[发明专利]具有传感器的集成电路以及制造这种集成电路的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路(IC)封装，包括载有一个或者多个传感器元件的衬底，并且利用封装引线(encapsulated lead)连接至结合焊盘。本发明还涉及一种制造这种IC封装的方法。

背景技术

集成电路(IC)可以包括对水分(moisture)敏感的传感器，诸如相对湿度(RH)传感器或者液体浸没(liquid immersion)检测传感器。出于许多原因，这种传感器可被包括在所述IC设计中。

例如，这种传感器可被包括在所述IC中，以便确定退回的故障IC(例如退化至其制造商)是否被外露于水分中而损坏，例如浸泡事件。这种外部影响作为故障原因的确定对于确定消费者退回所述IC或者包括所述IC的电子设备是否有权享受设备保修是至关重要的，因为如上所述浸泡事件的不当使用通常使所述保修无效。

替代地，这种传感器可以是IC的功能的一部分。例如有趋势提供近场通信IC，诸如在传感器范围内的射频(RF)识别(ID)芯片，所述传感器例如温度传感器、环境光传感器、机械冲击传感器、液体浸没传感器、湿度传感器、CO₂传感器、O₂传感器、pH传感器和乙烯传感器，例如可以用于监测用芯片标记产品的环境条件，使得可以通过监测所述芯片的传感器读数来实现产品质量控制。

通常，可以通过将所述管芯(die)附着至引线框将半导体器件形成为封装，接合线在所述IC的结合焊盘与所述引线框的焊盘之间延伸。然后将这些接合线封装在模塑料(molding compound)中。

当所述管芯包括必须与外部环境接触的传感器元件时会出现问题：所述封装绝不能覆盖这些传感器。这样导致更复杂的封装工艺并且产生各种处理问题。

许多传感器IC在单个晶片上形成，并且在传感器形成之后，所述衬底经历研磨(grinding)，以便减小最终产品的厚度。这发生从所述晶片切割单独的传感器IC然后进行封装之前。这个研磨过程可以导致所述传感器的机械损坏或者污染，特别是因为它们突出所述IC表面。

为了形成具有开放式腔体(open cavity)的封装，传统地在转移成型期间使用橡胶垫。也可以使用所谓的“薄膜辅助成型”。这涉及在所述IC上方放置模具，所述模具具有由接触IC的顶部表面的密封围绕的中心区域。通过将压力施加至所述模具来实现这种密封，并且所述模具例如涂覆有聚四氟乙烯(Teflon)薄膜。所述塑封材料(mold compound)施加至密封外部周围，并且不应该穿透所述密封线(seal line)。然而，为了提供良好的密封以及防止模塑料飞边(flashing)进入所述开放式腔体中，需要施加高压，诸如120bar。这些机械应力会导致管芯破坏，但是如果减小压力，会在所述开放式腔体区域中形成模具飞边。

发明内容

根据本发明，提供了一种集成电路封装，包括：

集成电路，在所述电路的传感器元件区域中具有至少一个传感器元件；

载体，其上安装有所述集成电路；

接合线，在所述集成电路与所述载体之间；

封装，所述封装覆盖所述接合线但是在所述传感器元件区域上方留有开口，

其中在所述集成电路上方提供保护层，所述封装在所述集成电路上方延伸，其中所述保护层包括在所述传感器元件区域周围的通道，所述通道位于所述封装的开口内部。

所述传感器元件区域周围的所述通道用作蠕变进入所述开口区域的任意模具飞边的陷阱。这样，可以释放所述模具压力。通过在所述封装下方(而不是只在所述传感器元件的上方)提供所述保护层，所述保护层还可以增加所述IC的机械强度。例如，可以在衬底研磨和切割步骤之前施加所述保护层，使得在这些步骤期间提高所述强度。

所述通道优选地完全延伸穿过所述保护层，并且包括围绕所述传感器元件区域的闭合形状。

所述保护层可以覆盖所述传感器元件的至少一个。所述保护层覆盖的每一个传感器元件均可以包括在所述传感器元件上方被焊盘通道围绕的保护层焊盘。这个焊盘通道提供单独的传感器的隔离，使得一个传感器元件受到的任何污染不会通过所述保护层传输给其他传感器元件。所述焊盘通道还可以完全延伸穿过所述保护层。

所述保护层可以包括第二通道，所述第二通道相对于所述传感器元件区域在所述第一通道(所述传感器元件区域周围的那个)的外部(即进一步远离所述传感器元件)，并且所述第二通道可以在所述开口的外部。这意味着它被所述封装填充，使得由所述封装材料形成横向防潮层。