[发明专利]具有位于MEMS裸片下面的COMS裸片的封装

说明书

技术领域

本发明涉及用于MEMS换能器的封装，具体地，涉及具有减小的占用面积（footprint）的MEMS封装。

背景技术

在本领域中，构建用于容纳微机电系统（MEMS）麦克风的封装是已知的。典型的封装包括MEMS换能器裸片连同单独的互补金属氧化物半导体（CMOS）裸片（die），CMOS裸片用于对MEMS换能器裸片所产生的信号的放大。这些裸片以并排的方式安装在封装内的基板上，并且彼此引线接合（wire bond）且与基板引线接合。关于这种类型构造的示例，可以参照编号为6,781,231和7,242,089的美国专利，通过引用将其公开内容结合于本文中（包括用于构造这类封装的材料、MEMS裸片和CMOS裸片；所有部分/组件的尺寸范围；机械和/或电气连接方法；以及任何相关的制造细节）。图1还提供了这一构造的示例。封装101包括基板102和盖103。封装101具有附接至基板102的MEMS换能器裸片104和CMOS裸片106。由于声学端口108的位置在换能器104的上面，因此换能器104的膜片105将封装101分成后腔107和前腔109（与声学端口108相邻）。如上文所描述的那样，减小了封装的占用面积是所期望的，这样可以更好地适应各种消费电子设备，例如手机、音乐播放器、计算设备等。

为此，已经尝试将给定封装的裸片堆叠以减小封装的占用面积。例如，参见图2中的封装201。在该构造中，CMOS裸片206至少部分位于MEMS裸片204的下面以减小封装的占用面积。关于CMOS裸片206至少部分位于MEMS裸片204下面的主要的缺点在于，通过这样做，或者增加了封装的高度，或者如果MEMS裸片204变薄，则封装的后腔207减小，因此消极地影响麦克风的灵敏度和信噪比。本发明的至少一个目的是要解决该问题。

附图说明

为了更完整地理解本发明，应参照下文的详细描述和附图，其中：

图1是现有技术的封装的截面图，该封装包括并排构造的单独的CMOS和MEMS裸片；

图2是现有技术的封装的截面图，该封装包括堆叠构造的单独的CMOS和MEMS裸片；

图3是本发明实施方式中的封装的截面图，该封装具有位于MEMS裸片下面的CMOS裸片；

图4是本发明的另一实施方式的具有位于MEMS裸片下面的CMOS裸片的封装的截面图，其中，CMOS裸片是倒装的，MEMS裸片是引线接合的，并且其中，声学端口位于基板内；

图5是本发明的封装的另一实施方式的截面图，其中该封装具有位于MEMS裸片下面的CMOS裸片，并且其中，声学端口位于MEMS裸片下面的基板内；

图6是本发明的封装的另一实施方式的截面图，其中该封装具有位于MEMS裸片下面的CMOS裸片，其中，声学端口位于基板内，但是相对于CMOS裸片偏移；

图7是本发明实施方式中的MEMS裸片的仰视立体图，其中，MEMS裸片包括穿过后腔的侧壁的局部切口（cut）；

图8是本发明的其中CMOS裸片部分地嵌在MEMS裸片下面的实施方式的立体图，其中，MEMS裸片包括穿过后腔的侧壁的局部切口；

图9是本发明的实施方式的封装的截面图，其中，CMOS裸片部分地嵌在MEMS裸片下面，MEMS裸片具有穿过后腔的侧壁的局部切口，并且其中，MEMS裸片具有与之相关联的通道。

具体实施方式

虽然公开的本发明能允许具有各种修改和替代形式，但是在附图中通过示例示出了某些实施方式并且本文将详细地描述这些实施方式。然而，应理解的是，本公开内容并不旨在将本发明限于所描述的具体形式，而与此相反，本发明旨在涵盖落在所附的权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、替代和等同。此外，应理解的是，相似的标号指代相似的部件。

如上文所述，MEMS麦克风的膜片有效地将封装分成两个声学空间（volume），表示为前部空间和后部空间。前部空间是该封装的与声学端口相邻的部分，而后部空间是该封装的在该膜片的与声学端口所在的位置相反侧上的部分。后部空间的大小是关键的声学参数，并且有助于麦克风的灵敏性和信噪比。后部空间的最大化能够使麦克风的声学性能最大化。

在一个实施方式中，提供一种封装。该封装包括基板和盖。MEMS裸片位于基板上。CMOS裸片位于MEMS裸片的下面。CMOS裸片具有空间。声学端口位于封装内，其中，封装具有位于MEMS裸片和基板之间的后部空间。存在有效后部空间，有效后部空间等于后部空间减去CMOS裸片的体积。

在一个实施方式中，声学端口在盖内。