專利名稱：具有至少一個端口的mems封裝及其制造方法
具有至少一個端口的MEMS封裝及其制造方法 相關(guān)申請的交叉參照
本申請是2008年2月21日提交的美國專利申請No. 12/034,764的延 續(xù)，該申請要求2007年3月7日提交的美國臨時專利申請No. 60/893,500 的優(yōu)先權(quán)，以上申請通過引用整體結(jié)合于此。
背景
移動通信技術(shù)進步近年來進展迅速。消費者越來越多地使用諸如蜂窩 電話、有網(wǎng)絡(luò)功能的蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)、手持計算機、膝 上計算機、平板計算機之類的移動通信設(shè)備或任何其它類似設(shè)備。 一般而 言，蜂窩電話包括外殼和外殼內(nèi)的印刷電路板(PCB)。聲換能器可具有 用于將該換能器電耦合至PCB的表面，且被固定在外殼中。至少一個聲學 路徑將該換能器的聲學端口耦合至外殼的外表面。該外殼可具有至少一個 聲音開口，用于經(jīng)由該聲學端口和聲學路徑在換能器與用戶之間傳送聲學 信號。因為蜂窩電話中的聲音開口的位置主要取決于蜂窩電話內(nèi)的換能器 聲學端口的位置，所以在某些類型的蜂窩電話中，在外殼內(nèi)安裝換能器會 存在問題。此外，換能器的聲學端口是通過穿過換能器外殼鉆孔或?qū)⒙晫W 端口塑造到換能器外殼中而形成，從而導致制造過程期間的效率顯著較低。
附圖簡述
為更好地理解本公開內(nèi)容，應(yīng)參考以下詳細描述和附圖，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的在多種類型的設(shè)備中使用的 MEMS封裝的立體圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的MEMS封裝的立體圖； 圖3-11是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的MEMS封裝的截面圖； 圖12-20是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的另一示例性MEMS封裝的截面圖21-29是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的另一示例性雙MEMS封 裝的截面圖30-36是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的另一示例性MEMS封裝 的截面圖37-42是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的另一示例性MEMS封裝 的截面圖43-48是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的另一示例性MEMS封裝 的截面圖49是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的多個MEMS封裝的面板的 平面圖50是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的包括MEMS封裝的通信設(shè) 備的截面圖51是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的包括MEMS封裝的通信設(shè) 備的另一所描述的示例的截面圖52是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的包括MEMS封裝的通信設(shè) 備的另 一所描述的示例的截面圖53-59是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的折疊MEMS封裝的截面
圖60-62是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的示例性折疊MEMS封裝 的截面圖；以及
圖63是根據(jù)本發(fā)明的各種不同實施方式的包括MEMS封裝的通信設(shè) 備的截面圖。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將能理解為了簡單和清楚起見示出了附圖中的元件。 還應(yīng)當理解的是，可能以特定的出現(xiàn)順序描述或描繪特定動作和/或步驟， 但本領(lǐng)域技術(shù)人員將能理解，實際并不需要關(guān)于順序的這些明確性。還應(yīng) 當理解的是，本文中所使用的術(shù)語和表達具有普通含義，就像關(guān)于它們相 應(yīng)的研究和學習領(lǐng)域給予這些術(shù)語和表達的含義一樣，除非在本文中另外 陳述特定含義。詳細描述
雖然本公開容許許多種修改和替代形式，但其特定實施方式將通過附
圖中的示例示出且這些實施方式將在本文中詳細描述。然而，應(yīng)當理解的 是，本公開內(nèi)容不旨在將本發(fā)明限制為所公開的特定形式，反之，本發(fā)明 旨在覆蓋落在如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修 改、替代物以及等價物。
在許多這些實施方式中，將多個個體MEMS封裝形成為鄰接單元，而且
該多個個體MEMS封裝中的每一個包括至少一個聲學端口。確定用于分離多 個個體MEMS封裝中的相鄰封裝的一個或多個分離邊界。隨后，根據(jù)該一 個或多個分離邊界將多個個體MEMS封裝中的每一個與其它分離，以提供 單獨和分立的個體MEMS封裝。由于分離而使設(shè)置在各個單獨和分立的個 體MEMS封裝中的各個聲學端口暴露，以允許聲能進入各個單獨和分立的 個體MEMS封裝。
在一個示例中，可將該鄰接單元安裝在安裝帶上。在另一示例中，可 通過真空固定該鄰接單元。用于固定該鄰接單元的其它手段也是可能的。 一旦固定，可通過諸如鋸切、激光切割、劃刻以及折斷來實現(xiàn)分離。其它 分離工藝也是可能的。
在其它示例中，將保護涂層至少部分涂敷到多個個體MEMS封裝中的 每一個。在分離之后，處理各個獨立和分立的個體MEMS封裝以去除涂層。
可以多種不同方式構(gòu)造和形成該MEMS封裝。在一個示例中，可將個 體MEMS封裝形成為具有第一結(jié)構(gòu)和附連至該第一結(jié)構(gòu)的第二結(jié)構(gòu)。此外， 可將個體MEMS封裝中的每一個形成為包括一腔?？稍谠撉粌?nèi)設(shè)置電子器 件和MEMS管芯。此外，可將MEMS封裝形成為單個MEMS封裝或雙 MEMS封裝。
在其它實施方式中，形成MEMS封裝，其包括細長的基座?？蓪⒁粋€ 或多個MEMS器件設(shè)置在該細長基座上。該基座的第一部分至少部分包圍 該一個或多個MEMS器件，并形成允許聲能在一個或多個MEMS器件處被 接收的至少一個聲學端口。
7可以多種方式、形狀或構(gòu)造折疊該基座的第一部分。在一種方法中，
可折疊該基座的第一部分從而為MEMS器件提供側(cè)壁。在另一示例中，可 折疊該基座的第一部分從而為MEMS器件提供蓋子。在另一示例中，可折 疊該基座的第一部分以使其至少部分位于該基座的余下部分之下。還可使 用這些示例的組合。此外，其它折疊安排和構(gòu)造是可能的。
該MEMS器件本身可以是MEMS管芯和電子器件。在一個示例中， 電子器件是集成電路，而MEMS管芯是話筒。
在這些實施方式的其它實施方式中，提供了微機電系統(tǒng)(MEMS)封 裝。該MEMS封裝包括基座和設(shè)置在該基座上的第一結(jié)構(gòu)。第二結(jié)構(gòu)被設(shè) 置在第一結(jié)構(gòu)上，而且該第二結(jié)構(gòu)被配置成形成第一腔，且具有附連至第 一結(jié)構(gòu)的至少一個側(cè)壁。至少一個MEMS管芯被設(shè)置在該腔中，而且形 成第一聲學端口穿透該側(cè)壁。第一聲學端口提供了允許聲能進入MEMS封 裝且在MEMS管芯處被接收的通道。
在其它示例中，MEMS封裝還包括電子器件。在一個示例中，該電子 器件是集成電路。在某些示例中，該MEMS管芯是話筒。
在其它示例中，該MEMS封裝被設(shè)置在電子裝置的腔中，該電子裝置 包括第二聲學端口，該第二聲學端口用于提供允許來自便攜式電子裝置外 部的聲能在該電子裝置的第二腔中被接收的第二通道。在一個示例中，該 電子裝置是蜂窩電話。便攜式電子裝置的其它示例是可能的。
在這些實施方式的其它實施方式中， 一種微機電系統(tǒng)(MEMS)封裝 包括MEMS結(jié)構(gòu)，而該MEMS結(jié)構(gòu)包括細長的基座。至少一個MEMS器 件被設(shè)置在該細長基座上，而且該細長基座的第一折疊部分被安排成與該 細長基座的余下部分成折疊關(guān)系，以至少部分地包圍至少一個MEMS器件， 并形成允許聲能在MEMS器件處被接收的至少一個聲學端口 。
可按照多種不同方式安排或配置該MEMS封裝的細長基座的第一折疊 部分。在一個示例中，第一折疊部分為MEMS封裝提供側(cè)壁。在一個示例 中，第一折疊部分為MEMS封裝提供蓋子。在另一示例中，第一折疊部分 至少部分位于該基座的余下部分之下?？墒褂眠@些安排的組合，而且其它 示例也是可能的。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，圖1示出了根據(jù)本文所描述的一個或多個實施方式的 封裝10的靈活性和可用性。提供了微機電系統(tǒng)(MEMS)組件和用于制造 這些封裝的方法。所提供的封裝具有小尺寸，因此適合于被包括在小和/或 薄的電子設(shè)備中。就這點而言，這些封裝可被包括在諸如計算機(例如臺 式機、膝上計算機、筆記本電腦、平板計算機、手持計算機、個人數(shù)字助
理(PDA)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、安保系統(tǒng))、通信設(shè)備(例如蜂窩電 話、有網(wǎng)絡(luò)功能的蜂窩電話、無線電話、尋呼機)、計算機相關(guān)的外設(shè)(例 如打印機、掃描儀、監(jiān)視器)、娛樂設(shè)備(例如電視、廣播、衛(wèi)星廣播、 立體音響、磁帶以及計算機光盤播放器、數(shù)碼相機、攝像機、盒式錄像機、 運動圖像專家組、音頻層3 (MP3)播放器、視頻游戲)、收聽設(shè)備(例如 助聽器、耳機、頭戴式耳機、藍牙無線頭戴式耳機、入耳式耳機、UWB無 線頭戴式耳機)等等之類的各種類型的設(shè)備中。其它設(shè)備示例也是可能的。 此外，這些封裝顯著地減輕或消除了電磁干擾(EMI)的影響。因為這些 封裝小而且容易制造，所以降低了制造成本且加強了可靠性。
在許多這些實施方式中，封裝IO包括管芯和電子器件。取決于期望的 應(yīng)用，該管芯可以是揚聲器、接收器、基于MEMS的硅接收器、雙接收器、 駐極話筒、動態(tài)話筒、基于MEMS的硅話筒、雙話筒、結(jié)合的話筒和接收 器。取決于期望應(yīng)用，該電子器件可以是集成電路(IC)、電容器、電阻 器、電感器或其他無源器件。應(yīng)當理解的是，可包括一個或多個管芯和電 子組件。該管芯和IC可被集成到單個芯片中。替代地，該管芯可通過引線 而直接接合至IC。
參考圖2，封裝10可包括外殼11，其具有通過導電粘合劑、焊料或?qū)?電粘合劑或焊料與不導電粘合劑(未示出)的組合而附連到一起的基座12、 隔離件14以及蓋子16。腔(未示出)在外殼11中形成。該腔可以是后體 積(back volumn)、前體積(front volumn)或混合體積?；?2和蓋子 16被示為具有至少一層。然而，基座12和蓋子16可使用多層，而且在本 文中更詳細地討論了這樣的示例。隔離件14被示為具有多層14a、 14b以 及14c，然而，該隔離件14可使用單層，而且在本文中更詳細地討論了這 樣的示例。雖然描繪了基座12、隔離件14以及蓋子16，但有可能去掉結(jié)構(gòu)12、 14、 16之一或添加附加結(jié)構(gòu)。例如，隔離件14可與基座12或蓋子 16集成為單個結(jié)構(gòu)以形成具有四個側(cè)壁的蓋子。替代地，在某些情況下， 可添加第二外殼以按照背對背對齊的方式與第一外殼ll耦合以形成層疊的 封裝。管芯和電子組件被設(shè)置在外殼11中。外殼11保護管芯和電子組件 不受光照、電磁干擾(EMI)以及物理破壞。取決于期望應(yīng)用，封裝10可 包括單個端口或多個端口。如圖所示，使用切割工藝在外殼11的側(cè)壁上形 成端口 18，用于提供通往設(shè)置在外殼11中的管芯的聲音路徑。端口 18可 采用各種形狀(例如圓形、方形或矩形)，且具有多種不同大小。第二端 口 (未示出)可形成在外殼ll上以提供方向特性，即全向、雙向或單向靈 敏性。在本公開中描述了有關(guān)側(cè)端口的形成的更多細節(jié)。
圖3-11示出在分離工藝期間形成聲學端口 118的一種工藝。圖3-11 在結(jié)構(gòu)上類似于圖1-2中的封裝10，而且其中以相同的標記習慣來指示相 同元件，例如元件12對應(yīng)于元件112。如圖3所示，提供第一結(jié)構(gòu)112作 為封裝100的基座?；?12可由印刷電路板(PCB)、柔性電路、可折 疊電路、陶瓷基板、薄膜多芯片模塊基板、預(yù)折疊基板以及它們的組合或 類似的基板材料組成。基座112可以是所嵌入的電子組件的剛性或柔性支 撐物。基座112可由導電材料、不導電材料或它們的組合組成。導電材料 可以是銅、銅合金、鋁合金、聚合物導電粘合劑(PCA)或合金以及它們 的組合。不導電材料可以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹脂(FR-4)、橡 膠、聚酰亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、液晶聚 合物(LCP)或塑料。交替的導電和不導電材料層利用粘合或不太粘合的 層疊技術(shù)而接合到一起。諸如汽相沉積、濺射、蒸鍍、涂敷、電沉積或電 鍍之類的其它合適的附連方法也能滿足需要。
現(xiàn)參考圖4，第二結(jié)構(gòu)114通過導電粘合劑、焊料或?qū)щ娬澈蟿┗蚝?料與不導電粘合劑(未示出)的組合而附連至第一結(jié)構(gòu)112。提供第二結(jié)構(gòu) 114，使其作為具有被側(cè)壁117包圍的腔115的隔離件。與第一結(jié)構(gòu)112的 材料相同的隔離件114可使用一層或多層。例如，可通過形成導電和不導 電材料的交替層來構(gòu)造隔離件114，并且這些層是使用粘合或不太粘合的層 疊技術(shù)而接合到一起的。導電材料可以是銅、銅合金、鋁合金、聚合物導
10電粘合劑(PCA)或合金以及它們的組合。不導電材料可以是阻燃劑織造
玻璃增強的環(huán)氧樹脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(PEI)、 聚四氟乙烯(PTFE)、液晶聚合物(LCP)或塑料。
如圖5所示，取決于期望應(yīng)用，使用蒸鍍、凝結(jié)、旋涂、噴涂、刷涂、 流涂或絲網(wǎng)印刷通過保護涂層120填充或覆蓋腔115的一部分，以保護管 芯和電子器件在切割期間免遭沖擊、應(yīng)力以及碎裂。還可使用其它技術(shù)。 保護涂層120可以是水溶性涂層，雖然取決于切割方法和它是否采用噴水， 但可使用水溶性涂層。可從軟固態(tài)的、蒸汽壓力高或分解溫度在15(TC附近、 去除后無殘余、不傾向于產(chǎn)生摩擦的一組材料中選擇保護涂層120。在一個 實施方式中，該保護涂層120可以是一般可從普羅梅魯斯有限責任公司 (Promems, LLC)獲得的按照貿(mào)易名稱統(tǒng)一的聚降冰片烯(PNB)材料或任 何類似材料。 一般而言，可利用熱將此材料作為液體涂敷并處理為固體。 分解通常在20(TC與425r之間的升高的溫度范圍下發(fā)生。替代地，可從可 蒸鍍或從水中升華以便去除的一組材料中選擇保護涂層120材料。 一組材 料包括含有12-18個碳原子的線性碳鏈分子。例如，保護涂層120可以是 十二垸醇、十七垸醇或諸如2,6-二氯-2,6-二甲基庚垸之類的氯化材料。在一 個優(yōu)選實施方式中，保護涂層120是十六烷醇CH3(CH2)15 OH，也稱為1-十六垸醇，其熔點高于24。C且優(yōu)選低于50。C，其沸點高于10(TC且優(yōu)選低 于150°C。
現(xiàn)在，如圖6所示，將MEMS管芯122和電子器件124設(shè)置在封裝100 的腔115中。利用粘合劑(未示出)將MEMS管芯122附連至第一結(jié)構(gòu)112。 例如，電子器件124可以是利用粘合劑(未示出)附連至第一結(jié)構(gòu)112的 IC。替代地，電子器件124可以是通過表面貼裝技術(shù)(SMT)附連至第一 結(jié)構(gòu)112的無源組件。在一個實施方式中，電子器件124是IC，而MEMS 管芯122是話筒。然后通過連接至話筒122的金屬絲126將IC管芯124引 線接合至話筒122上的焊盤(未示出)和第一結(jié)構(gòu)112上的焊盤(未示出)。 IC 124和話筒122可集成到單個芯片中，在管芯附連工藝中使用粘合劑將 該芯片附連至第一結(jié)構(gòu)112。
現(xiàn)參考圖7，第三結(jié)構(gòu)116通過導電粘合劑、焊料或?qū)щ娬澈蟿┗蚝噶吓c不導電粘合劑(未示出)的組合附連至第二結(jié)構(gòu)114。提供第三結(jié)構(gòu) 116作為封裝100的蓋子。第三結(jié)構(gòu)116類似于第一結(jié)構(gòu)112，且可使用一
層或多層。例如，可通過形成導電和不導電材料的交替層，并使用粘合或
不太粘合的層疊技術(shù)將這些層接合到一起來構(gòu)造蓋子116。導電材料可以是 銅、銅合金、鋁合金、聚合物導電粘合劑(PCA)或合金以及它們的組合。 不導電材料可以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹脂(FR-4)、橡膠、聚酰 亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、液晶聚合物(LCP) 或塑料。如之前所提到的，第三結(jié)構(gòu)116可與第二結(jié)構(gòu)114集成為單個結(jié) 構(gòu)以形成具有四個側(cè)壁的蓋子，且作為基座的第一結(jié)構(gòu)112附連至該蓋子， 從而限定外殼111?？商砑涌蛇x的第二外殼以按照背對背對齊的方式與第一 外殼111耦合以形成層疊的封裝。外殼111保護話筒122和IC 124免受光 照、EMI以及物理破壞。
現(xiàn)參考圖8，然后將封裝100安裝在可選的切割帶128上，然后沿切 割跡道130切割以生產(chǎn)多個封裝。替代地，可通過真空固定封裝100，然后 將其單片化為多個封裝。切割帶128的層可具有UV可釋放的粘合劑。帶
的其它示例也是可能的。進行切割，穿過外殼111且穿過外殼111中設(shè) 置的保護層120，但不切斷帶128以產(chǎn)生切口或鋸縫132，如圖9所示。可 使用鋸、激光、劃刻或折斷來實現(xiàn)切割。切割工藝的其它示例也是可能的。
現(xiàn)在，如圖10所示，當封裝IOO仍保留在帶128上時，將封裝100轉(zhuǎn) 移至處理室(未示出)中，并在一溫度下處理一定時間，直到將保護涂層 120完全從外殼111的腔115中去除。端口 118形成在毗鄰?fù)鈿?11的連接 壁134、 136的側(cè)壁上，從而允許聲學信號進入腔115以與外殼111內(nèi)安裝 的話筒122相互作用。封裝IOO的一個優(yōu)點在于，與常規(guī)的封裝不同，封 裝100的端口 118不是通過在結(jié)構(gòu)112、 114或116中機械地沖孔或鉆孔來 形成。切割外殼111然后處理保護涂層120，以形成用于提供通向設(shè)置在外 殼111內(nèi)的管芯122、 124的聲音路徑的端口 118，這簡化了制造工藝。此 外，降低了制造成本且增強了可靠性。
如圖11中所示，將封裝100與帶128—起暴露給UV輻照(未示出)。 暴露給該輻照，足以破壞帶128與封裝IOO之間的接合。替代地，可使用
12噴射針頭或UV、熱、噴射針頭的組合、或其它釋放技術(shù)，將封裝100從帶 128中釋放。然后在管芯分揀設(shè)備(未示出)準備好檢査、測試或?qū)嶋H使用
的情況下，將各個封裝IOO從帶128中剝離。
圖12-20示出在分離工藝期間形成聲學端口 218的一種工藝。圖12-20 在結(jié)構(gòu)上類似于圖3-11中的封裝100，而且其中以相同的標記習慣指示相 同元件，例如元件112對應(yīng)于元件212。如圖12所示，提供第一結(jié)構(gòu)212 作為封裝200的基座。基座212可由印刷電路板(PCB)、柔性電路、可 折疊電路、陶瓷基板、薄膜多芯片模塊基板、或類似的基板材料組成?；?座212可以是所嵌入的電子組件的剛性或柔性的支撐物。基座212可由導 電材料、不導電材料或它們的組合組成。導電材料可以是銅、銅合金、鋁 合金、聚合物導電粘合劑(PCA)或合金以及它們的組合。不導電材料可 以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯 聚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、液晶聚合物(LCP)或塑料。交 替的導電和不導電材料層利用粘合或不太粘合的層疊技術(shù)接合到一起。諸 如汽相沉積、濺射、蒸鍍、涂敷、電沉積或電鍍之類的其它合適的附連方 法也能滿足需要。
現(xiàn)參考圖13，第二結(jié)構(gòu)214通過導電粘合劑、焊料或?qū)щ娬澈蟿┗蚝?料與不導電粘合劑(未示出)的組合附連至第一結(jié)構(gòu)212。提供第二結(jié)構(gòu) 214作為具有被側(cè)壁217包圍的腔215的隔離件。與第一結(jié)構(gòu)212的材料相 同的隔離件214可使用一層或多層。例如，可通過形成導電和不導電材料 的交替層，并使用粘合或不太粘合的層疊技術(shù)將這些層接合到一起來構(gòu)造 隔離件214。導電材料可以是銅、銅合金、鋁合金、聚合物導電粘合劑(PCA) 或合金以及它們的組合。不導電材料可以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹 脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、 液晶聚合物(LCP)或塑料。
現(xiàn)在，如圖14所示，MEMS管芯222和電子器件224設(shè)置在封裝200 的腔215中。利用粘合劑(未示出)將MEMS管芯222附連至第一結(jié)構(gòu)212。 例如，電子器件224可以是利用粘合劑(未示出)附連至第一結(jié)構(gòu)212的 IC。替代地，電子器件224可以是通過表面貼裝技術(shù)(SMT)附連至第一結(jié)構(gòu)212的無源組件。在一個實施方式中，電子器件224是IC，而MEMS 管芯222是話筒。然后通過連接至話筒222的金屬絲226將IC管芯224引 線接合至話筒222上的焊盤(未示出)和第一結(jié)構(gòu)212上的焊盤(未示出)。 IC 224和話筒222可集成到單個芯片中，在管芯附連工藝中使用粘合劑將 該芯片附連至第一結(jié)構(gòu)212。
現(xiàn)參考圖15，取決于期望的應(yīng)用，使用蒸鍍、凝結(jié)、旋涂、噴涂、刷 涂、流涂或絲網(wǎng)印刷技術(shù)將保護層涂敷到腔215，以在切割工藝期間保護管 芯222、 224免遭沖擊、應(yīng)力以及碎裂。還可使用其它技術(shù)?？稍趯⒐苄?22、 224安裝至第一結(jié)構(gòu)212之后用保護涂層220部分填充腔215，但管芯222 不一定要完全被保護涂層220覆蓋。保護涂層220可以是水溶性涂層，雖 然取決于切割方法和它是否采用噴水，但可使用水溶性涂層?？蓮能浌虘B(tài) 的、蒸汽壓力高或分解溫度在15(TC附近、去除后無殘余、不傾向于產(chǎn)生摩 擦的一組材料中選擇保護涂層220。在一個實施方式中，該保護涂層220 可以是一般可從普羅梅魯斯有限責任公司(Promerus, LLC)獲得的按照貿(mào)易 名稱統(tǒng)一的聚降冰片烯(PNB)材料或任何類似材料。 一般而言，可利用 熱將此材料作為液體涂敷并處理為固體。分解通常在20(TC與425。C之間的 升高的溫度范圍下發(fā)生。替代地，可從可蒸鍍或從水中升華以便去除的一 組材料中選擇保護涂層220材料。 一組材料包括含有12-18個碳原子的線 性碳鏈分子。例如，保護涂層220可以是十二垸醇、十七垸醇或諸如2,6-二氯-2，6-二甲基庚烷之類的氯化材料。在一個優(yōu)選實施方式中，保護涂層 120是十六烷醇CH3(CH2)15 OH，也稱為l-十六烷醇，其熔點高于24。C且優(yōu) 選低于50°C，其沸點高于IO(TC且優(yōu)選低于150°C。
現(xiàn)參考圖16，第三結(jié)構(gòu)216通過導電粘合劑、焊料或?qū)щ娬澈蟿┗蚝?料與不導電粘合劑(未示出)的組合附連至第二結(jié)構(gòu)214。提供第三結(jié)構(gòu) 216作為封裝200的蓋子。第三結(jié)構(gòu)216類似于第一結(jié)構(gòu)212，且可使用一 層或多層。例如，可通過形成導電和不導電材料的交替層，并使用粘合或 不太粘合的層疊技術(shù)將這些層接合到一起來構(gòu)造蓋子216。導電材料可以是 銅、銅合金、鋁合金、聚合物導電粘合劑(PCA)或合金以及它們的組合。 不導電材料可以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(pei)、聚四氟乙烯(ptfe)、液晶聚合物(lcp) 或塑料。如之前所提到的，第三結(jié)構(gòu)216可與第二結(jié)構(gòu)214集成為單個結(jié) 構(gòu)以形成具有四個側(cè)壁的蓋子，而作為基座的第一結(jié)構(gòu)212附連至該蓋子， 從而限定外殼211?？商砑拥诙鈿ひ园凑毡硨Ρ硨R的方式與第一外殼 ，11耦4以形成ll晷的主卄裝。外吉2"保拍；壬辯，"知tc "4爭受來昭-
emi以及物理傷害。
現(xiàn)參考圖17，然后將封裝200安裝在可選的切割帶228上，然后沿切 割跡道230切割以生產(chǎn)多個封裝。替代地，可通過真空固定封裝200，然后 將其單片化為多個封裝。切割帶228的層可具有uv可釋放的粘合劑。帶 的其它示例也是可能的。切割穿過外殼211和穿過外殼211中設(shè)置的保護 層220進行，但不切斷帶228以產(chǎn)生切口或鋸縫232，如圖18所示。可使 用鋸、激光、劃刻或折斷來實現(xiàn)切割。切割工藝的其它示例也是可能的。
現(xiàn)在，如圖19所示，當封裝200仍保留在帶228上時，將封裝200轉(zhuǎn) 移至處理室(未示出)中，并在一溫度下處理一定時間，直到將保護涂層 220完全從外殼211的腔215中去除。端口 218形成在毗鄰?fù)鈿?11的連接 壁234、 236的側(cè)壁上，從而允許聲學信號進入腔215以與外殼211內(nèi)安裝 的話筒222相互作用。封裝200的一個優(yōu)點在于，與常規(guī)的封裝不同，封 裝200的端口 218不是通過在結(jié)構(gòu)212、 214或216中機械地沖孔或鉆孔來 形成。切割外殼211然后處理保護涂層220，以形成用于提供通向設(shè)置在外 殼211內(nèi)的管芯222、 224的聲音路徑的端口 218簡化了制造工藝。此外， 降低了制造成本且增強了可靠性。
如圖20中所示，將封裝200與帶228 —起暴露給uv輻照(未示出)。 暴露給該輻照足以破壞帶228與封裝200之間的接合。替代地，可使用噴 射針頭或uv、熱、噴射針頭的組合、或其它釋放技術(shù)將封裝200從帶228 釋放。然后在管芯分揀設(shè)備(未示出)準備好檢查、測試或?qū)嶋H使用的情 況下，將各個封裝200從帶228中剝離。
圖21-29示出在分離工藝期間形成聲學端口 318的一種工藝。圖21-29 在結(jié)構(gòu)上類似于圖12-20中的封裝200，而且其中以相同的標記習慣指示相 同元件，例如元件212對應(yīng)于元件312。如圖21所示，提供第一結(jié)構(gòu)312
15作為封裝300的基座?；?12可由印刷電路板(PCB)、柔性電路、可
折疊電路、陶瓷基板、薄膜多芯片模塊基板、或類似的基板材料組成。基
座312可以是所嵌入的電子組件的剛性或柔性的支撐物。基座312可由導 電材料、不導電材料或它們的組合組成。導電材料可以是銅、銅合金、鋁 合金、聚合物導電粘合劑(PCA)或合金以及它們的組合。不導電材料可 以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯 聚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、液晶聚合物(LCP)或塑料。交 替的導電和不導電材料層利用粘合或不太粘合的層疊技術(shù)接合到一起。諸 如汽相沉積、濺射、蒸鍍、涂敷、電沉積或電鍍之類的其它合適的附連方 法也能滿足需要。
現(xiàn)參考圖22，第二結(jié)構(gòu)314通過導電粘合劑、焊料或?qū)щ娬澈蟿┗蚝?料與不導電粘合劑(未示出)的組合附連至第一結(jié)構(gòu)312。提供第二結(jié)構(gòu) 314作為具有被側(cè)壁317包圍的腔315的隔離件。與第一結(jié)構(gòu)312的材料相 同的隔離件314可使用一層或多層。例如，可通過形成導電和不導電材料 的交替層，并使用粘合或不太粘合的層疊技術(shù)將這些層接合到一起來構(gòu)造 隔離件314。導電材料可以是銅、銅合金、鋁合金、聚合物導電粘合劑(PCA) 或合金以及它們的組合。不導電材料可以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹 脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、 液晶聚合物(LCP)或塑料。
如圖23所示，取決于期望應(yīng)用，使用蒸鍍、凝結(jié)、旋涂、噴涂、刷涂、 流涂或絲網(wǎng)印刷通過保護涂層320填充或覆蓋腔315的一部分，以保護管 芯和電子器件在切割期間免遭沖擊、應(yīng)力以及碎裂。還可使用其它技術(shù)。 保護涂層320可以是水溶性涂層，雖然取決于切割方法和它是否采用噴水， 但可使用水溶性涂層。可從軟固態(tài)的、蒸汽壓力高或分解溫度在150'C附近、 去除后無殘余、不傾向于產(chǎn)生摩擦的一組材料中選擇保護涂層320。在一個 實施方式中，該保護涂層320可以是一般可從普羅梅魯斯有限責任公司 (Promems, LLC)獲得的按照貿(mào)易名稱統(tǒng)一的聚降冰片烯(PNB)材料或任 何類似材料。 一般而言，可利用熱將此材料作為液體涂敷并處理為固體。 分解通常在20(TC與425。C之間的升高的溫度范圍下發(fā)生。替代地，可從可蒸鍍或從水中升華以便去除的一組材料中選擇保護涂層320材料。 一組材
料包括含有12-18個碳原子的線性碳鏈分子。例如，保護涂層320可以是 十二烷醇、十七垸醇或諸如2，6-二氯-2，6-二甲基庚烷之類的氯化材料。在一 個優(yōu)選實施方式中，保護涂層320是十六烷醇CH3(CH2)15 OH，也稱為1-十六垸醇，其熔點高于24'C且優(yōu)選低于50°C，其沸點高于IO(TC且優(yōu)選低 于150°C。
現(xiàn)在，如圖24所示，MEMS管芯322和電子器件324設(shè)置在封裝300 的腔315中。利用粘合劑(未示出)將MEMS管芯322附連至第一結(jié)構(gòu)312。 例如，電子器件324可以是利用粘合劑(未示出)附連至第一結(jié)構(gòu)312的 IC。替代地，電子器件324可以是通過表面貼裝技術(shù)(SMT)附連至第一 結(jié)構(gòu)312的無源組件。在一個實施方式中，電子器件324是IC，而MEMS 管芯322是話筒。然后通過連接至話筒322的金屬絲326將IC管芯324引 線接合至話筒322上的焊盤(未示出)和第一結(jié)構(gòu)312上的焊盤(未示出)。 IC 324和話筒322可集成到單個芯片中，在管芯附連工藝中使用粘合劑將 該芯片附連至第一結(jié)構(gòu)312。
現(xiàn)參考圖25，第三結(jié)構(gòu)316通過導電粘合劑、焊料或?qū)щ娬澈蟿┗蚝?料與不導電粘合劑(未示出)的組合附連至第二結(jié)構(gòu)314。提供第三結(jié)構(gòu) 316作為封裝300的蓋子。第三結(jié)構(gòu)316類似于第一結(jié)構(gòu)312，且可使用一 層或多層。例如，可通過形成導電和不導電材料的交替層，并使用粘合或 不太粘合的層疊技術(shù)將這些層接合到一起來構(gòu)造蓋子316。導電材料可以是 銅、銅合金、鋁合金、聚合物導電粘合劑(PCA)或合金以及它們的組合。 不導電材料可以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹脂(FR-4)、橡膠、聚酰 亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、液晶聚合物(LCP) 或塑料。如之前所提到的，第三結(jié)構(gòu)316可與第二結(jié)構(gòu)314集成為單個結(jié) 構(gòu)以形成具有四個側(cè)壁的蓋子，而作為基座的第一結(jié)構(gòu)312附連至該蓋子， 從而限定外殼311?？商砑拥诙鈿ひ园凑毡硨Ρ硨R的方式與第一外殼 311耦合以形成層疊的封裝。外殼311保護話筒322和IC 324免受光照、 EMI以及物理傷害。
現(xiàn)參考圖26，然后將封裝300安裝在可選的切割帶328上，然后沿切
17割跡道330切割以生產(chǎn)多個雙封裝。替代地，可通過真空固定封裝300，然 后將其單片化為多個封裝。切割帶328的層可具有UV可釋放的粘合劑。 帶的其它示例也是可能的。如圖27所示，切割穿過外殼311和穿過設(shè)置在 外殼311中的保護層320進行，但不切斷帶328以產(chǎn)生切口或鋸縫332，從 而形成雙封裝300?？墒褂娩彙⒓す?、劃刻或折斷來實現(xiàn)切割。切割工藝的 其它示例也是可能的。
現(xiàn)在，如圖28所示，當封裝300仍保留在帶328上時，將封裝300轉(zhuǎn) 移至處理室(未示出)中，并在一溫度下處理一定時間，直到將保護涂層 320完全從外殼311中去除。端口 318形成在毗鄰?fù)鈿?11的連接壁334、 336的側(cè)壁上，從而允許聲學信號進入腔315以與外殼311內(nèi)安裝的話筒 322相互作用。雙封裝300的一個優(yōu)點在于，與常規(guī)的封裝不同，封裝300 的端口 318不是通過在外殼311中機械地沖孔或鉆孔來形成。切割外殼311 然后處理保護涂層320，以形成用于提供通向設(shè)置在外殼311內(nèi)的管芯322、 324的聲音路徑的端口 318簡化了制造工藝。此外，降低了制造成本且增強 了可靠性。
最終，如圖29中所示，將封裝300與帶328 —起暴露給UV輻照(未 示出)。暴露給該輻照足以破壞帶328與封裝300之間的接合。替代地， 可使用噴射針頭或UV、熱、噴射針頭的組合、或其它釋放技術(shù)將封裝300 從帶328釋放。然后在管芯分揀設(shè)備(未示出)準備好檢査、測試或?qū)嶋H 使用的情況下，將各個封裝300從帶328中剝離。
圖30-36示出在分離工藝期間形成聲學端口 418的一種工藝。圖30-36 在結(jié)構(gòu)上類似于圖21-29中的封裝300，而且其中以相同的標記習慣指示相 同元件，例如元件312對應(yīng)于元件412。如圖30所示，提供第一結(jié)構(gòu)412 作為封裝400的基座。基座412可由印刷電路板(PCB)、柔性電路、可 折疊電路、陶瓷基板、薄膜多芯片模塊基板、或類似的基板材料組成?；?座412可以是所嵌入的電子組件的剛性或柔性的支撐物?；?12可由導 電材料、不導電材料或它們的組合組成。導電材料可以是銅、銅合金、鋁 合金、聚合物導電粘合劑(PCA)或合金以及它們的組合。不導電材料可 以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯
18聚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、液晶聚合物(LCP)或塑料。交 替的導電和不導電材料層利用粘合或不太粘合的層疊技術(shù)接合到一起。諸 如汽相沉積、濺射、蒸鍍、涂敷、電沉積或電鍍之類的其它合適的附連方 法也能滿足需要。
現(xiàn)參考圖31，第二結(jié)構(gòu)414通過導電粘合劑、焊料或?qū)щ娬澈蟿┗蚝?料與不導電粘合劑(未示出)的組合附連至第一結(jié)構(gòu)412。提供第二結(jié)構(gòu) 414作為具有被側(cè)壁417包圍的腔415的隔離件。與第一結(jié)構(gòu)412的材料相 同的隔離件414可使用一層或多層。例如，可通過形成導電和不導電材料 的交替層，并使用粘合或不太粘合的層疊技術(shù)將這些層接合到一起來構(gòu)造 隔離件414。導電材料可以是銅、銅合金、鋁合金、聚合物導電粘合劑(PCA) 或合金以及它們的組合。不導電材料可以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹 脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、 液晶聚合物(LCP)或塑料。第二結(jié)構(gòu)414可與第一結(jié)構(gòu)412集成為單個 結(jié)構(gòu)以形成具有四個側(cè)壁的基座外殼。
如圖32所示，然后將第一結(jié)構(gòu)412的底面安裝在切割帶428上，隨后 沿切割跡道430切割以產(chǎn)生如圖33所示的多個基座外殼411a。切割帶428 的層可具有UV可釋放的粘合劑。帶的其它示例也是可能的。如圖33所示， 切割穿過基座外殼411a進行，當不完全切斷帶428，以產(chǎn)生切口或鋸縫432。 可使用鋸、激光、劃刻或折斷來實現(xiàn)切割。切割工藝的其它示例也是可能 的。
現(xiàn)在，如圖34所示，MEMS管芯422和電子器件424設(shè)置在基座外殼 411a的腔415中。利用粘合劑(未示出)將MEMS管芯422附連至第一結(jié) 構(gòu)412。例如，電子器件424可以是利用粘合劑(未示出)附連至第一結(jié)構(gòu) 412的IC。替代地，電子器件424可以是通過表面貼裝技術(shù)(SMT)附連 至第一結(jié)構(gòu)412的無源組件。在一個實施方式中，電子器件424是IC，而 MEMS管芯422是話筒。然后通過連接至話筒422的金屬絲426將IC管芯 424引線接合至話筒422上的焊盤(未示出)和第一結(jié)構(gòu)412上的焊盤(未 示出)。IC 424和話筒422可集成到單個芯片中，在管芯附連工藝中使用 粘合劑將該芯片附連至第一結(jié)構(gòu)412。當基座外殼411a仍保留在帶428上時，使用導電粘合劑、焊料、或?qū)?電粘合劑或焊料與不導電粘合劑(未示出)的組合將多個蓋子416附連至 基座外殼411a，從而限定如圖35所示的封裝外殼411。蓋子416類似于基 座412，而且可使用一層或多層。例如，可通過形成導電和不導電材料的交 替層，并使用粘合或不太粘合的層疊技術(shù)將這些層接合到一起來構(gòu)造蓋子 416。導電材料可以是銅、銅合金、鋁合金、聚合物導電粘合劑(PCA)或 合金以及它們的組合。不導電材料可以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹脂 (FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、 液晶聚合物(LCP)或塑料。外殼411保護管芯422、 424免受光照、EMI 以及物理傷害。端口 418形成在外殼411的側(cè)壁上，從而允許聲學信號進 入腔415以與外殼411內(nèi)安裝的話筒422相互作用。封裝400的一個優(yōu)點 在于，與常規(guī)的封裝不同，封裝400的端口 418不是通過在外殼411中機 械地沖孔或鉆孔來形成。切割外殼411以形成端口 418簡化了制造工藝。 此外，降低了制造成本且增強了可靠性。
現(xiàn)在，如圖36所示，將封裝400與帶428 —起暴露給UV輻照(未示 出)。暴露給該輻照，足以破壞帶428與封裝400之間的接合。替代地， 可使用噴射針頭或UV、熱、噴射針頭的組合、或其它釋放技術(shù)將封裝400 從帶428釋放。然后在管芯分揀設(shè)備(未示出)準備好檢査、測試或?qū)嶋H 使用的情況下，將各個封裝400從帶428中剝離。
圖37-42示出在分離工藝期間形成聲學端口 518的一種工藝。圖37-42 在結(jié)構(gòu)上類似于圖30-36中的封裝400，而且其中以相同的標記習慣指示相 同元件，例如元件412對應(yīng)于元件512。如圖37所示，提供第一結(jié)構(gòu)512 作為封裝500的基座?；?12可由印刷電路板(PCB)、柔性電路、可 折疊電路、陶瓷基板、薄膜多芯片模塊基板、或類似的基板材料組成?；?座512可以是所嵌入的電子組件的剛性或柔性的支撐物?；?12可由導 電材料、不導電材料或它們的組合組成。導電材料可以是銅、銅合金、鋁 合金、聚合物導電粘合劑(PCA)或合金以及它們的組合。不導電材料可 以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯 聚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、液晶聚合物(LCP)或塑料。交
20替的導電和不導電材料層利用粘合或不太粘合的層疊技術(shù)接合到一起。諸 如汽相沉積、濺射、蒸鍍、涂敷、電沉積或電鍍之類的其它合適的附連方
72:t]i目5Wi疋而安。
現(xiàn)參考圖38，第二結(jié)構(gòu)514通過導電粘合劑、焊料或?qū)щ娬澈蟿┗蚝?料與不導電粘合劑(未示出)的組合附連至第一結(jié)構(gòu)512。提供第二結(jié)構(gòu) 514作為具有被側(cè)壁517包圍的腔515的隔離件。與第一結(jié)構(gòu)512的材料相 同的隔離件514可使用一層或多層。例如，可通過形成導電和不導電材料 的交替層，并使用粘合或不太粘合的層疊技術(shù)將這些層接合到一起來構(gòu)造 隔離件514。導電材料可以是銅、銅合金、鋁合金、聚合物導電粘合劑(PCA) 或合金以及它們的組合。不導電材料可以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹 脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、 液晶聚合物(LCP)或塑料。第二結(jié)構(gòu)514可與第一結(jié)構(gòu)512集成到單個 結(jié)構(gòu)中以形成具有四個側(cè)壁517的基座外殼511a。在基座外殼511a上形成 多個切割跡道530以便部分切割。
現(xiàn)參考圖39，沿切割跡道530切割基座外殼511a以產(chǎn)生多個基座外殼 511a。切割穿過第二結(jié)構(gòu)514進行，但不完全切斷第一結(jié)構(gòu)512以產(chǎn)生切 口或鋸縫532。可使用鋸、激光、劃刻或折斷來實現(xiàn)切割。切割工藝的其它 示例也是可能的。因為沒有完全切斷第一結(jié)構(gòu)512，所以形成了支持薄條 (web)，以將各個基座外殼511a保持在離開支持薄條的固定位置中。
現(xiàn)在，如圖40所示，MEMS管芯522和電子器件524設(shè)置在基座外殼 511a的腔515中。利用粘合劑(未示出)將MEMS管芯522附連至第一結(jié) 構(gòu)512。例如，電子器件524可以是利用粘合劑(未示出)附連至第一結(jié)構(gòu) 512的IC。替代地，電子器件524可以是通過表面貼裝技術(shù)(SMT)附連 至第一結(jié)構(gòu)512的無源組件。在一個實施方式中，電子器件524是IC，而 MEMS管芯522是話筒。然后通過連接至話筒522的金屬絲526將IC管芯 524引線接合至話筒522上的焊盤(未示出)和第一結(jié)構(gòu)512上的焊盤(未 示出)。IC 524和話筒522可集成到單個芯片中，在管芯附連工藝中使用 粘合劑將該芯片附連至第一結(jié)構(gòu)512。
如圖41所示，使用導電粘合劑、焊料或?qū)щ娬澈蟿┗蚝噶吓c不導電粘合劑(未示出)的組合將多個蓋子516附連至基座512，從而限定封裝外殼
511。蓋子516類似于基座512，而且可使用一層或多層。例如，可通過形 成導電和不導電材料的交替層，并使用粘合或不太粘合的層疊技術(shù)將這些 層接合到一起來構(gòu)造蓋子516。導電材料可以是銅、銅合金、鋁合金、聚合 物導電粘合劑(PCA)或合金以及它們的組合。不導電材料可以是阻燃劑 織造玻璃增強的環(huán)氧樹脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(PEI)、 聚四氟乙烯(PTFE)、液晶聚合物(LCP)或塑料。外殼511保護管芯522、 524免受光照、EMI以及物理傷害。沿外殼511引入第二多個切割跡道533 (參見圖41)，以將外殼511完全分離成單個封裝500。
現(xiàn)在，如圖42所示，端口 518形成在外殼511的側(cè)壁上，從而允許聲 學信號進入腔515以與外殼511內(nèi)安裝的話筒522相互作用。封裝500的 一個優(yōu)點在于，與常規(guī)的封裝不同，封裝500的端口 518不是通過在外殼 511中機械地沖孔或鉆孔來形成。切割外殼511以形成端口 518簡化了制造 工藝。此外，降低了制造成本且增強了可靠性。最終，各個封裝500準備 好進行檢查、測試或?qū)嶋H使用。
圖43-48示出在分離工藝期間形成聲學端口 618的一種工藝。圖43-48 在結(jié)構(gòu)上類似于圖37-42中的封裝400，而且其中以相同的標記習慣指示相 同元件，例如元件612對應(yīng)于元件512。如圖43所示，提供第一結(jié)構(gòu)612 作為封裝600的基座?；?12可由印刷電路板(PCB)、柔性電路、陶 瓷基板、薄膜多芯片模塊基板、或類似的基板材料組成?；?12可以是 所嵌入的電子組件的剛性或柔性的支撐物?；?12可由導電材料、不導 電材料或它們的組合組成。導電材料可以是銅、銅合金、鋁合金、聚合物 導電粘合劑(PCA)或合金以及它們的組合。不導電材料可以是阻燃劑織 造玻璃增強的環(huán)氧樹脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(PEI)、 聚四氟乙烯(PTFE)、液晶聚合物(LCP)或塑料。交替的導電和不導電 材料層利用粘合或不太粘合的層疊技術(shù)接合到一起。諸如汽相沉積、濺射、 蒸鍍、涂敷、電沉積或電鍍之類的其它合適的附連方法也能滿足需要。如 圖44所示，基座612包括第一腔615a和與第一腔615a相反的第二腔615b。 基座612還包括第一側(cè)壁617a和與第一側(cè)壁617a相反的第二側(cè)壁617b。沿切割跡道630a、 630b部分切割基座612以形成如圖45所示的多個基座 夕卜殼。
現(xiàn)參考圖45，沿切割跡道630a、 630b部分切割基座612。通過沿切割 跡道630a部分切斷基座612的第一表面以產(chǎn)生切口或鋸縫632a來進行第 一次切割。通過沿切割跡道630b部分切斷基座612的第二表面以產(chǎn)生切口 或鋸縫632b來進行第二次切割。替代地，可僅在基座612的第一或第二表 面中的任一個上進行一次切割，只要在基座的一個表面上形成了至少一個 支持薄條632a'或632b，，以將各個基座外殼611保持在離開支持薄條632a' 或632b'的固定位置。可使用鋸、激光、劃刻或折斷來實現(xiàn)切割。切割工藝 的其它示例也是可能的。
現(xiàn)在，如圖46所示，MEMS管芯622和電子器件624設(shè)置在基座612 的腔615a、 615b中。利用粘合劑(未示出)將MEMS管芯622附連至基 座612的第一和第二表面。例如，電子器件624可以是利用粘合劑(未示 出)附連至基座612的第一和第二表面的IC。替代地，電子器件624可以 是通過表面貼裝技術(shù)(SMT)附連至基座612的第一和第二表面的無源組 件。在一個實施方式中，電子器件624是IC，而MEMS管芯622是話筒。 然后通過連接至話筒622的金屬絲626將IC管芯624引線接合至話筒622 上的焊盤(未示出)和基座612的第一和第二表面上的焊盤(未示出)。 IC 624和話筒622可集成到單個芯片中，在管芯附連工藝中使用粘合劑將 該芯片附連至第一結(jié)構(gòu)612。
如圖47所示，使用導電粘合劑、焊料、或?qū)щ娬澈蟿┗蚝噶吓c不導電 粘合劑(未示出)的組合將第二結(jié)構(gòu)616a附連至基座612的側(cè)壁617a，且 將第三結(jié)構(gòu)616b附連至基座612的側(cè)壁617b，從而限定封裝外殼611。提 供第二和第三結(jié)構(gòu)616a、 616b作為蓋子。與第一結(jié)構(gòu)612不同，第二和第 三結(jié)構(gòu)616a、 616b可使用一層或多層。例如，可通過形成導電和不導電材 料的交替層，并使用粘合或不太粘合的層疊技術(shù)將這些層接合到一起來構(gòu) 造蓋子616a、 616b。導電材料可以是銅、銅合金、鋁合金、聚合物導電粘 合劑(PCA)或合金以及它們的組合。不導電材料可以是阻燃劑織造玻璃 增強的環(huán)氧樹脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(PEI)、聚
23四氟乙烯(PTFE)、液晶聚合物(LCP)或塑料。封裝外殼611保護管芯 622、 624免受光照、EMI以及物理傷害。引入沿外殼611的第三多個切割 跡道633 (參見圖41)，以將外殼611完全分離成單個層疊的封裝600。
現(xiàn)在，如圖48所示，端口 618形成在外殼611的側(cè)壁上，從而允許聲 學信號進入腔615a、 615b以與外殼611內(nèi)安裝的話筒622相互作用。層疊 封裝600的一個優(yōu)點在于，與常規(guī)的封裝不同，封裝600的端口 618不是 通過在外殼611中機械地沖孔或鉆孔來形成。切割外殼611以形成端口 618 簡化了制造工藝。此外，降低了制造成本且增強了可靠性。最終，各個層 疊封裝600準備好進行檢查、測試或?qū)嶋H使用。
圖49是示出面板752的平面圖。該面板752包括多個對齊孔徑754， 以當將一個以上面板組裝到一起以形成多個封裝700時確保面板752的正 確放置和對齊。面板752可以是基座外殼、上外殼、基座與側(cè)壁的組合、 或上外殼與側(cè)壁的組合。
圖50-52和63示出含有換能器封裝732的電子設(shè)備760。該電子設(shè)備 760可以是有網(wǎng)絡(luò)功能的電話、蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)設(shè)備、膝 上計算機、尋呼機、數(shù)碼相機、收聽設(shè)備、助聽設(shè)備等。在這些實施方式 中，該電子設(shè)備760是蜂窩電話。設(shè)備760包括外殼，該外殼具有上外殼 762和下外殼764，其中下外殼764通過包括機械緊固、壓接、焊接或粘接 之類的任何合適的附連方法接合至上外殼762。在外殼的表面上引入至少一 個聲音開口 774以允許聲波進入或離開。在設(shè)備760中包括印刷電路板 (PCB) 776，其包括在設(shè)備760工作期間使用的電組件和其它組件。引入 封裝732的至少一個連接表面(四個表面被示為766、 768、 770、 772)用 于與上和下外殼762、 764的內(nèi)壁、PCB 776或它們的組合連接。如圖50 所示，連接表面766通過焊接工藝電連接至PCB 776的第一表面；然而，
本領(lǐng)域技術(shù)人員將能理解的是，包括導電粘合劑、觸點、彈簧裝載的觸點、 插頭等的任何形式的電連接均可滿足需要。PCB 776的與第一表面相反的
第二表面耦合至上外殼762的內(nèi)壁。封裝732的連接表面768耦合至下外 殼764的內(nèi)壁。在設(shè)備760中形成腔778，以通過腔778將設(shè)備760的聲音 開口 774聲學地耦合至封裝732的聲學端口 734。腔778可以是后體積、前體積、混合體積或凹部。在此實施方式中，該腔778是前體積。其它類型 的腔也是可能的。
如圖51所示，提供聲學密封784以將上外殼762密封至PCB 776。在 外殼762的表面上引入第二聲音開口 780以允許聲波進入或離開。在PCB 776中形成孔徑786，以通過在上外殼762與PCB 726之間形成的第二腔 788將第二聲音開口 780聲學地耦合至孔徑786。在封裝732中形成第二可 選的聲音端口 (未示出)以提供方向特性。
現(xiàn)在參考圖52，通過任何已知技術(shù)將封裝732的連接壁770附連至上 外殼762的內(nèi)壁。將端口 734在其中定位的封裝732的連接壁772附連至 PCB 776的上表面。通過任何已知技術(shù)在PCB 776中形成腔778，該腔778 聲學地耦合至封裝732的端口 734。引入設(shè)備760的聲音開口 774，以允許 聲波進入腔778并與形成在封裝732中的管芯相互作用。
現(xiàn)參考圖63，在設(shè)備760中設(shè)置了墊片792以起聲學密封的作用。封 裝732附連至PCB 776和墊片792的表面?？蓪|片792形成為設(shè)備外殼 的一部分，其包括開口 774以允許聲學信號進入并與設(shè)置在封裝732中的 管芯相互作用。替代地，可將墊片792形成為封裝732的一部分。
圖53-59示出在分離工藝期間形成聲學端口 818的一種工藝。圖53-59 在結(jié)構(gòu)上類似于圖37-42中的封裝500，而且其中以相同的參照習慣指示相 同元件，例如元件512對應(yīng)于元件812。如圖53所示，結(jié)構(gòu)812包括基座 部分813、側(cè)壁817以及細長部分819。結(jié)構(gòu)812可由印刷電路板(PCB)、 柔性電路、陶瓷基板、薄膜多芯片模塊基板、或剛性基板、可折疊基板以 及它們的組合或類似的基板材料組成。結(jié)構(gòu)812可以是所嵌入的電子組件 的剛性或柔性的支撐物?；?12可由導電材料、不導電材料或它們的組 合組成。導電材料可以是銅、銅合金、鋁合金、聚合物導電粘合劑(PCA) 或合金以及它們的組合。不導電材料可以是阻燃劑織造玻璃增強的環(huán)氧樹 脂(FR-4)、橡膠、聚酰亞胺、聚乙烯聚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、 液晶聚合物(LCP)或塑料。交替的導電和不導電材料層利用粘合或不太 粘合的層疊技術(shù)接合到一起。諸如汽相沉積、濺射、蒸鍍、涂敷、電沉積 或電鍍之類的其它合適的附連方法也能滿足需要。在結(jié)構(gòu)812上形成多個
25切割跡道830以便部分切割。
在切割期間形成多個切口或鋸縫832，但因為沒有完全切斷結(jié)構(gòu)812， 所以形成了如圖54所示的多個支持薄條832a。可使用鋸、激光、劃刻或折 斷來實現(xiàn)切割。切割工藝的其它示例也是可能的。在結(jié)構(gòu)812上形成至少 一個折疊線842 (參見圖57)用于折疊工藝以形成外殼811。以下是有關(guān)外 殼形成的更多細節(jié)。
現(xiàn)在，如圖55所示，將MEMS管芯822和電子器件824安裝在基座 部分813的上表面上。利用粘合劑(未示出)將MEMS管芯822附連至基 座部分813。例如，電子器件824可以是利用粘合劑(未示出)附連至基座 部分813的IC。替代地，電子器件824可以是通過表面貼裝技術(shù)(SMT) 附連至基座部分813的無源組件。在一個實施方式中，電子器件824是IC， 而MEMS管芯822是話筒。然后通過連接至話筒822的金屬絲826將IC 管芯824引線接合至話筒822上的焊盤(未示出)和基座部分813上的焊 盤(未示出)。IC 824和話筒822可集成到單個芯片中，在管芯附連工藝 中使用粘合劑將該芯片附連至基座部分813。
現(xiàn)參考圖56,沿薄條832a引入第二多個切割跡道833，以將結(jié)構(gòu)812 單片化成如圖57所示的單個封裝800。如圖58所示，沿折疊線842折疊細 長部分819以形成外殼811。折疊細長部分819的第一部分，以使第一部分 的底面附連至基座部分813的底面。折疊細長部分的第二部分，以將第二 部分的底面附連至側(cè)壁817的外表面。折疊細長部分819的余下部分以形 成蓋子816，從而保留外殼811的一部分開口。然后在外殼811的一側(cè)上形 成端口818，從而允許聲波進入外殼811并與管芯822、 824相互作用。外 殼811保護管芯822、 824免受光照、EMI以及物理傷害。，替代地，細長部 分819的余下部分在側(cè)壁817的上部定位的位置處終止，以形成開口 818。 通過折疊細長部分819至少一次形成多層基座部分813。將折疊的細長部分 819附連至基座部分813的下表面。形成了尺寸大于圖58中所示的部分818 的如圖59所示的開口 818，從而允許聲波進入外殼811。封裝800的一個 優(yōu)點在于，與常規(guī)的封裝不同，不需要結(jié)構(gòu)812上的預(yù)沖孔的開口以與開 口818對齊。最終，各個封裝800準備好進行檢査、測試或?qū)嶋H使用。
26圖60-62示出包括在切割工藝期間形成的側(cè)端口 918的折疊封裝900。 圖60-62在結(jié)構(gòu)上類似于上述封裝，而且用相同的標記習慣標識相同元件。 為簡單起見僅示出了一個封裝900。如圖60所示，在將第一和第二結(jié)構(gòu)912、 816切割成單個封裝900之后，形成端口918。替代地，在將第一結(jié)構(gòu)912 單片化之后，將第二結(jié)構(gòu)916附連至第一結(jié)構(gòu)912。第一結(jié)構(gòu)912包括具有 側(cè)壁917的基座和安裝在第一結(jié)構(gòu)912的基座上的至少一個管芯922。將第 二結(jié)構(gòu)916附連至第一結(jié)構(gòu)912的側(cè)壁917以形成外殼911。第二結(jié)構(gòu)916 包括與第一結(jié)構(gòu)916的基座部分相反的蓋子部分和附連至蓋子部分的細長 部分919。在細長部分919上形成至少一條折疊線(未示出)，以按照任何 期望形狀折疊細長部分919。第一結(jié)構(gòu)912的至少一部分被折疊細長部分 919覆蓋，且保留側(cè)端口 918不被覆蓋，從而允許聲波進入外殼911以與其 中安裝的管芯922相互作用。如圖61-62所示，將細長部分919毗鄰蓋子 916的第一部分向下折疊，以使一個側(cè)壁917的外表面被該第一部分覆蓋且 附連至該第一部分。折疊細長部分919的第二部分以使其附連第一結(jié)構(gòu)812 的基座部分的下表面。細長部分919的第二部分的末端在側(cè)端口 912定位 的位置處終止。
應(yīng)當理解的是，上述方法的各種變化是可能的。例如，對上述方法的 變化可包括以不同的順序執(zhí)行上述步驟。此外，可將一個以上封裝安裝在 設(shè)備中。例如，可在電子設(shè)備內(nèi)設(shè)置層疊的封裝、雙封裝或折疊封裝。還 可將使用本發(fā)明的封裝用作駐極體型換能器封裝、光學封裝、傳感器封裝 等。其它類型的用途和封裝類型也是可能的。在另一示例中，可將用于將 封裝耦合至任何音頻或通信裝置的PCB的可選終端焊盤形成在第一結(jié)構(gòu)、 第二結(jié)構(gòu)、第三結(jié)構(gòu)或以上至少兩種結(jié)構(gòu)的組合上。在另一示例中，在該 過程的最終步驟中使用激光切割技術(shù)來將該結(jié)構(gòu)單片化并形成端口，然后 不需要部分切割步驟。
在本文中描述了此發(fā)明的優(yōu)選實施方式，包括用于發(fā)明人已知的實現(xiàn) 本發(fā)明的最佳模式。應(yīng)當理解的是，所示實施方式僅僅是示例性的，而且 不應(yīng)當理解為限制本發(fā)明的范圍。
2權(quán)利要求
1.一種形成多個單獨和分立的個體微機電系統(tǒng)(MEMS)封裝的方法，包括將多個個體MEMS封裝形成為鄰接單元，而且所述多個個體MEMS封裝中的每一個包括至少一個聲學端口；確定用來分離所述多個個體MEMS封裝中的相鄰封裝的一個或多個分離邊界；以及隨后根據(jù)所述一個或多個分離邊界將所述多個個體MEMS封裝中的每一個與其它MEMS封裝分離，以提供單獨和分立的個體MEMS封裝，其中設(shè)置在各個單獨和分立的個體MEMS封裝中的各個聲學端口由于所述分離而暴露，以允許聲能進入各個單獨和分立的個體MEMS封裝。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將所述鄰接單元安裝 在安裝帶上。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述分離包括利用從由鋸切、 激光切割、劃刻以及折斷組成的組中選擇的工藝進行分離。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將保護涂層至少部分 地涂敷到所述多個個體MEMS封裝中的每一個，并在所述分離之后，處理所 述單獨和分立的個體MEMS封裝中的每一個以去除所述涂層。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，形成多個個體MEMS封裝包 括形成基座和附連至所述基座的第一結(jié)構(gòu)。 '
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述多個個體MEMS封裝中 的每一個包括腔，而且其中形成多個個體MEMS封裝包括進一步將電子器件 和MEMS管芯設(shè)置在所述多個個體MEMS封裝中的每一個的所述腔中，而且 其中所述MEMS封裝是從由單MEMS封裝和雙MEMS封裝組成的組中選擇 的封裝。
7. —種形成微機電系統(tǒng)(MEMS)封裝的方法，包括 形成MEMS封裝，所述MEMS封裝包括細長基座； 將至少一個MEMS器件設(shè)置到所述基座上；折疊所述基座的第一部分，以使其至少部分地包圍所述至少一個MEMS 器件，并形成允許聲能在所述至少一個MEMS器件處被接收的至少一個聲學 端口。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，折疊所述基座的第一部分包 括折疊所述基座的所述第一部分以提供毗鄰所述MEMS器件的側(cè)壁。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，折疊所述基座的第一部分包 括折疊所述基座的所述第一部分從而為所述MEMS器件提供蓋子。
10. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，折疊所述基座的第一部分包 括折疊所述基座的所述第一部分以使其至少部分地位于所述基座的余下部分 之下。
11. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述MEMS器件包括MEMS 管芯和電子器件。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述電子器件包括集成電 路，而所述MEMS管芯包括話筒。
13. —種微機電系統(tǒng)(MEMS)封裝，包括第一結(jié)構(gòu)；第二結(jié)構(gòu)，其被設(shè)置在所述第一結(jié)構(gòu)上且形成第一腔，所述第二結(jié)構(gòu)具有 附連至所述第一結(jié)構(gòu)的至少一個側(cè)壁；設(shè)置在所述腔中的至少一個MEMS管芯；穿過所述側(cè)壁形成的第一聲學端口，所述第一聲學端口提供允許聲能進入 所述MEMS封裝并在所述至少一個MEMS管芯處被接收的通道。
14. 如權(quán)利要求13所述的MEMS封裝，其特征在于，還包括設(shè)置在所述 腔中的電子器件。
15. 如權(quán)利要求14所述的MEMS封裝，其特征在于，所述電子器件包括 集成電路、電容器、電阻器以及電感器中的一種。
16. 如權(quán)利要求13所述的MEMS封裝，其特征在于，所述MEMS管芯 包括話筒、揚聲器、接收器以及聯(lián)合的話筒和接收器中的一種。
17. 如權(quán)利要求13所述的MEMS封裝，其特征在于，所述MEMS封裝 被設(shè)置在電子裝置的腔中，所述電子裝置包括第二聲學端口，所述第二聲學端口用于提供允許來自所述便攜式電子裝置外部的聲能在所述電子裝置的所述 第二腔中被接收的第二通道。
18. 如權(quán)利要求17所述的MEMS封裝，其特征在于，所述電子裝置包括 蜂窩電話、膝上計算機、平板計算機、個人數(shù)字助理、相機、收聽設(shè)備以及助 聽器中的一種。
19. 如權(quán)利要求17所述的MEMS封裝，其特征在于，所述第二腔包括后 體積和前體積中的一個。
20. —種微機電系統(tǒng)(MEMS)封裝，包括 MEMS結(jié)構(gòu)，所述MEMS結(jié)構(gòu)包括細長基座； 設(shè)置在所述細長基座上的至少一個MEMS器件；以及 所述細長基座的第一折疊部分被配置成與所述細長基座的余下部分成折疊關(guān)系，并至少部分地包圍所述至少一個MEMS器件，所述第一折疊部分至 少部分地形成至少一個聲學端口，以允許聲能在所述MEMS器件處被接收。
21. 如權(quán)利要求20所述的MEMS封裝，其特征在于，所述第一折疊部分 為所述MEMS封裝提供側(cè)壁。
22. 如權(quán)利要求20所述的MEMS封裝，其特征在于，所述第一折疊部分 為所述MEMS封裝提供蓋子。
23. 如權(quán)利要求20所述的MEMS封裝，其特征在于，所述第一折疊部分 至少部分地被折疊在所述基座的所述余下部分之下。
全文摘要
多個個體MEMS封裝被形成為鄰接單元，而且該多個個體MEMS封裝中的每一個包括至少一個聲學端口。確定用來分離多個單獨的MEMS封裝中的相鄰封裝的一個或多個分離邊界。隨后根據(jù)該一個或多個分離邊界將多個個體MEMS封裝中的每一個與其它分離，以提供單獨和分立的個體MEMS封裝。由于該分離而使設(shè)置在各個單獨和分立的個體MEMS封裝中的各個聲學端口暴露，以允許聲能進入各個單獨和分立的個體MEMS封裝。
文檔編號H01L21/00GK101663732SQ200880012503
公開日2010年3月3日 申請日期2008年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月7日
發(fā)明者A·D·米內(nèi)爾維尼, G·P·馬辛吉 申請人:諾爾斯電子有限公司