微机电系统传感器封装及其制造方法与流程

本公开总体上涉及传感器，在具体实施例中，涉及微机电系统(mems)传感器封装及其制造方法。

背景技术：

一般来说，微机电系统(mems)传感器设备在物理敏感环境条件下操作。例如，mems设备可感测声音、气压、运动等。mems设备通常是生成原始电信号的简单传感器设备。mems传感器(诸如mems麦克风)具有可移动膜，其对mems麦克风的内腔中的空气的压力波做出反应以生成电信号。mems麦克风封装通常包括控制芯片(诸如专用集成电路(asic))以管理mems麦克风，从mems麦克风读取原始数据信号，并将数据信号转换为期望的数据格式。在mems麦克风封装中，mems麦克风和控制芯片被设置在设备封装的空腔中。

技术实现要素：

一种实施例设备包括：第一侧壁，包括延伸穿过第一侧壁的第一开口；第一传感器，附接至第一侧壁的内表面，其中第一传感器被对准以至少部分地覆盖第一开口；第二侧壁，与第一侧壁相对；第三侧壁，将第一侧壁附接至第二侧壁；以及第一接触焊盘，设置在第三侧壁的外表面上，其中第一接触焊盘被配置为为第一传感器提供电源连接或信号连接中的至少一个。

一种实施例mems麦克风封装包括：第一盖，形成mems麦克风封装的第一侧壁，第一盖包括延伸穿过第一盖的第一声学输入端口；第一mems麦克风裸片，附接至第一盖的内表面，其中第一mems麦克风裸片被对准以至少部分地覆盖第一声学输入端口；第二侧壁，与第一盖相对；模塑料，形成第三侧壁并将第一盖附接至第二侧壁；以及第一输入/输出(i/o)焊盘，设置在模塑料的外表面上，其中第一i/o焊盘被配置为为第一mems麦克风裸片提供电源连接或信号连接中的至少一个。

一种实施例方法包括：将传感器的第一侧附接至盖的第一侧，传感器具有设置在传感器与第一侧相对的第二侧上的接触焊盘；在接触焊盘上提供互连件，其中互连件的第一端附接至接触焊盘，并且互连件远离接触焊盘延伸；将控制芯片附接至衬底的第一侧，并且将控制芯片电连接至设置在衬底的第一侧处的第一平台焊盘，衬底进一步包括设置在衬底的第一侧处的第二平台焊盘以及设置在衬底的本体中且电耦合至第二平台焊盘的互连结构；将盖粘附在衬底上方，其中粘附在盖和衬底之间形成被模塑料界定的内腔，并且粘附使得互连件的第二端(与互连件的第一端相对)附接至第二平台焊盘；以及在模塑料的暴露表面上形成外部接触焊盘和迹线，其中迹线的第一端耦合至外部接触焊盘，并且迹线的第二端耦合至互连结构。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点，现在结合附图进行以下描述，其中：

图1a示意性示出了顶部端口mems麦克风封装的顶部立体图；

图1b示意性示出了图1a所示的顶部端口mems麦克风封装的底部立体图；

图1c至图1f示意性示出了图1a的顶部端口mems麦克风封装的各种截面图；

图2a示意性示出了底部端口mems麦克风封装的顶部立体图；

图2b示意性示出了图2a所示的底部端口mems麦克风封装的底部立体图；

图2c示意性示出了图2a的底部端口mems麦克风封装的截面图；

图3示出了麦克风阵列的俯视图，麦克风阵列包括主板和设置在主板上的多个mems麦克风封装；

图4a至图4c示出了根据一些实施例的mems麦克风封装的第一部分的形成；

图5a至图5f示出了根据一些实施例的mems麦克风封装的第二部分的形成；

图6a至图6e示出了根据一些实施例的使用从图4a至图4c获得的第一部分以及从图5a至图5f获得的第二部分的mems麦克风封装的组装；

图7a和图8a示意性示出了根据一些实施例的使用图4a至图4c、图5a至图5f以及图6a至图6e所示的工艺形成的mems麦克风封装的顶部等距视图。

图7b和图8b分别示意性示出了根据一些实施例的图7a和图8a所示的mems麦克风封装的底部等距视图；

图7c示意性示出了根据一些实施例的图7a的mems麦克风封装的截面图；

图9a至图9e以及图10a至图10e示意性示出了根据一些实施例的mems麦克风阵列的各种视图；

图11示出了根据一些实施例的包括金属帽盖的mems麦克风封装。

除非另有说明，否则不同附图中的对应数字和符号一般表示对应的部分。绘制附图以清楚地示出优选实施例的相关方面，并且不一定按比例绘制。为了更清楚地示出特定实施例，表示相同结构、材料或工艺步骤的变化的字母可跟随图号。

具体实施方式

下文详细讨论了本优选实施例的制造和使用。然而，应当理解，本发明提供了许多可应用的发明概念，这些概念可在各种特定的上下文中实施。所讨论的具体实施例仅说明制造和使用本发明的具体方式，并不限制本发明的范围。

如附图所示的设备，这里可参考各部件之间的空间关系和部件各方面的空间方向。然而，如本领域技术人员在完全阅读本公开所意识到的，本文描述的设备、构件、装置等可以任何期望的定向来定位。因此，如本文所述设备可以任何期望方向定向，诸如“上”、“下”、“上部”、“下部”等描述各部件之间的空间关系或描述这些部件的各方面的空间方向的术语的使用应该理解为分别描述部件之间的相对关系或者这种部件的各方面的空间定向。

电子系统的日益复杂对这些电子系统的功能性增加以及用于系统的部件的尺寸减小提出要求。具体地，个人电子设备具有越来越多的麦克风以在各种设备方向上检测声音，并且具有用于新特征的附加传感器。随着传感器数量的增加，分配给每个传感器(从而分配给麦克风)的空间减小。实施例提供了一种mems麦克风封装及其制造方法，其减小了封装尺寸并提高了可靠性和灵敏度。具体地，所公开的实施例：尺寸紧凑(例如，具有较小的封装引脚尺寸)；具有标准的材料清单，同时易于配置为顶部端口mems麦克风封装、底部端口mems麦克风封装或侧部端口mems麦克风封装；其在设计上模块化，使其可以在封装级上容易与其他类似mems麦克风封装组合，来形成可适合于移动应用的紧凑型麦克风阵列；并且对横向(侧面)于mems麦克风封装行进的声波敏感，而不使用附加特征(例如，声音引导，soundguide)。

图1a示意性示出了顶部端口mems麦克风封装100的顶部立体图。图1b示意性示出了图1a所示的顶部端口mems麦克风封装100的底部立体图。图1c、图1e和图1f示意性示出了穿过a-a线截取的图1a的顶部端口mems麦克风封装100的截面图的各种示例。图1d提供了穿过b-b线截取的图1a的顶部端口mems麦克风封装100的另一截面图。mems麦克风封装100可用于各种应用中的任何一种。例如，mems麦克风封装100可用于移动电话、地面电话、计算机设备、视频游戏、助听器、听力仪器、生物安全系统、双向无线电、公告系统和其他转换信号的设备。mems麦克风封装100可具有约0.9mm和2mm之间的第一尺寸d1(例如，厚度)、约2mm和7mm之间的第二尺寸d2(例如，深度)以及约3mm和10mm之间的第三尺寸d3(例如，宽度)。

参考图1a，mems麦克风封装100包括盖部件101和通过盖101形成的声音输入端口103。如下文进一步详细描述的，盖101可以是注塑热塑性部件或具有集成电子电路迹线的层压衬底。如图1c所示，盖101内形成有中空腔。盖101耦合至衬底层105以形成密封腔。衬底层105可以是层压衬底，例如包括印刷电路板(pcb)材料，诸如fr-4。在其它示例中，衬底层105可以是预模制引线框型封装(也称为“预模制封装”)。衬底层105的其他示例包括陶瓷腔封装。

如图1c所示，mems麦克风裸片107被安装至盖101，靠近或覆盖声学端口开口103，使得通过声学输入端口103进入mems麦克风封装100的声压(例如，声波)与mems麦克风裸片107接合或相互作用来产生电信号，该电信号与附加(外部和/或内部)部件(例如，扬声器和附带电路)一起产生与输入声压相对应的输出声音信号。mems麦克风裸片107可通过粘合剂或本领域已知的其他紧固机构安装至盖101。

导电迹线109(例如，金属迹线)沉积在盖101的内表面的至少一部分上。当衬底层105密封至盖101(例如，经由本领域已知的导电或非导电密封剂)时，导电迹线109与衬底层105上形成的对应迹线111电耦合。在图1c的示例中，衬底层105上的电路迹线111耦合至一个或多个导电通孔113，通孔113又耦合至衬底层105的底面上的一个或多个电接触焊盘115。在图1b的底部立体图中更详细地示出电接触焊盘115。电接触焊盘115(也称为封装输入/输出(i/o)焊盘)将mems麦克风封装100电连接至另一衬底(例如，主板、印刷电路板或其他电互连装置)。电接触焊盘115可以为mems麦克风封装100提供电源和信号连接。

图1d提供了盖101的内表面的更详细示图，并且表示穿过图1a的线b-b截取的顶部端口mems麦克风封装100的截面图。如上所述，沉积在盖101的内壁上的导电迹线109提供了盖101和衬底层105之间的电气布线。然而，在该示例中，盖101的不用于盖101和衬底层105之间的电气布线的内表面被接地到衬底层105的导电层119覆盖。导电层119与衬底层105(也可以包括导电接地板)一起形成法拉第笼，这为mems麦克风封装100提供改进的电磁屏蔽。在一些示例中，导电层119可附加地或备选地定位在盖101的外表面处或周围，其中导电层119耦合至衬底105的接地以提供mems麦克风封装100的电磁屏蔽。在这种示例中，导电层119可以是均匀地覆盖盖101的单层，或者可采用沿盖101的锯齿布置的通孔形式。如图1c所示，电线117从mems麦克风裸片107延伸以将mems麦克风裸片107连接至形成在盖101的内表面上的导电迹线109。如此，mems麦克风裸片107与安装在衬底层105上的一个或多个器件(在该示例中为mems麦克风封装100的外表面上的电接触焊盘115)进行电子通信。

在图1c的示例中，mems麦克风裸片107是整体集成的mems裸片，其包括单个裸片内的专用集成电路(asic)部件和微机电麦克风膜。然而，如图1e的示例所示，微机电麦克风膜和asic部件可设置为单独的集成电路。例如，如图1e所示，盖101同时设置有mems麦克风裸片107'(包括微机电麦克风膜)和asic121。换句话说，mems麦克风裸片107'安装至盖101，靠近声学输入端口101或位于声学输入端口101上方，并且asic121也安装至盖101的内表面，靠近mems麦克风裸片107'。在一些示例中，asic121可以被包装(例如顶部包封)覆盖。mems麦克风裸片107'和asic121可通过粘合剂或其他紧固机构安装至盖101。当腔体被密封时，电线117将mems麦克风裸片107'和asic121彼此电连接且电连接至衬底层105(从而电连接至电接触焊盘115)。

图1f是穿过图1a的a-a线截取的顶部端口mems麦克风封装100的另一示例的截面图。盖101和衬底层105形成用于容纳mems麦克风裸片107'和asic121(用于控制和驱动ems麦克风裸片107')的内室。在其他示例中，asic121和mems麦克风裸片107'可集成在单个裸片中(例如，如图1c的示例)。

虽然图1a至图1f示出了顶部端口mems麦克风封装100的示例，但一些麦克风封装将声学输入端口103穿过衬底层105定位以形成底部端口mems麦克风封装200，如图2a至图2c的示例。图2a示意性示出了底部端口mems麦克风封装200的顶部立体图。以对应方式，图2b示意性示出了图2a所示的底部端口mems麦克风封装200的底部立体图。图2c示意性示出了图2a中穿过线c-c截取的底部端口mems麦克风封装200的截面图。如图2a所示，mems麦克风封装200可具有第一尺寸d1(例如，厚度)、第二尺寸d2(例如，深度)和第三尺寸d3，它们可分别类似于图1a所示的mems麦克风封装100的第一尺寸d1、第二尺寸d2和第三尺寸d3。

参考图2a和图2b，mems麦克风封装200包括盖部件201以及通过衬底层205形成的声音输入端口203。盖201耦合(例如，粘附)至衬底层205以形成密封腔。衬底层205可包括与参考图1a至图1f描述的衬底层105类似的材料。如图2c所示，mems麦克风裸片207'(包括微机电麦克风膜)被安装至衬底层205，靠近或覆盖声学端口203，使得通过声学输入端口203进入mems麦克风封装200的声压(例如，声波)与mems麦克风裸片207接合或相互作用来产生电信号，电信号与附加(外部和/或内部)部件(例如，扬声器和附带电路)一起产生与输入声压相对应的输出声音信号。mems麦克风裸片207'可通过粘合剂或本领域已知的其他紧固机构安装至衬底层205。盖201可由一种或多种金属或者另一种导电材料形成，以保护mems麦克风裸片207'免受电磁干扰。

衬底层205上的电路迹线211耦合至一个或多个导电通孔213，通孔213又耦合至衬底205的底面上的一个或多个电接触焊盘215。衬底205的底面上的电接触焊盘215还在图2b的底面立体图中示出。电接触焊盘215可将mems麦克风封装200电连接至另一衬底(例如，主板、印刷电路板或其他电互连装置)。电接触焊盘215(也称为封装输入/输出(i/o)焊盘)可为mems麦克风封装200提供电源和信号连接。电线217将asic221(用于控制和驱动mems麦克风裸片207')和mems麦克风裸片207'彼此耦合。电线217还用于将asic221连接至衬底205上的电路迹线211。在一些示例中，asic221可以被包装(例如，顶部包封)覆盖。在其他示例中，asic221和mems麦克风裸片207'可设置为整体集成mems裸片(例如，如图1a的示例)。

从上文参照图1a至图1f以及图2a至图2c描述的mems麦克风封装100和200的总体结构可以理解，顶部端口mems麦克风封装和底部端口mems麦克风封装需要不同的材料清单(bom)和工艺步骤用于它们对应的制造。换句话说，顶部端口mems麦克风封装100和底部端口mems麦克风封装200具有不同的制造步骤、原材料、子组件、中间组件、子部件、零件以及制造最终mems麦克风封装所需的每种数量。例如，顶部端口mems麦克风封装100可要求使用两个层压衬底(例如，一个层压衬底用于衬底层105，另一个层压衬底用于盖101)，而底部端口mems麦克风封装200可要求使用一个层压衬底(例如，用于衬底层205)和一个金属盖201。此外，目前可用的mems麦克风封装要么是顶部端口，要么是底部端口。换句话说，当前市场只提供顶部端口或底部端口的单封装解决方案。

目前可用的单封装解决方案会使麦克风阵列的制造复杂化。图3示出了麦克风阵列300的俯视图，麦克风阵列300包括主板301(例如，pcb)和设置在主板301上(例如，安装在主板301上并与主板301电耦合)的多个mems麦克风封装303。例如，麦克风阵列300可用于智能消费产品和/或语音识别、命令捕获和识别或噪声抑制中的至少一种。图3的示例示出了mems麦克风封装303的圆形阵列；然而，需要注意，mems麦克风封装303的其他空间布局也是可以的(例如，线性阵列或矩阵)。多个mems麦克风封装303中的相应一个可用图1a的顶部端口mems麦克风封装100或图2a的底部端口mems麦克风封装200标识。不同地，麦克风阵列300的多个mems麦克风封装303可以均为顶部端口mems麦克风封装或者均为底部端口mems麦克风封装，或者是它们的混合。在麦克风阵列300中使用顶部端口mems麦克风封装和/或底部端口mems麦克风封装(具有不同的bom)会导致制造和设置的复杂性，从而会增加制造成本。这在多个mems麦克风封装303包括顶部端口mems麦克风封装和底部端口mems麦克风封装的混合(例如，由于需要不同的bom)的示例中尤其如此。此外，由于多个mems麦克风封装303安装在主板301上，因此顶部端口mems麦克风封装的声学输入端口103可远离主板301的主表面305(例如，顶部或向上表面)定向，而底部端口mems麦克风封装的声学输入端口203可朝向主板301的主表面305定向(并且可延伸穿过主板301的厚度)。从而，图3的麦克风阵列300可能对横向(例如，侧向)于多个mems麦克风包303到达的声波307不够敏感。换句话说，图3的麦克风阵列300可能无法充分捕获入射到多个mems麦克风封装303的盖101、201的侧壁上的声波307。针对这种情况的当前解决方案是使用附加特征(例如，声音引导)将声波307引导至主板301的上表面和/或下表面，以将声波307引导至多个mems麦克风封装303的朝上或朝下的声音输入端口103、203，从而使多个mems麦克风封装303能够检测声波307。然而，这种解决方案进一步增加了制造麦克风阵列300的成本和复杂性。更进一步，由于麦克风阵列300通常以板级(例如，通过将多个mems麦克风封装303安装在主板301上)而不是封装级制造，因此麦克风阵列300通常占据会在移动应用中限制其实施的区域。鉴于这些观察，可能需要改进的mems麦克风封装，其：(1)尺寸紧凑(例如，具有较小的封装引脚尺寸)；(2)具有标准的bom，同时易于配置为顶部端口mems麦克风封装、底部端口mems麦克风封装或侧部端口mems麦克风封装；(3)在设计上模块化，使其可以在封装级上容易与其他类似mems麦克风封装组合，来形成可适合于移动应用的紧凑型麦克风阵列；以及(4)对横向(例如，侧向)于mems麦克风封装行进的声波敏感，而不使用附加特征(例如，声音引导)。

图4a至图4c以及图5a至图5f示出了根据一个实施例的制造mems麦克风封装的方法的工艺流程。在图7a、图7b、图8a和图8b中示出了可使用图4a至图4c和图5a至图5f的工艺流程制造的示例mems麦克风封装。mems麦克风封装可随后用于方便且廉价(以模块化方式和封装级)制造的、对横向行进的声波敏感的mems麦克风阵列。在图9a至图9e以及图10a至图10e中示出了可使用图7a、图7b、图8a和图8b的mems麦克风封装制造的示例mems麦克风阵列。

首先参考图4a至图4c，示出了根据一些实施例的mems麦克风封装的第一部分413的形成，图4a示出了mems麦克风封装的框架401。框架401包括在组装的mems麦克风封装中形成一个或多个盖的部分(例如，在下文所述的单一化之后)。框架401可具有延伸穿过框架401的一个或多个端口405(例如，最终形成组装的mems麦克风封装的声学输入端口)。框架401还可以具有形成在框架401的一侧上的泄露停止脊403。泄露停止脊403可以是框架401的顶面上的凸起区域，并且每个泄露停止脊403可形成为围绕相应的端口405并提供物理屏障，防止施加于框架401的顶面的材料泄露或跑到框架401外。

在一些实施例中，框架401可由导电材料形成，来为组装的mems麦克风封装提供电磁干扰(emi)屏蔽。在一些实施例中，框架401可由铜、金、铝或其他金属或合金制成，并且可通过模制、化学或等离子蚀刻、铣削、冲压或其他形成工艺来形成。在其他实施例中，框架401可由导电材料(诸如其中设置有导电材料的模塑料)或导电聚合物(诸如环氧树脂、模塑料等)制成。

图4b示出了根据一些实施例的将mems麦克风裸片407安装在框架401上以形成mems麦克风封装的第一部分413。在包含粘合剂411的泄露停止脊403内，粘合剂411(诸如胶、环氧树脂、裸片附接膜(daf)等)沉积在框架401的顶面上。泄露停止脊403防止粘合剂411在为不同盖或封装指定的区域之间流动。在一些实施例中，mems麦克风裸片407安装在粘合剂411(其最后可被固化)上，使得mems麦克风裸片407被粘附至框架401的顶面。在一些实施例中，每个mems麦克风裸片407可跨越相应端口405附接至框架401。每个mems麦克风裸片407可具有传感器腔415等，其用作相应mems麦克风裸片407的前室或前体积。

图4c示出了根据一些实施例的将互连件421和423安装在屏蔽mems麦克风封装的第一部分413上。互连件421和423可包括安装在框架401上并与框架401电接触的框架互连件423。在一些实施例中，框架互连件423被安装在泄露停止脊403上或框架401的另一暴露部分上，并且可以为框架401或盖提供接地连接。互连件421和423还可包括安装在mems麦克风裸片407的顶侧上设置的裸片平台焊盘409上的裸片互连件421。互连件421和423可以是使用线接合机器形成的线接合结构，其中，例如使用电子点火在暴露的电线端部处形成球，并且例如可使用热量、压力和/或超声振动来焊接、熔化或以其他方式将互连件的球端附接至泄露停止脊403和裸片平台焊盘409。在将电线的球端附接至接触焊盘115之后，线接合机器可切割电线以形成互连件421和423的第二端。互连件421和423的第一端设置在框架401上或mems麦克风裸片407上，并且延伸远离框架401。互连件421和423的第二端与互连件421和423的第一端相对。在一些实施例中，互连件421和423的第二端基本是水平或共面的，以便于随后在第一部分413上方安装衬底。在其他实施例中，互连件421和423是焊球、具有支撑结构的焊球、放置在接触焊盘上的预制结构、印刷结构、或者在框架401或裸片平台焊盘409上适当形成的结构。

现在参考图5a至图5f，示出了根据一些实施例的mems麦克风封装的第二部分的形成。图5a示出了屏蔽的mems麦克风封装的第二部分501，第二部分501具有设置在衬底513(例如，pcb)的主表面处的一个或多个焊盘505(例如，平台焊盘)。一个或多个焊盘505可通过衬底513上或衬底本体503中的一个或多个金属线和/或通孔507互连。应注意，一个或多个金属线和/或通孔507可被配置成为组装的mems麦克风封装提供电源和信号连接。

图5b示出了根据一些实施例的在第二部分501上形成侧壁509。在一些实施例中，侧壁509形成在衬底本体503上，而在其他实施例中，侧壁509可形成在衬底513的表面上设置的止动焊盘、氧化物或密封层等上。在一些实施例中，侧壁509由适于电镀工艺的模塑料形成。例如，侧壁509可包括弹性体模塑料，并且侧壁509的外表面509a随后可镀有导电材料(例如，铜)，以形成为组装的mems麦克风封装提供电源和信号连接并且电耦合至衬底本体503中设置的一个或多个金属线和/或通孔507的电接触焊盘(也称为封装输入/输出(i/o)焊盘)。在图6d和图6e中更加详细地描述了这一步骤。侧壁509可通过将侧壁模制到适当位置、3d打印、预成型侧壁509并将侧壁509附接至衬底513或者其他成形工艺来形成。侧壁509被形成为连续围绕裸片区域和一个或多个焊盘505，并且远离衬底513延伸以提供内腔511。

图5c示出了根据一些实施例的控制芯片515的附接。控制芯片515可以是asic、通信设备、接口设备等，并且可以具有控制或读取mems麦克风裸片407的电路装置。控制芯片515通过裸片附接结构519(诸如daf、粘合剂、胶带等)附接至衬底513。在其他实施例中，控制芯片515通过机械保持器(诸如夹子、插座、螺钉等)附接至衬底513。控制芯片515具有设置在背对衬底513的顶侧上的一个或多个控制芯片接合焊盘517。图5d示出了根据一些实施例的控制芯片515与一个或多个焊盘505的线接合。在一些实施例中，控制芯片515是线接合控制芯片，并且使用线接合连接523电连接至一个或多个焊盘505。虽然图5c和图5d示出了控制芯片515可以线接合至衬底513，但焊盘安装的控制芯片也是可以的(诸如图5e的示例)。

图5e示出了根据一些实施例的焊盘安装控制芯片529的附接。导电连接器527可施加于一个或多个焊盘505。在一些实施例中，封装包括通过设置在控制芯片529的底侧上的安装焊盘531安装的控制芯片529。焊盘安装的控制芯片529通过导电连接器527附接至焊盘505。焊盘安装的控制芯片529可以是asic、通信设备、接口设备等，并且可以具有控制或读取mems麦克风裸片407的电路装置。虽然图5e所示的屏蔽传感器封装的第二部分501被示出具有线接合的控制芯片515和焊盘安装的控制芯片529，但不同类型的控制芯片515和529仅处于说明目的被示出，而不用于限制。图5f示出了根据一些实施例的将盖连接器537施加于侧壁509。盖连接器设置在侧壁509的第二端上，并且可以是胶、daf、环氧树脂或其他粘合剂或附接结构。

图6a至图6e是示出根据一些实施例的屏蔽mems麦克风封装600的组装。图6a示出了图4c的第一部分413附接至图5f的第二部分501。第一部分413被倒置，并通过盖连接器537粘附至第二部分501，以封闭内腔511。此外，互连件421和423附接至第二部分的焊盘505，并通过导电连接器527粘附。在一些实施例中，焊盘505的顶面基本水平，使得互连件421和423的端部与相应的焊盘505保持一致接触。在一些实施例中，每个互连件421和423都从屏蔽mems麦克风封装600的第一部分413延伸，使得每个互连件421和423的第二端与衬底513的表面上的不同接触焊盘505电接触。在其它实施例中，一个或多个互连件421和423接触控制芯片接合焊盘517或其他平台焊盘、接触焊盘等。因此，mems麦克风裸片407可以通过传感器互连件421连接至相应的控制芯片515和529，而mems麦克风裸片407以及相应的控制芯片515和529彼此间隔并重叠。mems麦克风裸片407与相应控制芯片515和529的空间重叠实现了紧凑的封装引脚尺寸。如图6a所示且关于互连件421，互连件421的一端附接至mems麦克风裸片407的裸片平台焊盘409，其中互连件421远离裸片平台焊盘409延伸。然后，互连件421的另一端将与衬底531上的平台焊盘505接触(例如，电和/或物理接触)，其中平台焊盘505电连接至设置在衬底本体503中的一个或多个金属线和/或通孔507。

侧壁509和框架401形成导电壳体，为封闭的控制芯片515和529以及mems麦克风裸片407提供emi屏蔽。在一些实施例中，衬底513还具有屏蔽层(未示出)，增加mems麦克风封装600的emi屏蔽。此外，在所示布置中，内腔511用作mems麦克风裸片407的后体积，而传感器腔415用作前体积。在第一部分413安装在第二部分501上之后，封装600可被固化、回流等，以设置、固化或回流盖连接器537和导电连接器527。mems麦克风封装600也可以安装在载体539(诸如胶带等)上。

图6b示出了根据一些实施例的mems麦克风封装600的单一化。例如，在将mems麦克风封装600保持在载体539上的同时，通过裸片锯切、激光切割等来切割mems麦克风封装600，以形成切割区域541，并分离各个封装600。应注意，虽然图6b的示例示出了单一化来形成各个封装600(其中每个mems麦克风封装600包括单个mems麦克风裸片407)，但可以调整或修改图6b的单一化工艺，从而使图6a的结构被单一化，以形成单个封装602(例如，图6c所示的单个封装602)，其中每个mems麦克风封装602包括多个mems麦克风裸片407(例如，图6c所示的两个mems麦克风裸片407)。

如上文参考图5b所讨论的，侧壁509可包括弹性体模塑料，并且侧壁509的外表面509a随后可镀有导电材料(例如，铜)以形成电接触焊盘(也称为封装输入/输出(i/o)焊盘)，该电接触焊盘为mems麦克风封装600提供电源和信号连接并且电耦合至设置在衬底本体503中的一个或多个金属线和/或通孔507。如图6d所示，图6b的每个单一化的mems麦克风封装600可从载体539拾取并重新定位到载体539'上，使得每个单一化的mems麦克风封装600的侧壁509的第一外表面509a1与载体539'接触(例如，物理接触)并附接至载体539'，而侧壁509的第二外表面509a2面朝上并被引导远离载体539'。为了简单，图6d仅示出了一个mems麦克风封装600。

如图6e所示，可在侧壁509的第二外表面509a2上执行本领域已知的电镀和蚀刻工艺，使得在侧壁509的第二外表面509a2处形成电接触焊盘543(也称为封装输入/输出(i/o)焊盘)和迹线545。迹线545电和/或物理耦合至电接触焊盘543，迹线545具有形成在衬底513的与侧壁509的第二外表面509a2相邻的表面513a处的终端部分545a。如图6e所示，迹线545还延伸到衬底513的至少一部分中，以使电接触焊盘543和一个或多个金属线和/或通孔507彼此电耦合。在一些实施例中，迹线545延伸到衬底513中的部分与迹线545设置在衬底513的表面513a处的部分之间的角度可约为90度。随后，可从载体539'移除每个被单一化的mems麦克风封装600。

图7a示意性示出了根据一个实施例的使用图4a至图4c、图5a至图5f以及图6a至图6e所示的工艺形成的组装mems麦克风封装600的顶部等距视图。图7b示意性示出了图7a所示的mems麦克风封装600的底部等距视图，并且更加详细示出了形成在mems麦克风封装600的底表面处的电接触焊盘543和迹线545。图7c示意性示出了图7a的mems麦克风封装沿d-d线截取的截面图。图7a至图7c的mems麦克风封装600包括单个mems麦克风，其具有位于mems麦克风封装600的第一侧面l1(例如，侧壁)处的单个声学输入端口405和盖401。mems麦克风封装600的第二侧面l2(与第一侧面l1相对)可通过衬底513的暴露表面形成。mems麦克风封装600的第三侧面l3和第四侧面l4可通过侧壁509的模塑料形成。从而，图7a和图7b所示的mems麦克风封装600形成单个mems麦克风，其具有位于封装600的一侧(例如，侧面l1)的一侧端口。换句话说，图7a和图7b所示的mems麦克风封装600形成单个硅麦克风，其具有位于封装600的一个侧壁处的一个声音端口。如图7a所示，mems麦克风封装600可具有约2mm的第一尺寸d1(例如，厚度)、约1mm的第二尺寸d2(例如，深度)和约2mm的第三尺寸d3(例如，宽度)，从而形成紧凑的封装引脚尺寸(例如，与图1a和图2a的示例相比)。如此，组装的mems麦克风封装600(及其制造方法)实现了以下优点：(1)尺寸紧凑(例如，具有较小的封装引脚尺寸)；(2)具有标准的bom，同时易于配置为顶部端口mems麦克风封装、底部端口mems麦克风封装或侧部端口mems麦克风封装；以及(3)对横向(侧向)于mems麦克风封装行进的声波敏感，而不使用附加特征(例如，声音引导)。

如上所述，可以对图6b的单一化工艺进行调整或修改，使得图6a的结构被单一化以形成各个封装602(例如，图6c所示的单个封装602)，其中每个mems麦克风封装602都包括多个mems麦克风裸片407(例如，图6c的示例中的两个mems麦克风裸片407)。

图8a和图8b示出了这种示例，其中图8a示意性示出了具有两个麦克风的组装mems麦克风封装800的顶部等距视图，并且图8b示意性示出了图8a所示的mems麦克风封装800的底部等距视图。图8b还更加详细地示出了形成在mems麦克风封装800的底表面处的电接触焊盘543和迹线545。

图8a和图8b的mems麦克风封装800包括位于mems麦克风封装800的第一侧面l1处的两个mems麦克风和两个声学输入端口405。mems麦克风封装800的第三侧面l3和第四侧面l4可通过侧壁509的模塑料形成。mems麦克风封装800的第二侧面l2(与第一侧面l1相对)可由衬底513的暴露表面形成(应注意，沿着图8a的e-e线的截面图看起来与图7c相似)。因此，图8a和图8b所示的mems麦克风封装800形成麦克风阵列，该阵列具有位于封装800的一侧(例如，侧面l1)的两个mems麦克风和两个侧面端口。换句话说，图8a和图8b所示的mems麦克风封装800形成麦克风阵列(封装级而不是板级)，该阵列具有位于麦克风封装800的一个侧壁处的两个声音端口。如图8a所示，mems麦克风封装800可具有约2mm的第一尺寸d1(例如，厚度)、约1mm的第二尺寸d2(例如，深度)和约为4mm的第三尺寸d3(例如，宽度)，由此形成紧凑的麦克风阵列引脚尺寸(例如，与图3的示例相比)。如此，组装的mems麦克风封装800(及其制造方法)实现了以下优点：(1)尺寸紧凑(例如，具有较小的封装引脚尺寸)；(2)具有标准的bom，同时易于配置为顶部端口mems麦克风封装、底部端口mems麦克风封装或侧部端口mems麦克风封装；(3)在设计上模块化，使其可以在封装级上容易与其他类似mems麦克风封装组合，来形成可适合于移动应用的紧凑型麦克风阵列；(4)对横向(侧向)于mems麦克风封装行进的声波敏感，而不使用附加特征(例如，声音引导)。

如图9a至图9e所示，图7a和图7b的单个mems麦克风封装600可与另一个mems麦克风封装600组合，以形成双侧声音端口麦克风阵列。图9a和9b示意性示出了具有两个麦克风的mems麦克风封装900的顶部等距视图；图9c和图9d示意性示出了图9a和图9b所示的mems麦克风封装900的底部等距视图。此外，图9e示出了穿过图9a的f-f线截取的mems麦克风封装900的截面图。如图9e所示，mems麦克风封装900可通过将两个mems麦克风封装600的衬底513彼此粘合(例如，通过粘合剂)而形成，从而形成双侧声音端口麦克风阵列。换句话说，图9a至图9e所示得到的麦克风阵列具有立体声配置。

图9a至图9e的mems麦克风封装900包括位于mems麦克风封装900的第一侧面l1和第二侧面l2中的每一处的一个mems麦克风和一个声学输入端口405。mems麦克风封装800的第三侧面l3和第四侧面l4可通过侧壁509的模塑料形成。从而，图9a至图9e所示的mems麦克风封装900形成麦克风阵列，该麦克风阵列具有与第二mems麦克风和侧面端口903相对定位的第一mems麦克风和侧面端口901。换句话说，图9a至图9e所示的mems麦克风封装900形成麦克风阵列(封装级而不是板级)，其具有位于封装900的相对侧的两个声音端口405。如图9a所示，mems麦克风封装900可具有约2mm的第一尺寸d1(例如，厚度)、约2.5mm的第二尺寸d2(例如，深度)和约2mm的第三尺寸d3(例如，宽度)，由此得到紧凑的麦克风阵列引脚尺寸(例如，与图3的示例相比)。如此，组装的mems麦克风封装900(及其制造方法)实现了以下优点：(1)尺寸紧凑(例如，具有较小的封装引脚尺寸)；(2)具有标准的bom，同时易于配置为顶部端口mems麦克风封装、底部端口mems麦克风封装或侧部端口mems麦克风封装；(3)在设计上模块化，使其可以在封装级上容易与其他类似mems麦克风封装组合，来形成可适合于移动应用的紧凑型麦克风阵列；以及(4)对横向(侧向)于mems麦克风封装行进的声波敏感，而不使用附加特征(例如，声音引导)。

如图10a至图10e所示，图8a和图8b所示的mems麦克风阵列800可与另一mems麦克风封装800组合，以形成双侧声音端口麦克风阵列。图10a和图10b示意性示出了具有四个麦克风的mems麦克风封装1000的顶部等距视图；图10c和图10d分别示意性示出了图10a和图10b所示的mems麦克风封装1000的底部等距视图。此外，图10e示出了穿过图10a的g-g线截取的mems麦克风封装1000的截面图。如图10e所示，mems麦克风封装1000可通过将两个mems麦克风封装800的衬底513彼此粘合(例如，通过粘合剂)而形成，从而形成双侧声音端口麦克风阵列。换句话说，图10a至图10e所示得到的麦克风阵列具有立体声配置。

图10至图10e的mems麦克风封装1000包括位于mems麦克风封装1000的第一侧面l1和第二侧面l2中的每一处的两个mems麦克风和两个声学输入端口405。mems麦克风封装1000的第三侧面l3和第四侧面l4可通过侧壁509的模塑料形成。从而，图10a至图10e所示的mems麦克风封装1000形成麦克风阵列，其具有与第二mems麦克风阵列1002相对定位的第一mems麦克风阵列1001。换句话说，图10a至图10e所示的mems麦克风封装1000形成麦克风阵列(封装级而不是板级)，该阵列具有位于封装1000的一侧处的两个声音端口405以及位于封装1000的相对侧处的另两个声音端口405。如图10a所示，mems麦克风封装1000可具有约2mm的第一尺寸d1(例如，厚度)、约2.5mm的第二尺寸d2(例如，深度)和约4mm的第三尺寸d3(例如，宽度)，由此得到紧凑的麦克风阵列引脚尺寸(例如，与图3的示例比较)。如此，组装的mems麦克风封装1000(及其制造方法)实现了以下优点：(1)尺寸紧凑(例如，具有较小的封装引脚尺寸)；(2)具有标准的bom，同时易于配置为顶部端口mems麦克风封装、底部端口mems麦克风封装或侧部端口mems麦克风封装；(3)在设计上模块化，使其可以在封装级上容易与其他类似的mems麦克风封装组合，来形成可适合于移动应用的紧凑麦克风阵列；以及(4)对横向(侧向)于mems麦克风封装行进的声波敏感，而不使用附加特征(例如，声音引导)。

总而言之，提供了封装及其制造方法。所提出的方法得到mems麦克风封装，其：尺寸紧凑(例如，具有较小的封装引脚尺寸)；具有标准的bom，同时易于配置为顶部端口mems麦克风封装、底部端口mems麦克风封装或侧部端口mems麦克风封装；在设计上模块化，使其可以在封装级上容易与其他类似mems麦克风封装组合，来形成可适合于移动应用的紧凑麦克风阵列；以及对横向(侧向)于mems麦克风封装行进的声波敏感，而不使用附加特征(例如，声音引导)。

在上述实施例中，组装mems麦克风封装的一个或多个盖由框架401形成，框架401可设想为附接或固定在侧壁509上的扁平金属材料，其包括诸如模塑料、止动焊盘、氧化物或密封层的包装材料。然而，所提出的组装mems麦克风封装也可以通过金属帽盖形成。图11示出了根据一个实施例的包括金属帽盖701的组装mems麦克风封装700的截面图。图11的示例示出了金属帽盖701被模塑料703包封。模塑料703的表面703a形成mems麦克风封装700的上表面，而模塑料703的相对表面703b形成mems麦克风封装700的下表面。根据上面参照图6e所述的方法(例如，电镀工艺)，在mems麦克风封装700的下表面703b处形成电接触焊盘543和迹线545。金属帽盖701可耦合(例如，电和/或物理附接至)至衬底513上设置的接触焊盘705。接触焊盘705可通过通孔707电耦合至迹线545和/或金属线507。因此，可通过电接触焊盘543和迹线545向金属帽盖701提供接地连接。图11的mems麦克风封装700可用于形成图7a、图7b、图8a、图8b、图9a至图9d以及图10a至图10d所示的mems麦克风封装/阵列。

一种实施例设备包括：第一侧壁，包括延伸穿过第一侧壁的第一开口；第一传感器，附接至第一侧壁的内表面，其中第一传感器被对准以至少部分地覆盖第一开口；第二侧壁，与第一侧壁相对；第三侧壁，将第一侧壁附接至第二侧壁；以及第一接触焊盘，设置在第三侧壁的外表面上，其中第一接触焊盘被配置为为第一传感器提供电源连接或信号连接中的至少一种连接。

一种实施例mems麦克风封装包括：第一盖，形成mems麦克风封装的第一侧壁，第一盖包括延伸穿过第一盖的第一声学输入端口；第一mems麦克风裸片，附接至第一盖的内表面，其中第一mems麦克风裸片被对准以至少部分地覆盖第一声学输入端口；第二侧壁，与第一盖相对；模塑料，形成第三侧壁并将第一盖附接至第二侧壁；以及第一输入/输出(i/o)焊盘，设置在模塑料的外表面上，其中第一i/o焊盘被配置为为第一mems麦克风裸片提供电源连接或信号连接中的至少一中连接。

一种实施例方法包括：将传感器的第一侧附接至盖的第一侧，传感器具有设置在传感器的与第一侧相对的第二侧上的接触焊盘；在接触焊盘上提供互连件，其中互连件的第一端附接至接触焊盘，并且互连件远离接触焊盘延伸；将控制芯片附接至衬底的第一侧，并且将控制芯片电连接至设置在衬底第一侧处的第一平台焊盘，衬底进一步包括设置在衬底的第一侧处的第二平台焊盘以及设置在衬底本体中且电耦合至第二平台焊盘的互连结构；将盖粘附在衬底上方，其中粘附在盖和衬底之间形成被模塑料界定的内腔，并且粘附使得互连件的第二端(与互连件的第一端相对)附接至第二平台焊盘；以及在模塑料的暴露表面上形成外部接触焊盘和迹线，其中迹线的第一端耦合至外部接触焊盘，并且迹线的第二端耦合至互连结构。

虽然参照说明性实施例描述了本发明，但本说明并不用于限制。本领域技术人员在参考说明书之后将理解说明性实施例以及本发明其他实施例的各种修改和组合。因此，所附权利要求书包括任何这种修改或实施例。