[发明专利]具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片及其制作方法

摘要

本发明公开了具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片及其制作方法，由盖板、MEMS结构层和底板组成，底板上表面具有底板沟槽，底板沟槽的表面及侧面具有绝缘层，金属层淀积在MEMS引线区的上表面和端面上，以及底板沟槽的绝缘层上，金属层与MEMS引线区形成电接触，位于MEMS引线区的金属层作为水平压焊块，位于底板沟槽的绝缘层上的金属层则成为垂直压焊块。本发明的制作方法在不增加额外工艺流程的前提下，制作完成MEMS芯片的同时形成垂直压焊块，具有开发时间短、测试简单、成本低等优点，特别适用于高性能工业级MEMS芯片的制作。

主权项

具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片的制作方法，步骤为：（1）底板圆片制作：在一双面抛光的单晶Si圆片上表面形成底板密封区、底板引线区、键合柱、下凹腔和底板沟槽，然后在整个双面抛光的单晶Si圆片上表面生长绝缘层，就制作完成底板圆片；（2）键合圆片制作：将一重掺杂双面抛光的Si圆片作为MEMS结构层圆片，与步骤（1）制作的底板圆片的底板密封区、键合柱和底板引线区通过绝缘层键合在一起，然后磨削MEMS结构层圆片到10～100 μm，形成MEMS结构层，完成键合圆片的制作；（3）MEMS结构圆片制作：在步骤（2）制作的键合圆片的MEMS结构层上通过掩模蚀刻形成MEMS结构、MEMS密封区和MEMS引线区，露出底板沟槽，MEMS引线区的端面与底板沟槽的端面之间的间距为0～10 μm，MEMS结构的锚点固定为键合柱上，完成MEMS结圆片的制作；（4）具有金属层的MEMS结构圆片的制作：将具有凹腔和窗口的掩模圆片对准贴合在步骤（3）制作的MEMS结构圆片上，MEMS结构圆片的底板沟槽位于掩模圆片的窗口内，淀积金属层，移除掩模圆片，完成具有金属层的MEMS结构圆片的制作；（5）盖板圆片制作：在一双面抛光的Si圆片上形成上凹腔和密封环，在密封环上丝网印刷低温玻璃浆料，预烧结成玻璃浆料层，完成盖板圆片制作；（6）具有垂直压焊块的圆片级封装的MEMS圆片形成：将步骤（5）制作的盖板圆片与步骤（4）制作的具有金属层的MEMS结构圆片键合在一起，形成具有垂直压焊块的圆片级封装的MEMS圆片；键合后的上凹腔、下凹腔、玻璃浆料层、MEMS密封区、MEMS引线区、底板密封区和绝缘层共同围成密封腔，MEMS结构可在密封腔内自由活动；（7）具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片形成：切割步骤（6）制作的圆片级封装的MEMS圆片的盖板圆片，露出金属层，形成半切割的MEMS圆片；切割半切割MEMS圆片的MEMS层和底板圆片，金属层沿底板沟槽底部被切开，其中位于底板沟槽侧面的金属层形成垂直压焊块，位于MEMS引线区的金属层既作为与MEMS结构层的电接触区，也在后续封装中用作水平压焊块，完成具有垂直压焊块的圆片级封装MEMS芯片的制作。