一种MEMS器件的晶圆级封装方法和封装结构技术

本发明专利技术提供了一种MEMS器件的晶圆级封装方法和封装结构，封装方法包括：提供基板，所述基板一侧具有MEMS器件和与MEMS器件电连接的焊盘；在焊盘表面形成与焊盘电连接的连接线；提供盖板，所述盖板的一侧具有凹槽和分离槽；将盖板具有凹槽的一侧与基板具有MEMS器件的一侧键合，连接线容纳于分离槽内，MEMS器件密封于盖板具有凹槽的区域与基板构成的空腔内；去除焊盘上的盖板，以暴露出焊盘和连接线。与现有的纵向TSV技术相比，本发明专利技术中的MEMS器件的晶圆级封装方法工艺简单，使得MEMS器件的晶圆级封装结构的制作难度较小、成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS器件的晶圆级封装方法和封装结构
本专利技术涉及MEMS器件
，更具体地说，涉及一种MEMS器件的晶圆级封装方法和封装结构。
技术介绍
微机电系统(MicroElectroMechanicalSystem，MEMS)是将微机械元件、微型传感器、微型执行器、信号处理与控制电路等集成于一体的微系统。随着MEMS器件与微电子技术、光电技术以及新兴纳米技术的融合，MEMS器件已经在越来越多的领域内得到了广泛的应用。然而，正是因为MEMS器件的种类繁多，没有标准化的封装方法，因此，急需一种适合于各个领域大规模生产的MEMS器件封装方法。其中，晶圆级封装技术是一种广泛应用于MEMS器件的先进封装技术，它是在整片晶圆上完成全部或者大部分的封装、测试工序，然后进行切片分割。现有的晶圆级封装技术包括纵向TSV(通孔)技术，参考图1，该技术是将盖板10与晶圆11键合后，直接在盖板10上制作通孔12，再在通孔12中填充导电金属，以电连至晶圆11中的焊盘13，但是，该TSV技术的成本较高，深孔的制作难度较大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种MEMS器件的晶圆级封装方法和封装结构，以降低MEMS器件的封装成本和封装难度。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种MEMS器件的晶圆级封装方法，包括：提供基板，所述基板一侧具有MEMS器件和与所述MEMS器件电连接的焊盘；在所述焊盘表面形成与所述焊盘电连接的连接线，所述连接线的高度大于所述MEMS器件的高度；提供盖板，所述盖板的一侧具有凹槽和分离槽，所述分离槽的深度大于所述凹槽的深度；将所述盖板具有所述凹槽的一侧与所述基板具有所述MEMS器件的一侧键合，所述连接线容纳于所述分离槽内，所述MEMS器件密封于所述盖板具有所述凹槽的区域与所述基板构成的空腔内；保留所述MEMS器件上的盖板、去除所述焊盘上的盖板，以暴露出所述焊盘和所述连接线。可选地，所述分离槽的深度比所述连接线的高度大3um～5um。可选地，保留所述MEMS器件上的盖板、去除所述焊盘上的盖板包括：采用湿法刻蚀工艺对所述盖板进行刻蚀，以去除所述焊盘上的盖板、保留所述MEMS器件上的盖板。可选地，保留所述MEMS器件上的盖板、去除所述焊盘上的盖板包括：采用机械研磨工艺对所述盖板背离所述基板的一侧进行研磨，以对所述盖板进行减薄；采用湿法刻蚀工艺对减薄后的所述盖板进行刻蚀，以去除所述焊盘上的盖板、保留所述MEMS器件上的盖板。可选地，减薄后的所述盖板中，最薄的区域的厚度范围为5um～10um。可选地，暴露出所述焊盘和所述连接线之后，所述连接线的高度超出所述盖板的高度；并且，所述连接线的高度超出所述盖板的高度的范围为15um～30um。可选地，还包括：在所述盖板表面形成钝化层。一种MEMS器件的晶圆级封装结构，应用如上任一项所述的方法制作而成，所述MEMS器件的晶圆级封装结构包括：基板，所述基板一侧具有MEMS器件和与所述MEMS器件电连接的焊盘；位于所述焊盘表面且与所述焊盘电连接的连接线；盖板，所述盖板位于所述MEMS器件上方，且暴露出所述焊盘和所述连接线，所述MEMS器件密封于所述盖板与所述基板键合成的空腔内。可选地，所述连接线的高度超出所述盖板的高度；并且，所述连接线的高度超出所述盖板的高度的范围为15um～30um。可选地，所述盖板表面还具有钝化层。与现有技术相比，本专利技术所提供的技术方案具有以下优点：本专利技术所提供的MEMS器件的晶圆级封装方法和封装结构，先在焊盘表面形成连接线，再将盖板与基板键合，将MEMS器件密封于所述盖板具有所述凹槽的区域与所述基板构成的空腔内，之后再对盖板进行刻蚀，去除所述焊盘上的盖板，暴露出焊盘和连接线，以便密封的MEMS器件通过连接线与其他器件进行电连接。与现有的纵向TSV技术相比，本专利技术中的MEMS器件的晶圆级封装方法工艺简单，使得MEMS器件的晶圆级封装结构的制作难度较小、成本较低。并且，本专利技术中，由于分离槽顶部的盖板的厚度较薄、凹槽顶部的盖板的厚度较厚，因此，在对盖板进行刻蚀时，当连接线顶部即分离槽顶部的盖板被完全刻蚀时，凹槽顶部即MEMS器件顶部的盖板仍具有一定的厚度，从而不需要先在盖板表面形成光刻胶再对盖板进行刻蚀，大大降低了制造成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为采用现有的纵向TSV技术制成的MEMS器件的晶圆级封装结构的示意图；图2为本专利技术一个实施例提供的MEMS器件的晶圆级封装方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的具有MEMS器件和焊盘的基板的剖面结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的具有MEMS器件、焊盘和连接线的基板的剖面结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的具有凹槽和分离槽的盖板的剖面结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的基板和盖板键合后的结构的剖面结构示意图；图7为本专利技术一个实施例提供的MEMS器件的晶圆级封装结构的剖面结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的减薄后的盖板和基板的剖面结构示意图；图9为本专利技术另一个实施例提供的MEMS器件的晶圆级封装结构的剖面结构示意图。具体实施方式以上是本专利技术的核心思想，为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种MEMS器件的晶圆级封装方法，如图2所示，包括：S101：提供基板，基板一侧具有MEMS器件和与MEMS器件电连接的焊盘；参考图3，预先在基板20的一侧制作MEMS器件21和与MEMS器件21电连接的焊盘22。其中，基板20可以为晶圆，该晶圆的材料可以为硅、或硅锗等。当然，本专利技术并不仅限于此，在其他实施例中，基板20还可以为蓝宝石基板等。并且，MEMS器件21形成在基板20的表面上，焊盘22可以位于基板20的表面，如直接在基板20表面形成金属薄膜，也可以位于基板20的凹槽内，如先在基板20表面刻蚀出凹槽，然后在凹槽内填充金属材料形成焊盘22。S102：在焊盘表面形成与焊盘电连接的连接线，连接线的高度大于MEMS器件的高度；参考图4，提供具有MEMS器件21和焊盘22的基板20后，利用电镀工艺等在焊盘22表面形成预设高度的连接线23，连接线23与焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS器件的晶圆级封装方法，其特征在于，包括：/n提供基板，所述基板一侧具有MEMS器件和与所述MEMS器件电连接的焊盘；/n在所述焊盘表面形成与所述焊盘电连接的连接线，所述连接线的高度大于所述MEMS器件的高度；/n提供盖板，所述盖板的一侧具有凹槽和分离槽，所述分离槽的深度大于所述凹槽的深度；/n将所述盖板具有所述凹槽的一侧与所述基板具有所述MEMS器件的一侧键合，所述连接线容纳于所述分离槽内，所述MEMS器件密封于所述盖板具有所述凹槽的区域与所述基板构成的空腔内；/n保留所述MEMS器件上的盖板、去除所述焊盘上的盖板，以暴露出所述焊盘和所述连接线。/n

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件的晶圆级封装方法，其特征在于，包括：
提供基板，所述基板一侧具有MEMS器件和与所述MEMS器件电连接的焊盘；
在所述焊盘表面形成与所述焊盘电连接的连接线，所述连接线的高度大于所述MEMS器件的高度；
提供盖板，所述盖板的一侧具有凹槽和分离槽，所述分离槽的深度大于所述凹槽的深度；
将所述盖板具有所述凹槽的一侧与所述基板具有所述MEMS器件的一侧键合，所述连接线容纳于所述分离槽内，所述MEMS器件密封于所述盖板具有所述凹槽的区域与所述基板构成的空腔内；
保留所述MEMS器件上的盖板、去除所述焊盘上的盖板，以暴露出所述焊盘和所述连接线。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离槽的深度比所述连接线的高度大3um～5um。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，保留所述MEMS器件上的盖板、去除所述焊盘上的盖板包括：
采用湿法刻蚀工艺对所述盖板进行刻蚀，以去除所述焊盘上的盖板、保留所述MEMS器件上的盖板。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，保留所述MEMS器件上的盖板、去除所述焊盘上的盖板包括：
采用机械研磨工艺对所述盖板背离所述基板的一侧进行研磨，以对所述盖板进行减薄；
采用湿法刻蚀工艺对减薄后的所述盖板进行刻蚀，以去除...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪正春，盛荆浩，江舟，
申请(专利权)人：杭州见闻录科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33