电子设备的制作方法

[0001]
本描述涉及电子设备。
[0002]
一个或多个实施例可以被应用于诸如微机电系统(mems)类型传感器的传感器。


背景技术：

[0003]
现今，包括微机电系统(mems)传感器和相关联的“辅助”(companion)芯片(诸如专用集成电路(asic))的电子设备在本领域中是常见的，其中mems部件被安装在辅助集成电路(ic)芯片上、或与辅助ic芯片布置于相同衬底上。
[0004]
这种设备可以被封装在全模制封装中，全模制封装的厚度由衬底和模制框(mold chase)限定。
[0005]
减小总的设备封装厚度是期望的目标，这可以通过如下方式来达到：通过改进工艺公差来减小衬底厚度和/或减小框厚度。
[0006]
在该方向上的另一选项可以涉及移动到芯片级封装(csp)工艺。注意，由于相关联的前端(fe)工艺的特定特征，csp方案可能不适用于mems和其他传感器结构。
[0007]
暴露半导体(硅)衬底的“顶”侧也已经被提出，主要目的是打开例如压力传感器或光学设备中的感测口。暴露衬底的“底”侧也已经被提出，以便改进来自封装的热耗散。
[0008]
注意，这样的方案的限制因素与围绕(例如，嵌入)整个设备的衬底、框架和/或模制料的使用有关。
[0009]
本领域中需要提供一种克服了前述缺点的解决方案。


技术实现要素：

[0010]
本申请人已经发现，常规的电子设备的封装厚度需要减小。
[0011]
为了克服上述问题，本实用新型因此提供了一种电子设备。
[0012]
在一个方面中，提供了一种电子设备，其特征在于，包括：支撑构件；第一电子部件，具有相对的第一表面和第二表面，其中第一电子部件被布置在支撑构件上，其中第二表面面向支撑构件，其中第一电子部件具有在相对的第一表面与第二表面之间的第一厚度；衬底；第二电子部件，被安装在衬底上，其中衬底被布置在支撑构件上，衬底具有与第二电子部件相对的、并且面向支撑构件的衬底表面，其中被组合的衬底、以及被安装在衬底上的第二电子部件具有第二厚度，第二厚度小于第一厚度；以及封装模制材料，封装模制材料包封第二电子部件，但使第一电子部件的相对的第一表面和第二表面、以及衬底的衬底表面暴露。
[0013]
在一些实施例中，该电子设备还包括在第二电子部件与衬底之间的导电构造，其中封装模制材料包封导电构造。
[0014]
在一些实施例中，该电子设备还包括在第一电子部件与衬底之间的导电构造，其中封装模制材料包封导电构造。
[0015]
在一些实施例中，该电子设备还包括在第一电子部件与第二电子部件之间的导电
构造，其中封装模制材料包封导电构造。
[0016]
在一些实施例中，该电子设备还包括电磁屏蔽件，电磁屏蔽件在第一电子部件的相对的第一表面和第二表面中的至少一项之上。
[0017]
在一些实施例中，其中第一电子部件包括压力传感器，并且其中压力口被提供在相对的第一表面和第二表面中的一项或多项处。
[0018]
在一些实施例中，其中第一电子部件包括传感器，并且第二电子部件包括半导体集成电路芯片。
[0019]
在一些实施例中，其中传感器是微机电系统传感器，并且其中半导体集成电路芯片是专用集成电路。
[0020]
本公开的实施例能够实现较薄的总封装厚度。
附图说明
[0021]
现在将参考附图仅通过示例的方式描述一个或多个实施例，其中：
[0022]
图1a至图1e示出了用于制作一个实施例的方法步骤，
[0023]
图2a至图2e示出了用于制作一个实施例的方法步骤，
[0024]
图3a和3b示出了可能的变型，以及
[0025]
图4a和4b示出了另一可能的变型。
具体实施方式
[0026]
一个或多个实施例涉及将传感器部件(例如，mems部件)、以及被安装在相关联衬底上的辅助芯片(例如，asic)并排布置在支撑表面(例如，诸如条带)上。在提供传感器部件与辅助芯片之间电耦合之后，封装料被上模制在组件上。支撑条带被移除，使得所得的封装展现出与传感器部件的(单个)厚度基本对应的最终厚度。
[0027]
在随后的描述中，一个或多个具体细节被说明，目的是提供对本描述示例实施例的深入理解。实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下，或者利用其他方法、组件、材料等获得。在其他情况下，已知的结构、材料或操作未被详细说明或描述，使得实施例的某些方面将不被模糊。
[0028]
在本描述的框架中提及“实施例”或“一个实施例”意在指示与该实施例有关的所描述的特定配置、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，可能出现在本描述的一个或多个点中的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”的短语，并不一定指代相同实施例。而且，特定构造、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何适当的方式组合。
[0029]
本文使用的附图标记仅出于方便而被提供，并且因此不限定保护范围或实施例的范围。
[0030]
如本文所例示的一个或多个实施例便于提供一种用于电子设备的全模制封装，其适合于通过采用标准的和通常可用的技术来产生，同时追求所得设备总厚度的减小。
[0031]
一个或多个实施例可以被应用于例如包括以下各项的电子设备10：
[0032]-至少一个第一电子部件12，诸如传感器(mems传感器是例示性的这种部件)，以及
[0033]-至少一个第二电子部件14，诸如被安装在相应衬底16上的相关联的辅助半导体集成电路芯片或裸片(asic是例示性的这种半导体ic芯片或裸片)。
[0034]
名称“相应”强调了以下事实：在本文所例示的一个或多个实施例中，衬底16(其可以被认为是类似于印刷电路板或pcb)被配置为(仅)支撑半导体芯片14，而不支撑传感器部件12，使得衬底16的厚度不被添加到传感器12的厚度。
[0035]
如本文所例示的，第一部件12将展现出前或“顶”表面12a、以及后或“底”表面12b，其中部件12的厚度由表面12a、12b之间的距离来标识。
[0036]
如先前所讨论的，需要通过使这种厚度基本上由部件12(例如，诸如mems的传感器)部件的厚度来确定，来减小设备10的总厚度，可能地使部件12的两个表面或两侧(即，前表面12a和背表面12b)在封装表面处暴露。
[0037]
在如图1a至图1e中的第一示例性序列的工艺步骤所描绘的一个或多个实施例中，(牺牲的)载体20(图1a)被提供，部件12(例如，传感器)和辅助部件14(例如，半导体芯片)并排布置在该载体20上，其中部件14安装在衬底16上。这可以经由如本领域中的常规的凸块18进行。
[0038]
图1b至图1d是制造工艺中的示例性工艺步骤，该工艺步骤可以对被布置在条带状载体20上的多个相似结构或组件执行，这些结构最终在如图1d所例示的“切割”步骤中被分离，以提供单独的设备10(图1e)。
[0039]
在一个或多个实施例中，载体20可以包括在集成电路(ic)的制造工艺中常规的条带(例如，聚碳酸酯条带)。
[0040]
一旦部件12和14(其中部件14被安装在衬底16上)并排布置在载体20上，其中电耦合22如所期望的被提供部件12和14之间(例如，再次通过常规解决方案，诸如引线接合)，封装模制料24可以被模制到如图1c中所例示的先前形成的组件上，也就是说，通过使“盖”暴露，即部件12的前表面12a暴露。
[0041]
环氧模制料(emc)可以是例示性的封装模制料24。
[0042]
图1d是例示的切割(singulation)工艺步骤(通过表示为s的切割工具以常规方式执行)，接着移除载体20(图1e)，使部件12的前侧或前表面12a、以及后侧或背侧12b暴露在模制材料24的表面处。
[0043]
因此，设备10的封装厚度仅由部件12的厚度(即表面12a、12b之间的厚度)确定(即，基本上与之相同)。
[0044]
而且，虽然部件12的相对表面12a、12b在封装表面处暴露，但是部件14的材料(例如，诸如硅的半导体)被嵌入在封装模制料24内、并且因此“浮置”在封装模制料24内。
[0045]
本领域技术人员将容易理解，图1a至图1e的工艺步骤的顺序仅是例示的和非强制性的：例如，在此被例示为在移除载体20之前进行的切割，可以在移除载体20之后或与移除载体20同时进行。
[0046]
在图2a至图2e中，与已经结合图1a至图1e讨论的部分、部件或工艺步骤相似的部分、部件或工艺步骤用相同的附图标记来指示。为简洁起见，将不再重复相应的详细描述。
[0047]
在图2a至图2e所例示的实施例中，部件(半导体芯片)14到衬底16的电耦合通过引线接合(再次表示为22)代替凸块(诸如图1b至图1e中的凸块18)来实现的。
[0048]
此处再次，即使考虑到部件14和衬底的厚度(其可以合理地预期为比部件12更薄)，设备10的封装厚度也基本上仅由部件12的厚度(即表面12a、12b之间的厚度)确定，其中引线接合环22的可能“高度”对设备10的总厚度没有实际影响。
[0049]
此处再次，虽然部件12的相对表面12a、12b在封装表面处暴露，但部件14的材料(例如，诸如硅的半导体)被嵌入在、并且因此“浮置”在封装模制料24内。
[0050]
图3a和图3b可以被认为基本上对应于图1d和图1e，其中已经结合图1a至图1e讨论过的部件、部件或工艺步骤由相同的附图标记表示。为简洁起见，将不再重复相应的详细描述。
[0051]
图3a和图3b是将电磁屏蔽材料26提供到部件10的顶表面或前表面(包括部件12的前表面或顶表面12a)上的可能性的示例(其可以适用于图1a至图1e所例示的实施例、以及图2a至图2e所例示的实施例二者)。
[0052]
在部件12(例如，传感器部件)对电磁信号敏感的情况下，这种方案可能是有利的。
[0053]
屏蔽材料26可以包括(以本领域技术人员已知的方式)诸如金属的导电材料，其可以在设备切割和可能的专用衬底设计之后被应用到部件10上。
[0054]
再次，图4a和图4b可以被认为基本上对应于图1d和图1e，其中已经结合图1a至图1e讨论过的部分、部件或工艺步骤由相同的附图标记表示。为简洁起见，将不再重复相应的详细描述。
[0055]
图4a和4b是提供(非常)薄的传感器——例如压差传感器——可能性的示例(其可以适用于如图1a至1e所例示的实施例、以及图2a至2e所例示的实施例二者)，其中压力口(pressure port)120在传感器部件12的暴露表面(例如，前表面12a和背表面12b两者)处提供。
[0056]
而且，本领域技术人员将理解，图4a和4b中的设备的侧面的阶梯状轮廓指示了在一个或多个实施例中，在图4a和图4b中所例示布置中也提供如图3a和3b中所例示的屏蔽26的可能性。
[0057]
因此，一个或多个实施例使得可以通过以下方式来减小设备10的厚度：使设备10的厚度基本上由第一部件12(例如，mems)的厚度来给定，而由针对辅助部件14的衬底16和/或模制框厚度所给定的设备厚度则不会有任何贡献。
[0058]
在本文所例示的一个或多个实施例中，模制的封装(总)厚度(例如，参见图1e、2e、3b和4b)由单个部件(此处为部件12)的厚度确定，该单个部件与部件14相反，其不具有相关联的衬底，以此避免与衬底和/或模制材料的组合。
[0059]
而且，一个或多个实施例(例如，在小布线规范和/或低信号计数的情况下)适于其中衬底经由铜框架来提供(图中为16)的实现。
[0060]
而且，某些实施例(这可能是无盖设备的情况)可以促进使用这样的部件14，该部件设置有安装在顶部的“假”(dummy)裸片/中介层。在其中部件暴露的前侧和/或背侧可以促进(例如，经由这种假裸片)热耗散功能和/或热感测功能的情况下，这是有利的。
[0061]
在一个或多个实施例中，电磁干扰(emi)屏蔽可以通过以下方式增强：通过依靠在相对表面中的一个表面或两个表面处的屏蔽(例如，金属化的)背侧和/或导电假裸片。
[0062]
本文所例示的方法可以包括：
[0063]-提供(例如，平面的)支撑构件(例如20)，
[0064]-将以下各项布置在支撑构件上：
[0065]-a)至少一个第一电子部件(例如12)，其具有相对的第一表面(例如12a)和第二表面(例如12b)，至少一个第一电子部件被布置在支撑构件上，其中第二表面朝向支撑构件，
其中至少一个第一电子部件具有在相对的第一表面和第二表面之间(例如，在12a和12b之间)的厚度，
[0066]-b)被安装在衬底(例如16)上的至少一个第二电子部件(例如14)，至少一个第二电子部件被布置在支撑构件上，其中衬底具有与至少一个第二电子部件相对、并且面向支撑构件的衬底表面(图中为面向下)，其中衬底和被安装在衬底上的至少一个第二电子部件具有接合(即累加)厚度，该接合厚度小于至少一个第一电子部件的厚度(例如，参见图1b至图1e，图2b至图2e、图3a和图3b，图4a和图4b)。
[0067]-将封装模制材料(例如24)模制到支撑构件上，支撑构件具有被布置在支撑构件上的至少一个第一电子部件、以及安装在衬底上的至少一个第二电子部件，其中，封装模制材料包封至少一个第二电子部件，使至少一个第一电子部件的第一表面(在模制材料的表面处)暴露(例如，参见图1c、图2c、图3a和图4a)，以及
[0068]-分离(例如，移除)支撑构件，以将至少一个第一电子部件的第二表面、以及衬底的与至少一个第二电子部件相对的衬底表面暴露(例如，参见图1e、图2e、图3b和图4b)。
[0069]
本文所例示的方法可以包括：
[0070]-a)提供在以下各项之间的导电构造(例如18或22)：
[0071]-至少一个第二电子部件与衬底(例如，参见图1b至图1e中的凸块18、或图2b至图2e中部件14右侧的导线22)，和/或
[0072]-至少一个第一电子部件与衬底(例如，参见图1b至图1e以及图2b至2e中的部件12右侧的导线22)，和/或
[0073]-至少一个第一电子部件与至少一个第二电子部件(例如，参见图2b至2e中部件12和14之间的导线22)，
[0074]-b)将封装模制材料模制到支撑构件上，支撑构件具有被布置在支撑构件上的至少一个第一电子部件、以及安装在衬底上的至少一个第二电子部件，其中封装模制材料包封导电构造。
[0075]
本文所例示的方法可以包括：在至少一个第一电子部件相对的第一表面和第二表面中的至少一个表面(例如12a)之上提供电磁屏蔽材料(例如26)。如所讨论的，“假”屏蔽可以在这两个表面中的任一个表面或两个表面上设置。
[0076]
在本文所例示的方法中，至少一个第一电子部件可以包括压力传感器，该压力传感器相对的第一表面和第二表面中的至少一项具有压力口(例如120)。
[0077]
在本文例示的方法中，支撑构件可以包括条带。
[0078]
在本文例示的方法中：
[0079]-至少一个第一电子部件可以包括传感器(可选地为mems)，和/或
[0080]-至少一个第二电子部件可以包括半导体集成电路芯片(可选地为asic)。
[0081]
本文所例示的方法可以包括：
[0082]-在支撑构件上布置一系列组件，其中每个组件可以包括：
[0083]-a)至少一个第一电子部件，具有相对的第一表面和第二表面的该至少一个第一电子部件被布置在支撑构件上，该至少一个第一电子部件具有朝向支撑构件的第二表面，其中该至少一个第一电子部件具有在相对的第一表面与第二表面之间的厚度，
[0084]-b)被安装在衬底上的至少一个第二电子部件，该至少一个第二电子部件被布置
在支撑构件上，其中衬底具有与该至少一个第二电子部件相对、并且面向支撑构件的衬底表面，其中衬底和安装在衬底上的该至少一个第二电子部件具有接合厚度，该接合厚度小于该至少一个第一电子部件的厚度，
[0085]-将封装模制材料模制到在其上布置有一系列组件的支撑构件上，以包封一系列组件中的组件的至少一个第二电子部件，而使一系列组件中的组件的至少一个电子部件的第一表面暴露，
[0086]-分离支撑构件，以将一系列组件中的组件的至少一个第一电子部件的第二表面、以及与衬底的与至少一个第二电子部件相对的衬底表面暴露，以及
[0087]-将一系列组件切割(例如，s)成单独的设备，单独的设备包括至少一个第一电子部件和与至少一个第一电子部件耦合的至少一个第二电子部件。
[0088]
本文所例示的设备(例如，10)可以包括：
[0089]-至少一个第一电子部件，具有相对的第一表面和第二表面，该至少一个第一电子部件被布置在支撑构件上，其中第二表面朝向支撑构件，其中该至少一个第一电子部件具有在相对的第一表面和第二表面之间的厚度，
[0090]-被安装在衬底上的至少一个第二电子部件，该至少一个第二电子部件被布置在支撑构件上，其中衬底具有与该至少一个第二电子部件相对、并且面向支撑构件的衬底表面，其中衬底和安装在衬底上的该至少一个第二电子部件的接合厚度小于该至少一个第一电子部件的厚度，并且
[0091]-封装模制材料，从而包封至少一个第二电子部件，而使至少一个电子部件相对的第一表面和第二表面、以及衬底的与至少一个第二电子部件相对的衬底表面暴露，并且。
[0092]
本文所例示的设备可以包括以下各项之间的导电构造：
[0093]-至少一个第二电子部件与衬底，和/或
[0094]-至少一个第一电子部件与衬底，和/或
[0095]-至少一个第一电子部件与至少一个第二电子部件，
[0096]
其中封装模制材料可以包封所述导电构造。
[0097]
本文所例示的设备可以包括电磁屏蔽材料，电磁屏蔽材料在至少一个第一电子部件相对的第一表面和第二表面中的至少一个表面之上。
[0098]
在本文所例示的设备中，至少一个第一电子部件可以包括压力传感器，其中相对的第一表面和第二表面中的至少一个表面被提供有压力口。
[0099]
在本文所例示的设备中：
[0100]-至少一个第一电子部件(12)可以包括传感器(可选地为mems)，和/或
[0101]-至少一个第二电子部件(14)可以包括半导体芯片(可选地为asic)。
[0102]
在不损害基本原理的情况下，细节和实施例可以相对于仅作为示例而已经被描述的内容进行变化，甚至是显著地变化，而不脱离保护范围。
[0103]
权利要求是本文提供实施例的技术公开的整体部分。
[0104]
保护范围由所附的权利要求确定。