[發明專利]一種集成式多功能微機電傳感器

有效

• 申請號: 202011446149.4
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112456430B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 鞏書凱;陳虎;巴軍;邵慧
• 申請（專利權）人: 重慶忽米網絡科技有限公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

1.一種集成式多功能微機電傳感器，包括封裝結構，其特征在于，還包括布置在封裝結構內的模數轉換電子晶圓、多通道信號采集電子晶圓和多個微機電傳感元件；

所述模數轉換電子晶圓上形成有具備多個模擬信號輸入端口的模數轉換電路；

所述多通道信號采集電子晶圓布置在模數轉換電子晶圓上，多通道信號采集電子晶圓上形成有多個通道的信號采集電路，且各不同通道的信號采集電路的信號輸出端分別通過導電端子與模數轉換電子晶圓上的不同模擬信號輸入端口進行電連接；

所述多個微機電傳感元件布置在多通道信號采集電子晶圓上，且各個微機電傳感元件的采集信號輸出端分別通過導電端子與多通道信號采集電子晶圓上不同通道的信號采集電路的信號輸入端進行電連接；

所述多通道信號采集電子晶圓是由多個單通道信號采集電子晶圓模塊組合構成，每個單通道信號采集電子晶圓模塊上形成有一個單通道的信號采集電路；各個微機電傳感元件分別布置在不同的單通道信號采集電子晶圓模塊上，且采用鍵合工藝將單個微機電傳感元件鍵合布置在一個單通道信號采集電子晶圓模塊上；

各個所述單通道信號采集電子晶圓模塊為層疊布置在模數轉換電子晶圓上；層疊布置的各個所述單通道信號采集電子晶圓模塊的端側通過豎向設置的絕緣連接板進行固定連接，且對于層疊布置的多組微機電傳感元件與單通道信號采集電子晶圓模塊的一對一配合結構進行一次預封裝使其構成一個整體部件，再連接布置到模數轉換電子晶圓上；

所述集成式多功能微機電傳感器的制造方法步驟流程如下：

步驟1）獲得具備多個模擬信號輸入端口的模數轉換電子晶圓、多個單通道信號采集電子晶圓模塊、以及多個微機電傳感元件；這些器件的獲得，可以是預先加工制備得到，或是預先通過購買獲得；

步驟2）采用鍵合工藝將每個微機電傳感元件分別鍵合布置在一個單通道信號采集電子晶圓模塊上，并實現微機電傳感元件的采集信號輸出端與其對應的單通道信號采集電子晶圓模塊上信號采集電路的信號輸入端之間的電連接；

步驟3）將多個鍵合有微機電傳感元件的單通道信號采集電子晶圓模塊層疊布置，并采用絕緣材料加工形成豎向設置的絕緣連接板，將層疊布置的各個單通道信號采集電子晶圓模塊的端側加以固定連接，實現對各單通道信號采集電子晶圓模塊的預封裝；

步驟4）采用鍵合工藝將模數轉換電子晶圓鍵合布置在封裝襯底上，并通過導電端子將模數轉換電子晶圓上模數轉換電路的輸出信號端口從封裝襯底引出；

步驟5）將經過預封裝的層疊布置的多個單通道信號采集電子晶圓模塊設置在模數轉換電子晶圓的上方，通過導電端子將各個單通道信號采集電子晶圓模塊上信號采集電路的采集信號輸出端分別電連接至模數轉換電子晶圓上模數轉換電路的不同信號輸入端口；

步驟6）通過封裝工藝將封裝上蓋蓋合封裝在封裝襯底上形成封裝結構，使得封裝襯底與封裝上蓋之間形成對微機電傳感元件、單通道信號采集電子晶圓模塊和模數轉換電子晶圓的封裝空間，完成封裝，形成集成式多功能微機電傳感器。

2.根據權利要求1所述的集成式多功能微機電傳感器，其特征在于，層疊布置的各個所述單通道信號采集電子晶圓模塊中，位于上方的單通道信號采集電子晶圓模塊與模數轉換電子晶圓進行電連接的導電端子繞過位于下方的單通道信號采集電子晶圓模塊；或者，位于上方的單通道信號采集電子晶圓模塊與模數轉換電子晶圓進行電連接的導電端子穿過位于下方的單通道信號采集電子晶圓模塊，且所述導電端子與其穿過的單通道信號采集電子晶圓模塊上的電路之間相互電隔離。

3.根據權利要求1所述的集成式多功能微機電傳感器，其特征在于，所述絕緣連接板上還設置有電磁屏蔽材料層。

4.根據權利要求3所述的集成式多功能微機電傳感器，其特征在于，所述電磁屏蔽材料層夾設在所述絕緣連接板內，或者鋪設在所述絕緣連接板背向單通道信號采集電子晶圓模塊的側面上。

5.根據權利要求1所述的集成式多功能微機電傳感器，其特征在于，所述微機電傳感元件中包括振動傳感元件、聲音傳感元件和溫度傳感元件；所述振動傳感元件、聲音傳感元件和溫度傳感元件均采用MEMS工藝制備，并鍵合在多通道信號采集電子晶圓上，并且每個微機電傳感元件分別與多通道信號采集電子晶圓上的一個通道的信號采集電路的信號輸入端進行電連接。