微机电系统封装基板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种微机电系统封装基板，涉及微机电装置或系统技术领域。所述基板包括基板本体，所述基板本体上设有封装腔体，所述封装腔体的基底上设有用于承载和定位封装芯片的凸起。所述基板通过在封装腔体的基底上设置凸起，有利于贴片时的精确定位；在基底上设置的凸起能有效减小MEMS芯片与基底的粘结面积，从而有利于减小封装热应力；对于某些特定的MEMS芯片结构，在基底上设置单个凸起用于连接MEMS芯片，将应力敏感的结构部分悬空以减弱封装热应力对器件性能的影响，提高了器件的性能。
【专利说明】
微机电系统封装基板
技术领域
[0001]本实用新型涉及微机电装置或系统技术领域，尤其涉及一种微机电系统封装基板。
【背景技术】
[0002]通常，微机电系统(MEMS )器件的机械结构部分和电路部分(AS IC )分别制造在不同的硅圆片上，然后将两部分结合在一起形成MEMS器件。作为感知外界物理量的机械结构部分，对封装应力十分敏感。由于基板、封装胶、硅材料的热膨胀系数(CTE)不匹配，封装过程中产生的热应力会引起MEMS芯片结构发生微小形变，从而导致性能的退化甚至是失效。
[0003]图1是一种现有的典型陶瓷封装基板结构。MEMS芯片通过封装胶与基底连接固定在一起。传统的贴片技术一般是让MEMS芯片底部充满封装胶或焊料。由于基底是一个平面，即使分多个胶点不连续点胶，也不容易在工艺上控制MEMS芯片与基底之间粘结区域的大小和位置。此外，封装胶在实际的使用中易混入气泡使粘结区域产生空洞，空洞出现的位置和大小难以人为控制，从而影响贴片工艺的一致性和重复性。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种微机电系统封装基板，所述基板能有效减小封装过程中产生的热应力，以保证MEMS元件的性能。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种微机电系统封装基板，包括基板本体，所述基板本体上设有封装腔体，其特征在于:所述封装腔体的基底上设有用于承载和定位封装芯片的凸起。
[0006]进一步的技术方案在于:所述凸起的制作材料与所述基板本体的材料相同。
[0007]进一步的技术方案在于:所述凸起的制作材料为陶瓷。
[0008]进一步的技术方案在于:所述凸起的制作材料与所述基板本体的材料不同。
[0009]进一步的技术方案在于:所述凸起的制作材料为玻璃或娃。
[0010]进一步的技术方案在于:所述凸起通过在加工所述基板本体的同时在所述封装腔体的基底形成，或通过粘接或焊接的形式形成于所述封装腔体的基底上。
[0011]进一步的技术方案在于:所述凸起设置于所述封装腔体的四个角处，且不与所述封装腔体的侧壁相接触。
[0012]进一步的技术方案在于:所述凸起左右或前后对称的设置于所述封装腔体的基底上。
[0013]进一步的技术方案在于:所述凸起设置在所述封装腔体的前、后、左或右侧的基底上。
[0014]进一步的技术方案在于:所述凸起为长方体形或圆柱形。
[0015]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:所述基板通过在封装腔体的基底上设置凸起，有利于贴片时的精确定位;在基底上设置的凸起能有效减小MEMS芯片与基底的粘结面积，从而有利于减小封装热应力;对于某些特定的MEMS芯片结构，在基底上设置单个凸起用于连接MEMS芯片，将应力敏感的结构部分悬空以减弱封装热应力对器件性能的影响，提高了器件的性能。
【附图说明】
[0016]图1是一种现有的典型陶瓷封装基板结构示意图；
[0017]图2是实施例一的剖视结构示意图；
[0018]图3是实施例一的俯视结构不意图；
[0019]图4是实施例二的剖视结构示意图；
[°02°]图5是实施例二的俯视结构示意图；
[0021 ]图6是实施例三的剖视结构示意图；
[0022]其中:1、基板本体2、封装腔体3、凸起4、MEMS芯片5、ASIC芯片6、封装粘接胶
7、盖板。
【具体实施方式】
[0023]下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0024]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0025]总体的，本实用新型公开了一种微机电系统封装基板，包括基板本体I，所述基板本体I上设有封装腔体2，所述封装腔体2的基底上设有用于承载和定位封装芯片的凸起3。凸起的形状不局限于长方体形，也可以是圆柱形或者其它形状。凸起的方块布置可以是对称的也可以是非对称的，其位置、大小和数量可根据实际情况调整。凸起可通过在加工基板的同时得到，也可通过粘结或者焊接相同的形状大小的垫片得到。凸起的制作材料可以是与基板相同的材料，如陶瓷，也可以是与基板不同的材料，如玻璃，硅等。
[0026]实施例一
[0027]如图2-3所示，本实施例所述的封装基板包括:基板本体I，所述基板本体I上设有封装腔体2，封装腔体的基底上设有凸起3，MEMS芯片4通过封装粘接胶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的布局形式如图3所示，分布在基底的四个角处，且不与所述封装腔体的侧壁接触。MEMS芯片4可以是加速度计、陀螺仪等惯性元件。封装粘接胶6可以是环氧树脂胶、硅胶等。盖板7通过玻璃浆料或者Au80Sn20焊料焊接在基板上，将所述封装腔体2密封，形成气密性封装。
[0028]本实施例中，在贴片封装的过程中，施胶于凸起3的上表面，多余的封装粘接胶6将会溢流到基底的最底面。根据实际的施胶量和胶的性质的不同，凸起的高度H可以设置在几十到几百微米的范围内。根据在贴片时，放置芯片的过程中还可以以凸起作为定位标志从而实现精确定位。
[0029]实施例二
[0030]如图4-5所示，本实施例与实施例一不同之处在于凸起的布置形式，在本实施例中，所述凸起3左右对称的布置于所述封装腔体2的基底上，且所述凸起3与所述封装腔体的侧壁相接触。
[0031 ] 实施例三
[0032]如图6所示，本实施例与实施例一以及实施例二不同之处在于凸起的布置形式，在本实施例中，所述凸起3仅布置于所述封装腔体2的基底的前、后、左或右侧，本实施例中的基板适用封装内部结构不称的MEMS芯片，将MEMS芯片的应力相对不敏感的区域通过封装粘接胶粘结(或者用焊料焊接)固定在凸起上，使MEMS元件应力敏感区域悬空，从而避免封装热应力对MEMS元件的不利影响。
[0033]所述基板通过在封装腔体的基底上设置凸起，有利于贴片时的精确定位;在基底上设置的凸起能有效减小MEMS芯片与基底的粘结面积，从而有利于减小封装热应力；对于某些特定的MEMS芯片结构，在基底上设置单个凸起用于连接MEMS芯片，将应力敏感的结构部分悬空以减弱封装热应力对器件性能的影响，提高了器件的性能。
【主权项】
1.一种微机电系统封装基板，包括基板本体(I)，所述基板本体(I)上设有封装腔体(2)，其特征在于:所述封装腔体(2)的基底上设有用于承载和定位封装芯片的凸起(3)。2.如权利要求1所述的微机电系统封装基板，其特征在于:所述凸起(3)的制作材料与所述基板本体(I)的材料相同。3.如权利要求2所述的微机电系统封装基板，其特征在于:所述凸起(3)的制作材料为陶瓷。4.如权利要求1所述的微机电系统封装基板，其特征在于:所述凸起(3)的制作材料与所述基板本体(I)的材料不同。5.如权利要求4所述的微机电系统封装基板，其特征在于:所述凸起(3)的制作材料为玻璃或硅。6.如权利要求1所述的微机电系统封装基板，其特征在于:所述凸起(3)通过在加工所述基板本体的同时在所述封装腔体(2)的基底形成，或通过粘接或焊接的形式形成于所述封装腔体(2)的基底上。7.如权利要求1所述的微机电系统封装基板，其特征在于:所述凸起(3)设置于所述封装腔体(2)的四个角处，且不与所述封装腔体(2)的侧壁相接触。8.如权利要求1所述的微机电系统封装基板，其特征在于:所述凸起(3)左右或前后对称的设置于所述封装腔体(2)的基底上。9.如权利要求1所述的微机电系统封装基板，其特征在于:所述凸起(3)设置在所述封装腔体(2)的前、后、左或右侧的基底上。10.如权利要求1所述的微机电系统封装基板，其特征在于:所述凸起(3)为长方体形或圆柱形。
【文档编号】B81C1/00GK205472637SQ201620282955
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】许 鹏, 李博, 陈余
【申请人】中国电子科技集团公司第十三研究所