[發明專利]集成加速度傳感器和磁傳感器的封裝結構及其封裝方法

在審

• 申請號: 202010675553.2
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN111785713A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 凌方舟;劉堯;金羊華;蔣樂躍
• 申請（專利權）人: 美新半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;H01L23/31;H01L21/56;H01L21/60;H01L23/488;G01D21/02
• 代理公司: 蘇州簡理知識產權代理有限公司 32371
• 代理人: 朱亦倩

本發明提供一種集成加速度傳感器和磁傳感器的封裝結構及其封裝方法，所述集成加速度傳感器和磁傳感器的封裝結構包括：第一晶圓，其正面側設置有加速度傳感器，磁傳感器，金屬焊盤，以及處理加速度傳感器和磁傳感器的傳感信號的信號處理電路，第一晶圓上與所述加速度傳感器相對位置處還設置有第一腔體；第二晶圓，其與所述第一晶圓的正面相鍵合，第二晶圓上與所述加速度傳感器相對位置處設置有第二腔體。與現有技術相比，本發明中的集成加速度傳感器和磁傳感器的封裝結構及其封裝方法，只需要在一張晶圓上完成加速度傳感器和磁傳感器及其信號處理電路的加工從而大大的降低了封裝成本，減少了封裝尺寸。

【技術領域】

本發明涉及集成式傳感器技術領域，尤其涉及一種集成加速度傳感器和磁傳感器的封裝結構及其封裝方法。

【背景技術】

隨著消費類電子功能的日益擴展，傳感器的應用逐步普及，影像傳感器、加速度傳感器、磁傳感器等等已經成為一些手持類電子設備的標配。但是，這些不同功能的傳感器往往以獨立的產品出現在手持類電子設備中，例如，加速度傳感器和磁傳感器的制作工藝不同，通常需要分別流片，封裝后再組裝在同一塊基板上面，會占用較多的面積和成本。

因此，有必要提出一種技術方案來克服上述問題。

【發明內容】

本發明的目的之一在于提供一種集成加速度傳感器和磁傳感器的封裝結構及其封裝方法，其外形尺寸較小，成本較低。

根據本發明的一個方面，本發明提供一種集成加速度傳感器和磁傳感器的封裝結構，其包括：第一晶圓，其正面側設置有加速度傳感器，磁傳感器，金屬焊盤，以及處理加速度傳感器和磁傳感器的傳感信號的信號處理電路，第一晶圓上與所述加速度傳感器相對位置處還設置有第一腔體；第二晶圓，其與所述第一晶圓的正面相鍵合，第二晶圓上與所述加速度傳感器相對位置處設置有第二腔體。

進一步的，所述集成加速度傳感器和磁傳感器的封裝結構還包括：金屬導線，其與所述金屬焊盤電性連接引出并再分布到所述第一晶圓的背面，所述信號處理電路、所述加速度傳感器和金屬焊盤分布于所述第一晶圓的正面；所述磁傳感器位于所述信號處理電路上方。

進一步的，所述加速度傳感器為熱式加速度傳感器，所述熱式加速度傳感器包括懸浮橋結構；所述第二腔體的尺寸大于所述第一腔體的尺寸；所述第二腔體的尺寸大于所述加速度傳感器的尺寸。

進一步的，所述信號處理電路位于加速度傳感器的外側；所述金屬焊盤位于所述信號處理電路的外側；所述磁傳感器和所述信號處理電路之間通過通孔或者重布線來連接。

進一步的，所述第一腔體和第二腔體內密封有化學性質穩定的氣體。

進一步的，所述第二晶圓為硅或玻璃，所述第二晶圓的厚度為300-600微米；所述第二腔體的深度為150-500微米，所述第二腔體的尺寸為200-2000微米。

根據本發明的另一個方面，本發明提供一種集成加速度傳感器和磁傳感器的封裝結構的封裝方法，其包括：提供第一晶圓，其正面設置有所述信號處理電路、所述加速度傳感器和金屬焊盤；在所述信號處理電路的上方制作磁傳感器；通過刻蝕將加速度傳感器區域的襯底去除，以形成第一腔體；提供第二晶圓，其設置有第二腔體；將第一晶圓和第二晶圓進行鍵合，鍵合后第二晶圓在第一晶圓的正面上方，且第二腔體在所述所述加速度傳感器上方。

進一步的，所述集成加速度傳感器和磁傳感器的封裝結構的封裝方法還包括：在提供第一晶圓步驟之后且在所述信號處理電路的上方制作磁傳感器步驟之前，還要在所述第一晶圓正面上形成第一保護層；在通過刻蝕將加速度傳感器區域的襯底去除步驟前，在制作有所述磁傳感器的第一保護層上形成第二保護層；在通過刻蝕將加速度傳感器區域的襯底去除步驟前，將加速度傳感器上方的第一保護層和第二保護層去除。