[发明专利]微电子部件的封装及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电子部件的封装，其包括：载体元件，该载体元件具有导线；微电子部件，其被安装在载体元件上并且经由键合线连接到导线；以及密封材料，其用于密封键合线并暴露微电子部件的上表面的中心区。

背景技术

微电子部件的这种封装是公知的。下面描述现有技术中已知的这类封装的两种常见设计，以给出本发明的介绍。在图1和2中示出了这些设计，其中相同的标号表示相同或相似的部分。图1示出微电子部件的封装的示意截面图。封装10包括载体元件12，其具有包括导线14的第一侧16。微电子部件20通过粘合剂22安装在衬底的裸片焊盘18上，粘合剂22通常是导电和/或导热粘合剂。以这种方式，裸片焊盘(优选地包括金顶层)可以充当散热以及接地区域。典型地，微电子部件和裸片焊盘为四边形或甚至正方形的形状。微电子部件20具有第一表面24以及与第一表面24朝向相反的第二表面23。微电子部件通过它的第二表面23连接到载体元件12的第一侧16。微电子部件20包括在图中示意性示出的接触端子26或键合焊盘。接触端子26经由各个键合线(例如细金线)28被连接到各根导线14，一个末端附着于导线14而另一末端附着于微电子部件20。导线为作为微电子装置的完整封装提供输入和/或输出端子用以接收输入信号或提供输出信号。由于进行这种键合的方法是公知的，所以在此不必详细说明。

外层32，诸如阻焊层，覆盖了载体元件12的导线14中的一部分，层32确定了在第一侧16的连接区域34。连接区域34被用来把微电子装置连接到外部。例如区域34能被焊接或连接到其它电子装置或部件的连接器或端子。通常也已知这种连接，在这里不需要进一步说明。

密封材料30部分地密封载体元件12、微电子部件20和键合线28的组件。这种密封材料典型地包括一种聚合材料，通过某种注入装置把所述聚合材料注入到各个区域上。通常使用环氧基材料，其在注入后固化，在微电子部件周围形成环氧材料的闭环。注入装置被分别恰好定位在第一侧上和在第一表面上，并且在分配环氧材料时按照期望的图形移动，硬化后环氧材料形成上述闭环。在现有技术中，密封材料30有时指的是圆顶封装材料或圆顶封装环。固化后，密封材料30分别确定处在第一侧16上的外边缘36和处在第一表面24上的内边缘38。

内边缘38确定了微电子部件的暴露的中心区40。很多不同类型的微电子装置需要在密封塑性封装中开口，以暴露一个对周围环境敏感或活性(active)的区域。第一例子是微机电系统(MEMS)，诸如安全气囊加速记和陀螺装置，这些装置包含独立式的结构，这些结构必须能移动、旋转等。同样地，具有化学敏感、压力敏感、或温度敏感区域的微传感器也必须通过传感器表面上的没有遮挡地暴露的区域暴露于环境。最后，光学活性微电子装置需要通过塑性封装中的开口或暴露区域进行光访问。光学活性装置的例子是电荷耦合器件(CCD)、光电池、光电二极管、和垂直空腔表面发射激光器(VCSEL’S)。这些装置中某些发射光而某些接收光；它们都被认为是“光学活性”的。所有装置的共同点是它们在一个表面上包含传感元件，这个传感元件必须没有遮挡地暴露于环境中以接收或提供来自外部环境的各个输入或输出信号。实际上已知这些类型的微电子装置的功能，因此在这里就不详细讨论。

如图1所示的这种微电子装置的一个问题是中心区40的总表面积难以控制。当密封材料被注入时，它将朝着图1中的箭头A、B和C所指示的方向流动。密封材料的最后形状至少依赖这些参数：注入过程、注入材料的材料特性(尤其它的流变能力特性)、注入前封装的确切几何形状和固化参数。考虑到这么多的影响因素，当注入密封材料时，很难获得关于中心区的总表面积的高处理可靠性。这样会减小必须没有遮挡地暴露的微电子部件上的传感元件的操作窗口，从而将导致收率损失大。当中心区被限制太多时，微电子部件不能正确地工作。因此，需要影响或控制密封材料的最后形状，尤其是控制其内边缘的形成。