合化合物的第一塑料膜1250沿方向1255层压在晶片的表面上方。膜具有与第二公差耦合的第二高度150b。例如，第二高度150b可为大约50μπι。光敏第一聚合化合物对紫外线(UV)辐照敏感;化合物在组装及封装过程的温度期间保持柔软且此后通过在高温下聚合而硬化。接着，膜高度150b的第二塑料膜1251沿方向1255层压在第一塑料膜1250上方，从而使膜高度加倍。对于一些装置，层压过程可重复若干次。膜堆叠的最终高度被指定为1250b。高度1250b经选择以容纳可靠导线接合所需的接合导线130(参见图13)的跨度的拱。
[0062]在完成层压光敏第一可聚合化合物的膜堆叠的过程之后，对准光掩模、照明、显影及蚀刻膜堆叠、将晶片切割为芯片、将多个芯片附接到衬底及将组合件囊封在不透明第二可聚合化合物160中的后续过程遵循图5到11中以类似方式描述的次序。此外，第一及第二聚合化合物在高温下的硬化是类似的。然而，因为膜堆叠的高度1250b足以容纳导线接合所需的导线跨度拱的高度，所以模具的可翻转盖不需要如图4A及4B中描述的突部;相反地，平坦盖可直接搁在光敏第一聚合化合物的膜堆叠的增加高度1250b上。
[0063]结果，图13中说明的衬底带状物在打开模具之后示出了封装装置的包覆模制带状物的平坦顶面161，其与硬化的聚合堆叠1350的表面共面。结果，封装高度相对于图1A中的装置的封装高度可有所减小。再者，每一装置展现出含有由硬化的堆叠1350加框架的MEMS装置102的中心开口。假想线1300指示通过锯切割带状物122以切分具有含有MEMS装置102的中心开口的离散装置。
[0064]上文描述的制造方法可适用于定位在半导体芯片上或嵌入在半导体芯片中的各种MEMS装置。MEMS装置的列表可包含但不限于:红外线温度传感器、环境光传感器、红外线近接传感器、深度传感器、霍尔效应传感器、射频变抗器、红外线热电堆成像器、磁通门磁力计、湿度传感器、压力传感器及生物传感器。
[0065]虽然已参考说明实施例描述了本发明，但是此描述不旨在以限制意义解释。所属领域技术人员在参考描述之后将明白说明性实施例以及本发明的其它实施例的各种修改及组合。作为实例，本发明适用于使用任何类型的半导体芯片、离散或集成电路的产品，且半导体芯片的材料可包括硅、硅锗、砷化镓或用于集成电路制造中的任何其它半导体或化合物材料。
[0066]作为另一实例，本发明适用于具有在能量流(声学、热、或光学)、温度或电压差或外力或扭力的影响下机械地移动的部件的MEMS。具有隔膜、板或梁的某些MEMS可用作压力传感器(例如麦克风及扬声器)、惯性传感器(例如加速度计)或电容式传感器(例如应变仪及RF开关)；其它MEMS充当移位或倾角的移动传感器;双金属隔膜充当温度传感器。
[0067]因此希望随附权利要求书涵盖任何此类修改或实施例。
【主权项】
1.一种封装微机电系统MEMS装置，其包括: 刚性衬底，其具有由多个金属接触件包围的芯片垫片； 第一高度的半导体芯片，芯片表面包含具有MEMS装置的中心区域及具有端子的外围区域，与所述表面相对的芯片侧通过第三高度的粘着剂层附接到所述衬底垫片，所述芯片端子导线连接到所述衬底接触件；以及 包含光敏第一聚合化合物及不透明第二聚合化合物的封装，所述第二化合物囊封所述衬底、导线连接件及包含所述端子的所述芯片外围区域，且进一步绕所述未囊封中心区域形成侧壁;且所述第一化合物从所述侧壁延续作为绕所述未囊封中心区域的框架，所述框架具有第二高度及一宽度。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一聚合化合物是选自包含环氧基及聚酰亚胺基树脂的群组，所述树脂是光敏的且在组装及封装过程的温度期间保持柔软且此后通过在高温下聚合而硬化。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第二聚合化合物是填充有无机填充剂的环氧基模制树脂，所述树脂在模制过程期间具有半粘性且此后通过聚合而硬化。4.一种用于制造封装微机电系统MEMS装置的方法，其包括: 提供第一高度的半导体晶片，所述晶片具有多个芯片位区，每一位区包含具有MEMS装置的中心区域及具有集成电路及端子的外围区域； 在所述晶片的表面上方层压柔软且光敏第一可聚合化合物的塑料膜，所述柔软膜具有第二高度； 在所述膜上对准光掩模，所述光掩模具有界定绕每一芯片位区的所述中心区域的框架的外形及宽度的图案； 照明、显影及蚀刻所述膜，从而将未蚀刻膜部分保留作为绕每一芯片位区的所述中心区域的柔软第一化合物及第二高度的框架； 切割所述晶片以切分第一高度的多个离散半导体芯片，每一芯片包含由柔软的第一化合物及第二高度的框架包围的中心区域及具有端子的外围区域； 使用第三高度的粘着剂层在刚性衬底带状物的垫片上附接多个半导体芯片，且将所述芯片端子导线接合到相邻衬底金属接触件； 将具有所述附接芯片的所述带状物放置在具有具备实心突部的刚性盖的模具中，所述实心突部经构造以填充每一芯片的所述有框架中心区域上方的空间； 夹持所述模具盖直到相应突部触及包围每一芯片的所述中心区域的柔软第一化合物的所述框架为止； 使用不透明第二可聚合化合物囊封邻接所述框架的衬底表面、导线连接件及芯片外围，从而使由突部覆盖的每一有框架中心区域不被囊封;以及 升高温度以聚合并硬化所述第一及第二化合物，且接着打开所述模具盖，借此暴露具有含有MEMS装置的中心开口的封装装置的所述带状物。5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包含锯开所述衬底带状物以切分具有在所述封装开口中的MEMS装置的囊封芯片的离散装置的过程。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一高度与第一公差相关，所述第三高度与第三公差相关，所述夹持过程与第四公差相关，且所述第二高度经选择使得其相关第二公差允许所述囊封过程的至少5σ操作。7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包含所述层压过程的一或多次重复，使得一或多个柔软的塑料膜放置在第一膜上，且其组合第二高度及相关公差允许所述囊封过程的至少5σ操作。8.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一可聚合化合物是选自包含环氧基及聚酰亚胺基树脂的群组，所述树脂是光敏的且在组装及封装过程的温度期间保持柔软且此后通过在高温下聚合而硬化。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第二可聚合化合物是填充有无机填充剂的环氧基热固模制树脂，所述树脂在模制过程期间具有半粘性且此后通过聚合而硬化。
【专利摘要】本发明涉及一种使用感光树脂的半导体腔封装。封装装置(100)具有半导体芯片(101)，所述半导体芯片(101)具有中心芯片区域中的MEMS装置(102)，其中所述封装包含光敏第一聚合化合物(150)及不透明第二聚合化合物(160)。所述第二化合物(160)囊封具有端子(103)及导线接合(130)的芯片外围区域，且绕所述未囊封中心区域形成侧壁(160a，直径112)。所述第一化合物(150)从所述侧壁向内延续作为绕所述未囊封中心区域的框架(内径110)。
【IPC分类】B81B7/00, B81C1/00
【公开号】CN105600737
【申请号】CN201510570882
【发明人】中西腾
【申请人】德州仪器公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年9月9日
【公告号】US20160068387