CN216336593U - Mems器件、可改善光噪的asic芯片以及晶圆 - Google Patents

Abstract

公开了一种MEMS器件、可改善光噪的ASIC芯片以及晶圆，MEMS器件包括：基板；封装壳体，设置在所述基板的表面上，与所述基板围成空腔；MEMS芯片和ASIC芯片，设置在所述空腔内的所述基板上，其中，所述ASIC芯片的表面涂覆一层隔离层。本申请的MEMS器件，通过在MEMS芯片和ASIC芯片表面涂覆隔离层，从而提高芯片的抗光噪能力，以及降低光照对器件以及产品性能的影响。

Description

MEMS器件、可改善光噪的ASIC芯片以及晶圆

技术领域

本实用新型涉及声电技术领域，特别涉及一种MEMS器件、可改善光噪的ASIC芯片以及晶圆。

背景技术

MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微机电系统)器件是一种用微机械加工技术制作出来的电能换声器，其具有体积小、频响特性好、噪声低等特点。随着电子设备的小巧化、薄型化发展，MEMS器件被越来越广泛地运用到这些设备上。

在MEMS器件中，主要部件为Si基材的MEMS芯片和ASIC芯片，由于本身材料特性，受光照影响，材料本身的特性会改变，目前大都使用硅胶或者塑封将MEMS芯片和ASIC芯片覆盖，使其隔绝光源，从而降低光噪对器件的影响。但是采用硅胶覆盖芯片时，会因为表面张力的原因，使得硅胶在芯片表面形成半球形，不仅占用空间体积大，而且耗材严重，此外，这种硅胶目前只能用于ASIC芯片，对应存在多孔结构的MEMS芯片，则无法使用。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种MEMS器件、可改善光噪的ASIC芯片以及晶圆，通过在ASIC芯片表面涂覆隔离层，从而提高芯片的抗光噪能力以及降低光照对器件以及产品性能的影响。

根据本实用新型的一方面，提供一种MEMS器件，包括：基板；封装壳体，设置在所述基板的表面上，与所述基板围成空腔；MEMS芯片和ASIC芯片，设置在所述空腔内的所述基板上，其中，所述ASIC芯片的表面涂覆一层隔离层。

可选地，所述MEMS芯片的表面涂覆一层隔离层。

可选地，所述隔离层采用阻挡光线或反射光线的材料。

可选地，所述隔离层为金属材料、硅胶材料、PI材料中的至少一种。

可选地，所述MEMS芯片包括振膜、背极板以及支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述振膜和所述背极板且形成背腔。

可选地，还包括：通孔，所述通孔贯穿所述基板，且与所述MEMS 芯片的背腔位置相对应。

可选地，所述MEMS芯片的背腔暴露的表面也涂覆有隔离层。

可选地，还包括：通孔，所述通孔贯穿所述封装壳体，所述空腔经由所述通孔与外界连通。

可选地，所述MEMS芯片的类型包括：背极板在上振膜在下的结构、振膜在上背极板在下的结构、双背极板结构或双振膜结构等。

可选地，所述MEMS芯片上的所述隔离层至少位于所述振膜或所述背极板中的任意之一。

根据本实用新型的另一方面，提供一种可改善光噪的ASIC芯片，包括涂覆在其表面的隔离层。

根据本实用新型的再一方面，提供一种晶圆，包括如前述所述的多个阵列排布的ASIC芯片。

本实用新型提供的MEMS器件，通过在ASIC芯片表面涂覆隔离层，使得ASIC芯片暴露的表面均覆盖隔离层，当光线从外界照射到ASIC 芯片的表面时，因隔离层可以阻挡光线，因此降低了光照对器件以及产品性能的影响。

进一步地，在MEMS芯片的表面也涂覆隔离层，当光线从外界照射到MEMS芯片时，因隔离层可以阻挡光线，进一步增强了抗光噪效果，进而降低了光照对器件以及产品性能的影响。

进一步地，采用隔离层涂覆MEMS芯片和ASIC芯片的表面，不会增加芯片的体积，同时使用的材料也不是很多，因此不会增大空间体积，也不会增加耗材，同时可以应用到MEMS芯片和ASIC芯片，增强了抗光噪影响的能力。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出了根据本实用新型第一实施例的MEMS器件；

图2示出了根据本实用新型第一实施例的MEMS器件中的可改善光噪的ASIC芯片；

图3示出了根据本实用新型第二实施例的MEMS器件。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的半导体结构。

应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一区域“下面”或“下方”。

如果为了描述直接位于另一层、另一区域上面的情形，本文将采用“直接在……上面”或“在……上面并与之邻接”的表述方式。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

图1示出了根据本实用新型第一实施例的MEMS器件；图2示出了根据本实用新型第一实施例的MEMS器件中的可改善光噪的ASIC芯片。

参考图1，本申请第一实施例的MEMS器件100包括：基板11，基板11中形成有贯穿基板11的通孔15；封装壳体12，封装壳体12固定在基板11的第一表面上，与基板11之间围成空腔13，通孔15位于空腔13中的基板11中；ASIC芯片30，设置在空腔13内的基板11的第一表面上。其中，ASIC芯片30的表面涂覆一层隔离层16，隔离层16 可以阻挡光线，因此降低了光照对器件以及产品性能的影响。

在该实施例中，ASIC芯片30为专用集成电路芯片，通过导线连接至MEMS芯片20。专用集成电路芯片用于获取MEMS芯片20输出的感应信号，并进行处理。

进一步地，在MEMS器件100中，还包括：MEMS芯片20，设置在空腔13内的基板11的第一表面上，MEMS芯片20包括振膜和背极板。其中，在MEMS芯片20的表面也涂覆一层隔离层16，用于阻挡光线，从而增强MEMS芯片20的抗光噪效果以及降低光照对器件以及产品性能的影响。

具体的，MEMS芯片20作为声音信号的感应元件，其振膜和背极板的位置可以互换。MEMS芯片20底部通过胶体与基板11的第一表面固定连接。MEMS芯片20还包括支撑结构，用于支撑背极板和振膜，使得背极板或振膜与基板11的第一表面之间形成背腔。MEMS芯片10的压力感应层包括背极板和振膜，背极板和振膜相对设置，构成感应电容。当背腔内的压强发生变化，使得压力感应层发生形变，从而电容值发生变化，输出感应信号。MEMS芯片20设置在通孔15的上方，使得 MEMS芯片20的背腔经由通孔15与外界连通。

在该实施例中，MEMS芯片20的类型包括振膜在上、背极板在上、双振膜或双背极板等多种，在形成隔离层16时，隔离层16至少位于振膜和/或背极板上，进一步地，隔离层16可以涂覆MEMS芯片20整个暴露的表面。

基板11的材质可以采用RF-4、BT或陶瓷基材等常用的基板材料。基板11的第一表面上，还形成有沿基板11的第一表面的边缘环绕的密封环，封装壳体12通过密封环与基板11的第一表面固定连接，形成空腔13。基板11的第二表面上形成有焊盘，用于提供电连接点。基板11 可以为单层或多层电路板，基板11的第一表面还可以形成有电路结构，或电接触部，例如焊垫等。基板11内部还可以形成有电连接结构，用于连接基板11第一表面和第二表面的电接触部。

封装壳体12作为振动传感器封装结构的封装外壳，用于保护内部的电子元件，同时与基板11之间形成空腔13。封装壳体12可以为金属材质，耐高温且生产工艺简单，可以大规模量产，并且金属材质的外壳封装壳体12还具有抗腐蚀、电磁屏蔽作用以及高机械性能等特性，对产品起到较高的保护作用。在其他的实施例中，封装壳体12也可以采用塑料等其他硬质材料，在此不作限定。封装壳体12边缘通过焊接或粘胶等方式，固定于基板11第一表面的密封环，使得封装壳体12与基板11之间形成空腔13。

在该实施例中，ASIC芯片30的表面均涂覆一层隔离层16，用于阻挡光线，提高ASIC芯片的抗光噪能力。

该隔离层16选用可以阻挡光线或反射光线的材料，例如为金属材料、硅胶材料、PI材料等其中的一种，或其中两种或三种组合形成的复合材料。

进一步地，在MEMS芯片20的表面也涂覆一层隔离层16，从而提高MEMS芯片20的抗光噪效果，进而降低光照对器件以及产品性能的影响。

参考图2，在ASIC芯片30中，底部需要与基板11固定连接，因此不会受到光照影响，但是在除了底部表面之外的其他表面，均涂覆有隔离层16。同时，在MEMS芯片20中，MEMS芯片20面向空腔13的表面和面向背腔的表面也都涂覆有隔离层16。这是因为光照可能会从基板 11的通孔15处照射到MEMS芯片20，此时就需要隔离层16保护MEMS 芯片20不受光照的影响，而由于MEMS芯片20的不密封性，会导致光照反射或衍射到ASIC芯片30，由于MEMS芯片20和ASIC芯片30的表面均涂覆有隔离层16，因此降低了光照对器件以及产品性能的影响。

该隔离层16可以通过蒸镀的方法形成在MEMS芯片20和ASIC芯片30的表面。也可以是在形成MEMS芯片20和ASIC芯片30时，通过沉积工艺在表面形成隔离层16。形成的隔离层16覆盖MEMS芯片20 和ASIC芯片30的裸露的表面，且仅仅较薄的一层，使MEMS芯片20 和ASIC芯片30的体积不会增大较多，从而不会占据空腔13较大面积，同时，由于是较薄的一层隔离层16，也不会耗费较多的材料，从而不会增加太多的成本。

图3示出了根据本实用新型第二实施例的MEMS器件，与第一实施例相比，第二实施例的MEMS器件的区别点在于通孔15的位置不同，此处不再赘述相同之处，仅对不同之处做出描述。

参考图3，第二实施例的MEMS器件200中包括：基板11；封装壳体12，封装壳体12固定在基板11的第一表面上，与基板11之间围成空腔13，封装壳体12上具有贯穿封装壳体的通孔15，使得空腔13与外界连通；ASIC芯片30，设置在空腔13内的基板11的第一表面上。其中，ASIC芯片30的表面涂覆一层隔离层16，隔离层16可以阻挡光线，因此降低了光照对器件以及产品性能的影响。

在MEMS器件200中，通孔15位于封装壳体12上，因此光照从封装壳体12上的通孔15照射进空腔13后，可以照射到ASIC芯片30，

由于ASIC芯片30的表面均涂覆有隔离层16，因此提高了ASIC芯片的抗光噪能力，降低了光照对器件以及产品性能的影响。

进一步，还包括MEMS芯片20，设置在空腔13内的基板11的第一表面上，MEMS芯片20的表面上形成有隔离层16。在该实施例中， MEMS芯片20包括振膜和背极板，MEMS芯片20的类型包括振膜在上、背极板在上、双振膜或双背极板等多种，在形成隔离层16时，隔离层 16至少位于振膜和/或背极板上，进一步地，隔离层16可以涂覆MEMS 芯片20整个暴露的表面。

本实用新型提供的MEMS器件，通过在ASIC芯片表面涂覆隔离层，使得ASIC芯片暴露的表面均覆盖隔离层，当光线从外界照射到ASIC 芯片的表面时，因隔离层可以阻挡光线，因此降低了光照对器件以及产品性能的影响。

进一步地，在MEMS芯片的表面也涂覆隔离层，当光线从外界照射到MEMS芯片时，因隔离层可以阻挡光线，进一步增强了抗光噪效果，进而降低了光照对器件以及产品性能的影响。

进一步地，采用隔离层涂覆MEMS芯片和ASIC芯片的表面，不会增加芯片的体积，同时使用的材料也不是很多，因此不会增大空间体积，也不会增加耗材，同时可以应用到MEMS芯片和ASIC芯片，增强了抗光噪影响的能力。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (12)

1.一种MEMS器件，其特征在于，包括：

基板；

封装壳体，设置在所述基板的表面上，与所述基板围成空腔；

MEMS芯片和ASIC芯片，设置在所述空腔内的所述基板上，

其中，所述ASIC芯片的表面涂覆一层隔离层。

2.根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述MEMS芯片的表面涂覆一层隔离层。

3.根据权利要求1或2所述的MEMS器件，其特征在于，所述隔离层采用阻挡光线或反射光线的材料。

4.根据权利要求3所述的MEMS器件，其特征在于，所述隔离层为金属材料、硅胶材料、PI材料中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，所述MEMS芯片包括振膜、背极板以及支撑结构，所述支撑结构用于支撑所述振膜和所述背极板且形成背腔。

6.根据权利要求5所述的MEMS器件，其特征在于，还包括：通孔，所述通孔贯穿所述基板，且与所述MEMS芯片的背腔位置相对应。

7.根据权利要求5所述的MEMS器件，其特征在于，所述MEMS芯片的背腔暴露的表面也涂覆有隔离层。

8.根据权利要求1所述的MEMS器件，其特征在于，还包括：通孔，所述通孔贯穿所述封装壳体，所述空腔经由所述通孔与外界连通。

9.根据权利要求5所述的MEMS器件，其特征在于，所述MEMS芯片的类型包括：背极板在上振膜在下的结构、振膜在上背极板在下的结构、双背极板结构或双振膜结构。

10.根据权利要求9所述的MEMS器件，其特征在于，所述MEMS芯片上的所述隔离层至少位于所述振膜或所述背极板中的任意之一。

11.一种可改善光噪的ASIC芯片，其特征在于，包括涂覆在其表面的隔离层。

12.一种晶圆，其特征在于，包括多个阵列排布的如权利要求11 所述的ASIC芯片。

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