[发明专利]一种基于窗口式基板的无引线MEMS芯片封装结构及其工艺

说明书

本发明公开了一种基于窗口式基板的无引线MEMS芯片封装结构及其工艺，结构包含基板、芯片、共振腔和塑封结构，所述共振腔设置在芯片的正面，芯片倒装在基板的上表面，使芯片的正面朝下，基板上设置有避让共振腔的槽孔，基板的下表面上设置有多个锡球；所述塑封结构将芯片和共振腔塑封在基板上，并将上述槽孔封闭；芯片通过倒装的方式安装在基板上，共振腔倒置使整体厚度大为缩减，可以满足厚度<1mm的设计需求；工艺根据上述倒装封装结构设计，工序顺序优化，在保证生产封装过程稳定可靠的前提下，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及一种基于窗口式基板的无引线MEMS芯片封装结构及其工艺。

背景技术

目前，随着自动驾驶以及5G技术的发展，RF-MEMS技术的应用越来越普及，RF-射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称,所谓RF-MEMS是用MEMS技术加工的RF产品。RF-MEMS技术可望实现和MMIC的高度集成，使制作集信息的采集、处理、传输、处理和执行于一体的系统集成芯片（SOC）成为可能。按微电子技术的理念，不仅可以进行圆片级生产、产品批量化，而且具有价格便宜、体积小、重量轻、可靠性高等优点。

RF-MEMS器件主要可以分为两大类：一类称为无源MEMS，其结构无可动零件；另一类称为有源MEMS，有可动结构，在电应力作用下，可动零件会发生形变或移动。

射频微机电系统(RF-MEMS)是MEMS技术的重要应用领域之一，也是二十世纪九十年代以来MEMS领域的研究热点。RF-MEMS用于射频和微波频率电路中的信号处理，是一项将能对现有雷达和通讯中射频结构产生重大影响的技术。随着信息时代的来临，在无线通信领域，特别是在移动通信和卫星通信领域，正迫切需要一些低功耗、超小型化且能与信号处理电路集成的平面结构的新型器件，并希望能覆盖包括微波、毫米波和亚毫米波在内的宽频波段。而目前的通讯系统中仍有大量不可或缺的片外分立元件，例如电感、可变电容、滤波器、耦合器、移相器、开关阵列等，成为限制系统尺寸进一步缩小的瓶颈,RF-MEMS技术的出现有望解决这个难题。采用RF-MEMS技术制造的无源器件能够直接和有源电路集成在同一芯片内，实现射频系统的片内高集成，消除由分立元件带来的寄生损耗，真正做到系统的高内聚，低耦合。

现有的RF-MEMS封装技术如附图1所示，包括基板11、芯片12、共振腔13、塑封结构14和键合线15，共振腔13设置在芯片12的上表面，芯片12设置在基板11的上表面，并通过键合线15与基板11电连接，塑封结构14将芯片12和共振腔13塑封在基板11上；这种封装方式结构简单，可靠性高，封装成本低，但由于共振腔13的高度和尺寸的特殊性，造成整体封装厚度>1.8 mm，而当下封装设计厚度需要<1mm，现有的封装结构无法达到此要求。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种基于窗口式基板的无引线MEMS芯片封装结构及其工艺。

本发明的技术解决方案是这样实现的：一种基于窗口式基板的无引线MEMS芯片封装结构，包含基板、芯片、共振腔和塑封结构，所述共振腔设置在芯片的正面，芯片倒装在基板的上表面，使芯片的正面朝下，基板上设置有避让共振腔的槽孔，基板的下表面上设置有多个锡球；所述塑封结构将芯片和共振腔塑封在基板上，并将上述槽孔封闭。

优选的，所述芯片通过锡焊倒装在基板上。

优选的，所述塑封结构的厚度小于1mm。

一种基于窗口式基板的无引线MEMS芯片封装工艺，包含以下步骤：

①提供晶元，并在晶元的正面粘贴层压胶带，保护电路区域；

②对晶元的背面进行磨削，使其达到封装要求的厚度；

③晶元锯片；

④提供基板，并在基板的每个安装芯片的位置上加工槽孔，并布置锡焊；