低輪廓換能器模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]各種實施例涉及具有通常分層或臺階狀形狀的低輪廓換能器模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]很多電子裝置(例如智能電話、平板計算機、膝上型計算機、照相機等)利用多種電子部件，包括傳感器和換能器。這些電子部件通常被安裝到襯底和/或電路板以便于給定電子裝置的操作。此外，大量這些電子部件需要特殊安裝技術(shù)，例如聲密封來正確地運行。這些特殊安裝技術(shù)結(jié)合襯底的厚度和部件本身的厚度對總封裝大小做出貢獻。在大部分電子裝置，特別是消費電子裝置中，更小、更薄的裝置越來越是期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在各種實施例中，提供了換能器結(jié)構(gòu)。換能器結(jié)構(gòu)可包括具有位于襯底的第一側(cè)面上的微機電系統(tǒng)(MEMS)結(jié)構(gòu)和覆蓋MEMS結(jié)構(gòu)的蓋的襯底。
[0004]在各種實施例中，襯底可被實現(xiàn)為從襯底的第一側(cè)面上的蓋橫向移位的電接觸部，且電接觸部可電耦合到MEMS結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0005]在附圖中，相似的參考符號遍及不同的視圖通常指的是相同的部件。附圖不一定按比例，相反通常將重點放在說明本發(fā)明的原理上。在下面的描述中，參考附圖描述了本公開的各種實施例，其中:
圖1根據(jù)可能的實施例示出包括安裝到襯底并在襯底中的開口之上懸掛的MEMS裝置以及覆蓋MEMS裝置和包含開口的襯底的一部分的蓋的換能器結(jié)構(gòu)的橫截面表不；
圖2根據(jù)實施例示出包括安裝到襯底的MEMS裝置、覆蓋MEMS裝置的蓋和布置在MEMS裝置之上的在蓋中的開口的換能器結(jié)構(gòu)的橫截面表示；
圖3示出包括安裝到襯底并在襯底中的開口之上懸掛的MEMS裝置、覆蓋MEMS裝置的蓋、布置在MEMS裝置之上的在蓋中的開口和耦合到在與蓋相對的側(cè)面上的襯底的背容積蓋的換能器結(jié)構(gòu)的不例性實施例的橫截面表不;
圖4以橫截面形式示出可能的實施例，其中換能器結(jié)構(gòu)被實現(xiàn)為模制引線框芯片封裝；
圖5示出可能實施例的橫截面表示，其中換能器結(jié)構(gòu)耦合到另外的殼體結(jié)構(gòu)和另外的襯底；
圖6示出類似于圖5的實施例的可能實施例的橫截面表示，但具有相對于另外的殼體結(jié)構(gòu)在不同的取向上的換能器結(jié)構(gòu)；
圖7示出類似于圖6的實施例的可能實施例的橫截面表示，但添加有背容積蓋；
圖8以橫截面形式示出類似于圖5-7中示出的實施例的可能實施例，其中換能器結(jié)構(gòu)被實現(xiàn)為模制引線框芯片封裝； 圖9示出被實現(xiàn)為模制引線框芯片封裝的換能器結(jié)構(gòu)的可能實施例；
圖10示出在圖9中描繪的換能器結(jié)構(gòu)的自頂向下俯視圖，其中模制引線框芯片封裝的部分已經(jīng)變得透明以更好地顯示本公開的可能特征；
圖11示出在圖10中描繪的換能器結(jié)構(gòu)的自頂向下俯視圖，其中從圖10省略的透明部分已經(jīng)被取代；
圖12示出在圖9-11中描繪的換能器結(jié)構(gòu)的自底向上視圖；
圖13示出可能實施例的橫截面描繪，其中換能器結(jié)構(gòu)被安裝在穿過支持結(jié)構(gòu)形成的開口中。
【具體實施方式】
[0006]下面的詳細描述指的是附圖，其作為例證示出特定的細節(jié)和本公開可被實踐的實施例。
[0007]詞“示例性”在本文用于意指“用作示例、實例或例證”。在本文被描述為“示例性”的任何實施例或設(shè)計不一定應(yīng)被解釋為相對于其它實施例或設(shè)計是優(yōu)選的或有利的。
[0008]關(guān)于在側(cè)面或表面“之上”形成的沉積材料使用的詞“在…之上”在本文可用于意指可“直接在”暗指的側(cè)面或表面上，例如與暗指的側(cè)面或表面直接接觸形成的沉積材料。關(guān)于在側(cè)面或表面“之上”形成的沉積材料使用的詞“在…之上”在本文可用于意指可“間接在”暗指的側(cè)面或表面上形成的沉積材料，其中一個或多個附加的層被布置在暗指的側(cè)面或表面與沉積材料之間。
[0009]如本文使用的術(shù)語“載體結(jié)構(gòu)”應(yīng)被理解為包括各種結(jié)構(gòu)，例如引線框、例如硅襯底的半導體襯底、印刷電路板和各種柔性襯底。
[0010]在各種實施例中，隔膜可包括板或薄膜。板可被理解為在壓力下的隔膜。此外，薄膜可被理解為在張力下的隔膜。雖然下面關(guān)于薄膜將更詳細描述各種實施例，它可以可替換地被提供有板或通常有隔膜。
[0011]根據(jù)各種實施例，如圖1所示，公開了換能器結(jié)構(gòu)100。換能器結(jié)構(gòu)100可包括襯底102、設(shè)置在襯底102的第一側(cè)面102a之上的MEMS結(jié)構(gòu)104以及覆蓋MEMS結(jié)構(gòu)104的在襯底102的第一側(cè)面102a之上的蓋106。在各種實施例中，結(jié)構(gòu)102可包括可在襯底102的第一側(cè)面102a上從蓋106橫向移位的電接觸部108。在至少一個實施例中，電接觸部108可電耦合到MEMS結(jié)構(gòu)104。在一些實施例中，換能器結(jié)構(gòu)100可包括穿孔110，其穿過襯底102形成并被布置成使得MEMS結(jié)構(gòu)104的至少一部分可跨越穿孔懸掛。
[0012]在各種實施例中，襯底102可包括半導體材料或本質(zhì)上由半導體材料組成，半導體材料例如是鍺、硅鍺、碳化硅、氮化鎵、銦、氮化銦鎵、砷化銦鎵、氧化銦鎵鋅或如可對給定應(yīng)用期望的其它基本和/或化合物半導體，例如:諸如例如砷化鎵或磷化銦的πι-v化合物半導體、或I1-VI化合物半導體或三元化合物半導體或四元化合物半導體。襯底102可包括例如玻璃和/或各種聚合物或本質(zhì)上由玻璃和/或各種聚合物組成。襯底102可以是絕緣體上硅(SOI)結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，襯底102可以是印刷電路板。根據(jù)各種實施例，襯底102可以是柔性襯底，例如柔性塑料襯底，例如聚酰亞胺襯底。
[0013]在各種實施例中，襯底102可包括下列材料中的一個或多個或本質(zhì)上由下列材料中的一個或多個組成:聚酯膜、熱固性塑料、金屬、金屬化塑料、金屬箔和聚合物。在各種實施例中，襯底102可以是柔性層壓板結(jié)構(gòu)。根據(jù)各種實施例，襯底102可以是半導體襯底，例如硅襯底。襯底102可包括如可對給定應(yīng)用期望的其它材料或材料的組合或本質(zhì)上由這些其它材料或材料的組合組成，這些材料例如是各種電介質(zhì)、金屬和聚合物。在各種示例性實施例中，襯底102可具有在從大約100 Mm到大約700 Mm的范圍內(nèi)，例如在從大約150 Mm到大約650 Mm的范圍內(nèi)，例如在從大約200 Mm到大約600 Mm的范圍內(nèi)，例如在從大約250Mm到大約550 Mm的范圍內(nèi)，例如在從大約300 Mm到大約500 Mm的范圍內(nèi)，例如在從大約350 Mm到大約450 Mm的范圍內(nèi)的厚度T1。在一些實施例中，襯底102可具有至少大約100Mm，例如至少150 Mm，例如至少200 Mm，例如至少250 Mm，例如至少300 Mm的厚度T1。在至少一個實施例中，襯底102可具有小于或等于大約700 Mm，例如小于或等于650 Mm，例如小于或等于600 Mm，例如小于或等于550 Mm，例如小于或等于500 Mm的厚度T1。
[0014]在各種實施例中，MEMS結(jié)構(gòu)104可被實現(xiàn)為MEMS麥克風、MEMS揚聲器或MEMS壓力傳感器。在各種實施例中，MEMS結(jié)構(gòu)104可被布置在襯底102的第一側(cè)面102a上，使得MEMS結(jié)構(gòu)104的至少一部分可跨越穿孔110懸掛?？缭酱┛?10懸掛的MEMS結(jié)構(gòu)104的部分在一些實施例中可以是薄膜結(jié)構(gòu)104a。根據(jù)各種實施例，MEMS結(jié)構(gòu)104可以通過如可對給定應(yīng)用期望的各種手段，例如粘合劑、密封劑和環(huán)氧樹脂，例如導電或非導電環(huán)氧樹月旨、基于硅樹脂的膠、例如SU-8或苯并辛因(BCB)的聚合物粘合劑和各種粘合箔固定和/或安裝到襯底102的第一表面102a。在一些實施例中，MEMS結(jié)構(gòu)104可以電連接到襯底102。在至少一個實施例中，MEMS結(jié)構(gòu)104可與襯底102電隔離和/或絕緣，如給定應(yīng)用可能所必需的。
[0015]在各種實施例中，薄膜結(jié)構(gòu)104a可以是正方形或基本上正方形形狀的。薄膜結(jié)構(gòu)104a可以是矩形或在形狀上是基本上矩形的。根據(jù)各種實施例，薄膜結(jié)構(gòu)104a可以是圓形或在形狀上是基本上圓形的。根據(jù)各種實施例，薄膜結(jié)構(gòu)104a可以是卵形或在形狀上是基本上卵形的。薄膜結(jié)構(gòu)104a可以是三角形或在形狀上是基本上三角形的。薄膜結(jié)構(gòu)104a可以是十字形或基本上十字形形狀的。在一些實施例中，薄膜結(jié)構(gòu)104a可被形成為可對給定應(yīng)用期望的任何形狀。薄膜結(jié)構(gòu)104a可由半導體材料，諸如例如硅組成或可包括半導體材料，諸如例如硅。在各種實施例中，薄膜結(jié)構(gòu)104a可包括其它半導體材料或可由其它半導體材料組成，這些半導體材料例如是鍺、硅鍺、碳化硅、氮化鎵、銦、氮化銦鎵、砷化銦鎵、氧化銦鎵鋅或如可對給定應(yīng)用期望的其它基本和/或化合物半導體(例如πι-v化合物半導體，諸如例如砷化鎵或磷化銦、或I1-VI化合物半導體或三元化合物半導體或四元化合物半導體)。
[0016]根據(jù)各種實施例，蓋106可被布置在襯底102的第一側(cè)面102a上和/或固定到襯底102的第一側(cè)面102a。在各種實施例中，蓋106和襯底102可被布置在基本上分層和/或臺階狀形狀中。也就是說，蓋106可固定到襯底102的第一側(cè)面102a，且襯底102的一部分可延伸超過蓋106的周邊，使得臺階式結(jié)構(gòu)形成。蓋106可通過使用如可對給定應(yīng)用期望的各種手段，例如但不限于粘合劑、密封劑和環(huán)氧樹脂，例如導電或非導電環(huán)氧樹脂、基于硅樹脂的膠、聚合物粘合劑和各種粘合箔來固定和/或附著到結(jié)構(gòu)102的第一表面102a。根據(jù)各種實施例，蓋106和襯底102可被布置成圍住容積106a。在一些實施例中，蓋106可以電連接到襯底102。在至少一個實施例中，蓋106可與襯底102電隔離和/或絕緣，如可對給定應(yīng)用要求的。蓋106可能能夠為MEMS結(jié)構(gòu)104提供電磁屏蔽。在一些實施例中，蓋106可由各種基本金屬組成和/或可包括各種基本金屬，這些基本金屬例如是銅、鎳、錫、鉛、銀、金、鋁和各種金屬合金，諸如例如銅鎳合金、鎳鋁等。蓋106可包括其它分類的材料或由其它分類的材料組成，這些材料例如是金屬材料、金屬箔、焊料可濕性材料、各種金屬合金和/或化合物金屬以及如可對給定應(yīng)用期望的各種基本金屬。根據(jù)各種實施例，蓋106可被實現(xiàn)為各種模制引線框芯片封裝格式，例如