[發(fā)明專利]一種復(fù)合式MEMS傳感器及芯片級封裝方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210218310.5
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114684773A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 畢勤;劉曉宇
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫勝脈電子有限公司
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/02;B81C1/00;G01D21/00;G01D21/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

1.一種復(fù)合型MEMS傳感器，其特征在于，所述復(fù)合型MEMS傳感器包括由下而上依次鍵合的三層結(jié)構(gòu)：硅基板層、互聯(lián)層和芯片層；

所述硅基板層包括硅基板，所述硅基板設(shè)有金屬線，用于所述芯片層上各芯片之間的電氣連接；

所述互聯(lián)層設(shè)有通孔，所述通孔內(nèi)貫穿有金屬柱，用于實現(xiàn)所述芯片層與所述硅基板層的電氣連接；

所述芯片層包括多個MEMS傳感器芯片和ASIC芯片。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型MEMS傳感器，其特征在于，所述互聯(lián)層的材料為玻璃，所述互聯(lián)層的通孔位置與所述MEMS傳感器芯片、所述ASIC芯片的位置對應(yīng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型MEMS傳感器，其特征在于，所述硅基板的材料為單拋硅片。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型MEMS傳感器，其特征在于，所述芯片層包括：MEMS壓力傳感器芯片和/或MEMS加速度傳感器芯片和/或MEMS溫度傳感器芯片，以及ASIC芯片。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合型MEMS傳感器，其特征在于，所述MEMS壓力傳感器芯片和/或MEMS加速度傳感器芯片位置的下方對應(yīng)的互聯(lián)層上表面設(shè)有凹槽，用于提供形變空間。

6.一種復(fù)合型MEMS傳感器的封裝方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟一：制備硅基板；

步驟11：以硅片為基底，在硅片上制備金屬層；

步驟12：對金屬層進(jìn)行刻蝕，形成金屬線和輸入輸出金屬端口；

步驟二：制備互聯(lián)層；

步驟21：采用玻璃材料，在玻璃上制備上下貫穿的通孔；

步驟22：電鍍金屬，填充所述通孔的內(nèi)部空間和所述互聯(lián)層的表面；

步驟23：拋光所述互聯(lián)層的表面，去除互聯(lián)層表面的金屬，使金屬僅保留在通孔內(nèi)，形成金屬柱；

步驟三：利用陽極鍵合的方法連接芯片層、所述互聯(lián)層和所述硅基板，所述芯片層包括多個MEMS傳感器芯片和ASIC芯片，所述MEMS傳感器芯片、ASIC芯片與所述互聯(lián)層的通孔位置對應(yīng)，實現(xiàn)所述芯片層與所述硅基板的電氣連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的封裝方法，其特征在于，所述步驟二中制備互聯(lián)層還包括：刻蝕所述互聯(lián)層與傳感器芯片連接的一面，與所述傳感器芯片位置對應(yīng)的部分形成凹槽，用于給所述傳感器芯片提供形變空間。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的封裝方法，其特征在于，所述步驟11中制備金屬層的方法為物理氣相沉積PVD法或濺射薄膜法。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的封裝方法，其特征在于，所述步驟23中采用的拋光方法為化學(xué)機械拋光CMP方法。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的封裝方法，其特征在于，所述步驟三中的傳感器芯片包括：MEMS壓力傳感器和/或MEMS加速度傳感器和/或MEMS溫度傳感器。