底部封装体暴露的裸片MEMS压力传感器集成电路封装体设计制造技术

一种用模制化合物进行封装的MEMS压力传感器。该MEMS压力传感器的特征是引线框、MEMS半导体裸片、第二半导体裸片、多组多条键合接线、以及模制化合物。该MEMS半导体裸片具有内部空腔、感测部件和孔。该MEMS半导体裸片和这些孔被暴露于环境气氛。期望一种减少因模具飞边和裸片破裂而造成的缺陷的用于形成MEMS压力传感器封装体的方法。制造该MEMS压力传感器封装体包括：将引线框放置在引线框胶带上；将MEMS半导体裸片与该引线框相邻地放置在该引线框胶带上，其中，所述孔面对所述胶带并且被其密封；将第二半导体裸片附接至所述MEMS半导体裸片；附接多组多条键合接线，以在该MEMS半导体裸片、该第二半导体裸片和该引线框之间形成电连接；以及形成模制化合物。

Design of a bare chip MEMS pressure sensor integrated circuit package exposed by the bottom package

A MEMS pressure sensor that is encapsulated with molded compounds. The MEMS pressure sensor is characterized by a lead frame, a MEMS semiconductor bare piece, second semiconductor bare pieces, multiple groups of multiple bonding connections, and molded compounds. The MEMS semiconductor bare piece has an inner cavity, a sensing component and a hole. The MEMS semiconductor bare pieces and these holes are exposed to the ambient atmosphere. A method of reducing the defects caused by the rupture of the die edge and the bare pieces is expected to be used to form the MEMS pressure sensor package. The manufacturing of the MEMS pressure sensor package includes lead frame placed in lead frame tape; MEMS semiconductor die and the lead frame adjacent placed in the lead frame on the tape, wherein the hole facing the tape and the seal; the second semiconductor die attached to the semiconductor MEMS naked; attached groups of a plurality of bonding to form the electrical wiring, between the MEMS of the second semiconductor die, the semiconductor die and the lead frame connection; and forming molding compounds.

【技术实现步骤摘要】
底部封装体暴露的裸片MEMS压力传感器集成电路封装体设计
本公开总体上涉及MEMS(微机电系统)封装体(其是使用引线框胶带进行制造的，以形成具有将感测部件暴露于外部环境的孔的MEMS封装体)，并且更具体地，涉及可以可靠地形成使失效较少并且减少了封装错误机会的这种封装体。相关技术随着消费者对较小多功能器件的需求增加，为了保持将多个小MEMS器件制作成封装的方法无缺陷，制造商面临着巨大挑战。存在将机械结构与电子器件组合以形成用作小型传感器和致动器的电响应移动部件的MEMS器件。MEMS封装体必须保护MEMS器件中的电连接件和感测部件二者。例如，当电子器件暴露于诸如外部环境的环境气氛时，制造商寻求有效制作MEMS器件并且将其构建为耐受外部应力的方法。图11和图12示出了两个单独的传统MEMS封装体，这两个MEMS封装体被设计成保护MEMS器件的内部部件和电连接件免受将使用它们的环境的影响；但是，这些现有技术的封装体具有各种不足，从而使它们的制作成本高并且常常导致工作部件的成品率低于预期。
技术实现思路
通过使用引线框胶带作为底部层并且使用有一面带有与引线框胶带接触的孔的MEMS裸片来制造MEMS压力传感器封装体。将一个或多个附加半导体裸片耦合至引线框胶带并且将整个组件包装在模制化合物内。在一个实施例中，一种用来形成封装体的方法导致具有暴露于环境气氛的引线框和MEMS半导体裸片的MEMS压力传感器封装体。在这个实施例中，将引线框放置在引线框胶带的第一面上。在放置引线框之后，接着将MEMS半导体裸片与引线框相邻地放置在引线框胶带的第一面上。引线框胶带密封并保护最终将敞露于终端产品中的周遭环境的MEMS半导体裸片的任何孔。在放置MEMS半导体裸片之后，使用粘合剂膜将第二半导体裸片附接于所述MEMS半导体裸片。一旦MEMS半导体裸片和第二半导体裸片就位，就添加多条键合接线以连接MEMS器件中的引线框、MEMS半导体裸片和第二半导体裸片。最终，施加模制化合物来部分覆盖引线框和MEMS半导体裸片。另外，施加模制化合物，以完全包封多条键合接线和第二半导体裸片。因此，模制化合物保护灵敏且脆弱的电子连接隔绝外部环境，并且有助于保护感测部件和裸片不受外部应力的影响。在一个实施例中，MEMS半导体裸片包括内部空腔、内部空腔内的感测部件以及将内部空腔暴露于环境空气的孔。孔被暴露于环境大气，以允许内部空腔以及容纳在其中的感测部件接收环境气氛。在一个实施例中，将引线框放置在MEMS封装体的与MEMS半导体裸片相对的一侧，并且多条键合接线将引线框连接到第二半导体裸片。在一个实施例中，将引线框放置在MEMS封装体的与MEMS半导体裸片相对的一侧，并且多条键合接线被省去并且被焊料球或金属柱连接件取代。焊料球或金属柱连接件将引线框连接到第二半导体裸片。附图说明为了更好地理解本专利技术，现在将仅通过非限制性示例并且参照附图描述其实施例。图1至图6是在根据本文所披露的实施例的MEMS封装体制造工艺的连续步骤处封装的MEMS压力传感器的横截面侧视图。图7是沿着图8的线7-7截取的根据一个实施例的已完成MEMS压力传感器封装体的横截面侧视图。图8是图7的已完成MEMS压力传感器封装体的简化顶部平面图，示出了一个实施例中的封装内的键合接线的各种连接。图9是图7中示出的已完成MEMS压力传感器封装体的替代性实施例的横截面侧视图。图10是图7中示出的已完成MEMS压力传感器封装体的替代性实施例的横截面侧视图。图11是现有技术的MEMS封装体的横截面侧视图。图12是不同现有技术的MEMS封装体的横截面侧视图。具体实施方式贯穿本说明书所提到的“一个实施例”或“替代性实施例”是指与该实施例相关联地描述的具体特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书，短语“在一个实施例中”或“在替代性实施例中”在各种场合中的出现并不一定都是指相同的实施例。对序数(如，第一、第二和第三)的使用不一定暗示顺序的排名意义，而是可以仅在动作或结构的多个实例之间进行区分。本文提供的本披露的小标题以及摘要只是为了方便起见，而并非修改这些实施例的范围或含义。图1是引线胶带20的侧视图。引线框胶带20具有第一面22。引线框胶带20可以由一层或多层非导电粘合剂和聚酰亚胺材料制成。在这个实施例中，引线框架胶带20在制造过程中被安置在封装体的底部作为基础层。使用引线框胶带20在制造过程中作为基础层使制作MEMS封装体所需的材料量减少，因为引线框胶带20取代了基底底部层54(图11)或模制化合物底部层80(图12)，并且可以在制造过程最后容易地去除引线框胶带20。利用引线框胶带作为底部层允许制造商或制作者制造出较薄的MEMS封装体。图2是放置在引线框胶带20的第一面22上的引线框24的横截面侧视图。引线框24在其中间具有开口区域26。开口区域26可以具有任何形状和大小，并且开口区域26可以是开口空间、开口区域、开口体积或某种其他形式的开口。引线框24可以由诸如铜、铜合金或半导体行业中已知的某种其他导电材料的导电材料构成。以使得开口区域26位于引线框胶带20的第一面22上方的方式来放置引线框24。图3是横截面侧视图，示出了引线框24的开口区域26中心的引线框胶带20的第一面22上放置的第一MEMS半导体裸片28。将MEMS半导体裸片28与引线框24相邻地放置。MEMS半导体裸片28可以是MEMS裸片、MEMS压力传感器裸片或半导体行业中已知的某种其他裸片。MEMS半导体裸片28具有内部空腔30、感测部件32和多个孔34。内部空腔30容纳感测部件32。感测部件32可以被配置成用于测量压力。以使得孔34面对引线框胶带20的第一面22的方式来放置MEMS半导体裸片28。引线框胶带20密封孔34。在这个实施例中，将MEMS半导体裸片28直接放置在引线框胶带20的第一面22上。将MEMS半导体裸片28直接放置在引线框胶带20上使制作引线框24所需的材料量减少，因为引线框胶带20支承的是MEMS半导体裸片28，而非引线框24。另外，以使得孔34面对引线框胶带20的方式将MEMS半导体裸片28直接放置在引线框胶带20上允许胶带既密封又保护内部空腔30。这样做，减少了因后续模制工艺过程中的模具飞边而造成的缺陷。当在MEMS压力传感器封装体的形成过程中模制化合物46(图6)被不正确分布并且覆盖孔34时，导致模具飞边。利用引线框胶带作为底部层来保护和覆盖MEMS半导体裸片的孔降低了模具飞边缺陷的机会。图4是横截面侧视图，示出了通过粘合剂膜38附接于MEMS半导体裸片28的第二半导体裸片36。第二半导体裸片36可以是诸如ASIC(专用集成电路)或半导体行业中已知的某种其他集成电路的集成电路。粘合剂膜38可以是现有技术中已知类型的标准DAF(粘片膜)或半导体行业中已知的某种其他附接材料。图5是横截面侧视图，示出了多组多条键合接线40、42、44。第一多条键合接线44具有连接至MEMS半导体裸片28的第一端以及连接至第二半导体裸片36的第二端。第二多条键合接线42具有连接至引线框24的第一端以及连接至至少MEMS半导体裸片28或第二半导体裸片36的第二端。第三多条键合接线40具有连接至引线框24连接的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：将引线框放置在引线框胶带的第一面上；将MEMS半导体裸片与所述引线框相邻地放置在所述引线框胶带的所述第一面上，所述MEMS半导体裸片具有内部空腔、孔以及在所述内部空腔内的感测部件，所述孔面对所述引线框胶带；将第二半导体裸片附接至所述MEMS半导体裸片；附接第一多条键合接线，所述第一多条键合接线具有连接至所述MEMS半导体裸片的第一端以及连接至所述第二半导体裸片的第二端；附接第二多条键合接线，所述第二多条键合接线具有连接至所述引线框的第一端以及连接至所述第二半导体裸片或所述MEMS半导体裸片中的至少一者的第二端；形成模制化合物，所述模制化合物部分覆盖所述MEMS半导体裸片和所述引线框并且完全包封所述第二半导体裸片以及所述第一和第二多条键合接线；以及去除所述引线框胶带，以将所述引线框、所述MEMS半导体裸片和所述孔暴露于环境气氛。

【技术特征摘要】
2016.07.15 US 15/212,1071.一种方法，包括：将引线框放置在引线框胶带的第一面上；将MEMS半导体裸片与所述引线框相邻地放置在所述引线框胶带的所述第一面上，所述MEMS半导体裸片具有内部空腔、孔以及在所述内部空腔内的感测部件，所述孔面对所述引线框胶带；将第二半导体裸片附接至所述MEMS半导体裸片；附接第一多条键合接线，所述第一多条键合接线具有连接至所述MEMS半导体裸片的第一端以及连接至所述第二半导体裸片的第二端；附接第二多条键合接线，所述第二多条键合接线具有连接至所述引线框的第一端以及连接至所述第二半导体裸片或所述MEMS半导体裸片中的至少一者的第二端；形成模制化合物，所述模制化合物部分覆盖所述MEMS半导体裸片和所述引线框并且完全包封所述第二半导体裸片以及所述第一和第二多条键合接线；以及去除所述引线框胶带，以将所述引线框、所述MEMS半导体裸片和所述孔暴露于环境气氛。2.如权利要求1所述的方法，其中，形成部分覆盖所述MEMS半导体裸片和所述引线框并且完全包封所述第二半导体裸片和所述多条键合接线的模制化合物进一步包括：在形成所述模制化合物的同时，所述引线框胶带覆盖、保护并密封所述MEMS半导体裸片的所述孔和所述内部空腔。3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：附接第三多条键合接线，所述第三多条键合接线具有连接至所述引线框的第一端以及连接至所述MEMS半导体裸片或所述第二半导体裸片中的另一者的第二端。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述MEMS半导体裸片的所述孔连接到所述MEMS半导体裸片的所述内部空腔。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述引线框具有在所述引线框中间的开口区域。6.如权利要求5所述的方法，其中，将所述MEMS半导体裸片放置在所述引线框胶带进一步包括：在所述引线框胶带上将所述MEMS半导体裸片放置在所述引线框的所述开口区域中。7.如权利要求1所述的方法，其中，将所述第二半导体裸片附接于所述MESM半导体裸片进一步包括：使用粘合剂膜将所述第二半导体裸片附接于所述MEMS半导体裸片。8.如权利要求1所述的方法，其中，去除所述引线框胶带以暴露所述孔进一步包括：通过所述孔将所述感测部件和所述内部空腔暴露于所述环境气氛。9.如权利要求1所述的方法，其中，形成部分覆盖所述MEMS半导体裸片和所述引线框并且完全包封所述第二半导体裸片和所述多条键合接线的模制化合物进一步包括：使用模制机器以通过颗粒传递模制、压塑模制或注塑模制来形成所述模制化合物。10.一种包含压力传感器电路的封装体，包括：引线框，所述引线框具有在所述引线框中间的开口区域并且暴露于环境气氛；M...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·卡达格，F·阿雷拉诺，E·小安蒂拉诺，
申请(专利权)人：意法半导体公司，
类型：发明
国别省市：菲律宾,PH