MEMS封装结构制造技术

本申请公开了一种MEMS封装结构，包括：MEMS传感器单元，MEMS传感器单元具有质量块检测电极、正电容检测电极和负电容检测电极；ASIC单元，ASIC单元具有质量块检测电极、正电容检测电极和负电容检测电极，ASIC单元的各电极与MEMS传感器单元的各电极相对应；第一键合线，用于连接MEMS传感器单元的质量块检测电极和ASIC单元的质量块检测电极；第二键合线，用于连接MEMS传感器单元的正电容检测电极和ASIC单元的正电容检测电极；第三键合线，用于连接MEMS传感器单元的负电容检测电极和ASIC单元的负电容检测电极；其中，第二键合线和第三键合线关于第一键合线轴对称。该MEMS封装结构通过采用对称设计的键合线，可以有效减小内部的寄生电容差异，增强了MEMS封装结构的稳定性和可靠性。性和可靠性。性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
MEMS封装结构


[0001]本技术涉及微电子机械领域，更具体地，涉及一种MEMS封装解结构。

技术介绍

[0002]MEMS传感器即微机电系统(Microelectro Mechanical Systems)，是在微电子技术基础上发展起来的多学科交叉的前沿研究领域。经过四十多年的发展，已成为世界瞩目的重大科技领域之一。它涉及电子、机械、材料、物理学、化学、生物学、医学等多种学科与技术，具有广阔的应用前景。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时，在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。其中，又以电容式加速度计较为常见，外部物理量导致传感器输入端的电容值发生变化，传感器内部的检测回路将电容变化量转变成电信号输出。电容式MEMS加速度计的基本结构包括两颗合封的MEMS单元和ASIC单元，基于随意布局的键合线键合和塑封工艺进行包封形成MEMS封装结构，键合线在两个单元的压点间一一对应连接，键合线之间也会形成电容极板，塑封料介质层在键合线之间填充。塑封料介质层会导致寄生电容变大，且寄生电容会因为温度和湿度的变化而发生变化(例如在回流焊前后，寄生电容的值会发生变化)，进而导致该MEMS封装结构的输出值变化，影响MEMS封装结构的稳定性和可靠性。
[0003]期待进一步改进MEMS封装结构，以减小其寄生电容对输出值的影响，提高产品的稳定性和可靠性。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术的目的在于提供一种MEMS封装结构，以减小寄生电容对其输出值的影响，增强MEMS封装结构的稳定性和可靠性。
[0005]本技术提供一种MEMS封装结构，其特征在于，包括：MEMS传感器单元，所述MEMS传感器单元具有质量块检测电极、正电容检测电极和负电容检测电极；ASIC单元，所述ASIC单元具有质量块检测电极、正电容检测电极和负电容检测电极，所述ASIC单元的各电极与所述MEMS传感器单元的各电极相对应；第一键合线，用于连接MEMS传感器单元的质量块检测电极和ASIC单元的质量块检测电极；第二键合线，用于连接MEMS传感器单元的正电容检测电极和ASIC单元的正电容检测电极；第三键合线，用于连接MEMS传感器单元的负电容检测电极和ASIC单元的负电容检测电极；其中，所述第二键合线和所述第三键合线关于所述第一键合线轴对称。
[0006]优选地，所述第一键合线与相邻的所述第二键合线之间的最小距离为100μm～300μm。
[0007]优选地，所述第一键合线与相邻的所述第二键合线之间的最小距离为120μm～160μm。
[0008]优选地，所述第二键合线包括至少两根，所述第三键合线包括至少两根。
[0009]优选地，相邻的所述第二键合线之间的距离为40μm～60μm。
[0010]优选地，相邻的所述第二键合线之间的距离相等。
[0011]优选地，所述第一键合线与相邻的所述第二键合线之间的距离大于相邻的所述第二键合线之间的距离。
[0012]优选地，所述第一键合线与相邻的所述第二键合线之间的距离为相邻的所述第二键合线之间的距离的两倍。
[0013]优选地，所述第一键合线、第二键合线、第三键合线的直径均为15.24μm～25.4μm。
[0014]优选地，所述第一键合线、第二键合线、第三键合线的长度均为0.7mm～1.5mm。
[0015]优选地，所述MEMS传感器单元与所述ASIC单元位于同一基板上或所述MEMS传感器单元与所述ASIC单元上下堆叠于基板上。
[0016]优选地，所述第一键合线和相邻的所述第二键合线之间的寄生电容与所述第一键合线和相邻的所述第三键合线之间的寄生电容的差值小于1fF。
[0017]优选地，所述MEMS传感器单元为单轴、两轴和三轴加速度计单元中的至少一种。
[0018]本技术的有益效果：
[0019]本技术提供的MEMS封装结构，其中，第二键合线和第三键合线轴对称设置在第一键合线的两侧，该轴对称设计可以有效降低第一键合线和相邻的第二键合线之间的寄生电容与第一键合线和相邻的第三键合线之间的寄生电容的差值，即显著减小差分电容，进而减小寄生电容因回流焊、温度、湿度变化对MEMS封装结构造成的影响，可以显著增强MEMS封装结构的稳定性和可靠性。
[0020]进一步地，第一键合线与第二键合线之间的距离增大，有利于减小第一键合线与第二键合线之间的寄生电容；第一键合线与第三键合线之间的距离增大，有利于减小第一键合线与第三键合线之间的寄生电容。通过减小寄生电容，以及减小寄生电容之间的差值，最终减小老化(回流焊)前后的差分电容的变化量，减小环境变化对MEMS封装结构造成的影响。
[0021]进一步地，第一键合线、第二键合线和第三键合线的直径减小，有利于减小相邻键合线间的寄生电容；第一键合线、第二键合线和第三键合线的长度减小，有利于减小相邻键合线间的寄生电容。
[0022]进一步地，所有键合线均采用相同直径和长度可以使工艺简单、成本低。
[0023]进一步地，该MEMS封装结构的布局简单且易于实现。
附图说明
[0024]通过以下参照附图对本技术实施例的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
[0025]图1示出现有的MEMS封装结构的示意图；
[0026]图2示出本技术第一实施例的MEMS封装结构的示意图；
[0027]图3示出本技术第二实施例的MEMS封装结构的示意图；
[0028]图4示出本技术第三实施例的MEMS封装结构的示意图；
[0029]图5示出本技术第四实施例的MEMS封装结构的示意图；
[0030]图6示出本技术第五实施例的MEMS封装结构的示意图。
具体实施方式
[0031]以下将参照附图更详细地描述本技术的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
[0032]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0033]图1示出了现有的MEMS封装结构的示意图，如图1所示，该MEMS封装结构包括MEMS传感器单元110和ASIC单元120，两者间通过键合线键合相连，具体地，该MEMS传感器单元110例如为三轴加速度计单元，连接质量块检测电极的键合线为第一键合线101，连接正电容检测电极的键合线为第二键合线102，连接负电容检测电极的键合线为第三键合线103，第一键合线101与相邻的第二键合线102形成寄生电容C1，第一键合线101与相邻的第三键合线103形成寄生电容C2，C1与C2形成差分电容。该MEMS传感器单元110和ASIC单元120均包括9个电极压点，但其电极压点排列无序且随意，相应地，MEMS传感器单元110与ASIC单元120键本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS封装结构，其特征在于，包括：MEMS传感器单元，所述MEMS传感器单元具有质量块检测电极、正电容检测电极和负电容检测电极；ASIC单元，所述ASIC单元具有质量块检测电极、正电容检测电极和负电容检测电极，所述ASIC单元的各电极与所述MEMS传感器单元的各电极相对应；第一键合线，用于连接MEMS传感器单元的质量块检测电极和ASIC单元的质量块检测电极；第二键合线，用于连接MEMS传感器单元的正电容检测电极和ASIC单元的正电容检测电极；第三键合线，用于连接MEMS传感器单元的负电容检测电极和ASIC单元的负电容检测电极；其中，所述第二键合线和所述第三键合线关于所述第一键合线轴对称。2.根据权利要求1所述的MEMS封装结构，其特征在于，所述第一键合线与相邻的所述第二键合线之间的最小距离为100μm～300μm。3.根据权利要求2所述的MEMS封装结构，其特征在于，所述第一键合线与相邻的所述第二键合线之间的最小距离为120μm～160μm。4.根据权利要求1所述的MEMS封装结构，其特征在于，所述第二键合线包括至少两根，所述第三键合线包括至少两根。5.根据权利要求4所述的MEMS封装结构，其特征在于，相邻的所述第二键合线之间的距离为40μm～60μm。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓登峰，汪建平，胡铁刚，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：