相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年5月6日提交的美国临时专利申请no.62/332,950的优先权，其全部内容通过引用整体并入本文用于所有目的。
该领域一般涉及低应力集成器件封装以及用于制造低应力集成器件封装的低应力集成器件封装和方法。
背景技术：
微机电系统(mems)设备通常包括对外力、干扰和/或环境污染物敏感的可移动组件。例如，mems运动传感器设备(诸如陀螺仪、加速度计等)可以包括对这样的外部力非常敏感的可移动光束，以便将mems器件封装到较大的电气或电子系统中可能是具有挑战性的。因此，对于诸如mems封装的集成器件封装仍然需要改进的低应力封装技术。
技术实现要素：
在一个实施例中，公开了一种集成器件封装。封装可以包括限定空腔的封装结构。封装可以包括至少部分地设置在空腔内的集成器件管芯(die)。该封装可以包括腔内的凝胶，围绕集成器件管芯的凝胶。
在另一个实施例中，公开了一种集成器件封装。封装可以包括载体和在载体的顶表面上的填充材料。封装可以包括嵌入或设置在填充材料内的集成器件管芯，使得填充材料的至少一部分设置在集成器件管芯的底表面和载体的顶表面之间的整体器件管芯的整个底表面下方。
在另一个实施例中，公开了一种用于制造集成器件封装的方法。该方法可以包括提供至少部分地嵌入或设置在低应力填充材料内的载体。该方法可以包括将集成器件管芯嵌入或布置在填充材料中，使得填充材料的至少一部分设置在集成器件管芯的底表面和载体的顶表面之间的集成设备器件管芯整个底表面下方。
在另一个实施例中，公开了一种集成器件封装。封装可以包括载体和限定气体腔的封装结构。封装可以包括至少部分地设置在气体腔内的集成器件管芯，该集成器件管芯通过接合线至少部分地支撑在载体上方，使得间隙设置在集成器件管芯的至少一部分与载体之间。
为了总结与现有技术相比的优点，本文已经描述了某些目的和优点。当然，应当理解，根据任何具体实施例，不一定都可以实现所有这些目的或优点。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本文教导的原理可以以实现或优化本文所教导或建议的一个优点或优点组合的方式来实现或实施，而不一定实现其他目的或优点，如在这里教导或建议。
所有这些实施例都旨在在本文公开的本发明的范围内。对于本领域技术人员来说，这些和其它实施例对于优选实施例的以下详细描述参考附图将变得显而易见，本发明不限于所公开的任何具体实施例。
附图说明
这些方面和其它方面将从以下对优选实施例和附图的描述中变得显而易见，这些实施例和附图旨在说明而不是限制本发明，其中：
图1a是根据一个实施例的部分组装的封装的示意性侧剖视图，其包括载体和通过临时的芯片附着材料临时附接到载体的顶表面的集成器件管芯。
图1b是将管芯引线接合到载体之后的图1a的部分组装的封装的示意性侧剖视图。
图1c是在去除临时管芯附着材料之后图1b的部分组装的封装的示意性侧剖视图。
图1d是在图1c的管芯上施加填充材料之后组装的封装的示意性侧剖视图。
图2a是根据另一实施例的部分组装的集成器件封装的示意性侧剖视图，其包括限定空腔的壳体。
图2b是在将包括集成器件管芯的载体安装到腔中的壳体之后，图2a的部分组装的集成器件封装的示意性侧剖视图。
图2c是在将承载线引线接合到壳体的引线之后，图2b的部分组装的集成器件封装的示意性侧剖视图。
图2d是在将集成器件管芯安装到具有临时贴片材料的载体上之后，图2c的部分组装的集成器件封装的示意性侧剖视图。
图2e是在去除临时管芯附着材料之后图2d的部分组装的集成器件封装的示意性侧剖视图。
图2f是根据各种实施例，在将填充材料设置在整体式器件管芯上并且在图2e的填充材料和空腔之上提供盖子之后，组装的集成器件封装的示意性侧剖视图。
图2g是根据各种实施例的在将集成器件管芯上的填充材料设置在图2e的空腔中之后组装的集成器件封装的示意性侧剖视图。
图2h是根据另一实施例的在将盖安装在图2e的空腔壁上之后的组装的集成器件封装的示意性侧视剖视图。
图3是示出根据各种实施例的用于制造集成设备包的示例性方法的流程图。
具体实施方式
在本文公开的各种实施例涉及用于制造低应力集成器件封装的低应力集成器件封装和方法。诸如某些微机电系统(mems)装置的某些集成装置具有对外力，干扰，污染物和/或其他环境因素敏感的部件。例如，mems运动传感器(诸如，陀螺仪、加速度计等)可以包括可由其他封装部件和/或其它外部应力损坏的可移动机械组件。举例来说，在一些封装装置中，使用常规的芯片附接材料(诸如，市售的环氧树脂和硅树脂材料)将陀螺仪管芯附接到载体(诸如，封装衬底或另一个集成器件管芯)上可能引起过度的应力可以损坏管芯和/或降低或损害其性能的陀螺仪管芯。此外，使管芯与传统的密封剂或模制化合物(诸如，分配或模制的环氧化合物)接触还可以赋予可以损坏管芯的压力和/或降低或损害陀螺仪管芯的性能。
因此，本文公开的各种实施例提供了一种用于敏感器件管芯的封装，其保护敏感管芯免受应力的影响，包括由外力引起的应力，封装的其他部件或更大的电子器件等。在一些实施例中，包括载体(例如封装基板，另一个集成器件管芯等)和设置在载体顶表面上的填充材料。集成器件管芯可以嵌入填充材料内，使得填充材料的至少一部分设置在管芯和载体的顶表面之间的集成器件管芯的一部分或整个底表面下方。在各种实施例中，装置管芯和填充材料可以至少部分地设置在由封装结构(例如包括壳体和盖子，或平坦基板和坝)的壳体限定的空腔内。
在一些实施例中，填充材料可以有利地包括与常规密封剂或模塑材料不同的凝胶。例如，与传统的密封剂或模塑料相比，凝胶可以包括具有例如较低粘度和/或较低弹性模量(杨氏模量)的较低应力材料。通过将集成器件管芯嵌入填充材料或凝胶中，凝胶可以有利地吸收任何外部应力，以防止应力传递到集成器件管芯。此外，由于凝胶相对较软并且容易在可流动状态下流动，凝胶可以至少部分地或完全地包围管芯，包括管芯的顶部、底部和侧面。凝胶可以与管芯接触而不损坏管芯的敏感部件，因为凝胶是相对于常规密封剂环氧树脂具有低弹性模量和低粘度的相对低的应力材料。
图1a-1d是示出根据一个实施例的用于制造集成器件封装的方法的步骤的示意性侧视图。图1a示出了部分组装的封装1，其包括载体2和通过暂时的管芯附着材料4临时附接到载体3的顶表面5的集成器件管芯3。载体2可以包括任何合适的结构或表面，其被配置例如在一些实施例中，载体2可以包括封装衬底，诸如印刷电路板(pcb)、模制引线框架、陶瓷衬底、聚合物衬底等。在其中载体2包括封装衬底的实施例中，载体2可以包括用于将电信号从管芯3路由到较大电气或电子系统的母板的金属接触焊盘和金属迹线。在其他实施例中，载体2可以包括另一个集成器件管芯。例如，在一些布置中，载体2可以包括处理器管芯(例如专用集成电路或asic)，并且集成器件管芯3可以包括堆叠在asic上的mems管芯。
集成器件管芯3可以堆叠在载体2的顶表面5上，使得管芯3的底表面9或下表面9面向载体2的顶表面或上表面5。集成器件管芯3可以包括任何合适类型的器件管芯，诸如mems管芯、处理器管芯、存储管芯等。在一些实施例中，集成器件管芯3可以包括运动传感器管芯，诸如mems陀螺仪管芯或mems加速度计管芯。在这样的实施例中，如果使用常规的芯片附接材料(例如市售的环氧树脂和硅树脂材料)来将管芯3附接到载体2上，运动传感器芯片的可移动部件可能被损坏。例如，使用常规的永久性贴片材料可以将载体2的应力传递到最终产品中的管芯3。此外，在常规密封剂或模制材料被施加在管芯3上的封装中，密封剂或模制材料可以赋予可影响运动传感器的性能的应力。例如，如果密封剂含有水分和/或如果密封剂暴露于高温下，则密封剂可以膨胀并压靠在集成器件管芯3上，这可能改变管芯3和/或其敏感部件的性能。应当理解，管芯3可以包括其他类型的敏感器件管芯，诸如处理器管芯(例如，具有诸如带隙参考电路的敏感电路的处理器管芯)，存储器管芯，其它类型的mems管芯等。
在图1a所示的实施例中，代替使用永久管芯附接材料，使用临时管芯附接材料4将管芯3附接到载体2的上表面5。例如，在一些实施例中，临时芯片附着材料4可以包括可以将管芯3临时固定到载体2上的蜡状粘合剂。例如，临时芯片附着材料4可以施加到管芯3的下表面9，并且管芯3可以附接到载体2的上表面5。在其他布置中，临时芯片附着材料4可以施加到载体2的上表面5，随后连接管芯3。可以在晶片级(将晶片分割成多个器件管芯之前)施加(例如，丝网印刷)的临时芯片附着材料4，或者可以在晶片级(分割后)施加。在一些实施例中，临时管芯附接材料4可以包括可以应用于管芯3和/或载体2的水溶性热塑性材料。例如，临时管芯附着材料4可以包括由aquabond销售的aquabondtm系列粘合剂加利福尼亚州长滩有限责任公司。临时芯片附着材料4的厚度可以是任何合适的厚度。例如，在一些实施例中，临时芯片附接材料4可以具有在25微米至2mm，或50微米至2mm，或更具体地在40微米至500微米的范围内的厚度，或者在50微米至500微米的范围，其也可以代表管芯3和载体2之间的垂直间隔，同时管芯3暂时粘附到载体2上。
转向图1b，管芯3可以电连接到载体2。例如，如图1b所示，管芯3可以使用一个或多个接合线6引线接合到载体上。一端可以将接合线6(例如，通过热压接)连接到管芯的上表面上的接触垫。接合线6的另一端可以连接到载体5的上表面5上的相应的接触焊盘。例如，在载体2包括封装基板的实施例中，接合线6可以电连接到pcb基板上的接触焊盘，该衬底又与衬底的底表面上的引线电连通。或者，如果载体2包括引线框架基板，则接合线6可以电连接到引线框架的导电引线指。在其中载体2包括另一个集成器件管芯(例如处理器管芯)的其它实施例中，接合线6可以连接到管芯的上表面5上的对应的接触焊盘，以与另一管芯电连通。虽然在图1b中示出了接合线6，但是芯片3可以使用其他类型的电互连连接到载体2。
图1b所示的临时管芯附接材料4可以有利地相对于载体2固定管芯3以足以承受引线接合或其它电连接过程，使得接合线6可以被精确和可靠地连接到芯片3和载体2的对应的接触焊盘。例如，接合线6与管芯3和载体2的连接可能涉及大量的振动(例如，超声波振动)和/或施加热和压力。临时贴片材料4可以在与载体2的上表面5平行的横向方向上临时固定管芯3，以便提供可以连接接合线6的稳定平台。
在图1c中，可以从管芯3和载体2之间移除图1b的临时芯片附接材料4，以在管芯3和载体2之间限定空间7。在一些实施例中，临时管芯附着材料4可以通过流体溶剂(例如与表面活性剂或其它合适的材料混合的水)除去。在一些实施例中，可以将热量施加到部分制造的封装1以移除(或辅助移除)临时管芯附着材料4。例如，用于溶解临时管芯附接材料4的流体(例如，水)可以稍加热，以方便清除。一旦移除临时管芯附着材料4，管芯3可以通过接合线6悬挂在载体2的上表面5上方，使得载体的上表面5与下表面9分离管芯3通过空间7。在移除临时管芯附着材料4之后，在一些布置中，重力可能导致管芯3下垂更靠近载体2，使得空间7在10微米至100微米的范围内，在10微米至75微米的范围内，或更具体地在25微米至75微米的范围内，或更具体地在25微米至50微米的范围内。因此，在去除管芯附接材料4之后，接合线6可以通过可能包括气隙的空间7来支撑和悬挂载体2上方的管芯3。在管芯3下面的空间7不需要均匀，并且如果接合线6是不对称的，则管芯可以相对于载体2的上表面5成角度(例如，3-15°)。在一些实施例中，管芯3可以下垂，使得管芯3的一部分(诸如角或边缘)接触载体2，而在其他实施例中，整个管芯3与载体2间隔开。
尽管在图1b中使用临时的芯片附接材料4来临时地将管芯3相对于载体2固定，但在其他实施例中，可以不使用这种临时的芯片附接材料。相反，在其他实施例中，诸如夹具，机器人端部执行器或任何其它合适的机构的机械装置可以用于将管芯3悬挂或保持在载体2的上表面5之前，期间和/或者在引线接合之后。在这种布置中，机械装置还可以支撑管芯3，同时将接合线连接到管芯3和托架2。
转向图1d，填充材料8围绕管芯3并在载体2的上表面5上方流动，使得管芯3嵌入填料8中。至少填充材料8和载体如图1d所示，管芯3和接合线6可以完全地嵌入在填充材料8中。如上所述，填充材料8可以包括凝胶，具有与常规密封剂或模塑料中使用的材料性质显着不同的材料性质。例如，与密封剂或模塑料相比，填充材料8可以包括具有例如较低粘度和/或较低弹性模量(杨氏模量)的低应力材料的凝胶。作为示例，凝胶可以包含硅酮，例如由michigan的midland的dowcorningcorporation制造的1-4101的hipec。在固化之前，凝胶可以在50cps至900cps的范围内，在100cps至900cps的范围内，在25℃的600cps至850cps的范围内，在650cps的范围内在25℃下为800cps，或更特别是在25℃下675cps至800cps的范围内，或在675cps至775cps25℃的范围内(例如，约700cps，25℃时约750cpsc)。固化后，固化凝胶的模量可以在20pa
填充材料8可以以可流动状态施加，其中填充材料8围绕管芯3供应，并且可以转化为固化状态，其中填充材料8固化成比在可流动状态。在可流动状态下，填充材料8(例如，如上所述的凝胶)可以在管芯3的所有侧面周围流动，使得管芯3嵌入在填充材料8中。例如，可以布置填充材料8关于管芯的上表面和下表面以及管芯3的大约侧表面，例如，填充材料8覆盖管芯3的除了电连接(例如，键合到的键合焊盘)的所有外表面连接线6)。如图1d所示，填充材料8的一部分可以设置在管芯3的下表面9和载体2的上表面5之间的空间7中。在一些实施例中，填充材料8覆盖并且是设置在管芯3的整个下表面9的下方。载体2的上表面5位于管芯3的整个下表面9的下方，并且填充有填充材料8的中间空间7。在一些实施例中，管芯3不直接接触载体2。在其中管芯3被不对称地支撑并且下垂以接触载体2的一些实施例中，如上所述，管芯3的角部或边缘可以接触载体2。在这样的实施例中，材料8可能仍然位于管芯3的整个下表面9的下面，因为只有管芯3的拐角或边缘与载体2接触。即使管芯的一部分与载体接触，也没有硬粘合剂d的下表面9之间的材料即3，并且载体2的上表面可以防止施加应力。
在一些实施例中，填充材料8可以固化以将填充材料8从可流动状态改变到固化状态。例如，填充材料8可以在100℃至300℃的温度范围内或在100℃至200℃的范围内加热以使填充材料8固化。作为一个实例，填料材料8可在150℃下固化1小时。在一些布置中，填充材料8可以直接接触管芯3(诸如外表面，例如底面)。在其他布置中，中间层，板或元件可以设置在填充材料8和管芯3之间。由于与常规密封剂和底部填充材料相比，填充材料8相对较软并且具有相对低的粘度(即使在固化状态)，填充材料8可以吸收外部组件和/或封装或系统的其它部件产生的外部应力，并且可以防止或减少施加到管芯3的应力。因此，填充材料8可以保护并且可以有利地在存在外部应力和力的情况下保持管芯3的一致的性能。例如，由于填充材料8可以设置在管芯3和载体2之间(而不是具有永久的芯片附着材料)，因此可以减少或消除从载体2到管芯3的应力传递。此外，填充材料8可以代替模制化合物或密封剂，这可能不期望地在管芯上施加应力。因此，填充材料8可以足够软以便保护管芯3免受外部应力，但是可能足够硬以提供足够的结构，以将管芯3相对于载体2和/或封装壳体10固定在适当位置正在使用。
图2a-2f是示出根据另一实施例的用于制造包括引导框架基板上的多个集成器件管芯的集成器件封装的方法的步骤的示意性侧面横截面图。除非另有说明，上面结合图1a-1d描述的部件，材料和功能可以与本文中关于图2a-2f描述的实施例互换使用。结合图2a-2f使用的附图标记可以表示与图1a-1d相同或大致相似的部件，除非另有说明。
在图2a中，部分组装的封装1可以包括壳体10，壳体10包括具有从其延伸的壁14的壳体主体13。壳体10可以限定空腔20，其可以包括由壳体主体13限定的凹入的空气腔，例如主体13的底部底部和壁14。在其他实施例中，空腔可以由平面封装衬底在其上表面上具有阻挡层以限制随后施加的填充材料。外壳主体13可以包括封装基板。在图2a的实施例中，例如，壳体13包括模制的引线框架基板，其包括嵌入模制材料或模制化合物中的导电引线框架。导电引线框架可以包括多个导电引线16，其一部分暴露在封装1的外部。在所示实施例中，引线16从壳体13向外延伸。在其他实施例中，引线16可以暴露在引线16可以在封装1(包括封装1中的集成器件管芯)和更大的电气系统(例如，通过母板)之间提供电气连通。在其他实施例中，封装衬底可以包括任何其它合适类型的衬底，例如pcb，陶瓷衬底，聚合物衬底等。
转向图2b，载体2安装到壳体10的壳体13上。如图2b所示，载体2可以通过壳体主体13的底板或模片桨粘合剂12，其可以包括常规的管芯附着材料。在所示实施例中，粘合剂12可以不包括临时的管芯附接材料，即，在封装组装过程中构造成被去除的管芯附接材料。在各种实施例中，管芯附着材料可以包括环氧树脂或硅树脂材料。在图2b的实施例中，载体2包括集成器件管芯，例如诸如专用集成电路(asic)的处理器管芯。在其他实施例中，如上所述，载体2可以包括任何其它类型的集成器件管芯，或者可以包括封装衬底或插入器。在所示的实施例中，有源部件(例如，有源集成电路)可以设置在载体2的上表面5处或附近。在其他实施例中，有源部件可以设置在载体2的底表面处或附近例如，在载体2倒装芯片安装到主体13上的布置中)。
在图2c中，载体2(例如集成器件管芯，例如asic或其它类型的处理器)可以电连接到封装外壳10。例如，如图2c所示，一个或多个载体接合线11可以将暴露在载体2的上表面5处的接触焊盘与壳体10的相应引线16电连接。在其他实施例中，载体2可以倒装安装到壳体13的地板上，多个焊球可以将载体2的下表面上的接触或接合焊盘与壳体的地板上的引线(如果引线设置在主体13的地板中)相对应地接触。在其它实施例中，一个或多个穿硅通孔(tsv)可延伸穿过载体以提供载体2和壳体之间的电连通。
转向图2d，集成器件管芯3可以通过临时管芯附着材料4临时粘附到载体2的上表面5。集成器件管芯3可以包括任何合适类型的管芯，例如作为mems管芯，处理器管芯，存储器管芯等。在所示实施例中，管芯3包括诸如加速度计或陀螺仪的mems运动传感器管芯。管芯3可以包括装置部分3a和覆盖装置部分3a的至少一部分的盖3b。活动的可移动装置(例如可移动的机械梁或元件)可以在装置部分3a中形成或限定，例如在装置部分3a的上表面处或附近。可移动光束或元件可以包括陀螺仪或加速度计装置中的部件。在这种装置中，可动梁或元件可能非常敏感。帽3b可以覆盖可移动的光束或元件以对可移动mems元件提供保护。
与图1a-1b的实施例一样，代替使用永久性芯片附接材料，临时芯片附着材料4可用于将管芯3附接到载体2的上表面5。例如，作为如上所述，临时芯片附着材料4可以包括可以将管芯3临时固定到载体2上的蜡状粘合剂。例如，临时芯片附着材料4可以施加到管芯3的下表面9，并且管芯3可以附接到载体2的上表面5。在其他布置中，临时模片附接材料4可以被施加到载体2的上表面5。可以施加临时模片附接材料4在晶片级(在将晶片分割成多个器件管芯之前)进行丝网印刷)，或者可以在晶片级(分割后)施加。在一些实施例中，临时管芯附接材料4可以包括可以应用于管芯3和/或载体2的水溶性热塑性材料。例如，临时管芯附着材料4可以包括由aquabond销售的aquabondtm系列粘合剂加利福尼亚州长滩有限责任公司。临时芯片附着材料4的厚度可以是任何合适的厚度。例如，在一些实施例中，临时芯片连接材料4可以具有在25微米至2mm的范围内或在50微米至2mm的范围内，或更具体地在40微米至500的范围内的厚度微米，或在50微米至500微米的范围内，这也可以代表管芯3和载体2之间的垂直间隔，同时管芯3暂时粘附到载体2上。
此外，如图2d所示，器件部分3a中的管芯3，特别是接合焊盘可以电连接到载体2上的对应的接触焊盘。例如，如图1c所示，一个或多个接合导线6可以从管芯3上的接触焊盘延伸到载体2上的另一个接触焊盘。在图2d的实施例中，芯片3包括mems运动传感器管芯并且载体2包括处理器管芯，载体2可以接收由芯片3转换的信号，并且可以在通过引线16传输到更大的电子系统之前预处理这些信号。例如，载波2(例如，处理器管芯)可以包括有源电路，其将由芯片3转换为数字信号的模拟信号，提供信号调节功能，和/或执行从(和/或传送到)管芯3接收的各种其它处理。在其他实施例中，管芯3可以电连接(例如，电线接合)到封装壳体10上的对应的导电焊盘或引线16，其可以不同于载体2连接到的引线16。
如上面关于图1b所解释的那样，图2d所示的临时芯片附着材料4可以有利地将管芯3相对于载体2固定以进行引线接合，使得接合线6准确地和可靠地连接到管芯3和载体2的对应的接触焊盘。例如，接合线6与管芯3和载体2的连接可能涉及大量的振动(例如，超声波振动)和/或施加的热和压力。临时贴片材料4可以在与载体2的上表面5平行的横向方向上临时固定管芯3，以便提供可以连接接合线6的稳定平台。
在图2e中，移除临时管芯附接材料4以在管芯3和载体2之间限定空间7。在一些实施例中，临时管芯附着材料4可以通过流体溶剂，例如作为与表面活性剂或其它合适的材料混合的水。在一些实施例中，可以将热量施加到部分制造的封装1和/或流体以移除(或辅助移除)临时管芯附着材料4。一旦移除临时管芯附着材料4，管芯3可以通过接合线6悬挂在载体2的上表面5上方，使得载体的上表面5通过空间7与管芯3的下表面9分离。在移除临时管芯附着材料4，在一些布置中，重力可能导致管芯3下垂到载体2，使得空间7在10微米至100微米的范围内，在10微米至75微米的范围内，或更特别地，在25微米至75微米的范围内，或更具体地在25微米至50微米的范围内。因此，在去除管芯附接材料4之后，接合线6可以通过空间7支撑和悬挂载体2上方的管芯3，空间7在该处理阶段可包括气隙。
尽管在图2d中使用临时的芯片附接材料4以相对于载体2临时固定管芯3，但在其他实施例中，可以不使用这种临时的芯片附接材料。相反，在其他实施例中，诸如夹具，机器人端部执行器或任何其它合适的机构的机械装置可以用于将管芯3悬挂或保持在载体2的上表面5之前，期间和/或者在引线接合之后。
转到图2f，填充材料8流过载体，接合线6和集成器件管芯3的上表面5的至少一部分。填充材料8可以包括低应力材料，如上所述的凝胶。填充材料8可以包括可流动状态和固化状态。在可流动状态下，填充材料8可以在管芯3的下表面9(其可以是装置部分3a的下表面)的下方流动，使得填充材料8的一部分设置在管芯3和在所示实施例中，填充材料8覆盖管芯3的整个下表面9。更具体地，在所示实施例中，整个管芯3完全嵌入填料8中，使得填料8围绕管芯的每一侧，包括盖3b和装置部分3a。在所示实施例中，管芯3不直接接触载体2。在一些实施例中，如上所述，管芯3的一部分可接触载体2。例如，如上所述，管芯3的拐角或边缘可以与载体2接触。在这样的实施例中，填充材料8仍然可以位于管芯3的整个下表面9的下面，因为管芯3的接触部分载体2仅是管芯3的角部或边缘。即使管芯3的一部分搁置在载体2的上表面5上，在管芯3的下表面9之间不存在较硬的粘合材料并且载体的上表面5可以减少施加到管芯3的应力。
在诸如图2f所示的一些实施例中，填充材料8基本上或完全填充封装壳体10的空腔20。例如，在所示示例中，空腔20的内部部件包括载体2，载体接合线11，接合线6和集成器件管芯3嵌入在填充材料8中。在其他实施例中，只有集成器件管芯3完全嵌入填充材料8中，并且封装1的其它部件可以保持暴露。在其他实施例中，只有集成器件管芯3和接合线6完全嵌入填充材料8中，并且其它部件可能保持暴露。在图2f中，封装盖15可以施加在空腔20和填充材料8上，并机械地连接到壳体13，例如到壁14。尽管图2f所示的盖15被示出为平面或平坦的盖，在其他实施例中，盖可以包括成形或弯曲的盖。此外，在一些实施例中，填充材料8和盖15的底部之间可能存在气隙。
如上所述，填充材料8可以包含具有与常规密封剂或模塑料中使用的材料性质显着不同的材料性质的凝胶。例如，填充材料8可以包括与密封剂或模塑料相比具有例如较低粘度和较低弹性模量(杨氏模量)的低应力材料的凝胶。作为示例，凝胶可以包含硅酮，例如由michigan的midland的dowcorningcorporation制造的1-4101的
与图1a-1d的实施例一样，填充材料8可以被固化(例如加热)，以将填充材料8从可流动状态改变为比可流动状态更不易流动的固化状态。例如，填充材料8可以在100℃至300℃的温度范围内或在100℃至200℃的范围内加热以使填充材料8固化。作为一个实例，填料材料8可在150℃下固化1小时。在一些布置中，填充材料8可以直接接触管芯3(诸如外表面，例如底面)。在其他布置中，中间层，板或元件可以设置在填充材料8和管芯3之间。由于最终产品中固化的填充材料8相对于常规密封剂或底部填充材料相对较软并且具有低粘度，因此，填充材料8可以吸收由外部组件和/或封装或系统的其它部件产生的外部应力，并且可以防止或减少施加到管芯3的应力。填充材料8可以由此保护管芯3的敏感部件(例如，形成在器件部分3a)中的可移动mems部件，并且可以有利地在存在外部应力和力的情况下保持管芯3的性能。例如，由于填充材料8可以设置在管芯3和载体2之间(在该位置处没有永久的芯片附着材料的情况下)，可以减少从载体2到管芯3的应力传递，或者消除了此外，填充材料8可以代替模制化合物或密封剂，这可能不期望地在管芯上施加应力。因此，填充材料8可以足够软以便保护管芯3免受外部应力，但是可能足够硬以提供足够的结构，以将管芯3相对于载体2和/或封装壳体10固定在适当位置通常。
图2g示出了另一个实施例，其中相同的附图标记表示与先前实施例相似的特征。在图2g的实施例中，空腔20由平面基板13和坝14限定，但是否则类似于图2f的实施例。例如，在图2g的实施例中，可以没有覆盖空腔20的盖子或盖子。在一些实施例中，管芯3不直接接触托架3，而是悬挂在其上方。在一些实施例中，如上所述，管芯3的一部分可以接触载体2。例如，如上所述，管芯3的拐角或边缘可以与载体2接触。在这样的实施例中，填充材料8仍然可以位于管芯3的整个下表面9的下面，因为管芯3的接触部分载体2仅是管芯3的拐角或边缘。
图2h是集成器件封装1的示意性侧视截面图，其包括封装壳体10，封装壳体10限定了管芯3和托架2设置在其中的气体腔25(例如空气腔)。除非另有说明，图2h中的附图标记表示与先前实施例相似的特征。例如，如上面关于图2e的形成过程所述，管芯3可以通过接合线6悬挂在载体2上方，使得在管芯3之间提供间隙形式的空间7和载体2，如上所述。如图2h所示，可以在管芯3的相对侧上提供接合线6，以便为管芯3提供改进的支撑。接合线6可以像弹簧那样起作用以将管芯3支撑并悬挂在载体2上方。与图2f和2g的实施例不同，在图2h的实施例中，填充材料可以包括诸如空气的气体25。与上述实施例一样，填充材料包括凝胶，在图2h的实施例中，气体25可以围绕管芯3，包括在空间7内或管芯3和载体2之间的间隙内(在如图2h所示，盖15可以机械地联接到封装壳体10的壁14，以限定气体腔25(其可以包括诸如空气或惰性气体的气体)，因此，在图2h的实施例中，管芯3通过接合线6悬挂或支撑在载体2上的“空气”空腔25中，使得管芯3和载体2之间的空间7包括气隙，尽管间隙可以填充有气体管芯的悬架可以包括与载体2的柔性(或非刚性)机械连接，其可以用于隔离或减少对管芯3的应力传递。在所示实施例中，使用支撑接合线6在相对的两侧，管芯3不直接接触carrier3并且在它上面相当悬而未决。本领域技术人员将理解，考虑到图1c的讨论，在其他实施例中，接合线可以不形成在相对侧上，或者可以不对称地形成，使得管芯可以相对于载体成角度，并且可以在一侧接触载体。在这种实施例中，填充材料8可能仍然位于管芯3的整个下表面9的下面，因为管芯3接触载体2的部分仅仅是管芯3的拐角或边缘。
图3是示出根据各种实施例的用于制造集成设备包的示例性方法30的流程图。方法30在块32中开始以提供载体。载体可以包括任何适当的结构或表面，其尺寸和构造用于支撑集成器件管芯。例如，载体可以包括封装衬底，诸如pcb，模制引线框架，陶瓷衬底，聚合物衬底等。载体还可以包括集成器件管芯，诸如处理器管芯(例如，asic)，mems管芯，存储器管芯等。载体可以包括接触焊盘，以便与集成器件管芯电连接，以直接地或通过封装引线或迹线堆叠在载体上，并且具有较大的电子系统或设备。
方法30移动到其中提供低应力填充材料的块34。低应力填充材料可以包含与常规密封剂或模塑料相比较的低应力材料的凝胶，诸如硅树脂。在一些实施例中，凝胶可以包含其它材料，例如离子导电凝胶。可以使用上面结合图1a-2f的实施例描述的凝胶。在其它实施例中，填充材料可以包含密封剂或模塑料。在一些实施例中，填充材料可以具有其中填充材料流入封装壳体的空腔或其它部分的可流动状态。填充材料可以固化到比可流动状态更少的可流动(或更硬)的固化状态。在所示方法中，可以提供低应力填充材料以保护管芯免受外部应力和/或在移动或振动的环境中支撑管芯。如上所述，在各种实施例中，填充材料可以包括诸如空气或惰性气体的气体。
在块34中，集成器件管芯可嵌入填充材料中。如上所述，使用诸如蜡状热塑性材料的临时管芯附着材料，可以将集成器件管芯临时粘附到载体的上表面。集成器件管芯可以包括任何合适类型的管芯，诸如处理器管芯，mems管芯(诸如运动传感器管芯)，存储器管芯等。集成器件管芯可以例如电连接到载体上，具有一个或多个接合线。例如，接合线的第一端可以连接到载体的顶表面，并且接合线的第二端可以连接到集成器件管芯的顶表面。临时贴片材料可以在引线接合期间为管芯提供临时支撑。在引线接合之后，可以例如通过使用溶剂(例如，具有表面活性剂的水)和/或通过加热来去除临时芯片附接材料。线接合可以通过将管芯的底表面与载体的上表面分开的空间将管芯悬挂在载体上方。
填充材料可以以可流动状态围绕管芯施加以围绕管芯，使得管芯嵌入填料材料中。如上所述，填充材料可以设置在管芯的底表面和载体的顶表面之间的集成器件管芯的整个底表面下方，并且在任何情况下，在管芯的底部之间不存在单独的粘合剂和载体的顶端。在各种实施例中，管芯可以完全嵌入填充材料中。在一些实施例中，接合线和部分或全部载体也可以嵌入在填充材料中。可以固化填充材料以使填充材料流动性更差。
虽然已经在某些优选实施例和示例的上下文中公开了本发明，但是本领域技术人员将会理解，本发明超出了具体公开的实施例到本发明的其它替代实施例和/或用途以及其明显的修改和等价物。另外，尽管已经详细地示出和描述了本发明的多个变型，但是在本发明的范围内的其它修改对于本领域技术人员将基于本公开内容是显而易见的。还可以想到，可以进行实施例的具体特征和方面的各种组合或子组合，并且仍然落在本发明的范围内。应当理解，所公开的实施例的各种特征和方面可以彼此组合或替代，以便形成所公开的发明的变化模式。因此，本文所公开的本发明的范围不应受上述具体公开的实施例的限制，而应仅通过对所附权利要求的公平阅读来确定。
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