Mems芯片封裝結構的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及一種芯片封裝結構，尤其涉及一種MEMS芯片封裝結構。
【背景技術】
[0002]微電子機械系統(MEMS:MicroElectro Mechanical Systems)是自上個世紀80年代以來發展起來的一種新型多學科交叉的前沿技術，它融合了微電子學與微機械學，將集成電路制造工藝中的硅微細加工技術和機械工業中的微機械加工技術結合起來，制造出各種性能優異、價格低廉、微型化的傳感器、執行器、驅動器和微系統。
[0003]對于MEMS封裝而言，既要實現將芯片及內部線路連接部分保護起來，又要保證焊墊外露。傳統方法一般是芯片裝片和焊線后利用金屬蓋或塑料蓋將其包封起來，對某些半導體MEMS芯片而言，需要高真空應用環境，因此，對于這種半導體MEMS封裝技術需要在芯片功能區周圍設密封環以保證芯片功能區的氣密性，現有技術中，通常將密封環與邊緣的導電凸點隔開一定的距離，具體寬度根據MEMS芯片大小而制定。但是，這種結構的鍵合有待進一步改進，以滿足對密封環的密封性，抗氣壓能力，黏結性和可靠性提出的更高要求。
【發明內容】
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種MEMS芯片封裝結構，通過在密封環周圍與蓋板之間增設緩沖層，增加了密封環與蓋板的結合力，保證了密封能力，并提高了抗氣壓能力，增加了可靠性。
[0005]本實用新型的技術方案是這樣實現的:
[0006]一種MEMS芯片封裝結構，包括:蓋板和MEMS芯片，所述MEMS芯片的功能面具有功能區和位于功能區周邊的若干焊墊，所述焊墊與所述功能區電性相連;所述蓋板具有第一表面和與其相對的第二表面，所述蓋板的第一表面上鋪設有第一絕緣層，所述第一絕緣層上鋪設有第一金屬線路層，所述第一絕緣層上除所述第一金屬線路層外的區域上及所述第一金屬線路層上鋪設有緩沖層，所述第一金屬線路層上預設有密封環連接部和與若干所述焊墊相對應的導電凸點連接部，所述緩沖層上開設有暴露所述密封環連接部的第一開口和暴露所述導電凸點連接部的第二開口，所述第一開口內制作有密封環，所述第二開口內制作有導電凸點；所述導電凸點與所述MEMS芯片的功能面的所述焊墊鍵合在一起，使所述密封環密封環繞在所述MEMS芯片的功能區外;所述蓋板的第二表面上形成有電導通結構，將所述蓋板第一表面的所述第一金屬線路層的電性引至所述蓋板第二表面上。
[0007]進一步的，所述蓋板第一表面的緩沖層上對應所述MEMS芯片的功能區的位置形成一空腔，且所述空腔位于所述密封環內，并罩住所述MEMS芯片的功能區。
[0008]進一步的，所述蓋板的材質與所述MEMS芯片的基底材質相同。
[OOO9 ]進一步的，所述密封環的厚度為2μηι?50μηι，其材質包括銅、錫、鎳、銀、金、鈦的一種或多種。
[0010]進一步的，所述密封環與所述導電凸點的材料相同，均為金屬材料，且所述密封環的高度與所述導電凸點的高度相同。
[0011]進一步的，所述電導通結構包括:
[0012]引線開口，形成于所述蓋板第二表面上并延伸至所述第一金屬線路層上；
[0013]第二絕緣層，覆蓋在所述蓋板的第二表面上及所述引線開口的側壁上；
[0014]第二金屬線路層，形成于所述第二絕緣層上，電性連接所述第一金屬線路層，并引至所述蓋板的第二表面上；
[0015]保護層，覆蓋于所述蓋板第二表面及所述第二金屬線路層上;所述保護層上形成有電連接所述第二金屬線路層的預留焊盤的焊球。
[0016]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供一種MEMS芯片封裝結構，首先，第一絕緣層上除第一金屬線路層外的區域上及所述第一金屬線路層上鋪設有緩沖層，增加了密封環與蓋板的結合力，保證了密封能力，并提高了抗氣壓能力，增加了可靠性，同時由于緩沖層(比如聚亞酰胺)的剛性較弱，有利于釋放應力;其次，該封裝工藝的互連線是從蓋板上而不是從MEMS芯片基底上引出這就大大降低了應力對器件性能的影響；另外，采用與MEMS基底材質相同的蓋板降低了傳統的與玻璃鍵合時熱膨脹系數過大的問題;最后，蓋板上設有空腔，MEMS芯片的功能面與蓋板的第一表面的鍵合連接通過密封環和若干導電凸點實現，密封環密封環繞MEMS芯片的功能區，為功能區的功能組件提供密封的工作空間，這對芯片功能區有很好的保護作用。
【附圖說明】
[0017]圖1為含有功能區和焊墊的MEMS芯片示意圖；
[0018]圖2為第二表面含有預留焊盤位置的蓋板示意圖；
[0019]圖3為在蓋板第一表面鋪設第一絕緣層的結構示意圖；
[0020]圖4為在蓋板第一表面鋪設第一金屬線路層的結構示意圖；
[0021]圖5為在蓋板第一表面鋪設緩沖層并形成第一開口和第二開口的結構示意圖；
[0022]圖6為在蓋板第一表面形成密封環和導電凸點的結構示意圖；
[0023]圖7為蓋板與MEMS芯片鍵合的結構示意圖；
[0024]圖8為MEMS芯片封裝完成之后的結構示意圖。
[0025]結合附圖，作以下說明:
[0026]1-蓋板2-MEMS 芯片
[0027]201-功能面202-功能區
[0028]203-焊墊3-第一絕緣層
[0029]4-第一金屬線路層401-密封環連接部
[0030]402-導電凸點連接部5-緩沖層
[0031]501-第一開口502-第二開口
[0032]6-密封環7-導電凸點
[0033]8-空腔9-引線開口
[0034]10-第二絕緣層11-第二金屬線路層
[0035]12-保護層13-焊球
【具體實施方式】
[0036]為使本實用新型的技術方案能夠更加易懂，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明。為方便說明，實施例附圖的結構中各組成部分未按正常比例縮放，故不代表實施例中各結構的實際相對大小。
[0037]如圖8所示，一種MEMS芯片封裝結構，包括:蓋板I和MEMS芯片2，所述MEMS芯片的功能面201具有功能區202和位于功能區周邊的若干焊墊203，所述焊墊與所述功能區電性相連;所述蓋板具有第一表面和與其相對的第二表面，所述蓋板的第一表面上鋪設有第一絕緣層3，所述第一絕緣層上鋪設有第一金屬線路層4，所述第一絕緣層上除所述第一金屬線路層外的區域上及所述第一金屬線路層上鋪設有緩沖層5，所述第一金屬線路層上預設有密封環連接部401和與若干所述焊墊相對應的導電凸點連接部402，所述緩沖層上開設有暴露所述密封環連接部的第一開口 501和暴露所述導電凸點連接部的第二開口 502，所述第一開口內制作有密封環6，所述第二開口內制作有導電凸點7;所述導電凸點與所述MEMS芯片的功能面的所述焊墊鍵合在一起，使所述密封環密封環繞在所述MEMS芯片的功能區外;所述蓋板的第二表面上形成有電導通結構，將所述蓋板第一表面的所述第一金屬線路層的電性引至所述蓋板第二表面上。這樣，第一絕緣層上除第一金屬線路層外的區域上及所述第一金屬線路層上鋪設有緩沖層，增加了密封環與蓋板的結合力，保證了密封能力，并提高了抗氣壓能力，增加了可靠性，同時由于緩沖層的剛性較弱，有利于釋放應力;其次，該封裝工藝的互連線是從蓋板上而不是從MEMS芯片基底上引出這就大大降低了應力對器件性能的影響。
[0038]優選的，所述蓋板第一表面的緩沖層上對應所述MEMS芯片的功能區的位置形成一空腔8，且所述空腔位于所述密封環內，并罩住所述MEMS芯片的功能區。這樣，為功能區的功能組件提供了密封的工作空間，這對芯片功能區有很好的保護作用。
[0039]優選的，所述蓋板的材質與所述MEMS芯片的基底材質相同；降低了傳統的與玻璃鍵合時熱膨脹系數過大的問題。
[°04°]優選的，所述密封環的厚度為2μηι?50μηι，其材質包括銅、錫、鎳、銀、金、鈦的一種或多種。
[0041]優選的，所述密封環與所述導電凸點的材料相同，均為金屬材料，且所述密封環的高度與所述導電凸點的高度相同。<