KR100733242B1

KR100733242B1 - 측면 밀봉부재가 형성된 ｍｅｍｓ 패키지 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100733242B1
Application number: KR1020040077588A
Authority: KR
Inventors: 홍석기; 이영규; 박흥우
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-09-25
Publication date: 2007-06-27
Also published as: KR20050110568A; JP2005329532A; US7078804B2; US20050258516A1

Abstract

본 발명은 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 베이스 기판상에 형성된 MEMS 소자를 둘러싸는 형상으로 금속층을 패터닝 하고, MEMS 소자의 상하 구동용 자유 공간을 형성하기 위해 금속층에 접촉된 상태로 스페이서를 실장시키고, 실장된 스페이서와 접촉되는 부분에 밀봉부재 접촉용 메탈층이 형성된 리드 글래스를 스페이서에 실장시킨 후, MEMS 소자를 외부 환경으로부터 밀봉시키기 위해 금속층과 리드 글래스의 메탈층 측면에 밀봉부재를 인가함으로써, 베이스 기판상에 형성된 MEMS 소자를 외부 환경으로부터 완전 밀봉(hermic sealing)시킨다.

반도체 기판, 패시베이션층, MEMS 디바이스, 스페이서, 리드 글래스, 메탈리제이션 영역, 밀봉부재.

Description

측면 밀봉부재가 형성된 ＭＥＭＳ 패키지 및 그 제조 방법{MEMs package having side sealing member and manufacturing method thereof}

도 1은 종래의 패키지 구조를 간략하게 도시한 단면도.

도 2는 도 1 에 도시된 패키지 구조의 예시 평면도를 나타낸다.

도 3(도 3a 및 도 3b)은 도 1에 도시된 패키지 구조에 대한 덮개를 부착하는 과정을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지의 단면도.

도 5(도 5a 내지 도 5h)는 본 발명에 따른 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지의 제조 공정도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 기판

200 : 패시베이션층

300 : MEMS 소자

400 : 금속층

500 : 스페이서

600 : 리드 글래스

610 : 메탈층

700 : 밀봉부재

800 : 본딩 와이어.

본 발명은 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Devices) 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로는, 베이스 기판에 형성된 MEMS 소자를 둘러싸는 스페이서에 실장되어 MEMS 소자를 커버하는 리드 글래스의 측면에 밀봉부재를 형성하므로써, 외부 환경으로부터 MEMS 소자를 밀봉처리하는 MEMS 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 인터넷과 IMT 2000 등 광대역 서비스를 위한 대용량 통신의 필요성이 부각되면서 파장 다중화(WDM : Wavelength Division Multiplexing) 등의 광통신 방식이 급속히 표준화의 자리를 잡아가고 있으며, 이에 연동하여 파장, 데이터율(data rate) 및 신호 형식(signal format)에 의존하지 않아 “광투과성(optically transparent)” 하다는 특성을 가지는 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)기술이 앞으로의 기술을 주도할 혁신적인 시스템 소형화 기술로서 소개되고 있다.

종래, 이와 같은 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)기술을 이용하여 상용화된 제품으로는 가속도계, 압력 센서, 잉크젯 헤드, 하드 디스크용 헤드, 프로젝션 디스플레이, 스케너 및 micro fluidics 등이 있으나, 최근에는 광통신 기술의 발전과 더불어 더욱 고성능이 요구되는 광통신용 부품 기술에 대한 관심이 점점더 증가하고 있다.

특히, 마이크로 미러를 제작하여 MEMS 방식의 엑츄에이터로 구동하는 스위칭 기법을 이용한 공간형 광변조기에 대한 관심이 집중되고 있으며, 이러한 광변조기는 많은 데이타 양과 실시간 처리가 불가능한 기존의 디지탈 정보처리와는 달리 고속성과 병렬처리 능력, 대용량의 정보처리의 장점을 지니고 있다.

상술한 바와 같은 광변조기를 이용하여 이진위상 필터 설계 및 제작, 광논리게이트, 광증폭기 등과 영상처리 기법, 광소자, 광변조기 등의 연구가 진행되고 있으며, 이중에서 특히 공간 광변조기는 광메모리, 광디스플레이, 프린터, 광인터커넥션, 홀로그램 및 표시장치 등의 분야에 사용되고 있다.

그러나, 이와 같은 MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems) 디바이스의 경우, 소정의 외부환경, 보다 구체적으로는 온도, 습도, 미세 먼지, 진동 및 충격 등의 외부 환경에 민감하게 반응하고, 이에 의하여 동작을 수행하지 않거나 또는 동작중에 에러가 빈번히 발생한다는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 대한민국 공개특허공보 제 특2001-0053615호에는 " 마이크로 일렉트로닉 기계(MEMS)에 밀봉 덮개를 실링하는 방법 및 장치" 에 대한 기술 사상이 개시되어 있다.

먼저, 도 1을 참조하여 대한민국 공개특허공보 제 특2001-0053615호에 개시 된 "마이크로 일렉트로닉 기계(MEMS)에 밀봉 덮개가 실링된 장치의 구성"을 상세하게 설명한다.

여기서, 도 1은 투명 덮개가 밀봉 실링되는 실리콘 반도체 디바이스의 대표 단면도를 도시한 것으로서, 반도체 기판(104)상에는 금속성의 전도 및 반사 외피 (102)를 포함하는 전도성 리본(100)이 형성되어 있고, 상기 리본(100)은 기판(104) 사이에 공기 간격(106)을 두고 반도체 기판(104)위로 형성되어 있다.

또한, 기판(104) 표면에는 절연층(110)에 의하여 피복되는 전도성 전극(108)이 형성되어 있고, 상기 전도성 전극(108)은 리본(100)의 아래에 위치되고 또한 공기 간격(106)의 아래에 위치하게 된다.

여기서, 반사 외피(102)는 기계적 능동 리본(100)의 지역 위로 연장되고 통상적인 본딩 패드(112) 및 그 말단으로서 구성되고 통상적인 절연 패시베이션 층(114)으로 패시베이션되어 있으며, 상기 패시베이션 층(114)은 본딩 패드들(112)이나 리본 구조들(100/102)을 덮지 않는다.

또한, 제어와 전력 신호들은 통상적인 와이어 본딩 구조들(116)을 사용하여 반도체 디바이스에 연결된다.

통상적인 반도체 제조 기술들에 따르면, 디바이스들은 반도체 기판의 표면상에 가능한 한 밀집되어 형성되나, 여기에 있어서는 광학 유리가 반도체 디바이스상에 직접 밀봉 실링되었기 때문에 본딩 패드들(112)은 덮개 실링(sealing) 지역 (118)을 제공하기 위해 리본 구조들(100/102)로부터 상당한 거리만큼 이격되어 형성되어 있고, 납땜 가능 물질(120)이 덮개 실링 지역(118)상에 형성된다.

덮개(122)는 양호한 밀봉을 수행하기 위하여 양질의 광학 물질로 형성되는 것이 바람직하고, 원치 않는 방사(radiation), 반사도 강화 또는 반사도 감소 등을 포함하는 다양한 목적을 위하여 사용된다.

그러나, 상기 덮개(122)는 상술한 바와 같은 목적에 사용되는 것에 한정되는 것이 아니고 다양한 목적을 위하여 광학적으로 민감한 물질에 의해 코팅되어 있을 수 도 있다.

상술한 바와 같이 덮개가 덮개 실링 지역(118) 위를 덮기에 맞는 적당한 크기로 형성되는 경우, 납땜 가능 물질(124)은 통상적인 반도체 가공 기술들을 사용하여 덮개의 한면의 주위를 둘러싸는 링에 형성된 후, 덮개가 반도체 디바이스에 결합될 수 있도록 땜납(126)은 납땜 가능한 물질(124) 위로 증착된다.

여기서, 비록 비율에 맞춰 도시되지는 않았지만, 서로간의 간섭을 방지하기 위해 덮개(122)와 리본 구조들(100/102)은 떨어져서 실장(mount)되고, 이에 의하여 상기 기술된 구조들(100/102)은 상부 또는 하부로 자유롭게 이동한다.

도 2는 다양한 지역들이 블록(block)으로 표시된 본 발명에 따른 예시적 디바이스의 평면도를 도시한 것으로서, 디스플레이 엔진으로 사용되는 GLV의 리본 구조들은 기계적 능동 지역(140)을 구성하고, 상기 덮개 실링 지역(118)은 기계적 능동 지역(140)을 둘러싸도록 위치된다.

이때, 덮개 실링 지역(118)은 패시베이션되고, MEMS 디바이스에서 통상적으로 발견되는 기계적 능동 소자들은 포함하지 않는다.

또한, 덮개 실링 지역(118)은 덮개가 MEMS 디바이스의 효과적인 동작을 방해할 수 있기 때문에 오프칩(off chip) 인터페이스 구조들이 있는 본딩 패드들을 포함하지는 않으나 능동 전자 소자들을 포함하는 것은 가능하다. 그러나, 덮개 실링 지역(118)이 능동 전자 소자들을 포함하는 경우에는 덮개가 적절히 짝맞출 수 있는 표면을 제공하기 위해 그 지역을 평탄화하는 노력이 기울여져야 한다.

본딩 지역(142)은 덮개 실링 지역(118)을 둘러쌓고 있으며, 반도체 디바이스로부터 오프칩 회로들 및 시스템들로의 상호 연결을 위해 필요한 소정 개수의 본딩 패드들을 포함한다.

이하, 도 3을 참조하여 "마이크로 일렉트로닉 기계(MEMS)에 밀봉 덮개를 실링하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 납땜 가능한 물질(150)을 반도체 디바이스의 덮개 실링 지역(152)상에 형성되거나, 또는 투명한 덮개(158)의 주변 가장자리 둘레에 형성한 후, 상기 납땜 가능한 물질(156)상에 땜납(160)을 형성시킨다.

이후, 투명한 덮개(158)를 반도체 디바이스(154)에 접촉 및 정렬시킨 후에 열을 인가하여 땜납(160)을 용융시킨다.

이때, 용융된 땜납(160')의 표면 장력은 땜납이 반도체 디바이스(154)상의 납땜 가능한 물질(150)과 투명한 덮개상(158)의 납땜 가능한 물질(156) 사이에 남아있게 해준다.

이후, 땜납(160)이 모든 납땜 가능한 표면들을 흐르고 적실 수 있도록 충분한 시간동안 가열한 후 냉각시켜 땜납(160')을 재응결시킴으로써, 도 3b에 도시된 바와 같이, 투명한 덮개(158)가 반도체 디바이스(154)에 밀봉 실링된다.

그러나, 이와 같은 종래의 마이크로 일렉트로닉 기계(MEMS)의 밀봉 방법의 경우, 기판과 덮개 사이에 솔더를 삽입한 후 적층하고, 소정의 온도 조건에서 리플로우(reflow) 공정을 통하여 솔더에 열을 인가하여 기판과 덮개를 상호 접합시키기 때문에 작업속도가 느려 생산성이 저하된다는 문제점이 있었다.

또한, 기판과 덮개 사이에 개재되는 솔더의 위치 및 도포량에 따라 밀봉이 완전하게 수행되지 못하는 경우에도 솔더를 더 부가하는 등의 리워크(rework) 공정을 수행할 수 없다는 문제점이 또한 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 베이스 기판에 형성된 MEMS 소자를 둘러싸는 스페이서에 실장되어 MEMS 소자를 커버하는 리드 글래스의 측면에 밀봉부재를 형성함으로써, 외부 환경으로부터 MEMS 소자를 밀봉처리하는 MEMS 패키지 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지는, MEMS 소자가 실장된 베이스 기판; 상기 MEMS 소자를 둘러싸는 형상으로 베이스 기판상에 패터닝 되는 금속층; 상기 MEMS 소자의 상하 구동용 자유 공간을 형성하기 위해 상기 금속층에 접촉된 상태로 베이스 기판에 실장되는 스페이서; 상기 스페이서와 접촉되는 부분에 밀봉부재를 접착시키기 위한 메탈층이 형성되어 있고, 상기 메탈층을 개재하여 스페이서에 적층되는 리드 글래스; 및 상기 MEMS 소자를 외부 환경으로부터 밀봉시키기 위하여 상기 금속층과 리드 글래스에 형성된 메탈층의 측면에 인가되는 밀봉부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지 제조 방법은, 베이스 기판상에 MEMS 디바이스를 형성하는 단계; 상기 MEMS 소자를 둘러싸는 형상으로 베이스 기판상에 금속층을 패터닝 하는 단계; 상기 MEMS 소자의 상하 구동용 자유 공간을 형성하기 위해 상기 금속층에 접촉된 상태로 스페이서를 실장시키는 단계; 상기 스페이서와 접촉되는 부분에 밀봉부재 접촉용 메탈층이 형성된 리드 글래스를 스페이서에 실장시키는 단계; 및 상기 MEMS 소자를 외부 환경으로부터 밀봉시키기 위해 금속층과 리드 글래스의 메탈층 측면에 밀봉부재를 인가하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지 및 그 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지의 구조를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지는 베이스 기판상에 형성되는 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Devices) 소자를 커버하는 리드 글래스의 측면에 밀봉부재가 형성된 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, MEMS 소자(300)가 형성된 베이스 기판(100), 페시베이션층(200), 금속층(400), 스페이서(500), 리드 글래스(600) 및 밀봉부재(700)를 포함하여 구성되어 있다.

여기서, 베이스 기판(100)은 MEMS 소자(300)가 형성된 반도체 기판 자체이거나, 또는 MEMS 소자(300)가 다이 본딩되어 실장되는 매개체로서의 역할을 수행하는 일반적인 인쇄회로기판으로서, 소정의 전기 신호를 외부로 전달하거나 또는 전달받기 위한 와이어(800)가 연결되는 패드(pad)(미도시)가 형성되어 있다.

이때, 상기 MEMS 소자(300)는 광메모리, 광디스플레이, 프린터, 광인터커넥션, 홀로그램 및 표시장치 등의 분야에 사용되는 회절형, 반사형 및 투과형 등의 광변조기, 광소자 또는 디스플레이장치 등을 모두 포함한다.

패시베이션층(200)은 상기 베이스 기판(100)상에 형성되는 SiO₂ 또는 SiN_X등으로 이루어지는 보호층으로서, 후속 공정으로부터 베이스 기판(100)의 손상을 방지할 뿐만 아니라 베이스 기판(100)상에 형성된 MEMS 소자(300)와의 쇼트를 방지하는 역할을 수행한다.

금속층(400)은 소정의 전도성 금속에 대한 스퍼터링 또는 MOCVD 등의 공정을 통하여 MEMS 소자(300)를 둘러싸는 형상으로 베이스 기판(100)상에 형성된 패시베이션층(200)에 패터닝된 구조로 적층된다.

이때, 상기 금속층(400)은 소정의 밀봉부재가 베이스 기판(100)에 용이하게 접착될 수 있도록 하는 접착부재로서의 역할을 수행한다.

스페이서(500)는 MEMS 소자(300)를 둘러싸는 형상으로 패터닝된 금속층(400)에 일측면이 접촉된 상태로 베이스 기판(100)상에 실장되어 있고, 베이스 기판 (100)에 형성된 MEMS 소자(300)가 상하 방향으로 구동할 수 있도록 하는 자유공간 을 형성시키는 역할을 수행한다.

또한, 상기 스페이서(500)는 베이스 기판(100)에 형성되는 MEMS 소자(300)를 커버하는 리드 글래스(600)를 실장시키는 역할을 수행하되, 상기 리드 글래스(600)에 형성된 메탈층(610)을 개재하여 리드 글래스(600)와 정합된다.

이때, 상기 스페이서(500)는 메탈, 에폭시, 플라스틱 및 글래스 중 어느 하나의 재질로 구성되어 있다.

리드 글래스(600)는 스페이서(500)에 적층되어 베이스 기판(100)에 형성된 MEMS 소자(300)를 습기 또는 먼지 등의 외부 환경으로부터 보호하는 역할을 수행하는 것으로서, 상기 스페이서(500)와 정합되는 부분에는 소정의 밀봉부재(700)와의 접촉력을 강화시키기 위한 메탈층(610)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 리드 글래스(600)에는 외부로부터 입사되는 입사광의 투과 효율을 높이기 위하여 일면 또는 양면에 AR 코팅이 형성될 수 도 있다.

밀봉부재(700)는 베이스 기판(100)상에 실장되는 MEMS 소자(300)를 외부 환경으로부터 밀봉시키는 역할을 수행하는 것으로서, 베이스 기판(100)에 형성된 금속층(400)과 스페이서(500)에 실장되는 리드 글래스(600)의 메탈층(610) 측면에 형성된다.

즉, 밀봉부재(700)는 솔더 또는 엑폭시 수지 등의 밀봉용 부재에 대해 프리폼 (preform), 레이저 가공 및 리플로우(reflow) 등의 방법에 의하여 금속층(400)과 리드 글래스(600)의 메탈층(610) 측면에 접착되어 MEMS 소자(300)를 외부 환경으로부터 완전 밀봉(hermic sealing)시킨다.

여기서, 상기 프리폼 공정은 소정 형상으로 기 형성된 솔더를 금속층(400)과 리드 글래스(600)의 패시베이션 영역(610)의 측면에 실장시켜 밀봉 처리를 수행하는 것이고, 레이저 가공은 솔더 서플라이를 통하여 상기 금속층(400)과 스페이서 (500)상에 실장되는 리드 글래스(600)의 패시베이션 영역(610) 측면에 공급되는 솔더를 레이저 빔을 이용하여 용융시켜 밀봉 처리를 수행하는 것이며, 리플로우는 고체의 솔더를 상술한 바와 같이 실장한 후 고온의 온도를 가하여 녹여 밀봉처리를 수행하는 것이다.

이때, 상기 밀봉부재(700)는 외부 환경과의 밀봉을 수행하기 위하여 적어도 10^-7mg의 밀봉 레벨을 갖는 것이 바람직 하다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 소정의 MEMS 소자가 형성될 베이스 기판상에 패시베이션층을 형성한다(도 5a 및 도 5b 참조).

여기서, 베이스 기판(100)은 MEMS 소자(300)가 형성된 반도체 기판 자체이거나, 또는 MEMS 소자(300)가 다이 본딩되어 실장되는 매개체로서의 역할을 수행하는 일반적인 인쇄회로기판이다.

여기서, 상기 베이스 기판(100)상에 형성되는 페스베이션층(200)은 SiO₂ 또는 SiN_X등으로 이루어 지고, 후속 공정으로부터 베이스 기판(100)의 손상을 방지할 뿐만 아니라 베이스 기판(100)에 형성되는 MEMS 소자(300)의 쇼트를 방지하는 역할을 수행한다.

상술한 바와 같이 베이스 기판(100)사에 페시베이션층(200)을 형성한 후, 소정의 MEMS 소자를 형성한다(도 5c 참조).

여기서, 상기 MEMS 소자(300)는 상기 MEMS 소자(200)는 광메모리, 광디스플레이, 프린터, 광인터커넥션, 홀로그램 및 표시장치 등의 분야에 사용되는 회절형, 반사형 및 투과형 등의 광변조기, 광소자 또는 디스플레이장치 등을 모두 포함한다.

이때, 상기 MEMS 소자(300)는 베이스 기판(100)에 일체적으로 형성될 수 도 있고, 또는 기 형성된 MEMS 소자(300)가 베이스 기판(100)상에 실장된 형태로 형성될 수 도 있다.

상술한 바와 같이 패시베이션층을 개재하여 베이스 기판에 MEMS 소자를 형성한 후, 베이스 기판상에 밀봉부재가 부착될 소정 형상의 금속층을 형성한다(도 5d 참조).

즉, 금속층(400)은 소정의 메탈리제이션 공정에 의하여 베이스 기판(100)에 형성된 MEMS 소자(300)와 소정의 간격을 갖도록 둘러싸는 형상으로 형성되고, 소정의 밀봉부재(700)가 베이스 기판(100)에 용이하게 접착될 수 있도록 하는 접착부재로서의 역할을 수행한다.

상술한 바와 같이 기판(100)상에 금속층(400)을 형성한 후, 베이스 기판(100)상에 MEMS 소자(300)의 상하 구동용 자유 공간을 형성하기 위한 스페이서(500)를 실장시킨다(도 5e 참조).

여기서, 스페이서(500)는 MEMS 소자(300)를 둘러싸는 형상으로 패터닝된 금속층(400)에 일측면이 접촉된 상태로 베이스 기판(100)상에 실장되어 있고, 베이스 기판(100)에 형성된 MEMS 소자(300)가 상하 방향으로 구동할 수 있도록 하는 자유공간을 형성시키는 역할을 수행한다.

이때, 스페이서(500)는 베이스 기판(100)에 형성된 MEMS 소자(300)의 상하 구동을 위한 충분한 자유공간을 형성할 수 있는 높이로 형성되되, 메탈, 에폭시, 플라스틱 및 글래스 중 어느 하나의 재질로 구성된다.

또한, 상기 스페이서(500)는 베이스 기판(100)에 형성되는 MEMS 소자(300)를 커버하는 리드 글래스(600)에 형성된 메탈층(610)을 개재하여 상기 리드 글래스 (600)와 정합처리된다.

상술한 바와 같이 베이스 기판상에 스페이서를 실장시킨 후, 베이스 기판에 형성된 MEMS 소자를 외부 환경으로부터 보호하기 위한 리드 글래스를 스페이서에 실장시킨다(도 5f 참조).

여기서, 리드 글래스(600)는 스페이서(500)에 적층되어 베이스 기판(100)에 형성된 MEMS 소자(300)를 습기 또는 먼지 등의 외부 환경으로부터 보호하는 역할을 수행하되, 상기 스페이서(500)와 정합되는 부분에는 밀봉부재(700)와의 접촉력을 강화시키기 위한 메탈층(610)이 형성되어 있다.

또한, 리드 글래스(600)에는 외부로부터 입사되는 입사광의 투과 효율을 높이기 위하여 일면 또는 양면에 AR 코팅을 형성할 수 도 있다.

상술한 바와 같이 스페이서(500)상에 메탈층(610)을 개재하여 리드 글래스 (600)를 실장시킨 후, 베이스 기판에 형성된 MEMS 소자를 밀봉 처리하기 위한 측면 밀봉부재(700)를 형성한다(도 5g 참조).

여기서, 밀봉 부재(700)는 솔더 또는 에폭시 수지 등의 밀봉재를 프리폼 (preform), 레이저 가공 및 리플로우(reflow) 등의 방식에 의하여 베이스 기판 (100)에 형성된 금속층(400), 스페이서(500) 및 상기 스페이서(500)에 실장되는 리드 글래스(600)의 메탈층(610) 측면에 대해 중첩적으로 형성되고, 이에 의해 베이스 기판(100)에 형성된 MEMS 소자(300)를 외부 환경으로부터 밀봉(hermic sealing)처리한다.

이후, 베이스 기판(100)에 실장된 MEMS 소자(300)로부터 출력되는 전기 신호를 외부장치로 전달하기 위하여, 상기 MEMS 소자(300)와 전기적으로 연결된 베이스 기판(100)의 본딩패드(미도시)에 와이어 본딩(800)을 수행함으로써, 최종적으로 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지를 제작한다(도 5h 참조).

상기한 바와 같이, 본 발명은 베이스 기판에 실장되는 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Devices)소자를 커버하는 리드 글래스의 측면에 밀봉부재를 형성함으로써, 온도, 습도, 충격 및 진동 등의 외부환경으로부터 MEMS 소자를 신뢰성 있게 밀봉시킬 수 있다는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Devices) 소자를 커버하는 리드 글래스의 측면에 솔더링을 수행하기 때문에 작업이 용이할 뿐만 아니라 리워크(rework)가 가능하다는 효과를 또한 제공한다.

여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

MEMS 소자가 실장된 베이스 기판;

상기 MEMS 소자를 둘러싸는 형상으로 베이스 기판상에 패터닝 되는 금속층;

상기 MEMS 소자의 상하 구동용 자유 공간을 형성하기 위해 상기 금속층에 접촉된 상태로 베이스 기판에 실장되는 스페이서;

상기 스페이서와 접촉되는 부분에 밀봉부재를 접착시키기 위한 메탈층이 형성되어 있고, 상기 메탈층을 개재하여 스페이서에 적층되는 리드 글래스; 및

상기 MEMS 소자를 외부 환경으로부터 밀봉시키기 위하여 상기 금속층과 리드 글래스에 형성된 메탈층의 측면에 형성되는 밀봉부재

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지.
제 1 항에 있어서,

상기 베이스 기판 및 MEMS 소자의 쇼트 방지를 위해 상기 베이스 기판과 금속층 사이에 패시베이션층을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지.
제 1 항에 있어서,

상기 리드 글래스는 외부로부터 입사되는 입사광의 투과 효율을 높이기 위하여 일면 또는 양면에 AR 코팅이 형성된 것을 특징으로 하는 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지.
제 1 항에 있어서,

상기 밀봉부재는 솔더 또는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지.
베이스 기판상에 MEMS 디바이스를 형성하는 단계;

상기 MEMS 소자를 둘러싸는 형상으로 베이스 기판상에 금속층을 패터닝 하는 단계;

상기 MEMS 소자의 상하 구동용 자유 공간을 형성하기 위해 상기 금속층에 접촉된 상태로 스페이서를 실장시키는 단계;

상기 스페이서와 접합되는 부분에 메탈층이 형성된 리드 글래스를 스페이서에 실장시키는 단계; 및

상기 MEMS 소자를 외부 환경으로부터 밀봉시키기 위해 금속층과 리드 글래스의 메탈층 측면에 밀봉부재를 인가하는 단계

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지 제조 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 베이스 기판과 MEMS 소자의 쇼트 방지를 위해 베이스 기판과 금속층 상이에 패시베이션을 형성하는 단계를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 측면 밀봉부재가 형성된 MEMS 패키지 제조 방법.