JP2018527205A - 反転させたマイクロストリップ伝送線路を有するｒｆ微小電子機械システムおよび作製方法 - Google Patents

反転させたマイクロストリップ伝送線路を有するｒｆ微小電子機械システムおよび作製方法 Download PDF

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Abstract

ＲＦ ＭＥＭＳパッケージは、第１の実装基板（４２）の頂面に形成された信号線（４６）であって、信号線の第１の部分を信号線の第２の部分に選択的に電気的に結合するＭＥＭＳデバイス（４８）を備える信号線と、信号線のそれぞれの部分に隣接して第１の実装基板の頂面に形成された２対の接地パッド（５２、５４、５６、５８）と、を有するＭＥＭＳダイ組立体を含む。接地パッドの対は、ＭＥＭＳデバイスのそれぞれの側に隣接して位置する。接地組立体（４３）は、接地パッドの対に電気的に結合され、第２の実装基板、および第２の実装基板の表面に形成された接地領域（６２）を含む。接地領域は、第１の実装基板の頂面に面し、接地パッドの対に電気的に結合される。キャビティは、接地領域と信号線との間に形成される。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、一般に高周波（ＲＦ）微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）パッケージ、より詳細には、それ自身の一体化された接地経路を含まないＭＥＭＳデバイス用ＲＦ伝送線路を形成する、反転させた、または裏返しにした接地面設計を有するＲＦ ＭＥＭＳパッケージに関する。
ＲＦ ＭＥＭＳデバイスは、その最も一般的な形態では、電気的に作動する機械的動作を用いて、ＲＦ伝送線路における開回路または閉回路を実現する小型のデバイスとして規定することができる技術である。ＲＦ ＭＥＭＳデバイスがオンの位置にある場合、ＲＦ伝送線路は、「閉じ」られ、ＲＦ ＭＥＭＳデバイスは、高周波ＲＦ信号を伝送するために使用され得る。
ＲＦ伝送線路を作製するための１つの公知の技法は、図１に示すように、マイクロストリップ伝送線路１０の使用によるものである。マイクロストリップ伝送線路１０は、誘電体基板１２の頂面１６に位置する導電性信号線１４、および誘電体基板１２の底面２０に位置する接地面１８を有する誘電体基板１２を含む。導電性信号線１４および接地面１８は、互いに相互作用して誘電体基板１２を通って進む電磁波を生成してＲＦ信号を生成する。マイクロストリップ伝送線路１０の幅、誘電体基板１２の厚さ、および誘電体基板１２の材料の比誘電率は、マイクロストリップ伝送線路１０の特性インピーダンスを決定する。ＲＦ ＭＥＭＳデバイスは、ＲＦ伝送線路を「開」または「閉」に制御するために導電性信号線１４に含まれている場合がある。
図１に示すようなマイクロストリップ伝送線路は、しばしば高周波回路設計において、導電性バッキングされたコプレーナ導波路伝送線路と併せて使用される。すなわち、ＲＦ伝送線路は、マイクロストリップ伝送線路の形態から導電性バッキングされたコプレーナ導波路伝送線路の形態に移行することがある。
図２は当技術分野で知られているような導電性バッキングされたコプレーナ導波路伝送線路２２を示す。コプレーナ導波路伝送線路２２は、誘電体基板１２の頂面１６に配置された導電性信号線１４を含む。同一の誘電体基板１２上でマイクロストリップ伝送線路１０からコプレーナ導波路伝送線路２２へ移行するとき、信号線１４は、この移行を通じて誘電体基板１２の頂面１６を横切って続いている。コプレーナ導波路伝送線路２２は、誘電体基板１２の頂面１６上に、かつ導電性信号線１４の両側に配置された１対の接地線３０、３２をさらに含む。そのため、信号線１４、接地線３０、３２は、同じ側に位置し、したがって、同一平面上にある。加えて、接地面１８は、誘電体基板１２の底面２０に位置し、信号線１４と同様に、移行を通じて誘電体基板１２の底面２０を横切って続いている。コプレーナ導波路伝送線路２２は、接地線３０、３２と接地面１８を電気的に接続するように誘電体基板１２の厚さを貫いて形成された複数の接地バイア３８をさらに含む。ＲＦ信号は、信号線１４と接地面１８との間で、さらに接地線３０、３２と信号線１４との間で電磁波によって生成される。
上で論じたように、高周波回路設計で使用されるＲＦ伝送線路は、ＭＥＭＳデバイスの実装基板の底面に一体化された接地面を含む。一体化された接地面は、信号線と相互作用し、電磁波およびＲＦ信号を生成する。しかしながら、すべてのＭＥＭＳパッケージが一体化された接地面を用いて製造されているわけではないため、既存のＭＥＭＳパッケージは、ＲＦ伝送用のデバイスに一体化される前に修正されなければならない。そのような修正は、ＭＥＭＳデバイスの反対側の実装基板の表面に接地面を置くこと、および接地面を基板の頂面の接地線に電気的に接続するために基板を貫いてバイアを形成することを含む。しかしながら、石英およびシリコンなどの材料から作られた基板にバイアを生成することは困難で、時間がかかる可能性がある。
したがって、ＭＥＭＳデバイスまたはその関連付けられた実装基板に対する構造的な修正なしに、一体化された接地面を含まないＭＥＭＳデバイスをＲＦ ＭＥＭＳパッケージに一体化することが望ましい。
米国特許第２００９／２４６９２９号
本発明の一態様によると、高周波（ＲＦ）微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）パッケージは、第１の実装基板と、第１の実装基板の頂面に形成された信号線であって、信号線の第１の部分を信号線の第２の部分に選択的に電気的に結合するＭＥＭＳデバイスを備える、信号線と、信号線の第１の部分に隣接して第１の実装基板の頂面に形成された第１の対の接地パッドと、信号線の第２の部分に隣接して第１の実装基板の頂面に形成された第２の対の接地パッドと、を有するＭＥＭＳダイ組立体を含む。また、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージは、第１の対の接地パッドおよび第２の対の接地パッドに電気的に結合された接地組立体であって、第２の実装基板と、第１の実装基板の頂面に面する第２の実装基板の表面に形成され、第１の対の接地パッドおよび第２の対の接地パッドに電気的に結合された接地領域と、を有する接地組立体を含む。キャビティが接地領域と信号線との間に形成され、第１の対の接地パッドがＭＥＭＳデバイスの第１の側に隣接して位置し、第２の対の接地パッドがＭＥＭＳデバイスの第２の側に隣接して位置する。
本発明の別の態様によると、高周波（ＲＦ）微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）パッケージを製造する方法は、第１の実装基板を用意するステップと、第１の実装基板の頂面に信号線を形成するステップであって、第１の実装基板の頂面に信号線の第１の部分を形成するステップ、第１の部分と第２の部分との間に間隙に設けるように第１の実装基板の頂面に信号線の第２の部分を形成するステップ、ならびに間隙をブリッジするためにＭＥＭＳデバイスを信号線の第１の部分および信号線の第２の部分に結合するステップ、を含むステップと、を含む。本方法は、信号線の第１の部分に隣接して第１の実装基板の頂面に第１の対の接地パッドを形成するステップと、信号線の第２の部分に隣接して第１の実装基板の頂面に第２の対の接地パッドを形成するステップであって、第２の対の接地パッドが第１の対の接地パッドから離間されている、ステップと、接地組立体を第１の対の接地パッドおよび第２の対の接地パッドに結合するステップであって、接地組立体が第２の実装基板の底面に形成された接地領域を備える、ステップと、間にキャビティを設けるように接地領域を信号線から離間させるステップと、をさらに含む。
本発明のさらに別の態様によると、高周波（ＲＦ）微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ウェーハ構造体は、ウェーハ基板の頂面に配置された複数のＭＥＭＳデバイスと、各信号線がそれぞれのＭＥＭＳデバイスの第１の側に位置する第１の部分、およびそれぞれのＭＥＭＳデバイスの第２の側に位置する第２の部分であって、第１の間隙によって第１の部分から分離された第２の部分を有する、ウェーハ基板の頂面に形成された複数の信号線と、それぞれの信号線の第１の部分の両側に隣接する第１の対の接地パッドと、それぞれの信号線の第２の部分の両側に隣接する第２の対の接地パッドと、を有するＭＥＭＳウェーハ組立体を含む。ＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体は、接地基板の底面に形成された接地面であって、第１の対の接地パッドおよび第２の対の接地パッドに接合された接地面を備える接地面組立体をさらに含み、接地面および複数の信号パッドが、各キャビティがそれぞれのＭＥＭＳデバイスを含む複数のキャビティによって離間され、複数のＭＥＭＳデバイスに隣接するＭＥＭＳ基板の頂面には接地パッドがない。
これらおよび他の利点ならびに特徴は、添付図面に関連して提供される本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な記載からより容易に理解されるであろう。
図面は、本発明を実行するために現在考えられる実施形態を示す。
従来技術で知られているようなマイクロストリップ伝送線路である。 従来技術で知られているような導電性バッキングされたコプレーナ導波路伝送線路である。 本発明の実施形態による、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージの概略斜視図である。 線４−４に沿ってとられた図３のＲＦ ＭＥＭＳパッケージの概略断面図である。 線５−５に沿ってとられた図４のＲＦ ＭＥＭＳパッケージの概略断面図である。 線６−６および線６ａ−６ａに沿ってとられた図４のＲＦ ＭＥＭＳパッケージの概略断面図である。 線７−７に沿ってとられた図４のＲＦ ＭＥＭＳパッケージの概略断面図である。 本発明の別の実施形態による、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージの第１の基板の概略上面図である。 本発明の別の実施形態による、ＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体の概略側面図である。 線１０−１０に沿ってとられた図９のＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体の概略断面図である。 本発明の別の実施形態による、ＲＦ ＭＥＭＳディスクリートパッケージの概略上面図である。 線１２−１２に沿ってとられた図１１のＲＦ ＭＥＭＳディスクリートパッケージの側断面図である。 線１３−１３に沿ってとられた図１１のＲＦ ＭＥＭＳディスクリートパッケージの側断面図である。 本発明の別の実施形態による、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージの概略斜視図である。 線１５−１５に沿ってとられた図１４のＲＦ ＭＥＭＳパッケージの概略断面図である。 線１６−１６に沿ってとられた図１５のＲＦ ＭＥＭＳパッケージの概略断面図である。 本発明の実施形態による、ＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体の概略側部断面図である。 線１８−１８に沿ってとられた図１７のＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体の概略断面図である。
本発明の実施形態は、それ自身の一体化された接地経路を含まないＭＥＭＳデバイス用ＲＦ伝送線路を形成する、反転させた、または裏返しにした接地面設計を含む高周波（ＲＦ）微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）パッケージを提供する。ＲＦ伝送線路は、接地面を含む二次基板をＭＥＭＳデバイスに結合することによって形成される。二次基板上に形成された接地面と一次基板上のＭＥＭＳデバイスの信号線との間の相互作用がＲＦ伝送線路を生成する。その結果、ＲＦ伝送線路は、ＭＥＭＳデバイスまたはその実装基板の物理的構造を変更または修正することなく生成される。
最初に図３を参照すると、本発明の実施形態によるＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０の概略斜視図が示されている。ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０は、ＭＥＭＳ４１および接地面組立体４３を含む。ＭＥＭＳダイ組立体４１は、頂面５０に配置された、ＭＥＭＳデバイス４８を含む導電性信号線４６を有するＭＥＭＳ実装基板４２を含む。ＭＥＭＳ基板４２は、限定されないが、石英、アルミナ、ガリウム砒素、シリコンなどの絶縁性、半絶縁性材料、または半導電性材料から形成されたバルクキャリア基板である。本発明の一実施形態では、ＭＥＭＳデバイス４８は、オーム接触スイッチ機構である。しかしながら、代替の実施形態では、ＭＥＭＳデバイス４８は、容量性接触スイッチ機構であってもよい。加えて、ＭＥＭＳデバイス４８は、限定されないが、磁気的、圧電的、熱的、および静電的な力などの当技術分野で知られている任意の作動機構も利用することができる。
第１の対の導電性接地線またはパッド５２、５４、および第２の対の導電性接地線またはパッド５６、５８が第１の基板４２の頂面５０に配置されている。図１および図２の従来技術のデバイスと異なり、図３のＭＥＭＳダイ組立体４１は、その底面６０に形成される接地面を含まない。その結果、ＭＥＭＳダイ組立体４１がスタンドアロンのデバイスとして使用される場合、ＲＦ信号は、ＭＥＭＳダイ組立体４１を通って自由に伝播しない。
ＭＥＭＳダイ組立体４１を通るＲＦ信号の伝搬を改善するために、接地面組立体４３がＭＥＭＳダイ組立体４１に結合される。接地面組立体４３は、接地実装基板４４の底面６４に形成された接地面／領域６２を含む。ＭＥＭＳ基板４２と同様に、接地基板４４は、限定されないが、石英、アルミナ、ガリウム砒素、およびシリコンなどの絶縁性または半絶縁性材料である。接地面６２は、金スタッドバンプなどの電気接点または相互接続部６６を介して接地パッド５２〜５８に接合され、電気的に結合されている。接地面６２は、例えば、銅、金、タングステン／ニッケル／金スタック、または別の一般的なパッケージング材料などの任意の導電性材料であってもよい。スタッドバンプ６６は、接地パッド５２〜５８を接地面６２に接合および電気的に結合するのに適した任意の材料、例えば、限定されないが、ハンダバンプ、金バンプ、および超音波熱付着バンプなどであってもよいことが考えられる。一緒になって、信号線４６および接地面６２は、ＲＦ伝送線路６３を形成する。ＲＦ伝送線路６３の電気インピーダンスは、信号線４６と接地面６２との間の距離を調整することによって操作されてもよく、この距離がスタッドバンプ６６の高さによって制御される。
接地面６２およびＭＥＭＳ基板４２の配置に基づいて、結果として得られるＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０の構造は、従来技術の構造と比較して、裏返しにした、または反転させた向きを有し、接地面６２が、信号線４６および接地パッド５２、５８の下ではなく上に位置する。そのような配置は、ＭＥＭＳダイ組立体４１の誘電体基板４２を貫いて形成された貫通バイアが存在しない場合にＲＦ信号の伝搬を可能にする。図示するパッケージ構造は、基板４２が石英またはシリコンなどの加工するのが困難な材料の場合に特に有利であり、以下でさらに詳述するように、パッケージをより高密度の信号線で構築することも可能にする。
図４は、ＭＥＭＳダイ組立体４１の上面図を表すＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０の概略断面図である。図５は、図４の線５−５を通るＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０の概略断面図である。図４および図５を一緒に参照すると適切であるが、信号線４６は、第１の部分６８、第２の部分７０、およびＭＥＭＳデバイス４８を含む。信号線４６の第１の部分６８および信号線４６の第２の部分７０は、間隙７２によって分離され、この間隙７２がＭＥＭＳデバイス４８によってブリッジされている。ＭＥＭＳデバイス４８が（図５に示す）「オン」状態すなわち閉位置にある場合、ＭＥＭＳデバイス４８は、信号線４６の第１の部分６８を信号線４６の第２の部分７０に電気的に結合し、これによってＲＦ伝送線路６３上に閉回路を生成する。ＭＥＭＳデバイス４８が「オフ」状態すなわち開位置にある場合、信号線４６の第１および第２の部分６８、７０は、電気的に切断され、ＲＦ伝送線路６３上に開回路を生成する。
図示するように、第１の対の接地パッド５２、５４は、信号線４６の第１の部分６８に隣接して第１の基板４２の頂面５０に配置され、第１の基板４２の全体にわたっては延在しない。すなわち、第１の対の接地パッド５２、５４は、第１の基板４２の頂面５０の全長７５の第１の部分７４に限定される。同様に、第２の対の接地パッド５８、５６は、信号線４６の第２の部分７０に隣接して第１の基板４２の頂面５０に配置され、第１の基板４２の頂面５０の全長７５の第２の部分７６に限定される。第１の対の接地パッド５２、５４のそれぞれの長さ５３は、第１の部分６８の長さ６９よりも小さい。同様に、第２の対の接地パッド５６、５８のそれぞれの長さ５７は、第２の部分７０の長さ７１よりも小さい。その結果、ＭＥＭＳデバイス４８に隣接する頂面５０の全長７５の第３のまたは残りの部分７８には、接地パッドが置かれていない。言いかえれば、第１の対の接地パッド５２、５４は、第１の基板４２の長さ７５にわたって第２の対の接地パッド５８、５６から離間している。
スタッドバンプ６６は、信号線４６と接地面６２との間に生成されるキャビティ８０の高さを画成する。キャビティ８０は、パッケージ４０内部の共振応答を減衰させるために、本発明の代替の実施形態によると、例えば、限定されないが、空気、または窒素などの誘電気体などの誘電性媒体で充填される。本発明の一実施形態では、キャビティ８０は、真空であり、または接地面６２とＭＥＭＳ基板４２との間で気密封止されている。当技術分野で知られている任意の気密封止プロセス、例えば、限定されないが、気密はんだ封止、ガラスフリット封止、および金−金熱圧縮封止が使用されてもよいことが考えられる。気密封止の結果として、キャビティ８０は、外部環境と流体連通しない。
図３および図５に示すように、本発明の一実施形態では、ＭＥＭＳダイ組立体４１の全長７５は、接地面組立体４３の全長７７よりも大きくてもよい。その結果、接地パッド５２〜５８はそれぞれ、接地面６２を越えて延在する接地コンタクト面５５を含む。同様に、信号線４６の第１の部分６８は、接地面６２を越えて延在する第１の信号コンタクト面６９を含み、信号線４６の第２の部分７０は、接地面６２を越えて延在する第２の信号コンタクト面７１を含む。代替の実施形態によると、接地コンタクト面５５、第１の信号コンタクト面６９、および第２の信号コンタクト面７１は、接地信号を測定または注入することによってＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０をテストするために、外部回路（図示せず）に接続されたワイヤボンド（図示せず）を含んでもよく、または接地−信号−接地（ＧＳＧ）プローブ（図示せず）に結合されてもよい。
図６は、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０の第１の部分７４および第２の部分７６内部の、図４の線６−６および線６ａ−６ａに沿った電界の側方成分をそれぞれ示すＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０の断面図である。図５に示すように、接地基板４４は、ＭＥＭＳ基板４２の上方に延在し、接地面６２は、接地基板４４の底面６４に結合されている。加えて、接地面６２は、スタッドバンプ６６を介して、接地パッド５２、５４に電気的に接合されている。信号線４６と接地面６２との間に生成される電磁場は、キャビティ８０を通って延在する側方成分８２を含む。
図７に示すＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０の概略断面図は、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０の第３の部分７８内部の、図４の線７−７に沿った電界の側方成分を表す。部分７４、７６内の電磁場と同様に、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０のこの部分７８内の電磁場は、信号線４６の第１の部分６８と接地面６２との間で生成される。その結果、電磁場の側方成分８２は、ＭＥＭＳ基板４２を通らず、キャビティ８０を通ってのみ延在する。電磁場がキャビティ８０を通って進み、パッケージ４０の第３の部分７８内のＭＥＭＳ基板４２に浸透しないため、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０内部の信号損失は、電磁場がパッケージ構造の全体にわたって誘電体基板に浸透する従来技術のデバイスと比較して、著しく改善される。さらに、潜在的な信号損失を考慮する必要なしに、ＭＥＭＳ基板４２に対する材料選択を行うことができ、それによって、広範囲の材料をパッケージ製造に使用することが可能になる。
図３〜図７は、接地基板４４の底面６４に一様に施されているとして接地面６２を表しているが、本発明の代替の実施形態では、接地面６２は、厚さが変わってもよいことが考えられる。そのような実施形態では、接地面６２は、接地面６２から延出する突部と接地面６２に形成された切欠き部との任意の組合せを含むことができる。これらの突部および／または切欠き部の幾何学形状は、ＲＦ伝送線路６３の所望の電気的共振を実現するために設計仕様書に基づいて選択されてもよい。加えて、ＲＦ伝送線路６３の電気的共振は、キャビティ８０の高さ、長さ、および／または幅を変えることによって調整され得る。
ここで図８を参照すると、本発明の代替の実施形態による複数の信号線４６、８４を含むＭＥＭＳダイ組立体８５が示されている。ＭＥＭＳダイ組立体８５は、図３のＭＥＭＳダイ組立体４１の構成部品と同様の構成部品を含み、したがって、図３の構成部品を示すために使用された数字は、図８の同様の構成部品を示すためにも使用されている。ＭＥＭＳダイ組立体８５は、信号密度の増加が望まれる用途において、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０（図３）のＭＥＭＳダイ組立体４１の代わりに使用されてもよい。
図８に表すように、第１の信号線４６および第２の信号線８４は、ＭＥＭＳ基板４２の頂面５０に形成されている。信号線４６、８４は、信号線４６（図３）と同様に構築され、それぞれのＭＥＭＳデバイス４８を含む。第１のグループの接地線またはパッド５２、５４、８６、および第２のグループの接地線またはパッド５６、５８、８８は、第１の基板４２の頂面５０に形成されている。図示するように、信号線４６の第１の部分６８は、接地パッド５２と接地パッド５４との間に位置し、信号線８４の第１の部分９０は、接地パッド５４と接地パッド８６との間に位置する。同様に、接地パッド５６、５８は、信号線４６の第２の部分７０の両側に隣接し、接地パッド５８、８８は、信号線８４の第２の部分９２の両側に隣接する。接地パッド５２〜５８、８６、８８は、図３〜図７に関して記載したのと同様のやり方で、電気接点またはスタッドバンプ６６（図３）を介して接地面組立体４３（図３）に電気的に接続されてもよい。
図８に示す実施形態は、ＭＥＭＳ基板４２の頂面の空間を節約して、より小さくより小型のＭＥＭＳパッケージを可能にするために、信号線４６、８４の隣接する第１の部分６８、９０間に単一の接地パッド５４、および信号線４６、８４の隣接する第２の部分７０、９２間に単一の接地パッド５８を含んでいるが、各信号線４６、８４は、それ自身の第１および第２の対の接地パッドを含んでもよいことが考えられる。
図８は、２つの信号線、第１のグループの３つの接地パッド、および第２のグループの３つの接地パッドの使用を示すが、任意の数ｎ＋１（またはｎ・２）の接地パッドを含む第１および第２のグループの接地パッドと共に、任意の数ｎの信号線が、第１の基板の頂面に形成されてもよいことが考えられる。
本発明の一実施形態において、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０（図３）は、図９に示すようなＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体９４から個片化される。ＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体９４は、導電性接合部１４５、１４７、および／または、電気的相互接続部すなわちスタッドバンプ１６６と気密封止１４９、１５１との組合せによって、ＭＥＭＳウェーハ組立体１４１に結合された接地面組立体１４３を含む。図３の接地面組立体４３と同様に、接地面組立体１４３は、接地基板１６８に接合された接地面すなわち接地領域１６９を含む。ＭＥＭＳウェーハ組立体１４１および導電性接合部１４５の詳細を示すために、線１０−１０に沿ってとられたＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体９４の断面図が図１０に提供されている。
ここで、適切な場合は図９および図１０を一緒に参照すると、ＭＥＭＳウェーハ組立体１４１は、ＭＥＭＳウェーハ基板９６の頂面１０２に形成されたそれぞれの信号線９８、１００上に設けられたＭＥＭＳデバイス１２４、１２６、１２８、１３０を含む。図１０に示すように、各信号線９８、１００は、複数の信号線部分にパターニングされ、信号線９８、１００は、それぞれの第１の部分１０４、１０６、第２の部分１０８、１１０、第３の部分１１１、１１３、および第４の部分１１２、１１４を含む。第１の間隙１１６は、第１の部分１０４を第２の部分１０８から分離し、第２の間隙１１８は、第３の部分１１１を第４の部分１１２から分離する。ＭＥＭＳデバイス１２４は、第１の間隙１１６をブリッジし、第１の部分１０４と第２の部分１０８を電気的に結合し、ＭＥＭＳデバイス１２６は、第２の間隙１１８をブリッジし、第３の部分１１１を第４の部分１１２に電気的に結合する。同様に、ＭＥＭＳデバイス１２８は、信号線１００上の第１の間隙１２０をブリッジするように置かれ、第２のＭＥＭＳデバイス１３０は、信号線１００の第２の間隙１２２をブリッジするように置かれる。
ＭＥＭＳデバイス４８と同様に、ＭＥＭＳデバイス１２４、１２６、１２８、１３０は、それぞれの信号線部分を選択的に結合する。例えば、ＭＥＭＳデバイス１２４は、閉位置にある場合、部分１０４と部分１０８を電気的に結合し、開位置にある場合、部分１０４と部分１０８を電気的に切り離し、ＭＥＭＳデバイス１２６は、閉位置にある場合、部分１０８と部分１１２を電気的に結合し、開位置にある場合、部分１０８と部分１１２を電気的に切り離す。同様に、ＭＥＭＳデバイス１２８は、閉位置にある場合、部分１０６と部分１１０を電気的に結合し、開位置にある場合、部分１０６と部分１１０を電気的に切り離し、ＭＥＭＳデバイス１３０は、閉位置にある場合、部分１１０と部分１１４を電気的に結合し、開位置にある場合、部分１１０と部分１１４を電気的に切り離す。
ＭＥＭＳウェーハ組立体１４１は、隣接する信号線９８、１００間に位置する接地線または接地パッドのグループも含む。具体的には、第１のグループの接地パッド１３２、１３４、１３６、１３８がＭＥＭＳウェーハ基板９６の頂面１０２に形成され、接地パッド１３２、１３４が信号線９８の第１の部分１０４の両側に隣接し、接地パッド１３６、１３８が信号線１００の第１の部分１０６の両側に隣接する。同様に、第２のグループの接地パッド１４０、１４２、１４４、１４６は、信号線９８、１００の第２の部分１０８、１１０および第３の部分１１１、１１３の両側に隣接して位置する。第３のグループの接地パッド１４８、１５０、１５２、１５４は、信号線９８、１００のそれぞれの第４の部分１１２、１１４の両側に隣接して位置する。図１０に示すように、第１のグループの接地パッド１３２〜１３８、第２のグループの接地パッド１４０〜１４６、および第３のグループの接地パッド１４８〜１５４は、ウェーハ基板９６の幅１６５にわたって互いに電気的に切り離されている。
図１０は、２つの間隙、２つのＭＥＭＳデバイス、および４つの信号線部分を有する各信号線９８、１００を表しているが、ウェーハ構造体９４の各信号線は、任意の数ｎの間隙、ｎのＭＥＭＳデバイス、およびｎ＊２の信号線部分を含んでもよいことが考えられる。例えば、信号線９８は、４つの間隙、４つのＭＥＭＳデバイス、および８つの信号線部分を含むことができる。さらに、２つよりも多いまたは少ない信号線がＭＥＭＳウェーハ基板９６の頂面１０２に形成されてもよいことが考えられる。さらに、図９は、各信号線の４つの部分に対応する３つのグループの接地パッドの使用を表すが、任意の数ｎのグループの接地パッドが使用されてもよいことが考えられる。加えて、代替の実施形態は、任意の数ｎ／２の信号線に対応する各グループの接地パッド内部に任意の数ｎの接地パッドを含んでもよい。
本発明の一実施形態において、導電性接合部１４５、１４７は、接地面組立体１４３の接地面１６９をＭＥＭＳウェーハ組立体１４１に電気的および機械的に接合する導電性材料から形成される。例えば、接地パッド１３２〜１４６、導電性接合部１４５、１４７、および接地面１６９はそれぞれ、金から形成されてもよく、その結果、導電性接合部１４５、１４７は、金−金熱圧縮接合を介してそれぞれの接地パッド１３２〜１４６を接地面１６９に接合する。図９に示すように、導電性接合部１４５、１４７は、接地面１６９と信号線９８、１００との間で気密封止されたそれぞれのキャビティ１５５、１５７を生成する。各キャビティ１５５、１５７は、空気、または限定されないが、窒素などの他の誘電気体で充填されてもよい。あるいは、接地パッドおよび接地面１６９は、図３〜図７に関して記載された手順と同様に、スタッドバンプ１６６を使用して電気的に一緒に結合されてもよく、個々の気密封止１４９、１５１は、図１０の右側部分に示すように、例えばガラスフリットなどの非導電性材料を使用して、それぞれのＭＥＭＳデバイス１２６、１３０を取り囲んで形成される。
導電性接合部１４７、１４５を含む本発明の実施形態では、信号線９８、１００の第１の部分１０４、１０６および第２の部分１０８、１１０は、図９、および図１０の左側部分に示すように、それぞれのキャビティ１５７、１５５内部に完全に配置されている。導電性バイア９７は、ウェーハ基板９６を貫いて形成される。バイア９７の一部分は、信号線９８、１００の第１および第２の部分１０４、１０６、１０８、１１０を対応する信号線プローブパッド９９に電気的に接続する。バイア９７の別の部分は、接地パッド１３２〜１４６を対応する接地線プローブパッド１０１に電気的に接続する。次に、ＧＳＧプローブ（図示せず）を使用して、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ１５８、１６２をテストするために接地信号を測定しまたは注入することができる。プローブパッド９９、１０１は、ＲＦ伝送線路のＲＦ信号伝搬に与える影響が無視できるように、信号線９８、１００、接地パッド１３２〜１４６、および接地面１６９との関連でサイズ調整される。
導電性接合部１４５、１４７およびスタッドバンプ１６６／個々の気密封止１４９、１５１の組合せは、例示的な目的のために図１０で示されているが、製造手順を簡単にするために、すべての導電性接合部またはすべての気密封止／スタッドバンプの組合せを有する所与のウェーハパッケージが構築されることが考えられる。
接地面組立体１４３がＭＥＭＳウェーハ組立体１４１に結合された後、結果として得られるＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体９４は、切断線１５６に沿って、個々のＲＦ ＭＥＭＳパッケージ１５８、１６０、１６２、１６４に個片化されてもよい。ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ１５８、１６２などの、信号線がキャビティ内部に完全に封止された実施形態では、個片化されたパッケージの全幅１６７は、対応する接地組立体の幅と実質的に等しい。バイア９７は、接地面および信号線へのインタフェースを生成するために設けられる。あるいは、接地パッドおよび信号線がそれぞれの気密封止１４９、１５１を越えて延在するパッケージ１６２および１６４などのＲＦ ＭＥＭＳパッケージでは、個片化されたパッケージの全幅１７３は、図３に示す配置と同様に、対応する接地組立体よりも大きい。これらの実施形態では、接地パッドおよび信号線への電気的な接続性は、上述したようにワイヤボンド接続またはＧＳＧプローブによって行われてもよい。
ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ１５８、１６２などの、信号線がキャビティ内部に完全に封止された実施形態では、個片化されたパッケージの全幅１６７は、対応する接地組立体の幅と実質的に等しい。バイア９７は、接地面および信号線へのインタフェースを生成するために設けられる。あるいは、接地パッドおよび信号線がそれぞれの気密封止１４９、１５１を越えて延在するパッケージ１６２および１６４などのＲＦ ＭＥＭＳパッケージでは、個片化されたパッケージの全幅１７３は、図３に示す配置と同様に、対応する接地組立体よりも大きい。これらの実施形態では、接地面および信号線への電気的な接続性は、上述したようにワイヤボンド接続またはＧＳＧプローブによって行われてもよい。
図１０に示すように、各ＲＦ ＭＥＭＳダイパッケージ１５８〜１６４は、それぞれの接地パッドが両側に配置された信号線を含む。本発明の代替の実施形態では、各ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ１５８〜１６４は、図８に示すＭＥＭＳダイ組立体８５と同様に、２つ以上の信号線を含むことができる。
図１１は、本発明の代替の実施形態によるＲＦ ＭＥＭＳディスクリートパッケージ１７０の概略上面断面図を示し、一方、図１２〜図１３は、線１２−１２および線１３−１３に沿ってとられた概略側断面図をそれぞれ表している。本実施形態では、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ１７０は、構造がＭＥＭＳダイ組立体４１（図４）と同様のＭＥＭＳダイ組立体１７１と、限定されないが、セラミックなどの絶縁材料から作られた本体１７６およびリッド１７８を含む接地組立体１７２と、を含む。図１１に示すように、接地パッド領域１８２は、本体１７６の内部底面１８０に形成されている。接地組立体１７２は、本体１７６の頂面１８０に形成された信号パッド１８４、１８６をさらに含む。
信号パッド１８４、１８６は、信号パッド１８４、１８６を信号線１８８に接合し電気的に結合するのに適した任意の材料から形成された電気接点または相互接続部１９０、例えば、限定されないが、はんだスタッドバンプ、金スタッドバンプ、および超音波熱付着スタッドバンプを介してＭＥＭＳダイ組立体１７１の導電性信号線１８８に接合され、電気的に結合される。信号線４６（図４）と同様に、信号線１８８は、ＭＥＭＳダイ組立体１７１のＭＥＭＳ基板１９４の表面１９２に形成され、第１の部分１９６、第２の部分１９８、および第１の部分１９６と第２の部分１９８との間の間隙１９７をブリッジするＭＥＭＳデバイス２００を含む。
加えて、複数の接地パッド１９５、１９９がＭＥＭＳ基板１９４の下向きの表面１９２に形成されている。提供された図には、２つの接地パッド１９５、１９９のみが示されているが、ＭＥＭＳダイ組立体１７１は、接地パッド５２〜５８（図４）と同様に、信号線１８８の各部分１９６、１９８に隣接して位置する少なくとも１対の接地パッドを含むことが考えられる。相互接続部１９０は、接地パッド領域１８２を複数の接地パッド１９５、１９９のそれぞれに接合し、電気的に結合するために使用される。
本発明の実施形態によると、気密封止２０２は、当技術分野で知られている任意の気密封止プロセス、例えば、限定されないが、気密はんだ封止、ガラスフリット封止、金−金熱圧縮封止を使用して、接地組立体１７２の本体１７６とリッド１７８との間に形成される。その結果、信号線１８８と接地パッド領域１８２との間のキャビティ２０４は、気密性があり、外部環境と流体連通することができない。それゆえ、キャビティ２０４は、空気、または限定されないが、窒素などの別の誘電気体で充填されてもよい。
図１２に示すように、複数の導電性バイア２０６が接地組立体１７２の本体１７６を貫いて形成されている。各バイア２０６は、対応する信号パッド１８４、１８６と位置合わせされ、信号パッド１８４、１８６をディスクリートパッケージ１７４の外側表面２１２に配置された信号パッド２０８、２１０と電気的に結合する。信号パッド２０８、２１０は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）接続部２０９、２１１を介してＲＦ ＭＥＭＳパッケージ１７０と外部プリント回路板（図示せず）との間の電気的接続を容易にするために、ディスクリートパッケージ１７４の外側表面２１２に配置される。
上述の実施形態では、接地組立体は、１つまたは複数の電気的接続を介してＭＥＭＳダイ組立体上の接地パッドに電気的に接地されている。また、これらの電気的接続は、接地組立体をＭＥＭＳダイ組立体に機械的に結合する。図１４に示す代替の実施形態では、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ２１４は、非導電性材料から構築された機械的なポスト２３４によって接地面組立体２１７に結合されたＭＥＭＳダイ組立体２１５を含む。接地面組立体２１７は、以下でより詳細に記載するように、外部接地（図示せず）への接続を介して接地される。
ＭＥＭＳダイ組立体４１（図３）と同様に、ＭＥＭＳダイ組立体２１５は、ＭＥＭＳ実装基板２２０の頂面２１８に配置された導電性信号線２１６を含む。信号線２１６は、ＭＥＭＳデバイス４８（図３）と同様に、オーム接触スイッチ機構または容量性スイッチ機構であってもよいＭＥＭＳデバイス２２２を含み、任意の知られている作動手段を利用してもよい。ＭＥＭＳ基板２２０は、限定されないが、石英、アルミナ、ガリウム砒素、シリコンなどの絶縁性、半絶縁性、または半導電性材料から形成されてもよい。本発明の本実施形態では、図１５に示すように、ＭＥＭＳ基板２２０の頂面２１８には接地線または接地パッドが形成されていない。
適切な場合は、図１４〜図１６を一緒に参照すると、接地組立体２１７は、接地面２２６が底面２２８に形成された接地実装基板２２４を含む。接地面２２６は、例えば、銅、金、タングステン／ニッケル／金スタック、または別の一般的なパッケージング材料などの導電性材料である。接地基板２２４は、ＭＥＭＳ基板２２０と同一のまたは異なる絶縁性、半絶縁性、もしくは半導電性材料から形成されてもよい。少なくとも１つのバイアが頂面２３２と底面２２８との間に画成された接地基板２２４の厚さ２２５を貫いて形成される。各バイアは、導電性材料で充填され、接地面２２６を外部接地源（図示せず）に電気的に結合するために金属相互接続部２３０を生成する。
図示するように、機械的なポスト２３４は、ＭＥＭＳダイ組立体２１５を接地組立体２１７に結合し、一方で、ＭＥＭＳ実装基板２２０およびその関連付けられた信号線２１６を接地面２２６から離間させる。機械的なポスト２３４の高さ２３５は、信号線２１６と接地面２２６との間の間隔を画成するように選択されてもよい。キャビティ２４２は、信号線２１６と接地面２２６との間に生成される。本発明の一実施形態において、キャビティ２４２は、キャビティ２４２が外部環境と流体連通しないように、接地面２２６とＭＥＭＳ基板２２０との間で気密封止されてもよい。キャビティ２４２は、パッケージ２１４内部の共振応答を減衰させるために、限定されないが、窒素などの誘電気体で充填されてもよい。ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０（図３）と同様に、電磁場の側方成分２４４は、ＭＥＭＳ実装基板２２０を通らず、キャビティ２４２を通ってのみ延在する。
信号線２１６は、ＲＦ ＭＥＭＳダイ組立体４１（図３）の信号線４６と同一のやり方で構築される。すなわち、信号線２１６は、第１の部分２３６、間隙２４０によって第１の部分２３６から分離された第２の部分２３８、および間隙２４０をブリッジするためのＭＥＭＳデバイス２２２を有する。一緒になって、ＭＥＭＳダイ組立体２１５の信号線２１６および接地組立体２１７の接地面２２６は、ＲＦ伝送線路２２７を形成する。閉位置にある場合、ＭＥＭＳデバイス２２２は、第１の部分２３６と第２の部分２３８を電気的に結合して、ＲＦ伝送線路２２７に閉回路を生成する。開位置にある場合、ＭＥＭＳデバイス２２２は、第１の部分２３６と第２の部分２３８とを電気的に切り離して、ＲＦ伝送線路２２７に開回路を生成する。ＲＦ伝送線路２２７の電気インピーダンスは、信号線２１６と接地面２２６との間の距離を制御するために、機械的なポスト２３４の高さを調整することによって制御されてもよい。
ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ４０（図３）と同様に、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ２１４は、結果として、裏返しにした、または反転させた向きを有する構造となり、接地面２２６が、従来技術のデバイスのようにＭＥＭＳ基板２２０の底面に直接結合されるのではなく、信号線２１６の上方に位置する。そのため、ＭＥＭＳダイ組立体２１５の実装基板２２０を貫いてバイアを形成することなしにＲＦ信号の伝搬が可能になる。そのような構造は、実装基板が石英またはシリコンなどの加工するのが困難な材料である場合に、特に有利であり、パッケージをより高密度の信号線で構築することもできる。さらに、図１６に示すように、信号線２１６の第１の部分２３６と接地面２２６との間で生成される電磁場は、ＭＥＭＳ基板２２０を通らずにキャビティ２４２を通ってのみ延在する側方成分２４６を含む。そのため、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ２１４内部の信号の損失は、電磁場が誘電体基板に浸透する従来技術のデバイスと比較して著しく改善される。
本発明の別の実施形態では、図１７および図１８に示すように、複数のＲＦ ＭＥＭＳパッケージ２１４は、ＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体２４８から個片化されてもよい。そのような実施形態では、複数のＭＥＭＳデバイス２２２がＭＥＭＳウェーハ基板２７８のそれぞれの信号線２１６上に設けられたＭＥＭＳウェーハ組立体２４７が形成される。ＭＥＭＳウェーハ組立体２４７が、接地基板２５６の底面２５４に形成された接地面２５２を含む接地面組立体２４９に結合されると、ＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体２４８が形成される。図１４の接地面組立体２１７と同様に、接地面組立体２４９は、接地基板２５６の厚さ２５９を貫いて延在し、接地面２５２に電気的に結合されている複数の相互接続部２５８をさらに含む。相互接続部２５８は、結果として得られる各ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ２１４が接地面２５２を外部接地（図示せず）に結合するための少なくとも１つの相互接続部２５８を含むように、接地面組立体２４９内部に位置する。
図１０の実施形態と同様に、気密封止３０４が接地面２５２とＭＥＭＳウェーハ基板２７８との間に形成され、接地面２５２と信号線２１６との間に、空気、または限定されないが、窒素などの別の誘電気体で充填されてもよいキャビティ３１２を生成する。図示する実施形態では、封止３０４は、気密封止１４９、１５１（図１０）と同様の、ガラスフリットなどの非導電性材料である。そのため、信号線２１６は、気密封止３０４を越えて延在するように構築されてもよく、それによって、信号線２１６に対して外部電気的接続を行うことができる。完成すると、複数のＲＦ ＭＥＭＳパッケージ２１４は、切断線３２４に沿ってＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体２４８から個片化されてもよい。図１８は、各ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ２１４内部で単一のＭＥＭＳデバイス２２２の使用を示しているが、本発明の代替の実施形態は、各パッケージ内部に複数のＭＥＭＳデバイス２２２を含んでもよい。
本発明の代替の実施形態では、ポスト２３４は、信号線２１６およびＭＥＭＳデバイス２２２を取り囲み、気密封止されたキャビティ３１２を生成する連続的な材料の形態であってもよい。そのため、各ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ２１４は、（１）気密封止されたキャビティ３１２を生成する、および（２）ＭＥＭＳダイ組立体２１５を接地面組立体２１７に結合するという二重の機能を果たす単一の機械的なポスト２３４を含む。
有益には、本発明の実施形態は、このように、専用の接地面を含まないＭＥＭＳダイ組立体を使用して、ＲＦ信号の伝搬を可能にするＲＦ ＭＥＭＳパッケージおよびＲＦ ＭＥＭＳウェーハを提供する。ＭＥＭＳパッケージが、裏返しにした、または反転させた接地面を有する別の基板に接合されると、ＭＥＭＳダイ組立体の信号線および第２の基板の接地面は、ＲＦ伝送線路を形成する。裏返しにした、または反転させた接地面とＭＥＭＳデバイスとの間に生成された電磁場の側方成分は、主として接地面とＭＥＭＳデバイスとの間の空気または誘電体充填されたキャビティ内に存在するため、信号損失は、基板貫通バイアおよび専用の接地面を含む従来技術のデバイスと比較して低減する。さらに、本明細書に開示された本発明の実施形態は、ひとつには貫通バイアの省略、および基板材料選択における柔軟性の向上の結果として、信号密度が増大したＭＥＭＳパッケージの作製を可能にする。
本発明の一実施形態によると、高周波（ＲＦ）微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）パッケージは、第１の実装基板と、第１の実装基板の頂面に形成された信号線であって、信号線の第１の部分を信号線の第２の部分に選択的に電気的に結合させるＭＥＭＳデバイスを備える信号線と、信号線の第１の部分に隣接して、第１の実装基板の頂面に形成された第１の対の接地パッドと、信号線の第２の部分に隣接して、第１の実装基板の頂面に形成された第２の対の接地パッドと、を有するＭＥＭＳダイ組立体を含む。また、ＲＦ ＭＥＭＳパッケージは、第１の対の接地パッドおよび第２の対の接地パッドに電気的に結合された接地組立体であって、第２の実装基板と、第１の実装基板の頂面に面する第２の実装基板の表面に形成され、第１の対の接地パッドおよび第２の対の接地パッドに電気的に結合された接地領域と、を有する接地組立体を含む。キャビティは、接地領域と信号線と間に形成され、第１の対の接地パッドは、ＭＥＭＳデバイスの第１の側に隣接して位置し、第２の対の接地パッドは、ＭＥＭＳデバイスの第２の側に隣接して位置する。
本発明の別の実施形態によると、高周波（ＲＦ）微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）パッケージを製造する方法は、第１の実装基板を用意するステップと、第１の実装基板の頂面に信号線を形成するステップであって、第１の実装基板の頂面に信号線の第１の部分を形成するステップ、第１の部分と第２の部分との間に間隙を設けるように第１の実装基板の頂面に信号線の第２の部分を形成するステップ、ならびに間隙をブリッジするためにＭＥＭＳデバイスを信号線の第１の部分および信号線の第２の部分に結合するステップ、を含むステップと、を含む。本方法は、信号線の第１の部分に隣接して第１の実装基板の頂面に第１の対の接地パッドを形成するステップと、信号線の第２の部分に隣接して第１の実装基板の頂面に第２の対の接地パッドを形成するステップであって、第２の対の接地パッドが第１の対の接地パッドから離間されている、ステップと、接地組立体を第１の対の接地パッドおよび第２の対の接地パッドに結合するステップであって、接地組立体が第２の実装基板の底面に形成された接地領域を備える、ステップと、間にキャビティを設けるように接地領域を信号線から離間させるステップと、をさらに含む。
本発明のさらに別の実施形態によると、高周波（ＲＦ）微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）ウェーハ構造体は、ウェーハ基板の頂面に配置された複数のＭＥＭＳデバイスと、各信号線がそれぞれのＭＥＭＳデバイスの第１の側に位置する第１の部分、およびそれぞれのＭＥＭＳデバイスの第２の側に位置する第２の部分であって、第１の間隙によって第１の部分から分離された第２の部分を有する、ウェーハ基板の頂面に形成された複数の信号線と、それぞれの信号線の第１の部分の両側に隣接する第１の対の接地パッドと、それぞれの信号線の第２の部分の両側に隣接する第２の対の接地パッドと、を有するＭＥＭＳウェーハ組立体を含む。ＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体は、接地基板の底面に形成された接地面であって、第１の対の接地パッドおよび第２の対の接地パッドに接合された接地面を備える接地面組立体をさらに含み、接地面および複数の信号パッドが、各キャビティがそれぞれのＭＥＭＳデバイスを含む複数のキャビティによって離間され、複数のＭＥＭＳデバイスに隣接するＭＥＭＳ基板の頂面には接地パッドがない。
この書面による明細書は、最良のモードを含む、本発明を開示するための、ならびに任意のデバイスまたはシステムを作製および使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含む、当業者が本発明を実施することができる例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思いつく他の例を含むことができる。他のそのような例は、特許請求の範囲の文字どおりの文言と相違しない構造的要素を有する場合、または特許請求の範囲の文字どおりの文言と実質的な差異が無い同等の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内にあることが意図されている。
本発明は、限定された数の実施形態にのみ関連して詳細に記載されたが、本発明は、そのような開示された実施形態に限定されないことは容易に理解されるはずである。むしろ、本発明は、これまでに記載されていないが、本発明の思想および範囲と相応する任意の数の変形形態、代替形態、置換形態、または等価な構成を組み込むように修正され得る。加えて、本発明の様々な実施形態が記載されたが、本発明の態様は、記載された実施形態の一部しか含んでいない場合があることを理解されたい。したがって、本発明は、前述の記載によって限定されると見なされるべきではなく、添付の特許請求の範囲の範囲によってのみ限定される。
４−４ 線
５−５ 線
６−６ 線
６ａ−６ａ 線
７−７ 線
１０−１０ 線
１２−１２ 線
１３−１３ 線
１５−１５ 線
１６−１６ 線
１８−１８ 線
４０ ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ
４１ ＭＥＭＳダイ組立体
４２ ＭＥＭＳ実装基板、ＭＥＭＳ基板、第１の基板、誘電体基板
４３ 接地面組立体
４４ 接地実装基板
４６ 信号線
４８ ＭＥＭＳデバイス
５０ 頂面
５２ 第１の対の接地パッド
５３ 長さ
５４ 第１の対の接地パッド
５５ 接地コンタクト面
５６ 第２の対の接地パッド
５７ 長さ
５８ 第２の対の接地パッド
６０ 底面
６２ 接地面／領域
６３ ＲＦ伝送線路
６４ 底面
６６ 相互接続部、スタッドバンプ
６８ 第１の部分、第１の信号コンタクト面
６９ 長さ
７０ 第２の部分、第２の信号コンタクト面
７１ 長さ
７２ 間隙
７４ 全長の第１の部分
７５ ＭＥＭＳダイ組立体の全長
７６ 全長の第２の部分
７７ 接地面組立体の全長
７８ 全長の第３の部分
８０ キャビティ
８２ 側方成分
８４ 信号線
８５ ＭＥＭＳダイ組立体
８６ 第１の接地パッド
８８ 第２の接地パッド
９０ 第１の部分
９２ 第２の部分
９４ ＭＥＭＳウェーハ構造体
９６ ＭＥＭＳウェーハ基板
９７ 導電性バイア
９８ 信号線
９９ 信号線プローブパッド
１００ 信号線
１０１ 接地線プローブパッド
１０２ ウェーハ基板の頂面
１０４ 第１の部分
１０６ 第１の部分
１０８ 第２の部分
１１０ 第２の部分
１１１ 第３の部分
１１２ 第４の部分
１１３ 第３の部分
１１４ 第４の部分
１１６ 第１の間隙
１１８ 第２の間隙
１２０ 第１の間隙
１２２ 第２の間隙
１２４ ＭＥＭＳデバイス
１２６ ＭＥＭＳデバイス
１２８ ＭＥＭＳデバイス
１３０ ＭＥＭＳデバイス
１３２ 接地パッド
１３４ 接地パッド
１３６ 接地パッド
１３８ 接地パッド
１４０ 接地パッド
１４１ ＭＥＭＳウェーハ組立体
１４２ 接地パッド
１４３ 接地面組立体
１４４ 接地パッド
１４５ 導電性接合部
１４６ 接地パッド
１４７ 導電性接合部
１４８ 接地パッド
１４９ 気密封止
１５０ 接地パッド
１５１ 気密封止
１５２ 接地パッド
１５４ 接地パッド
１５５ キャビティ
１５６ 切断線
１５７ キャビティ
１５８ ＲＦ ＭＥＭＳダイパッケージ
１６０ ＲＦ ＭＥＭＳダイパッケージ
１６２ ＲＦ ＭＥＭＳダイパッケージ
１６４ ＲＦ ＭＥＭＳダイパッケージ
１６５ 幅
１６６ スタッドバンプ
１６７ 全幅
１６８ 接地基板
１６９ 接地領域、接地面
１７０ ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ
１７１ ＭＥＭＳダイ組立体
１７２ 接地組立体
１７３ 全幅
１７４ ディスクリートパッケージ
１７６ 本体
１７８ リッド
１８０ 本体の内部底面、本体の頂面
１８２ 接地パッド領域
１８４ 信号パッド
１８６ 信号パッド
１８８ 信号線
１９０ 相互接続部
１９２ 表面
１９４ ＭＥＭＳ基板
１９５ 接地パッド
１９６ 第１の部分
１９７ 間隙
１９８ 第２の部分
１９９ 接地パッド
２００ ＭＥＭＳデバイス
２０２ 気密封止
２０４ キャビティ
２０６ 導電性バイア
２０８ 信号パッド
２０９ 接続部
２１０ 信号パッド
２１１ 接続部
２１２ 外側表面
２１４ ＲＦ ＭＥＭＳパッケージ
２１５ ＭＥＭＳダイ組立体
２１６ 信号線
２１７ 接地面組立体、接地組立体
２１８ ＭＥＭＳ実装基板の頂面
２２０ ＭＥＭＳ実装基板
２２２ ＭＥＭＳデバイス
２２４ 接地実装基板
２２６ 接地面
２２７ ＲＦ伝送線路
２２８ 底面
２３０ 金属相互接続部
２３２ 接地基板の頂面
２３４ ポスト
２３６ 第１の部分
２３８ 第２の部分
２４０ 間隙
２４２ キャビティ
２４４ 側方成分
２４６ 側方成分
２４７ ＭＥＭＳウェーハ組立体
２４８ ＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体
２４９ 接地面組立体
２５２ 接地面
２５４ 底面
２５６ 接地基板
２５８ 相互接続部
２７８ ＭＥＭＳウェーハ基板
３０４ 気密封止
３１２ キャビティ
３２４ 切断線

Claims (22)

  1. 第１の実装基板（４２、９６、１９４、２２０、２７８）、
    前記第１の実装基板（４２、９６、１９４、２２０、２７８）の頂面（５０、１０２、１９２、２１８）に形成された信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）であって、前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）を前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）に選択的に電気的に結合するＭＥＭＳデバイス（４８、１２４、１２６、１２８、１３０、２００、２２２）を備える、信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）、
    前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）に隣接して前記第１の実装基板（４２、９６、１９４、２２０、２７８）の前記頂面（５０、１０２、１９２、２１８）に形成された第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）、および
    前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）に隣接して前記第１の実装基板（４２、９６、１９４、２２０、２７８）の前記頂面（５０、１０２、１９２、２１８）に形成された第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）、
    を備える、ＭＥＭＳダイ組立体（４１、８５、１７１、２１５）と、
    前記第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）および前記第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）に電気的に結合された接地組立体（４３、１４３、１７２、２１７、２４９）であって、
    第２の実装基板（４４、１６８、２２４、２５６）、ならびに
    前記第１の実装基板（４２、９６、１９４、２２０、２７８）の前記頂面（５０、１０２、１９２、２１８）に面する前記第２の実装基板（４４、１６８、２２４、２５６）の表面に形成され、前記第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）および前記第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）に電気的に結合された接地領域（６２、１６９、１８２）、
    を備える、接地組立体（４３、１４３、１７２、２１７、２４９）と、
    を備え、
    キャビティ（８０、１５５、１５７、２０４、２４２、３１２）が前記接地領域（６２、１６９、１８２）と前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）との間に形成され、
    前記第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）が前記ＭＥＭＳデバイス（４８、１２４、１２６、１２８、１３０、２００、２２２）の第１の側に隣接して位置し、前記第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）が前記ＭＥＭＳデバイス（４８、１２４、１２６、１２８、１３０、２００、２２２）の第２の側に隣接して位置する、
    高周波（ＲＦ）微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）パッケージ（４０、１５８、１６０、１６２、１６４、１７０、２１４）。
  2. 前記ＭＥＭＳデバイス（４８、１２４、１２６、１２８、１３０、２００、２２２）が開位置および閉位置を有するスイッチを備え、
    前記スイッチが前記閉位置にある場合、前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）と前記信号線（（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）が電気的に結合され、
    前記スイッチが前記開位置にある場合、前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）と前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）が電気的に切り離される
    請求項１記載のＲＦ ＭＥＭＳパッケージ（４０、１５８、１６０、１６２、１６４、１７０、２１４）。
  3. 前記接地領域（６２、１６９、１８２）を前記第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）および前記第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）に電気的および機械的に結合する複数の相互接続部（６６、１９０）をさらに備える請求項１記載のＲＦ ＭＥＭＳパッケージ（４０、１５８、１６０、１６２、１６４、１７０、２１４）。
  4. 前記複数の相互接続部（６６、１９０）がはんだバンプ、金バンプ、および超音波熱バンプの少なくとも１つを備える請求項３記載のＲＦ ＭＥＭＳパッケージ（４０、１５８、１６０、１６２、１６４、１７０、２１４）。
  5. 前記接地領域（６２、１６９、１８２）と前記第１の実装基板（４２、９６、１９４、２２０、２７８）との間に気密封止（１４９、１５１、２０２）が形成されている請求項１記載のＲＦ ＭＥＭＳパッケージ（４０、１５８、１６０、１６２、１６４、１７０、２１４）。
  6. 前記気密封止（１４９、１５１、２０２）がガラスフリット封止、金−金熱圧縮封止、および気密はんだ封止のうちの１つである請求項５記載のＲＦ ＭＥＭＳパッケージ（４０、１５８、１６０、１６２、１６４、１７０、２１４）。
  7. 前記キャビティ（８０、１５５、１５７、２０４、２４２、３１２）内部に設けられた誘電気体をさらに備える請求項５記載のＲＦ ＭＥＭＳパッケージ（４０、１５８、１６０、１６２、１６４、１７０、２１４）。
  8. 前記第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）の各接地パッドが前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）の長さよりも小さい長さを有し、
    前記第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）の各接地パッドが前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）の長さよりも小さい長さを有する
    請求項１記載のＲＦ ＭＥＭＳパッケージ（４０、１５８、１６０、１６２、１６４、１７０、２１４）。
  9. 前記接地組立体（４３、１４３、１７２、２１７、２４９）が本体（１７６）および前記本体（１７６）に結合されたリッド（１７８）を備え、
    前記ＭＥＭＳダイ組立体（４１、８５、１７１、２１５）が前記本体（１７６）と前記リッド（１７８）との間に形成されたキャビティ（８０、１５５、１５７、２０４、２４２、３１２）内部に位置する
    請求項１記載のＲＦ ＭＥＭＳパッケージ（４０、１５８、１６０、１６２、１６４、１７０、２１４）。
  10. 前記接地組立体（４３、１４３、１７２、２１７、２４９）の前記本体（１７６）を貫いて延在し、前記接地領域（６２、１６９、１８２）を前記本体（１７６）の外部入力／出力接続部（２０９、２１１）に電気的に結合する少なくとも１つの導電性バイア（２０６）をさらに備える請求項９記載のＲＦ ＭＥＭＳパッケージ（４０、１５８、１６０、１６２、１６４、１７０、２１４）。
  11. 第１の実装基板（４２、９６、１９４、２２０、２７８）を用意するステップと、
    前記第１の実装基板（４２、９６、１９４、２２０、２７８）の頂面（５０、１０２、１９２、２１８）に信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）を形成するステップであって、
    前記第１の実装基板（４２、９６、１９４、２２０、２７８）の前記頂面（５０、１０２、１９２、２１８）に前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）を形成するステップ、
    前記第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）と前記第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）との間に間隙（７２、１１６、１２０、１９７、２４０）に設けるように前記第１の実装基板（４２、９６、１９４、２２０、２７８）の前記頂面（５０、１０２、１９２、２１８）に前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）を形成するステップ、ならびに
    前記間隙（７２、１１６、１２０、１９７、２４０）をブリッジするためにＭＥＭＳデバイス（４８、１２４、１２６、１２８、１３０、２００、２２２）を前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）および前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）に結合するステップ、を含むステップと、
    前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）に隣接して前記第１の実装基板（４２、９６、１９４、２２０、２７８）の前記頂面（５０、１０２、１９２、２１８）に第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）を形成するステップと、
    前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）に隣接して前記第１の実装基板（４２、９６、１９４、２２０、２７８）の前記頂面（５０、１０２、１９２、２１８）に第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）を形成するステップであって、前記第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）が前記第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）から離間されている、ステップと、
    接地組立体（４３、１４３、１７２、２１７、２４９）を前記第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）および前記第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）に結合するステップであって、前記接地組立体（４３、１４３、１７２、２１７、２４９）が第２の実装基板（４４、１６８、２２４、２５６）の底面（６４、２２８、２５４）に形成された接地領域（６２、１６９、１８２）を備える、ステップと、
    間にキャビティ（８０、１５５、１５７、２０４、２４２、３１２）を設けるように前記接地領域（６２、１６９、１８２）を前記信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）から離間させるステップと、
    を含む高周波（ＲＦ）微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）パッケージ（４０、１５８、１６０、１６２、１６４、１７０、２１４）を製造する方法。
  12. 前記接地組立体（４３、１４３、１７２、２１７、２４９）を前記第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）および前記第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）に結合するステップが複数のスタッドバンプ（６６、１６６）を介したはんだ付け、ろう付け、および超音波熱接合の少なくとも１つを含む請求項１１記載の方法。
  13. 前記第１の実装基板（４２、９６、１９４、２２０、２７８）と前記接地面（６２、１６９、２２６、２５２）との間に気密封止（１４９、１５１、２０２）を形成するステップをさらに含む請求項１１記載の方法。
  14. 前記キャビティ（８０、１５５、１５７、２０４、２４２、３１２）を誘電気体で充填するステップをさらに含む請求項１３記載の方法。
  15. 前記第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）を前記実装基板の幅にわたって前記第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）から離間させるステップをさらに含む請求項１１記載の方法。
  16. ウェーハ基板（９６、２７８）の頂面（５０、１０２、１９２、２１８）に配置された複数のＭＥＭＳデバイス（４８、１２４、１２６、１２８、１３０、２００、２２２）、
    各信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）が
    それぞれのＭＥＭＳデバイス（４８、１２４、１２６、１２８、１３０、２００、２２２）の第１の側に位置する第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）、および
    前記それぞれのＭＥＭＳデバイス（４８、１２４、１２６、１２８、１３０、２００、２２２）の第２の側に位置する第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）であって、第１の間隙（１１６、１２０）によって前記第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）から分離された第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）
    を備える、前記ウェーハ基板（９６、２７８）の前記頂面（５０、１０２、１９２、２１８）に形成された複数の信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）、
    それぞれの信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）の両側に隣接する第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）、ならびに
    前記それぞれの信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）の両側に隣接する第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）、
    を備えるＭＥＭＳウェーハ組立体（１４１、２４７）と、
    接地基板（１６８、２５６）の底面（６４、２２８、２５４）に形成された接地面（６２、１６９、２２６、２５２）であって、前記第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）および第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）に接合された接地面（６２、１６９、２２６、２５２）を備える接地面組立体（１４３、２１７、２４９）と、
    を備え、
    前記接地面（６２、１６９、２２６、２５２）と複数の信号パッドが、各キャビティがそれぞれのＭＥＭＳデバイス（４８、１２４、１２６、１２８、１３０、２００、２２２）を含む複数のキャビティ（８０、１５５、１５７、２０４、２４２、３１２）によって離間され、
    前記複数のＭＥＭＳデバイス（４８、１２４、１２６、１２８、１３０、２００、２２２）に隣接するＭＥＭＳ基板（４２、１９４）の頂面（５０、１０２、１９２、２１８）には接地パッドがない、
    高周波（ＲＦ）微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ウェーハ構造体（９４、２４８）。
  17. 前記第１の対の接地パッド（５２、５４、８６、１３２、１３４、１３６、１３８、１９５）が前記ウェーハ基板（９６、２７８）の幅にわたって前記第２の対の接地パッド（５６、５８、８８、１４０、１４２、１４４、１４６、１９９）から電気的に切り離されている請求項１６記載のＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体（９４、２４８）。
  18. 前記ウェーハ基板（９６、２７８）がシリコンおよび石英のうちの１つを含む請求項１６記載のＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体（９４、２４８）。
  19. 各ＭＥＭＳデバイス（４８、１２４、１２６、１２８、１３０、２００、２２２）がそれぞれの信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）と前記第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）を切り離すように構成された開位置と、前記それぞれの信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）の前記第１の部分（６８、９０、１０４、１０６、１９６、２３６）と前記第２の部分（７０、９２、１０８、１１０、１９８、２３８）を結合するように構成された閉位置と、を有する請求項１６記載のＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体（９４、２４８）。
  20. 前記複数のキャビティ（８０、１５５、１５７、２０４、２４２、３１２）が気密封止されている請求項１６記載のＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体（９４、２４８）。
  21. 前記ＭＥＭＳウェーハ（９６、２７８）および前記接地ウェーハ（１６８、２５６）の少なくとも１つに形成された複数の切断線（１５６、３２４）をさらに備え、前記複数の切断線（１５６、３２４）が前記ＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体（９４、２４８）内部の個々のＲＦ ＭＥＭＳパッケージ（１５８、１６０、１６２、１６４）の境界を画成し、それぞれの個々のＲＦ ＭＥＭＳパッケージが少なくとも１つのＭＥＭＳデバイス（４８、１２４、１２６、１２８、１３０、２００、２２２）を備える、請求項１６記載のＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体（９４、２４８）。
  22. 前記接地面（６２、１６９、２２６、２５２）および前記複数の信号線（４６、８４、９８、１００、１８８、２１６）のそれぞれがＲＦ伝送線路を形成する請求項１６記載のＲＦ ＭＥＭＳウェーハ構造体（９４、２４８）。
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