[发明专利]MEMS传感器的封装方法及封装结构

说明书

本发明适用于半导体技术领域，提供了一种MEMS传感器的封装方法及封装结构，所述方法包括：使用PCB基板或者塑封空腔金属引线框架作为基底；将目标垫片固定在所述基底的预设位置处；将MEMS传感器芯片固定在所述目标垫片上；将所述MEMS传感器芯片与所述基底进行电气连接；在所述MEMS传感器芯片的表面设置保护层；根据所述目标垫片和设置保护层后的MEMS传感器芯片，对所述基底进行切割，通过在传感器芯片与基底之间采用垫片结构，实现较好的结构应力隔离和温度应力匹配，提高MEMS传感器的性能。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种MEMS传感器的封装方法及封装结构。

背景技术

微机电系统(Micro-Electro-Mechanical-System，MEMS)传感器芯片通常包含支撑梁或者支撑薄膜结构，其传感器原理通常采用应力应变原理，因此，结构应力和温度应力都会对其产生交叉耦合干扰，造成传感器性能劣化，而且，结构应力和温度应力还有可能导致MEMS传感器芯片损坏失效。

高性能MEMS传感器通常采用陶瓷管壳或者金属可伐管壳封装，但是，陶瓷管壳或者金属可伐管壳通常比较昂贵，制约了其在成本敏感型应用中的使用。低成本MEMS传感器通常采用印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)基板或者塑封金属引线框架材料进行封装，但是，PCB基板或者塑封金属引线框架材料与MEMS传感器芯片存在较大温度失配，严重制约MEMS传感器的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种MEMS传感器的封装方法及封装结构，在传感器芯片与基底之间采用垫片结构，实现较好的结构应力隔离和温度应力匹配，提高MEMS传感器的性能。

本发明实施例的第一方面提供了一种MEMS传感器的封装方法，包括：

使用PCB基板或者塑封空腔金属引线框架作为基底；

将目标垫片固定在所述基底的预设位置处；

将MEMS传感器芯片固定在所述目标垫片上；

将所述MEMS传感器芯片与所述基底进行电气连接；

在所述MEMS传感器芯片的表面设置保护层；

根据所述目标垫片和设置保护层后的MEMS传感器芯片，对所述基底进行切割。

此外，在一个具体示例中，上述MEMS传感器的封装方法，还包括：

在所述基底的特定位置开孔；

在所述目标垫片上开孔，其中，所述目标垫片的开孔位置与所述基底的开孔位置对应；

在所述MEMS传感器芯片上开孔，其中，所述MEMS传感器芯片的开孔位置与所述目标垫片的开孔位置对应。

此外，在一个具体示例中，所述将目标垫片固定在所述基底的预设位置处包括：

采用低应力胶或者低应力焊料将所述目标垫片固定在所述基底的预设位置处，所述低应力胶为硅胶或硅酮胶，所述低应力焊料为铅锡焊料。

此外，在一个具体示例中，所述将所述MEMS传感器芯片与所述基底进行电气连接包括：

采用引线键合工艺完成所述MEMS传感器芯片与所述基底的电气连接。

此外，在一个具体示例中，所述在所述MEMS传感器芯片的表面设置保护层包括：

采用气相沉积工艺和/或灌封方法在所述MEMS传感器芯片的表面形成保护层，所述保护层的结构为单层结构或者多层复合结构，所述保护层的材质为硅凝胶或者派瑞林。

此外，在一个具体示例中，所述目标垫片的材质为硅、陶瓷或金属，所述目标垫片的厚度为0.1毫米至1毫米。