專利名稱：Mems微傳感器的封裝結構的制作方法
技術領域：
MEMS微傳感器的封裝結構
技術領域：
本實用新型涉及一種具有屏蔽功能的MEMS微傳感器的封裝結構。背景技術：
MEMS微傳感器是以MEMS技術為手段設計、加工并進行封裝的一系列微型傳感器 的統稱，其包括壓力傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器等。MEMS微傳感器的封 裝是MEMS傳感器走向市場被客戶接受并廣泛應用的最后一步，也是MEMS微傳感器制造中 十分關鍵的一步。由于MEMS微傳感器的不同種類、原理和應用范圍，MEMS微傳感器具有多種多樣的 封裝形式。例如，目前的壓力傳感器封裝，主要包括壓力傳感器芯片、金屬底座、金屬罩、硅 油和彈片。一般通過焊接方式將金屬罩和金屬底座形成密閉腔體，芯片裝在底座上，腔體中 注滿硅油，壓力通過彈片和硅油作用在芯片上，然而，這種封裝形式具有制作難度高、成本 高及體積大等不足之處。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種屏蔽效果較好且結構簡單可靠的 MEMS微傳感器的封裝結構。為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案一種MEMS微傳感器的封 裝結構，包括基板及固定于基板上的蓋體，所述基板與蓋體共同圍成一個腔體，所述基板包 括面向腔體的內壁及與內壁相對的外壁，所述MEMS微傳感器的封裝結構還設有安裝于內 壁上且突伸入腔體內的MEMS微傳感器芯片；所述基板或蓋體設有與腔體連通的氣孔，使得 外界待測物理信號可通過氣孔進入腔體并被MEMS微傳感器芯片感知及檢測；所述基板及 蓋體主要由絕緣材料制成，但是，所述蓋體的內表面鍍有圍繞在MEMS微傳感器芯片外圍的 第一金屬環，所述基板的內壁在基板與蓋體的結合處鍍有第二金屬環，并且所述第一金屬 環與第二金屬環通過粘接膠實現固定并相互導通以形成金屬屏蔽區；所述基板還包括與 MEMS微傳感器芯片電性連接的第一金屬化孔及與第二金屬環電性連接的第二金屬化孔，并 且所述基板的外壁設有覆蓋于第一、第二金屬化孔上且與第一、第二金屬化孔對應連接的 第一、第二金屬電極。作為本實用新型的進一步改進，所述蓋體包括中空的豎直體及覆蓋于豎直體上且 與基板相對的蓋板，其中，所述第一金屬環覆蓋于豎直體的內表面；所述蓋板的內表面鍍有 作為屏蔽的第三金屬環，并且所述第一金屬環與第三金屬環相互接觸。作為本實用新型的進一步改進，所述豎直體與蓋板分開設置并相互固定在一起， 所述蓋板的外表面分別設有與第三金屬環電性連接的第三金屬電極及與MEMS微傳感器芯 片電性連接的第四金屬電極，所述MEMS微傳感器的封裝結構可選擇性的將第二金屬電極 及第三金屬電極中的其中一個，及第一金屬電極及第四金屬電極中的其中一個，共同作為 MEMS微傳感器在安裝時的引出電極。
3[0008]作為本實用新型的進一步改進，所述第三金屬環設有在橫向上位于第一金屬環外 側的延伸部，所述延伸部與第二金屬環在豎直方向至少部分重疊；所述蓋板設有與延伸部 接觸的第三金屬化孔，所述第三金屬電極覆蓋于第三金屬化孔上且與第三金屬化孔接觸。作為本實用新型的進一步改進，所述MEMS微傳感器芯片為壓力傳感器芯片或濕 度傳感器芯片或溫度傳感器芯片或化學傳感器芯片。作為本實用新型的進一步改進，所述MEMS微傳感器的封裝結構設有連接MEMS微 傳感器芯片與第一金屬化孔的金屬引線，及包覆于MEMS微傳感器芯片及金屬引線上的灌 封膠，并且外界待測物理信號可穿過灌封膠被MEMS微傳感器芯片感知及檢測。作為本實用新型的進一步改進，所述灌封膠完全包覆MEMS微傳感器芯片及金屬 引線。作為本實用新型的進一步改進，所述絕緣材料為塑料或環氧樹脂，所述腔體內還 設有與MEMS微傳感器芯片配合的信號處理元件。作為本實用新型的進一步改進，所述氣孔可以通過設在基板內部的彎折管道來形 成。作為本實用新型的進一步改進，所述氣孔可以通過設在蓋體和基板內部的彎折管 道來形成。相較于現有技術，本實用新型第一金屬環與第二金屬環相互導通以形成金屬屏蔽 區，從而可以實現較好的屏蔽效果；另外，第一金屬環與第二金屬環通過粘接膠實現固定， 結構簡單可靠。
圖1是本實用新型MEMS微傳感器的封裝結構第一實施方式的截面圖。圖2是本實用新型MEMS微傳感器的封裝結構第二實施方式的截面圖。圖3是本實用新型MEMS微傳感器的封裝結構第三實施方式的截面圖。圖4是本實用新型MEMS微傳感器的封裝結構第四實施方式的截面圖。圖5是本實用新型MEMS微傳感器的封裝結構第五實施方式的截面圖。圖6是本實用新型MEMS微傳感器的封裝結構第六實施方式的截面圖。圖7是本實用新型MEMS微傳感器的封裝結構第七實施方式的截面圖。圖8是本實用新型MEMS微傳感器的封裝結構第八實施方式的截面圖。
具體實施方式實施方式一請參圖1所示，本實用新型揭示了一種MEMS微傳感器的封裝結構，其包括基板1 及固定于基板1上的蓋體2。所述基板1與蓋體2對準粘接固定在一起以共同圍成一個腔 體3。所述基板1包括面向腔體3的內壁11及與內壁11相對的外壁12。所述基板1的內 壁11上安裝有突伸入腔體3內的MEMS微傳感器芯片4。所述MEMS微傳感器芯片4為壓力 傳感器芯片或濕度傳感器芯片或溫度傳感器芯片或化學傳感器芯片等。基板1包括貫穿內 壁11與外壁12的第一金屬化孔13及第二金屬化孔14。所述基板1主要由絕緣材料(如 塑料或環氧樹脂)制成，且基板1的內壁11鍍有與第二金屬化孔14連接的第二金屬環15。
4另外，基板1的內壁11設有暴露于腔體3內且與第一金屬化孔13連接的內電極16。所述 基板1的外壁12設有分別與第一、第二金屬化孔13、14對應連接的第一、第二金屬電極17、 18。所述MEMS微傳感器芯片4與內電極16通過若干金屬引線5相互連接，并通過與MEMS 微傳感器芯片4電性連接的第一金屬電極17，而將最終引出MEMS微傳感器芯片4。所述第 一、第二金屬電極17、18用作本實用新型MEMS微傳感器的封裝結構最終應用(如安裝)時 的引出電極。所述蓋體2包括中空的豎直體21及覆蓋于豎直體21上且與基板1相對的蓋板22。 所述蓋體2主要也由絕緣材料(如塑料或環氧樹脂)制成。但是，豎直體21的內表面鍍有 包圍在MEMS微傳感器芯片4外圍的第一金屬環23。所述第一金屬環23與第二金屬環15 相互接觸以形成金屬屏蔽區。所述第一金屬環23與第二金屬環15通過粘接膠實現固定并 相互導通，以方便制作。在本實用新型MEMS微傳感器的封裝結構的第一實施方式中，所述豎直體21與蓋 板22是一體設置的，并且所述蓋板22的內表面也設有與第一金屬環23接觸的第三金屬環 24，以增大金屬屏蔽區。所述蓋板22設有與腔體3連通的氣孔6，使得外界待測物理信號可 通過該氣孔6進入腔體3并被MEMS微傳感器芯片4感知及檢測。所述第一、第二及第三金 屬環23、15、24連接到第二金屬電極18上實現接地，以屏蔽外界電磁信號之干擾。實施方式二 請參圖2所示，本實施方式所揭示的MEMS微傳感器的封裝結構與實施方式一所揭 示的MEMS微傳感器的封裝結構的主要區別在于本實施方式中蓋體2的豎直體21與蓋板 22是分開設置然后相互粘貼固定在一起。所述第三金屬環24設有在橫向上位于第一金屬 環23外側的延伸部241，所述延伸部241與第二金屬環15在豎直方向至少部分重疊。如此 設置，所述第一、第二及第三金屬環23、15、24連接到第二金屬電極18上實現接地，同樣可 以實現較好的屏蔽效果。實施方式三請參圖3所示，本實施方式所揭示的MEMS微傳感器的封裝結構與實施方式二所揭 示的MEMS微傳感器的封裝結構的主要區別在于本實施方式中的MEMS微傳感器的封裝結 構設有完全包覆MEMS微傳感器芯片4及金屬引線5上的灌封膠41。所述灌封膠41應具有 收縮率低及應力小等特性，如硅橡膠等，其用于保護MEMS微傳感器芯片4，同時外界待測物 理信號可穿過灌封膠41被MEMS微傳感器芯片4感知及檢測。實施方式四請參圖4所示，本實施方式所揭示的MEMS微傳感器的封裝結構與實施方式二所揭 示的MEMS微傳感器的封裝結構的主要區別在于本實施方式中的MEMS微傳感器的封裝結 構還設有與MEMS微傳感器芯片4連接的信號處理元件42，所述信號處理元件42通過金屬 引線5連接到內電極16上。實施方式五請參圖5所示，本實施方式所揭示的MEMS微傳感器的封裝結構與實施方式二所 揭示的MEMS微傳感器的封裝結構的主要區別在于本實施方式中的MEMS微傳感器的封裝 結構在其蓋板22的外表面上分別設有與第三金屬環24電性連接的第三金屬電極25及與 MEMS微傳感器芯片4電性連接的第四金屬電極26。所述蓋板22設有貫穿的第三、第四金屬化孔27、28，并且所述第三、第四金屬電極25、26分別對應覆蓋于第三、第四金屬化孔27、 28上。其中，第三金屬化孔27連接第三金屬環24的延伸部241與第三金屬電極25，使所 述第三金屬電極25與第二金屬電極18的功能相同。同理，所述第四金屬電極26與第一金 屬電極17的功能也相同。也就是說，所述MEMS微傳感器的封裝結構可選擇性的將第二金 屬電極18及第三金屬電極27中的其中一個，及第一金屬電極17及第四金屬電極28中的 其中一個，共同作為MEMS微傳感器在安裝時的引出電極，使得本實施方式中的MEMS微傳感 器的封裝結構可以滿足雙面貼裝的要求，從而提高應用靈活性。實施方式六請參圖6所示，本實施方式所揭示的MEMS微傳感器的封裝結構與實施方式二所揭 示的MEMS微傳感器的封裝結構的主要區別在于本實施方式中的氣孔6設置于基板1上而 不是蓋板22，使得外部待測信號可通過背面進入腔體3并被MEMS微傳感器芯片4感知及檢 測。實施方式七請參圖7所示，本實施方式所揭示的MEMS微傳感器的封裝結構與實施方式二所揭 示的MEMS微傳感器的封裝結構的主要區別在于本實施方式中的氣孔6是由設置在基板1 及蓋體2內的彎折管道形成的。所述彎折管道包括設置于基板1內的U形管道61、設置于 豎直體21 —側且與U形管道61 —端對齊的第一豎直管道62、及貫穿蓋板22且與第一豎直 管道62對齊的第二豎直管道63。外部待測信號可通過彎折管道進入腔體3并被MEMS微傳 感器芯片4感知及檢測。實施方式八請參圖8所示，本實施方式所揭示的MEMS微傳感器的封裝結構與實施方式六所揭 示的MEMS微傳感器的封裝結構的主要區別在于本實施方式中的氣孔6為Z形且延伸穿過 基板1的外壁12。通過靈活放置氣孔6在基板1外壁12的位置，以提高MEMS微傳感器的 適用性。本實用新型MEMS微傳感器的封裝結構是一種通用的封裝結構，該封裝結構形式 可用于壓力傳感器、濕度傳感器、化學傳感器等多種MEMS微傳感器芯片的封裝，且封裝結 構具有體積小、結構簡單、使用靈活方便、適宜自動化生產等優點。綜上所述，以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，不應以此限制本實用新型的 范圍，即凡是依本實用新型權利要求書及實用新型說明書內容所作的簡單的等效變化與修 飾，皆應仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內。
權利要求一種MEMS微傳感器的封裝結構，包括基板及固定于基板上的蓋體，所述基板與蓋體共同圍成一個腔體，所述基板包括面向腔體的內壁及與內壁相對的外壁，所述MEMS微傳感器的封裝結構還設有安裝于內壁上且突伸入腔體內的MEMS微傳感器芯片；所述基板或蓋體設有與腔體連通的氣孔，使得外界待測物理信號可通過氣孔進入腔體并被MEMS微傳感器芯片感知及檢測；其特征在于所述基板及蓋體主要由絕緣材料制成，但是，所述蓋體的內表面鍍有圍繞在MEMS微傳感器芯片外圍的第一金屬環，所述基板的內壁在基板與蓋體的結合處鍍有第二金屬環，并且所述第一金屬環與第二金屬環通過粘接膠實現固定并相互導通以形成金屬屏蔽區；所述基板還包括與MEMS微傳感器芯片電性連接的第一金屬化孔及與第二金屬環電性連接的第二金屬化孔，并且所述基板的外壁設有覆蓋于第一、第二金屬化孔上且與第一、第二金屬化孔對應連接的第一、第二金屬電極。
2.如權利要求1所述的MEMS微傳感器的封裝結構，其特征在于所述蓋體包括中空的 豎直體及覆蓋于豎直體上且與基板相對的蓋板，其中，所述第一金屬環覆 蓋于豎直體的內 表面；所述蓋板的內表面鍍有作為屏蔽的第三金屬環，并且所述第一金屬環與第三金屬環 相互接觸。
3.如權利要求2所述的MEMS微傳感器的封裝結構，其特征在于所述豎直體與蓋板分 開設置并相互固定在一起，所述蓋板的外表面分別設有與第三金屬環電性連接的第三金屬 電極及與MEMS微傳感器芯片電性連接的第四金屬電極，所述MEMS微傳感器的封裝結構可 選擇性的將第二金屬電極及第三金屬電極中的其中一個，及第一金屬電極及第四金屬電極 中的其中一個，共同作為MEMS微傳感器在安裝時的引出電極。
4.如權利要求3所述的MEMS微傳感器的封裝結構，其特征在于所述第三金屬環設有 在橫向上位于第一金屬環外側的延伸部，所述延伸部與第二金屬環在豎直方向至少部分重 疊；所述蓋板設有與延伸部接觸的第三金屬化孔，所述第三金屬電極覆蓋于第三金屬化孔 上且與第三金屬化孔接觸。
5.如權利要求1所述的MEMS微傳感器的封裝結構，其特征在于所述MEMS微傳感器 芯片為壓力傳感器芯片或濕度傳感器芯片或溫度傳感器芯片或化學傳感器芯片。
6.如權利要求1所述的MEMS微傳感器的封裝結構，其特征在于所述MEMS微傳感器 的封裝結構設有連接MEMS微傳感器芯片與第一金屬化孔的金屬引線，及包覆于MEMS微傳 感器芯片及金屬引線上的灌封膠，并且外界待測物理信號可穿過灌封膠被MEMS微傳感器 芯片感知及檢測。
7.如權利要求6所述的MEMS微傳感器的封裝結構，其特征在于所述灌封膠完全包覆 MEMS微傳感器芯片及金屬引線。
8.如權利要求1所述的MEMS微傳感器的封裝結構，其特征在于所述絕緣材料為塑料 或環氧樹脂，所述腔體內還設有與MEMS微傳感器芯片配合的信號處理元件。
9.如權利要求1所述的MEMS微傳感器的封裝結構，其特征在于所述氣孔可以通過設 在基板內部的彎折管道來形成。
10.如權利要求1所述的MEMS微傳感器的封裝結構，其特征在于所述氣孔可以通過 設在蓋體和基板內部的彎折管道來形成。
專利摘要本實用新型公開了一種MEMS微傳感器的封裝結構，其包括基板及固定于基板上的蓋體，所述基板與蓋體共同圍成一個腔體，所述基板包括面向腔體的內壁、與內壁相對的外壁及安裝于內壁上且突伸入腔體內的MEMS微傳感器芯片；所述基板及蓋體主要由絕緣材料制成，所述蓋體的內表面鍍有圍繞在MEMS微傳感器芯片外圍的第一金屬環，所述基板的內壁在基板與蓋體的結合處鍍有第二金屬環，并且所述第一金屬環與第二金屬環相互接觸以形成金屬屏蔽區，用以屏蔽外界電磁信號之干擾。
文檔編號B81B7/00GK201694829SQ20102022561
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月13日 優先權日2010年6月13日
發明者梅嘉欣, 陶永春 申請人:蘇州敏芯微電子技術有限公司