專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，其中例如麥克風(fēng)芯片和壓力傳感器芯片的半導(dǎo) 體傳感器芯片布置在空腔內(nèi)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)已知半導(dǎo)體器件均設(shè)計(jì)成以覆蓋件覆蓋具有芯片安裝表面的基底， 芯片，從而該半導(dǎo)體傳感器芯片布置在由基底和覆蓋件限定的空腔內(nèi)，所述半導(dǎo)體器件的示例在美國(guó)專利No.6781231和日本專利申請(qǐng)No.2004-537182 中公開(kāi)。覆蓋件具有允許空腔與外部空間連通的開(kāi)口；因此，在外部空間發(fā) 生的壓力變化經(jīng)由覆蓋件的開(kāi)口傳遞到半導(dǎo)體傳感器芯片。覆蓋件的開(kāi)口設(shè) 置為與半導(dǎo)體傳感器芯片相對(duì)并且通常形成為圓形。當(dāng)覆蓋件的開(kāi)口與布置在半導(dǎo)體器件的空腔內(nèi)的半導(dǎo)體傳感器芯片相 對(duì)時(shí)，半導(dǎo)體傳感器芯片必定經(jīng)由所述開(kāi)口直接暴露于外部空間，并且因此 容易受到例如日光和灰塵的環(huán)境因素的影響。通常，在平面圖中形成為圓形的單個(gè)開(kāi)口形成在覆蓋件的指定位置上， 該指定位置與半導(dǎo)體傳感器芯片的振動(dòng)膜直接相對(duì)。為了將壓力變化充分引 入半導(dǎo)體器件的空腔中，必須充分增大開(kāi)口面積；然而，當(dāng)增大開(kāi)口面積時(shí)， 將會(huì)相應(yīng)地增大由于環(huán)境因素導(dǎo)致的負(fù)面影響(或負(fù)面效應(yīng))。當(dāng)開(kāi)口形成 為圓形時(shí)，缺點(diǎn)很可能發(fā)生，從而小于開(kāi)口直徑的小的外來(lái)物質(zhì)可以被輕易 地引入半導(dǎo)體器件的空腔中。為了保護(hù)半導(dǎo)體傳感器芯片免受環(huán)境因素導(dǎo)致的負(fù)面影響， 一些常規(guī)公 知的半導(dǎo)體器件裝備有環(huán)境屏障以避免環(huán)境因素的滲入。然而，環(huán)境屏障使得在制造過(guò)程中生產(chǎn)半導(dǎo)體器件變得復(fù)雜。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體器件，其能夠減小環(huán)境因素對(duì)半導(dǎo)在本發(fā)明的第 一方面， 一種半導(dǎo)體器件包括用于4企測(cè)壓力變化的半導(dǎo)體 傳感器芯片，具有在其中布置半導(dǎo)體傳感器芯片的空腔的殼體，和包括多個(gè) 通孔的開(kāi)口，所述多個(gè)通孔集中地形成在所述殼體不與半導(dǎo)體傳感器芯片相 對(duì)的指定區(qū)域中，其中所述開(kāi)口允許空腔與外部空間連通。在上文中，在殼體的指定區(qū)域，例如頂板構(gòu)件的指定區(qū)域中，集中地布 置通孔從而以集中的形式互相毗鄰?？梢圆捎靡粋€(gè)細(xì)縫形通孔形成開(kāi)口；可 選地，采用多個(gè)細(xì)縫形通孔形成開(kāi)口。由于采用多個(gè)通孔形成開(kāi)口，即使每個(gè)通孔減小了開(kāi)口面積，也能夠確 保對(duì)應(yīng)于通孔開(kāi)口面積之和的足夠大的總開(kāi)口面積。這允許諸如聲壓變化的 壓力變化被引入空腔內(nèi)以到達(dá)半導(dǎo)體傳感器芯片。由于多個(gè)通孔集中地布置 在殼體的指定區(qū)域內(nèi)，壓力變化能夠以期望的條件傳播到空腔中，所述期望 的條件與施加在單個(gè)大通孔上的壓力變化的傳播條件相似。當(dāng)開(kāi)口由細(xì)縫形通孔構(gòu)成時(shí)，即使減小通孔的寬度也能夠確保足夠大的 開(kāi)口面積。這允許壓力變化可靠地經(jīng)由開(kāi)口傳播到空腔中從而到達(dá)半導(dǎo)體傳 感器芯片。通過(guò)減小每個(gè)通孔的開(kāi)口面積或通過(guò)減小通孔的寬度，能夠輕易地防止 灰塵進(jìn)入殼體的空腔中。由于開(kāi)口形成在殼體不與半導(dǎo)體傳感器芯片相對(duì)的 指定區(qū)域中，能夠輕易地防止日光被引入到空腔中從而到達(dá)半導(dǎo)體傳感器芯 片。也就是，能夠顯著地減小諸如灰塵和日光的環(huán)境因素對(duì)半導(dǎo)體傳感器芯 片的負(fù)面影響。當(dāng)采用多個(gè)細(xì)縫形通孔形成開(kāi)口時(shí)，通孔能夠相互靠近地布置使得殼體 的尺寸減小，由此縮小半導(dǎo)體器件的尺寸。由于形成多個(gè)通孔，每個(gè)所述通 孔都能減小開(kāi)口面積，從而能夠進(jìn)一步減小環(huán)境因素對(duì)半導(dǎo)體傳感器芯片的 負(fù)面影響。在本發(fā)明的第二方面中， 一種半導(dǎo)體器件包括用于檢測(cè)壓力變化的半導(dǎo)與基底結(jié)合以形成空腔的覆蓋件，在該空腔中布置該半導(dǎo)體傳感器芯片，其 中至少覆蓋件的指定部分由多孔材料構(gòu)成。多孔材料包括大量相互連通的小 孔，并通過(guò)這些小孔使空腔與外部空間連通。在上文中，經(jīng)由形成覆蓋件的多孔材料的小孔將壓力變化引入到空腔中以到達(dá)覆蓋件。由于覆蓋件由多孔材料構(gòu)成，能夠輕易地防止灰塵進(jìn)入空腔 中，并能夠輕易地防止日光傳播到空腔中。這可以基本消除諸如灰塵和曰光 的環(huán)境因素對(duì)半導(dǎo)體傳感器芯片的負(fù)面影響。如上所述，本發(fā)明能夠顯著地減小諸如灰塵和日光的環(huán)境因素對(duì)半導(dǎo)體 傳感器芯片的負(fù)面影響而不使用獨(dú)立構(gòu)件作為環(huán)境屏障。


將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的上述和其它目的、方面和實(shí)施例，附圖中 圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的縱向剖面圖；圖2為半導(dǎo)體器件的平面圖，在該半導(dǎo)體器件中具有振動(dòng)膜的麥克風(fēng)芯片相對(duì)于殼體的開(kāi)口而設(shè)置；圖3為顯示采用細(xì)縫形通孔形成開(kāi)口的平面圖；圖4為顯示采用兩個(gè)細(xì)縫形通孔形成開(kāi)口的平面圖；圖5為顯示采用三個(gè)細(xì)縫形通孔形成開(kāi)口的平面圖；圖6為顯示采用四個(gè)排成一條線的方形通孔形成開(kāi)口的平面圖；圖7為顯示采用八個(gè)方形通孔形成開(kāi)口的平面圖，所述八個(gè)方形通孔排 成靠近在一起的兩條線；圖8為顯示采用十二個(gè)圓通孔形成開(kāi)口的平面圖，所述十二個(gè)圓通孔排 成靠近在一起的三條線；圖9為顯示采用四個(gè)小圓通孔和一個(gè)大圓通孔形成開(kāi)口的平面圖，這些 通孔集中地靠近在一起；和圖10為顯示采用四個(gè)小圓通孔和四個(gè)扇形通孔形成開(kāi)口的平面圖，這 些通孔集中地靠近在一起。
具體實(shí)施方式
將參考附圖以實(shí)例形式進(jìn)一 步詳細(xì)描述本發(fā)明。將參考圖1和2描述依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的半導(dǎo)體器件1。半導(dǎo)體器 件1基本地設(shè)計(jì)為形成麥克風(fēng)封裝，該麥克風(fēng)封裝包括空腔S和具有開(kāi)口 3 的殼體5以及都布置在空腔S內(nèi)的麥克風(fēng)芯片7和LSI芯片9，該開(kāi)口 3允 許空腔S與外部空間連通。麥克風(fēng)芯片7由硅構(gòu)成，并且裝備有振動(dòng)膜13來(lái)覆蓋支撐件11的內(nèi)孔lla。振動(dòng)膜13通過(guò)其振動(dòng)檢測(cè)例如聲壓變化的壓力變化，使得麥克風(fēng)芯片 7成為把振動(dòng)膜13的振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的聲壓傳感器芯片。LSI芯片9驅(qū)動(dòng)并控制麥克風(fēng)芯片7，并且由用于放大該麥克風(fēng)芯片7 輸出的電信號(hào)的放大器、用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器、以及 數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)構(gòu)成。殼體5由具有類似矩形平板形狀的基底15、具有類似矩形平板形狀的頂 板構(gòu)件17和側(cè)壁構(gòu)件19構(gòu)成，在基底15中麥克風(fēng)芯片7和LSI芯片9安 裝在芯片安裝表面15a上，頂板構(gòu)件17平行于并垂直地遠(yuǎn)離基底15的芯片 安裝表面15a，側(cè)壁構(gòu)件19的下端固定到基底15的芯片安裝表面15a的外 圍，并且其上端固定到頂板的內(nèi)壁17a(與芯片安裝表面15a相對(duì))的外圍。 由鎳黃銅(nickel silver)構(gòu)成的頂板構(gòu)件17作為覆蓋件覆蓋安裝在基底15 的芯片安裝表面15a上的麥克風(fēng)芯片7和LSI芯片9，由此與基底15和側(cè)壁 構(gòu)件19一起限定包圍麥克風(fēng)芯片7和LSI芯片9的空腔S。基底15是在其中嵌入電布線(未顯示)的多層的布線基底。麥克風(fēng)芯 片7經(jīng)由管芯焊接材料D1安裝在芯片安裝表面15a上，使得振動(dòng)膜13經(jīng)由 支撐件11的內(nèi)孔lla與基底15的芯片安裝表面15a相對(duì)。與麥克風(fēng)芯片7相似，LSI芯片9經(jīng)由管芯焊接材料D2安裝在基底15 的芯片安裝表面15a上從而靠近麥克風(fēng)芯片7。麥克風(fēng)芯片7和LSI芯片9經(jīng)由引線21電連接在一起。LSI芯片9經(jīng)由 引線(未示出)電連接到基底15的布線的指定部分，該指定部分暴露在芯 片安裝表面15a上。形成樹(shù)脂密封23以完全地密封LSI芯片9和部分地密封連接到LSI芯 片9的引線21。也就是，LSI芯片9不暴露于外部空間并由樹(shù)脂密封23保 護(hù)。優(yōu)選的是樹(shù)脂密封23由彈性模數(shù)相對(duì)低(產(chǎn)生相對(duì)小的應(yīng)力)的樹(shù)脂 材料，例如硅樹(shù)脂構(gòu)成，其中將熔融的樹(shù)脂材料進(jìn)行灌注(potting)，在該 灌注過(guò)程中熔融的樹(shù)脂材料在基底15的芯片安裝表面15a之上流動(dòng)。采用通孔25形成允許空腔S與外部空間連通的開(kāi)口 ，通孔25形成為在 頂板構(gòu)件17的厚度方向上貫穿頂板構(gòu)件17,其中通孔25形成在頂板構(gòu)件 17與LSI芯片9相對(duì)的指定區(qū)域中。具體地，如圖2所示，通孔25形成為 平面圖中的細(xì)縫形，其中在平面圖中通孔25的縱向基本上垂直于振動(dòng)膜13 指向通孔25的徑向。此外，通孔25的縱向基本上垂直于麥克風(fēng)芯片7和LSI芯片9的排列 方向。圖2中，通孔25形成為窄的矩形，但這不是限制。例如，通孔25可 以形成為具有圓角的細(xì)縫形。為了將壓力變化(例如，聲壓變化)充分地傳輸給布置在半導(dǎo)體器件1 的空腔S內(nèi)的麥克風(fēng)芯片7，必須將開(kāi)口 3的面積增大到等于或大于指定面 積(例如，近似0.785mm2)。與具有圓形開(kāi)口的常規(guī)公知半導(dǎo)體器件比較， 在本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件1中，通孔25形成為寬度減小的窄的矩形。例如，當(dāng)開(kāi)口 3的面積設(shè)定為0.785mm2時(shí)，常規(guī)公知的圓形開(kāi)口設(shè)計(jì) 為直徑1.0mm，而窄矩形的通孔25設(shè)計(jì)為長(zhǎng)度1.57mm和寬度0.5mm;即， 以預(yù)定的尺寸設(shè)計(jì)通孔25，其中長(zhǎng)寬比大致設(shè)定為3: 1。這使得可以將矩 形開(kāi)口 3的寬度減小為常規(guī)/>知圓形開(kāi)口的直徑的一半。如圖3所示，可以修改采用細(xì)縫形通孔27形成的開(kāi)口 3，其與圖2所示 的通孔25相比進(jìn)一步減小了寬度。例如，當(dāng)開(kāi)口 3的面積設(shè)定為0.785mm2 時(shí)，通孔27設(shè)計(jì)為長(zhǎng)度2.6mm和寬度0.3mm;即，以預(yù)定的尺寸設(shè)計(jì)通孔 27,其中長(zhǎng)寬比大致設(shè)定為9: 1，其中通孔27的寬度減小到小于常規(guī)公知 圓形開(kāi)口的直徑的一半。為了進(jìn)一步增大采用通孔25或27形成的開(kāi)口 3的面積，能夠僅增大長(zhǎng) 度而不改變寬度。在其中采用細(xì)縫形通孔25或27形成開(kāi)口 3的半導(dǎo)體器件1中，能夠充 分確保開(kāi)口 3具有足夠大的面積同時(shí)減小通孔25或27的寬度。這使得壓力 變化能夠經(jīng)由開(kāi)口 3可靠地傳遞到空腔S內(nèi)的麥克風(fēng)芯片7。通過(guò)減小通孔25或27的寬度，能夠容易地防止灰塵進(jìn)入空腔S。由于 開(kāi)口 3不與麥克風(fēng)芯片7直接相對(duì)，即使日光入射到開(kāi)口 3上并接著被引入 空腔S內(nèi)時(shí)，也能夠可靠地防止日光照射到麥克風(fēng)芯片7。也就是，能夠顯 著地減小例如日光和灰塵的環(huán)境因素對(duì)于麥克風(fēng)芯片7的負(fù)面影響。由于通孔25或27的縱向基本上與振動(dòng)膜13的該徑向垂直，能夠在偏 離麥克風(fēng)芯片7的振動(dòng)膜13的期望位置上形成開(kāi)口 3而不增加殼體5的尺 寸，由此實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體器件1尺寸的縮小。設(shè)計(jì)半導(dǎo)體器件1使得采用單個(gè)通孔25或27形成開(kāi)口 3;但不限制于 此。例如，如圖4和5所示，開(kāi)口 3能分為多個(gè)通孔33，每個(gè)通孔都為細(xì)縫 形，它們相互平行地排列。在這里，優(yōu)選的是所有通孔33不面對(duì)麥克風(fēng)芯片7。此外，優(yōu)選的是通孔33集中地形成在頂板構(gòu)件17與LSI芯片9相對(duì) 的指定區(qū)域或該區(qū)域的鄰近區(qū)域中。在圖4所示的半導(dǎo)體器件31中，在寬度方向上相互平行地布置兩個(gè)細(xì) 縫形通孔33從而形成開(kāi)口 3。在圖5所示的半導(dǎo)體器件35中，在寬度方向 上相互平行地布置三個(gè)細(xì)縫形通孔33從而形成開(kāi)口 3。優(yōu)選的是通孔33的 排列方向基本匹配振動(dòng)膜13的徑向，即麥克風(fēng)芯片7和LSI芯片9的排列 方向。優(yōu)選的是相互靠近的通孔33之間的距離盡量小。另外，振動(dòng)膜13的 徑向限定為在平面圖中從振動(dòng)膜13到通孔33的方向。在圖4和圖5所示的半導(dǎo)體器件31和35中，能夠進(jìn)一步縮減通孔33 的寬度而不改變開(kāi)口 3的總面積(即，通孔33的開(kāi)口面積之和)。在圖4所 示的半導(dǎo)體器件31中，當(dāng)開(kāi)口 3的總面積設(shè)定為0.785mm2時(shí)，每個(gè)通孔33 設(shè)計(jì)為長(zhǎng)度2.65mm (其與圖3所示的通孔27的長(zhǎng)度相似)和寬度0.15mm (其小于通孔27的寬度)；即，以預(yù)定的尺寸設(shè)計(jì)每個(gè)通孔33，其中長(zhǎng)寬比 大致設(shè)定為18: 1。在圖5所示的半導(dǎo)體器件35中，當(dāng)每個(gè)通孔33設(shè)計(jì)為 前述的長(zhǎng)度和寬度時(shí)，能夠?qū)㈤_(kāi)口 33的總面積增大到1.17mm2。在圖4和圖5所示的半導(dǎo)體器件31和35中，即使當(dāng)每個(gè)通孔33都減 小了其開(kāi)口面積；也能夠適當(dāng)?shù)拇_保開(kāi)口 3的總開(kāi)口面積。這允許壓力變化 (例如聲壓變化)從開(kāi)口 3引入腔體S內(nèi)并可靠地到達(dá)麥克風(fēng)芯片7。通過(guò) 在指定區(qū)域內(nèi)集中地布置多個(gè)通孔33,可以基本上確保與只形成通孔25和 27的前述實(shí)例相同的效果，以便可靠地將壓力變化引入腔體S。圖4和圖5所示的半導(dǎo)體器件31和35能展示出與前述半導(dǎo)體器件1實(shí) 現(xiàn)的效果相似的優(yōu)異效果。由于多個(gè)通孔33在寬度方向上緊密地布置成靠 近在一起，能夠?qū)⒂糜谛纬赏?3的頂板構(gòu)件17的指定區(qū)域最小化。換句 話說(shuō)，能夠縮小殼體5的尺寸，由此縮小半導(dǎo)體器件31和35的尺寸。由于 每個(gè)通孔33減小了其開(kāi)口面積，能夠進(jìn)一步減小環(huán)境因素對(duì)麥克風(fēng)芯片7 的負(fù)面影響。前述細(xì)縫形通孔不必要在長(zhǎng)度上有所限制，而其寬度應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地設(shè)置為 0.3mm或者更短，更優(yōu)選地，其寬度應(yīng)當(dāng)設(shè)置為0.2mm或者更短。開(kāi)口 3不必分成多個(gè)細(xì)縫形通孔33。例如，如圖6和圖7所示，開(kāi)口 3 能夠分成多個(gè)方形通孔39。可選地，開(kāi)口 3可以分成多個(gè)圓形通孔43，如 圖8所示。在圖6的情況下，多個(gè)方形通孔39形成在頂板構(gòu)件17的指定區(qū)域中并 且排列成一條直線，該直線方向垂直于麥克風(fēng)芯片7和LSI芯片9的排列方 向。在圖7的情況下，多個(gè)方形通孔39排列成相互靠近的兩條直線。在圖8 的情況下，多個(gè)圓形通孔43排列成相互靠近的三條直線。雖然圖8所示的每個(gè)通孔43都是相似于常規(guī)公知開(kāi)口的圓形，與常規(guī) 公知開(kāi)口的直徑相比每個(gè)通孔43都具有非常小的直徑。假設(shè)采用兩個(gè)圓形 通孔43形成開(kāi)口 3,開(kāi)口 3的總面積設(shè)定為0.78mm2。在此情況下，每個(gè)通 孔43的直徑設(shè)定為大約0.71mm。當(dāng)采用四個(gè)通孔43形成開(kāi)口 3時(shí)，每個(gè) 通孔43的直徑i殳定為0.5mm。不必要采用如圖4至8所示的開(kāi)口面積相同的多個(gè)通孔33、 39和43形 成殼體5的開(kāi)口3。例如，如圖9所示，能夠采用開(kāi)口面積互不相同的通孔 45和47形成開(kāi)口3。具體地，四個(gè)相對(duì)小直徑的圓形通孔47布置在單個(gè)相 對(duì)大直徑的圓形通孔45的周圍區(qū)域中，由此形成開(kāi)口 3。不必要采用形狀相同的多個(gè)通孔33、 39、 43、 45和47形成殼體5的開(kāi) 口 3;因此，能采用具有不同形狀的不同類型的通孔結(jié)合在一起形成開(kāi)口 3。 例如，如圖10所示，四個(gè)圓形通孔布置在四個(gè)扇形通孔的周圍區(qū)域中，所 述四個(gè)扇形通孔在圓形區(qū)域中靠近在 一起。圖6至10所示的半導(dǎo)體器件能展示出與圖4和圖5所示的前述半導(dǎo)體 器件31和35所實(shí)現(xiàn)的效果相似的優(yōu)異效果。在本實(shí)施例和它的變化中，開(kāi)口 3形成在頂板構(gòu)件17與LSI芯片7相 對(duì)的指定位置上；但是不限制于此。僅僅要求殼體5中開(kāi)口 3不直接與麥克 風(fēng)芯片7相對(duì)。也就是，開(kāi)口 3能形成在側(cè)壁構(gòu)件19中，或形成在基底15 的芯片安裝表面15a的指定區(qū)域中，在該區(qū)域中沒(méi)有布置麥克風(fēng)芯片7和 LSI芯片9。在上文中，優(yōu)選的是在殼體5的指定區(qū)域中形成多個(gè)通孔，由此形成開(kāi) 口 3。在這里，優(yōu)選的是以其間具有小間距的集中的形式集中地布置多個(gè)通孔。在本實(shí)施例和它的變化中，殼體5由三部分構(gòu)成，即，基底15、頂板構(gòu) 件17和側(cè)壁構(gòu)件19;但不限制于此。僅僅要求殼體5包括空腔S、允許空 腔與外部空間連通的開(kāi)口 3、以及用于安裝麥克風(fēng)芯片7和LSI芯片9的芯 片安裝表面15a。例如，側(cè)壁構(gòu)件19能以側(cè)壁構(gòu)件19與基底15 —起形成多層布線基底的形式，與基底15—體地形成?？蛇x地，側(cè)壁構(gòu)件19能以側(cè)壁構(gòu)件19與頂板構(gòu)件17 —起形成覆蓋基底15的芯片安裝表面15a的覆蓋件 的形式，與頂板構(gòu)件17—體地形成。殼體5不必要設(shè)計(jì)成具有開(kāi)口 3。僅僅要求殼體5形成希望的結(jié)構(gòu)以減 小諸如日光和灰塵的環(huán)境因素對(duì)麥克風(fēng)芯片7的負(fù)面影響。取代形成開(kāi)口 3， 全部采用多孔材料形成構(gòu)成覆蓋件的頂板構(gòu)件17和側(cè)壁構(gòu)件19;或部分地 采用多孔材料形成它們。多孔材料包括大量相互連通的小孔，并且通過(guò)這些小孔使殼體5的空腔 S與外部空間連通。能夠列舉樹(shù)脂材料和陶瓷以及它們的復(fù)合材料作為多孔 材料。在由多孔材料構(gòu)成覆蓋件的半導(dǎo)體器件中，發(fā)生在殼體5外部的例如聲 壓變化的壓力變化傳播通過(guò)包括在"多孔"覆蓋件中的小孔，接著被引入空 腔S以到達(dá)麥克風(fēng)芯片7。為了將壓力變化平穩(wěn)地引入殼體5的空腔S中， 優(yōu)選的是每個(gè)小孔的直徑范圍在l(im至5fim。由于覆蓋件由多孔材料構(gòu)成，能夠輕易地防止灰塵進(jìn)入殼體5的空腔S 中，并能夠輕易地防止日光傳播到殼體5的空腔S中。這基本上可以消除環(huán) 境因素對(duì)麥克風(fēng)芯片7的負(fù)面影響。在本實(shí)施例和它的變化中，LSI芯片9布置在殼體5內(nèi)；但不限制于此。 僅僅要求至少麥克風(fēng)芯片7布置在殼體5內(nèi)。也就是，LSI芯片9能獨(dú)立地 安裝在用于安裝半導(dǎo)體器件1的另一電路板(未示出)上。本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件1包括麥克風(fēng)芯片7作為半導(dǎo)體傳感器芯片；然 而，這并不是對(duì)本發(fā)明的限制。在不同附圖中說(shuō)明的前述開(kāi)口可以適用于任 何類型的半導(dǎo)體封裝，所述任何類型的半導(dǎo)體封裝包括用于感應(yīng)比音頻高的 高頻率的半導(dǎo)體傳感器芯片。也就是說(shuō)，例如，能夠使用超聲波傳感器作為 半導(dǎo)體傳感器芯片。在此情況下，多個(gè)開(kāi)口形成在半導(dǎo)體封裝中以便防止灰 塵不期望地進(jìn)入其中，并增大亥姆霍茲(Helmholtz)共振頻率；由此，能夠現(xiàn)在將說(shuō)明亥姆霍茲共振器。通常，使用封閉的空間(例如，本實(shí)施例 的空腔S)和短管(例如，開(kāi)口 )形成亥姆霍茲共振器。這能夠以下述方式 應(yīng)用于本實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝使用具有體積V的半導(dǎo)體封裝的空腔S形成 封閉空間；由每個(gè)半徑都為r的多個(gè)圓形開(kāi)口構(gòu)成的短管形成在具有厚度Tb的頂板中;開(kāi)口的總截面面積設(shè)定為Sb;半導(dǎo)體封裝的空腔S經(jīng)由開(kāi)口與 外部空間連通。當(dāng)聲壓從夕卜部空間施力口到開(kāi)口的入口時(shí)，開(kāi)口的介質(zhì)(例如，空氣)經(jīng) 受整體運(yùn)動(dòng)從而引起空腔S的介質(zhì)(例如，空氣)中的壓力變化。此現(xiàn)象可 以解釋為質(zhì)量彈簧動(dòng)態(tài)模型，其中將質(zhì)量點(diǎn)(或材料點(diǎn))視為開(kāi)口的空氣， 將彈簧視為由于空腔S中空氣的體積變化而引起的壓力變化，其中在特定頻 率(稱為亥姆霍茲共振頻率Fh(Hz))下發(fā)生共振(或共鳴)。在上文中，亥姆霍茲共振頻率Fh (Hz)可以以下面的方程(1)的形式 表達(dá)，在其中聲速C設(shè)定為340000( mm/s )，且長(zhǎng)度的單位設(shè)定為毫米(mm )。前述的方程(1)證明能夠通過(guò)改變多個(gè)開(kāi)口的總截面面積Sb、每個(gè)開(kāi) 口的半徑r、頂板的厚度Tb、以及半導(dǎo)體封裝的空腔S的體積V,改變亥姆 霍茲共振頻率Fh。另一方面，通過(guò)縮小半導(dǎo)體封裝的尺寸(由此縮小空腔S的體積V和頂 板的厚度Tb)而改變亥姆霍茲共振頻率Fh存在著技術(shù)限制。為了進(jìn)一步增 大亥姆霍茲共振頻率Fh，需要縮小每個(gè)開(kāi)口的半徑r但增大開(kāi)口的總截面面 積Sb。依照本發(fā)明的麥克風(fēng)封裝是小尺寸半導(dǎo)體封裝，能夠通過(guò)提供多個(gè)開(kāi)口 并增大多個(gè)開(kāi)口的總截面面積Sb而將亥姆霍茲共振頻率Fh增大到高于音 頻；由此，能夠建立關(guān)于敏感度的均勻性。也就是說(shuō)，能夠提供具有感應(yīng)高 頻率的良好敏感度的麥克風(fēng)封裝。需要將亥姆霍茲共振頻率增大到高于超聲波傳感器的可感頻帶，該超聲波傳 感器用于感應(yīng)高于音頻的高頻率。與前述麥克風(fēng)封裝的開(kāi)口相比這需要進(jìn)一 步增大開(kāi)口。由于影響半導(dǎo)體傳感器芯片的例如灰塵和陽(yáng)光的環(huán)境因素，所 以提供大開(kāi)口可能引起負(fù)面影響。為了解決這個(gè)缺點(diǎn)，具有多個(gè)開(kāi)口的本實(shí) 施例的前述半導(dǎo)體封裝應(yīng)用于超聲波傳感器，從而將亥姆霍茲共振頻率增大 到高于超聲波傳感器的可感頻帶，同時(shí)避免環(huán)境因素導(dǎo)致的負(fù)面影響。因此， 能夠建立關(guān)于敏感度的均勻性；并且能夠提供具有感應(yīng)高頻超聲波的良好敏 感度的超聲傳感器封裝。最后，本發(fā)明不必要限制于本實(shí)施例和它的變化，本實(shí)施例和它的變化 能夠在所附權(quán)利要求限定的發(fā)明的范圍內(nèi)以各種形式進(jìn)一步修改。豐_申i青要求日本—專利申if No.2007 _ 36294的《尤,先扭-，在j比 j入其內(nèi)容 作為參考。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括用于檢測(cè)壓力變化的半導(dǎo)體傳感器芯片；具有空腔的殼體，所述半導(dǎo)體傳感器芯片布置在所述空腔中；和包括多個(gè)通孔的開(kāi)口，所述多個(gè)通孔集中形成在不與所述半導(dǎo)體傳感器芯片相對(duì)的所述殼體的指定區(qū)域中，其中所述開(kāi)口允許所述空腔與外部空間連通。
2. —種半導(dǎo)體器件，包括 用于檢測(cè)壓力變化的半導(dǎo)體傳感器芯片；具有空腔的殼體，所述半導(dǎo)體傳感器芯片布置在所述空腔中；和 包括至少一個(gè)細(xì)縫形通孔的開(kāi)口 ，形成在不與所述半導(dǎo)體傳感器芯片相 對(duì)的所述殼體的指定區(qū)域中，其中所述開(kāi)口允許所述空腔與外部空間連通。
3. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述開(kāi)口包括多個(gè)細(xì)縫形通 孔，所述多個(gè)細(xì)縫形通孔排列為在寬度方向上靠近在一起。
4. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述通孔的長(zhǎng)度大于所述通孔的寬度的三倍或者更多。
5. 如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述通孔的寬度為0.3mm或 者更短。
6. —種半導(dǎo)體器件，包括用于檢測(cè)壓力變化的半導(dǎo)體傳感器芯片；與所述基底結(jié)合從而形成空腔的覆蓋件，所述半導(dǎo)體傳感器芯片布置在 所述空腔中，其中，所述覆蓋件的至少指定部分由多孔材料構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，裝備有檢測(cè)壓力變化的半導(dǎo)體傳感器芯片，布置在殼體的空腔內(nèi)部，其中開(kāi)口形成在殼體不與半導(dǎo)體傳感器芯片相對(duì)的指定區(qū)域中，從而允許空腔與外部空間連通。采用至少一個(gè)細(xì)縫形通孔形成開(kāi)口?？蛇x地，采用具有諸如細(xì)縫形、圓形和扇形的期望形狀的多個(gè)通孔形成開(kāi)口。因此，能夠減小諸如灰塵和日光的環(huán)境因素對(duì)半導(dǎo)體傳感器芯片的負(fù)面影響。
文檔編號(hào)H04R19/04GK101247676SQ200810074309
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月16日
發(fā)明者白坂健一, 鈴木幸俊 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社