[发明专利]封装结构及其制造方法

说明书

本发明提供一种封装结构及其制造方法。所述封装结构包括具有凹口的基板及依序形成于基板上的第一微机电系统芯片、第一中间芯片、第二微机电系统芯片及第一盖板。第一微机电系统芯片的下表面具有第一感测器或微致动器。第二微机电系统芯片的上表面具有第二感测器或微致动器。第一中间芯片具有基板穿孔，且包括信号转换单元、逻辑运算单元、控制单元或上述的组合。此封装结构包括第一感测器及第二感测器中的至少一者。

技术领域

本发明有关于一种封装结构，且特别有关于一种具有三维微机电系统芯片堆叠的封装结构及其制造方法。

背景技术

微机电系统(microelectromechanical system,MEMS)是结合微电子技术与机械工程的一种技术。MEMS技术使得许多工业器械能够微型化。微机电装置通常包括一个微型处理器及至少一个用以取得外界信息的微型感测器。

对于目前的MEMS装置而言，通常需要将多个MEMS元件组装在同一个封装结构中，并且需要整合这些MEMS元件的运作。然而，若两个MEMS元件过于接近，则两者的信号可能会彼此干扰。如此将造成MEMS装置的成品率及可靠度降低。

另一方面，在MEMS装置的封装结构中，每一个MEMS元件通常是独立的，需要通过各自的控制芯片(chip)进行控制。再者，通常需要额外的控制或运算单元整合或处理来自不同MEMS元件的信号。因此，MEMS装置的面积较大，而不利于封装结构的微型化。

因此，在本技术领域中，对于具有高成品率及高可靠度的MEMS装置的封装结构及其制造方法仍有所需求。

发明内容

本发明实施例提供一种具有MEMS装置的封装结构的制造方法，能够改善MEMS装置的成品率及可靠度，而且能够有利于封装结构的微型化。

本发明的一实施例揭示一种封装结构，包括：基板，具有凹口；第一微机电系统(MEMS)芯片(chip)，形成于基板上，其中第一MEMS芯片具有基板穿孔，第一MEMS芯片的下表面具有第一感测器或微致动器，且第一感测器或微致动器位于凹口中；第一中间芯片，形成于第一MEMS芯片上，其中第一中间芯片具有基板穿孔，且第一中间芯片包括信号转换单元、逻辑运算单元、控制单元或上述的组合；第二微机电系统(MEMS)芯片，形成于第一中间芯片上，其中第二MEMS芯片具有基板穿孔，第二MEMS芯片的上表面具有第二感测器或微致动器，且封装结构包括第一感测器及第二感测器中的至少一者；以及第一盖板，形成于第二MEMS芯片上，其中第一盖板提供容置空间，且位于第二MEMS芯片的上表面上的第二感测器或微致动器位于容置空间中。

本发明的另一实施例揭示一种封装结构的制造方法，包括：提供基板，其中基板具有多个凹口；在基板上形成多个第一MEMS芯片，其中多个第一MEMS芯片的每一者具有基板穿孔，多个第一MEMS芯片的每一者的下表面具有第一感测器或微致动器，且第一感测器或微致动器位于多个凹口的其中一者中；在基板上形成多个第一中间芯片，其中多个第一中间芯片的每一者分别形成于多个第一MEMS芯片的其中一者之上，其中多个第一中间芯片的每一者具有基板穿孔，且多个第一中间芯片的每一者包括信号转换单元、逻辑运算单元、控制单元或上述的组合；在多个第一中间芯片上形成多个第二MEMS芯片，其中多个第二MEMS芯片的每一者具有基板穿孔，其中多个第二MEMS芯片的每一者的上表面具有第二感测器或微致动器，且其中封装结构包括第一感测器及第二感测器中的至少一者；以及在多个第二MEMS芯片上形成多个第一盖板，其中多个第一盖板的每一者提供容置空间，且位于多个第二MEMS芯片的每一者的上表面上的第二感测器或微致动器位于容置空间中。

在本发明实施例所提供的具有MEMS装置的封装结构中，在垂直堆叠的两个MEMS芯片之间设置至少一个中间芯片。藉由中间芯片增加两个MEMS芯片之间的距离，能够减少MEMS芯片之间的信号干扰。因此，能够大幅改善成品率及可靠度，且有利于封装结构的微型化。此外，本发明实施例所提供的具有MEMS装置的封装结构中，可在同一封装结构中整合3个以上具有不同功能的MEMS芯片，而不会明显增加封装结构的面积。