用于封装应力敏感MEMS的结构和方法与流程

本申请一般涉及半导体器件和过程，以及更具体地涉及用于堆叠到电子器件芯片上的应力敏感的微机电系统(mems)的封装的结构和制造方法。

背景技术：

1、被统称为微机电系统(mems)器件的各种产品都是微米到毫米尺度上的小型、低重量的器件，它们可以具有传感器或机械移动部件，而且通常是可移动的电力电源和控件，或者它们可能具有对机械、热、声或光能敏感的部件。mems已经发展到感测机械、热、化学、辐射、磁和生物量和输入，并产生信号作为输出。由于敏感部件和移动部件的存在，mems需要物理和大气的保护。因此，mems被放置在衬底上或在衬底中，并且必须被外壳或封装围绕，以保护mems免受环境和电气干扰以及机械和热应力的影响。

2、mems器件将机械元件、传感器、致动器和电子设备集成在公共衬底上。mems的制作方法针对使用与微电子器件所使用的那些类似的批量制造技术。因此，mems可以从大规模生产中获益，并将材料消耗降到最低，从而降低制作成本，同时努力开发控制良好的集成电路技术。利用半导体芯片上电子集成电路(ic)的过程流程，一起制造了mems的机械移动部件和电有源部件。

3、随着小型化、集成化和降低成本的技术趋势，最近开发的衬底和板可以嵌入和互连芯片和封装，以减少板的空间、厚度和占用面积(footprint)，同时增加功率管理、电气性能和应用领域。例如，集成板渗透到汽车市场、无线产品和工业应用。

4、作为例子，集成板已成功地应用于嵌入晶片级封装、无源元件、功率芯片、堆叠和键合芯片、无线模块、功率模块，一般用于需要小型化区域和缩小厚度的应用的有源和无源器件。

技术实现思路

1、在所描述的示例中，封装的微机电系统(mems)器件包含：电路芯片，其附接到带有引线的衬底的焊盘上；以及mems，其通过低模量硅酮(silicone)化合物层垂直地附接到芯片表面。在芯片表面上，mems器件被聚酰亚胺环围绕，该聚酰亚胺环具有憎(phobic)硅酮化合物的表面。固化的低模量硅酮材料的圆顶形球状物(glob)覆盖mems和mems端子键合线跨越。该球状物被限制于聚酰亚胺环内部的芯片表面区域，并且具有对环氧基模塑化合物无粘合性的表面。聚合物模塑化合物的封装包封嵌入mems的球状物、芯片和部分衬底的垂直组装；该模塑化合物对球状物表面无粘合性，但对所有其他表面有粘合性。

技术特征：

1.一种集成电路封装即ic封装，其包括：

2.根据权利要求1所述的ic封装，其中所述衬底是半导体芯片。

3.根据权利要求2所述的ic封装，其中所述mems器件电连接到所述半导体芯片。

4.根据权利要求2所述的ic封装，其中所述半导体芯片附接到焊盘并且电连接到围绕所述焊盘的引线。

5.根据权利要求4所述的ic封装，其中所述半导体芯片通过聚合物化合物附接到所述焊盘。

6.根据权利要求1所述的ic封装，其中所述第二材料覆盖所述衬底的所述表面的部分。

7.根据权利要求1所述的ic封装，其中所述第一材料是硅酮。

8.根据权利要求1所述的ic封装，其中所述第二材料是模塑化合物。

9.根据权利要求1所述的ic封装，其中所述第一材料具有小于10兆帕斯卡的模量。

10.根据权利要求1所述的ic封装，其中所述第一材料被限制于所述封闭结构内部的所述衬底的所述表面的部分。

11.根据权利要求1所述的ic封装，其中所述mems器件是应力敏感的。

12.根据权利要求1所述的ic封装，其中所述封闭结构具有圆形和矩形之一的形状。

13.一种集成电路封装即ic封装，其包括：

14.根据权利要求13所述的ic封装，其中所述第一硅酮材料和所述第二硅酮材料是模量小于10兆帕斯卡的低模量硅酮材料。

15.根据权利要求13所述的ic封装，其中所述模塑化合物是环氧基热固性模塑配方。

16.根据权利要求13所述的ic封装，其中所述mems器件是应力敏感的。

17.根据权利要求13所述的ic封装，进一步包括在围绕所述mems器件和所述第一端子的所述半导体芯片的所述表面上的聚酰亚胺的封闭结构。

18.根据权利要求17所述的ic封装，其中所述封闭结构具有圆形和矩形之一的形状。

19.根据权利要求17所述的ic封装，其中所述第一硅酮材料被限制于所述封闭结构内部的所述半导体芯片的所述表面的部分。

技术总结本申请题为“用于封装应力敏感MEMS的结构和方法”。在所描述的示例中，封装的微机电系统(MEMS)器件(100)包含电路芯片(101)，其被附接到带有引线(111)的衬底的焊盘(110)上；以及MEMS(150)，其通过低模量硅酮化合物层(140)被垂直地附接到芯片(101)表面。在芯片(101)表面上，MEMS器件(100)被聚酰亚胺环(130)围绕，该聚酰亚胺环(130)具有憎硅酮化合物的表面。固化的低模量硅酮材料的圆顶形球状物(160)覆盖MEMS(150)和MEMS端子键合线跨越(180)。球状物(160)被限制于聚酰亚胺环(130)内部的芯片(101)表面区域，并且具有对环氧基模塑化合物无粘合性的表面。聚合物模塑化合物的封装(190)包封嵌入MEMS(150)的球状物(160)、芯片(101)和部分衬底的垂直组装；该模塑化合物对球状物(160)表面无粘合性，但对所有其他表面有粘合性。技术研发人员：K·P·沃切特勒,M·吉野,A·库洛达,B·E·古德里,K·柯姆斯,B·库克,G·亚诺,S·贾克博森受保护的技术使用者：德克萨斯仪器股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15