[发明专利]MEMS微传感器的封装结构及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种具有屏蔽功能的MEMS微传感器的封装结构及其制造方法。

【背景技术】

MEMS微传感器是以MEMS技术为手段设计、加工并进行封装的一系列微型传感器的统称，其包括压力传感器、湿度传感器、温度传感器、加速度传感器等。MEMS微传感器的封装是MEMS传感器走向市场被客户接受并广泛应用的最后一步，也是MEMS微传感器制造中十分关键的一步。

由于MEMS微传感器的不同种类、原理和应用范围，MEMS微传感器具有多种多样的封装形式。例如，目前的压力传感器封装，主要包括压力传感器芯片、金属底座、金属罩、硅油和弹片。一般通过焊接方式将金属罩和金属底座形成密闭腔体，芯片装在底座上，腔体中注满硅油，压力通过弹片和硅油作用在芯片上，然而，这种封装形式具有制作难度高、成本高及体积大等不足之处。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种屏蔽效果较好、结构简单可靠的MEMS微传感器的封装结构及其适合大批量生产要求制造该MEMS微传感器的封装结构的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种MEMS微传感器的封装结构，包括基板及固定于基板上的盖体，所述基板与盖体共同围成一个腔体，所述基板包括面向腔体的内壁及与内壁相对的外壁，所述MEMS微传感器的封装结构还设有安装于内壁上且突伸入腔体内的MEMS微传感器芯片；所述基板或盖体设有与腔体连通的气孔，使得外界待测物理信号可通过气孔进入腔体并被MEMS微传感器芯片感知及检测；所述基板及盖体主要由绝缘材料制成，但是，所述盖体的内表面镀有围绕在MEMS微传感器芯片外围的第一金属环，所述基板的内壁在基板与盖体的结合处镀有第二金属环，并且所述第一金属环与第二金属环通过粘接胶实现固定并相互导通以形成金属屏蔽区；所述基板还包括与MEMS微传感器芯片电性连接的第一金属化孔及与第二金属环电性连接的第二金属化孔，并且所述基板的外壁设有覆盖于第一、第二金属化孔上且与第一、第二金属化孔对应连接的第一、第二金属电极。

作为本发明的进一步改进，所述盖体包括中空的竖直体及覆盖于竖直体上且与基板相对的盖板，其中，所述第一金属环覆盖于竖直体的内表面；所述盖板的内表面镀有作为屏蔽的第三金属环，并且所述第一金属环与第三金属环相互接触。

作为本发明的进一步改进，所述竖直体与盖板分开设置并相互固定在一起，所述盖板的外表面分别设有与第三金属环电性连接的第三金属电极及与MEMS微传感器芯片电性连接的第四金属电极，所述MEMS微传感器的封装结构可选择性的将第二金属电极及第三金属电极中的其中一个，及第一金属电极及第四金属电极中的其中一个，共同作为MEMS微传感器在安装时的引出电极。

作为本发明的进一步改进，所述第三金属环设有在横向上位于第一金属环外侧的延伸部，所述延伸部与第二金属环在竖直方向至少部分重叠；所述盖板设有与延伸部接触的第三金属化孔，所述第三金属电极覆盖于第三金属化孔上且与第三金属化孔接触。

作为本发明的进一步改进，所述MEMS微传感器芯片为压力传感器芯片或湿度传感器芯片或温度传感器芯片或化学传感器芯片。

作为本发明的进一步改进，所述MEMS微传感器的封装结构设有连接MEMS微传感器芯片与第一金属化孔的金属引线，及包覆于MEMS微传感器芯片及金属引线上的灌封胶，并且外界待测物理信号可穿过灌封胶被MEMS微传感器芯片感知及检测。

作为本发明的进一步改进，所述灌封胶完全包覆MEMS微传感器芯片及金属引线。

作为本发明的进一步改进，所述绝缘材料为塑料或环氧树脂，所述腔体内还设有与MEMS微传感器芯片配合的信号处理元件。

作为本发明的进一步改进，所述气孔可以通过设在基板内部或设在盖体和基板内部的弯折管道来形成。

为解决上述技术问题，本发明还可以采用如下技术方案：一种MEMS微传感器的封装结构的制造方法，包括如下步骤：

提供第一面板，所述第一面板设置用以对应多个MEMS微传感器的多个基板；所述基板的内壁镀有第二金属环，基板设置第一金属化孔及与第二金属环接触的第二金属化孔，并在基板的外壁上设置分别与第一、第二金属化孔连接的第一、第二金属电极；

提供多个MEMS微传感器芯片，并将这些MEMS微传感器芯片通过粘接胶固定到每个基板上，使每一个MEMS微传感器芯片位于对应的第二金属环内，并对粘接胶进行固化；

键合金属引线将MEMS微传感器芯片与第一、第二金属化孔电性连接；