[发明专利]MEMS芯片集成的封装结构及封装方法

说明书

本发明公开了一种MEMS芯片集成的封装结构及封装方法，通过重布局金属线路将ASIC芯片的电性导出至与需要键合的MEMS芯片焊球相对应位置，并使MEMS芯片焊球与重布局金属线路相键合，可满足不同尺寸的MEMS芯片与ASIC芯片之间的封装要求，适用于所有的MEMS芯片封装；通过先形成包覆ASIC芯片、重布局金属线路及MEMS芯片正面的塑封层；再通过金属互连结构将ASIC芯片焊垫的电性引出至ASIC芯片背面，可使封装后的结构含有MEMS芯片及ASIC芯片的功能，且可以与其他功能芯片进行键合，实现芯片堆叠，适应更多的功能需求。本发明还具备封装成品尺寸小、制造工艺简单、性能优越、散热性佳的优点。

技术领域

本发明涉及一种芯片集成的封装，具体是涉及一种MEMS芯片集成的封装结构及封装方法。

背景技术

MEMS(Micro Electro Mechanical systems,微机电系统)技术是建立在微米/纳米技术基础上的21世纪前沿技术，是指对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。它可将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。微机电系统不仅能够采集、处理与发送信息或指令，还能够按照所获取的信息自主地或根据外部的指令采取行动。它采用微电子技术和微加工技术相结合的制造工艺，制造出各种性能优异、价格低廉、微型化的传感器、执行器、驱动器和微系统，相对于传统的机械，它们的尺寸更小，厚度更薄，系统的自动化、智能化和可靠性水平更高。MEMS器件的应用领域相当广阔，市场需求强劲，正成为业界争相研发的热点。

MEMS产品中，由于各类产品的使用范围和应用环境的差异，其封装也没有一个统一的形式，应根据具体的使用情况选择合适的封装，近年来，MEMS封装技术取得了很大的进展，出现了众多的MEMS封装技术，大多数研究都集中在特殊应用的不同封装工艺，并且通常MEMS器件要实现特定的功能需要借助ASIC(Application Specific IntergratedCircuits,专用集成电路)芯片，而由于制造MEMS器件的工艺和制造ASIC的工艺差别较大，无法在CMOS(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)晶圆制造过程中同时制造完成。

专利号为ZL201320864641.2的专利文献，公开了一种硅基圆片级扇出封装结构，该封装结构包括硅基本体和带有若干个电极的IC芯片，每一电极上设置若干个金属柱/金属块，IC芯片的另一面通过贴片胶与硅基本体连接，塑封层将IC芯片、金属柱/金属块和贴片胶封装起来，金属柱/金属块的端面露出塑封层，并在其端面设置再布线金属层，相邻的再布线金属层向电极外侧延伸，并在再布线金属层的终端的表面设置焊球凸点，该实用新型能够实现将IC芯片的尺寸做的更小，但是采用在电极上设置金属柱/金属块的可靠性不好，良率下降。

专利号为ZL201110336991.7的专利文献，公开了一种微机电系统MEMS器件的方形扁平无引脚封装结构及方法，该封装结构包括：基板；粘结于所述基板上的专用集成电路ASIC芯片；粘贴于所述ASIC芯片上的MEMS芯片；包封所述基板、ASIC芯片、MEMS芯片并裸露所述基板上引脚的塑封料；所述ASIC芯片上的微型焊盘通过引线与所述基板上的引脚连接；所述MEMS芯片上的微型焊盘通过引线与所述ASIC芯片上的微型焊盘连接；所述ASIC芯片上，与所述MEMS芯片上微型焊盘连接的微型焊盘不同于与所述基板上引脚连接的微型焊盘。该发明采用堆叠的方式，将ASIC芯片与MEMS芯片封装为具有ASIC芯片的MEMS器件，具有产品尺寸小，制造简单、性能优越、散热性佳的优点。但是，不同的MEMS芯片其功能特性各异，因此不同MEMS芯片与ASIC芯片之间的封装需要采用不同的方式，封装方式不够灵活，不能广泛应用于所有MEMS芯片与ASIC芯片之间的封装。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种MEMS芯片集成的封装结构及封装方法，能够适用于所有的MEMS芯片与ASIC芯片之间的封装，同时具备封装成品尺寸小、制造工艺简单、性能优越、散热性佳的优点。