一种MEMS器件的晶圆级封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种MEMS器件的晶圆级封装结构，属于MEMS器件的封装技术领域。所述MEMS器件的晶圆级封装结构，包括MEMS晶圆、ASIC芯片和转接体，转接体包括硅本体、第一金属层、第一树脂层、氧化硅层和第二金属层，其中，第一金属层设置在硅本体上；氧化硅层设置在硅本体和第一金属层之间；第二金属层设置在硅本体和氧化硅层的表面，第一金属层与第二金属层接触连接，第二金属层上设置有焊接凸点；第二金属层与MEMS晶圆粘接，第一金属层与ASIC芯片粘接，第一金属层上还设置有焊锡。本实用新型专利技术的MEMS器件的晶圆级封装结构，结构体积小，生产成本低，生产效率高。生产效率高。生产效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS器件的晶圆级封装结构


[0001]本技术涉及MEMS器件的封装
，尤其涉及一种MEMS器件的晶圆级封装结构。

技术介绍

[0002]MEMS(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，微机电系统)芯片最常用的是承担传感功能，如MEMS麦克风芯片及MEMS压力芯片等。MEMS器件就是把一颗MEMS芯片和一颗ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)芯片封装在一块后形成的MEMS器件。现有技术中，MEMS芯片与ASIC芯片的封装结构主要存在以下问题，一是ASIC芯片与MEMS芯片并排放置于基板上，导致MEMS器件体积大；二是生产过程中，需将ASIC芯片与MEMS芯片一颗颗贴合于基板上，效率低下；三是外壳使用金属冲压方式，芯片之间采用金丝球焊接，导致制作成本高。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种MEMS器件的晶圆级封装结构，结构体积小，生产成本低，生产效率高。
[0004]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0005]一种MEMS器件的晶圆级封装结构，包括MEMS晶圆、ASIC芯片和转接体，所述转接体包括：
[0006]硅本体；
[0007]第一金属层，设置在所述硅本体上；
[0008]氧化硅层，设置在所述硅本体和所述第一金属层之间；
[0009]第二金属层，设置在所述硅本体和所述氧化硅层的表面，所述第一金属层与所述第二金属层接触连接，所述第二金属层上设置有焊接凸点；
[0010]第一树脂层，设置在所述第一金属层上；
[0011]所述第二金属层与所述MEMS晶圆粘接，所述焊接凸点与所述MEMS晶圆上的第一导电柱一一对应设置，所述第一金属层与所述ASIC芯片粘接，所述ASIC芯片上的第二导电柱与所述第一金属层连接，所述第一金属层上还设置有焊锡，所述第一树脂层沿所述第二导电柱的外周和所述焊锡的外周设置。
[0012]可选地，所述第一金属层上的焊锡为锡球，外观性好，便于后续与外部结构焊接连接。
[0013]可选地，所述锡球设置在所述ASIC芯片的外周。
[0014]可选地，所述第二金属层上设置有第二树脂胶层，所述第二树脂胶层设置在所述焊接凸点的外周。
[0015]可选地，所述焊接凸点的外周设置有密封环，所述密封环与所述焊接凸点间隔设置，所述MEMS晶圆和所述转接体分别通过所述密封环粘接。
[0016]可选地，所述密封环的外圈、及各个所述焊接凸点之间均设置有干膜，所述干膜形成密封圈，所述MEMS晶圆和所述转接体分别通过所述密封圈粘接。
[0017]可选地，所述硅本体为普通硅片，所述硅本体的表面设置绝缘层；或所述硅本体为高阻硅片。
[0018]本技术的有益效果：
[0019]本技术提供的一种MEMS器件的晶圆级封装结构，通过晶圆级封装方法制成，即应用晶圆级方法制作转接体，将ASIC芯片和MEMS晶圆分别通过转接体将其在纵向方向上进行堆叠连接，形成MEMS器件的晶圆级封装结构，减小了MEMS器件的体积；MEMS晶圆和ASIC芯片分别与转接体通过金属键合和有机材料键合相结合的方式相连接，提高了结构连接的可靠性，且制作成本低，封闭性好；可选地，切割MEMS器件的晶圆级封装结构以形成单颗的MEMS器件的封装结构，单片晶圆上多则几万颗芯片，晶圆上的各个芯片同时做封装之后进行切割，提高了封装效率，进而提高了生产效率；加工可行性高，本实施例的制作方法可适用于硅麦克风及压力传感器等多种MEMS器件的晶圆级封装结构制作。
附图说明
[0020]图1是本技术的具体实施方式提供的氧化硅层、硅本体和第一金属层的结构示意图；
[0021]图2是本技术的具体实施方式提供的第一金属层的第一预设区设置光刻胶层的结构示意图；
[0022]图3是本技术的具体实施方式提供的在第一预设区外周刻蚀第一金属层的结构示意图；
[0023]图4是本技术的具体实施方式提供的去除光刻胶层的结构示意图；
[0024]图5是本技术的具体实施方式提供的在第一金属层设置第一树脂胶层的结构示意图；
[0025]图6是本技术的具体实施方式提供的在第一金属胶层安装载体的结构示意图；
[0026]图7是本技术的具体实施方式提供的将硅本体减薄处理的结构示意图；
[0027]图8是本技术的具体实施方式提供的沿第二预设区外周对硅本体开槽的结构示意图；
[0028]图9是本技术的具体实施方式提供的在硅本体上设置绝缘层的结构示意图；
[0029]图10是本技术的具体实施方式提供的去除开槽位置的绝缘层、氧化硅层的结构示意图；
[0030]图11是本技术的具体实施方式提供的设置第二金属层的结构示意图；
[0031]图12是本技术的具体实施方式提供的在第二金属层上的第三预设区设置光刻胶层的结构示意图；
[0032]图13是本技术的具体实施方式提供的去除第三预设区外周的第二金属层的结构示意图；
[0033]图14是本技术的具体实施方式提供的在第二金属层上的第一预设区外周设置第二树脂胶层的结构示意图；
[0034]图15是本技术的具体实施方式提供的在第四预设区设置焊接凸点、密封环的结构示意图；
[0035]图16是本技术的具体实施方式提供的设置密封圈的结构示意图；
[0036]图17是图16的A处放大图；
[0037]图18是本技术的具体实施方式提供的转接体的俯视图；
[0038]图19是本技术的具体实施方式提供的MEMS晶圆与转接体连接的结构示意图；
[0039]图20是本技术的具体实施方式提供的去除载体的结构示意图；
[0040]图21是本技术的具体实施方式提供的ASIC芯片与转接体连接的结构示意图；
[0041]图22是本技术的具体实施方式提供的MEMS器件的晶圆级封装结构的结构示意图；
[0042]图23是本技术的具体实施方式提供的MEMS器件的晶圆级封装结构的俯视图；
[0043]图24是本技术的具体实施方式提供的MEMS器件的晶圆级封装方法的流程图。
[0044]图中：
[0045]1000
‑
MEMS器件的晶圆级封装结构；
[0046]101
‑
氧化硅层；102
‑
硅本体；103
‑
第一金属层；104
‑
光刻胶层；105
‑
第一树脂胶层；106
‑
载体；107
‑
胶水层；108
‑
绝缘层；109
‑
第二金属层；110
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件的晶圆级封装结构，其特征在于，封装结构包括MEMS晶圆(2)、ASIC芯片(3)和转接体，所述转接体包括：硅本体(102)；第一金属层(103)，设置在所述硅本体(102)上；氧化硅层(101)，设置在所述硅本体(102)和所述第一金属层(103)之间；第二金属层(109)，设置在所述硅本体(102)和所述氧化硅层(101)的表面，所述第一金属层(103)与所述第二金属层(109)接触连接，所述第二金属层(109)上设置有焊接凸点(111)；第一树脂层(105)，设置在所述第一金属层(103)上；所述第二金属层(109)与所述MEMS晶圆(2)粘接，所述焊接凸点(111)与所述MEMS晶圆(2)上的第一导电柱一一对应设置，所述第一金属层(103)与所述ASIC芯片(3)粘接，所述ASIC芯片(3)上的第二导电柱(301)与所述第一金属层(103)连接，所述第一金属层(103)上还设置有焊锡，所述第一树脂层(105)沿所述第二导电柱(301)的外周和所述焊锡的外周设置。2.根据权利要求1所述的MEMS器件的晶圆级封装结构，其特征在于，所述第一金属层(103)上的焊锡为锡球(114)。3.根据权利要求2所述的MEMS...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉萍，李永智，吕军，金科，赖芳奇，
申请(专利权)人：苏州科阳半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：