具有可移动平台的微机电装置的制作方法

本发明涉及一种微机电装置，特别是涉及一种包含可移动平台的微机电装置。

背景技术：

以微机电技术为基础的装置具有体积小、重量轻、成本低等优点，在许多领域都有着迫切的应用需求和广泛的应用前景。

目前，在摄像技术的领域中，为了解决相机抖动造成拍摄影像模糊的问题，已陆续引入相机的防手震技术。防手震技术包含光学防手震(ois)与电子防手震(eis)。其中，使用微机电平台搭载感光元件，并通过微机电平台的位移来补偿相机的偏移，以维持影像的清晰度。

感光元件(例如影像感测芯片)与微机电平台整合，并且以打线接合方式将信号传输线连接至感光元件与电路板，而使感光元件产生的影像信号能通过信号传输线传输至电路板。然而，由于信号传输线在微机电平台移动的过程中可能会扯断或脱离，导致采用打线接合方式设置信号传输线会有可靠度的疑虑。

技术实现要素：

鉴于以上的问题，本发明揭露一种具有可移动平台的微机电装置，有助于解决信号传输线容易扯断或脱离的问题。

本发明所揭露的具有可移动平台的微机电装置包含一基板、至少一固定座、一平台、一感测芯片以及至少一弹性元件。固定座设置于基板上。平台包含至少一电极与至少一导电连接层。感测芯片设置于平台上并且包含至少一电性互连元件，电性互连元件连接于平台的导电连接层。弹性元件连接平台与至少一固定座，其包含至少一第一电性通道、一第二电性通道以及一电性绝缘层。第一电性通道用以传递感测芯片产生的第一电性信号。电性绝缘层设置于第一电性通道及第二电性通道之间。第一电性通道电连接于电性互连元件，且第二电性通道电连接于电极。

根据本发明所揭露的具有可移动平台的微机电装置，感测芯片的电性互连元件连接于平台的导电连接层。此外，弹性元件的第一电性通道电连接于电性互连元件，并且第二电性通道电连接于平台的电极。第一电性通道用于传递感测芯片产生的感测信号，且第二电性通道用以传输电荷，以使电极产生静电力。由此，在平台运动时，电性互连元件与平台之间没有相对运动关系，而有助于避免感测出模糊的影像且避免因为电性互连元件被拉扯而断开。

以上的关于本发明的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的权利要求更进一步的解释。

附图说明

图1为本发明第一实施例的具有可移动平台的微机电装置的上视示意图；

图2为图1的具有可移动平台的微机电装置沿线a-a的剖切示意图；

图3a和图3b为图2的具有可移动平台的微机电装置的局部放大示意图；

图4a和图4b为图2的具有可移动平台的微机电装置的另一局部放大示意图；

图5为本发明第二实施例的具有可移动平台的微机电装置的剖切示意图；

图6为本发明第三实施例的具有可移动平台的微机电装置的剖切示意图；

图7为图6的具有可移动平台的微机电装置的局部放大示意图；

图8为本发明第四实施例的具有可移动平台的微机电装置的剖切示意图。

符号说明

1、1a、1b、1c具有可移动平台的微机电装置

10基板

110主体

120绝缘层

130固定基座

131外缘

140a、140b导电层

150导电层

150’接地金属面

20、20b固定座

210沟槽

220内固定座

221金属层

222半导体层

223绝缘层

224导电柱

230外固定座

231金属层

232半导体层

233绝缘层

240中固定座

241半导体层

242绝缘层

242”绝缘层

243导电柱

243a第一导电部分

243b第二导电部分

30平台

310电极

320导电连接层

330金属层

340半导体层

350绝缘层

360下表面

370绝缘层

30”弹性元件

40、40a感测芯片

410、410a电性互连元件

420导电连接垫

430接合胶

440边缘

50、50b弹性元件

510第一电性通道

520第二电性通道

530电性绝缘层

540接地金属层

60止动元件

c质心

p1、p2信号传递路径

p3接地路径

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何熟悉相关技术者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、权利要求及附图，任何熟悉相关技术者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

根据本发明的一实施例，具有可移动平台的微机电装置包含一基板、至少一固定座、一平台、一感测芯片以及至少一弹性元件。请同时参照图1和图2，其中图1为根据本发明第一实施例的具有可移动平台的微机电装置的上视示意图。图2为图1的具有可移动平台的微机电装置沿线a-a的剖切示意图。在本实施例中，具有可移动平台的微机电装置1包含一基板10、多个固定座20、一平台30、一感测芯片40以及多个弹性元件50。固定座20与弹性元件50的数量并非用以限制本发明。为了方便说明，图1中以虚线绘示感测芯片40，并且以实线绘示位于感测芯片40下方的元件。

基板10包含一主体110、一绝缘层120多个导电层140a、140b。绝缘层120设置于主体110的表面。固定基座130设置于基板10上且导电层140a、140b设置于绝缘层120的表面。主体110例如是印刷电路板或玻璃板。固定座20设置于基板10的导电层140a、140b上。

平台30经由多个弹性元件30”与基板10的固定基座130连接而可活动地悬浮于基板10上。平台30包含多个电极310与多个导电连接层320。电极310例如是梳状电极，其用以产生静电力来控制平台30的运动。电极310与导电连接层320的数量并非用以限制本发明。

感测芯片40设置于平台30上，并且感测芯片40包含多个电性互连元件410。电性互连元件410连接于平台30的导电连接层320。由此，在平台30运动时，感测芯片40的电性互连元件410与平台30之间没有相对运动关系，而可避免电性互连元件410被拉扯而断开。电性互连元件410的数量并非用以限制本发明。

弹性元件50连接平台30与固定座20。请一并参照图3a至图4b，其中图3a和图3b为图2的具有可移动平台的微机电装置的局部放大示意图，且图4a和图4b为图2的具有可移动平台的微机电装置的另一局部放大示意图。弹性元件50包含多个第一电性通道510、一第二电性通道520以及多个电性绝缘层530。第一电性通道510为金属层，并且第二电性通道520为半导体层。第一电性通道510电连接于感测芯片40的电性互连元件410，且第二电性通道520电连接于平台30的电极310。如图3a和图3b所示，上层的电性绝缘层530设置于上层的第一电性通道510与下层的第一电性通道510之间，以使上层的第一电性通道510与下层的第一电性通道510电性绝缘。下层的电性绝缘层530设置于下层的第一电性通道510与第二电性通道520之间，以使第一电性通道510与第二电性通道520电性绝缘。

感测芯片40的不同的电性互连元件410分别电连接至弹性元件50中位于不同层的第一电性通道510。如图3a和图3b所示，靠近感测芯片40左侧的电性互连元件410电连接至上层的第一电性通道510。如图4a和图4b所示，靠近感测芯片40右侧的电性互连元件410电连接至下层的第一电性通道510。当感测芯片40的电性互连元件的数量大于弹性元件50的数量时，弹性元件50中的多个第一电性通道510就可以提供足够数量的电性路径，使来自感测芯片的多个第一电性信号能传递至固定座20。图3a至图4b绘示第一电性通道510的数量并非用以限制本发明。在其他实施例中，例如，感测芯片40的电性互连元件的数量较少的一实施例中，弹性元件50包含单层第一电性通道510以及单层电性绝缘层530，且感测芯片40的所有电性互连元件410电连接至同层的第一电性通道510。

第一电性通道510用以传递第一电性信号，且第二电性通道520用以传输电荷。详细来说，感测芯片40产生的感测信号(第一电性信号)经由电性互连元件410、导电连接层320与弹性元件50的第一电性通道510来传递。另一方面，请一并参照图1所示，平台30的电极310累积的电荷可经由弹性元件50的第二电性通道520传递至电极310以产生静电力来驱动平台30。

根据本发明的一实施例，固定座还包含一沟槽，并且沟槽将固定座分隔成一内固定座以及一外固定座。如图2所示，固定座20的一沟槽210将固定座20分隔成一内固定座220以及一外固定座230，使得内固定座220以及外固定座230相互电性绝缘。如图3a所示，弹性元件50的第一电性通道510电连接于内固定座220，且第二电性通道520连接于外固定座230。感测芯片40产生的感测信号为第一电性信号。第一电性信号经由电性互连元件410、导电连接层320、第一电性通道510与内固定座220传递至基板10的导电层140a。另一方面，使电极310产生静电力的电荷是经由基板10外部传入，然后经由基板10的另一导电层140b、外固定座230、第二电性通道520及平台30而传递至电极310。

根据本发明的一实施例，平台30另包含至少一金属层、一半导体层以及一绝缘层。如图3a和图4a所示，平台30包含多个金属层330、一半导体层340以及多个绝缘层350。金属层330连接于导电连接层320。一绝缘层350设置于金属层330以及半导体层340之间，使金属层330以及半导体层340电性绝缘。另一绝缘层350设置于一金属层330以及另一金属层330之间，使二金属层330相互电性绝缘。第一电性通道510连接于平台30的金属层330，且第二电性通道520连接于平台30的半导体层340。感测芯片40的电性互连元件410经由导电连接层320与金属层330电连接至第一电性通道510，并且平台30的电极310经由半导体层340电连接至第二电性通道520。金属层330与绝缘层350的数量并非用以限制本发明。

根据本发明的一实施例，具有可移动平台的微机电装置1为一取像装置。其中，感测芯片40为一影像芯片，例如是互补式金属氧化物半导体(cmos)或感光耦合元件(ccd)。在本实施例中，感测芯片40产生的第一电性信号为影像信号。此外，感测芯片40的电性互连元件410为导电凸块或导电线。举例来说，电性互连元件410可以是焊球(solderball)或金线(goldwire)。由此，在平台30运动时，感测芯片40的导电凸块(或导电线)与平台30之间没有相对运动关系，而可避免导电凸块或导电线被拉扯而断开。

根据本发明的一实施例，内固定座另包含至少一金属层、一半导体层以及一绝缘层。如图3a所示，内固定座220包含一金属层221、一半导体层222以及一绝缘层223。内固定座220的半导体层222电连接于基板10的导电层140a，并且绝缘层223设置于金属层221与半导体层222之间，使金属层221与半导体层222电性绝缘。弹性元件50的第一电性通道510连接至内固定座220的金属层221。如图4a所示，内固定座220包含多个金属层221、一半导体层222以及一绝缘层223。金属层221的数量并非用以限制本发明。

根据本发明的一实施例，外固定座另包含至少一金属层、一半导体层以及一绝缘层。如图3a所示，外固定座230包含一金属层231、一半导体层232以及一绝缘层233。半导体层232电连接于基板10的导电层140b。绝缘层233设置于金属层231与半导体层232之间，使金属层231与半导体层232电性绝缘。弹性元件50的第二电性通道520连接至外固定座230的半导体层232。如图4a所示，外固定座230包含多个金属层231、一半导体层232以及一绝缘层233。金属层231的数量并非用以限制本发明。

根据本发明的一实施例，内固定座另包含至少一导电柱。如图3a所示，内固定座220包含一导电柱224。导电柱224贯穿内固定座220的绝缘层223，并且导电柱224连接内固定座220的金属层221及内固定座220下方的导电层140a。导电柱224的数量并非用以限制本发明。

根据本发明的一实施例，固定座20的金属层221与231、平台30的导电连接层320、平台30的金属层330以及弹性元件50的第一电性通道510可都由相同的金属材料形成。金属材料可以是铜、镍、锡或钛，但前述列举的金属材料并非用以限制本发明。此外，固定基座130、固定座20的半导体层222与232、平台30的半导体层340以及弹性元件50的第二电性通道520可都由相同的半导体材料形成。半导体材料可以是有掺杂杂质的硅，但前述列举的半导体材料并非用以限制本发明。再者，固定座20的绝缘层223与233、平台30的绝缘层350以及弹性元件50的电性绝缘层530可都由相同的电性绝缘材料形成。电性绝缘材料可以是氧化硅或氮化硅等氧化物，但前述列举的电性绝缘材料并非用以限制本发明。

根据本发明的一实施例，平台的半导体层的一下表面包含多个止动元件。如图2、图3a所示，具有可移动平台的微机电装置1还包含多个止动元件60，其设置于平台30的半导体层340的一下表面360。在将感测芯片40的电性互连元件410与平台30的导电连接层320接合的制作工艺中，例如倒装制作工艺(flipchipprocess)或打线制作工艺(wirebondingprocess)，当感测芯片40置放至平台30时，止动元件60会抵触基板10而提供支撑力给平台30，进而防止平台30向下的位移量过大，使倒装制作工艺或打线制作工艺的良率可以提升。

根据本发明的一实施例，止动元件以平台的一质心为一对称点，而点对称地设置于平台的下表面。如图1、图2所示，平台30具有一质心c。这些止动元件60以质心c为对称点而点对称地设置于平台30的半导体层340的下表面360。如此，在将感测芯片40的电性互连元件410与平台30的导电连接层320接合的制作工艺中，当感测芯片40置放至平台30时，这些止动元件60抵触基板10，而会提供均匀的支撑力给平台30。如此一来，在平台30上的不同区域，就不会产生大小不一的向下位移量，进而使倒装制作工艺或打线制作工艺的良率可以提升。

图3a和图4a中绘示感测信号(第一电性信号)以及用以产生静电力的电荷的传递路径。以感测芯片40是影像感测芯片为例说明，感测芯片40接收到光线而产生影像信号。影像信号经过由电性互连元件410、平台30的导电连接层320、金属层330、弹性元件50的第一电性通道510、固定座20的金属层231、金属层221以及导电柱224所构成的信号传递路径p1而传递至基板10的导电层140a。另外，在具有可移动平台的微机电装置1应用于相机的例子中，当需要通过具有可移动平台的微机电装置1补偿相机偏移时，平台30的电极310会产生能使平台30运动的静电力。此些电荷可由基板的外部(例如特殊用途的ic；asic)输入至基板10的导电层140b。然后，这些电荷再经由外固定座230的半导体层232、弹性元件50的第二电性通道520以及平台30的半导体层340所构成的信号传递路径p2而传递至平台30的电极310，以产生静电力。

图5为根据本发明第二实施例的具有可移动平台的微机电装置的剖切示意图。由于第二实施例与第一实施例相似，故以下针对各实施例的相异处进行说明。在本实施例中，具有可移动平台的微机电装置1a中的感测芯片40a的电性互连元件410a为金属导线。电性互连元件410a以打线接合方式连接感测芯片40a的一导电连接垫(bondingpad)420以及平台30的导电连接层320。此外，感测芯片40a另包含多个接合胶430，且感测芯片40a通过接合胶430接合于平台30的绝缘层370。

根据本发明的一实施例，弹性元件另包含一接地金属层。请参照图6和图7，其中图6为根据本发明第三实施例的具有可移动平台的微机电装置的剖切示意图，图7为图6的具有可移动平台的微机电装置的局部放大示意图。由于第三实施例与第一实施例相似，故以下针对各实施例的相异处进行说明。在本实施例中，具有可移动平台的微机电装置1b的固定座20b另包含一中固定座240，并且弹性元件50b另包含一接地金属层540。详细来说，固定座20b的二个沟槽210将固定座20b分隔成内固定座220、中固定座240以及外固定座230，使得内固定座220、中固定座240以及外固定座230相互电性绝缘。内固定座220与外固定座230的结构可参照前述对应到图3a与图4a的说明。

中固定座240包含一半导体层241、一绝缘层242、一绝缘层242”以及一导电柱243。接地金属层540设置于弹性元件50b的多个第一电性通道510之间。接地金属层540以及第一电性通道510借由弹性元件50b的多个绝缘层而相互电性绝缘。接地金属层540电连接至基板10的接地金属面150’以形成电性接地。因接地金属层540电性接至基板10的接地金属面150’后，可以使于多个第一电性通道510内传递的第一电性信号彼此不会产生相互干扰(crosstalk)的现象。导电柱243包含相连的一第一导电部分243a以及一第二导电部分243b。第一导电部分243a贯穿绝缘层242，且第二导电部分243b贯穿绝缘层242”。

参照图7，接地金属层540电性接至基板10的接地金属面150’的接地路径p3为：接地金属层540通过导电柱243电连接至基板10上的导电层150，然后导电层150电连接至一大面积的接地金属面150’。接地金属层540电连接至大面积的接地金属面150’后，可使接地金属层540具有较佳的电性接地效果。在此实施例中，导电柱243的数量并非用以限制本发明。

图8为根据本发明第四实施例的具有可移动平台的微机电装置的剖切示意图。由于第四实施例与第一实施例相似，故以下针对各实施例的相异处进行说明。在本实施例中，感测芯片40的边缘440与基板10的固定基座130的外缘131切齐，如此可以缩小具有可移动平台的微机电装置的整体面积，进而可在同一晶片面积下，制造出数量较多的具有可移动平台的微机电装置。

综上所述，本发明所揭露的具有可移动平台的微机电装置中，感测芯片的电性互连元件连接于平台的导电连接层。此外，弹性元件的第一电性通道电连接于电性互连元件，并且第二电性通道电连接于平台的电极。第一电性通道用于传递感测芯片产生的感测信号，且第二电性通道用以传输电荷，以使电极产生静电力。由此，在平台运动时，电性互连元件与平台之间没有相对运动关系，而有助于避免感测出模糊的影像且避免因为电性互连元件被拉扯而断开。

虽然结合以上实施例公开了本发明，然而这些实施例并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本发明的保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考所附的权利要求。