三維堆疊mems封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種MEMS封裝結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種三維堆疊MEMS封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]MEMS的集成是將微傳感器與IC芯片封裝在一起完成傳感或驅(qū)動功能。專利號為201420357894.5的專利文獻(xiàn)中公開了一種三維堆疊MEMS封裝結(jié)構(gòu)，其中，功能芯片C(IC芯片)與微傳感器晶圓的封裝通過中介層B(中介層)進(jìn)行連接。但是，該項(xiàng)專利中，MEMS微傳感器晶圓的尺寸大于IC芯片的尺寸，且該封裝完成的MEMS芯片在與外部器件(比如PCB板)連接時，只能通過IC芯片一面上的焊球與之相連。
[0003]但是，若IC芯片尺寸大于MEMS微傳感器晶圓；或者，要求在MEMS微傳感器晶圓一面進(jìn)行貼裝時，就需要針對不同類型芯片設(shè)計新的封裝結(jié)構(gòu)。這樣，既費(fèi)時費(fèi)力、浪費(fèi)成本又要去研宄每種結(jié)構(gòu)的可行性。因此，需要找到一種對于每種MEMS器件封裝均適用的封裝結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種三維堆疊MEMS封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)適用于所有MEMS的集成封裝，不僅可以降低生產(chǎn)成本，還可以提高M(jìn)EMS封裝的集成度及封裝良率。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種三維堆疊MEMS封裝結(jié)構(gòu)，包括MEMS芯片、中介層和IC芯片，所述中介層具有上表面和下表面，所述中介層的下表面中部具有凹槽，所述凹槽周邊設(shè)有貫通所述上表面和下表面的若干導(dǎo)電通孔；所述中介層的下表面與所述MEMS芯片的正面通過密封圈鍵合密封連接，使所述凹槽與所述MEMS芯片中部的腔體相對圍成一密閉空腔，所述MEMS芯片的元件位于所述密閉空腔內(nèi)；所述IC芯片貼裝于所述中介層的上表面，所述IC芯片的電性與所述MEMS芯片的電性通過所述導(dǎo)電通孔進(jìn)行連接；所述中介層的尺寸大于所述IC芯片的尺寸或/和所述MEMS芯片的尺寸；所述中介層上設(shè)置有若干用于將該MEMS封裝結(jié)構(gòu)的電性導(dǎo)出的焊球。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)電通孔包括貫通所述中介層的上表面和下表面的孔及依次設(shè)置于所述孔內(nèi)的第一絕緣層、金屬導(dǎo)電層和第二絕緣層，所述第一絕緣層、金屬導(dǎo)電層和第二絕緣層均延伸至所述中介層的上、下表面上。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述IC芯片通過若干第一金屬凸點(diǎn)或倒裝焊的方式與所述金屬導(dǎo)電層電性連接。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述MEMS芯片通過若干第二金屬凸點(diǎn)與所述金屬導(dǎo)電層電性連接。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述中介層的尺寸大于所述IC芯片的尺寸和所述MEMS芯片的尺寸，所述焊球設(shè)于所述中介層的上表面或下表面上，并與所述金屬導(dǎo)電層電性連接。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述中介層的尺寸大于所述MEMS芯片的尺寸，所述焊球設(shè)于所述中介層的下表面上，并與所述金屬導(dǎo)電層電性連接。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述中介層的尺寸大于所述IC芯片的尺寸，所述焊球設(shè)于所述中介層的上表面上，并與所述金屬導(dǎo)電層電性連接。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述中介層材質(zhì)為半導(dǎo)體材料或有機(jī)材料或陶瓷材料。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二絕緣層的材料將所述孔充分填充。
[0015]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，根據(jù)MEMS芯片的不同所述密閉空腔形成氣體空間或者真空空間。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型提供一種三維堆疊MEMS封裝結(jié)構(gòu)，采用一中介層作為連接MEMS芯片與IC芯片的橋梁，該中介層的尺寸大于IC芯片的尺寸或/和MEMS芯片的尺寸；中介層上設(shè)置有若干用于將該MEMS封裝結(jié)構(gòu)的電性導(dǎo)出的焊球。這樣，此三維堆疊MEMS封裝結(jié)構(gòu)將不受MEMS芯片和IC芯片尺寸的限制，當(dāng)IC芯片較大時，可將焊球設(shè)于中介層的下表面上，當(dāng)MEMS芯片較大時，可將焊球設(shè)于中介層的上表面上，當(dāng)IC芯片均較小時，焊球可任意設(shè)置在中介層的上表面或下表面上，因此，無論尺寸大小，均可采用此封裝結(jié)構(gòu)，若MEMS芯片和IC芯片的尺寸改變，中介層亦可隨之變化，從而滿足MEMS的集成封裝。由于該MEMS封裝結(jié)構(gòu)無需針對不同類型的芯片設(shè)計新的封裝結(jié)構(gòu)，這樣，可以降低生產(chǎn)成本，還可以提高M(jìn)EMS封裝的集成度及封裝良率。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]結(jié)合附圖，作以下說明:
[0020]100-1C 芯片200-MEMS 芯片
[0021]300-中介層300a-上表面
[0022]300b-下表面301-金屬導(dǎo)電層
[0023]302-第一絕緣層303-第二絕緣層
[0024]304-焊球1-第一金屬凸點(diǎn)
[0025]2-第二金屬凸點(diǎn)3-密封圈
[0026]4-MEMS芯片中部的腔體 5-MEMS芯片的元件
[0027]6-導(dǎo)電通孔
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本實(shí)用新型能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。為方便說明，實(shí)施例附圖的結(jié)構(gòu)中各組成部分未按正常比例縮放，故不代表實(shí)施例中各結(jié)構(gòu)的實(shí)際相對大小。
[0029]如圖1和圖2所示，一種三維堆疊MEMS封裝結(jié)構(gòu)，包括MEMS芯片200、中介層300和IC芯片100，所述中介層具有上表面300a和下表面300b，所述中介層的下表面中部具有凹槽7，所述凹槽周邊設(shè)有貫通所述上表面和下表面的若干導(dǎo)電通孔6 ;所述中介層的下表面與所述MEMS芯片的正面通過密封圈3鍵合密封連接，使所述凹槽與所述MEMS芯片中部的腔體4相對圍成一密閉空腔，所述MEMS芯片的元件5位于所述密閉空腔內(nèi)；所述IC芯片貼裝于所述中介層的上表面，所述IC芯片的電性與所述MEMS芯片的電性通過所述導(dǎo)電通孔進(jìn)行連接；所述中介層的尺寸大于所述IC芯片的尺寸或/和所述MEMS芯片的尺寸；所述中介層上設(shè)置有若干用于將該MEMS封裝結(jié)構(gòu)的電性導(dǎo)出的焊球304。
[0030]其中，MEMS芯片可以為微機(jī)械壓力傳感器芯片、微加速度傳感器芯片、微機(jī)械陀螺芯片、微流量傳感器芯片、微氣體傳感器芯片、微機(jī)械溫度傳感器芯片或其他微機(jī)械傳感器芯片。中介層300的材質(zhì)可以為半導(dǎo)體材料、有機(jī)材料、陶瓷材料或其他合適的材料。IC芯片可以為ASIC芯片、運(yùn)放芯片或CMOS芯片，其放置個數(shù)可根據(jù)實(shí)際需求來定。
[0031]上述結(jié)構(gòu)中，采用一中介層作為連接MEMS芯片與IC芯片的橋梁，該中介層的尺寸大于IC芯片的尺寸或/和MEMS芯片的尺寸；中介層上設(shè)置有若干用于將該MEMS封裝結(jié)構(gòu)的電性導(dǎo)出的焊球。這樣，此三維堆疊MEMS封裝結(jié)構(gòu)將不受MEMS芯片和IC芯片尺寸的限制，當(dāng)IC芯片較大時，