用于MEMS传感器的封装制造技术

本申请描述关于封装MEMS传感器和关于MEMS传感器封装的方法及装置。本申请描述具有第一集成电路裸片(200)的MEMS传感器封装(300)，第一集成电路裸片(200)具有集成MEMS传感器(202)和用于操作MEMS传感器的集成电子电路(203)。封装设置为MEMS传感器封装的引脚基本上与集成电路裸片的引脚相同尺寸。第一集成电路裸片(200)的至少一部分可以形成封装的侧壁。封装可以由与MEMS传感器交叠的第一封装盖(302)和在第一集成电路裸片另一侧的第二封装盖(301)形成。

Encapsulation for MEMS sensors

This application describes methods and apparatus for encapsulating MEMS sensors and about MEMS sensor packages. The present application describes a MEMS sensor package (300) having a first integrated circuit die (200), the first integrated circuit, the bare chip (200) having an integrated MEMS sensor (202) and an integrated electronic circuit (203) for operating the MEMS sensor. The package is set to MEMS, and the pin of the sensor package is substantially the same size as the pin of the integrated circuit die. At first, at least a portion of the integrated circuit bare sheet (200) can form a packaged sidewalls. The package can be formed from a first package cover (302) stacked with the MEMS sensor and a second package cover (301) on the other side of the first integrated circuit die.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于MEMS传感器的封装本申请涉及用于封装MEMS传感器的方法和装置，以及涉及用于或包括MEMS传感器的封装，尤其是，涉及提供一种用于形成在集成电路裸片上的MEMS传感器例如MEMS麦克风的封装。背景消费者电子设备正继续变得更小，并且随着技术进步，正获得日益增长的性能和功能。这在应用于消费者电子产品的技术方面特别明显，特别是在(但非排他地)便携式产品例如移动电话、音频播放器、视频播放器、PDA，移动计算平台例如膝上型电脑或台式机和/或游戏设备中。移动电话工业的要求例如以更高的性能和减少的成本来驱动部件变得更小。因此期望将电子电路的功能整合在一起并且将它们与传感器设备例如麦克风和扬声器组合。微机电系统(MEMS)传感器，例如MEMS麦克风，正在寻求应用于许多这样的设备中。因此这也继续驱动减少MEMS设备的尺寸和成本。使用MEMS制造流程形成的麦克风设备通常包括一个或多个膜片，其中用于读出/驱动的电极沉积在膜片和/或基底上。对于MEMS压力传感器和麦克风，读出通常通过测量在电极之间的电容来完成。在输出传感器的情况下，膜片由通过改变跨过电极施加的电势差产生的静电力致动。为了提供保护，MEMS传感器将被包含在封装内。封装有效地包围MEMS传感器并且可以提供环境保护，并且还可以提供对电磁干扰(EMI)等的屏蔽。对于麦克风等，封装将通常具有声音端口，以允许传输声波到/来自在封装内的传感器，并且传感器可以配置为，柔性膜片设置在第一空间和第二空间，即可以填充有空气(或者某种适合于声波传输的其他气体)的空间/凹部之间，并且其可以充分地设置尺寸以便传感器提供期望的声学响应。声音端口声学地耦合到在传感器膜片一侧上的空间，其有时候可以称为前空间。通常需要在一个或多个膜片另一侧上的第二空间，有时候称为后空间，以允许膜片响应于入射声音或压力波自由地运动，并且该后空间可以基本上被密封(虽然本领域的技术人员将认识到，对于MEMS麦克风等，第一和第二空间可以由一个或多个流路径连接，例如在膜片中的小孔，它们配置以便呈现在期望声学频率的相对较高的声学阻抗，但是其允许在两个空间之间的低频压力均衡由于温度变化等引起压差)。图1a图示一个常规MEMS麦克风封装100a。MEMS传感器101附接到封装基底102的第一表面。MEMS传感器可以通常由已知的MEMS制造技术形成在半导体晶片上。封装基底102可以是硅或PCB或任何其他合适的材料。盖103设置在附接到封装基底102的第一表面的传感器101上方。盖103可以是金属盖。在盖103中的孔104提供声音端口并且允许声音信号进入封装。在该示例中传感器101经由在封装基底102和传感器101上的端子焊盘105线连结到基底102。图1b图示另一个已知MEMS传感器封装100b。同样传感器101，其可以是MEMS麦克风，附接到封装基底102的第一表面。在该示例中封装还包括集成电路106。集成电路106可以被用于操作传感器并且可以例如是用于放大来自MEMS麦克风的信号的低噪声放大器。集成电路106电连接到传感器101的电极并且还附接到封装基底102的第一表面。集成电路106经由引线接合联结到传感器101。盖107设置在封装基底上以便于包围传感器101和集成电路106。在该封装中，盖107包括上部或盖部107a和另一个侧壁107b，它们都由PCB形成。盖107具有在上部107a中的声音端口104，其允许声学信号进入封装。本专利技术的实施例涉及用于MEMS传感器的改进封装方法并且涉及用于MEMS传感器的改进封装。根据本专利技术，提供了一种MEMS传感器封装，包括第一集成电路裸片，该第一集成电路裸片包括：集成MEMS传感器；以及用于操作MEMS传感器的集成电子电路；其中MEMS传感器封装的引脚基本上与集成电路裸片的引脚尺寸相同。在一些实施例中，MEMS传感器封装可以还包括第一封装盖，其与MEMS传感器交叠，其中MEMS传感器封装的至少一部分外表面由第一封装盖形成。阻挡层还可以绕着MEMS传感器设置在第一封装盖与第一集成电路裸片(integratedcircuitdie)之间。可以由第一集成电路裸片、阻挡层和第一封装盖限定第一空间。阻挡层可以包括粘合剂材料层。在一些实施例中，第一封装盖包括孔。密封环可以设置在第一封装盖的外表面上环绕所述孔。在一些实施例中，MEMS传感器封装可以还包括跨越所述孔设置的防水膜片。在一些实施例中，MEMS传感器封装包括封装基底，其电连接到第一集成电路裸片。封装基底可以经由至少一个接合凸块(bumpbonds)接合到第一集成电路裸片的电子电路。封装基底可以经由多个接合凸块接合到第一集成电路裸片的电子电路，并且每个接合凸块可以位于朝向第一集成电路裸片的一个端部设置的区域内。在一些实施例中，封装基底包括接地层。第一封装盖可以包括封装基底。在一些实施例中，封装基底包括第二集成电路裸片，其至少局部与第一集成电路裸片交叠。第一集成电路裸片可以包括模拟电路，并且第二集成电路裸片可以包括数字电路。可以从不同于第二集成电路裸片的制造流程节点形成第一集成电路裸片。在一些实施例中，封装基底可以包括第二集成电路裸片和支撑层，其中第二集成电路裸片附接到支撑层，并且支撑层可以形成封装的至少一部分外表面。第一集成电路裸片可以碰撞粘结到所述支撑层，并且所述第二集成电路裸片可以电连接到支撑层。第一集成电路裸片可以凸块接合到所述第二集成电路裸片。在一些实施例中，电触片可以设置在封装基底的表面上，用于电连接到第一集成电路裸片。可以设置通过封装基底的通孔，将电触片连接到电子电路。在一些实施例中，MEMS传感器封装包括设置在第一封装盖与第一集成电路裸片的至少一部分电子电路之间的填充物材料层。在一些实施例中，MEMS传感器形成在第一集成电路裸片的第一表面处；第一集成电路裸片可以包括凹部，其中所述MEMS传感器至少局部与所述凹部交叠。所述凹部可以从MEMS传感器延伸通过第一集成电路裸片到在第一集成电路裸片的第二表面处的开口。在一些实施例中，MEMS传感器封装可以还包括在第一集成电路裸片的第二表面处的第二封装盖以提供由在第一集成电路裸片中的凹部限定的空间。第二封装盖可以包括用于密封在第一集成电路裸片中的凹部的密封层。密封层包括可以晶片附接薄膜。在一些实施例中，其中与第一集成电路裸片一起，第一封装盖和第二封装盖形成封装的至少一部分侧壁。第一集成电路裸片可以包括电连接到集成电子电路的至少一个通孔，该至少一个通孔通过第一集成晶片前进到第二表面。第二封装盖可以包括封装基底并且可以电连接到第一集成电路裸片在第二表面处的所述至少一个通孔。凹部在MEMS传感器处的面积可以比在第一集成电路裸片的第二表面处的小。凹部可以在电子电路下方延伸。在一些实施例中，MEMS传感器封装的至少一部分外表面由集成电路裸片形成。在一些实施例中，第一集成电路裸片包括用于光屏蔽和EMI屏蔽中至少一个的屏蔽结构。屏蔽结构可以包括第一区域，其包括沿着垂直于第一集成电路裸片的表面的第一方向间隔开的多个金属层。金属层可以由导电通孔连接。金属层和导电通孔可以连接到在第一集成电路裸片的表面上的接地触片。接地触片可以连接到第一封装盖的接地触片。金属层和导电通孔可以连接到在第一集成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS传感器封装，包括第一集成电路裸片，该第一集成电路裸片包括：集成MEMS传感器；以及集成电子电路，用于操作MEMS传感器；其中所述MEMS传感器封装的引脚基本上与集成电路裸片的引脚尺寸相同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.10 GB 1410263.61.一种MEMS传感器封装，包括第一集成电路裸片，该第一集成电路裸片包括：集成MEMS传感器；以及集成电子电路，用于操作MEMS传感器；其中所述MEMS传感器封装的引脚基本上与集成电路裸片的引脚尺寸相同。2.如权利要求1所述的MEMS传感器封装，还包括第一封装盖，其与MEMS传感器交叠，其中所述MEMS传感器封装的至少一部分外表面由第一封装盖形成。3.如权利要求2所述的MEMS传感器封装，其中阻挡层绕着MEMS传感器被设置在所述第一封装盖与所述第一集成电路裸片之间。4.如权利要求3所述的MEMS传感器封装，其中具有由第一集成电路裸片、阻挡层和第一封装盖限定的第一空间。5.如权利要求3或4所述的MEMS传感器封装，其中阻挡层包括粘合剂材料层。6.如权利要求2-5任意一项所述的MEMS传感器封装，其中第一封装盖包括孔。7.如权利要求6所述的MEMS传感器封装，还包括在第一封装盖的外表面上环绕所述孔的密封环。8.如权利要求6或权利要求7所述的MEMS传感器封装，还包括跨越所述孔被设置的防水膜片。9.如前述权利要求任意一项所述的MEMS传感器封装，包括封装基底，其电连接到第一集成电路裸片。10.如权利要求9所述的MEMS传感器封装，其中封装基底经由至少一个接合凸块(bumpbond)接合到第一集成电路裸片的电子电路。11.如权利要求10所述的MEMS传感器封装，其中所述封装基底经由多个接合凸块接合到第一集成电路裸片的电子电路，并且每个所述接合凸块位于朝向第一集成电路裸片其中一个端部设置的区域内。12.如权利要求9-11任意一项所述的MEMS传感器封装，其中封装基底包括接地层。13.如权利要求9-12任意一项所述的MEMS传感器封装，其中第一封装盖包括封装基底。14.如权利要求13所述的MEMS传感器封装，其中封装基底包括第二集成电路裸片，其至少局部与第一集成电路裸片交叠。15.如权利要求14所述的MEMS传感器封装，其中所述第一集成电路裸片包括模拟电路，并且所述第二集成电路裸片包括数字电路。16.如权利要求14或权利要求15所述的MEMS传感器封装，其中从不同于第二集成电路裸片的制造流程节点形成所述第一集成电路裸片。17.如权利要求14-16任意一项所述的MEMS传感器封装，其中所述封装基底包括第二集成电路裸片和支撑层，其中第二集成电路裸片附接到所述支撑层，并且所述支撑层形成封装的至少一部分外表面。18.如权利要求17所述的MEMS传感器封装，其中所述第一集成电路裸片凸块接合到所述支撑层，并且所述第二集成电路裸片电连接到支撑层。19.如权利要求14-18任意一项所述的MEMS传感器封装，其中所述第一集成电路裸片凸块接合到所述第二集成电路裸片。20.如权利要求13-19任意一项所述的MEMS传感器封装，还包括在封装基底的表面上的电触片，用于电连接到所述第一集成电路裸片。21.如权利要求20所述的MEMS传感器封装，其中所述封装基底包括通过所述封装基底的通孔，将所述电触片连接到所述电子电路。22.如权利要求2-21任意一项所述的MEMS传感器封装，包括设置在所述第一封装盖与所述第一集成电路裸片的至少一部分电子电路之间的填充物材料层。23.如前述权利要求任意一项所述的MEMS传感器封装，其中：所述MEMS传感器形成在所述第一集成电路裸片的第一表面处；所述第一集成电路裸片包括凹部，其中所述MEMS传感器至少局部与所述凹部交叠；以及所述凹部从MEMS传感器延伸通过第一集成电路裸片到在第一集成电路裸片的第二表面处的开口。24.如权利要求2所述的MEMS传感器封装，还包括在第一集成电路裸片的第二表面处的第二封装盖以提供由在第一集成电路裸片中的凹部限定的空间。25.如权利要求24所述的MEMS传感器封装，其中所述第二封装盖包括用于密封在第一集成电路裸片中的凹部的密封层。26.如权利要求25所述的MEMS传感器封装，其中所述密封层包括裸片附接薄膜。27.如权利要求24-26任意一项所述的MEMS传感器封装，当直接或间接从属于权利要求2时，其中与所述第一集成电路裸片一起，所述第一封装盖和所述第二封装盖形成封装的至少一部分侧壁。28.如权利要求24-27任意一项所述的MEMS传感器封装，当从属于权利要求9-12其中任意一项时，其中：第一集成电路裸片包括电连接到集成电子电路的至少一个通孔，该至少一个通孔通过第一集成裸片前进到第二表面；以及其中第二封装盖包括封装基底并且电连接到第一集成电路裸片在第二表面处的所述至少一个通孔。29.如权利要求23-28任意一项所述的MEMS传感器封装，其中所述凹部在MEMS传感器处的面积比第一集成电路裸片的第二表面处...

【专利技术属性】
技术研发人员：奇耶尔克·霍克斯特拉，
申请(专利权)人：思睿逻辑国际半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB