[实用新型]一种具有应力缓冲结构的MEMS芯片

说明书

本实用新型公开了一种具有应力缓冲结构的MEMS芯片，由第一MEMS芯片和应力缓冲结构构成，应力缓冲结构通过中心埋氧与第一MEMS芯片的底板连接，所述的应力缓冲结构由连接区、应力缓冲弹簧和外框构成，应力缓冲弹簧位于外框和连接区之间，连接区的投影面积占第一MEMS芯片投影面积的1/10～1/3，应力缓冲结构上均布有释放孔，应力缓冲结构的外框边缘位于第一MEMS芯片边缘的投影区内，应力缓冲结构的横截面面积小于第一MEMS芯片的横截面面积。本实用新型制造的具有应力缓冲结构的MEMS芯片的应力缓冲结构通过中心埋氧连接在MEMS芯片的底部，达到降低封装应力的目的，其优点在于工艺简单、芯片面积小、封装成品率高、成本低。

技术领域

本实用新型涉及芯片的制造领域，具体是一种具有应力缓冲结构的MEMS芯片。

背景技术

MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）是微机电系统的缩写，MEMS芯片制造技术利用微细加工技术，特别是半导体圆片制造技术，制造出各种微型机械结构，结合专用集成电路（ASIC），组成智能化的微传感器、微执行器、微光学器件等MEMS元器件。一些MEMS芯片（如加速度计、陀螺仪、振荡器等）通常在圆片加工过程中将脆弱的MEMS结构密封在带有空腔在上下盖帽中加以保护，形成圆片级封装的MEMS芯片。这些圆片级封装的MEMS芯片（特别是工业级MEMS芯片）通常需要与独立的信号处理电路芯片（专用集成电路，ASIC）封装在一个陶瓷、金属或预成型的塑料管壳中，形成一个真正的微机电系统器件。

MEMS芯片的材料绝大部分是Si，由于封装管壳的材料与MEMX芯片材料不一致，例如Si的热膨胀系数为2.5 ppm/K，而氧化铝陶瓷的热膨胀系数为7 ppm/K，贴装在陶瓷管壳底板上的MEMS芯片在外界温度变化时，由热膨胀系数不匹配导致的应力作用在MEMS芯片上，该应力引起MEMS器件性能下降，甚至失效。降低这种由封装引起的应力的方法主要有以下几种：1、采用与MEMS芯片相同材料或热膨胀系数相近材料作为封装管壳底板，相似地，在MEMS芯片与封装管壳底板间插入与MEMS芯片相同材料的衬板；2、减少MEMS芯片与封装管壳的接触面积；3、在MEMS芯片或封装插入衬板上制作应力缓冲结构；4、采用软胶粘贴MEMS芯片。这几种方法各有优缺点，其中以应力缓冲结构的效果最好。