CN102795594A

CN102795594A - Mems封装结构及封装方法

Info

Publication number: CN102795594A
Application number: CN2012103342444A
Authority: CN
Inventors: 支晓军; 李学敏; 张宏杰
Original assignee: Hangzhou Silan Integrated Circuit Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Silan Integrated Circuit Co Ltd
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2012-11-28

Abstract

本发明提供的MEMS封装结构及封装方法，通过采用基板和格栅板和盖板，将若干芯片以矩形阵列布置于所述基板上，所述格栅板上设有与所述芯片一一对应的通孔，所述盖板上对应芯片的位置分别设置气孔，当基板、格栅板和盖板依次叠加后，可以形成一个个用于容纳所述芯片的MEMS腔体，再通过切割可以直接制作完成MEMS单体，从而可以有效地降低成本，提高产品可靠性，并实现批量生产。

Description

MEMS封装结构及封装方法

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，尤其涉及一种MEMS封装结构及封装方法。

背景技术

近年来，随着半导体技术的发展，越来越多的MEMS（微机电系统，引文全称，Micro-Electro-Mechanical Systems）应用如压力传感器、气压计、高度计、麦克风等被运用到手机、平板电脑等电子产品中。这些MEMS传感器应用中基本都是利用一个基板（也称线路板）和一个外壳构成一个腔体，从而成为MEMS封装体。基板上可以贴装芯片，芯片可以跟外部电路实现电连接。同时MEMS传感器还要求芯片与外界大气相接触，从而实现将芯片感受到的压力值转换成电信号，进而发挥其不同的功能。

对于封装而言，既要实现将芯片及内部线路连接部分保护起来，又要保证芯片外露。传统方法一般是芯片装片和焊线后利用金属盖或塑料盖将其包封起来。现在也有一种方法是采用两个平行的基板，其中一个基板中间镂空形成MEMS封装的空腔，另一个基板上贴装芯片并实现电路导通。前者效率低且可靠性低，后者工艺复杂，实现难度大，两块平面基板成本很高，不符合电子产品低成本化要求，也不利于批量推广。

因此，如何提供一种低成本、高可靠性且可以批量生产的MEMS封装结构及封装方法是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MEMS封装结构及封装方法，可以降低成本、提高可靠性且可以批量生产。

为了达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：

这种MEMS封装方法，包括以下步骤：

步骤1，制作格栅板，所述格栅板上开设以矩形阵列排列的若干通孔；

步骤2，将所述格栅板设置于设有若干芯片的基板上，使得所述通孔与所述芯片一一对应，形成各个MEMS腔体；

步骤3，在所述格栅板上加盖盖板，所述盖板上对应芯片的位置分别设置气孔，所述气孔的尺寸小于所述通孔，构成MEMS封装整体；

步骤4，将所述MEMS封装整体分割成各个MEMS单体。

优选的，在上述的MEMS封装方法中，在所述步骤1中，通过注塑成型工艺直接制作完成所述格栅板。

优选的，在上述的MEMS封装方法中，所述横筋和所述纵筋交叉部位设有用于顶模的横筋顶杆凹槽，位于外侧的横筋和位于外侧的纵筋分别设有若干用于顶模的边框顶杆凹槽。

优选的，在上述的MEMS封装方法中，所述横筋顶杆凹槽的直径大于所述边框顶杆凹槽的直径。

优选的，在上述的MEMS封装方法中，在所述步骤1中，先通过注塑成型工艺形成一面带有面板的格栅板；然后，磨去所述面板，从而制作完成所述格栅板。

本发明还公开了一种MEMS封装结构，包括若干芯片、基板、格栅板和盖板，所述若干芯片以矩形阵列布置于所述基板上，所述格栅板设置于所述基板的上方，所述格栅板上设有若干与所述芯片一一对应的通孔，所述盖板设置于所述格栅板的上方，所述盖板上对应芯片的位置分别设置气孔，所述气孔的尺寸小于所述通孔。

优选的，在上述的MEMS封装结构中，所述格栅板包括若干横筋和若干纵筋，所述若干横筋和若干纵筋形成以矩形阵列排列的所述通孔。

优选的，在上述的MEMS封装结构中，所述气孔对应所述通孔的中心部位设置于所述盖板上。

优选的，在上述的MEMS封装结构中，所述芯片的中心位置与所述通孔的中心位置相对应。

本发明还公开了一种MEMS封装方法，采用如上所述的MEMS封装结构，包括以下步骤：

步骤2，将所述格栅板设置于设有若干芯片的基板上，形成各个MEMS腔体；

步骤3，在所述格栅板上加盖所述盖板，构成MEMS封装整体；

步骤4，将所述MEMS封装整体分割成各个MEMS单体。

本发明提供的MEMS封装结构及封装方法，通过采用基板和格栅板和盖板，若干芯片以矩形阵列布置于所述基板上，所述格栅板上设有与所述芯片一一对应的通孔，所述盖板上对应芯片的位置分别设置气孔，当基板、格栅板和盖板依次叠加后，可以形成一个个用于容纳所述芯片的MEMS腔体，再通过切割可以直接制作完成MEMS单体，从而可以有效地降低成本，提高产品可靠性，并实现批量生产。

附图说明

本发明的MEMS封装结构及封装方法由以下的实施例及附图给出。

图1为本发明实施例一的MEMS封装结构的结构剖视示意图。

图2为本发明实施例一的MEMS封装结构的结构俯视示意图。

图3为本发明实施例一的格栅板的结构俯视示意图。

图4为为本发明实施例一中的格栅板装配到基板上后的示意图。

图5为本发明实施例一的MEMS单体的示意图。

图6为本发明实施例一中的带有面板的格栅板的结构示意图。

图7为本发明实施例二的格栅板的结构示意图。

图8为图7的A-A剖视图。

图9为图7的B-B剖视图。

图中，1-芯片，2-基板，3-格栅板，31-通孔，32-横筋顶杆凹槽，33-边框顶杆凹槽，4-盖板，41-气孔，5-面板。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

请参阅图1和图2，这种MEMS封装结构，包括若干芯片1、基板2、格栅板3和盖板4，所述若干芯片1事先以矩形阵列形式布置于所述基板2上，并事先实现了芯片1和基板的电路焊接，所述芯片1可以和外部电路实现电连接，所述格栅板3设置于所述基板4的上方，所述格栅板3上设有若干与所述芯片1一一对应的通孔31，所述盖板4设置于所述格栅板3上方，所述盖板4上对应芯片1的位置分别设置气孔41，所述气孔41的尺寸小于所述通孔31。通过设置气孔41，可以使得芯片1和外界大气相接触，从而可以实现将芯片1感受到的压力值转换成电信号，进而发挥其不同的功能。

优选的，在上述的MEMS封装结构中，所述格栅板3包括若干横筋（图中未表示）和若干纵筋（图中未表示），所述若干横筋和若干纵筋形成以矩形阵列排列的所述通孔31。

优选的，在上述的MEMS封装结构中，所述气孔41对应所述通孔31的中心部位设置于所述盖板4上，可以减少所述通孔31的尺寸，缩小整个格栅板3的尺寸，节约成本。

优选的，在上述的MEMS封装结构中，所述芯片1的中心位置与所述通孔31的中心位置相对应，同样可以减少通孔31的尺寸，缩小整个格栅板3的尺寸，节约成本。

步骤1，如图3所示，制作格栅板3，所述格栅板3上开设以矩形阵列排列的若干通孔31；

步骤2，如图4所示，将所述格栅板3设置于例如粘贴于设有若干芯片1的基板2上，使得所述通孔31与所述芯片1一一对应，形成各个MEMS腔体；

步骤3，如图1所示，在所述格栅板3上加盖盖板4，构成MEMS封装整体；

步骤4，将所述MEMS封装整体分割成各个MEMS单体，如图5所示。

优选的，在上述的MEMS封装方法中，在所述步骤1中，先通过注塑成型工艺形成一面带有面板5的格栅板3，如图6所示；然后，磨去所述面板5，从而制作完成所述格栅板3。

实施例二

如图7、图8和图9所示，本实施例二与实施例一的区别在于：为了提高了效率，实现批量生产，取消盖板，直接制作完成所述格栅板3。

具体的，在MEMS封装方法中的步骤1中，通过注塑成型工艺直接制作完成所述格栅板3。为了开模方便，所述横筋和所述纵筋交叉部位设有用于顶模的横筋顶杆凹槽32，位于外侧的横筋和位于外侧的纵筋分别设有若干用于顶模的边框顶杆凹槽33。所述横筋顶杆凹槽32的直径大于所述边框顶杆凹槽33的直径。由于横筋和纵筋的宽度很窄，所以横筋顶杆凹槽32设置在横筋和纵筋的交叉处，以提高支撑强度。利用开模后边框顶杆（图中未表示）和横筋顶杆（图中未表示）的共同顶出作用，保证了所述格栅板3的完整性，提高了效率，能够实现批量生产。

实施例三

这种MEMS封装方法，包括以下步骤：

优选的，在所述步骤1中，可以采用实施例一中的步骤1所述的方法，如图3和图6，先通过注塑成型工艺形成一面带有面板5的格栅板3；然后，磨去所述面板5，从而制作完成所述格栅板3。

当然，在所述步骤1中，也可以采用实施例二的步骤1所述的方法，如图7-图9，通过注塑成型工艺直接制作完成所述格栅板3。所述横筋和所述纵筋交叉部位设有用于顶模的横筋顶杆凹槽32，位于外侧的横筋和位于外侧的纵筋分别设有若干用于顶模的边框顶杆凹槽33。所述横筋顶杆凹槽32的直径大于所述边框顶杆凹槽33的直径。通过注塑成型工艺直接制作完成所述格栅板3，省去磨掉面板的工艺，提高了生产效率，实现批量生产。

步骤2，如图7所示，将所述格栅板3设置于设有若干芯片1的基板2上，使得所述通孔31与所述芯片1一一对应，形成各个MEMS腔体；

步骤4，如图5所示，将所述MEMS封装整体分割成各个MEMS单体。

综上所述，本发明提供的MEMS封装结构及封装方法，通过采用基板和格栅板和盖板，若干芯片以矩形阵列布置于所述基板上，所述格栅板上设有与所述芯片一一对应的通孔，所述盖板上对应芯片的位置分别设置气孔，当基板、格栅板和盖板依次叠加后，可以形成一个个用于容纳所述芯片的MEMS腔体，再通过切割可以直接制作完成MEMS单体，从而可以有效地降低成本，提高产品可靠性，并实现批量生产。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种MEMS封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤4，将所述MEMS封装整体分割成各个MEMS单体。

2.根据权利要求1所述的MEMS封装方法，其特征在于，在所述步骤1中，通过注塑成型工艺直接制作完成所述格栅板。

3.根据权利要求2所述的MEMS封装方法，其特征在于，所述格栅板还包括若干横筋和若干纵筋，若干横筋和若干纵筋形成所述若干通孔，所述横筋和所述纵筋交叉部位设有用于顶模的横筋顶杆凹槽，位于外侧的横筋和位于外侧的纵筋分别设有若干用于顶模的边框顶杆凹槽。

4.根据权利要求3所述的MEMS封装方法，其特征在于，所述横筋顶杆凹槽的直径大于所述边框顶杆凹槽的直径。

5.根据权利要求1所述的MEMS封装方法，其特征在于，在所述步骤1中，先通过注塑成型工艺形成一面带有面板的格栅板；然后，磨去所述面板，从而制作完成所述格栅板。

6.一种MEMS封装结构，其特征在于，包括若干芯片、基板、格栅板和盖板，所述若干芯片以矩形阵列布置于所述基板上，所述格栅板设置于所述基板的上方，所述格栅板上设有若干与所述芯片一一对应的通孔，所述盖板设置于所述格栅板的上方，所述盖板上对应芯片的位置分别设置气孔，所述气孔的尺寸小于所述通孔。

7.根据权利要求6所述的MEMS封装结构，其特征在于，所述格栅板包括若干横筋和若干纵筋，所述若干横筋和若干纵筋形成以矩形阵列排列的所述通孔。

8.根据权利要求6所述的MEMS封装结构，其特征在于，所述气孔对应所述通孔的中心部位设置于所述盖板上。

9.根据权利要求6所述的MEMS封装结构，其特征在于，所述芯片的中心位置与所述通孔的中心位置相对应。

10.一种MEMS封装方法，其特征在于，采用如权利要求6、8、9中任意一项所述的MEMS封装结构，包括以下步骤：

步骤3，在所述格栅板上加盖所述盖板，构成MEMS封装整体；

步骤4，将所述MEMS封装整体分割成各个MEMS单体。

11.根据权利要求10所述的MEMS封装方法，其特征在于，在所述步骤1中，通过注塑成型工艺直接制作完成所述格栅板。

12.根据权利要求11所述的MEMS封装方法，其特征在于，所述横筋和所述纵筋交叉部位设有用于顶模的横筋顶杆凹槽，位于外侧的横筋和位于外侧的纵筋分别设有若干用于顶模的边框顶杆凹槽。

13.根据权利要求12所述的MEMS封装方法，其特征在于，所述横筋顶杆凹槽的直径大于所述边框顶杆凹槽的直径。

14.根据权利要求10所述的MEMS封装方法，其特征在于，在所述步骤1中，先通过注塑成型工艺形成一面带有面板的格栅板；然后，磨去所述面板，从而制作完成所述格栅板。