CN101305645A - 制造用于封闭至少一个微电子元件的包装载体的方法和制造诊断设备的方法 - Google Patents

制造用于封闭至少一个微电子元件的包装载体的方法和制造诊断设备的方法 Download PDF

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Abstract

一种包装，这种包装封闭至少一个微电子元件(60)如传感器芯片并具有导电连接衬块(31)，这些导电连接衬块(31)用于这种包装至另一种设备的电气连接，通过以下步骤制造这种包装：提供一种牺牲载体；将一种导电图案(30)应用于该载体的一个侧面；将这种载体弯曲以产生载体的形状，在这种形状中，载体具有升高部分和多个凹入部分；在该导电图案(30)所出现的侧面在该载体上形成体构件(45)；将牺牲载体除去；以及将一种微电子元件(60)置于凹槽(47)内，这种凹槽(47)已在载体的升高部分曾经所处的位置在该体构件(45)中产生，并且将该微电子元件(60)连接到该导电图案(30)。此外，孔(41)布置在这种包装内，以提供到该微电子元件(60)的灵敏表面的通路。

Description

制造用于封闭至少一个微电子元件的包装载体的方法和制造诊断设备的方法
技术领域
本发明涉及一种制造包装载体的方法，这种包装载体适于封闭至少一个微电子元件并具有用于该包装载体到另一种设备的电气连接的导电衬块。本发明还涉及一种制造包装的方法以及一种制造设备的方法，这种包装封闭至少一个微电子元件，这种制造包装的方法以该制造包装载体的方法为基础，这种设备可用于诊断目的。此外，本发明还涉及适于封闭至少一个微电子元件的包装载体、包括该包装载体和至少一个微电子元件的包装以及可用于诊断目的的设备。
背景技术
封闭至少一个微电子元件的包装是公知的，且已开发出各种类型的包装。一般来讲，这些包装的尺寸在毫米范围内。这些包装具有各种功能。除了其它的功能之外，这些包装用于保护微电子元件并允许微电子元件与另一种设备的容易的连接。微电子元件可以是一种处理器芯片、MEMS麦克风、晶体管、二极管、无源器件、生物传感器晶片和化学传感器晶片等，MEMS表示微机电系统。
在用于传感器晶片的包装领域，包装虑及封闭的晶片与外界之间的相互作用很重要。例如，在包装封闭适于为了确定血样的特性而进行操作的生物传感器晶片的情形中，这种包装需要虑及血液与传感器晶片的灵敏表面之间的接触。
可从WO-A 2005/38911获知一种封闭至少一个微电子元件的包装和一种制造诊断设备的方法。所知的包装是一种绝缘板，这种绝缘板在第一侧面上带有导体，且一种凹槽从绝缘板的第一侧面向相对的第二侧面延伸。通过夹物成型(insert molding)适当地制造这种板。因此，这些导体设在牺牲载体上，在成型操作之后将牺牲载体的一部分除去。然后将传感器晶片或芯片置于第一侧面上以覆盖该凹槽，以使传感器晶片或芯片具有在该凹槽中暴露的一个表面。例如，该表面是一种传感器表面，进行分析的流体中的部分可吸引在该表面上。可将通道限定在该板的第二侧面上，以改进流体向芯片的流动。这种包装的优点在于流体处理与这些导体分离。
公知的包装的缺陷在于，若这种凹槽必须具有足够小的直径以由芯片覆盖，则设有延伸穿过该板的凹槽并不容易或廉价。这种结构要求质量非常高的模具，因此，价格也非常高。而且，模具的闭合可不损坏牺牲载体和/或载体上的任何导体，而最后将这些导体设计成在孔径的边缘附近。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种制造包装载体的经过改进的方法，这种包装载体适于封闭至少一个微电子元件，这种方法相对简单但精确，且这种方法虑及了通过利用标准的材料和工艺制造包装载体阵列，而还可制造适于封闭至少一个传感器晶片的包装载体。这种目的通过包括以下步骤的制造方法来实现：
提供一种牺牲载体，这种牺牲载体具有承载表面和在承载表面的导电连接衬块和导电轨道的图案，这种牺牲载体还具有一种覆盖构件，这种覆盖构件具有位于承载表面上的至少一个孔并覆盖这些衬块和轨道的图案的至少一部分；
将这种牺牲载体弯曲以产生该载体的形状，在这种形状中，该载体具有处于不同水平的至少两个部分，以使在覆盖构件中的孔和在该孔周围的覆盖构件的顶部部分出现在较高的水平；
通过在导电图案出现的侧面将材料应用于牺牲载体来形成体构件，而不将材料应用于覆盖构件的顶部部分；以及
将牺牲载体的至少一部分除去，从而产生一种凹槽，且图案的至少一个导电连接衬块适于电气耦接到一种微电子元件，该凹槽延伸到覆盖构件中的孔。
根据本发明的方法的所有步骤仅要求现有技术的应用。例如，本领域中熟练的技术人员熟知牺牲载体的应用，这种牺牲载体用于临时承载导电连接衬块和导电轨道的图案。
为了完整起见，就牺牲载体而言，注意到这种载体通常包括多个层。非常熟知的示例是是一种包括两个层的载体，即铜层和铝层。一般而言，牺牲载体用于临时承载需要应用于体构件的导电衬块和/或导电轨道的图案。在如通过在该图案所处的侧面将载体包覆成型制成体构件之后，可将载体部分地或全部除去。在这种过程中，应用适当的技术，如蚀刻。
根据本发明的方法的值得注意的特征在于将载体弯曲以产生该载体的形状，在这种形状中，该载体具有处于不同水平的至少两个部分。这样就为产生用于接收微电子元件的问题提供了简单的解决方法。在形成体构件时，由于载体部分的水平不同，所以会自动获得这种凹槽。
在包装载体的制造之后，可将微电子元件耦接到凹槽中的图案的至少一个导电连接衬块。这可通过应用任何适当的连接技术来实现，如钎焊或超声波焊接。在应用所称的倒装芯片焊接技术时，在如热、回流或超声波振动的影响下，在下面的步骤中建立实际的连接。微电子元件在凹槽中的定位的优点在于将微电子元件朝向另一侧移动，而并不使体构件非常脆弱。此外，由于定位于凹槽中，所以可在此之后将微电子元件封装。
本发明还涉及产生一种孔，制造孔具有预定的尺寸和在凹槽的底部预定的位置，这种凹槽用于接收微电子元件。根据本发明，将具有至少一个孔的覆盖构件应用于体构件。可通过照相平版印刷术、喷墨打印、丝网印刷术或类似的技术形成覆盖构件的具有高分辨率的图案，以使穿过体构件的凹槽/通孔的直径大大小于现有技术中的凹槽/通孔的直径。此外，在优选的成型情形中，覆盖构件避免模具与导体之间的直接相互作用。而且，还可使该孔的定位具有高精度，在制造包装阵列的情况下，这种高精度尤为重要。可将覆盖构件的形状确定为如薄带，这种薄带带有布置在其中心的孔。适当的材料是一种非导电材料，如所知的防焊剂。
形成包装载体的体构件的一种实用方式涉及模具的应用，其中，通过将模具和牺牲载体置于彼此之间相关的预定位置来产生用于接收用于形成体构件的材料的空间。在已将具有至少一个孔的覆盖构件应用于牺牲载体时，保持这种孔打开，此时模具包括一种突出件，这种突出件用于避免这种材料将覆盖构件的至少一部分尤其是该至少一个孔所出现的部分覆盖。因此，在这种情形中，优选使用具有这种突出件的模具。
在有利实施例中，模具的突出件适合于在体构件中形成槽形凹槽，这种凹槽从体构件的一个侧面延伸到体构件的相对侧面。在此情形中，可用具有至少一个孔的覆盖构件位于该凹槽的底部的方式在体构件中产生一种槽形凹槽。在用这种制造方法获得的包装中，这种凹槽虑及了穿过这种孔向该微电子元件容易地供应流体。
所产生的至少一个孔可尽可能地浅。在应用具有至少一个孔的覆盖构件的情形中，这种覆盖构件可尽可能地薄。这样就获得一种包装，在这种包装中，该微电子元件的灵敏表面的水平与引导流体所沿着的表面的水平略有差异，以使流体的流动几乎不受到这种孔的存在的干扰，且实现所有的流体与微电子元件的灵敏表面接触。在体构件中适当地产生一种槽形凹槽。这可通过具有突出件的模具来实现。
在实现根据本发明的方法的一种特别方式中，在形成体构件的工艺中应用模具且通过模具的突出件在体构件中形成槽形凹槽的情况下，在相对于彼此之间将模具和牺牲载体定位的步骤期间，与载体的承载表面的一个部分的纵向轴成直角放置模具的纵向轴，该部分处于高于另一个部分的水平。这样就获得一种结实的包装，而无需考虑该至少一个孔所出现的相对较薄的区域的存在。实际上，将这种相对较薄的区域的尺寸限制到一种区域的尺寸，在该区域中，用于接收微电子元件的凹槽的底部与该槽形凹槽的底部交叉。
有利的是，为了确保对微电子元件进行良好的保护，体构件中的凹槽出现在已将牺牲载体除去的侧面，在已将微电子元件置于该凹槽中的适当位置并已连接到至少一个导电连接衬块之后，将体构件中的这种凹槽关闭。例如，用材料填充这种凹槽，其中，将微电子元件封装在这种材料中。
当这种包装需要封闭另一种可完全由这种包装的体构件封闭的微电子元件时，可出于临时支撑该微电子元件的目的而使用处于比另一部分的水平低的水平的牺牲载体的承载表面的部分，其中，将这种元件连接到出现在承载表面上的图案的至少一个导电连接衬块。将这种微电子元件置于适当的位置并建立必要的连接的过程在形成体构件的过程之前进行。在已形成体构件之后，将这种微电子设备嵌入该体构件中，且不再需要由该牺牲载体支撑。
根据本发明的方法也非常适用于制造包装阵列的目的。从总体上而言，包装阵列的制造涉及同时制造多个包装，其中，这些包装以行和列排列。在所有的包装准备好时，将阵列切成块以获得单独的包装。有利的是，在一种包装作为包装阵列的一部分进行制造时，用在包装的制造过程中的牺牲载体是较大的牺牲载体的一部分，将这种较大的牺牲载体弯曲，以产生这种牺牲载体的波形。对于这种阵列的所有包装来讲，这是产生这种牺牲载体的形状的一种容易的方式，在这种方式中，载体具有至少两个部分，该至少两个部分处于不同的水平。
在根据本发明的包装制造方法中，在包装中产生至少一个孔，以虑及所封闭的微电子元件与外部环境之间的相互作用，这种方法可用在适用于诊断目的的设备的制造中。在许多情形中，这种过程还涉及将至少一种试剂应用于包装体的步骤。
在运行这种诊断设备时，将需要进行检查的流体首先与这种试剂接触，这样就使这种流体处于由这种微电子元件进行检查所需的状态。例如，用一种已知的方式对出现在流体中的某些分子做标记，以使这种微电子元件能够对这些分子进行检测。接着穿过该至少一个孔将这种流体与这种微电子元件的灵敏表面接触。
优选为了获得流体的受控供应而提供一种构件，这种构件适合于传导流体，尤其适合于使这种流体与至少一种试剂接触，并且适合于朝向至少一个孔传导这种流体，穿过这种孔可接近这种微电子元件。当在包装的体构件中形成槽形凹槽时，这种凹槽可用于容纳适合于传导流体的构件的至少一部分。例如，适合于传导流体的这种构件可包括具有通道图案的板，这些通道用于传导流体，这种流体出现在这种板的一个侧面。适合于传导流体的这种构件还可包括弯曲软管，其中，这种软管包括一种孔，这种孔位于该软管与该包装接触的位置，以虑及在一方面进行检查的流体与在另一方面的试剂和微电子元件的灵敏表面之间的必要接触。
附图说明
将参考附图对本发明进行进一步的描述，在这些图中，类似的部分用相同的附图标记表示，且在这些图中：
图1a至图1j示出了根据本发明的第一优选实施例的制造包装的过程的依序的步骤，其中，图1a示出了用在这种过程中的模具的底部部分；
图2a至图2d示出了根据本发明的第一优选实施例的制造包括这种包装的诊断设备过程的依序的步骤，其中，图2b示出了用在这种过程中的软管的一部分；
图3a至图3f示出了根据本发明的第二优选实施例的制造包装的过程的依序的步骤；以及
图4a至图4i示出了根据本发明的第二优选实施例的制造诊断设备过程的依序的步骤，其中，图4i示出了用在这种过程中的微流体板。
具体实施方式
图1a至图1j示出了根据本发明的第一优选实施例的制造包装的过程的依序的步骤。为了清楚起见，在下面的描述中将根据本发明的第一优选实施例的包装称为第一包装。
在制造第一包装的过程中，应用包括两个模具部分的模具。在图1a中示出了该模具的底部部分11。该模具的底部部分11包括具有多个伸长的波纹13的板12，这些伸长的波纹13以预定的距离基本上相互平行延伸并布置在底部部分11的上表面上。在所示出的示例中，这些波纹13具有梯形截面。
在示于图1b中的制造第一包装的过程的第一步骤中，将牺牲载体20置于模具的底部部分11上。载体20包括一种材料片，这种材料片在该制造过程的后来的阶段除去。例如，载体20包括铜片。在将载体20置于模具的底部部分11上的过程中，将载体20弯曲，以使载体20的下表面21与模具的底部部分11的上表面14配合，其中，在这两个表面14、21之间实际上并无空间的存在。这样就获得载体20的波纹形状，其中，载体20包括升高的部分22和凹入的部分23。
载体20在上表面24设有导电连接衬块31和导电轨道32的图案30。为了清楚起见，下面将载体20的上表面24称为承载表面24。
在示于图1b的示例中，将载体20用在制造包装阵列的过程中。因此，载体20如图所示的那样设有一个以上的导电图案30。尤其是在所示出的示例中，已将三排33图案30布置在载体20的承载表面24上，其中，每个排33包括三个图案30。此外，这些图案30的排33的方向基本上等于载体20的升高部分22的纵向轴221的方向，且这些图案30的中心部分位于这些升高的部分22上。现已注意到，在将本发明用于制造包装阵列的目的时，可对包装的数量进行自由选择。
这些导电图案30的中心部分由电气绝缘材料层40所覆盖，如已知的阻焊材料，这种电气绝缘材料是有机材料，如环氧树脂材料或丙烯酸材料。将层40在中心位置中断，以在层40中获得中心孔41。为了清楚起见，下面将电气绝缘材料层40称为覆盖材料40。
在已将载体20置于模具的底部部分11上之后，将模具的顶部部分15置于高于载体20的位置。在图1c中示出了载体20和模具的顶部部分15。与模具的底部部分11类似，模具的顶部部分15包括具有多个伸长的波纹17的板16，这些伸长的波纹17以预定的距离基本上相互平行延伸并布置在顶部部分15的下表面18上。在所示出的示例中，这些波纹17具有梯形截面。
图1d示出了相对于载体20将模具的顶部部分15定位的方式。模具的顶部部分15与载体20的相互位置的一个值得注意的方面是模具的顶部部分的波纹17的纵向轴171与载体20的升高部分22的纵向轴221相互成直角延伸。模具的顶部部分15与载体20的相互位置的另一个值得注意的方面是模具的顶部部分的波纹17与出现在载体20的升高部分22上的覆盖构件40接触。
在已将模具的顶部部分15置于相对于载体20的正确位置之后，为了形成这些包装的体构件45的目的，用诸如环氧树脂这样的材料填充出现在载体20与模具的顶部部分15之间的空间19。在这种过程中，可使用任何适当的技术，如注模。在图1c中示出了空间19的填充之后的情况。
在这种方法的依序的步骤中，允许将体构件45的材料固化，并将模具的顶部部分15除去。图1f示出了将模具的顶部部分15除去的步骤。在示于图1f的侧面中，体构件45包括槽形凹槽46，这些覆盖构件40的顶部侧面出现在这些槽形凹槽46中。
在已允许将体构件45固化之后，就不再需要载体20支撑这些覆盖构件40与导电连接衬块31和导电轨道32的图案30。因此，通过化学蚀刻、剥离或另一种适当的技术除去载体20。图1f示出了在形成过程中所获得的包装阵列50的顶部侧面，而图1g示出了该阵列50的底部侧面，该侧面是阵列50的载体20所曾经位于的侧面。在阵列50的底部侧面，在载体20的这些升高部分22曾经位于的这些位置，已形成槽形凹槽47，这些导电图案30的中心部分出现在这些凹槽47中，且覆盖构件40的主要部分也出现在这些凹槽47中，其中，这些覆盖构件40布置在这些图案30之后。此外，由于将载体20除去，所以这些覆盖构件40的孔是开放的。
在图1h至图1j中示出了制造单个包装的方法的随后的步骤。不过，这些步骤同样也可在包装阵列50上进行。通过将这些包装的阵列50切成块来获得单个包装。为了完整起见，应注意图1h至图1j中的每一个视图示出了在形成过程中的包装的两个不同侧面。
在已将牺牲载体30除去之后所获得的未配有微电子元件的形成过程中的包装也称为包装载体55。在图1h中示出了单个包装载体55，这种包装载体55包括体构件45、覆盖构件40以及导电连接衬块31和导电轨道32的图案30。特别地，槽形凹槽47出现在载体20所曾经位于的侧面，将这种侧面称为下侧面，该槽形凹槽47由覆盖构件40所覆盖。此外，这些导电连接衬块31和导电轨道32的图案30出现在包装载体55的该下侧面。槽形凹槽46出现在包装载体55的另一个侧面，将这种侧面称为上侧面，且覆盖构件40的顶部侧面位于该凹槽46的底部。在体构件45的不同侧面的凹槽46、47的纵向轴461、471相互成直角。在凹槽46、47的底部交叉的位置，包装载体55仅包括该覆盖构件40。因此，包装载体55在此位置相对较薄，且包装载体55包括孔41，该孔41虑及了从一个凹槽46接近另一个凹槽47。
在示于图1i的这种制造方法的最后的几个步骤的一个步骤中，将微电子元件60如传感器芯片置于在包装载体55的下侧面的凹槽47中并位于孔41的位置。此外，用适当的连接技术如钎焊或超声波接合将微电子元件60连接到出现在孔41附近的这些连接衬块31中的至少一个。
接着通过用适当的材料如环氧树脂将凹槽47填充来闭合含有微电子元件60的凹槽47。在这种过程中，将微电子元件60封装在以这种方式所形成的填充物体65内。示于图1j中的这种闭合凹槽47的步骤是包装的形成的最后步骤。在制造作为包装1的阵列50的一部分的包装且这种包装尚未与其它包装1分离的情形中，进行将阵列50切成块的步骤。
应注意，凹槽47在原则上不必闭合，但在多种情形中，优选将凹槽47闭合，以获得对微电子元件60的良好保护。
在通过在图1a至图1j的基础上所描述的制造过程所获得的第一包装1中，将微电子元件60安全地嵌入填充物体65内。以容易的方式获得凹槽47，微电子元件60位于该凹槽47内，这种容易的方式即通过以获得载体20的波纹外观的方式将牺牲载体20弯曲。在以这种方式在载体20中形成的升高部分22的位置，在为了形成包装1的体构件45的目的将载体20用材料覆盖时自动获得凹槽47。
虽然将微电子元件60嵌入填充物体65内，但仍很容易地以适当的方式接近微电子元件60。首先，可容易地通过图案30的这些轨道32和连接衬块31将微电子元件60连接到另一种电子设备，图案30的这些轨道32和连接衬块31出现在体构件45的下侧面，而延伸到凹槽47之外，并且直接连接到微电子元件60。其次，可穿过孔41从体构件45的上侧面接近微电子元件60。在微电子元件60为一种传感器芯片的情形中，这种特征尤为有利，因为这种芯片的灵敏表面可恰好位于覆盖构件40之下，以使进行检查的流体等可接近这种芯片，而这种芯片的余下部分由包装1安全地封闭。
凹槽46、47的垂直构造的优点在于包装1仅包括相对较薄的覆盖构件40的区域尽可能地小。这样，包装1就尽可能地结实。
应注意不必要使用覆盖构件40。原则上可将覆盖构件40略去，且模具的顶部部分15可适合于形成具有至少一个孔41的相对较薄的区域的目的。不过，当在实践中实现这种形成孔41和周围的区域的方式时，孔41有可能受到用在形成体构件45的过程中的薄材料层的阻碍，这样就需要采取目的在于除去该薄层的额外行动。而且，将孔41精确地置于理想的位置更加困难，因为这种产生孔41的替代方式不太精确。
第一包装1适于用作适用于诊断目的的设备的一部分。图2a至图2d示出了从第一包装开始的制造这种设备5的方法。
在图2a中示出了第一包装1，其中，包含微电子元件60的凹槽47仍是开放的。适合于传导流体的构件布置在位于包装1的上侧面的凹槽46中。在所示出的示例中，这种适合于传导流体的构件包括弯曲软管70，这种弯曲软管70包括孔71，孔71位于软管70与包装1接触的位置，以虑及一方面进行检查的流体与另一方面微电子元件60的灵敏表面之间的接触。图2b示出了软管70的一部分。通过在软管70弯曲的位置将软管70的一部分切去来简单地获得软管70中的孔71。
在图2c中示出了诊断设备5的制造过程的另一个步骤。在此步骤期间，微电子元件60所处的凹槽47闭合。在示于图2d的再一个步骤中，通过带状附着构件78将软管70牢固地附接到包装1。通过该附着构件78将软管70固定在适当的位置并压靠在包装1上，以使由软管70在诊断设备5的运行期间所传导的流体在流体到达软管70中的孔71时不泄漏。
在运行诊断设备5时，进行检查的流体由软管70传导。在此过程中，这种流体接触由诊断设备5的包装1所封闭的微电子元件60的灵敏表面，以使微电子元件60能够对流体的某些性能进行测量。可从诊断设备5以最便捷的方式取得由微电子元件60所提供的并表示流体的性能的输出，这种最便捷的方式即通过将至少一个电子设备连接到可在包装1的下侧面自由接近的这些连接衬块31中的至少一个。
在包装1中，微电子元件60恰好位于孔41之下，孔41非常浅，因为覆盖构件40非常薄。与包装1的这种特征有关的一种重要优点在于在诊断设备5的运行期间，流体在软管70中的流动几乎不受到孔41的存在的阻碍，且无流体停留在孔41之后的风险，这样就无测量结果受到任何这些并不希望的效果的干扰的风险。
图3a至图3f示出了根据本发明的第二优选实施例的制造包装的过程的依序的步骤。为了清楚起见，在下面的描述中将根据本发明的第二优选实施例的包装称为第二包装。
在图3a至图3f中的每一个视图中均示出了在形成过程中的包装的下侧面的透视图和在形成过程中的包装的上侧面的透视图。下面将对一个包装的制造过程进行描述。不过，与第一包装类似，也可制造作为包装阵列的一部分的第二包装。
在示于图3a中的制造第二包装的过程的第一步骤中，提供一种牺牲载体20。载体20包括一种材料片，这种材料如铜。载体20在承载表面24设有导电连接衬块31和导电轨道32的图案30。
将载体20弯曲，以获得位于不同水平的两个部分22、23。尤其是在将载体20弯曲之后，可辨别出承载表面24的升高部分22和凹入部分23。覆盖构件40以具有多个微孔41的电气绝缘材料薄层的形式布置在载体20的承载表面24的升高部分22。
在示于图3b的制造第二包装的过程的第二步骤中，处理器片61或另一种适当的微电子元件位于承载表面24的凹入部分23上，在该第二步骤中实现处理器片61与导电图案30之间的电气连接。
在示于图3c的制造第二包装的过程的第三步骤中，用适当的材料对载体20和布置在载体20的承载表面24上的器件30、40、61进行包覆成型(overmold)，在此基础上在承载表面24的侧面在载体20上形成体构件45。在此过程中，将处理器片61封装在体构件45中。
优选通过利用具有底部部分和顶部部分的模具形成这种包装的体构件45，这种模具类似于适合用在制造第一包装的过程中的模具，其中，载体20置于模具的底部部分上。适合用在制造第二包装的过程中的模具的顶部部分包括销状突出件。在以适当的方式将形成过程中的这种包装定位于模具中时，该销状突出件的端部接触覆盖构件40的一部分，以使覆盖构件40的该部分并不由为了产生体构件45的目的而引入模具的材料所覆盖。相反，在体构件45中获得凹槽46，其中，覆盖构件40的顶侧位于凹槽46的底部。
在示于图3d的制造第二包装的过程的第四步骤中，通过化学蚀刻、剥离或另一种适当的技术除去载体20。通过该步骤所获得的产品也称为包装载体55。在载体20的这些升高部分22曾经位于的该位置，在包装载体55的下侧面已形成槽形凹槽47，其中，该覆盖构件40出现在凹槽47的底部。此外，由于将载体20除去，所以该覆盖构件40的这些孔41是开放的。
在示于图3e的制造第二包装的过程的第五步骤中，将一种MEMS麦克风60或另一种适当的微电子元件置于凹槽47中，凹槽47布置在体构件45的下侧面内。此外，MEMS麦克风60连接到出现在体构件45的下侧面的导电图案30。
在示于图3f的制造第二包装的过程的第六步骤中，通过用适当的材料如环氧树脂将凹槽47填充来闭合含有MEMS麦克风60的凹槽47。在这种过程中，将MEMS麦克风60封装在以这种方式所形成的填充物体65内。这种闭合凹槽47的步骤是第二包装2的形成的最后步骤。在制造作为包装2的阵列50的一部分的包装2且这种包装2尚未与其它包装2分离的情形中，进行将阵列切成块的步骤。
通过进行上述制造方法，实现一种紧凑而结实的包装2，在这种包装2中，MEMS麦克风60和处理器片60受到保护而不会损坏。不过，声波可穿过覆盖构件40内的这些孔41到达MEMS麦克风60。此外，含有导电图案30、MEMS麦克风60和处理器片61的电路可通过图案30的这些轨道32和连接衬块31容易地连接到另一种电子设备，图案30的这些轨道32和连接衬块31出现在体构件45的下侧面，而延伸到凹槽47之外。
图4a至图4i示出了根据本发明的第二优选实施例的制造诊断设备过程的依序的步骤。下面将对一个诊断设备的制造过程进行描述。不过，也可制造作为设备阵列的一部分的诊断设备。
在图4c至图4h中的每一个视图中均示出了在形成过程中的诊断设备的下侧面的透视图和在形成过程中的诊断设备的上侧面的透视图。此外，在图4i中示出了诊断设备的微流体板下侧面的透视图和诊断设备的微流体板的上侧面的透视图。
在示于图4a中的制造诊断设备的过程的第一步骤中，提供一种牺牲载体20。载体20包括一种材料片，这种材料如铜。载体20在承载表面24设有导电连接衬块31和导电轨道32的图案30。
将载体20弯曲，以获得位于不同水平的两个部分22、23。尤其是在将载体20弯曲之后，可辨别出承载表面24的升高部分22和凹入部分23。覆盖构件40以具有一种孔41的电气绝缘材料薄层的形式布置在载体20的承载表面24的升高部分22。
在示于图4b的制造诊断设备的过程的第二步骤中，处理器片61或另一种适当的微电子元件位于承载表面24的凹入部分23上，在该第二步骤中实现处理器片61与图案30的导电连接衬块31和导电轨道32之间的电气连接。
在示于图4c的制造诊断设备的过程的第三步骤中，用适当的材料超模压载体20和布置在载体20的承载表面24上的器件30、40、61，在此基础上在承载表面24的侧面在载体20上形成体构件45。在此过程中，将处理器片61封装在体构件45中。此外，在此过程中，在体构件45内形成槽形凹槽46，其中，覆盖构件40的顶侧位于凹槽46的底部。可用一种方式通过将载体20和布置在载体20的承载表面24上的器件30、40、61定位于一种模具中并将用于形成体构件45的材料引入这种模具中来产生体构件45并形成体构件45的形状，这种方式类似于已就第一包装1的制造过程所描述的方式。
在示于图4d的制造诊断设备的过程的第四步骤中，通过化学蚀刻、剥离或另一种适当的技术除去载体20。通过该步骤所获得的产品也称为包装载体55。在载体20的这些升高部分22曾经位于的该位置，在体构件45的下侧面已形成槽形凹槽47，其中，该覆盖构件40出现在凹槽47的底部。此外，由于将载体20除去，所以该覆盖构件40的孔41是开放的。
在示于图4e的制造诊断设备的过程的第五步骤中，将一种传感器芯片60或另一种适当的微电子元件置于凹槽47中，凹槽47布置在体构件45的下侧面内。此外，传感器芯片60连接到出现在体构件45的下侧面的导电图案30。
在示于图4f的制造诊断设备的过程的第六步骤中，通过用适当的材料如环氧树脂将凹槽47填充来闭合含有传感器芯片60的凹槽47。在这种过程中，将传感器芯片60封装在以这种方式所形成的填充物体65内。
在示于图4g的制造诊断设备的过程的第七步骤中，将试剂81、82用于位于体构件45的下侧面的开放凹槽46的底部。
在示于图4h的制造诊断设备的过程的第八步骤中，将具有通道图案73的微流体板72置于凹槽46内，以使具有通道图案73的微流体板72的侧面朝向凹槽46的底部，这些通道用于传导流体，这种流体出现在板72的该侧面。微流体板72在图4i中示出。在所示出的示例中，微流体板72适合于离开未被覆盖的试剂81、82中的一种。为了使流体与试剂81、82中的另一种接触，微流体板72包括一种通道74，这种通道74的形状类似于圆形凹槽。为了穿过覆盖构件40内的孔41向传感器芯片60供应流体，微流体板72包括一种供应通道75。此外，为了从孔41排出流体，微流体板72包括两个排出通道76。
在本发明的范围内，微流体板72可具有任何适当的形状并可包括通道的任何适当的图案73，其中，微流体板72的设计适合于穿过覆盖构件40内的孔41在试剂81、82和传感器芯片60的灵敏表面上方传导流体是重要的。此外，可用任何适当的材料制造微流体板72。就此方面而言，适当的材料的示例是塑料。
在通过在图4a至图4i的基础上所描述的制造过程所获得的诊断设备6中，将传感器芯片60安全地嵌入填充物体65内，且将处理器片61安全地嵌入体构件45内。以容易的方式获得凹槽47，传感器芯片60位于该凹槽47内，这种容易的方式即通过以获得位于不同水平的部分22、23的方式将牺牲载体20弯曲。在以这种方式在载体20中形成的升高部分22的位置，在为了形成体构件45的目的将载体20用材料覆盖时自动获得凹槽47。
包括传感器芯片60和处理器片61的诊断设备6的电路可通过连接衬块31连接到一种读出单元或另一种电子设备，这些连接衬块31位于这种设备6的下侧面上并暴露。
这种诊断设备6的有利特征在于覆盖构件40可相对较薄，这样，传感器芯片60的灵敏表面可几乎与凹槽46的底部处于同一水平。这样就确保了诊断设备6能够在其运行期间产生精确的结果，因为以一种受控方式在传感器芯片60的灵敏表面上方传递进行检查的流体，其中，流体的流动实际上在孔41的位置并不受到干扰。
有利的是，布置在诊断设备6的体构件45中的凹槽46、47的纵向轴461、471以相互成直角的方向延伸，以使这种设备6仅包括相对较薄的覆盖构件40的区域尽可能地小。这样，诊断设备6就尽可能地结实。应注意，所提及的纵向轴461、471延伸的方向不必是为了具有结实的设备6的目的而相互成直角。从总体上而言，在这些纵向轴461、471延伸的方向相互不同时获得这种效果。
前面所描述的包装1、2和诊断设备5、6仅是存在于本发明的范围之内的多种可能性中的几种。所公开的包装1、2和诊断设备5、6尽可能地小，且并不包括不必要的空间。
包装1、2和诊断设备5、6的制造过程并不涉及任何复杂的步骤，并且可以以低成本进行。而且，所使用的材料也不必昂贵。
在本发明的范围内，可自由选择由包装1、2和诊断设备5、6所封闭的微电子元件60、61的数量，而无论前面的描述如何，前面仅描述了一个微电子元件60的应用的示例和两个微电子元件60、61的应用的示例。
本领域中熟练的技术人员会明白，本发明的范围并不限于前面所描述的示例，而在并不背离所附的权利要求书所限定的本发明的范围的情况下，可对这些示例进行几种修改和变化。
前面对用于制造包装1、2的方法进行了描述，包装1、2封闭至少一个微电子元件60并具有导电连接衬块31，至少一个微电子元件60如传感器芯片，这些导电连接衬块31用于包装1、2至另一种设备的电气连接。特别地，这种方法包括：提供牺牲载体20；将导电图案30应用于载体20的一个侧面；将载体20弯曲以产生载体20的形状，在这种形状中，载体20具有升高部分22和至少一个凹入部分23；在导电图案30所出现的侧面在载体20上形成体构件45；除去牺牲载体20；以及将微电子元件60置于凹槽47内，这种凹槽47已在载体20的升高部分22曾经位于的位置在体构件45中形成，并将微电子元件60连接到导电图案30。此外，孔41布置在包装1、2中以提供到微电子元件60的灵敏表面的通路，且为了至少部分地接收用于向孔41传导流体的构件70、72形成另一种凹槽46。

Claims (22)

1.制造包装载体(55)的方法，所述包装载体(55)适于封闭至少一个微电子元件(60、61)并具有用于所述包装载体(55)至另一种设备的电气连接的导电连接衬块(31)，所述方法包括以下步骤：
提供牺牲载体(20)，所述牺牲载体(20)具有承载表面(24)和在所述承载表面(24)的导电连接衬块(31)和导电轨道(32)的图案(30)，所述牺牲载体(20)还具有覆盖构件(40)，所述覆盖构件(40)具有位于所述承载表面(24)上的至少一个孔(41)并覆盖所述衬块(31)和轨道(32)的所述图案(30)的至少一部分；
将所述牺牲载体(20)弯曲以产生所述载体(20)的形状，在所述形状中，所述载体(20)具有处于不同水平的至少两个部分(22、23)，以使在所述覆盖构件(40)中的所述孔(41)和在所述孔(41)周围的所述覆盖构件(40)的顶部部分出现在较高的水平；
通过在所述导电图案(30)出现的侧面将材料应用于到所述牺牲载体(20)来形成体构件(45)，而不将材料应用于所述覆盖构件(40)的顶部部分；以及
将所述牺牲载体(20)的至少一部分除去，从而产生凹槽(47)，且所述图案(30)的至少一个导电连接衬块(31)适于电气耦接到微电子元件(60)，所述凹槽(47)延伸到所述覆盖构件(40)中的孔(41)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：为了形成所述体构件(45)而使用模具(11、15)，其中，通过将所述模具(15)和所述牺牲载体(20)置于相互之间的预定位置而产生用于容纳材料的空间(19)，所述材料用于形成所述体构件(45)，且所述模具(15)包括用于避免所述材料覆盖所述覆盖构件(40)的至少一部分的突出件(17)。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述模具(15)的所述突出件(17)适合于在所述体构件(45)内形成槽形凹槽(46)，所述槽形凹槽(46)从所述体构件(45)的一个侧面延伸到所述体构件(45)的相对侧面。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：在将所述模具(15)与所述牺牲载体(20)相对于彼此之间定位的所述步骤期间，以相对于所述牺牲载体(20)的所述承载表面(24)的一部分(22)的纵向轴(221)基本上成直角的方式来放置所述模具(15)的所述突出件(17)的纵向轴(171)，所述突出件(17)适合于在所述体构件(45)内形成槽形凹槽(46)，所述部分(22)处于比另一个部分(23)高的水平。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于：在所述体构件(45)的形成之前，将微电子元件(61)置于所述牺牲载体(20)的所述承载表面(24)上，尤其是置于比另一个部分(22)低的水平的所述承载表面(24)的部分(23)上；且所述微电子元件(61)连接到出现在所述承载表面(24)上的所述图案(30)的至少一个导电连接衬块(31)。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于：作为包装载体(55)的阵列(50)的一部分制造所述包装载体(55)，其中，用在制造所述包装载体(55)的过程中的所述牺牲载体(20)是较大的牺牲载体(20)的一部分，其中所述较大的牺牲载体(20)被弯曲以产生所述牺牲载体(20)的波纹形状。
7.制造包装(1、2)的方法，所述方法包括以下步骤：
提供根据前面的权利要求中的任一项的包装载体(55)；以及
将微电子元件(60)置于所述体构件(45)内的凹槽(47)中，所述凹槽(47)出现在所述牺牲载体(20)的除去部分所曾经位于的侧面，并且将所述微电子元件(60)连接到出现在所述体构件(45)的所述侧面的所述图案(30)的至少一个导电连接衬块(31)。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：在已将所述微电子元件(60)就位于所述凹槽(47)内并将所述微电子元件(60)连接到至少一个导电连接衬块(31)之后，将出现在所述牺牲载体(20)的除去部分所曾经位于的侧面的所述体构件(45)内的所述凹槽(47)闭合。
9.制造适用于诊断目的的设备(5、6)的方法，所述方法包括以下步骤：通过执行根据权利要求8的方法制造包装(1、2)；以及提供构件(70、72)，所述构件(70、72)适合于朝向至少一个孔(41)传导流体，可穿过所述至少一个孔(41)接近所述微电子元件(60)。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：在所述包装(1、2)的所述体构件(45)内形成槽形凹槽(46)，且适合于传导流体的所述构件(70、72)的至少一部分位于所述凹槽(46)内。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于：还包括将至少一种试剂(81、82)应用于所述包装(1、2)的所述体构件(45)的步骤。
12.包装载体(55)，所述包装载体(55)包括：
体构件(45)，所述体构件(45)具有凹槽(47)，所述凹槽(47)适于容纳微电子元件(60)；
导电连接衬块(31)与导电轨道(32)的图案(30)，所述图案(30)布置在所述体构件(45)的一个侧面，尤其是所述凹槽(47)所出现的侧面，以使所述导电连接衬块(31)中的至少一个出现在所述凹槽(47)内；
其特征在于：所述体构件(45)具有至少一个孔(41)，且所述凹槽(47)延伸到所述孔(41)。
13.包装(1、2)，所述包装(1、2)包括根据权利要求12的包装载体(55)和布置在所述体构件(45)的所述凹槽(47)内的微电子元件(60)，且所述微电子元件(60)连接到所述导电连接衬块(31)中的至少一个。
14.分别如权利要求12和13所述的包装载体(55)和包装(1、2)，还包括覆盖构件(40)，所述覆盖构件(40)应用于所述体构件(45)并具有所述体构件(45)的所述至少一个孔(41)。
15.如权利要求13或14所述的包装(1、2)，其特征在于：用封装材料填充带有所述微电子元件(60)的所述凹槽(47)。
16.如权利要求12或13所述的包装载体(55)和包装(1、2)，其特征在于：所述体构件(45)具有另一凹槽(46)，所述凹槽(46)布置在与所述凹槽(47)和所述导电图案(30)所处的侧面不同的所述体构件(45)的另一侧面，且所述体构件(45)的所述至少一个孔(41)出现在先提及的所述凹槽(46)的底部。
17.如权利要求16所述的包装载体(55)和包装(1、2)，其特征在于：布置在所述体构件(45)的不同侧面的所述凹槽(46、47)的纵向轴(461、471)以不同的方向延伸。
18.适用于诊断目的的设备(5、6)，所述设备(5、6)包括根据权利要求13至17中的任一项所述的包装(1、2)和构件(70、72)，所述构件(70、72)适合于朝向至少一个孔(41)传导流体，可穿过所述孔(41)接近所述微电子元件(60)。
19.如权利要求18所述的设备(5、6)，其特征在于：所述包装(1、2)的所述体构件(45)具有在如下侧面的凹槽(46)，即可从所述侧面穿过所述至少一个孔(41)接近所述微电子元件(60)，所述孔(41)出现在所述凹槽(46)的底部，且适合于传导流体的所述构件(70、72)的至少一部分位于所述凹槽(46)内。
20.如权利要求18或19所述的设备(5)，其特征在于：适合于传导流体的所述构件包括软管(70)，所述软管(70)具有孔(71)，所述孔(71)位于所述软管(70)覆盖所述孔(41)的位置，可穿过所述孔(41)接近所述微电子元件(60)。
21.如权利要求18或19所述的设备(6)，其特征在于：适合于传导流体的所述构件包括板(72)，所述板(72)具有通道的图案(73)，所述通道用于传导流体，所述图案(73)出现在所述板(72)的一侧。
22.如权利要求18至21中的任一项所述的设备(6)，其特征在于：还包括至少一种试剂(81、82)，所述至少一种试剂(81、82)布置在所述包装(1、2)的所述体构件(45)上，且适合于传导流体的所述构件(72)适合于使所述流体与所述至少一种试剂(81、82)接触。
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