in another embodiment, the types and configurations of the MEMS device 220 and the first cover 230 may be different from the types and configurations of the MEMS device 120 and the first cover 130 of FIG.

図2(d)を参照すると、第2カバー240を提供し、第2カバー240の周辺に第1金属フレーム270を配置する。本実施形態において、第1金属フレーム270の材料は、例えば、コバール合金である。コバール合金は、ニッケル、銅、コバルト、鉄およびマンガンで作られる。もちろん、第1金属フレーム270の材料は、これに限定されない。本実施形態において、第1金属フレーム270は、高温融解により第2カバー240の周辺に直接固定される。第1金属フレーム270を第2カバー240に固定する前に、第1金属フレーム270は、まず、高温酸化プロセスを行ってもよい。高温酸化プロセスにおいて、第1金属フレーム270は、約600℃まで加熱される。第1金属フレーム270の高温酸化プロセスによって、第1金属フレーム270および第2カバー240の後の融解が改善されるため、第1金属フレーム270および第2カバー240を密封して固定することができる。   Referring to FIG. 2D, the second cover 240 is provided, and the first metal frame 270 is disposed around the second cover 240. In the present embodiment, the material of the first metal frame 270 is, for example, a Kovar alloy. Kovar alloys are made of nickel, copper, cobalt, iron and manganese. Of course, the material of the first metal frame 270 is not limited to this. In the present embodiment, the first metal frame 270 is directly fixed around the second cover 240 by high temperature melting. Prior to fixing the first metal frame 270 to the second cover 240, the first metal frame 270 may first be subjected to a high temperature oxidation process. In the high temperature oxidation process, the first metal frame 270 is heated to about 600 ° C. Since the high temperature oxidation process of the first metal frame 270 improves the subsequent melting of the first metal frame 270 and the second cover 240, the first metal frame 270 and the second cover 240 can be sealed and fixed. .

高温酸化プロセスの後、第1金属フレーム270および第2カバー240を第2カバー240の軟化温度まで加熱して、第2カバー240を第1金属フレーム270に固定する。本実施形態において、第1金属フレーム270および第2カバー240を約900℃まで加熱して、第2カバー240を第1金属フレーム270に融解および溶接する。もちろん、第2カバー240の軟化温度の温度は、これに限定されない。   After the high temperature oxidation process, the first metal frame 270 and the second cover 240 are heated to the softening temperature of the second cover 240 to fix the second cover 240 to the first metal frame 270. In this embodiment, the first metal frame 270 and the second cover 240 are heated to about 900 ° C., and the second cover 240 is melted and welded to the first metal frame 270. Of course, the temperature of the softening temperature of the second cover 240 is not limited to this.

固定ステップの後、第2カバー240の分子配置が高温環境で変化することにより、第2カバー240の透過率が減少する可能性がある。そのため、第2カバー240の上面および底面を研磨して、透過率を上げてもよい。その後、第2カバー240の上面および底面にブラックパターン(光学のCrパターンおよびAR等、図示せず)をコーティングして、遮光してもよい。   After the fixing step, the transmittance of the second cover 240 may decrease due to the molecular arrangement of the second cover 240 changing in a high temperature environment. Therefore, the upper surface and the bottom surface of the second cover 240 may be polished to increase the transmittance. Thereafter, the upper surface and the bottom surface of the second cover 240 may be coated with a black pattern (optical Cr pattern, AR, etc., not shown) to shield the light.

そして、図2(e)を参照すると、第2金属フレーム290の上に第2封止材285を配置して、第2封止材285の上に第1金属フレーム270を配置することにより、第2カバー240および第1金属フレーム270を合わせてベース210に固定して、凹部212を覆うことができる。具体的に説明すると、本実施形態において、第1金属フレーム270の厚さは、第2カバー240の厚さよりも小さいため、第1金属フレーム270を第1封止材280の上に直接配置した場合、第2カバー240の下部が凹部212の中に位置し、第1カバー230に当たる。そのため、本実施形態において、第2金属フレーム290を第1封止材280の上に配置し、第2封止材285を第1封止材290の上に配置し、第1金属フレーム270を第2封止材285の上に配置する。第2金属フレーム290は、第1金属フレーム270の延長とみなすことができるため、第1カバー230と第2カバー240の間に空間が生じる。その後、第2封止材285を加熱し、第1金属フレーム270および第2金属フレーム290を密封することによって、凹部212を密封した後、MEMSパッケージ構造200が形成される。   Then, referring to FIG. 2 (e), by disposing the second sealing material 285 on the second metal frame 290 and disposing the first metal frame 270 on the second sealing material 285, The second cover 240 and the first metal frame 270 may be combined and fixed to the base 210 to cover the recess 212. Specifically, in the present embodiment, since the thickness of the first metal frame 270 is smaller than the thickness of the second cover 240, the first metal frame 270 is disposed directly on the first sealing material 280. In this case, the lower part of the second cover 240 is located in the recess 212 and hits the first cover 230. Therefore, in the present embodiment, the second metal frame 290 is disposed on the first sealing material 280, the second sealing material 285 is disposed on the first sealing material 290, and the first metal frame 270 is disposed. It arrange | positions on the 2nd sealing material 285. FIG. Since the second metal frame 290 can be regarded as an extension of the first metal frame 270, a space is generated between the first cover 230 and the second cover 240. Thereafter, the second sealing material 285 is heated, and the first metal frame 270 and the second metal frame 290 are sealed to seal the recess 212, and then the MEMS package structure 200 is formed.

言及すべきこととして、第1封止材280および第2金属フレーム290をベース210の上に配置するステップの順番は、第1金属フレーム270をベース210に固定するステップの前であれば、特に限定されない。また、別の実施形態において、第2封止材285、第2金属フレーム290および第1封止材280を順番に第1金属フレーム270の底面に配置してもよく、その後、第2カバー240、第1金属フレーム270、第2封止材285、第2金属フレーム290および第1封止材280は、全体としてベース210の上に配置される。   It should be noted that the order of the steps of placing the first encapsulant 280 and the second metal frame 290 on the base 210 is before the step of fixing the first metal frame 270 to the base 210, in particular. It is not limited. In another embodiment, the second sealing material 285, the second metal frame 290, and the first sealing material 280 may be sequentially disposed on the bottom surface of the first metal frame 270, and then the second cover 240. The first metal frame 270, the second sealing material 285, the second metal frame 290, and the first sealing material 280 are disposed on the base 210 as a whole.

また、言及すべきこととして、凹部212の密封性を維持するため、ベース210、第1封止材280および第2金属フレーム290の熱膨張係数は、実質的に類似し、第1金属フレーム270、第2封止材285および第2金属フレーム290の熱膨張係数は、実質的に類似する。   It should also be noted that the thermal expansion coefficients of the base 210, the first sealing material 280, and the second metal frame 290 are substantially similar to maintain the sealing performance of the recess 212, and the first metal frame 270 The thermal expansion coefficients of the second sealing material 285 and the second metal frame 290 are substantially similar.

図2(e)に示すように、MEMSパッケージ構造200は、ベース210と、MEMS装置220と、第1カバー230と、第2カバー240と、第1金属フレーム270と、第1封止材280と、第2金属フレーム290と、第2封止材285とを含む。ベース210は、凹部212を含む。MEMS装置220は、凹部212の中に配置される。第1カバー230は、凹部212の中に配置され、MEMS装置220を覆う。第1金属フレーム270は、第2カバー240の周辺に配置され、第1金属フレーム270は、第2カバー240に直接固定される。第1封止材280は、ベース210の上に配置される。第2金属フレーム290は、第1封止材280の上に配置される。第2封止材285は、第2金属フレーム290の上に配置される。第2カバー240および第1金属フレーム270は、合わせて第2封止材285の上に配置され、凹部212を覆う。   As shown in FIG. 2E, the MEMS package structure 200 includes a base 210, a MEMS device 220, a first cover 230, a second cover 240, a first metal frame 270, and a first sealing material 280. And a second metal frame 290 and a second sealing material 285. The base 210 includes a recess 212. The MEMS device 220 is disposed in the recess 212. The first cover 230 is disposed in the recess 212 and covers the MEMS device 220. The first metal frame 270 is disposed around the second cover 240, and the first metal frame 270 is directly fixed to the second cover 240. The first sealing material 280 is disposed on the base 210. The second metal frame 290 is disposed on the first sealing material 280. The second sealing material 285 is disposed on the second metal frame 290. The second cover 240 and the first metal frame 270 are collectively disposed on the second sealing material 285 and cover the recess 212.

MEMSパッケージ構造200は、MEMS装置220を覆う第1カバー230を適用して、MEMS装置220を汚染から守り、且つMEMS装置220に対して第1防湿保護を提供する。また、MEMS装置220および第1カバー230は、ベース210の凹部212の中に配置され、第2カバー240の周辺の第1金属フレーム270は、第1封止材280、第2金属フレーム290および第2封止材285を介して、ベース210に密封される。本実施形態において、第2カバー240、ベース210、第1金属フレーム270、第1封止材280、第2金属フレーム290および第2封止材285の構成により、MEMS装置220に対して第2防湿保護を提供する。   The MEMS package structure 200 applies a first cover 230 that covers the MEMS device 220 to protect the MEMS device 220 from contamination and provide first moisture protection to the MEMS device 220. Further, the MEMS device 220 and the first cover 230 are disposed in the recess 212 of the base 210, and the first metal frame 270 around the second cover 240 includes the first sealing material 280, the second metal frame 290, and It is sealed to the base 210 via the second sealing material 285. In the present embodiment, the second cover 240, the base 210, the first metal frame 270, the first sealing material 280, the second metal frame 290, and the second sealing material 285 are configured to be second with respect to the MEMS device 220. Provide moisture protection.

もちろん、第2カバー240の周辺に配置される第1金属フレーム270の形式は、これに限定されない。図2(d’)〜図2(e’)は、本発明の別の実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。本実施形態において、上述した実施形態に類似する素子には、同じ番号を使用する。図2(d’)および図2(e’)を参照すると、図2(e’)のMEMSパッケージ構造200aと図2(e)のMEMSパッケージ構造200の間の主な相違点は、本実施形態において、第1金属フレーム270が第2カバー240に直接接触しないことである。具体的に説明すると、第1金属フレーム270と第2カバー240の間にガラスフリット250を配置する。つまり、第1金属フレーム270は、ガラスフリット250によって第2カバー240に固定される。本実施形態において、ガラスフリット250は、リング状である。第1金属フレーム270と第2カバー240の固定ステップにおいて、第1金属フレーム270と第2カバー240の間にガラスフリット250を配置した後、ガラスフリット250を加熱して溶融することにより、第1金属フレーム270を第2カバー240に固定する。ガラスフリット250の加熱温度は、約350℃〜550℃である。また、第1金属フレーム270、ガラスフリット250および第2カバー240の熱膨張係数は、実質的に類似するため、高温におけるガラスフリット250の亀裂可能性を減らすことができる。   Of course, the type of the first metal frame 270 disposed around the second cover 240 is not limited thereto. 2 (d ') to 2 (e') are schematic views of a method for manufacturing a MEMS package structure according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the same numbers are used for elements similar to the above-described embodiments. Referring to FIGS. 2 (d ′) and 2 (e ′), the main differences between the MEMS package structure 200a of FIG. 2 (e ′) and the MEMS package structure 200 of FIG. In the form, the first metal frame 270 is not in direct contact with the second cover 240. More specifically, the glass frit 250 is disposed between the first metal frame 270 and the second cover 240. That is, the first metal frame 270 is fixed to the second cover 240 by the glass frit 250. In the present embodiment, the glass frit 250 has a ring shape. In the fixing step of the first metal frame 270 and the second cover 240, the glass frit 250 is disposed between the first metal frame 270 and the second cover 240, and then the glass frit 250 is heated and melted. The metal frame 270 is fixed to the second cover 240. The heating temperature of the glass frit 250 is about 350 ° C. to 550 ° C. Further, since the thermal expansion coefficients of the first metal frame 270, the glass frit 250, and the second cover 240 are substantially similar, the possibility of cracking of the glass frit 250 at a high temperature can be reduced.

図2(d”)〜図2(e”)は、本発明の別の実施形態に係るMEMSパッケージ構造の製造方法の概略図である。本実施形態において、上述した実施形態に類似する素子には、同じ番号を使用する。図2(d”)および図2(e”)を参照すると、図2(e”)のMEMSパッケージ構造200bと図2(e)のMEMSパッケージ構造200の間の主な相違点は、第1金属フレーム270bが第1封止材280のみによってベース210に固定されることである。本実施形態において、第1金属フレーム270bの少なくとも一部の厚さは、第2カバー240の厚さよりも小さくないため、第1金属フレーム270bを第1封止材280の上に直接配置した時に、第2カバー240が第1カバー230に接触しない。そのため、MEMSパッケージ構造200bは、第2金属フレームと第2封止材を必要とせず、第1カバー230と第2カバー240の間の空間を増やすことができるため、MEMSパッケージ構造200bは、上述した実施形態で言及した第2金属フレームと第2封止材を省略することができる。   FIG. 2 (d ″) to FIG. 2 (e ″) are schematic views of a method for manufacturing a MEMS package structure according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the same numbers are used for elements similar to the above-described embodiments. Referring to FIG. 2 (d ″) and FIG. 2 (e ″), the main difference between the MEMS package structure 200b of FIG. 2 (e ″) and the MEMS package structure 200 of FIG. That is, the metal frame 270b is fixed to the base 210 only by the first sealing material 280. In the present embodiment, the thickness of at least a part of the first metal frame 270b is smaller than the thickness of the second cover 240. Therefore, when the first metal frame 270b is disposed directly on the first sealing material 280, the second cover 240 does not contact the first cover 230. Therefore, the MEMS package structure 200b includes the second metal frame and the second metal frame 270b. 2 Since the space between the first cover 230 and the second cover 240 can be increased without the need for a sealing material, the MEMS package structure 200b is described above. It can be omitted second metal frame and the second sealing member mentioned in facilities form.

以上のように、本発明のMEMSパッケージ構造は、MEMS装置を覆う第1カバーを適用して、MEMS装置を汚染から守り、且つMEMS装置に対して第1防湿保護を提供する。また、MEMS装置および第1カバーをベースの凹部の中に配置し、ガラスフリットを介して第2カバーをベースに密封する、あるいは、第1封止材を介して第2カバーの周辺の第1金属フレームをベースに固定することにより、第2カバー、ベースおよびガラスフリットの組み合わせ、または、第2カバー、ベース、第1金属フレームおよび第1封止材の組み合わせにより、MEMS装置に対して第2防湿保護を提供する。従来、第2カバーは、接着剤でベースに接着されるため、高温環境において、接着剤の湿気浸透問題やガス放出問題が生じる可能性があった。本発明のMEMSパッケージ構造は、接着剤をガラスフリット、第2カバーの周辺の第1金属フレームおよび第1封止材に置き換えることにより、凹部の密封性が向上し、ガス放出問題を防ぐことができる。そのため、本発明のMEMSパッケージ構造は、より優れた耐湿特性を提供する。また、上述したMEMSパッケージ構造の製造方法をさらに提供する。   As described above, the MEMS package structure of the present invention applies the first cover that covers the MEMS device, protects the MEMS device from contamination, and provides the first moisture-proof protection for the MEMS device. In addition, the MEMS device and the first cover are disposed in the recess of the base, and the second cover is sealed to the base via the glass frit, or the first around the second cover via the first sealing material. By fixing the metal frame to the base, the second cover, the combination of the base and the glass frit, or the combination of the second cover, the base, the first metal frame, and the first sealing material, the second to the MEMS device. Provide moisture protection. Conventionally, since the second cover is bonded to the base with an adhesive, there is a possibility that the moisture permeation problem and the gas release problem of the adhesive may occur in a high temperature environment. In the MEMS package structure of the present invention, the adhesive is replaced with the glass frit, the first metal frame and the first sealing material around the second cover, thereby improving the sealing performance of the recess and preventing the gas emission problem. it can. Therefore, the MEMS package structure of the present invention provides better moisture resistance characteristics. Moreover, the manufacturing method of the MEMS package structure mentioned above is further provided.

以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。   As described above, the present invention has been disclosed by the embodiments. However, the present invention is not intended to limit the present invention, and is within the scope of the technical idea of the present invention so that those skilled in the art can easily understand. Therefore, the scope of patent protection should be defined based on the scope of claims and the equivalent area.

本発明は、MEMSパッケージ構造およびその製造方法を提供する。MEMSパッケージ構造は、より優れた耐湿特性を提供する。   The present invention provides a MEMS package structure and a manufacturing method thereof. The MEMS package structure provides better moisture resistance properties.

D 距離
H 高さ
100、200、200a、200b MEMSパッケージ構造
110、210 ベース
112、212 凹部
115 チップ
117 アクティブ面
120、220 MEMS装置
130、230 第1カバー
132 キャビティ
132a 上面
134 シール材
136 湿気バリア
140、240 第2カバー
150 ガラスフリット
270、270b 第1金属フレーム
280 第1封止材
285 第2封止材
290 第2金属フレーム
D Distance H Height 100, 200, 200a, 200b MEMS package structure 110, 210 Base 112, 212 Recess 115 Chip 117 Active surface 120, 220 MEMS device 130, 230 First cover 132 Cavity 132a Top surface 134 Sealing material 136 Moisture barrier 140 , 240 Second cover 150 Glass frit 270, 270b First metal frame 280 First sealing material 285 Second sealing material 290 Second metal frame

Claims (9)

凹部を含むベースと、
前記凹部の中に配置されたMEMS装置と、
前記凹部の中に配置され、前記MEMS装置を覆う第1カバーと、
第2カバーと、
前記第2カバーの周辺に配置され、前記第2カバーと合わせて前記ベースの上に配置されるとともに、前記凹部を覆う第1金属フレームと、
前記第1金属フレームと前記ベースの間に配置された第1封止材と、
前記第1金属フレームと前記第1封止材の間に配置された第2金属フレームと、
前記第1金属フレームと前記第2金属フレームの間に配置された第2封止材と、を含むMEMSパッケージ構造。
A base including a recess,
A MEMS device disposed in the recess;
A first cover disposed in the recess and covering the MEMS device;
A second cover;
A first metal frame disposed around the second cover, disposed on the base together with the second cover, and covering the recess;
A first encapsulant disposed between the first metal frame and the base;
A second metal frame disposed between the first metal frame and the first sealing material;
A MEMS package structure comprising: a second encapsulant disposed between the first metal frame and the second metal frame .
前記第1金属フレームが、前記第2カバーに直接固定された請求項に記載のMEMSパッケージ構造。 The MEMS package structure according to claim 1 , wherein the first metal frame is directly fixed to the second cover. 前記第1金属フレームが、ガラスフリットを介して前記第2カバーに固定された請求項またはに記載のMEMSパッケージ構造。 The MEMS package structure according to claim 1 or 2 , wherein the first metal frame is fixed to the second cover through a glass frit. 前記第1金属フレーム、前記ガラスフリットおよび前記第2カバーの熱膨張係数が、実質的に類似する請求項に記載のMEMSパッケージ構造。 The MEMS package structure according to claim 3 , wherein coefficients of thermal expansion of the first metal frame, the glass frit, and the second cover are substantially similar. 凹部を含むベースを提供することと、
前記凹部の中に第1カバーで覆われたMEMS装置を配置することと、
第2カバーを提供し、前記第2カバーの周辺に第1金属フレームを配置することと、
前記ベースまたは前記第1金属フレームの上に第1封止材を配置することと、
前記ベースの上に前記凹部を覆う前記第2カバーおよび前記第1金属フレームを合わせて配置し、前記第1金属フレームと前記ベースの間に前記第1封止材を配置することと、
前記第1封止材を加熱して、前記第1金属フレームおよび前記ベースを密封することと、
前記第1封止材の上に第2金属フレームを配置することと、
前記第2金属フレームの上に第2封止材を配置して、前記第1金属フレームと前記第2金属フレームの間に前記第2封止材を配置することと、
前記第2封止材を加熱して、前記第1金属フレームおよび前記第2金属フレームを密封することと、
を含むMEMSパッケージ構造の製造方法。
Providing a base including a recess;
Disposing a MEMS device covered with a first cover in the recess;
Providing a second cover, and disposing a first metal frame around the second cover;
Disposing a first encapsulant on the base or the first metal frame;
Arranging the second cover and the first metal frame covering the recess on the base together, and arranging the first sealing material between the first metal frame and the base;
Heating the first sealing material to seal the first metal frame and the base;
Disposing a second metal frame on the first sealing material;
Disposing a second sealing material on the second metal frame and disposing the second sealing material between the first metal frame and the second metal frame;
Heating the second sealing material to seal the first metal frame and the second metal frame;
A method for manufacturing a MEMS package structure including:
前記第2カバーの周辺に前記第1金属フレームを配置するステップにおいて、
前記第2カバーの軟化温度まで加熱して、前記第2カバーを前記第1金属フレームに固定することと、
前記第2カバーを研磨することと、
をさらに含む請求項に記載のMEMSパッケージ構造の製造方法。
In the step of disposing the first metal frame around the second cover,
Heating to the softening temperature of the second cover to fix the second cover to the first metal frame;
Polishing the second cover;
The method for manufacturing a MEMS package structure according to claim 5 , further comprising:
前記第2カバーの前記軟化温度まで加熱するステップの前に、
前記第1金属フレームの高温酸化プロセスを行うことをさらに含む請求項に記載のMEMSパッケージ構造の製造方法。
Before the step of heating to the softening temperature of the second cover,
The method of claim 6 , further comprising performing a high temperature oxidation process of the first metal frame.
前記第2カバーの周辺に前記第1金属フレームを配置するステップにおいて、
前記第1金属フレームと前記第2カバーの間にガラスフリットを配置することと、
前記ガラスフリットを溶融して、前記第1金属フレームを前記第2カバーに固定することと、
をさらに含む請求項またはに記載のMEMSパッケージ構造の製造方法。
In the step of disposing the first metal frame around the second cover,
Disposing a glass frit between the first metal frame and the second cover;
Melting the glass frit and fixing the first metal frame to the second cover;
Method for manufacturing a MEMS package structure according to claim 5, 6 or 7, further comprising a.
前記第1金属フレーム、前記ガラスフリットおよび前記第2カバーの熱膨張係数が、実質的に類似する請求項に記載のMEMSパッケージ構造の製造方法。
9. The method of manufacturing a MEMS package structure according to claim 8 , wherein coefficients of thermal expansion of the first metal frame, the glass frit, and the second cover are substantially similar.
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