微机电系统（MEMS）装置封装制造方法及图纸

用于制造微机电系统(MEMS)装置的系统、设备以及方法。所述MEMS装置包括基板、盖帽、微机电组件以及连接件。所述基板限定了口。所述盖帽联接至所述基板。所述基板和所述盖帽协作地限定了内腔。所述微机电组件被设置在所述内腔内并且联接至所述基板，以使所述微机电组件定位在所述口上方，以使所述口与所述内腔至少部分地隔离。所述连接件联接至所述基板和所述盖帽。所述连接件被定位成将所述盖帽固定至所述基板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微机电系统(MEMS)装置封装相关专利申请的交叉引用本申请要求保护2016年7月27日提交的美国临时专利申请No.62/367,531的权益，其全部内容通过引用而并入于本文中。
本专利技术涉及微机电系统(MEMS)装置封装。
技术介绍
提供下面的描述以帮助读者进行理解。所提供的信息或引用的参考文献均未被承认为现有技术。在构建高性能、高密度装置(诸如，蜂窝电话、数字静物摄像机、便携式音乐播放器以及其它便携式电子装置)时，需要紧凑的组件。一种用于提供高质量的紧凑型装置的解决方案是使用微机电系统(MEMS)。一个示例性MEMS装置是MEMS麦克风装置，其可以有利地与移动电话或其它装置一起使用。MEMS麦克风装置通常包括印刷电路板(PCB)、麦克风以及覆盖并封装麦克风的盖子(lid)或罐壳(can)。组装这种MEMS麦克风装置的处理步骤中的一个要求MEMS麦克风装置在罐壳附接至PCB的情况下被加热。在该步骤期间，在底部口麦克风的后腔内形成声学密封，当助焊剂和/或溶剂在加热循环期间蒸发时，导致罐壳内压力的潜在累积。如果累积了足够的压力，那么罐壳可能会倾斜、旋转和/或移位并形成有几何缺陷的MEMS麦克风装置。
技术实现思路
一般来说，本说明书中所描述主题的一个方面可以被具体实施为微机电系统(MEMS)装置。所述MEMS装置包括基板、盖帽(cap)、微机电组件以及连接件(tag)。所述基板限定了口(port)。所述盖帽联接(coupled)至所述基板。所述基板和所述盖帽协作地限定了内腔。所述微机电组件被设置在所述内腔内并且联接至所述基板，使得所述微机电组件被定位在所述口上方，以使所述口与所述内腔至少部分地隔离。所述连接件联接至所述基板和所述盖帽。所述连接件被定位成将所述盖帽固定至所述基板。一般来说，本说明书中所描述主题的另一方面可以被具体实施为用于制造微机电系统(MEMS)装置的方法。所述方法包括以下步骤：提供限定了多个孔的基板坯料(blank)；将多个保护环联接至所述基板坯料，使得所述多个保护环中的每个保护环被定位成包围所述多个孔中的相应孔，其中，所述多个保护环中的每个保护环限定了通气孔或半切口中的至少一方；将多个微机电组件联接至所述基板坯料，所述多个微机电组件中的每个微机电组件被定位在相应保护环的外围内并且至少部分地隔离所述多个孔中的相应孔；将多个盖帽联接至所述多个保护环上，所述多个盖帽中的每个盖帽联接至所述多个保护环中的相应保护环；施加多个连接件以密封每个通气孔或半切口并将每组保护环和盖帽固定至所述基板坯料；以及从所述基板坯料中单分出每组保护环和盖帽，以形成多个单独MEMS装置。一般来说，本说明书中所描述主题的另一方面可以被具体实施为有载(populated)印刷电路板(PCB)坯料。所述PCB坯料包括限定了多个基板孔的基板坯料、多个微机电装置，以及多个连接件。所述多个微机电装置被定位在所述基板坯料上。所述多个微机电装置中的每个微机电装置包括保护环、盖子以及微机电组件。所述保护环联接至基板坯料。所述保护环具有第一边缘和相对的第二边缘，该第二边缘限定了通气孔或半切口中的至少一方。所述盖子联接至所述保护环。所述基板坯料、所述保护环以及所述盖子协作地限定了一内腔。所述微机电组件在相应基板孔上方联接至所述基板坯料，以使所述相应基板孔与所述内腔至少部分地隔离。所述多个连接件中的每个连接件被定位在相邻微机电装置之间，使得(i)每个保护环的第一边缘和第二边缘被固定至所述基板坯料，和(ii)所述通气孔或所述半切口中的至少一方各被密封。前述
技术实现思路
仅仅是例示性的，而非以任何方式进行限制。除了上述例示方面、实施方式以及特征以外，另外的方面、实施方式以及特征通过参照下列附图和详细描述将变得明显。附图说明本公开的前述和其它特征根据下面结合附图的描述和所附权利要求书将变得更完全明显。应当明白，这些附图仅描绘了根据本公开的几个实施方式，并因此，不被视为对其范围的限制，本公开通过使用附图，利用附加特征和细节进行描述。图1是根据各种实现方案的MEMS装置的立体图。图2A是根据各种实现方案的图1的具有限定了孔的保护环的MEMS装置的分解图。图2B是根据各种实现方案的图1的具有限定了半切口的保护环的MEMS装置的分解图。图3是根据各种实现方案的图1的MEMS装置的沿线3-3截取的截面图。图4是根据各种实现方案的具有多个图1的MEMS装置的有载PCB坯料的俯视图。图5是根据各种实现方案的图1的用环氧树脂连接(tagged)的有载PCB坯料的俯视图。图6是根据各种实现方案的从图5的PCB坯料单分出的MEMS装置的立体图。图7是根据各种实现方案的图6的MEMS装置的、沿线7-7截取的截面图。图8是根据各种实现方案的用于制造MEMS装置以防止其罐壳倾斜的方法的流程图。在下面的具体实施方式中，对附图进行说明，其形成了本说明书的一部分。在图中，类似符号通常标识类似组件，除非上下文另有规定。在该具体实施方式、附图以及权利要求书中描述的例示性实施方式不是旨在进行限制。在不脱离在此呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其它实施方式，并且可以进行其它改变。应当容易地明白，如在本文通常描述且在附图中例示的本公开的方面可以按宽泛种类的不同配置来布置、代替、组合以及设计，其全部明确地进行了设想并且成为本公开的一部分。具体实施方式根据示例性实施方式，(例如，用于智能电话、平板电脑、膝上型电脑、智能腕表、助听器、视频摄像机、通信装置等的)MEMS装置包括基板(例如，基座、PCB等)、麦克风、保护环以及罐壳。在一个实施方式中，保护环或者另选地罐壳的一部分包括孔、切口或者通气孔。在其它实施方式中，保护环或者可选地罐壳的一部分包括凹口或半切口。在生产期间，麦克风、保护环和/或罐壳被焊接或以其它方式联接至基板。在将麦克风、保护环和/或罐壳联接至在一起之后，可以在基板、保护环以及罐壳之间施加采用环氧树脂或另一不可熔材料形式的不可熔粘合剂或密封剂，以有效地密封所述孔并将麦克风隔离在罐壳内。环氧树脂和/或另一不可熔材料可以有利地具有比被用于将罐壳和/或保护环联接至基板的焊料更高的熔点，使得环氧树脂或另一不可熔材料在回流(reflow)时不会熔化。结果，当MEMS装置随后在集成或安装期间回流至更大的装置(例如，用于智能电话、平板电脑、膝上型电脑、智能腕表、助听器、视频摄像机、通信装置等)时，环氧树脂或另一不可熔材料将罐壳和/或保护环保持在适当位置，并且不允许罐壳和/或保护环在加热循环期间倾斜、旋转、移位或以其它方式变形。根据图1-7中所示的示例性实施方式，MEMS装置(示出为MEMS装置100)包括：基板(示出为印刷电路板(PCB)104)；环或边界(示出为保护环108)；盖帽、封盖(cover)或盖子(示出为罐壳112)；电路或处理器(示出为专用集成电路(ASIC)116)；以及微机电组件(例如，换能器、马达、麦克风组件等)(示出为MEMS麦克风120)。根据示例性实施方式，PCB104包括围绕和/或嵌入非导电基板材料中的导电迹线，并且可以根据需要按片、条或单独板来形成。在一些实施方式中，PCB104包括焊接掩模层、金属层和/或内部PCMB层(例如，由FR-4材料等制成)。如图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微机电系统(MEMS)装置，该MEMS装置包括：基板，该基板限定了口；盖帽，该盖帽联接至所述基板，使得所述基板和所述盖帽协作地限定了内腔；微机电组件，该微机电组件被设置在所述内腔内并且联接至所述基板，使得所述微机电组件被定位在所述口上方，以使所述口与所述内腔至少部分地隔离；以及连接件，该连接件联接至所述基板和所述盖帽，其中，所述连接件被定位成将所述盖帽固定至所述基板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.27 US 62/367,5311.一种微机电系统(MEMS)装置，该MEMS装置包括：基板，该基板限定了口；盖帽，该盖帽联接至所述基板，使得所述基板和所述盖帽协作地限定了内腔；微机电组件，该微机电组件被设置在所述内腔内并且联接至所述基板，使得所述微机电组件被定位在所述口上方，以使所述口与所述内腔至少部分地隔离；以及连接件，该连接件联接至所述基板和所述盖帽，其中，所述连接件被定位成将所述盖帽固定至所述基板。2.根据权利要求1所述的MEMS装置，所述MEMS装置还包括保护环，该保护环联接在所述基板与所述盖帽之间。3.根据权利要求2所述的MEMS装置，其中，所述保护环限定了孔或半切口中的至少一方。4.根据权利要求3所述的MEMS装置，其中，所述保护环限定了所述孔，并且其中，所述连接件被定位成密封所述保护环的所述孔。5.根据权利要求4所述的MEMS装置，其中，所述微机电组件包括非穿通麦克风。6.根据权利要求3所述的MEMS装置，其中，所述保护环限定了所述半切口，并且其中，所述连接件被定位成闩到所述半切口上以将罐壳固定至所述基板。7.根据权利要求6所述的MEMS装置，其中，所述微机电组件包括穿通麦克风。8.根据权利要求3所述的MEMS装置，所述MEMS装置还包括第二连接件，该第二连接件联接在所述保护环的与所述孔或所述半切口中的至少一方相对的一侧，所述第二连接件还将所述盖帽固定至所述基板。9.根据权利要求2所述的MEMS装置，其中，(i)或(ii)中的至少一项：(i)利用焊料将所述保护环联接至所述基板，或(ii)利用焊料将所述盖帽联接至所述保护环。10.根据权利要求9所述的MEMS装置，其中，所述连接件的材料具有比所述焊料更高的熔点，从而抑制所述盖帽在回流工艺期间移动。11.一种用于制造微机电系统(MEMS)装置的方法，该方法包括以下步骤：提供限定了多个孔的基板坯料；将多个保护环联接至所述基板坯料，使得所述多个保护环中的每个保护环被定位成包围所述多个孔中的相应孔，其中，所述多个保护环中的每个保护环限定了通气孔或半切口中的至少一方；将多个微机电组件联接至所述基板坯料，所述多个微机电组件中的每个微机电组件被定位在相应保护环的外围内并且至少部分地隔离所述多个孔中的相应孔；将多个盖帽联接至所述多个保护环上，所述多个盖帽中的每个盖帽联接至所述多个保护环中的相应保护环；施加多个连接件以密封每个通气孔或半切口并将每组保护环和盖帽固定至所述基板坯料；以及从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·K·林，N·D·塔拉格，
申请(专利权)人：美商楼氏电子有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US