低輪廓換能器模塊的制作方法
【技術領域】
[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】
[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，例如聲密封來正確地運行。這些特殊安裝技術結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。
【發明內容】
[0003]在各種實施例中，提供了換能器結構。換能器結構可包括具有位于襯底的第一側面上的微機電系統(MEMS)結構和覆蓋MEMS結構的蓋的襯底。
[0004]在各種實施例中，襯底可被實現為從襯底的第一側面上的蓋橫向移位的電接觸部，且電接觸部可電耦合到MEMS結構。
【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構的橫截面表不；
圖2根據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構的橫截面表示；
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面上的襯底的背容積蓋的換能器結構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，其中換能器結構被實現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，其中換能器結構耦合到另外的殼體結構和另外的襯底；
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構在不同的取向上的換能器結構；
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，其中換能器結構被實現為模制引線框芯片封裝； 圖9示出被實現為模制引線框芯片封裝的換能器結構的可能實施例；
圖10示出在圖9中描繪的換能器結構的自頂向下俯視圖，其中模制引線框芯片封裝的部分已經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中描繪的換能器結構的自頂向下俯視圖，其中從圖10省略的透明部分已經被取代；
圖12示出在圖9-11中描繪的換能器結構的自底向上視圖；
圖13示出可能實施例的橫截面描繪，其中換能器結構被安裝在穿過支持結構形成的開口中。
【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”的任何實施例或設計不一定應被解釋為相對于其它實施例或設計是優選的或有利的。
[0008]關于在側面或表面“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”暗指的側面或表面上，例如與暗指的側面或表面直接接觸形成的沉積材料。關于在側面或表面“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面或表面與沉積材料之間。
[0009]如本文使用的術語“載體結構”應被理解為包括各種結構，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]根據各種實施例，如圖1所示，公開了換能器結構100。換能器結構100可包括襯底102、設置在襯底102的第一側面102a之上的MEMS結構104以及覆蓋MEMS結構104的在襯底102的第一側面102a之上的蓋106。在各種實施例中，結構102可包括可在襯底102的第一側面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結構104。在一些實施例中，換能器結構100可包括穿孔110，其穿過襯底102形成并被布置成使得MEMS結構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)結構。在一些實施例中，襯底102可以是印刷電路板。根據各種實施例，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構。根據各種實施例，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用期望的其它材料或材料的組合或本質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、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，例如在從大約150 Mm到大約650 Mm的范圍內，例如在從大約200 Mm到大約600 Mm的范圍內，例如在從大約250Mm到大約550 Mm的范圍內，例如在從大約300 Mm到大約500 Mm的范圍內，例如在從大約350 Mm到大約450 Mm的范圍內的厚度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結構104可被實現為MEMS麥克風、MEMS揚聲器或MEMS壓力傳感器。在各種實施例中，MEMS結構104可被布置在襯底102的第一側面102a上，使得MEMS結構104的至少一部分可跨越穿孔110懸掛。跨越穿孔110懸掛的MEMS結構104的部分在一些實施例中可以是薄膜結構104a。根據各種實施例，MEMS結構104可以通過如可對給定應用期望的各種手段，例如粘合劑、密封劑和環氧樹脂，例如導電或非導電環氧樹月旨、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結構104可以電連接到襯底102。在至少一個實施例中，MEMS結構104可與襯底102電隔離和/或絕緣，如給定應用可能所必需的。
[0015]在各種實施例中，薄膜結構104a可以是正方形或基本上正方形形狀的。薄膜結構104a可以是矩形或在形狀上是基本上矩形的。根據各種實施例，薄膜結構104a可以是圓形或在形狀上是基本上圓形的。根據各種實施例，薄膜結構104a可以是卵形或在形狀上是基本上卵形的。薄膜結構104a可以是三角形或在形狀上是基本上三角形的。薄膜結構104a可以是十字形或基本上十字形形狀的。在一些實施例中，薄膜結構104a可被形成為可對給定應用期望的任何形狀。薄膜結構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，薄膜結構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]根據各種實施例，蓋106可被布置在襯底102的第一側面102a上和/或固定到襯底102的第一側面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，使得臺階式結構形成。蓋106可通過使用如可對給定應用期望的各種手段，例如但不限于粘合劑、密封劑和環氧樹脂，例如導電或非導電環氧樹脂、基于硅樹脂的膠、聚合物粘合劑和各種粘合箔來固定和/或附著到結構102的第一表面102a。根據各種實施例，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，如可對給定應用要求的。蓋106可能能夠為MEMS結構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用期望的各種基本金屬。根據各種實施例，蓋106可被實現為各種模制引線框芯片封裝格式，例如