[实用新型]可缓解盖板应力的MEMS封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及MEMS芯片的晶圆级封装，尤其涉及一 种可缓解盖板应力的MEMS封装结构。

背景技术

MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems)芯片，如加速度 计，在封装过程中，为了保证其功能区精密组件的正常工作， 降低外界环境对功能区的不利影响，通常使用一带空腔的盖 板，键合到MEMS芯片的功能面上，为其组件营造密封环境。

然而，仅一表面有空腔的盖板为不对称结构，很容易导致 盖板有翘曲，而键合工艺对翘曲有较严的管控，因此翘曲严重 的盖板易产生边缘未键合上等异常，以致带来芯片可靠性的问 题。此外，MEMS芯片对应力比较敏感，在封装过程中，还 需要考量芯片最终焊接到功能板上的应力分布问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种可缓解盖板 应力的MEMS封装结构，通过将MEMS封装结构的盖板设计 成一表面上具有空腔，另一表面上刻出若干凹槽的结构，可以 缓解盖板与MEMS芯片键合时，由于空腔导致的盖板应力， 以削减翘曲度，提高盖板与MEMS芯片的键合效果。还可以 缓解盖板与电路板(功能基板)键合时的焊接应力，以提高 MEMS芯片的封装可靠性。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种可缓解盖板应力的MEMS封装结构，包括：

MEMS芯片，所述MEMS芯片具有功能区和位于功能区 周边的若干焊垫；

盖板，所述盖板具有第一表面和与其相对的第二表面，所 述第一表面具有空腔，所述第二表面上形成有若干凹槽，所述 盖板上还形成有贯通的至少一开口，所述盖板的第一表面与所 述MEMS芯片的功能面键合在一起，使所述空腔罩住所述 MEMS芯片的功能区；

电导通结构，形成于所述盖板的第二表面上，其电性通过 所述开口引至所述MEMS芯片的焊垫上。

进一步的，若干所述凹槽的横截面形状包括方形、三角形、 多边形、圆形、椭圆形、菱形和不规则图形中的一种或多种。

进一步的，所述凹槽横截面形状的外接圆直径范围为 2～5μm；所述凹槽的深度为1～10μm。

进一步的，若干所述凹槽整体所占面积大于所述盖板表面 面积的1/3。

进一步的，所述MEMS芯片的功能面与所述盖板的第一 表面通过一密封圈和若干第一焊接部进行键合连接，使键合后 的密封圈密封环绕所述MEMS芯片的功能区，且所述电导通 结构引至所述盖板第一表面后通过所述第一焊接部电连接所 述MEMS芯片的焊垫。

进一步的，所述MEMS芯片的功能面除功能区和焊垫以 外的区域上覆盖有一层绝缘层，所述绝缘层上设有环绕所述功 能区的具有设定宽度和设定高度的密封圈连接点，每个所述焊 垫上制作有微凸点连接点；所述盖板的第一表面对应位置上设 有具有设定宽度和设定高度的密封圈，所述盖板的第一表面对 应位置上制作有焊料微凸点，且该焊料微凸点与引至所述盖板 的第一表面的电导通结构电连接，所述密封圈与所述密封圈连 接点之间键合密封连接，所述焊料微凸点与所述微凸点连接点 之间键合电连接。

进一步的，所述密封圈的外边缘延伸并靠近所述MEMS 芯片的边缘，并与所述MEMS芯片的边缘相隔一第一距离； 所述焊料微凸点内嵌在所述密封圈中，并与所述密封圈之间相 隔一隔离间隙。

进一步的，所述电导通结构包括：

钝化层，覆盖在所述盖板的第二表面上、所述凹槽内及所 述开口的侧壁上；

金属线路，形成于所述钝化层上，且其电性通过所述开口 引至所述MEMS芯片的焊垫上；

保护层，形成于所述盖板第二表面的金属线路上及所述开 口内的金属线路上；所述保护层上形成有电连接所述金属线路 的若干第二焊接部；

另设有电路板，所述电路板与所述第二焊接部电连接。