[發明專利]封裝結構、基板、封裝方法

在審

• 申請號: 202110127666.3
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN114804006A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 吳國強;楊尚書;徐景輝;吳忠燁;胡啟方
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00
• 代理公司: 北京龍雙利達知識產權代理有限公司 11329
• 代理人: 時林;王君

本申請提供了一種封裝結構、基板、封裝方法。該封裝結構可以包括：MEMS器件；基板，組成基板的材料至少包括第一類材料和第二類材料，第一類材料的熱膨脹系數小于MEMS器件的基體材料的熱膨脹系數，第二類材料的熱膨脹系數大于MEMS器件的基體材料的熱膨脹系數；粘接材料，位于MEMS器件和基板之間，用于將MEMS器件粘接在基板上。通過設計基板可以由多種不同的材料組成，這樣可以可控地調節基板的材料屬性。通過可控地調節基板的材料屬性，可實現調節和減小MEMS器件(如微傳感器)在粘接過程中由于MEMS器件與基板熱膨脹系數失配所產生的封裝應力，進而調節MEMS器件的形變。

技術領域

本申請涉及芯片封裝領域，并且更具體地，涉及封裝結構、基板、封裝方法。

背景技術

微電子機械系統(micro-electromechanical systems，MEMS)器件級封裝一般包括芯片粘接(die attachment)、引線鍵合(wire bonding)、封蓋和氣密焊接等工藝。研究表明，引線鍵合和其他工藝所產生的封裝應力不足總封裝應力的2％。以MEMS器件為微傳感器為例，微傳感器粘接工藝所產生的封裝應力是微傳感器封裝過程中最主要的應力來源。微傳感器粘接工藝中產生的封裝應力會直接造成芯片微結構的翹曲和形變。

發明內容

本申請提供一種封裝結構、基板、封裝方法，以期可以降低MEMS器件粘接工藝中產生的封裝應力。

第一方面，提供了一種封裝結構，該封裝結構可以包括：MEMS器件；基板，由多種不同的材料組成，多種不同的材料包括第一類材料和第二類材料，第一類材料的熱膨脹系數小于MEMS器件的基體材料的熱膨脹系數；和/或，第二類材料的熱膨脹系數大于MEMS器件的基體材料的熱膨脹系數；粘接材料，位于MEMS器件和基板之間，用于將MEMS器件粘接在基板上。

示例地，MEMS器件為微傳感器。例如，MEMS器件為傳感器芯片，或者，MEMS器件為傳感器芯片和讀出電路芯片的堆疊結構。作為示例而非限定，本申請實施例中，MEMS器件可以替換為微傳感器。

示例地，MEMS器件通過粘接材料粘接在基板上，且組成基板的材料包括第一類材料和第二類材料，能夠使得MEMS器件粘接工藝中產生的封裝應力和/或形變小于預設閾值。或者，MEMS器件通過粘接材料粘接在基板上，且組成基板的材料包括第一類材料和第二類材料，能夠使得MEMS器件粘接工藝中產生的封裝應力和/或形變位于預設范圍內。或者，MEMS器件通過粘接材料粘接在基板上，且組成基板的材料包括第一類材料和第二類材料，能夠控制MEMS器件粘接工藝中產生的封裝應力和/或形變。作為示例而非限定，在某些情況下，MEMS器件粘接工藝中產生的封裝應力為零或趨于零。關于預設閾值或者預設范圍，可以在實際應用中，根據實際需求確定。

基于上述技術方案，在本申請實施例提供的封裝結構中，設計基板可以由多種不同的材料組成，這樣可以可控地調節基板的材料屬性。示例地，通過調節組成基板的不同材料的比例或者不同材料所屬層的厚度或者接觸面積等等，可實現可控地調節基板的熱膨脹系數、剛度、密度等。通過可控地調節基板的材料屬性，可實現調節和減小MEMS器件(如微傳感器)在粘接過程中由于MEMS器件與基板熱膨脹系數失配所產生的封裝應力，進而調節MEMS器件的形變。

此外，基于本申請實施例，可以根據不同的MEMS器件，選擇與該MEMS器件合適的基板，如確定與該MEMS器件合適的基板的不同材料的比例或者不同材料所屬層的厚度或者接觸面積等等。

第二方面，提供了一種基板，該基板可以包括：基板由多種不同的材料組成，多種不同的材料包括第一類材料和第二類材料，第一類材料的熱膨脹系數小于MEMS器件的基體材料的熱膨脹系數；和/或，第二類材料的熱膨脹系數大于MEMS器件的基體材料的熱膨脹系數，其中，基板通過粘接材料與MEMS器件連接。