[发明专利]低应力MEMS封装结构及其封装方法

说明书

本发明公开了一种低应力MEMS封装结构及其封装方法，包括平面载体、芯片、封装盖和保护膜，芯片固定设置于平面载体的一表面上，且芯片上的电极与平面载体上的引脚键合连接；封装盖罩设于芯片外、并同时与平面载体的一表面固定连接，且封装盖与平面载体一表面一起合围成的腔室还形成为真空状态；保护膜通过真空覆膜技术及高温压膜固化技术密封包裹于封装盖外，以确保该腔室保持真空状态。该低应力MEMS封装结构及其封装方法可有效克服因多种材料结合而产生的应力影响、以及有效避免外界湿度、压力等对产品稳定性造成影响，大大提升了MEMS封装结构的性能。

技术领域

本发明涉及MEMS封装技术领域，具体提供一种低应力MEMS封装结构及其封装方法。

背景技术

随着MEMS封装技术深入发展，MEMS器件的应用也越来越广泛，并且对MEMS器件的要求也越来越高，诸如对MEMS器件的噪声要求、漂移等等；而且随着电子产品的发展，对利用MEMS器件进行的检测精度等等也提出了更高要求。

MEMS器件的检测是通过微机械运动来实现的，而对微机械运动造成影响的机械应力，一直是困扰MEMS器件性能提升的主要因素之一，其应力来源主要是由MEMS封装后相互接触的材料不同等引起的，例如：包裹MEMS芯片的塑封树脂，贴盖后的焊接回流等。特别是对于目前广泛应用的多芯片组装SiP，MEMS产品的外形体积越来越小，可达2mm*2mm*1.1mm，那么在此体积条件下，封装把多种材料置于一起，产生的应力影响特别明显(尤其是在温度发生变化时)，从而造成产品的特性诸如灵敏度、零点漂移等恶化。

为了解决上述技术问题，目前有部分厂家采用了开孔的金属帽封装结构，见附图1所示。但由于要确保后续电子装配的回流高温，金属帽须采用上部开孔的方式进行，但这样会造成封盖后的产品在使用过程中，外界的灰尘、湿气等会通过小孔进入MEMS产品内，从而对产品特性造成影响，无法避免长期使用MEMS传感器信号逐渐恶化的弊端。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种低应力MEMS封装结构及其封装方法，该封装方法合理、易实施，能够有效克服因多种材料结合而产生的应力影响、以及有效避免外界湿度、压力等对产品稳定性造成影响，大大提升了MEMS封装结构的性能。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低应力MEMS封装结构，包括平面载体、芯片、封装盖和保护膜，所述芯片固定设置于所述平面载体的一表面上，且所述芯片上的电极与所述平面载体上的引脚键合连接；所述封装盖罩设于所述芯片外、并同时与所述平面载体的一表面固定连接，且所述封装盖与所述平面载体一表面一起合围成的腔室还形成为真空状态；所述保护膜密封包裹于所述封装盖外，以确保该腔室保持真空状态。

作为本发明的进一步改进，所述封装盖为由金属材料制成的中空罩盖结构，所述中空罩盖结构的顶部封闭、底部开口，并在所述中空罩盖结构的侧立壁上开设有小孔；

当所述中空罩盖结构罩设于所述芯片外后，所述中空罩盖结构的底开口通过锡膏与所述平面载体的一表面固定连接；并且当对该腔室抽真空时，该腔室内的空气经所述小孔排出。

作为本发明的进一步改进，在所述中空罩盖结构的相对两侧立壁上对称开设有两个所述小孔。

作为本发明的进一步改进，所述芯片通过装片胶粘接固定于所述平面载体的一表面上，并利用金丝球焊工艺将所述芯片上的电极与所述平面载体上的引脚键合连接；

所述保护膜采用耐高温环氧膜，其通过真空覆膜技术及高温压膜固化技术密封包裹于所述封装盖外。

本发明还提供了一种低应力MEMS封装结构的封装方法，包括以下步骤：

S1)、提供一平面载体，在所述平面载体的一表面上阵列固设有若干芯片，并通过金丝球焊工艺将若干所述芯片上的电极对应与所述平面载体上的引脚键合连接；