背景
消费者电子设备正继续变得更小，并且随着技术进步，正获得日益增长的性能和功能。这在应用于消费者电子产品的技术方面特别明显，特别是在(但非排他地)便携式产品例如移动电话、音频播放器、视频播放器、PDA，移动计算平台例如膝上型电脑或台式机和/或游戏设备中。移动电话工业的要求例如以更高的性能和减少的成本来驱动部件变得更小。因此期望将电子电路的功能整合在一起并且将它们与传感器设备例如麦克风和扬声器组合。
微机电系统(MEMS)传感器，例如MEMS麦克风，正在寻求应用于许多这样的设备中。因此这也继续驱动减少MEMS设备的尺寸和成本。
使用MEMS制造流程形成的麦克风设备通常包括一个或多个膜片，其中用于读出/驱动的电极沉积在膜片和/或基底上。对于MEMS压力传感器和麦克风，读出通常通过测量在电极之间的电容来完成。在输出传感器的情况下，膜片由通过改变跨过电极施加的电势差产生的静电力致动。
为了提供保护，MEMS传感器将被包含在封装内。封装有效地包围MEMS传感器并且可以提供环境保护，并且还可以提供对电磁干扰(EMI)等的屏蔽。对于麦克风等，封装将通常具有声音端口，以允许传输声波到/来自在封装内的传感器，并且传感器可以配置为，柔性膜片设置在第一空间和第二空间，即可以填充有空气(或者某种适合于声波传输的其他气体)的空间/凹部之间，并且其可以充分地设置尺寸以便传感器提供期望的声学响应。声音端口声学地耦合到在传感器膜片一侧上的空间，其有时候可以称为前空间。通常需要在一个或多个膜片另一侧上的第二空间，有时候称为后空间，以允许膜片响应于入射声音或压力波自由地运动，并且该后空间可以基本上被密封(虽然本领域的技术人员将认识到，对于MEMS麦克风等，第一和第二空间可以由一个或多个流路径连接，例如在膜片中的小孔，它们配置以便呈现在期望声学频率的相对较高的声学阻抗，但是其允许在两个空间之间的低频压力均衡由于温度变化等引起压差)。
图1a图示一个常规MEMS麦克风封装100a。MEMS传感器101附接到封装基底102的第一表面。MEMS传感器可以通常由已知的MEMS制造技术形成在半导体晶片上。封装基底102可以是硅或PCB或任何其他合适的材料。盖103设置在附接到封装基底102的第一表面的传感器101上方。盖103可以是金属盖。在盖103中的孔104提供声音端口并且允许声音信号进入封装。在该示例中传感器101经由在封装基底102和传感器101上的端子焊盘105线连结到基底102。
图1b图示另一个已知MEMS传感器封装100b。同样传感器101，其可以是MEMS麦克风，附接到封装基底102的第一表面。在该示例中封装还包括集成电路106。集成电路106可以被用于操作传感器并且可以例如是用于放大来自MEMS麦克风的信号的低噪声放大器。集成电路106电连接到传感器101的电极并且还附接到封装基底102的第一表面。集成电路106经由引线接合联结到传感器101。盖107设置在封装基底上以便于包围传感器101和集成电路106。在该封装中，盖107包括上部或盖部107a和另一个侧壁107b，它们都由PCB形成。盖107具有在上部107a中的声音端口104，其允许声学信号进入封装。
本发明的实施例涉及用于MEMS传感器的改进封装方法并且涉及用于MEMS传感器的改进封装。
根据本发明，提供了
一种MEMS传感器封装，包括第一集成电路裸片，
该第一集成电路裸片包括：
集成MEMS传感器；以及
用于操作MEMS传感器的集成电子电路；
其中
MEMS传感器封装的引脚基本上与集成电路裸片的引脚尺寸相同。
在一些实施例中，MEMS传感器封装可以还包括第一封装盖，其与MEMS传感器交叠，其中MEMS传感器封装的至少一部分外表面由第一封装盖形成。阻挡层还可以绕着MEMS传感器设置在第一封装盖与第一集成电路裸片(integrated circuit die)之间。
可以由第一集成电路裸片、阻挡层和第一封装盖限定第一空间。阻挡层可以包括粘合剂材料层。
在一些实施例中，第一封装盖包括孔。密封环可以设置在第一封装盖的外表面上环绕所述孔。在一些实施例中，MEMS传感器封装可以还包括跨越所述孔设置的防水膜片。
在一些实施例中，MEMS传感器封装包括封装基底，其电连接到第一集成电路裸片。封装基底可以经由至少一个接合凸块(bump bonds)接合到第一集成电路裸片的电子电路。封装基底可以经由多个接合凸块接合到第一集成电路裸片的电子电路，并且每个接合凸块可以位于朝向第一集成电路裸片的一个端部设置的区域内。
在一些实施例中，封装基底包括接地层。第一封装盖可以包括封装基底。
在一些实施例中，封装基底包括第二集成电路裸片，其至少局部与第一集成电路裸片交叠。第一集成电路裸片可以包括模拟电路，并且第二集成电路裸片可以包括数字电路。可以从不同于第二集成电路裸片的制造流程节点形成第一集成电路裸片。
在一些实施例中，封装基底可以包括第二集成电路裸片和支撑层，其中第二集成电路裸片附接到支撑层，并且支撑层可以形成封装的至少一部分外表面。第一集成电路裸片可以碰撞粘结到所述支撑层，并且所述第二集成电路裸片可以电连接到支撑层。第一集成电路裸片可以凸块接合到所述第二集成电路裸片。
在一些实施例中，电触片可以设置在封装基底的表面上，用于电连接到第一集成电路裸片。可以设置通过封装基底的通孔，将电触片连接到电子电路。
在一些实施例中，MEMS传感器封装包括设置在第一封装盖与第一集成电路裸片的至少一部分电子电路之间的填充物材料层。
在一些实施例中，MEMS传感器形成在第一集成电路裸片的第一表面处；第一集成电路裸片可以包括凹部，其中所述MEMS传感器至少局部与所述凹部交叠。所述凹部可以从MEMS传感器延伸通过第一集成电路裸片到在第一集成电路裸片的第二表面处的开口。
在一些实施例中，MEMS传感器封装可以还包括在第一集成电路裸片的第二表面处的第二封装盖以提供由在第一集成电路裸片中的凹部限定的空间。第二封装盖可以包括用于密封在第一集成电路裸片中的凹部的密封层。密封层包括可以晶片附接薄膜。
在一些实施例中，其中与第一集成电路裸片一起，第一封装盖和第二封装盖形成封装的至少一部分侧壁。
第一集成电路裸片可以包括电连接到集成电子电路的至少一个通孔，该至少一个通孔通过第一集成晶片前进到第二表面。第二封装盖可以包括封装基底并且可以电连接到第一集成电路裸片在第二表面处的所述至少一个通孔。
凹部在MEMS传感器处的面积可以比在第一集成电路裸片的第二表面处的小。凹部可以在电子电路下方延伸。
在一些实施例中，MEMS传感器封装的至少一部分外表面由集成电路裸片形成。
在一些实施例中，第一集成电路裸片包括用于光屏蔽和EMI屏蔽中至少一个的屏蔽结构。屏蔽结构可以包括第一区域，其包括沿着垂直于第一集成电路裸片的表面的第一方向间隔开的多个金属层。金属层可以由导电通孔连接。金属层和导电通孔可以连接到在第一集成电路裸片的表面上的接地触片。接地触片可以连接到第一封装盖的接地触片。
金属层和导电通孔可以连接到在第一集成电路裸片内的接地层，其位于至少一部分电子电路下方。
在一些实施例中，金属层和导电通孔设置为，沿着垂直于第一方向的方向交叉通过屏蔽结构的任何路径穿过其中一个所述金属层和/或其中一个所述导电通孔。
在一些实施例中，MEMS传感器封装包括在第一集成电路裸片上的多个MEMS传感器。所述多个MEMS传感器的至少一个可以与所述多个MEMS传感器的至少其他一个是不同类型的传感器。
MEMS传感器可以是MEMS麦克风。
一种电子装置可以包括如前所述的MEMS传感器封装。
所述电子装置可以是：便携式设备，电池供电设备，计算设备，通信设备，游戏设备，移动电话，个人媒体播放器，膝上、台式或笔记本计算设备。
在本发明的另一个方面中，提供了一种MEMS传感器封装，包括集成电路裸片，
第一集成电路裸片包括：
集成MEMS传感器；以及
用于操作MEMS传感器的集成电子电路；
其中
MEMS传感器的至少一部分外表面由集成电路裸片形成。
在本发明的另一个方面中，提供了一种晶片MEMS传感器封装，包括集成电路裸片该集成电路裸片包括：
集成MEMS传感器；以及
用于操作MEMS传感器的集成电子电路，其中在其中至少一个平面中，封装的剖面面积等于集成电路裸片的剖面面积。
在本发明的另一个方面中，提供了一种MEMS传感器封装，包括：
第一半导体晶片；以及
第二半导体晶片，其中：
第一半导体晶片包括集成MEMS传感器和用于操作MEMS传感器的集成模拟电子电路；
第二半导体晶片包括数字电路，以及
第一半导体晶片和第二半导体晶片电连接在一起以便第二半导体晶片至少局部与第一半导体晶片交叠。
在本发明的另一个方面中，提供了一种MEMS传感器装置，包括：
集成电路裸片，其具有其内凹部；
晶片MEMS传感器，形成在集成电路裸片的第一表面上其中所述MEMS传感器至少局部与所述凹部交叠；以及
密封层，附接到集成电路裸片的第二表面以便于形成在所述凹部位于第二表面中的开口处的密封件；
其中密封层包括晶片附接薄膜，其附接到集成电路裸片的第二表面。
在本发明的另一个方面中，提供了一种MEMS传感器装置，包括：
集成电路裸片，具有，
MEMS传感器，形成在集成电路裸片的第一表面上的第一位置处，
电子电路，形成在集成电路裸片的第一表面上的第二位置处用于操作MEMS传感器，以及
至少两个接合端子，形成在集成电路上用于将集成电路裸片碰撞粘结到其他基底，其中
至少两个接合端子形成在朝向集成电路裸片一个端部设置的区域内以便集成电路裸片的相反端部不会因任何接合凸块而被限制其膨胀和/或收缩。
在本发明的另一个方面中，提供了一种集成电路裸片，包括：
半导体基底，
形成在基底上的集成MEMS传感器，
集成电子电路，形成在基底上用于提供MEMS传感器的操作，以及
屏蔽结构，用于提供EMI屏蔽和光屏蔽的至少一个，其中
屏蔽结构至少局部形成在所述基底内。
屏蔽结构可以包括第一区域，其包括沿着垂直于第一集成电路裸片的表面的第一方向间隔开的多个金属层。金属层可以由导电通孔连接。
金属层和导电通孔可以连接到在第一集成电路裸片的表面上的接地触片。金属层和导电通孔可以连接到在第一集成电路裸片内的接地层，其位于至少一部分电子电路下方。
金属层和导电通孔可以设置为，沿着垂直于第一方向的方向交叉通过屏蔽结构的任何路径穿过其中一个所述金属层和/或其中一个所述导电通孔。
为了更好地理解本发明，以及为了显示可以如何实施它，现在将借由示例参考附图，其中：
图1a和图1b图示现有技术MEMS传感器封装。
图2a图示包括MEMS传感器的集成电路裸片的剖面。
图2b图示在图2a中示出的集成电路裸片的三维俯视图。
图2c图示集成晶片的下侧的三维视图。
图3a图示根据本发明实施例的MEMS传感器封装。
图3b图示具有密封层的集成电路裸片的剖面。
图3c图示图3b的集成电路裸片的下侧的三维视图。
图3d图示可以使用在图3a的封装中的封装基底的三维视图。
图3e图示可以使用在图3a的封装中的集成电路的三维视图。
图3f图示图3a的MEMS传感器封装的三维视图。
图4a和图4b图示示例集成电路裸片的平面图。
图5a图示根据本发明实施例的封装基底。
图5b图示图5a的封装基底的剖视图。
图5c图示如图5b所示的具有阻挡层的封装基底的三维视图。
图5d图示在图5a中图示的MEMS传感器封装的三维视图。
图6a图示根据本发明另一个实施例的MEMS传感器封装。
图6b图示图6a的封装基底的剖视图。
图6c图示在图6a中图示的MEMS传感器封装的三维视图。
图7图示根据本发明另一个实施例的MEMS传感器封装。
图8图示根据本发明另一个实施例的MEMS传感器封装，其中经由晶片基底凹部接收声音。
图9图示根据本发明另一个实施例的MEMS传感器封装，其中封装基底通过在传感器裸片中的通孔电连接到传感器裸片。
图10a图示常规密封环结构并且图10b图示根据本发明实施例可以形成在集成电路裸片中的密封环结构。
图11a－图11d图示根据本发明实施例的集成电路裸片的其他示例的平面图。
说明
本发明的实施例提供包括集成电路裸片和集成MEMS传感器的改进MEMS传感器封装。集成电路裸片可以还包括用于操作MEMS传感器的集成电子电路。在一些实施例中，MEMS传感器封装的尺寸与常规封装相比可以相对较小和/或减小，并且在一些实施例中，封装的引脚可以与包括MEMS传感器的集成电路的引脚具有基本上相同的尺寸。在一些实施例中，MEMS传感器封装的至少一部分外表面由集成电路裸片形成，例如MEMS封装的一部分侧壁。因此在一些实施例中，集成电路裸片包括用于提供屏蔽例如光屏蔽和/或EMI屏蔽的基底。附加地或替代地，一些实施例涉及MEMS传感器封装，其可以相对于常规方法减少形成封装需要的制造步骤的数量。实施例还涉及容纳多个集成电路裸片的MEMS传感器封装。
遍及该说明书，与在其他附图中的特征相似的任何特征已经被给予相同的参考标记。
在本发明的实施例中，MEMS传感器可以连同至少一些电子电路形成在集成电路裸片上。图2a图示包括可以使用在本发明的实施例中的MEMS传感器的集成电路裸片200的剖视图。图2b和图2c分别表示裸片200的相应上和下表面的立体图。裸片基底201，其可以包括半导体例如硅的基底，包括形成在晶片的传感器区域中的集成传感器202和形成在晶片的电子区域中的集成电子电路203。传感器202和电子电路203可以由任何合适加工技术形成例如通过使用CMOS兼容MEMS制造技术。当然将会认识到传感器202和/或电子电路203的部件可以延伸超过裸片基底201的上表面204的平面。传感器202可以是MEMS传感器例如MEMS麦克风。电子电路可以至少局部包括用于操作MEMS传感器的电路，并且可以例如包括低噪声放大器或前置放大器电路。
注意，当在本说明书中使用时，应该将传感器裸片201的上表面204看作如图2a所示传感器202和电子电路203制造在其上/其中的裸片(die)的表面。然而，应该理解术语上不应该以任何方式解释为在任何制造步骤期间对传感器裸片(die)201的任何具体朝向，和/或它在任何封装中的朝向，或者甚至在任何装置中的封装的朝向的限制。应该相应地解释相关术语“下”、“之上”、“之下”、“下侧”、“下方”等。
凹部205裸片基底201中形成在传感器202的下侧上的裸片基底201中。换句话说传感器形成在集成电路裸片的第一例如上表面处，并且凹部可以集成电路裸片通过集成电路裸片从MEMS传感器延伸到集成电路裸片的第二例如下表面处的开口。在本发明的实施例中，凹部205可以被配置用于形成后空间的至少一部分，以在使用中允许传感器膜片自由运动。如上所述，传感器例如MEMS麦克风可以包括柔性膜片，其可以响应于跨过膜片的压力差而移动。在使用中膜片通常设置在第一和第二空间之间，即允许膜片偏转的空间或凹部。通常第一和第二空间在使用中填充有空气，但在一些应用中空间可以填充适合于声波传输和/或响应于压力差的某种其它气体或液体。对于MEMS麦克风，声音端口，即声孔，耦合到第一空间以允许声波传输到传感器膜片的一侧。第一空间可以称为前空间。在膜片另一侧上的第二空间可以称为后空间。
应该注意术语“前空间”和“后空间”不限定传感器晶片的任何具体朝向。例如在一些MEMS封装中，后空间可以至少局部由在晶片基底中的凹部形成。但在其他封装中，在裸片基底中的凹部可以耦合到声音端口并且可以形成前空间的至少一部分。
还应该注意术语“前空间”和“后空间”不表示传感器结构的任何具体类型。具体地，对于具有柔性膜片的MEMS电容传感器，柔性膜片通常将相对于基本上固定的第二电极支撑第一电极。第二电极可以由支撑结构支撑，其通过传感器凹部或间隙与柔性膜片分隔。支撑第二电极的支撑结构有时候称为背板，并且通常设计为在感兴趣频率处具有相对较低声学的阻抗。在传感器的一些设计中，背板可以设置在膜片(当制造在基底上时)上方，并且因此在基底中的凹部205在膜片下方延伸。然而在其他设计中，背板可以设置在膜片下方并且在裸片基底中的凹部205可以因此通过裸片基底延伸裸片到膜片。该支撑结构、或背板可以因此设置在前空间中或后空间中。
基底裸片201中的凹部205可以以任何已知方式形成。有利地，凹部可以具有朝向裸片基底201下侧增大的剖面面积。因此紧接在传感器202下方的凹部可以具有第一剖面面积，以便精确地限定膜片的面积。凹部205朝向裸片基底201的下侧的剖面面积可以较大以便于使由凹部205提供的一部分后空间最大化。在一些实施例中在凹部205的壁的倾斜轮廓中可以具有台阶改变。该凹部轮廓可以通过例如在专利GB2451909中描述的多级蚀刻方法来实现。在图2a所示的示例中凹部205朝向裸片基底201下表面的面积延伸以便一部分凹部与裸片基底201的至少一部分电子区域交叠。在一些实施例中，然而，凹部可以配置为不通过电子电路203下方延伸，如205a虚线图示。
电子电路203可以连接到传感器电极用于操作传感器202。
图3a图示根据本发明实施例的MEMS传感器封装300。封装包括例如上面关于图2a到图2c描述的集成电路裸片200，并且因此包括裸片基底201，在其上形成有集成传感器202和集成电子电路203。
集成电路裸片200设置在在第一封装盖和第二封装盖之间，第一封装盖在这个实施例中由封装基底302提供，第二封装盖在这个实施例中由密封层301提供。
在该实施例中，晶片基底中的凹部205用集成电路裸片下表面处的密封层301密封。密封层可以是任何合适的材料例如PCB或半导体层等。图3b和图3c相应图示具有附接的密封层301的集成电路裸片200的剖面以及该裸片下侧的立体图。然而在一些实施例中，密封层301可以包括裸片附接膜(DAF)。本领域的技术人员将知晓DAF是已知的，其在切成方块之前可以附接到已处理晶片。例如DAF可以被用来将晶片附接到一些切成方块的带。晶片然后可以被切成方块并且加热附接到切成方块的带以导致它扩展和分隔成单个裸片。在本发明的一些实施例中，DAF可以不仅被用于切成方块而且DAF可以形成封装本身的功能性部分。将DAF作为用于密封在基底裸片201中的凹部205的密封层，即作为第二封装盖，表示本发明的实施例的一个新颖方面。在一些实施例中，在将晶片切成方块的过程期间，可以提供包括密封层301的DAF，并且可以配置为在切成方块步骤之后它可以被限制在单个裸片上以提供密封层。这样可以减少形成封装300所需要的处理步骤的数量。因此在一些实施例中，根据本发明实施例的封装的制造可以以获得集成电路裸片和密封层例如图3b和图3c所示来开始。
无论将何种材料用于第二封装盖，即密封层301，在图3a所示的实施例中，基底裸片中的凹部205给传感器提供由凹部205限定的空间，例如后空间。密封层301因此包围后空间205并且为传感器202的电极膜片振动提供稳定声学环境。密封层301具有足够覆盖凹部205在基底201的下表面中的开口的面积。在一些实施例中，密封层301的引脚基本上不大于集成电路裸片200的引脚，虽然在一些实施例中，特别在密封层是PCB等的实施例中，密封层可以布置为延伸超过集成电路裸片200的边缘。
如上提及其他材料可以被用来提供密封层301，不管是对DAF的附加或作为替代。例如，密封层可以包括一个或多个硅和/或一些其他半导体，PCB，陶瓷，薄片和/或塑料材料。
回过头参考图3a，封装300还包括封装基底302。封装基底302与传感器202交叠，并且封装基底的表面(如图3a所示的上表面303)形成封装300的外表面。封装基底因此形成第一封装盖。封装基底可以由任何合适材料例如PCB等来形成。
术语“封装基底”在本文中使用时应该是指集成电路裸片200电连接到其用于传输用于操作传感器时的信号和/或电力传输的封装的一部分。封装基底自身将因此通常具有用于连接封装、传感器和电子电路到外部电路例如到主机设备的PCB的电连接。
封装基底302因此形成封装的外表面的一部分，即第一封装盖。然而在本发明的实施例中，集成电路裸片200自身还形成封装的外表面的一部分，特别是封装的侧壁的一部分。
如可以在图3a中发现，封装300的侧壁主要由形成集成电路裸片200的裸片基底201形成。因此，在该实施例中，麦克风封装300的全部引脚可以与集成电路裸片200的引脚相同。换句话说封装基底302的引脚，即在平面图中封装的总面积可以基本上相同于和/或不大于集成电路裸片200的引脚。这样导致封装具有相对很小的引脚，其在许多应用中是有利的。小的封装将需要在设备中的较小空间。根据本发明实施例的封装还避免了与分开的侧壁结构相关的成本，例如常规封装所需要的。
封装因此包括设置在封装基底302与由密封层301形成的第二封装盖之间的集成电路裸片200。在本发明的实施例中，封装基底不如常规方法那样直接联接到第二封装盖，而是经由裸片基底201。
可以认识到，在一些实施例中，封装基底302和/或密封层301可以延伸超过集成电路裸片200的边缘。然而，即使在这些情况下，封装300的剖面将具有基本上与集成裸片200的剖面面积一样大的面积。在一些实施例中，封装基底302和/或密封层301的引脚可以大于集成电路裸片200的引脚，但封装的整个引脚可以仍然相对较小，并且比常规封装可能实现的要小。例如封装的引脚可以不大于具有MEMS传感器的集成电路裸片的引脚的20％。在一些实施例中，封装的引脚可以不大于集成电路裸片的引脚的15％，或不大于10％，或不大于5％。
在图3a所示的实施例中，第一阻挡层304提供在封装基底302与集成电路裸片的上表面204之间。阻挡层304环绕传感器202并且与封装基底302一起限定在MEMS传感器的上侧上的空间，其形成用于传感器的前空间的至少一部分并且提供环境阻挡层。封装基底因此可以具有给MEMS传感器提供声音端口的孔305，该孔位于第一阻挡层304的周长内。从图3a可以发现第一阻挡层304可以提供在传感器区域上方的空间与在电子电路203上方的区域之间的阻挡层，和/或自身可以提供封装300的侧壁的一部分。阻挡层304可以便利地包括粘合剂材料层，其例如可以使用各种印刷技术例如设置在第一集成电路裸片和/或封装基底302的内侧表面上的期望位置中。图3d图示封装基底302的内表面的立体图并且图示第一阻挡层304在将封装基底接合到集成电路裸片200之前可以印刷在封装基底304上的期望位置中。合适粘合剂的示例包括例如环氧树脂，硅胶，聚亚安酯，丙烯酸酯，和/或丙烯酸纤维或其中的复合物。
集成电路裸片附接到封装基底302，并且如上提及，电连接到封装基底302以允许操作传感器202。在图3a所示的实施例中，集成电路裸片200由一个或多个接合凸块306接合到封装基底302，虽然可以使用任何其他合适类型的粘结物。图3e图示用于凸块接合的一个或多个合适材料球可以设置在集成电路裸片200的接触点上。当然会认识到材料可以附加地或替代地设置在封装基底302的内触片307上。
接合凸块将集成电路裸片的电子电路203连接到在封装基底302的内表面上的内部电连接307例如凸块接合盘上。内部电连接可以例如经由通过封装基底的通孔309电联接到在封装300的外表面上的封装电触片308。封装电触片309允许封装在主机设备中电连接用于与在封装300内的电子电路203和/或传感器202电连接。
在该实施例中，接地层310设置在封装基底302内。接地层，其可以是金属或其他导电层，可以配置为提供对电磁干扰(EMI)的屏蔽。接地层可以连接到接地触片311用于在使用中接地。在一些实施例中，接地层310本身可以通过接合凸块306电连接到集成电路裸片200，用于与在集成电路裸片内的一个或多个EMI屏蔽层连接，后面将更详细描述。
在一些实施例中，密封环312可以设置在封装基底302的环绕孔例如声音端口305的上表面303上。例如，如果封装300是接合到另一个板或相似物上的倒装芯片，那么将提供在母板中的孔，其将基本上与在封装基底303中的孔305对齐。密封环312，其可以是金属化环，即金属化环形粘结点，可以提供来帮助形成在已装配主机设备中的声音通道。例如封装在使用中可以附接到具有用于声音通道的孔的主板。提供声音密封环312可以帮助形成从封装300内到母板另一侧的声音通道。
注意，在一些实施例中，基本上透声的环境阻挡层313可以设置跨过孔305。该阻挡层313例如可以包括防水纱布等，形成跨过端口的防水隔膜以阻止湿气进入在封装基底与裸片基底201之间形成的第一空间。
防水纱布313可以丝网印刷到封装基底的任意内侧表面上，在这种情况下它可以印刷在封装基底的内表面的合适部分上。在一个实施例中防水隔膜可以例如作为印刷过程的一部分与粘合剂阻挡层304一起通过印刷形成在或附接到封装基底的内表面上以覆盖孔305。然而，在其他实施例中，防水隔膜可以附加地或替代地形成在或附接到封装基底的外表面上，在这种情况下，密封环312可以设置在至少一个环境隔膜层的顶部上。当然还可以使用多层封装基底，其中提供至少一个环境阻挡层作为跨过声音端口孔的中间层。
在一些实施例中，第二阻挡层形成来保护电子电路的区域并且将它与环境隔离。在图3a所示的实施例中，第一材料层314设置在封装基底与集成电路裸片的至少一部分电子电路之间。该材料可以在将封装基底接合到集成电路裸片之后，回填入在封装基底与集成电路裸片之间的间隙。替代地，与阻挡层304相似、并且其可以包括与阻挡层304相似的材料并且设置在与阻挡层304相同位置的阻挡层，可以设置为环绕电子电路的区域。为了保护电子电路203不受存在阻挡层304和/或填充物材料314的影响，传递层等可以设置在至少一些电子电路上方。填充物材料314可以是与形成阻挡层304的材料相同或相似的材料，或者可以保护下侧电路的任何合适材料，例如填充物材料可以包括环氧树脂，硅胶，聚亚安酯，丙烯酸酯，和/或丙烯酸纤维或其中的复合物的至少一个。
图3f图示MEMS传感器封装300的三维视图，其中为了简洁已经省略了填充物材料层314。
如上提及，本发明的实施例因此提供用于MEMS传感器并且特别用于具有集成电子的集成电路裸片上的MEMS传感器的封装，其中集成电路裸片形成封装的一部分外表面。封装提供与常规封装一样的环境保护，但是与常规封装相比，该封装的引脚更少。除了封装可以节省材料外，制造该封装的方法可以需要比常规封装更少的步骤。
如上提及因此封装的尺寸和形状可以至少部分被集成电路裸片限定，其自身可以至少部分地由裸片上的传感器和集成电子电路指示。本领域的技术人员将认识到有许多不同方法可以把电子电路与MEMS传感器一起形成在裸片上，图4a和图4b图示两个示例并且图示在图2中图示的集成电路裸片的上表面的交替平面图。
图4a图示裸片200的示例，其中传感器202形成朝向裸片的一侧，并且电子电路203在区域中形成朝向裸片的相反侧，具有将传感器的电极连接到电路的恰当部分的电互连(未示出)。换句话说电子电路203基本上都设置在传感器的一侧上。形成在电子电路区域中的是焊盘或端子，用于形成与封装基底接合的接合凸块306。在图4a图示的示例中，所有的接合凸块305形成朝向裸片基底201的一个端部。这样可以在封装的应力性能方面具有优点。回头参考图3a，可以发现裸片基底201通过接合凸块306和粘合剂阻挡层304、并且可能通过填充物材料314附接到封装基底。接合凸块306在裸片基底201和封装基底302之间形成相对刚性集合，而粘合剂阻挡层304可以具有柔性度。在一些实施例中，裸片基底201可以包括不同于封装基底302的材料，并且因此可以具有不同的热膨胀系数。通过在集成电路裸片的一个端部设置相对不柔性的接合凸块306集成电路裸片，这样意味着不限制另一个端部由于碰撞粘结到封装基底而膨胀或收缩，其可以帮助减少封装在使用中的应力。这样意味着基底201的另一个端部可以在不同温度和压力下自由地膨胀和收缩，减少在接合凸块306上的应力。
在一些实施例中，因此，所有接合凸块306可以形成在朝向集成电路裸片200的一个端部的区域内。例如，接合凸块可以都设置为，每个接合凸块设置为离裸片的第一边缘一定距离，其不大于从第一边缘到裸片基底201的相对边缘的距离(例如裸片的宽度)的25％或15％或10％。如果裸片基本上是矩形形状的，那么第一边缘可以是其中一个短边。在其中具有至少三个接合凸块的一些实施例中，接合凸块可以设置为排成直线以便对裸片基底201的膨胀/收缩的任何限制仅沿着一个方向施加。然而在一些实施例中，可以有利地设置接合凸块，这样不是所有粘结物都排成直线。在图4a中，示出三个接合凸块306。如上提及这些可以被设置为排成直线，即当由恰当端子/触点/焊球等限定的中间凸块处于由401a图示的位置中、或处于任何其他期望配置中时，例如当中间是401b图示的位置时。
然而在一些实施例中，可以期望具有在集成电路裸片与封装基底之间在集成电路裸片两侧处的接合凸块以给予封装结构稳定度。在一些实施例中，因此，可以具有朝向集成电路裸片200第一侧的至少一些接合凸块以及还有朝向第二相对侧的一些接合凸块。在一些实施例中，在一侧上的至少一些凸块可能纯粹是由于结构原因，并且可以不实现电连接。还可以从电子电路区域远程地设置接合凸块并且通过合适的连接将接合盘(bond pad)连接到电路。然而，在一些实施例中，电子电路203可以设置在集成电路裸片201上的超过一个限定区域中。图4b图示其中在传感器202的任意一侧上具有两部分电子电路203的一个示例。这两部分电子电路203可以电连接在一起或者可以分开。在该示例中，具有设置在两部分电子电路203内的接合凸块306。在该实施例中，环绕传感器202的阻挡层304将因此设置朝向封装基底的中心。还可以具有在封装基底的两个端部上的通孔用于连接到在两部分电子电路203上的接合凸块306。
还可以认识到在图4a和图4b两者图示的示例中，可以存在更多或更少数量的接合凸块306。同样可以认识到，如后面将描述的，可以有多于一个的传感器形成在集成电路裸片上，和/或集成电路裸片的形状也可以改变。
虽然上面描述的实施例特别关于封装包括至少一个MEMS传感器和集成电子电路的集成电路裸片，但是相同原理可以应用于封装就包括一个或多个MEMS传感器且没有任何相关电子电路的晶片。
本发明的实施例还涉及包括第一集成电路裸片和第二集成电路裸片的封装，在封装中MEMS传感器形成在第一集成电路裸片上。第二集成电路裸片可以包括附加电路。
图5a图示根据本发明实施例的封装500。第一集成电路裸片200粘结到封装基底501，以与上面描述的实施例相似的方式形成第一封装盖。然而在该实施例中，封装基底501包括支撑层502和第二集成电路裸片503。
图5b图示封装基底501的剖面。第二集成电路裸片503可以包括用于操作在第一集成电路裸片200上的传感器的电子电路，并且可以与在第一集成电路裸片200上的电子电路一起工作或对其补充。例如如果MEMS传感器202是MEMS麦克风，那么集成在第一集成电路裸片200上的电子电路203可以包括用于读出MEMS麦克风的一些模拟电子电路，例如低噪声放大器或前置放大器等。本领域的技术人员将认识到来自MEMS感应传感器例如麦克风的信号通常是非常小的信号，并且可以有利地将放大器与传感器整合以避免由于接合盘(bond pad)等带来的不利电容，其会相反地影响信噪比。第二集成电路裸片可以包括用于处理来自第一集成电路裸片的放大信号的电子电路，并且可以例如包括至少一些数字电子电路。通过在封装中提供两个集成电路裸片，可以针对预定目的优化在每个裸片上的电路。例如在第一集成电路裸片上的电路可以利用与第二集成电路裸片不同的制造过程节点、即不同类型的半导体工艺和不同的最小特征尺寸来形成。例如，65nm或更小工艺可能适合于形成数字电路但是可能不适合于所需模拟电路或者对于所需模拟电路成本不利。在本发明的实施例中，在第一集成电路裸片上的模拟电路可以利用模拟电路的合适工艺来形成，并且在第二集成电路裸片上的数字电路可以利用数字电路的合适工艺来形成。通常数字电路将具有比模拟电路更少的过程节点，即门信号长度(L/W)。当然将认识到第一集成电路裸片可以附加地包括一些数字电路并且第二集成电路裸片可以附加或替代地包括模拟电路。在一些实施例中，第二集成电路裸片可以是超薄的集成电路裸片。超薄半导体工艺是已知技术。
第二集成电路裸片在封装内附接到封装基底501的支撑层502。封装基底501的外表面因此形成封装的上表面，端子垫片308和声学密封环312设置在其上。用于凸块接合的内触片307然后可以设置在第二集成裸片503的表面上。第二集成裸片503可以引线接合504到封装基底的支撑层502。在支撑层中的通孔可以将第二集成电路裸片的电路连接到外部封装触片308。支撑层可以是任何合适的材料例如PCB、塑料材料、半导体层等。
如上所述，例如合适粘合剂的阻挡层304可以被提供用于环绕传感器。在该实施例中，阻挡层304可以设置有包含在它的周长内的引线粘结物504。因此它可以至少局部形成在第二集成电路裸片503上。第二集成电路裸片503的数字电子电路可以因此由钝化层保护。再者在将封装基底接合到第一集成电路裸片200之前，阻挡层可以通过例如印刷技术沉积在封装基底上。图5c图示具有沉积阻挡层的封装基底的立体图。附加地或替代地阻挡层304可以沉积在第一集成电路裸片上。对于第二集成电路裸片和引线接合整体还可能落在由阻挡层304限定的凹部之外。
附加地其他连接技术例如利用通过第二集成电路裸片503的通孔，其可以被用来连接到支撑层502。
再者可以具有设置在封装基底与第一集成电路裸片之间在阻挡层304之外的填充物材料层，其在该实施例中设置在第一集成电路裸片200与第二集成电路裸片503之间。替代地，如图5a所示，提供第二阻挡层505环绕封装外周，即第一集成电路裸片的外周，和/或传感器阻挡层304外侧的封装基底。
将认识到在该实施例中封装基底501的第二集成电路裸片503至少局部与第一集成电路裸片交叠。在一些实施例中整个第二集成电路裸片可以与第一集成电路裸片交叠以便封装的引脚可以再次由第一集成电路裸片的引脚限定。在声音端口形成在封装基底501中的该实施例中，第二集成电路裸片可以比第一集成电路裸片小以便声音端口形成在支撑层502中。在图5a图示的实施例中第二集成电路裸片的一部分还形成封装的一部分外表面，形成封装在封装一侧上的一部分侧壁。图5d图示图5a的封装的立体图。
与图3a所示的接地层相似的接地层可以提供在封装基底支撑层502中。
图6a图示根据本发明实施例的替代MEMS传感器封装600。图6a的实施例与参考图5a描述的实施例相似，并且再者封装基底(其形成第一封装盖)包括支撑层502和第二集成电路裸片503。然而在图6a的实施例中，第一集成电路裸片基底201凸块接合到支撑层502。第二集成电路裸片可以经由引线接合504或任何合适的电连接电连接到支撑层。图6b图示在该实施例中的封装基底的立体图。将认识到在该实施例中具有支撑层502的区域，其不由第二集成电路裸片503覆盖，其在使用中交叠在第一集成电路裸片200上的一部分电子电路203。
如同图3a，将认识到封装基底501和/或盖301可以延伸超过集成电路裸片200的边缘。
图7根据本发明进一步的实施例图示MEMS传感器封装700。
在该实施例中，提供了第二集成电路裸片503，其交叠第一集成电路裸片的整个传感器区域。因此，形成声音端口的孔305形成在第二集成电路裸片503中。
在该实施例中，如果第二集成电路裸片503具有充分的结构完整性，那么第二集成电路裸片可以不需要附加支撑层502来提供封装基底。在该实施例中，封装的上外表面可以由第二集成电路裸片503的表面提供，并且第二集成电路裸片形成封装基底和用作第一封装盖。围绕传感器202的阻挡层304因此设置在第一集成电路裸片202与第二集成电路裸片503之间。
第二集成电路裸片还可以在第一集成电路裸片上的电子电路203上方延伸并且通过接合凸块306凸块接合于其上。通过第二集成电路裸片的通孔可以提供到封装的外部电连接(在图7中未示出)的连接。第二集成电路裸片可以包括用作接地层的导电层。
在其他实施例中，特别是如果第二集成电路裸片503是超薄的并且不能提供在它自身上面的所需支撑，那么还可以提供支撑层502，其可以如上所述地至少支撑第二集成电路裸片503的一部分。在这种情况下孔305将穿过支撑层502和第二集成电路裸片503两者。
在具有支撑层的实施例中，第二集成电路裸片可以不在整个第一集成电路裸片上方延伸并且接合凸块可以直接粘结到支撑层502，如上关于图6a所描述。
在上面描述的实施例中，集成电路裸片200有效地将覆晶接合到封装基底302/501。总体上这样意味着在基底201的表面与封装基底之间的传感器的一侧上形成的空间不是非常大。因此，在上面描述的实施例中，该空间形成为前空间的一部分并且声音端口形成在封装基底中。该封装基底与集成电路裸片之间的空间因此与封装外侧的空间声学连通以便可以实现可接收声音的性能。在传感器另一侧上的、即至少局部由在裸片基底201中的凹部205形成的空间通常是较大空间，由于凹部从传感器延伸全程通过裸片基底201并且如上提及可以具有通过裸片基底201增加的剖面面积的事实。因此凹部205可以具有足够的尺寸以用作令人满意的后空间。其中声音端口形成在封装基底中的该实施例可以有时候被称为底部端口布置。通常封装基底被用作连接到其他部件，例如主机设备的PCB。
然而可以使用第一封装盖，其包括至少一个衬垫层的封装基底以便在封装基底302/501与在传感器的区域中的集成电路裸片200之间的空间足够大来用作令人满意的后空间，如图8图示。图8表示封装800，其中集成电路裸片200接合到封装基底302，其包括在电子电路203附近的相对较厚衬垫层801，但其不在传感器202上方延伸，以及另一个外层802，其延伸跨过封装的整个面积。衬垫层801可以包括集成电路裸片例如上面参考图5和图6描述的，和/或可以包括一个或多个材料层例如PCB等。这与没有该衬垫层的实施例相比会导致延伸整个封装的高度，但应该注意衬垫层连接到集成电路裸片200并且封装的引脚可以仍然由集成电路裸片200的引脚限定。
集成电路裸片200可以凸块接合到封装基底的衬垫层，其可以电连接到外层802用于连接到封装的电连接308。
封装基底基本上被密封，即在封装基底层802中基本上没有孔。在封装基底302与集成电路裸片200之间的凹部803可以因此被从封装外侧密封。声音端口可以然后由形成在密封层301中的孔305形成。这样提供了具有集成电路裸片200覆晶接合到封装基底302的顶部端口实施例。在该实施例中密封层301可以包括例如PCB、陶瓷或半导体层等的材料，并且可以设置有密封环312。
在一些实施例中，在裸片基底201中的凹部在使用中可以设置为后空间，但是凹部205可以由封装基底密封，如图9图示。换句话说封装基底可以被用作第二封装盖。图9表示封装900，其中密封层301作为第一封装盖提供在集成电路裸片200的上侧上。密封层，其可以例如包括PCB等，可以由如之前描述的粘合剂阻挡层204和505附接到集成电路裸片基底201的上表面上。在密封层301中的孔305提供声音端口。由于该凹部声学地联接到封装外侧的空间，因此形成在集成电路裸片200的上表面与密封层之间的空间可以相对较小。
在该实施例中的封装基底连接到集成电路裸片200的下侧以形成第二封装盖。封装基底因此在使用中密封凹部205以提供后空间。为了提供在集成电路裸片的电路203与封装基底302之间的电连接，通孔901可以形成通过集成电路裸片基底201。该通孔，其可以是硅通孔(TSV)，可以例如在执行深度蚀刻以形成凹部205时形成。通孔可以以适合于连接到封装基底的球滴和/或共熔焊盘等终止在下端部。封装基底可以因此碰撞粘结或相似方式粘结到集成电路裸片200的下侧，并且粘合剂层902，其可以与层304相似，可以被用来将封装基底粘接到集成电路裸片200并且密封凹部205。这样提供了顶部端口实施例，不需要在集成电路裸片的上侧上的衬垫层。
再次应该注意术语“上表面”被与集成电路裸片200关联地使用为关于在任何制造步骤期间传感器202和电子电路203制造在其上/其中的晶片的表面，和/或它在任何封装中的朝向、或者封装在任何装置中的真实朝向由该术语暗示。术语“下表面”因此是指裸片基底201的相反表面。
在如上描述的实施例中密封层301可以是基本平坦的表面。然而将认识到密封层可以形成一部分盖，其具有形成在其内的凹部以在使用中扩展前空间和后空间的尺寸。例如密封层301可以以如上关于图8的封装基底描述的相似方式包括绕着密封层外周的衬垫层。
如前提及，在本发明的实施例中，封装的一部分外表面可以由集成电路裸片200形成。在常规封装中，集成电路裸片容纳在由分立结构形成的外壳内，并且壳体可以设计为保护集成电路不仅免于遭受潮湿、灰尘和其他可能的环境杂物而且免于遭受不利的干扰。特别是常规壳体可以屏蔽集成电路裸片免于遭受电磁干扰和/或可以屏蔽敏感电子电路免于见光。本领域的技术人员将会理解，电子电路应当理想地被基本屏蔽以防止光子到达电路并且潜在地导致操作错误。
在一些实施例中如上描述的封装可以因此设置有在封装的外侧上的一个或多个保型涂层以提供光屏蔽和/或EMI屏蔽。例如在基体层例如聚合物层上或内的金属层可以涂覆在如上描述的封装的外侧上。可以使用相对较薄涂层以便封装的引脚可以仍然基本上由集成的裸片的引脚限定。
然而在一些实施例中，至少一个屏蔽结构可以形成在集成电路裸片200自身内。在一些实施例中，屏蔽结构可以包括至少一部分密封环结构，例如CMOS密封环。
在集成电路的制造中例如在CMOS加工中形成在电路部件周围的称为密封环的结构是已知的。密封环结构在电子电路的制造期间形成并且通常包括由通孔连接的一串交叠金属区域。图10a图示常规密封环结构。图10a的左手侧图示密封环结构1001可以形成在电子电路203与裸片的外周区域1002之间的区域中，其中用于切块的切割线可以在切块之前形成在晶片中。密封环结构包括由在中间金属绝缘层1005的通孔1004连接的各个金属层1003。密封结构的下部可以连接到p阱1006，其具有在密封层外侧的场氧化层1007区域。
密封环结构通常被用于环绕有源电路区域，并且设置在有源电路并被用于将晶片切割成单块的分割线之间。密封环结构用来将集成电路的各层保持在一起并且帮助阻止在切块期间各个中间金属绝缘层的分层。
在本发明的实施例中，密封环式结构被用于根据本发明实施例的封装中的集成电路裸片提供光屏蔽和/或EMI屏蔽。该结构可以是对常规密封结构的附加，但是在一些实施例中，密封环结构可以除了在切块期间阻止分层还可以配置为提供屏蔽。
因此在本发明的实施例中，屏蔽结构可以利用常规加工步骤形成，从而避免任何大量附加处理步骤的需要。
在图10a中示出的常规密封环结构没有接地，并且提供如果有也是有限的EMI屏蔽。并且密封环结构不用来堵住光免于穿过绝缘材料进入敏感电子区域。图10a的右手侧在平面图中图示从箭头1008指示的方向即垂直于集成电路裸片的表面法线的方向观察时通孔1004的两种典型布置。
在本发明的实施例中，密封环结构从常规布置修改来提供EMI屏蔽和/或光屏蔽。图10b图示根据本发明实施例具有基于密封环的屏蔽结构的集成电路裸片200的一部分。屏蔽结构形成在第一区域1001中，其可以被设置至少局部环绕敏感区域，例如电子电路203的区域。屏蔽结构沿着垂直于集成电路裸片的第一方向包括由导电通孔1004连接的多个金属层1003。在本发明的实施例中，金属层和通孔可以设置为以便于提供牢固的光屏蔽，例如以堵塞大部分的光照到敏感电电路区域。金属层和通孔可以布置为沿着垂直于第一方向的方向通过屏蔽结构的基本上任何路径穿过至少一个所述金属层和/或至少一个所述通孔。因此通孔可以布置为沿着侧边方向即垂直于裸片的表面的法线的方向通过屏蔽结构的主要路径，该路径将至少遇到金属层或通孔。换句话说基本上堵塞了光进入敏感区域的直线路径。
例如通孔可以形成为在通孔之间具有相对偏差的扩展通孔，以便从方向1008观察时，可以发现金属/通孔的连续区域。附加地或替代地，至少一些通孔可以设置为连续壁。
附加地或替代地，触片109可以被用来允许密封环电连接到接地层或接地触片。如图10b图示，触片可以在裸片基底201的上表面，但在一些实施例中可以附加地或替代地具有在裸片基底201的下侧处的接地触片。通常密封环结构仅形成在晶片基底的COMS层中，并且不延伸全程通过裸片基底，但是硅通孔可以被用来连接到接地端子。
接地触片1009在使用中可以连接到金属层，其交叠电路区域203提供上部EMI屏蔽。附加地或替代地，接地触片可以连接到在封装基底中的接地层(或者取决于实施例为覆盖层)。密封环结构的下部可以连接到在硅基底内的接地层，例如阱区域1007。接地层可以延伸通过在电路区域下方的裸片基底。
这样COMS密封环结构可以被用于给电路提供机械强度以帮助阻止现有技术已知的分层，而且可以提供EMI屏蔽和/或光屏蔽。因此，COMS密封环可以具有在屏蔽EMI和光方面的双重功能，或者换句话说，用于保护免受来自在电磁频谱中的多个不同带宽的电磁辐射的组合屏蔽效果。
如先前讨论包括MEMS传感器的集成电路裸片可以包括超过一个的MEMS传感器。图11-图11d图示可以在本发明的实施例中被封装的各个集成电路裸片的示例。
图11a图示集成电路裸片200的一个示例的平面图。在该实施例中，两个传感器1101和1102设置有设置在它们之间的电子电路1103。电子电路1103可以是共享或分立电子电路。电子电路可以是模拟的或数字的。
图11b图示集成电路裸片200的另一个示例的正视图。在该实施例中，四个传感器1104、1105、1106和1107设置有电子电路1108。再者该电子电路是用于每个传感器的分立电路或共享电路。电子电路可以是模拟的或数字的。
图11c图示集成电路裸片200的另一个示例的平面图。在该实施例中，两个传感器1109和1110设置有电子电路1111到裸片基底201的一侧。该实施例可以容易地与参考图4a描述的实施例组合，其中任何碰撞粘结包含在裸片基底201的一个端部的某些部分内。再者，电子电路1111可以是用于每个传感器的独立电子电路，或者共享电路。
图11d图示集成电路裸片200的平面图。在该实施例中，4个传感器1111-1115设置有电子电路1116到基底201的一侧。在该实施例中，四个传感器是不同类型的传感器，例如绝对压力传感器，麦克风，超声传感器以及加速度计，虽然将会认识到可以使用其他类型的传感器或传感器的任何其他组合。
将会认识到具有多个传感器的任何实施例，包括没有直接图示的那些，可以用描述其迄今为止已经被图示的完整MEMS封装的任何实施例来实施，虽然具有某些修改例如给每个传感器提供单独的阻挡层。
本发明的实施例特别适合于封装MEMS传感器变换器，特别是电容传感器例如MEMS麦克风。还可以认识到可以实施其他类型的MEMS电容传感器，例如加速度计，压力传感器，接近传感器或流速计。
实施例可以实施在主机设备中，特别是便携式和/或电池供电主机设备例如移动电话，以及音频播放器，视频播放器，PDA，移动计算平台例如膝上型计算机或台式机和/或例如游戏设备或在辅助设备中，设计用于可能经由多线电缆，多口插头，或光纤和连接器与这些主机设备有线或无线连接的，例如耳机，耳塞(可能噪音消除的)，或麦克风组件。
应该注意上述实施例图示本发明而不是限制本发明，并且在不脱离附属权利要求的范围的情况下，本领域的技术人员能够设计很多替代实施例。术语“包括”不排除除了在权利要求中列出的那些之外的元件和步骤的存在，“一”或“一个”不排除多个，并且单个特征或其他单元可以满足在权利要求中叙述的多个单元的功能。在权利要求中的任何参考数字或标记不应该解释为限制它们的范围。
1.一种MEMS传感器封装，包括第一集成电路裸片，
该第一集成电路裸片包括：
集成MEMS传感器；以及
集成电子电路，用于操作MEMS传感器；
其中
所述MEMS传感器封装的引脚基本上与集成电路裸片的引脚尺寸相同。
2.如权利要求1所述的MEMS传感器封装，还包括第一封装盖，其与MEMS传感器交叠，其中所述MEMS传感器封装的至少一部分外表面由第一封装盖形成。
3.如权利要求2所述的MEMS传感器封装，其中阻挡层绕着MEMS传感器被设置在所述第一封装盖与所述第一集成电路裸片之间。
4.如权利要求3所述的MEMS传感器封装，其中具有由第一集成电路裸片、阻挡层和第一封装盖限定的第一空间。
5.如权利要求3或4所述的MEMS传感器封装，其中阻挡层包括粘合剂材料层。
6.如权利要求2-5任意一项所述的MEMS传感器封装，其中第一封装盖包括孔。
7.如权利要求6所述的MEMS传感器封装，还包括在第一封装盖的外表面上环绕所述孔的密封环。
8.如权利要求6或权利要求7所述的MEMS传感器封装，还包括跨越所述孔被设置的防水膜片。
9.如前述权利要求任意一项所述的MEMS传感器封装，包括封装基底，其电连接到第一集成电路裸片。
10.如权利要求9所述的MEMS传感器封装，其中封装基底经由至少一个接合凸块(bump bond)接合到第一集成电路裸片的电子电路。
11.如权利要求10所述的MEMS传感器封装，其中所述封装基底经由多个接合凸块接合到第一集成电路裸片的电子电路，并且每个所述接合凸块位于朝向第一集成电路裸片其中一个端部设置的区域内。
12.如权利要求9-11任意一项所述的MEMS传感器封装，其中封装基底包括接地层。
13.如权利要求9-12任意一项所述的MEMS传感器封装，其中第一封装盖包括封装基底。
14.如权利要求13所述的MEMS传感器封装，其中封装基底包括第二集成电路裸片，其至少局部与第一集成电路裸片交叠。
15.如权利要求14所述的MEMS传感器封装，其中所述第一集成电路裸片包括模拟电路，并且所述第二集成电路裸片包括数字电路。
16.如权利要求14或权利要求15所述的MEMS传感器封装，其中从不同于第二集成电路裸片的制造流程节点形成所述第一集成电路裸片。
17.如权利要求14-16任意一项所述的MEMS传感器封装，其中所述封装基底包括第二集成电路裸片和支撑层，其中第二集成电路裸片附接到所述支撑层，并且所述支撑层形成封装的至少一部分外表面。
18.如权利要求17所述的MEMS传感器封装，其中所述第一集成电路裸片凸块接合到所述支撑层，并且所述第二集成电路裸片电连接到支撑层。
19.如权利要求14-18任意一项所述的MEMS传感器封装，其中所述第一集成电路裸片凸块接合到所述第二集成电路裸片。
20.如权利要求13-19任意一项所述的MEMS传感器封装，还包括在封装基底的表面上的电触片，用于电连接到所述第一集成电路裸片。
21.如权利要求20所述的MEMS传感器封装，其中所述封装基底包括通过所述封装基底的通孔，将所述电触片连接到所述电子电路。
22.如权利要求2-21任意一项所述的MEMS传感器封装，包括设置在所述第一封装盖与所述第一集成电路裸片的至少一部分电子电路之间的填充物材料层。
23.如前述权利要求任意一项所述的MEMS传感器封装，其中：
所述MEMS传感器形成在所述第一集成电路裸片的第一表面处；
所述第一集成电路裸片包括凹部，其中所述MEMS传感器至少局部与所述凹部交叠；以及
所述凹部从MEMS传感器延伸通过第一集成电路裸片到在第一集成电路裸片的第二表面处的开口。
24.如权利要求2所述的MEMS传感器封装，还包括在第一集成电路裸片的第二表面处的第二封装盖以提供由在第一集成电路裸片中的凹部限定的空间。
25.如权利要求24所述的MEMS传感器封装，其中所述第二封装盖包括用于密封在第一集成电路裸片中的凹部的密封层。
26.如权利要求25所述的MEMS传感器封装，其中所述密封层包括裸片附接薄膜。
27.如权利要求24-26任意一项所述的MEMS传感器封装，当直接或间接从属于权利要求2时，其中与所述第一集成电路裸片一起，所述第一封装盖和所述第二封装盖形成封装的至少一部分侧壁。
28.如权利要求24-27任意一项所述的MEMS传感器封装，当从属于权利要求9-12其中任意一项时，其中：
第一集成电路裸片包括电连接到集成电子电路的至少一个通孔，该至少一个通孔通过第一集成裸片前进到第二表面；以及
其中第二封装盖包括封装基底并且电连接到第一集成电路裸片在第二表面处的所述至少一个通孔。
29.如权利要求23-28任意一项所述的MEMS传感器封装，其中所述凹部在MEMS传感器处的面积比第一集成电路裸片的第二表面处的小。
30.如权利要求23-29任意一项所述的MEMS传感器封装，其中所述凹部在电子电路下方延伸。
31.如前述权利要求任意一项所述的MEMS传感器封装，其中所述MEMS传感器封装的至少一部分外表面由集成电路裸片形成。
32.如前述权利要求任意一项所述的MEMS传感器封装，其中所述第一集成电路裸片包括用于光屏蔽和EMI屏蔽的屏蔽结构的至少一个。
33.如权利要求32所述的MEMS传感器封装，其中所述屏蔽结构包括第一区域，其包括沿着垂直于第一集成电路裸片的表面的第一方向间隔开的多个金属层，所述金属层由导电通孔连接。
34.如权利要求33所述的MEMS传感器封装，其中所述金属层和导电通孔连接到在所述第一集成电路裸片的表面上的接地触片。
35.如权利要求34所述的MEMS传感器封装，当从属于权利要求2时，其中所述接地触片连接到第一封装盖的接地触片。
36.如权利要求33-35任意一项所述的MEMS传感器封装，其中所述金属层和导电通孔连接到在第一集成电路裸片内的接地层，其位于至少一部分电子电路下方。
37.如权利要求33-36任意一项所述的MEMS传感器封装，其中金属层和导电通孔设置为，沿着垂直于第一方向的方向交叉通过屏蔽结构的任何路径穿过其中一个所述金属层和/或其中一个所述导电通孔。
38.如前述权利要求任意一项所述的MEMS传感器封装，包括在第一集成电路裸片上的多个MEMS传感器。
39.如权利要求38所述的MEMS传感器封装，其中所述多个MEMS传感器的至少一个与所述多个MEMS传感器的至少其他一个是不同类型的传感器。
40.如前述权利要求任意一项所述的MEMS传感器封装，其中所述MEMS传感器是MEMS麦克风。
41.一种电子装置，包括如前述权利要求所述的MEMS传感器封装。
42.如权利要求41所述的电子装置，其中所述装置是如下至少一个：便携式设备，电池供电设备，计算设备，通信设备，游戏设备，移动电话，个人媒体播放器，膝上、台式或笔记本计算设备。
43.一种MEMS传感器封装，包括集成电路裸片，
所述第一集成电路裸片包括：
集成MEMS传感器；以及
用于操作MEMS传感器的集成电子电路；
其中
所述MEMS传感器封装的至少一部分外表面由集成电路裸片形成。
44.一种MEMS传感器封装，包括集成电路裸片，该集成电路裸片包括：
集成MEMS传感器；以及
用于操作MEMS传感器的集成电子电路，其中在其中至少一个平面中，封装的剖面面积等于集成电路裸片的剖面面积。
45.一种MEMS传感器封装，包括：
第一半导体晶片；以及
第二半导体晶片，其中：
所述第一半导体晶片包括集成MEMS传感器和用于操作MEMS传感器的集成模拟电子电路；
所述第二半导体晶片包括数字电路，以及
所述第一半导体晶片和第二半导体晶片电连接在一起以便所述第二半导体晶片至少局部与所述第一半导体晶片交叠。
46.一种MEMS传感器装置，包括：
集成电路裸片，具有在其内的凹部；
MEMS传感器，形成在所述集成电路裸片的第一表面上，其中所述MEMS传感器至少局部与所述凹部交叠；以及
密封层，附接到所述集成电路裸片的第二表面以便于形成在所述凹部位于第二表面中的开口处的密封；
其中密封层包括裸片附接薄膜，其附接到集成电路裸片的第二表面。
47.一种MEMS传感器装置，包括：
集成电路裸片，
MEMS传感器，形成在所述集成电路裸片的第一表面上的第一位置处，电子电路，形成在所述集成电路裸片的第一表面上的第二位置处用于操作MEMS传感器，以及
至少两个接合端子，形成在所述集成电路裸片上用于将集成电路裸片凸块接合到其它基底，其中
至少两个接合端子形成在朝向集成电路裸片一个端部设置的区域内以便集成电路裸片的相反端部不会因任何接合凸块而被限制膨胀和/或收缩。
48.一种集成电路裸片，包括：
半导体基底，
形成在所述基底上的集成MEMS传感器，
集成电子电路，形成在所述基底上用于提供所述MEMS传感器的操作，以及
屏蔽结构，用于提供EMI屏蔽和光屏蔽的至少一个，其中
所述屏蔽结构至少局部形成在所述基底内。
49.如权利要求48所述的集成电路裸片，其中所述屏蔽结构包括第一区域，其包括沿着垂直于第一集成电路裸片的表面的第一方向间隔开的多个金属层，所述金属层由导电通孔连接。
50.如权利要求49所述的MEMS传感器封装，其中所述金属层和导电通孔连接到在所述第一集成电路裸片的表面上的接地触片(ground contact)。
51.如权利要求49或50任意一项所述的MEMS传感器封装，其中所述金属层和导电通孔连接到在所述第一集成电路裸片内的接地层，其位于至少一部分电子电路下方。
52.如权利要求49-51任意一项所述的MEMS传感器封装，其中所述金属层和导电通孔被设置为，沿着垂直于第一方向的方向交叉通过屏蔽结构的任何路径穿过其中至少一个所述金属层和/或其中一个所述导电通孔。
本文发布于:2022-11-26 14:45:00，感谢您对本站的认可！
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