微机电传感器封装结构及制造方法技术

本申请公开了一种微机电传感器封装结构及制造方法，该微机电传感器封装结构包括：第一基板；第二基板，所述第二基板设置在所述第一基板的一侧；壳体，所述壳体设置在所述第一基板的另一侧，所述壳体与所述第一基板之间形成空腔；芯片，所述芯片设置在所述壳体内侧，位于所述空腔内，并经由金属线与所述第一基板电连接；其中，所述第一基板上设置有第一通孔，所述第一通孔的面积大于所述芯片的面积，所述第一通孔的位置与所述芯片位置相对应。使原本需要逐个生产的微机电传感器封装结构可以实现整板的批量生产，有利于控制生产产品的一致性，提高了生产效率和产品良率，并简化了工艺流程，降低了生产成本。

Packaging Structure and Manufacturing Method of Micro-electromechanical Sensors

The present application discloses a packaging structure and manufacturing method of a micro-electromechanical sensor, which comprises a first substrate, a second substrate, the second substrate on one side of the first substrate, a shell on the other side of the first substrate, a cavity formed between the shell and the first substrate, and a chip, which is arranged between the shell and the first substrate. The inner side of the shell is located in the cavity, and is electrically connected with the first substrate via metal wires. A first through hole is arranged on the first substrate, the area of the first through hole is larger than the area of the chip, and the position of the first through hole corresponds to the position of the chip. The encapsulation structure of micro-electro-mechanical sensors which need to be manufactured one by one can realize batch production of whole board, which is beneficial to control the consistency of production products, improve production efficiency and product yield, simplify process flow and reduce production cost.

【技术实现步骤摘要】
微机电传感器封装结构及制造方法
本专利技术涉及微机电传感器
，更具体地，涉及一种微机电传感器封装结构及制造方法。
技术介绍
微机电传感器组件的封装具有不同功能。封装保护组件免受机械的和化学的环境影响。此外，封装的结构类型确定了如何安装和接通所有组件。在此结构中特别重要的是壳体。在微机电传感器中，壳体承担着一部分传感器功能，起到传递和缓冲声音、压力、加速度等物理信息的作用，因为传感器敏感芯片最终接收到的非电物理量也会由壳体的构型决定性地确定。由此，壳体对微机电传感器的传递特性及性能具有重要影响。以麦克风封装结构为例，在现有技术中，其壳体多为散装设计，并非像基板一样采用整板设计，在进行批量作业时，需通过工装治具将多个壳体对齐，并等高固定，才可进一步地使其与基板连接，工艺流程繁琐。且部分封装结构中包括一个壳体和多层基板，需采用多次压合对位的方式进行连接，由于压合对位的次数较多，其累计误差较高，影响了工艺生产的效率和产品良率。当然地，现有技术中也有采用整版设计的壳体，但生产该整版的壳体，涉及额外的加工工艺及技术，壳体材料及性能受限，且生产良率低，生产成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种微机电传感器封装结构及制造方法，以解决现有技术中存在的生产成本高、工艺流程复杂、产品良率低、一致性差、生产效率低的问题。提高微机电传感器封装结构的生产效率、产品良率并简化工艺流程、降低其生产成本。一方面，本专利技术提供一种微机电传感器封装结构，其特征在于，包括：第一基板；第二基板，所述第二基板设置在所述第一基板的一侧；壳体，所述壳体设置在所述第一基板的另一侧，所述壳体与所述第一基板之间形成空腔；芯片，所述芯片设置在所述壳体内侧，位于所述空腔内，并经由金属线与所述第一基板电连接；其中，所述第一基板上设置有第一通孔，所述第一通孔的面积大于所述芯片的面积，所述第一通孔的位置与所述芯片位置相对应。优选地，所述芯片包括MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片、ASIC芯片以及第一基板通过所述金属线电连接。优选地，所述壳体设置有第二通孔，所述第二通孔位于所述MEMS芯片内侧。优选地，所述第一基板中第一通孔的侧面及所述第一基板一侧的至少部分区域设置有第一金属层，所述第一基板的另一侧设置有第二金属层。优选地，所述第二基板与所述第一基板相邻一侧的至少部分区域设置有第三金属层。优选地，所述第一金属层的部分区域设置有第一阻焊层，所述第三金属层的部分区域设置有第二阻焊层，至少部分所述第二阻焊层的位置与所述第一阻焊层的位置相对应。优选地，所述第一阻焊层与第二阻焊层以及第三金属层的厚度之和，不小于所述金属线的线弧高度。另一方面，本专利技术还提供一种微机电传感器封装结构的制造方法，其特征在于，包括：将多个壳体与第一基板相连；在所述多个壳体上分别贴装芯片；将所述芯片与所述第一基板电连接；将第二基板与所述第一基板相连，形成半成品；对半成品进行切割分离，以获取多个独立的微机电传感器封装结构；其中，所述第一基板与所述壳体之间形成多个空腔，所述芯片位于所述空腔中，所述第一基板与所述第二基板相对应，所述第一基板与所述第二基板均包括多个微机电传感器单元。优选地，所述芯片包括MEMS芯片和ASIC芯片，采用表面贴装技术设置在所述壳体上，所述MEMS芯片、所述ASIC芯片以及所述第一基板之间通过金属线相连接。优选地，所述第一基板与所述第二基板相邻一侧的部分区域设置有第一金属层，所述第一金属层的部分区域设置有第一阻焊层；所述第二基板与所述第一基板相邻的一侧设置有第三金属层，所述第三金属层的部分区域设置有第二阻焊层；所述第一阻焊层与第二阻焊层以及第三金属层的厚度之和，不小于所述金属线的线弧高度。优选地，所述壳体与所述第一基板之间、所述第一基板与所述第二基板之间通过连接材料相连接，所述连接材料包括锡膏、导电胶、绝缘胶中的至少一种。优选地，按需要决定是否使用导电的连接材料，在完成机械连接的同时设置电气连接。优选地，所述第一基板与所述第二基板通过单次压合对位的方式相连接，以减少误差。本专利技术实施例提供的微机电传感器封装结构及制造方法，通过采用该封装结构设计，在使用常规的工艺方法和物料的情况下，使原本需要逐个生产的微机电传感器封装结构实现了批量生产，有利于控制生产产品的一致性，提高了生产效率和产品良率，进一步地，第一基板与所述第二基板通过单次压合对位的方式相连接，减少了误差，并简化了工艺流程，降低了生产成本。进一步地，该封装结构设计中，各部件间并无特殊的纵向尺寸匹配的需求，且需切割分离的部分的材料相类似，需切割分离部分与壳体底面之间具有一定的高度差，可通过设置刀具的进给量，针对性的对需切割分离部分进行切割。同时，在第一基板和第二基板的边缘还可设置定位标识，可显著提高基板之间的对位精度。通过网板进行连接材料(锡膏)的涂设，可以有效的控制连接材料的厚度及均匀性，保证产品的连接质量。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。图1示出了本专利技术实施例的微机电传感器封装结构的示意图。图2示出了本专利技术实施例的微机电传感器封装结构的制造方法的示意图。图3示出了本专利技术实施例第一基板与壳体相连的局部示意图。图4a示出了本专利技术实施例贴装芯片的局部示意图。图4b示出了本专利技术实施例金属线设置的局部示意图。图5示出了本专利技术实施例第二基板与第一基板相连的局部示意图。图6示出了本专利技术实施例进行切割分离的局部示意图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的半导体结构。应当理解，在描述结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“直接在……上面”或“在……上面并与之邻接”的表述方式。在下文中描述了本专利技术部分实施例的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本专利技术。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本专利技术。本专利技术可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。图1示出了本专利技术实施例的微机电传感器封装结构的示意图，该微机电传感器封装结构100包括：第一基板110、第二基板120、壳体130和芯片140。其中，第一基板110的上表面与第二基板120的下表面相邻，第一基板110的下表面与壳体130相邻，壳体130与第一基板110之间形成空腔，芯片140设在壳体130内侧，位于该空腔内。当然地，第一基板110上设置有第一通孔111，第一通孔111的位于芯片140的上方，第一通孔111的面积大于芯片140的面积，以便于芯片140的贴装。第一基板的上表面的部分区域设置有第一金属层112，进一步地，第一金属层112还可延伸设置于第一通孔111的侧壁上，部分第一金属层11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微机电传感器封装结构，其特征在于，包括：第一基板；第二基板，所述第二基板设置在所述第一基板的一侧；壳体，所述壳体设置在所述第一基板的另一侧，所述壳体与所述第一基板之间形成空腔；芯片，所述芯片设置在所述壳体内侧，位于所述空腔内，并经由金属线与所述第一基板电连接；其中，所述第一基板上设置有第一通孔，所述第一通孔的面积大于所述芯片的面积，所述第一通孔的位置与所述芯片位置相对应。

【技术特征摘要】
1.一种微机电传感器封装结构，其特征在于，包括：第一基板；第二基板，所述第二基板设置在所述第一基板的一侧；壳体，所述壳体设置在所述第一基板的另一侧，所述壳体与所述第一基板之间形成空腔；芯片，所述芯片设置在所述壳体内侧，位于所述空腔内，并经由金属线与所述第一基板电连接；其中，所述第一基板上设置有第一通孔，所述第一通孔的面积大于所述芯片的面积，所述第一通孔的位置与所述芯片位置相对应。2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述芯片包括MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片、ASIC芯片以及第一基板通过所述金属线电连接。3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述壳体设置有第二通孔，所述第二通孔位于所述MEMS芯片内侧。4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一基板中第一通孔的侧面及所述第一基板一侧的至少部分区域设置有第一金属层，所述第一基板的另一侧设置有第二金属层。5.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述第二基板与所述第一基板相邻一侧的至少部分区域设置有第三金属层。6.根据权利要求5所述的封装结构，其特征在于，所述第一金属层的部分区域设置有第一阻焊层，所述第三金属层的部分区域设置有第二阻焊层，至少部分所述第二阻焊层的位置与所述第一阻焊层的位置相对应。7.根据权利要求6所述的封装结构，其特征在于，所述第一阻焊层与第二阻焊层以及第三金属层的厚度之和，不小于所述金属线的线弧高度。8.一种微机电传感器封装结构的制造方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：万蔡辛，
申请(专利权)人：武汉耐普登科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42