專利名稱：用于封裝傳感器芯片的方法以及根據(jù)所述方法制造的部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及需要介質(zhì)入口的傳感器芯片的封裝。在此涉及壓力傳感器或其作為麥克風(fēng)的特定構(gòu)型，但也涉及用于氣體分析的光學(xué)傳感器、例如(X)2氣體探測器或者用于溫度測量和熱流測量的熱傳感器、即所謂的熱電堆。
背景技術(shù)：
封裝應(yīng)當(dāng)保護(hù)傳感器芯片免受機(jī)械的和化學(xué)的環(huán)境影響。此外，封裝或殼體的類型確定如何在使用地點(diǎn)安裝和接通傳感器芯片。因此，在實(shí)踐中已知有用于傳感器芯片的不同封裝變型方案。在MEMS麥克風(fēng)元件的情形中，殼體還承擔(dān)一部分麥克風(fēng)功能，因?yàn)槁晫W(xué)連接和麥克風(fēng)膜片的背側(cè)容積由殼體的構(gòu)型決定性地確定。因?yàn)榉庋b對(duì)MEMS麥克風(fēng)的傳輸特性具有重要影響，所以已知的用于麥克風(fēng)芯片的封裝變型方案大多涉及相對(duì)復(fù)雜且成本較高的專門解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
通過本發(fā)明提出了一些措施，這些措施能夠成本有利地封裝具有介質(zhì)入口的傳感器芯片ο為此，根據(jù)本發(fā)明的封裝構(gòu)思提出，首先將傳感器芯片安裝在支承件上并且在那里接通。隨后將傳感器芯片至少部分地嵌入到模塑物質(zhì)中。隨后才通過模塑物質(zhì)的事后結(jié)構(gòu)化產(chǎn)生介質(zhì)入口的至少一個(gè)區(qū)段。模塑殼體在實(shí)踐中已經(jīng)證實(shí)在制造中極其穩(wěn)健和簡單。本發(fā)明提出也將所述封裝構(gòu)思用于需要介質(zhì)入口的傳感器芯片。即根據(jù)本發(fā)明公開，可以至少部分地借助標(biāo)準(zhǔn)方法來實(shí)現(xiàn)模塑殼體中這樣的介質(zhì)入口，如這些標(biāo)準(zhǔn)方法用于產(chǎn)生殼體的通孔接通 (Durchkontaktierung)、所謂的穿透模塑通孔(Through-Mold-Vias :TMV)那樣。在完全不同的技術(shù)上下文中開發(fā)的結(jié)構(gòu)化方法的應(yīng)用能夠成本有利地實(shí)現(xiàn)用于在此所述的傳感器芯片的模塑殼體。介質(zhì)入口可以容易地通過對(duì)模塑物質(zhì)進(jìn)行鉆孔來產(chǎn)生或者借助于如其在TMV工藝范疇內(nèi)使用的激光結(jié)構(gòu)化方法來產(chǎn)生。與為模塑襯底設(shè)置通孔的TMV工藝不同，在產(chǎn)生介質(zhì)入口時(shí)傳感器封裝的模塑物質(zhì)僅僅被結(jié)構(gòu)化至預(yù)給定的深度。作為激光結(jié)構(gòu)化的定義的限制，有利地將金屬化集成到封裝中。


如已經(jīng)在前面討論的那樣，存在以有利的方式構(gòu)型和擴(kuò)展本發(fā)明教導(dǎo)的不同可能性。為此，一方面參照與獨(dú)立權(quán)利要求并列的權(quán)利要求而另一方面參照以下借助附圖的兩個(gè)實(shí)施例描述。圖Ia至Ic借助示意性截面示圖說明了根據(jù)本發(fā)明的第一傳感器封裝的結(jié)構(gòu)，以及圖加至2d借助示意性截面示圖說明了根據(jù)本發(fā)明的第二傳感器封裝的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式以下描述的兩個(gè)實(shí)施例分別涉及具有麥克風(fēng)膜片的MEMS麥克風(fēng)芯片的封裝，所述麥克風(fēng)膜片必須與封裝中的聲進(jìn)入通道連接。圖Ia示出這樣的麥克風(fēng)芯片1，其已經(jīng)面朝上地(face-up)地，即以組件背側(cè)安裝在平的支承件2上并且借助于引線鍵合(Drahtbonds) 4電接通。在當(dāng)前情形中，聲進(jìn)入通道 5的第一區(qū)段51已經(jīng)構(gòu)造在支承件2的內(nèi)部。聲進(jìn)入通道5的所述區(qū)段51平行于支承件平面并且通到支承件表面中的開口 50中。麥克風(fēng)芯片1如此布置在支承件2上，使得麥克風(fēng)膜片11直接位于開口 50的上方。此外在圖Ia中可以看到，聲進(jìn)入通道5的第一區(qū)段51的底部區(qū)域至少在側(cè)面地位于麥克風(fēng)芯片1旁邊的區(qū)域中設(shè)有金屬化(MetalIisierung)6。在麥克風(fēng)芯片1安裝在如此預(yù)制的支承件2上并且接通之后，麥克風(fēng)芯片1與引線鍵合4一起嵌入到對(duì)于確定麥克風(fēng)封裝而言合適的模塑物質(zhì)3中。在此必須實(shí)現(xiàn)用于麥克風(fēng)膜片11的相對(duì)于聲路徑封閉的背側(cè)容積。圖Ib示出模塑過程之后的麥克風(fēng)封裝，其中，在此未詳細(xì)示出背側(cè)容積。隨后才對(duì)已硬化的模塑物質(zhì)(MoldmaSSe)3進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，以便露出聲進(jìn)入通道5。 為此，在模塑物質(zhì)3中開設(shè)孔52，所述孔52從封裝的上側(cè)開始并且一直通到支承件2中聲進(jìn)入通道5的第一區(qū)段51中。在此示出的實(shí)施例中，借助于激光結(jié)構(gòu)化方法制造孔52，如同所述激光結(jié)構(gòu)化方法在堆疊封裝殼體中用于產(chǎn)生穿透模塑通孔那樣。聲進(jìn)入通道區(qū)段51 在孔52的出口區(qū)域(MUndungsbereich)中的金屬化6形成用于激光結(jié)構(gòu)化的終止層并且因此是孔52的深度限制?？?2隨后與區(qū)段51 —起形成麥克風(fēng)封裝10的聲進(jìn)入通道5，如在圖Ic中所示。如同在以上描述的第一封裝變型方案中那樣，在圖加至2d中示出的第二封裝變型方案中，也將麥克風(fēng)芯片1面朝上地安裝在平的支承件7上并且借助于引線鍵合4電接通。然而，聲音在此被引導(dǎo)到麥克風(fēng)膜片11的上側(cè)上。因此，與第一封裝變型方案不同，不需要專門預(yù)制的并且已經(jīng)結(jié)構(gòu)化的支承件。而是，聲進(jìn)入通道8的所有區(qū)段均在包覆麥克風(fēng)芯片1的模塑物質(zhì)3中產(chǎn)生。為此，支承件7在麥克風(fēng)芯片1的安裝面旁邊的區(qū)域中設(shè)有金屬化6。在安裝麥克風(fēng)芯片1之后，在已裝配的支承件7上施加化學(xué)解吸的聚合物層9，所述聚合物層一方面在金屬化6上延伸而另一方面一直延伸到麥克風(fēng)芯片1的麥克風(fēng)膜片11上，這在圖加中示出。所述聚合物層9用作聲進(jìn)入通道8的第一區(qū)段81的“空間保持單元”。隨后，麥克風(fēng)芯片1與引線鍵合4 一起嵌入到對(duì)于確定麥克風(fēng)封裝而言合適的模塑物質(zhì)3中。背側(cè)容積12在此包圍在麥克風(fēng)膜片11與支承件7之間，這通過圖2b說明。如同在第一封裝變型方案的情形中那樣，通過對(duì)已硬化的模塑物質(zhì)3進(jìn)行激光結(jié)構(gòu)化來露出聲進(jìn)入通道8，其方式式，在模塑物質(zhì)3中開設(shè)孔82。所述孔82從封裝的上側(cè)開始并且一直延伸至支承件表面上的金屬化6，這圖2c中示出。圖2d示出解吸步驟之后的麥克風(fēng)封裝，其中聚合物9已被去除。在此露出了區(qū)段 81，所述區(qū)段81現(xiàn)在與孔82 —起形成麥克風(fēng)封裝20的聲進(jìn)入通道8。
權(quán)利要求
1.用于制造具有用于傳感器芯片、尤其是用于MEMS麥克風(fēng)芯片的介質(zhì)入口的封裝的方法，其中，將所述傳感器芯片(1)安裝在支承件(2)上并且接通，其中，將所述傳感器芯片(1)至少部分地嵌入到模塑物質(zhì)(3)中，其中，通過所述模塑物質(zhì)(3)的事后結(jié)構(gòu)化來產(chǎn)生所述介質(zhì)入口( 的至少一個(gè)區(qū)段 (52)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述介質(zhì)入口( 的至少一個(gè)區(qū)段 (52)實(shí)現(xiàn)為所述模塑物質(zhì)(3)中的孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，將金屬化(6)集成到所述封裝中，以及通過所述模塑物質(zhì)(3)的激光結(jié)構(gòu)化來產(chǎn)生所述介質(zhì)入口( 的至少一個(gè)區(qū)段(52)，其中，所述金屬化(6)用作所述結(jié)構(gòu)化的深度限制。
4.具有傳感器芯片(1)、尤其是具有MEMS麥克風(fēng)芯片的部件，所述部件至少包括支承件O)，所述傳感器芯片(1)安裝在所述支承件( 上并且接通，模塑物質(zhì)(3)，所述傳感器芯片(1)至少部分地嵌入到所述模塑物質(zhì)(3)中，通向所述傳感器芯片的介質(zhì)入口(5)；其特征在于，所述介質(zhì)入口( 的至少一個(gè)區(qū)段(5 是通過所述模塑物質(zhì)C3)的事后結(jié)構(gòu)化產(chǎn)生的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的部件，其特征在于，所述介質(zhì)入口(5)的至少一個(gè)區(qū)段(52) 被鉆孔到所述模塑物質(zhì)(3)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的部件，其特征在于，所述介質(zhì)入口(5)的至少一個(gè)區(qū)段 (52)通到一被集成到所述封裝中的金屬化(6)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的部件，其特征在于，所述部件用于壓力傳感器芯片、麥克風(fēng)芯片、用于氣體分析的光學(xué)傳感器芯片或者用于溫度和熱流測量的傳感器芯片。
全文摘要
本發(fā)明提出了一些措施，這些措施能夠?qū)崿F(xiàn)具有介質(zhì)入口的傳感器芯片的成本有利的封裝。為此，首先將傳感器芯片(1)安裝在支承件(7)上并且接通。隨后，將傳感器芯片(1)至少部分地嵌入到模塑物質(zhì)(3)中。最后，通過模塑物質(zhì)的事后結(jié)構(gòu)化產(chǎn)生介質(zhì)入口的至少一個(gè)區(qū)段。
文檔編號(hào)H04R19/04GK102530835SQ20111043691
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者L·勞舍爾, U·漢森 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司