[發(fā)明專利]微機電系統(tǒng)器件的封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310336738.0
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN103395735A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龐慰;趙遠;張浩;張代化
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微機電系統(tǒng)領(lǐng)域，并且特別地，涉及一種微機電系統(tǒng)器件的封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

當前，微機電系統(tǒng)器件，例如射頻濾波器、加速度計、陀螺儀等，由于其良好的性能、低廉的價格、小尺寸的體積等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于消費類電子產(chǎn)品中。

一般地，微機電系統(tǒng)器件的工作結(jié)構(gòu)要求具有封閉的工作環(huán)境以防止外界環(huán)境的污染。現(xiàn)有的微機電系統(tǒng)器件的封裝形式主要采用晶圓級別封裝。如圖1所示，通常使用的微機電系統(tǒng)器件包括：底層硅襯底101、上層硅襯底102、密封圈103、微機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)104、金屬電連接鍵合區(qū)105、管芯焊接區(qū)106、鍵合線111、焊球112、封裝基板鍵合區(qū)121、封裝基板焊接區(qū)122、過孔123、和塑封膠131。即制作具有微機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)104的硅襯底作為底層硅襯底101，該底層硅襯底101與另一上層硅襯底102進行鍵合。利用制作于兩個硅襯底之間的金屬密封圈103環(huán)繞微機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形成密封設(shè)置，密封圈103與上層硅襯底102和底層硅襯底103共同形成一個密封的空腔，從而防止微機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)被外界環(huán)境污染。同時，如圖1左側(cè)的封裝結(jié)構(gòu)所示，在上層硅襯底102制作出金屬電連接鍵合區(qū)105，利用鍵合線111與封裝基板鍵合區(qū)121進行電連接,封裝基板鍵合區(qū)121通過過孔123與地平面或信號端口連接；或者，如圖1右側(cè)的封裝結(jié)構(gòu)所示，在上層硅襯底102制作出焊球焊接區(qū)106，通過至少一個焊球112與封裝基板焊接區(qū)122連接，封裝基板焊接區(qū)122通過過孔123與地平面或信號端口連接。此外，在管芯和封裝基板表面上方覆蓋塑封膠131。這種晶圓級別的封裝雖然能夠有效的阻斷外界污染，但是由于涉及到鍵合位于管芯中的兩個硅襯底，同時需要分別在兩個硅襯底上制作鍵合結(jié)構(gòu)，會提高器件的材料成本，增加工藝的復(fù)雜度并且影響到產(chǎn)品的總良率。

針對相關(guān)技術(shù)中微機電系統(tǒng)器件的封裝工藝復(fù)雜且封裝成本較大的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對相關(guān)技術(shù)中微機電系統(tǒng)器件的封裝工藝復(fù)雜且封裝成本較大的問題，本發(fā)明提出一種微機電系統(tǒng)器件的封裝結(jié)構(gòu)，能夠簡化封裝工藝，降低封裝成本。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種微機電系統(tǒng)器件的封裝結(jié)構(gòu)。

該微機電系統(tǒng)器件的封裝結(jié)構(gòu)包括：

封裝基板；

管芯；

密封材料，用于在管芯與封裝基板之間形成密封空腔；

微機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，位于密封空腔內(nèi)，并設(shè)置于管芯。

其中，微機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置于管芯的第一表面，密封材料覆蓋管芯的第二表面，并進一步覆蓋至封裝基板的表面，密封材料與封裝基板表面和管芯的第一表面共同形成密封空腔，其中，第二表面位于第一表面的相對側(cè)。

進一步地，上述密封材料為由熱固性塑料材料制成的密封膜。

可選地，上述熱固性塑料材料包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂。

并且，管芯包括管芯焊接區(qū)，位于管芯的第一表面，管芯焊接區(qū)與微機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電連接，并且，管芯焊接區(qū)通過焊球與封裝基板的基板焊接區(qū)電連接。

此外，上述微機電系統(tǒng)器件的封裝結(jié)構(gòu)進一步包括：

塑封膠，至少覆蓋于密封膜上。

并且，上述塑封膠覆蓋密封膜以及封裝基板未被密封膜覆蓋的表面。

可選地，上述微機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置于管芯的第一表面，密封材料位于管芯的第一表面與封裝基板的表面之間，并與管芯的第一表面和封裝基板的表面密封接觸，以形成密封空腔。

進一步地，上述密封材料為由光敏聚合物材料制成的密封圈。

可選地，上述光敏聚合物材料包括光刻膠材料。

并且，上述管芯包括管芯焊接區(qū)，位于管芯的第一表面，管芯焊接區(qū)與微機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電連接，管芯焊接區(qū)通過焊球與封裝基板的基板焊接區(qū)電連接，其中，管芯焊接區(qū)、基板焊接區(qū)和焊球的電連接區(qū)域位于密封圈之內(nèi)、密封圈之外。

此外，上述微機電系統(tǒng)器件的封裝結(jié)構(gòu)進一步包括：

塑封膠，至少覆蓋于管芯上。

并且，上述塑封膠覆蓋管芯以及管芯之外的封裝基板的表面。

本發(fā)明通過將微機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)封裝在管芯、封裝基板和密封材料共同形成的密封空腔內(nèi)，合理地減少了管芯結(jié)構(gòu)中使用的硅襯底數(shù)量，簡化微機電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的封裝工藝，降低了封裝成本，阻斷外界污染，減小了封裝產(chǎn)品的不良率。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中微機電系統(tǒng)器件的封裝結(jié)構(gòu)的截面圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種微機電系統(tǒng)器件的封裝結(jié)構(gòu)的截面圖；