[發(fā)明專利]MEMS傳感器封裝及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280055218.6
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN103958393A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓龍熙;金衡原;安美淑
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社優(yōu)利電子
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;B81B7/02;G01P15/00;H01L21/48
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 張東梅

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及一種微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器封裝及其方法，并尤其涉及能夠通過形成內(nèi)部盤焊料以在連結(jié)和封裝其上形成有ROIC電路的晶片和其上形成有MEMS傳感器的晶片時電連接讀出集成電路(ROIC)和MEMS傳感器而減小封裝件的尺寸并穩(wěn)定地提供電信號的MEMS傳感器封裝及其方法。

背景技術(shù)

MEMS指的是通過使用半導(dǎo)體制造技術(shù)制造傳感器、微執(zhí)行器或陀螺儀的技術(shù)領(lǐng)域。因此，精確加工、產(chǎn)品的一致性以及半導(dǎo)體技術(shù)的高生產(chǎn)率被應(yīng)用于MEMS，并且其性能提高并且成本降低。

為了保護(hù)或增加靈敏性，例如加速度傳感器、陀螺儀傳感器和諧振陀螺儀的MEMS器件被封裝。隨著MEMS器件制造技術(shù)的迅速發(fā)展，MEMS器件的高密度和小型化被實(shí)現(xiàn)，并因此，其封裝件的小型化是必需的。

因此，頻繁地嘗試晶片級封裝，它以其上形成有器件的晶片狀態(tài)執(zhí)行封裝。

通過典型晶片級封裝得到的MEMS器件封裝件具有一種結(jié)構(gòu)，其中基于玻璃的覆蓋襯底和基于硅的器件襯底通過陽極鍵合被連結(jié)在一起。然而，由于用于覆蓋的玻璃襯底的厚度，封裝件的厚度變得更大，并且由于在玻璃襯底內(nèi)形成的大通孔，減小封裝件的尺寸存在限制。使用這種大尺寸的MEMS器件封裝件導(dǎo)致妨礙器件最小化。

另外，由于將每個器件以單位器件狀態(tài)布置在平面上并使用引線鍵合工藝的方法在MEMS器件需要?dú)饷芴卣鞯那樾蜗峦ㄟ^使用器件上的帽而保持氣密，因此整個封裝件的封裝件尺寸大并且其工藝是復(fù)雜的。

公開內(nèi)容

技術(shù)問題

本公開的一個方面提供能夠通過形成內(nèi)部盤焊料以在連結(jié)和封裝其上形成有ROIC電路的晶片和其上形成有MEMS傳感器的晶片時電連接讀出集成電路(ROIC)和MEMS傳感器而減小封裝件的尺寸并穩(wěn)定地提供電信號的MEMS傳感器封裝及其方法。

本發(fā)明的技術(shù)問題不限于前面描述的那些，并且其它技術(shù)問題對本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員來說能從下面的說明書中被清楚地理解。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，這里提供一種微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器封裝，包括：第一晶片，其上形成有讀出集成電路(ROIC)；第二晶片，其對應(yīng)于第一晶片設(shè)置并在其一側(cè)上具有凹部以及在凹部上制備的MEMS傳感器；連結(jié)焊料，其沿MEMS傳感器周圍形成并通過連結(jié)第一和第二晶片而密封MEMS傳感器；以及盤焊料，其形成為電連接第一晶片的ROIC電路和第二晶片的MEMS傳感器。

第一晶片可包括：襯底；形成在襯底上的ROIC電路的電極盤；形成以露出電極盤的絕緣層；填充穿透襯底的通孔的填充物金屬，用以電連接至電極盤；以及形成在絕緣層上的吸氣劑。

吸氣劑可包括從下組中選取的一種或多種：Ba,Ca,Mg,Ti,V,Zr,Nb,Mo,Ta,Th和Ce，或者從下組的金屬合金中選取的一種或多種：Ba-Al,Zr-Al,Ag-Ti和Zr-Ni。

第二晶片可包括：襯底，其具有由形成在其一側(cè)上的凹部構(gòu)成的空間；潤濕層，其以預(yù)定圖案形成在襯底上；以及MEMS傳感器，其連接至所述潤濕層并與一位置具有預(yù)定間隔地獨(dú)立設(shè)置，所述位置對應(yīng)于形成凹部的位置。

潤濕層可形成擬連接至MEMS傳感器的兩個電極的盤圖案，并形成沿MEMS傳感器周圍的環(huán)圖案。

MEMS傳感器可制備成隔膜結(jié)構(gòu)或梳狀結(jié)構(gòu)。

MEMS傳感器可包括紅外檢測器件。

紅外檢測器件可包括有選擇地透射具有8-12μm波長的紅外光的濾光器單元。

紅外檢測器件可包括微型熱輻射儀。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種MEMS傳感器封裝方法，包括：去除絕緣層的預(yù)定部分以露出其上形成ROIC電路的第一晶片上的電極盤；在電極盤被露出的預(yù)定部分形成盤焊料并沿MEMS傳感器周圍形成環(huán)型連結(jié)焊料；在其上形成盤焊料和連結(jié)焊料的第一晶片上形成吸氣劑；并將其上形成有MEMS傳感器的第二晶片連結(jié)到其上形成有吸氣劑的第一晶片上。

連結(jié)焊料和盤焊料是由金屬材料形成的。

連結(jié)焊料和盤焊料可通過使用物理濺射、熱沉積工藝或化學(xué)鍍工藝中的任意一種來形成。

連結(jié)可以是通過熱壓(TC)鍵合或共晶鍵合中的任意一種來連結(jié)第一和第二晶片。

吸氣劑可由從下組中選取的一種或多種材料構(gòu)成：Ba,Ca,Mg,Ti,V,Zr,Nb,Mo,Ta,Th和Ce，或者從下組的金屬合金中選取的一種或多種：Ba-Al,Zr-Al,Ag-Ti和Zr-Ni。