本发明涉及一种针对机械和热机械应力敏感的半导体器件,特别是MEMS(微电子机械系统)压力传感器的封装制作方法。传统的封装技术,如LGA(焊区栅格阵列)封装,在汽车应用中并不完全满足焊接检查的要求,因为它们可能导致传感器在PCB卡上的焊接后出现偏移和漂移,影响读数准确性。为了解决这一问题,本发明提出了一种QFN(方形扁平无引线)类型的封装,尤其适用于MEMS压力传感器。
在标准的QFN封装中,使用后模制的硬质树脂填充引线框架的空隙,以避免层离。然而,这种封装材料的高弹性模量使得封装坚硬,从而在PCB焊接后传递机械和热机械应力到传感器,造成测量误差。预模制的QFN封装虽然可以减少树脂造成的应力,但无法解决由铜引线框架传递的应力问题。此外,低模量衬底LGA的使用由于在超声波接线键合时的基材翘曲和超声波传输问题也不可行。
本发明的创新之处在于,它提供了一种弹性材料基部区域的封装,该基部区域的杨氏模量低于5MPa,且在连接裸片后模制在引线框架上。这种方法减少了封装的硬度,从而降低对传感器的应力影响。在具体实施例中,通过去除标准引线框架上的裸片焊盘,进一步增强了封装的弹性。同时,封装内还可以设置阻尼结构,以保护键合线和裸片免受跌落等冲击。
封装过程包括多个步骤,如图1至图14所示,展示了从裸片焊盘、粘合带、粘合膜的附接到裸片的叠加,以及后续的封装成型。在模拟中,如图15所示,封装在掉落情况下的变形明显减小,表明封装的弹性效果显著。
为了进一步增强封装的防护性能,图16和图17展示了不同实施例的盖的设计,这些盖可以提供额外的保护,同时保持封装的小型化和适合表面安装的特点。
通过这种方式,本发明的封装技术成功克服了现有QFN封装的缺点,特别适用于对机械和热机械应力敏感的MEMS压力传感器,提高了传感器在汽车等恶劣环境中的稳定性和测量精度。