專利名稱：用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及 一 種用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結 構，特別是有關于 一 種利用覆晶技術使微型聲波傳感器堆疊于集成電路 組件上，并于集成電路組件設計凹槽作為微型聲波傳感器的背腔，再以一 開孔玻璃或平面基板為封蓋的堆疊式封裝結構，以有效減縮微型傳感器的 封裝體積。
背景技術：
以微機電系統(MEMS)技術量產的微型聲波傳感器，其封裝是極為重要 的課題。 一般傳統的封裝方式，在集成電路組件與微型聲波傳感器組件間 是使用導線接合的方式，該技術雖然己趨成熟，但是必須增加導線面積與 封裝體積。因此目前微型聲波傳感器的封裝設計由于封裝體積較大，致使 微型聲波傳感器于薄小型手機、腕帶式手表內附的傳聲器與助聽器等應用 上受到極大的限制。
現有技術所揭的微型聲波傳感器封裝結構，如美國專利第 6,781,231號"Microelectromechanical System Package with Environmental and Interference Shield"， 其結構如圖 1所 示，其中包含集成電路組件及微型聲波傳感器組件在內的表面粘著組件12、 14、 16是分別表面粘著于一基板18上，且該等表面粘著組件是以導 線接合的方式連接。在此現有結構中，由于集成電路組件與微型聲波傳感 器組件皆須占用基板面積，并且集成電路組件與微型聲波傳感器組件間是 使用導線接合的方式，故此種封裝結構的體積較大。
圖2所示則為另 一 現有技術所揭的微型聲波傳感器封裝結構， 如美國專利公告第 2005/0185812號"Miniature Silicon Condenser Microphone and Method for Producing the Same"， 其中集成電路組件22與微型聲波傳感器組件24仍分別表面粘著于一基板 26上，且于該微型聲波傳感器組件24的位置將基板向下鉆孔，以作為該 微型聲波傳感器的背腔28，用以減少該微型聲波傳感器感測薄膜振動產生 的噪音。在此現有結構中，由于集成電路組件與微型聲波傳感器組件仍皆 占用基板面積，并且需將基板向下鉆孔，故此種封裝結構的體積仍大且制 程較復雜。
圖3所示則為又一現有技術所揭的微型聲波傳感器封裝結構， 如美國專禾lj第6， 178, 249號"Attachment of a Micromechanical Microphone"，其中微型聲波傳感器組件32是以覆晶技術(flip-chip technology)附著于一集成電路組件34上，且以一絕緣環36與微型聲波 傳感器組件32及集成電路組件34所包圍的空間形成該微型聲波傳感器的 背腔38，用以減少微型聲波傳感器感測薄膜振動產生的噪音。在此現有 結構中，由于需額外制作背腔體積，故此種封裝結構的體積仍大。
有鑒于現有微型聲波傳感器封裝結構所產生封裝體積較大的問 題，本發明提出 一種用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結構， 該結構主要是利用覆晶技術使微型聲波傳感器堆疊于集成電路組件上，并 于集成電路組件設計凹槽作為微型聲波傳感器的背腔，再以一開孔玻璃或 平面基板為封蓋，以有效減縮微型傳感器的封裝體積。
發明內容
本發明目的是提出一種用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式 封裝結構，是以覆晶技術使微型聲波傳感器堆疊于集成電路組件上，以有 效減縮微型傳感器的封裝體積，并提高組件良率。
本發明的再一目的是提出一種用以減縮微型傳感器封裝體積的 堆疊式封裝結構，是于集成電路組件設計凹槽作為微型聲波傳感器的背 腔，以進一歩減縮微型傳感器的封裝體積。
本發明提出 一種用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結構， 該結構主要是利用覆晶技術使微型聲波傳感器堆疊于集成電路組件上，并 于集成電路組件設計凹槽作為微型聲波傳感器的背腔，再以一開孔玻璃或 平面基板為封蓋，以有效減縮微型傳感器的封裝體積。
本發明 一 種用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結構，該 結構包括
一凹槽狀保護基板；
一凹槽狀導電基板，是形成于該保護基板之上；
一集成電路組件，是接合于該導電基板之上；
一微型聲波傳感器，是堆疊接合于該集成電路組件之上；及
一封蓋，是覆蓋于該微型聲波傳感器之上，且與該保護基板及該導 電基板包覆該集成電路組件及該微型聲波傳感器，該封蓋是開設有一音 孔；
其中該集成電路組件是設計有一凹槽，用以作為該微型聲波傳感器 的背腔。
本發明一種用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結構，該結構包括
一凹槽狀保護基板；
一凹槽狀導電基板，是形成于該保護基板之上； 一集成電路組件，是接合于該導電基板之上； 一微型聲波傳感器，是堆疊接合于該集成電路組件之上；及
一封蓋，是覆蓋于該微型聲波傳感器之上，且與該保護基板及該導電 基板包覆該集成電路組件及該微型聲波傳感器，該封蓋是開設有一音孔；
其中該集成電路組件是設計有一凹槽，用以作為該微型聲波傳感器的 背腔，且該導電基板的側壁設置有該集成電路組件及該微型聲波傳感器間 的支撐導線架，用以定義該背腔的高度及體積，以及用以將該微型聲波傳 感器的電信號傳導至該導電基板的導線。
圖1為現有技術的微型聲波傳感器封裝結構圖2為另一現有技術的微型聲波傳感器封裝結構圖3為又一現有技術的微型聲波傳感器封裝結構圖4為本發明的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結構的
第一實施例結構圖5為本發明的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結構的
第二實施例結構圖6為本發明的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結構的
第三實施例結構圖。12、 14、 16 表面粘著組件
18、 26 基板
22、 34 集成電路組件
24、 32 微型聲波傳感器組件
28、 38 背腔
36 絕緣環
410、510、610 保護基板
420、520、620 導電基板
430、530、630 集成電路組件
440、540、640 微型聲波傳感器
445、545、645 音孔
450、550、650 封蓋
460、560、660 凹槽
470、570、670 感測薄膜
580、680 -支撐導線架
590、690 y導線
595、695 -信號輸出端
具體實施例方式
為能對本發明的特征、目的及功能有更進一步的認知與了解，茲配合
圖式詳細說明如后
圖4所示為本發明的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結 構的第一實施例結構，其中一凹槽狀保護基板410上是形成一凹槽狀導電 基板420，該導電基板420上是接合一集成電路組件430，該集成電路組件430上接合一微型聲波傳感器440，該微型聲波傳感器440上覆蓋一具 有一音孔445的封蓋450，其中該集成電路組件430設計有一凹槽460， 用以作為該微型聲波傳感器440的背腔(back chamber)，以減少微型聲波 傳感器440的感測薄膜470振動產生的噪音。此第一實施例結構，是改進 前述現有技術的結構，通過將微型聲波傳感器堆疊于集成電路組件上，并 于集成電路組件設計凹槽作為微型聲波傳感器的背腔，即可雙重減縮微型 傳感器的封裝體積，進而提高組件良率。
圖5所示為本發明的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結 構的第二實施例結構，其中一凹槽狀保護基板510上形成一凹槽狀導電基 板520，該導電基板520上接合一集成電路組件530，該集成電路組件530 上接合一微型聲波傳感器540，該微型聲波傳感器540上覆蓋一具有一音 孔545的封蓋550，其中該集成電路組件530設計有一凹槽560，用以作 為該微型聲波傳感器540的背腔，以減少微型聲波傳感器540的感測薄膜 570振動產生的噪音。此第二實施例結構并于導電基板520的側壁設置有 集成電路組件530及微型聲波傳感器540間的支撐導線架580，用以定義 該背腔的高度及體積，及用以將微型聲波傳感器540的電信號傳導至導電 基板520的導線590。而微型聲波傳感器540的電信號傳導，是先傳輸 至集成電路組件530，經由集成電路組件530的信號放大處理后，再由 導線590傳送至導電基板520及信號輸出端595，最后再傳輸至系統電 路板。該第二實施例結構是改進前述現有技術的結構，通過將微型聲波傳 感器堆疊于集成電路組件上，并于集成電路組件設計凹槽作為微型聲波傳 感器的背腔，即可雙重減縮微型傳感器的封裝體積，并以一導線架更精確 定義微型聲波傳感器的背腔體積。
圖6所示為本發明的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝 結構的第三實施例結構，其中組件及結構皆與第二實施例相同，只有保護基板610及導電基板620是僅包覆至集成電路組件630的高度。同理，第 一實施例中的保護基板410及導電基板420亦可僅包覆至集成電路組件 430的高度。
此外，本發明中封蓋可為玻璃或平面基板；保護基板及導電基板的 各表面可鍍一金屬層以達電磁屏蔽的功效；保護基板及導電基板的材料可 為高分子材料、金屬材料或合金材料；保護基板及導電基板的形成方式可 為射出成型或壓模成型；保護基板具有導電功能，且導線可形成于該保護 基板之上；導電基板可為 一 般印刷電路板(PCB)或軟性印刷電路板； 導電基板與集成電路組件間及集成電路組件與微型聲波傳感器間的接合 是使用粘著劑或焊錫球。另一方面，本發明的用以減縮微型傳感器封裝體 積的堆疊式封裝結構，亦可應用于壓力傳感器、加速度傳感器、聲 波傳感器或超聲波傳感器。
綜合上述，本發明提出 一種用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式 封裝結構，該結構主要是利用覆晶技術使微型聲波傳感器堆疊于集成電路 組件上，并于集成電路組件設計凹槽作為微型聲波傳感器的背腔，再以一 開孔玻璃或平面基板為封蓋，以有效減縮微型傳感器的封裝體積。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，不能以之限制本發明的范圍。 即大凡依本發明權利要求所做的均等變化及修飾，仍將不失本發明的要義 所在，亦不脫離本發明的精神和范圍，故都應視為本發明的進一步實施狀 況。
權利要求
1. 一種用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結構，其特征在于該結構包括一凹槽狀保護基板；一凹槽狀導電基板，形成于該保護基板之上；一集成電路組件，接合于該導電基板之上；一微型聲波傳感器，堆疊接合于該集成電路組件之上；及一封蓋，覆蓋于該微型聲波傳感器之上，且與該保護基板及該導電基板包覆該集成電路組件及該微型聲波傳感器，該封蓋開設有一音孔；其中該集成電路組件設計有一凹槽，用以作為該微型聲波傳感器的背腔。
2. 如權利要求1所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封 裝結構，其特征在于該封蓋為玻璃或平面基板。
3. 如權利要求1所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封 裝結構，其特征在于該保護基板及該導電基板的各表面鍍一金屬層。
4. 如權利要求1所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封 裝結構，其特征在于該保護基板及該導電基板的材料為高分子材料、 金屬材料或合金材料，且該保護基板及該導電基板的形成方式為射出成 型或壓模成型。
5. 如權利要求1所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封 裝結構，其特征在于該保護基板具有導電功能，且導線形成于該保護 基板之上。
6. 如權利要求1所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封 裝結構，其特征在于該導電基板為一般印刷電路板或軟性印刷電 路板。
7. 如權利要求1所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封 裝結構，其特征在于該導電基板與該集成電路組件間及該集成電路組件與該微型聲波傳感器間的接合使用粘著劑或焊錫球。
8. 如權利要求1所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封 裝結構，其特征在于該保護基板及該導電基板包覆至該集成電路組件 的高度。
9. 如權利要求1所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封 裝結構，其特征在于該堆疊式封裝結構應用于壓力傳感器、加速 度傳感器、聲波傳感器或超聲波傳感器。
10. —種用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結構，其特征 在于該結構包括一凹槽狀保護基板；一凹槽狀導電基板，形成于該保護基板之上； 一集成電路組件，接合于該導電基板之上； 一微型聲波傳感器，堆疊接合于該集成電路組件之上；及一封蓋，覆蓋于該微型聲波傳感器之上，且與該保護基板及該導電基 板包覆該集成電路組件及該微型聲波傳感器，該封蓋開設有一音孔；其中該集成電路組件設計有一凹槽，用以作為該微型聲波傳感器的背 腔，且該導電基板的側壁設置有該集成電路組件及該微型聲波傳感器間的 支撐導線架，用以定義該背腔的高度及體積，以及用以將該微型聲波傳感 器的電信號傳導至該導電基板的導線。
11. 如權利要求io所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式 封裝結構，其特征在于該封蓋為玻璃或平面基板。
12. 如權利要求10所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式 封裝結構，其特征在于該保護基板及該導電基板的各表面鍍一金屬層。
13. 如權利要求10所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式 封裝結構，其特征在于該保護基板及該導電基板的材料為高分子材料、 金屬材料或合金材料，且該保護基板及該導電基板的形成方式為射出成 型或壓模成型。
14. 如權利要求10所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式 封裝結構，其特征在于該保護基板具有導電功能，且導線形成于該保 護基板之上。
15. 如權利要求10所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式 封裝結構，其特征在于該導電基板為一般印刷電路板或軟性印刷 電路板。
16. 如權利要求10所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結構，其特征在于該導電基板與該集成電路組件間及該集成電路 組件與該微型聲波傳感器間的接合使用粘著劑或焊錫球。
17. 如權利要求10所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式 封裝結構，其特征在于該保護基板及該導電基板包覆至該集成電路組 件的高度。
18. 如權利要求10所述的用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式 封裝結構，其特征在于該堆疊式封裝結構亦應用于壓力傳感器、 加速度傳感器、聲波傳感器或超聲波傳感器。
全文摘要
本發明一種用以減縮微型傳感器封裝體積的堆疊式封裝結構，該結構主要利用覆晶技術使微型聲波傳感器堆疊于集成電路組件上，并于集成電路組件設計凹槽作為微型聲波傳感器的背腔，再以一開孔玻璃或平面基板為封蓋，以有效減縮微型傳感器的封裝體積。
文檔編號H01L23/488GK101437187SQ20071018609
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月15日 優先權日2007年11月15日
發明者王欽宏, 簡欣堂, 蕭價伶 申請人:財團法人工業技術研究院