微機電系統(tǒng)封裝基板的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種微機電系統(tǒng)封裝基板，涉及微機電裝置或系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。所述基板包括基板本體，所述基板本體上設(shè)有封裝腔體，所述封裝腔體的基底上設(shè)有用于承載和定位封裝芯片的凸起。所述基板通過在封裝腔體的基底上設(shè)置凸起，有利于貼片時的精確定位；在基底上設(shè)置的凸起能有效減小MEMS芯片與基底的粘結(jié)面積，從而有利于減小封裝熱應(yīng)力；對于某些特定的MEMS芯片結(jié)構(gòu)，在基底上設(shè)置單個凸起用于連接MEMS芯片，將應(yīng)力敏感的結(jié)構(gòu)部分懸空以減弱封裝熱應(yīng)力對器件性能的影響，提高了器件的性能。
【專利說明】
微機電系統(tǒng)封裝基板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及微機電裝置或系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微機電系統(tǒng)封裝基板。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，微機電系統(tǒng)(MEMS )器件的機械結(jié)構(gòu)部分和電路部分(AS IC )分別制造在不同的硅圓片上，然后將兩部分結(jié)合在一起形成MEMS器件。作為感知外界物理量的機械結(jié)構(gòu)部分，對封裝應(yīng)力十分敏感。由于基板、封裝膠、硅材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)不匹配，封裝過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力會引起MEMS芯片結(jié)構(gòu)發(fā)生微小形變，從而導(dǎo)致性能的退化甚至是失效。
[0003]圖1是一種現(xiàn)有的典型陶瓷封裝基板結(jié)構(gòu)。MEMS芯片通過封裝膠與基底連接固定在一起。傳統(tǒng)的貼片技術(shù)一般是讓MEMS芯片底部充滿封裝膠或焊料。由于基底是一個平面，即使分多個膠點不連續(xù)點膠，也不容易在工藝上控制MEMS芯片與基底之間粘結(jié)區(qū)域的大小和位置。此外，封裝膠在實際的使用中易混入氣泡使粘結(jié)區(qū)域產(chǎn)生空洞，空洞出現(xiàn)的位置和大小難以人為控制，從而影響貼片工藝的一致性和重復(fù)性。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種微機電系統(tǒng)封裝基板，所述基板能有效減小封裝過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力，以保證MEMS元件的性能。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是:一種微機電系統(tǒng)封裝基板，包括基板本體，所述基板本體上設(shè)有封裝腔體，其特征在于:所述封裝腔體的基底上設(shè)有用于承載和定位封裝芯片的凸起。
[0006]進一步的技術(shù)方案在于:所述凸起的制作材料與所述基板本體的材料相同。
[0007]進一步的技術(shù)方案在于:所述凸起的制作材料為陶瓷。
[0008]進一步的技術(shù)方案在于:所述凸起的制作材料與所述基板本體的材料不同。
[0009]進一步的技術(shù)方案在于:所述凸起的制作材料為玻璃或娃。
[0010]進一步的技術(shù)方案在于:所述凸起通過在加工所述基板本體的同時在所述封裝腔體的基底形成，或通過粘接或焊接的形式形成于所述封裝腔體的基底上。
[0011]進一步的技術(shù)方案在于:所述凸起設(shè)置于所述封裝腔體的四個角處，且不與所述封裝腔體的側(cè)壁相接觸。
[0012]進一步的技術(shù)方案在于:所述凸起左右或前后對稱的設(shè)置于所述封裝腔體的基底上。
[0013]進一步的技術(shù)方案在于:所述凸起設(shè)置在所述封裝腔體的前、后、左或右側(cè)的基底上。
[0014]進一步的技術(shù)方案在于:所述凸起為長方體形或圓柱形。
[0015]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:所述基板通過在封裝腔體的基底上設(shè)置凸起，有利于貼片時的精確定位;在基底上設(shè)置的凸起能有效減小MEMS芯片與基底的粘結(jié)面積，從而有利于減小封裝熱應(yīng)力;對于某些特定的MEMS芯片結(jié)構(gòu)，在基底上設(shè)置單個凸起用于連接MEMS芯片，將應(yīng)力敏感的結(jié)構(gòu)部分懸空以減弱封裝熱應(yīng)力對器件性能的影響，提高了器件的性能。
【附圖說明】
[0016]圖1是一種現(xiàn)有的典型陶瓷封裝基板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是實施例一的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是實施例一的俯視結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖4是實施例二的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[°02°]圖5是實施例二的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖6是實施例三的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]其中:1、基板本體2、封裝腔體3、凸起4、MEMS芯片5、ASIC芯片6、封裝粘接膠
7、蓋板。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0024]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
[0025]總體的，本實用新型公開了一種微機電系統(tǒng)封裝基板，包括基板本體I，所述基板本體I上設(shè)有封裝腔體2，所述封裝腔體2的基底上設(shè)有用于承載和定位封裝芯片的凸起3。凸起的形狀不局限于長方體形，也可以是圓柱形或者其它形狀。凸起的方塊布置可以是對稱的也可以是非對稱的，其位置、大小和數(shù)量可根據(jù)實際情況調(diào)整。凸起可通過在加工基板的同時得到，也可通過粘結(jié)或者焊接相同的形狀大小的墊片得到。凸起的制作材料可以是與基板相同的材料，如陶瓷，也可以是與基板不同的材料，如玻璃，硅等。
[0026]實施例一
[0027]如圖2-3所示，本實施例所述的封裝基板包括:基板本體I，所述基板本體I上設(shè)有封裝腔體2，封裝腔體的基底上設(shè)有凸起3，MEMS芯片4通過封裝粘接膠6粘接在所述凸起上，ASIC芯片5固定在所述MEMS芯片4上，凸起3的布局形式如圖3所示，分布在基底的四個角處，且不與所述封裝腔體的側(cè)壁接觸。MEMS芯片4可以是加速度計、陀螺儀等慣性元件。封裝粘接膠6可以是環(huán)氧樹脂膠、硅膠等。蓋板7通過玻璃漿料或者Au80Sn20焊料焊接在基板上，將所述封裝腔體2密封，形成氣密性封裝。
[0028]本實施例中，在貼片封裝的過程中，施膠于凸起3的上表面，多余的封裝粘接膠6將會溢流到基底的最底面。根據(jù)實際的施膠量和膠的性質(zhì)的不同，凸起的高度H可以設(shè)置在幾十到幾百微米的范圍內(nèi)。根據(jù)在貼片時，放置芯片的過程中還可以以凸起作為定位標志從而實現(xiàn)精確定位。
[0029]實施例二
[0030]如圖4-5所示，本實施例與實施例一不同之處在于凸起的布置形式，在本實施例中，所述凸起3左右對稱的布置于所述封裝腔體2的基底上，且所述凸起3與所述封裝腔體的側(cè)壁相接觸。
[0031 ] 實施例三
[0032]如圖6所示，本實施例與實施例一以及實施例二不同之處在于凸起的布置形式，在本實施例中，所述凸起3僅布置于所述封裝腔體2的基底的前、后、左或右側(cè)，本實施例中的基板適用封裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)不稱的MEMS芯片，將MEMS芯片的應(yīng)力相對不敏感的區(qū)域通過封裝粘接膠粘結(jié)(或者用焊料焊接)固定在凸起上，使MEMS元件應(yīng)力敏感區(qū)域懸空，從而避免封裝熱應(yīng)力對MEMS元件的不利影響。
[0033]所述基板通過在封裝腔體的基底上設(shè)置凸起，有利于貼片時的精確定位;在基底上設(shè)置的凸起能有效減小MEMS芯片與基底的粘結(jié)面積，從而有利于減小封裝熱應(yīng)力；對于某些特定的MEMS芯片結(jié)構(gòu)，在基底上設(shè)置單個凸起用于連接MEMS芯片，將應(yīng)力敏感的結(jié)構(gòu)部分懸空以減弱封裝熱應(yīng)力對器件性能的影響，提高了器件的性能。
【主權(quán)項】
1.一種微機電系統(tǒng)封裝基板，包括基板本體(I)，所述基板本體(I)上設(shè)有封裝腔體(2)，其特征在于:所述封裝腔體(2)的基底上設(shè)有用于承載和定位封裝芯片的凸起(3)。2.如權(quán)利要求1所述的微機電系統(tǒng)封裝基板，其特征在于:所述凸起(3)的制作材料與所述基板本體(I)的材料相同。3.如權(quán)利要求2所述的微機電系統(tǒng)封裝基板，其特征在于:所述凸起(3)的制作材料為陶瓷。4.如權(quán)利要求1所述的微機電系統(tǒng)封裝基板，其特征在于:所述凸起(3)的制作材料與所述基板本體(I)的材料不同。5.如權(quán)利要求4所述的微機電系統(tǒng)封裝基板，其特征在于:所述凸起(3)的制作材料為玻璃或硅。6.如權(quán)利要求1所述的微機電系統(tǒng)封裝基板，其特征在于:所述凸起(3)通過在加工所述基板本體的同時在所述封裝腔體(2)的基底形成，或通過粘接或焊接的形式形成于所述封裝腔體(2)的基底上。7.如權(quán)利要求1所述的微機電系統(tǒng)封裝基板，其特征在于:所述凸起(3)設(shè)置于所述封裝腔體(2)的四個角處，且不與所述封裝腔體(2)的側(cè)壁相接觸。8.如權(quán)利要求1所述的微機電系統(tǒng)封裝基板，其特征在于:所述凸起(3)左右或前后對稱的設(shè)置于所述封裝腔體(2)的基底上。9.如權(quán)利要求1所述的微機電系統(tǒng)封裝基板，其特征在于:所述凸起(3)設(shè)置在所述封裝腔體(2)的前、后、左或右側(cè)的基底上。10.如權(quán)利要求1所述的微機電系統(tǒng)封裝基板，其特征在于:所述凸起(3)為長方體形或圓柱形。
【文檔編號】B81C1/00GK205472637SQ201620282955
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】許 鵬, 李博, 陳余
【申請人】中國電子科技集團公司第十三研究所