一种高度集成的MEMS传感器封装结构及其封装方法技术

本发明专利技术公开了一种高度集成的MEMS传感器封装结构及其封装方法，该封装结构包括由若干个基板围成的空腔，空腔内设若干芯片和/或电子元器件，空腔上开设气孔，空腔内外气压相同。本发明专利技术中，采用三层基板压合工艺得到封装结构且其内进行FCCSP芯片的倒装贴装，既实现MEMS传感器芯片的功能，同时FCCSP芯片也可作为控制芯片使用，有效缩小封装结构的面积，降低成本；封装结构上的气孔既可以满足MEMS传感器如声学、气压等功能需求，同时也可在回流焊中减少对FCCSP芯片的碰撞，且气孔的存在使封装结构内外气压平衡，满足可靠性和高散热需求；本发明专利技术的结构高度集成化，体积小型化，为MEMS传感器的发展提供新思路。感器的发展提供新思路。感器的发展提供新思路。

【技术实现步骤摘要】
一种高度集成的MEMS传感器封装结构及其封装方法


[0001]本专利技术属于半导体封装
，具体涉及一种高度集成的MEMS传感器封装结构及其封装方法。

技术介绍

[0002]国家对传感器等核心零部件产业的布局与扶持力度愈加明显。我国对芯片等核心零部件的自主化生产已经到了非常迫切的时刻。MEMS 传感器作为新一代半导体产品和传统传感器的替代品，必将是各主要大国争夺的产业制高点。
[0003]MEMS传感器摩尔定律的发展缓慢，产品功能趋向高度集成化，体积趋向小型化，因此，它变得更加依赖封装技术，而新的封装技术要求更轻、更薄、更小、高密度、高速度、低成本，从2D开发到3D逐渐发展。因此，本专利技术提出了一种高度集成的MEMS传感器封装结构及其封装方法。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种高度集成的 MEMS传感器封装结构及其封装方法。
[0005]为实现上述目的，达到上述技术效果，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种高度集成的MEMS传感器封装结构，包括由若干个基板围成的空腔，所述空腔内集成设置有若干个芯片和/或电子元器件，芯片的类型可相同或不同，空腔上开设有若干个气孔，空腔内外气压相同。
[0007]进一步的，所述空腔由第一基板、第二基板和第三基板围成，所述第一基板与第三基板面面相对且二者之间通过第二基板相连接。
[0008]进一步的，所述空腔为由一个第一基板、两个第二基板和一个第三基板围成的方形结构，所述第一基板相对的两端对称设置有第二基板，所述第一基板与第三基板面面相对且二者长度相同。
[0009]进一步的，所述第一基板与第三基板上分别设置有芯片，所述第一基板与其上的芯片互联导通，所述第二基板或第三基板上开设若干个气孔。
[0010]进一步的，所述空腔内且位于第一基板上设置有电子元器件、MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和ASIC芯片分别与第一基板互联导通，所述空腔内且位于第三基板上设置有若干个FCCSP芯片。
[0011]进一步的，所述第一基板上分别胶贴有一个MEMS芯片和一个ASIC芯片。
[0012]进一步的，所述MEMS芯片通过低应力的硅胶粘接于第一基板上，所述ASIC芯片通过绝缘胶或者DAF粘接于第一基板上。
[0013]进一步的，所述第三基板朝向空腔的一面设置有两个FCCSP芯片，所述第三基板背向FCCSP芯片的一面还贴附有耐高温胶膜，所述第三基板压合至第一基板上之前撕下耐高温胶膜。
[0014]本专利技术还公开了一种高度集成的MEMS传感器封装方法，包括以下步骤：
[0015]1)准备第一基板、第二基板和第三基板；
[0016]2)在第一基板上贴装电子元器件并在其相对的两端分别贴合第二基板，再将若干个同类型或不同类型的芯片贴装在第一基板表面，第一基板上的芯片和电子元器件位于第一基板的同一面，随后进行打线连接，使得第一基板与其上的芯片互联导通；
[0017]3)在第三基板正面进行FCCSP芯片的倒装贴装，可将一耐高温胶膜贴在第三基板的背面，后期需去除，也可以选择不贴；随后，对FCCSP芯片进行点胶，增强FCCSP芯片的焊接强度；再在第三基板四周进行点胶或者锡膏，同时撕掉第三基板背面的耐高温胶膜；
[0018]4)将步骤3)所得基板倒扣在步骤2)所得基板上面，形成具有空腔的三层基板压合结构，该结构即为所需封装结构，其上具有若干个气孔；
[0019]5)进行印字、切割，形成单颗的成品结构；
[0020]步骤2)与步骤3)无先后顺序。
[0021]进一步的，步骤2)中，所述第一基板上贴装有MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS 芯片和ASIC芯片分别与第一基板互联导通。
[0022]本专利技术的高度集成的MEMS传感器封装方法具体包括以下步骤：
[0023]第1步：首先准备第一基板，制作一个钢网，通过钢网印刷的方式印刷锡膏在第一基板表面；
[0024]第2步：准备第二基板，先通过SMT贴片方式将电子元器件贴装在第一基板表面，再通用基板压合技术过回流焊将第二基板与第一基板贴合；
[0025]第3步：将MEMS芯片和ASIC芯片使用粘片胶贴装在第一基板表面，电子元器件、 MEMS芯片和ASIC芯片贴装在第一基板的同一面。MEMS芯片优选使用低应力的硅胶粘接，ASIC芯片优选使用绝缘胶或者DAF进行粘接；
[0026]第4步：进行打线连接，使得MEMS芯片和ASIC芯片均通过金丝与第一基板互联导通；
[0027]第5步：准备第三基板；
[0028]第6步：在第三基板正面进行FCCSP芯片的倒装贴装；
[0029]第7步：对FCCSP芯片进行Under fill点胶，增强该芯片的焊接强度，最终使得FCCSP 芯片通过底部填充胶贴装于第三基板正面；
[0030]第8步：在第三基板四周进行点胶或者锡膏，同时撕掉第三基板背面的耐高温胶膜；
[0031]第9步：将第8步所得基板通过基板压合的技术到扣在第4步所得基板上面，形成三层基板压合结构，该结构上具有气孔；
[0032]第10步：进行印字、切割，形成单颗的成品结构。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0034]1)本专利技术公开了一种高度集成的MEMS传感器封装结构及其封装方法，该封装方法中，采用三层基板压合工艺，得到具有空腔的三层基板压合结构，无需设置金属罩或类似结构，在最上面的第三基板上进行FCCSP芯片的倒装贴装，既可以实现MEMS传感器芯片的功能，同时FCCSP芯片也可以作为控制芯片使用，当FCCSP芯片需要具有高散热需求时，通过气孔进行散热，能够防止芯片因温度过高导致内部烧坏的缺陷；
和若干个同类型或不同类型的芯片，优选在第一基板1上设置有电子元器件4、MEMS芯片5和ASIC芯片6，该空腔内且位于第三基板7上设置有若干个FCCSP芯片9，空腔上开设有若干个气孔11，优选在第二基板3或第三基板7上开设若干个气孔11，使得空腔内外气压相同，无压差。
[0052]一种高度集成的MEMS传感器封装方法，包括以下步骤：
[0053]1)准备第一基板1、第二基板3和第三基板7；
[0054]2)在第一基板1上贴装电子元器件4并在其相对的两端分别贴合第二基板3，再将若干个同类型或不同类型的芯片贴装在第一基板1表面，第一基板1上的芯片和电子元器件 4位于第一基板1的同一面，随后进行打线连接，使得第一基板1与其上的芯片互联导通；
[0055]3)在第三基板7正面进行FCCSP芯片9的倒装贴装，可根据实际需求将一耐高温胶膜8贴在第三基板7的背面，也可以不贴耐高温胶膜8；随后，对FCCSP芯片9进行点胶，增强FCCSP芯片9的焊接强度；再在第三基板7四周进行点胶或者锡膏，同时撕掉第三基板7背面的耐高温胶膜8；
[0056]4)将步骤3)所得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高度集成的MEMS传感器封装结构，其特征在于，包括由若干个基板围成的空腔，所述空腔内集成设置有若干个芯片和/或电子元器件，芯片的类型可相同或不同，空腔上开设有若干个气孔，空腔内外气压相同。2.根据权利要求1所述的一种高度集成的MEMS传感器封装结构，其特征在于，所述空腔由第一基板、第二基板和第三基板围成，所述第一基板与第三基板面面相对且二者之间通过第二基板相连接。3.根据权利要求2所述的一种高度集成的MEMS传感器封装结构，其特征在于，所述空腔为由一个第一基板、两个第二基板和一个第三基板围成的方形结构，所述第一基板相对的两端对称设置有第二基板，所述第一基板与第三基板面面相对且二者长度相同。4.根据权利要求2所述的一种高度集成的MEMS传感器封装结构，其特征在于，所述第一基板与第三基板上分别设置有芯片，所述第一基板与其上的芯片互联导通，所述第二基板或第三基板上开设若干个气孔。5.根据权利要求4所述的一种高度集成的MEMS传感器封装结构，其特征在于，所述空腔内且位于第一基板上设置有电子元器件、MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和ASIC芯片分别与第一基板互联导通，所述空腔内且位于第三基板上设置有若干个FCCSP芯片。6.根据权利要求5所述的一种高度集成的MEMS传感器封装结构，其特征在于，所述第一基板上分别胶贴有一个MEMS芯片和一个ASIC芯片。7.根据权利要求6所述的一种高度集...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞宝龙，刘卫东，张伟，权梦洁，
申请(专利权)人：华天科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：