專用集成電路(asic)上的微機電系統(tǒng)(mems)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的各實施例一般涉及電子設(shè)備組件領(lǐng)域，具體來說，涉及用于組裝移動設(shè)備的封裝的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]微機電系統(tǒng)(MEMS)是全球半導(dǎo)體行業(yè)增長領(lǐng)域。MEMS組件和傳感器可以用于快速增長的移動電話和平板行業(yè)。在許多產(chǎn)品中，MEMS可以與單獨的蓋/帽元件進(jìn)行引線鍵合。蓋/帽元件可能會增大MEMS的封裝大小，并要求可能會增大封裝的總成本的額外的制造步驟。
[0003]附圖簡述
[0004]圖1示出了根據(jù)各實施例的帶有與專用集成電路(ASIC)耦合的互連的MEMS的俯視圖。
[0005]圖2示出了根據(jù)各實施例的與ASIC通信耦合的MEMS的活動端的示例配置。
[0006]圖3、4、5、6、7、8和9示出了根據(jù)各實施例的多MEMS ASIC的示例。
[0007]圖10示出了根據(jù)各實施例的用于制造帶有MEMS的封裝的流程圖。
[0008]圖11示意地示出了根據(jù)各實施例的計算設(shè)備。
[0009]詳細(xì)描述
[0010]如上文所指出的，在現(xiàn)有的封裝中，MEMS可以與蓋/帽元件耦合，該元件又可以與ASIC耦合。蓋/帽元件會增大封裝的成本和制造復(fù)雜性。在此處所描述的各實施例中，MEMS可以替代地與ASIC直接耦合。具體而言，MEMS可以與互連耦合，或以別的方式包括互連?；ミB可以直接耦合到ASIC。MEMS、互連以及ASIC可以構(gòu)成空腔，以便MEMS的活動端在空腔內(nèi)。在某些實施例中，多個MEMS可以與相同ASIC耦合。此處所公開的這些實施例及其他實施例可以提供具有較小的大小以及成本降低以及更快的制造速度的優(yōu)點。
[0011]在以下詳細(xì)描述中，參照形成本說明書的一部分的附圖，其中在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部件，并且在附圖中以可實施本發(fā)明的主題的示例實施例的方式顯示。將理解，可利用其它實施例，且可做出結(jié)構(gòu)上或邏輯上的改變，而不偏離本公開的范圍。因此，以下詳細(xì)描述不應(yīng)按照限制性意義來理解，且多個實施例的范圍由所附權(quán)利要求及其等價方案來限定。
[0012]為了本公開的目的，短語“A和/或B”表示(A)、⑶或(A和B)。為了本公開的目的，短語"A、B 和 / 或 C"表示(A)、(B)、(C)、(A 和 B)、(A 和 C)、(B 和 C)或(A、B 和 C)。
[0013]說明書可使用基于視角的描述，諸如頂部/底部、內(nèi)/外、上/下等等。這種描述僅用于便于討論并且不旨在將本文所描述的實施例的應(yīng)用限制在任何特定方向。
[0014]說明書可使用短語“在實施例中”或“在多個實施例中”，它們均可表示相同或不同實施例中的一個或多個。此外，有關(guān)本公開的多個實施例使用的術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”等等是同義的。
[0015]本文可使用術(shù)語“與……耦合”及其派生詞?！榜詈稀笨杀硎疽韵乱粋€或多個?！榜詈稀笨杀硎緝蓚€或多個元件直接物理或電氣接觸。然而，“耦合”還可表示兩個或多個元件彼此間接接觸，但仍彼此協(xié)作或交互，以及可表示一個或多個其他元件被耦合或連接在所述將彼此耦合的元件之間。術(shù)語“直接耦合”可表示兩個或多個元件直接接觸。
[0016]在各實施例中，短語“在第二特征上形成、沉積或以別的方式安置的第一特征”可能意味著，在特征層上方形成、沉積或安置第一特征，第一特征的至少一部分可以與第二特征的至少一部分直接接觸(例如，直接物理和/或電接觸)或間接接觸(例如，在第一特征和第二特征之間具有一個或多個其他特征)。
[0017]各種操作可以以對理解所要求保護(hù)的主題最有幫助的方式描述為多個單獨的操作。然而，描述的順序不應(yīng)當(dāng)被解釋為暗示這些操作一定是依賴于順序。
[0018]如此處所使用的，術(shù)語“模塊”可以是指以下的一部分:執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的ASIC、電子電路、處理器(共享的，專用的，或組)和/或存儲器(共享的，專用的，或組)，組合邏輯電路和/或提供所描述的功能的其他合適的組件，或包括它們。
[0019]圖1描繪了包括與ASIC 110直接耦合的MEMS 105的封裝100的示例的俯視圖。ASIC 110是使用虛線示出的，以指出MEMS在圖1中是透明的，以避免模糊諸如MEMS 105之類的基礎(chǔ)元件。如圖1所示，MEMS 105可以小于ASIC 110，然而，在其他實施例中，MEMS 105可以與ASIC 110 —樣大小，或大于它。MEMS 105可以與互連115耦合或包括它。在各實施例中，互連115可以由電中性或絕緣材料制成，諸如非導(dǎo)電漿糊(NCP)、非導(dǎo)電薄膜(NCF)、絕緣管芯附連膜(DAF)或某些其他電中性或絕緣材料。在其他實施例中，互連115可以由導(dǎo)電材料制成，諸如倒裝焊接(FC焊接)或任何其他導(dǎo)電漿糊。如圖1所示，互連115可以小于MEMS 105或ASIC 110中的一個或兩者。然而，在其他實施例中，互連115可以與MEMS105和/或互連115—樣大小。在某些實施例中，互連115可以一般是矩形或正方形，而在其他實施例中，互連115可以具有不同的形狀，諸如大致圓形的形狀、三角形形狀或某種其他形狀。在某些實施例中，互連115可以一般是單塊材料，而在其他實施例中，互連115可以是多塊材料，例如，多個元件，諸如熔合在一起以形成單一形狀的多個焊球。
[0020]ASIC，例如，ASIC 110，可以是ASIC管芯。例如，ASIC 110可以包括嵌入在諸如硅、砷化鎵、SiC(碳化硅)石墨烯或任何有機半導(dǎo)體材料之類的襯底內(nèi)和/或上的一個或多個電路。在某些實施例中，ASIC 110可以是一般電路，該電路可以可另選地被稱為集成電路。在其他實施例中，ASIC110可以針對專門應(yīng)用。例如，ASIC 110的電路可以專門被配置成執(zhí)行給定進(jìn)程或功能。在某些實施例中，ASIC 110的電路可以被專門配置，以便ASIC 110的功能或過程對應(yīng)于將安裝到ASIC 110的MEMS(例如，MEMS105)的類型。雖然術(shù)語"ASIC110"在此說明書中用于描述各實施例，但是，在其他實施例中，ASIC可以是是指處理器、物理存儲器，或某種其他組件。
[0021]在各實施例中，MEMS，例如，MEMS 105，可以是陀螺儀，用于確定MEMS，包含MEMS的封裝或包括封裝的設(shè)備的方向。在某些實施例中，MEMS可以是加速度計，用于確定MEMS、包含MEMS的封裝或包括封裝的設(shè)備的運動。在某些實施例中，MEMS可以是磁力計，用于確定MEMS、包含MEMS的封裝或包括封裝的設(shè)備處或附近的磁場。在某些實施例中，MEMS可以是麥克風(fēng)，用于標(biāo)識MEMS、包含MEMS的封裝或包括封裝的設(shè)備處或附近的聲音。在某些實施例中，MEMS可以是過濾電信號的濾波器。在某些實施例中，MEMS可以是調(diào)制或改變電信號的振蕩器。在某些實施例中，MEMS可以是壓力傳感器，用于確定MEMS、包含MEMS的封裝，或包括封裝的設(shè)備附近的諸如大氣壓力之類的壓力變化。在某些實施例中，MEMS可以是被配置成在RFID系統(tǒng)中操作的射頻標(biāo)識(RFID)芯片。在某些實施例中，MEMS可以是被配置成發(fā)出噪聲的揚聲器。在某些實施例中，MEMS可以是某種其他設(shè)備。在各實施例中，MEMS可以是指管芯或管芯的元件。在其他實施例中，MEMS可以是一般將不會被視為或叫做管芯的組件。
[0022]如參考圖1所指出的，MEMS 105可以耦合到互連115，而在其他實施例中，MEMS105可以包括或以別的方式與互連115集成。可另選地，ASIC110可以耦合到互連115，而在其他實施例中，ASIC 110可以包括或以別的方式與互連115集成。
[0023]圖2描繪了包括與ASIC 210直接耦合的MEMS 205的封裝200的示例的截面?zhèn)纫晥D。在各實施例中，MEMS 205可以類似于圖1的MEMS 105，而ASIC 210可以類似于圖1的ASIC 110。封裝200還可以包括互連215，該互連215可以適合參考圖1的互連115所描述的各實施例并可以被配置成將MEMS 205耦合到ASIC 210。在各實施例中，MEMS 205、互連215以及ASIC 210可以一般性地定義空腔203。
[0024]在各實施例中，MEMS 205可以包括活動端220和不活動端225。在各實施例中，活動端220可以叫做“前端”，不活動端225可以叫做MEMS 205的“后端”。在各實施例中，MEMS 205的活動端220可以包括處理電路(在圖2中未示出)以及MEMS 205的導(dǎo)電MEMS觸點。在某些實施例中，MEMS觸點一般可以在空腔203內(nèi)，例如，MEMS觸點230。在其他實施例中，MEMS觸點可以在空腔203外面的MEMS 205的活動端220上或內(nèi)，例如，MEMS觸點235。
[0025]在各實施例中，MEMS 205的電路可能易受物理和/或電氣中斷。在各實施例中，MEMS 205的電路可以包括處理電路、傳感器或安置在MEMS205上或內(nèi)的其他敏感裝置。例如，如果MEMS 205的電路與另一材料(例如，包膠模(overmold)或底部填充材料)物理接觸，那么，MEMS 205的電路可能會體驗到干擾，并不能如希望的那樣起作用。因此，可能希望空腔203是真空、用惰性氣體填充，或是空氣腔。在某些實施例中，空腔可以不完全地被MEMS 205和/或ASIC 210密封，可以被配置成，例如，通過MEMS 205和/或ASIC 210接收聲波，以便聲波可以由MEMS 205的活動端220中的電路(諸如麥克風(fēng)電路)處理。一般而言，由于MEMS 205的電路可以在空腔203內(nèi)，因此，可以通過MEMS 205、互連215，ASIC 210的組合，防止電路與其他材料物理接觸。
[0026]在各實施例中，MEMS 205的活動端220上的電路(在圖2中未顯示)，可以與MEMS觸點230或235中的一個或多個耦合。MEMS觸點235可以與可能在空腔203外面的ASIC觸點，諸如ASIC觸點240，耦合。另選地或另外地，MEMS觸點230可以與空腔203內(nèi)部的ASIC觸點，諸如ASIC觸點245，耦合。在各實施例中，MEMS觸點230或235和ASIC觸點240或245可以通過一個或多個管芯級別互連(諸如導(dǎo)電焊球)彼此耦合。例如，MEMS觸點230或235可以通過管芯級別互連(諸如焊球255)耦合到ASIC觸點240或245，管芯級別互連可以被配置成將電信號從MEMS觸點230或235傳輸?shù)紸SIC觸點240或245。可以理解，雖然焊球255被描繪成大致圓形的，但是，在其他實施例中，它可以具有不同的形狀。在各實施例中，焊