[发明专利]用于制造封装器件的工艺和由此得到的封装器件

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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。