[發(fā)明專利]頂部端口微機(jī)電系統(tǒng)腔體封裝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410077250.5
• 申請(qǐng)日: 2014-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN104030233B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·普羅瑟羅;A·伊凡斯;梁建明;唐明項(xiàng);管軍華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宇芯(馬)有限公司
• 主分類號(hào): B81C1/00
• 分類號(hào): B81C1/00;B81B7/00
• 代理公司: 北京市中倫律師事務(wù)所11410
• 代理人: 張思悅

技術(shù)領(lǐng)域

公開了一種容納微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的封裝，更特別地，公開了一種用于制造頂部端口封裝的方法以及這樣制造的封裝。

背景技術(shù)

一種微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）設(shè)備是一種用于個(gè)人電子設(shè)備（PED）的麥克風(fēng)芯片中使用的聲換能器。這些設(shè)備包括但不限于蜂窩電話、膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)和諸如IPad（蘋果公司，庫比諦諾，加利福尼亞）之類的移動(dòng)數(shù)字設(shè)備。Loeppert等人的題為“Miniature?Silicon?Condenser?Microphone”的美國專利No.5,870,482中公開了一種聲換能器。該聲換能器被公開為具有帶有氮化硅膜片（diaphragm）的框架，該膜片結(jié)合到框架的一側(cè)并且懸臂式地延伸到另一側(cè)上方。框架與膜片之間的間隙形成可變空氣間隙電容器。聲學(xué)（聲）波對(duì)膜片的偏轉(zhuǎn)改變間隙間距，從而創(chuàng)建可測量的電容變化。

對(duì)于容納MEMS設(shè)備的封裝的需求是迫切的。該設(shè)備必須免受污垢、灰塵和機(jī)械損壞。需要電互連以在該設(shè)備與PED的其他電部件之間傳輸電信號(hào)。膜片的偏轉(zhuǎn)違背固定的空氣量，需要鄰近設(shè)備一側(cè)的氣密腔體。此外，隨著蜂窩電話和其他電氣設(shè)備變得更小和重量更輕，容納MEMS設(shè)備的封裝必須促成那些目標(biāo)。同樣地，對(duì)產(chǎn)品的成本約束要求所述封裝廉價(jià)且優(yōu)選地組裝不過于復(fù)雜。

Bolognia等人的題為“Reversible?Top/Bottom?MEMS?Package”的美國專利No.8,030,722以及公布的Wu等人的題為“MEMS?Microphone?Package”的美國專利申請(qǐng)出版物No.2011/0075875中公開了用于容納MEMS設(shè)備的代表性封裝。

美國8,030,722公開了一種用于MEMS設(shè)備的封裝，其具有由印刷電路板材料形成的覆蓋物和底座。傳導(dǎo)側(cè)壁將底座和覆蓋物電互連。MEMS設(shè)備安裝到底座或者覆蓋物，并且從MEMS設(shè)備延伸的絲焊接觸覆蓋物和底座二者上的電路跡線；將MEMS設(shè)備與這二者電互連。

美國2011/0075875公開了一種具有安裝到封裝覆蓋物的MEMS設(shè)備的MEMS封裝。該MEMS設(shè)備與電路跡線電互連，這些電路跡線從覆蓋物延伸到傳導(dǎo)側(cè)壁到底座中形成的電路跡線。諸如放大器或噪聲濾波器之類的集成電路設(shè)備與底座中形成的電路跡線電互連。

頂部和底部端口封裝主要由于終端應(yīng)用的機(jī)械要求而存在。頂部端口封裝經(jīng)常是優(yōu)選的，因?yàn)榈撞慷丝诜庋b在麥克風(fēng)所安裝的應(yīng)用PCB中需要相應(yīng)的孔。然而，如果膜（membrane）后面的空氣的比率大于其前面的比率，那么封裝尤其是關(guān)于信噪比具有改進(jìn)的技術(shù)性能（后面的空氣量大于前面的空氣量）。利用其中MEMS管芯直接連接到封裝襯底的底部端口封裝，容易通過將MEMS管芯安裝到聲音端口上方而獲得這種改進(jìn)的后面的量與前面的量的比率。對(duì)于許多應(yīng)用在機(jī)械上需要的頂部端口封裝而言，不可能利用標(biāo)準(zhǔn)封裝以獲得改進(jìn)的機(jī)械技術(shù)性能的方式安裝MEMS管芯。

有時(shí)，希望的是將MEMS設(shè)備安裝到包封該設(shè)備的封裝的覆蓋物。然而，像在上面引用的公開中那樣在覆蓋物和導(dǎo)電側(cè)壁中形成電路跡線以便與MEMS設(shè)備來回傳輸電信號(hào)，導(dǎo)致需要精確對(duì)準(zhǔn)的復(fù)雜封裝，這與簡化這種封裝并且降低這種封裝的成本的目標(biāo)相反。存在對(duì)于魯棒的封裝的需求，該封裝允許將MEMS設(shè)備安裝到該封裝的覆蓋物部件，沒有復(fù)雜組裝和高成本的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本文公開了一種制造包封微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）設(shè)備的封裝的方法。該方法包括步驟：（1）提供具有蓋和側(cè)壁的覆蓋物，端口通過蓋延伸。（2）將第一底座部件結(jié)合到側(cè)壁，從而限定具有由蓋、側(cè)壁和第一底座部件形成的表面的內(nèi)腔體。該第一底座部件進(jìn)一步具有通過其延伸的孔隙。（3）通過孔隙插入MEMS設(shè)備并且將MEMS設(shè)備結(jié)合到蓋，該MEMS設(shè)備至少部分地與端口重疊。（4）以及將第二底座部件結(jié)合到第一底座部件以便密封孔隙。

本文也公開了制造包封MEMS設(shè)備的封裝面板的方法。該方法包括步驟：（1）提供具有第一底座部件矩陣的面板。每個(gè)第一底座部件具有通過其延伸的孔隙。（2）提供用于矩陣的每個(gè)第一底座部件構(gòu)件的覆蓋物。每個(gè)覆蓋物具有蓋和側(cè)壁，端口通過蓋延伸。（3）將第一底座部件結(jié)合到側(cè)壁，從而限定具有由蓋、側(cè)壁和第一底座部件形成的表面的內(nèi)腔體。（4）通過每個(gè)孔隙插入MEMS設(shè)備并且將該MEMS設(shè)備結(jié)合到蓋，該MEMS設(shè)備至少部分地與端口重疊。（5）將第二底座部件結(jié)合到每個(gè)第一底座部件以便密封孔隙。（6）以及切分第一面板以便形成多個(gè)封裝。