[发明专利]一种用于射频MEMS开关的封装方法

说明书

一种射频MEMS开关的封装方法，主要步骤为金属层的制作、封装帽的制作、金属键合和划片。所述封装帽本体为具有内凹腔结构的立方体结构，在封装帽本体的内凹腔壁上粘附金薄膜，可以防止微波信号以辐射的形式泄露，同时起到微波屏蔽的作用，在封装键合时，将衬底所在的晶圆放置在封装帽所在的晶圆上，两个晶圆通过对准标记相互对准，再升高加工温度，融化金属层，形成的合金键合层具有较高的键合强度，可以防止开关在划片时封装帽被划开，本发明采用的是晶圆级封装，需要通过划片将晶圆切割制成单颗组件，封装帽所在的晶圆在加工过程中进行双面光刻，便于划片，提高成品率。

技术领域

本发明涉及射频MEMS技术领域，具体涉及一种用于射频MEMS开关的封装方法。

背景技术

MEMS封装通常分为圆片级封装、器件级封装和系统级封装三个层次。圆片级封装是指MEMS结构和电路的制作、封装都在硅圆片上进行，封装完成后再进行切割，形成单个的芯片，而且封装效率高。目前封装已成为制约MEMS走向产业化的一个重要原因之一。事实上只有已封装的MEMS器件才能成为产品，才能投入使用，否则只能停留在实验室阶段。封装技术中主要的关键技术有键合技术和封装硅帽制造技术。

键合技术是半导体制造过程中一种不可或缺的技术，绝大多数电子产品的材料、结构间机械及元器件的连接都会用到键合技术。它是把两片完整的圆片，包括裸片及已经制备好的器件，通过直接或间接的方法形成良好接触的一种半导体制造技术。圆片级键合是一种把大尺寸圆片材料一次性集成在一起的新兴微电子制造技术，在IC、微机电系统(MEMS)和封装中的应用日益广泛。圆片级键合方法包括黏着键合、共晶键合、玻璃浆料键合、热压键合、阳极键合、直接键合等。

现行的射频MEMS开关通常采用BCB键合，热压键合、玻璃浆料键合等键合方式；其存在的主要问题有:1.键合强度过低，划片时封装帽容易被划开；2.键合温度过高，开关性能下降；3.工艺兼容性差，不利于批量化生产等问题。

本发明所提出的金属共晶键合具有熔点较低，键合强度较高，工艺兼容性好的优点，进而增强射频MEMS开关的封装气密性；防止进行的划片、裂片工艺对射频MEMS开关内部易碎结构和敏感结构的破坏，从而提高封装成品率和可靠性。

传统射频MEMS开关所使用的封装帽通常为硅基封装帽，虽然起到了气密性，但是无法阻止外界的射频信号干扰射频MEMS开关，也无法阻止射频信号以辐射的形式散失。

本发明中的封装帽应用在所述射频MEMS开关上，金薄膜可以防止通过射频MEMS开关的微波信号以辐射的形式消耗，起到微波屏蔽的作用，有助于开关微波性能的提升；所述缺口宽度与所述射频MEMS开关的波导宽度一样，允许外界通过微波传输线，将信号输入所述封装帽内的射频MEMS开关上，并输出相应的信号，还可防止通过射频MEMS开关的微波信号以辐射的形式消耗，起到微波屏蔽的作用，有助于开关微波性能的提升。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种高键合强度的射频MEMS开关的键合方法。

本发明的具体技术方案如下：一种用于射频MEMS开关的封装方法，所述方法包括如下步骤：

1)制作下金属层：在衬底上围绕所述射频MEMS开关设置一层中空方形氮化硅隔离层，在氮化硅隔离层的上方设置第一金属层；

2)制作封装帽：所述封装帽为一具有内凹腔结构的立方体结构，在所述封装帽的凹腔边缘处设置第二金属层，所述第一金属层与所述第二金属层形状结构大小一致，所述封装帽本体的内表面粘附有金薄膜；

所述金薄膜在所述封装帽本体相对的侧壁上开设缺口，所述缺口用于将所述射频MEMS开关的信号线传递至所述封装帽外；

在制作封装帽时，需要进行双面光刻；