一种MEMS惯性器件多轴正交集成封装支架制造技术

技术编号:40023447 阅读:6 留言:0更新日期:2024-01-16 17:07
本技术公开了一种MEMS惯性器件多轴正交集成封装支架,其包括:陶瓷件,所述陶瓷件为方形柱状结构,在所述陶瓷件的一个端面和侧面开设有凹槽,凹槽包括第一凹槽和第二凹槽,第二凹槽开设在第一凹槽底面,所述陶瓷件相邻侧面的第二凹槽底面两两之间相互垂直,且分别与端面的第二凹槽底面垂直,第二凹槽底面用于安装MEMS裸芯片;多个焊盘,分设在所述第一凹槽底面和开设凹槽的陶瓷件端面,焊盘之间通过陶瓷件表面铺镀的金属化图形实现电气互接。本技术所述的支架可将多个芯片分别嵌入安装在多个凹槽内,实现多轴MEMS惯性器件的正交集成封装,有效提高了空间利用率,减小封装体积。支架容易加工,成本低,可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体封装,尤其涉及一种mems惯性器件多轴正交封装支架。


技术介绍

1、惯性导航系统具有高度的自主能力和抗干扰能力,可以提供完备、连续及高数据更新率的导航信息,在航空、航天、航海等领域都得到了广泛应用。近几年来,mems惯性器件发展迅速,精度不断提高。虽然精度相比光纤陀螺、激光陀螺仍有很大差距,但是其价格低、体积小、重量轻,使mems惯性器件在惯性导航系统中发挥重要作用。未来的mems惯性器件朝着高度集成化的方向发展——多轴集成、小型化、高精度等。

2、目前高精度mems惯性器件以单轴陶瓷封装为主。高精度mems imu通常需要采用3个单轴mems陀螺仪和3个单轴mems加速度计进行正交组装集成,体积和重量均较大,难以满足小型化系统需求。对于单片集成的三轴惯性器件,其制备工艺难度大,精度低,无法满足高端惯性感测领域需求。如何将多个单轴的mems惯性器件实现正交集成,是封装的难点。

3、目前多轴mems惯性器件的正交封装大都采用立体或直角三角支架固定mems芯片,以实现多轴惯性传感器的正交封装,其空间利用率低或正交性较差,难以满足高精度、小型化的要求;也有部分多轴mems惯性器件采用三维封装陶瓷壳体进行正交集成封装,直接将mems芯片安装在壳体上,这对陶瓷壳体的加工要求很高,陶瓷壳体内部电气互联工艺复杂,成本高,电气连接可靠性差,而且这样的封装壳体只适用于陶瓷封装,无法应用在塑料封装上。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本技术专利提出一种mems惯性器件多轴正交封装支架,在陶瓷件端面和侧面开设凹槽,表面铺镀焊盘及金属化层,具有易于加工、成本低、可靠性高的特点,可将多个mems裸芯片分别嵌入安装多个凹槽内实现高精度正交集成,有效提高了空间利用率,减小封装体积,同时适用于陶瓷封装和塑料封装。

2、为了达到上述目的,本技术的技术方案如下:

3、一种mems惯性器件多轴正交集成封装支架,包括:陶瓷件,所述陶瓷件为方形柱状结构,所述陶瓷件的一个端面和侧面开设有凹槽,凹槽包括第一凹槽和第二凹槽,第二凹槽开设在第一凹槽底面,所述陶瓷件相邻侧面的第二凹槽底面两两之间相互垂直,且分别与端面的第二凹槽底面垂直,第二凹槽底面用于安装mems裸芯片;多个焊盘,分设在所述陶瓷件第一凹槽底面和开设凹槽的陶瓷件端面,焊盘之间通过陶瓷件表面铺镀的金属化层实现电气互连。

4、所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述陶瓷件的四个侧面均开设有凹槽,相邻侧面的第二凹槽底面两两之间相互垂直,且分别与端面的第二凹槽底面垂直。

5、所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述的陶瓷件第二凹槽深度与相对应mems裸芯片的焊盘高度一致。

6、所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述的陶瓷件第一凹槽深度不小于相对应mems裸芯片的引线键合丝的弧高度。

7、所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述的陶瓷件采用aln材料。

8、所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述的焊盘采用tiniau层或nipdau层。

9、所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述的金属化层采用ti、ni、au、sn中的一种金属或多种合金以化学沉积或物理溅射的方式铺镀。

10、本技术取得的有益成果是:本技术提供了一种mems惯性器件多轴正交集成封装支架,包括陶瓷件和多个焊盘,陶瓷件一个端面和四个侧面开设有凹槽,凹槽分为第一凹槽和第二凹槽,第一凹槽底面设置有焊盘和第二凹槽,mems裸芯片安装在第二凹槽底面,mems裸芯片的焊盘高度与第一凹槽底面基本齐平,有利于mems裸芯片与第一凹槽底面的焊盘之间实现引线键合;第一凹槽的深度大于引线键合丝的弧高度,整个mems裸芯片及引线键合丝均嵌入隐藏在凹槽里面,封装过程中能对芯片和引线键合丝进行有效保护,结构设计紧凑,有效提高了空间利用率,减小封装体积。焊盘及金属化层均铺镀在陶瓷件表面,无需在内部打孔并填充金属浆料实现电气互联,支架易于加工、成本低、可靠性高。

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【技术保护点】

1.一种MEMS惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,陶瓷件,所述陶瓷件为方形柱状结构,所述陶瓷件的一个端面和侧面开设有凹槽,凹槽包括第一凹槽和第二凹槽,第二凹槽开设在第一凹槽底面,第二凹槽底面用于安装MEMS裸芯片;多个焊盘,分设在所述陶瓷件第一凹槽底面和开设凹槽的陶瓷件端面,焊盘之间通过陶瓷件表面铺镀的金属化层实现电气互连。

2.根据权利要求1所述的MEMS惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述陶瓷件的4个侧面均开设有凹槽,相邻侧面的第二凹槽底面两两之间相互垂直,且分别与端面的第二凹槽底面垂直。

3.根据权利要求1所述的MEMS惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述的陶瓷件第二凹槽深度与相对应MEMS裸芯片的焊盘高度一致。

4.根据权利要求1所述的MEMS惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述的陶瓷件第一凹槽深度不小于相对应MEMS裸芯片的引线键合丝线弧高度。

5.根据权利要求1所述的MEMS惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述的陶瓷件采用AlN材料。

6.根据权利要求1所述的MEMS惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述的焊盘采用TiNiAu层或NiPdAu层。

7.根据权利要求1所述的MEMS惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述的金属化层采用Ti、Ni、Au、Sn中的一种金属或多种合金以化学沉积或物理溅射的方式铺镀。

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【技术特征摘要】

1.一种mems惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,陶瓷件,所述陶瓷件为方形柱状结构,所述陶瓷件的一个端面和侧面开设有凹槽,凹槽包括第一凹槽和第二凹槽,第二凹槽开设在第一凹槽底面,第二凹槽底面用于安装mems裸芯片;多个焊盘,分设在所述陶瓷件第一凹槽底面和开设凹槽的陶瓷件端面,焊盘之间通过陶瓷件表面铺镀的金属化层实现电气互连。

2.根据权利要求1所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述陶瓷件的4个侧面均开设有凹槽,相邻侧面的第二凹槽底面两两之间相互垂直,且分别与端面的第二凹槽底面垂直。

3.根据权利要求1所述的mems惯性器件多轴正交集成封装支架,其特征在于,所述的陶瓷件第二凹槽...

【专利技术属性】
技术研发人员:戴志华王诗强俞静峰任延超
申请(专利权)人:泉州市云箭测控与感知技术创新研究院
类型:新型
国别省市:

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