一種mems傳感器芯片的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及MEMS(Micro-Electro-Mechanical_System，微機電系統)領域，更具體地，本實用新型涉及一種MEMS傳感器芯片。
【背景技術】
[0002]MEMS傳感器芯片是一種采用MEMS工藝設計制作的傳感器芯片，具有體積小，精度高，成本低，可大批量生產等優點，因此具有十分廣闊的應用前景。
[0003]具有薄膜特征結構的MEMS傳感器，如MEMS麥克風和MEMS壓力傳感器等，由于其自身薄膜結構相對脆弱，封裝過程中的機械及熱應力容易對其性能產生影響，因此該類MEMS傳感器件對芯片封裝工藝有較高的要求。
[0004]在對MEMS傳感器芯片進行封裝的過程中，首先對MEMS傳感器芯片的底部進行涂膠，再將MEMS傳感器芯片放置在PCB板或陶瓷基板的相對應的位置上，最后將膠熱熔，從而完成將MEMS傳感器芯片封裝在PCB板或陶瓷基板上的過程。
[0005]然而在上述過程中，由于MEMS傳感器芯片主體和PCB板或陶瓷基板在封裝過程中由于熱失配造成的形變量不同，所以極易造成MEMS傳感器芯片的變形并進一步的影響MEMS傳感器芯片中薄膜元件的檢測性能。為減小或消除這種影響需要在封裝過程中對溫度，膠厚，進行優化和控制，并盡量選用軟膠，這樣增加了封裝工藝的難度和成本。
[0006]由于MEMS傳感器芯片極其微小，所發生的形變極其細微，不易被發現，且研發人員多將關注點放在MEMS傳感器芯片本身應用特性的研發上，極少也很難注意到在實際使用過程中MEMS傳感器芯片本身出現的細微變化，所以現有技術中的MEMS傳感器芯片在實際使用過程中一直存在這一問題，本發明人發現了這一問題并對這一問題進行了研究分析。本發明提出一種MEMS傳感器芯片，能有效防止封裝過程對傳感器芯片中薄膜元件的影響，提高可靠性，降低封裝工藝難度。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的一個目的旨在解決在封裝MEMS傳感器芯片的過程中，由于外界作用的影響導致MEMS傳感器芯片中薄膜元件檢測性能發生變化。
[0008]根據本實用新型的一個方面，提供一種MEMS傳感器芯片，包括
[0009]具有薄膜元件及腔體結構的芯片單元；以及
[0010]設置在芯片單元底部的支撐單元。
[0011]優選地，所述支撐單元為支撐柱或傳感器芯片支撐臺，所述支撐柱的截面可以為矩形、圓形、三角形或其他任意形狀，所述傳感器芯片支撐臺可以為圓臺、棱臺或其他任意臺體結構，所述支撐單元的材料可以為硅或玻璃。
[0012]優選地，所述芯片單元的底部為矩形或正方形或其他各種規則及不規則的圖形。
[0013]優選地，所述支撐單元為四個支撐柱，所述四個支撐柱分別設置在與所述芯片單元的矩形底部的四個角相對應的位置上，或者，所述四個支撐柱分別設置在所述芯片單元的矩形底部的四條邊的中線上。
[0014]優選地，所述支撐單元為三個支撐柱，所述三個支撐柱圍成等邊三角形、等腰三角形或其他任意類型的三角形。
[0015]優選地，所述MEMS傳感器芯片為MEMS壓力傳感器芯片，所述MEMS壓力傳感器芯片的芯片單元包括芯片主體及芯片基板，所述芯片主體具有貫穿自身頂部和自身底部的開口，薄膜元件和所述芯片基板分設在所述芯片主體的頂部和底部一側，以通過所述芯片主體、芯片基板及薄膜元件圍成所述腔體結構。所述薄膜元件上設置有壓敏電阻。
[0016]優選地，所述芯片主體、芯片基板及支撐單元一體成型。
[0017]優選地，所述MEMS傳感器芯片為MEMS麥克風芯片，所述MEMS麥克風芯片單元包括在內部設置有腔體結構的基底及背極板，所述薄膜元件為振膜，所述振膜及背極板依次設置在所述基底上，所述振膜及背極板與所述腔體相對應。
[0018]在現有技術中，在封裝等實際應用過程中將MEMS芯片單元直接放置于PCB板或陶瓷基板上，而本實用新型在MEMS芯片單元的底部設置了支撐單元，該支撐單元與PCB板或陶瓷基板進行接觸，芯片單元與PCB板或陶瓷基板之間由于熱失配而導致的變形會主要發生在支撐單元上，降低了芯片單元的變形，從而降低或消除了對薄膜元件的影響，提供了可靠性，并能降低對封裝工藝和材料的要求。
[0019]通過以下參照附圖對本實用新型的示例性實施例的詳細描述，本實用新型的其它特征及其優點將會變得清楚。
【附圖說明】
[0020]構成說明書的一部分的附圖描述了本實用新型的實施例，并且連同說明書一起用于解釋本實用新型的原理。
[0021]圖1是MEMS傳感器芯片的剖面圖。
[0022]圖2是MEMS傳感器芯片的俯視圖。
[0023]圖3是MEMS傳感器芯片的支撐單元的示意圖。
[0024]圖4是MEMS傳感器芯片的支撐單元的示意圖。
[0025]圖5是MEMS麥克風芯片的剖視圖。
[0026]圖6是MEMS麥克風芯片的支撐單元的示意圖。
【具體實施方式】
[0027]現在將參照附圖來詳細描述本實用新型的各種示例性實施例。應注意到:除非另外具體說明，否則在這些實施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數字表達式和數值不限制本實用新型的范圍。
[0028]以下對至少一個示例性實施例的描述實際上僅僅是說明性的，決不作為對本實用新型及其應用或使用的任何限制。
[0029]對于相關領域普通技術人員已知的技術和設備可能不作詳細討論，但在適當情況下，所述技術和設備應當被視為說明書的一部分。
[0030]在這里示出和討論的所有例子中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實施例的其它例子可以具有不同的值。[0031 ]應注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步討論。
[0032]需要特殊說明的是，本實用新型中芯片單元的薄膜元件位于MEMS芯片單元的頂部，支撐單元位于芯片單元的底部，此處所指的頂部和底部并不是指本實用新型在實際應用過程中最終設置的位置，而是表示了各單元或部件之間存在的相對位置關系，在整個器件進行翻轉或傾斜時頂部能位于芯片單元的下方，而底部也可能位于芯片單元的上方。
[0033]本實用新型針對的是設置有薄膜元件及其他類似膜元件的一類傳感器芯片，并不單獨局限于某一種特定的傳感器芯片，本領域技術人員可以根據自身的專業知識及經驗將本實用新型的技術方案施用于任何符合上述結構的傳感器芯片，但這些都屬于本實用新型的保護范圍。
[0034]根據本實用新型的第一實施例，提供一種MEMS壓力傳感器芯片，如圖1所示，MEMS傳感器芯片包括具有薄膜元件la及腔體結構6的芯片單元1和設置在芯片單元1底部的支撐單元2。
[0035]在實際應用過程中支撐單元替代芯片單元接觸PCB板，該支撐單元雖然放置在PCB板或陶瓷基板或其他材料的基板和MEMS傳感器芯片中間，然而其所解決的技術問題不僅在于支撐MEMS芯片單元，支撐單元2的設置除了支撐MEMS芯片單元外，更進一步使得在與PCB板或陶瓷基板接觸的過程中由于熱失配而導致的變形會主要發生在支撐單元上，降低了芯片單元的變形，從而降低或消除了對薄膜元件的影響。
[0036]進一步地，如圖1所示，芯片單元設置有芯片主體lb及芯片基板lc，芯片主體lb具有貫穿自身頂部和自身底部的開口 5，薄膜元件la和芯片基板lc分設在所述芯片主體lb的頂部和底部一側，以通過所述芯片主體lb、芯片基板lc及薄膜元件la圍成所述腔體結構6。薄膜元件la及焊盤3位于所