ITTO20130651A1

ITTO20130651A1 - Procedimento di fabbricazione di un dispositivo incapsulato, in particolare un sensore micro-elettro-meccanico incapsulato, dotato di una struttura accessibile, quale un microfono mems e dispositivo incapsulato cosi' ottenuto

Info

Publication number: ITTO20130651A1
Application number: IT000651A
Authority: IT
Inventors: Federico Giovanni Ziglioli
Original assignee: St Microelectronics Srl
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2015-02-01
Also published as: US20150035091A1; CN204125162U; US9708174B2; CN104340949A; CN104340949B; US20170275152A1; US10294096B2

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: “PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE DI UN DISPOSITIVO INCAPSULATO, IN PARTICOLARE UN SENSORE MICRO-ELETTRO-MECCANICO INCAPSULATO, DOTATO DI UNA STRUTTURA ACCESSIBILE, QUALE UN MICROFONO MEMS E DISPOSITIVO INCAPSULATO COSI' OTTENUTO”

La presente invenzione è relativa ad un procedimento di fabbricazione di un dispositivo incapsulato, in particolare ad un sensore micro-elettro-meccanico (MEMS) incapsulato, dotato di una struttura accessibile, quale un microfono MEMS, e al relativo dispositivo incapsulato così ottenuto.

Come è noto, un sensore MEMS, ad es. un trasduttore acustico quale un microfono capacitivo, comprende in generale una struttura di rilevamento micromeccanica, progettata per convertire una sollecitazione meccanica (ad es. onde di pressione acustiche) in una grandezza elettrica (ad esempio, nel caso di un trasduttore acustico dotato di una struttura capacitiva, vengono sfruttate variazioni della grandezza elettrica causate dalle onde acustiche di pressione nella struttura capacitiva). Il sensore può inoltre comprendere una elettronica di lettura, progettata per eseguire operazioni di elaborazione appropriate (compresa amplificazione e filtrazione) della grandezza elettrica per fornire un segnale elettrico di uscita (ad es. una tensione).

In generale, il sensore MEMS è formato in una piastrina ("die") includente un corpo o strato strutturale di materiale semiconduttore, ad es. silicio. La piastrina può contenere una cavità e può definire una membrana flessibile. Ad esempio, nel caso del trasduttore acustico sopra indicato, la membrana flessibile è sottoposta a deformazione in funzione della pressione delle onde sonore incidenti.

La piastrina che implementa il trasduttore acustico è racchiusa in un incapsulamento ("package"), che può contenere anche l'elettronica di lettura associata, ad esempio sotto forma di un ASIC a sua volta integrato in una rispettiva piastrina di materiale semiconduttore.

In questo tipo di sensore, la struttura di rilevamento (membrana) deve essere connessa con l'esterno, in modo da poter rilevare grandezze quali pressione delle onde sonore. In pratica, la membrana è sospesa fra una camera posteriore ("back chamber") di riferimento e una camera anteriore, collegata con l'esterno, di forma e dimensioni opportune, in modo da garantire la risposta in frequenza durante l’uso.

Sono noti diversi tipi di incapsulamento che consentono la connessione all'ambiente esterno. Tipicamente, per dispositivi MEMS, vengono utilizzati cappucci metallici o plastici pre-stampati fissati ad un supporto portante la piastrina del dispositivo MEMS, ad esempio una scheda a circuito stampato. In alcune forme di realizzazione, tali cappucci hanno forma di coperchi dotati di una superficie superiore e pareti laterali in modo da delimitare una camera alloggiante il dispositivo MEMS. I coperchi sono fissati al supporto tramite una striscia di materiale adesivo interposta fra il supporto e il bordo inferiore del cappuccio, affacciato al supporto stesso. Il materiale adesivo può essere una colla conduttiva, ad esempio una resina epossidica conduttiva, in modo da ottenere anche una connessione di massa verso il supporto, se richiesto. Un foro, generalmente nella superficie superiore, consente la connessione fra la camera alloggiante la piastrina e l'ambiente esterno.

In alternativa, il supporto della piastrina del dispositivo MEMS può essere dotato di una cavità alloggiante la piastrina stessa e chiusa superiormente da un cappuccio planare. Anche in questo caso, il cappuccio è fissato al supporto tramite una striscia di materiale adesivo che si estende sul bordo del substrato delimitante la cavità.

Queste soluzioni note sono suscettibili di miglioramenti. In particolare, nel caso in cui il cappuccio 2 sia realizzato pre-stampato, esso richiede utensili di stampaggio specifici e dedicati (comprendenti, ad es., stampi e punzoni), per ogni possibile variazione di dimensioni e forme, ad es. in caso di variazioni delle dimensioni del silicio o in presenza di requisiti del cliente differenti. In aggiunta, il passo e il layout degli utensili di stampaggio e punzonatura non sono sempre compatibili con le dimensioni e la configurazione della schiera di contatti.

Inoltre, l'incapsulamento tramite cappuccio non è sempre sufficientemente robusto e, in particolari condizioni operative, in particolare in presenza di vibrazioni, o in casi di urto o caduta del sensore, può staccarsi dal supporto.

Lo stesso tipo di problema è condiviso da dispositivi MEMS di differente tipo, nei quali una parte sensibile formata sopra o nella piastrina è collegata con l'esterno per il rilevamento di sostanze chimiche, quali gas, umidità e odori di vario tipo.

Scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un procedimento ed un dispositivo incapsulato che superino gli inconvenienti della tecnica nota.

Secondo la presente invenzione vengono realizzati un procedimento di fabbricazione di un dispositivo incapsulato e il dispositivo incapsulato così ottenuto, come definiti nelle rivendicazioni 1, e, rispettivamente, 10.

In pratica, un incapsulamento completamente stampato è formato al di sopra di un supporto e forma, durante lo stampaggio, una camera o cavità collegata con l'ambiente esterno tramite un foro passante. La camera o cavità può essere affacciata solo alla porzione sensibile della piastrina o circondare superiormente e lateralmente la piastrina stessa. Creando la cavità in fase di stampaggio, si ottiene un cappuccio formato direttamente sul supporto tramite fasi di stampaggio standard con risultati affidabili e ripetitibili, in modo che l'incapsulamento risultante è economico e molto robusto. Inoltre, la creazione della cavità o camera per evaporazione/sublimazione di una massa di materiale adatto (che opera quindi come "stampo" per la cavità/camera durante la fase di stampaggio dell'incapsulamento) consente di strutturare la camera stessa in modo che questa abbia dimensioni adatte per l'applicazione richiesta, il che è particolarmente importante nel caso di un microfono MEMS.

L'uso di un materiale in grado di sublimare/evaporare a seguito della realizzazione di un foro di accesso attraverso l'incapsulamento permette la liberazione della camera in modo semplice ed economico, senza la necessità di operazioni di rimozione complesse o costose.

Per una migliore comprensione della presente invenzione ne vengono ora descritte forme di realizzazione preferite, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la fig. 1 mostra una sezione trasversale attraverso una forma di realizzazione del presente dispositivo incapsulato;

- le figure 2-7 mostrano sezioni trasversali di una struttura durante successive fasi di incapsulamento contemporaneo di una pluralità di dispositivi, in una forma di realizzazione del presente processo;

- le figure 8-10 mostrano diversi dispositivi ottenibili con il processo delle figg. 2-7;

- le figure 11-15 mostrano sezioni trasversali di una struttura durante successive fasi di incapsulamento contemporaneo di una pluralità di dispositivi, secondo una diversa forma di realizzazione del presente processo;

- le figure 16 e 17 mostrano diversi dispositivi ottenibili con il processo delle figg. 11-15;

- le figure 18-23 mostrano sezioni trasversali di una struttura durante successive fasi di incapsulamento contemporaneo di una pluralità di dispositivi, secondo un'altra forma di realizzazione del presente processo; e - le figure 24-27 mostrano diversi dispositivi ottenibili con il processo delle figg. 18-23.

La fig. 1 mostra un dispositivo integrato 1 comprendente un supporto 2 portante una piastrina ("die") 3. La piastrina 3 è formata da un corpo 4 che tipicamente presenta forma parallelepipeda dotata di una prima ed una seconda faccia principale 6, 7 e di una superficie laterale 8. Il corpo 4 è formato tipicamente da uno strato strutturale di materiale semiconduttore, quale silicio, sui cui possono estendersi strati conduttivi/isolanti non mostrati. La piastrina 3 è fissata ("bonded") al supporto 2 in corrispondenza della seconda faccia principale 7 (superficie inferiore) ed è dotata di una zona sensibile 5 affacciata alla prima faccia principale 6 (superficie superiore). La zona sensibile 5 può essere formata all'interno o al di sopra della prima faccia principale 6 del corpo 4, come descritto più in dettaglio in seguito. Ad esempio, la zona sensibile 5 può essere una membrana delimitata inferiormente da una cavità sepolta nel corpo, oppure una membrana sospesa o comprendere uno o più strati estendentisi al di sopra della prima faccia principale 6.

Il supporto 2 ha forma parallelepipeda con area o base maggiore rispetto alla piastrina 3; una massa di incapsulamento 10 è formata al di sopra del supporto 2, lateralmente e superiormente alla piastrina 3. La massa di incapsulamento 10 delimita una camera o cavità 11 che è vuota e, nell'esempio di realizzazione di fig. 1, alloggia al suo interno la piastrina 3. Uno strato di barriera 13 si estende sulle pareti della camera 11 e fili di connessione elettrica 15 collegano la piastrina 3 al supporto 2. Piste e connessioni passanti non mostrate collegano i fili di connessione elettrica 15 al retro del supporto 2, in modo noto.

La camera 11 è collegata all'esterno tramite un foro 12 attraversante la massa di incapsulamento 10 e lo strato di barriera 13. Nella forma di realizzazione mostrata, il foro 12 è verticalmente sovrapposto alla zona sensibile 5 e quindi alla camera 11, ma potrebbe essere lateralmente sfalsato o disposto in qualunque posizione e configurazione adatta.

Il supporto 2 può essere di qualunque tipo noto. Ad esempio, il supporto 2 può essere costituito da una scheda a circuito stampato (“printed circuit board” – pcb) di materiale organico o altro substrato multistrato organico (quale ad esempio uno strato BT – Bismaleimide Triazine) ad esempio di tipo LGA ("Land Grid Array") o BGA a matrice di sfere (“ball grid array”). In alternativa, il supporto 2 può essere costituito a sua volta da una piastrina di supporto di materiale semiconduttore, tipicamente silicio.

La massa di incapsulamento 10, formante un incapsulamento stampato ("molded package"), è costituita da materiale standard per gli incapsulamenti stampati, tipicamente materiale plastico, quale resina.

Lo strato di barriera 13 può essere di materiale polimerico a bassa viscosità oppure un materiale conduttore, tipicamente materiale metallico, ad esempio un inchiostro conduttore applicabile tramite rivestimento a spruzzatura di inchiostro ("ink spray coating") o tramite spruzzatura aerosol ("aerosol jetting") di inchiostro conduttivo, ad esempio a base di argento o oro, o altro materiale normalmente utilizzato per la serigrafia di piste su substrato. Lo strato di barriera 13 è piuttosto sottile, ad esempio può avere spessore compreso fra 20 e 50 µm. Lo strato di barriera può essere utile durante le fasi di fabbricazione (come sotto descritto in dettaglio) e può avere una funzione di schermatura di disturbi durante il funzionamento del dispositivo incapsulato 1.

La camera 11 è ottenuta mediante rimozione di un materiale sacrificale in grado di evaporare/sublimare senza residui, come descritto in dettaglio in seguito, secondo una delle possibili forme di realizzazione del processo di fabbricazione.

Con riferimento alle figure 2-7 viene ora descritta una forma di realizzazione di un processo di fabbricazione del dispositivo incapsulato 1 di fig. 1.

In dettaglio, la figura 2 mostra un substrato lastriforme 20 portante una pluralità di piastrine 3, ad esempio incollate ("bonded") tramite materiale adesivo (non mostrato). Le piastrine 3 sono collegate elettricamente al substrato lastriforme 20 tramite i rispettivi fili di connessione elettrica 15. Al di sopra di ogni piastrina 3 viene applicata ("dispensed") una goccia sacrificale 21, di materiale di tipo evaporabile o sublimabile, senza scioglimento, con consistenza simile alla cera, quale un idrocarburo fondibile ("meltable"). Ad esempio, il materiale delle gocce sacrificali 21 può essere un polimero dispensabile a temperatura operativa e successivamente sublimabile. Il materiale può essere di tipo dispensabile a temperatura ambiente e sublimabile lentamente, eventualmente a temperatura e/o in condizioni controllate, eventualmente dopo trattamento di indurimento ("curing"). In particolare, il materiale delle gocce sacrificali 21 può essere un polimero a catena corta, quale un polimero a base di naftalene, ciclododecano, antracene, pirene, perilene, acetato di zinco, puri o dissolti in solventi organici nonpolari.

Nell'esempio mostrato in fig. 2, ciascuna goccia sacrificale 21 compre completamente ed avvolge una rispettiva piastrina 3, compresi i fili di connessione elettrica 15.

In seguito, fig. 3, su ciascuna goccia sacrificale 21 viene applicato lo strato di barriera 13 che, in caso venga deposto con valore di viscosità adatto, in modo noto al tecnico del ramo, riveste completamente la rispettiva goccia sacrificale 21, senza posarsi sostanzialmente sul substrato 20. Dopo l'applicazione, il materiale delle gocce sacrificali 21 può essere indurito ("cured") a temperatura ambiente (RT curing) ad esempio per un tempo compreso fra 10 min e 60 min, o mediante radiazione ultravioletta, in entrambi i casi per evaporazione del solvente.

Successivamente, fig. 4, viene eseguita una operazione di stampaggio a compressione ("compression molding") di tipo standard e uno strato di incapsulamento 23, ad esempio di resina, copre completamente il substrato lastriforme 20, annegando al suo interno le piastrine 3, le gocce sacrificali 21 e i relativi strati di barriera 13. In questa fase, lo strato di barriera 13 può evitare un miscelamento fra il materiale dello strato di incapsulamento 23 e il materiale della goccia sacrificale 21.

In seguito, fig. 5, viene eseguita una fase di foratura, in cui attraverso lo strato di incapsulamento 23 viene praticata una pluralità di fori 24, uno per ciascuna piastrina 23. In particolare, ciascun foro 24 si estende attraverso lo strato di incapsulamento 23 e lo strato di barriera fino ad arrivare alla goccia sacrificale 21. Ad esempio, la fase di foratura può essere effettuata tramite laser.

Segue una fase di evaporazione o sublimazione delle gocce sacrificali 21, che porta alla formazione delle camere 11 (fig. 6). A seconda del materiale utilizzato, la fase di evaporazione o sublimazione può essere eseguita in forno (ad es. a 100-200°C) a temperatura ambiente, a pressione ambiente oppure a bassa pressione e può durare fra 10 minuti e un'ora. In tal condizione, il materiale delle gocce sacrificali 21 evapora o sublima e il gas che si forma (rappresentato schematicamente in fig. 6 da particelle 25) fuoriesce attraverso i fori 24, lasciando le camere 11 vuote o sostanzialmente vuote (intendendo con questo termine che sono riempite di gas ambiente). Anche in questa fase, in particolare nel caso di evaporazione o sublimazione delle gocce sacrificali 21 a temperatura superiore a quella ambiente, lo strato di barriera 13 impedisce eventuale miscelazione fra i materiali delle gocce sacrificali e dello strato di incapsulamento 23 durante l'eventuale transizione solido-liquido . Nello strato di incapsulamento 23 e nello strato di barriera 13 rimangono quindi i fori 12.

La struttura così ottenuta viene quindi tagliata (operazione di "singulation") tramite tecniche standard, come rappresentato schematicamente in fig. 7 da linee verticali 26. Si forma così una pluralità di dispositivi incapsulati 1, mostrati in fig. 1.

In questo modo, i dispositivi finiti sono dotati di un incapsulamento completamente stampato ("full molded") che può essere fabbricato a costi ridotti rispetto a soluzioni che utilizzano cappucci appositi. Il dispositivo incapsulato è inoltre più robusto rispetto a tali soluzioni note. A ciò si aggiunge che l'uso di tecnologie (stampaggio) usate in modo estensivo nella tecnologia dei semiconduttori garantisce un'elevata affidabilità dei dispositivi ottenuti.

La fig. 8 mostra un dispositivo incapsulato 60, in cui la zona sensibile è formata da una membrana 27 sospesa al di sopra della superficie superiore 6 del corpo 4. La fig.

8 mostra anche una via conduttiva 28 collegata, tramite pista non rappresentata, ad uno dei fili di connessione elettrica 15 e vie passanti 29 collegate elettricamente allo strato di barriera 13, per la sua polarizzazione, ad esempio, a massa. Tale soluzione è particolarmente adatta, ad esempio, alla realizzazione di un microfono MEMS, anche se il dispositivo incapsulato 60 può costituire altri tipi di attuatore/sensore.

La fig. 9 mostra un dispositivo incapsulato 61, in cui la zona sensibile è formata da una membrana 30 formata all'interno del corpo 4 della piastrina 3. Una cavità sepolta 31 delimita inferiormente la membrana 30, che quindi è monolitica (e quindi dello stesso materiale e stessa struttura cristallografica) della porzione superficiale del corpo 4 della piastrina 3. Tale soluzione è particolarmente adatta ad esempio per la realizzazione di un sensore di pressione MEMS di tipo capacitivo, anche se il dispositivo incapsulato 61 può costituire altri tipi di attuatore/sensore (ad es. un sensore di umidità capacitivo) o basarsi su un differente principio di rilevamento (ad esempio di tipo piezoelettrico). Inoltre, la membrana 30, invece che da una cavità sepolta 31, può essere delimitata da una cavità (non mostrata) formata con tecnologia di bulk micromachining ed estendentesi dal retro della piastrina 3 (seconda faccia principale 7 della piastrina 3, incollata al supporto 2).

Inoltre, in fig. 9, non è presente alcuno strato di barriera 13. In questo caso, il processo di fabbricazione è analogo a quello descritto sopra con riferimento alle figure 2, 4-7, ma viene a mancare la fase di applicazione dello strato di barriera di fig. 3.

Ovviamente, secondo un'altra variante, è possibile realizzare un dispositivo incapsulato mancante dello strato di barriera come in fig. 9, ma dotato di membrana sospesa 27 come in fig. 8.

La fig. 10 mostra un dispositivo integrato 62, in cui la zona sensibile è formata da uno strato sensibile 35 sovrapposto alla superficie superiore 6 della piastrina 3. Tale soluzione, ad esempio, è particolarmente adatta per la realizzazione di un sensore di gas o altre sostanze chimiche, in cui lo strato sensibile 35 è ottimizzato in funzione della sostanza da rilevare (ad esempio comprende una porfirina), anche se il dispositivo incapsulato 62 può costituire altri tipi di attuatore/sensore.

In fig. 10, inoltre, la piastrina 3 è montata al di sopra di una seconda piastrina 37, ad esempio un circuito integrato, quale un ASIC. Una terza piastrina 38 è fissata al supporto 2, a fianco della seconda piastrina 37. La piastrina 3, la seconda piastrina 37 e la terza piastrina 38 sono tutte alloggiate nella camera 11.

Ovviamente, secondo un'altra variante, il numero di piastrine all'interno di una stessa camera 11 e/o la loro posizione reciproca (tutte sovrapposte con struttura impilata, tutte affiancate o in parte sovrapposte e in parte affiancate) può variare, essendo limitato solo da considerazioni di robustezza della massa di incapsulamento 10 a fronte della dimensione della camera 11. Inoltre, anche l'implementazione della zona sensibile 5 può variare, e può comprendere, invece di uno strato sensibile 35 sovrapposto alla superficie superiore 6, una membrana sospesa o integrata e lo strato di barriera 13 può essere presente o meno.

Le figg. 11-15 mostrano una differente forma di realizzazione del presente processo. Qui, come mostrato in fig. 11, ciascuna goccia sacrificale 40 non avvolge completamente una rispettiva piastrina 3, ma si estende solo sulla zona sensibile 5. Tipicamente, l'area di bagnamento della goccia sacrificale 40 (ovvero l'area di contatto fra la goccia sacrificale 40 e la faccia principale 6 della piastrina 3) è maggiore di, e circonda completamente l'area della zona sensibile 5.

In seguito, vengono eseguite fasi simili a quelle descritte in precedenza con riferimento alle figure 2, 4-7 (manca lo strato di barriera 13), e precisamente comprendono lo stampaggio dello strato di incapsulamento 43 (figura 12); la realizzazione di fori 41 (figura 13); la rimozione delle gocce sacrificali 40 per evaporazione o sublimazione attraverso i fori 41, con formazione di camere 42 (figura 14); e il taglio (figura 15). In questo caso, l'indurimento delle gocce sacrificali 40 può avvenire anche per effetto dell'umidità.

Si forma così una pluralità di dispositivi incapsulati 63, uno dei quali mostrato in fig. 16, in cui la camera 42 e il foro 41 (circondati dalla massa di incapsulamento 44) espongono la zona sensibile 5 all'ambiente esterno. Anche in questo caso, la zona sensibile 5 può essere realizzata in uno qualsiasi dei modi sopra descritti, e quindi come membrana sospesa al di sopra del corpo 4 della piastrina 3, come in fig. 8; come membrana integrata nel corpo 4 della piastrina 3, come in fig. 9; o come strato deposto al di sopra del corpo 4 della piastrina 3, come in fig. 10.

La figura 17 mostra un dispositivo incapsulato 64 di tipo impilato ("stacked") in cui la piastrina 3 (indicata anche come prima piastrina 3, per chiarezza) è incollata su una seconda piastrina 37 a sua volta incollata al supporto 2. La seconda piastrina 37 può formare vie passanti (non mostrate) che collegano la prima piastrina 3 al supporto 2. In alternativa, in particolare se la seconda piastrina 37 forma un circuito integrato, quale un ASIC, fili di interconnessione elettrica (non mostrati) possono essere previsti fra la prima piastrina 3 e la seconda piastrina 37 e/o fra la seconda piastrina 37 e il supporto 2.

La figura 18 mostra un dispositivo incapsulato 65 includente una seconda piastrina 46 fissata ("bonded") al supporto 2 lateralmente alla prima piastrina 3. In questo caso, diversamente dalla forma di realizzazione della figura 10, la seconda piastrina 46 è annegata completamente nella massa di incapsulamento 44 (a parte il lato fissato al supporto 2) e quindi non è alloggiata nella camera 42. Analogamente, nel caso di configurazione impilata, un'eventuale ulteriore piastrina (non mostrata) fissata al supporto 2 e portante la prima piastrina 3 (configurazione a sandwich) risulterebbe circondata dalla massa di incapsulamento 44 e non alloggiata nella camera 42.

Le figure 19-24 mostrano un'altra forma di realizzazione del presente processo, in cui (analogamente alle figure 11-15) ciascuna goccia sacrificale 40 copre solo parte della faccia principale 6 della piastrina 3, includente la zona sensibile 5. Qui, in particolare, i fili di connessione elettrica 15 sono protetti separatamente.

In dettaglio, secondo questa altra forma di realizzazione, dopo l'applicazione ("dispensing") delle gocce sacrificali 40 sulle zone sensibili 5 delle piastrine 3 (come mostrato in fig. 11), sui fili di connessione elettrica 15 vengono applicate gocce di composti sigillanti per incapsulamento (masse di glob top 50), tipicamente di resina epossidica, fig. 19. In particolare, le masse di glob top 50 possono coprire ciascuna uno o più fili di connessione elettrica 15, ma comunque non si estendono sostanzialmente al di sopra delle gocce sacrificali 40 (anche se è tollerata una piccola sovrapposizione).

In alternativa a quanto sopra, è possibile prima realizzare le masse di glob top 50 e quindi le gocce sacrificali 40, purché si riesca a garantire che il glob top 50 non copra la zona sensibile 5.

Quindi, fig. 20, viene deposto uno strato di barriera 51 che qui riveste completamente le gocce glob top 50 e la goccia sacrificale 40 di ciascuna piastrina 3. Anche qui, lo strato di barriera 51 può essere di un materiale metallico e venire stampato o spruzzato, come descritto sopra.

Seguono fasi simili a quelle descritte per la forma di realizzazione delle figure 3-7, includenti l'indurimento ("curing") del materiale delle gocce sacrificali 40; lo stampaggio a compressione di uno strato di incapsulamento 53, figura 21; la realizzazione di fori 52 (ciascuno dei quali si estende attraverso lo strato di incapsulamento 43 e lo strato di barriera 51), fig. 22; la rimozione per evaporazione o sublimazione delle gocce sacrificali 40, con formazione di camere 54, fig. 23; e il taglio (figura 24).

Si forma così una pluralità di dispositivi incapsulati 66, uno dei quali mostrato in fig. 25, in cui i fili di connessione elettrica 15 sono protetti dalle gocce di glob top 50 e non sono quindi esposti all'ambiente esterno anche nel caso che la massa di incapsulamento 57 non garantisca una sufficiente ermeticità. Anche in questo caso, la zona sensibile 5 può essere realizzata in uno qualsiasi dei modi sopra descritti.

Questa soluzione è quindi particolarmente adatta al caso in cui è preferibile proteggere i fili di connessione elettrica 15 dall'ambiente esterno.

La figura 26 mostra una forma di realizzazione in cui i fili di connessione elettrica 15 sono coperti da gocce di glob top 50 ed una seconda piastrina 38 è fissata al supporto 2 a fianco della prima piastrina 3. Anche qui, la seconda piastrina 38 è circondata dalla massa di incapsulamento 57 e non è alloggiata nella camera 42.

Secondo la figura 27, una ulteriore piastrina può essere disposta a sandwich fra la prima piastrina 3 e il supporto 2, analogamente a quanto mostrato in fig. 10 o 17, con i fili di connessione 15 fra la prima e la seconda piastrina e/o i fili di connessione fra la seconda piastrina e il substrato 2 coperti da gocce di glob top 50 circondate da uno strato di barriera e dalla massa di incapsulamento 10.

Risulta infine chiaro che al dispositivo incapsulato e al processo di fabbricazione qui descritti ed illustrati possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

In particolare, come indicato, il tipo di dispositivo incapsulato può essere qualsiasi, purché preveda di una camera affacciata ad una zona della piastrina incapsulata. Inoltre la posizione e il numero di piastrine e/o altre strutture all'interno della camera o in prossimità della piastrina incapsulata può variare, così come la presenza o meno di strati barriera e/o di schermatura e il tipo di connessioni elettriche fra i componenti elettronici ed elettrici.

Infine, il dispositivo incapsulato può comprendere una camera ampia come nelle figg. 1-10 e con i fili 15 protetti da gocce di glob top, come nelle figg. 19-27.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la fabbricazione di un dispositivo incapsulato (1; 60-64) comprendente: disporre ("providing") un supporto (2); fissare una prima piastrina (3) al supporto, la prima piastrina avendo una regione sensibile (5); stampare una massa di incapsulamento (10; 44; 57) di materiale stampabile al di sopra del supporto e circondante la prima piastrina, la fase di stampare una massa di incapsulamento comprendendo formare una camera (11; 42; 54) affacciata alla regione sensibile e collegata all'ambiente esterno.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di formare una camera (11; 42; 54) comprendente le fasi di: applicare una massa sacrificale (21; 40) di materiale evaporabile/sublimabile sulla regione sensibile (5); stampare la massa di incapsulamento (10; 44; 57) al di sopra della massa sacrificale, la massa di incapsulamento avendo una superficie esterna; formare un foro (12; 41, 52) nella massa di incapsulamento estendentesi dalla superficie esterna fino alla massa sacrificale; fare evaporare/sublimare la massa sacrificale attraverso il foro.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui dopo la fase di applicare una massa sacrificale (21; 40) e prima di stampare la massa di incapsulamento (10; 44; 57), viene eseguita la fase di applicare uno strato di barriera (13; 51) al di sopra della massa sacrificale.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui strato di barriera (13; 51) è di materiale conduttore, quale materiale metallico, ad esempio un inchiostro conduttore, e la fase di applicare lo strato di barriera comprende spruzzare o gettare ("jetting") materiale metallico.
5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui la prima piastrina (3) ha fili di collegamento elettrico (15) estendentisi fra la prima piastrina e il supporto (2) e/o fra la prima piastrina e una seconda piastrina (37) fissata al supporto (2), comprendente inoltre la fase applicare regioni di sigillatura (50) sui fili di collegamento elettrico (15) prima della fase di stampare la massa di incapsulamento (10; 44; 57).
6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10-14, in cui la massa sacrificale (21; 40) è di un polimero dispensabile, quale un polimero a base di naftalene, ciclododecano, antracene, pirene, perilene, acetato di zinco, puri o dissolti in solventi organici nonpolari.
7. Dispositivo incapsulato comprendente un supporto (2) portante una prima piastrina (3) avente una regione sensibile (5) e una massa di incapsulamento (10; 44; 57; 50) di materiale stampabile portata dal supporto e circondante la piastrina, caratterizzato dal fatto che la massa di incapsulamento circonda una camera (11; 42; 54) affacciata alla regione sensibile e collegata con l'ambiente esterno.
8. Dispositivo incapsulato secondo la rivendicazione 7, in cui la camera (11; 42; 54) è collegata all'ambiente esterno attraverso un foro (12; 41, 52) passante nella massa di incapsulamento (10; 44; 57; 50).
9. Dispositivo incapsulato secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui la prima piastrina (3) comprende un corpo (4) di materiale semiconduttore avente una faccia principale (6) e superfici laterali (8), la zona sensibile (5) è affacciata o si estende sulla faccia principale (6) del corpo, la camera (42; 54) si estende sopra la faccia principale (6) e la massa di incapsulamento (10; 44; 57) circonda superfici laterali del corpo (4).
10. Dispositivo incapsulato secondo la rivendicazione 7 o 8, in cui la prima piastrina (3) comprende un corpo (4) di materiale semiconduttore avente una faccia principale (6) e superfici laterali (8), la zona sensibile (5) è affacciata o si estende sulla faccia principale (6) del corpo, la camera (11) circonda il corpo (4) e si estende anche intorno a superfici laterali (8) di questo.
11. Dispositivo incapsulato secondo la rivendicazione 10, comprendente una seconda piastrina (37; 38) interposta ("sandwiched") fra il supporto (2) e la prima piastrina (3) o è fissata al supporto lateralmente alla prima piastrina, la seconda piastrina (37; 38) essendo alloggiata all'interno della camera (11).
12. Dispositivo incapsulato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 7-11, in cui la prima piastrina (3) ha fili di collegamento elettrico (15) estendentisi fra la prima piastrina e il supporto (2) e/o fra la prima piastrina e una seconda piastrina fissata al supporto (2), i fili di collegamento elettrico (15) essendo annegati in regioni di sigillatura quali gocce di glob top.
13. Dispositivo incapsulato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni7-12, in cui la camera (11; 54) ha una parete di delimitazione laterale e uno strato di barriera (13; 51) si estende sulla parete di delimitazione laterale della camera.
14. Dispositivo incapsulato secondo la rivendicazione 13, in cui lo strato di barriera (13; 51) è formato da un polimero o un inchiostro conduttivo.
15. Dispositivo incapsulato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni7-14, formante un sensore di pressione, un microfono, un sensore di umidità, un sensore di gas, un sensore chimico.