一种MEMS冲击片及其晶圆级制备方法技术

本发明专利技术实施例涉及一种MEMS冲击片及其晶圆级制备方法，所述冲击片包括引出电极、反射片、爆炸箔、键合介质、飞片、和加速膛；所述反射片在结构下方，所属引出电极在反射片的背面，所述的爆炸箔在反射片正面，通过内部填充金属的过孔与反射片背面的引出电极相连，所述的键合介质为BCB，所述的飞片为聚酰亚胺薄膜，通过BCB键合将飞片键合在爆炸箔上，再通过BCB键合将加速膛对准键合在飞片上，完成MEMS冲击片晶圆级制备。该方法可用于冲击片批量生产，提高了生产效率，且MEMS工艺提高了加工精度和一致性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS冲击片及其晶圆级制备方法


[0001]本专利技术涉及微电子机械系统（Micro
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Electro
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Mechanical Systems, MEMS）
，更具体地，涉及一种MEMS冲击片及其晶圆级制备方法。

技术介绍

[0002]MEMS冲击片是一种冲击片雷管的起爆结构，直列式高安全是现代化武器的发展趋势，MEMS冲击片具有批量生产、一致性高、精度高、成本低的优点。现有技术中，冲击片大多采用手工组装方式加工生产，工作效率低，对准精度差，MEMS工艺的引入可将大部分人工对准粘接工作采用MEMS设备批量完成，极大的推动了冲击片装配工艺的进步。
[0003]现有冲击片组件结构引出电极通常位于反射片上爆炸箔的同一层，参照图2，加工完成后需要将引出电极上覆盖的飞片和加速膛结构刻蚀或划切，极大的增加了工艺难度，且引出电极位于结构正面，不便于后期装配。现有冲击片工艺中有采用SU8等方式旋涂光刻进行加速膛加工，但SU8具有低热稳定性，及厚胶成膜均匀性差等缺点，不利于后期应用。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提出了一种MEMS冲击片及其晶圆级制备方法，采用与MEMS兼容的金属或非金属材料，全部进行晶圆级加工，其过程无人工参与，全部由设备完成，实现了MEMS冲击片批量生产。
[0005]本专利技术提出一种MEMS冲击片，所述结构由下至上分别为引出电极、反射片及内部穿通电极、爆炸箔、键合介质BCB1、飞片、键合介质BCB2以及加速膛，所述引出电极在反射片背面，所述穿通电极在反射片内部，所述爆炸箔在反射片正面，各层金属与反射片通过粘附层金属或各层金属本身粘附，所述分片与爆炸箔通过图形化的BCB1介质键合，所述加速膛与飞片通过图形化的BCB2介质对准键合，对准原则为爆炸箔中心爆炸区域与加速膛阵列孔中心对齐，参照图5。
[0006]进一步，所属的反射片采用绝缘材料，包括但不限于陶瓷、蓝宝石、硅、玻璃、环氧树脂、聚酰亚胺等一种或几种混合。
[0007]进一步，所述引出电极、穿通电极和爆炸箔采用金属材料，包括但不限于铜、钛、金、镍、铬等一种或几种混合。
[0008]进一步，所述引出电极、穿通电极、爆炸箔分别位于反射片背面、内部、正面，同时三者电学导通，各层电极布置参见图4。
[0009]进一步，所述键合介质为BCB胶。
[0010]进一步，所述飞片材料为聚酰亚胺薄膜，外形尺寸与晶圆相当，包括但不限于4英寸、6英寸、8英寸，外形参照图3。
[0011]进一步，所述加速膛采用中心阵列打孔的基片，包括但不限于陶瓷、玻璃、环氧树脂、聚酰亚胺、金属等一种或几种混合。
[0012]本专利技术提出一种MEMS冲击片及其晶圆级制备方法，其工艺流程为：
（1）完成反射片中心阵列打孔；（2）通过淀积或电镀工艺完成引出电极、穿通电极、爆炸箔金属生长，并用光刻和腐蚀工艺完成金属图形化；（3）在反射片上爆炸箔面旋涂BCB胶并用光刻工艺完成BCB图形化；（4）介质键合工艺完成爆炸箔与飞片的BCB键合；（5）在飞片层上旋涂BCB胶并用光刻工艺完成BCB图形化；（6）完成加速膛层阵列打孔；（7）介质键合工艺完成飞片与爆炸箔的BCB对准键合；（8）划片得到MEMS冲击片芯片单元。
[0013]进一步，所述步骤（1）中阵列打孔为多组过孔阵列重复，每组过孔可为一个或多个，组合面积不大于引出电极或爆炸箔面积，参照图4。
[0014]进一步，所述步骤（2）中引出电极、爆炸箔通过腐蚀金属前的对准光刻与穿通电极对准，引出电极、穿通电极、爆炸箔三者纵向重合，参照图4。
[0015]进一步，所述步骤（4）和步骤（7）工艺为晶圆级介质对准键合，参照图5。
[0016]进一步，所述步骤（8）的划片全部划透，无需进行部分层材料选择性划片，对比图1、图2。
[0017]本专利技术的有益效果：本专利技术所述MEMS冲击片及其晶圆级制备方法，全部采用晶圆级加工，全程无人工参与，全部由设备完成；本专利技术所述冲击片结构引出电极与爆炸箔分别位于反射片正反面，便于后期封装和装配；本专利技术将晶圆级介质键合引入冲击片的加工当中，解决了晶圆级多层结构的组装难题。
附图说明
[0018]图1 是本专利技术MEMS冲击片侧面示意图；图2 是传统冲击片侧面示意图；图3 是MEMS冲击片晶圆级制备布局图；图4 是本专利技术MEMS冲击片正面示意图；图5 是本专利技术MEMS冲击片键合对准示意图；图6a、6b、6c、6d、6e、6f 是本专利技术所提出晶圆级制备方法流程图；图中1
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反射片，2
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引出电极，3
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穿通电极，4
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爆炸箔，5
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键合介质BCB，6
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飞片，7加速膛。
[0019]具体实施方法为使本专利技术的目的、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，对本专利技术进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本专利技术并不局限于附图和以下实施例。
[0020]实施例1参照图1，本专利技术提出一种MEMS冲击片，所述结构由下至上分别为引出电极2、反射片1及内部穿通电极3、爆炸箔4、BCB1 5、飞片6、BCB2 5以及加速膛7，所述引出电极2在反射片1背面，所述穿通电极3在反射片1内部，所述爆炸箔4在反射片1正面，各层金属2 、3、4与反射片1通过粘附层金属或各层金属本身2、3、4粘附，所述飞片6与爆炸箔4通过图形化的
BCB1 5介质键合，所述加速膛7与飞片6通过图形化的BCB2 5介质对准键合，对准原则为爆炸箔4中心爆炸区域与加速膛7阵列孔中心对齐，对齐方式如图5所示。其中反射片材料选用陶瓷，机械打孔，通过物理气相淀积金属钛和铜制作引出电极、穿通电极和爆炸箔，键合介质选用BCB，飞片材料选用流延法制备聚酰亚胺薄膜，加速膛选用打孔玻璃片。
[0021]本实例所述MEMS冲击片各层间粘附性好，强度高，工艺简单，电极布置合理，便于后期封装和装配。
[0022]实施例2（1）参照图6a，选择600um厚陶瓷片作为反射片1；（2）参照图6b，在反射片1上阵列打孔作为穿通电极3的通道，物理气相淀积金属钛和金属铜在发射片1正面和背面，并电镀填充过孔，金属厚度3~5um，利用光刻图形化发射片1正反面金属，并腐蚀金属形成引出电极2和爆炸箔4；（3）参照图6c，在反射片1和爆炸箔4上旋涂1~2um键合介质BCB 5，并进行光刻图形化，形成BCB键合图形；（4）参照图6d，选择流延法25um厚聚酰亚胺薄膜制作飞片6，并将其平铺在发射片1和爆炸箔4上，完成第一次BCB介质键合，使飞片6牢牢粘附于反射片1和爆炸箔4表面；（5）参照图6e，在飞片6旋涂1~2um键合介质BCB 5，并进行光刻图形化，形成BCB键合图形；（6）参照图6f，选择400um厚阵列打孔玻璃制作加速膛7，利用BCB对准介质键合，完成第二次BCB介质键合，将加速膛7对准粘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS冲击片，其特征在于，所述结构与材料阵列分布于各层，分别为引出电极、反射片、穿通电极、爆炸箔、BCB、飞片、加速膛，所述各层采用MEMS工艺进行图形化，并采用淀积工艺和对准键合工艺使各层图形对准并紧密相连。2.如权利要求1所述的MEMS冲击片，其特征在于，所属的反射片采用绝缘材料，包括但不限于陶瓷、蓝宝石、硅、玻璃、环氧树脂、聚酰亚胺等一种或几种混合，通过中间通孔完成反射片正反面电气连接。3.如权利要求1所述的MEMS冲击片，其特征在于，引出电极位于反射层背面，通过穿通电极与爆炸箔相连。4.如权利要求1所述的MEMS冲击片，其特征在于，引出电极、穿通电极和爆炸箔采用金属材料，包括但不限于铜、钛、金、镍、铬等一种或几种混合，通过淀积或电镀工艺完成金属生长，并用光刻和腐蚀工艺完成图形化。5.如权利要求1所述的MEMS冲击片，其特征在于，键合介质选用BCB胶，光刻完成BCB...

【专利技术属性】
技术研发人员：张威，李宋，周浩楠，
申请(专利权)人：北京智芯传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：