[实用新型]MEMS芯片封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种芯片封装结构，尤其涉及一种MEMS 芯片封装结构。

背景技术

微电子机械系统(MEMS:MicroElectroMechanical Systems)是自上个世纪80年代以来发展起来的一种新型多学 科交叉的前沿技术，它融合了微电子学与微机械学，将集成电 路制造工艺中的硅微细加工技术和机械工业中的微机械加工 技术结合起来，制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传 感器、执行器、驱动器和微系统。

对于MEMS封装而言，既要实现将芯片及内部线路连接 部分保护起来，又要保证焊垫外露。传统方法一般是芯片装片 和焊线后利用金属盖或塑料盖将其包封起来，对某些半导体 MEMS芯片而言，需要高真空应用环境，因此，对于这种半 导体MEMS封装技术需要在芯片功能区周围设密封环以保证 芯片功能区的气密性，现有技术中，通常将密封环与边缘的导 电凸点隔开一定的距离，具体宽度根据MEMS芯片大小而制 定。但是，这种结构的键合有待进一步改进，以满足对密封环 的密封性，抗气压能力，黏结性和可靠性提出的更高要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种MEMS芯 片封装结构，通过在密封环周围与盖板之间增设缓冲层，增加 了密封环与盖板的结合力，保证了密封能力，并提高了抗气压 能力，增加了可靠性。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种MEMS芯片封装结构，包括：盖板和MEMS芯片， 所述MEMS芯片的功能面具有功能区和位于功能区周边的若 干焊垫，所述焊垫与所述功能区电性相连；所述盖板具有第一 表面和与其相对的第二表面，所述盖板的第一表面上铺设有第 一绝缘层，所述第一绝缘层上铺设有第一金属线路层，所述第 一绝缘层上除所述第一金属线路层外的区域上及所述第一金 属线路层上铺设有缓冲层，所述第一金属线路层上预设有密封 环连接部和与若干所述焊垫相对应的导电凸点连接部，所述缓 冲层上开设有暴露所述密封环连接部的第一开口和暴露所述 导电凸点连接部的第二开口，所述第一开口内制作有密封环， 所述第二开口内制作有导电凸点；所述导电凸点与所述MEMS 芯片的功能面的所述焊垫键合在一起，使所述密封环密封环绕 在所述MEMS芯片的功能区外；所述盖板的第二表面上形成 有电导通结构，将所述盖板第一表面的所述第一金属线路层的 电性引至所述盖板第二表面上。

进一步的，所述盖板第一表面的缓冲层上对应所述 MEMS芯片的功能区的位置形成一空腔，且所述空腔位于所 述密封环内，并罩住所述MEMS芯片的功能区。

进一步的，所述盖板的材质与所述MEMS芯片的基底材 质相同。

进一步的，所述密封环的厚度为2μm～50μm，其材质包 括铜、锡、镍、银、金、钛的一种或多种。

进一步的，所述密封环与所述导电凸点的材料相同，均为 金属材料，且所述密封环的高度与所述导电凸点的高度相同。

进一步的，所述电导通结构包括：

引线开口，形成于所述盖板第二表面上并延伸至所述第一 金属线路层上；

第二绝缘层，覆盖在所述盖板的第二表面上及所述引线开 口的侧壁上；

第二金属线路层，形成于所述第二绝缘层上，电性连接所 述第一金属线路层，并引至所述盖板的第二表面上；

保护层，覆盖于所述盖板第二表面及所述第二金属线路层 上；所述保护层上形成有电连接所述第二金属线路层的预留焊 盘的焊球。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种MEMS 芯片封装结构，首先，第一绝缘层上除第一金属线路层外的区 域上及所述第一金属线路层上铺设有缓冲层，增加了密封环与 盖板的结合力，保证了密封能力，并提高了抗气压能力，增加 了可靠性，同时由于缓冲层(比如聚亚酰胺)的刚性较弱，有 利于释放应力；其次，该封装工艺的互连线是从盖板上而不是 从MEMS芯片基底上引出这就大大降低了应力对器件性能的 影响；另外，采用与MEMS基底材质相同的盖板降低了传统 的与玻璃键合时热膨胀系数过大的问题；最后，盖板上设有空 腔，MEMS芯片的功能面与盖板的第一表面的键合连接通过 密封环和若干导电凸点实现，密封环密封环绕MEMS芯片的 功能区，为功能区的功能组件提供密封的工作空间，这对芯片 功能区有很好的保护作用。

附图说明