[實用新型]MEMS芯片封裝結構

有效

• 申請號: 201520906986.9
• 申請日: 2015-11-13
• 公開（公告）號: CN205187843U
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 萬里兮;馬力;付俊;豆菲菲;翟玲玲
• 申請（專利權）人: 華天科技（昆山）電子有限公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C3/00
• 代理公司: 昆山四方專利事務所 32212
• 代理人: 盛建德;段新穎

技術領域

本實用新型涉及一種芯片封裝結構，尤其涉及一種MEMS 芯片封裝結構。

背景技術

微電子機械系統(MEMS:MicroElectroMechanical Systems)是自上個世紀80年代以來發展起來的一種新型多學 科交叉的前沿技術，它融合了微電子學與微機械學，將集成電 路制造工藝中的硅微細加工技術和機械工業中的微機械加工 技術結合起來，制造出各種性能優異、價格低廉、微型化的傳 感器、執行器、驅動器和微系統。

對于MEMS封裝而言，既要實現將芯片及內部線路連接 部分保護起來，又要保證焊墊外露。傳統方法一般是芯片裝片 和焊線后利用金屬蓋或塑料蓋將其包封起來，對某些半導體 MEMS芯片而言，需要高真空應用環境，因此，對于這種半 導體MEMS封裝技術需要在芯片功能區周圍設密封環以保證 芯片功能區的氣密性，現有技術中，通常將密封環與邊緣的導 電凸點隔開一定的距離，具體寬度根據MEMS芯片大小而制 定。但是，這種結構的鍵合有待進一步改進，以滿足對密封環 的密封性，抗氣壓能力，黏結性和可靠性提出的更高要求。

發明內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種MEMS芯 片封裝結構，通過在密封環周圍與蓋板之間增設緩沖層，增加 了密封環與蓋板的結合力，保證了密封能力，并提高了抗氣壓 能力，增加了可靠性。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種MEMS芯片封裝結構，包括：蓋板和MEMS芯片， 所述MEMS芯片的功能面具有功能區和位于功能區周邊的若 干焊墊，所述焊墊與所述功能區電性相連；所述蓋板具有第一 表面和與其相對的第二表面，所述蓋板的第一表面上鋪設有第 一絕緣層，所述第一絕緣層上鋪設有第一金屬線路層，所述第 一絕緣層上除所述第一金屬線路層外的區域上及所述第一金 屬線路層上鋪設有緩沖層，所述第一金屬線路層上預設有密封 環連接部和與若干所述焊墊相對應的導電凸點連接部，所述緩 沖層上開設有暴露所述密封環連接部的第一開口和暴露所述 導電凸點連接部的第二開口，所述第一開口內制作有密封環， 所述第二開口內制作有導電凸點；所述導電凸點與所述MEMS 芯片的功能面的所述焊墊鍵合在一起，使所述密封環密封環繞 在所述MEMS芯片的功能區外；所述蓋板的第二表面上形成 有電導通結構，將所述蓋板第一表面的所述第一金屬線路層的 電性引至所述蓋板第二表面上。

進一步的，所述蓋板第一表面的緩沖層上對應所述 MEMS芯片的功能區的位置形成一空腔，且所述空腔位于所 述密封環內，并罩住所述MEMS芯片的功能區。

進一步的，所述蓋板的材質與所述MEMS芯片的基底材 質相同。

進一步的，所述密封環的厚度為2μm～50μm，其材質包 括銅、錫、鎳、銀、金、鈦的一種或多種。

進一步的，所述密封環與所述導電凸點的材料相同，均為 金屬材料，且所述密封環的高度與所述導電凸點的高度相同。

進一步的，所述電導通結構包括：

引線開口，形成于所述蓋板第二表面上并延伸至所述第一 金屬線路層上；

第二絕緣層，覆蓋在所述蓋板的第二表面上及所述引線開 口的側壁上；

第二金屬線路層，形成于所述第二絕緣層上，電性連接所 述第一金屬線路層，并引至所述蓋板的第二表面上；

保護層，覆蓋于所述蓋板第二表面及所述第二金屬線路層 上；所述保護層上形成有電連接所述第二金屬線路層的預留焊 盤的焊球。

本實用新型的有益效果是：本實用新型提供一種MEMS 芯片封裝結構，首先，第一絕緣層上除第一金屬線路層外的區 域上及所述第一金屬線路層上鋪設有緩沖層，增加了密封環與 蓋板的結合力，保證了密封能力，并提高了抗氣壓能力，增加 了可靠性，同時由于緩沖層(比如聚亞酰胺)的剛性較弱，有 利于釋放應力；其次，該封裝工藝的互連線是從蓋板上而不是 從MEMS芯片基底上引出這就大大降低了應力對器件性能的 影響；另外，采用與MEMS基底材質相同的蓋板降低了傳統 的與玻璃鍵合時熱膨脹系數過大的問題；最后，蓋板上設有空 腔，MEMS芯片的功能面與蓋板的第一表面的鍵合連接通過 密封環和若干導電凸點實現，密封環密封環繞MEMS芯片的 功能區，為功能區的功能組件提供密封的工作空間，這對芯片 功能區有很好的保護作用。

附圖說明