[发明专利]一种多自由度微传感器模块及其封装

权利要求书

1.一种多自由度微传感器模块，包括：多自由度MEMS加速度计、多自由度MEMS陀螺仪、多自由度MEMS磁传感器、MEMS压力传感器、GPS/北斗导航芯片、ASIC集成电路，其特征在于将多自由度MEMS加速度计、多自由度MEMS陀螺仪、多自由度MEMS磁传感器、MEMS压力传感器、GPS/北斗导航芯片、ASIC集成电路通过基于基板的封装技术进行封装集成或通过系统级封装技术进行封装集成为一体化模块。

2.根据权利要求1所述的多自由度微传感器模块，其特征在于所述传感器为裸片或紧凑型封装件或基于CMOS工艺的具有多通道的传感器信号调理能力的裸片或紧凑型封装集成件，所述传感器芯片被制作在封帽中。

3.如权利要求1所述的多自由度微传感器模块的基板封装，其特征在于多自由度MEMS加速度计、多自由度MEMS陀螺仪、多自由度MEMS磁传感器、MEMS压力传感器、GPS/北斗导航芯片平面放置在基板一侧或两侧或者隐埋在基板中央的某一层上。

4.根据权利要求3所述的多自由度微传感器模块的基板封装，其特征在于所述基板为陶瓷基板或环氧玻璃布层压板或硅基板或柔性基板或直接敷铜陶瓷基板或直接电镀陶瓷基板或印刷电路板、环氧玻璃布层压板(FR4基板)的材料为覆铜板和铝基板。

5.根据权利要求4所述的多自由度微传感器模块的基板封装，其特征在于所述印刷电路板、环氧玻璃布层压板，在基板的中间线处设有一腔体，腔体处于应力低区域，应力低区域比基板表面应力低1/3~2/3。

6.根据权利要求4所述的多自由度微传感器模块的基板封装，其特征在于所述印刷电路板用卷对卷制程技术，采用挠性覆铜板，通过贴膜、曝光、湿洗流程，在挠性覆铜板形成电路，所述挠性覆铜板上附着一层保护挠性覆铜板及键合材料的厚度为50μm~100μm的薄层材料。

7.根权利要求3或4中所述的多自由度微传感器模块的基板封装，其特征在于将多种传感器集成在陶瓷基板上，用于封装的传感器芯片为单个或多个传感器芯片堆叠集成后再封装在陶瓷基板上，陶瓷基板表面和内部设有布线层，所述陶瓷基板上设有凹槽，一个或者多个传感器被封装在凹槽之中，用盖帽与陶瓷基板键合起来将传感器封装在腔体内部，所述凹槽内填充满保护材料或按传感器轮廓涂覆一薄层保护材料。

8.如据权利要求3中所述的多自由度微传感器模块的基板封装，其特征在于所述将多种传感器隐埋在基板中央的某一层上，传感器芯片与基板连接方式为倒装焊或引线键合方式，隐埋的传感器的保护方式为在上方根据传感器的轮廓保形涂覆一层薄层保护材料，或者隐埋传感器的空腔内完全填满保护材料或不填充任何保护介质，或者隐埋传感器的空腔上方设置保护盖板，盖板上的键合环区域为带有缓冲腔的双墙结构，该双墙结构用于单个传感器或多个传感器集成的真空封装，或用于整个传感器模块的真空封装。

9.如权利要求1中所述的多自由度微传感器模块的系统级封装，其特征在于多自由度MEMS加速度计、多自由度MEMS陀螺仪、多自由度MEMS磁传感器、MEMS压力传感器、GPS/北斗导航芯片以及ASIC集成电路利用中介层进行垂直堆叠、垂直加平面堆叠方式进行封装。

10.根据权利要求9中所述的多自由度微传感器模块中的系统级封装，其特征在于所述中介层由玻璃材料制作，其内部连接方式为铜柱直接连接或铜柱上加有铅或无铅焊料进行连接，中介层上面的通孔的直径要比铜柱的直径要大，以保证足够的装配公差，以及在使用和可靠性测试中铜柱与侧壁不碰撞，铜柱装配后的通孔由低模量的材料（包括硅胶）进行填充或不填充。

11.根据权利要求9中所述的多自由度微传感器模块的系统级封装，其特征在于将多自由度MEMS加速度计、多自由度MEMS陀螺仪、多自由度MEMS磁传感器、MEMS压力传感器以及专用集成电路采用阵列式引线框架封装方式，在框架上组成阵列分布，各传感器和集成电路通过金凸点焊球与框架连接，所述金凸点焊球采用引线键合技术进行植球制作，所述引线框架为普通的引线框架或是经冲压具有低应力的引线框架。