[发明专利]具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片及其制作方法

权利要求书

1.具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片的制作方法，步骤为：

（1）底板圆片制作：在一双面抛光的单晶Si圆片上表面形成底板密封区、底板引线区、键合柱、下凹腔和底板沟槽，然后在整个双面抛光的单晶Si圆片上表面生长绝缘层，就制作完成底板圆片；

（2）键合圆片制作：将一重掺杂双面抛光的Si圆片作为MEMS结构层圆片，与步骤（1）制作的底板圆片的底板密封区、键合柱和底板引线区通过绝缘层键合在一起，然后磨削MEMS结构层圆片到10～100 μm，形成MEMS结构层，完成键合圆片的制作；

（3）MEMS结构圆片制作：在步骤（2）制作的键合圆片的MEMS结构层上通过掩模蚀刻形成MEMS结构、MEMS密封区和MEMS引线区，露出底板沟槽，MEMS引线区的端面与底板沟槽的端面之间的间距为0～10 μm，MEMS结构的锚点固定为键合柱上，完成MEMS结圆片的制作；

（4）具有金属层的MEMS结构圆片的制作：将具有凹腔和窗口的掩模圆片对准贴合在步骤（3）制作的MEMS结构圆片上，MEMS结构圆片的底板沟槽位于掩模圆片的窗口内，淀积金属层，移除掩模圆片，完成具有金属层的MEMS结构圆片的制作；

（5）盖板圆片制作：在一双面抛光的Si圆片上形成上凹腔和密封环，在密封环上丝网印刷低温玻璃浆料，预烧结成玻璃浆料层，完成盖板圆片制作；

（6）具有垂直压焊块的圆片级封装的MEMS圆片形成：将步骤（5）制作的盖板圆片与步骤（4）制作的具有金属层的MEMS结构圆片键合在一起，形成具有垂直压焊块的圆片级封装的MEMS圆片；键合后的上凹腔、下凹腔、玻璃浆料层、MEMS密封区、MEMS引线区、底板密封区和绝缘层共同围成密封腔，MEMS结构可在密封腔内自由活动；

（7）具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片形成：切割步骤（6）制作的圆片级封装的MEMS圆片的盖板圆片，露出金属层，形成半切割的MEMS圆片；切割半切割MEMS圆片的MEMS层和底板圆片，金属层沿底板沟槽底部被切开，其中位于底板沟槽侧面的金属层形成垂直压焊块，位于MEMS引线区的金属层既作为与MEMS结构层的电接触区，也在后续封装中用作水平压焊块，完成具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片的制作。

2.根据权利要求1所述的具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片的制作方法，其特征在于： 步骤（4）所述的掩模圆片的制作过程是：在一个Si圆片上通过光刻和干法Si反应离子蚀刻工艺蚀刻出凹腔，所述的凹腔深度为2～50 μm，然后再对Si圆片进行光刻和深Si反应离子蚀刻，将Si圆片蚀刻穿，形成窗口，即完成掩模圆片的制作。

3.根据权利要求1所述的具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片的制作方法，其特征在于：步骤（4）所述的金属层的材料是Al、Au、Pt、Ni或Cu，厚度为0.2～2 μm。

4.根据权利要求1所述的具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片的制作方法，其特征在于：步骤（5）还在上凹腔内制作档杆。

5.根据权利要求1所述的具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片的制作方法，其特征在于：步骤（5）还在上凹腔内制作吸气剂。

6.根据权利要求4或5所述的具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片的制作方法，其特征在于：步骤（5）还蚀刻出了引线侧上凹腔和密封侧上凹腔，引线侧上凹腔与上凹腔之间和密封侧上凹腔与上凹腔之间都有密封环隔离。

7.根据权利要求1所述的具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片的制作方法，其特征在于：步骤（1）还在底板沟槽顶部上形成倒角，步骤（4）在倒角斜面也淀积金属层。