[發明專利]具有垂直壓焊塊的圓片級封裝MEMS芯片及其制作方法

有效

• 申請號: 201610966908.7
• 申請日: 2016-11-05
• 公開（公告）號: CN106315504B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 華亞平
• 申請（專利權）人: 安徽北方芯動聯科微系統技術有限公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81C3/00
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標事務所有限公司34102
• 代理人: 王琪,王玲霞

1.具有垂直壓焊塊的圓片級封裝MEMS芯片的制作方法，步驟為：

（1）底板圓片制作：在一雙面拋光的單晶Si圓片上表面形成底板密封區、底板引線區、鍵合柱、下凹腔和底板溝槽，然后在整個雙面拋光的單晶Si圓片上表面生長絕緣層，就制作完成底板圓片；

（2）鍵合圓片制作：將一重摻雜雙面拋光的Si圓片作為MEMS結構層圓片，與步驟（1）制作的底板圓片的底板密封區、鍵合柱和底板引線區通過絕緣層鍵合在一起，然后磨削MEMS結構層圓片到10～100 μm，形成MEMS結構層，完成鍵合圓片的制作；

（3）MEMS結構圓片制作：在步驟（2）制作的鍵合圓片的MEMS結構層上通過掩模蝕刻形成MEMS結構、MEMS密封區和MEMS引線區，露出底板溝槽，MEMS引線區的端面與底板溝槽的端面之間的間距為0～10 μm，MEMS結構的錨點固定為鍵合柱上，完成MEMS結圓片的制作；

（4）具有金屬層的MEMS結構圓片的制作：將具有凹腔和窗口的掩模圓片對準貼合在步驟（3）制作的MEMS結構圓片上，MEMS結構圓片的底板溝槽位于掩模圓片的窗口內，淀積金屬層，移除掩模圓片，完成具有金屬層的MEMS結構圓片的制作；

（5）蓋板圓片制作：在一雙面拋光的Si圓片上形成上凹腔和密封環，在密封環上絲網印刷低溫玻璃漿料，預燒結成玻璃漿料層，完成蓋板圓片制作；

（6）具有垂直壓焊塊的圓片級封裝的MEMS圓片形成：將步驟（5）制作的蓋板圓片與步驟（4）制作的具有金屬層的MEMS結構圓片鍵合在一起，形成具有垂直壓焊塊的圓片級封裝的MEMS圓片；鍵合后的上凹腔、下凹腔、玻璃漿料層、MEMS密封區、MEMS引線區、底板密封區和絕緣層共同圍成密封腔，MEMS結構可在密封腔內自由活動；

（7）具有垂直壓焊塊的圓片級封裝MEMS芯片形成：切割步驟（6）制作的圓片級封裝的MEMS圓片的蓋板圓片，露出金屬層，形成半切割的MEMS圓片；切割半切割MEMS圓片的MEMS層和底板圓片，金屬層沿底板溝槽底部被切開，其中位于底板溝槽側面的金屬層形成垂直壓焊塊，位于MEMS引線區的金屬層既作為與MEMS結構層的電接觸區，也在后續封裝中用作水平壓焊塊，完成具有垂直壓焊塊的圓片級封裝MEMS芯片的制作。

2.根據權利要求1所述的具有垂直壓焊塊的圓片級封裝MEMS芯片的制作方法，其特征在于： 步驟（4）所述的掩模圓片的制作過程是：在一個Si圓片上通過光刻和干法Si反應離子蝕刻工藝蝕刻出凹腔，所述的凹腔深度為2～50 μm，然后再對Si圓片進行光刻和深Si反應離子蝕刻，將Si圓片蝕刻穿，形成窗口，即完成掩模圓片的制作。

3.根據權利要求1所述的具有垂直壓焊塊的圓片級封裝MEMS芯片的制作方法，其特征在于：步驟（4）所述的金屬層的材料是Al、Au、Pt、Ni或Cu，厚度為0.2～2 μm。

4.根據權利要求1所述的具有垂直壓焊塊的圓片級封裝MEMS芯片的制作方法，其特征在于：步驟（5）還在上凹腔內制作檔桿。

5.根據權利要求1所述的具有垂直壓焊塊的圓片級封裝MEMS芯片的制作方法，其特征在于：步驟（5）還在上凹腔內制作吸氣劑。

6.根據權利要求4或5所述的具有垂直壓焊塊的圓片級封裝MEMS芯片的制作方法，其特征在于：步驟（5）還蝕刻出了引線側上凹腔和密封側上凹腔，引線側上凹腔與上凹腔之間和密封側上凹腔與上凹腔之間都有密封環隔離。

7.根據權利要求1所述的具有垂直壓焊塊的圓片級封裝MEMS芯片的制作方法，其特征在于：步驟（1）還在底板溝槽頂部上形成倒角，步驟（4）在倒角斜面也淀積金屬層。