CN109264662A - 用于重叠传感器封装的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于重叠传感器封装的系统和方法。一种示例性设备包括具有内腔的本体结构、设置在内腔的第一内表面上的控制芯片以及在第一侧处附接至内腔与第一内表面相对的第二内表面的传感器。传感器在传感器的面向第一内表面的第二侧上具有安装焊盘，并且传感器通过气隙与控制芯片垂直隔开，其中传感器至少部分地在控制芯片之上对准。该设备还包括具有安装在安装焊盘上的第一端的互连件，该互连件朝向第一内表面延伸穿过内腔，并且控制芯片通过互连件与传感器电通信。

Description

用于重叠传感器封装的系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及用于重叠(over-under)传感器封装的系统和方法，在具体实施例中，涉及用于在屏蔽壳体中以垂直布置封装传感器和相关联的控制芯片的系统和方法，其中传感器与控制芯片隔开。
背景技术
通常，微机电系统(MEMS)传感器设备在物理敏感的环境条件下操作。例如，MEMS设备可以感测声音、气压、运动等。MEMS设备通常是生成原始电信号的简单传感器设备。MEMS传感器(诸如MEMS麦克风)具有可移动薄膜，该薄膜对MEMS麦克风的内腔中的空气中的压力波作出反应以生成电信号。MEMS设备封装通常包括控制芯片(诸如专用集成电路(ASIC))以管理MEMS传感器设备，从MEMS传感器设备读取原始数据信号，并将数据信号转换成期望的数据格式。在一些传感器设备封装中，MEMS传感器设备和控制芯片设置在传感器设备封装的空腔中。
发明内容
一种示例性设备包括具有内腔的本体结构、设置在内腔的第一内表面上的控制芯片以及在第一侧处附接至内腔的与第一内表面相对的第二内表面的传感器。传感器在传感器面向第一内表面的第二侧上具有安装焊盘，并且传感器通过气隙与控制芯片垂直隔开，其中传感器至少部分地在控制芯片之上对准。该设备还包括具有安装在安装焊盘上的第一端的互连件，该互连件朝向第一内表面延伸穿过内腔，并且控制芯片通过互连件与传感器电通信。
一种示例性设备包括具有第一接触焊盘的衬底、侧壁以及通过侧壁附接至衬底的盖，其中盖通过由侧壁、盖和衬底限定的内腔与衬底分离。该设备还包括设置在衬底上并且从衬底延伸到内腔中的控制芯片，控制芯片与第一接触焊盘电通信。传感器在第一侧附接至盖，其中传感器从盖延伸到内腔中，并且传感器具有安装焊盘。传感器通过气隙与控制芯片垂直隔开，其中传感器至少部分地在控制芯片之上对准。该设备还具有互连件，互连件具有安装在安装焊盘上的第一端，互连件延伸穿过内腔并且在互连件的与第一端相对的第二端处与第一接触焊盘进行电接触，其中互连件与侧壁隔开。
一种示例性方法包括：将传感器的第一侧附接至盖的第一侧，传感器具有设置在传感器的与第一侧相对的第二侧上的接触焊盘；在接触焊盘上提供互连件，其中互连件的第一端附接至接触焊盘，并且其中互连件远离接触焊盘延伸；将控制芯片附接至衬底的第一侧，并将控制芯片电连接至设置在衬底的第一侧处的平台焊盘；以及将盖粘附在衬底之上，其中这种粘附在盖和衬底之间形成内腔。在粘附之后，传感器和控制芯片分别延伸到内腔中，在传感器和控制芯片之间提供气隙，并且在粘附之后，互连件延伸穿过内腔，并且互连件的第二端与平台焊盘进行电接触。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优势，现在结合附图进行以下描述，其中：
图1A至图1C示出了根据一些实施例的传感器封装的第一部分的形成；
图2A至图2D示出了根据一些实施例的传感器封装的第二部分的形成以及传感器封装的组装；
图3是示出根据一些实施例的用于形成传感器封装的方法的流程图；
图4A至图4C示出了根据一些实施例的屏蔽传感器封装的第一部分的形成；
图5A至图5H示出了根据一些实施例的屏蔽传感器封装的第二部分的形成以及第一部分在第二部分上的安装；
图6是示出根据一些实施例的用于形成屏蔽传感器封装的方法的流程图；
图7示出了根据一些实施例的具有封闭后体积(enclosed back volume)的屏蔽传感器封装；以及
图8A至图8C示出了根据一些实施例的各种盖和端口的布置。
具体实施方式
以下描述本公开的系统和方法的说明书实施例。为了清楚，不是所有实际实施的特征都在说明书中进行描述。当然可以理解，在任何这种实际实施例的开发中，可以进行多种实施特定的判定以实现开发者的特定目标，诸如符合系统相关的和与业务相关的约束，这些约束将根据实施方式而不同。此外，应该认识到，这样的开发努力可能是复杂和耗时的，但是对于本领域的普通技术人员来说，在得益于本公开的情况下是常规的。
这里可以参照附图中示出的设备的各个部件之间的空间关系和部件各方面的空间定向。然而，正如本领域技术人员在完整地阅读本公开之后将认识到的，本文所描述的设备、构件、装置等可以任何期望的定向进行定向。因此，使用诸如“上方”、“下方”、“上”、“下”、等的术语来描述各部件之间的空间关系或描述这些部件的空间定向，如本文所描述的设备可在任何期望的方向上定向，这应当理解为分别描述部件之间的相对关系或者这种部件方面的空间定向。
电子系统的复杂性日益增加，要求在这些电子系统中不断增加功能并减少用于该系统的部件的尺寸。具体地，个人电子设备具有越来越多的麦克风以在各种设备定向中检测声音以及用于新特征的附加传感器。随着传感器数量的增加，分配给每个传感器的空间减小。所公开的传感器封装布置的实施例提供了用于在传感器封装内垂直地封装传感器和控制芯片的系统和方法，减小了封装尺寸并提高了可靠性和灵敏度。在一些实施例中，传感器被设置在封装腔的第一内表面上，并且控制芯片被设置在封装腔的与第一内表面相对的第二内表面上。传感器通过延伸穿过空腔的一个或多个导电连接件连接至控制芯片。在一些实施例中，传感器例如通过焊线元件连接至控制芯片。在封装被封闭之前，可将焊线元件应用于传感器。因此，当传感器在封装完成期间粘附在控制芯片之上时，传感器连接至控制芯片，其中焊线元件延伸穿过封装腔以将传感器控制芯片连接至传感器。
传感器和控制芯片的垂直布置允许例如比并排布置更小的设备封装足迹。此外，提供控制芯片和传感器作为单独元件避免了由MEMS和集成电路生产技术中的差异所造成的限制，其中控制芯片或传感器可以通过具有较小的特征、不同的工艺类型、不同衬底、不同尺寸或厚度、不同的热膨胀系数(CTE)等而不同。此外，与控制芯片分开提供传感器避免了例如在芯片上系统布置中由控制芯片元件引起的热机械应力引起的高分辨率压力传感器中的漂移。传感器可以设置在由CTE与传感器的材料匹配的材料制成的盖上；并且盖可被配置为最小化盖热膨胀对传感器的影响。
图1A至图1C示出了根据一些实施例的传感器封装的第一部分的形成。图1A示出了根据一些实施例的用于传感器封装的盖101。传感器封装的第一部分或顶部可以包括将设置传感器的盖101。在一些实施例中，盖101可以具有至少部分地限定盖腔103的一个或多个侧部109。盖101具有设置在侧部之间的横向部分中的安装表面121。安装表面121面对盖腔103。
在一些实施例中，盖101由聚合物、金属或其他材料形成。例如，盖101可以通过以下步骤形成：使用模具模制聚合物；通过将聚合物或金属片冲压或按压为盖形式；通过铣削、蚀刻或以其他方式从较大坯料中去除材料以形成盖；通过添加剂形成(诸如三维(3D)印刷、选择激光烧结(SLS)等)。对于感测环境条件的传感器封装，盖101可以具有端口105，其提供从传感器封装的外部到传感器封装的内腔的开口。在一些实施例中，端口105设置在盖101的位于侧部109之间的横向部分中，并且从盖腔103延伸通过盖101到达盖101的外部。在其它实施例中，端口105可以设置在盖101的侧部109中，例如用于压力传感器。在又一些实施例中，盖101可以在盖101的横向部分或侧部109的一个或两个中具有多个端口105。此外，该设备可以具有多个端口，并且传感器可以覆盖端口中的一个或多个，而不覆盖一些端口。多个端口可以是不同尺寸、不同形状或者以另一种方式相互变化，允许传感器和设备性能的调谐。将被感测的空气、气体、微粒等能够穿过端口105被盖腔103内设置的传感器感测。在一些实施例中，端口105设置在盖101的中心附近，并且在其他实施例中，端口105被设置为比另一侧部109更靠近一个侧部109。在又一个实施例中，端口105包括通过盖101的多个开口。虽然图1A中所示的盖101被示为具有第一盖101(其具有与盖101的中心偏移的第一端口105)和第二盖101(其具有基本上位于盖101中心的端口105)，但为了说明用于形成传感器封装的处理的示例性盖101具有不同的端口布置，并且不限于这种布置。多个盖101可以被批次处理，并且盖101可以具有在处理期间位于相同位置或不同位置的端口105。另外，在一些实施例中，盖101可以形成为没有端口，例如，在不需要感测空气、颗粒或气态材料的辐射传感器封装中。
图1B示出了根据一些实施例在盖101中安装传感器111和113。在一些实施例中，传感器111和113被粘附至盖110的内表面。在一些实施例中，传感器111和113可以使用管芯附接膜(DAF)粘附至盖101的安装表面121。在其他实施例中，传感器111和113使用诸如销、夹、螺钉或其他结构的机械保持结构，使用粘合剂、胶等进行附接。每个传感器111和113可以具有设置在传感器111和113的表面上的一个或多个接触焊盘115。接触焊盘115连接至传感器111和113中的电路装置，允许控制芯片(未示出)与传感器111和113发送和接收信号。在一些实施例中，接触焊盘115设置在传感器111和113的顶侧，与传感器111和113安装传感器111和113的表面相对。
在一些实施例中，传感器111可以附接至盖101的内部，使得传感器111与端口105横向隔开，并且在其他实施例中，传感器113可以附接至盖101的内部，使得传感器113在端口105之上对准或覆盖端口105。传感器111和113相对于端口105的布置可以通过传感器111和113的类型来确定。例如，传感器111可以是在传感器111的顶面上具有感测侧的顶部感测传感器。顶部感测传感器可以与端口105隔开，使得通过端口105移动的空气或环境材料不受阻碍地到达传感器111的顶面。在另一示例中，传感器113可以是“底部感测传感器”，并且可以具有在端口105之上对准的传感器腔125。将底部感测传感器在端口105之上对准允许空气或环境材料直接移动通过端口105，并且通过传感器腔125到达传感器113的底面。
图1C示出了根据一些实施例的互连件123的安装。在一些实施例中，互连件123形成在传感器111和113的接触焊盘115上。在一些实施例中，互连件123可以使用线接合工艺形成螺柱凸块，在线接合工艺中，线接合机使用例如球接合将线的第一端接合至接触焊盘115。互连件123是导电材料，并且在一些实施例中，可以由铜线、金线、铝线形成，并且可以电镀、掺杂或以其他方式合金化以定制互连件123。线接合机例如使用电动火焰熄灭来在暴露的线的端部处形成球，并且例如可以使用热、压力和/或超声波振动以焊接、熔化或以其他方式将互连件的球端附接至接触焊盘115。在线的球端附接至接触焊盘115之后，线接合机可以切断线以形成互连件123的第二端。在形成互连件123之后，互连件123具有结合至接触焊盘115的第一端，并且延伸到盖腔103中远离传感器111和113以及盖101的安装表面121。在一些实施例中，互连件123的第二端与盖的侧部109的端部大约平齐，使得盖通过互连件123可以安装在基本平坦的表面上。
在其它实施例中，互连件123是焊球、具有支撑结构的焊球、放置在接触焊盘上的预制结构、印刷结构或者在接触焊盘115上适当形成的结构。在一些实施例中，焊膏、焊料、导电粘合剂或另一种导电材料设置在接触焊盘115上，并且互连件123可以通过回流、固化等结合至接触焊盘115。在传感器111和113附接至盖101之前，互连件123也可以附接至接触焊盘115。
图2A至图2D示出了根据一些实施例的传感器封装的第二部分的形成以及传感器封装的组装。图2A示出了根据一些实施例的用于传感器封装的封装底座201。封装底座201可以具有设置在衬底205的顶侧或第一表面上的一个或多个平台焊盘213以及通孔焊盘211。衬底205可以具有作为绝缘材料的本体，诸如聚合物、玻璃纤维、氧化物、陶瓷等。通孔焊盘211可以导电并连接至由导电材料形成的通孔207，并且可以穿过衬底205到达设置在衬底205的底侧或第二表面上的封装安装焊盘209。衬底本体使平台焊盘213、通孔焊盘211、通孔207和封装安装焊盘209相互电绝缘。通孔207或平台焊盘213可以通过设置在衬底205的本体中的金属化层等横向延伸穿过衬底205或者在衬底205上横向延伸，允许多个平台焊盘和通孔被重定向并在不同的层中彼此交叉而不电接触。
在一些实施例中，在衬底205的顶侧或第一表面上形成一个或多个停止焊盘215。停止焊盘215可以由导电材料形成，并且在一些实施例中，通过金属沉积和图案化、导电材料的印刷等形成为具有平台焊盘213和通孔焊盘211的金属层的一部分。停止焊盘215可以具有与平台焊盘213或通孔焊盘211的顶面基本平齐或共面的顶面。停止焊盘215可形成为环绕其上将安装控制芯片的区域，以形成其上可安装盖的连续区域。
图2B示出了根据一些实施例的线接合控制芯片221的附接。在一些实施例中，封装包括线接合控制芯片221。控制芯片221可以是ASIC、通信设备、接口设备等，并且可以具有控制或读取传感器的电路装置。控制芯片221通过诸如DAF、粘合剂、胶带等的管芯附接结构217附接至衬底205。在其它实施例中，控制芯片221通过诸如夹、插座、螺钉等的机械保持器附接至衬底205。控制芯片221具有一个或多个设置在顶侧的控制接合焊盘223，并且使用线接合连接件225电连接至通孔焊盘211或平台焊盘213等。
图2C示出了根据一些实施例的焊盘安装控制芯片221的附接。导电连接件235可以应用于一个或多个通孔焊盘211和平台焊盘213。在一些实施例中，导电连接件235是焊料、焊膏、导电粘合剂、导电胶等。另外，导电连接件235也可以应用于停止焊盘215，或者不导电的粘合材料可以被施加于停止焊盘215，用于随后在盖焊盘215上安装盖101。焊盘安装控制芯片231通过导电连接件235附接至通孔焊盘211或平台焊盘。
在一些实施例中，封装包括通过设置在控制芯片231的底侧上的安装焊盘233安装的控制芯片221。虽然图2C所示的封装底座201被示为具有线接合芯片221和焊盘安装控制芯片231，但是不同类型的控制芯片仅出于说明目的而示出，并且不用于限制。封装底座201可以形成为具有任意数量的相同类型的控制芯片，或者可以具有不同类型的控制芯片。
图2D示出了盖101在封装底座201上的安装。盖101的侧部109的端部附接至封装底座201。在一些实施例中，侧部109通过导电连接件235粘附至停止焊盘215。在将盖101附接至封装底座201之后，将控制芯片231和221设置在盖腔103内，这为封装创建内腔，其中内腔由盖101和衬底205限定。由于封装的内腔通过安装表面121与衬底205的顶面分开而创建，所以内腔可以具有由盖101的侧部109的长度和角度确定的体积，允许根据传感器111和113的要求来定制内腔容积。因此，传感器封装可以具有包括衬底205和盖101的本体结构，并且具有包括盖腔103的内腔。传感器111和113设置在内腔的第一内表面上，并且控制芯片221和231设置在内腔的第二内表面上且通过气隙与传感器物理分离。传感器111和113通过互连件123电连接至控制芯片221和231，互连焊盘123从传感器111和113跨越气隙延伸到衬底205上的平台焊盘213。
传感器封装的内腔可用作后体积，而传感器腔125可用作设置在端口105之上的传感器113的前体积。前体积或传感器腔125提供空气、压力波或其他环境材料到达传感器113的有源或测量元件的开口。对于作为麦克风的传感器，传感器腔125可以是在与端口105和传感器腔125相互作用的空气中产生谐振的前体积，增加麦克风的灵敏度。后室或盖腔103中气体的较大体积使得传感器113的薄膜或感测元件更容易响应声波而移动，这提高了例如传感器麦克风的灵敏度，并产生更高的信噪比(SNR)。较大的后体积也例如改善了传感器麦克风低频响应。
互连件123通过导电连接件235固定到平台焊盘213，通过平台焊盘213将相应的传感器111和113电连接至相应的控制芯片221和231。在一些实施例中，传感器111和113可以至少部分地在横向上与相应的控制芯片221和231重叠，同时在垂直方向上隔开。因此，在传感器111和113之间与相应的控制芯片221和231之间提供空气空间或气隙。气隙在传感器111和113与相应的控制芯片221和231之间提供物理分离，以减小传送给传感器111和113的应力，同时用作传感器111和113的后体积。在一些实施例中，传感器113可以在横向上与控制芯片221完全重叠，同时在垂直方向上与控制芯片221隔开。因此，传感器113可以具有横向延伸，其横向地延伸超过控制芯片221的横向范围。
在一些实施例中，互连件123可以从传感器111和113延伸到相应的控制芯片221和231上的接触焊盘，消除了平台焊盘的需要。在一些实施例中，互连件123可以形成在盖101的内表面上，并且可以延伸到控制芯片221和231上的接触焊盘或者衬底205的平台焊盘213，例如将盖101接地。在其它实施例中，传感器111和113可以通过形成在盖101中或上的导线电连接至控制芯片221和231，并且连接至停止焊盘215的元件或衬底205上的其他导电元件。
图3是示出根据一些实施例的用于形成传感器封装的方法301的流程图。在框303中，提供盖，并且在框305中，传感器附接至盖的内表面。在框307中，形成一个或多个互连件。
在框309中，提供衬底，并且在框311中，控制芯片附接和/或连接至衬底。在一些实施例中，控制芯片可以安装在衬底上，并且线可用于将控制芯片的接触焊盘电连接至衬底上的接触焊盘(诸如通孔焊盘或平台焊盘)。在框313中，一个或多个导电连接件被施加于衬底上的焊盘，并且在一些实施例中，导电连接件被施加于停止焊盘、平台焊盘或通孔焊盘。另外，在一些实施例中，可以在控制芯片连接之前施加导电连接件，使得通过导电连接件将焊盘安装控制芯片粘附于衬底上的接触焊盘。在框315中，具有附接的传感器的盖被翻转并接合至衬底。
图4A至图4C示出了根据一些实施例的屏蔽传感器封装的第一部分413的形成。图4A示出了根据一些实施例的用于封装的框架401。框架401包括在组装的屏蔽传感器封装中形成一个或多个盖的部分。框架401可以具有延伸穿过框架401的一个或多个端口405。框架401还可具有形成在框架401的一侧上的释放停止脊(bleed stop ridge)403。释放停止脊403可以是框架401的顶面上的凸起区域，并且每个释放停止脊403可以形成为环绕相应的端口405，并且提供物理屏障，这防止施加于盖101的顶面的材料释放或者跑到释放停止脊403的外部。
在一些实施例中，框架401是用于形成传感器封装中使用的盖的结构，并且可以由导电材料形成以为封装提供电磁干扰(EMI)屏蔽。在一些实施例中，框架401可以由铜、金、铝或另一金属或合金制成，并且可以通过模制、通过化学或等离子体蚀刻、通过铣削、通过冲压或通过另一形成工艺形成。在其它实施例中，框架401可以由导电材料制成，诸如其中具有导电材料的模塑料，或者诸如环氧树脂、模料等的导电聚合物。
图4B示出了根据一些实施例的将传感器407安装在框架401上以形成屏蔽传感器封装的第一部分413。在包含有粘合剂411的释放停止脊403内，粘合剂411(诸如胶、环氧树脂、DAF等)被沉积在框架401的顶面上。释放停止脊403防止粘合剂411在为不同的盖或封装指定的区域之间流动。
在一些实施例中，传感器407安装在粘合剂411上，使得传感器407粘附于框架401的顶面。在一些实施例中，每个传感器407都可以跨越端口405附接至框架401，例如用于顶部端口传感器封装。每个传感器407都可以具有用作传感器407的前室或前体积的传感器腔415等。在其它实施例中，传感器407可以横向地与端口405偏移或形成在多个端口之间，并且在底端口布置中，盖可以不形成有端口。
图4C示出了根据一些实施例在屏蔽传感器封装的第一部分413上安装互连件421和423。互连件421和423可以包括安装在框架401上并与框架401电接触的框架互连件423。在一些实施例中，框架互连件423安装在释放停止脊403上，或者安装在框架401的另一暴露部分上，并且可以为框架401或盖提供接地连接。互连件421和423还可以包括安装在传感器407的顶侧上设置的传感器平台焊盘409上的传感器互连件421。互连件421和423可以是使用线接合机形成的线接合结构，并且可以如上所述形成。互连件421和423具有设置在框架401上或传感器407上的第一端，并且远离框架401延伸。互连件421和423的第二端与安装至框架401或传感器平台焊盘409的互连件421和423的第一端相对。在一些实施例中，互连件421和423的第二端基本平齐或共面，以利用安装由第一部分413的一部分形成的盖。在其它实施例中，互连件421和423是焊球、具有支撑结构的焊球、放置在接触焊盘上的预制结构、印刷结构或者在框架401或传感器平台焊盘409上适当形成的结构。
图5A至图5F示出了根据一些实施例的屏蔽传感器封装的第二部分的形成。图5A示出了根据一些实施例的屏蔽传感器封装的第二部分501。第二部分501可以具有设置在衬底513的表面处的一个或多个焊盘505，并且可以通过衬底513上或衬底本体503中的一条或多条金属线507互连。
图5B示出了根据一些实施例的在第二部分501上形成侧壁509。在一些实施例中，侧壁509形成在衬底本体503上，并且在其他实施例中，侧壁509可以形成在衬底513的表面上设置的停止焊盘、氧化物或密封层等上。
在一些实施例中，侧壁509由弹性体(elastomer)模塑料形成，侧壁509包括导电材料，使得侧壁509导电。导电侧壁为设置在由侧壁509和衬底513界定的内腔511内的传感器407以及控制芯片515和529提供EMI屏蔽。在一些实施例中，导电材料是设置为遍布形成侧壁509的材料的导电填料。例如，导电材料可以是碳(C)(诸如炭黑)或者可以是钝化铝(Al)、镀银Al(Ag/Al)、镀Ag铜(Al/Cu)、镀Ag玻璃、镀Ag镍(Ag/Ni)、涂Ni碳(Ni coated carbon)、Ni、Ag、Cu或另一种导电材料。弹性体材料可以是模塑料、环氧树脂、聚合物等。在其它实施例中，侧壁509可以是电镀弹性体，其中形成弹性体，然后镀有导电材料。
侧壁509可以通过一下步骤来形成：适当地模制侧壁；3D打印；预形成侧壁509并将侧壁509附接至衬底513；或者另一成形工艺。侧壁509形成为连续地围绕管芯区域和一个或多个焊盘505，并且远离衬底513延伸以提供内腔511。
图5C示出了根据一些实施例的控制芯片515的附接。控制芯片515可以是ASIC、通信设备、接口设备等，并且可以具有控制或读取传感器的电路装置。控制芯片515通过诸如DAF、粘合剂、胶带等的管芯附接结构519附接至衬底513。在其它实施例中，控制芯片515利用诸如夹、插座、螺钉等的机械夹持器附接至衬底513。控制芯片515具有设置在远离衬底513的顶侧上的一个或多个控制芯片接合焊盘517。
图5D示出了根据一些实施例的控制芯片515与一个或多个焊盘505的线接合。在一些实施例中，控制芯片515是线接合控制芯片，并且使用线接合连接件523电连接至一个或多个焊盘505。
图5E示出了根据一些实施例的焊盘安装控制芯片529的附接。导电连接件527可以应用于一个或多个焊盘505。在一些实施例中，封装包括通过设置在控制芯片529的底侧上的安装焊盘531安装的控制芯片529。焊盘安装控制芯片529通过导电连接件527附接至焊盘505。虽然图5E所示的屏蔽传感器封装的第二部分501被示为具有线接合控制芯片515和焊盘安装控制芯片529，但是不同类型的控制芯片515和529纯粹是为了说明目的而示出的，而不是用于限制。
图5F示出了根据一些实施例的盖连接件537对侧壁509的施加。盖连接件设置在侧壁509的第二端上，并且可以是胶、DAF、环氧树脂或者另一种粘合剂或附接结构。
图5G至图5H示出了根据一些实施例的屏蔽传感器封装541的组装。图5G示出了第一部分413与第二部分501的附接。第一部分413被翻转，并且通过盖连接件537粘附至第二部分501，以封闭内腔511。另外，互连件421和423附接至第二部分的焊盘505，并通过导电连接件527粘附。在一些实施例中，焊盘505的顶面基本是水平的，使得互连件421和423的端部与相应的焊盘505保持一致的接触。在一些实施例中，每个互连件421和423从屏蔽传感器封装541的第一部分413延伸，使得互连件421和423中的每一个的第二端与衬底513的表面上的不同接触焊盘505电接触。在其他实施例中，互连件421和423中的一个或多个与控制芯片接合焊盘517或者另一个平台焊盘、接触焊盘等接触。因此，传感器407可以通过传感器互连件421连接至相应的控制芯片515和529，同时传感器和相应的控制芯片515和529被隔开。
侧壁509和框架401形成导电壳体，该导电壳体为封闭的控制芯片515和529以及传感器407提供EMI屏蔽。在一些实施例中，衬底513还具有屏蔽层(未示出)，增加封装541的EMI屏蔽。另外，在所示布置中，内腔511充当传感器407的后体积，而传感器腔415充当前体积。
在第一部分413安装在第二部分501上之后，封装541可以被固化、回流等，以设置、固化或回流盖连接件537和导电连接件527。封装541也可以安装在诸如带等的载体539上。
图5H示出了根据一些实施例的封装541的单一化。例如通过管芯锯切、激光切割等，封装541的第一部分413和第二部分501被切割，以形成切割区域543并分离各个封装541，同时保持封装541在载体539上用于运输和安装。
虽然封装541被示为具有设置在框架401中的端口405，但应该理解，封装541可以形成有位于封装541的其他部分中的一个或多个端口405，或者没有端口。例如，封装5451可以是底部端口封装，其具有延伸穿过衬底513或者穿过侧壁509的端口。在其它实施例中，封装541可以不形成有端口，例如用于辐射传感器等。在又一些实施例中，封装541可以形成有多个端口，这些端口可以具有相似的大小和形状或者可以具有不同的大小或形状。
图6是示出根据一些实施例的用于形成屏蔽传感器封装的方法601的流程图。在框603中，提供盖。在一些实施例中，盖由导电材料形成，并且是框架等的一部分。在框605中，传感器附接至盖，并且在框607中形成互连件。在一些实施例中，互连件是线接合结构，其具有的第一端安装在盖上或传感器上，其具有的第二端远离盖延伸。在其他实施例中，互连件是其他刚性导电结构、焊球等。
在框609中，提供衬底。在一些实施例中，衬底具有一个或多个焊盘，并且还具有设置在衬底的本体中的一条或多条金属线，这些金属线将焊盘相互连接或者连接至衬底的相对侧上的焊盘。
在框611中，在衬底上形成侧壁。在一些实施例中，侧壁具有嵌入的导电材料或导电镀层。在框613中，控制芯片安装至衬底并且电连接至衬底的焊盘。在框615中，一个或多个导电连接件被施加于焊盘。在一些实施例中，控制芯片可以是焊盘安装的，其连接至焊盘并通过导电连接件固定。在其他实施例中，控制芯片可以是通过DAF、粘合剂等粘附至衬底的有线接合控制芯片，并且通过线接合连接件电连接至焊盘。
在框617中，将诸如粘合剂、胶、DAF、导电结构等的盖连接件施加于侧壁，并且在框619中，盖被翻转，并且通过盖连接件附接至衬底。在一些实施例中，将盖附接至衬底包括：使互连件的第二端与衬底上的焊盘和导电连接件接触。因此，在盖附接至衬底之后，传感器通过气隙与控制芯片隔开，并且通过与侧壁隔开且穿过封装的内腔的连接件与控制芯片电连接。在框621中，通过在封装之间切割来单一化封装。
图2D以及图5G至图5H示出了顶部端口封装，其中端口设置在盖中。然而，根据该实施例的封装的形成不限于顶部端口封装，因为底部端口封装也可以形成有堆叠在控制芯片之上并与控制芯片隔开的传感器。图7示出了根据一些实施例的具有封闭后腔711的底部端口屏蔽传感器封装701。封装701具有后体积部分751和前体积部分753。后体积部分751具有第一侧壁715，其将顶盖713与中心盖707分离。中心盖707可以具有延伸到后腔711的端口709，其用作用于安装在中心盖707的底面上的端口709之上的传感器703的后体积。传感器703可以通过传感器附接结构721(诸如DAF、粘合剂、环氧树脂等)安装在中心盖707的底面上。中心盖707通过第一附接结构717(诸如粘合剂、带、环氧树脂等)附接至第一侧壁715。一个或多个盖互连件723可形成在中心盖707上，并且可延伸穿过前腔705，并且一个或多个传感器互连件725可以安装在传感器703的安装焊盘727上并且可以延伸穿过前腔705。
前体积部分753具有衬底745，其具有从封装701的外部通过衬底745到达前腔705的外部端口739。衬底具有一个或多个焊盘729以及将焊盘729相互连接或连接至安装焊盘743的一条或多条金属线741。控制芯片731通过诸如焊膏、焊球等的导电连接件737安装。导电连接件737将控制芯片731上的安装焊盘733连接至一个或多个焊盘729。前体积部分753可进一步具有第二侧壁735，其形成在衬底745上环绕控制芯片731以至少部分地限定前腔705。
后体积部分751通过第二附接结构719(诸如粘合剂、带、环氧树脂等)安装在前体积部分753上。第二附接结构719可以设置在第二侧壁735的端面上，以将中心盖707保持在第二侧壁735上方，其中传感器703在控制芯片731之上至少部分地对准，同时保持前体积中的传感器703和控制芯片731之间的分离或气隙。盖互连件723和传感器互连件725延伸通过前腔705，使得互连件723和725的第二端与焊盘729电接触，并通过导电连接件737粘附至焊盘729。因此，在一些实施例中，中心盖707可以具有由盖互连件723提供的与控制芯片731的接地连接，或者在其他实施例中，具有与设置在衬底745的底部上的安装焊盘的接地连接。类似地，在一些实施例中，传感器703可以通过传感器互连件725与控制芯片731电接触。
在一些实施例中，可以通过中心盖707和第二侧壁735为传感器703和控制芯片731提供EMI屏蔽。例如，通过如上所述由导电材料形成中心盖并且如上所述用导电材料形成第二侧壁735，可以实现EMI屏蔽。在这种实施例中，顶盖713和第一侧壁715可由弹性体、聚合物、环氧树脂等形成，并且可以由非导电材料形成，因为传感器703和控制芯片731被封闭在中心盖707和第二侧壁735的导电结构中。在其他实施例中，第一侧壁715和/或顶盖713可以由导电材料形成或与导电材料一起形成，以提供附加的EMI屏蔽。
在一些实施例中，控制芯片731、衬底745和焊盘729以及第二侧壁735可以如上所述被制造或提供，以形成前体积部分753。传感器703以及互连件723和725也可以如上所述附接至中心盖707。顶盖713可以被提供，并且第一侧壁715可以形成在顶盖713上，中心盖707随后被安装在第一侧壁715上以形成后体积部分751。之后，后体积部分751可以安装在前体积部分753上。
在其它实施例中，中心盖707可以被提供，并且第一侧壁715可以通过模制等形成在中心盖707上，并且顶盖713附接至第一侧壁715以形成后体积部分751。然后，后体积部分751可以安装在前体积部分753上。
图8A至图8C示出了根据一些实施例的各种盖和端口布置。图8A示出了顶部端口盖801，其具有设置在盖801的中间区域的端口805。传感器安装区域803覆盖端口805，使得设置在传感器安装区域803中的传感器覆盖端口805或者与端口805对准。
图8B示出了根据一些实施例的具有端口815的顶部端口盖811，端口815与盖811的中心或中间区域偏移。使端口815朝向盖811的一侧偏移允许与端口815相邻的传感器安装区域813的空间。因此，设置在传感器安装区域813中的传感器与端口815相邻且不与端口815对准。
图8C示出了根据一些实施例的具有多个端口825的顶部端口盖821。盖821可以具有围绕传感器安装区域823设置的多个端口825，在盖821中产生应力减小区域829。应力减小区域829通过多个端口825之间的桥接区域827连接盖821的其余部分。多个端口825的使用减少了例如通过封装的侧壁中的热应力引入盖821的应力的至少一部分传输至安装在传感器安装区域823中的传感器。具有形成应力减小区域的拐角的多个端口825使盖821的部分膨胀、收缩或移动，而不影响应力减小区域829和相关联的传感器。这是因为多个端口825至少部分地使盖821的边缘与盖821的中心解耦。多个端口825具有双重功能，减小相关联传感器上的应力，同时允许被感测的空气或环境材料穿过盖821。
一种示例性设备包括具有内腔的本体结构、设置在内腔的第一内表面上的控制芯片以及在第一侧处附接至内腔与第一内表面相对的第二内表面的传感器。传感器在传感器的面向第一内表面的第二侧上具有安装焊盘，并且传感器通过气隙与控制芯片垂直隔开，其中传感器至少部分地在控制芯片之上对准。该设备还包括具有安装在安装焊盘上的第一端的互连件，该互连件朝向第一内表面延伸穿过内腔，并且控制芯片通过互连件与传感器电通信。
在一些实施例中，本体结构包括侧壁、盖和衬底，其中衬底的表面是第一内表面，盖的表面是第二内表面，并且盖通过侧壁附接至衬底。在一些实施例中，盖由第一导电材料形成，侧壁包括第二导电材料，并且盖和侧壁为控制芯片和传感器提供电磁干扰(EMI)屏蔽。在一些实施例中，本体结构包括盖和衬底，衬底的第一表面是第一内表面，盖的第二表面是第二内表面，盖具有延伸超过传感器并界定内腔的侧部，并且盖在侧部的端部处附接至衬底。在一些实施例中，互连件是线接合互连件，互连件的第一端是球端。
一种示例性设备包括具有第一接触焊盘的衬底、侧壁以及通过侧壁附接至衬底的盖，其中盖通过由侧壁、盖和衬底限定的内腔与衬底分离。该设备还包括设置在衬底上并且从衬底延伸到内腔中的控制芯片，控制芯片与第一接触焊盘电通信。传感器在第一侧处附接至盖，其中传感器从盖延伸到内腔中，并且传感器具有安装焊盘。传感器通过气隙与控制芯片垂直隔开，并且传感器至少部分地在控制芯片之上对准。该设备还具有互连件，互连件具有安装在安装焊盘上的第一端，互连件延伸穿过内腔并且在互连件的与第一端相对的第二端处与第一接触焊盘进行电接触，其中互连件与侧壁隔开。
在一些实施例中，互连件是线接合互连件，并且互连件的第一端是球端。在一些实施例中，盖由导电材料形成。在一些实施例中，侧壁包括导电材料，并且为控制芯片和传感器提供电磁干扰(EMI)屏蔽。在一些实施例中，侧壁是盖的侧部。在一些实施例中，盖具有设置在其中的端口，并且传感器覆盖端口。在一些实施例中，盖具有设置在其中的端口，并且传感器与端口横向隔开。在一些实施例中，传感器是微电子机械系统(MEMS)麦克风。在一些实施例中，传感器具有延伸超过控制芯片的横向范围的横向伸展。
一种示例性方法包括：将传感器的第一侧附接至盖的第一侧，传感器具有设置在传感器的与第一侧相对的第二侧上的接触焊盘；在接触焊盘上提供互连件，互连件的第一端附接至接触焊盘，并且互连件远离接触焊盘延伸；将控制芯片附接至衬底的第一侧，并将控制芯片电连接至设置在衬底的第一侧处的平台焊盘；以及将盖粘附在衬底之上，其中这种粘附在盖和衬底之间形成内腔。在粘附之后，传感器和控制芯片均延伸到内腔中，在传感器和控制芯片之间提供气隙，并且在粘附之后，互连件延伸穿过内腔，并且互连件的第二端与平台焊盘进行电接触。
在一些实施例中，在粘附之后，传感器至少部分地在控制芯片之上横向对准。在一些实施例中，提供互连件包括形成线接合互连件，其中互连件的第一端作为球端。在一些实施例中，该方法还包括：在衬底上形成侧壁，其中侧壁的第一端粘附至衬底，侧壁是导电的，盖由导电材料形成，将盖粘附在衬底之上包括将盖粘附至侧壁的第二端，并且在粘附之后，盖和侧壁为控制芯片和传感器提供电磁干扰(EMI)屏蔽。在一些实施例中，盖包括延伸超过传感器的侧部，并且将盖粘附在衬底之上包括将盖的侧部粘附至衬底。在一些实施例中，盖是设置在具有用于传感器的后体积的第二封装部分上的中心盖，中心盖具有从后体积延伸穿过中心盖的端口，衬底是具有设置在衬底上的第一侧壁的第一封装部分的一部分，以及将盖粘附在衬底之上包括将第二封装部分粘附至第一封装部分的侧壁的端部，并且粘附形成内腔用作传感器的前体积。
虽然参照说明性实施例对本发明进行了描述，但这种描述不用于解释为限制性的。本领域技术人员将在参考说明书的情况下明白说明性实施例的各种修改和组合以及本发明的其他实施例。因此，所附权利要求包含任何这样的修改或实施例。

Claims (20)

1.一种设备，包括：
本体结构，具有内腔；
控制芯片，设置在所述内腔的第一内表面上；
传感器，在第一侧处附接至所述内腔的与所述第一内表面相对的第二内表面，所述传感器在所述传感器的面向所述第一内表面的第二侧上具有安装焊盘，其中所述传感器通过气隙与所述控制芯片垂直隔开，并且其中所述传感器至少部分地在所述控制芯片之上对准；以及
互连件，具有安装在所述安装焊盘上的第一端，所述互连件朝向所述第一内表面延伸穿过所述内腔；
其中所述控制芯片通过所述互连件与所述传感器电通信。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述本体结构包括侧壁、盖和衬底，其中所述衬底的表面是所述第一内表面，其中所述盖的表面是所述第二内表面，并且其中所述盖通过所述侧壁附接至所述衬底。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述盖由第一导电材料形成，其中所述侧壁包括第二导电材料，并且其中所述盖和所述侧壁为所述控制芯片和所述传感器提供电磁干扰(EMI)屏蔽。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述本体结构包括盖和衬底，其中所述衬底的第一表面是所述第一内表面，其中所述盖的第二表面是所述第二内表面，并且其中所述盖具有延伸超过所述传感器并界定所述内腔的侧部，并且其中所述盖在所述侧部的端部处附接至所述衬底。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述互连件是线接合互连件，并且其中所述互连件的所述第一端是球端。
6.一种设备，包括：
衬底，具有第一接触焊盘；
侧壁；
盖，通过所述侧壁附接至所述衬底，其中所述盖通过由所述侧壁、所述盖和所述衬底限定的内腔与所述衬底分离；
控制芯片，设置在所述衬底上并且从所述衬底延伸到所述内腔中，所述控制芯片与所述第一接触焊盘电通信；
传感器，在第一侧处附接至所述盖，所述传感器从所述盖延伸到所述内腔中，所述传感器具有安装焊盘，其中所述传感器通过气隙与所述控制芯片垂直隔开，并且其中所述传感器至少部分地在所述控制芯片之上对准；以及
互连件，具有安装在所述安装焊盘上的第一端，所述互连件延伸穿过所述内腔并且在所述互连件的与所述第一端相对的第二端处与所述第一接触焊盘进行电接触，其中所述互连件与所述侧壁隔开。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述互连件是线接合互连件，并且其中所述互连件的第一端是球端。
8.根据权利要求6所述的设备，其中所述盖由导电材料形成。
9.根据权利要求6所述的设备，其中所述侧壁包括导电材料，并且为所述控制芯片和所述传感器提供电磁干扰(EMI)屏蔽。
10.根据权利要求6所述的设备，其中所述侧壁是所述盖的侧部。
11.根据权利要求6所述的设备，其中所述盖具有设置在其中的端口，并且其中所述传感器覆盖所述端口。
12.根据权利要求6所述的设备，其中所述盖具有设置在其中的端口，并且其中所述传感器与所述端口横向隔开。
13.根据权利要求6所述的设备，其中所述传感器是微电子机械系统(MEMS)麦克风。
14.根据权利要求6所述的设备，其中所述传感器具有延伸超过所述控制芯片的横向范围的横向伸展。
15.一种方法，包括：
将传感器的第一侧附接至盖的第一侧，所述传感器具有设置在所述传感器的与所述第一侧相对的第二侧上的接触焊盘；
在所述接触焊盘上提供互连件，其中所述互连件的第一端附接至所述接触焊盘，并且其中所述互连件远离所述接触焊盘延伸；
将控制芯片附接至衬底的第一侧，并将所述控制芯片电连接至设置在所述衬底的第一侧处的平台焊盘；以及
将所述盖粘附在所述衬底之上，其中所述粘附在所述盖和所述衬底之间形成内腔；
其中在所述粘附之后，所述传感器和所述控制芯片均延伸到所述内腔中，并且在所述传感器和所述控制芯片之间提供气隙，并且其中在所述粘附之后，所述互连件延伸穿过所述内腔，并且所述互连件的第二端与所述平台焊盘进行电接触。
16.根据权利要求15所述的方法，其中在所述粘附之后，所述传感器至少部分地在所述控制芯片之上横向对准。
17.根据权利要求16所述的方法，其中提供所述互连件包括形成线接合互连件，其中所述互连件的所述第一端作为球端。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括：在所述衬底上形成侧壁，其中所述侧壁的第一端粘附至所述衬底，其中所述侧壁是导电的，并且其中所述盖由导电材料形成；
其中将所述盖粘附在所述衬底之上包括将所述盖粘附至所述侧壁的第二端；并且
其中在所述粘附之后，所述盖和所述侧壁为所述控制芯片和所述传感器提供电磁干扰(EMI)屏蔽。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述盖包括延伸超过所述传感器的侧部；并且
其中将所述盖粘附在所述衬底之上包括将所述盖的所述侧部粘附至所述衬底。
20.根据权利要求16所述的方法，其中所述盖是设置在具有用于所述传感器的后体积的第二封装部分上的中心盖，并且其中所述中心盖具有从所述后体积延伸穿过所述中心盖的端口；
其中所述衬底是具有设置在所述衬底上的第一侧壁的第一封装部分的一部分；并且
其中将所述盖粘附在所述衬底之上包括：将所述第二封装部分粘附至所述第一封装部分的侧壁的端部，并且其中所述粘附形成所述内腔用作所述传感器的前体积。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111792621A (zh) * 2020-07-06 2020-10-20 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种圆片级薄膜封装方法及封装器件

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018208230B4 (de) 2018-05-24 2021-01-28 Infineon Technologies Ag Mems-baustein und verfahren zum herstellen eines mems-bausteins
US10631100B2 (en) * 2018-09-12 2020-04-21 Infineon Technologies Ag Micro-electrical mechanical system sensor package and method of manufacture thereof
DE102019201228B4 (de) * 2019-01-31 2023-10-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Sensoreinrichtungen und Sensoreinrichtung
US11696082B2 (en) * 2019-07-31 2023-07-04 Knowles Electronics, Llc Insert molded or over molded insulating layers on enclosures for microphone assemblies
CN111314830B (zh) * 2019-12-07 2021-02-19 朝阳聚声泰（信丰）科技有限公司 一种信噪比高的mems麦克风及其生产方法
CN111223433B (zh) 2020-01-19 2021-01-15 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 一种goa电路和显示装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102275861A (zh) * 2010-06-01 2011-12-14 欧姆龙株式会社 半导体装置及传声器
CN102742301A (zh) * 2009-12-23 2012-10-17 意法半导体股份有限公司 微机电换能器及对应组装工艺
US20130161702A1 (en) * 2011-12-25 2013-06-27 Kun-Lung Chen Integrated mems device
CN203754411U (zh) * 2014-01-27 2014-08-06 中国电子科技集团公司第四十三研究所 一种双腔体mems混合集成金属封装结构
CN104229720A (zh) * 2013-06-05 2014-12-24 英特尔移动通信有限责任公司 芯片布置及用于制造芯片布置的方法
CN104394496A (zh) * 2014-11-18 2015-03-04 上海微联传感科技有限公司 一种小尺寸高灵敏度高信噪比的mems硅麦克风
US20150253169A1 (en) * 2011-09-19 2015-09-10 The Regents Of The University Of Michigan Fluid flow sensor
US20150264463A1 (en) * 2014-03-14 2015-09-17 Omron Corporation Microphone
US20170164107A1 (en) * 2015-12-04 2017-06-08 Invensense, Inc. Microphone package with an integrated digital signal processor

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5401115B2 (ja) * 2009-02-13 2014-01-29 興和株式会社 生物由来の生理活性物質の測定方法及び測定装置
US9258634B2 (en) 2010-07-30 2016-02-09 Invensense, Inc. Microphone system with offset apertures
US8850348B2 (en) * 2010-12-31 2014-09-30 Google Inc. Dynamic device-associated feedback indicative of responsible device usage
JP5382029B2 (ja) * 2011-02-22 2014-01-08 オムロン株式会社 マイクロフォンの製造方法
US9232302B2 (en) 2011-05-31 2016-01-05 Apple Inc. Microphone assemblies with through-silicon vias
US8842858B2 (en) * 2012-06-21 2014-09-23 Invensense, Inc. Electret condenser microphone
WO2014136579A1 (ja) * 2013-03-06 2014-09-12 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡システム及び内視鏡システムの作動方法
DE102014203881A1 (de) * 2014-03-04 2015-09-10 Robert Bosch Gmbh Bauteil mit Mikrofon- und Mediensensorfunktion
US9701534B2 (en) 2015-01-28 2017-07-11 STATS ChipPAC Pte. Ltd. Semiconductor device and method of forming MEMS package

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102742301A (zh) * 2009-12-23 2012-10-17 意法半导体股份有限公司 微机电换能器及对应组装工艺
CN102275861A (zh) * 2010-06-01 2011-12-14 欧姆龙株式会社 半导体装置及传声器
US20150253169A1 (en) * 2011-09-19 2015-09-10 The Regents Of The University Of Michigan Fluid flow sensor
US20130161702A1 (en) * 2011-12-25 2013-06-27 Kun-Lung Chen Integrated mems device
CN104229720A (zh) * 2013-06-05 2014-12-24 英特尔移动通信有限责任公司 芯片布置及用于制造芯片布置的方法
CN203754411U (zh) * 2014-01-27 2014-08-06 中国电子科技集团公司第四十三研究所 一种双腔体mems混合集成金属封装结构
US20150264463A1 (en) * 2014-03-14 2015-09-17 Omron Corporation Microphone
CN104394496A (zh) * 2014-11-18 2015-03-04 上海微联传感科技有限公司 一种小尺寸高灵敏度高信噪比的mems硅麦克风
US20170164107A1 (en) * 2015-12-04 2017-06-08 Invensense, Inc. Microphone package with an integrated digital signal processor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111792621A (zh) * 2020-07-06 2020-10-20 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种圆片级薄膜封装方法及封装器件
CN111792621B (zh) * 2020-07-06 2024-04-16 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种圆片级薄膜封装方法及封装器件

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Publication number Publication date
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