微机电模块以及其制造方法
【技术领域】
[0001 ] 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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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丰旲块。
[0008]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】
[0009]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。
[0010]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。
[0011]—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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]—实施例中，该微电子电路芯片的基板包含至少两个微电子电路，且所述的微机电模块包含至少两个微机电元件芯片以及至少两个引线，该至少两个微机电元件芯片分别通过该至少两个引线以及硅通孔来与对应的微电子电路进行讯号沟通。
[0017]一实施例中，该微机电模块又包含一磁性材料，该磁性材料置于该讯号层上方或下方、该微机电元件的该遮盖上、该微机电模块所包含的一被动元件上方、或与该下封装层同一层。
[0018]一实施例中，该至少一个引线，其一端连接该微机电元件芯片中间位置而非上方顶端。
[0019]一实施例中，该微机电模块对外接点的封装方式包含:球形阵列封装(Ball GridArray)、针栅矩阵封装(Pin Grid Array)、平面阵列封装(Land Grid Array)、塑料针栅阵列(Plastic Land Grid Array)、或四面扁平无引线(Quad Flat No Lead)。
[0020]为达上述目的，就另一个观点，本发明提供一种微机电模块的制造方法，包含:提供一基板，其中具有一微电子电路，基板并包含连接基板上下表面的至少一个硅通孔；提供至少一个微机电元件芯片，堆叠并黏固于该基板上，且露出该至少一个硅通孔；以及提供至少一个引线，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，微机电元件芯片与微电子电路并不在堆叠处进行讯号沟通。
[0021]一实施例中，所述的制造方法又包含提供一上封装层，该上封装层包覆该微机电元件、该引线、以及该基板的上表面。
[0022]一实施例中，所述的制造方法又包含提供一下封装层，包覆该基板的下方，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。
[0023]一实施例中，该基板包含至少两个微电子电路，且所述提供至少一个微机电元件芯片的步骤提供至少两个微机电元件芯片、所述提供至少一个引线的步骤提供至少两个引线，该至少两个微机电元件芯片分别通过该至少两个引线以及硅通孔来与对应的微电子电路进行讯号沟通。
[0024]下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
【附图说明】
[0025]图1显示现有技术的微机电模块；
[0026]图2显示现有技术的微机电元件封装；
[0027]图3显示现有技术的电路封装；
[0028]图4显示根据现有技术的另一种电路封装；
[0029]图5显不根据本发明一实施例的微机电模块；
[0030]图6显示根据本发明另一实施例的微机电模块；
[0031]图7?12显示根据本发明的微机电模块的制造方法中各步骤；
[0032]图13?18显示根据本发明的多个实施例的微机电模块。
[0033]图中符号说明
[0034]10微机电模块
[0035]11微机电元件
[0036]12微电子电路
[0037]20微机电元件封装
[0038]21微机电元件
[0039]23 引线
[0040]24下封装层
[0041]25 焊球
[0042]30 电路封装
[0043]300 底板
[0044]32 电路元件
[0045]33 引线
[0046]35 焊球
[0047]36 硅通孔
[0048]37 电路元件
[0049]40 电路封装
[0050]400、410 底板
[0051]42 电路元件
[0052]43 引线
[0053]45、450 焊球
[0054]46 硅通孔
[0055]47电路元件
[0056]50微机电模块
[0057]500基板
[0058]51微机电元件芯片
[0059]511遮盖
[0060]512腔体
[0061]52微电子电路芯片
[0062]520微电子电路
[0063]521电路区
[0064]522讯号层
[0065]53引线
[0066]54下封装层
[0067]55焊球
[0068]56娃通孔
[0069]57黏着层
[0070]58上封装层
[0071]59接点
[0072]60、70微机电模块
[0073]61微机电元件芯片
[0074]611遮盖
[0075]6111开口
[0076]612:开放腔体
[0077]681:开口
[0078]80微机电模块
[0079]822讯号层
[0080]84下封装层
[0081]89磁性材料
[0082]90微机电模块
[0083]92微电子电路
[0084]921电路区
[0085]922讯号层
[0086]96硅通孔
[0087]99磁性材料
[0088]100微机电模块
[0089]1000基板
[0090]109磁性材料
[0091]101微机电元件芯片
[0092]1011遮盖
[0093]110微机电模块
[0094]119 磁性材料
[0095]120 微机电模块
[0096]121、1210微机电元件芯片
[0097]122、1220微电子电路
[0098]130 微机电模块
[0099]131、1310微机电元件
[0100]132、1320微电子电路
【具体实施方式】
[0101]有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。本发明中的图式均属示意，主要意在表示各模块以及各元件之间的功能作用关系，至于形状、厚度与宽度则并未依照比例绘制。
[0102]参照图5，其显示根据本发明的一观点所提供的一种微机电模块50，微机电模块50包含:一微机电兀件芯片51与一微电子电路芯片52，该微机电兀件芯片51堆叠于该微电子电路芯片52的上方，例如但不限于以黏着层