[发明专利]微机电系统(MEMS)封装

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是与Timothy LeClair等共有的于2010年7月28日提交的题为“MEMS Transducer Device having Stress Mitigation Structure and Method of Fabricating the Same”的美国专利申请No.12/844,857在37.C.F.R.§1.53(b)下的部分接续案，并且要求该申请在35 U.S.C.§120下的优先权。该申请的公开内容通过引用具体地结合于此。

技术领域

本发明涉及微机电系统(MEMS)封装。

背景技术

换能器通常将电信号转换为机械信号或振动，和/或将机械信号或振动转换为电信号。特别地，声换能器在发送模式下(例如，扬声器应用)将电信号转换为声信号(声波)，和/或在接收模式下(例如，麦克风应用)将接收到的声波转换为电信号。诸如超声换能器等的换能器在包括过滤器的各种电子应用中设置。随着减小很多组件的尺寸的需求在持续，对减小了尺寸的换能器的需求也在增加。这已经引出了相对较小的换能器，其可以根据诸如微机电系统(MEMS)技术等各种技术来微加工。

诸如压电超声换能器(PMUT)等各种类型的MEMS换能器包括形成在薄膜上的谐振器堆叠，该谐振器堆叠具有在两个导电板(电极)之间的压电材料层。膜可以在穿过基板的腔的上方、形成在基板上。通常，基板由诸如硅(Si)等与半导体工艺兼容的材料形成。换能器可通过抛光换能器基板的背面并且将经过抛光的换能器基板直接安装到封装基板上来进行封装。例如，当换能器被包括在引线框架封装中时，换能器基板通常不安装在金属封装基板上。

在已知的封装中，换能器的热膨胀系数(CTE)与其安装在其中的封装的CTE明显不同。通常，CTE指示材料或结构相对于温度变化的变化率或比例。换能器CTE和封装CTE之间的差导致在封装工艺期间和操作期间对温度变化的不同反应，这在换能器上强加了物理应力。换句话说，在MEMS弯曲模式和/或厚度模式换能器中由于芯片安装和操作温度变化而引起的参数转变的起因，是换能器材料和封装材料之间的热性质的配合不当。由于密切的物理接触以及各自材料之间明显的CTE配合不当，在换能器基板和换能器基板所连接到的封装基板之间应力最明显。

在MEMS换能器被封装以后，该封装与系统级印刷电路板对准并且安装在系统级印刷电路板上。在已知的MEMS封装中，对准工艺增加了制作工艺的复杂性并且经常不能提供MEMS换能器的适当的对准。

需要至少克服了上述已知MEMS封装的缺点的MEMS封装。

发明内容

在代表实施例中，微机电系统(MEMS)换能器器件被安装到基板上。微机电系统换能器器件包括：封装基板，其具有第一热膨胀系数(CTE)；以及换能器基板，其包括换能器，换能器基板布置在封装基板的上方，其中换能器基板具有与第一CTE基本相同的第二CTE。

在另一个代表实施例中，微机电系统(MEMS)换能器器件包括：封装基板，其具有第一热膨胀系数(CTE)；换能器基板，其包括换能器，换能器基板布置在封装基板的上方，其中换能器基板具有与第一CTE基本相同的第二CTE。

附图说明

参考附图阅读时、根据下面的详细描述能最好地理解示例实施例。需要强调的是，各种特征不一定是按比例绘制的。事实上，为了清楚的讨论，尺寸可以任意地增大或减小。无论是应用和实践，相似的参考标记指的是相似的元件。

图1A和1B是根据代表实施例、MEMS封装的等距分解视图。

图2A-2B是根据代表实施例、MEMS封装的等距分解视图。

图3是根据代表实施例、安装到基板上的MEMS封装的截面图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，出于说明且不进行限制的目的，公开为了提供对本教导的彻底理解，陈述了公开具体细节的代表实施例。然而，已经受益于本公开的本领域的普通技术人员将明白，不脱离这里所公开的具体细节的、根据本教导的其他实施例仍然在所附权利要求的范围内。而且，可以省略已知装置和方法的描述以不模糊代表实施例的描述。这样的方法和装置显然在本教导的范围内。