微机电系统封装及其制造方法与流程

本发明涉及微机电系统封装及其制造方法。

背景技术：

1、微机电系统(micro-electro-mechanical system，mems)元件，例如加速度计、陀螺仪、压力传感器和麦克风，已广泛用于许多现代电子元件中。例如，由加速度计和/或mems陀螺仪组成的惯性测量单元(inertial measurement unit，imu)常见于平板计算机、汽车或智能手机中。在一些应用中，各种mems元件需要整合到一个mems封装中。然而，对于需要不同压力的mems元件，这些mems元件需要在不同的环境压力下单独封装，然后整合到一个mems封装中。因此，整个封装过程是复杂的，并且所述mems封装具有大的占用面积(footprint)。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了微机电系统(mems)封装及其制造方法，以克服现有技术中的缺陷。

2、本发明为达上述目的，提出以下技术方案：

3、一种微机电系统封装，包括一第一mems封装以及一第二mems封装，所述第二mems封装与所述第一mems封装横向隔开；所述第一mems封装包括：一第一元件基板，包括第一mems元件；一第一盖基板，键合到所述第一元件基板，其中，所述第一盖基板围封一第一空腔和一通气孔，所述通气孔连接到所述第一空腔；以及一第一密封层，填入所述通气孔的至少一部分中，其中，所述第一密封层设置在所述第一元件基板和所述第一盖基板之间；所述第二mems封装包括：一第二元件基板，包括一第二mems元件；以及一第二盖基板，键合到所述第二元件基板，其中，所述第二盖基板围封所述第二空腔；其中，所述第一空腔具有一第一压力，所述第二空腔具有不同于所述第一压力的一第二压力。

4、本发明另还提出一种微机电系统封装的制造方法，包括：提供一盖基板，该盖基板包括一第一凹槽、一第二凹槽和一第三凹槽，所述第一凹槽连接到所述第三凹槽，并且所述第一凹槽和所述第三凹槽与所述第二凹槽横向隔开，其中，所述第一凹槽和所述第二凹槽的深度均大于所述第三凹槽的深度；在一环境压力下用所述盖基板覆盖所述第一凹槽、所述第二凹槽和所述第三凹槽，以形成一第一空腔、一第二空腔和一第三空腔；移除邻接所述第三凹槽的一端部的所述盖基板，以形成一通气孔；在不同于所述环境压力的另一环境压力下使气体流过所述通气孔；以及在气体流过所述通气孔之后，将一密封层填入到所述通气孔中。

5、根据本发明的一些实施例，可独立于第二空腔的压力而控制第一空腔的压力。此外，第一空腔的压力可以藉由使气体流过通气孔来控制。因此，与现有技术相比，简化了整个封装过程，并且mems封装的占用面积较小。

技术特征：

1.一种微机电系统封装，其特征在于，包括一第一mems封装以及一第二mems封装，所述第二mems封装与所述第一mems封装横向隔开；

2.如权利要求1所述的微机电系统封装，其特征在于，所述第一mems元件包括一加速度计，所述第二mems元件包括一陀螺仪，所述第一压力大于所述第二压力。

3.如权利要求1所述的微机电系统封装，其特征在于，所述第一空腔的高度大于所述通气孔的高度。

4.如权利要求1所述的微机电系统封装，其特征在于，当从俯视角度观察时，所述通气孔呈现一非线性形状或一直线形状。

5.如权利要求4所述的微机电系统封装，其特征在于，所述非线性形状包括一波浪形状或一锯齿形状。

6.如权利要求1所述的微机电系统封装，其特征在于，所述第一密封层包括一端面，位于所述通气孔中，所述第一密封层的所述端面与所述第一空腔隔开。

7.如权利要求1所述的微机电系统封装，其特征在于，所述第一密封层还覆盖所述第一元件基板的侧壁和所述第一盖基板的侧壁。

8.如权利要求1所述的微机电系统封装，其特征在于，所述第一mems封装还包括设置在所述第一元件基板和所述第一盖基板之间的一键合介电层，所述键合介电层围封所述第一空腔和所述通气孔。

9.如权利要求1所述的微机电系统封装，其特征在于，所述第一元件基板还包括向下延伸的一凸出部分，所述凸出部分的一部分与所述第一空腔重叠，并与所述通气孔横向隔开。

10.如权利要求9所述的微机电系统封装，其特征在于，所述第一mems封装还包括一第一下空腔，被所述凸出部分包围。

11.如权利要求1所述的微机电系统封装，其特征在于，所述第一mems封装还包括一导电层，设置在所述第一盖基板的一顶表面上。

12.如权利要求11所述的微机电系统封装，其特征在于，所述导电层电耦合至设置在所述第一元件基板下方的一互联层。

13.如权利要求1所述的微机电系统封装，其特征在于，还包括一互联层，设置在所述第一元件基板和所述第二元件基板下方，所述互联层键合到所述第一元件基板和所述第二元件基板。

14.如权利要求13所述的微机电系统封装，其特征在于，所述互联层电耦合至所述第一mems元件和所述第二mems元件。

15.如权利要求13所述的微机电系统封装，其特征在于，所述第一密封层还填入在所述互联层和所述第一元件基板之间的一间隙中。

16.如权利要求1所述的微机电系统封装，其特征在于，所述第二mems封装还包括一第二密封层，覆盖所述第二元件基板的侧壁，并且所述第二密封层具有与所述第一密封层相同的成分。

17.一种微机电系统封装的制造方法，其特征在于，包括：

18.如权利要求17所述的微机电系统封装的制造方法，其特征在于，在形成所述通气孔之前，所述第一空腔、所述第二空腔和所述第三空腔具有一压力，所述压力等于所述环境压力。

19.如权利要求17所述的微机电系统封装的制造方法，其特征在于，在将所述密封层填入到所述通气孔中之后，所述第一空腔具有一压力，所述压力等于所述另一环境压力。

20.如权利要求19所述的微机电系统封装的制造方法，其特征在于，在将所述密封层填入到所述通气孔中之后，所述第二空腔具有一另一压力，所述另一压力等于所述环境压力。

技术总结
本发明公开了微机电系统封装及其制造方法，该微机电系统封装包括第一MEMS封装及第二MEMS封装，第二MEMS封装与第一MEMS封装横向隔开；第一MEMS封装包括：一第一元件基板，包括第一MEMS元件；一第一盖基板，键合到第一元件基板，其中第一盖基板围封一第一空腔和一通气孔，通气孔连接到第一空腔；以及一第一密封层，填入通气孔的至少一部分中，其中第一密封层设置在第一元件基板和第一盖基板之间；第二MEMS封装包括：一第二元件基板，包括一第二MEMS元件；以及一第二盖基板，键合到第二元件基板，其中第二盖基板围封第二空腔；第一空腔具有一第一压力，第二空腔具有不同于第一压力的一第二压力。

技术研发人员：拉奇许·昌德,拉玛奇德拉玛尔斯·彼拉迪·叶蕾哈卡,苏素轩,叶宝莲,周国富
受保护的技术使用者：世界先进积体电路股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6