专用集成电路(asic)上的微机电系统(mems)的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的各实施例一般涉及电子设备组件领域，具体来说，涉及用于组装移动设备的封装的方法和设备。
【背景技术】
[0002]微机电系统(MEMS)是全球半导体行业增长领域。MEMS组件和传感器可以用于快速增长的移动电话和平板行业。在许多产品中，MEMS可以与单独的盖/帽元件进行引线键合。盖/帽元件可能会增大MEMS的封装大小，并要求可能会增大封装的总成本的额外的制造步骤。
[0003]附图简述
[0004]图1示出了根据各实施例的带有与专用集成电路(ASIC)耦合的互连的MEMS的俯视图。
[0005]图2示出了根据各实施例的与ASIC通信耦合的MEMS的活动端的示例配置。
[0006]图3、4、5、6、7、8和9示出了根据各实施例的多MEMS ASIC的示例。
[0007]图10示出了根据各实施例的用于制造带有MEMS的封装的流程图。
[0008]图11示意地示出了根据各实施例的计算设备。
[0009]详细描述
[0010]如上文所指出的，在现有的封装中，MEMS可以与盖/帽元件耦合，该元件又可以与ASIC耦合。盖/帽元件会增大封装的成本和制造复杂性。在此处所描述的各实施例中，MEMS可以替代地与ASIC直接耦合。具体而言，MEMS可以与互连耦合，或以别的方式包括互连。互连可以直接耦合到ASIC。MEMS、互连以及ASIC可以构成空腔，以便MEMS的活动端在空腔内。在某些实施例中，多个MEMS可以与相同ASIC耦合。此处所公开的这些实施例及其他实施例可以提供具有较小的大小以及成本降低以及更快的制造速度的优点。
[0011]在以下详细描述中，参照形成本说明书的一部分的附图，其中在全部附图中相同的标记指示相同的部件，并且在附图中以可实施本发明的主题的示例实施例的方式显示。将理解，可利用其它实施例，且可做出结构上或逻辑上的改变，而不偏离本公开的范围。因此，以下详细描述不应按照限制性意义来理解，且多个实施例的范围由所附权利要求及其等价方案来限定。
[0012]为了本公开的目的，短语“A和/或B”表示(A)、⑶或(A和B)。为了本公开的目的，短语"A、B 和 / 或 C"表示(A)、(B)、(C)、(A 和 B)、(A 和 C)、(B 和 C)或(A、B 和 C)。
[0013]说明书可使用基于视角的描述，诸如顶部/底部、内/外、上/下等等。这种描述仅用于便于讨论并且不旨在将本文所描述的实施例的应用限制在任何特定方向。
[0014]说明书可使用短语“在实施例中”或“在多个实施例中”，它们均可表示相同或不同实施例中的一个或多个。此外，有关本公开的多个实施例使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等等是同义的。
[0015]本文可使用术语“与……耦合”及其派生词。“耦合”可表示以下一个或多个。“耦合”可表示两个或多个元件直接物理或电气接触。然而，“耦合”还可表示两个或多个元件彼此间接接触，但仍彼此协作或交互，以及可表示一个或多个其他元件被耦合或连接在所述将彼此耦合的元件之间。术语“直接耦合”可表示两个或多个元件直接接触。
[0016]在各实施例中，短语“在第二特征上形成、沉积或以别的方式安置的第一特征”可能意味着，在特征层上方形成、沉积或安置第一特征，第一特征的至少一部分可以与第二特征的至少一部分直接接触(例如，直接物理和/或电接触)或间接接触(例如，在第一特征和第二特征之间具有一个或多个其他特征)。
[0017]各种操作可以以对理解所要求保护的主题最有帮助的方式描述为多个单独的操作。然而，描述的顺序不应当被解释为暗示这些操作一定是依赖于顺序。
[0018]如此处所使用的，术语“模块”可以是指以下的一部分:执行一个或多个软件或固件程序的ASIC、电子电路、处理器(共享的，专用的，或组)和/或存储器(共享的，专用的，或组)，组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其他合适的组件，或包括它们。
[0019]图1描绘了包括与ASIC 110直接耦合的MEMS 105的封装100的示例的俯视图。ASIC 110是使用虚线示出的，以指出MEMS在图1中是透明的，以避免模糊诸如MEMS 105之类的基础元件。如图1所示，MEMS 105可以小于ASIC 110，然而，在其他实施例中，MEMS 105可以与ASIC 110 —样大小，或大于它。MEMS 105可以与互连115耦合或包括它。在各实施例中，互连115可以由电中性或绝缘材料制成，诸如非导电浆糊(NCP)、非导电薄膜(NCF)、绝缘管芯附连膜(DAF)或某些其他电中性或绝缘材料。在其他实施例中，互连115可以由导电材料制成，诸如倒装焊接(FC焊接)或任何其他导电浆糊。如图1所示，互连115可以小于MEMS 105或ASIC 110中的一个或两者。然而，在其他实施例中，互连115可以与MEMS105和/或互连115—样大小。在某些实施例中，互连115可以一般是矩形或正方形，而在其他实施例中，互连115可以具有不同的形状，诸如大致圆形的形状、三角形形状或某种其他形状。在某些实施例中，互连115可以一般是单块材料，而在其他实施例中，互连115可以是多块材料，例如，多个元件，诸如熔合在一起以形成单一形状的多个焊球。
[0020]ASIC，例如，ASIC 110，可以是ASIC管芯。例如，ASIC 110可以包括嵌入在诸如硅、砷化镓、SiC(碳化硅)石墨烯或任何有机半导体材料之类的衬底内和/或上的一个或多个电路。在某些实施例中，ASIC 110可以是一般电路，该电路可以可另选地被称为集成电路。在其他实施例中，ASIC110可以针对专门应用。例如，ASIC 110的电路可以专门被配置成执行给定进程或功能。在某些实施例中，ASIC 110的电路可以被专门配置，以便ASIC 110的功能或过程对应于将安装到ASIC 110的MEMS(例如，MEMS105)的类型。虽然术语"ASIC110"在此说明书中用于描述各实施例，但是，在其他实施例中，ASIC可以是是指处理器、物理存储器，或某种其他组件。
[0021]在各实施例中，MEMS，例如，MEMS 105，可以是陀螺仪，用于确定MEMS，包含MEMS的封装或包括封装的设备的方向。在某些实施例中，MEMS可以是加速度计，用于确定MEMS、包含MEMS的封装或包括封装的设备的运动。在某些实施例中，MEMS可以是磁力计，用于确定MEMS、包含MEMS的封装或包括封装的设备处或附近的磁场。在某些实施例中，MEMS可以是麦克风，用于标识MEMS、包含MEMS的封装或包括封装的设备处或附近的声音。在某些实施例中，MEMS可以是过滤电信号的滤波器。在某些实施例中，MEMS可以是调制或改变电信号的振荡器。在某些实施例中，MEMS可以是压力传感器，用于确定MEMS、包含MEMS的封装，或包括封装的设备附近的诸如大气压力之类的压力变化。在某些实施例中，MEMS可以是被配置成在RFID系统中操作的射频标识(RFID)芯片。在某些实施例中，MEMS可以是被配置成发出噪声的扬声器。在某些实施例中，MEMS可以是某种其他设备。在各实施例中，MEMS可以是指管芯或管芯的元件。在其他实施例中，MEMS可以是一般将不会被视为或叫做管芯的组件。
[0022]如参考图1所指出的，MEMS 105可以耦合到互连115，而在其他实施例中，MEMS105可以包括或以别的方式与互连115集成。可另选地，ASIC110可以耦合到互连115，而在其他实施例中，ASIC 110可以包括或以别的方式与互连115集成。
[0023]图2描绘了包括与ASIC 210直接耦合的MEMS 205的封装200的示例的截面侧视图。在各实施例中，MEMS 205可以类似于图1的MEMS 105，而ASIC 210可以类似于图1的ASIC 110。封装200还可以包括互连215，该互连215可以适合参考图1的互连115所描述的各实施例并可以被配置成将MEMS 205耦合到ASIC 210。在各实施例中，MEMS 205、互连215以及ASIC 210可以一般性地定义空腔203。
[0024]在各实施例中，MEMS 205可以包括活动端220和不活动端225。在各实施例中，活动端220可以叫做“前端”，不活动端225可以叫做MEMS 205的“后端”。在各实施例中，MEMS 205的活动端220可以包括处理电路(在图2中未示出)以及MEMS 205的导电MEMS触点。在某些实施例中，MEMS触点一般可以在空腔203内，例如，MEMS触点230。在其他实施例中，MEMS触点可以在空腔203外面的MEMS 205的活动端220上或内，例如，MEMS触点235。
[0025]在各实施例中，MEMS 205的电路可能易受物理和/或电气中断。在各实施例中，MEMS 205的电路可以包括处理电路、传感器或安置在MEMS205上或内的其他敏感装置。例如，如果MEMS 205的电路与另一材料(例如，包胶模(overmold)或底部填充材料)物理接触，那么，MEMS 205的电路可能会体验到干扰，并不能如希望的那样起作用。因此，可能希望空腔203是真空、用惰性气体填充，或是空气腔。在某些实施例中，空腔可以不完全地被MEMS 205和/或ASIC 210密封，可以被配置成，例如，通过MEMS 205和/或ASIC 210接收声波，以便声波可以由MEMS 205的活动端220中的电路(诸如麦克风电路)处理。一般而言，由于MEMS 205的电路可以在空腔203内，因此，可以通过MEMS 205、互连215，ASIC 210的组合，防止电路与其他材料物理接触。
[0026]在各实施例中，MEMS 205的活动端220上的电路(在图2中未显示)，可以与MEMS触点230或235中的一个或多个耦合。MEMS触点235可以与可能在空腔203外面的ASIC触点，诸如ASIC触点240，耦合。另选地或另外地，MEMS触点230可以与空腔203内部的ASIC触点，诸如ASIC触点245，耦合。在各实施例中，MEMS触点230或235和ASIC触点240或245可以通过一个或多个管芯级别互连(诸如导电焊球)彼此耦合。例如，MEMS触点230或235可以通过管芯级别互连(诸如焊球255)耦合到ASIC触点240或245，管芯级别互连可以被配置成将电信号从MEMS触点230或235传输到ASIC触点240或245。可以理解，虽然焊球255被描绘成大致圆形的，但是，在其他实施例中，它可以具有不同的形状。在各实施例中，焊