[发明专利]一种应力分散MEMS塑封压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种MEMS塑封压力传感器，其特征在于，所述塑封压力传感器包括：压力芯片（1）、压力缓冲层（2）、基板（3）、引脚框（4）、导线（5）和塑封体（6）；其中，在所述压力芯片（1）的上表面覆盖压力缓冲层（2），压力缓冲层（2）包括中心缓冲层（21）和边缘缓冲层（22）两部分，中心缓冲层（21）覆盖在压力芯片的敏感结构上，边缘缓冲层（22）覆盖在敏感结构的四周，并且露出压力芯片与导线的焊接点；所述压力芯片（1）的下表面设置在基板（3）上；所述导线（4）将压力芯片（1）的焊接点与引脚框（4）相连；所述塑封体（6）将压力芯片（1）、引脚框（4）和基板（3）封装，并在塑封体的底面或侧面露出引脚框；所述塑封体（6）与压力缓冲层（2）之间具有空腔（61），并且在空腔（61）与塑封体的外表面之间开设通孔（62），与外界连通。

2.如权利要求1所述的塑封压力传感器，其特征在于，所述中心缓冲层的厚度≤2μm，边缘缓冲层的厚度在40～60μm之间。

3.如权利要求1所述的塑封压力传感器，其特征在于，在所述塑封体（6）的内表面与压力缓冲层（2）相对应处开设空腔。

4.如权利要求1所述的塑封压力传感器，其特征在于，采用密封薄膜（8）包裹已覆盖压力缓冲层（2）的压力芯片（1）、引脚框（4）和基板（3），并露出引脚框的底面或侧面，将密封薄膜（8）与引脚框的边缘密封；所述塑封体（6）在所述密封薄膜（8）外将其封装，从而在塑封体（6）与压力缓冲层（2）之间形成空腔（61）。

5.如权利要求1所述的塑封压力传感器，其特征在于，所述中心缓冲层（21）的材料采用BCB胶；所述边缘缓冲层（22）的材料采用SU8。

6.一种权利要求1所述的MEMS塑封压力传感器的制备方法，包括以下步骤：

1）对流片结束的压力芯片未划片的晶圆，在其正面利用匀胶机在压力芯片的晶圆覆盖一层软胶薄膜，控制匀胶机的转数和甩胶时间，以保证薄膜的厚度和表面均匀；

2）光刻，曝光，显影，只在敏感结构的表面覆盖一层软胶薄膜，形成压力缓冲层的中心缓冲层；

3）继续在其正面利用匀胶机在压力芯片的晶圆覆盖一层厚胶薄膜，控制匀胶机的转数和甩胶时间，以保证薄膜的厚度和表面均匀；

4）光刻，曝光，显影，在敏感结构的四周覆盖高应力的胶体，留出压力芯片与导线的焊接点，形成压力缓冲层的边缘缓冲层；

5）将压力芯片的下表面通过粘接物粘贴在基板上；

6）通过导线将压力芯片与引脚框相连接；

7）制备具有空腔和通孔的塑封体的注塑模具；

8）进行塑封体注塑，然后冷却，形成具有空腔和通孔的塑封体；

9）塑封体将压力芯片、引脚框和基板封装，并与压力芯片之间形成空腔，在塑封体的底面或侧面露出引脚框。

7.一种权利要求1所述的塑封压力传感器的制备方法，包括以下步骤：

1）对流片结束的压力芯片未划片的晶圆，在其正面利用匀胶机在压力芯片的晶圆覆盖一层软胶薄膜，控制匀胶机的转数和甩胶时间，以保证压力缓冲层的厚度和表面均匀；

2）光刻，曝光，显影，只在敏感结构的表面覆盖一层软胶薄膜，形成压力缓冲层的中心缓冲层；

3）继续在其正面利用匀胶机在压力芯片的晶圆覆盖一层厚胶薄膜，控制匀胶机的转数和甩胶时间，以保证此层的厚度和表面均匀；

4）光刻，曝光，显影，在敏感结构的四周覆盖高应力的胶体，留出压力芯片与导线的焊接点，形成压力缓冲层的边缘缓冲层；

5）将压力芯片的下表面通过粘接物粘贴在基板上；

6）通过导线将压力芯片与引脚框相连接；

7）采用密封薄膜包裹压力芯片、引脚框和基板，在压力缓冲层的上表面形成空腔，并露出引脚框的底面或侧面；

8）对密封薄膜和引脚框加热，将密封薄膜与引脚框的边缘密封；

9）制备具有通孔的塑封体注塑的模具；

10）进行塑封体注塑，然后冷却，形成具有通孔的塑封体；

11）塑封体将压力芯片、引脚框和基板封装，并在塑封体的底面或侧面露出没有被密封薄膜包裹的引脚框。

8.如权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，在步骤1）中，所述中心缓冲层的材料采用BCB胶；压力缓冲层的中心缓冲层的厚度小于2μm，控制匀胶机的时间和转速，转速1500～2500转/分钟，时间30秒以下。

9.如权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，在步骤3）中，所述边缘缓冲层的材料采用SU8；边缘缓冲层的厚度在40～60μm之间，控制匀胶机的时间和转速，转速3500～4500转/分钟，时间1分钟以上。