具有复合基板的凹穴封装件的制作方法
【专利摘要】本公开涉及具有复合基板的凹穴封装件。公开了集成设备封装件。封装件可以包括封装基板，所述封装基板包括复合模具垫，所述复合模具垫可以具有上表面和沿垂直方向与上表面间隔的下表面。复合模具垫可以包括绝缘体模具垫和金属模具垫。绝缘体模具垫和金属模具垫可以沿垂直方向相互相邻设置。基板可以包括在复合模具垫周长的至少一部分的周围设置的多个引线。集成设备模具可以安装至复合模具垫的上表面上。
【专利说明】具有复合基板的[H]穴封装件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有2015年4月10日提交的美国临时专利申请N0.62/145，713的优先权，其全部内容出于所有目的作为整体通过弓I用并入本文。
技术领域
[0003]技术领域总体上涉及具有复合基板的凹穴封装件(cavitypackage)。
【背景技术】
[0004]在多种集成设备中，对应力敏感型组件进行封装以集成较大的电子系统是具挑战性的。例如微机电系统(MEMS)设备如加速计、陀螺仪等，可以包括对来自模具材料或包封料的压力敏感的可移动组件。具有绝对输出需求的电路(例如参考电压电路)也可以对封装压力具有相似的敏感性。此外，封装基板的外部负载可以导致大量问题，例如校准不精确。因此，对于改进的封装技术存在持续的需求。
【发明内容】
[0005]在一个实施方案中，公开了集成设备封装件。封装件可以包括封装基板。封装基板可以包括绝缘体模具垫，所述绝缘体模具垫包括绝缘材料和在绝缘体模具垫周长的至少一部分周围设置的多个引线(lead)。封装件可以包括安装于绝缘体模具垫之上的集成设备模具。封装件可以包括安装至封装基板以限定凹穴的封装盖，集成设备模具处于凹穴内。
[0006]在另一个实施方案中，公开了集成设备封装件。封装件可以包括包含模制引线框架(molded Ieadframe)的封装基板，其中金属引线框架至少部分地嵌入模制材料(moldingmaterial)中。封装基板可以包括环形金属环，模具垫设置于环形金属环中，多个引线在模具垫周长的至少一部分周围设置。封装件可以包括安装至封装基板上表面上的模具垫的集成设备模具。
[0007]在另一个实施方案中，公开了集成设备封装件的制备方法。所述方法可以包括提供包含绝缘体模具垫的封装基板，所述绝缘体模具垫包括绝缘材料和在绝缘体模具垫周长的至少一部分周围设置的多个引线。所述方法可以包括将集成设备模具安装于绝缘体模具垫之上。所述方法可以包括将封装盖安装至封装基板以限定凹穴，以使集成设备处于凹穴内。
[0008]本说明书中所描述主题的一个或多个实施的细节在下面的附图和说明书中示出。其他性质、方面和优势将由说明书、附图和权利要求而变得显而易见。需要注意的是，以下附图的相对尺寸并非按比例绘制。
【附图说明】
[0009]将引用以下附图对本发明的具体实施进行描述，所述附图以示例而非限定性方式提供。
[0010]图1A是根据一个实施方案的集成设备封装件的顶部、左侧和前方示意性透视图。
[0011]图1B是图1A中所示封装件的底部、左侧和前方示意性透视图。
[0012]图1C是图1A-1B的封装件中使用的封装基板的顶部、左侧和前方示意性透视图。
[0013]图1D是图1C的封装基板的顶部和前方示意性透视剖视图。
[0014]图1E是图1A-1B中所示封装件的顶部、左侧和前方示意性透视剖视图。
[0015]图1F是根据另一个实施方案的封装件的顶部、左侧和前方示意性透视剖视图。
[0016]图2A是根据另一个实施方案的集成设备封装件的底部、左侧和前方示意性透视图。
[0017]图2B是图2A中所示封装件的顶部、左侧和前方示意性透视剖视图。
[0018]图2C是图2B中所示熔合的引线结构的放大图。
[0019]图2D是根据多个实施方案的封装基板的示意性透视图，其中一个实施方案的引线以实线显示，模制材料以虚线显示。
[0020]图3A是根据另一个实施方案的集成设备封装件的顶部、左侧和前方示意性透视图。
[0021 ]图3B是图3A中所示封装件的底部、左侧和前方示意性透视图。
[0022]图3C是图3A-3B中所示封装件的顶部、左侧和前方示意性透视图，其中出于说明的目的将盖移除。
[0023]图4A是根据另一个实施方案的封装基板的底部示意性透视图。
[0024]图4B是根据另一个实施方案的封装基板的底部示意性透视图。
[0025]图4C是图4B的实施方案中使用的金属引线框架的上方表层的示意性透视图。
[0026]图4D是图4C中所示金属引线框架的底部表面的示意性透视图。
[0027]图4E是集成设备模具的顶部、左侧和前方示意性透视图，所述集成设备模具安装至图4C的金属引线框架的上方表层，其中出于说明的目的将模制材料省略。
[0028]图4F是集成设备模具的顶部、左侧和前方示意性透视图，所述集成设备模具安装至图4C的封装基板的上方表层，其中出于说明的目的示出模制材料，将盖省略。
【具体实施方式】
[0029]在本文中公开的多个实施方案中，集成设备模具可以封装于设备封装件中，例如弓I脚架构芯片级封装(LFCSP)。例如，微机电系统(MEMS)模具(例如陀螺仪、加速计等)可以安装至封装基板，例如引线框架。封装基板可以包括模制引线框架，例如预模制或嵌入塑料模制材料中的金属引线框架。与小外形集成电路(SOIC)凹穴封装件相比，模制引线框架在LFCSP封装件中用作封装基板可以有利地减少生产或封装成本，并且有助于使用盖产生用于过于敏感而无法进行二次模制(overmolding)的设备的凹穴封装件。此外，与基于印制电路板(PCB)的栅格阵列(LGA)凹穴封装件相比，LFCSP封装件可以表现出改良的可靠性。
[0030]在本文中公开的多个实施方案中，封装盖可以在模具上方安装至封装基板以形成凹穴，设备模具处于凹穴内。有利地，与其他封装件例如二次模制的或包封的(encapsulated)封装件相比，使用凹穴封装件可以减少施加于设备模具上的外部应力的量。例如，在运动传感器封装件中，设备模具(例如MEMS模具)可以包括一个或多个可移动组件，其应答于外力或加速而振动或移动。在气体凹穴内设置设备模具可以有利地将可移动组件与封装件或系统的其他部分分离开来，所述其他部分可以引发对正在移动的组件的应力。类似地，相对于二次模制包封，参考电压电路以及具有绝对输出需求的其他电路可以受益于凹穴封装件。
[0031]在一些布置中，使用引线框架可以产生刚性相对较低的封装件，这易受外部负载条件的影响，且可以导致校准不精确。例如，常规金属引线框架相对较细(例如厚度少于或大约12毫米)，这可以降低封装件的总体刚性。掺入相对较细的引线框架的封装件(因而刚性相对较低)更易受外部负载或应力的影响。此外，掺入相对较细的引线框架的封装件具有较低的共振频率，这可以增加失败或校准误差的风险。因此，对于基于引线框架的封装件存在持续的需求，在所述封装件中，封装基板具有足够高的刚性和/或厚度，以使向模具传动的应力最小化。
[0032]在本文中公开的多个实施方案中，封装基板可以包括模制引线框架，其中金属引线框架至少部分地嵌入模制材料中。集成设备模具可以安装并附着于复合模具垫上，所述复合模具垫包括金属材料(例如金属引线框架材料)和绝缘材料(例如金属引线框架嵌入其中的模制材料)两者。绝缘材料例如可以是塑料或陶瓷模制材料。在一些实施方案中，模制材料可以包括填充材料(例如导电填充物)，例如以增加热传导性而不使引线发生短路。复合模具垫可以具有上表面和沿垂直方向与上表面间隔的下表面。复合模具垫可以包括绝缘体模具垫和金属模具垫。绝缘体模具垫和金属模具垫可以沿垂直方向相互相邻设置，以使金属模具垫可以位于绝缘体模具垫上方、下方或嵌入其中。多个引线可以在复合模具垫周长的至少一部分的周围设置。引线可以嵌入模制材料中而在底部和/或外边缘暴露，并且电学上相互分离且由模制材料与复合模具垫分离开来。
[0033]有利地，绝缘体模具垫(例如包括模制材料)的厚度可以选择为达到所期望的基板刚性。在一些实施方案中，绝缘体模具垫可以选择为足够厚，以使从基板传动至集成设备模具的应力不会损害设备模具的功能性。此外，可以通过选择绝缘体模具垫的相应厚度，对封装件的共振频率进行调节。因此，即使在绝缘体模具垫的厚度是固定的或者由金属引线框架的供应商或制造商预设的情况下，绝缘体模具垫的厚度可以发生改变，以调节封装件的厚度和/或共振频率，而不必调节引线的厚度。因此，在一些说明性实施方案中，复合模具垫厚于金属引线。
[0034]图1A是根据一个实施方案的集成设备封装件I的顶部示意性透视图。图1B是图1A中所示封装件的底部示意性透视图。如图1A-1B中所显示，封装件I可以包括封装基板2和安装至封装基板2的上表面11的盖6。盖6可以包括定型金属盖或定型塑料盖，并且可以用金属覆盖。如下面对于图1E的更多细节中所阐释，当安装至封装基板2时，盖6的形状可以限定凹穴。在其他实施方案(未显示)中，封装基板可以具有与平面盖共同限定凹穴的壁。在一些实施方案中，盖6可以电学接地(electrically grounded)以形成射频(RF)屏蔽，以使封装件的组件屏蔽电磁辐射。例如，盖6可以通过导电环氧树脂安装至基板6的上表面11，以提供盖6和电学接地引线之间的电学连接。通气孔7可以限定为穿过封装件基板2的下表面12(例如穿过基板2的引线)，以允许当盖6附着到基板2上和/或当封装件安装至较大的电子设备(例如系统板)时，封装件I内的空气能够逃逸。盖安装至系统板后和/或安装至系统板的过程中，通气孔7可以任选地被塞住。图1A-1B中标记的一些性质在下面对于图1C-1D中进行描述。
[0035]图1C是图1A-1B的封装件I中使用的封装基板2的顶部示意性透视图。图1D是图1C的封装基板2的侧横截面示意性透视图。图1A-1D中所示封装基板2可以包括模制引线框架基板，其包括嵌入或预模制入塑料模制材料3的金属引线框架。金属引线框架可以包含金属模具垫4和多个引线5。模制材料3可以模压形成金属模具垫4和引线5的至少一部分。如图1B-1D中所示，封装基板2可以包括复合模具垫20，多个电引线5可以至少部分地在复合模具垫20周长的周围设置。引线5可以在下表面12和/或封装基板2的侧边缘处暴露，并且可以配置为以适宜的电学连接方式(例如焊接)电学连接至系统板，例如印制电路板(PCB)。金属引线框架可以包括任何适宜的导体，例如铜或合金42。模制材料3可以包括任何适宜的聚合物，例如环氧模塑料或液晶聚合物(LCP)。在多个实施方案中，封装盖6可以包括金属(例如铜或不锈钢)或者用金属涂覆的塑料(例如LCP或聚苯硫醚PPS)。
[0036]如图1B-1D中所示，复合模具垫20可以包括金属模具垫4和绝缘体模具垫8。绝缘体模具垫8可以包括模制材料3的一部分，金属模具垫4可以包括金属引线框架的一部分。绝缘体模具垫8可以邻近金属模具垫4垂直设置。在图1A-1D的实施方案中，绝缘体模具垫8可以设置于金属模具垫4的顶部，以使绝缘体模具垫8暴露于并且部分地限定封装基板2(或复合模具垫20)的上表面11，金属模具垫4暴露于(或至少部分地限定)封装基板2(或复合模具垫20)的下表面12。然而，在其他实施方案中，将金属模具垫4设置于绝缘体模具垫8的顶部是适宜的，以使金属模具垫4暴露于并且部分地限定封装基板2(或复合模具垫20)的上表面11，绝缘体模具垫8暴露于(或至少部分地限定)封装基板2(或复合模具垫20)的下表面12。在其他布置中，模具垫20可以仅包括模制材料(或绝缘体模具垫)(参见例如图1F)。
[0037]复合模具垫20可以选择为具有一定的厚度，所述一定的厚度给予封装件I足以适应外部负载和较大电子系统运行过程中可能经历的振动的刚性。例如，在常规引线框架封装件中，引线框架可以具有预设的厚度(例如少于或大约12毫米)，这限制了设计具有足够刚性、用于某些模具类型(例如加速计和陀螺仪)的封装件的能力。在本文中公开的实施方案中，可以对模制材料3(以及因而绝缘体模具垫8)的厚度进行调整，以给予封装件I期望的刚性和/或共振频率。因此，在所公开的实施方案中，封装件刚性和/或共振频率可以通过挑选绝缘体模具垫8的相应厚度来进行选择，即使在金属模具垫4的厚度是固定的或者由第三方例如金属引线框架的供应商或制造商预设的情况下。
[0038]例如，在多个实施方案中，复合模具垫20的厚度Tc可以在50微米至2mm的范围内、50微米至1.5mm的范围内或更具体地50微米至Imm的范围内。在一些布置中，金属模具垫4的厚度Tm可以在50微米至500微米的范围内、75微米至350微米的范围内或更具体地100微米至300微米的范围内。绝缘体模具垫8的总体或全部厚度Ti可以少于2mm、少于1.95mm、少于1.5_、少于1.45mm、少于1.2mm。绝缘体模具垫8的总体或全部厚度Ti可以在50微米至2mm的范围内或50微米至1.5mm的范围内。
[0039]此外，如图1C-1D中所示，引线5可以包括内部引线部分5a和外部引线部分5b。内部引线部分5a可以相对于外部引线部分5b向复合模具垫20内向延伸，以有利于电学连接至模具(例如经由引线接合)。例如，如图1D中所示，每条引线5的内部引线部分5a可以垂直偏移(offset)于外部引线部分5b的上方，以使内部引线部分5a暴露于封装基板2的上表面11处。所暴露的内部引线部分5a可以用作用于引线接合或其他电学连接的电学接触，以连接至一个或多个集成设备模具。外部引线部分5b可以设置于内部引线部分5b的下方，以使暴露于封装基板2的下表面12处。外部引线部分5b可以用作用于连接至较大电子系统的系统板的电学接触。例如，较大电子系统(例如计算机设备、机动车等)的系统板可以焊接至引线5的外部部分5b。生成的悬突(overhang)(例如通过引线5和金属模具垫下表面的半蚀刻部分)可以辅助嵌入模具中，引线5外部部分5b的外边缘处的悬突可以辅助焊接接头的肉眼观察。
[0040]此外，封装基板2可以包括围坝(dam)9，其尺寸和形状适于接收封装盖6的远端部分或唇部。例如，如图1C-1D中显示，围坝9可以包括内环形壁1a和与内壁1a隔开的外环形壁1b。围坝9可以包括基板2的模制材料3的一部分。有利地，围坝9的尺寸能够帮助盖6与基板2成一线。此外，围坝9能够帮助阻止环氧树脂渗出而使盖6连接到基板2上。例如，围坝9能够阻止环氧树脂漏出封装件外和/或漏至模具垫20上，并且可以辅助盖凸缘或唇部嵌入环氧树脂中。
[0041]图1E是图1A-1B中所示封装件I的横截面示意性透视图。如图1D中所显示一个或多个集成设备模具可以安装至封装基板2的上表面11。例如，第一集成设备模具13可以通过设置于模具13和复合模具垫20之间的粘接剂安装至复合模具垫20。在图1E的实施方案中，第一集成设备模具13可以粘接至绝缘体模具垫18的上表面11(参见图1C)。第二集成设备模具14和第三集成设备模具15可以安装至第一集成设备模具13上。尽管图1D中未示出，第一集成设备模具13可以通过一个或多个接合线或其他电学连接物电学连接至引线的内部引线部分5a。第二集成设备模具14和第三集成设备模具15中的每个可以通过线接合或者以倒装芯片连接的方式电学连接至第一集成设备模具13上的相应接合垫上。或者，第二和第三设备模具14、15可以以例如接合线的电学连接物的方式电学连接至内部引线部分5a。
[0042]图1E中所示的设备模具13-15可以是任何适宜类型的集成设备模具，例如集成电路模具(例如专用集成电路(Applicat1n-Specif ic Integrated Circuit))、微机电系统(MEMS)模具或任何其他类型的模具。在所示实施方案中，第一模具13可以包括处理器模具，第二和第三模具14、15可以包括移动传感模具，例如MEMS移动传感模具。例如，第二模具14可以包括加速计模具，第三模具15可以包括陀螺仪模具，或者反之亦然。在这些实施方案中，第一模具13可以接受和处理由第二和第三模具14、15传导的电学信号。第一模具13(和/或第二和第三模具14、15)可以通过引线5与较大电子系统电学通信。
[0043]此外，如图1E中所示，封装盖6可以安装至基板2的上表面11(参见图1C)，以限定出凹穴16，模具13-15设置于其中。有利地，凹穴6可以包括气穴(air cavity)，其可以用于机械地将模具与外力和振动分离。盖6可以包括从盖6的壁向外延伸的唇部17。唇部17可以用作盖6的底座(foot)或支撑面，并且可以设置于围坝9的壁10a、10b之间。唇部17和基板2之间可以施用粘接剂(例如导电环氧树脂或焊料)，以使盖6附着至基板2。在一些实施方案中，还可以将一部分粘接剂放置到唇部上方，以辅助使盖6锁定或附着至基板2。在一些实施方案中，粘接剂可以接触引线或基板2的其他电学接触物，以使盖6电学连接至地面以形成RF屏蔽。
[0044]如图1E中所显示，集成设备模具13-15中每一个的主要表面区域可以小于绝缘体模具垫8的主要表面区域和金属模具垫4的主要表面区域。设备模具13-15可以设置于复合模具垫20的顶部，以使平行于垂直方向的平面可以穿过绝缘体模具垫8、金属模具垫4和设备模具13-15之一。进一步地，平行于垂直方向并且穿过集成设备模具13-15之一的每个平面还可以穿过绝缘体模具垫8的至少一部分和金属模具垫4的至少一部分。
[0045]在多个实施方案中，金属引线框架可以利用适宜的遮蔽和材料移除步骤(例如蚀刻步骤)图案化(be patterned)，以限定金属模具垫4和引线5。所得金属引线框架可以被模制(例如通过注入模制、二次模制或任何其他适宜的技术)，以使金属模具垫4和引线5至少部分地嵌入或模制入模制材料3中。集成设备模具13-15可以通过粘接剂安装至封装基板2的上表面11，并且电学连接至相应的引线5(例如通过接合线)。盖6可以安装至基板2模具13-15的上方，以使模具13-15处于凹穴16内。在一些实施方案中，盖6可以通过导电粘接剂(例如环氧树脂或焊料)附着至基板2上，以使盖6接地并且形成RF屏蔽。应当领会的是，模制引线框架可以包括引线框架较大阵列的一部分，引线框架的阵列可以分隔(例如通过锯断)，以在例如模制后限定多个封装基板2。
[0046]有利地，图1A-1E中显示的封装件I能够使得使用模制引线框架凹穴封装件可以精确地选择或控制封装刚性和共振频率。在仅包括金属模具垫的其他封装件中，压力、振动和焊接接头的可靠性可以受可利用的引线框架厚度和可制造性(manuf a c tur ab i I i t y)限制。通过使用复合模具垫20，总体模具垫的厚度可以通过应用不同量的模制材料3以限定绝缘体模具垫8而变化。因此，可以通过使用具有预设厚度的金属模具垫4以及通过调整(在模制步骤过程中)用于绝缘体模具垫8的模制材料3的厚度，可控地调节复合模具垫20的刚性和其他机械性质。刚性可以通过模制材料3的厚度进行调整(tune)，以更好地限制外部压力传动至模具。尽管还可以省去金属模具垫4，保留金属模具垫4可以有利地减少具有给定刚性的模具平台的厚度。
[0047]图1F是根据另一个实施方案的封装件I的横截面示意性透视图。除非另有说明，图1F的部件可以具有与图1A-1E中所示那些类似的参考数值。与在图1A-1E的实施方案中不同，在图1F的布置中，模具13-15安装至包括绝缘体模具垫8的模具垫区域上，其可以不包括金属模具垫。在所示实施方案中，模具垫仅仅(或基本上仅仅)包括绝缘材料，例如模制材料
3。因此，在图1F中，模制材料3可以暴露于封装基板2的上表面11和封装基板2的下表面12两者处。如图1A-1E的实施方案，绝缘体模具垫8的厚度可以在设计模具时进行选择，以达到期望的封装刚性和/或共振频率。绝缘体模具垫8的总体厚度可以与上面关于图1A-1E的绝缘体模具垫8所公开的总体厚度的范围相同，例如，在大约50微米至2mm的范围内。
[0048]图2A是根据另一个实施方案的集成设备封装件I的底部示意性透视图。图2B是图2A中所示封装件I的横截面示意性透视图。除非另外指出，图2A-2B中使用的参考数值代表由图1A-1E中使用的相同参考数值指示的那些部件相同或大体上相似的部件。例如，如图1A-1E中所示的实施方案，封装件I可以包括封装基板2、安装至封装基板2的一个或多个模具13-15以及安装至封装基板2以限定凹穴16的盖6，其中模具13-15处于凹穴内。模具13-15可以以适宜的电学连接物(例如接合线(未显示))的方式电学连接至引线5的内部引线部分5a。外部引线部分5b可以配置为以例如锡球(solder ball)的形式电学连接至系统板。如图1A-1F的实施方案，盖6可以附着至基板2，以使盖6的唇部17处于基板2的围坝9内。粘接剂(例如导电环氧树脂或焊料)可以设置于唇部17和基板2之间，还可以设置于唇部17顶部的上方，以保证盖6附着至基板2。
[0049]此外，如图1A-1E的实施方案，模具13-15可以安装至复合模具垫20，所述复合模具垫20可以包括金属模具垫4和绝缘体模具垫8。然而，与图1A-1E中所示实施方案不同，在图2A-2B的实施方案中，金属模具垫4可以嵌入绝缘体模具垫8内。例如，如图2B所显示，金属模具垫4可以设置于上方绝缘体垫8a和下方绝缘体垫8b之间。上方和下方绝缘体垫8a、8b可以绕金属模具垫4的周长(或其一部分)相连，以使金属模具垫4基本上被包围或嵌入绝缘体模具垫8中。如图1A-1E的实施方案，绝缘体模具垫8(包括上方和下方垫8a、8b)可以包括模制材料3的一部分，金属垫4可以包括金属引线框架的一部分。因此，在图2B的实施方案中，上方绝缘体垫8a可以暴露于基板2的上表面11处，下方绝缘体垫Sb可以暴露于基板2的下表面12处。
[0050]有利地，绝缘体模具垫8的厚度可以选择为提供足以承受运行负载和振动的复合垫20的总体厚度(即上方垫8a的厚度、金属模具垫4和下方垫8b的厚度的总和)。如图1A-1B的实施方案，总体厚度可以选择为控制封装件I的共振频率和刚性以限制过多的外部压力传动至模具13-15。
[0051 ]例如，在多个实施方案中，上方绝缘体垫8a的厚度可以在25微米至2mm的范围内、50微米至Imm的范围内或更具体地50微米至500微米的范围内。下方绝缘体垫8b的厚度可以在25微米至2mm的范围内、50微米至Imm的范围内或更具体地50微米至500微米的范围内。绝缘体模具垫8的总体或全部厚度(即上方和下方绝缘体垫8a、8b的厚度总和)可以在50微米至4mm的范围内、50微米至2mm的范围内或更具体地100微米至Imm的范围内。金属垫4的厚度可以在50微米至500微米的范围内或100微米至300微米的范围内。
[0052]此外，如图2B中所示，封装基板2可以包括熔合的引线结构18，其可用于使封装件I接地，例如通过提供熔合的引线结构18和较大电子系统的系统板的相应接地垫21之间的电学连接。图2C是图2B中所示熔合的引线结构18的横截面示意性放大透视图。熔合的引线结构18可以包括金属引线框架的一部分，所述金属引线框架配置为提供连接至电学地线。例如，如图2C所示，熔合的引线结构18可以设置于由两个壁10a、10b限定的围坝9的下方。盖6的唇部17可以以电学粘接剂22(例如环氧树脂或焊料)的方式与熔合的引线结构18电学接触。因此，熔合的引线结构18可以用于使盖6电学接地，以形成RF屏蔽。应当领会的是，尽管未连同图1A-2E进行阐述，图2A-2B的熔合的引线结构18还可以与图1A-1E的实施方案联用。
[0053]图2D是依照各种实施方案的包装基板2的示意性剖视图。在图2D中，出于清楚的目的，模制材料3以虚线显示，以使仅仅金属引线框架(例如引线5和金属模具垫4)以实线显示。在多个实施方案中，可以对复合模具垫进行进一步改良，以控制基板的刚性。例如，除了(或作为替代)调节形成绝缘体模具垫8的模制材料3的刚性，金属模具垫4和/或绝缘体模具垫8可以制模为调节基板2和封装件I的总体刚性。如图2D中所示，金属模具垫4中可以形成孔19，其可被模制材料3填充以改良基板的刚性。尽管图2D中所示的孔19是通孔(即穿过金属模具垫4的整体厚度)，应当领会的是，在其他布置中，孔19可以包括未穿过金属模具垫4的整体厚度而形成的凹槽或盲孔。图2F中所示孔19大体上是圆形的(例如环形或椭圆形)，但是在其他实施方案中，孔19可以是任何适宜的形状，例如三角形、平行六面体等。此外，在多个布置中，孔19在金属模具垫4的不同位点可以具有不同的尺寸。
[0054]因此，在图2D的实施方案中，可以通过制作具有孔19(例如通孔或凹槽)的金属模具垫4模型以及用模制材料3填充所述模型，从而进一步调节封装件I的刚性。对封装基板2的横截面轮廓的所得改良由此还可以改良封装件I的刚性，以减少压力向模具的传动和/或控制封装件I的共振频率。在图2D的实施方案中，金属模具垫4可以设置于绝缘体模具垫的顶部、绝缘体模具垫的下方或嵌入绝缘体模具垫内。
[0055]图3A是集成设备封装件I的顶部示意性透视图。图3B是图3A中所示封装件I的底部示意性透视图。图3C是图3A-3B中所示封装件I的顶部示意性透视图，其中出于说明的目的将盖6移除。除非另外指出，图3A-3C中使用的参考数值代表由图1A-1E和2A-2D中使用的相同参考数值指示的那些部件相同或大体上相似的部件。例如，如图1A-2D的实施方案，封装件I可以包括封装基板2、安装至封装基板2的一个或多个模具14以及安装至封装基板2以限定凹穴的盖6，其中模具14处于凹穴内。图3A-3C中所示的引线5可以穿过基板2的厚度而形成，以具有暴露于基板2的上表面11处的部分和暴露于基板2的下表面处的部分。模具14可以以适宜的电学连接物(例如接合线(未显示))的方式电学连接至引线5。引线5的暴露的下表面可以配置为以例如锡球的形式电学连接至系统板。
[0056]设备模具14可以安置至中央模具垫120上，所述中央模具垫120仅包括金属模具垫
4、仅包括绝缘模具垫(例如图1F的唯一的绝缘模具垫)或者包括金属和绝缘材料的复合模具垫(例如图1A-1E和2A-2D中所示的复合模具垫20)。在图3A-3C的实施方案中，中央模具垫120包括金属模具垫4。模具14可以例如以接合线的方式电学连接至围绕模具垫120的引线
5。此外，外部金属环30(例如环形金属层)可以在基板2周长的周围设置，以使环30包围引线5(以及引线5嵌入其中的任何模制材料3)。引线5因此相对于金属环30是插入的。金属环30可以暴露于基板2的上表面和下表面11、12上(或限定其部分)。在多个实施方案中，环30可以包括在基板2所有侧面的周围设置的连续结构。在其他实施方案中，环30可以包括缺口，以使环30不完全闭合。封装盖6可以以粘接剂(例如导电环氧树脂)的方式附着于环30的暴露的顶部表面32。金属环30可以使封装盖6电学连接至地面接触物(例如系统板上)，以使盖6在一些布置中可以用作RF屏蔽。在一些实施方案中，盖6的唇部可以设置于环30的暴露的顶部表面32的凹槽部分中，以使凹槽部分可以帮助盖6与基板2成一线并且保证其连接至基板2。
[0057]金属环30的暴露的底部表面34可以以适宜的电学连接(例如焊接)的方式附着至系统板，例如印制电路板或PCB ο如图1A-2D的实施方案，基板2可以包括通气孔7。当金属环30附着至系统板，空气可以通过通气孔7从封装件的凹穴逃逸，凹穴可以通过使环30连接至系统板的焊料进行密封。或者，施用至环的焊料可以不完全封闭并且可以使空气逃逸出封装件。因此，本文中公开的金属环30可以提供便利的机制，通过这种机制，盖6可以附着并且接地至基板2，基板2可以附着至系统板，同时保持较高的焊点可靠性(solder jointreliability ,SJR)。此外，利用空间上与模具垫120分离的金属环30连接至外部设备(例如系统板)可以将模具14与由外部设备或系统板通过焊料传动的外部应力分离。相反，在其他封装件中，模具垫可以焊接至系统板，这能够在模具垫和设备模具中产生应力。相应地，环30可以有利地使得封装件I在大于由引线5所提供的表面区域上附着至系统板，同时以模具垫的方式在模具14中不会产生应力。
[0058]图4A是根据另一个实施方案的封装基板2的底部示意性透视图。除非另外指出，图4A中使用的参考数值代表由图1A-3C中使用的参考数值指示的那些部件相同或大体上相似的部件。例如，封装基板2可以包括模制引线框架，多个引线5嵌入其中或者以模制材料3模制入其中。基板2还可以包括中央模具垫120，所述中央模具垫120可以包括绝缘模具垫8(例如图1F的唯一的绝缘模具垫8)或者包括金属和绝缘材料的复合模具垫(例如图1A-1E和2A-2D中所示的复合模具垫20)。在图4A的实施方案中，模制材料3(例如绝缘体基板8的一部分)暴露于基板2的下表面12处。
[0059]在图4A的实施方案中，环形金属密封圈或金属环130可以在中央模具垫120周长的至少一部分的周围设置于中央模具垫120和引线5之间。因此，金属环130相对于引线5是插入的。金属环130可以暴露于封装基板2的下表面12上或限定其一部分。在一些布置中，环130可以延伸穿过基板厚度，以暴露于基板2的上表面上或限定其一部分。在其他实施方案中，环130可以仅部分地延伸穿过基板2的厚度。如图3A-3C的实施方案，环130可以焊接或者除此之外电学连接至系统板，例如PCB。如上面所解释，通过在空间上与模具垫120分离的位点处将系统板与环130焊接，传动至模具垫120和模具的应力可以减少或消除，同时仍然使得在大于由引线5所提供的表面区域上附着。
[0060]图4B是根据另一个实施方案的封装基板2的底部示意性透视图。除非另外指出，图4B中使用的参考数值代表由图1A-4A中使用的参考数值指示的那些部件相同或大体上相似的部件。例如，封装基板2可以包括模制引线框架，多个引线5嵌入其中或者以模制材料3模制入其中。基板2还可以包括中央模具垫120，所述中央模具垫120可以包括金属模具垫4或者包括金属和绝缘材料的复合模具垫(例如图1A-1E和2A-2D中所示的复合模具垫20)。在图4B的实施方案中，金属模具垫4暴露于基板2的下表面12处。
[0061]在图4B的实施方案中，环形金属密封圈或金属环130可以在中央模具垫120周长的至少一部分(例如金属模具垫4)的周围设置于中央模具垫120和引线5之间。同图4A类似，金属环130因而相对于引线5是插入的。金属环130可以暴露于封装基板2的下表面12上或限定其一部分，并且通过模制材料3的一部分与金属模具垫4分离。如图3A-4A的实施方案，环130可以焊接或者除此之外电学连接至系统板，例如PCB。如上面所解释，通过在空间上与模具垫120分离的位点处将系统板与环130焊接，传动至模具垫120和模具的应力可以减少或消除，同时仍然使得在大于由引线5所提供的表面区域上附着。
[0062]图4C是图4B的实施方案中使用的金属引线框架140的上表面11’的顶部示意性透视图。图4D是图4C中所示金属引线框架140的下表面12’的底部示意性透视图。为了便于说明，图4C-4D中所示的金属引线框架140以不含模制材料3的形式进行说明，但是应当领会的是，如先前实施方案中所描述，模制材料形成封装基板，其中如图4A和4B中所显示，金属模具垫上方和/或下方具有或不具有绝缘模具垫，以增加刚性。金属引线框架140可以包括金属模具垫4和多个引线5。如图4C中所示，可以对引线框架140的一部分进行蚀刻(例如半蚀刻)，以在金属环130的顶部表面中限定出上凹槽33。如图4D中所示，可以对引线框架140的一部分进行蚀刻(例如半蚀刻)，以在金属模具垫4的外周周围在金属模具垫4的下表面中限定出下凹槽35。因此，凹槽33和35可以协同形成环130和金属模具垫4之间的缺口。在一些布置中，金属连接部分37可以将环130电学连接至模具垫4。
[0063]图4E是集成设备模具14的顶部示意性透视图，所述集成设备模具14安装至金属引线框架140的上表面11’，其中出于说明的目的将模制材料省略。如图1A-3C的实施方案，集成设备模具14可以包括任何任宜类型的模具，例如处理器模具、MEMS模具(例如移动传感模具)等。尽管图4E中未显示，模具14可以以例如接合线的方式电学连接至引线5。图4F是集成设备模具14的顶部示意性透视图，所述集成设备模具14安装至封装基板2的上表面U。在图4F中，对模制材料3进行了说明。如图4A、4B和4F中所示，因此，金属环120或130可以暴露于封装基板2的下表面12上，但是不暴露于上表面11上。在一些实施方案中，设备模具14可以电学连接至模具垫4、连接部分37和/或金属环130，例如以使设备模具14接地。金属环130可以有利地使得与系统板产生具有高焊点可靠性的焊接连接。相反，模具垫4可以不焊接至系统板，这可以为模具14提供应力分离。如本文中所解释，作为封装基板中使用金属模具垫4的替代，如图4A和4B中所示，可以替代使用复合模具垫，以使模制材料或金属可以暴露于基板2的上表面上。
[0064]尽管已经在某些实施方案和实施例的背景中公开了本发明，本领域技术人员将要理解的是，本发明延伸超出了具体公开的实施方案，至其他可替代性实施方案和/或本发明及其显然的修改和等价物的用途。此外，尽管详细显示和描述了本发明的数个变化，基于本文公开的内容，处于本发明范围内的其他修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。还应当考虑的是，可以对实话了方案的具体性质和方面进行多种组合或亚组合，并且其仍然落入本发明的范围内。应当理解的是，所公开实施方案的多个性质和方面可以相互联合或替代，以形成所公开发明的变化的模式。因此，这意味着本文中公开的本发明的范围不应当受到上述公开的特定实施方案的限制，但是应当仅由对所附权利要求的合理阅读所确定。
【主权项】
1.一种集成设备封装件，其包括: 封装基板，其包括: 包括绝缘材料的绝缘体模具垫;和 在绝缘体模具垫周长的至少一部分的周围设置的多个引线； 安装至绝缘体模具垫之上的集成设备模具;和 安装至封装基板以限定凹穴的封装盖，集成设备模具处于凹穴内。2.权利要求1的封装件，其中所述封装基板包括模制引线框架，其中金属引线框架至少部分地嵌入模制材料中。3.权利要求1至2任一项的封装件，其中所述封装基板包括复合模具垫，所述复合模具垫具有上表面和沿垂直方向与上表面间隔的下表面，所述复合模具垫包括绝缘体模具垫和金属模具垫，所述绝缘体模具垫和所述金属模具垫沿垂直方向相互相邻设置。4.权利要求1至3任一项的封装件，其中所述封装盖电学接地，以形成射频(RF)屏蔽。5.权利要求3至4任一项的封装件，其进一步包括设置于复合模具垫和集成设备模具之间的粘接剂。6.权利要求3至5任一项的封装件，其中所述绝缘体模具垫设置于金属模具垫的顶部，以使绝缘体模具垫暴露于复合模具垫的上表面处，金属模具垫暴露于复合模具垫的下表面处。7.权利要求3至5任一项的封装件，其中所述金属模具垫设置于绝缘体模具垫的顶部，以使金属模具垫暴露于复合模具垫的上表面处，绝缘体模具垫暴露于复合模具垫的下表面处。8.权利要求3至5任一项的封装件，其中所述金属模具垫嵌入绝缘体模具垫内，以使绝缘体模具垫暴露于复合模具垫的上表面和下表面处。9.权利要求3至8任一项的封装件，其中所述封装基板包括模制引线框架，其中金属引线框架至少部分地嵌入模制材料中，其中所述金属模具垫包括金属引线框架的一部分，绝缘体模具垫包括模制材料的一部分。10.权利要求3至9任一项的封装件，其中所述集成设备模具的主要表面区域小于绝缘体模具垫的主要表面区域和金属模具垫的主要表面区域。11.权利要求3至10任一项的封装件，其中平行于垂直方向的平面穿过集成设备模具、绝缘体模具垫和金属模具垫。12.权利要求11的封装件，其中平行于垂直方向并且穿过集成设备模具的每个平面还穿过绝缘体模具垫的至少一部分和金属模具垫的至少一部分。13.权利要求1至12任一项的封装件，其中所述集成设备模具包括移动传感模具。14.权利要求3至13任一项的封装件，其中所述金属模具垫的厚度在50微米至500微米的范围内。15.权利要求1至14任一项的封装件，其中所述绝缘体模具垫的全部厚度小于2_。16.权利要求3至15任一项的封装件，其中所述金属模具垫为具有一个或多个孔的形式，并且所述一个或多个孔填充模制材料。17.权利要求1至16任一项的封装件，其进一步包括在金属模具垫周围设置的环形金属环，以使绝缘体模具垫处于环形金属环内。18.权利要求17的封装件，其中所述环形金属环的顶部表面限定封装基板上表面的一部分，所述环形金属环的底部表面限定封装基板下表面的一部分。19.权利要求17至18任一项的封装件，其中所述环形金属环在封装基板外周长的周围设置。20.权利要求17至18任一项的封装件，其中所述环形金属环在引线和绝缘体模具垫之间设置。21.一种集成设备封装件，其包括: 封装基板，其包括模制引线框架，其中金属引线框架至少部分地嵌入模制材料中，其中所述封装基板包括: 环形金属环； 设置于环形金属环内部的模具垫;和 在模具垫周长的至少一部分的周围设置的多个引线;和 在封装基板的上表面上安装至模具垫的集成设备模具。22.权利要求21的封装件，其进一步包括安装至封装基板的上表面以限定凹穴的封装盖，集成设备模具处于凹穴内。23.权利要求22的封装件，其中所述环形金属环的顶部表面限定封装基板上表面的一部分，所述环形金属环的底部表面限定封装基板下表面的一部分。24.权利要求23的封装件，其中所述封装盖安装至环形金属环的顶部表面。25.权利要求21至24任一项的封装件，其中所述环形金属环在封装基板外周部分的周围设置。26.权利要求21至24任一项的封装件，其中所述环形金属环在引线和模具垫之间设置。27.权利要求22至26任一项的封装件，其中所述封装盖电学接地，以形成射频(RF)屏蔽。28.权利要求21至27任一项的封装件，其中所述环形金属环是连续的。29.权利要求21至28任一项的封装件，其中所述模具垫包括复合模具垫，所述复合模具垫包括绝缘体模具垫和金属模具垫，所述绝缘体模具垫和所述金属模具垫沿垂直方向相互相邻设置。30.权利要求21至29任一项的封装件，其中所述集成设备模具包括移动传感模具。31.包括权利要求23至30任一项的封装件的系统，其进一步包括系统板，其中所述环形金属环的底部表面安装至并且电学连接至系统板。32.权利要求31的系统，其中所述模具垫不直接连接至系统板。33.一种集成设备封装件的制造方法，所述方法包括: 提供封装基板，其包括: 包括绝缘材料的绝缘体模具垫;和 在绝缘体模具垫周长的至少一部分的周围设置的多个引线； 将集成设备模具安装至绝缘体模具垫之上;和 将封装盖安装至封装基板以限定凹穴，以使集成设备模具处于凹穴内。34.权利要求33的方法，其中所述提供封装基板包括提供复合模具垫，所述复合模具垫具有上表面和沿垂直方向与上表面间隔的下表面，所述复合模具垫包括绝缘体模具垫和金属模具垫，所述绝缘体模具垫和所述金属模具垫沿垂直方向相互相邻设置。35.权利要求33至34任一项的方法，其中所述提供封装基板包括提供环形金属环，所述环形金属环在绝缘体模具垫的周围设置，以使绝缘体模具垫处于环形金属环内。36.权利要求33至35任一项的方法，其中所述提供封装基板包括提供模制引线框架，其中金属引线框架至少部分地嵌入模制材料中。37.权利要求36的方法，其中所述金属引线框架在安装集成设备模具之前和安装封装盖之前至少部分地嵌入模制材料中。
【文档编号】B81B7/00GK106044697SQ201610214655
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月8日 公开号201610214655.8, CN 106044697 A, CN 106044697A, CN 201610214655, CN-A-106044697, CN106044697 A, CN106044697A, CN201610214655, CN201610214655.8
【发明人】薛晓洁, D·森古普塔
【申请人】美国亚德诺半导体公司
【专利摘要】本公开涉及具有复合基板的凹穴封装件。公开了集成设备封装件。封装件可以包括封装基板，所述封装基板包括复合模具垫，所述复合模具垫可以具有上表面和沿垂直方向与上表面间隔的下表面。复合模具垫可以包括绝缘体模具垫和金属模具垫。绝缘体模具垫和金属模具垫可以沿垂直方向相互相邻设置。基板可以包括在复合模具垫周长的至少一部分的周围设置的多个引线。集成设备模具可以安装至复合模具垫的上表面上。
【专利说明】具有复合基板的[H]穴封装件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有2015年4月10日提交的美国临时专利申请N0.62/145，713的优先权，其全部内容出于所有目的作为整体通过弓I用并入本文。
技术领域
[0003]技术领域总体上涉及具有复合基板的凹穴封装件(cavitypackage)。
【背景技术】
[0004]在多种集成设备中，对应力敏感型组件进行封装以集成较大的电子系统是具挑战性的。例如微机电系统(MEMS)设备如加速计、陀螺仪等，可以包括对来自模具材料或包封料的压力敏感的可移动组件。具有绝对输出需求的电路(例如参考电压电路)也可以对封装压力具有相似的敏感性。此外，封装基板的外部负载可以导致大量问题，例如校准不精确。因此，对于改进的封装技术存在持续的需求。
【发明内容】
[0005]在一个实施方案中，公开了集成设备封装件。封装件可以包括封装基板。封装基板可以包括绝缘体模具垫，所述绝缘体模具垫包括绝缘材料和在绝缘体模具垫周长的至少一部分周围设置的多个引线(lead)。封装件可以包括安装于绝缘体模具垫之上的集成设备模具。封装件可以包括安装至封装基板以限定凹穴的封装盖，集成设备模具处于凹穴内。
[0006]在另一个实施方案中，公开了集成设备封装件。封装件可以包括包含模制引线框架(molded Ieadframe)的封装基板，其中金属引线框架至少部分地嵌入模制材料(moldingmaterial)中。封装基板可以包括环形金属环，模具垫设置于环形金属环中，多个引线在模具垫周长的至少一部分周围设置。封装件可以包括安装至封装基板上表面上的模具垫的集成设备模具。
[0007]在另一个实施方案中，公开了集成设备封装件的制备方法。所述方法可以包括提供包含绝缘体模具垫的封装基板，所述绝缘体模具垫包括绝缘材料和在绝缘体模具垫周长的至少一部分周围设置的多个引线。所述方法可以包括将集成设备模具安装于绝缘体模具垫之上。所述方法可以包括将封装盖安装至封装基板以限定凹穴，以使集成设备处于凹穴内。
[0008]本说明书中所描述主题的一个或多个实施的细节在下面的附图和说明书中示出。其他性质、方面和优势将由说明书、附图和权利要求而变得显而易见。需要注意的是，以下附图的相对尺寸并非按比例绘制。
【附图说明】
[0009]将引用以下附图对本发明的具体实施进行描述，所述附图以示例而非限定性方式提供。
[0010]图1A是根据一个实施方案的集成设备封装件的顶部、左侧和前方示意性透视图。
[0011]图1B是图1A中所示封装件的底部、左侧和前方示意性透视图。
[0012]图1C是图1A-1B的封装件中使用的封装基板的顶部、左侧和前方示意性透视图。
[0013]图1D是图1C的封装基板的顶部和前方示意性透视剖视图。
[0014]图1E是图1A-1B中所示封装件的顶部、左侧和前方示意性透视剖视图。
[0015]图1F是根据另一个实施方案的封装件的顶部、左侧和前方示意性透视剖视图。
[0016]图2A是根据另一个实施方案的集成设备封装件的底部、左侧和前方示意性透视图。
[0017]图2B是图2A中所示封装件的顶部、左侧和前方示意性透视剖视图。
[0018]图2C是图2B中所示熔合的引线结构的放大图。
[0019]图2D是根据多个实施方案的封装基板的示意性透视图，其中一个实施方案的引线以实线显示，模制材料以虚线显示。
[0020]图3A是根据另一个实施方案的集成设备封装件的顶部、左侧和前方示意性透视图。
[0021 ]图3B是图3A中所示封装件的底部、左侧和前方示意性透视图。
[0022]图3C是图3A-3B中所示封装件的顶部、左侧和前方示意性透视图，其中出于说明的目的将盖移除。
[0023]图4A是根据另一个实施方案的封装基板的底部示意性透视图。
[0024]图4B是根据另一个实施方案的封装基板的底部示意性透视图。
[0025]图4C是图4B的实施方案中使用的金属引线框架的上方表层的示意性透视图。
[0026]图4D是图4C中所示金属引线框架的底部表面的示意性透视图。
[0027]图4E是集成设备模具的顶部、左侧和前方示意性透视图，所述集成设备模具安装至图4C的金属引线框架的上方表层，其中出于说明的目的将模制材料省略。
[0028]图4F是集成设备模具的顶部、左侧和前方示意性透视图，所述集成设备模具安装至图4C的封装基板的上方表层，其中出于说明的目的示出模制材料，将盖省略。
【具体实施方式】
[0029]在本文中公开的多个实施方案中，集成设备模具可以封装于设备封装件中，例如弓I脚架构芯片级封装(LFCSP)。例如，微机电系统(MEMS)模具(例如陀螺仪、加速计等)可以安装至封装基板，例如引线框架。封装基板可以包括模制引线框架，例如预模制或嵌入塑料模制材料中的金属引线框架。与小外形集成电路(SOIC)凹穴封装件相比，模制引线框架在LFCSP封装件中用作封装基板可以有利地减少生产或封装成本，并且有助于使用盖产生用于过于敏感而无法进行二次模制(overmolding)的设备的凹穴封装件。此外，与基于印制电路板(PCB)的栅格阵列(LGA)凹穴封装件相比，LFCSP封装件可以表现出改良的可靠性。
[0030]在本文中公开的多个实施方案中，封装盖可以在模具上方安装至封装基板以形成凹穴，设备模具处于凹穴内。有利地，与其他封装件例如二次模制的或包封的(encapsulated)封装件相比，使用凹穴封装件可以减少施加于设备模具上的外部应力的量。例如，在运动传感器封装件中，设备模具(例如MEMS模具)可以包括一个或多个可移动组件，其应答于外力或加速而振动或移动。在气体凹穴内设置设备模具可以有利地将可移动组件与封装件或系统的其他部分分离开来，所述其他部分可以引发对正在移动的组件的应力。类似地，相对于二次模制包封，参考电压电路以及具有绝对输出需求的其他电路可以受益于凹穴封装件。
[0031]在一些布置中，使用引线框架可以产生刚性相对较低的封装件，这易受外部负载条件的影响，且可以导致校准不精确。例如，常规金属引线框架相对较细(例如厚度少于或大约12毫米)，这可以降低封装件的总体刚性。掺入相对较细的引线框架的封装件(因而刚性相对较低)更易受外部负载或应力的影响。此外，掺入相对较细的引线框架的封装件具有较低的共振频率，这可以增加失败或校准误差的风险。因此，对于基于引线框架的封装件存在持续的需求，在所述封装件中，封装基板具有足够高的刚性和/或厚度，以使向模具传动的应力最小化。
[0032]在本文中公开的多个实施方案中，封装基板可以包括模制引线框架，其中金属引线框架至少部分地嵌入模制材料中。集成设备模具可以安装并附着于复合模具垫上，所述复合模具垫包括金属材料(例如金属引线框架材料)和绝缘材料(例如金属引线框架嵌入其中的模制材料)两者。绝缘材料例如可以是塑料或陶瓷模制材料。在一些实施方案中，模制材料可以包括填充材料(例如导电填充物)，例如以增加热传导性而不使引线发生短路。复合模具垫可以具有上表面和沿垂直方向与上表面间隔的下表面。复合模具垫可以包括绝缘体模具垫和金属模具垫。绝缘体模具垫和金属模具垫可以沿垂直方向相互相邻设置，以使金属模具垫可以位于绝缘体模具垫上方、下方或嵌入其中。多个引线可以在复合模具垫周长的至少一部分的周围设置。引线可以嵌入模制材料中而在底部和/或外边缘暴露，并且电学上相互分离且由模制材料与复合模具垫分离开来。
[0033]有利地，绝缘体模具垫(例如包括模制材料)的厚度可以选择为达到所期望的基板刚性。在一些实施方案中，绝缘体模具垫可以选择为足够厚，以使从基板传动至集成设备模具的应力不会损害设备模具的功能性。此外，可以通过选择绝缘体模具垫的相应厚度，对封装件的共振频率进行调节。因此，即使在绝缘体模具垫的厚度是固定的或者由金属引线框架的供应商或制造商预设的情况下，绝缘体模具垫的厚度可以发生改变，以调节封装件的厚度和/或共振频率，而不必调节引线的厚度。因此，在一些说明性实施方案中，复合模具垫厚于金属引线。
[0034]图1A是根据一个实施方案的集成设备封装件I的顶部示意性透视图。图1B是图1A中所示封装件的底部示意性透视图。如图1A-1B中所显示，封装件I可以包括封装基板2和安装至封装基板2的上表面11的盖6。盖6可以包括定型金属盖或定型塑料盖，并且可以用金属覆盖。如下面对于图1E的更多细节中所阐释，当安装至封装基板2时，盖6的形状可以限定凹穴。在其他实施方案(未显示)中，封装基板可以具有与平面盖共同限定凹穴的壁。在一些实施方案中，盖6可以电学接地(electrically grounded)以形成射频(RF)屏蔽，以使封装件的组件屏蔽电磁辐射。例如，盖6可以通过导电环氧树脂安装至基板6的上表面11，以提供盖6和电学接地引线之间的电学连接。通气孔7可以限定为穿过封装件基板2的下表面12(例如穿过基板2的引线)，以允许当盖6附着到基板2上和/或当封装件安装至较大的电子设备(例如系统板)时，封装件I内的空气能够逃逸。盖安装至系统板后和/或安装至系统板的过程中，通气孔7可以任选地被塞住。图1A-1B中标记的一些性质在下面对于图1C-1D中进行描述。
[0035]图1C是图1A-1B的封装件I中使用的封装基板2的顶部示意性透视图。图1D是图1C的封装基板2的侧横截面示意性透视图。图1A-1D中所示封装基板2可以包括模制引线框架基板，其包括嵌入或预模制入塑料模制材料3的金属引线框架。金属引线框架可以包含金属模具垫4和多个引线5。模制材料3可以模压形成金属模具垫4和引线5的至少一部分。如图1B-1D中所示，封装基板2可以包括复合模具垫20，多个电引线5可以至少部分地在复合模具垫20周长的周围设置。引线5可以在下表面12和/或封装基板2的侧边缘处暴露，并且可以配置为以适宜的电学连接方式(例如焊接)电学连接至系统板，例如印制电路板(PCB)。金属引线框架可以包括任何适宜的导体，例如铜或合金42。模制材料3可以包括任何适宜的聚合物，例如环氧模塑料或液晶聚合物(LCP)。在多个实施方案中，封装盖6可以包括金属(例如铜或不锈钢)或者用金属涂覆的塑料(例如LCP或聚苯硫醚PPS)。
[0036]如图1B-1D中所示，复合模具垫20可以包括金属模具垫4和绝缘体模具垫8。绝缘体模具垫8可以包括模制材料3的一部分，金属模具垫4可以包括金属引线框架的一部分。绝缘体模具垫8可以邻近金属模具垫4垂直设置。在图1A-1D的实施方案中，绝缘体模具垫8可以设置于金属模具垫4的顶部，以使绝缘体模具垫8暴露于并且部分地限定封装基板2(或复合模具垫20)的上表面11，金属模具垫4暴露于(或至少部分地限定)封装基板2(或复合模具垫20)的下表面12。然而，在其他实施方案中，将金属模具垫4设置于绝缘体模具垫8的顶部是适宜的，以使金属模具垫4暴露于并且部分地限定封装基板2(或复合模具垫20)的上表面11，绝缘体模具垫8暴露于(或至少部分地限定)封装基板2(或复合模具垫20)的下表面12。在其他布置中，模具垫20可以仅包括模制材料(或绝缘体模具垫)(参见例如图1F)。
[0037]复合模具垫20可以选择为具有一定的厚度，所述一定的厚度给予封装件I足以适应外部负载和较大电子系统运行过程中可能经历的振动的刚性。例如，在常规引线框架封装件中，引线框架可以具有预设的厚度(例如少于或大约12毫米)，这限制了设计具有足够刚性、用于某些模具类型(例如加速计和陀螺仪)的封装件的能力。在本文中公开的实施方案中，可以对模制材料3(以及因而绝缘体模具垫8)的厚度进行调整，以给予封装件I期望的刚性和/或共振频率。因此，在所公开的实施方案中，封装件刚性和/或共振频率可以通过挑选绝缘体模具垫8的相应厚度来进行选择，即使在金属模具垫4的厚度是固定的或者由第三方例如金属引线框架的供应商或制造商预设的情况下。
[0038]例如，在多个实施方案中，复合模具垫20的厚度Tc可以在50微米至2mm的范围内、50微米至1.5mm的范围内或更具体地50微米至Imm的范围内。在一些布置中，金属模具垫4的厚度Tm可以在50微米至500微米的范围内、75微米至350微米的范围内或更具体地100微米至300微米的范围内。绝缘体模具垫8的总体或全部厚度Ti可以少于2mm、少于1.95mm、少于1.5_、少于1.45mm、少于1.2mm。绝缘体模具垫8的总体或全部厚度Ti可以在50微米至2mm的范围内或50微米至1.5mm的范围内。
[0039]此外，如图1C-1D中所示，引线5可以包括内部引线部分5a和外部引线部分5b。内部引线部分5a可以相对于外部引线部分5b向复合模具垫20内向延伸，以有利于电学连接至模具(例如经由引线接合)。例如，如图1D中所示，每条引线5的内部引线部分5a可以垂直偏移(offset)于外部引线部分5b的上方，以使内部引线部分5a暴露于封装基板2的上表面11处。所暴露的内部引线部分5a可以用作用于引线接合或其他电学连接的电学接触，以连接至一个或多个集成设备模具。外部引线部分5b可以设置于内部引线部分5b的下方，以使暴露于封装基板2的下表面12处。外部引线部分5b可以用作用于连接至较大电子系统的系统板的电学接触。例如，较大电子系统(例如计算机设备、机动车等)的系统板可以焊接至引线5的外部部分5b。生成的悬突(overhang)(例如通过引线5和金属模具垫下表面的半蚀刻部分)可以辅助嵌入模具中，引线5外部部分5b的外边缘处的悬突可以辅助焊接接头的肉眼观察。
[0040]此外，封装基板2可以包括围坝(dam)9，其尺寸和形状适于接收封装盖6的远端部分或唇部。例如，如图1C-1D中显示，围坝9可以包括内环形壁1a和与内壁1a隔开的外环形壁1b。围坝9可以包括基板2的模制材料3的一部分。有利地，围坝9的尺寸能够帮助盖6与基板2成一线。此外，围坝9能够帮助阻止环氧树脂渗出而使盖6连接到基板2上。例如，围坝9能够阻止环氧树脂漏出封装件外和/或漏至模具垫20上，并且可以辅助盖凸缘或唇部嵌入环氧树脂中。
[0041]图1E是图1A-1B中所示封装件I的横截面示意性透视图。如图1D中所显示一个或多个集成设备模具可以安装至封装基板2的上表面11。例如，第一集成设备模具13可以通过设置于模具13和复合模具垫20之间的粘接剂安装至复合模具垫20。在图1E的实施方案中，第一集成设备模具13可以粘接至绝缘体模具垫18的上表面11(参见图1C)。第二集成设备模具14和第三集成设备模具15可以安装至第一集成设备模具13上。尽管图1D中未示出，第一集成设备模具13可以通过一个或多个接合线或其他电学连接物电学连接至引线的内部引线部分5a。第二集成设备模具14和第三集成设备模具15中的每个可以通过线接合或者以倒装芯片连接的方式电学连接至第一集成设备模具13上的相应接合垫上。或者，第二和第三设备模具14、15可以以例如接合线的电学连接物的方式电学连接至内部引线部分5a。
[0042]图1E中所示的设备模具13-15可以是任何适宜类型的集成设备模具，例如集成电路模具(例如专用集成电路(Applicat1n-Specif ic Integrated Circuit))、微机电系统(MEMS)模具或任何其他类型的模具。在所示实施方案中，第一模具13可以包括处理器模具，第二和第三模具14、15可以包括移动传感模具，例如MEMS移动传感模具。例如，第二模具14可以包括加速计模具，第三模具15可以包括陀螺仪模具，或者反之亦然。在这些实施方案中，第一模具13可以接受和处理由第二和第三模具14、15传导的电学信号。第一模具13(和/或第二和第三模具14、15)可以通过引线5与较大电子系统电学通信。
[0043]此外，如图1E中所示，封装盖6可以安装至基板2的上表面11(参见图1C)，以限定出凹穴16，模具13-15设置于其中。有利地，凹穴6可以包括气穴(air cavity)，其可以用于机械地将模具与外力和振动分离。盖6可以包括从盖6的壁向外延伸的唇部17。唇部17可以用作盖6的底座(foot)或支撑面，并且可以设置于围坝9的壁10a、10b之间。唇部17和基板2之间可以施用粘接剂(例如导电环氧树脂或焊料)，以使盖6附着至基板2。在一些实施方案中，还可以将一部分粘接剂放置到唇部上方，以辅助使盖6锁定或附着至基板2。在一些实施方案中，粘接剂可以接触引线或基板2的其他电学接触物，以使盖6电学连接至地面以形成RF屏蔽。
[0044]如图1E中所显示，集成设备模具13-15中每一个的主要表面区域可以小于绝缘体模具垫8的主要表面区域和金属模具垫4的主要表面区域。设备模具13-15可以设置于复合模具垫20的顶部，以使平行于垂直方向的平面可以穿过绝缘体模具垫8、金属模具垫4和设备模具13-15之一。进一步地，平行于垂直方向并且穿过集成设备模具13-15之一的每个平面还可以穿过绝缘体模具垫8的至少一部分和金属模具垫4的至少一部分。
[0045]在多个实施方案中，金属引线框架可以利用适宜的遮蔽和材料移除步骤(例如蚀刻步骤)图案化(be patterned)，以限定金属模具垫4和引线5。所得金属引线框架可以被模制(例如通过注入模制、二次模制或任何其他适宜的技术)，以使金属模具垫4和引线5至少部分地嵌入或模制入模制材料3中。集成设备模具13-15可以通过粘接剂安装至封装基板2的上表面11，并且电学连接至相应的引线5(例如通过接合线)。盖6可以安装至基板2模具13-15的上方，以使模具13-15处于凹穴16内。在一些实施方案中，盖6可以通过导电粘接剂(例如环氧树脂或焊料)附着至基板2上，以使盖6接地并且形成RF屏蔽。应当领会的是，模制引线框架可以包括引线框架较大阵列的一部分，引线框架的阵列可以分隔(例如通过锯断)，以在例如模制后限定多个封装基板2。
[0046]有利地，图1A-1E中显示的封装件I能够使得使用模制引线框架凹穴封装件可以精确地选择或控制封装刚性和共振频率。在仅包括金属模具垫的其他封装件中，压力、振动和焊接接头的可靠性可以受可利用的引线框架厚度和可制造性(manuf a c tur ab i I i t y)限制。通过使用复合模具垫20，总体模具垫的厚度可以通过应用不同量的模制材料3以限定绝缘体模具垫8而变化。因此，可以通过使用具有预设厚度的金属模具垫4以及通过调整(在模制步骤过程中)用于绝缘体模具垫8的模制材料3的厚度，可控地调节复合模具垫20的刚性和其他机械性质。刚性可以通过模制材料3的厚度进行调整(tune)，以更好地限制外部压力传动至模具。尽管还可以省去金属模具垫4，保留金属模具垫4可以有利地减少具有给定刚性的模具平台的厚度。
[0047]图1F是根据另一个实施方案的封装件I的横截面示意性透视图。除非另有说明，图1F的部件可以具有与图1A-1E中所示那些类似的参考数值。与在图1A-1E的实施方案中不同，在图1F的布置中，模具13-15安装至包括绝缘体模具垫8的模具垫区域上，其可以不包括金属模具垫。在所示实施方案中，模具垫仅仅(或基本上仅仅)包括绝缘材料，例如模制材料
3。因此，在图1F中，模制材料3可以暴露于封装基板2的上表面11和封装基板2的下表面12两者处。如图1A-1E的实施方案，绝缘体模具垫8的厚度可以在设计模具时进行选择，以达到期望的封装刚性和/或共振频率。绝缘体模具垫8的总体厚度可以与上面关于图1A-1E的绝缘体模具垫8所公开的总体厚度的范围相同，例如，在大约50微米至2mm的范围内。
[0048]图2A是根据另一个实施方案的集成设备封装件I的底部示意性透视图。图2B是图2A中所示封装件I的横截面示意性透视图。除非另外指出，图2A-2B中使用的参考数值代表由图1A-1E中使用的相同参考数值指示的那些部件相同或大体上相似的部件。例如，如图1A-1E中所示的实施方案，封装件I可以包括封装基板2、安装至封装基板2的一个或多个模具13-15以及安装至封装基板2以限定凹穴16的盖6，其中模具13-15处于凹穴内。模具13-15可以以适宜的电学连接物(例如接合线(未显示))的方式电学连接至引线5的内部引线部分5a。外部引线部分5b可以配置为以例如锡球(solder ball)的形式电学连接至系统板。如图1A-1F的实施方案，盖6可以附着至基板2，以使盖6的唇部17处于基板2的围坝9内。粘接剂(例如导电环氧树脂或焊料)可以设置于唇部17和基板2之间，还可以设置于唇部17顶部的上方，以保证盖6附着至基板2。
[0049]此外，如图1A-1E的实施方案，模具13-15可以安装至复合模具垫20，所述复合模具垫20可以包括金属模具垫4和绝缘体模具垫8。然而，与图1A-1E中所示实施方案不同，在图2A-2B的实施方案中，金属模具垫4可以嵌入绝缘体模具垫8内。例如，如图2B所显示，金属模具垫4可以设置于上方绝缘体垫8a和下方绝缘体垫8b之间。上方和下方绝缘体垫8a、8b可以绕金属模具垫4的周长(或其一部分)相连，以使金属模具垫4基本上被包围或嵌入绝缘体模具垫8中。如图1A-1E的实施方案，绝缘体模具垫8(包括上方和下方垫8a、8b)可以包括模制材料3的一部分，金属垫4可以包括金属引线框架的一部分。因此，在图2B的实施方案中，上方绝缘体垫8a可以暴露于基板2的上表面11处，下方绝缘体垫Sb可以暴露于基板2的下表面12处。
[0050]有利地，绝缘体模具垫8的厚度可以选择为提供足以承受运行负载和振动的复合垫20的总体厚度(即上方垫8a的厚度、金属模具垫4和下方垫8b的厚度的总和)。如图1A-1B的实施方案，总体厚度可以选择为控制封装件I的共振频率和刚性以限制过多的外部压力传动至模具13-15。
[0051 ]例如，在多个实施方案中，上方绝缘体垫8a的厚度可以在25微米至2mm的范围内、50微米至Imm的范围内或更具体地50微米至500微米的范围内。下方绝缘体垫8b的厚度可以在25微米至2mm的范围内、50微米至Imm的范围内或更具体地50微米至500微米的范围内。绝缘体模具垫8的总体或全部厚度(即上方和下方绝缘体垫8a、8b的厚度总和)可以在50微米至4mm的范围内、50微米至2mm的范围内或更具体地100微米至Imm的范围内。金属垫4的厚度可以在50微米至500微米的范围内或100微米至300微米的范围内。
[0052]此外，如图2B中所示，封装基板2可以包括熔合的引线结构18，其可用于使封装件I接地，例如通过提供熔合的引线结构18和较大电子系统的系统板的相应接地垫21之间的电学连接。图2C是图2B中所示熔合的引线结构18的横截面示意性放大透视图。熔合的引线结构18可以包括金属引线框架的一部分，所述金属引线框架配置为提供连接至电学地线。例如，如图2C所示，熔合的引线结构18可以设置于由两个壁10a、10b限定的围坝9的下方。盖6的唇部17可以以电学粘接剂22(例如环氧树脂或焊料)的方式与熔合的引线结构18电学接触。因此，熔合的引线结构18可以用于使盖6电学接地，以形成RF屏蔽。应当领会的是，尽管未连同图1A-2E进行阐述，图2A-2B的熔合的引线结构18还可以与图1A-1E的实施方案联用。
[0053]图2D是依照各种实施方案的包装基板2的示意性剖视图。在图2D中，出于清楚的目的，模制材料3以虚线显示，以使仅仅金属引线框架(例如引线5和金属模具垫4)以实线显示。在多个实施方案中，可以对复合模具垫进行进一步改良，以控制基板的刚性。例如，除了(或作为替代)调节形成绝缘体模具垫8的模制材料3的刚性，金属模具垫4和/或绝缘体模具垫8可以制模为调节基板2和封装件I的总体刚性。如图2D中所示，金属模具垫4中可以形成孔19，其可被模制材料3填充以改良基板的刚性。尽管图2D中所示的孔19是通孔(即穿过金属模具垫4的整体厚度)，应当领会的是，在其他布置中，孔19可以包括未穿过金属模具垫4的整体厚度而形成的凹槽或盲孔。图2F中所示孔19大体上是圆形的(例如环形或椭圆形)，但是在其他实施方案中，孔19可以是任何适宜的形状，例如三角形、平行六面体等。此外，在多个布置中，孔19在金属模具垫4的不同位点可以具有不同的尺寸。
[0054]因此，在图2D的实施方案中，可以通过制作具有孔19(例如通孔或凹槽)的金属模具垫4模型以及用模制材料3填充所述模型，从而进一步调节封装件I的刚性。对封装基板2的横截面轮廓的所得改良由此还可以改良封装件I的刚性，以减少压力向模具的传动和/或控制封装件I的共振频率。在图2D的实施方案中，金属模具垫4可以设置于绝缘体模具垫的顶部、绝缘体模具垫的下方或嵌入绝缘体模具垫内。
[0055]图3A是集成设备封装件I的顶部示意性透视图。图3B是图3A中所示封装件I的底部示意性透视图。图3C是图3A-3B中所示封装件I的顶部示意性透视图，其中出于说明的目的将盖6移除。除非另外指出，图3A-3C中使用的参考数值代表由图1A-1E和2A-2D中使用的相同参考数值指示的那些部件相同或大体上相似的部件。例如，如图1A-2D的实施方案，封装件I可以包括封装基板2、安装至封装基板2的一个或多个模具14以及安装至封装基板2以限定凹穴的盖6，其中模具14处于凹穴内。图3A-3C中所示的引线5可以穿过基板2的厚度而形成，以具有暴露于基板2的上表面11处的部分和暴露于基板2的下表面处的部分。模具14可以以适宜的电学连接物(例如接合线(未显示))的方式电学连接至引线5。引线5的暴露的下表面可以配置为以例如锡球的形式电学连接至系统板。
[0056]设备模具14可以安置至中央模具垫120上，所述中央模具垫120仅包括金属模具垫
4、仅包括绝缘模具垫(例如图1F的唯一的绝缘模具垫)或者包括金属和绝缘材料的复合模具垫(例如图1A-1E和2A-2D中所示的复合模具垫20)。在图3A-3C的实施方案中，中央模具垫120包括金属模具垫4。模具14可以例如以接合线的方式电学连接至围绕模具垫120的引线
5。此外，外部金属环30(例如环形金属层)可以在基板2周长的周围设置，以使环30包围引线5(以及引线5嵌入其中的任何模制材料3)。引线5因此相对于金属环30是插入的。金属环30可以暴露于基板2的上表面和下表面11、12上(或限定其部分)。在多个实施方案中，环30可以包括在基板2所有侧面的周围设置的连续结构。在其他实施方案中，环30可以包括缺口，以使环30不完全闭合。封装盖6可以以粘接剂(例如导电环氧树脂)的方式附着于环30的暴露的顶部表面32。金属环30可以使封装盖6电学连接至地面接触物(例如系统板上)，以使盖6在一些布置中可以用作RF屏蔽。在一些实施方案中，盖6的唇部可以设置于环30的暴露的顶部表面32的凹槽部分中，以使凹槽部分可以帮助盖6与基板2成一线并且保证其连接至基板2。
[0057]金属环30的暴露的底部表面34可以以适宜的电学连接(例如焊接)的方式附着至系统板，例如印制电路板或PCB ο如图1A-2D的实施方案，基板2可以包括通气孔7。当金属环30附着至系统板，空气可以通过通气孔7从封装件的凹穴逃逸，凹穴可以通过使环30连接至系统板的焊料进行密封。或者，施用至环的焊料可以不完全封闭并且可以使空气逃逸出封装件。因此，本文中公开的金属环30可以提供便利的机制，通过这种机制，盖6可以附着并且接地至基板2，基板2可以附着至系统板，同时保持较高的焊点可靠性(solder jointreliability ,SJR)。此外，利用空间上与模具垫120分离的金属环30连接至外部设备(例如系统板)可以将模具14与由外部设备或系统板通过焊料传动的外部应力分离。相反，在其他封装件中，模具垫可以焊接至系统板，这能够在模具垫和设备模具中产生应力。相应地，环30可以有利地使得封装件I在大于由引线5所提供的表面区域上附着至系统板，同时以模具垫的方式在模具14中不会产生应力。
[0058]图4A是根据另一个实施方案的封装基板2的底部示意性透视图。除非另外指出，图4A中使用的参考数值代表由图1A-3C中使用的参考数值指示的那些部件相同或大体上相似的部件。例如，封装基板2可以包括模制引线框架，多个引线5嵌入其中或者以模制材料3模制入其中。基板2还可以包括中央模具垫120，所述中央模具垫120可以包括绝缘模具垫8(例如图1F的唯一的绝缘模具垫8)或者包括金属和绝缘材料的复合模具垫(例如图1A-1E和2A-2D中所示的复合模具垫20)。在图4A的实施方案中，模制材料3(例如绝缘体基板8的一部分)暴露于基板2的下表面12处。
[0059]在图4A的实施方案中，环形金属密封圈或金属环130可以在中央模具垫120周长的至少一部分的周围设置于中央模具垫120和引线5之间。因此，金属环130相对于引线5是插入的。金属环130可以暴露于封装基板2的下表面12上或限定其一部分。在一些布置中，环130可以延伸穿过基板厚度，以暴露于基板2的上表面上或限定其一部分。在其他实施方案中，环130可以仅部分地延伸穿过基板2的厚度。如图3A-3C的实施方案，环130可以焊接或者除此之外电学连接至系统板，例如PCB。如上面所解释，通过在空间上与模具垫120分离的位点处将系统板与环130焊接，传动至模具垫120和模具的应力可以减少或消除，同时仍然使得在大于由引线5所提供的表面区域上附着。
[0060]图4B是根据另一个实施方案的封装基板2的底部示意性透视图。除非另外指出，图4B中使用的参考数值代表由图1A-4A中使用的参考数值指示的那些部件相同或大体上相似的部件。例如，封装基板2可以包括模制引线框架，多个引线5嵌入其中或者以模制材料3模制入其中。基板2还可以包括中央模具垫120，所述中央模具垫120可以包括金属模具垫4或者包括金属和绝缘材料的复合模具垫(例如图1A-1E和2A-2D中所示的复合模具垫20)。在图4B的实施方案中，金属模具垫4暴露于基板2的下表面12处。
[0061]在图4B的实施方案中，环形金属密封圈或金属环130可以在中央模具垫120周长的至少一部分(例如金属模具垫4)的周围设置于中央模具垫120和引线5之间。同图4A类似，金属环130因而相对于引线5是插入的。金属环130可以暴露于封装基板2的下表面12上或限定其一部分，并且通过模制材料3的一部分与金属模具垫4分离。如图3A-4A的实施方案，环130可以焊接或者除此之外电学连接至系统板，例如PCB。如上面所解释，通过在空间上与模具垫120分离的位点处将系统板与环130焊接，传动至模具垫120和模具的应力可以减少或消除，同时仍然使得在大于由引线5所提供的表面区域上附着。
[0062]图4C是图4B的实施方案中使用的金属引线框架140的上表面11’的顶部示意性透视图。图4D是图4C中所示金属引线框架140的下表面12’的底部示意性透视图。为了便于说明，图4C-4D中所示的金属引线框架140以不含模制材料3的形式进行说明，但是应当领会的是，如先前实施方案中所描述，模制材料形成封装基板，其中如图4A和4B中所显示，金属模具垫上方和/或下方具有或不具有绝缘模具垫，以增加刚性。金属引线框架140可以包括金属模具垫4和多个引线5。如图4C中所示，可以对引线框架140的一部分进行蚀刻(例如半蚀刻)，以在金属环130的顶部表面中限定出上凹槽33。如图4D中所示，可以对引线框架140的一部分进行蚀刻(例如半蚀刻)，以在金属模具垫4的外周周围在金属模具垫4的下表面中限定出下凹槽35。因此，凹槽33和35可以协同形成环130和金属模具垫4之间的缺口。在一些布置中，金属连接部分37可以将环130电学连接至模具垫4。
[0063]图4E是集成设备模具14的顶部示意性透视图，所述集成设备模具14安装至金属引线框架140的上表面11’，其中出于说明的目的将模制材料省略。如图1A-3C的实施方案，集成设备模具14可以包括任何任宜类型的模具，例如处理器模具、MEMS模具(例如移动传感模具)等。尽管图4E中未显示，模具14可以以例如接合线的方式电学连接至引线5。图4F是集成设备模具14的顶部示意性透视图，所述集成设备模具14安装至封装基板2的上表面U。在图4F中，对模制材料3进行了说明。如图4A、4B和4F中所示，因此，金属环120或130可以暴露于封装基板2的下表面12上，但是不暴露于上表面11上。在一些实施方案中，设备模具14可以电学连接至模具垫4、连接部分37和/或金属环130，例如以使设备模具14接地。金属环130可以有利地使得与系统板产生具有高焊点可靠性的焊接连接。相反，模具垫4可以不焊接至系统板，这可以为模具14提供应力分离。如本文中所解释，作为封装基板中使用金属模具垫4的替代，如图4A和4B中所示，可以替代使用复合模具垫，以使模制材料或金属可以暴露于基板2的上表面上。
[0064]尽管已经在某些实施方案和实施例的背景中公开了本发明，本领域技术人员将要理解的是，本发明延伸超出了具体公开的实施方案，至其他可替代性实施方案和/或本发明及其显然的修改和等价物的用途。此外，尽管详细显示和描述了本发明的数个变化，基于本文公开的内容，处于本发明范围内的其他修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。还应当考虑的是，可以对实话了方案的具体性质和方面进行多种组合或亚组合，并且其仍然落入本发明的范围内。应当理解的是，所公开实施方案的多个性质和方面可以相互联合或替代，以形成所公开发明的变化的模式。因此，这意味着本文中公开的本发明的范围不应当受到上述公开的特定实施方案的限制，但是应当仅由对所附权利要求的合理阅读所确定。
【主权项】
1.一种集成设备封装件，其包括: 封装基板，其包括: 包括绝缘材料的绝缘体模具垫;和 在绝缘体模具垫周长的至少一部分的周围设置的多个引线； 安装至绝缘体模具垫之上的集成设备模具;和 安装至封装基板以限定凹穴的封装盖，集成设备模具处于凹穴内。2.权利要求1的封装件，其中所述封装基板包括模制引线框架，其中金属引线框架至少部分地嵌入模制材料中。3.权利要求1至2任一项的封装件，其中所述封装基板包括复合模具垫，所述复合模具垫具有上表面和沿垂直方向与上表面间隔的下表面，所述复合模具垫包括绝缘体模具垫和金属模具垫，所述绝缘体模具垫和所述金属模具垫沿垂直方向相互相邻设置。4.权利要求1至3任一项的封装件，其中所述封装盖电学接地，以形成射频(RF)屏蔽。5.权利要求3至4任一项的封装件，其进一步包括设置于复合模具垫和集成设备模具之间的粘接剂。6.权利要求3至5任一项的封装件，其中所述绝缘体模具垫设置于金属模具垫的顶部，以使绝缘体模具垫暴露于复合模具垫的上表面处，金属模具垫暴露于复合模具垫的下表面处。7.权利要求3至5任一项的封装件，其中所述金属模具垫设置于绝缘体模具垫的顶部，以使金属模具垫暴露于复合模具垫的上表面处，绝缘体模具垫暴露于复合模具垫的下表面处。8.权利要求3至5任一项的封装件，其中所述金属模具垫嵌入绝缘体模具垫内，以使绝缘体模具垫暴露于复合模具垫的上表面和下表面处。9.权利要求3至8任一项的封装件，其中所述封装基板包括模制引线框架，其中金属引线框架至少部分地嵌入模制材料中，其中所述金属模具垫包括金属引线框架的一部分，绝缘体模具垫包括模制材料的一部分。10.权利要求3至9任一项的封装件，其中所述集成设备模具的主要表面区域小于绝缘体模具垫的主要表面区域和金属模具垫的主要表面区域。11.权利要求3至10任一项的封装件，其中平行于垂直方向的平面穿过集成设备模具、绝缘体模具垫和金属模具垫。12.权利要求11的封装件，其中平行于垂直方向并且穿过集成设备模具的每个平面还穿过绝缘体模具垫的至少一部分和金属模具垫的至少一部分。13.权利要求1至12任一项的封装件，其中所述集成设备模具包括移动传感模具。14.权利要求3至13任一项的封装件，其中所述金属模具垫的厚度在50微米至500微米的范围内。15.权利要求1至14任一项的封装件，其中所述绝缘体模具垫的全部厚度小于2_。16.权利要求3至15任一项的封装件，其中所述金属模具垫为具有一个或多个孔的形式，并且所述一个或多个孔填充模制材料。17.权利要求1至16任一项的封装件，其进一步包括在金属模具垫周围设置的环形金属环，以使绝缘体模具垫处于环形金属环内。18.权利要求17的封装件，其中所述环形金属环的顶部表面限定封装基板上表面的一部分，所述环形金属环的底部表面限定封装基板下表面的一部分。19.权利要求17至18任一项的封装件，其中所述环形金属环在封装基板外周长的周围设置。20.权利要求17至18任一项的封装件，其中所述环形金属环在引线和绝缘体模具垫之间设置。21.一种集成设备封装件，其包括: 封装基板，其包括模制引线框架，其中金属引线框架至少部分地嵌入模制材料中，其中所述封装基板包括: 环形金属环； 设置于环形金属环内部的模具垫;和 在模具垫周长的至少一部分的周围设置的多个引线;和 在封装基板的上表面上安装至模具垫的集成设备模具。22.权利要求21的封装件，其进一步包括安装至封装基板的上表面以限定凹穴的封装盖，集成设备模具处于凹穴内。23.权利要求22的封装件，其中所述环形金属环的顶部表面限定封装基板上表面的一部分，所述环形金属环的底部表面限定封装基板下表面的一部分。24.权利要求23的封装件，其中所述封装盖安装至环形金属环的顶部表面。25.权利要求21至24任一项的封装件，其中所述环形金属环在封装基板外周部分的周围设置。26.权利要求21至24任一项的封装件，其中所述环形金属环在引线和模具垫之间设置。27.权利要求22至26任一项的封装件，其中所述封装盖电学接地，以形成射频(RF)屏蔽。28.权利要求21至27任一项的封装件，其中所述环形金属环是连续的。29.权利要求21至28任一项的封装件，其中所述模具垫包括复合模具垫，所述复合模具垫包括绝缘体模具垫和金属模具垫，所述绝缘体模具垫和所述金属模具垫沿垂直方向相互相邻设置。30.权利要求21至29任一项的封装件，其中所述集成设备模具包括移动传感模具。31.包括权利要求23至30任一项的封装件的系统，其进一步包括系统板，其中所述环形金属环的底部表面安装至并且电学连接至系统板。32.权利要求31的系统，其中所述模具垫不直接连接至系统板。33.一种集成设备封装件的制造方法，所述方法包括: 提供封装基板，其包括: 包括绝缘材料的绝缘体模具垫;和 在绝缘体模具垫周长的至少一部分的周围设置的多个引线； 将集成设备模具安装至绝缘体模具垫之上;和 将封装盖安装至封装基板以限定凹穴，以使集成设备模具处于凹穴内。34.权利要求33的方法，其中所述提供封装基板包括提供复合模具垫，所述复合模具垫具有上表面和沿垂直方向与上表面间隔的下表面，所述复合模具垫包括绝缘体模具垫和金属模具垫，所述绝缘体模具垫和所述金属模具垫沿垂直方向相互相邻设置。35.权利要求33至34任一项的方法，其中所述提供封装基板包括提供环形金属环，所述环形金属环在绝缘体模具垫的周围设置，以使绝缘体模具垫处于环形金属环内。36.权利要求33至35任一项的方法，其中所述提供封装基板包括提供模制引线框架，其中金属引线框架至少部分地嵌入模制材料中。37.权利要求36的方法，其中所述金属引线框架在安装集成设备模具之前和安装封装盖之前至少部分地嵌入模制材料中。
【文档编号】B81B7/00GK106044697SQ201610214655
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月8日 公开号201610214655.8, CN 106044697 A, CN 106044697A, CN 201610214655, CN-A-106044697, CN106044697 A, CN106044697A, CN201610214655, CN201610214655.8
【发明人】薛晓洁, D·森古普塔
【申请人】美国亚德诺半导体公司
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