本发明大体上涉及微机电系统(mems)传感器封装。更确切地说，本发明涉及具有侧壁端口以提供用于通过外部流体介质的路径的mems传感器。
背景技术：
微机电系统(mems)装置为具有嵌入式机械组件的半导体装置。mems传感器装置包括(例如)压力传感器、加速度计、陀螺仪、麦克风、数字镜面显示器、微射流装置等。mems装置用于多种产品中，诸如汽车安全气囊系统、汽车内控制应用程序、导航、显示系统、喷墨盒等。
至少部分地由于mems装置与外部环境交互的必要性、多种类型的mems装置的脆弱性以及严格的成本限制，所以mems装置的封装中存在待解决的显著难题。实际上，多种mems装置应用需要较小尺寸和低成本的封装以满足积极的成本目标。
技术实现要素：
根据本发明的一个方面，提供一种微机电系统(mems)传感器封装，包括：
mems管芯，所述mems管芯包括：
具有第一内表面和第一外表面的基板；
形成于所述第一内表面上的mems传感器；以及
具有第二内表面和第二外表面的顶盖层，其中所述顶盖层的所述第二内表面耦合到所述基板的所述第一内表面，所述顶盖层包括从所述第二内表面朝内延伸并上覆于所述基板的所述第一内表面的区的空腔，所述mems传感器驻留在所述基板的所述第一内表面的所述区处的所述空腔中，并且端口在所述空腔和所述mems管芯的侧壁之间延伸，所述侧壁在所述基板的所述第一外表面和所述顶盖层的所述第二外表面之间延伸。
优选地，所述端口被配置成准许所述空腔外部的流体进入到所述空腔中。
优选地，另外包括覆盖所述mems管芯的包封物，其中所述包封物并不阻挡所述端口。
优选地，所述基板具有在其中形成的凹部，并且所述mems管芯另外包括具有平台和从所述平台延伸的臂的悬臂式平台结构，其中所述平台和所述臂悬置在所述凹部上方，所述臂固定到所述基板，并且所述平台包括所述mems传感器所驻留的所述区。
优选地，所述臂是所述平台到所述结构层的唯一附着点。
优选地，另外包括耦合到所述基板的所述第一外表面和所述顶盖层的所述第二外表面中的一个的半导体管芯。
优选地，另外包括电耦合所述mems传感器与所述半导体管芯的导电互连件。
优选地，所述mems传感器包括压力传感器，所述压力传感器包括安置在所述基板的所述第一内表面的所述区处的压力可变形隔膜。
根据本发明的另一个方面，提供一种制作微机电系统(mems)传感器封装的方法，包括：
提供具有第一内表面和第二外表面的基板，所述基板包括在所述第一内表面的第一区处的第一mems传感器和在所述第一内表面的第二区处的第二mems传感器，所述第二区从所述第一区侧向移位；
提供具有第二内表面和第二外表面的顶盖层，所述顶盖层包括第一空腔和从所述第一空腔侧向移位的第二空腔，所述第一和第二空腔中的每一个从所述第二内表面朝内延伸；
形成从所述基板的所述第一内表面和所述顶盖层的所述第二内表面中的一个朝内延伸的通道；
耦合所述顶盖层的所述第二内表面到所述基板的所述第一内表面，使得所述第一空腔上覆于所述第一区以形成第一中间传感器结构，所述第二空腔上覆于所述第二区以形成第二中间传感器结构，并且所述通道插入在所述第一和第二空腔之间；以及
分离所述第一中间传感器结构与所述第二中间传感器结构以产生第一mems传感器封装和第二mems传感器封装。
优选地，所述分离包括将所述通道分割成第一部分和第二部分，其中：
所述第一部分形成在所述第一空腔和所述第一mems传感器封装的第一侧壁之间延伸的第一端口；以及
所述第二部分形成在所述第二空腔和所述第二mems传感器封装的第二侧壁之间延伸的第二端口，所述第一和第二侧壁中的每一个在所述基板的所述第一外表面和所述顶盖层的所述第二外表面之间延伸。
优选地，所述第一端口被配置成准许所述第一空腔外部的流体进入到所述第一空腔中；以及
所述第二端口被配置成准许所述第二空腔外部的所述流体进入到所述第二空腔中。
优选地，另外包括将所述基板和所述顶盖层包封在包封物中，所述包封在所述分离之前执行，使得在所述分离之后，所述包封物并不阻挡所述第一和第二端口。
优选地，另外包括：
在所述分离之前，耦合第一半导体管芯到所述基板的所述第一外表面和所述第一中间传感器结构的所述顶盖层的所述第二外表面中的所述一个；以及
在所述分离之前，耦合第二半导体管芯到所述基板的所述第一外表面和所述第二中间传感器结构的所述顶盖层的所述第二外表面中的所述一个，其中在所述分离之后，所述第一mems传感器封装另外包括所述第一半导体管芯，并且所述第二mems传感器封装另外包括所述第二半导体管芯。
优选地，所述方法另外包括：
提供包括所述第一和第二半导体管芯两者的晶片结构；
对准所述晶片结构的所述第一半导体管芯与所述第一中间传感器结构；以及
对准所述晶片结构的所述第二半导体管芯与所述第二中间传感器结构，其中所述分离使所述晶片结构分离，使得所述第一半导体管芯保持有所述第一mems传感器封装，并且所述第二半导体管芯保持有所述第二mems传感器封装。
优选地，另外包括：
通过第一导电互连件电耦合所述第一mems传感器与所述第一半导体管芯；以及
通过第二导电互连件电耦合所述第二mems传感器与所述第二半导体管芯。
优选地，另外包括在所述分离之前，将所述基板、所述顶盖层、所述第一和第二半导体管芯和所述第一和第二导电互连件包封在包封物中，使得在所述分离之后，所述包封物并不阻挡所述第一和第二端口。
优选地，所述第一mems传感器包括第一压力传感器，所述第一压力传感器包括安置在所述基板的所述第一内表面的所述第一区处的第一压力可变形隔膜；以及
所述第二mems传感器包括第二压力传感器，所述第二压力传感器包括安置在所述基板的所述第一内表面的所述第二区处的第二压力可变形隔膜。
根据本发明的另一个方面，提供一种结构，包括：
具有第一内表面和第一外表面的基板；
形成于所述第一内表面上的mems压力传感器；
具有第二内表面和第二外表面的顶盖层；以及
覆盖所述基板和所述顶盖层的包封物，其中：
所述顶盖层的所述第二内表面耦合到所述基板的所述第一内表面；
所述顶盖层包括从所述第二内表面朝内延伸并上覆于所述基板的所述第一内表面的区的空腔；
所述mems压力传感器驻留在所述空腔中并包括安置在所述基板的所述第一内表面的所述区处的压力可变形隔膜；
端口在所述空腔和所述顶盖层的侧壁之间延伸，所述侧壁在所述基板的所述第一外表面和所述顶盖层的所述第二外表面之间延伸；以及
所述包封物并不阻挡所述端口。
优选地，所述端口被配置成准许所述空腔外部的流体进入到所述空腔中。
优选地，所述mems压力传感器是第一mems压力传感器，所述区是第一区，所述空腔是第一空腔，所述端口是第一端口，所述侧壁是第一侧壁，驻留在所述第一空腔中的所述第一mems压力传感器是第一中间传感器结构，以及：
所述结构包括在所述第一内表面的第二区处的第二mems压力传感器，所述第二区从所述第一区侧向移位；以及
所述顶盖层包括从所述第一空腔侧向移位的第二空腔，其中：
所述第二空腔从所述第二内表面朝内延伸，并且上覆于所述第一内表面的第二区；
所述第二mems压力传感器驻留在所述基板的所述第一内表面的所述第二区处的所述第二空腔中以形成第二中间传感器结构；
通道从所述顶盖层的所述第二内表面朝内延伸，所述通道插入在所述第一和第二空腔之间；
所述第一中间传感器结构被配置成与所述第二中间传感器结构分离以产生包括具有所述第一端口的所述第一mems压力传感器的第一mems压力传感器封装，且产生包括具有第二端口的所述第二mems压力传感器的第二mems压力传感器，所述第一端口是所述通道的第一部分，所述第二端口是所述通道的第二部分；以及
所述第二端口在所述第二空腔和所述第二mems传感器封装的第二侧壁之间延伸，所述第二侧壁在所述基板的所述第一外表面和所述顶盖层的所述第二外表面之间延伸。
附图说明
附图用来另外示出各种实施例并解释根据本发明的所有各种原理和优点，在附图中类似附图标记贯穿不同的视图指代相同的或功能类似的元件，各图不必按比例绘制，附图与下文的详细描述一起并入本说明书并且形成本说明书的部分。
图1示出了根据实施例的微机电系统(mems)传感器封装的侧面剖视图；
图2示出了在切割之前的包括第一中间传感器结构和第二中间传感器结构的结构的侧面剖视图；
图3示出了在切割之后的图2的结构的侧面剖视图；
图4示出了图2的结构的部分的侧面剖视图；
图5示出了可用于形成图2的结构的基板结构的俯视图；
图6示出了可用于形成图2的结构的顶盖层结构的仰视图；
图7示出了根据另一实施例的在切割之前的包括第一中间传感器结构和第二中间传感器结构的结构的侧面剖视图；
图8示出了根据另一实施例的在切割之前的包括第一中间传感器结构和第二中间传感器结构的结构的侧面剖视图；
图9示出了根据又另一个实施例的在切割之前的包括第一中间传感器结构和第二中间传感器结构的结构的侧面剖视图；以及
图10示出了根据另一实施例的传感器封装制造过程的流程图。
具体实施方式
随着用于微机电系统(mems)装置的用途继续变大和多样化，越来越强调较小尺寸和低成本的封装而不需牺牲部分性能。实施例涉及mems传感器封装和制造所述mems传感器封装的方法。具体来说，通过执行相对简单的方法形成mems传感器封装以在被顶盖层覆盖的基板上包括mems传感器。mems传感器驻留在形成于顶盖层中的空腔里，并且端口在空腔和基板与顶盖层中的一个的侧壁之间延伸。形成于侧壁中的压力端口在方法的条带切割操作期间暴露以使得空腔外部的诸如空气的流体可进入到空腔中。
提供本发明以通过能够实现的方式对在应用时制作和使用根据本发明的各种实施例的最佳模式进行解释。另外提供本发明以加强对本发明的原理及其优点的理解和了解，而不是以任何方式限制本发明。本发明仅通过所附权利要求书限定，所述所附权利要求书包括在本申请及所提出的那些权利要求的全部等效物的未决期间所进行的任何修正。
参看图1，图1示出了根据实施例的微机电系统(mems)传感器封装20的侧面剖视图。如下文将论述，使用各种底纹和/或影线示出图1和后续图2到8以区分mems传感器封装的不同元件。可利用当前和未来的沉积、图案化、蚀刻等微机械加工技术来产生结构层内的这些不同元件。另外应当理解，相关术语在本文中的使用(如果存在的话)，诸如第一和第二、顶部和底部等，仅用于区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不必需要或意指在这种实体或动作之间的任何实际这种关系或次序。
mems传感器封装20大体上包括耦合到专用集成电路(asic)的mems管芯22，所述mems管芯22在本文中大体上被称作半导体管芯24。半导体管芯24又可耦合到载体的安装垫26，所述安装垫26在本文中被称作引线框架28。mems管芯22包括基板30和顶盖层32。在实施例中，基板30具有第一内表面34和第一外表面36。类似地，顶盖层32具有第二内表面38和第二外表面40。顶盖层32的第二内表面38耦合到基板30的第一内表面34。mems传感器42形成于基板30的第一内表面34上。更具体地说，顶盖层32包括从第二内表面38朝内延伸并上覆于基板30的第一内表面34的区46的空腔44。mems传感器42驻留在基板30的第一内表面34的区46处的空腔44中。
基板30和顶盖层32中的一个或两个包括在空腔44和mems管芯22的侧壁50之间延伸的端口48，其中侧壁50在基板30的第一外表面36和顶盖层32的第二外表面40之间延伸。在所说明的实施例中，端口48形成为顶盖层32的第二内表面38中的凹部。在其它实施例中，端口48可形成为基板30的第一内表面34中的凹部。mems传感器42可为具有压力可变形隔膜52的压力传感器，所述压力可变形隔膜52安置在基板30的第一内表面34的区46处。端口48被配置成准许例如空气的流体从空腔44的外部环境进入到空腔44中。由于流体可通过端口48进入空腔44，所以具有压力可变形隔膜52的mems压力传感器42可检测外部环境到mems传感器封装20的环境压力53，标记为p。
mems管芯22另外包括基板30的第一内表面34上的键合垫54，但是所述键合垫54在顶盖层32的外部，并且导电迹线56(图5中示出)在mems传感器42和键合垫54之间互连。导电迹线56适当地电耦合mems传感器42与键合垫54。可利用键合垫54以通过导电互连件，或在这个例子中，通过键合线60电连接mems传感器42到半导体管芯24的键合垫58。半导体管芯24可包括额外的键合垫62，可利用所述键合垫62以通过导电互连件，或在这个例子中，通过键合线66电连接半导体管芯24到引线框架28的外部连接引线64。引线64提供到mems传感器封装20的输入和来自mems传感器封装20的输出，如对本领域的技术人员来说已知的。
包封物68覆盖或包封mems管芯22、半导体管芯24、键合线60、键合线66，以及引线64的顶部表面。包封物68(例如，模制化合物或保护性树脂系统)保护mems传感器封装20的组件不暴露于外部元件(例如，空气、湿气和/或液体)，从而提供稳固的机械和环境保护。然而，应注意包封物68并不阻挡mems传感器封装20的侧壁50中的端口48。本文中详细呈现的制造方法实现mems传感器封装20的组件的总成，并且在一些实施例中，实现它们利用包封物68的包封而不会阻挡侧壁50中的端口48。
现参看图2和3，图2示出了在切割之前得包括第一中间传感器结构72和第二中间传感器结构74的结构70的侧面剖视图，以及图3示出了在切割之后的结构70的侧面剖视图。第一中间传感器结构72在结构70内从第二中间传感器结构74侧向移位。另外，第一中间传感器结构72和第二中间传感器结构74中的每一个包括结合图1所描述的结构组件。也就是说，第一中间传感器结构72和第二中间传感器结构74中的每一个包括mems管芯22、半导体管芯24、引线框架28和键合线60、66，它们全部覆盖在包封物68中。为简洁起见，对第一中间传感器结构72和第二中间传感器结构74的mems管芯22、半导体管芯24、引线框架28和键合线60、66的另外描述在本文中不再重复。
根据具体实施例，通过顶盖层结构78、基板结构80、半导体管芯结构82和引线框架28的条带84中的每一个的非作用/未使用的材料区76，结构70的第一中间传感器结构72和第二中间传感器结构74互连。结构70另外包括在第一中间传感器结构72的空腔44和第二中间传感器结构74的空腔44之间插入的通道86。因此，第一中间传感器结构72的空腔44和第二中间传感器结构74的空腔44与彼此成流体连通。
第一中间传感器结构72被配置成与第二中间传感器结构74分离以产生第一mems传感器封装，其在本文中被称作第一压力传感器封装20a(图3)，且产生第二mems传感器封装，其在本文中被称作第二压力传感器封装20b(图3)。也就是说，结构70可在以短划线88为界的非作用/未使用的材料区76处加以锯切、切块或以另外方式切割以去除短划线88之间的结构70的材料部分。
在切割之后，第一压力传感器封装20a和第二压力传感器封装20b中的每一个包括结合图1所描述的结构组件。也就是说，第一压力传感器封装20a和第二压力传感器封装20b中的每一个包括mems管芯22、半导体管芯24、引线框架28和键合线60、66，它们全部覆盖在包封物68中。出于描述的清楚起见，字母“a”在图3中用于指代第一压力传感器封装20a的元件，并且字母“b”在本文中用于指代第二压力传感器封装20b的元件。应观察到切割过程将通道86分离成两个剩余部分。因此，第一压力传感器封装20a的第一端口48a是通道86的第一部分，并且第二压力传感器封装20b的第二端口48b是通道86的第二部分。
参看图4和5，图4示出了为结构70(图2)的部分的mems管芯结构89的侧面剖视图，并且图5示出了可用于形成结构70的基板结构80的俯视图。更具体地说，图4的mems管芯结构89包括顶盖层结构78，所述顶盖层结构78与基板结构80耦合以形成一对mems管芯22。然而，应观察到，图4并不包括半导体管芯24(图2)和引线框架28(图2)。图5示出了基板结构80，其中没有顶盖层结构78以揭示基板结构80的特征。
一般来说，基板结构80包括块体基板88和固定到块体基板88的表面92的结构层90。mems传感器42形成于结构层90上，或可替换的是，形成于结构层90中。如图所示，键合垫54和导电迹线56的集合也形成于结构层90上。为图示的简单起见，基板结构80示出为仅具有两个mems传感器42。然而，应理解基板结构80可包括在高容积制造配置中被布置成配对形式(如所示)的多个mems传感器42。
根据示例实施例，块体基板88具有从块体基板88的表面92朝内延伸的凹部94，并且结构层90固定到围绕凹部94的块体基板88的表面92。去除围绕mems传感器42中的每一个的结构层90的材料部分以形成悬臂式平台结构96，mems传感器42中的每一个驻留在所述悬臂式平台结构96处。因此，悬臂式平台结构96形成于结构层90中，并且其每一个在凹部94中的相应的一个凹部上方延伸。
悬臂式平台结构96中的每一个包括平台98和从平台98延伸的臂100。臂100的一端固定到平台98，并且臂100的另一端通过臂100到结构层90的部分上的附着而固定到块体基板88，所述结构层90的部分固定到围绕凹部94的块体基板88的表面92。因此，一旦去除结构层90的材料部分，开口102就延伸穿过结构层90且部分地围绕悬臂式平台结构96。因此，平台98和臂100悬置在凹部94上方，其中臂100中的每一个臂的一端是悬臂式平台结构96中的每一个结构到周围的块体基板88的唯一附着点。尽管悬臂式平台结构96中的每一个包括形成到周围的块体基板88的唯一附着点的臂100，但是其它配置可包括到周围的块体基板的多于一个的附着点。
所示出的配置得到mems传感器42，其中的每一个形成于悬置在凹部94上方的悬臂式平台结构96上。悬臂式平台结构可实现改进了的封装应力隔离和改进了的装置性能的好处，尤其对于压力传感器配置来说。然而，应理解替代实施例不必包括上覆于凹部的悬臂式平台结构。替代地，一些实施例可包括mems传感器，所述mems传感器形成于固体基板(即，不具有凹部)上并驻留在空腔44中，但是仍需要通过侧壁50(图1)中的端口48(图1)移植到外部环境。
现参看图4和6，图6示出了可用于形成结构70(图2)的顶盖层结构78的仰视图。顶盖层78包括两个空腔44和从顶盖层结构78的表面104朝内延伸的通道86。为图示的简单起见，顶盖层结构78示出为仅具有在其中形成以与基板结构80(图5)对应的两个空腔44。然而，应理解顶盖层结构78可包括被布置成配对形式的多个空腔44，其中通道86在高容积制造配置中的空腔44对之间延伸。
一般来说，顶盖层结构78可通过键合材料106与基板结构80耦合，其中键合可为(例如)玻璃粉键合、铝-锗键合、铜-铜键合，或任何其它合适的键合工艺和键合材料。键合材料106可适当地位于顶盖层结构78和基板结构80之间，以及空腔44和通道86的边界之外。在一些实施例中，当顶盖层结构78与基板结构耦合时，材料部分108上覆于键合垫54。因此，可执行锯切揭示过程以从顶盖层结构78暴露键合垫54。也就是说，在与基板结构80耦合之后，顶盖层结构78可沿着图6中示出的锯切线(由短划线110表示)锯切以去除材料部分108，并由此暴露键合垫54。如此，键合材料106可受限于在锯切线110之间的那些区以免与键合垫54接触。在其它实施例中，键合材料106可不限于在锯切线110之间的区。如此，在锯切揭示过程之后，键合材料106可从键合垫54中去除。
图7示出了根据另一实施例的在切割之前的包括第一中间传感器结构114和第二中间传感器结构116的结构112的侧面剖视图。结构112类似于上文所描述的结构70(图2)。因此，结构112包括顶盖层结构78、基板结构80和条带84，以使得第一中间传感器结构114和第二中间传感器结构116中的每一个包括mems管芯22、引线框架28和键合线60、66，它们全部覆盖在包封物68中。然而，作为半导体管芯结构82(图2)的替代，结构112利用适当地耦合到条带84的预先切割的半导体管芯24制造。如上文所论述，切割所得的包封结构112，并且分割通道86以暴露两个端口48a、48b到外部环境。
图8示出了根据另一实施例的在切割之前的包括第一中间传感器结构120和第二中间传感器结构122的结构118的侧面剖视图。结构118类似于结构70(图2)。因此，结构118包括顶盖层结构78、半导体管芯结构82、条带84和键合线66，它们全部覆盖在包封物68中。然而，作为基板结构80(图2)的替代，结构118利用基板结构124制造，所述基板结构124包括上文所描述的多个元件，包括mems传感器42。然而，基板结构124包括作为键合线60(图2)的替代的导电互连件，所述导电互连件呈延伸穿过基板结构的块体基板128的导电通孔126的形式。导电通孔126可因此在mems传感器42和半导体管芯结构82的半导体管芯24之间形成电连接。
这种结构配置消除了对mems传感器和底层半导体管芯之间的键合线的需要，这可以降低封装尺寸和复杂度。如上文所论述，切割所得的包封结构118，并且分割通道86以暴露两个端口48a、48b到外部环境。
图9示出了根据又另一个实施例的在切割之前的包括第一中间传感器结构132和第二中间传感器134结构的结构130的侧面剖视图。结构130包括顶盖层结构78和基板结构124，所述基板结构124具有延伸穿过其的导电通孔126。结构130另外包括半导体管芯结构136，所述半导体管芯结构136具有延伸穿过其的导电通孔138。提供导电通孔138作为键合线66(图2)和引线框架28(图2)的替代，并实现到所得的mems传感器封装的输入和来自所得的mems传感器封装的输出。
由于导电通孔126在基板结构124的内部，并且导电通孔138在半导体管芯结构136的内部，所以所得的封装不必包封在包封物68(图1)中。此外，就封装复杂度和所得的mems传感器封装的整个尺寸来说，可实现节约。如上文所论述，切割所得的结构130，并且分割通道86以暴露两个端口48a、48b到外部环境。
现参看图10，图10示出了根据另一实施例的传感器封装制造过程140的流程图。方法涉及将侧定向的端口(例如，压力端口)制造到硅中，所述端口在条带切割处暴露。为图示的简单起见，将结合在图1到6中详细示出的两个mems传感器封装20a、20b(图3)的制造描述传感器封装制造过程140。然而，对本领域的技术人员来说应显而易见的，可执行随后的方法以在高容积制造环境中同时制造大于两个mems传感器封装20。另外，应理解，传感器封装制造过程140可适用于产生上文结合图7到9所替换地描述的mems传感器封装配置中的任一个。
下文结合传感器封装制造过程140呈现的过程操作的次序不应被解释为限制性的，而是提供作为可实施的可能的制造方法的例子。此外，本领域的技术人员将理解，可以不同于下文所呈现的次序来执行过程操作。
传感器封装制造过程140包括与具有在其中形成的mems传感器42的mems管芯结构89(图4)的制造有关的过程框。这些过程框由更大的短划线方框划定，并包括框142、144和146。在传感器封装制造过程140的框142处，提供具有在其上形成的mems传感器42的基板结构80。在框144处，提供顶盖层结构78(图4和6)，其中空腔44和通道86形成于顶盖层78中。在框146处，顶盖层78通过键合材料106耦合到基板结构80以形成mems管芯结构89。如先前所提到，键合可使用任何其它合适的键合工艺和材料执行。
在框148处，在一些实施例中，包含半导体管芯24的半导体管芯结构82可耦合到引线框架28的条带84(图2)。当然，在不包括引线框架的配置(例如，图9的结构130)中，框148不必执行。在框150处，根据过程框142、144、146形成的mems管芯结构89使用(例如)管芯附着粘合剂而与半导体管芯结构82耦合。
在框152处，可形成导电互连件。参看图2，键合线60可在基板结构80和半导体管芯结构82之间形成。另外，键合线66可在半导体管芯结构82和引线框架28的外部连接引线64之间形成。参看图8，在不包括键合线60的配置(例如，结构118)中，呈导电通孔126形式的导电互连件将在制造基板结构124期间形成，并且呈键合线66形式的导电互连件将在半导体管芯结构82耦合到引线框架28的条带84之后形成。现参看图9，在不包括任何键合线60、66的又其它配置(例如，结构130)中，呈导电通孔126形式的导电互连件将在制造基板结构124期间形成，并且呈通孔138形式的导电互连件将在制造半导体管芯结构136期间形成。
在框154处，条带84、半导体管芯结构82、基板结构80、顶盖层78和键合线60、66包封(即，覆盖)在包封物68中。参看图2、7和8，保护在切割之后将变为端口48a、48b的侧定向通道86不受包封物68的影响。在不包括包封物68的配置(例如，图9的结构130)中，框154不必执行。
一些先前技术的结构需要键合线穿过凝胶涂层。凝胶涂层容易形成鼓泡，并可使键合线弯曲。形成鼓泡和键合线弯曲可使相邻电线之间的寄生电容改变，因此不利地影响传感器的偏移。根据本文所述的实施例，由于键合线60和键合线66包封(图2和6)在包封物68中，和/或通过使用导电通孔126(图7)，所以键合线有利地不必穿过凝胶涂层。
在包封框154之后，执行过程框156。在框156处，可执行切割过程(例如，湿式锯切、激光切割等等)以将包覆模制结构分离成单个的第一和第二传感器封装20a、20b，并暴露端口48a、48b。在其中利用常规的切割技术，结构可因为碎屑通过端口48a、48b进入空腔44而损坏的情况下，可使用隐形切割技术执行切割，所述隐形切割技术使用两个步骤的切割操作以在执行第二切割操作之前，清除由第一切割操作产生的任何导电材料，或使用大大地阻止或限制残渣通过端口48a、48b进入到空腔44中的任何其它技术来执行切割。
在框156之后，传感器封装制造过程140结束于产生多个mems传感器封装之后，所述多个mems传感器封装中的每一个包括在空腔和传感器封装的侧壁之间延伸的侧面端口。侧面端口被配置成准许空腔外部的例如空气的流体进入到空腔中。当mems传感器封装包括压力传感器时，进入空腔的流体的压力可通过压力传感器进行适当地检测。
mems传感器封装的实施例包括mems管芯，所述mems管芯包括具有第一内表面和第一外表面的基板、形成于第一内表面上的mems传感器，以及具有第二内表面和第二外表面的顶盖层。顶盖层的第二内表面耦合到基板的第一内表面。顶盖层包括从第二内表面朝内延伸并上覆于基板的第一内表面的区的空腔。mems传感器驻留在基板的第一内表面的区处的空腔中，并且基板和顶盖层中的一个包括在空腔和mems管芯的侧壁之间延伸的端口，其中侧壁在基板的第一外表面和顶盖层的第二外表面之间延伸。
制作mems传感器封装的方法的实施例包括提供具有第一内表面和第二外表面的基板，所述基板包括在第一内表面的第一区处的第一mems传感器和在第一内表面的第二区处的第二mems传感器，第二区从第一区侧向移位，以及提供具有第二内表面和第二外表面的顶盖层，所述顶盖层包括第一空腔和从第一空腔侧向移位的第二空腔，第一和第二空腔中的每一个从第二内表面朝内延伸。形成从基板的第一内表面和顶盖层的第二内表面中的一个朝内延伸的通道。顶盖层的第二内表面耦合到基板的第一内表面，使得第一空腔上覆于第一区以形成第一中间传感器结构，第二空腔上覆于第二区以形成第二中间传感器结构，并且通道插入在第一和第二空腔之间，使得第一和第二空腔与彼此成流体连通。第一中间传感器结构与第二中间传感器结构分离以产生第一mems传感器封装和第二mems传感器封装。
结构的实施例包括具有第一内表面和第一外表面的基板、形成于第一内表面上的mems压力传感器、具有第二内表面和第二外表面的顶盖层，以及覆盖基板和顶盖层的包封物，其中顶盖层的第二内表面耦合到基板的第一内表面，顶盖层包括从第二内表面朝内延伸并上覆于基板的第一内表面的区的空腔，mems压力传感器驻留在空腔中并包括安置在基板的第一内表面的区处的压力可变形隔膜，基板和顶盖层中的一个包括在空腔和顶盖层的侧壁之间延伸的端口，侧壁在基板的第一外表面和顶盖层的第二外表面之间延伸，并且包封物并不阻挡端口。
因此，通过执行相对简单的方法形成mems传感器封装以在被顶盖层覆盖的基板上包括mems传感器。mems传感器驻留在形成于顶盖层中的空腔里，并且端口在空腔和基板与顶盖层中的一个的侧壁之间延伸。形成于侧壁中的端口在方法的条带切割操作期间暴露以使得空腔外部的诸如空气的流体可进入到空腔中。因此，mems传感器可为应力隔离的且可包覆模制的压力传感器，所述压力传感器能够通过端口感测外部环境对传感器的压力。
本发明意图解释如何设计和使用根据本发明的各种实施例，而非限制本发明的真实、既定和公平的范畴及精神。以上描述并不意图是详尽的或将本发明限制于所公开的确切形式。鉴于以上教示，大量变化或修改是可能的。选择和描述实施例是为了提供对本发明的原理和本发明的实际应用的最佳说明，并且使本领域的技术人员能够在各种实施例中并用适合于所预期特定用途的各种修改来利用本发明。当根据清楚地、合法地并且公正地赋予的权利的宽度来解释时，所有这样的修改和变化及其所有等效物均处于如由所附权利要求书所确定的本发明的保护范畴内，并且在本专利申请未决期间可以修正。
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