一种适用于MEMS惯性传感器封装的陶瓷管壳的制作方法

本实用新型属于微机电系统封装领域，具体是一种mems惯性传感器封装用陶瓷管壳。

背景技术：

mems技术开辟了微型化、集成化的新技术领域和产业，而其封装好坏关系到器件性能的优劣，同时封装成本过高也会降低mems器件的市场竞争力。mems中一些可动部分或悬空结构、硅杯空腔、梁、沟、槽、膜片，甚至是流体部件与有机部件，基本上是靠表面效应工作的。mems产品的封装技术大多数是借用半导体ic领域中现成的封装工艺，不过，由于各类产品的使用范围和应用环境的差异，其封装也没有统一的形式，应根据具体的使用情况选择适当的封装形式，对各种不同结构及用途的mems器件，导致其封装设计专用性很强。

目前mems惯性器件产品量较小，无标准工艺，传统的mems封装主要有金属封装、陶瓷封装和塑料封装三种形式。最近几年，mems封装技术取得了很大进展，出现了众多的mems封装技术，通常可将其分为3个封装层次：芯片级封装、圆片级封装、系统级封装。而对于mems惯性器件来讲，封装技术除了保护内部结构不受外部环境的干扰和破坏之外，还要保证器件具有良好的气密性，较好的绝缘性，以及足够的机械应力，保证形状稳定。这样大大增加了器件封装难度，导致mems封装技术成本高于一般电子元器件，制约着mems惯性器件的发展和普及应用。

针对mems惯性传感器的封装难点，mems惯性传感器采用陶瓷封装。陶瓷材料具有足够高的机械强度，绝缘电阻及绝缘破坏电压高；在温度高、湿度大的条件下性能稳定，确保可靠性。并且热导率高；热膨胀系数与si的热膨胀系数匹配，耐热性优良。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于mems惯性传感器封装的陶瓷管壳，可实现深腔、体积小、高可靠性、高气密性，高集成度，满足mems惯性器件的封装要求。

本实用新型采用提供一种适用于mems惯性传感器封装的陶瓷管壳，采用陶瓷结构，陶瓷材料具有足够高的机械强度，绝缘电阻及绝缘破坏电压高；在温度高、湿度大的条件下性能稳定，确保可靠性。并且热导率高；热膨胀系数与si的热膨胀系数匹配，耐热性优良。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是，一种适用于mems惯性传感器封装的陶瓷管壳，其特征在于：包括可伐金属盖板(1)，和带引脚的陶瓷管座，陶瓷管座顶部设有金属封口环(2)，所述可伐金属盖板(1)通过所述金属封口环(2)将所述陶瓷管壳上端的开口封闭，金属封口环(2)烧结在陶瓷管座侧壁(3)上，陶瓷管座侧壁(3)固定在下方的带有金属埋线的台阶(4)上，带有金属埋线的台阶(4)与下方陶瓷台阶(5)固定，陶瓷台阶(5)固定在陶瓷管座底部的陶瓷基底上(6)，在陶瓷管座四周布有金属引脚(7)，金属引脚(7)通过内部走线与带有金属埋线的台阶(4)表面上的金属焊盘(8)相连。

进一步的技术方案，所述的陶瓷管座腔体采用左右不等高设计，陶瓷台阶(5)只布置在腔体左侧。

进一步的技术方案，所述的带有金属埋线的台阶(4)采用三面围绕设计，带有金属埋线的台阶(4)上布有数量不定的金属焊盘(8)。

进一步的技术方案，所述陶瓷管壳材料采用氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷或ltcc。

进一步的技术方案，金属封口环(2)与可伐金属盖板(1)之间通过平行封焊工艺进行焊接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1)实现器件小型化，具有足够高的机械强度，热膨胀系数与mems惯性芯片的热膨胀系数匹配；

2)封装气密性高：气密性满足≤1×10-3pa·cm3/s；

3)与常规lcc或cqfp相比，本实用新型腔体深度大，左右采用不等高设计，可将asic与mems芯片摆放在腔体内，并使得两芯片表面高度一致，利于引线键合缩小金丝长度，提高了集成度和热传导速率。

附图说明

图1是本实用新型半剖结构示意图；

图2是本实用新型的俯视图；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型包括可伐金属盖板(1)，和带引脚的陶瓷管座，陶瓷管座顶部设有金属封口环(2)，所述可伐金属盖板(1)通过所述金属封口环(2)将所述陶瓷管壳上端的开口封闭，金属封口环(2)烧结在陶瓷管座侧壁(3)上，陶瓷管座侧壁(3)固定在下方的带有金属埋线的台阶(4)上，带有金属埋线的台阶(4)与下方陶瓷台阶(5)固定，陶瓷台阶(5)固定在陶瓷管座底部的陶瓷基底上(6)，在陶瓷管座四周布有金属引脚(7)，金属引脚(7)通过内部走线与带有金属埋线的台阶(4)表面上的金属焊盘(8)相连。

所述的陶瓷管座腔体采用陶瓷材料制成，陶瓷台阶(5)只布置在腔体左侧。带有金属埋线的台阶(4)采用三面围绕设计，金属埋线的台阶(4)上布有数量不定的金属焊盘。mems传感器表头一般较asic芯片更厚一些，本实用新型陶瓷管座内腔采用左右不等高设计解决了mems传感器表头与asic芯片高度不一致的问题。有利于后期缩短金属引线的长度，增加引线强度，以及热传导速率。

优选的，本实用新型管壳采用平行封焊封装，并对待封器件进行加热和抽真空处理，从而降低管腔内的湿度和氧分子的含量，封装后使得管腔内部的芯片不易被氧化、使芯片不受外界因素的影响而损坏和对芯片起到保护作用，不因外部条件变化而影响芯片的正常工作。在封焊过程中充以保护气体氮气，其压强与一个大气压相同，这样既利于在使用过程中内外压强的平衡，也利于人员操作，使得器件在长时间工作下，不因内外压强差而使管壳脱离。

本实用新型为一种适用于mems惯性传感器封装的陶瓷管壳，结合陶瓷烧结技术、芯片粘接技术和平行封焊技术有效提高了器件可靠性封装，以及气密性，提供了一种小型化，集成化，稳定可靠的惯性传感器封装管壳。