用于微机电系统器件的半导体封装体及其制造方法

专利名称：用于微机电系统器件的半导体封装体及其制造方法
技术领域：
本发明总体上涉及半导体封装，并更特别涉及用于微机电系统(MEMS)器件的封装体及其制造方法。
背景技术：
常规地，半导体器件被封闭在提供对恶劣环境的保护并使集成电路的元件之间能够电气连接的塑料或陶瓷封装体中。某些半导体器件存在独特封装需要，例如需要声音或空气进入用于封闭的半导体器件的半导体封装以便正确工作的气腔封装。使用气腔封装的半导体器件的ー个实例是微机电系统(MEMS)麦克风。其他MEMS器件也可以使用相似的气腔封装。
近来，因为蜂窝电话的增加需求和MEMS麦克风结合在更便携的音频装置和数码相机和视频产品中，所以MEMS麦克风的需求增加。因此，用于MEMS器件的改进半导体或气腔封装存在利益的需要或潜力。

发明内容
为方便这些实施方案的进ー步描述，提供了如下附图，其中图I根据第一实施方案展示了沿I-I线(图2)的半导体封装体的实例的剖面图；图2根据第一实施方案展示了图I的半导体封装体的顶部、前面、左侧等距视图；图3根据第一实施方案展示了图I的半导体封装体的底部、前面、左侧等距视图；图4根据第一实施方案展示了制造半导体封装体的方法的实施方案的流程图；图5根据第一实施方案展示了在提供引线框之后半导体封装体的实例的顶部、前面、左侧等距视图。图6根据第一实施方案展示了在引线框周围提供非电气导电材料之后图5的半导体封装体的实例的顶部、前面、左侧等距视图。图7根据第一实施方案展示了在引线框周围提供非电气导电材料之后沿VII-VII线(图6)的图5的半导体封装体的剖面图。图8根据第一实施方案展示了在提供附着材料以便形成安装垫片之后图5的半导体封装体的实例的顶部、前面、左侧等距视图；图9根据第一实施方案展示了在提供附着材料以便形成安装垫片之后沿IX-IX线(图8)的图5的半导体封装体的剖面图；图10根据第一实施方案展示了在将内插器连接到底座之后图5的半导体封装体的实例的顶部、前面、左侧等距视图；图11根据第一实施方案展示了在将内插器连接到底座之后沿XI-XI线(图10)的图5的半导体封装体的剖面图；图12根据第一实施方案展示了在将至少ー个MEMS器件和至少ー个电气部件连接到内插器之后图5的半导体封装体的实例的顶部、前面、左侧等距视图13根据第一实施方案展示了在将至少ー个MEMS器件和至少ー个电气部件连接到内插器之后沿XIII-XIII线(图12)的图5的半导体封装体的剖面图；图14根据第一实施方案展示了在将内插器、MEMS器件、电气部件和引线框引线键合之后图5的半导体封装体的实例的顶部、前面、左侧等距视图；图15根据第一实施方案展示了在将内插器、MEMS器件、电气部件和引线框引线键合之后沿XV-XV线(图14)的图5的半导体封装体的剖面图；图16根据第一实施方案展示了在将环氧树脂应用到罩盖之后罩盖的剖面图；图17根据第二实施方案展示了半导体封装体的剖面图；图18根据第三实施方案展示了半导体封装体的底座的顶视图；图19根据第三实施方案展示了图18的底座的底视图； 图20根据第三实施方案展示了图18的底座的侧视图；图21根据第三实施方案展示了沿XXI-XXI线(图18)的图18的底座的剖面图；图22根据第三实施方案展示了沿XXII-XXII线(图18)的图18的底座的剖面图；图23根据第三实施方案展示了图18的底座的前视图；图24根据第三实施方案展示了图18的半导体封装体的内插器的顶视图；图25根据第四实施方案展示了半导体封装体的底座的顶视图；图26根据第四实施方案展示了图25的半导体封装体的内插器的顶视图；以及图27根据第五实施方案展示了半导体封装体的实例的剖面图。为展示的简化和清晰，附图展示了总体的构造方式，并且众所周知的特征和技术的描述和细节可以略去以避免使本发明不必要地模糊。另外，附图中的元素不必按照尺寸绘制。例如，附图中的ー些元素的尺寸相对于其他元素可以被放大以帮助改善对本发明的实施方案的理解。在不同附图中的相同參考数字表示相同的元素。说明书和权利要求中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等等(如果有的话)用于在类似的元素之间区分，并且不必按照特别的序列或时间顺序描述。应理解这样使用的术语在合适的情况下是可互换的以便在此描述的实施方案例如能够按不同于描述的那些或在此以其他方式描述的顺序工作。此外，术语“包括”和“具有”以及其任何变化形式旨在覆盖非排他性的包括，以便包括一系列元素的程序、方法、系统、物件、器件、或设备不必限制于那些元素，而是可以包括未清楚地列出或这样的程序、方法、系统、项目、器件、或设备固有的其他元素。说明书和权利要求中的术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“上”、“下”等
等(如果有的话)用于描述的目的而不必描述永久的相对位置。应理解这样使用的术语在合适的情况下是可互换的以便在此描述的实施方案例如能够在不同于描述的那些或在此以其他方式描述的其他方向工作。术语“连接”等等应广泛理解井指代电气地、机械地和/或以其他方式将两个或多个元素或信号连接。两个或多个电气元件可以电气连接但不可以机械地或以其他方式连接；两个或多个机械元件可以机械连接但不可以电气地或以其他方式连接；两个或多个电气元件可以机械连接但不可以电气地或以其他方式连接。连接可以是持续任何时间长度，例如永久或半永久或仅片刻。“电气连接”等等应广泛理解并且包括涉及任何电信号的连接，无论电信号、数据信号、和/或电信号的其他类型或组合。“机械连接”等等应广泛理解并且包括全部类型的机械连接。在词语“连接”等等附近缺少词语“可移除地”、“可移除的”等等不意味着有问题的连接等等是或不是可移除的。


具体实施例方式在一些实施方案中，一种半导体封装体可以包括(a)具有一个空腔的一个底座；
(b)内ー个插器，该内插器连接到该底座并至少部分在该空腔上方，从而使得该内插器和该底座形成ー个后室，该内插器具有进入该后室的ー个第一开孔；(C)位于该内插器和该第ー开孔上方的一个微机电系统器件；以及((1)连接到该底座的ー个罩盖。
在其他实施方案中，一种气腔封装体可以包括(a) —个基片，该基片具有(I)带有一个或多个引线的引线框；以及(2)带有ー个空腔并至少部分围绕该一个或多个引线的一种塑料材料；(b) —个金属内插器,该金属内插器带有ー个第一开孔并连接到该基片从而使得该金属内插器为该空腔提供ー个顶部，并从而使得该金属内插器和该塑料材料形成ー个第一内部空间；(C)至少部分位于该金属内插器中的第一孔径上方的一个微机电系统麦克风；(d)位于该金属内插器上方的一个或多个半导体器件；以及(e)电气连接到该ー个或多个引线中的第一个并机械连接到该基片的ー个罩盖。进ー步的实施方案可以披露一种制造半导体封装体的方法。该方法可以包括提供ー个引线框；在该引线框周围提供一种非电气导电材料以便形成一个底座；提供具有一个开孔的一个内插器；将该内插器连接到该底座从而使得该内插器和该底座形成ー个后室；提供至少ー个微机电系统器件；以及将该至少一个微机电系统器件至少部分在该开孔上方连接到该内插器。现在转到附图，图I根据第一实施方案展示了沿I-I线(图2)的半导体封装体100的剖面图。图2根据第一实施方案展示了半导体封装体100的顶部、前面、左侧等距视图。图3根据第一实施方案展示了半导体封装体100的底部、前面、左侧等距视图。半导体封装体100仅是示例性的并且不限于在此所展示的实施方案。半导体封装体100可以被应用于未在此具体描绘或描述的许多不同的实施方案或实例中。在一些实施方案中，气腔封装体或半导体封装体100可以被配置成电气连接到印刷电路板(PCB)(未示出)。半导体封装体100可以包括(a) —个罩盖110 ;(b) —个带有空腔639 (图6)的底座130 ; (c) —个内插器120 ;(d)至少ー个MEMS器件105 ;(d)至少ー个电气部件106 ;以及(e)—条或多条导线144、145、146、147和1448 (图14)。内插器120可以是从底座130分离的或非整体形成的元件。在一些实例中，半导体封装体100不包括至少ー个电气部件106。在一些实施方案中，MEMS器件105可以是在蜂窝电话和其他音频相关应用中普遍发现的MEMS麦克风。在其他实例中，MEMS器件105可以包括其他类型的半导体传感器，例如高度计、化学传感器或光传感器。电气部件106可以是专用集成电路(ASIC)。在其他实例中，电气部件106可以是无源器件(例如，电容器、电阻器或电感器)或单个有源器件(例如，功率晶体管)。在更进ー步的实施方案中，电气部件106可以是ー个或多个ASIC和一个或多个无源器件。在ー些实例中，引线145和146可以将电气部件106电气连接到MEMS器件105。在一些实例中，底座130可以包括(a)引线框132 ;(b)带有孔径638 (图6)、641(图6)和736 (图7)的非电气导电材料131 ;以及(c)分别至少部分位于孔径641 (图6)和736 (图7)中的安装垫片133和134。孔径638 (图6)提供对引线框132的接近，从而使得可以使用导线(例如，导线144、147和1448 (图14))将引线框132电气连接到MEMS器件105、电气部件106和/或内插器120。安装垫片133 (例如，在半导体封装体100上的外连接片或表面安装垫片)可以用来通过例如表面贴装技术(SMT)、焊球或倒装芯片技术将半导体封装体100连接到PCB (未示出)。
在许多实施方案中，引线框132可以包括电气引线581、582、583和584(图5)。在一个实例中，电气引线582和583可以接地。引线581可以连接到电源，并且引线584可以是电信号引线。在其他实例中，引线581、582、583和584可以具有不同用途。在各种实施方案中，电气引线581、582、583和584可以具有约O. 13毫米(mm)的厚度和约O. 20mm的长度和宽度。在一个实施方案中，电气引线581、582、583和584可以具有方形拐角。然而，本发明不受电气引线581、582、583和584的任何具体材料、大小或厚度限制。在一些实例中，非电气导电材料131可以布置在引线框132周围。此外，非电气导电材料可以具有带有底部125和搁板137的空腔639 (图6)。搁板137可以被设计为使得内插器120可以停留并机械连接到搁板137。当内插器120连接到搁板137时，非电气导电材料131和内插器120在其间形成后室108。例如，内插器120可以充当空腔639的顶部，并由此形成内部空间(即，后室108)。在底座130中包括后室108可以改进MEMS器件105的性能。在许多实施方案中，底部125可以具有从非电气导电材料131的底面126测量的第一高度(例如，O. 20mm);搁板137可以具有从底面126测量的第二高度(例如，O. 30mm)；并且非电气导电材料131的顶面127可以具有从底面126测量的第三高度(例如，O. 40mm)。因此，第一高度可以小于第二高度，并且第二高度可以小于第三高度。此外，内插器120可以具有第一厚度(例如，O. IOmm或O. 065mm)。在一些实例中，第一厚度约等于或小于第二高度和第三高度之间的高度差。在一些实施方案中，非电气导电材料131可以包括LCP (液晶聚合物)塑料、PEEK(聚醚醚酮)塑料、ABS (丙烯腈丁ニ烯苯こ烯)塑料、PCV (聚氯こ烯)塑料、PCB (多氯联苯)塑料、环氧树脂，BT (双马来酰亚胺三嗪树脂)层压板、有机层压板、或等效物。在一些实例中，因为材料刚性、带有低收缩的优良尺寸稳定性(尤其在高温下)、以及在薄区段中的优良模流(例如，薄壁能力)，所以LCP优选于其他材料。在许多实施方案中，内插器120可以用来将MEMS器件105和/或电气部件106电气接地、电气连接到电源或电信号。MEMS器件105和电气部件106可以位于内插器120上方。在各种实施方案中，MEMS器件105和/或电气部件106可以电气连接到内插器120。在这些实例中，可以使用引线144将内插器120电气连接到引线框132，并因此将MEMS器件105和/或电气部件106电气连接到引线框132。
在许多实例中，内插器120具有孔径142，该孔径将后室108和内腔107互连。在一些实例中，MEMS器件105至少部分位于孔径142上方。MEMS器件105可以在内腔107到孔径142之间具有开孔143。在一些实例中，孔径142和开孔143可以每个具有O. 50mm的直径。在其他实例中，孔径142和开孔143可以具有不同大小。在相同或不同的实例中，MEMS器件105可以在开孔143中具有隔膜139。在所展示的实例中，隔膜139位于MEMS器件105的顶侧，并且开孔143通向孔径142。在相同或不同的实施方案中，内插器120可以是一片金属。例如，内插器120可以是铜合金或不锈钢(例如，不锈钢304)。在各种实例中，内插器120很薄，并因此，因为其不下垂进入后室108，所以钢的强度使其优选于其他材料。在其他实例中，内插器120可以由塑料制成并由金属(例如，铜或金)包覆。在其他实例中，内插器120可以是印刷电路板或柔性电路(例如，Kapton 电路)。
如在图10中所展示，在许多实施方案中，内插器120可以具有带有从此突出的两个引线键合区1049的基本矩形主体1048。引线144可以在引线键合区1049中的ー个连接到内插器120，如在图14中所展示。在其他实例中，内插器120可以具有不同形状，例如圆形、正方形、不规则形状或其组合。在相同或不同的实例中，内插器120可以没有、具有一个、或三个或更多个引线键合区。再次參见图1，罩盖110可以连接到底座130，从而使得内腔107在罩盖110和底座130之间存在。MEMS器件105和电气部件106可以位于内腔107中。可以使用非电气导电环氧树脂或等效物、以及焊料或导电环氧树脂将罩盖110和底座130连接，以便提供将罩盖110电气连接到(和接地)引线框132所需要的电气互连。在图1-3中所展示的实例中，使用安装垫片134将罩盖110电气连接到引线框132。在许多实例中，罩盖110可以具有舷孔或声孔140。因为许多MEMS器件需要路径接收声音、气压、外部流体、空中化学制品等，所以声孔140可以被包括在罩盖110中。在各种实施方案中，声孔140可以包括涂层以便防止环境危害如微粒、灰尘、腐蚀性气体和湿气进入内腔107。在许多实施方案中，声孔140设置在罩盖110的顶部中。在其他实施方案中，声孔140可以设置在罩盖110或底座130的侧面中。在一些实例中，罩盖110可以是金属。金属罩盖可以用于无线电频率屏蔽。例如，罩盖110可以包括钢、铜合金、铝合金、带有可焊接的金属饰面的铁合金、带有金属镀层(例如，通过无电镀或涂漆形成)的塑料(例如，LCP)、或导电复合物(例如，通过传递模塑或注射模塑形成)。在一些实例中，因为金属罩盖可以提供更大的电磁屏蔽，所以可以使用金属罩盖。在其他实例中，因为金属镀层可以用作电气或信号互连，所以可以使用带有金属镀层的LCP。图4根据第一实施方案展示了一种制造半导体封装体的方法400的实施方案的流程图。方法400仅是示例性的并不限于在此所展示的实施方案。方法400可以应用在未在此具体描绘或描述的许多不同的实施方案或实例中。參见图4，方法400包括提供引线框的活动451。图5根据第一实施方案展示了在提供引线框132之后半导体封装体的实例的顶部、前面、左侧等距视图。可以通过将板材切害I]、冲压或蚀刻成条带或阵列形式来形成引线框132。从其形成引线框132的板材可以是导电金属如铜或铝，尽管可以使用其他金属或合金。图5展示了其中引线框132包括四个分离的电气引线581、582、583和584的实例。在其他实例中，引线框可以分别相似于或相同于图23和27的引线框2032或2732。在一些实例中，活动451可以包括清洁引线框。例如，可以使用等离子体清洁エ艺清洁引线框132，以便在进行方法400之前从引线框的表面移除氧化物和其他污染物。再次參见图4，方法400继续在引线框周围提供非电气导电材料以便形成底座的活动452。图6根据第一实施方案展示了在引线框132周围提供非电气导电材料131之后半导体封装体100的实例的顶部、前面、左侧等距视图。图7根据第一实施方案展示了在引线框132周围提供非电气导电材料131之后沿VII-VII线(图6)的半导体封装体100的剖面图。如在图6和7中所示，非电气导电材料131可以具有内腔107，该内腔107带有搁板137和一个或多个孔径736、638和641 。在一些实例中，由活动452形成的底座可以分别相似于或相同于图I、17和18的底座130、1730或1830。在一些实施方案中，在引线框周围提供非电气导电材料可以包括在引线框周围模塑塑料。例如，可以被使用传递模塑或注射模塑エ艺。在一些实施方案中，非电气导电材料可以是LCP塑料、PEEK塑料、ABS塑料、PCV塑料、PCB塑料、环氧树脂、BT层压板、有机层压板、或等效物。再次參见图4，方法400可以进一歩包括提供附着材料以便形成一个或多个安装垫片的活动453。图8根据第一实施方案展示了在提供附着材料以便形成安装垫片133和134之后半导体封装体100的实例的顶部、前面、左侧等距视图。图9根据第一实施方案展示了在提供附着材料以便形成安装垫片133和134之后沿IX-IX线(图8)的半导体封装体100的剖面图。參见图8和9，导电材料被应用于底座130，以便形成安装垫片134和133。安装垫片134将在活动462(图4)中连接到罩盖110。安装垫片133可以用来通过例如SMT技术将半导体封装体100连接到PCB。在一些实施方案中，可以在孔径641和736 (图7)中至少部分提供附着材料，以便分别形成安装垫片134和133。例如，可以通过由丝网印刷或焊料撞击在孔径736中提供焊料来形成安装垫片133。可以通过在孔径641中提供焊料或导电环氧树脂(通过丝网印刷、焊料撞击、焊料分配或导电环氧树脂分配)来形成安装垫片134。在其他实施方案中，形成安装垫片133或134也许是不必需的，并且可以跳过活动453的至少一部分。再次參见图4，方法400包括提供内插器的活动454。在一些实例中，内插器可以分别相似于或相同于图1、17和24的内插器120,1720或2420。方法400继续将内插器连接到底座的活动455。图10根据第一实施方案展示了在将内插器120连接到底座130之后半导体封装体100的实例的顶部、前面、左侧等距视图。图11根据第一实施方案展示了在将内插器120连接到底座130之后沿XI-XI线(图10)的半导体封装体100的剖面图。參见图10和11，当内插器120连接到底座130时，后室108用内插器120形成，该内插器是后室108的顶部。在一些实例中，内插器120可以连接到非电气导电材料131。内插器120可以停留在搁板137上，并使用粘合剂(未示出)机械连接到非电气导电材料131。在一些实例中，可以使用粘合膜(例如，B-可分级粘合膜)、导电环氧树脂和/或非导电环氧树脂将内插器120连接到非电气导电材料131。在其他实施方案中，内插器120可以附着到底座130的电气导电部分。例如，如在图17中所展75,搁板137 (图I)可以用电气导电搁板1737替代。在该实例中，电气导电粘合剂可以用来将内插器1720电气和机械连接到电气导电搁板1737。在该实例中，将内插器1720连接到底座1730在内插器1720和底座1730之间形成了电气连接，并且引线键合不必需将内插器1720电气连接到引线框1732。再次參见图4，方法400继续固化将底座连接到内插器的粘合剂的活动456。在一些实例中，需要将在活动455中应用的粘合剂固化。例如，当使用环氧树脂时，其可以在约175摄氏度(° C)的温度被固化约60分钟。在进ー步的实例中，其他固化配置可以用来确保粘合剂完全固化。在更另外的实施方案中，如果使用不需要固化的方法将底座和内插器连接到内插器，则可以省略活动456。再次參见图4，方法400包括提供至少ー个MEMS器件和/或至少ー个电气部件的活动457。在一些实例中，至少ー个MEMS器件和至少ー个电气部件可以相似于或相同于图I的MEMS器件105和电气部件106。方法400继续将至少ー个MEMS器件和至少ー个电气部件连接到内插器的活动 458。图12根据第一实施方案展示了在将至少ー个MEMS器件105和至少ー个电气部件106连接到内插器120之后半导体封装体100的实例的顶部、前面、左侧等距视图。图13根据第一实施方案展示了在将至少ー个MEMS器件105和至少ー个电气部件106连接到内插器120之后沿XIII-XIII线(图12)的半导体封装体100的剖面图。可以使用环氧树脂将MEMS器件105和电气部件106连接到内插器120。在一些实例中，MEMS器件105和电气部件106可以被拾取和放置到内插器120上。在相同或不同的实例中，使用固晶环氧树脂将MEMS器件105和电气部件106连接到内插器120。在图I和12-15中所示的实施方案中，示出了ー个MEMS器件和一个电气部件，但可以存在多于ー个MEMS器件和多于ー个电气部件。、再次參见图4，方法400继续固化用来将MEMS器件和/或电气部件连接到内插器的粘合剂的活动459。在一些实例中，需要将在活动458中应用的粘合剂固化。例如，当使用环氧树脂时，其可以在约175摄氏度(° C)的温度被固化约60分钟。在进ー步的实例中，其他固化配置可以用来确保粘合剂完全固化。在更另外的实施方案中，如果使用不需要固化的方法将MEMS器件和电气部件连接到内插器，则可以省略活动459。方法400继续将内插器、至少ー个MEMS器件、至少ー个电气部件和引线框引线键合的活动460。图14根据第一实施方案展不了在将内插器120、MEMS器件105、电气部件106和引线框132引线键合之后半导体封装体100的实例的顶部、前面、左侧等距视图。图
15根据第一实施方案展示了在将内插器120、MEMS器件105、电气部件106和引线框132引线键合之后沿XV-XV线(图14)的半导体封装体100的剖面图。在图14和15中所展示的实例中，使用引线145和146将MEMS器件105引线键合到电气部件106。使用引线144和147将电气部件106引线键合到引线框132。使用引线1448 (图14)将内插器120引线键合到引线框132。在其他实例中，可以使用引线键合的其他组合。例如，MEMS器件105可以被引线键合到引线框132或内插器120。在不同的实施方案中，不使用引线键合，而是由焊球、倒装芯片技术等替代。在相同或不同的实施方案中，可以使用导电树脂将内插器电气连接到引线框。再次參见图4，方法400包括提供罩盖的活动461。在一些实例中，罩盖可以相似于或相同于图I的罩盖110。再次參见图4，方法400继续向罩盖应用粘合剂并将罩盖连接到底座的活动462。如在此使用，“将罩盖连接到底座”指代其中罩盖连接到底座的步骤，并也指代其中底座连接到罩盖的步骤。图16根据第一实施方案展示了在将粘合剂129应用到罩盖110之后罩盖110的剖面图。在一些实例中，罩盖110可以是金属。例如，罩盖110可以包括铜合金、铝合金、带有可焊接金属饰面的铁合金、带有金属饰面的塑料(例如，通过无电镀或涂漆形成)、或导电复合物(例如，通过传递模塑或注射模塑形成)。在一些实例中，可以通过将先前已在底座130上形成的安装垫片133回流，用焊剂涂覆罩盖110的末端。在其他实例中，可以使用导电粘合剂和/或非导电粘合剂将罩盖110连接到底座130。再次參见图4，方法400继续固化将罩盖和底座连接的粘合剂的活动463。在ー些实例中，需要将在活动462中应用的粘合剂固化。例如，当使用环氧树脂时，其可以在约175摄氏度(° C)的温度被固化约60分钟。在进ー步的实例中，其他固化配置可以用来确保粘合剂完全固化。在更另外的实施方案中，如果使用不需要固化的方法将底座和内插器连接 到内插器，则可以省略活动463。方法400继续分割半导体封装体的活动464。在一些实例中，半导体封装体100被制造为ー组两个或更多个半导体封装体的一部分。当在活动451中提供引线框时，该两个或更多个半导体封装体连接在一起。在活动464中，该两个或更多个半导体器件相互分离。在一些实例中，可以使用修整锯法分割半导体封装体。在其他实例中，可以使用冲切锯法分割半导体封装体。方法400继续烘烤半导体封装体的活动465。例如，半导体封装体100可以在约125° C被烘烤约240分钟以便移除水分。可以使用其他烘烤过程，取决于最终产品的需求。转到另一实施方案，图17根据第二实施方案展示了半导体封装体1700的剖面图。在一些实施方案中，气腔封装体或半导体封装体1700可以被配置成电气连接到印刷电路板(PCB)(未示出)。半导体封装体1700可以包括(a)带有后室1708的底座1730 ;(b)连接到底座1730的罩盖110 ; (c)内插器1720 ;(d)至少ー个MEMS器件105 ;(d)至少ー个电气部件106 ;以及(e)—条或多条导线145和146。在一些实例中，底座1730可以包括(a)带有ー个或多个电气引线的引线框1732 ；以及(b)非电气导电材料1731。在这些实例中，该电气引线中的ー个或多个包括(a)主体1781 ;以及(b)臂形件1782。在一些实例中，臂形件1782可以机械和电气连接到内插器120。例如，可以使用导电粘合剂将引线框1732的臂形件1782连接到内插器120。在ー些实例中，臂形件1782可以形成电气导电搁板1737，内插器120在该搁板1737上停留并连接。电气引线中的一个或多个可以通过内插器120连接到MEMS器件105和电气部件106。转到仍另ー实施方案，图18根据第三实施方案展示了半导体封装体1800的底座1830的顶视图。图19根据第三实施方案展示了半导体封装体1800的底座1830的底视图。图20根据第三实施方案展示了半导体封装体1800的底座1830的侧视图。图21根据第三实施方案展示了沿XXI-XXI线(图18)的半导体封装体1800的底座1830的剖面图。图22根据第三实施方案展示了沿XXII-XXII线(图18)的半导体封装体1800的底座1830的剖面图。图23根据第三实施方案展示了半导体封装体1800的底座1830的前视图。图24根据第三实施方案展示了半导体封装体1800的内插器2420的顶视图。半导体封装体1800仅是示例性的并且不限于在此所展示的实施方案。半导体封装体1800可以被应用于未在此具体描绘或描述的许多不同的实施方案或实例中。在一些实施方案中，气腔封装体或半导体封装体1800可以被配置成电气连接到印刷电路板(PCB)(未示出)。半导体封装体1800可以包括(a)罩盖(未示出)；(b)带有后室(未示出)并连接到罩盖的底座1830 ; (c)内插器2420 (图24) ;(d)至少ー个微机电(MEMS)器件(未示出);(d)至少ー个电气部件(未示出);以及(e)—条或多条导线(未示出)。在一些实例中，底座1830可以包括(a)引线框2032 (图20);以及(b)非电气导电材料1831。在一些实例中，非电气导电材料1831可以位于引线框2032周围。此外，非电气导电材料1831可以具有带有底部1825和搁板1837的空腔1839。搁板1837可以被配置从而使得内插器2420 (图24)可以停留并连接到搁板1837。当内插器2420连接到搁板1837时，非电气导电材料1831和内插器2420在其间形成后室。參见图18-23，在一个实例中，底座1830的前半部可以与底座1830的后半部对称。 相似地，除了安装垫片1841之外，底座1830的左半部可以与底座1830的右半部对称。在相同或不同的实例中，底座1830可以具有约3. 76mm的长度1894、约4. 72mm的宽度1899和约O. 40mm的厚度2071 (图20)。引线框2032可以具有约O. 13mm的厚度2372 (图23)。如在图18中所示，安装垫片1841可以具有约O. 25mm的直径2173，并从底座1830的侧缘偏离约O. 20mm的距离1887，以及从底座1830的前或后缘偏离约O. 20mm的距离1888。相似地，安装垫片1838可以具有约O. 25mm的直径，并从底座1830的侧缘偏离约
0.65mm的距离1879，以及从底座1830的前或后缘偏离约O. 65mm的距离1889。如在图20中所示，空腔1839可以具有约O. 20mm的深度2271，并且搁板1837可以具有约O. IOmm的深度2275。如在图20中所示，包括搁板1837的空腔1839可以具有约
3.80mm的最大外宽度1898和约3. 04mm的最大外长度1893。没有搁板1837的空腔1839可以具有约2. 40mm的最大外宽度1897和约2. 64mm的最大外长度1892。相似地，包括搁板1837的空腔1839可以具有约2. 12mm的最小外宽度1896和约
1.16mm的最小外长度1891。没有搁板1837的空腔1839可以具有约I. 72mm的最小外宽度1895和约O. 74mm的最小外长度1890。如在图19中所示，安装垫片1933可以具有约O. 9mm的直径1987，并从底座1830的侧缘偏离约O. 20mm的距离1985，以及从底座1830的前或后缘偏离约O. 20mm的距离1984。前安装垫片1933和后安装垫片1933之间的距离1983是约I. 56mm。左安装垫片1933和右安装垫片1933之间的距离1981可以是约2. 52mm。參见图24，内插器2420可以具有孔径2442与引线键合区2448和2449。引线键合区2448和2449可以分别具有引线键合垫片2468和2467，并被镀金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)或Ni/Pd/Au，其中Ni是镍并且Pd是铅。内插器2420可以具有约O. 065mm的厚度和约3. 60mm的最大外宽度2461以及约
2.84mm的最大外长度2464。孔径2442可以具有约O. 50mm的直径。引线键合垫片2467可以具有约O. 37mm的直径2465和约O. 46mm的长度2466。引线键合垫片2468可以具有约
I.62mm的宽度2462和约O. 40mm的长度2469。引线键合区2449可以具有约O. 96mm的长度2463。引线键合区2448可以具有约I. 92mm的宽度2462。现在转到仍另ー实施方案，图25根据第四实施方案展示了半导体封装体2500的底座2530的顶视图。图26根据第四实施方案展示了半导体封装体2500的内插器2620的顶视图。半导体封装体2500仅是示例性的并且不限于在此所展示的实施方案。半导体封装体2500可以被应用于未在此具体描绘或描述的许多不同的实施方案或实例中。在一些实施方案中，气腔封装体或半导体封装体2500可以被配置成电气连接到印刷电路板(PCB)(未示出)。半导体封装体2500可以包括(a)罩盖(未示出)；(b)带有后室(未示出)并连接到罩盖的底座2530 ; (c)内插器2620 (图26) ;(d)至少ー个微机电(MEMS)器件(未示出);(d)至少ー个电气部件(未示出);以及(e)—条或多条导线(未示出)。在一些实施方案中，底座2530可以包括(a)引线框(未不出);以及(b)非电气导电材料2531。在一些实例中，非电气导电材料2531可以具有带有底部2525和搁板2537的空腔2539。搁板2537可以被配置为使得内插器2620(图26)可以停留并连接到搁板2537。当内插器2620连接到搁板2537时，非电气导电材料2531和内插器2620在其间形成后室。參见图25，在一个实例中，底座2530的前半部可以与底座2530的后半部对称。相 似地，除了安装垫片1841之外，底座2530的左半部可以与底座2530的右半部对称。在相同或不同的实例中，底座2530可以具有约3. 76mm的长度2594、约4. 72mm的宽度2599和约
0.40mm 的厚度 2594。如在图25中所示，安装垫片1841可以具有约O. 25mm的直径，并从底座2530的侧缘偏离约O. 20mm的距离2587，以及从底座2530的前或后缘偏离约O. 20mm的距离2588。相似地，安装垫片1838可以具有约O. 25mm的直径，并从底座2530的侧缘偏离约O. 65mm的距离2579,以及从底座2530的前或后缘偏离约O. 65mm的距离2589。空腔2539可以具有约O. 20mm的深度，并且搁板2537可以具有约O. IOmm的深度。包括搁板2537 (没有切块2549)的空腔2539可以具有约2. 50mm的最大外宽度2598和约
1.80mm的最大外长度2593。没有搁板2537的空腔2539可以具有约2. 20mm的最大外宽度2597和约I. 50mm的最大外长度2592。切块2549可以具有约O. 45mm的长度2590和约O. 25mm 的宽度 2595。參见图26，内插器2620可以具有孔径2642和引线键合区2648。内插器2460可以具有约O. 08mm的厚度和约2. 35mm的最大外宽度2661以及约I. 65mm的最大外长度2664。孔径2642可以具有约O. 50mm的直径。引线键合区2648可以具有约O. 30mm的宽度2662和约O. 25mm的长度2669。引线键合区2648可以从内插器2620的左右侧偏离约I. 30mm的距离2666。现在转到仍另ー实施方案，图27根据第五实施方案展示了半导体封装体2700的实例的剖面图。半导体封装体2700仅是示例性的并且不限于在此所展示的实施方案。半导体封装体2700可以被应用于未在此具体描绘或描述的许多不同的实施方案或实例中。在一些实施方案中，气腔封装体或半导体封装体2700可以被配置成电气连接到印刷电路板(PCB)(未示出)。半导体封装体2700可以包括(a)罩盖110; (b)底座120;
(c)内插器120 ;(d)至少ー个MEMS器件105 ;(d)至少ー个电气部件106 ;以及レ)ー条或多条导线144、145、146、147。内插器120可以是从底座2730分离的或非整体形成的元件。在一些实例中，底座2730可以包括(a)引线框2732 ； (b)带有孔径638和641的非电气导电材料2731 ;以及(c)至少部分位于孔径641中的安装垫片134。在该实施方案中，引线框2732的底座2779基本平坦或与非电气导电材料2731的底部2778共面。在该实例中，安装垫片133 (图I)是不必需的。引线框2732可以通过例如表面贴装技术(SMT)、焊球或倒装芯片技术将半导体封装体100连接到PCB (未示出)。尽管已经參考具体的实施方案描述了本发明，但是应理解本领域技术人员可以进行各种改变而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明的实施方案的披露_在描述本发明的范围而不在于限制。应注意本发明的范围应该仅限于所附权利要求所要求的内容。例如，对于本领域技术人员，非常明显的是图4的活动451-465可以由许多不同的活动、步骤构成，并由许多不同模块以许多不同顺序执行，并且这些实施方案的某些的前面讨论不必需表现全部可能实施方案的完全描述。作为另ー实例，被描述成具有直径的特征可以或可以不是圆形。在任何具体权利要求中提及的全部元素是该特别权利要求提及的实施方案所必要的。因此，一个或多个所提及的元素的替代形式形成重构并且不必修复。另外，已经关于特定实施方案描述了益处、其他优点以及问题的解决方案。然而不能认为会促使任何好处、优点或问题解决方案发生或变得明显的益处、优点、问题解决方案、以及任何元素或多个元素是任何或所有权利要求的关键的、要求的、或主要的特征或元素。
此外，通过若实施方案和/或限制如下在此所披露的实施方案和限制不是在专用原则下而为大众所专用(I)未在权利要求中清楚地提及；以及(2)是或在等效原则下是权利要求中表达的元素和/或限制的潜在等效物。
权利要求
1.半导体封装体，包括 底座，该底座具有空腔； 内插器，该内插器连接到该底座并至少部分在该空腔上方，从而使得该内插器和该底座形成后室，该内插器具有进入该后室的第一开孔； 位于该内插器和该第一开孔上方的微机电系统器件；以及 连接到该底座的罩盖。
2.如权利要求I所述的半导体封装体，其中 该底座包括 引线框；以及 覆盖该引线框的一部分的非电气导电材料。
3.如权利要求2所述的半导体封装体，其中 该引线框包括 ー个或多个电气引线；以及 该内插器电气连接到该ー个或多个电气引线中的至少第一个。
4.如权利要求3所述的半导体封装体，其中 该ー个或多个电气引线中的该至少第一个被配置成电气接地。
5.如权利要求3或4所述的半导体封装体，进ー步包括 至少一条导线， 其中 该至少一条导线将该内插器电气连接到该ー个或多个电气引线中的该至少第一个。
6.如权利要求2、3、4或5所述的半导体封装体，其中 该内插器机械连接到该非电气导电材料。
7.如权利要求2、3、4、5、6或7所述的半导体封装体，其中 该空腔位于该非电气导电材料中； 该空腔具有底部和搁板；以及 该内插器机械连接到该搁板。
8.如权利要求7所述的半导体封装体，其中 该空腔的该底部距该底座的底部具有第一高度； 该搁板距该底座的该底部具有第二高度； 该底座的顶面距该底座的底部具有第三高度； 该第三高度大于该第二高度；以及 该第二高度大于该第一高度。
9.如权利要求8所述的半导体封装体，其中 该金属内插器具有第一厚度；以及 该第一厚度小于或等于该第二高度和该第三高度之间的差。
10.如权利要求2所述的半导体封装体，其中 该引线框包括 ー个或多个电气引线；以及 搁板部分，该搁板部分电气连接到该ー个或多个电气引线中的第一引线；以及该内插器电气和机械连接到该引线框的该搁板部分。
11.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的半导体封装体，其中 该内插器包括不锈钢、铜合金、塑料或印刷电路板中的一个。
12.气腔封装体，包括 基片，该基片包括 引线框，该引线框带有一个或多个引线；以及 塑料材料，该塑料材料带有空腔并至少部分围绕该一个或多个引线； 金属内插器，该金属内插器带有第一开孔并连接到该基片，从而使得该金属内插器为该空腔提供顶部，并从而使得该金属内插器和该塑料材料形成第一内部空间； 微机电系统麦克风，该微机电系统麦克风至少部分位于该金属内插器中的第一孔径上方； 一个或多个半导体器件，该一个或多个半导体器件位于该金属内插器上方；以及 一个罩盖，该罩盖电气连接到该一个或多个引线中的第一个并机械连接到该基片。
13.如权利要求12所述的气腔封装体，其中 该金属内插器电气连接到该微机电系统麦克风或该一个或多个半导体器件中的至少一个。
14.如权利要求13所述的气腔封装体，其中 该金属内插器被配置成电气接地。
15.如权利要求13或14所述的气腔封装体，进一步包括 一条或多条导线； 其中 使用该一条或多条导线将该金属内插器电气连接到该一个或多个引线。
16.如权利要求12、13、14或15所述的气腔封装体，其中 该塑料材料在该空腔中包括搁板；以及 该金属内插器机械连接到该搁板。
17.如权利要求12、13、14、15或16所述的气腔封装体，其中 该塑料材料包括液晶聚合物塑料。
18.如权利要求12、13、14、15、16或17所述的气腔封装体，其中 该金属内插器包括不锈钢或铜合金。
19.制造半导体封装体的方法，该方法包括 提供引线框； 在该引线框周围提供非电气导电材料以形成底座； 提供带有开孔的内插器； 将该内插器连接到该底座从而使得该内插器和该底座形成后室； 提供至少一个微机电系统器件；以及 将该至少一个微机电系统器件至少部分在该开孔上方连接到该内插器。
20.如权利要求19所述的方法，其中 在该引线框周围提供该非电气导电材料包括 在该引线框周围注射模塑塑料材料；其中该非电气导电材料包括该塑料材料。
21.如权利要求19或20所述的方法，其中 该非电气导电材料具有空腔；以及将该内插器连接到该底座包括在该非电气导电材料中的该空腔上方连接该内插器，以封闭该空腔并形成该后室。
22.如权利要求19、20或21所述的方法，其中提供该内插器包括 提供该内插器以包括金属。
23.如权利要求19、20、21或22所述的方法，进ー步包括提供至少ー个半导体部件；以及将该至少ー个半导体部件机械连接到该内插器。
24.如权利要求23所述的方法，进ー步包括将该至少ー个半导体器件引线键合到该内插器。
25.如权利要求23或24所述的方法，进ー步包括将该微机电系统器件引线键合到该至少一个半导体器件。
26.如权利要求19、20、21、22、23、24或25所述的方法，进ー步包括将该内插器引线键合到该引线框。
27.如权利要求19、20、21、22、23、24或25所述的方法，进ー步包括使用导电粘合剂将该内插器电气连接到该引线框。
28.如权利要求19、20、21、22、23、24、25或26所述的方法，进ー步包括提供罩盖；以及将该罩盖机械连接到该底座。
全文摘要
提供半导体封装体及其制造方法。半导体封装体包括具有空腔的底座(130)；内插器(120)，该内插器连接到该底座(130)并至少部分在该空腔上方，从而使得该内插器(120)和该底座(130)形成后室(108)，该内插器(120)具有进入该后室的第一开孔(142)；位于该内插器(120)和该第一开孔(142)上方的微机电系统器件(105)；以及连接到该底座(130)的罩盖(110)。
文档编号B81B7/02GK102859688SQ201080066467
公开日2013年1月2日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者C.K.罗, L.H.万, M.W.谭 申请人:优博创新科技产权有限公司