MEMS微镜结构制造技术

本发明专利技术涉及一种微镜结构，尤其是一种MEMS微镜结构，属于MEMS封装结构的技术领域。按照本发明专利技术提供的技术方案，所述MEMS微镜结构，包括制备于微镜框架内的微镜镜面，所述微镜镜面通过微镜驱动结构与微镜框架适配连接；还包括用于驱动控制微镜镜面的镜面驱动控制体，微镜框架通过框架锡球焊接固定在镜面驱动控制体上，镜面驱动控制体通过框架锡球、微镜框架以及微镜驱动结构与微镜镜面电连接。本发明专利技术结构紧凑，与现有工艺兼容，降低封装成本，安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
MEMS微镜结构
本专利技术涉及一种微镜结构，尤其是一种MEMS微镜结构，属于MEMS封装结构的

技术介绍
微机电系统（MEMS，Micro-Electro-MechanicalSystem）其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统，主要由传感器、动作器（执行器）和微能源三大部分组成。微机电系统涉及物理学、半导体、光学、电子工程、化学、材料工程、机械工程、医学、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术，为智能系统、消费电子、可穿戴设备、智能家居、系统生物技术的合成生物学与微流控技术等领域开拓了广阔的用途。常见的MEMS产品，一般包括MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器等以及它们的集成产品的生产制造涵盖设计、制造和封测。由于具有高度定制化、制程控制与材质特殊的特点，封装与测试环节至少占到整个成本的60%。以市场上常规的MEMS芯片封装为例，一般是对引线框电镀镍钯金，将MEMS芯片置放在位于引线框中央区域的金属小岛上，然后打线将MEMS芯片与金属小岛四周均匀分布的内引脚相连，最后采用塑料注塑的方式来将芯片密封。基于传统打线技术的MEMS芯片的封装，通常使用的线材为金线，线材易受国际金价的影响成本较高，更重要的是采用打线技术购置打线机台，导致加工以及使用成本增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种MEMS微镜结构，其结构紧凑，与现有工艺兼容，降低封装成本，安全可靠。按照本专利技术提供的技术方案，所述MEMS微镜结构，包括制备于微镜框架内的微镜镜面，所述微镜镜面通过微镜驱动结构与微镜框架适配连接；还包括用于驱动控制微镜镜面的镜面驱动控制体，微镜框架通过框架锡球焊接固定在镜面驱动控制体上，镜面驱动控制体通过框架锡球、微镜框架以及微镜驱动结构与微镜镜面电连接。在所述微镜镜面的背面设置微镜加固结构。在所述微镜框架上还设置有透明保护封盖，所述透明保护封盖与微镜框架固定。所述镜面驱动控制体采用印刷电路板，在微镜框架内设置贯通所述微镜框架的锡球放置孔，框架锡球置于锡球放置孔内后通过回流焊接，能使得微镜框架与印刷电路板焊接固定。所述锡球放置孔的形状包括倒梯形。所述镜面驱动控制体采用印刷电路板时，将框架锡球设置于微镜框架上，并通过回流焊接使得微镜框架与印刷电路板固定；框架锡球设置于微镜框架的方式包括植球或电镀。所述镜面驱动控制体还包括支撑连接晶圆以及位于所述支撑连接晶圆下方的IC芯片，所述IC芯片通过支撑连接晶圆内的再分布层、框架焊球与微镜框架焊接固定。所述支撑连接晶圆为硅片，支撑连接晶圆上还设置连接焊球，所述连接焊球与IC芯片位于支撑连接晶圆的同一侧或两侧。在所述微镜框架内设置贯通所述微镜框架的锡球放置孔，框架锡球能置于所述锡球放置孔内，通过对框架锡球回流后，能使得微镜框架通过框架锡球、再分布层与IC芯片电连接。本专利技术的优点：在微镜边框内对微镜镜面的刻蚀过程中同时制备得到锡球放置孔，待具有微镜镜面7的微镜边框倒装在印刷电路板上时，将框架锡球植入空中，待球落入锡球放置孔的底部时进行回流焊接，将微镜框架焊接到印刷电路板上，无需额外引入打线工艺，不增加工艺难度。在微镜镜面的背面设置微镜加固结构，能使得微镜镜面工作在高频状态，将微镜框架焊接在印刷电路板上，没有增加额外的工艺，并且锡球的成本低于金线，有效的降低了MEMS的封装成本。可以实现与IC芯片的系统级封装，利用倒装工艺可以减少系统级封装的整体尺寸。附图说明图1为本专利技术实施例1的结构示意图。图2为本专利技术实施例2的结构示意图。图3为本专利技术实施例3的结构示意图。图4为本专利技术实施例4的结构示意图。图5为本专利技术微镜驱动结构与微镜镜面、微镜框架的配合示意图。附图标记说明：1-印刷电路板、2-框架焊球、3-微镜框架、4-透明保护封盖、5-锡球放置孔、6-微镜加固结构、7-微镜镜面、8-微镜驱动结构、9-封盖开孔、10-支撑连接晶圆、11-IC芯片、12-再分布层、13-连接焊球。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。为了能有效降低封装成本，本专利技术包括制备于微镜框架3内的微镜镜面7，所述微镜镜面7通过微镜驱动结构8与微镜框架3适配连接；还包括用于驱动控制微镜镜面7的镜面驱动控制体，微镜框架3通过框架锡球2焊接固定在镜面驱动控制体上，镜面驱动控制体通过框架锡球2、微镜框架3以及微镜驱动结构8与微镜镜面7实现电连接。具体地，微镜框架3、微镜镜面7以及微镜驱动结构8由同一晶圆通过现有的技术手段制备得到，具体制备得到微镜镜面7以及微镜驱动结构8的过程，以及微镜镜面7、微镜驱动结构8与微镜框架3之间的具体连接配合关系为本
人员所熟知，此处不再赘述。在进行封装时，微镜框架3通过框架锡球2与镜面驱动控制体焊接固定，通过框架锡球2、微镜框架3以及微镜驱动结构8与微镜镜面7电连接，通过外加电源信号与镜面驱动控制体的配合能实现对微镜镜面7工作状态的控制，具体对微镜镜面7的控制包括通过微镜驱动结构8驱动微镜镜面7的转动等，具体对微镜镜面7工作状态的控制可以根据需要进行选择确定，此处不再赘述。本专利技术实施例中，微镜框架3通过框架锡球2焊接固定在镜面驱动控制体上，避免了现有技术中的打线结构以及打线工艺，能有效降低封装成本。此外，在所述微镜镜面7的背面设置微镜加固结构6。本专利技术实施例中，微镜加固结构6位于微镜镜面7的背面，微镜镜面7的正面设置金属等反射材料。当微镜镜面7需要工作在较高的频率时，一般需要微镜镜面7处于较薄的厚度，当微镜镜面7的厚度较薄时，在高频率的工作过程中容易发生形变。通过微镜加固结构6能避免微镜镜面7在使用过程中发生变形，满足高频率的使用要求。具体实施时，可以通过在微镜镜面7的背面刻蚀得到凹凸不平的表面形成微镜加固结构6，当然，微镜加固结构6还可以采用其他的结构形式，具体可以根据需要进行选择确定，此处不再赘述。下面通过图1~图5对本专利技术的具体实施情况进行详细的说明。实施例1如图1和图5所示，所述镜面驱动控制体采用印刷电路板1，在微镜框架3内设置贯通所述微镜框架3的锡球放置孔5，框架锡球2置于锡球放置孔5内后通过回流焊接，能使得微镜框架3与印刷电路板1焊接固定。本专利技术实施例中，印刷电路板1采用能实现对微镜镜面7的工作状态进行控制的结构形式，锡球放置孔5贯通微镜框架3，所述锡球放置孔5的形状包括倒梯形。当锡球放置孔5采用倒梯形，能便于将框架锡球2置于锡球放置孔5内，通过对框架锡球2回流焊接后，能使得微镜框架3与印刷电路板1焊接固定。此外，在所述微镜框架3上还设置有透明保护封盖4，所述透明保护封盖4与微镜框架3固定。本专利技术实施例中，透明保护封盖4可以采用玻璃等材料制成，透明保护封盖4与微镜框架3可以采用硅硅键合连接固定。透明保护封盖4压盖在微镜框架3上后，能实现对微镜镜面7的保护，但又不会影响微镜镜面7的具体工作。此外，透明保护封盖4上还设置封盖开孔9，封盖开孔9贯通透明保护封盖4，封盖开孔9与锡球放置孔5对应，即不会影响框架锡球2的放置。实施例2如图2和图5所示，所述镜面驱动控制体采用印刷电路板1时，将框架锡球2设置于微镜框架3上，并通过回流焊接使得微镜框本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS微镜结构，包括制备于微镜框架（3）内的微镜镜面（7），所述微镜镜面（7）通过微镜驱动结构（8）与微镜框架（3）适配连接；其特征是：还包括用于驱动控制微镜镜面（7）的镜面驱动控制体，微镜框架（3）通过框架锡球（2）焊接固定在镜面驱动控制体上，镜面驱动控制体通过框架锡球（2）、微镜框架（3）以及微镜驱动结构（8）与微镜镜面（7）电连接。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS微镜结构，包括制备于微镜框架（3）内的微镜镜面（7），所述微镜镜面（7）通过微镜驱动结构（8）与微镜框架（3）适配连接；其特征是：还包括用于驱动控制微镜镜面（7）的镜面驱动控制体，微镜框架（3）通过框架锡球（2）焊接固定在镜面驱动控制体上，镜面驱动控制体通过框架锡球（2）、微镜框架（3）以及微镜驱动结构（8）与微镜镜面（7）电连接。2.根据权利要求1所述的MEMS微镜结构，其特征是：在所述微镜镜面（7）的背面设置微镜加固结构（6）。3.根据权利要求1所述的MEMS微镜结构，其特征是：在所述微镜框架（3）上还设置有透明保护封盖（4），所述透明保护封盖（4）与微镜框架（3）固定。4.根据权利要求1所述的MEMS微镜结构，其特征是：所述镜面驱动控制体采用印刷电路板（1），在微镜框架（3）内设置贯通所述微镜框架（3）的锡球放置孔（5），框架锡球（2）置于锡球放置孔（5）内后通过回流焊接，能使得微镜框架（3）与印刷电路板（1）焊接固定。5.根据权利要求3所述的MEMS微镜结构，其特征是：所述锡球放置孔（5）的形状包括倒梯形。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：程进，徐乃涛，孙其梁，汤红，臧寿兵，
申请(专利权)人：中科芯集成电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32