相關申請的交叉引用

本申請要求2014年十一月6日提交的美國臨時專利申請no.62/075,980的權益，其全部內容通過引用并入本文。

本發(fā)明的實施例涉及微型機電系統(tǒng)（mems）換能器封裝件，且更具體地，涉及帶有基于引線框架的芯片載體的mems換能器封裝件的制造。

背景技術：

mems麥克風在諸如智能電話、平板電腦和膝上型計算機的電子設備中使用。大體而言，mems麥克風是聲學mems換能器，其通常包括薄膜和帶有多個穿孔的背板。由聲波形成的空氣壓力的改變引起薄膜彎曲。在空氣運動通過其穿孔時，背板保持大致靜止。薄膜的運動產生薄膜和背板之間的電容量的改變。由電容的改變引起的電壓變化提供與聲波的壓力相關的輸出。該輸出通常被提供至集成電路（例如專用集成電路（asic））以便額外處理。通常，mems麥克風封裝件在殼體中，所述殼體提供防止損壞的保護、期望的聲學環(huán)境和從mems封裝件至其他部件的電氣連接。

技術實現(xiàn)要素：

雖然現(xiàn)有的mems換能器封裝件是起作用的，但是存在對于改善的封裝件的需要，并且更具體地，對于如下封裝件的需要：1）允許來自兩個方向的電氣連接（在asic裸片（die）上方和下方）；2）在一些asic焊盤（bondpad）上提供基板柵格陣列（lga）連接，并且同時留下其他焊盤暴露出以便實現(xiàn)常規(guī)絲焊（wirebonding）；和3）提供具有高電氣隔離的電氣連接的第一子集和具有低電氣隔離的電氣連接的第二子集。

某些實施例提供引線框架芯片載體，其容許選定的lga焊盤在倒裝芯片式安裝的裸片上的放置和電氣隔離。某些實施例也在整體麥克風封裝件中形成插入層，其促進關于安裝在引線框架芯片載體上的芯片的頂表面從兩個分開的方向（上方和下方）按線路傳送的信號的轉換（translations）。

一個實施例提供用于制造mems麥克風封裝件的方法。在一個示例性實施例中，方法包括將專用集成電路上的第一多個i/o焊盤倒裝芯片式粘接至引線框架上的多條跡線。方法還包括移除多條跡線中的至少一條，使得第一多個i/o焊盤中的至少一個與引線框架電氣隔離。方法還包括將引線框架粘接至蓋，并經由至少一個絲焊部，使用專用集成電路的第二多個i/o焊盤，將安裝于蓋的mems麥克風電氣連接至該專用集成電路。方法還包括將基底粘接至引線框架，以在蓋內形成氣密的體積。

通過考慮具體實施方式和附圖，本發(fā)明的其他方面將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是根據(jù)一些實施例的用于mems麥克風的引線框架的俯視圖。

圖2是根據(jù)一些實施例的用于mems麥克風的引線框架的仰視圖。

圖3是根據(jù)一些實施例的用于mems麥克風的引線框架的立視圖。

圖4a是根據(jù)一些實施例的用于mems麥克風的引線框架的側視圖。

圖4b是根據(jù)一些實施例的用于mems麥克風的引線框架的局部側視圖。

圖5是根據(jù)一些實施例的用于mems麥克風的引線框架的俯視圖，其中一些引線被移除。

圖6是根據(jù)一些實施例的用于mems麥克風的引線框架的仰視圖，其中一些引線被移除。

圖7是根據(jù)一些實施例的mems麥克風封裝件的仰視圖。

圖8是根據(jù)一些實施例的mems麥克風封裝件的立視圖。

圖9是根據(jù)一些實施例的mems麥克風封裝件的仰視圖。

圖10是根據(jù)一些實施例的mems麥克風封裝件的俯視圖。

圖11是根據(jù)一些實施例的mems麥克風封裝件的的截面視圖。

圖12是根據(jù)一些實施例的示出用于制造mems麥克風封裝件的方法的流程圖。

具體實施方式

在詳細解釋本發(fā)明的任何實施例之前，應當理解的是，本發(fā)明就其應用而言不限于在以下描述中陳述或在以下附圖中圖示的構造的細節(jié)和部件的布置。本發(fā)明能夠具有其他實施例，且能夠以各種方式實踐或執(zhí)行。

也應注意的是，可以使用多個基于硬件和軟件的設備以及多個不同結構部件來實現(xiàn)本發(fā)明。此外，應當理解的是，本發(fā)明的實施例可包括硬件、軟件和電子部件或模塊，出于討論的目的，可以如同部件中的大多數(shù)僅以硬件方式實現(xiàn)那樣示出和描述。然而，本領域技術人員基于該具體實施方式的閱讀將認識到，在至少一個實施例中，本發(fā)明的基于電子的方面可以以能夠由一個或多個處理器執(zhí)行的軟件（例如，存儲在非瞬態(tài)計算機可讀介質上）的方式實現(xiàn)。因此，應當注意的是，可以利用多個基于硬件和軟件的設備以及多個不同的結構部件來實現(xiàn)本發(fā)明。例如，在說明書中描述的“控制單元”和“控制器”能夠包括一個或多個處理器、包括非瞬態(tài)計算機可讀介質的一個或多個存儲器模塊、一個或多個輸入/輸出接口和連接部件的各種連接件（例如，系統(tǒng)總線）。

還應注意的是，在說明書和權利要求中，術語“頂部”、“上方”、“下方”、“下面”、“底部”等參考所描述的實施例（當其水平地安置時）使用。這樣做是為了便于描述，且不應當被認為是限制性的。

圖1示出從頂部觀察的芯片載體組件10的一個示例性實施例。圖2示出從底部觀察的同一芯片載體組件10。在所示出的示例中，芯片載體組件10包括引線框架12和專用集成電路（asic）裸片14。如下文中詳細地陳述的那樣，asic裸片14倒裝芯片式粘接至引線框架12。引線框架12是沖壓的金屬框架，其由銅或其他適合的導電材料制成。引線框架12由圓化的矩形周邊密封環(huán)16部分地限定，且還由多條跡線18a-18h限定。在一個實施例中，引線框架12的大小和形狀可以成為諸如基底32或金屬蓋26的結構的形狀和大小（例如，如圖8中所示）。取決于應用，在不影響本公開的范圍的情況下，能夠使用引線框架12的任意配置和大小。在所示構造中，存在八條跡線18a-18h，其形狀大致相同。在替代性實施例中，跡線18a-18h的尺寸和放置可以變化。將不詳細地描述所有跡線18a-l8h。將理解的是，多條跡線18a-18h能夠是任意量的跡線；且僅出于說明性目的示出八條。如圖2中所示，跡線18a-18h中的每一條在多個接觸焊盤20a-20h中終止。如圖所示，接觸焊盤20是圓形。在其他實施例中，接觸焊盤20a-20h的形狀可以不同。周邊密封環(huán)16、跡線18a-18h和接觸焊盤20a-20h共平面。

在圖2中所示的實施例中，引線框架12設計成使得跡線18a-18h和接觸焊盤20a-20h對應于asic裸片14上的至少一些i/o焊盤22（例如，基板門陣列（lga）焊盤）。如本領域技術人員所理解的那樣，asic裸片14包括電子電路，其配置成為一個或多個mems換能器供能、接收和處理從一個或多個mems換能器接收到的電氣信號和將那些信號傳達至至少一個其他電氣設備。為了便于描述，示出單個asic裸片14。在替代性實施例中，可以將多于一個asic裸片14粘接至引線框架12。在其他替代性實施例中，呈asic網絡的形式的asic裸片的陣列可以粘接至引線框架。在其他替代性實施例中，可以將處理器、微處理器、微控制器粘接至引線框架。

i/o焊盤22能夠將asic裸片14中的電路與外部電路電子聯(lián)接。如圖2中所示，i/o焊盤22連接到其對應的接觸焊盤20a-20h。如圖3和圖4a中所示，使用倒裝芯片凸塊（bumps）24利用至對應接觸焊盤20a-20h的倒裝芯片式粘接形成連接。圖4b是圖4a中的圓a內示出的芯片載體組件10的部分的放大視圖。如圖所示，倒裝芯片凸塊24是圓柱。然而，其他配置是可能的。在替代性實施例中，倒裝芯片凸塊24的形狀可以變化。如圖2中所示，不是所有i/o焊盤22都粘接至引線框架12。如下文詳細描述的那樣，這留下可用于絲焊的一些i/o焊盤22。

如圖5中所示，當asic裸片14緊固于引線框架12時，可以通過例如將其沖裁出來移除一些跡線（如圖所示，18b、18c、18f和18g）（在引線框架中留下空的區(qū)域19）。如圖6中所示，沖裁去跡線18b、18c、18f和18g留下移除的倒裝芯片式粘接至asic裸片14的跡線的對應接觸焊盤20b、20c、20f和20g。對應i/o焊盤22因此彼此并且與引線框架12電氣隔離。保持粘接至引線框架12的i/o焊盤22是asic裸片14的接地引線，或者要求接地的電路元件。

如圖7中所示，芯片載體組件10被粘接（例如，通過使用焊料或環(huán)氧樹脂）至金屬蓋26。金屬蓋26是常規(guī)的，且將不詳細地描述。在替代性實施例中，可以使用其他形狀或材料的蓋。mems裸片28附連到金屬蓋26。mems裸片28包括mems換能器（未示出）。在所示實施例中，mems換能器是mems麥克風。在替代性實施例中，mems裸片可以是慣性傳感器、化學傳感器、測輻射熱計、光學傳感器、環(huán)境傳感器、濕度傳感器等。在所示實施例中，mems裸片28安裝于、或附連于金屬蓋的頂部內壁。在替代性實施例中，mems裸片28可以附連于金屬蓋的任一側部內壁。替代性實施例可包括多于一個mems裸片，例如，安裝于金屬蓋的頂部內壁的第一mems麥克風和安裝于金屬蓋的側部內壁的第二mems麥克風。在另一替代性實施例中，第一mems麥克風或第二mems麥克風中的一個可以由非麥克風換能器（諸如例如，慣性傳感器）替換。

如上所述，并非所有asic裸片14上的i/o焊盤22都粘接于引線框架12。mems裸片28使用絲焊部30電氣連接到那些i/o焊盤22。如本領域技術人員所理解的那樣，絲焊部30提供mems裸片28和asic裸片14所要求的高阻抗連接。asic裸片14在引線框架12上的放置允許asic裸片上的選定i/o焊盤22的電氣隔離，并且促進關于asic裸片14的頂表面從兩個分開的方向（例如，上方和下方）按線路傳送的信號的轉換。在包括多于一個mems裸片28的替代性實施例中，額外的mems裸片可以類似地絲焊于asic裸片14。

如圖8中所示，通過使用例如焊縫、焊料或環(huán)氧樹脂將基底32粘接至引線框架12來覆蓋金屬蓋26以形成氣密的mems換能器封裝件35。在所示實施例中，mems換能器封裝件35是mems麥克風封裝件。如上所述，在替代性實施例中，mems裸片28可包括非麥克風換能器。在一個示例性實施例中，在圖9中示出，基底32是層壓印刷電路板（pcb）。在替代性實施例中，基底32可以是柔性電路、可折疊圓形陶瓷基底、薄膜多芯片模塊基底、預折疊基底、彈性基底等?；?2包括基底焊盤36，其與接觸焊盤20a-20h對齊并且電氣聯(lián)接至接觸焊盤20a-20h。mems換能器封裝件35可以聯(lián)接到適合的表面安裝封裝（例如，基板柵格陣列（lga）），以便組裝于計算設備，諸如例如便攜式電話、平板電腦、個人數(shù)字助手（pda）、具有網絡功能的蜂窩電話、媒體播放器、手持計算機、膝上型電腦、可穿戴設備（諸如手表、腕帶或眼罩）、桌上型計算機、賭博控制臺、遠程控制或任何類似的計算設備中。

圖10示出金屬蓋26的俯視圖。如圖10和圖11中所示，金屬蓋26包括聲音端口38，其具有圓形橫截面并且從金屬蓋26的頂側向下延伸。在所示實施例中，mems裸片28是mems麥克風。相應地，mems裸片28與聲音端口38對齊，使得聲音能夠到達mems裸片28的聲學傳感器。在替代性實施例中，聲音端口38可定位成鄰近mems裸片28，或從mems裸片28偏移。包括多于一個mems裸片28的替代性實施例可包括公用聲音端口，或者可包括多于一個聲音端口38，其適當?shù)嘏渲贸墒沟寐曇裟軌虻竭_mems裸片。

基底32和金屬蓋26之間的密封是氣密的，從而形成背部體積40。背部體積40大于如果asic裸片14安裝在除引線框架12之外的結構（例如，如果代替地使用第二基底）上時其將有的體積。更大的背部體積40為mems裸片28提供更好的聲學環(huán)境，這在其中mems裸片28是mems麥克風的實施例中導致更好的性能（例如，更高的信噪比）。

圖12示出用于制造mems換能器封裝件35的一個示例性方法100。在框102，asic裸片14倒裝芯片式粘接至引線框架12。如圖2中所示，一些i/o焊盤22保持不粘接以允許絲焊，如下文中所描述的那樣。在一些實施例中，通過在帶輔助的處理中所應用的底部填充劑的使用，或者通過直接應用于i/o焊盤22（在該處倒裝芯片凸塊24與引線框架12接觸）的不流動的底部填充環(huán)氧樹脂點（dots）的使用可以增強asic裸片14至引線框架12的黏著力。此類材料的使用可以增加組裝強度，并且在后續(xù)組裝步驟期間防止asic裸片14的運動。在框104，在附接有asic裸片14的情況下，引線框架12水平地牢固定位。在一些實施例中，用夾具將引線框架12保持在恰當位置。在框106，引線框架12中的一些跡線（如圖所示，18b、18c、18f和18g）被移除。在所示實施例中，如果跡線連接至其的i/o焊盤22要求電氣隔離（例如，功率、vdd、修整（trim）和信號輸出），則跡線18b、18c、18f和18g被移除。在一些實施例中，使用配置成移除期望的跡線的沖床移除跡線18b、18c、18f和18g。在替代性實施例中，可以使用其他合適的裝置（例如，鋸）。如圖6中所示，接觸焊盤20b、20c、20f和20g保持粘接至其中對應跡線已經被移除的asic裸片14。

在框108，使用例如焊縫、焊料或環(huán)氧樹脂將引線框架12粘接至金屬蓋26。如圖7中所示，金屬蓋26包括mems裸片28，其已經在在先的處理中（未示出）被附接至金屬蓋。在替代性實施例中，mems裸片28在框110之前粘接至金屬蓋26。在框110，mems裸片28絲焊至asic裸片14。最后，在框112，基底32被粘接（使用例如，使用焊縫、焊料或環(huán)氧樹脂）至引線框架12，以形成與金屬蓋26的氣密密封，從而得到如圖8-11中所示的mems換能器封裝件35。

因此，除了其他特征之外，本發(fā)明提供在金屬蓋麥克風的制造中使用的基于引線框架的芯片載體。在以下權利要求中陳述本發(fā)明專利的各種特征和優(yōu)勢。