金属结构。
[0041]优选的，所述金属块为铜、镍、金、铝、镍磷、钯、钛、铬和铁中的一种的单层金属结构或几种的多层金属结构。
[0042]优选的，所述导电线路、所述金属块及裸露的聚合物层外覆盖有一层防焊层700。优选的，该防焊层为聚合物胶，以保护金属块和导电线路不受水汽等侵蚀。
[0043]优选的，所述MEMS芯片背部的导电线路上制备有焊球800，实现芯片信号的导出传输。
[0044]优选的，所述导电线路与所述金属块相连或不相连，并使各导电线路之间电性相互隔离。即导电线路可与金属块分离，如图5所示，也可与金属块连接，但连接金属块的各导电线路之间绝缘隔离。
[0045]参见图1至图8，本发明一种MEMS气密性封装结构的封装方法，包括如下步骤:
[0046]步骤1、参见图1，提供一具有若干MEMS芯片100的圆片和一具有若干盖子200的盖片，相邻MEMS芯片之间具有切割道SL，每个MEMS芯片的功能面边缘带有焊垫101，将MEMS芯片的功能面边缘与盖子的正面边缘通过一定宽度和厚度的聚合物层300键合在一起，并使MEMS芯片的焊垫背面被该聚合物层覆盖;盖片可以为硅晶片或玻璃。
[0047]步骤2、参见图1，在圆片上切割道位置刻蚀，形成暴露MEMS芯片的焊垫部分正面的沟槽103;
[0048]步骤3、参见图2，在沟槽内及MEMS芯片的背部上铺设钝化层400;钝化层可以是但不限于是氮化硅(SixNy)、氧化硅、聚酰亚胺、苯并环丁烯树脂(BCB)等材料。钝化层的制作可以采用等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)、溅射、旋涂、喷涂等低温方法。
[0049 ]步骤4、参见图3，通过机械切割的方式将焊垫侧面及聚合物层侧面暴露出来；
[0050]步骤5、参见图4、图5和图6，在所述钝化层上形成将所述焊垫的电性引至所述MEMS芯片的背部上的导电线路500，同时形成密封包裹暴露的聚合物层侧面的至少50%面积的金属块600;具体实施时，可以在钝化层上整面性沉积一层金属，再制作光刻胶层，并经曝光、显影图案化焊盘、线路、金属块的形状，并使用湿法刻蚀金属去除焊盘、线路、金属块之外的金属。钝化层上方金属层主要是为后续电镀、化镀工艺提供种子层，可以是但不限于是铝(Al)或者钛/铜(Ti/Cu)等金属组合。
[0051]其中，金属块密封暴露的聚合物层，如图5和图6所示。图5为制备导电线路及金属块后的俯视不意图，MEMS芯片边缘键合的聚合物暴露的侧面区域被金属块包裹。图6为制备导电线路及金属块后的金属块位置的剖面示意图，金属块将聚合物层侧面、MEMS芯片的氧化层等用金属包裹了起来，起到较好的密封作用，很好的解决了气密性的问题。
[0052]步骤6、在所述导电线路、所述金属块及裸露的聚合物层外覆盖有一层防焊层700，在防焊层上对应导电线路预设焊盘位置开口，并在开口处制作焊球800;
[0053]步骤7、参见图7和图8，沿切割道切割圆片，形成单颗封装芯片。图7为单颗封装芯片在导电线路位置的剖面示意图，导电线路包裹键合聚合物层的侧面。图8为单颗封装芯片在金属块位置的剖面示意图，金属块包裹键合聚合物层的侧面。
[0054]优选的，所述防焊层为聚合物胶，以防止水汽等外界环境对MEMS芯片的侵蚀。
[0055]以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，或者将其运用于不同MEMS芯片的封装结构，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种MEMS气密性封装结构，其特征在于:包括一功能面边缘带有焊垫(101)的MEMS芯片(100)和一用于密封该MEMS芯片的盖子(200)，所述MEMS芯片的功能面边缘与所述盖子的正面边缘通过一定宽度和厚度的聚合物层(300)键合在一起，所述MEMS芯片的外边焊垫侧面与通向MEMS芯片背部或盖子背部的导电线路(500)连接，所述聚合物层暴露的侧面至少80%的面积由一金属块(600)及所述导电线路密封包裹，且金属块的宽度至少包裹住该聚合物层暴露的侧面。2.根据权利要求1所述的MEMS气密性封装结构，其特征在于:所述盖子为中部带有空腔(201)的硅板或玻璃板。3.根据权利要求1所述的MEMS气密性封装结构，其特征在于:所述聚合物层为胶或干膜。4.根据权利要求1所述的MEMS气密性封装结构，其特征在于:所述导电线路为铜、镍、金、铝、镍磷、钯和钛中的一种的单层金属结构或几种的多层金属结构。5.根据权利要求1所述的MEMS气密性封装结构，其特征在于:所述金属块为铜、镍、金、铝、镍磷、钯、钛、铬和铁中的一种的单层金属结构或几种的多层金属结构。6.根据权利要求1所述的MEMS气密性封装结构，其特征在于:所述导电线路、所述金属块及裸露的聚合物层外覆盖有一层防焊层(700)。7.根据权利要求1所述的MEMS气密性封装结构，其特征在于:所述MEMS芯片背部的导电线路上制备有焊球(800)。8.根据权利要求1所述的MEMS气密性封装结构，其特征在于:所述导电线路与所述金属块相连或不相连，并使各导电线路之间电性相互隔离。9.一种MEMS气密性封装结构的封装方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1、提供一具有若干MEMS芯片(100)的圆片和一具有若干盖子(200)的盖片，相邻MEMS芯片之间具有切割道(SL)，每个MEMS芯片的功能面边缘带有焊垫(101)，将MEMS芯片的功能面边缘与盖子的正面边缘通过一定宽度和厚度的聚合物层(300)键合在一起，并使MEMS芯片的焊垫背面被该聚合物层覆盖； 步骤2、在圆片上切割道位置刻蚀，形成暴露MEMS芯片的焊垫部分正面的沟槽(103); 步骤3、在沟槽内及MEMS芯片的背部上铺设钝化层(400)； 步骤4、通过机械切割的方式将焊垫侧面及聚合物层侧面暴露出来； 步骤5、在所述钝化层上形成将所述焊垫的电性引至所述MEMS芯片的背部上的导电线路(500)，同时形成密封包裹暴露的聚合物层侧面的至少80 %面积的金属块(600)； 步骤6、在所述导电线路、所述金属块及裸露的聚合物层外覆盖有一层防焊层(700)，在防焊层上对应导电线路预设焊盘位置开口，并在开口处制作焊球(800); 步骤7、沿切割道切割圆片，形成单颗封装芯片。10.根据权利要求9所述的MEMS气密性封装结构的封装方法，其特征在于:所述防焊层为聚合物胶。
【专利摘要】本发明公开了一种MEMS气密性封装结构及其封装方法，包括一个功能面边缘带有焊垫的MEMS芯片，一个用于密封的盖子，MEMS芯片的功能面和盖子正面边缘通过一定宽度和厚度聚合物层粘合在一起，MEMS芯片的焊垫表面被聚合物层覆盖，焊垫朝向MEMS芯片外的侧面与通向MEMS芯片背部的导电线路连接，聚合物层朝向芯片外的侧面由金属块及导电线路覆盖。该封装结构通过在形成导电线路时，增加产品的金属包封面积，实现了良好密封性，工艺过程中没有增加工艺步骤和成本，具有低成本和高可靠性等优点。
【IPC分类】B81C1/00, B81B7/00, B81C3/00
【公开号】CN105621344
【申请号】CN201610124077
【发明人】于大全, 李杨, 袁礼明, 翟玲玲
【申请人】华天科技（昆山）电子有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月4日