側(cè)通氣壓力傳感器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及側(cè)通氣壓力傳感器裝置。半導(dǎo)體傳感器裝置具有被安裝到襯底的壓力感測(cè)管芯和至少另一個(gè)管芯，以及互連了所述壓力感測(cè)管芯和所述至少另一個(gè)管芯的電互連。所述壓力感測(cè)管芯的有源區(qū)域被一種壓敏凝膠材料覆蓋，并且具有腔的蓋子被安裝到所述壓力感測(cè)管芯，以便所述壓力感測(cè)管芯被放置在所述腔內(nèi)。所述蓋子具有將所述壓力感測(cè)管芯的覆蓋凝膠的有源區(qū)域暴露在所述傳感器裝置之外的周圍大氣壓的側(cè)通氣孔。位于所述襯底的上表面上的模填料封裝了所述至少另一個(gè)管芯和所述蓋子的至少一部分。
【專利說明】側(cè)通氣壓力傳感器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及半導(dǎo)體傳感器裝置，更具體地說，涉及具有側(cè)通氣孔的壓力傳感器裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]諸如壓力傳感器的半導(dǎo)體傳感器裝置是眾所周知的。這種裝置使用了半導(dǎo)體壓力傳感器管芯來感測(cè)周圍大氣壓。這些管芯在封裝期間易受機(jī)械損傷并且在使用時(shí)易受環(huán)境損傷，因此它們必須小心地進(jìn)行封裝。此外，壓力傳感器管芯，諸如壓電電阻換能器(PRT)和參數(shù)化布局單元(P-單元)不允許全封裝，因?yàn)檫@會(huì)妨礙其功能。
[0003]圖1 (A)示出了具有金屬蓋子104的傳統(tǒng)封裝半導(dǎo)體傳感器裝置100的截面?zhèn)纫晥D。圖1(B)示出了部分裝配的傳感器裝置100的頂視立體圖，以及圖1(C)示出了蓋子104的頂視立體圖。
[0004]如圖1所示，壓力傳感器管芯(P-單元)106、加速度感測(cè)管芯(G-單元)108和主控制單元管芯(MCU) 110被安裝在引線框標(biāo)識(shí)112上，通過接合線(未示出)被電連接到引線框引線118，并覆蓋有壓敏凝膠材料114，其中該壓敏凝膠材料114能夠使周圍大氣的壓力到達(dá)P-單元106的正面的壓敏有源區(qū)域，同時(shí)保護(hù)所有管芯106、108、110以及接合線在封裝期間免受機(jī)械損傷并且在使用時(shí)免受環(huán)境損傷(例如，污染和/或腐蝕)。整個(gè)管芯/襯底裝配被裝入模填料102并被蓋子104覆蓋，其中該蓋子104具有通氣孔116，通氣孔116將凝膠覆蓋的P-單元106暴露在傳感器裝置100之外的周圍大氣壓。
[0005]傳感器裝置100的一個(gè)問題是由于使用了預(yù)模制引線框、金屬蓋子104和大容量壓敏凝膠114而造成的高生產(chǎn)成本。因此，具有一種更加經(jīng)濟(jì)的方式來封裝半導(dǎo)體傳感器裝置中的管芯將是有利的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]本發(fā)明的實(shí)施例通過舉例的方式說明并且沒有被附圖所限制，在附圖中類似的參考符號(hào)表示相同的元素。附圖中的元素為了簡(jiǎn)便以及清晰而被圖示，并且不一定按比例繪制。例如，為清晰起見，層和區(qū)域的厚度可以被夸大。
[0007]圖1示出了具有金屬蓋子的傳統(tǒng)封裝半導(dǎo)體傳感器裝置；
[0008]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的封裝半導(dǎo)體傳感器裝置的截面?zhèn)纫晥D；
[0009]圖3示出了圖示裝配圖2的傳感器裝置的多個(gè)實(shí)例的示例性方法的步驟的截面?zhèn)纫晥D；
[0010]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的封裝半導(dǎo)體傳感器裝置的截面?zhèn)纫晥D；以及
[0011]圖5圖示了用于裝配圖4的傳感器裝置的多個(gè)實(shí)例的放置頂模、底模以及蓋子的示例性步驟。

【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明的詳細(xì)說明性實(shí)施例在本發(fā)明被公開。然而，為了描述本發(fā)明的示例實(shí)施例，本發(fā)明公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)僅僅是代表性的。本發(fā)明的實(shí)施例可體現(xiàn)在多種替代形式，并且不應(yīng)被解釋為僅限于本發(fā)明所陳述的實(shí)施例。而且，本發(fā)明所使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施例，而不旨在限制本發(fā)明的示例實(shí)施例。
[0013]正如本發(fā)明所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”也旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確說明。還應(yīng)了解，術(shù)語“包含”、“具有”、“包括”指定了所陳述特征、步驟或組件，但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、步驟或組件。還應(yīng)注意，在一些替代實(shí)現(xiàn)中，提到的功能/動(dòng)作可能與附圖中說明的順序不同而發(fā)生。例如，連續(xù)示出的兩個(gè)附圖實(shí)際上可基本上同時(shí)執(zhí)行，或者有時(shí)可能以相反的順序執(zhí)行，這取決于所涉及的功能/行為。
[0014]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是半導(dǎo)體傳感器裝置，包括(i)襯底，(ii)安裝在所述襯底上的壓力感測(cè)管芯和至少一個(gè)其他管芯，(iii)電互連，所述電互連在所述壓力感測(cè)管芯和所述至少一個(gè)其他管芯之間，(iv)壓敏凝膠材料，所述壓敏凝膠材料覆蓋了所述壓力感測(cè)管芯的有源區(qū)域，(iv)具有形成于其中的腔的蓋子，所述蓋子被安裝到所述壓力感測(cè)管芯之上，以及(V)在所述襯底的上表面上的模填料，所述模填料封裝了所述至少一個(gè)其他管芯和所述蓋子的至少一部分。所述壓力感測(cè)管芯被放置在所述腔內(nèi)，以及所述蓋子具有形成于其上并且將所述壓力感測(cè)管芯的覆蓋凝膠的有源區(qū)域暴露在所述傳感器裝置之外的周圍大氣壓的側(cè)通氣孔。
[0015]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是一種裝配半導(dǎo)體傳感器裝置的方法。壓力感測(cè)管芯和至少一個(gè)其他管芯被安裝在襯底上。所述壓力感測(cè)管芯和所述至少一個(gè)其他管芯被電互連。用壓敏凝膠材料覆蓋所述壓力感測(cè)管芯的有源區(qū)域。具有形成于其中的腔的蓋子和形成于其上的側(cè)通氣豎管被安裝到所述壓力感測(cè)管芯之上，以便所述壓力感測(cè)管芯被放置在所述腔內(nèi)。用在所述襯底的上表面上的模填料封裝所述至少一個(gè)其他管芯和所述蓋子的至少一部分。執(zhí)行切割所述襯底和所述模填料，以便所述側(cè)通氣豎管的至少一部分從所述蓋子分離，從而在所述蓋子中形成了通氣開口，所述通氣開口將所述壓力感測(cè)管芯的覆蓋凝膠的有源區(qū)域暴露在所述傳感器裝置之外的周圍大氣壓。
[0016]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝半導(dǎo)體傳感器裝置200的截面?zhèn)纫晥D。傳感器裝置200的示例性配置形成了盤柵陣列(LGA)類型表面安裝封裝。注意，替代實(shí)施例不限于LGA封裝，但可實(shí)施其他封裝類型，諸如(不限于)球柵陣列(BGA)類型封裝以及可以在單一襯底上被裝配為傳感器裝置的二維陣列的其他封裝類型。
[0017]傳感器裝置200包括壓力傳感器管芯202和安裝在(例如，物理附接和電耦合于)預(yù)形成襯底206的微控制單元管芯(MCU) 204，以及安裝在MCU204上的加速度感測(cè)管芯208。壓力傳感器管芯(又稱P-單元)202被設(shè)計(jì)成感測(cè)周圍大氣壓，而加速度感測(cè)管芯(又稱為G-單元)208被設(shè)計(jì)成取決于特定實(shí)現(xiàn)來感測(cè)一個(gè)、兩個(gè)或所有三個(gè)軸的重力或加速度。MCU 204例如控制了由P-單元202和G-208單元生成的信號(hào)的操作以及處理。注意，在一些實(shí)施例中，MCU 204可以實(shí)現(xiàn)了 MCU的功能以及一個(gè)或多個(gè)其他傳感器的功能，諸如加速度感測(cè)G-單元的功能，其中在后一種情況下，G-單元208可被省略。
[0018]襯底206包括核心介電材料210，其中跡線212和阻焊214形成于其上。而且，穿孔216穿過襯底206形成。在襯底206的底部，阻焊214中的墊口暴露了 LGA觸點(diǎn)218。跡線212和LGA觸點(diǎn)218可使用已知的光刻技術(shù)形成。
[0019]例如，使用傳統(tǒng)電絕緣管芯附著粘合劑220，P_單元202和MCU 204被管芯接合到襯底206，以及G-單元208被管芯接合到MCU 204。本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員將了解到諸如管芯附著膠帶的合適的替代管芯接合方法可被用
[0020]于附著一些或所有這些管芯。P-單元202、MCU 204和G-單元208是半導(dǎo)體傳感器裝置眾所周知的組件，因此它們的詳細(xì)描述不是完整理解本公開所必需的。
[0021]P-單元202和MCU 204之間的電互連是經(jīng)由襯底206的一個(gè)或多個(gè)共享跡線212通過使用合適的已知弓I線接合工藝和合適的已知弓I線接合設(shè)備由P-單元202和MCU 204上的(i)接合焊盤和(ii)跡線212之間相應(yīng)的關(guān)聯(lián)接合線222提供的。類似地，MCU 204和G-單元208之間的電互連是由MCU204上的其他接合焊盤和G-208單元上的接合焊盤之間的引線接合提供的。而且，MCU 204和外界之間的電互連是經(jīng)由襯底206的一個(gè)或多個(gè)跡線212由引線接合在MCU 204和跡線212上的其他焊盤之間的接合線222提供的。接合線222由諸如鋁、金或銅的導(dǎo)電材料形成，并且可被涂層或未涂層。注意，在替代設(shè)計(jì)中，G-單元208可以使用合適的倒裝管芯、焊料凸點(diǎn)技術(shù)而不是或除了引線接合而電連接到MCU 204。
[0022]諸如基于硅的凝膠的壓敏凝膠材料224被沉積在P-單元202及其關(guān)聯(lián)接合線222之上。壓敏凝膠材料224使周圍大氣的壓力達(dá)到P-單元202的有源區(qū)域，同時(shí)保護(hù)了 P-單元202及其關(guān)聯(lián)接合線222 (i)在封裝期間免受機(jī)械損傷并且(ii)在使用時(shí)免受環(huán)境損傷(例如，污染和/或腐蝕)O合適的壓敏凝膠材料224的例子可從Dow Corning Corporat1nof Midland, Michigan獲得。正如本領(lǐng)域已知的，凝膠材料可以無需傳統(tǒng)點(diǎn)膠機(jī)的噴嘴。
[0023]具有形成于其中的腔240的側(cè)壁238的蓋子226被安裝到凝膠覆蓋的P-單元202之上，以便凝膠覆蓋的P-單元202位于腔240內(nèi)，從而給P-單元202提供了保護(hù)罩。蓋子226由諸如塑料、聚四氟乙烯、金屬的耐用和硬材料或其他合適的材料形成，使得P-單元202被保護(hù)。蓋子226可使用合適的粘合劑被固定在襯底206上。蓋子226的尺寸和形狀取決于P-單元202的尺寸和形狀。因此，根據(jù)實(shí)現(xiàn)，蓋子226可能具有任何合適的形狀，諸如箱形、圓柱形或半球形。
[0024]蓋子226具有通氣豎管228，其可能具有任何合適的形狀，諸如具有圓形、橢圓形、方形、三角形或其他形狀的截面的管狀，其中具有形成于其中的開口或通氣孔230。通氣孔230允許傳感器裝置200外面的周圍大氣壓迅速到達(dá)(i)壓敏凝膠材料224并穿過其中
(ii)P-單元202的有源區(qū)域。正如在下面將要更詳細(xì)描述的，通氣孔230可在切割分離工藝期間被形成，其中該切割分離工藝被用于將傳感器裝置的二維陣列中的單個(gè)傳感器裝置彼此分離。該切割分離工藝將通氣豎管228的遠(yuǎn)端234從蓋子226分離，并且遠(yuǎn)端234在制作期間可留在相鄰傳感器裝置的模填料內(nèi)。因此，圖2中所示的遠(yuǎn)端234在兩個(gè)裝置使用鋸切被分離，而不是從傳感器裝置200自身分離之前實(shí)際上與相鄰于傳感器裝置200的傳感器裝置(未示出)相關(guān)聯(lián)。
[0025]MCU 204,G-單元208、其關(guān)聯(lián)接合線222以及蓋子226被封裝在合適的模填料232中。模填料232可以是塑料、環(huán)氧樹脂、二氧化硅填充樹脂、陶瓷、無鹵化物材料等等，或它們的組合，正如本領(lǐng)域已知的。
[0026]相比于現(xiàn)有技術(shù)傳感器裝置，傳感器裝置200的制作成本更小，正如那些基于圖1的傳感器裝置100的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，因?yàn)閭鞲衅餮b置200可以用更少的步驟來制作。例如，諸如傳感器裝置100的傳統(tǒng)的傳感器裝置需要單獨(dú)步驟，諸如鉆孔，來在蓋子104中形成通氣孔116，并且該孔的形成過程是在蓋子104被附著于傳感器裝置100之前或之后被執(zhí)行的。如下所述，傳感器裝置200的通氣孔230可在切割分離工藝期間形成，其中該切割分離工藝將二維陣列中的傳感器裝置彼此分離。因此，同時(shí)，在單一步驟中，通氣孔230被形成并且傳感器裝置被分離。
[0027]作為另一個(gè)例子，諸如傳感器裝置100的傳統(tǒng)的傳感器裝置可能需要附加步驟來防止模填料和其他碎片在制作過程期間接觸P-單元和壓敏凝膠材料。這些附加步驟可能包括不同的步驟以(i)在模填料的應(yīng)用期間保護(hù)P-單元或(ii)在模填料被應(yīng)用之后將P-單元管芯接合到引線框。相反，連同MCU 204和G-單元208的管芯接合，傳感器裝置200的P-單元202可在單一階段被管芯接合到襯底206。然后，在模填料的應(yīng)用期間，傳感器裝置200的蓋子226完全包圍了 P-單元202，而沒有任何開口，從而防止模填料和碎片進(jìn)入蓋子226，直到切割分離工藝(即，在模填料被應(yīng)用之后)，傳感器裝置200的通氣孔230才形成。
[0028]作為又一個(gè)例子，諸如傳感器裝置100的傳統(tǒng)的傳感器裝置可能需要在兩個(gè)或多個(gè)步驟中應(yīng)用模填料。例如，傳感器裝置100需要模填料被分別應(yīng)用于引線框。如下圖所示，傳感器裝置200可通過在單一步驟中應(yīng)用模填料而被裝配。
[0029]傳感器裝置200的通氣孔230也可比可比較的傳感器裝置的通氣孔更不容易受到堵塞的影響，正如那些基于圖1的傳感器裝置100的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，因?yàn)橥饪?30形成的方式以及通氣孔230的位置。在一些現(xiàn)有技術(shù)傳感器裝置中，在蓋子被放置在P-單元之上之后，通氣孔例如通過鉆通氣孔被形成。在蓋子處于適當(dāng)?shù)奈恢弥笮纬赏饪卓赡軐?dǎo)致鉆孔過程中的碎屑進(jìn)入蓋子。而且，通過在傳感器裝置200的一側(cè)形成通氣孔230，與裝置的頂部相反，由于重力或其他力，通氣孔230取決于傳感器裝置的方位而在被碎屑使用期間可不容易受到堵塞的影響。注意，根據(jù)替代實(shí)施例，通氣豎管228可能從側(cè)壁238在不是90度的角度進(jìn)行延伸。例如，通氣豎管228可能在向下的角度遠(yuǎn)離蓋子226朝向襯底206延伸。
[0030]圖3(A)_3(G)示出了圖示制作圖2的傳感器裝置200的多個(gè)實(shí)例的示例性方法的步驟的截面?zhèn)纫晥D。
[0031]圖3(A)圖示了傳統(tǒng)拾放機(jī)械裝置(未示出)的步驟，其中P-單元202、MCU 204和G-單元208的多個(gè)實(shí)例被附著于一維或二維傳感器裝置陣列的襯底206。使用諸如合適的管芯接合環(huán)氧樹脂的管芯附著粘合劑220，MCU管芯被附著于襯底206上的相應(yīng)位置。使用已知散布裝置(未示出)，管芯附著粘合劑220被散布在襯底206的頂面上，并且拾放機(jī)械裝置將MCU管芯放置在管芯附著粘合劑上以將MCU管芯附著于襯底206上的對(duì)應(yīng)位置。管芯附著粘合劑隨后可在烤箱中或經(jīng)由光波被固化以硬化管芯附著粘合劑。P-單元202和G-單元208使用拾放機(jī)械裝置和管芯附著粘合劑以類似的方式被附著。
[0032]圖3 (B)圖示了引線接合接合線222的步驟以電連接(i) P-單元202到襯底206上的對(duì)應(yīng)跡線，(ii)MCU管芯204到襯底206上的對(duì)應(yīng)跡線，以及(iii)G-單元208到對(duì)應(yīng)MCU 管芯 204。
[0033]電連接半導(dǎo)體管芯的另一種方式是通過附著于半導(dǎo)體管芯的底面的倒裝管芯凸塊(未示出)。倒裝管芯凸塊可包括焊料凸塊、金球、成形螺柱、或其組合。使用諸如蒸發(fā)、電鍍、印刷、噴射、螺柱凸塊和直接放置的已知技術(shù)，凸塊可被形成或放置在半導(dǎo)體管芯上。半導(dǎo)體管芯被快速翻動(dòng)，并且凸塊與結(jié)構(gòu)(例如，襯底或另一個(gè)管芯)的對(duì)應(yīng)接觸焊盤對(duì)齊，其中管芯被安裝到對(duì)應(yīng)的接觸焊盤。
[0034]圖3(C)圖示了在P-單元202上及其周圍散布凝膠材料224的步驟。凝膠材料224可通過傳統(tǒng)散布機(jī)械裝置的噴嘴被散布。
[0035]圖3(D)圖示了在每個(gè)涂有凝膠的P-單元之上放置相應(yīng)蓋子226的步驟，如圖所示，每個(gè)通氣豎管228的遠(yuǎn)端234被關(guān)閉。而且，除了最右邊蓋子226上的通氣豎管228，每個(gè)通氣豎管228在相鄰傳感器裝置的襯底上部分延伸。蓋子可使用一種合適的蓋子附著粘合劑(未示出)被附著于襯底206或簡(jiǎn)單地放在適當(dāng)?shù)奈恢貌⑶乙院笫褂谜缫韵旅枋龅哪Ｌ盍?32被固定。在使用蓋子附著粘合劑的情況下，蓋子附著粘合劑可使用已知散布裝置(未示出)被散布在襯底206的頂面上，并且每個(gè)蓋子的側(cè)壁238被放置在蓋子附著粘合劑上以將側(cè)壁附著于襯底206。蓋子附著粘合劑隨后可在烤箱中被固化。
[0036]圖3(E)圖示了在傳感器裝置200之上放置頂膜302以及在傳感器裝置200下面放置底膜304以應(yīng)用模填料232的步驟。
[0037]圖3 (F)圖示了給傳感器裝置200應(yīng)用模填料232的步驟。如圖所示，模填料232完全覆蓋蓋子226、MCU 204、G-單元208以及接合線222，接合線222將(i)MCU 204電連接到襯底206上的對(duì)應(yīng)跡線212以及(ii)將G-單元208電連接到對(duì)應(yīng)MCU 204。應(yīng)用模填料232的一種方式是使用本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)散布機(jī)械裝置的噴嘴。由于蓋子226完全覆蓋其相應(yīng)P-單元202而沒有在其中形成任何開口，所以在模填料的應(yīng)用期間，蓋子226防止了模填料和碎屑到達(dá)P-單元。
[0038]模填料232通常被應(yīng)用為液體聚合物，其然后被加熱以通過在UV或周圍大氣中進(jìn)行硬化而形成固體，據(jù)此，半導(dǎo)體傳感器裝置200的陣列形成于襯底206上。模填料232還可以是被加熱以形成應(yīng)用的液體并然后進(jìn)行冷卻以形成固態(tài)模具的固體。在替代實(shí)施例中，可以使用其他封裝工藝。隨后，烤箱被用于硬化模填料232以完成聚合物的交聯(lián)聚合。
[0039]圖3 (G)圖示了通過切割分離工藝彼此分離的單個(gè)半導(dǎo)體傳感器裝置200的步驟。切割分離工藝是眾所周知的，并且可包括用鋸片306或激光(未示出)切斷襯底206。當(dāng)模填料被應(yīng)用于裝置的時(shí)候，模填料的存在，如果可能的話，使得難以從裝置頂部區(qū)分傳感器裝置在哪結(jié)束以及另一個(gè)傳感器裝置在哪開始。因此，襯底206可從襯底206的底側(cè)切斷，其中裝置的LGA網(wǎng)格圖案是可見的。
[0040]隨著切割分離工藝分離了各個(gè)傳感器裝置，通過每個(gè)蓋子226中的每個(gè)通氣豎管228進(jìn)行切割，以便通氣豎管228被一分為二。結(jié)果，每個(gè)通氣豎管228的近端236具有形成于其中的通氣孔230，而除了最右邊的傳感器裝置的通氣豎管，每個(gè)通氣豎管228的遠(yuǎn)端234仍然卡在對(duì)應(yīng)的相鄰傳感器裝置的模填料中。最右邊的傳感器裝置的通氣豎管仍然卡在通過切割分離工藝被分離并丟棄的多余模填料中。注意，在一些實(shí)施例中，切割分離工藝可能完全移除蓋子226的通氣豎管228，從而在蓋子226的側(cè)壁238形成孔。而且，裝置200可被設(shè)計(jì)，以便當(dāng)通氣豎管228的遠(yuǎn)端234從蓋子226分離的時(shí)候，遠(yuǎn)端234的任何部分都不位于相鄰裝置中。
[0041]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的封裝半導(dǎo)體傳感器裝置400的截面?zhèn)纫晥D。傳感器裝置400類似于圖2的傳感器裝置200，其中具有類似標(biāo)簽的類似元件，除了模填料432沒有覆蓋蓋子426的頂部。傳感器裝置400以類似于關(guān)于圖3 (A) -3 (G)在上面描述的方式被裝配。然而，圖3(D)和3(E)所示的放置蓋子以及放置頂膜和底模的步驟可如圖5所示被執(zhí)行。
[0042]圖5圖示了放置頂膜502、底膜504以及蓋子426以應(yīng)用模填料432的步驟。如圖所示，蓋子426被倒置在底膜504上。然后，襯底406完全倒置并且被降低，以便涂有凝膠的P-單元402被放置在蓋子426內(nèi)。注意，蓋子426可使用如上所述的粘合劑被固定到襯底406。頂膜502被放置在襯底406底側(cè)的頂部。當(dāng)頂膜502和底膜504被模填料填充的時(shí)候，由于蓋子426的頂部和底膜504之間的接觸，模填料沒有覆蓋蓋子426的頂部。結(jié)果，傳感器裝置400的蓋子426的頂部如圖4所示被暴露(即，沒有被模填料覆蓋)。
[0043]雖然圖2和圖4示出了分別具有P-單元和G-單元的傳感器裝置200和傳感器裝置400，但是本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員將了解在替代實(shí)施例中，G-單元及其對(duì)應(yīng)接合線可被省略。
[0044]而且，雖然圖2和圖4示出了分別只有P-單元202/402被放置在蓋子226/426內(nèi)的傳感器裝置200和傳感器裝置400，但是本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員將了解，在替代實(shí)施例中，G-單元208/408和MCU 204/404其中之一或兩者可被放置在蓋子226/426內(nèi)。因此，蓋子226/426的尺寸和形狀可被調(diào)整以容納除P-單元202/402之外的G-單元208/408和/或MCU 204/404ο
[0045]雖然圖2和圖4示出了 G-單元208/408通過弓I線接合提供的電互連被安裝到MCU204/404的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員將了解這樣的管芯之間的電互連，替代地或另夕卜，可以由適當(dāng)?shù)牡寡b管芯裝配技術(shù)提供。根據(jù)這些技術(shù)，兩個(gè)半導(dǎo)體管芯通過附著于半導(dǎo)體管芯之一的倒裝管芯凸塊被電互連。該倒裝管芯凸塊可包括焊料凸塊、金球、成形螺柱、或其組合。使用諸如蒸發(fā)、電鍍、印刷、噴射、螺柱凸塊和直接放置的已知技術(shù)，凸塊可被形成或放置在半導(dǎo)體管芯上。半導(dǎo)體管芯被快速翻動(dòng)，并且凸塊與其他管芯的對(duì)應(yīng)接觸焊盤對(duì)齊。
[0046]將了解，正如本發(fā)明所使用的，術(shù)語“電互連”指的是可使用一個(gè)或多個(gè)接合線、倒裝管芯凸塊、跡線以及被用于將管芯電互連到另一個(gè)管芯或襯底的其他導(dǎo)體而做成的連接。
[0047]雖然本發(fā)明的傳感器裝置被描述為在傳感器陣列中被裝配，但是本發(fā)明的實(shí)施例不是如此有限的。根據(jù)替代實(shí)施例，本發(fā)明的傳感器裝置可被分別裝配。在這樣的實(shí)施例中，諸如通氣孔230的通氣孔可使用切割工藝形成于其中。然而，注意切割工藝不被用于彼此分離傳感器裝置，并且每個(gè)單個(gè)傳感器裝置將不包含從相鄰裝置的遠(yuǎn)端(例如，遠(yuǎn)端234)，其中該相鄰裝置在切割工藝中被切斷。
[0048]目前應(yīng)了解已經(jīng)提供了改進(jìn)的封裝半導(dǎo)體傳感器裝置以及一種形成該改進(jìn)的封裝半導(dǎo)體傳感器裝置的方法。電路細(xì)節(jié)沒有公開，因?yàn)槠渲R(shí)不是完整理解本公開所必需的。
[0049]雖然已經(jīng)使用諸如“前面”、“后面”、“頂部”、“底部”、“之上”、“上面”、“下面”等等的相對(duì)術(shù)語描述了本發(fā)明，但是使用這樣的術(shù)語用于描述性的目的并且不一定用于描述永久性的相對(duì)位置。應(yīng)了解，術(shù)語的這種用法在適當(dāng)?shù)那闆r下是可以互換的，以便本發(fā)明所描述的實(shí)施例例如能夠在其他方位而不是本發(fā)明所說明的方位或在此描述的其他方式進(jìn)行操作。
[0050]除非另有說明，使用諸如“第一”以及“第二”的術(shù)語用于任意區(qū)分這些術(shù)語描述的元素。因此，這些術(shù)語不一定表示時(shí)間或這些元素的其他優(yōu)先次序。而且，在權(quán)利要求中所用的諸如“至少一個(gè)”以及“一個(gè)或多個(gè)”的詞語不應(yīng)該被解釋以暗示通過不定冠詞“一”或“一個(gè)”引入的其他權(quán)利要求元素限定任何其他特定權(quán)利要求，即使當(dāng)同一權(quán)利要求中包括介紹性短語“一個(gè)或多個(gè)”或“至少一個(gè)”以及不定冠詞，例如“一”或“一個(gè)”。使用定冠詞也是如此。
[0051]正如本發(fā)明所使用的，術(shù)語“安裝在……上”包括了第一元件沒有通過其他中間元件被直接安裝到第二元件的情況，以及在所述第一元件和所述第二元件之間有兩個(gè)或多個(gè)中間元件的情況。
[0052]雖然參照具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是正如權(quán)利要求所陳述的，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改以及變化。例如，襯底206中的穿孔數(shù)目和位置以及襯底206上的跡線的配置可能不同。因此，說明書以及附圖應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說明性而不是狹義性的，并且所有這樣的修改意在被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。關(guān)于具體實(shí)施例，本發(fā)明所描述的任何好處、優(yōu)點(diǎn)或解決方案都不旨在被解釋為任何或所有權(quán)利要求的關(guān)鍵的、必需的、或必要特征或元素。
[0053]應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明所陳述的示例性方法的步驟不一定非按照所描述的順序被執(zhí)行，并且這樣的方法的步驟的順序應(yīng)該被理解為僅僅是示例性的。同樣，附加步驟可被包括在這樣的方法中，并且特定步驟可被省略或合并以與本發(fā)明的各種實(shí)施例保持一致。
[0054]雖然方法權(quán)利要求中的元件，如果有的話，在特定序列中用對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽被記載，但是除非權(quán)利要求記載以其他方式暗示了用于實(shí)現(xiàn)一些或所有那些元件的特定序列，不一定旨在被限制為在那種特定序列中實(shí)現(xiàn)那些元件。
[0055]本發(fā)明參照“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”意味著結(jié)合實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以被包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說明書中各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”不一定指相同實(shí)施例，也不是單獨(dú)或替代實(shí)施例必須相互排斥其他實(shí)施例。上述情況也適用于術(shù)語“實(shí)現(xiàn)”。
[0056]在本申請(qǐng)中，權(quán)利要求所包含的實(shí)施例被限制于⑴該說明書所啟用的以及(2)對(duì)應(yīng)于法定主題的實(shí)施例。非啟用的實(shí)施例以及對(duì)應(yīng)于非法定主題的實(shí)施例被明確地拒絕，即使它們落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體傳感器裝置，包括: 襯底； 安裝在所述襯底上的壓力感測(cè)管芯和至少一個(gè)其他管芯； 電互連，所述電互連在所述壓力感測(cè)管芯和所述至少一個(gè)其他管芯之間； 壓敏凝膠材料，所述壓敏凝膠材料覆蓋所述壓力感測(cè)管芯的有源區(qū)域； 具有形成于其中的腔的蓋子，所述蓋子被安裝到所述壓力感測(cè)管芯之上，其中: 所述壓力感測(cè)管芯被放置在所述腔內(nèi)；以及 所述蓋子具有側(cè)通氣孔，所述側(cè)通氣孔形成于所述蓋子上并且將所述壓力感測(cè)管芯的覆蓋凝膠的有源區(qū)域暴露在所述傳感器裝置之外的周圍大氣壓；以及 在所述襯底的上表面上的模填料，所述模填料封裝了所述至少一個(gè)其他管芯和所述蓋子的至少一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，還包括形成于所述蓋子的側(cè)面上的通氣豎管，其中所述側(cè)通氣孔形成于所述通氣豎管中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，還包括封裝在所述模填料中的通氣豎管的至少一部分，其中所述通氣豎管的所述一部分對(duì)應(yīng)于另一個(gè)傳感器裝置的側(cè)通氣孔，所述另一個(gè)傳感器裝置的側(cè)通氣孔在通過鋸切所述另一個(gè)傳感器裝置的所述通氣豎管而進(jìn)行裝配期間與所述傳感器裝置分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其中所述至少一個(gè)其他管芯包括主控制單元(MCU)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器裝置，還包括被安裝在所述MCU上的加速度感測(cè)管芯，其中所述加速度感測(cè)管芯被電連接到所述MCU。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其中所述傳感器裝置實(shí)現(xiàn)了以下之一:(i)盤柵陣列(LGA)和(ii)球柵陣列(BGA)類型表面安裝封裝。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其中除了所述蓋子的所述側(cè)通氣孔，都用所述模填料封裝。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其中除了所述側(cè)通氣孔和所述蓋子的頂部，都用所述模填料封裝。
9.一種裝配半導(dǎo)體傳感器裝置的方法，所述方法包括: 將壓力感測(cè)管芯和至少一個(gè)其他管芯安裝在襯底上； 將所述壓力感測(cè)管芯和所述至少一個(gè)其他管芯進(jìn)行電互連； 用壓敏凝膠材料覆蓋所述壓力感測(cè)管芯的有源區(qū)域； 將具有形成于其中的腔的蓋子安裝在所述壓力感測(cè)管芯之上，其中: 所述壓力感測(cè)管芯被放置在所述腔內(nèi)；以及 所述蓋子具有形成于其上的側(cè)通氣孔； 用在所述襯底的上表面上的模填料封裝所述至少一個(gè)其他管芯和所述蓋子的至少一部分；以及 切割所述襯底和所述模填料，以便所述側(cè)通氣豎管的至少一部分從所述蓋子切斷，從而在所述蓋子中形成通氣開口，所述通氣開口將所述壓力感測(cè)管芯的覆蓋凝膠的有源區(qū)域暴露在所述傳感器裝置之外的周圍大氣壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括在所述襯底上相鄰于所述傳感器裝置裝配其他傳感器裝置，其中執(zhí)行所述切割所述襯底和所述模填料將所述傳感器裝置與所述其他傳感器裝置分離。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中執(zhí)行所述切割所述襯底和所述模填料使所述側(cè)通氣豎管的至少一部分保留在所述其他傳感器裝置的模填料中。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述封裝步驟包括用所述模填料封裝所有所述蓋子。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述封裝步驟包括:除了所述蓋子的頂部，都用所述模填料封裝。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中: 所述至少一個(gè)其他管芯包括微控制單元(MCU)和加速度傳感器管芯； 將所述至少一個(gè)其他管芯安裝在所述襯底上包括:將所述MCU安裝在所述襯底上并且將所述加速度感測(cè)管芯安裝在所述MCU上；以及 所述方法還包括將所述加速度感測(cè)管芯電連接到所述MCU。
【文檔編號(hào)】G01L9/00GK104458101SQ201410474951
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】羅文耀, 馮志成, 劉德明 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司