CN105280561A - 基于引线框架的mems传感器结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于引线框架的MEMS传感器结构。公开一种传感器结构。该传感器结构可以包含:用于支撑MEMS传感器的引线框架;在引线框架的表面中的凹部;以及耦合到引线框架的表面并且布置在凹部之上以形成腔的MEMS传感器。替选地,引线框架可以具有穿过它形成的穿孔并且MEMS传感器可以被耦合到引线框架的表面并且布置在穿孔的开口之上。
Description
技术领域
各种实施例通常涉及可以包含隔膜元件的基于引线框架的传感器结构。
背景技术
许多传统的换能器将隔膜偏转转换成与隔膜偏转的大小成比例的电压。这些换能系统的灵敏度经常受以来自各种来源的电噪声的形式的信号干扰的水平限制。在传统的电容式麦克风中,比如信号干扰的少数来源可以包含下面中的一个或多个:在麦克风壳体中的声音入口开口的大小;穿过电容器间隙的空气流动;转换器电路系统的阻抗;以及麦克风背容积的大小。
发明内容
在各种实施例中,公开微机电系统(MEMS)传感器结构。MEMS传感器结构可以包含:用于支撑MEMS传感器的引线框架;在引线框架的表面中的凹部;以及耦合到引线框架的表面并且布置在凹部之上以形成腔的MEMS传感器。依据各种实施例,MEMS传感器结构可以被配置成将入射的声波转换成电信号。
附图说明
在附图中,贯穿不同视图相同的参考符号通常指的是相同的部分。附图不必要成比例,而通常将重点放在图解公开内容的原理上。在下面的描述中,参考下面的附图来描述公开内容的各种实施例,在附图中:
图1描绘依据各种实施例的基于引线框架的换能器结构的横截面表示;
图2描绘在图1中表示的换能器结构的自下而上的视图;
图3描绘在图1中表示的换能器结构的自上而下的视图;
图4描绘依据各种实施例的布置成台阶状配置的基于引线框架的换能器结构的横截面表示;
图5描绘在图4中表示的换能器结构的可能的实施例的横截面表示;
图6以示意性横截面形式描绘在图4中表示的台阶状的基于引线框架的换能器结构的可能的实施例;
图7以示意性形式描绘在图4中表示的换能器结构的自上而下的视图;
图8描绘依据各种实施例的基于引线框架的换能器结构的横截面表示;
图9以示意性横截面形式描绘在图8中表示的台阶状的基于引线框架的换能器结构的可能的实施例;
图10以示意性形式描绘在图8中表示的换能器结构的自上而下的视图。
具体实施方式
下面详细的描述涉及附图,附图作为图解示出在其中可以实践公开内容的特定细节和实施例。
在本文中词“示范性”被用来表示“用作示例、实例、或图解”。在本文中被描述为“示范性”的任何实施例或设计不必要被理解为比其它实施例或设计优选或有利。
关于“在侧或表面之上”形成的沉积的材料而使用的词“在...之上”可以在本文中被用来表示沉积的材料可以“在暗示的侧或表面上直接地”形成,例如与暗示的侧或表面直接接触。关于“在侧或表面之上”形成的沉积的材料而使用的词“在...之上”可以在本文中被用来表示沉积的材料可以“在暗示的侧或表面上间接地”形成,其中一个或多个额外的层被布置在暗示的侧或表面和沉积的材料之间。
在各种实施例中,隔膜可以包含板或膜。板可以被理解为在压力下的隔膜。膜可以被理解为在张力下的隔膜。尽管各种实施例将关于膜在以下被更详细地描述,但是它们可以替选地被提供板、或通常被提供隔膜。
依据各种实施例,如在图1中图解的,公开MEMS传感器结构100。MEMS传感器结构100可以包含:用于支撑MEMS传感器的引线框架102;在引线框架102的表面中的凹部104;以及耦合到引线框架102的表面并且布置在凹部104之上以形成腔108的MEMS传感器106。在一些实施例中,MEMS传感器结构100可以进一步包含集成电路110。集成电路110可以被电耦合到MEMS传感器106并且被配置成处理由MEMS传感器106生成的信号。依据各种实施例,MEMS传感器结构100可以进一步包含设置在引线框架102的表面之上的密封层112。在至少一个实施例中,密封层112可以至少部分地包封和/或围住MEMS传感器106和集成电路110。依据各种实施例,MEMS传感器结构100可以进一步包含在密封层112中的开口114。开口114可以被布置,使得MEMS传感器106的部分不被密封层112覆盖。依据各种实施例,MEMS传感器结构100可以进一步包含布置在开口114的边缘区域处的间隔区结构116。间隔区结构116可以被配置成防止密封层112被沉积在开口114中。
在各种实施例中,MEMS传感器结构100可以具有高度H1,该高度H1在从大约0.3mm到大约1.5mm的范围内,例如在从大约0.3mm到大约0.5mm的范围内、例如在从大约0.5mm到大约0.7mm的范围内、例如在从大约0.7mm到大约1mm的范围内、例如在从大约1mm到大约1.5mm的范围内。
在各种实施例中,引线框架102可以包含半导体芯片座区域102a和围绕半导体芯片座区域102a的外围来布置的多个电引线102b。如在图1和2中图解的,半导体芯片座区域102a可以在形状上是方形的或基本上方形的。在各种实施例中,半导体芯片座区域102a可以在形状上是长方形的或基本上长方形的。半导体芯片座区域102a可以在形状上是圆或基本上圆的。半导体芯片座区域102a可以在形状上是椭圆或基本上椭圆状的。依据各种实施例,半导体芯片座区域102a可以在形状上是三角形或基本上三角形的。半导体芯片座区域102a可以是十字或基本上十字形的。依据各种实施例,半导体芯片座区域102a可以被形成为任何形状,如对给定应用可以期望的。依据各种实施例,半导体芯片座区域102a可以包含下述或可以由下述组成:各种元素金属,例如铜、镍、锡、铅、银、金、铝;以及各种金属合金,诸如例如白铜、镍铝等。半导体芯片座区域102a可以包含下述或可以由下述组成:各种其它材料,例如金属材料、金属箔、焊料可湿材料、各种金属合金和/或化合物金属、以及各种元素金属,如对给定应用可以是期望的。依据各种实施例,半导体芯片座区域102a可以被实施为引线框架102的散热和/或热沉区域的类型。在各种实施例中,引线框架102可以包含围绕半导体芯片座区域102a的外围来布置的多个电引线102b。在各种实施例中,多个电引线102b可以以放射式的方式从半导体芯片座区域102a的外围向外延伸。依据各种实施例,多个电引线102b可以包含下述或可以由下述组成:各种金属,例如铜、镍、锡、铅、银、金、铝;以及各种金属合金,诸如例如白铜、镍铝等。多个电引线102b可以包含下述或可以由下述组成:各种其它材料,例如金属材料、金属箔、焊料可湿材料、各种金属合金和/或化合物金属、以及各种元素金属,如对给定应用可以是期望的。依据各种实施例,引线框架102可以被实施为各种模制的引线框架封装格式,例如微引线框架封装(MLP)、小外形无引线封装(SON)、方形扁平无引线封装(QFN)、双扁平无引线封装(DFN)、各种空气空腔和/或塑料模制的QFN封装、以及其它引线框架配置,如对给定应用可以是期望的。
在至少一个实施例中,凹部104可以被形成在引线框架102的表面中。如在图1中图解的,凹部104可以被形成在引线框架102的半导体芯片座区域102a中。在各种其它实施例中,凹部104可以被形成在引线框架102的其它部分中。依据各种实施例,凹部104可以通过下述各种技术被形成在引线框架102中:例如深反应离子刻蚀、各向同性气相刻蚀、气相刻蚀、湿法刻蚀、各向同性干法刻蚀、等离子体刻蚀、激光钻孔、各种研磨技术、以及其它技术,如对给定应用可以是期望的。在各种实施例中,凹部104可以在形状上是方形的或基本上方形的。凹部104可以在形状上是长方形的或基本上长方形的。依据各种实施例,凹部104可以在形状上是圆或基本上圆的。凹部104可以在形状上是椭圆或基本上椭圆状的。依据各种实施例,凹部104可以在形状上是三角形或基本上三角形的。凹部104可以是十字或基本上十字形的。依据各种实施例,凹部104可以被形成为对给定应用可以期望的任何形状。在一些实施例中,凹部104可以被实施为完全穿孔引线框架102的部分的孔。在至少一个实施例中,凹部104可以具有深度D1,该深度D1在从大约50μm到大约1mm的范围内,例如在从大约50μm到大约100μm的范围内、例如在从大约100μm到大约200μm的范围内、例如在从大约200μm到大约300μm的范围内、例如在从大约300μm到大约500μm的范围内、例如在从大约500μm到大约1mm的范围内。
依据各种实施例,MEMS传感器106可以被耦合到引线框架102的表面。MEMS传感器106可以通过封闭层118a被耦合到引线框架102的表面。封闭层118a可以是或可以包含如对给定应用可以是期望的各种粘合剂、封闭剂、和环氧胶,比如传导或非传导环氧胶、或基于硅酮的胶。封闭层118a可以是导电的或可以是电绝缘体,如对给定应用可以要求的。封闭层118a可以是或可以包含聚合物粘合剂,诸如SU-8或苯并环丁烯(BCB)。依据各种实施例,封闭层118a可以是或可以包含各种粘性箔。封闭层118a可以具有如对给定应用可以是期望的厚度,比如在从大约5μm到大约50μm的范围内,例如在从大约5μm到大约20μm的范围内,例如在从大约20μm到大约50μm的范围内。
在各种实施例中,MEMS传感器106可以被实施为MEMS麦克风、MEMS扬声器、或MEMS压力传感器。在其中MEMS传感器106可以被实施为MEMS麦克风的实施例中,MEMS麦克风可以具有背容积120,该背容积120为大约5立方毫米,例如在从大约0.5立方毫米到大约1立方毫米的范围内、例如在从大约1立方毫米到大约1.5立方毫米的范围内、例如在从大约1.5立方毫米到大约3立方毫米的范围内、例如在从大约3立方毫米到大约5立方毫米的范围内。在各种实施例中,MEMS麦克风背容积120可以具有深度D2,该深度D2在从大约50μm到大约1mm的范围内,例如在从大约50μm到大约100μm的范围内、在从大约100μm到大约200μm的范围内、例如在从大约200μm到大约300μm的范围内、例如在从大约300μm到大约500μm的范围内、例如在从大约500μm到大约1mm的范围内。
在各种实施例中,MEMS传感器106可以被布置在凹部104之上以形成腔108。腔108可以由凹部104和MEMS麦克风背容积120来形成。封闭层108a可以在声学上封闭在凹部104和MEMS麦克风背容积120之间的界面。依据各种实施例,凹部104可以延伸和/或扩大MEMS麦克风背容积120,而没有增加MEMS传感器结构100的总体高度H1。增加背体积120的大小可以导致针对MEMS麦克风的增加的信噪比。
依据各种实施例,如在图1中图解的,集成电路110可以被布置和/或被安装在多个电引线102b中的至少一个的表面上。在各种实施例中,集成电路110可以通过封闭层118b被紧固到电引线102b的表面。封闭层118b可以是或可以包含如对给定应用可以是期望的各种粘合剂、封闭剂、和环氧胶,比如传导或非传导环氧胶、或基于硅酮的胶。封闭层118b可以是导电的或可以是电绝缘体,如对给定应用可以要求的。封闭层118b可以是或可以包含聚合物粘合剂,诸如SU-8或苯并环丁烯(BCB)。依据各种实施例,封闭层118b可以是或可以包含各种粘性箔。封闭层118b可以具有如对给定应用可以是期望的厚度,比如在从大约5μm到大约50μm的范围内,例如在从大约5μm到大约20μm的范围内,例如在从大约20μm到大约50μm的范围内。
在各种实施例中,集成电路110可以被电耦合和/或连接到多个电引线102b中的至少一个。集成电路110可以经由线键合元件122被电连接到多个电引线102b中的任何数目。在一些实施例中,集成电路可以经由在集成电路的表面上的传导焊盘(未被示出)被电连接到多个电引线中的任何电引线。
在各种实施例中,集成电路110可以被实施为专用集成电路(ASIC)。集成电路110可以被实施为各种类型的ASIC,例如门阵列ASIC、标准单元ASIC、全定制ASIC、结构化设计ASIC、单元库ASIC、和各种知识产权(IP)核ASIC。
依据各种实施例,集成电路110可以被电耦合和/或连接到MEMS传感器106。集成电路110可以经由线键合元件124被电连接到MEMS传感器106。在一些实施例中,集成电路110可以被配置成处理由MEMS传感器106生成的至少一个电信号。比如,在MEMS传感器106可以被实施为MEMS麦克风的情况中,集成电路110可以被配置成测量例如由入射在MEMS传感器106上的声波在MEMS传感器106中生成的电容性信号并且将所述信号转换成关于声波的幅度的可用信息。在其它示范性实施例中,MEMS传感器106可以被实施为MEMS压力传感器并且集成电路110可以被配置成测量和处理由MEMS压力传感器生成的关于环境压力的改变的电信号。在另一个示范性实施例中,MEMS传感器106可以被实施为MEMS扬声器并且集成电路110可以被配置成处理电信号和传输电信号到MEMS扬声器,其中所述信号可以造成MEMS扬声器以如对给定应用可以是期望的各种幅度和频率生成声波。
依据各种实施例,如在图1中图解的,MEMS传感器结构100可以包含密封层112。密封层112可以基本上分别密封和/或覆盖引线框架102、MEMS传感器106、集成电路110、以及线键合元件122和124。密封层112可以通过下述各种工艺被形成和/或被沉积:例如转移模制、压缩模制、注入模制、柱塞模制、薄膜辅助模制、顶部密封(globtop)工艺、以及各种烧结工艺诸如热压缩模制和等静压(isostaticpressing)。依据各种实施例,密封层112可以由下述组成或可以包含下述:模制材料诸如各种热固聚合物、热固塑料、热固树脂、聚酯树脂、薄膜、聚酰胺、以及各种环氧胶或环氧树脂。在一些实施例中,密封层112可以由对给定应用可以是期望的任何材料组成或可以包含对给定应用可以是期望的任何材料。
依据各种实施例,MEMS传感器结构100可以包含在密封层112中形成的开口114。开口114可以被布置,使得MEMS传感器106的部分不被密封层112覆盖。在各种示范性实施例中,开口114可以在密封层112中形成并且被配置成允许MEMS传感器106的部分保持暴露和/或与围绕MEMS传感器结构100的环境连通。在其中MEMS传感器结构100可以被实施为MEMS麦克风的示范性实施例中,开口114可以允许声波造成麦克风的隔膜元件偏转。在其中MEMS传感器结构100可以被实施为MEMS压力传感器的示范性实施例中,开口114可以允许围绕MEMS传感器结构100的环境压力的改变造成在压力传感器的膜元件中的偏转。在各种实施例中,依据各种实施例,开口114可以通过下述各种技术被形成在密封层112中:例如激光钻孔、各种研磨技术、深反应离子刻蚀、各向同性气相刻蚀、汽相刻蚀、湿法刻蚀、各向同性干法刻蚀、等离子体刻蚀等。在各种实施例中,开口114可以在形状上是方形的或基本上方形的。开口114可以在形状上是长方形的或基本上长方形的。依据各种实施例,开口114可以在形状上是圆或基本上圆的。开口114可以在形状上是椭圆或基本上椭圆状的。依据各种实施例,开口114可以在形状上是三角形或基本上三角形的。开口114可以是十字或基本上十字形的。依据各种实施例,开口114可以被形成为对给定应用可以期望的任何形状。
依据各种实施例,如在图1中图解的,MEMS传感器结构100可以包含至少一个间隔区结构116。间隔区结构116可以被布置在开口114的边缘区域处。依据各种实施例,间隔区结构116可以由下述组成或可以包含下述:半导体材料,诸如硅、锗、硅锗、碳化硅、氮化镓、铟、氮化铟镓、砷化铟镓、铟镓锌氧化物、或其它元素和/或化合物半导体(例如III-V化合物半导体诸如例如砷化镓或磷化铟,或II-VI化合物半导体或三元化合物半导体或四元化合物半导体),如对给定应用可以期望的。在各种实施例中,间隔区结构116可以由下述组成或可以包含下述:各种光聚合物、光树脂、热塑性塑料、和光致抗蚀剂,例如各种丙烯酸盐、异丁烯酸盐、光敏引发剂、环氧树脂、负性光致抗蚀剂、以及正性光致抗蚀剂。在各种实施例中,间隔区结构116可以具有高度H2,该高度H2在从大约5μm到大约500μm的范围内,例如在从大约5μm到大约10μm的范围内、例如在从大约10μm到大约20μm的范围内、例如在从大约20μm到大约30μm的范围内、例如在从大约30μm到大约50μm的范围内、例如在从大约50μm到大约100μm的范围内、例如在从大约100μm到大约200μm的范围内、例如在从大约200μm到大约300μm的范围内、例如在从大约300μm到大约500μm的范围内。依据各种实施例,间隔区结构116可以通过下述各种技术被沉积:例如汽相沉积、电化学沉积、化学汽相沉积、分子束外延、旋涂、以及各种其它技术,如对给定应用可以是期望的。在各种示范性实施例中,间隔区结构116可以被配置成防止密封层112被沉积在开口114中。间隔区结构116可以是布置在开口114的边缘区域处的框架或框架状结构的部分。在各种实施例中,所述框架或框架状结构可以被配置成辅助转移模制工艺,诸如薄膜辅助模制工艺。
依据各种实施例,如在图2中图解的,多个电引线102b可以被布置在密封材料112的表面112b的外围处或接近密封材料112的表面112b的外围。表面112b可以是密封层112的底表面。换句话说,表面112b可以是被设计成耦合到衬底和/或印刷电路板的表面。在各种实施例中,半导体芯片座区域102a可以被多个电引线102b基本上围住和/或围绕。换句话说,半导体芯片座区域102a可以在密封材料112的表面112b中/上比多个电引线102b更中央地被定位。在各种实施例中,密封材料112、半导体芯片座区域102a、和多个电引线102b可以被实施为各种模制的引线框架芯片封装格式,例如微引线框架封装(MLP)、小外形无引线封装(SON)、方形扁平无引线封装(QFN)、双扁平无引线封装(DFN)、各种空气空腔和/或塑料模制的QFN封装、以及各种其它引线框架配置,如对给定应用可以是期望的。
依据各种实施例,在电引线102b之间的距离(在图2中由参考数字P1指示)可以在从大约0.30mm到大约1mm的范围内,例如在从大约0.30mm到大约0.35mm的范围内、例如在从大约0.35mm到大约0.40mm的范围内、例如在从大约0.40mm到大约0.45mm的范围内、例如在从大约0.45mm到大约0.50mm的范围内、例如在从大约0.50mm到大约0.55mm的范围内、例如在从大约0.55mm到大约0.60mm的范围内、例如在从大约0.60mm到大约0.65mm的范围内、例如在从大约0.65mm到大约0.70mm的范围内、例如在从大约0.70mm到大约0.75mm的范围内、例如在从大约0.75mm到大约0.80mm的范围内、例如在从大约0.80mm到大约0.85mm的范围内、例如在从大约0.85mm到大约0.90mm的范围内、例如在从大约0.90mm到大约1.0mm的范围内。
依据各种实施例,如在图3中图解的,MEMS传感器结构100可以被实施为MEMS麦克风结构300,该MEMS麦克风结构300可以包含至少一个膜结构302a和穿孔电极元件302b。该至少一个膜结构302a和穿孔电极元件302b可以被安装和/或悬吊跨过半导体支撑结构304。在各种实施例中,MEMS麦克风结构300也可以包含以上详细描述的间隔区结构116。在各种实施例中,间隔区结构116可以被配置成防止密封层112被沉积在至少一个膜结构302a和穿孔电极元件302b上。在各种示范性实施例中,MEMS传感器结构100可以被实施为实施柔性膜的各种其它MEMS传感器和/或换能器,例如MEMS压力传感器、MEMS扬声器等。
依据各种实施例,如在图4中图解的,MEMS传感器结构100可以被实施为台阶状MEMS传感器结构400。在各种实施例中,台阶状结构400可以被布置和/或被配置,从而芯片座区域102a和多个电引线102b彼此垂直位移。换句话说,密封层112的表面112b可以被结构化,从而形成分层结构,其中芯片座区域102a可以被定位在第一层中并且多个电引线102b可以被定位在第二层中。
依据各种实施例,如在图5中图解的,台阶状MEMS传感器结构400可以被配置用于与衬底502耦合。依据各种实施例,衬底502可以被电耦合到多个电引线102b中的一个或多个。依据各种实施例,衬底502可以是柔性衬底,诸如柔性塑料衬底,例如聚酰亚胺衬底。在各种实施例中,衬底502可以由下面材料中的一个或多个组成或可以包含下面材料中的一个或多个:聚酯薄膜、热固塑料、金属、金属化塑料、金属箔、和聚合物。在各种实施例中,衬底可以是柔性层压结构。依据各种实施例,衬底502可以是半导体衬底,诸如硅衬底。衬底502可以包含下述或本质上由下述构成:其它半导体材料,诸如锗、硅锗、碳化硅、氮化镓、铟、氮化铟镓、砷化铟镓、铟镓锌氧化物、或其它元素和/或化合物半导体(例如III-V化合物半导体诸如例如砷化镓或磷化铟,或II-VI化合物半导体或三元化合物半导体或四元化合物半导体),如对给定应用可以期望的。衬底502可以包含下述或本质上由下述构成:其它材料或材料的组合,比如各种电介质、金属、和聚合物,如对给定应用可以是期望的。衬底502可以包含下述或本质上由下述构成:比如玻璃、和/或各种聚合物。衬底502可以是绝缘体上硅(SOI)结构。衬底502可以是印刷电路板。在各种示范性实施例中,衬底502可以具有厚度T1,该厚度T1在从大约100μm到大约700μm的范围内,例如在从大约150μm到大约650μm的范围内、例如在从大约200μm到大约600μm的范围内、例如在从大约250μm到大约550μm的范围内、例如在从大约300μm到大约500μm的范围内、例如在从大约350μm到大约450μm的范围内。在一些实施例中,衬底502可以具有厚度T1,该厚度T1是至少大约100μm,例如至少150μm、例如至少200μm、例如至少250μm、例如至少300μm。在至少一个实施例中,衬底502可以具有厚度T1,该厚度T1小于或等于大约700μm、例如小于或等于650μm、例如小于或等于600μm、例如小于或等于550μm、例如小于或等于500μm。
依据各种实施例,如由在图6中的示意性表示600描绘的,MEMS传感器106可以被耦合到引线框架102的芯片座区域102a。MEMS传感器106可以通过如以上详细讨论的各种技术被耦合和/或安装到芯片座区域102a。同样地在示意性表示600中描绘的是集成电路110,其可以被耦合到多个电引线102b和/或被安装在多个电引线102b上。依据各种实施例,示意性表示600进一步描绘腔108、密封层112、间隔区结构116、和开口114。依据各种实施例,台阶状MEMS传感器结构400可以通过各种半导体器件加工技术被制造,各种半导体器件加工技术中的一些可以采用各种器件单体化技术,例如切块。在示意性表示600中描绘的示范性实施例中,台阶状MEMS传感器结构400的最终封装外形由参考数字602指示。在示意性表示600中描绘的示范性实施例中,由参考数字604指示的台阶状MEMS传感器结构400的部分可以在单体化工艺期间被去除。在各种实施例中,区域604可以是在各种晶圆加工技术中使用的所谓的划线和/或锯道。
依据各种实施例,如由在图7中的示意性表示700描绘的,台阶状MEMS传感器结构400的引线框架102可以包含若干开口和/或开口702。在各种实施例中,开口702可以被实施以结构化和/或限定多个电引线102b。
依据各种实施例,如由在图8中的示意性表示800描绘的,凹部104可以完全延伸穿过引线框架102的芯片座区域102a,使得凹部穿孔芯片座区域102a。在各种实施例中,凹部104的部分可以横向延伸到芯片座区域102a中。在一些实施例中,凹部104的部分可以横向延伸到芯片座区域102a中超过MEMS传感器106的外围。在各种实施例中,横向延伸到芯片座区域102a中的凹部104的部分可以被实施为拱形状和/或拱顶结构。在各种实施例中,横向延伸到芯片座区域102a中的凹部104的部分可以被实施为可以是立方体的或立方体状结构。在各种实施例中,横向延伸到芯片座区域102a中的凹部104的部分可以被实施为球形的或球状结构。在各种实施例中,横向延伸到芯片座区域102a中的凹部104的部分可以被实施为锥体的或锥体状结构。依据各种实施例,横向延伸到芯片座区域102a中的凹部104的部分可以被形成为对给定应用可以期望的任何形状。
在其中凹部104可以被实施为在芯片座区域102a中的穿孔的各种示范性实施例中,传感器结构100可以包含跨过凹部104的开口来布置的封闭结构802。在各种实施例中,封闭结构802可以被布置成在声学上封闭在芯片座区域102a中由凹部104形成的穿孔的一端。封闭结构802可以由下述组成或可以包含下述:各种粘合剂、封闭剂、环氧胶、聚合物、塑料、树脂、薄膜、聚酰胺、金属化材料、元素金属、金属箔、以及各种类型的金属合金。封闭结构可以由对给定应用可以是期望的任何材料组成或可以包含对给定应用可以是期望的任何材料。
依据各种实施例,如由在图9中的示意性表示900描绘的,MEMS传感器106可以被耦合到引线框架102的芯片座区域102a。MEMS传感器结构106可以通过如以上详细讨论的各种技术被耦合和/或安装到芯片座区域102a。同样地在示意性表示900中描绘的是集成电路110,其可以被耦合到多个电引线102b和/或被安装在多个电引线102b上。依据各种实施例,示意性表示900进一步描绘密封层112和间隔区结构116。在示意性表示900中进一步图解的是其中凹部104被实施为在芯片座区域102a中的穿孔的示范性实施例。在示意性表示900中描绘的示范性实施例中,凹部104横向延伸到芯片座区域102a中。依据各种实施例,台阶状MEMS传感器结构400可以通过各种半导体器件加工技术被制造,各种半导体器件加工技术中的一些可以采用各种器件单体化技术,例如切块。在示意性表示900中描绘的示范性实施例中,台阶状MEMS传感器结构400的最终封装外形由参考数字602指示。在各种实施例中,如在示意性表示900中图解的和以上讨论的,封闭结构802可以被布置成在声学上封闭在芯片座区域102a中由凹部104形成的穿孔的一端。
依据各种实施例,如由在图10中的示意性表示1000描绘的,台阶状MEMS传感器结构400的引线框架102可以包含若干开口和/或开口702。在各种实施例中,开口702可以被实施以结构化和/或限定多个电引线102b。
下面示例关于进一步示范性实施例。
在示例1中,传感器结构,该传感器结构可以包含:用于支撑MEMS传感器的引线框架;在引线框架的表面中的凹部;以及MEMS传感器,耦合到引线框架的表面并且布置在凹部之上以形成腔。
在示例2中,示例1的传感器结构,其中引线框架可以被实施为半导体芯片座区域和多个电引线,该多个电引线被配置成连接到电路板并且围绕半导体芯片座区域的外围来布置。
在示例3中,示例2的传感器结构,其中凹部可以在芯片座区域中形成。
在示例4中,示例1的传感器结构,其中MEMS传感器可以包含至少一个隔膜结构。
在示例5中,示例1的传感器结构也可以包含:电耦合到MEMS传感器的集成电路;其中集成电路可以被配置成处理由MEMS传感器生成的信号。
在示例6中,示例5的传感器结构,其中集成电路可以通过线键合工艺被电耦合到MEMS传感器。
在示例7中,示例5的传感器结构,其中集成电路可以被电耦合到引线框架。
在示例8中,示例5的传感器结构可以进一步包含:可以设置在引线框架的表面之上的密封层;其中密封层可以至少部分地包封MEMS传感器和集成电路。
在示例9中,示例8的传感器结构可以进一步包含:在密封层中的开口;其中开口可以被布置,使得MEMS传感器的部分不被密封层覆盖。
在示例10中,示例8的传感器结构,其中密封层可以通过转移模制工艺被沉积。
在示例11中,示例9的传感器结构可以进一步包含:布置在开口的边缘区域处的间隔区结构;其中间隔区结构可以被配置成防止密封层被沉积在开口中。
在示例12中,传感器结构,该传感器结构可以包含:用于支撑MEMS传感器的引线框架;在引线框架的部分中形成的通孔;以及MEMS传感器,耦合到引线框架的表面并且布置在通孔的开口之上以形成拱顶结构。
在示例13中,示例12的传感器结构可以进一步包含:配置成封闭通孔中的开口的结构;其中该结构可以被布置在通孔的与MEMS传感器相对的端处。
在示例14中,示例13的传感器结构,其中引线框架可以被实施为半导体芯片座区域和多个电引线,该多个电引线被配置成连接到电路板并且围绕半导体芯片座区域的外围来布置。
在示例15中,示例14的传感器结构,其中通孔可以在半导体芯片座区域中形成。
在示例16中,示例13的传感器结构,其中MEMS传感器可以被实施为至少一个隔膜结构。
在示例17中,示例13的传感器结构可以进一步包含:电耦合到MEMS传感器的集成电路;其中集成电路可以被配置成处理由MEMS传感器生成的信号。
在示例18中,示例13的传感器结构可以进一步包含:设置在引线框架的表面之上的密封层;其中密封层可以至少部分地包封MEMS传感器和集成电路。
在示例19中,示例18的传感器结构可以进一步包含:在密封层中的开口;其中开口可以被布置,使得MEMS传感器的部分不被密封层覆盖。
在示例20中,示例18的传感器结构可以进一步包含:布置在开口的边缘区域处的间隔区结构;其中间隔区结构可以被配置成防止密封层被沉积在开口中。
在示例21中,示例18的传感器结构,其中通孔的部分可以横向延伸到引线框架中超过MEMS传感器的周界。
在示例22中,传感器结构,该传感器结构可以包含:用于支撑MEMS传感器的引线框架;在引线框架的表面中的凹部;以及被布置在凹部之上以形成腔的MEMS传感器。
在示例23中,示例22的传感器结构,其中引线框架可以被实施为半导体芯片座区域和多个电引线,该多个电引线被配置成连接到电路板并且围绕半导体芯片座区域的外围来布置。
在示例24中,示例22的传感器结构,其中MEMS传感器可以被实施为至少一个隔膜结构。
在示例25中,示例22的传感器结构可以进一步包含:电耦合到MEMS传感器的集成电路;其中集成电路可以被配置成处理由MEMS传感器生成的信号。
在示例26中,示例22的传感器结构可以进一步包含:设置在引线框架的表面之上的密封层;其中密封层可以至少部分地包封MEMS传感器和集成电路。
在示例27中,示例26的传感器结构,其中密封层可以将MEMS传感器和集成电路固定到引线框架。
在示例28中,示例26的传感器结构,其中密封层可以被配置成封闭由MEMS传感器和凹部形成的腔。
在示例29中,传感器结构,该传感器结构可以包含:用于支撑MEMS传感器的引线框架;在引线框架的部分中形成的通孔;以及布置在通孔的开口之上以形成拱顶结构的MEMS传感器。
在示例30中,示例29的传感器结构,其中引线框架可以被实施为半导体芯片座区域和多个电引线,该多个电引线被配置成连接到电路板并且围绕半导体芯片座区域的外围来布置。
在示例31中,示例30的传感器结构,其中通孔可以在半导体芯片座区域中形成。
在示例32中,示例30的传感器结构可以进一步包含:设置在引线框架的表面之上的密封层;其中密封层可以至少部分地包封MEMS传感器和集成电路。
在示例33中,示例32的传感器结构,其中通孔的部分可以横向延伸到密封层中超过MEMS传感器的周界。
在示例34中,示例30的传感器结构,其中MEMS传感器可以被实施为至少一个隔膜结构。
在示例35中,示例32的传感器结构可以进一步包含:配置成封闭通孔的开口的封闭结构;其中封闭结构可以被布置在通孔的与MEMS传感器相对的端处。
在示例36中,示例35的传感器结构,其中封闭结构可以被实施为金属箔。
在示例37中,示例36的传感器结构,其中金属箔可以比至少一个隔膜结构不那么有延展性。
在示例38中,示例36的传感器结构,其中金属箔可以比至少一个隔膜结构不那么柔性。
在示例39中,示例36的传感器结构,其中金属箔可以比至少一个隔膜结构基本上更刚硬。
在示例40中,形成传感器结构的方法,该方法可以包含:提供用于支撑MEMS传感器的引线框架;形成在引线框架的表面中的凹部;并且将MEMS传感器耦合到引线框架的表面并且将MEMS传感器布置在凹部之上以形成腔。
在示例41中,示例40的方法,其中引线框架可以被实施为半导体芯片座区域和多个电引线,该多个电引线被配置成连接到电路板并且围绕半导体芯片座区域的外围来布置。
在示例42中,示例41的方法,其中凹部可以在半导体芯片座区域中形成。
在示例43中,示例40的方法,其中该方法可以进一步包含:提供集成电路并且将集成电路电耦合到MEMS传感器并且将集成电路配置成处理由MEMS传感器生成的信号。
在示例44中,示例43的方法,其中集成电路可以通过线键合工艺被电耦合到MEMS传感器。
在示例45中,示例43的方法,其中集成电路可以被电耦合到引线框架。
在示例46中,示例43的方法可以进一步包含:将密封层沉积在引线框架的表面之上;其中密封层可以至少部分地包封MEMS传感器和集成电路。
在示例47中,示例46的方法可以进一步包含:在密封材料中形成开口;并且布置开口使得MEMS传感器的部分不被密封层覆盖。
在示例48中,示例46的方法,其中密封层可以通过转移模制工艺被沉积。
在示例49中,示例47的方法可以进一步包含:提供布置在开口的边缘区域处的间隔区结构;并且配置间隔区结构以防止密封材料被沉积在开口中。
在示例50中,形成传感器结构的方法,该方法可以包含:提供用于支撑MEMS传感器的引线框架;形成在引线框架的部分中的通孔;并且将MEMS传感器耦合到引线框架的表面并且将MEMS传感器布置在通孔的开口之上以形成拱顶结构。
在示例51中,示例50的方法可以进一步包含:配置结构以封闭通孔的开口;并且将该结构布置在通孔的与MEMS传感器相对的端处。
在示例52中,示例50的方法,其中引线框架可以被实施为半导体芯片座区域和多个电引线,该多个电引线被配置成连接到电路板并且围绕半导体芯片座区域的外围来布置。
在示例53中,示例52的方法,其中通孔可以在半导体芯片座区域中形成。
在示例54中,示例50的方法,其中MEMS传感器可以被实施为至少一个隔膜结构。
在示例55中,示例50的方法可以进一步包含:电耦合到MEMS传感器的集成电路;其中集成电路可以被配置成处理由MEMS传感器生成的信号。
在示例56中,示例50的方法可以进一步包含:将密封层沉积在引线框架的表面之上;其中密封层可以至少部分地包封MEMS传感器和集成电路。
在示例57中,示例56的方法可以进一步包含:在密封材料中形成开口;并且布置开口使得MEMS传感器的部分可以不被密封层覆盖。
在示例58中,示例56的方法可以进一步包含:将间隔区结构布置在开口的边缘区域处;并且配置间隔区结构以防止密封材料被沉积在开口中。
在示例59中,示例56的方法,其中通孔的部分可以横向延伸到密封层中超过MEMS传感器的周界。
在示例60中,示例59的方法,其中横向延伸到密封层中超过MEMS传感器的周界的通孔的部分可以通过刻蚀工艺来形成。
在示例61中,示例59的方法,其中可以横向延伸到密封层中超过MEMS传感器的周界的通孔的部分可以被实施为多个互连的球状结构。
在示例62中,示例61的方法,其中互连的球状结构可以使用气体注入模制工艺来形成。
尽管参考特定实施例已特定示出和描述公开内容,但是本领域技术人员应该理解,可以在其中进行形式和细节上的各种改变,而没有脱离如由所附权利要求限定的公开内容的精神和范围。公开内容的范围因而由所附权利要求指示并且因此意图涵盖在权利要求的等价物的含义和范围内的所有改变。
Claims (21)
1.一种传感器结构,包括:
用于支撑MEMS传感器的引线框架;
在所述引线框架的表面中的凹部;以及
MEMS传感器,耦合到所述引线框架的表面并且布置在所述凹部之上以形成腔。
2.权利要求1的所述传感器结构,所述引线框架包括半导体芯片座区域和多个电引线,所述多个电引线围绕所述半导体芯片座区域的外围来布置;其中包括所述半导体芯片座区域和所述多个电引线的组中的至少一个构件被配置成电连接到电路板。
3.权利要求2的所述传感器结构,其中所述凹部在所述芯片座区域中形成。
4.权利要求1的所述传感器结构,其中所述MEMS传感器包括至少一个隔膜结构。
5.权利要求1的所述传感器结构,进一步包括:
电耦合到所述MEMS传感器的集成电路;
其中所述集成电路被配置成处理由所述MEMS传感器生成的信号。
6.权利要求5的所述传感器结构,其中所述集成电路通过线键合工艺被电耦合到所述MEMS传感器。
7.权利要求5的所述传感器结构,其中所述集成电路被电耦合到所述引线框架。
8.权利要求5的所述传感器结构,进一步包括:
设置在所述引线框架的表面之上的密封层;
其中所述密封层至少部分地包封所述MEMS传感器和所述集成电路。
9.权利要求8的所述传感器结构,进一步包括:
在所述密封层中的开口;
其中所述开口被布置,使得所述MEMS传感器的部分不被所述密封层覆盖。
10.权利要求8的所述传感器结构,其中所述密封层通过转移模制工艺来沉积。
11.权利要求9的所述传感器结构,进一步包括:
布置在所述开口的边缘区域处的间隔区结构;
其中所述间隔区结构被配置成防止所述密封层被沉积在所述开口中。
12.一种传感器结构,包括:
用于支撑MEMS传感器的引线框架;
在所述引线框架的部分中形成的通孔;以及
MEMS传感器,耦合到所述引线框架的表面并且布置在所述通孔的开口之上以形成拱顶结构。
13.权利要求12的所述传感器结构,进一步包括:
配置成封闭所述通孔的开口的结构;
其中所述结构被布置在所述通孔的与所述MEMS传感器相对的端处。
14.权利要求13的所述传感器结构,其中所述引线框架包括半导体芯片座区域和多个电引线,所述多个电引线被配置成连接到电路板并且围绕所述半导体芯片座区域的外围来布置。
15.权利要求14的所述传感器结构,其中所述通孔在所述半导体芯片座区域中形成。
16.权利要求13的所述传感器结构,其中所述MEMS传感器包括至少一个隔膜结构。
17.权利要求13的所述传感器结构,进一步包括:
电耦合到所述MEMS传感器的集成电路;
其中所述集成电路被配置成处理由所述MEMS传感器生成的信号。
18.权利要求13的所述传感器结构,进一步包括:
设置在所述引线框架的表面之上的密封层;
其中所述密封层至少部分地包封所述MEMS传感器和所述集成电路。
19.权利要求18的所述传感器结构,进一步包括:
在所述密封层中的开口;
其中所述开口被布置,使得所述MEMS传感器的部分不被所述密封层覆盖。
20.权利要求18的所述传感器结构,进一步包括:
布置在所述开口的边缘区域处的间隔区结构;
其中所述间隔区结构被配置成防止所述密封层被沉积在所述开口中。
21.权利要求18的所述传感器结构,其中所述通孔的部分横向延伸到所述引线框架中超过所述MEMS传感器的周界。
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