[发明专利]具有微机电系统（MEMS）的无帽半导体封装件

说明书

本公开的实施例涉及具有微机电系统(MEMS)的无帽半导体封装件。一种半导体封装件包含专用集成电路(ASIC)裸片和微机电系统(MEMS)裸片。MEMS裸片和ASIC裸片被耦合到包括开口的基底，开口延伸穿过基底并且与气腔流体连通，气腔被定位在MEMS裸片与基底之间并且使MEMS裸片与基底分离。开口使气腔暴露于外部环境，并且此后，气腔使MEMS裸片的MEMS元件暴露于外部环境。使MEMS裸片与基底分离的气腔利用一种制造方法而形成，制造方法利用可热分解的裸片附接材料。

技术领域

本公开涉及被暴露于外部环境的微机电系统(MEMS)传感器。

背景技术

具有微机电系统(MEMS)裸片的许多半导体封装件包括使 MEMS裸片的传感器组件暴露于外部环境的腔体。传感器组件监测在 封装件外部的外部环境的物理量或者质量。这种半导体封装件通常使 用被粘合到基底的刚性帽而形成，MEMS裸片被定位在该基底上。帽被成形为在MEMS裸片与帽之间形成腔体，并且包括使腔体暴露于 外部环境的开口或孔。该开口和腔体使MEMS裸片的传感器组件暴 露于外部环境。例如，传感器组件可以监测传感器组件所暴露于的外 部环境的：压力、温度、声音、光或者一些其他量、质量或者量和质 量的组合。

针对具有用于监测外部环境的大量物理量和质量、电子设备的环 境、来自用户的输入或者需要被监测的任何其他物理量或者质量的 MEMS传感器的半导体封装件，存在较大并且正在扩大的市场。然而， 在以下项中存在重大挑战：减小半导体封装件的制造成本、大小、占 用面积和厚度；以及提供执行越来越复杂的功能的半导体封装件。电 子设备的示例包括：膝上型计算机、显示器、电视机、智能电话、平 板计算机、计算机、可弯曲的电子设备或者可以受益于监测外部环境 的物理量或者质量的任何其他电子设备。

一项重大挑战是：生产具有MEMS裸片的半导体封装件，该 MEMS裸片在以下项中被减小：大小、占用面积和轮廓、以及厚度， 同时维持MEMS裸片监测外部环境的物理量和质量的能力。由于具 有MEMS裸片的半导体封装件在大小、占用面积、轮廓和厚度方面 被减小，所以提供具有足够的间隙以在使MEMS的传感器组件暴露 于外部环境以便进行监测的同时避免MEMS裸片的传感器组件发生 故障的帽变得更加困难。

另一重大挑战是：减小生产具有MEMS裸片的半导体封装件的 成本。由于被用于半导体封装件的组件和材料的数目增加，所以制造 具有MEMS裸片的半导体封装件的成本增加，并且制造步骤的数目 增加。例如，形成具有用于保护MEMS裸片的帽的半导体封装件包括：制造帽，使用高准确度帽附接机器来将帽放置在正确的位置，以 及使用粘合剂来将帽附接到基底。而且，通过制造更小的帽来使这种 半导体封装件更小将是昂贵的，这是因为由于在对帽的定位中的较小 的偏移和间隙以及低水平的允许公差，制造更小的帽来使这种半导体 封装件更小将包括：制造新的高准确度帽附接机器以处理更小的帽并 且将帽放置在正确的位置。

发明内容

鉴于上述重大挑战的列表(该列表不是完整的列表)，期望的是 提供一种具有微机电系统(MEMS)裸片的半导体封装件，该微机电 系统(MEMS)裸片：不需要帽来保护MEMS裸片或者使MEMS裸 片暴露于外部环境，具有更小的厚度和更小的大小，不需要那么多的 制造步骤，并且当制造半导体封装件时允许更大的变化公差，因此， 增加了所形成的可用半导体封装件的产量。

本公开涉及包含MEMS裸片并且不需要使用被粘合到基底的帽 的半导体封装件的各种实施例。换句话说，半导体封装件是无帽半导 体封装件。

根据包含MEMS裸片的半导体封装件的一个实施例，模塑化合 物覆盖MEMS裸片的侧壁和表面，并且直接接触MEMS裸片的侧壁 和表面，使得MEMS裸片在半导体封装件内被保持在适当位置。通 过被形成在基底中的开口以及被定位在基底与MEMS裸片的传感器 组件之间的气腔，MEMS裸片被暴露于外部环境。该半导体封装件可 以被称为无帽半导体封装件。MEMS裸片通过键合接线电耦合到半导 体封装件的基底。