本發(fā)明屬于傳感器,尤其涉及一種mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝。
背景技術(shù):
1、mems(micro-electro-mechanical?system)技術(shù)是當(dāng)今最炙手可熱的傳感器制造技術(shù),也是傳感器小型化、智能化、低能耗的重要推動(dòng)力,mems技術(shù)促進(jìn)了傳感器的極大發(fā)展,mems主要采用微電子技術(shù),在微納米的體積下塑造傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu),mems傳感器就是將一顆第二器件與一顆專(zhuān)用集成電路芯片(第一器件)封裝在一起后形成的器件,第二器件將聲音轉(zhuǎn)化為電容、電阻等信號(hào)變化,第一器件將電容、電阻等信號(hào)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào),由此實(shí)現(xiàn)mems傳感器的功能——外界信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),mems聲學(xué)傳感器主要是指硅麥克風(fēng)、超聲波傳感器等。
2、現(xiàn)有的聲學(xué)傳感器中的第二器件與第一器件平鋪設(shè)置,而且第二器件的電極在襯底上方,通過(guò)打線工藝將第二器件和第一器件之間連接金屬線從而實(shí)現(xiàn)兩者的電性連接,這種結(jié)構(gòu)設(shè)置導(dǎo)致傳感器尺寸過(guò)大。
3、中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為cn221319324u,公開(kāi)了mems封裝結(jié)構(gòu)及包括其的mems聲學(xué)傳感器,該mems封裝結(jié)構(gòu)包括:第三基板;第一基板,其上開(kāi)設(shè)有進(jìn)聲孔;第二基板,呈中空環(huán)狀,夾設(shè)于第一基板和第三基板之間;其中,在器件安裝空間內(nèi),第二器件固定于第一基板上,其背腔朝向進(jìn)聲孔;第一器件固定于第三基板上;在第二基板內(nèi)部沿縱向形成有供信號(hào)傳輸?shù)碾娦盘?hào)導(dǎo)柱,第二器件的感應(yīng)信號(hào)通過(guò)該電信號(hào)導(dǎo)柱傳遞至第一器件,省去傳統(tǒng)的焊線工藝也同樣能實(shí)現(xiàn)芯片間及與基板間信號(hào)的互連,如此將極大的縮小了封裝器件的體積,滿(mǎn)足了更高的電路集成化的需求,但是該技術(shù)中需要使用到三個(gè)基板,且需要在每個(gè)基板內(nèi)設(shè)置電路,第二器件仍需打線工藝實(shí)現(xiàn)與基板內(nèi)電路的電性連接,第一器件及其電性結(jié)構(gòu)外露,影響使用壽命,工藝復(fù)雜,集成度低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提出的一種mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,包括以下步驟:
3、第一器件包封:將第一器件包封并暴露電性接口,在包封面電鍍與電性接口連接的重布線層,在一部分重布線層上電鍍導(dǎo)電塊,繼續(xù)包封并暴露導(dǎo)電塊頂面,形成封裝體;
4、第二器件互聯(lián):將第二器件與導(dǎo)電塊電性互聯(lián),第二器件與第一器件上下堆疊互聯(lián);
5、基板環(huán)貼裝:基板環(huán)貼裝在封裝體上將第二器件包圍在內(nèi);
6、蓋板封裝:貼裝蓋板密封基板環(huán),蓋板的聲孔對(duì)準(zhǔn)第二器件振膜的中部。
7、進(jìn)一步的,所述第一器件包封步驟中,第一器件放置在載板上,在第一器件包封后暴露電性接口的包封頂面電鍍重布線層之前,垂直蝕刻包封料至鉆孔底部暴露載板,并電鍍金屬柱完全填充鉆孔。
8、更進(jìn)一步的,所述第一器件包封步驟中,金屬柱頂端與另一部分的重布線層電性連接,金屬柱底端與載板接觸,第一器件電性由電性接口經(jīng)重布線層傳遞至金屬柱底端。
9、進(jìn)一步的,所述第一器件包封步驟中,金屬柱底端與封裝體底面齊平并外露,在封裝體外露金屬柱的底面電鍍外引腳,金屬柱底端與部分外引腳電性連接。
10、進(jìn)一步的,所述第一器件包封步驟中,使用包封料包封后,分別在包封面水平機(jī)械研磨暴露出電性接口、導(dǎo)電塊。
11、更進(jìn)一步的,所述第二器件互聯(lián)步驟中,第二器件的襯底上方覆蓋電極,電極上方覆蓋振膜。
12、更進(jìn)一步的,所述第二器件互聯(lián)步驟中,振膜與電極之間間距為1-5μm。
13、更進(jìn)一步的,所述第二器件互聯(lián)步驟中,襯底的材料選自柔性材料、玻璃、半導(dǎo)體材料中的一種或多種。
14、更進(jìn)一步的,所述第二器件互聯(lián)步驟中,振膜的材料選自多晶硅、氮化硅或金屬中的一種或多種。
15、更進(jìn)一步的,所述第二器件互聯(lián)步驟中,第二器件的襯底中部貫穿蝕刻為背腔,背腔位于振膜的正下方,第二器件的襯底內(nèi)部設(shè)有電路,襯底底部設(shè)有焊腳,電路頂端與電極電性互聯(lián),電路底端與焊腳電性互聯(lián)。
16、進(jìn)一步的,所述第二器件互聯(lián)步驟中,第二器件焊腳通過(guò)回流焊與封裝體外露的導(dǎo)電塊頂面焊接為一體。
17、進(jìn)一步的,所述第二器件互聯(lián)步驟中,第二器件振膜產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),引起電值變化,并依次通過(guò)電極、電路、焊腳、導(dǎo)電塊、重布線層傳遞至第一器件處理信號(hào)。
18、進(jìn)一步的,所述第一器件包封步驟中,第一器件為asic芯片。
19、進(jìn)一步的,所述第二器件互聯(lián)步驟中,第二器件為mems芯片。
20、本發(fā)明的有益效果為:1.將第二器件電性從其正面的電極牽引至其背面的焊腳,mems芯片貼裝靈活性好。
21、2.將第一器件塑封,延長(zhǎng)asic芯片使用壽命,第一器件的背面通過(guò)粘接膠外露在封裝體外,增強(qiáng)散熱性能。
22、3.第一器件和第二器件分別加工后貼裝堆疊在一起,整個(gè)加工工藝效率更高。
23、4.通過(guò)將第二器件焊腳焊接在第一器件的封裝體導(dǎo)電塊上,實(shí)現(xiàn)兩器件堆疊,而無(wú)需使用打線工藝,節(jié)省堆疊空間,整個(gè)結(jié)構(gòu)的集成度高,尺寸更小,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好,線路傳輸更穩(wěn)定可靠。
1.一種mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,所述第一器件包封步驟中,第一器件放置在載板上,在第一器件包封后暴露電性接口的包封頂面電鍍重布線層之前,垂直蝕刻包封料至鉆孔底部暴露載板,并電鍍金屬柱完全填充鉆孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,所述第一器件包封步驟中,金屬柱頂端與另一部分的重布線層電性連接,金屬柱底端與載板接觸,第一器件電性由電性接口經(jīng)重布線層傳遞至金屬柱底端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,所述第一器件包封步驟中,金屬柱底端與封裝體底面齊平并外露,在封裝體外露金屬柱的底面電鍍外引腳,金屬柱底端與部分外引腳電性連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,所述第一器件包封步驟中,使用包封料包封后,分別在包封面水平機(jī)械研磨暴露出電性接口、導(dǎo)電塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,所述第二器件互聯(lián)步驟中,第二器件的襯底上方覆蓋電極,電極上方覆蓋振膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,所述第二器件互聯(lián)步驟中,振膜與電極之間間距為1-5μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,所述第二器件互聯(lián)步驟中,襯底的材料選自柔性材料、玻璃、半導(dǎo)體材料中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,所述第二器件互聯(lián)步驟中,振膜的材料選自多晶硅、氮化硅或金屬中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,所述第二器件互聯(lián)步驟中,第二器件的襯底中部貫穿蝕刻為背腔,背腔位于振膜的正下方,第二器件的襯底內(nèi)部設(shè)有電路,襯底底部設(shè)有焊腳,電路頂端與電極電性互聯(lián),電路底端與焊腳電性互聯(lián)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,所述第二器件互聯(lián)步驟中,第二器件焊腳通過(guò)回流焊與封裝體外露的導(dǎo)電塊頂面焊接為一體。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,所述第二器件互聯(lián)步驟中,第二器件振膜產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),引起電值變化,并依次通過(guò)電極、電路、焊腳、導(dǎo)電塊、重布線層傳遞至第一器件處理信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,所述第一器件包封步驟中,第一器件為asic芯片。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems聲學(xué)器件結(jié)構(gòu)的封裝工藝,其特征在于,所述第二器件互聯(lián)步驟中,第二器件為mems芯片。