[发明专利]微机电模块以及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微机电模块，此微机电模块包含微机电元件与微电子电路，其中微机电元件堆叠于微电子电路之上，而微电子电路通过硅通孔以和微机电元件以及模块外部进行讯号沟通。

背景技术

微机电元件常用于运动或压力感测，例如加速传感器，陀螺仪、高度计等。微机电元件的侦测结果须通过微电子电路予以读出。在其中一类技术方案中，是将微机电元件和微电子电路分开制作为不同的芯片(die)，再封装在一起，构成封装后的微机电模块。

图1一现有技术的微机电模块10，其中的微机电元件11堆叠于微电子电路12。虽此设计可缩小封装所占面积，但具有至少一缺点：微机电元件11与微电子电路12通过堆叠部分进行讯号沟通，故微机电元件11与微电子电路12间的堆叠对准精度要求极高。

参照图2，其显示根据美国专利US 8610272的微机电元件封装20，其包含微机电元件21、引线23、下封装层(Bottom Package Layer)24、以及焊球25。微机电元件21通过引线23连接至焊球25，以外接至微电子电路(未显示)。此现有技术的结构设计中，并未考虑如何整合微电子电路于封装之中，需要另行封装微电子电路，再将微机电元件封装20与封装后的微电子电路予以电性连接，因此尺寸难以小型化。

图3显示现有技术的一电路封装30，其设计为电路元件32为避免顶部拉引线造成整体厚度增加，故于下方连接一底板300，而底板300中具有多个硅通孔36以分配电路元件32的对外线路，并通过其中多个硅通孔36顶部拉引线33以耦接于另一电路元件37。此现有技术的结构设计中，是将电路元件37设置在底板300的侧方，此安排方式将使整体封装的面积增加，不利于尺寸小型化。

图4显示现有技术的另一电路封装40，其设计为上下分置的电路元件42、47，分别由其顶部拉引线至底板400、410，而底板400中包含多个硅通孔46。两电路元件42、47之间以焊球45来连接进行讯号沟通，又，对外部则利用焊球450来进行讯号沟通。相较于图3的电路封装30，电路封装40还增加顶部拉引线所增加的厚度，此设计造成整体厚度大幅增加。

图3、图4的现有技术中，并未明确提到将电路芯片与微机电元件芯片封装成一个模块。

前述现有技术或是未能提供封装在一起的小尺寸微机电模块、或是虽能提供封装在一起的小尺寸微机电模块但要求极高的堆叠对准精度。有鉴于此，本发明提供一种小尺寸的微机电模块，且不需要高的堆叠对准精度，以解决现有技术的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种小尺寸的微机电模块，且不需要高的堆叠对准精度，此微机电模块包含微机电元件与微电子电路，其中微机电元件堆叠于微电子电路之上，而微电子电路通过硅通孔以和微机电元件以及模块外部进行讯号沟通。

为达上述目的，就其中一个观点，本发明提供一种微机电模块，包含：一微机电元件芯片与一微电子电路芯片，该微机电元件芯片堆叠并结合于该微电子电路芯片的上方，其中，该微电子电路芯片包含一基板，该基板内具有连接基板上下表面的至少一个硅通孔(Through-Silicon Via)、以及至少一个微电子电路，该微电子电路包含一电路区与一讯号层，彼此电性连接，且该讯号层与硅通孔直接连接；以及至少一个引线，其一端连接该微机电元件芯片，另一端连接该至少一个硅通孔，其中，于微机电元件芯片和微电子电路芯片的堆叠处，微机电元件芯片与微电子电路芯片并不在此处进行讯号沟通。

一实施例中，微机电模块还包含一下封装层，包覆微电子电路芯片的下方，该下封装层具有至少一个对外接点，以连接至对应的焊球，以供对外进行讯号沟通。

一实施例中，微机电模块又包含一上封装层，该上封装层包覆该微机电元件芯片、该引线、以及该基板的上表面。

一实施例中，该微机电元件芯片包含一遮盖，该遮盖于该微机电元件内部形成一腔体。

一实施例中，该微机电元件芯片包含一遮盖，该遮盖于该微机电元件内部形成一腔体，且其中该上封装层与该遮盖具有相连的开口，而该腔体为连接该开口的一开放腔体。

一实施例中，该讯号层位于该微电子电路的上方，较靠近于该微机电元件芯片，且该讯号层直接连接于该硅通孔的上方；或该讯号层位于该微电子电路的下方，较靠近于该微电子电路芯片的下方，且该讯号层直接连接于该硅通孔的下方。