一种MEMS芯片低应力多孔阵列封装结构及封装方法技术

本发明专利技术公开了一种MEMS芯片低应力多孔阵列封装结构及封装方法，所述方法包括多孔阵列结构的硅基板的加工；所述基于多孔阵列结构的硅基板的加工包括以下步骤：准备单晶硅晶圆，底部刻隔离腔，顶部刻蚀多孔阵列结构，刻蚀划片槽，沿划片槽划片形成单个硅基板，本发明专利技术通过在硅基板底部刻蚀隔离腔，使得硅基板下表面与多孔阵列结构底面产生了台阶，通过环形粘胶固定在封装管壳底面上，既实现了机械固定又降低了硅基板的粘接应力。台阶可避免硅基板底面施胶过多溢出导致与多孔阵列结构底面粘连，且通过设置多孔阵列结构，使得产品在给MEMS芯片与硅基板提供足够强度的同时，又能释放封装管壳与硅基板之间的应力。壳与硅基板之间的应力。壳与硅基板之间的应力。

【技术实现步骤摘要】
一种MEMS芯片低应力多孔阵列封装结构及封装方法


[0001]本专利技术属于MEMS芯片封装
，具体涉及一种MEMS芯片低应力多孔阵列封装结构及封装方法。

技术介绍

[0002]贴片是MEMS器件级封装工艺中的一个重要环节，其主要功能是为器件的敏感结构提供机械支撑，确保外界的振动和冲击不会对可动部件和功能部件造成破坏，同时它也会影响器件的导热性能。常用的贴片方法有焊接和封装胶粘接两种，与焊接相比，胶粘接具有成本低、应力低、操作温度低、工艺简单灵活等优点，因此广泛地应用于MEMS贴片工艺中。
[0003]传统基于硅基板的叠片式MEMS芯片封装结构通常是由封装管壳、基板、粘接胶、MEMS结构芯片和ASIC芯片组成，其剖视图如图1所示，基板通过粘接胶面粘于管壳上，MEMS结构芯片胶粘接于硅基板上表面中心，ASIC芯片胶粘接于MEMS结构芯片上表面中心。该封装方式在实际应用过程中存在很大的弊端：粘接胶固化是在高温下进行的，其恢复至常温时由于各种封装材料的热膨胀系数差异产生热失配，导致芯片中产生残余应力。MEMS器件尺寸微小，测量精度要求高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS芯片低应力多孔阵列封装结构，其特征在于：包括封装管壳(1)及硅基板(2)，所述硅基板(2)底部外周胶粘于封装管壳(1)内底部上表面；所述硅基板(2)与封装管壳(1)之间设置有隔离腔(3)，所述隔离腔(3)外围的硅基板(1)底面与封装管壳(1)胶粘，所述隔离腔(3)的高度大于硅基板(2)与封装管壳(1)之间胶粘层的高度；所述硅基板(2)设置有多孔阵列结构(6)，所述多孔阵列结构(6)向下贯穿硅基板(2)，以连通隔离腔(3)与外部空间。2.根据权利要求1所述的一种MEMS芯片低应力多孔阵列封装结构，其特征在于：所述硅基板(2)顶部胶粘连接有MEMS芯片(4)，所述MEMS芯片(4)顶部胶粘连接有ASIC芯片(5)。3.根据权利要求2所述的一种MEMS芯片低应力多孔阵列封装结构，其特征在于：所述多孔阵列结构(6)在封装管壳(1)上的竖直方向投影，位于MEMS芯片(4)边界投影与所述隔离腔(3)边缘之间。4.一种MEMS芯片低应力多孔阵列封装结构，其特征在于：所述多孔阵列结构(6)呈环形设置于MEMS芯片(4)胶黏部位外周的硅基板(2)中。5.根据权利要求1所述的一种MEMS芯片低应力多孔阵列封装结构，其特征在于：所述多孔阵列结构(6)为蜂窝形多孔阵列结构(61)，由若干个扁六边形通孔排列组成；MEMS芯片(4)胶粘区域的四周分别设置所述多孔阵列结构(6)，各多孔阵列结构(6)中，扁六边形通孔横截面的长度方向平行于MEMS芯片(4)的侧边。6.一种权利要求1
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5任一项所述MEMS芯片低应力多孔阵列封装结构的封装方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)、具有多孔阵列结构的硅基板(2)的加工；(2)、采用粘接胶将MEMS芯片(4)粘接于硅基板(2)上表面中央，将ASIC芯片(5)粘接于MEMS芯片(4)上表面中央；(3)、用金丝引线(8)键合连接MEMS芯片的Pad(9)与ASIC芯片的Pad(10)，实现电信号互联；(4)、用金丝引线(8)键合连接ASIC芯片的Pad(10)与封装管壳(1)内腔的键合区(11)，实现器件内部与外部信号互联；(5)将硅基板(2)胶黏于封装管壳(1)内。7.根据权利要求6所述的封装方法，其特征在于：所述具有多孔阵列结构的硅基板(2)的加工包括以下步骤：a)准备单晶硅晶圆；b)对单晶硅晶圆底部进行刻蚀得到隔离腔(3)；c)对单晶硅晶圆上胶粘MEMS芯片(4)部位的外周进行刻蚀，得到多孔阵列结...

【专利技术属性】
技术研发人员：商兴莲，凤瑞，宋金龙，解亚飞，周六辉，
申请(专利权)人：华东光电集成器件研究所，
类型：发明
国别省市：