半導體集成器件組件及電子裝置製造方法

2023-05-29 04:45:31

半導體集成器件組件及電子裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種半導體集成器件組件(40)，其設想：封裝(42)，限定內部空間(45)；第一裸片(51)，包括半導體材料；以及第二裸片(52)，與所述第一裸片(51)不同，也包括半導體材料；所述第一裸片(51)和第二裸片(52)被耦合至所述封裝(42)的面向所述內部空間(45)的內表面(43a；44a)。所述第二裸片(52)被成形以便在所述內表面(43a；44a)之上部分地與所述第一裸片(51)重疊，使部分(55)以懸臂樣式在所述第一裸片(51)之上懸置重疊距離(d)。
【專利說明】 半導體集成器件組件及電子裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體集成器件組件。具體地，以下描述並不暗含任何普遍性喪失地涉及MEMS (微電機系統)類型的聲換能器的組件。
【背景技術】
[0002]眾所周知，例如電容式的MEMS麥克風之類的聲換能器通常包括微機械感測結構，其被設計用於將聲壓波轉換成電量(該示例中是電容變化)；以及讀取電子裝置，其被設計用於對該電量執行適當處理操作(例如放大操作和濾波操作)以供應電輸出信號(例如電壓)。
[0003]更詳細地並且參見圖1，已知類型的MEMS聲換能器的微機械感測結構I包括半導體材料(例如矽)的結構層2，其中例如經由化學蝕刻從背側獲得空腔3。隔膜4或振動膜被耦合至結構層2並且在頂部封閉空腔3 ;隔膜4是柔性的，並且在使用時經受根據傳入的聲波的壓力的變形。剛性板5(通常稱為「背板」)被設置在隔膜4之上並經由介入的間隔物6(例如，由諸如氧化矽之類的絕緣材料製成)與隔膜4相對。剛性板5構成可變變容檢測電容器的固定電極並且具有多個孔7，而該可變變容檢測電容器的移動電極由隔膜4構成，多個孔7被設計為實現氣體朝向相同隔膜4自由循環(從而使得剛性板5 「聲學上可穿透」)。微機械感測結構I還包括(以未示出的方式)隔膜和剛性板電接觸，其用於偏置隔膜4和剛性板5並且用於收集由傳入的聲壓波導致的隔膜4的變形所引起的電容變化信號。
[0004]通過已知方式，MEMS聲換能器的敏感度取決於微機械感測結構I的隔膜4的機械特性(尤其取決於其所謂的機械「順從性」)，以及隔膜4和剛性板5的組件類型。
[0005]此外，前聲室(所謂的「前室」)的容積(即，使用時通過適當接入埠來自外部環境的聲壓波穿過的空間)，以及後聲室(所謂的「後室」)的容積(即，位於前室關於隔膜4的相對側上的空間，在使用時設置於參考壓力)直接影響換能器的聲學性能。
[0006]具體地，前室的容積確定聲換能器的上限共振頻率，因此確定其在高頻處的性能(事實上，聲換能器的操作頻帶必須低於空氣振蕩的共振頻率)。通常，前室的容積越小，在空氣振蕩的共振頻率移向更高頻率的範圍內換能器的上限截止頻率越高。
[0007]後室反而表現為受到壓縮的封閉容積，因此後室的容積越小，聲換能器的敏感度越低(事實上，其看上去像隔膜的變形被高剛度彈簧的動作阻礙)。因此，通常期望提供大尺寸的後室從而改進聲換能器的敏感度。
[0008]MEMS聲換能器的前室和/或後室的容積不僅取決於微機械感測結構I的配置，還取決於相關封裝的構造，即，全部或部分包圍聲換能器的半導體材料的裸片的、實現來自外部的電連接的容器、包裝或塗層。封裝被配置為不僅容納微機械感測結構I本身，並且還容納與其相關聯的讀取電子裝置，該讀取電子裝置通常提供為集成在半導體材料的相應裸片中的ASIC (專用集成電路)。
[0009]圖1通過示例方式示出了用於MEMS聲換能器的已知封裝解決方案，在這裡由10指定為一個整體，其中容納有第一裸片11，其集成有微電機感測結構1，並且還容納有第二裸片12，其還包括集成有ASIC、電耦合至微電機結構I的半導體材料並且由13指定為一個整體。
[0010]在該解決方案中，第一裸片11和第二裸片12被並排耦合在封裝的襯底14上。第一裸片11和第二裸片12之間的電連接15通過引線鍵合技術提供在對應的接觸焊盤之間，由16指定為一個整體，同時適當的金屬化層和過孔(未詳細示出)在襯底14中提供用於向封裝的外部路由電信號。通過引線鍵合技術獲得的其它電連接17被提供在第二裸片12與襯底14的頂面之間，襯底14的頂面耦合至相同裸片11、12。
[0011]封裝的帽18也被耦合至襯底14，從而將第一裸片11和第二裸片12封閉在其內部。帽18可以由金屬或預先塑造的塑料製成，通過內部塗層金屬化層18a以便防止外部電磁信號的幹擾(通過提供一種法拉第籠)。帽18具有開口 19以實現從外部引入空氣流以及聲壓波。
[0012]電接觸元件(未示出)例如以導電平面或凸塊的形式被提供在襯底14的底部，用於鍵合以及電連接至外部印刷電路。
[0013]存在對MEMS聲換能器的組件施加的若干約束，這尤其會在其設計中導致問題，具體地在需要非常緊湊尺寸的情況下，例如，在可攜式應用的情況下。
[0014]為了減少橫向障礙物，在2011年6月30日以本 申請人:的名義提交的專利申請N0.T02011A000577中，已經提出了豎直堆疊的封裝結構，在圖2中由20表示並指示，包括第一複合襯底21和第二複合襯底22，其彼此堆疊並固定，其中每個襯底承載有MEMS聲換能器的相應裸片11、12。
[0015]如圖3a至圖3c所描述的那樣，使用在以本 申請人:的名義提交的專利申請N0.W02011/076910中詳細描述的技術來獲得圖2中示意性示出的每個複合襯底21和22。
[0016]具體地，圖3a圖示了基礎層23與由相同塑料材料(具體為環氧樹脂，特別是層壓BT (雙馬來醯亞胺三嗪))製成的牆壁層24的耦合。基礎層23的第一主面23a以及牆壁層24的第一主面24a和第二主面24b使用標準技術由相應的薄金屬層25、26和27覆蓋。另夕卜，由非導電粘接材料製成的粘接層28例如形成在覆蓋牆壁層24的第一主面24a的、待固定至基礎層23的金屬層26上。
[0017]室29已經貫穿牆壁層24的厚度形成(例如，經由常規化學蝕刻或者雷射鑽孔工藝)，以便也局部去除金屬層26、27和粘接層28。
[0018]接下來，如圖3a中箭頭所示，基礎層23和牆壁層24通過堆疊的方式接合在一起，使得形成圖3b中所示的複合襯底。通過此方式，形成室，為了簡便起見再次由數字29指示，該室具有由牆壁層24限定的側壁以及由基礎層23限定的底部。
[0019]晶種層30在壁層24的第二主面24b上的金屬層27的剩餘部分上、牆壁層在室29的側壁和底部上進行生長。接下來，例如使用電鍍技術或濺射技術，在晶種層30上第二金屬層31進行生長，具體地其覆蓋室29的內部以與層25、27和30 —起形成覆蓋層32，還覆蓋室29的壁和底部。
[0020]繼而，圖3c (其示出了顛倒的複合襯底組)，使用標準微加工技術，通過基礎層23和覆蓋層32形成開口 33。
[0021]覆蓋層32在對應於牆壁層24的第二主層24b的區域中還被合適地處理，以此方式以限定電接觸結構，並且具體地限定接觸焊盤34並且更外部地限定框架形接觸區域35 (設計用於實現在連接至適當的參考電勢時提供電磁屏蔽)。
[0022]如圖2所示，複合襯底21、22通過粘接層36的介入豎直堆疊，並且具有相應的室29的不同延伸，使得容納在室中的相應裸片11、12橫向交錯並且豎直地將其中一個裸片部分地設置在另一個之上。具體地，第一複合襯底21在相應的室29內容納集成有微電機結構I (這裡未示出)的第一裸片11，並且第二複合襯底22在相應的室29內容納集成有ASIC13(這裡未示出)的第二裸片12。
[0023]第一複合襯底21的接入開口 33使得能夠將聲波接入堆疊的封裝結構中，其中第二複合襯底22的相應接入開口 33設置相應的室29連通，具體地使得裸片11、12之間能夠通過電連接15進行電連接。其他電連接17將第二裸片12連接至由第二複合襯底22的側壁承載的接觸焊盤34。
[0024]通過圖2中未示出的方式，基礎襯底也被設置在第二複合襯底22(具有與圖1襯底14類似的功能)的頂部，通過基礎襯底電連接被提供在接觸焊盤34與封裝結構外部之間。
[0025]所述封裝結構具有降低MEMS聲換能器的整體尺寸的優點，這歸功於對應裸片的
豎直堆疊。
[0026]然而，本 申請人:認為所描述的解決方案在某種程度上製造複雜，這是由於兩個複合襯底的形成及堆疊耦合。另外，換能器的聲室的尺寸通常沒有被優化，並且在設計相同聲室方面的自由度可以證明是受限的。
實用新型內容
[0027]本實用新型的目的是進一步改進集成半導體器件的組件和封裝的已知解決方案，具體地關於降低整體尺寸以及優化產生的電特性。
[0028]根據本實用新型，半導體集成器件組件隨後如所附權利要求書所限定的那樣提供。
[0029]為了實現上述目的，本實用新型的實施例提供了一種半導體集成器件組件(40)，包括:
[0030]封裝(42)，限定內部空間(45)；
[0031]第一裸片(51)，包括半導體材料；以及
[0032]第二裸片(52)，與所述第一裸片(51)不同，也包括半導體材料；
[0033]所述第一裸片(51)和所述第二裸片(52)被耦合至所述封裝(42)的面向所述內部空間(45)的內表面(43a ；44a),
[0034]所述第二裸片(52)被成形以便在所述內表面(43a ；44a)之上部分地與所述第一裸片(51)重疊。
[0035]優選地，其中所述第一裸片(51)集成微機械檢測結構(51』)，並且所述第二裸片(52)集成ASIC (52』)，所述ASIC (52』 )在功能上耦合至所述微機械檢測結構(51』)。
[0036]優選地，其中所述第二裸片(52)包括直接耦合至所述內表面(43a ；44a)的第一部分(54)，以及由所述第一部分(54)支撐的第二部分(55)，以此方式以在距所述內表面(43a ；44a) 一定距離處以懸臂樣式懸置，從而以重疊距離(d)與所述第一裸片(51)重疊。[0037]優選地，其中所述第一部分(54)和所述第二部分(55)是同一主體(65)的構成部分，包括半導體材料。
[0038]優選地，其中所述第二部分(55)集成ASIC(52』)，並且在其不面向所述第一裸片
(51)的外表面(55a)上承載第一連接焊盤(56a);還包括所述第一連接焊盤(56a)與由所述第一裸片(51)的面向所述第二裸片(52)的相應外表面(51a)所承載的相應連接焊盤
(58)之間的電連接線(57)。
[0039]優選地，其中所述第一部分(54)具有沿與所述內表面(43a ；44a)正交的方向(Z)的、大於所述第一裸片(51)的對應豎直尺寸的豎直尺寸。
[0040]優選地，其中所述封裝(42)包括基礎襯底(43)和帽元件(44)，共同限定所述內部空間(45);其中所述基礎襯底(43)具有面向所述內部空間(45)的外部並且承載電接觸(49)的外表面(43b)，並且所述帽元件(44)具有杯形構造；並且其中所述內表面(44a)是所述帽元件(44)的面向所述內部空間(45)的內壁。
[0041]優選地，其中所述封裝(42)包括基礎襯底(43)和帽元件(44)，共同限定所述內部空間(45);其中所述基礎襯底(43)具有面向所述內部空間(45)的外部並且承載電接觸
(49)的外表面(43b)，並且所述帽元件(44)具有杯形構造；並且其中所述內表面(43a)是所述基礎襯底(43)的面向所述內部空間(45)並且與所述外表面(43b)相對的內壁。
[0042]優選地，其中所述封裝(42)具有通過所述基礎襯底(43)與所述帽元件(44)之間至少一個的接入開口(46)，被設計為設置所述內部空間(45)與外部環境(47)連通；並且其中所述第一裸片(51)集成MEMS聲換能器(I)，包括懸置在空腔(3)之上並且面向剛性板
(5)的隔膜(2);所述第一裸片(5·1)被布置在所述接入開口(46)與所述內部空間(45)之間，其中所述空腔(3)與所述接入開口(46)流體連通。
[0043]優選地，其中所述帽元件(44)是具有側壁的杯形；所述側壁藉助於耦合元件(50)被耦合至所述基礎襯底(43)，所述耦合元件(50)至少部分地包括導電材料；其中電連接(60)藉助於所述耦合元件(50)和由所述側壁承載的接觸區域(34)提供在所述第二裸片
(52)與所述基礎襯底(43)之間，並且所述接觸區域(34)被設置為與所述耦合元件(50)接觸。
[0044]為了實現上述目的，本實用新型還提供了一種電子裝置(70)，包括根據前述權利要求中任意一項的半導體集成器件組件(40)，所述電子裝置(70)選自包括如下裝置的組:手機、PDA、筆記本、語音記錄器、具有語音記錄器功能的音頻閱讀器、可視遊戲控制臺、水聽器。
[0045]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:與傳統解決方案相比，該解決方案易於實現，就在豎直方向上的重疊而言可以藉助於半導體材料的晶片和封裝組件機械加工的標準技術獲得。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]為了更好地理解本實用新型，現在僅通過非限制性示例的方式並且參考所附附圖來描述本實用新型的優選實施方式，其中:
[0047]圖1示出了集成器件的示意截面圖，尤其是已知類型的具有對應封裝的MEMS聲換能器；[0048]圖2示出了已知類型的MEMS聲換能器組件的透視截面圖；
[0049]圖3a至圖3c是相關製造工藝的相繼步驟中圖2的換能器的複合襯底的截面圖；
[0050]圖4示出了根據本實用新型的第一實施方式具有對應封裝的半導體集成器件的示意截面圖；
[0051]圖5示出了根據本實用新型的第二實施方式具有對應封裝的半導體集成器件的示意截面圖；
[0052]圖6a至圖6c是在用於製造圖4或圖5器件的裸片的工藝的第一變體的相繼步驟中半導體材料晶片的截面圖；
[0053]圖7a至圖7c是在用於製造圖4或圖5器件的裸片的工藝的第二變體的相繼步驟中半導體材料晶片的截面圖；
[0054]圖8a至圖8d是在用於製造圖4或圖5器件的裸片的工藝的第三變體的相繼步驟中半導體材料晶片的截面圖；以及
[0055]圖9示出了根據本實用新型的其他方面包括集成半導體器件的電子裝置的框圖。【具體實施方式】
[0056]圖4示出了由40指示為整體的提供有封裝42的集成半導體器件，包括基礎襯底43和帽元件44，帽元件44具有基本杯形構造，耦合至基礎襯底43以在封裝42內限定空的內部空間45。通過帽元件44，具體地貫穿其底壁厚度，提供了設計用於設置內部空間45與外部環境流體連通的接入開口 46，由47指示為整體(接入開口 46構成內部空間45的唯一出口)。
[0057]具體地，帽元件44是複合襯底，整體等同於參考圖2描述的複合襯底21、22，並且因此按照圖3a至圖3c所示獲得。
[0058]基礎襯底43例如由通過一個或多個電介質層(例如由層壓BT-雙馬來醯亞胺三嗪構成)分隔的一個或多個導電材料(通常為金屬)層組成的多層結構構成；由48指示為整體的電路徑通過基礎襯底43而提供，例如以通孔和金屬路徑的形式，用於將面向內部空間45的其內表面43a連接至面向外部環境47的其外表面43b，外表面43b承載適當的、由49指示為整體的電連接元件，例如以球或凸塊陣列(在所謂的BGA-球柵陣列-類型的封裝情況下)或者觸點(在所謂的LGA-平面網格陣列-類型的封裝情況下，如圖4所示的情況)的形式。
[0059]具體地，帽元件44例如採用鍵合技術藉助於耦合元件50 (例如以焊膏的導電球或凸塊的形式)被耦合至基礎襯底43的內表面43a頂部。耦合元件50被設置在帽元件44的側壁的末端部分上的適當接觸區域(詳細地，在對應於電接觸結構的位置，即帽元件44的接觸焊盤34和框架形接觸區域35 ;這還可以參見前文所述)。
[0060]密封區域50』還被提供在各耦合元件50之間，以便耦合元件50本身彼此絕緣並且將帽元件44與基礎襯底43之間的耦合密閉地密封(不出現空隙是非常重要，其可能危害聲操作)，所有均沿著對應的耦合周界，例如具有平面圖中的方形或矩形。優勢在於，耦合元件50和密封區域50』均可以從一個相同材料開始提供，例如專用樹脂，諸如ACP(由ThreeBond有限公司提供的各向異性導電劑)，在豎直方向z ( S卩，帽元件44與基礎襯底43之間耦合的方向)上定向的已知磁場存在的情況下，經受單個壓制過程，可以使其在豎直方向Z上導電並且在水平方向上不導電(即，沿著水平面Xy中各耦合元件50之間分離的方向)。
[0061]封裝42容納第一裸片(這裡由51指示)以及第二裸片52，第一裸片51包括半導體材料(例如矽)，並且集成微電機結構51』(示意性示出)，第二裸片52包括半導體材料(例如矽)，被功能上電耦合至第一裸片51並且集成ASIC52』(其也被示意性圖示)。例如，第一裸片51集成MEMS聲換能器的檢測結構，整體等同於參考圖1 (對圖1進行參考)所述的那樣，並且第二裸片52集成對應的電子電路用於處理並以檢測的電量為條件。
[0062]具體地，第一裸片51被布置在封裝42中使得對應的結構層(通過與已經參考圖1所述的方法類似的方法再次由2指示)與帽元件44的設置為面向內部空間45的內表面44a接觸，例如藉助於由粘接材料製成的粘接區域(所謂的「裸片附接」區域)53耦合，並且使得對應空腔3面向通過帽元件44提供的接入開口 46並且與其直接流體連通。
[0063]具體地，空腔3的延伸(在水平面xy)大於接入開口 46的對應延伸，使得相同接入開口 46與空腔3完全相通(而不需要直接進入封裝42的內部空間45)。空腔3例如表示MEMS聲換能器的前腔。
[0064]第二裸片52還藉助於相應粘接區域53被耦合至帽元件44的內表面44a。
[0065]根據本實用新型的一個方面，第二裸片52通過部分地豎直(在豎直方向z上，與水平面xy正交)重疊在第一裸片51之上的方式成形。具體地，第二裸片52包括支撐部分54，具有柱形構造、在豎直方向z上延伸，並且具有藉助於相應粘接區域53附接至帽元件44的內表面44a的第一端。
[0066]第二裸片52進一步包括功能部分55，其在距帽元件44的內表面44a —定距離處延伸，從支撐部分54的在豎直方向z上與第一端相對的第二端開始以懸臂樣式(限定所謂的「懸臂」)懸置，通過此方式以在第一裸片51之上以重疊距離d(在水平面xy上測量)部分地豎直重疊。功能部分55集成限定ASIC52』的適當電子元件(諸如電晶體、二極體、電阻器等)，並且具有與支撐部分54相對的外表面55a，外表面55a承載第一電接觸焊盤56a和第二電接觸焊盤56b。
[0067]優勢在於，該布置能夠通過實質上至少對應於重疊距離為d的因素降低組件的水平尺寸(在與設計用於從外部環境47電接觸的外表面43b平行的方向上，並且通常在與水平面xy平行的方向上)。
[0068]在MEMS聲換能器的實例中，後室還具有大容積，事實上基本對應於封裝42中限定的內部空間45。
[0069]容易理解，第二裸片52的支撐部分54的豎直延伸(高度)大於第一裸片51的對應的豎直延伸。另外，在水平面xy中，第二裸片52的功能部分55的橫向延伸大於支撐部分54的對應的橫向延伸。
[0070]第二裸片中的ASIC52』與第一裸片51中的微電機結構51』之間的電連接通過引線鍵合技術提供，其中電線57在第二裸片52的第一接觸焊盤56a與由第一裸片51的外表面51a承載的接觸焊盤58之間延伸，接觸焊盤58和與帽元件44接觸的結構層2相對。
[0071]另外，通過例如已經在前述專利申請N0.W02011/076910中描述的類似方式，第二裸片52中的ASIC52』與基礎襯底43 (以及朝向用於外部環境47的電連接元件49的對應的電路徑48)之間的電連接也藉助於引線鍵合技術提供，其中電線60在第二裸片52的第二接觸焊盤56b與耦合元件50以及帽元件44的側壁的端部分上的對應的接觸區域(例如，接觸焊盤34)之間延伸。基礎襯底43可以在內表面43a上承載面向耦合元件50的其它電接觸62，通過此方式可以向電路徑48傳送電信號。
[0072]備選地，電線60可以提供第二裸片52中的ASIC52』與基礎襯底43上的電接觸62之間的直接電連接。
[0073]圖5示出了再次由40指示的集成半導體器件的不同實施方式。
[0074]該實施方式不同於參考圖4所述的實施方式,這是由於第一裸片51和第二裸片52均被耦合至基礎襯底43的內表面43a。再次，裸片51、52並排設置，其中第二裸片52以重疊距離為d至少部分地豎直重疊在第一裸片51上。
[0075]在此情況下，用於向封裝42的內部流體接入的接入開口 46通過基礎襯底43的整個厚度而提供，而不是通過帽元件44的底壁而提供，其在這裡完全連續而沒有任何中斷。
[0076]現在參考圖6a至圖6c提供對用於製造第二裸片52的工藝的第一變體的描述，該第二裸片52被成形以便在封裝42內部分覆蓋第一裸片51。
[0077]詳細地(圖6a)，利用已知的微加工技術在晶片65內提供多個電子電路(示意性示出)，每個電子電路包括ASIC52』，晶片65包括半導體材料的主體(諸如矽)，以及相同主體頂部上的其他絕緣材料層和/或導電材料層。
[0078]具體地，晶片65具有前表面65a和後表面65b,並且電子電路被提供在前表面65a，通過所謂的「前端」機械加工技術適當地彼此相距一定距離設置。
[0079]接下來(圖6b)，例如藉助於定時DRIE (深反應離子蝕刻)從背部執行材料去除，從後表面65b開始，通過此方式以便在晶片65中限定多個溝槽66，每個溝槽66至少部分在對應ASIC52』下面。
[0080]接下來，晶片65被翻轉並且被設置為前表面65a與粘接薄膜67 (所謂的「粘箔」)接觸以便經歷用於將晶片65單一化為多個裸片的鋸切操作。具體地，使用金剛石鋸切切割工具68,從後表面65b開始執行鋸切晶片65,從而在每個溝槽66的末端位置製成凹槽69,通過此方式來分隔並限定多個裸片，每個裸片被設計用於限定相應的第二裸片52，包括相應的支撐部分54和相應的功能部分55，其集成了相應的ASIC52』。
[0081]繼而通過已知方式(這裡未示出)從粘接膜67分離每個裸片，從而準備好在封裝42內裝配以獲得集成器件40。
[0082]現在參考圖7a至圖7c描述用於獲得第二裸片52的製造工藝的第二變體。
[0083]通過類似於已經針對第一變體所描述的方式，通過提供再次由65指示的晶片，工藝開始(圖7a)，其中多個電子電路已經被製成，每個電子電路包括ASIC52』(示意性示出)。
[0084]晶片65繼而被翻轉(圖7b)，並且被設置為前表面65a與粘接膜67接觸以利用此處由68』指示的、例如為金剛石鋸類型的第一切割工具經歷第一鋸切操作，第一切割工具是具有第一尺寸，具體地具有第一寬度(在與後表面65b平行的方向上)。
[0085]第一鋸切操作導致對溝槽66的限定，溝槽66從後表面65b開始在晶片65中延伸。
[0086]接下來，晶片65再次在粘接膜67的頂部翻轉，經歷鋸切操作(圖7c)用於單一化為多個裸片。具體地，通過與先前已經描述的方法類似的方法使用由68指示的、例如金剛石鋸類型的第二切割工具，第二切割工具68具有第二尺寸、具體地具有小於第一寬度的第二寬度(在與後表面65b平行的方向上)。凹槽69因此在每個溝槽66的末端部分處被挖出，通過此方式來分隔並限定裸片，每個裸片被設計為限定相應的第二裸片52，包括相應的支撐部分54和相應的功能部分55，功能部分55集成相應的ASIC52』。
[0087]參考圖8a至圖8d圖示了製造工藝的第三變體以獲得第二裸片52。
[0088]如圖8a所示，再次由65指示的晶片經歷從後部研磨，其中已經提供了多個電子電路，每個電子電路包括ASIC52』(示意性示出)；繼而粘接帶70被層壓在後表面65b上，所謂的BG(後碾)帶。
[0089]晶片65 (圖8b)繼而經歷從前表面65a開始的鋸切，鋸切深度基本對應於總厚度一半，以形成凹槽71 (其具體地分隔相鄰ASIC52』 )。在橫穿晶片65的整個厚度的直通狹縫構成的示例中，還形成對準標記72。
[0090]晶片65繼而被翻轉(圖8c)，並且被設置為前表面65a與粘接膜67接觸，轉而以已知方式由環形框架74(所謂「環」)支撐。在此步驟中，粘接帶70被去除(剝離操作)。
[0091]繼而(圖8d)，晶片經歷從後表面65b開始的鋸切操作，其導致對在晶片65中以諸如到達凹槽71的深度延伸的溝槽66的限定。各個裸片因此被限定在該晶片65中，每個被設計為限定相應的第二裸片52，包括相應的支撐部分54和相應的功能部分55，功能部分55集成相應的ASIC52』。參考從晶片65的後表面65b適當可見的對準標記72執行前述鋸切操作。
[0092]通過未示出的方式，繼而從粘接膜67通過已知技術(操作被稱為「撿起放置」)分隔各個裸片，繼而可用於隨後的裝配操作。
[0093]圖9示出了使用集成半導體器件40的電子裝置80，其封裝42與相同電子裝置80的其他部件一起被方便地焊接至印刷電路板80』 (示意性示出)。
[0094]電子裝置80除了集成半導體器件40還包括微處理器(CPU)81、連接至微處理器81的存儲器區塊82，和同樣被連接至微處理器81輸入/輸出接口 83，例如鍵盤和/或顯
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[0095]集成半導體器件40與微處理器81通信，並且具體地傳送由與MEMS檢測結構相關聯的ASIC處理的電信號。
[0096]還可以存在揚聲器86，用於根據來自集成半導體器件40的電信號(在稍後提供聲換能器的情況下)在電子裝置80的音頻輸出(未示出)上生成聲音。
[0097]電子裝置80優選為移動通信設備，諸如例如手機、PDA、筆記本，還可以是語音記錄器、具有語音記錄操作的音頻文件閱讀器、可視遊戲控制臺、水聽器等。
[0098]通過先前描述用於集成半導體器件的所提出的組件以及相關製造工藝的優勢已經清楚。
[0099]具體地，再次強調封裝內裸片的特殊布置和構造實現了減少集成器件的尤其是在水平面中的障礙物，，因此尤其實現了要獲得的緊湊尺寸。
[0100]與傳統解決方案相比，該解決方案易於實現，就在豎直方向上的重疊而言可以藉助於半導體材料的晶片和封裝組件機械加工的標準技術獲得。
[0101]此外，所描述的解決方案提供了在空間以及尺寸限定方面更大程度的自由度；例如，在MEMS聲換能器的實例中，能夠獲得用於換能器的後室的大容積。
[0102]最後，在不背離本實用新型的如所附權利要求書所限定的範圍的情況下可以對本文所述以及圖示的內容進行修改和改變。
[0103]例如，可以設想組件的元件的不同幾何配置，例如關於第二裸片52，其在任意情況
下保證豎直重疊。
[0104]此外，可以設想相關製造工藝的其他改變。例如，功能部分55可以在與支撐部分54的主體不同的主體中提供，支撐部分54通過標準技術(例如，藉助於粘接鍵合)與功能部分55耦合以獲得期望的結構。
[0105]此外，通過明顯的方式，所表述的組件的解決方案有利地應用於包括至少兩個半導體材料的裸片的任意集成器件，從而實現減少對應封裝的阻礙物。特別地，在不需要與外部環境流體連通的情況下，封裝可以清楚地不設想朝向外部的接入開口。
【權利要求】
1.一種半導體集成器件組件(40)，其特徵在於，包括: 封裝(42)，限定內部空間(45)； 第一裸片(51)，包括半導體材料；以及 第二裸片(52)，與所述第一裸片(51)不同，也包括半導體材料； 所述第一裸片(51)和所述第二裸片(52)被耦合至所述封裝(42)的面向所述內部空間(45)的內表面(43a;44a)， 所述第二裸片(52)被成形以便在所述內表面(43a;44a)之上部分地與所述第一裸片(51)重疊。
2.根據權利要求1所述的組件，其特徵在於，其中所述第一裸片(51)集成微機械檢測結構(51』)，並且所述第二裸片(52)集成ASIC (52』)，所述ASIC (52』 )在功能上耦合至所述微機械檢測結構(51』 ) ο
3.根據權利要求1或2所述的組件，其特徵在於，其中所述第二裸片(52)包括直接耦合至所述內表面(43a;44a)的第一部分(54)，以及由所述第一部分(54)支撐的第二部分(55)，以此方式以在距所述內表面(43a;44a) —定距離處以懸臂樣式懸置，從而以重疊距離(d)與所述第一裸片(51)重疊。
4.根據權利要求3所述的組件，其特徵在於，其中所述第一部分(54)和所述第二部分(55)是同一主體(65)的構成部分，包括半導體材料。
5.根據權利要求3所述的組件，其特徵在於，其中所述第二部分(55)集成ASIC(52』)，並且在其不面向所述第一裸片(51)的外表面(55a)上承載第一連接焊盤(56a);還包括所述第一連接焊盤(56a)與由所述第一裸片(51)的面向所述第二裸片(52)的相應外表面(51a)所承載的相應連接焊盤(58)之間的電連接線(57)。
6.根據權利要求3所述的組件，其特徵在於，其中所述第一部分(54)具有沿與所述內表面(43a;44a)正交的方向(z)的、大於所述第一裸片(51)的對應豎直尺寸的豎直尺寸。
7.根據權利要求1或2所述的組件，其特徵在於，其中所述封裝(42)包括基礎襯底(43)和帽元件(44)，共同限定所述內部空間(45);其中所述基礎襯底(43)具有面向所述內部空間(45)的外部並且承載電接觸(49)的外表面(43b)，並且所述帽元件(44)具有杯形構造；並且其中所述內表面(44a)是所述帽元件(44)的面向所述內部空間(45)的內壁。
8.根據權利要求1或2所述的組件，其特徵在於，其中所述封裝(42)包括基礎襯底(43)和帽元件(44)，共同限定所述內部空間(45);其中所述基礎襯底(43)具有面向所述內部空間(45)的外部並且承載電接觸(49)的外表面(43b)，並且所述帽元件(44)具有杯形構造；並且其中所述內表面(43a)是所述基礎襯底(43)的面向所述內部空間(45)並且與所述外表面(43b)相對的內壁。
9.根據權利要求7所述的組件，其特徵在於，其中所述封裝(42)具有通過所述基礎襯底(43)與所述帽元件(44)之間至少一個的接入開口(46)，被設計為設置所述內部空間(45)與外部環境(47)連通；並且其中所述第一裸片(51)集成MEMS聲換能器(1)，包括懸置在空腔(3)之上並且面向剛性板(5)的隔膜(2);所述第一裸片(51)被布置在所述接入開口(46)與所述內部空間(45)之間，其中所述空腔(3)與所述接入開口(46)流體連通。
10.根據權利要求7所述的組件，其特徵在於，其中所述帽元件(44)是具有側壁的杯形；所述側壁藉助於耦合元件(50)被耦合至所述基礎襯底(43)，所述耦合元件(50)至少部分地包括導電材料；其中電連接(60)藉助於所述耦合元件(50)和由所述側壁承載的接觸區域(34)提供在所述第二裸片(52)與所述基礎襯底(43)之間，並且所述接觸區域(34)被設置為與所述耦合元件(50)接觸。
11.一種電子裝置(70)，其特徵在於，包括根據前述權利要求中任意一項的半導體集成器件組件(40)，所述電子裝置(70)選自包括如下裝置的組:手機、PDA、筆記本、語音記錄器、具有語音記錄器功能 的音頻閱讀器、可視遊戲控制臺、水聽器。
【文檔編號】H04R19/00GK203411319SQ201320346590
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年6月14日 優先權日:2012年6月14日
【發明者】S·康蒂, B·維格納 申請人:意法半導體股份有限公司, 意法半導體國際有限公司