为了制造封装器件，将具有感测区域的裸片键合到支撑物，并在所述支撑物上模制可模制材料的封装块使得围绕所述裸片。在封装块的模制期间形成腔室，该腔室面对感测区域并连接到外部环境。为此，在感测区域上滴涂可以蒸发/升华的材料的牺牲块；在牺牲块上模制封装块；在封装块中形成通孔以延伸至牺牲块；牺牲块通过该孔蒸发/升华。
【技术实现步骤摘要】
用于制造封装器件的工艺和由此得到的封装器件
本公开涉及用于制造封装器件的工艺以及由此得到的封装器件，该封装器件特别是具有诸如MEMS麦克风之类的可访问结构的封装微机电(MEMS)传感器。
技术介绍
如已知的那样，例如诸如电容性麦克风之类的声换能器的MEMS传感器通常包括微机械感测结构，该微机械感测结构被设计用于将机械应力(例如声压力波)转换成电学量(例如，对于具有电容性结构的声换能器而言，利用由电容性结构中的声压力波引起的电学量的变化)。而且，传感器可以包括读取电子设备，该读取电子设备被设计为执行电学量的适当处理操作(包括放大和滤波)以输出电信号(例如电压)。通常，MEMS传感器形成在裸片中，该裸片包括例如硅的半导体材料的体或结构层。裸片可以包含空腔并且可以限定柔性薄膜或膜片。例如，对于上面指出的声换能器，柔性薄膜根据进入的声波的压力经受变形。实现声换能器的裸片被包封在封装体中，该封装体也可以包含相关联的读取电子设备，该读取电子设备例如以专用集成电路(ASIC)的形式继而集成在半导体材料的相应裸片中。在这种类型的传感器中，感测结构(薄膜)连接到外界使得能够检测诸如声波压力的量。实践中，薄膜悬置在参考的背腔室和连接到外界的前腔室之间，并且具有适当的形状和尺寸使得确保使用中的频率响应。已知各种类型的封装体，其能够实现至外部环境的连接。典型地，对于MEMS器件而言，使用预模制金属或塑料帽，并将其固定到MEMS裸片的支撑物，例如印刷电路板。在一些实施例中，这些帽具有盖子形状，该盖子具有顶表面和侧壁使得划定容纳MEMS器件的腔室的界限。盖子通过布置在支撑物和面对支撑物的帽底部边缘之间的粘附材料的条带固定到支撑物。如果期望，粘附材料可以是导电胶例如导电环氧树脂，使得也得到朝向支撑物的接地连接。通常在顶表面中的孔能够实现容纳裸片的腔室与外部环境之间的连接。备选地，MEMS裸片的支撑物可以具有容纳裸片且在顶部通过平面帽闭合的空腔。同样在这种情况下，帽通过粘附材料的条带固定到支撑物，粘附材料的条带在划定空腔界限的衬底的边缘之上延伸。这些已知的解决方案可以进行改进。具体地，如果帽是预模制帽，则例如在硅尺寸差异的情况下或在存在不同定制规格的情况下，针对尺寸和形状的每种差异，利用专用模制工具(例如包括模具和冲孔机)。此外，模制和冲孔工具的间距和布局总是与接触阵列的配置和尺寸不兼容。此外，利用帽得到的封装体不总是足够刚性的，并且在具体操作条件下，特别是在存在振动的情况下或在传感器的碰撞或跌落的情况下，可以从支撑物脱离。不同类型的MEMS器件共同存在相同类型的问题，其中形成在裸片之上或形成在裸片中的感测部分与外部连接用于感测化学物质诸如各种气味、湿度和气体。
技术实现思路
根据本公开的一个或多个实施例，提供有一种用于制造封装器件的工艺和因而得到的封装器件。在一个实施例中，在支撑物之上形成完全模制封装体，并且在模制期间形成经由通孔与外部环境连接的腔室或空腔。该腔室或空腔可以面对裸片的一部分、裸片的这种感测部分或在顶部处和侧向地围绕裸片。通过在模制期间创建空腔，经由具有可靠和可重复结果的标准模制步骤在支撑物上直接得到帽，所以所得的封装体并不昂贵且非常坚固。此外，通过适当材料块的蒸发/升华创建空腔或腔室(因而操作为封装体的模制期间用于空腔/腔室的“模具”)能够实现腔室的构建，使得它具有适于特定应用的尺寸，这在MEMS麦克风的情况下特别重要。使用能够在形成通过封装体的接入孔之后升华/蒸发的材料能够使得以简单且经济有利的方式释放腔室，而不需要复杂或昂贵的去除操作。附图说明为了更好地理解本公开，现在参照附图，单纯地通过非限制性示例的方式描述其优选实施例，在附图中：图1示出了通过封装器件的实施例的截面；图2至图7示出了在本工艺的一个实施例中的用于同时封装多个器件的连续步骤期间结构的截面；图8至图10示出了可以利用图2至图7的工艺得到的不同器件；图11至图15示出了根据本工艺的不同实施例的用于同时封装多个器件的连续步骤期间的结构的截面；图16和图17示出了可以利用图11至图15的工艺得到的不同器件；图18至图23示出了根据本工艺的另一实施例的用于同时封装多个器件的连续步骤期间结构的截面；图24至图27示出了可以利用图18至图23的工艺得到的不同器件；以及图28是根据本公开实施例的包括封装器件的电子设备的框图。具体实施方式图1示出了包括承载裸片3的支撑物2的集成器件1。裸片3由主体4形成，主体4典型地具有平行六面体形状，该平行六面体形状具有第一主面6、第二主面7和侧表面8。主体4典型地由诸如硅之类的半导体材料的结构层形成，并且导电/绝缘层(未示出)可以在其之上延伸。裸片3在第二主面7(底表面)处键合到支撑物2并且具有面对第一主面6(顶表面)的感测区域5。如以下更详细描述的那样，感测区域5可以形成在主体4的第一主面4内或第一主面4之上。例如，感测区域5可以是通过主体中的掩埋空腔在底部界定的薄膜或膜片，或者悬置薄膜，或者可以包括在第一主面6之上延伸的一个或多个层。支撑物2具有平行六面体形状，其具有大于裸片3的面积或基座。封装块10侧向地且在裸片3的顶部上形成在支撑物2上。封装块10划定腔室或空腔11的界限，该腔室或空腔11是空的并且在图1的实施例的示例中容纳裸片3。阻挡层13在腔室11的壁之上延伸，并且电连接导线15将裸片3连接到支撑物2。以已知方式，通过路径和连接(未示出)将电连接导线15连接到支撑物2的背部。腔室11经由延伸通过封装块10和阻挡层13的孔12连接到外界。在所示实施例中，孔12垂直地位于感测区域5之上并因而位于腔室11之上，但可以侧向偏移或以任意合适位置和配置布置。支撑物2可以是任意已知类型的。例如，支撑物2可以是有机材料的印刷电路板(PCB)或其它例如焊接区栅格阵列(LGA)或球栅阵列(BGA)类型的有机多层衬底(诸如例如双马来酰亚胺三嗪-BT层)。备选地，支撑物2可以是典型为硅的半导体材料的支撑裸片。形成模制封装体的封装块10由模制封装体的标准材料，典型地为诸如树脂之类的塑性材料形成。阻挡层13可以是低粘性聚合材料或导电材料，典型地为金属，例如可以经由喷墨涂敷或经由导电墨的气溶胶喷射涂覆有银或金的导电墨，或者通常用于衬底上的丝网印制路径的一些其它材料。阻挡层13相当薄；例如它可以具有20μm到50μm之间的厚度。阻挡层在制造步骤期间可以是有用的(如以下详细描述的那样)并且在封装器件1的操作期间可以具有干扰屏蔽功能。根据制造工艺的可能实施例之一，如下文具体描述的那样，通过去除牺牲材料得到腔室11，该牺牲材料能够蒸发/升华而不留下残留。参照图2至图7，现在描述用于制造图1的封装器件1的工艺的实施例。具体地，图2示出了承载例如经由粘附材料(未示出)键合的多个裸片3的板状衬底20。裸片3经由相应的电连接导线15电连接到板状衬底20。在每个裸片3上滴涂如下材料的牺牲滴状物21，该材料可以蒸发或升华而不溶解、具有蜡状稠度，诸如可熔的碳氢化合物。例如，牺牲滴状物21的材料可以是可在操作温度下滴涂且然后升华的聚合物。材料可以是可在室温下滴涂并且可能在受控温度和/或在受控条件下、可能在固化处理之后可以缓慢升华的类型。具体地，牺牲滴状物2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于制造封装器件的工艺，所述工艺包括：将第一裸片键合到支撑物，所述第一裸片具有感测区域；在所述支撑物上且围绕所述第一裸片模制可模制材料的封装块；以及在所述封装块的表面与所述感测区域之间形成腔室，所述腔室与所述封装器件外的环境流体连通。
【技术特征摘要】
2013.07.31 IT TO2013A0006511.一种用于制造封装器件的工艺，所述工艺包括：将第一裸片键合到支撑物，所述第一裸片具有感测区域；在所述支撑物上且围绕所述第一裸片模制可模制材料的封装块；提供邻接所述封装块的阻挡层；形成密封区域和在所述密封区域中嵌入的电连接导线，所述密封区域通过所述阻挡层与所述封装块分离，以及在所述封装块的表面与所述感测区域之间形成腔室，所述腔室中的所述阻挡层的表面面对所述感测区域的一部分，所述腔室与所述封装器件外的环境流体连通，所述封装块的内表面在所述腔室中暴露。2.根据权利要求1所述的工艺，其中形成所述腔室包括：在所述感测区域上滴涂被配置成蒸发/升华的材料的牺牲块；在所述牺牲块上模制所述封装块，所述封装块具有外表面；在所述封装块中形成从所述外表面延伸直至所述牺牲块的孔；以及通过所述孔蒸发/升华所述牺牲块。3.根据权利要求2所述的工艺，其中，在滴涂所述牺牲块之后且在模制所述封装块之前，在所述牺牲块上形成所述阻挡层。4.根据权利要求3所述的工艺，其中所述阻挡层是导电材料，并且形成所述阻挡层包括在所述牺牲块上喷涂或喷射所述导电材料。5.根据权利要求2所述的工艺，其中所述牺牲块是可滴涂聚合物。6.根据权利要求5所述的工艺，其中所述可滴涂聚合物包括萘、环十二烷、蒽、芘、二萘嵌苯和乙酸锌中的至少一种。7.根据权利要求1所述的工艺，进一步包括：将电连接导线的第一端电耦合到所述第一裸片的焊盘，并且将所述电连接导线的第二端电耦合到所述支撑物和键合到所述支撑物的第二裸片中的至少一个；以及在模制所述封装块之前在所述电连接导线上涂覆密封区域。8.一种封装器件，包括：支撑物；第一裸片，耦合到所述支撑物，所述第一裸片具有感测区域；可模制材料的封装块，耦合到所述支撑物并围绕所述裸片，所述封装块嵌入了所述第一裸片的一部分；阻挡层，邻接所述封装块；密封区域，通过所述阻挡层与所述封装块分离，在所述密封区域中嵌入了电连接导线；以及位于所述封装块与所述感测区域之间的腔室，所述腔室中的所述阻挡层的表面面对所述感测区域的一部分，所述腔室与所述封装器件外的环境流体连通，所述封装块的内表面在所述腔室中暴露。9.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·G·齐格里欧里，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT
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