用于低应力MEMS封装的粘接结构和封装结构制造技术

本实用新型专利技术涉及低应力MEMS封装技术领域，尤其涉及一种用于低应力MEMS封装的粘接结构和封装结构。本实用新型专利技术涉及低应力MEMS封装技术领域，尤其涉及一种针对惯性传感器的低应力MEMS封装的三维封装粘接结构和封装结构。所述用于低应力MEMS封装结构包括MEMS芯片和MEMS基座，所述MEMS芯片通过如本实用新型专利技术第一方面所述的用于低应力MEMS封装的粘接结构粘贴在所述MEMS基座上。所述用于低应力MEMS封装的粘接结构和封装结构具有较好的应力隔离效果。

【技术实现步骤摘要】
用于低应力MEMS封装的粘接结构和封装结构
本技术涉及低应力MEMS封装
，尤其涉及一种针对惯性传感器的低应力MEMS封装的三维粘接结构和封装结构，以及用于实现低应力MEMS封装的粘接结构的集成制造方法。
技术介绍
MEMS惯性传感器件对封装工艺过程中硅芯片中产生的应力很敏感，这与存在应力时的芯片翘曲有关。在芯片贴片封装工艺中，一般有焊接和有机胶粘接两种方式。低温低应力封装是MEMS惯性传感器件的通常要求，而工艺温度最低的方法为有机胶粘接的方法。常用的粘接剂有环氧胶，硅胶等。传统的胶粘贴片方式为整层胶粘或局部点胶粘接，环境温度变化时，由于材料热失配往往导致残余应力的产生，残余应力随环境温度的变化将通过MEMS器件的敏感单元以电信号的形式反映到输出信号上，从而使传感器的输出发生偏移。传统的胶粘贴片方式存在一定的局限性，即良好的应力隔离效果和较好的芯片-基座粘接力不能同时得到。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的不足，本技术提供用于低应力MEMS封装的粘接结构和封装结构，具有较好的应力隔离效果和较好的芯片-基座粘接力。根据本技术提供的技术方案，作为本技术的第一方面，提供一种用于低应力MEMS封装的粘接结构，所述用于低应力MEMS封装的粘接结构包括：从下至上依次交替叠置的应力隔离A层和应力隔离B层；所述应力隔离A层和应力隔离B层均分别包括至少一层的应力隔离层；所述应力隔离层包括若干根呈阵列式排布的应力隔离条。进一步地，所述应力隔离A层包括第一应力隔离层，所述应力隔离B层包括第二应力隔离层；所述第一应力隔离层和第二应力隔离层中的应力隔离条分别并列排成一排，且所述第一应力隔离层中的应力隔离条与第二应力隔离层中的应力隔离条之间相互交叉。进一步地，所述应力隔离A层包括第一应力隔离层，所述应力隔离B层（200）包括第二应力隔离层；所述第一应力隔离层和第二应力隔离层中的应力隔离条分别并列排成一排，且所述第一应力隔离层中的应力隔离条与第二应力隔离层中的应力隔离条之间相互垂直。进一步地，所述应力隔离A层包括应力隔离条排布一致的第一应力隔离层和第二应力隔离层，所述应力隔离B层包括应力隔离条排布一致的第三应力隔离层和第四应力隔离层；第一应力隔离层和第二应力隔离层中的应力隔离条排布一致；第三应力隔离层和第四应力隔离层中的中的应力隔离条排布一致且第一应力隔离层和第二应力隔离层中的应力隔离条交叉于第三应力隔离层和第四应力隔离层中的应力隔离条。进一步地，所述应力隔离条的宽度为50~~100μm，应力隔离条的间距为100~~500μm。进一步地，所述应力隔离条采用的材料为：陶瓷、热固型橡胶、热塑型橡胶、热固型树脂和热塑型树脂中的任意一种或多种。进一步地，所述应力隔离条的热膨胀系数为1×10-6~~1×10-3[1/K]。作为本技术的第二方面，提供一种用于低应力MEMS封装结构，所述用于低应力MEMS封装结构包括MEMS芯片和MEMS基座，所述MEMS芯片通过如本技术第一方面所述的用于低应力MEMS封装的粘接结构粘贴在所述MEMS基座上。作为本技术的第三方面，提供一种用于实现低应力MEMS封装的粘接结构的集成制造方法，采用增材制造的方式制造粘接结构，包括以下步骤：S1：将MEMS基座放置在打印平台上；S2：通过直书写3D打印的增材制造技术，制造用于低应力MEMS封装的粘接结构；S3：将MEMS芯片粘接在所述粘接结构上得到整个器件；S4：加热粘接好的整个器件，使粘接胶固化。进一步地，所述S2：通过直书写3D打印的增材制造技术，制造粘接结构，包括：S210：采用直书写3D打印的增材制造方式，通过挤出系统在MEMS基座的粘接区上制造粘接结构；其中，所述粘接结构的材料为硅胶；所述粘接结构中的隔离条至少有四层。进一步地，所述S2：通过直书写3D打印的增材制造技术，制造粘接结构，包括：S210：采用直书写3D打印的增材制造方式，通过挤出系统在硅片上制造粘接结构，然后将该粘接结构高温固化；S220：将具有粘接性的胶涂覆在MEMS基座的粘接区上；S230：将高温固化后形成的粘接结构，粘贴到所述MEMS基座的粘接区中，形成复合结构；S240：将具有粘接性的胶涂覆所述粘接结构的上表面；其中，所述粘接结构的材料为光固化陶瓷浆料；所述粘接结构中的隔离条至少有四层。从以上所述可以看出，本技术提供的用于低应力MEMS封装的粘接结构，与现有技术相比具备以下优点：封装过程中使用三维粘接结构将MEMS管壳和芯片粘接在一起，这种三维结构通过增材制造方式（包括但不限于直书写3D打印）制造，具有灵活性和可调控性，并能够同时提供较好的芯片-基座粘接力和较好的应力隔绝效果，该制造方法所产生的MEMS惯性传感器件具有零位温度漂移小、粘接牢靠的优点。附图说明图1为本技术第一方面中的第一种实施例纵剖结构示意图。图2为本技术第一方面中的第二种实施例纵剖结构示意图。图3为本技术第一方面中的第三种实施例纵剖结构示意图。图4（a）为本技术第一方面中的第一种实施例的立体结构示意图。图4（b）为本技术第一方面中的第二种实施例的立体结构示意图。图4（c）为本技术第一方面中的第三种实施例的立体结构示意图。图5为本技术中第二方面的结构示意图。图6为对本技术第二方面中的MEMS芯片下表面应力分布示意图，其中图6（a）为现有技术MEMS芯片下表面应力分布图，图6（b）为采用本技术第一方面第一种实施例所述的粘接结构时MEMS芯片下表面应力分布图，图6（c）为采用本技术第一方面第二种实施例所述的粘接结构时MEMS芯片下表面应力分布图，图6（d）为采用本技术第一方面第三种实施例所述的粘接结构时MEMS芯片下表面应力分布图。颜色越深代表应力越大，可以看到现有结构下的MEMS芯片下表面应力变化不均匀，而使用本技术的第一方面三种实施例的MEMS芯片下表面应力变化均匀且应力更小，表明硅胶泡沫结构具有较好的应力隔离效果。图7为采用本技术第一方面所述的粘接结构时MEMS芯片上表面对角线上应力分布曲线；现有结构下的MEMS芯片上表面对角线上应力分布曲线起伏较大且应力变化较大，使用本技术的第一方面三种实施例的MEMS芯片上表面对角线上应力分布曲线起伏较小，从而说明应力变化小。图8为本技术第三方面第二种实施例的流程示意图。100.应力隔离A层，200.应力隔离B层，300.应力隔离条，410.第一应力隔离层，420.第二应力隔离层，430.第三应力隔离层，440.第四应力隔离层，500.第四应力隔离层，600.MEMS基座。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于低应力MEMS封装的粘接结构，其特征在于，所述用于低应力MEMS封装的粘接结构包括：从下至上依次交替叠置的应力隔离A层（100）和应力隔离B层（200）；所述应力隔离A层（100）和应力隔离B层（200）均分别包括至少一层的应力隔离层；所述应力隔离层包括若干根呈阵列式排布的应力隔离条（300）。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于低应力MEMS封装的粘接结构，其特征在于，所述用于低应力MEMS封装的粘接结构包括：从下至上依次交替叠置的应力隔离A层（100）和应力隔离B层（200）；所述应力隔离A层（100）和应力隔离B层（200）均分别包括至少一层的应力隔离层；所述应力隔离层包括若干根呈阵列式排布的应力隔离条（300）。


2.如权利要求1所述的用于低应力MEMS封装的粘接结构，其特征在于，所述应力隔离A层（100）包括第一应力隔离层（410），所述应力隔离B层（200）包括第二应力隔离层（420）；
所述第一应力隔离层（410）和第二应力隔离层（420）中的应力隔离条（300）分别并列排成一排，且所述第一应力隔离层（410）中的应力隔离条（300）与第二应力隔离层（420）中的应力隔离条（300）之间相互交叉。


3.如权利要求1所述的用于低应力MEMS封装的粘接结构，其特征在于，所述应力隔离A层（100）包括应力隔离条（300）排布一致的第一应力隔离层（410）和第二应力隔离层（420），所述应力隔离B层（200）包括应力隔离条（300）排布一致的第三应力隔离层（430）和第四应力隔离层（440）；
第一应力隔离层（410）和第二应力隔离层（420）中的应力隔离条...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘禹，唐彬，商二威，杨杰，陈彦秋，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32